本發明屬于感應加熱卷煙領域,具體涉及一種可感應加熱的氣溶膠生成制品及氣溶膠生成系統。
背景技術:
1、常規加熱卷煙發煙段所用的煙草薄片中通常含有霧化劑(丙二醇、丙三醇等)和香精。為了讓消費者抽吸過程能感受到足夠強的煙霧量,通常會在煙草薄片中添加足夠量的霧化劑,但過多的霧化劑容易導致煙草薄片在存放過程中導致吸潮。而煙草薄片初始生產原料中所添加的香精通常會在薄片烘干過程中被大量揮發,不利于加熱卷煙成本的控制,現有技術常見做法是引入爆珠或者降溫段加香來提升使用者對香味的體驗。
2、在加熱卷煙領域,發煙段通常以煙草薄片為載體,通過外加霧化劑(丙二醇、丙三醇等多元醇)和香精來實現可見煙霧量和特征香味的釋放。然而,現有技術存在兩個長期未解的矛盾:一方面,為保證消費者抽吸時能瞬間獲得足夠的煙霧量,必須在薄片成型階段將霧化劑總量提高至薄片干重的15%~25%,如此高比例的多元醇在后續的儲運環節中極易吸濕回潮,導致薄片水分活度升高、煙支壓降漂移、空頭空松率上升,甚至滋生霉菌;另一方面,薄片在烘干、復烤及再干燥過程中需經歷120℃以上的熱風處理,此階段大部分揮發性香精(如低沸點醇類、醛類、酯類香料)隨水分一起被帶走,實際留存率不足30%,企業不得不通過二次補香(爆珠、線香、香線、降溫段顆粒加香)來彌補香味損失,這些額外工序不僅增加了材料和工藝成本,還帶來爆珠壓破力一致性差、香味釋放滯后或局部過濃的新問題,同時爆珠破裂后的液體可能遷移至濾嘴外層,影響外觀與消費者體驗。
3、此外,對于感應加熱卷煙來說,在預熱過程中感受器可以通過感應加熱快速升溫,但由于感受器與松散的煙草材料接觸面積有限,導致煙草材料表面的發煙劑(不含煙堿)被迅速揮發,而煙草中的煙堿成分尚未釋出,使得電磁加熱卷煙的第一口香味過濃而勁頭不足。
4、因此,行業亟需一種能夠在不提高薄片初始霧化劑比例的前提下、仍能保證高煙霧量,同時使香精免于高溫烘干損失、并在抽吸全過程均勻協同釋放的煙支結構設計,以解決高霧化劑帶來的吸潮隱患和薄片中香精的高使用量帶來的成本與體驗缺陷。
技術實現思路
1、本發明的目的是為了解決電磁加熱卷煙抽吸全過程釋放均勻性的問題,第一方面提供給了一種可感應加熱的氣溶膠生成制品,所述氣溶膠生成制品包括位于遠端并依次組裝的整體發煙段、離散發煙段和感受器,其中,所述感受器從所述整體發煙段內部一直延伸至所述離散發煙段內部。
2、進一步的,所述整體發煙段為由單個發煙構件、3個以內的發煙構件或6個以內的發煙構件構成的整體;所述發煙構件為3d材料多孔體、2d材料聚集體或1d材料聚集體。
3、進一步的,所述3d材料多孔體包括多孔陶瓷、多孔海綿、多孔泡沫聚合物、多孔泡沫金屬或植物固件;進一步的,所述2d材料聚集體由1層或多層片材通過卷繞、折疊、壓縮、收縮、褶皺或卷曲的方式形成;所述片材包括紙質材料、無紡布或聚合物膜片;所述片材上形成有透氣孔;進一步的,所述1d材料聚集體由醋酸纖維素纖維、聚酯纖維、聚烯烴纖維、聚乙烯纖維、滌綸纖維、聚丙烯纖維、尼龍纖維、聚乳酸纖維或植物纖維聚集而成。
4、進一步的,所述發煙構件浸漬或噴涂有第一發煙劑。
5、進一步的,所述發煙構件中包埋具有第一發煙劑的微膠囊。
6、進一步的,所述發煙構件中包埋凝膠態或固態第一發煙劑。
7、進一步的,所述離散發煙段包含7個以上、20個以上或100個以上離散的發煙單體;所述發煙單體為煙草薄片、煙草顆粒和/或煙絲。
8、進一步的,所述整體發煙段具有第一發煙劑,所述第一發煙劑包括煙堿或煙堿鹽;所述離散發煙段具有第二發煙劑,所述第二發煙劑不包括煙堿或煙堿鹽。
9、進一步的,所述氣溶膠生成制品還包括位于所述離散發煙段近端并依次組裝的支撐段、冷卻段和/或過濾段;所述整體發煙段和所述離散發煙段通過鋁箔或鋁箔紙包裹連接。
10、第二方面,提供了一種感應加熱氣溶膠生成系統,包括上述的任意一項氣溶膠生成制品和感應加熱氣溶膠生成裝置。
11、其中,氣溶膠生成制品是吸煙制品,包括氣溶膠形成基質,其通過加熱生成通過用戶的口直接可吸入用戶的肺中的氣溶膠。
12、優選地,整體發煙段中的氣溶膠形成基質主體是液體組分的第一發煙劑。優選地,第一發煙劑包括煙堿或煙堿鹽。固體氣溶膠形成基質也可以包含在一個或多個膠囊中,這種膠囊可以在加熱固體氣溶膠形成基質期間熔化,也可以在使用前由消費者破碎。
13、優選地,離散發煙段中的氣溶膠形成基質主體是固體氣溶膠形成基質,特別是包括煙草。包括粉末、顆粒、小丸、碎片、細條、條狀物或片材中的一種或更多種,含有草本植物葉、煙葉、煙草肋料、平展煙草和均質煙草中的一種或更多種。例如,特別是被稱為均質煙草片的煙草薄片、煙草顆粒或天然煙絲或煙梗切絲得到煙絲。替代地或附加地,可以包括不含煙草的氣溶膠形成材料,例如包括尼古丁鹽和氣溶膠形成劑的紙片。任選擇地,固體氣溶膠形成基質可以進一步包含第二發煙劑以增強發煙效果。
14、在本專利中,均質煙草材料表示通過使顆粒煙草聚集形成的材料。
15、在本專利中,片材表示具有基本大于其厚度的寬度和長度的層狀元件。
16、在本專利中,聚集用于描述基本橫向于氣溶膠生成制品的縱向軸線卷繞、折疊、壓縮、收縮、褶皺或卷曲的片材。
17、在本專利中,紋理化片材表示已卷曲、凸印、壓印、穿孔或以另外方式變形的片材。氣溶膠形成基質可以包括均質煙草材料的聚集的紋理化片材,其包括多個間隔開的缺口、突出部、穿孔或其組合。優選地,氣溶膠形成基質包括均質煙草材料的聚集卷曲薄片。均質煙草材料的紋理化片材的使用可以有利地促進均質煙草材料片材的聚集,以形成氣溶膠形成基質。
18、在本專利中,卷曲片材表示具有多個基本平行的隆脊或皺折的片材。優選地,當氣溶膠生成制品已被組裝時,基本平行的隆脊或皺折沿著氣溶膠生成制品的縱軸延伸或平行于該縱軸延伸。這有利地促進聚集均質煙草材料的卷曲片材,以形成氣溶膠形成基質。然而,將可以理解的是,用于包含在氣溶膠生成制品中的均質煙草材料的卷曲片材可以可替代地或另外地具有多個基本平行的隆脊或皺折,當氣溶膠生成制品已被組裝時,所述多個基本平行的隆脊或皺折與氣溶膠生成制品的縱軸呈銳角或鈍角布置。
19、氣溶膠形成基質可以為塞的形式,所述塞包括由紙或其他包裝材料限定的氣溶膠形成材料。在氣溶膠形成基質為塞的形式的情況下,認為包括任何包裝紙的整體塞是氣溶膠形成基質。
20、優選地,氣溶膠形成基質包括塞,所述塞包括由包裝物包圍的均質煙草材料或其它氣溶膠形成材料的聚集片。優選地,所述感受器位于與氣溶膠形成材料直接接觸的塞內。
21、在本專利中,發煙劑,即氣溶膠形成劑,用于描述任何合適的已知化合物或化合物的混合物,所述化合物或化合物的混合物在使用中促進氣溶膠的形成并且在氣溶膠生成制品的工作溫度下基本耐熱降解。合適的氣溶膠形成劑在本領域中是已知的,并且其包括但不限于:多元醇,例如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇和甘油;多元醇的酯,例如甘油單乙酸酯、甘油二乙酸酯或甘油三乙酸酯;以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯,例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。優選的氣溶膠形成劑是多元醇或其混合物,例如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇,并且最優選的甘油。氣溶膠形成基質可包括單一氣溶膠形成劑。可替代地,氣溶膠形成基質可包括兩種或更多種氣溶膠形成劑的組合。
22、優選地,氣溶膠形成基質具有按干重計大于5%的氣溶膠形成劑含量。更優選地,氣溶膠形成基質可具有按干重計大約5%與大約30%之間的氣溶膠形成劑含量。在一個實施方式中,氣溶膠形成基質具有按干重計大約20%的氣溶膠形成劑含量。
23、可以通過輥壓法、稠漿法和造紙法等本領域已有制造工藝制造包括用于在氣溶膠生成制品中均質煙草片材的氣溶膠形成基質。
24、優選地,氣溶膠形成制品包括整體發煙段、離散發煙段、支撐段、氣溶膠冷卻段和過濾段。優選地,這些段大體上為圓柱形且具有大體相當的外徑。例如,具有至少5mm的外徑。優選地,具有大約5mm到大約12mm之間、例如大約5mm到大約10mm之間或大約6mm到大約8mm之間的外徑。在優選的實施方式中,具有7.2mm+/-10%的外徑。
25、整體發煙段位于離散發煙段上游,可以具有大約2mm到大約8mm之間、例如大約4mm到大約6mm之間的長度,并且可以阻止發煙單體從離散發煙段的遠端脫離。
26、離散發煙段可以具有大約5mm到大約15mm之間、例如大約8mm到大約12mm之間的長度。優選為11mm-13mm。
27、支撐段可以緊接地位于氣溶膠形成基質的下游并緊靠離散發煙段,并且可以阻止發煙單體從離散發煙段的近端脫離。支撐元件可以由任何適當的材料或材料組合形成。例如,支撐元件可以由選自由以下材料組成的組中的一種或更多種材料形成:醋酸纖維素;紙板;卷曲紙,比如卷曲耐熱紙或卷曲羊皮紙;以及聚合材料,比如低密度聚乙烯(ldpe)。在優選的實施方式中,支撐元件由醋酸纖維素形成。支撐元件可以包括中空管狀元件。在優選的實施方式中,支撐元件包括中醋酸纖維素管。支撐元件可以具有在大約5mm與大約15mm之間的長度。在優選的實施方式中,支撐元件具有大約8毫米的長度。
28、氣溶膠冷卻段可以位于氣溶膠形成基質的下游,例如氣溶膠冷卻段可以緊接地位于支撐段的下游,并且可以緊靠支撐段。氣溶膠冷卻段也可以位于支撐段和過濾段之間,過濾段位于氣溶膠生成制品的最下游端。氣溶膠冷卻段可以具有在每毫米長度大約300平方毫米與每毫米長度大約1000平方毫米之間的總表面面積。在優選的實施方式中,氣溶膠冷卻段具有每毫米長度大約500平方毫米的總表面面積。氣溶膠冷卻段可替代地被稱為熱交換器。
29、優選地,氣溶膠冷卻段具有低抽吸阻力。即,優選地,氣溶膠冷卻段提供對于空氣穿過氣溶膠生成制品的低的阻力。優選地,氣溶膠冷卻段基本不影響氣溶膠生成制品的抽吸阻力。
30、氣溶膠冷卻段可以包括多個縱向延伸的通道。多個縱向延伸的通道可以由片材材料限定,所述片材材料已經歷卷曲、打褶、聚集和折疊中的一種或更多種,以形成通道。多個縱向延伸的通道可以由單個片材限定,所述單個片材已經歷卷曲、打褶、聚集和折疊中的一種或更多種,以形成多個通道。可替代地,多個縱向延伸的通道可以由多個片材限定,所述多個片材已經歷卷曲、打褶、聚集和折疊中的一種或更多種,以形成多個通道。
31、在一些實施方式中,氣溶膠冷卻段可以包括選自由以下組成的組中的材料聚集片:金屬箔、聚合物材料以及基本上無孔的紙或紙板。在一些實施方式中,氣溶膠冷卻段可以包括選自由以下組成的組中的材料的聚集片:聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚氯乙烯(pvc)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚乳酸(pla)、乙酸纖維素(ca)和鋁箔。在優選實施方式中,氣溶膠冷卻元件包括生物可降解材料的聚集片。例如,無孔紙的聚集片或可生物降解的聚合物材料(如聚乳酸)的聚集片。
32、氣溶膠冷卻段可以由具有大約10平方毫米每毫克到大約100平方毫米每毫克重量之間的比表面面積的材料的聚集片形成。在一些實施方式中,氣溶膠冷卻段可由具有大約35mm2/mg的比表面積的材料的聚集片層形成。
33、氣溶膠冷卻段可以周向上可以具有可將外部空氣導入內部中空空間的通風孔。
34、氣溶膠生成制品可以包括位于氣溶膠生成制品的口端處的過濾段,即煙嘴。煙嘴可以緊接地位于氣溶膠冷卻段的下游,并且緊靠氣溶膠冷卻段。煙嘴可以包括過濾嘴。過濾嘴可以由一種或更多種合適的過濾材料形成。許多這樣的過濾材料在本領域是已知的。在一個實施方式中,煙嘴可以包括由醋酸纖維素絲束形成的過濾嘴。
35、煙嘴可以具有在大約5mm與大約20mm之間的長度。在優選的實施方式中,煙嘴具有大約14mm的長度。煙嘴可以具有在大約5mm與大約14mm之間的長度。在優選的實施方式中,煙嘴具有大約7mm的長度。
36、氣溶膠生成制品的元件(例如,氣溶膠形成基質和氣溶膠生成制品的任何其它元件,如支撐段、氣溶膠冷卻段和煙嘴)由外部包裝物包圍。外部包裝物由任何合適的材料或材料的組合形成。優選的是,外包裝紙是香煙紙。
37、氣溶膠生成裝置用于說明與氣溶膠生成制品的氣溶膠形成基質相互作用以生成氣溶膠的裝置。優選地,氣溶膠生成裝置是吸煙裝置,其與氣溶膠生成制品的氣溶膠生成基質相互作用以生成通過用戶的口直接可吸入用戶的肺中的氣溶膠。氣溶膠生成裝置可以是用于吸煙制品的固定器。
38、感受器指的是可以將電磁能量轉換成熱的材料。當位于波動電磁場中時,在感受器中引起的渦電流導致感受器的加熱。氣溶膠生成制品中的感受器定位成與氣溶膠形成基質熱接觸,氣溶膠形成基質由感受器加熱。
39、氣溶膠生成制品設計成與包括感應加熱源的電操作氣溶膠生成裝置接合。感應加熱源或感應器生成波動電磁場,以便加熱位于波動電磁場內的感受器。在使用中,氣溶膠生成制品與氣溶膠生成裝置接合使得感受器位于由感應器生成的波動電磁場內。
40、感受器的長度尺寸地大于其寬度尺寸或其厚度尺寸,例如大于其寬度尺寸或其厚度尺寸的兩倍。因此感受器可以被描述為伸長的感受器。感受器可以大致縱向地布置在氣溶膠生成基質內。這意味著伸長的感受器的長度尺寸布置成近似平行于氣溶膠生成基質的縱向方向,例如在平行于氣溶膠生成基質的縱向方向的加減10度以內。在優選的實施方式中,伸長的感受器可以位于氣溶膠生成基質內的徑向中心位置,并且沿著氣溶膠生成基質的縱軸線延伸。
41、感受器優選為針形、條形或葉形。優選地,所述感受器具有5mm到15mm,例如6mm到12mm之間或8mm到10mm之間的長度。優選地,伸長的感受器具有與氣溶膠形成基質基本相同的長度。優選地,所述感受器可以具有1mm到5mm的寬度和0.01mm到2mm之間的厚度,例如0.5mm到2mm的厚度。優選實施方式可能具有10微米到500微米之間的厚度,更優選10微米到100微米之間的厚度。如果感受器具有恒定橫截面,例如圓形橫截面,則它具有1mm到5mm的優選寬度或直徑。
42、感受器可以采用能夠通過感應方式加熱至足以使氣溶膠形成基質生成氣溶膠的溫度的任何材料制成。優選的感受器包括金屬或碳。優選的感受器可能包括鐵磁性材料,例如鐵素體、鐵磁性鋼或不銹鋼。合適的感受器可能是鋁或可能包括鋁。優選的感受器可由400系列不銹鋼制成,例如410級、420級或430級不銹鋼。當放置于具有類似頻率和場強值的電磁場中時,不同材料將消耗不同數量的能量。因此,可以在已知電磁場內改變所述感受器的參數,例如材料類型、長度、寬度和厚度,以提供所需的能量消耗。
43、可能加熱優選的感知器至超過250攝氏度的溫度。合適的感受器可以包括非金屬芯體,其具有布置在非金屬芯體上的金屬層,例如形成于陶瓷芯體的表面上的金屬軌跡。
44、感受器可以具有外保護層,例如包封伸長的感受器的陶瓷保護層或玻璃保護層,從而形成完整的加熱體。感受器可以包括由玻璃、陶瓷或惰性金屬形成的保護涂層,所述保護涂層形成于感受器材料的芯體上。
45、感受器布置成與整體發煙段和離散發煙段熱接觸。因此,當感受器加熱時,整體發煙段和離散發煙段被加熱并且形成氣溶膠。整體發煙段和離散發煙段中可以包含一個感受器,可替代地,整體發煙段和離散發煙段可以包括多個的感受器,感受器的形態可以是伸長形、顆粒形、網形、輻射形、管形、沙漏形、螺旋形等。
46、氣溶膠生成裝置通過感應發射器的感應線圈能夠生成大約1mhz到30mhz之間、例如2mhz到10mhz之間、例如5mhz到7mhz之間的波動電磁場。
47、優選地,氣溶膠生成裝置能夠生成具有1ka/m到5ka/m之間、例如2ka/m到3ka/m之間、例如大約2.5ka/m的場強(h場)的波動電磁場。
48、感應線圈材料應選用導電效果良好的材料如金屬等;此外,在本專利中,感應線圈材料還應具有良好的彈性變形能力,可以用彈簧鋼、金、銀等金屬。
49、感應線圈的活動線圈支架和固定線圈支架可以通過一體成型、焊接、卡箍等方式與感應線圈主體連接。活動線圈支架的位移可以通過手動、電機傳動等方式實現。
50、氣溶膠生成裝置是用戶可在單只手的手指之間舒適地持有的便攜式或手持式氣溶膠生成裝置。氣溶膠生成裝置的形狀基本上可以是圓柱形。氣溶膠生成裝置可以具有在大約70毫米與大約120毫米之間的長度。
51、電源可以是任何適當的電源,例如直流電壓源,比如電池。在一個實施方式中,電源是鋰離子電池。可替代地,電源可以是鎳金屬氫化物電池、鎳鎘電池或鋰基電池,例如鋰鈷、磷酸鋰鐵、鈦酸鋰或鋰聚合物電池。
52、控制元件可以是簡單的開關。可替代地,控制元件可以是電路,并且可以包括一個或多個微處理器或微控制器。
53、氣溶膠生成系統可能包括氣溶膠生成裝置以及一個或多個氣溶膠生成制品,氣溶膠生成裝置配置相應數量的加熱腔室收容氣溶膠生成制品。
54、本發明通過設計一個具有復合發煙段的電磁加熱卷煙,包含一段較短的增香霧化段以及一段煙草霧化段,作為電磁感應發熱體的感受器貫穿兩者,通過獨立加熱至不同溫度,同時實現香精和尼古丁的遞送。
55、本發明的具體優點主要體現在以下各環節:
56、1、在預熱階段通過整體發煙段中的第一發煙劑迅速發煙并傳遞煙堿;
57、2、在預熱階段通過整體發煙段吸熱以防止離散發煙段局部過熱,實現離散發煙段均勻加熱并發煙;
58、3、對加熱卷煙進行補香,實現香精的平穩釋放;
59、4、提高加熱卷煙整體霧化量;
60、5、整體發煙段遮擋空氣,避免離散發煙段中的煙草薄片等吸潮。