包含含有薄荷醇和钙交联的藻酸盐的非晶固体的气溶胶生成材料的制作方法

1.本发明涉及气溶胶生成。


背景技术：

2.如香烟、雪茄的吸烟制品在使用期间要燃烧烟草以产生烟草烟雾。这些类型的制品的替代物凭借通过加热而不燃烧从底物材料释放化合物而释放可吸入气溶胶或蒸气。这些可以称为非燃烧吸烟制品或气溶胶生成组件。
3.这种产品的一个实例是加热设备，其通过加热而不燃烧固体可气溶胶化材料释放化合物。在某些情况下，这种固体可气溶胶化材料可以包含烟草材料。加热使该材料的至少一种组分气化，通常形成可吸入的气溶胶。这些产品可以称为非燃烧加热设备、烟草加热设备或烟草加热产品。用于使固体可气溶胶化的材料的至少一种组分气化的各种不同设置是已知的。
4.作为另一个实例是电子烟/烟草加热产品混合设备，也称为电子烟草混合设备。这些混合设备包含液体源(其可以或可以不包含尼古丁)，其通过加热而气化，从而产生可吸入的蒸气或气溶胶。该设备还包含固体可气溶胶化的材料(其可以包含或不包含烟草材料)，并且该材料的组分被夹带于该可吸入蒸汽或气溶胶中，以产生吸入介质。


技术实现要素：

5.根据本发明的第一方面，提供了一种包含非晶固体的气溶胶生成材料，该非晶固体包含：
[0006]-0.1wt％-80wt％的薄荷醇；
[0007]-1wt％-60wt％的胶凝剂，该胶凝剂包含钙交联的藻酸盐，其包含α-(1-4)-连接的l-古洛糖醛酸酯(guluronate)(g)单元；和
[0008]-0.1wt％-50wt％的气溶胶形成剂材料。
[0009]
其中ca
2
阳离子与g单元的摩尔比为0.2-1。
[0010]
根据本发明的第三方面，提供了一种基材，其包括如本文描述的气溶胶生成材料和其上设置有气溶胶生成材料的载体。
[0011]
根据本发明的进一步的方面，提供了一种与非可燃气溶胶供给装置一起使用的制品，该制品包括如本文描述的气溶胶生成材料和/或如本文描述的基材。
[0012]
根据本发明的进一步的方面，提供了一种非可燃气溶胶供给系统，其包括如本文描述的制品和非可燃气溶胶供给装置，其中非可燃气溶胶供给装置配置为当制品与非可燃性气溶胶供给装置一起使用时从制品产生气溶胶。
[0013]
根据本发明的进一步的方面，提供了一种制备如本文描述的气溶胶生成材料的方法。
[0014]
根据本发明的进一步的方面，提供了一种使用如本文描述的非可燃气溶胶供给系
统产生气溶胶的方法，该方法包括加热气溶胶产生材料。在一些实施方式中，该方法包括将气溶胶生成材料加热至小于或等于350℃的温度。在一些实施方式中，该方法包括将气溶胶生成材料加热至约220-约280℃的温度。
[0015]
根据本发明的进一步的方面，提供了如本文描述的非可燃气溶胶供给系统的用途。
[0016]
本发明的其他特征和优点将从以下参照附图对本发明优选实施方式的描述中变得显而易见，该描述仅作为示例给出。
附图说明
[0017]
图1显示了气溶胶生成制品的一个实例的剖面图。
[0018]
图2显示了图1制品的透视图。
[0019]
图3显示了气溶胶生成制品的一个实例的剖视图。
[0020]
图4显示了图3制品的透视图。
[0021]
图5显示了气溶胶生成组件的实例的透视图。
[0022]
图6显示了气溶胶生成组件的实例的截面图。
[0023]
图7显示了气溶胶生成组件的实例的透视图。
[0024]
图8显示了气溶胶生成材料的实例的逐个抽吸感官数据。
具体实施方式
[0025]
本文的气溶胶生成材料是，例如当以任何其他方式加热、照射或激发时能够生成气溶胶的材料。例如，该气溶胶生成材料可以是固体、液体或凝胶的形式，其可以含有或不含有尼古丁和/或香料。该气溶胶生成材料包括“非晶固体”，其可替代地称为“整体式固体”(即非纤维状)。在一些实施方式中，该非晶固体可以是干燥的凝胶。该非晶固体是可以在其中保留一些流体如液体的固体材料。在一些实施方式中，该气溶胶生成材料可以例如包含约50wt％、60wt％或70wt％的非晶固体至约90wt％、95wt％或100wt％的非晶固体。在一些情况下，该气溶胶生成材料由非晶固体构成。
[0026]
如上文所述，本发明提供了包含非晶固体的气溶胶生成材料，非晶固体包含：
[0027]-0.1wt％-80wt％的薄荷醇；
[0028]-1wt％-60wt％的胶凝剂，该胶凝剂包含钙交联的藻酸盐，该钙交联的藻酸盐包含α-(1-4)-连接的l-古洛糖醛酸酯(g)单元；和
[0029]-0.1wt％-50wt％的气溶胶形成剂材料。
[0030]
其中ca
2
阳离子与g单元的摩尔比为0.2:1-1:1。
[0031]
本发明的胶凝剂包含藻酸盐(也称为“藻酸盐”)。藻酸盐是藻酸的衍生物，并且是包含g单元并且通常包含m单元的线性多糖。在将二价阳离子加入海藻酸时，藻酸盐会交联而形成凝胶。
[0032]
如本文使用的“g单元”是指α-(1-4)-连接的l-古洛糖醛酸酯。α-l-古洛糖醛酸酯是α-l-古洛糖醛酸的共轭碱。g单元也可以称为古洛糖醛酸酯单体或g残基。如本文使用的“m单元”是指β-(1-4)-连接的d-甘露糖醛酸酯(mannuronate)。β-d-甘露糖醛酸酯是β-d-甘露糖醛酸的共轭碱。m单元也可以称为甘露糖醛酸酯单体或m残基。
[0033][0034]
二价阳离子如ca
2
与藻酸盐单体的羧酸根基团相互作用而形成离子交联；本发明的非晶固体包含钙交联的藻酸盐。本发明人已经确定，包含钙交联的藻酸盐的非晶固体的物理特性取决于钙阳离子(ca
2
)与，具体而言，非晶固体中的藻酸盐g单元的摩尔比。
[0035]
本发明的非晶固体包含薄荷醇。薄荷醇作为活性物质存在于非晶固体中。即，薄荷醇包含于非晶固体中，而使得在加热非晶固体时薄荷醇被雾化并且可以被递送给使用者而实现生理和/或嗅觉响应。
[0036]
由于薄荷醇的物理特性(例如，其挥发性、溶解性等)，难以提供具有可接受的保质期并在非可燃气溶胶供给系统中加热时向使用者递送可接受的可吸入气溶胶的含薄荷醇非晶固体。一方面，非晶固体应该在储存期间保留所需量的薄荷醇，直到非晶固体在非可燃气溶胶供给系统中加热。另一方面，该非晶固体应该配置为在加热非晶固体时释放所需量的薄荷醇作为可吸入气溶胶的部分。
[0037]
本发明人已经确定，将非晶固体配置为藻酸盐中ca
2
与g单元的摩尔比为0.2-1，会提供具有良好保质期并且在非燃烧气溶胶供给装置中加热气溶胶生成材料时释放所需量的薄荷醇的含薄荷醇气溶胶生成材料。在一些实施方式中，藻酸盐中ca
2
与g单元的摩尔比为0.3:1-0.5:1。在一些实施方式中，藻酸盐中ca
2
与g单元的摩尔比为大约0.4:1(“大约”允许20％的公差)。
[0038]
不希望受理论束缚，认为具有高于本发明的ca
2
含量的非晶固体将会导致气溶胶生成材料在储存期间凝缩并因此劣化，并且具有ca
2
含量低于本发明的非晶固体将不会在储存后保留所需量的薄荷醇。
[0039]
在实施例中，钙交联的藻酸盐包含g单元和m单元的组合。在一些实施方式中，g单元和m单元以1:2-10:1的摩尔比存在(即，存在的α-(1-4)-连接的l-古洛糖醛酸酯单元的数量与β-(1-4)-连接的d-甘露糖醛酸酯单元的数量相比)。在一些实施方式中，g单元和m单元以1:3-3:1或1:2-2:1或1:1.5-1.5:1或1:1.2-1.2:1的摩尔比存在。
[0040]
在一些实施方式中，当根据iso 3402(22℃；60％相对湿度；1013mbar)在密封容器中储存30天时，该气溶胶生成材料含有储存前存在于气溶胶生成材料中的薄荷醇干重的至少60％、70％、80％或90％的薄荷醇。
[0041]
在一些实施方式中，当根据iso 3402(22℃；60％相对湿度；1013mbar)在密封容器中储存6周(42天)时，该气溶胶生成材料包含储存前的气溶胶生成材料中存在的薄荷醇干
重的至少60％、70％、80％或90％的薄荷醇。
[0042]
在一些实施方式中，当根据iso 3402(22℃；60％相对湿度；1013mbar)在密封容器中储存16周(112天)时，该气溶胶生成材料包含储存前的气溶胶生成材料中存在的薄荷醇干重的至少60％，70％、80％或90％的薄荷醇。
[0043]
在一些实施方式中，藻酸盐以非晶固体15wt％-40wt％的量包含于胶凝剂中。即，非晶固体包含非晶固体干重的15wt％-40wt％的量的藻酸盐。在一些实施方式中，非晶固体包含10wt％-35wt％，或15wt％-30wt％的量的藻酸盐。
[0044]
在一些实施方式中，胶凝剂还包含果胶。在一些实施方式中，藻酸盐和果胶以1:1-10:1的藻酸盐/果胶比率存在。在一些实施方式中，藻酸盐与果胶的比率为3:1-8:1，或5:1-7:1。藻酸盐/果胶比率以干重比(w/w)表示。
[0045]
本发明人已经确定，以这样的比率提供包含藻酸盐和果胶的胶凝剂，可以提供改进的非晶固体。不希望受理论束缚，认为藻酸盐和果胶的组合可以对非晶固体中的结合具有协同作用。此外，以特定比例组合藻酸盐和果胶，可以影响加热时薄荷醇从非晶固体中释放的温度。
[0046]
由于材料成本较低，提供包含比果胶更多的藻酸盐的胶凝剂可能是有利的。然而，仅包含藻酸盐的胶凝剂可能具有高粘度，这意味着在制造非晶固体期间难以加工胶凝剂。本发明人已经确定，通过将藻酸盐与果胶组合混合，其中果胶作为少数部分存在，胶凝剂的粘度可以在非晶固体的制造期间更容易处理。
[0047]
在一些实施方式中，胶凝剂中包含的果胶的量为非晶固体的3wt％-10wt％。也就是说，非晶固体包含3wt％-10wt％按非晶固体干重计的量的果胶。在一些实施方式中，非晶固体包含3wt％-8wt％或4wt％-6wt％的量的果胶。
[0048]
合适的是，非晶固体可以包含约1wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或25wt％-约60wt％、50wt％、45wt％、40wt％、35wt％、30wt％或27wt％的胶凝剂(均以干重计算)。例如，该非晶固体可以包含1wt％-50wt％、5wt％-40wt％或25wt％-35wt％的胶凝剂。
[0049]
在一些实施方式中，该胶凝剂还包含除上述那些之外的水胶体。在一些实施方式中，该胶凝剂还包含一种或多种选自由淀粉(和衍生物)、纤维素(和衍生物，如例如甲基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素(cmc))、树胶、二氧化硅或有机硅化合物、粘土、聚乙烯醇及其组合组成的组中的化合物。例如，在一些实施方式中，该胶凝剂还包括羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、支链淀粉、黄原胶、瓜尔胶、角叉菜胶、琼脂糖、阿拉伯树胶、气相二氧化硅、pdms、硅酸钠、高岭土和聚乙烯醇中的一种或多种。
[0050]
胶凝剂还可以包含一种或多种选自纤维素胶凝剂、非纤维素胶凝剂、瓜尔胶、阿拉伯树胶及其混合物的化合物。
[0051]
在一些实施方式中，纤维素胶凝剂选自由以下组成的组：羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素(cmc)、羟丙基甲基纤维素(hpmc)、甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素(ca)、醋酸丁酸纤维素(cab)、乙酸丙酸纤维素(cap)及其组合。
[0052]
在一些实施方式中，胶凝剂进一步包含羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素(hpmc)、羧甲基纤维素、瓜尔胶或阿拉伯树胶中的一种或多种。
[0053]
在一些实施方式中，胶凝剂还包含一种或多种非纤维素胶凝剂，包括但不限于，琼脂、黄原胶、阿拉伯树胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、角叉菜胶、淀粉及其组合。在优选的实施方式
中，非纤维素类胶凝剂还包含琼脂。
[0054]
气溶胶生成材料包含0.1wt％-80wt％的量的薄荷醇。在一些实施方式中，气溶胶生成材料包含约1wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或25wt％-约70wt％、50wt％、45wt％或40wt％的量的薄荷醇(基于干重计算)。在具体实施方式中，非晶固体包含10wt％-60wt％、40wt％-60wt％或45wt％-55wt％的薄荷醇。
[0055]
非晶固体包含0.1wt％-50wt％的气溶胶形成剂材料。在一些实施方式中，非晶固体包含10wt％-30wt％的气溶胶形成剂材料，或15wt％-25wt％的气溶胶形成剂材料。
[0056]
在一些实施方式中，气溶胶形成剂材料可以包括甘油、甘油、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,3-丁二醇、赤藓糖醇、内消旋赤藓糖醇、香草酸乙酯、月桂酸乙酯、辛二酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、三醋精、双醋精混合物、苯甲酸苄酯、苯乙酸苯甲酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸丙二酯中的一种或多种。
[0057]
在一些实施方式中，气溶胶形成剂包括一种或多种多元醇，如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，如甘油单-、二-或三乙酸酯；和/或单羧酸、二羧酸或多羧酸的脂族酯，如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。
[0058]
在一个实施方式中，非晶固体包含：
[0059]-20wt％-35wt％的胶凝剂；
[0060]-15wt％-25wt％的气溶胶形成剂材料；
[0061]-45wt％-55wt％的薄荷醇；
[0062]
其中这些重量都基于干重计算。
[0063]
非晶固体可以具有任何合适的水含量，如1wt％0-15wt％(以湿重计，“wwb”)。合适的是，非晶固体的水含量可以为约5wt％、7wt％或9wt％-约15wt％、13wt％或11wt％(wwb)。
[0064]
可气溶胶化材料或非气溶胶生成材料可以存在于载体上或载体内而形成基材。载体用作在其上形成非晶固体层的载体，从而易于制造。载体可以为非晶固体层提供刚性，从而易于处理。
[0065]
载体可以是能够用于支撑非晶固体的任何合适的材料。在一些情况下，该载体可以由选自金属箔、纸、复写纸、防油纸、陶瓷、碳同素异形体(如石墨和石墨烯)、塑料、纸板、木材或其组合的材料构成。在一些情况下，载体可以包含烟草材料，如重构烟草片，或由其组成。在一些情况下，载体可以由选自金属箔、纸、纸板、木材或其组合的材料构成。在一些情况下，载体包括纸。在一些情况下，载体本身是层压结构，包括选自前述列表的材料层。在某些情况下，载体还可以用作调味载体。例如，该载体可以浸渍有香料或烟草提取物。
[0066]
合适的是，载体层的厚度可以处于约10μm、15μm、17μm、20μm、23μm、25μm、50μm、75μm或0.1mm至约2.5mm、2.0mm、1.5mm、1.0mm或0.5mm的范围内。载体可以包含多于一层，并且本文的厚度是指那些层的总厚度。
[0067]
在某些情况下，载体可以是磁性的。该功能可以用于在使用时将载体固定于组件上，或可以用于生成特定的非晶固体形状。在一些情况下，气溶胶生成基材可以包含一个或多个可以用于在使用时将基材固定到感应加热器的磁体。
[0068]
在一些情况下，载体可以基本上或完全不透气和/或气溶胶。这会防止气溶胶或气体通过载体层，从而控制流动并确保将其传送至用户。这也可以用于防止在使用时气体/气溶胶在例如气溶胶生成组件中提供的加热器表面上的冷凝或其他沉积作用。因此，在某些
情况下能够提高消费效率和卫生。
[0069]
在一些情况下，邻接非晶固体的载体表面可以是多孔的。例如，在一种情况下，载体包括纸。本发明人发现，多孔载体如纸特别适用于本发明。该多孔(例如，纸)层邻接非晶固体层并形成强结合。非晶固体通过干燥凝胶形成，并且不受理论限制，认为形成凝胶的浆料部分浸渍多孔载体(例如，纸)，而使得当凝胶凝固并形成交联时，载体部分结合到凝胶中。这会提供凝胶和载体之间(以及干燥凝胶和载体之间)的强结合。
[0070]
此外，表面粗糙度可以有助于非晶材料和载体之间的结合强度。本发明人已经发现，纸的粗糙度(对于邻接载体的表面)可以合适地处于50-1000bekk秒的范围内，合适地处于50-150bekk秒的范围内，合适地为100bekk秒(在50.66-48.00千帕的气压区间内测量)。(bekk平滑度测试仪是用于测定纸张表面光滑度的仪器，其中在光滑的玻璃表面和纸张样品之间泄漏指定压力的空气，而固定体积的空气在这些表面之间渗出的时间(以秒为单位)是“bekk平滑度”。)
[0071]
相反，背离非晶固体的载体表面可以布置成与加热器接触，并且更光滑的表面可以提供更有效的热传递。因此，在一些情况下，载体设置成具有邻接非晶材料的较粗糙侧而背离非晶材料的更平滑侧。
[0072]
在一种具体情况下，该载体可以是纸背衬箔；纸层邻接非晶固体层，而前面段落中讨论的特性由该邻接提供。箔背衬基本上是不可渗透的，提供对气溶胶流动路径的控制。金属箔背衬也可以用于将热量传导至非晶固体。
[0073]
在另一种情况下，该纸背衬箔的箔层邻接非晶固体。该箔基本上是不可渗透的，从而防止在非晶固体中提供的水吸收到纸中，这种吸收会削弱其结构完整性。
[0074]
在一些情况下，载体由金属箔形成或包含金属箔，如铝箔。金属载体可以允许更好地执行将热能传导至非晶固体。另外或可替代地，金属箔可以用作感应加热系统中的承受器。在具体实施方式中，该载体包括金属箔层和载体层，如纸板。在这些实施方式中，该金属箔层可以具有小于20μm，如约1μm-约10μm，合适地为约5μm的厚度。
[0075]
在一些情况下，载体可以具有约0.017mm-约2.0mm，合适地约0.02mm、0.05mm或0.1mm到约1.5mm、1.0mm或0.5mm的厚度。
[0076]
在一些情况下，气溶胶生成基材可以包括嵌入式加热装置，如电阻或感应加热元件。例如，加热装置可以嵌入该非晶固体中。
[0077]
非晶固体可以由凝胶制成，并且凝胶可以另外包含溶剂，以0.1wt％-50wt％的量包含溶剂。然而，本发明人已经确定，包括调味剂可溶于其中的溶剂可以降低凝胶稳定性并且调味剂会从凝胶中结晶出来。因此，在某些情况下，该凝胶不包括调味剂可溶于其中的溶剂。
[0078]
在一些实施方式中，非晶固体包含小于60wt％，如1wt％-60wt％，或5wt％-50wt％，或5wt％-30wt％，或10wt％-20wt％的填料。
[0079]
在其他实施方式中，非晶固体包含小于20wt％，合适地小于10wt％或小于5wt％的填料。在一些情况下，非晶固体包含小于1wt％的填料，并且在一些情况下，不包含填料。
[0080]
本发明的一个方面涉及一种制品。这种制品是一种消耗品，其部分或全部旨在供用户在使用期间消耗。消耗品可以包含气溶胶生成材料或由其构成。消耗品可以包括一个或多个其他元件，如过滤器或气溶胶改性物质。消耗品可以包括加热元件，该加热元件在使
用中会发热而使气溶胶生成材料产生气溶胶。例如，该加热元件可以包括可燃材料，或可以包括通过用变化磁场穿透而可加热的承受器(susceptor)。
[0081]
本发明的制品可以以任何合适的形状提供。在一些实施例中，制品提供为杆(例如，基本上圆柱形)。作为杆提供的制品可以包括作为切碎的片材的气溶胶生成材料，可选地与烟丝共混。可替代地或另外，作为杆提供的制品可以包括作为片材的气雾生成材料，如包围着气溶胶生成材料(例如，烟草)杆的片材。在一些实施方式中，该制品包括设置于载体上的气溶胶生成材料的层部分。在实施例中，该制品可以具有至少一个基本上平面的(平坦的)表面。
[0082]
承受器是通过用变化磁场，如交变磁场穿透而可加热的材料。该加热材料可以是导电材料，而使得采用变化磁场对其的穿透引起加热材料的感应加热。该加热材料可以是磁性材料，而使得采用变化磁场对其的穿透导致加热材料的磁滞加热。该加热材料可以是导电性的和磁性的，而使加热材料能够通过两种加热机制进行加热。
[0083]
感应加热是通过用变化磁场穿透物体而加热导电物体的过程。该过程由法拉第感应定律和欧姆定律进行描述。感应加热器可以包括电磁体和用于使变化电流(例如，交流电)通过电磁体的装置。当电磁体和待加热物体经过适当相对定位而使得由电磁体产生的合成变化磁场穿透物体时，在物体内部会产生一个或多个涡流。该物体对电流的流动具有阻抗。因此，当在该物体中产生这种涡电流时，它们对抗该物体的电阻的流动会导致该物体被加热。这个过程称为焦耳、欧姆或电阻加热。
[0084]
在一些实施方式中，该承受器是闭合回路的形式。已发现，当承受器为闭合电路形式时，承受器与使用中的电磁体之间的磁耦合会增强，这会导致更大或改进的焦耳加热。
[0085]
磁滞加热是通过用变化磁场穿透物体而加热由磁性材料制成的物体的过程。认为磁性材料包括许多原子级磁体或磁偶极子。当磁场穿透这种材料时，磁偶极子与磁场对齐。因此，当由，例如，电磁体产生的变化磁场，如交变磁场，穿透磁性材料时，磁偶极子的取向会随着所施加的变化磁场而变化。这种磁偶极子重新取向会导致磁性材料中产生热量。
[0086]
当一个物体既是导电性的又是磁性的时，用变化磁场穿透该物体会导致物体中的焦耳加热和磁滞加热。此外，磁性材料的使用能够增强磁场，从而能够增强焦耳加热。
[0087]
在上述每个过程中，由于热量是在物体内部自身产生，而不是通过热传导由外部热源产生，而因此特别是通过选择合适的物体材料和几何形状，以及合适的变化磁场大小和相对于物体的方向，能够实现物体内的快速升温和更均匀的热量分布。此外，由于感应加热和磁滞加热不需要在变化磁场源和物体之间提供物理连接，因此设计自由度和对加热曲线的控制可能更大，成本可能更低。
[0088]
如果存在，填料可以包括一种或多种无机填料材料，如碳酸钙、珍珠岩、蛭石、硅藻土、胶态二氧化硅、氧化镁、硫酸镁、碳酸镁，以及合适的无机吸附剂，如分子筛。该填料可以包括一种或多种有机填料材料，如木浆、纤维素和纤维素衍生物。在具体情况下，该非晶固体不包含碳酸钙，如白垩。
[0089]
在包括填料的具体实施方式中，该填料是纤维状的。例如，该填料可以是纤维状有机填料，如木浆、纤维素或纤维素衍生物。不希望受理论束缚，据信，在非晶固体中包含纤维填料可以提高该材料的拉伸强度。这在其中非晶固体被提供为片材的实施例中，例如当该非晶固体片材包裹气溶胶生成材料杆时，可能是特别有利的。
[0090]
在一些实施方式中，该非晶固体不包含烟草纤维。在具体实施方式中，该非晶固体不包含纤维材料。
[0091]
在一些实施方式中，该气溶胶生成材料不包含烟草纤维。在具体实施方式中，该气溶胶生成材料不包含纤维材料。
[0092]
在一些实施方式中，该气溶胶生成材料不包含烟草纤维。在具体实施方式中，该气溶胶生成材料不包含纤维材料。
[0093]
在一些实施方式中，该气溶胶生成制品不包含烟草纤维。在具体实施方式中，该气溶胶生成制品不包含纤维材料。
[0094]
在一些情况下，该非晶固体可以基本上由胶凝剂、气溶胶生成剂、水和薄荷醇构成或由其构成。
[0095]
包含非晶固体的气溶胶生成材料可以具有任何合适的面积密度，如30g/m
2-120 g/m2。在一些实施方式中，该气溶胶生成材料可以具有约30-70g/m2或约40-60g/m2的面积密度。在一些实施方式中，该非晶固体可以具有约80-120g/m2或约70-110g/m2或具体而言约90-110g/m2的面积密度。当该气溶胶生成材料以片材形式或作为切碎片材(下文进一步描述)包含于气溶胶生成制品/组件中时，这种面积密度可能是特别合适的。
[0096]
本发明的一个方面提供了非可燃气溶胶供给系统，其包括根据本文的制品和非可燃气溶胶供给装置，非可燃气溶胶供给装置包括配置为加热而不燃烧气溶胶生成制品的加热器。可燃气溶胶供给系统也可以称为气溶胶生成组件。非可燃气溶胶供给装置可以称为气溶胶生成装置。
[0097]
在某些情况下，在使用时，加热器可以在不燃烧气溶胶生成材料的情况下将气溶胶生成材料加热到等于或小于350℃，如120-350℃的温度。在某些情况下，该加热器可以在不燃烧气溶胶生成材料的情况下将该气溶胶生成材料在使用时加热到140-250℃，或220℃-280℃。在使用时的一些情况下，基本上所有非晶固体距离加热器小于约4mm、3mm、2mm或1mm。在一些情况下，该固体置于距加热器约0.010mm-2.0mm，合适地约0.02-1.0mm，合适地0.1-0.5mm。在某些情况下，这些最小距离可以反映支撑该非晶固体的载体的厚度。在某些情况下，该非晶固体的表面可以直接邻接加热器。
[0098]
加热器配置为加热而不燃烧该气溶胶生成制品，而因此加热而不燃烧该气溶胶生成材料。在某些情况下，加热器可以是薄膜电阻加热器。在其他情况下，加热器可以包括感应加热器等。加热器可以是可燃热源或化学热源，其在使用时会经历放热反应以产生热量。气溶胶生成组件可以包括多个加热器。各加热器可以由电池供电。
[0099]
气溶胶生成制品可以另外包括冷却元件和/或过滤器。如果存在，该冷却元件可以起到冷却气态或气溶胶组分的作用或功能。在某些情况下，其可以起到冷却气态组分的作用，而使它们冷凝而形成气溶胶。其还可以起到将设备的非常热的部分与用户隔开的作用。过滤器，如果存在，可以包括本领域已知的任何合适的过滤器，如乙酸纤维素塞。
[0100]
在某些情况下，气溶胶生成组件可以是加热而不燃烧装置。即其可以包含固体的含烟草材料(并且不包含液态的可气溶胶化材料)。在某些情况下，该非晶固体可以包含烟草材料。wo 2015/062983 a2中公开了一种加热而不燃烧装置，该专利以其全部内容通过引用结合于本文中。
[0101]
在某些情况下，气溶胶生成组件可以是电子烟草混合设备。即其可以包含固体可
气溶胶化材料和液体可气溶胶化材料。在一些情况下，该非晶固体可以包含尼古丁。在某些情况下，该非晶固体可以包含烟草材料。在某些情况下，该非晶固体可以包含烟草材料和单独的尼古丁源。该单独的可气溶胶化材料可以通过单独的加热器，同一加热器进行加热，或在一种情况下，下游的可气溶胶化材料可以通过由上游的可气溶胶化材料产生的热气溶胶进行加热。在wo 2016/135331 a1中公开了一种电子烟草混合装置，该专利通过引用以其整体结合于本文中。
[0102]
气溶胶生成材料或非晶固体可以包含酸。该酸可以是有机酸。在一些这些实施方式中，该酸可以是一元酸、二元酸和三元酸中的至少一种。在一些这样的实施方式中，该酸可以含有至少一个羧基官能团。在一些这样的实施方式中，该酸可以是α-羟基酸、羧酸、二羧酸、三羧酸和酮酸中的至少一种。在一些这样的实施方式中，该酸可以是α-酮酸。
[0103]
在一些这样的实施方式中，该酸可以是琥珀酸、乳酸、苯甲酸、柠檬酸、酒石酸、富马酸、乙酰丙酸、乙酸、苹果酸、甲酸、山梨酸、苯甲酸、丙酸和丙酮酸中的至少一种。
[0104]
合适的酸是乳酸。在其他实施方式中，该酸是苯甲酸。在其他实施方式中，该酸可以是无机酸。在一些这些实施方式中，该酸可以是矿质酸。在一些这样的实施方式中，该酸可以是硫酸、盐酸、硼酸和磷酸中的至少一种。在一些实施方式中，该酸是乙酰丙酸。
[0105]
在气溶胶生成材料或非晶固体包含尼古丁的实施方式中，特别优选包含酸。在这样的实施方式中，酸的存在可以稳定气溶胶生成材料或非晶固体从其中产生的浆料中溶解的物种。酸的存在可以减少或基本上防止浆料干燥期间尼古丁的蒸发，从而减少制造期间尼古丁的耗损。
[0106]
非晶固体可以包含着色剂。添加着色剂可以改变该非晶固体的视觉外观。非晶固体中着色剂的存在可以增强该非晶固体和气溶胶生成材料的视觉外观。通过向非晶固体添加着色剂，非晶固体可以与气溶胶生成材料的其他组分或与包含非晶固体的制品的其他组分颜色匹配。
[0107]
取决于非晶固体的所需颜色，可以使用多种着色剂。非晶固体的颜色可以是，例如，白色、绿色、红色、紫色、蓝色、棕色或黑色。还设想了其他颜色。可以使用天然或合成着色剂，如天然或合成染料、食品级着色剂和药物级着色剂。在某些实施方式中，着色剂是焦糖，其可以赋予非晶固体棕色外观。在这样的实施方式中，非晶固体的颜色可以与包含非晶固体的气溶胶生成材料中的其他组分(例如，烟草材料)的颜色相似。在一些实施方式中，向非晶固体添加着色剂使其在视觉上与气溶胶生成材料中的其他组分无法区分。
[0108]
着色剂可以在非晶固体形成期间引入(例如，当形成包含形成非晶固体的材料的浆料时)，或可以在非晶固体形成之后(例如，通过将其喷涂于非晶固体上)将其施加到非晶固体上。
[0109]
气溶胶生成制品(其在本文中可称为制品、烟弹或消耗品)可以适用于thp、电子烟草混合装置或另一气溶胶生成装置。在一些情况下，该制品可以另外包括过滤器和/或冷却元件(已在上文描述)。在一些情况下，该气溶胶生成制品可以由如纸的包装材料包裹。
[0110]
气溶胶生成制品可以另外包括通风孔。这些可以设置于制品的侧壁上。在一些情况下，通风孔可以设置于过滤器和/或冷却元件上。这些通风孔可以允许在使用期间将冷空气吸入制品中，其可以与加热的挥发组分混合，从而冷却气溶胶。
[0111]
当制品在使用时会被加热时，通风会增强制品中可见的加热的挥发组分的产生。
通过冷却加热的挥发组分的过程而使加热的挥发组分是可见的，如此而使加热的挥发组分发生过饱和。加热的挥发组分然后经历液滴形成，也称为成核，并且最终通过加热的挥发组分的进一步冷凝和通过来自加热的挥发组分的新形成的液滴的凝结，加热的挥发组分的气溶胶颗粒的尺寸增加。
[0112]
在某些情况下，冷空气与加热的挥发组分和冷空气之和的比率，称为通风率，为至少15％。15％的通风率使加热的挥发组分通过上述方法变得可见。加热的挥发组分的可见性使用户能够识别挥发组分已经产生并且增加了吸烟体验的感官体验。
[0113]
在另一个实施例中，通风率为50％-85％，以向加热的挥发组分提供额外的冷却。在某些情况下，该通风率可以为至少60％或65％。
[0114]
在一些情况下，气溶胶生成材料可以以片材形式包含于制品/组件中。在一些情况下，气溶胶生成材料可以作为平面片材包括在内。在一些情况下，该气溶胶生成材料可以作为平面片材、成束或聚集片材、卷曲片材或轧制片材(即，以管的形式)包括在内。在一些这样的情况下，这些实施方式的非晶固体可以作为片材，如包裹气溶胶生成材料(例如，烟草)杆的片材，包括于气溶胶生成制品/组件中。在一些其他情况下，该气溶胶生成材料可以形成为片材，并随后切碎并引入到制品中。在某些情况下，该切碎片材可以与切碎烟草混合并引入到制品中。
[0115]
在一些实施方式中，片材状的非晶固体可以具有约200n/m-约900n/m的拉伸强度。在一些实例中，如在该非晶固体不包含填料的情况下，该非晶固体可以具有200n/m-400n/m或200n/m-300n/m或约250n/m的拉伸强度。这种拉伸强度可能特别适用于气溶胶生成材料形成为片材并然后切碎并引入到气溶胶生成制品中的实施方式。在一些实例中，如在该非晶固体包含填料的情况下，该非晶固体可以具有600n/m-900n/m或700n/m-900n/m或约800n/m的拉伸强度。这种拉伸强度可能特别适用于其中气溶胶生成材料被包括于气溶胶生成制品/组件中作为卷筒片材，适合以管形式的实施方式。
[0116]
该组件可以包括集成的气溶胶生成制品和加热器，或可以包括在使用时将制品插入其中的加热器装置。
[0117]
参考图1和图2，显示了气溶胶生成制品101的实施例的部分剖视图和透视图。制品101适于与具有电源和加热器的装置一起使用。本实施方式的制品101特别适合与图5-7所示的装置51一起使用，如下所述。在使用中，制品101可以在装置51的插入点20处可拆卸地插入图5所示的装置中。
[0118]
一个实施例的制品101为大致圆柱形棒的形式，其包括气溶胶生成材料主体103和棒形式的过滤器组件105。气溶胶生成材料包含本文所述的非晶固体材料。在一些实施方式中，其可以以片材形式包括在内。在一些实施方式中，其可以以切碎碎片形式包括在内。在一些实施方式中，本文的气溶胶生成材料可以以片材和碎片形式引入。
[0119]
过滤器组件105包括三个部分，冷却部分107，过滤器部分109和嘴端部分111。制品101具有第一端113，也称为嘴端或近端，和第二端115，也称为远端。气溶胶生成材料主体103朝向制品101的远端115定位。在一个实例中，冷却部分107与气溶胶生成材料主体103相邻，位于气溶胶生成材料主体103和过滤器部分109之间，而使冷却部分107与气溶胶生成材料103和过滤器部分103处于邻接关系。在其他实例中，在气溶胶生成材料103的主体与冷却部分107之间以及在气溶胶产生材料主体103与过滤器部分109之间可以存在分隔。过滤器
部分109位于冷却部分107和嘴端部分111之间。嘴端部分111朝向制品101的近端113，与过滤器部分109相邻。在一个实例中，过滤器部分109与嘴端部分111处于邻接关系。在一个实施方式中，过滤器组件105的总长度为37mm-45mm，更优选过滤器组件105的总长度为41mm。
[0120]
在一个实例中，气溶胶生成材料杆103的长度为34mm-50mm，合适地为38mm-46mm，合适地为42mm。
[0121]
在一个实例中，制品101的总长度为71mm-95mm，合适地为79mm-87mm，合适地为83mm。
[0122]
气溶胶生成材料主体103的轴端在制品101的远端115处是可见的。然而，在其他实施方式中，制品101的远端115可以包含覆盖气溶胶生成材料主体103的轴端的端部构件(未显示)。
[0123]
气溶胶生成材料主体103通过环形接装纸(tipping paper)(未显示)连接到过滤器组件105，该接装纸基本上位于过滤器组件105的周围以包围过滤器组件105并沿气溶胶生成材料主体103的长度进行部分延伸。在一个实例中，该接装纸由58gsm标准接装纸原纸制成。在一个实例中，接装纸具有42mm-50mm，合适地46mm的长度。
[0124]
在一个实例中，冷却部分107是环形管并且位于冷却部分周围并在冷却部分内限定气隙。该气隙提供用于使从气溶胶生成材料主体103产生的加热的挥发组分流动的腔室。冷却部分107是中空的，以提供用于气溶胶积聚的腔室，但又足够坚硬以承受在制造过程中以及在将制品101插入设备51中使用期间可能出现的轴向压缩力和弯矩。在一个实例中，冷却部分107的壁厚为约0.29mm。
[0125]
冷却部分107在气溶胶生成材料103和过滤器部分109之间提供物理位移。由冷却部分107提供的物理位移将在冷却部分107的整个长度上提供热梯度。在一个实例中，冷却部分107配置为在进入冷却部分107的第一端的加热的挥发组分与离开冷却部分107的第二端的加热的挥发组分之间提供至少40℃的温差。在一个实例中，冷却部分107配置为在进入冷却部分107的第一端的加热的挥发组分与离开冷却部分107的第二端的加热的挥发组分之间提供至少60℃的温差。冷却元件107整个长度内的这种温差会保护温敏过滤器部分109免受气溶胶生成材料103被设备51加热时的高温。如果未在过滤器部分109与气溶胶生成材料主体103与设备51的加热元件之间提供物理位移，则温敏过滤器部分109可能在使用中被损坏，因此其将不能有效地执行其所需的功能。
[0126]
在一实例中，冷却部分107的长度为至少15mm。在一实例中，冷却部分107的长度为20mm-30mm，更具体而言为23mm-27mm，更具体而言为25mm-27mm，合适地为25mm。
[0127]
冷却部分107由纸制成，这意味着冷却部分107由不会在装置51的加热器附近使用时产生相所关注的化合物如有毒化合物的材料组成。在一个实例中，冷却部分107由螺旋缠绕的纸管制成，该纸管提供了中空的内部腔室而保持机械刚度。螺旋缠绕的纸管就管长、外径、圆度和直线度而言，要能够满足高速制造过程中严格的尺寸精度要求。
[0128]
在另一个实例中，冷却部分107是由硬的滤棒成型纸(plug wrap)或接装纸制成的凹槽。硬滤棒成型纸或接装纸制造成具有足以承受在制造过程中以及在将制品101插入设备51期间使用时可能出现的轴向压缩力和弯矩的刚度。
[0129]
过滤器部分109可以由足以从来自气溶胶生成材料的所加热的挥发组分中去除一种或多种挥发化合物的任何过滤材料形成。在一个实例中，过滤器部分109由单乙酸酯材
料，如乙酸纤维素制成。过滤器部分109对加热的挥发组分提供冷却和刺激性降低，而不会将加热的挥发组分的量耗损到用户不满意的水平。
[0130]
在一些实施方式中，在过滤器部分109中可以提供胶囊(未显示)。其可以沿过滤器部分109的直径和沿过滤器部分109的长度都基本上设置于过滤器部分109的中央。在其他情况下，其可以在一个或多个维度上偏移。在某些情况下，该胶囊如果存在，可以包含挥发性组分，如调味剂或气溶胶生成剂。
[0131]
过滤器部分109的乙酸纤维素丝束材料的密度会控制整个过滤器部分109内的压降，这由此控制制品101的抗拉性。因此，过滤器部分109的材料的选择在控制制品101的抗拉性方面很重要。另外，过滤器部分在制品101中还要发挥过滤功能。
[0132]
在一个实例中，过滤器部分109由8y15级的过滤丝束材料制成，其对所加热的挥发材料提供过滤效果，而同时还减小由所加热的挥发材料产生的气溶胶冷凝液滴的尺寸。
[0133]
过滤器部分109的存在通过对离开冷却部分107的所加热的挥发组分提供进一步的冷却而提供绝缘作用。这种进一步的冷却作用降低了使用者嘴唇在过滤器部分109的表面上的接触温度。
[0134]
在一个实例中，过滤器部分109的长度为6mm-10mm，合适地为8mm。
[0135]
嘴端部分111是环形管，并且位于嘴端部分111周围并在其中限定气隙。该气隙为从过滤器部分109流出的加热的挥发组分提供腔室。嘴端部分111是中空的，而为气溶胶积累提供腔室，但又是刚性的，足以承受在制造过程中以及在将制品插入装置51期间使用时可能出现的轴向压力和弯矩。在一个实例中，嘴端部分111的壁厚为约0.29mm。在一个实例中，嘴端部分111的长度为6mm-10mm，合适地为8mm。
[0136]
嘴端部分111可以由螺旋缠绕的纸管制成，该纸管提供中空的内部腔室，还保持临界的机械刚度。螺旋缠绕的纸管就管长、外径、圆度和直线度而言，能够满足高速制造过程中严格的尺寸精度要求。
[0137]
嘴端部分111提供防止积聚于过滤器部分109的出口处的任何液体冷凝物与使用者直接接触的功能。
[0138]
应当理解的是，在一个实例中，嘴端部分111和冷却部分107可以由单个管构成，并且过滤器部分109位于将该嘴端部分111和冷却部分107分隔开的管内。
[0139]
参照图3和图4，显示了制品301的一个实例的部分剖开的截面图和透视图。图3和图4所示的附图标记与图1和图2所示的附图标记相当，但具有200的增加。
[0140]
在图3和图4所示的制品301的实例中，在制品301中提供了通风区域317，以使空气能够从制品301的外部流入制品301的内部。在一个实例中，通风区域317采用穿过制品301的外层形成的一个或多个通风孔317的形式。通风孔可以位于冷却部分307上以辅助冷却制品301。在一个实例中，通风区域317包含一排或多排孔，并且优选的是，每排孔都处于基本上垂直于制品301的纵轴的横截面内围绕制品301周向排布设置。
[0141]
在一个实例中，存在一到四排通风孔以为制品301提供通风。每排通风孔都可以具有12-36个通风孔317。通风孔317可以具有例如100-500μm的直径。在一个实例中，各排通风孔317之间的轴向间隔为0.25mm-0.75mm，合适地为0.5mm。
[0142]
在一个实例中，通风孔317具有均匀的尺寸。在另一个实例中，通风孔317的尺寸各不相同。通风孔可以使用任何合适的技术，例如一种或多种以下技术进行制造：激光技术，
冷却部分307的机械穿孔，或冷却部分307在形成制品301之前的预穿孔。通风孔317定位为使得向制品301提供有效冷却。
[0143]
在一个实例中，各排通风孔317位于距制品的近端313至少11mm处，合适地距离制品301的近端313为17mm-20mm。通风孔317的位置经过定位而使用户使用制品301时不会阻塞通风孔317。
[0144]
当将制品301完全插入装置51中时，如图6和7中所见，在距离制品301的近端313的17mm-20mm之间设置各排通风孔使得通风孔317可以位于装置51的外部。通过将通风孔设置于装置的外部，未加热的空气能够从装置51的外部通过通风孔进入制品301，以辅助制品301冷却。
[0145]
冷却部分307的长度为使得当制品301完全插入装置51中时将冷却部分307部分插入装置51中。冷却部分307的长度提供了在装置51的加热器装置和热敏过滤器装置309之间提供物理间隙的第一功能，以及当制品301完全插入装置51内时，使通风孔317能够位于该冷却部分内而同时也位于装置51外部的第二功能。如由图6和7可以看出，冷却元件307的大部分位于装置51内。然而，冷却元件307有一部分延伸到装置51之外。通风孔317位于冷却元件307延伸出装置51之外的该部分内。
[0146]
现在更详细地参考图5-7，显示了装置51的一个实例，装置51配置为加热气溶胶生成材料而使气溶胶生成材料的至少一种组分挥发，通常形成能够吸入的气溶胶。装置51是通过加热而不燃烧气溶胶生成材料以释放化合物的加热装置。
[0147]
第一端53在本文中有时称为装置51的嘴部或近端53，而第二端55在本文中有时称为装置51的远端55。装置51具有开/关按钮57而允许装置51整体上根据用户的需要进行打开和关闭。
[0148]
装置51包含用于定位和保护装置51各内部组件的壳体59。在所示的实例中，壳体59包括围绕装置51周边的一体式套筒11，其由通常限定装置51的“顶部”的顶部面板17和通常限定装置51“底部”的底部面板19封盖。在另一个实例中，该壳体除了顶部面板17和底部面板19之外还包括前部面板、后部面板和一对相对的侧面面板。
[0149]
顶部面板17和/或底部面板19可以可拆除地固定至一体式套筒11，以允许轻松进出装置51内部，或可以“永久地”固定至一体式套筒11，例如，以防止用户接近装置51内部。在一个实例中，面板17和19由塑料制成，包括通过例如注塑成型而形成的玻璃填充的尼龙，而一体式套筒11由铝制成，但可以使用其他材料和其他制造方法。
[0150]
装置51的顶部面板17在装置51的嘴端53处具有开口20，在使用中，包括气溶胶生成材料的制品101、301可以由用户通过该开口插入装置51中和从装置51中拆除。
[0151]
外壳59具有位于或固定于其中的加热器装置23、控制电路25和电源27。在该实例中，加热器装置23、控制电路25和电源27横向相邻(即，当从一端进行观察时是相邻的)，控制电路25则通常位于加热器装置23和电源27之间，但其他位置也是可能的。
[0152]
控制电路25可以包括控制器，如微处理器装置，其配置为控制制品101、301中的气溶胶生成材料的加热，如下文进一步的讨论。
[0153]
能源27可以是例如电池，其可以是可再充电电池或不可再充电电池。合适的电池的实例包括，例如锂离子电池，镍电池(例如，镍镉电池)，碱性电池等。电池27电连接至加热器装置23，以在需要时并在控制电路25的控制下提供电力以加热制品中的气溶胶生成材料
(如上讨论的，以气化该气溶胶生成材料而不引起气溶胶生成材料燃烧)。
[0154]
电源27横向定位于加热器装置23附近的优点在于，可以使用物理上较大的电源25，而不会导致设备51整体上过长。应当理解的是，通常物理上较大的电源25具有较高的容量(即，可以提供的总电能通常以安培小时等为单位进行测量)，因此设备51的电池寿命能够更长。
[0155]
在一个实例中，加热器装置23通常以中空圆柱形管的形式，具有中空内部加热室29，包含气溶胶生成材料的制品101、301插入其中以在使用时进行加热。加热器装置23的不同布置是可能的。例如，加热器装置23可以包括单个加热元件，或可以由沿着加热器装置23的纵轴排齐整的多个加热元件形成。该加热元件或每个加热元件可以是环形或管状的，或至少围绕其外周呈部分环形或部分管形。在一个实例中，该加热元件或每个加热元件可以是薄膜加热器。在另一个实例中，该加热元件或每个加热元件可以由陶瓷材料制成。合适的陶瓷材料的实例包括氧化铝和氮化铝以及氮化硅陶瓷，其可以进行层压和烧结。其他加热装置也是可能的，包括，例如，感应加热，通过发射红外辐射加热的红外加热元件，或由，例如，电阻式电绕组形成的电阻式加热元件。
[0156]
在一个具体的实例中，加热器装置23由不锈钢支撑管支撑并且包含聚酰亚胺加热元件。加热器装置23尺寸设置为使得当制品101、301插入装置51中时，制品101、301的气溶胶生成材料103、303基本上整个主体插入加热器装置23中。
[0157]
该加热元件或每个加热元件配置为使气溶胶生成材料的所选区域能够根据需要被独立加热，例如，依次(如上，随时间推移)或一起(同时)加热。
[0158]
在该实例中的加热器装置23沿其长度的至少一部分被绝热体31包裹。绝热体31有助于减少从加热器装置23向装置51外部传递热量。这有助于降低加热器装置23的功率要求，因为其总体上减少了热损失。绝热体31还有助于在加热器装置23的操作期间保持装置51外部冷却。在一个实例中，绝热体31可以是双壁套筒，其在套筒的两个壁之间提供低压区域。即，绝热体31可以是例如“真空”管，即是已经被至少部分抽真空而使得最小化通过传导和/或对流的热传递的管。除双壁套筒之外或代替双壁套筒，绝热体31的其他排布设计也是可能的，包括使用绝热材料，包括，例如，合适的泡沫型材料。
[0159]
壳体59可以还包括用于支撑所有内部组件以及加热装置23的各种内部支撑结构37。
[0160]
装置51还包括：轴环33，其围绕开口20延伸并且从开口20突入壳体59的内部；和大致管状的腔室35，其位于轴环33和真空套筒31的一端之间。腔室35还包括冷却结构35f，在该实例中，该冷却结构35f包括沿腔室35的外表面间隔开的多个散热片35f，并且每个散热片35f围绕腔室35的外表面周向布置。在中空腔室35的至少一部分长度内，当制品101、301插入装置51中时在中空腔室35和制品101、301之间存在气隙36。在冷却部分307的至少一部分内，气隙36围绕制品101、301的整个圆周。
[0161]
轴环33包括围绕开口20的周边周向排布设置并突出到开口20中的多个脊60。脊60占据开口20内的空间，使得开口20在脊60位置处的开口跨度小于开口20在无脊60之处的开口跨度。脊60配置为与插入到该装置中的制品101、301啮合，以辅助将其固定于装置51内。由相邻的一对脊60和制品101、301所限定的开放空间(图中未显示)形成围绕制品101、301外部的通风路径。这些通风路径允许从制品101、301逸出的热蒸气离开装置51并允许冷却
空气流入装置51而包被气隙36的制品101、301。
[0162]
在操作中，制品101、301可拆卸地插入装置51的插入点20，如图5-7所示。特别参照图6，在一个实例中，气溶胶生成材料主体103、303，其靠近制品101、301的远端115、315定位，完全容纳于装置51的加热器装置23内。制品101、301的近端113、313从装置51延伸并用作用于用户的吸嘴组件。
[0163]
在操作中，加热器装置23将加热制品101、301以从气溶胶生成材料主体103、303中挥发气溶胶生成材料的至少一种组分。
[0164]
来自气溶胶生成材料主体103、303的加热的挥发组分的主要流动路径是轴向穿过制品101、301，穿过冷却部分107、307内部的腔室，穿过过滤器部分109、309，穿过嘴端部分111、313而到达用户。在一个实例中，由气溶胶生成材料主体产生的所加热的挥发组分的温度为60-250℃之间，其可以高于使用者可接受的吸入温度。当加热的挥发组分行进通过冷却部分107、307时，它将会冷却并且一些挥发的组分将冷凝于冷却部分107、307的内表面上。
[0165]
在图3和图4所示的制品301的实例中，冷空气将能够经由在冷却部分307中形成的通风孔317进入冷却部分307。该冷空气将与加热的挥发组分混合而向所加热的挥发组分提供额外冷却。
[0166]
本发明的另一方面提供了一种根据第一方面的制备气溶胶生成材料的方法。
[0167]
该方法可以包括(a)形成包含非晶固体或其前体的组分的浆料，(b)形成浆料的层，(c)使浆料固化以形成凝胶，和(d)干燥以形成非晶固体。
[0168]
形成浆料的层的步骤(b)可以包括，例如，喷涂、浇铸或挤出该浆料。在某些情况下，该层通过电喷雾浆料而形成。在某些情况下，该层通过浇铸浆料而形成。
[0169]
在一些情况下，步骤(b)和/或(c)和/或(d)可以至少部分同时发生(例如，在电喷雾期间)。在某些情况下，(b)、(c)和(d)可以按序发生。
[0170]
在某些情况下，浆料施加于载体上。层可以形成于载体上。
[0171]
在各实施例中，浆料包含胶凝剂、气溶胶形成剂材料和薄荷醇。浆料可以以与气溶胶生成材料的组成相关的本文中给出的任何比例包含这些组分。例如，浆料可以包含：
[0172]-0.1wt％-80wt％的薄荷醇；
[0173]-1wt％-60wt％的胶凝剂/胶凝剂前体；和
[0174]-0.1wt％-50wt％的气溶胶形成剂材料。
[0175]
浆料可以包含胶凝剂前体。例如，浆料可以包含藻酸钠、钾或铵作为凝胶前体。在一些实施方式中，g单元和m单元以1:2-10:1的摩尔比存在于胶凝剂前体中(即，存在的α-(1-4)-连接的l-古洛糖醛酸酯单元的数量与β-(1-4)-连接的d-甘露糖醛酸单元的数量相比)。在一些实施方式中，g单元和m单元以1:3-3:1或1:2-2:1或1:1.5-1.5:1或1:1.2-1.2:1的摩尔比存在。
[0176]
凝胶(c)的固化可以包括向浆料中添加固化剂。例如，(c)可以包括将ca
2
阳离子添加到浆料中。ca
2
阳离子可以作为钙源的一部分提供。例如，浆料可以包括作为凝胶前体的藻酸钠、钾或铵盐，并且可以将包含钙源(如钙盐，例如，氯化钙)的固化剂添加到该浆料中而形成钙-交联藻酸盐凝胶。ca
2
钙源以一定量供给到该浆料中，而使浆料中ca
2
阳离子与g单元的摩尔比为0.2:1-1:1，或0.3:1-0.5:1或约0.4:1(“大约”允许20％的公差)。
[0177]
在一些实施方式中，固化剂或钙源包含乙酸钙、甲酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙、氯化钙、乳酸钙或其组合，或由其构成。在一些实施方式中，固化剂或钙源包含甲酸钙和/或乳酸钙，或由其构成。在具体实施例中，固化剂或钙源包含甲酸钙或由其构成。本发明人已经确定，通常使用甲酸钙作为固化剂或钙源会导致非晶固体具有更大的拉伸强度和更大的抗伸长性。
[0178]
在各实施例中，ca
2
阳离子作为包含钙源和水性载体的流体系统的一部分提供于浆料。钙源可以包括含钙化合物的组合。在一些实施方式中，钙源包含一种或多种钙盐，如氯化钙、乳酸钙、柠檬酸钙、乙酸钙或柠檬酸钙。
[0179]
在一些实施方式中，钙源溶解并可选地悬浮于水性载体中。在一些实施方式中，钙源在流体系统中的存在量大于在常温常压下可溶于水性载体中的量。常温常压由美国国家标准与技术研究院定义，并是指温度为20℃，绝对压力为1atm。
[0180]
在一些实施方式中，流体源是钙源的过饱和溶液，如钙盐的过饱和溶液。在一些实施方式中，流体源包括溶解和悬浮(颗粒状)钙源，如溶解和悬浮(颗粒状)钙盐。向浆料提供在少量水性载体中的钙源可以减少干燥(d)期间的蒸发负荷，从而允许更快和更少能量密集型地生产气溶胶生成材料。
[0181]
在一些情况下，干燥(d)可以除去浆料中约50wt％、60wt％、70wt％、80wt％或90wt％-约80wt％、90wt％或95wt％(wwb)的水。
[0182]
在一些情况下，干燥(d)可以使浇铸材料厚度减少至少80％，合适地减少85％或87％。例如，该浆料可以以2mm的厚度进行浇注，并且所得干燥非晶固体材料可以具有0.2mm的厚度。
[0183]
浆料本身也可以构成本发明的一部分。在一些情况下，浆料溶剂可以基本上由水构成，或由水构成。在一些情况下，浆料可以包含约50wt％、60wt％、70wt％、80wt％或90wt％的溶剂(wwb)。
[0184]
在一些实施方式中，浆料在46.5℃下具有约10-约20pa
·
s的粘度，例如，在46.5℃下约14-约16pa
·
s的粘度。
[0185]
在溶剂由水构成的情况下，浆料的干重含量可以与非晶固体的干重含量相匹配。因此，本文中关于固体组合物的讨论明确地与本发明的浆料方面结合进行公开。
[0186]
根据本发明的一个方面，提供了一种使用如本文描述的非可燃气溶胶供给系统产生气溶胶的方法。在一些实施方式中，该方法包括将气溶胶生成材料加热至小于或等于350℃的温度。在一些实施方式中，该方法包括将气溶胶生成材料加热至约220-约280℃的温度。在一些实施方式中，该方法包括在使用期间将至少一部分气溶胶生成材料加热至约220-约280℃的温度。
[0187]
如本文所用，“使用期”是指用户使用非可燃性气溶胶供给系统的单个时段。使用期从第一次向存在于加热组件中的至少一个加热单元供电的时间点开始。从使用期开始经过一段时间后，设备将会准备好使用。使用期在气溶胶生成装置中的任何加热元件在无供电之时结束。使用期的结束可能与吸烟制品耗尽的时间点(在每次抽吸中的总颗粒物质产量(mg)被用户认为低得不可接受的时间点)重合。该使用期将具有多个抽吸的持续时间。使用期可以具有小于7分钟或6分钟或5分钟或4分30秒或4分钟或3分30秒的持续时间。在一些实施方式中，该使用期可以具有2-5分钟或3-4.5分钟或3.5-4.5分钟或合适地4分钟的持续
时间。用户可以通过启动设备上的按钮或开关而启动使用期，从而导致至少一个加热元件开始升温。
[0188]
在一些实施方式中，在使用期期间，非晶固体中存在的至少20wt％或至少30wt％、40wt％或50wt％的薄荷醇被气溶胶化。即，在使用一段时间后，非晶固体中的薄荷醇的量会消耗20wt％、30wt％、40wt％或50wt％。正如本文描述的非晶固体中ca
2
与g单元的摩尔比可以允许将薄荷醇有效地递送给使用者(例如，高比例的活性材料从非晶固体中被气溶胶化)而同时在非晶固体由非可燃气溶胶供给装置加热之前保持较长的保质期。
[0189]
根据本发明的一个方面，提供了如本文描述的非可燃气溶胶供给系统的用途。该非可燃气溶胶供给系统的使用可以包括与非可燃气溶胶供给装置相互作用(例如，激活致动器)以启动吸烟期。
[0190]
实施例
[0191]
根据本文的方法制备第一气溶胶生成材料和第二气溶胶生成材料。两种气溶胶生成材料均由具有以下组成(w/w基于干重)的浆料制备：
[0192]-50％的薄荷醇
[0193]-20％的甘油
[0194]-26％的藻酸钠
[0195]-4％的果胶
[0196]
将乳酸钙作为固化剂加入到浆料中。气溶胶生成材料的不同之处仅在于提供给浆料以交联藻酸盐的乳酸钙的量。第一气溶胶生成材料通过向浆料中加入使藻酸钠中ca
2
阳离子与g单元的摩尔比为0.4:1的量的乳酸钙而制备；第二气溶胶生成材料通过向浆料中加入使藻酸钠中ca
2
阳离子与g单元摩尔比为0.2:1的量的乳酸钙而制备。
[0197]
将干燥材料制成片材，随后将其切碎并与烟草混合而提供混合物。气溶胶生成材料和烟草的每种混合物都制成杆状消耗品并提供有如本文描述的过滤器，从而提供包含第一气溶胶生成材料的第一消耗品和包含第二气溶胶生成材料的第二消耗品。
[0198]
对每种消耗品进行逐次抽吸的感官分析。根据加拿大卫生部密集(hci)吸烟制度(health canada intense(hci)puffing regime)进行逐次抽吸分析：无排气阻塞，每30秒，55ml抽吸超过2秒。每次抽吸都捕获于连接到吸烟引擎(smoke engine)的气密性注射器中。使用溶剂萃取所捕获的样品，并使用带有火焰离子化检测器的气相色谱(gc-fid)进行分析，以根据校准范围对薄荷醇进行定量。
[0199]
图8描述了该分析的结果。可以看出，这两种材料都提供了可接受的逐次抽吸的薄荷醇感官性能。具体发现第一种材料，具有ca
2
阳离子与g单元摩尔比0.4:1，提供理想的逐口抽吸薄荷醇感官性能。
[0200]
上述实施方式应该理解为本发明的举例说明性示例。设想了本发明的其他实施方式。应当理解的是，针对任一实施方式描述的任何特征都可以单独使用，或与所描述的其他特征组合使用，也可以与任何其他实施方式的一个或多个特征组合使用，或任意组合任何其他实施方式使用。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，也可以采用以上未描述的等效物和修改，本发明的范围由所附权利要求限定。