带有狭窄中空管状过滤嘴的气溶胶生成制品的制作方法

本发明涉及一种气溶胶生成制品，该气溶胶生成制品包括含有气溶胶形成基材的基材部分以及中空管状过滤嘴部分。

背景技术：

已知提供用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成装置。此类装置可以加热包含在气溶胶生成制品中的气溶胶形成基材，而不燃烧气溶胶形成基材。气溶胶生成制品可具有杆形状，以用于将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置的加热室中。可以将加热元件布置在加热室内或周围，以用于一旦气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置的加热室中，便加热气溶胶形成基材。烟嘴可设置在气溶胶生成制品的端部处。

已知的气溶胶生成制品相对复杂，并且需要多个不同的部分，诸如基材部分、一个或多个过滤嘴部分以及用于生成可吸入气溶胶的冷却节段，在气溶胶生成制品中经常需要三个至五个区段或滤嘴段，所有区段或滤嘴段需要布置成杆状形式。这需要复杂的制造机械和组合机械。

技术实现要素：

期望具有复杂性降低的气溶胶生成制品和烟嘴。进一步期望这样的气溶胶生成制品显示出良好的气溶胶生成特性。

根据本发明的第一方面，提供了气溶胶生成制品，该气溶胶生成制品包括含有气溶胶形成基材的基材部分以及中空管状过滤嘴部分。中空管状过滤嘴部分可具有小于5毫米的内径。

小于5毫米的直径可具有至少两个不同的优点。在直径介于约2毫米和5毫米之间的情况下，在气溶胶形成基材的下游端处形成空腔。当从气溶胶形成剂基材释放的材料流进入中空管状过滤嘴部分的这种开放空间时，这种膨胀将流冷却到一定程度，并且会形成气溶胶液滴。另外，该效果可进一步增强，以将空腔下游的直径的进一步减小与例如烟嘴一起使用，这将在下面进一步讨论。

然而，已经发现有利的是，中空管状过滤嘴部分的内径小于2毫米。在2毫米或以下，中空管状过滤嘴部分的内径小于常规气溶胶生成制品的常规中空管状过滤嘴部分的内径。有利的是，当与具有较大直径的子序列结构(诸如下文所述的另外的烟嘴)组合时，该相对较小的直径可以实现文丘里效应。因此，由于可有利地减少气溶胶生成制品的元件(诸如用于生成气溶胶的冷却节段)的数量的事实，可以降低气溶胶生成制品的复杂性。根据本发明，气溶胶生成制品的功能中的一些功能可以转移到可重复使用的烟嘴中。这意味着原本只能使用一次的元件现在可以多次使用。这意味着可以简化气溶胶生成制品。这减少了原本将产生的来自一次性使用制品的废物量。

另外，该相对较小的直径可产生期望的抽吸阻力。

如本文所用，术语“上游”和“下游”用于描述根据本发明的烟嘴和气溶胶生成制品的部件或部件的部分相对于在烟嘴和气溶胶生成制品的使用期间通过其抽吸空气的方向的相对位置。

气溶胶生成制品的中空管状过滤嘴部分可包括例如中空乙酸酯管(HAT)、细中空乙酸酯管(FHAT)或包裹在中央硬纸板管周围的丝束塞，所有这些结构从过滤嘴元件的制造中获知。中空管状过滤嘴部分优选地包括中空中央空间。中空管状过滤嘴部分的内径可以指中空中央空间的直径。

中空管状过滤嘴部分可紧接着位于包含气溶胶生成制品的气溶胶形成基材的基材部分的下游，并且可直接邻接气溶胶形成基材。气溶胶生成制品可仅包括基材部分和中空管状过滤嘴部分。

如果期望或需要，例如实现气溶胶生成制品的足够高的抽吸阻力，则可以在气溶胶生成制品中包括附加过滤嘴节段。优选地，这样的附加过滤嘴节段可包括在基材部分和中空管状过滤嘴部分之间。优选地，这样的附加过滤嘴节段包括过滤材料，诸如乙酸纤维素。优选地，附加过滤嘴节段的长度介于约4毫米和约8毫米之间，优选地介于约5毫米和约7毫米之间。优选地，附加过滤嘴节段和中空管状过滤嘴部分的组合长度介于约10毫米和约18毫米之间，优选地为13毫米。

中空管状过滤嘴部分可由任何合适的材料或材料的组合形成。例如，中空管状过滤嘴部分可由选自由以下项组成的组的一种或多种材料形成：乙酸纤维素、硬纸板、纸(诸如卷曲耐热纸或卷曲羊皮纸)、棉、粘胶纤维、玻璃纤维、以及其他聚合物材料(诸如低密度聚乙烯(LDPE))。在优选的实施方案中，中空管状过滤嘴部分由乙酸纤维素形成。

中空管状过滤嘴部分的外径优选地近似等于气溶胶生成制品的外径。

中空管状过滤嘴部分的外径可介于大约4毫米和大约8毫米之间，例如介于大约5毫米和大约6毫米之间，优选地为约5.3毫米。

中空管状过滤嘴部分的长度可介于大约10毫米和大约14毫米之间。

中空管状过滤嘴部分的内径可介于0.5毫米和2毫米之间，优选地介于0.75毫米和1.25毫米之间，更优选地为约1毫米。替代地，中空管状过滤嘴部分的内径可介于2毫米和5毫米之间。

气溶胶生成制品可包括布置在基材部分和中空管状过滤嘴部分之间的圆柱形过滤嘴部分。

圆柱形过滤嘴部分可防止诸如烟草之类的气溶胶形成基材进入中空管状过滤嘴部分，这可能阻塞中空管状过滤嘴部分。圆柱形过滤嘴部分可进一步帮助从通过气溶胶生成制品抽吸的包含汽化的气溶胶形成基材的空气中移除不需要的成分。另外，圆柱形过滤器部分可用于将抽吸阻力调节到期望水平。在提供圆柱形过滤嘴部分的情况下，圆柱形过滤嘴部分加上中空管状过滤嘴部分的总长度可介于10毫米和13毫米之间。圆柱形过滤嘴部分的长度可介于4毫米和8毫米之间，优选地介于5毫米和7毫米之间。根据该方面，中空管状过滤嘴部分的长度可介于5毫米和9毫米之间。最优选地，圆柱形过滤嘴部分和中空管状过滤嘴部分的总长度为13毫米。

本发明还涉及一种系统，该系统包括如上所述的气溶胶生成制品和被配置为可附接到气溶胶生成制品的烟嘴。

具有与烟嘴结合的具有小直径的中空管状过滤嘴部分的气溶胶生成制品可以降低系统的复杂性并改善气溶胶生成。烟嘴优选地设置为可重复使用的烟嘴。

烟嘴可包括具有空腔的上游端，该空腔被配置用于使得能够将气溶胶生成制品插入空腔中。

空腔可被配置用于将气溶胶生成制品牢固地保持在空腔室中并因此与烟嘴连接。空腔可被配置为紧密地接纳气溶胶生成制品，以便防止空气、汽化的气溶胶形成基材和气溶胶中的一者或多者在气溶胶生成制品和烟嘴之间泄漏。使用者可以将气溶胶生成制品插入烟嘴的空腔中以供使用。在吸烟体验之后，使用者可从空腔移除用过的气溶胶生成制品并将新的气溶胶生成制品插入空腔中。

空腔可包括在空腔的下游侧处的圆锥形节段，其中空腔的内径可在圆锥形节段中沿下游方向减小。

圆锥形节段可被设置为减小空腔的直径，使得插入的气溶胶生成制品紧密地接纳在空腔的下游端处。优选地，圆锥形节段被设置为在气溶胶生成制品的插入期间接触气溶胶生成制品的外周边。因此，圆锥形节段可在圆锥形节段的下游端与气溶胶生成制品的外周边之间提供紧密的连接，从而有助于牢固地保持气溶胶生成制品。此外，可由圆锥形节段的下游端提供密封，以在气溶胶生成制品已插入烟嘴的空腔中之后，防止空气、汽化的气溶胶形成基材和气溶胶中的一者或多者在气溶胶生成制品和烟嘴之间逸出。

邻近烟嘴上游端的空腔的内径可以大于气溶胶生成制品的外径。该直径可便于气溶胶生成制品的插入。

圆锥形节段的最小内径可小于气溶胶生成制品的外径。在本发明的其中中空管状过滤嘴部分的内径介于2毫米和5毫米之间的实施方案中，烟嘴优选地包括将其内径减小到约0.7毫米和1.5毫米之间。烟嘴的内径的这种减小可以产生有助于确定气溶胶的销孔效应。烟嘴的内径的这种减小还可有助于气溶胶生成制品的目标抽吸阻力。

优选地，圆锥形节段的最小内径在空腔的下游端处，更优选地在空腔的圆锥形节段的下游端处达到。在气溶胶生成制品的插入期间，气溶胶生成制品的外周边可能与空腔的内壁接触，使得在气溶胶生成制品插入烟嘴的空腔期间，气溶胶生成制品的外周边可被挤压在一起。

烟嘴可包括被配置用于限制气溶胶生成制品插入空腔中的止挡件。

止挡件可设置在空腔的下游端处。止挡件可被配置为基本上垂直于烟嘴的纵向轴线延伸的壁。止挡件可包括诸如O形环之类的密封元件。

烟嘴可包括下游端和从下游端沿上游方向延伸的文丘里管节段。

烟嘴可包括中央气流通道。中央气流通道可被成形为形成文丘里管节段。中央气流通道可沿着烟嘴的纵向轴线布置，使得在将气溶胶生成制品的中空管状过滤嘴部分插入烟嘴的空腔中之后，气溶胶生成制品的纵向轴线可与烟嘴的纵向轴线对准。换句话讲，在将气溶胶生成制品连接到烟嘴之后，烟嘴的中央气流通道可与气溶胶生成制品对准，使得可将空气抽吸通过气溶胶生成制品并进入烟嘴的中央通道。当将气溶胶生成制品插入烟嘴的空腔中时，文丘里管节段可直接邻接气溶胶生成制品。

文丘里管节段可以是圆锥形的，其中文丘里管节段的内径朝着烟嘴的下游端增加。在存在烟嘴的内径的销孔型收缩的情况下，圆锥形节段布置在烟嘴的内径的该收缩的附近和下游。通过在气溶胶生成制品的与文丘里管节段直接邻接的中空管状过滤嘴部分中的小直径，可以实现优化的文丘里效应。沿下游方向流过气溶胶生成制品(特别是气溶胶生成制品的基材部分)的空气将进入小直径中空管状过滤嘴部分。在通过中空管状过滤嘴部分后，包含汽化的气溶胶形成基材的空气将流入文丘里管节段中，并在收缩(由于中空管状过滤嘴部分的小内径而收缩，或者在烟嘴中收缩)后膨胀。作为反应，空气将冷却，并且气溶胶液滴将在空气中形成。因此，通过提供具有在下游端处具有小内径的中空管状过滤嘴部分，以及具有与中空管状过滤嘴部分直接邻接的文丘里管节段的烟嘴的气溶胶生成制品，简单的气溶胶生成制品可设置有在烟嘴的文丘里管节段中的优化的气溶胶生成。

文丘里管节段的圆锥角可介于0度至20度之间，优选地介于4度至10度之间，更优选地为约6度。圆锥角可在烟嘴的纵向轴线与文丘里管节段的成角度的内壁之间测量。

烟嘴的文丘里管节段的最大内径和气溶胶生成制品的中空管状过滤嘴部分的内径可被配置为使得从中空管状过滤嘴部分被抽吸到文丘里管节段中的包含汽化的气溶胶形成基材的空气可能会经受温度下降。初始温度可为约250摄氏度。温度下降可介于50摄氏度和150摄氏度之间，优选地介于75摄氏度和125摄氏度之间，更优选地为约100摄氏度。温度可能会下降到约160摄氏度。温度可朝向文丘里管节段的下游端进一步降低。因此，气溶胶可在文丘里管节段中形成。在文丘里管节段的下游端处，温度可介于40摄氏度至70摄氏度之间，优选地介于50摄氏度和60摄氏度之间。

烟嘴的气流通道可具有最小直径，该最小直径大于气溶胶生成制品的中空管状过滤嘴部分的内径。

以这种方式，确保了空气在从中空管状过滤嘴部分流入文丘里管节段时将在文丘里管节段中膨胀，并且由此生成气溶胶。

气流通道的最小直径可为至少2毫米，优选地为至少3毫米，更优选地为至少4毫米。为了使从中空管状过滤嘴部分进入文丘里管节段的空气能够膨胀，文丘里管节段的最小直径等于或大于中空管状过滤嘴部分的内径。文丘里管节段的最小直径可比中空管状过滤嘴部分的内径大1毫米，优选地大2毫米，最优选地大3毫米。

如本文所用，术语“气溶胶生成制品”是指包括气溶胶形成基材的制品，该气溶胶形成基材能够释放挥发性化合物，该挥发性化合物可通常在热量的施加下，即在室温以上形成气溶胶。气溶胶生成制品可以是一次性的。

气溶胶生成制品可为大致圆柱形的形状。然而，替代地，可使用其他横截面。实际上，气溶胶生成制品的横截面可沿着其长度变化，例如通过改变横截面的形状或横截面尺寸。气溶胶生成制品可为基本上细长的。气溶胶生成制品可具有长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基材可以是大体上圆柱形的形状。气溶胶形成基材可以是基本上细长的。气溶胶形成基材也可具有一定长度和基本上垂直于该长度的圆周。

气溶胶生成制品的总长度可介于30毫米和60毫米之间，优选地介于40毫米和50毫米之间，更优选地为45毫米。气溶胶生成制品的外径可介于大约4毫米和8毫米之间，优选地介于5毫米和6毫米之间，更优选地为约5.3毫米。在一个实施方案中，气溶胶生成制品的总长度为大约45毫米。此外，气溶胶形成基材的长度可介于20毫米和55毫米之间。气溶胶生成制品可包括外包装材料，优选地为外包装纸。

如本文中所使用的，术语‘气溶胶形成基材’涉及能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基材。可以通过加热气溶胶形成基材来释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基材可以适宜地为气溶胶生成制品或吸烟制品的一部分。

气溶胶形成基材为能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基材。可以通过加热气溶胶形成基材来释放挥发性化合物。气溶胶形成基材可包括尼古丁。气溶胶形成基材可以包括植物基材料。气溶胶形成基材可以包括烟草。气溶胶形成基材可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，所述化合物在加热时从气溶胶形成基材释放。替代地，气溶胶形成基材可包括不含烟草的材料。气溶胶形成基材可包括均质化植物基材料，包括均质化烟草，例如通过例如造纸工艺或流延工艺制造。

气溶胶形成基材可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是任何合适的已知化合物或化合物的混合物，该化合物在使用中有利于形成致密且稳定的气溶胶并且在系统的操作温度下基本上耐热降解。合适的气溶胶形成剂为例如：多元醇，诸如三甘醇、1,3-丁二醇和丙三醇；多元醇的酯，诸如丙三醇单、二或三乙酸酯；以及单、二或聚羧酸的脂族酯，诸如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。气溶胶形成剂可为多元醇或其混合物，例如，二缩三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇。气溶胶形成剂可为丙二醇。气溶胶形成剂可包括丙三醇和丙二醇两者。

本发明还涉及一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括如本文所述的烟嘴。气溶胶生成装置可包括壳体、电路、电源、加热室和加热元件。

如本文所用，“气溶胶生成装置”涉及与气溶胶形成基材相互作用以生成气溶胶的装置。气溶胶形成基材可以是气溶胶生成制品的一部分。气溶胶生成装置可以是与气溶胶生成制品的气溶胶形成基材相互作用以生成气溶胶的装置。

电路可以包括微处理器，所述微处理器可为可编程微处理器。微处理器可以是控制器的一部分。电路可包括另外的电子部件。电路可经配置以调节到达加热元件的电力供应。电力可以在激活系统之后持续地供应到加热元件，或者可以间歇地供应，诸如在逐抽吸的基础上。可以以电流脉冲的形式将电力供应给加热元件。电路可被配置为监控加热元件的电阻，并且优选地根据加热元件的电阻而控制对加热元件的电力供应。

所述装置可在主体内包括电源，通常是电池。作为备选，电源可以是另一形式的电荷存储装置，诸如电容器。电源可能需要充电，并且可具有使得能够为一次或多次使用体验存储足够能量的容量；例如，电源可以具有足够的容量以连续生成气溶胶约六分钟的时间或六分钟的倍数的时间。在另一个示例中，电源可具有足够的容量以产生用于多次抽吸的气溶胶。

电源可以是任何合适的电源，例如DC电压源，诸如电池。在一个实施方案中，电源是锂离子电池。另选地，电源可以是镍-金属氢化物电池、镍镉电池，或锂基电池例如锂-钴、锂-铁-磷酸盐、钛酸锂或锂-聚合物电池。

加热元件可以布置在加热室内部或周围，用于加热可插入加热室中的气溶胶生成制品。加热室可以是空腔。替代地或另外，可以提供内部加热元件，例如被插入以至少部分地用于气溶胶形成基材中的销或叶片。

例如，装置可包括围绕加热室的周边定位的外部加热元件。外部加热元件可采用任何合适形式。例如，外部加热元件可采用在介电基板(例如，聚酰亚胺)上的一个或多个柔性加热箔的形式。柔性加热箔可被成形为与加热室的周边一致。替代地，外部加热元件可以采取金属网格、柔性印刷电路板、成型互连装置(MID)、陶瓷加热元件、柔性碳纤维加热元件的形式，或可以使用涂布技术，例如等离子体气相沉积，形成于适合的成形基材上。外部加热元件也可使用具有温度与电阻率间定义关系的金属来形成。在此类示例性装置中，金属可在两层合适绝缘材料之间形成为迹线。以此方式形成的外部加热元件可用于加热和监控外部加热元件在操作期间的温度。加热元件可被配置为加热到约250摄氏度的温度。

本发明还涉及一种将包括内径小于5毫米的中空管状过滤嘴部分的气溶胶生成制品附接到烟嘴的方法。

关于一个方面描述的特征可以等同地应用于本发明的其他方面。

附图说明

将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：

图1示出了气溶胶生成制品，该气溶胶生成制品包括具有小直径的中空管状过滤嘴部分和用于与气溶胶生成制品附接的烟嘴；并且

图2示出了具有附接的烟嘴的气溶胶生成制品以及用于插入气溶胶生成制品的气溶胶生成装置。

具体实施方式

图1示出了气溶胶生成制品10，该气溶胶生成制品包括含有气溶胶形成基材的基材部分12。在图1所示的气溶胶生成制品10的右侧部分上的基材部分12的下游，设置了中空管状过滤嘴部分14。中空管状过滤嘴部分14具有中空中央空间16。中空中央空间16具有小于2毫米的相对较小的内径，优选地为约1毫米。

图1的顶部部分示出了气溶胶生成制品10以及分离的烟嘴18。烟嘴18包括用于将气溶胶生成制品10插入空腔20中的空腔20。空腔20具有面向气溶胶生成制品10的上游端22。空腔20的上游端22的直径大于气溶胶生成制品10的外径，使得气溶胶生成制品10可以容易地插入空腔20中。空腔20在空腔20的下游端26处具有圆锥形节段24，使得插入空腔20中的气溶胶生成制品10被压缩，并且因此一旦完全插入空腔20中就紧密地接纳在空腔20中。在空腔20的下游端26处，空腔20包括止挡件28，以防止气溶胶生成制品10的过度插入。

图2的底部部分示出了在将气溶胶生成制品10插入烟嘴18的空腔20中之后与烟嘴18附接的气溶胶生成制品10。

图2示出了与烟嘴18连接的气溶胶生成制品10以及另外的气溶胶生成装置30。在图2的左侧部分，气溶胶生成制品10已被插入烟嘴18的空腔20中，从而在气溶胶生成制品10和烟嘴18之间建立连接。然而，气溶胶生成制品10和烟嘴18尚未插入气溶胶生成装置30中。在图2的右侧部分，气溶胶生成制品10被插入气溶胶生成装置30中。

气溶胶生成装置30包括用于插入气溶胶生成制品10的加热室32。加热元件34布置在加热室32中或周围，用于加热包含在气溶胶生成制品10中的气溶胶形成基材，以生成可吸入气溶胶。气溶胶生成装置30可包括另外的部件，诸如用于向加热元件34供应电能的电源36，以及用于控制从电源36向加热元件34的电能供应的电路38。

图2的右侧部分示出烟嘴18不与气溶胶生成装置30直接附接。然而，如果需要，在将气溶胶生成制品10插入气溶胶生成装置30中时，烟嘴18可接触气溶胶生成装置30，使得气溶胶生成制品10可以被气溶胶生成装置30的加热室32以及烟嘴18完全围绕。以这种方式，可以防止空气进入或离开烟嘴18和气溶胶生成装置30之间。在这样的配置中，气溶胶生成装置30优选地包括空气入口，用于使环境空气能够进入加热室32。当使用者在烟嘴18上抽吸时，优选地将空气从环境空气通过空气入口抽吸到加热室32中，并且进一步通过气溶胶生成制品10朝向烟嘴18和使用者的口。

替代地，如图2所示，可以在烟嘴18和气溶胶生成装置30之间设置间隙，以便使附加气流能够进入气溶胶生成装置。作为另外的替代方案，气溶胶生成制品10可以用包装材料包裹，该包装材料基本上防止空气通过包装材料从外部进入气溶胶生成制品10的内部或离开气溶胶生成制品10的内部到外部，即使在烟嘴18和气溶胶生成装置30之间设置了间隙。因此，间隙可被设置在烟嘴18与气溶胶生成装置30之间，而空气被限制为基本上仅沿着气溶胶生成制品10的纵向轴线流过气溶胶生成制品10。

图1和图2所示的烟嘴18包括文丘里管节段40，并且文丘里管节段40的内径朝向烟嘴18的向下端增加。与气溶胶生成制品10的中空管状过滤嘴部分14的小直径一起，可以在烟嘴18中生成优化的气溶胶。就这一点而言，中空管状过滤嘴部分14的内径小于烟嘴18的文丘里管节段40的最小内径。因此，如果包含汽化的气溶胶形成基材的空气从气溶胶生成制品10(更确切地说是气溶胶生成制品10的中空管状过滤嘴部分14)流动到烟嘴18，则空气膨胀并冷却，使得可以形成气溶胶液滴。