气雾产生制品及气雾产生系统的制作方法

1.本技术实施例涉及制品技术领域，尤其涉及一种气雾产生制品及气雾产生系统。


背景技术：

2.烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的烟制品。
3.此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧制品中的可抽吸材料来释放化合物。例如，该可抽吸材料可为烟草或其它非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。作为另一示例，存在有通过红外辐射方式对制品进行加热使其释放化合物生成气溶胶的加热装置。
4.由于红外线具有较强的穿透性，可以穿透制品的外围进入内部，使得制品内外的受热较为均匀。不利的是，这种受热均匀会使得制品中的大部分水分均受热蒸发，而含有较高热量的水蒸气使得抽吸者在抽吸时很容易产生灼痛感，尤其是在抽吸第一口时感觉更为明显。


技术实现要素：

5.为了解决现有制品在被红外辐射加热时易使得抽吸者在抽吸时产生灼痛感的问题，本技术实施例提供一种气雾产生制品及气雾产生系统。
6.如这里使用的那样，术语
‘
气雾形成基体’用来描述能够在加热时释放易挥发化合物的基体，这些易挥发化合物可形成气雾。由这里描述的，气雾产生制品的气雾形成基体产生的气雾可以是可见的或不可见的，并且可以包括蒸气(例如，物质的细颗粒，这些颗粒处于气态下，这些颗粒在室温下通常是液体或固体)以及气体和冷凝蒸气的液滴。
7.如这里使用的那样，术语
‘
上游’和
‘
下游’用来关于用户对气雾产生制品在其使用期间进行抽吸的方向，描述气雾产生制品的元件、或元件的部分的相对位置。
8.如这里使用的那样，术语
‘
质量分数’指混合物中某种物质质量占总质量的百分比。
9.如这里使用的那样，术语
‘
tpm(total particulate matter)’表示总粒相物。
10.气雾产生制品包括两个端部：近端和远端，穿过该近端，气雾离开气雾产生制品并且被输送到用户。在使用中，用户可以对近端抽吸，以便吸入由气雾产生制品产生的气雾。在使用中，近端也可以称作下游端，并且在远端的下游。远侧端部也可以称作上游端，并且在近端的上游。
11.如这里使用的那样，术语
‘
冷却元件’用来描述具有相对大的表面面积和低抽吸阻力的元件。在使用中，由从气雾形成基体释放的易挥发化合物形成的气雾在由用户吸入之前经过冷却元件，并且由冷却元件冷却。与高抽吸阻力过滤吸嘴和其它嘴口相反，冷却元件具有低抽吸阻力。
12.优选地，气雾产生制品是发烟制品，该发烟制品产生通过用户的嘴直接可吸入到
用户的肺中的气雾。更优选地，该发烟制品产生通过用户的嘴直接可吸入到用户的肺中的含尼古丁的气雾。
13.在优选实施例中，气雾形成基体布置在气雾产生制品的上游端部处。
14.在一个实施例中，与气雾产生装置一起使用的气雾产生制品，包括外部包裹件，以及被限制于所述外部包裹件内的气雾形成基体和红外吸收材料；
15.所述气雾形成基体被配置为被加热时产生供吸食的气雾；
16.所述红外吸收材料被配置为吸收用于辐射加热所述气雾形成基体的红外线；
17.其中，所述红外吸收材料的吸收峰的波长范围与所述气雾形成基体中水分的吸收峰的波长范围至少部分重合。
18.在优选实施例中，所述红外吸收材料的吸收峰的波长范围在所述气雾形成基体中水分的吸收峰的波长范围之内；或者，
19.所述气雾形成基体中水分的吸收峰的波长范围在所述红外吸收材料的吸收峰的波长范围之内；或者，
20.所述红外吸收材料的吸收峰的波长范围与所述气雾形成基体中水分的吸收峰的波长范围部分重合；或者，
21.所述红外吸收材料的吸收峰的波长范围与所述气雾形成基体中水分的吸收峰的波长范围完全一样。
22.在优选实施例中，所述红外吸收材料是至少一种以下形状：粉末状、颗粒状、丸粒状、碎片状、丝条状、条带状或片状。
23.在优选实施例中，所述红外吸收材料设置在所述气雾形成基体与所述外部包裹件之间；或者，所述红外吸收材料设置在所述气雾形成基体内。
24.其中，所述红外吸收材料设置在所述气雾形成基体内，包括所述红外吸收材料与所述气雾形成基体混合的情形。
25.在优选实施例中，所述红外吸收材料结合在部分所述气雾形成基体上；其中，该部分所述气雾形成基体靠近所述气雾形成基体的下游端设置。
26.其中，所述红外吸收材料结合在部分所述气雾形成基体上，包括所述红外吸收材料设置在部分所述气雾形成基体与所述外部包裹件之间、所述红外吸收材料设置在部分所述气雾形成基体内等情形。
27.其中，部分所述气雾形成基体靠近所述气雾形成基体的下游端设置，包括部分所述气雾形成基体形成所述气雾形成基体的下游端的情形。
28.在优选实施例中，所述红外吸收材料包括金属、无机非金属、有机物、超吸收材料中的至少一种。
29.在优选实施例中，以所述气雾形成基体和所述红外吸收材料的总质量计，所述红外吸收材料的质量分数介于2％～30％；优选的，介于2％～25％；进一步优选的，介于2％～20％；进一步优选的，介于2％～15％；进一步优选的，介于5％～15％。
30.在优选实施例中，还包括被限制于所述外部包裹件内的吸嘴，所述吸嘴布置在所述气雾形成基体的下游。
31.在优选实施例中，还包括被限制于所述外部包裹件内的冷却元件，所述冷却元件布置在所述气雾形成基体与所述吸嘴之间。
32.需要说明的是，在其它示例中，所述吸嘴、所述冷却元件以及所述气雾形成基体可以通过不同的外部包裹件限制。例如，一外部包裹件限制所述气雾形成基体，另一外部包裹件限制所述吸嘴和所述冷却元件，两个外部包裹件可以采用相同或者不同材料制成。
33.本技术一个实施例还提出一种气雾产生制品，包括外部包裹件，以及被限制于所述外部包裹件内的气雾形成基体和红外吸收材料；
34.所述气雾形成基体被配置为被加热时产生供吸食的气雾；
35.所述红外吸收材料被配置为吸收用于辐射加热所述气雾形成基体的红外线；
36.其中，所述红外吸收材料的吸收峰的波长范围介于3μm～5μm。
37.本技术一个实施例还提出一种气雾产生制品的制备方法，所述方法包括：
38.制备气雾形成基体；
39.制备红外吸收材料；
40.将所述气雾形成基体与所述红外吸收材料混合后，采用常规制品工艺进行制备，以得到所述气雾产生制品。
41.需要说明的是，
‘
混合’包括所述气雾形成基体与所述红外吸收材料粉碎后的混合，例如：(粉末状、颗粒状、丸粒状、碎片状)气雾形成基体与(粉末状、颗粒状、丸粒状、碎片状)红外吸收材料的混合；还包括所述气雾形成基体与所述红外吸收材料的层叠方式的混合，例如：(丝条状、条带状或片状)气雾形成基体与(丝条状、条带状或片状)红外吸收材料的层叠。
42.本技术又一个实施例还提出一种气雾产生系统，包括气雾产生装置、前述的气雾产生制品，所述气雾产生装置被配置为辐射红外线加热所述气雾产生制品以产生供吸食的气雾。
43.以上气雾产生制品进行加热时，通过红外吸收材料吸收用于辐射加热气雾形成基体的红外线，相对常规的加热不燃烧制品，气雾的温度有所降低，尤其是降低了第一口抽吸的气雾温度，另外tpm值变化率有所提升，从而提升了用户的抽吸体验；同时，红外吸收材料的温度升高后，可一起加热并雾化气雾形成基体，一定程度上提升了制品的加热效率。
附图说明
44.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
45.图1是本技术实施例提供的气雾产生制品的示意图；
46.图2是常规的气雾产生制品的气雾温度测试结果示意图；
47.图3是一个实施例制备的气雾产生制品的气雾温度测试结果示意图；
48.图4是另一个实施例制备的气雾产生制品的气雾温度测试结果示意图；
49.图5是本技术实施例提出的气雾生成系统的示意图。
具体实施方式
50.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施方式，对本技术进行更详细的说明。
51.本技术提出一种与气雾产生装置一起使用的气雾产生制品，这种气雾产生制品包括气雾形成基体，该气雾形成基体当由气雾产生装置内部的加热元件加热时用来产生可吸入的气雾。
52.其中，基于通常用户抽吸使用的便利性，气雾产生制品整体外观呈纵长的圆柱形的构造。在申请的一个实施例中参见图1所示，气雾产生制品包括按同轴排列布置的三个元件：
53.气雾形成基体10、冷却元件20、以及吸嘴30；这三个元件顺序地布置，并且由外部包裹件40限制，以形成气雾产生制品。
54.进一步根据图1所示，气雾产生制品具有相对的近端41以及远端42，在使用期间用户将该近端41插入到嘴中进行抽吸，该远端42布置在气雾产生制品与该近端41相对的端部处。
55.在使用中，空气由远端42通过气雾产生制品达到近端41。气雾产生制品的远端42也可以描述成气雾产生制品的上游端部，并且气雾产生制品的近端41也可以描述成气雾产生制品的下游端部。在近端41与远端42之间布置的气雾产生制品的各元件可描述成在近端41的上游，或者可选择地在远端42的下游。
56.气雾产生制品的外观可以模仿常规可点燃后抽吸的香烟的外观。气雾产生制品可以具有在近似5毫米～12毫米之间(例如在近似6毫米～8毫米之间)的外径。
57.气雾产生制品的总长度优选地为至少约35毫米。更优选地，气雾产生制品的总长度为至少约40毫米。甚至更优选地，气雾产生制品的总长度为至少约45毫米。另外或作为替代方案，气雾产生制品的总长度优选地小于约80毫米。更优选地，气雾产生制品的总长度小于约75毫米。甚至更优选地，气雾产生制品的总长度小于约70毫米。
58.在优选的实施方案中，气雾产生制品的总长度为约35毫米至约80毫米，更优选地为约40毫米至约75毫米，甚至更优选地为约45毫米至约70毫米。
59.气雾形成基体10布置在气雾产生制品的远端42。
60.气雾形成基体10可包括尼古丁。含尼古丁的气雾形成基体10可以包括尼古丁盐基质。气雾形成基体10可以包括植物基材料。气雾形成基体10优选地包括含烟草材料。气雾形成基体10可以包括均质化的烟草材料，均质化的烟草材料可以通过凝结颗粒烟草形成。替代地或另外，气雾形成基体10可以包括不含烟草的材料。气雾形成基体10可以包括均化的植物基材料。
61.气雾形成基体10可以包括例如如下的一种或多种形式：粉末、颗粒、丸粒、碎片、丝条、条带或片材。气雾形成基体10可以包含如下的一种或多种材料：烟草叶、烟草叶脉片段、复原烟草、均质化烟草、挤出烟草、烟草浆料、流延叶烟草和膨胀烟草。
62.气雾形成基体10可以包含至少一种气雾形成剂。气雾形成剂用来描述任何适当的已知化合物或化合物的混合物，该任何适当的已知化合物或化合物的混合物在使用中促进气雾的形成，并且大体上耐受在气雾产生制品的操作温度下的热降解。适当的气雾形成剂在技术中是已知的，并且包括但不限于：多元醇，如丙二醇、三甘醇、1，3-丁二醇、以及甘油；多元醇的酯，如甘油单、二或三乙酸酯；以及单、二或多羧酸的脂族酯，如十二烷二酸二甲酯和十四烯二酸二甲酯。
63.气雾形成基体可包括任何合适量的气雾形成剂。例如，气雾形成剂的含量以干重
计可等于或大于气溶胶形成基材的5％，并且优选地以干重计大于30％的重量。以干重计，气雾形成剂含量可小于约95％。优选地，气雾形成剂的含量高达约55％。
64.气雾形成基体10还可以包含烟草或无烟草易挥发调味化合物，这些烟草或无烟草易挥发调味化合物在气雾形成基体10的加热时释放。气雾形成基体10也可以包含一个或多个封壳，该一个或多个封壳例如包括另外的烟草易挥发调味化合物或无烟草易挥发调味化合物，并且这样的封壳在气雾形成基体10的加热期间可以熔化。
65.气雾形成基体10可以提供在热稳定载体上或嵌在热稳定载体中。此处使用的术语“热稳定”表示在气雾形成基体10通常被加热到的温度(例如，约150℃至约300℃)下基本上不降解的材料。载体可以采取粉末、颗粒、丸粒、碎片、丝条、条带或片材的形式。气雾形成基体10可以按例如薄片、泡沫、胶或浆的形式淀积在载体的表面上。气雾形成基体10可以淀积在载体的整个表面上，或者可选择地，可以按图案淀积，以便在使用期间提供非均匀味道输送。
66.冷却元件20布置在气雾形成基体10的紧接下游，并且与气雾形成基体10邻接。在使用中，由气雾形成基体10被加热后释放易挥发物质沿冷却元件20朝向气雾产生制品的近端41通过，并且易挥发物质可以在冷却元件20内降温变凉，以形成由用户吸入的气雾。在图1中示出的优选实施例中，冷却元件20包括空腔，该空腔沿冷却元件20的长度延伸。通过以上轴向延伸的空腔，使得穿过冷却元件20的空气流是在沿纵向方向上，而没有相当大的径向偏离。冷却元件20可以借助于热传递起冷却被抽吸通过冷却元件20的气雾流束的温度的作用。气雾的成分将与冷却元件20内的空间相互作用，并且失去热能。
67.在一些实施例中，气雾流束的温度随着它被抽吸通过冷却元件20可能降低多于10摄氏度。在一些实施例中，气雾流束的温度随着它被抽吸通过冷却元件20可能降低多于25摄氏度或多于30摄氏度。
68.吸嘴30布置在冷却元件20的紧接下游，并与冷却元件20邻接。在图1中示出的实施例中，吸嘴30可以是常规纤维素乙酸酯或聚丙烯丝束过滤嘴。
69.为了组装气雾产生制品，将以上描述的三个元件对准，并且紧紧地包裹在外部包裹件40内。在图1中示出的实施例中，外部包裹件40可以是常规烟纸。
70.在图1中示出的气雾产生制品设计成与包括加热元件的气雾产生装置相接合，以便由用户抽吸。在使用中，气雾产生装置的加热元件将气雾产生制品的气雾形成基体10加热到足够温度以产生气雾，该气雾穿过气雾产生制品被向下游抽吸，并且由用户吸入。
71.本技术的一个实施例还提出一种红外吸收材料，所述红外吸收材料被配置为吸收辐射加热气雾形成基体10的红外线。优选的实施中，所述红外吸收材料的吸收峰与所述气雾形成基体中水分的吸收峰是关联的。这样，通过红外吸收材料吸收辐射加热气雾形成基体10的红外线，使得蒸发雾化的水分呈一定比例的降低，避免含有热量较高的水蒸气使得抽吸者在抽吸时产生灼痛感，尤其是降低第一口抽吸气雾的温度，提升了用户的抽吸体验；同时，红外吸收材料的温度升高后，可一起加热并雾化气雾形成基体10，一定程度上提升了制品的加热效率。
72.在一示例中，红外吸收材料的吸收峰的波长范围与气雾形成基体10中水分的吸收峰的波长范围至少部分重合。具体地，红外吸收材料的吸收峰的波长范围在气雾形成基体10中水分的吸收峰的波长范围之内；或者，气雾形成基体10中水分的吸收峰的波长范围在
红外吸收材料的吸收峰的波长范围之内；或者，红外吸收材料的吸收峰的波长范围在气雾形成基体10中水分的吸收峰的波长范围部分重合；或者，红外吸收材料的吸收峰的波长范围在气雾形成基体10中水分的吸收峰的波长范围完全一样。
73.在一示例中，红外吸收材料的吸收峰的波长范围介于3μm～5μm。
74.在一示例中，红外吸收材料是至少一种以下形式：粉末、颗粒、丸粒、碎片、丝条、条带或片材。红外吸收材料可以设置在气雾形成基体10与外部包裹件40之间，例如，片材形状的红外吸收材料夹持在气雾形成基体10与外部包裹件40之间；或者，红外吸收材料设置在气雾形成基体10内。
75.以红外吸收材料为颗粒形式为例，如图1所示，图中的11表示颗粒状的气雾形成基体，12表示颗粒状的气雾形成基体中的水分，13表示颗粒状的红外吸收材料；颗粒状的红外吸收材料与颗粒状的气雾形成基体以及其水分混合在一起。制品被红外辐射加热时，颗粒状的红外吸收材料与水分一起吸收3μm～5μm的红外线；这样，蒸发雾化的水分呈一定比例的降低，避免含有热量较高的水蒸气使得抽吸者在抽吸时产生灼痛感，尤其是降低第一口抽吸气雾的温度。同时，颗粒状的红外吸收材料吸收辐射热量后温度升高，将与之相邻的颗粒状的气雾形成基体加热并雾化，一定程度上提升了制品的加热效率。
76.在一示例中，红外吸收材料包括金属、无机非金属、有机物、超吸收材料中的至少一种。例如，金属包括但不限于铜、镍；无机非金属包括但不限于碳化硅、石墨烯；有机物包括但不限于蔗糖、纤维；超吸收材料：通过调控物质表面微结构，使其只吸收3μm～5μm的红外线。
77.在一示例中，以气雾形成基体10和红外吸收材料的总质量计，红外吸收材料的质量分数介于2％～30％；优选的，介于2％～25％；进一步优选的，介于2％～20％；进一步优选的，介于2％～15％；进一步优选的，介于5％～15％。
78.以上外部包裹件40，优选采用透红外线的材料制成。例如，采用无机纤维材料制备，具体包括羟基磷灰石纤维、碳化硅纤维、钛酸钡纤维中的一种或多种。
79.以上羟基磷灰石纤维、碳化硅纤维、钛酸钡纤维是具有优良的可透红外线的材料，使得可以通过红外辐射的方式对气雾产生制品加热时，外部包裹件40大体是不吸收红外线的，从而有效地促进内部气雾形成基体10的加热效率。
80.进一步为了便于对采用以上红外吸收材料的气雾产生制品可实施性，以及制备的气雾产生制品在各项性能上的进步性进行验证，以下通过具体实施例对制备的气雾产生制品进行示例和测试结果说明。
81.s11，制备气雾形成基体的植物基材料；例如：烟草材料。
82.s12，制备红外吸收材料。
83.可以采用碳化硅材料，其中碳化硅材料的质量分数为10％，粒度为24目。
84.也可以采用石墨烯材料，其中石墨烯材料的质量分数为10％。
85.其中步骤s11、步骤s12可以不分先后顺序。
86.s13，将植物基材料与红外吸收材料混合后，可以采用常规制品工艺进行制备，以得到气雾产生制品。
87.可以采用颗粒制品工艺进行制备，以得到颗粒型的气雾产生制品。
88.也可以采用常规再造烟叶型制品工艺(例如造纸法、干法、稠浆法以及辊压法等
等)进行制备，以得到再造烟叶型的气雾产品制品。
89.上述制品工艺可参考现有技术，例如：“董高峰，田永峰，尚善斋，等.用于加热不燃烧(hnb)卷烟的再造烟叶生产工艺研究进展[j].中国烟草学报，2020，26(1)”，具体地在此不作赘述。
[0090]
对以上实施例制备的气雾产生制品进行气雾温度测试和tpm值变化率测试，测试的内容均采用常规的加热不燃烧制品进行比对。
[0091]
一、气雾温度测试
[0092]
测试目的：测试制品抽吸时的气雾温度
[0093]
测试环境：环境温度：25℃，相对湿度：65rh％。
[0094]
测试仪器：温度传感器采用k型热电偶；温度记录仪：graphtec gl240；抽烟机：采用自有设备。
[0095]
测试工况：抽烟机工况设定：抽吸量55ml/3s，抽吸间隔时间：27s；气雾温度采集点设定：k型热电偶布置于制品吸嘴的端面中心；数据记录频率：10hz，即100ms记录一次数据。
[0096]
测试步骤：
[0097]
s31，将受测制品插入气雾产生装置中；其中，受测制品包括实施例1、实施例2制备的气雾产生制品以及常规的加热不燃烧制品；每次测试均采用同一个气雾产生装置，以保证制品的加热工况相同；同一种类的制品可测试多个制品，以保证测试结果；
[0098]
s32，将k型热电偶布置于受测制品吸嘴的端面中心；
[0099]
s33，连接k型热电偶与温度记录仪；
[0100]
s34，启动气雾产生装置对制品进行预热，同时开启抽烟机并记录温度数据；
[0101]
s35，预热结束后，通过抽烟机进行抽吸并记录抽吸时的温度数据。
[0102]
受测制品为常规的加热不燃烧制品，其测试结果可参考附图2所示；
[0103]
受测制品为采用碳化硅材料作为红外吸收材料，其中碳化硅材料的质量分数为10％，粒度为24目；通过采用颗粒制品工艺进行制备的颗粒型的气雾产生制品，其测试结果可参考附图3所示；
[0104]
受测制品为采用石墨烯材料作为红外吸收材料，其中石墨烯材料的质量分数为10％；采用常规再造烟叶型制品工艺进行制备的再造烟叶型的气雾产品制品，其测试结果可参考附图4所示。
[0105]
从图2-图4的测试结果可以看出，相对常规的加热不燃烧制品，附图3所示的气雾产生制品，其第一口抽吸气雾的温度降低约5℃；附图4所示的气雾产生制品，其第一口抽吸气雾的温度降低约4℃。很显然的，减少了用户抽吸第一口时会产生灼痛感的问题。
[0106]
二、tpm值变化率测试
[0107]
测试目的：测试气雾产品制品1和气雾产生制品2相对于常规的加热不燃烧制品的tpm值变化率。
[0108]
其中气雾产品制品1为采用碳化硅材料作为红外吸收材料，其中碳化硅材料的质量分数为10％，粒度为24目；通过采用颗粒制品工艺进行制备的颗粒型的气雾产生制品；气雾产品制品2为采用石墨烯材料作为红外吸收材料，其中石墨烯材料的质量分数为10％；采用常规再造烟叶型制品工艺进行制备的再造烟叶型的气雾产品制品。
[0109]
测试步骤：
[0110]
s41，测试常规的加热不燃烧制品、气雾产生制品1和气雾产品制品2，在抽吸前后的质量，并计算出失重值，如下表格所示：
[0111][0112]
s42，根据常规的加热不燃烧制品、气雾产生制品1的tpm值，计算得到气雾产生制品1的tpm值变化率，如下计算过程所示：
[0113][0114]
与此类似的，得到气雾产生制品2的tpm值变化率约为6.9％。
[0115]
以上测试结果可以看出，相对常规的加热不燃烧制品，气雾产生制品1、以及气雾产生制品2，其tpm值变化率都有所提升，进而提升了用户的抽吸体验。
[0116]
进一步本技术还提出一种包括以上气雾产生制品和加热装置的气雾生成系统，在一个实施例中的构造参见图5所示；
[0117]
加热装置200包括加热元件210；
[0118]
其中，加热元件210是管状的形状，其管状中空的至少一部分被构造成接收气雾产生制品100的腔室，该加热元件210通过向气雾产生制品100辐射红外线进而对气雾产生制品100进行加热。气雾产生制品100可参考前述内容，在此不作赘述。
[0119]
采用以上红外辐射的加热元件210对进行加热时，气雾产生制品100内的红外吸收材料吸收辐射加热气雾形成基体的红外线，使得蒸发雾化的水分呈一定比例的降低，避免含有热量较高的水蒸气使得抽吸者在抽吸时很容易产生灼痛感，尤其是降低第一口抽吸气雾的温度，提升了用户的抽吸体验；同时，红外吸收材料的温度升高后，可一起加热并雾化气雾形成基体，一定程度上提升了制品的加热效率。
[0120]
需要说明的是，本技术的说明书及其附图中给出了本技术的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。