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TW201609005A - 具有多材料感受器之氣溶膠產生物 - Google Patents

具有多材料感受器之氣溶膠產生物 Download PDF

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TW201609005A
TW201609005A TW104116217A TW104116217A TW201609005A TW 201609005 A TW201609005 A TW 201609005A TW 104116217 A TW104116217 A TW 104116217A TW 104116217 A TW104116217 A TW 104116217A TW 201609005 A TW201609005 A TW 201609005A
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歐樂格 米羅諾
英哈尼寇雷維奇 新諾維克
歐樂格 福沙
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菲利浦莫里斯製品股份有限公司
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Abstract

本發明係關於一種氣溶膠產生物(10)，其包含氣溶膠形成基材(20)及用於加熱該氣溶膠形成基材(20)之感受器(1,4)。該感受器(1,4)包含第一感受器材料(2,5)及具有一居里溫度之第二感受器材料(3,6)，該第一感受器材料與該第二感受器材料緊密物理接觸。該第一感受器材料亦可具有一居里溫度，該第二居里溫度低於500℃，且若該第一感受器材料具有一居里溫度，則該第二居里溫度低於該第一感受器材料之該居里溫度。使用此種多材料感受器，使得加熱得以最佳化，且可控制感受器之溫度以接近該第二居里溫度，而無需直接進行溫度監控。

Description

具有多材料感受器之氣溶膠產生物
本發明係關於一種氣溶膠產生物，該氣溶膠產生物包含一氣溶膠形成基材以用於當受熱時產生可吸入氣溶膠。該氣溶膠產生物包含一感受器，該感受器用於加熱氣溶膠形成基材，以便氣溶膠形成基材之加熱可由感應加熱以無接觸方式實現。感受器包含具有不同居里溫度之至少兩種不同材料。本發明亦關於一種包含此一氣溶膠產生物及一氣溶膠產生裝置之系統，該氣溶膠產生裝置具有一感應器以用於加熱該氣溶膠產生裝置。
已有先前技術提出若干種加熱菸草而非燃燒菸草之氣溶膠產生裝置或吸煙物件。此類加熱氣溶膠產生物之一目的在於，降低習知菸草中由於菸草之燃燒及熱裂解降解所產生之已知有害煙組份種類。
通常在此類加熱氣溶膠產生物中，氣溶膠之產生是由於熱量自熱源傳遞至物理上分離之氣溶膠形成基材或材料。吸煙期間，來自熱源之熱傳遞使氣溶膠形成基材中釋放出揮發性化合物，且該揮發性化合物搭乘在經氣溶膠產生物吸入之空氣中。隨著所釋放之化合物冷卻，其凝結而形成供使用者吸入之氣溶膠。
許多先前技術文獻揭示了用於消費或吸加熱之氣溶膠產生物之氣溶膠產生裝置。此類裝置包括，例如，電加熱氣溶膠產生裝置，其中氣溶膠之產生是由於熱量自氣溶膠產生裝置之一個以上電加熱元件傳遞至加熱氣溶膠產生物之氣溶膠形成基材。此類電吸煙系統之一優勢在於，其大幅減少了側流煙，同時以允許使用者選擇性地暫停吸煙或重新開始吸。
US 2005/0172976 A1中揭示了一種採用電加熱香菸之形式的、用於電操作氣溶膠產生系統中的例示性氣溶膠產生物。該氣溶膠產生物係構造以插入該氣溶膠產生系統之氣溶膠產生裝置之香菸接受器中。該氣溶膠產生裝置包括一電源，其供應能量至一加熱器裝置，該加熱器裝置包括複數個電阻性加熱元件，後者經佈置以滑動地接收氣溶膠產生物以使加熱元件安置於氣溶膠產生物之旁側。
US 2005/0172976 A1中揭示了一種系統，其使用一包含複數個外部加熱元件之氣溶膠產生裝置。亦知曉含內部加熱元件之氣溶膠產生裝置。在使用中，此類氣溶膠產生裝置之內部加熱元件插入加熱氣溶膠產生物之氣溶膠形成基材中，以使內部加熱元件與氣溶膠形成基材直接接觸。
氣溶膠產生裝置之內部加熱元件與氣溶膠產生物之氣溶膠形成基材間之直接接觸可提供一種加熱氣溶膠形成基材以形成可吸入氣溶膠之有效方式。在此構設中，當內部加熱元件被啟動時，來自內部加熱元件之 熱量幾乎瞬間傳輸至氣溶膠形成基材之至少一部分，此點可便於氣溶膠之快速產生。此外，產生氣溶膠所需之總加熱能量可低於含一外部加熱器元件之氣溶膠產生系統所需，其中，氣溶膠形成基材不與外部加熱元件直接接觸且氣溶膠形成基材之最初加熱主要由對流或輻射實現。儘管氣溶膠產生裝置之內部加熱元件與氣溶膠形成基材直接接觸，然而與內部加熱元件直接接觸之氣溶膠形成基材之部分的最初加熱將主要由傳導實現。
WO 2013102614中揭示了一種系統，其包括含一內部加熱元件之氣溶膠產生裝置。在此系統中加熱元件與氣溶膠形成基材相接觸，加熱元件經歷一個加熱後再冷卻之熱週期。加熱元件與氣溶膠形成基材接觸期間，氣溶膠形成基材之粒子可附著至加熱元件之表面。此外，來自加熱元件之熱量所發出之揮發性化合物及氣溶膠可沉積於加熱元件之表面上。附著及沉積於加熱元件上之粒子及化合物可能阻止加熱元件以最佳方式作用。此等粒子及化合物亦可於氣溶膠產生裝置之使用期間分解並給使用者產生難聞或苦澀之氣味。出於該等原因，需要週期性清潔加熱元件。清潔過程可包括使用如刷子的清潔工具。若不能正確地執行清潔，加熱元件可能被毀損或斷裂。此外，將氣溶膠產生物插入氣溶膠產生裝置或從中取出時錯誤或不小心的操作亦可能毀損或折斷加熱元件。
自先前技術，氣溶膠傳遞系統係已知的，其包含氣溶膠形成基材及感應加熱裝置。感應加熱裝置包含感應源，該感應源產生感應感受器材料中之熱產生渦流的交變電磁場。感受器材料係熱接近氣溶膠形成基材。經加熱的感受器材料接著加熱氣溶膠形成基材，該氣溶膠形成基材包含能夠釋放可形成氣溶膠之揮發性化合物的材料。已在此項技術中描述了針對氣溶膠形成基材之數個實施例，其具備用於感受器材料之互異構造，以便確定氣溶膠形成基材的充分加熱。因此，謀求氣溶膠形成基材之操作溫度，在該溫度下，可形成氣溶膠之揮發性化合物的釋放係令人滿意的。能夠以有效方式控制氣溶膠形成基材之操作溫度將為合乎需要的。由於使用感受器感應加熱氣溶膠形成基材是一種“無接觸點加熱”之形式，故而無直接裝置量測可消費氣溶膠形成基材內自身的溫度一意即，裝置與氣溶膠形成基材所在之可消費品內側無接觸點。
本發明提供一種氣溶膠產生物，其包含氣溶膠形成基材及用於加熱該氣溶膠形成基材之感受器。該感受器包含第一感受器材料及第二感受器材料，該第一感受器材料與該第二感受器材料緊密物理接觸。該第二感受器材料較佳具有低於500℃之居里溫度。該第一感受器材料較佳主要用以當感受器置於波動電磁場中時加熱感受器。可使用任何合適之材料。例如第一感受器材料可為鋁，或可為含鐵材料，例如不鏽鋼。第二感受器 材料較佳主要用以指示感受器何時達到一特定溫度，該溫度為第二感受器材料之居里溫度。第二感受器材料之居里溫度可用以調節操作期間整個感受器之溫度。因此，第二感受器材料之居里溫度應低於氣溶膠形成基材之燃點。適合用作第二感受器材料之材料可包括鎳及某些鎳金屬。
較佳地，感受器可包含具有第一居里溫度之第一感受器材料及具有第二居里溫度之第二感受器材料，該第一感受器材料與該第二感受器材料緊密物理接觸。第二居里溫度較佳低於第一居里溫度。在本發明中，術語「第二居里溫度」是指第二感受器材料之居里溫度。
提供至少具有第一及第二感受器材料之感受器，其中第二感受器材料有居里溫度而第一感受器材料沒有居里溫度，或第一及第二感受器材料具有互不相的第一及第二居里溫度，從而可將氣溶膠形成基材之加熱與加熱之溫度控制區分開。在第一感受器材料可關於熱損失及由此加熱效率的最佳化的同時，第二感受器材料可關於溫度控制最佳化。第二感受器材料無需具有任何明顯的加熱特性。第二感受器材料具有對應於第一感受器材料之預定義最大需要加熱溫度的居里溫度或第二居里溫度。最大所需加熱溫度可界定為使之避免氣溶膠形成基材之局部過熱或燃燒。包含第一及第二感受器材料之感受器具有單一之結構且可稱為雙材料感受器或多材料感受器。第一感受器材料及第二感受器材料的緊鄰性可具有提供確切之溫度控制的優點。
第一感受器材料較佳為居里溫度高於500℃之磁性材料。從加熱效率角度來看，第一感受器材料之居里溫度高於感受器能夠被加熱至的最大受熱溫度是合乎需要的。第二居里溫度較佳可選定為低於400℃，較佳低於380℃，或低於360℃。較佳的是，第二感受器材料為一磁性材料且其經選定為具有大體等於所需最大加熱溫度之第二居里溫度。意即，較佳的是，第二居里溫度約等於感受器應受熱所至之溫度，以便由氣溶膠形成基材產生氣溶膠。第二居里溫度可為例如介於200℃至400℃之間，或250℃至360℃之間。
在一個實施例中，第二感受器材料之第二居里溫度可經選擇，使得在被處在等於第二居里溫度之溫度的感受器加熱後，氣溶膠形成基材之整體平均溫度不超過240℃。氣溶膠形成基材之整體平均溫度在此處定義為氣溶膠形成基材之中央區域中及周邊區域中的數個溫度量測值之算術平均值。藉由預定義針對整體平均溫度之最大值，氣溶膠形成基材可經定製為氣溶膠的最佳產量。
在較佳實施例中，氣溶膠產生物可包含複數個以條桿形式裝配於包裝紙中之元件，該條桿具有嘴端及位於嘴端上游之遠端，該複數個元件包括位於條桿遠端或朝向條桿遠端之煙霧形成基材。較佳地，氣溶膠形成基材為固體氣溶膠形成基材。較佳地，感受器為寬度在3mm至6mm之間且厚度在10微米至200微米之間的狹長感受器。感受器較佳位於氣溶膠形成基材內。尤其 較佳的是，狹長感受器元件位於氣溶膠形成基材內之徑向中心位置處，以便其較佳地沿氣溶膠形成基材之縱向軸延展。狹長感受器的長度較佳為8mm至15mm之間，例如10mm至14mm之間，例如約12mm或13mm。
第一感受器材料較佳經選擇以獲得最大加熱效率。由於感受器中感應之渦電流而產生之電阻加熱，加上磁滯損失所產生之熱量，產生位於波動磁場中之磁性感受器材料之感應加熱。較佳地，第一感受器材料為居里溫度超過400℃之鐵磁金屬。較佳地，第一感受器材料為鐵或鐵合金，例如鋼或鐵鎳合金。尤其較佳的是，第一感受器材料為400系列不鏽鋼，例如410級不鏽鋼、或420級不鏽鋼或430級不鏽鋼。
或者，第一感受器材料可為合適之非磁性材料，例如鋁。在非磁性材料中，感應加熱完全因渦電流導致之電阻加熱而發生。
第二感受器材料較佳經選定為具有位於所需範圍內之可偵測居里溫度，例如介於200℃至400℃之間一指定溫度。第二感受器材料亦可對感受器之加熱有所貢獻，但此特性重要性不如其居里溫度。較佳地，第二感受器材料為鐵磁金屬例如鎳或鎳合金。鎳具有約354℃之居里溫度，此溫度對於氣溶膠產生物中之加熱之溫度控制可為理想的。
第一與第二感受器材料緊密接觸，形成單一感受器。因此，受熱時，第一及第二感受器材料具有相同溫度。可針對加熱氣溶膠形成基材最佳化之第一感受 器材料可具有高於任何預定義最大加熱溫度之第一居里溫度。一旦感受器已達到第二居里溫度，則第二感受器材料之磁性質改變。在第二居里溫度下，第二感受器材料自鐵磁相(ferromagnetic)可逆地改變為順磁相(paramagnetic)。在氣溶膠形成基材之感應加熱期間，可偵測到第二感受器材料之此相變而無需與第二感受器材料物理接觸。對相變之偵測可實現對氣溶膠形成基材之加熱之控制。例如，當偵測到與第二居里溫度相關之相變時，可自動停止感應加熱。因此，氣溶膠形成基材之過度加熱可得以避免，即使主要負責氣溶膠形成基材之加熱的第一感受器材料不具有高於最大需要加熱溫度的第一居里溫度亦如此。在感應式加熱已停止之後，感受器冷卻直至其達到低於其第二居里溫度之溫度為止。此時，第二感受器材料重新再獲得其鐵磁性質。無需與第二感受器材料接觸便可偵測到此相變，然後可重新啟動感應加熱。因此，氣溶膠形成基材之感應式加熱可由感應式加熱裝置之重複的啟動及撤銷控制。此溫度控制藉由無接觸點構件完成。除了較佳已整合於感應式加熱裝置中之電路及電子設備以外，不需要任何額外的電路及電子設備。
第一感受器材料與第二感受器材料之間的緊密接觸由任何合適之構件完成。例如，第二感受器材料可鍍覆、沉積、塗覆、包覆或焊接於第一感受器材料上。較佳方法包括電鍍、電流鍍及包覆。較佳的是，第二感受器材料是為濃密層。濃密層具有較多孔層更高之導磁 性，從而使其更易偵測到居里溫度下之精細變化。若為基材之加熱而最佳化第一感受器材料，則較佳的是，第二感受器材料之體積為提供可偵測之第二居里點所需，並無更大體積。
在一些實施例中，較佳的是，第一感受器材料之形式為寬度在3mm至6mm之間且厚度在10微米至200微米之間的狹長條帶，而第二感受器材料之形式為鍍覆、沉積或焊接於第一感受器材料上之離散斑片。例如，第一感受器材料可為430級不鏽鋼之狹長條帶或狹長鋁帶，而第二狹長材料之形式可為厚度介於5微米至30微米之間、沿第一感受器材料狹長條帶間隔沉積之鎳斑片。第二感受器材料之斑片可具有0.5mm之寬度及狹長條帶之厚度。例如，寬度可為1mm至4mm之間，或為2mm至3mm之間。第二感受器材料斑片可具有0.5mm至10mm之間，較佳1mm至4mm之間或2mm至3mm之間的長度。
在一些實施例中，較佳可為，第一感受器材料及第二感受器材料共同層壓為寬度在3mm至6mm之間且厚度在10微米至200微米之間的狹長條帶的形式。較佳地，第一感受器材料之厚度大於第二感受器材料。共同層壓可藉由任何合適之構件形成。例如，第一感受器材料條帶可焊接或熔接至第二感受器材料條帶上。或者，第二感受器材料層可沉積或鍍覆於第一感受器材料條帶上。
在一些實施例中較佳可為，感受器為寬度在3mm至6mm之間且厚度在10微米至200微米之間的狹長感受器，該感受器包含被第二感受器材料囊封之第一感受器材料之核心。於是，感受器可包含被第二感受器材料塗覆或包覆之第一感受器材料條帶。舉例而言，感受器可包含長度為12mm、寬度為4mm且厚度在10微米至50微米之間(例如25微米)的430級不鏽鋼條帶。430級不鏽鋼可用一層5微米至15微米之間(例如10微米)的鎳層塗覆。
感受器可經構造以用於當配合特定感應器使用時消耗1瓦特至8瓦特間，例如1.5瓦特至6瓦特間之能量。藉由構造，意謂感受器可包含特定第一感受器材料且具有特定尺寸，允許當配合特定導體(其產生已知頻率及已知強度之波動磁場)使用時，能量消耗在1瓦特至8瓦特之間。
氣溶膠產生裝置可具有多於一個感受器，例如多於一個狹長感受器。於是，可於氣溶膠形成基材中不同部分上有效實施加熱。
亦提供一種氣溶膠產生系統，其包含一電操作之氣溶膠產生裝置及一氣溶膠產生物，該氣溶膠產生裝置具有一感應器以用於產生交變或波動電磁場，該氣溶膠產生物包含如本說明書中所描述及界定之感受器。氣溶膠產生物與氣溶膠產生裝置接合，以使感應器產生之波動電磁場在感受器中感應電流，從而導致感受器變熱。電操作氣溶膠產生裝置包含電子電路，其構造成偵 測第二感受器材料之居里轉變。例如，電子電路可直接量測感受器之視在電阻(apparent resistance)(Ra)。當各材料中之一者經歷與居里溫度相關之相變時，感受器中之視在電阻發生變化。可藉由量測用以產生波動磁場之DC電流，來直接量測Ra。
較佳地，使電子電路適合於氣溶膠形成基材之加熱之閉回路(closed loop)控制。於是，當電子電路偵測到感受器之溫度已升至第二居里溫度以上時其可切斷波動磁場。當感受器之溫度降至第二居里溫度以下時可重新開啟磁場。或者，當感受器之溫度升至第二居里溫度以上時驅動磁場之電力工作循環可降低且當感受器之溫度降至第二居里溫度以下時驅動磁場之電力工作循環可降低。
於是，在一預定時段內，感受器之溫度可維持於第二居里溫度之正負20℃，從而使之無需過度加熱氣溶膠形成基材亦可形成氣溶膠。較佳地，電子電路提供一回饋回路(feedback loop)，其使感受器之溫度被控制在第二居里溫度之正負15℃內，較佳在第二居里溫度之正負10℃內，較佳在第二居里溫度之正負5℃範圍內。
電操作之氣溶膠產生裝置較佳能夠產生磁場強度(H場強度)在1至5千安培每米(kA/m)間，較佳2至3kA/m間，例如約2.5kA/m之波動電磁場。電操作氣溶膠產生裝置較佳能夠產生頻率在1至30MHz間，例如1至10MHz間，例如5至7MHz間之波動電磁場。
感受器為可消耗之氣溶膠產生物之一部分，且為一次性使用。因此，加熱期間形成於感受器上之任何殘餘物不對後續氣溶膠產生物之加熱造成問題。一列氣溶膠產生物之氣味可能更一致，因為每個物件用新的感受器加熱。此外，氣溶膠產生裝置之清潔不那麼重要且可以達成不致毀壞加熱元件。此外，不存在需要插入氣溶膠形成基材之加熱元件，意謂氣溶膠產生物在氣溶膠產生裝置中之插入及移除較不容易對物件或裝置造成無意損壞。因此，整個氣溶膠產生系統更強壯。
本說明書中，術語“氣溶膠形成基材”用於描述當加熱後即能夠釋放可形成氣溶膠之揮發性化合物之基材。從本說明書中所描述之氣溶膠產生物之氣溶膠形成基材中產生出來的氣溶膠可為可見或不可見，且可包括蒸汽(例如物質之細小粒子，其為氣狀，即室溫下通常為液體或固體)，亦可包括氣體及凝結蒸汽之液體小滴。
本說明書中，術語“上游”及“下游”用以描述氣溶膠產生物之元件或元件部分相對於使用者在使用氣溶膠產生物期間吸吮氣溶膠產生物之方向的相對位置。
氣溶膠產生物較佳地採取條桿之形式，該條桿包含兩個末端：嘴端(或近端)及遠端，其中該嘴端是氣溶膠離開氣溶膠產生物並遞送至使用者所經由之端。在使用中，使用者可吸吮嘴端以吸入氣溶膠產生物所產生之氣溶膠。嘴端位於遠端之下游。遠端亦可稱為上游端且位於嘴端之上游。
較佳地，氣溶膠產生物為一個產生氣溶膠、並經由使用者之口直接可吸入使用者肺部的吸煙物件。此外，較佳地，氣溶膠產生物為一個產生含尼古丁之氣溶膠、並經由使用者之口直接可吸入使用者肺部的吸煙物件。
本說明書中，術語“氣溶膠產生裝置”用以描述一個與氣溶膠產生物之氣溶膠形成基材交互作用而產生氣溶膠之裝置。較佳地，氣溶膠產生裝置為一個與氣溶膠產生物之氣溶膠形成基材交互作用而產生氣溶膠、氣溶膠經由使用者之口可直接吸入使用者肺部的吸煙物件。氣溶膠產生裝置可為吸煙物件之固持器。
在本說明書中與氣溶膠產生物有關之術語“縱向”用以描述氣溶膠產生物之嘴端與遠端之間的方向，而術語“橫向”用於描述垂直於縱向方向之方向。
在本說明書中與氣溶膠產生物有關之術語“直徑”用以描述氣溶膠產生物之橫向方向上之最大尺寸。在本說明書中與氣溶膠產生物有關之術語“長度”用以描述氣溶膠產生物之縱向方向上之最大尺寸。
在本說明書中術語“感受器”是指能將電磁能量轉化為熱量之材料。當位於波動電磁場內時，感受器中誘發之渦電流引起感受器之加熱。此外，感受器內之磁滯損失導致感受器之額外加熱。當感受器與氣溶膠形成基材熱性接觸定位時，氣溶膠形成基材被感受器加熱。
較佳地，氣溶膠產生物經設計以與一含感應加熱源之電操作氣溶膠產生裝置接合。感應加熱源(或感 應器)產生波動電磁場以加熱位於波動電磁場內之感受器。在使用中，氣溶膠產生物與氣溶膠產生裝置接合以使感受器位於感應器所產生之波動電磁場內。
較佳地，感受器之長度尺寸大於其寬度尺寸或厚度尺寸，例如大於其寬度尺寸或其厚度尺寸之兩倍。因此感受器可描述為狹長感受器。感受器大體縱向地佈置於條桿內。此意謂狹長感受器之長度尺寸大體平行於條桿之縱向方向佈置，例如在平行於條桿縱向方向之正負10度內。一較佳實施例中，狹長感受器元件可位於條桿內之徑向中心位置處，且沿條桿之縱向軸延展。
感受器可為含第一感受器材料及第二感受器材料之針、桿或葉片的形式。感受器較佳具有5mm至15mm之間，例如6mm至12mm之間，或8mm至10mm之間的長度。感受器可具有1mm至6mm間之寬度且可具有10微米至500微米間，更佳在10至100微米間之厚度。若感受器具有恆定之剖面例如圓形剖面，其較佳具有1mm至5mm之間的寬度或直徑。
較佳之感受器可被加熱至超過250℃之溫度。合適之感受器可包含一非金屬核心及置於非金屬核心上之金屬層，例如形成於陶瓷核心之表面上之第一和第二感受器材料之金屬軌跡。
感受器可具有保護性外部層，例如囊封第一和第二感受器材料之保護性陶瓷層或保護性玻璃層。感受器可包含用玻璃、陶瓷或惰性金屬形成且形成於包含第一和第二感受器材料之核心上之保護性塗層。
感受器經配置為與氣溶膠形成基材熱性接觸。因此，當感受器變熱時，氣溶膠形成基材變熱且形成氣溶膠。較佳地，感受器經佈置為與氣溶膠形成基材直接物理接觸，例如位於氣溶膠形成基材內。
氣溶膠產生物可包含單個狹長感受器。或者，氣溶膠產生物可包含多於一個狹長感受器。
較佳地，氣溶膠形成基材為固體氣溶膠形成基材。氣溶膠形成基材可同時包含固體與液體兩種組份。
較佳地，氣溶膠形成基材包含尼古丁。一些較佳實施例中，氣溶膠形成基材包含菸草。例如，氣溶膠形成材料可為均質化菸草薄片。氣溶膠形成基材可為藉由聚集一均質化菸草薄片而形成之條桿。
或者，或附加地，氣溶膠形成基材可包含不具有菸草之氣溶膠形成材料。例如，氣溶膠形成材料可為一個包含尼古丁鹽與氣溶膠形成物之薄片。
若氣溶膠形成基材為固體氣溶膠形成基材，則固體氣溶膠形成基材可包含(例如)以下各物中之一或多者：粉末、顆粒、小球、碎屑、線、條帶或薄片，其包括以下各物中之一或多者：草本植物葉、煙草業、菸草肋狀物、延展菸草及均質化菸草。
可選地，固體氣溶膠形成基材可包含菸草或非菸草揮發性芳香味化合物，其當加熱固體氣溶膠形成基材後即釋放出來。固體氣溶膠形成基材亦可包含一個以上膠囊狀物，例如包括額外之揮發性菸草香味化合物或揮發性非菸草香味化合物，且此類膠囊狀物可於固體氣溶膠形成基材之加熱期間融化。
可選地，固體氣溶膠形成基材可提供於熱性穩定之載體上或嵌入於其中。載體可採用粉末、顆粒、小球、碎屑、線、條帶或薄片之形式。固體氣溶膠形成基材可以(例如)薄片、泡沫、凝膠或漿料之形式沉積於載體之表面上。固體氣溶膠形成基材可沉積於整個載體平面上，或沉積於為某一圖形，以便於使用期間提供不一致之香味遞送。
在本說明書中，術語“均質化菸草材料”是指藉由黏聚粒子狀菸草而形成之材料。
在本說明書中，術語“薄片”是指寬度與長度遠大於其厚度之層狀元件。
在本說明書中，術語“聚集”用以描述在大體垂直於氣溶膠產生物之縱向軸的方向上捲曲、折疊或以其他方式壓縮或收縮之薄片。
一較佳實施例中，氣溶膠形成基材包含一個聚集之均質化菸草材料之紋理化薄片。
在本說明書中，術語“紋理化薄片”是指一個已採用皺化、凸印、凹印、打孔或其他方式變形之薄片。氣溶膠形成基材可包含一個聚集之均質化菸草材料之紋理化薄片，其包含複數個相間隔之凹槽、突起、穿孔或其組合。
在尤佳實施例中，氣溶膠形成基材包含一個聚集且皺化之均質化菸草材料薄片。
使用均質化菸草材料之紋理化薄片的優點在於便於聚集均質化菸草材料之薄片，以形成氣溶膠形成基材。
在本說明書中，術語“皺化薄片”是指具有複數個大體平行之脊或溝壑之薄片。較佳地，當已裝配氣溶膠產生物時，大體平行之脊或溝壑沿氣溶膠產生物之縱向軸的方向或與之平行的方向延伸。此優點在於便於聚集均質化菸草材料之皺化薄片，以形成氣溶膠形成基材。然而，應知的是，作為替代或附加，為了包含於氣溶膠產生物中，均質化菸草材料之皺化薄片之複數個大體平行之脊或溝壑可在裝配氣溶膠產生物時處置為與氣溶膠產生物之縱向軸呈一銳角或鈍角角度。
氣溶膠形成基材可採用插塞之形式且該插塞包含以紙張或其他包裝紙圍繞限制之氣溶膠形成材料。當氣溶膠形成基材為插塞之形式時，包括任何包裝紙之整個插塞皆被認為是氣溶膠形成基材。
一較佳實施例中，氣溶膠形成基材包含一插塞且該插塞包含以包裝紙圍繞限制之均質化菸草材料或其他氣溶膠形成材料之聚集薄片。較佳地，狹長感受器或每個狹長感受器位於插塞內且與氣溶膠形成材料直接接觸。
在本說明書中，術語“氣溶膠形成物”用以描述任何合適之已知化合物或化合物之混合物，其在使用中有助於氣溶膠之形成且在氣溶膠產生物之操作溫度下實質地抵抗熱降解(thermal degradation)。
該項技術領域中的合適之氣溶膠形成物包括但不限於：多元醇，如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇及甘油；多元醇之酯，如一、二或三醋酸甘油酯；及一、 二或多羧酸之脂族酯，如十二烷二酸二甲酯及十四烷二酸二甲酯。
較佳之氣溶膠形成物為多元醇或其混合物，如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇，最佳為甘油。
氣溶膠形成基材可包含單個氣溶膠形成物。或者，氣溶膠形成基材可包含兩個或更多氣溶膠形成物之組合。
較佳地，氣溶膠形成基材含有之氣溶膠形成物之含量基於乾重量大於5%。
氣溶膠形成基材含有之氣溶膠形成物之含量基於乾重量可介於約5%至約30%之間。
一較佳實施例中，氣溶膠形成基材含有之氣溶膠形成物之含量基於乾重量可為約20%。
使用本項技術領域中已知之方法，例如WO 2012/164009 A2中所揭示之方法，可製成包含均質化菸草聚集薄片之氣溶膠形成基材以用於氣溶膠產生物。
較佳地，氣溶膠形成基材之外部直徑為至少5mm。氣溶膠形成基材之外部直徑可介於約5mm至約12mm之間，例如介於約5mm至約10mm之間，或介於約6mm至約8mm之間。一較佳實施例中，氣溶膠形成基材之外部直徑為7.2mm +/- 10%。
氣溶膠形成基材之長度可介於約5mm至約15mm之間，例如介於約8mm至約12mm之間。在一實施例中，氣溶膠形成基材之長度可為約10mm。一較佳實施例中，氣溶膠形成基材之長度為約12mm。較佳地，狹長感受器與氣溶膠形成基材長度接近相同。
較佳地，氣溶膠形成基材為大體上呈圓柱形。
一支撐元件可位於氣溶膠形成基材之最近下游且可毗鄰氣溶膠形成基材。
該支撐元件由任何合適之材料或材料組合而製成。例如，支撐元件可由一或多個選自以下群組之材料形成：醋酸纖維素、紙板、皺化紙(如皺化之抗熱紙或皺化之羊皮紙)及聚合材料例如低密度聚乙烯(LDPE)。一較佳實施例中，支撐元件由醋酸纖維素製成。
支撐元件可包含一中空之管狀元件。一較佳實施例中，支撐元件包含中空之醋酸纖維素管。
支撐元件之外部直徑較佳約等於氣溶膠產生物之外部直徑。
支撐元件之外部直徑可在約5毫米至約12毫米之間，例如在約5毫米至約10毫米之間或在約6毫米至約8毫米之間。一較佳實施例中，支撐元件之外部直徑為7.2毫米+/- 10%。
支撐元件之長度可在約5毫米至約15毫米之間。一較佳實施例中，支撐元件之長度為約8毫米。
一氣溶膠冷卻元件可位於氣溶膠形成基材之下游，例如氣溶膠冷卻元件可位於支撐元件之最近下游，且可毗鄰支撐元件。
氣溶膠冷卻元件可位於支撐元件與位於氣溶膠產生物之最下游端之煙嘴之間。
氣溶膠冷卻元件之總表面積可介於約300平方毫米每毫米長度與1000平方毫米每毫米長度之間。一較佳實施例中，氣溶膠冷卻元件總表面積可為約500平方毫米每毫米長度。
或者，氣溶膠冷卻元件可稱為熱交換器。
氣溶膠冷卻元件較佳對吸力之耐抗性較低。意即，氣溶膠冷卻元件較佳對於經由氣溶膠產生物通過之空氣提供較低之抵抗。較佳地，氣溶膠冷卻元件不會顯著影響煙對霧產生物之吸力之耐抗性。
氣溶膠冷卻元件可包含複數個縱向延伸之通道。該複數個縱向延伸之通道可由薄片材料(其可為以下各者中之一或多者：皺化、褶皺、聚集及折疊)界定以形成通道。複數個縱向延伸之通道可由單個薄片材料(其可為以下各者中之一或多者：皺化、褶皺、聚集及折疊)界定以形成多通道。或者複數個縱向延伸之通道可由多個薄片材料(其可為以下各者中之一或多者：皺化、褶皺、聚集及折疊)界定以形成多通道。
一些實施例中，氣溶膠冷卻元件可包含之聚集薄片材料可為選自以下群組之材料：金屬箔、聚合物材料、基本無孔紙或紙板。一些實施例中，氣溶膠冷卻元件可包含之聚集薄片材料可為選自以下群組之材料：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚乳酸(PLA)、醋酸纖維素(CA)及鋁箔。
一較佳實施例中，氣溶膠冷卻元件包含可生物降解材料之聚集薄片。例如，無孔紙張之聚集薄片或 可生物降解聚合材料之聚集薄片，如聚乳酸或Mater-Bi®等級(一種市售之基於澱粉共聚物之商品家族)。
一尤佳實施例中，氣溶膠冷卻元件包含聚乳酸之聚集薄片。
氣溶膠冷卻元件可由比表面積在約10平方毫米每毫克至約100平方毫米每毫克重量之間的聚集材料薄片形成。一些實施例中，氣溶膠冷卻元件可由比表面積為約35mm2/mg之聚集材料薄片形成。
氣溶膠產生物可包含位於氣溶膠產生物嘴端之煙嘴。煙嘴可位於氣溶膠冷卻元件之最近下游，且可毗鄰氣溶膠冷卻元件。煙嘴可包含一過濾器。過濾器可由一個以上合適之過濾材料形成。該項技術中已知許多種此類過濾材料。一實施例中，煙嘴可包含由醋酸纖維素絲形成之過濾器。
煙嘴之外部直徑較佳約等於氣溶膠產生物之外部直徑。
煙嘴之外部直徑可介於約5毫米至約10毫米之間，例如介於約6毫米至約8毫米之間。一較佳實施例中，煙嘴之外部直徑為7.2毫米+/- 10%。
煙嘴之長度可介於約5毫米至約20毫米之間。一較佳實施例中，煙嘴之長度可約為14毫米。
煙嘴之長度可介於約5毫米至約14毫米之間。一較佳實施例中，煙嘴之長度可約為7毫米。
可用一外部包裝紙圍繞限制氣溶膠形成物件之元件，該氣溶膠形成物件之元件例如為氣溶膠形成基 材及氣溶膠產生物之任何其他元件，如支撐元件、氣溶膠冷卻元件及煙嘴。外部包裝紙可由任何合適之材料或材料組合形成。較佳地，外部包裝紙為香菸紙。
氣溶膠產生物之外部直徑可介於約5毫米至約12毫米之間，例如介於約6毫米至約8毫米之間。一較佳實施例中，氣溶膠產生物之外部直徑為7.2毫米+/- 10%。
氣溶膠產生物之長度可介於約30毫米至約100毫米之間。一較佳實施例中，氣溶膠產生物之總長度介於40mm至50mm之間，例如約為45毫米。
氣溶膠產生系統之氣溶膠產生裝置可包含：外殼；用於接收氣溶膠產生物之腔室，一感應器經佈置以與腔室中產生波動電磁場；連接至感應器之電源；及控制元件，其構造成控制自電源至感應器之電源供應。
在較佳實施例中，裝置可包含一DC電源例如可再充電電池，以用於提供DC供電電壓及DC電流，電源電子元件包含一DC/AC反相器以用於將DC電流轉換為AC電流以便供應至感應器。氣溶膠產生裝置可進一步包含位於DC/AC反相器與感應器之間的阻抗匹配網路，以改良反相器與感應器之間的電力傳送效率。
控制元件較佳耦接至(或包含)一監控器或監控構件，以用於監控DC電源提供之DC電流。DC電流可提供對於電磁場內之感受器之視在電阻的直接指示，後者又可提供偵測感受器內居里轉變之構件。
感應器可包含一個以上產生波動電磁場之線圈。線圈可圍繞腔室。
較佳地，裝置能夠產生介於1至30MHz之間，例如介於2至10MHz之間，例如介於5至7MHz之間的波動電磁場。
較佳地，裝置能夠產生場強度(H場)介於1至5kA/m之間，例如介於2至3kA/m之間，例如約2.5kA/m的波動電磁場。
較佳地，氣溶膠產生裝置較佳地為使一使用者舒適地持於單手之手指之間的一可攜式或手持型氣溶膠產生裝置。
氣溶膠產生裝置在形狀上可為實質上圓柱形的。
氣溶膠產生裝置之長度可介於約70毫米至約120毫米之間。
電源可為任何合適之電源，例如DC電壓源如電池。一實施例中，電源為鋰離子電池。或者，電源可為鎳金屬氫化物電池、鎳鎘電池、或鋰基電池，例如鎳鈷、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰或鋰聚合物電池。
控制元件可為簡單開關。或者，控制元件可為電路且可包含一個以上微處理器或微控制器。
氣溶膠產生系統可包含此氣溶膠產生裝置及一個以上如上所述含感受器之氣溶膠產生物，該等氣溶膠產生物構造為接收於氣溶膠產生裝置之腔室中，以便位於氣溶膠產生物內之感受器被置於感應器所產生之波動電磁場中。
一種使用如上所述氣溶膠產生物之方法可包括以下步驟：將物件相對於電操作氣溶膠產生裝置放置，以使該物件之該狹長感受器處於該裝置所產生之波動電磁場內，波動磁場致使感受器變熱；及監控電操作氣溶膠產生裝置之至少一個參數，以偵測第二感受器材料之居里轉變。例如，可監控以電源供應器供給之DC電流，以提供在感受器中視在電阻之間接量測。可控制電磁場以使感受器之溫度維持約等於第二感受器材料之居里轉變。可關閉和開啟電磁場，以使感受器之溫度維持於所需範圍內。可改變裝置之工作循環，以使感受器之溫度維持於所需範圍內。
電操作之氣溶膠產生裝置可為本說明書中所描述之任何裝置。較佳地，波動電磁場之頻率維持在1至30MHz之間，例如5至7MHz之間。
如本說明書中所描述或界定之氣溶膠產生物之生產方法包括以下步驟：以條桿之形式裝配複數個元件，其中該條桿具有嘴端及位於該嘴端上游之遠端，該複數個元件包括氣溶膠形成基材及大體縱向地佈置於該條桿內且與該氣溶膠形成基材熱性接觸之感受器，較佳為狹長感受器。感受器較佳與氣溶膠形成基材直接接觸。
有利地，氣溶膠形成基材之生產形成可藉由：聚集至少一個氣溶膠形成材料之薄片並用包裝紙圍繞限制該聚集薄片。WO 2012164009中揭示了一種適用於加熱氣溶膠產生物之此類氣溶膠形成基材的生產方法。氣溶膠形成材料之薄片可為均質化菸草之薄片。或 者，氣溶膠形成材料之薄片可為非菸草材料，例如一個包含尼古丁鹽及氣溶膠形成物之薄片。
可於裝配氣溶膠形成基材與其他元件以形成氣溶膠產生物之前，將狹長感受器或每個狹長感受器插入氣溶膠形成基材中。或者，可於將狹長感受器插入氣溶膠形成基材之前，裝配氣溶膠形成基材與其他元件。
1‧‧‧感受器
2‧‧‧第一感受器材料
3‧‧‧第二感受器材料
4‧‧‧感受器
5‧‧‧第一感受器材料
6‧‧‧第二感受器材料
10‧‧‧氣溶膠產生物
20‧‧‧氣溶膠產生基材
30‧‧‧支撐元件
40‧‧‧氣溶膠冷卻元件
50‧‧‧煙嘴
60‧‧‧外包裝紙
70‧‧‧嘴端
80‧‧‧遠端
90‧‧‧包裝紙
200‧‧‧氣溶膠產生裝置
210‧‧‧感應器
230‧‧‧基材接收腔室
231‧‧‧遠端部分
250‧‧‧電池；DC電源
260‧‧‧電子元件
3131‧‧‧微控制器；微處理器控制單元
3132‧‧‧DC/AC反相器
3133‧‧‧匹配網路
3134‧‧‧感應器
IDC‧‧‧DC電流
Ra‧‧‧視在電阻
VDC‧‧‧DC供電電壓
PAC‧‧‧AC電力供應
依據一態樣或一實施例所描述之特徵亦適用於其他態樣及實施例。現將結合圖式描述特定實施例，在圖式中：
圖1A為如本發明實施例之用於氣溶膠產生物中之感受器的平面圖；圖1B為圖1A之感受器之側視圖；圖2A為如本發明實施例之用於氣溶膠產生物中之第二感受器的平面圖；圖2B為圖2A之感受器之側視圖；圖3為氣溶膠產生物一特定實施例之示意剖面圖，該氣溶膠產生物特定實施例包含了圖2A和圖2B所示出的感受器；圖4為配合圖3所示氣溶膠產生物使用之電操作氣溶膠產生裝置一特定實施例之示意剖面圖；和圖5為與圖4之電操作氣溶膠產生裝置接合之圖3之氣溶膠產生物之示意剖面圖。
圖6為展示圖4所述氣溶膠產生裝置之電子組件的方塊圖； 及，圖7為DC電流對時間圖，其圖示當感受器材料經歷與其居里點相關之相變時所發生的可遠程偵測的電流變化。
感應式加熱為藉由法拉第感應定律及歐姆定律所述之已知現象。更特定言之，法拉第感應定律陳述若導體中之磁感應正改變，則在導體中產生改變之電場。因為在導體中產生此電場，所以被稱為渦流之電流將根據歐姆定律在導體中流動。渦流將產生與電流密度及導體電阻率成比例之熱量。能夠被感應式加熱之導體被稱為感受器材料。本發明使用配備有感應式加熱源(諸如，感應線圈)之感應式加熱裝置，該感應式加熱源能夠自諸如LC電路之AC源產生交變電磁場。熱產生渦流在熱接近氣溶膠形成基材之感受器材料中產生，該氣溶膠形成基材能夠在加熱後即釋放可形成氣溶膠的揮發性化合物。自感受器材料至固體材料之主要熱傳遞機制為傳導、輻射及可能的對流。
圖1A及圖1B例示了用於本發明之實施例之氣溶膠產生物中的單一體多材料感受器的特定實例。感受器1採用長度為12mm、寬度為4mm之狹長條帶之形式。感受器由緊密耦接至第二感受器材料3之第一感受器材料2形成。第一感受器材料2之形式為12mm乘4mm乘35微米尺寸的430級不鏽鋼條帶。第二感受器材料3為3mm乘2mm乘10微米尺寸的鎳斑片(patch)。鎳斑片 可電鍍於不鏽鋼條帶上。430級不鏽鋼為居里溫度超過400℃之鐵磁材料。鎳為居里溫度約354℃之鐵磁材料。
在其他實施例中，形成第一及第二感受器材料之材料可有不同。在其他實施例中，可有多於一個的第二感受器材料斑片與第一感受器材料緊密接觸。
圖2A及第2B例示了按照本發明實施例用於氣溶膠產生物中的單一體多材料感受器的第二特定實例。感受器4採用長度為12mm、寬度為4mm之狹長條帶之形式。感受器由緊密耦接至第二感受器材料6之第一感受器材料5形成。第一感受器材料5之形式為12mm乘4mm乘25微米尺寸的430級不鏽鋼條帶。第二感受器材料6之形式為12mm乘4mm乘10微米尺寸的鎳條。該感受器之形成是藉由將鎳條6包覆於不鏽鋼之條帶上。感受器之總厚度為35微米。第2圖之感受器4可稱為雙層或多層感受器。
圖3例示了根據一較佳實施例之氣溶膠產生物10。氣溶膠產生物10包含四個以同軸排列佈置之元件：氣溶膠產生基材20、支撐元件30、氣溶膠冷卻元件40及煙嘴50。此四個元件中之每一者均為大體呈圓柱形之元件，各具有大體相同之直徑。此四個元件連續佈置並用外包裝紙60圍繞限制而形成圓柱形條桿。狹長雙層感受器4位於氣溶膠形成基材內，與氣溶膠形成基材接觸。感受器4為上述關於第2圖描述之感受器。感受器4之長度(12mm)與氣溶膠形成基材之長度大體相同，且感受器4沿氣溶膠形成基材之徑向中心軸安置。
氣溶膠產生物10具有近端或嘴端70及遠端80，其中使用者使用期間將該嘴端70插入其口中，而該遠端80位於氣溶膠產生物10上嘴端70之相反一端。一旦裝配好，氣溶膠產生物10之總長度為約45mm、直徑為約7.2mm。
在使用中，使用者經由氣溶膠產生物將空氣自遠端80吸至嘴端70。氣溶膠產生物之遠端80亦可描述為氣溶膠產生物10之上游端，而氣溶膠產生物10之嘴端70亦可描述為氣溶膠產生物10之下游端。氣溶膠產生物10之位於嘴端70與遠端80間之各元件可描述為位於嘴端70之上游，亦或遠端80之下游。
氣溶膠形成基材20位於氣溶膠產生物10之最遠端或上游端80。在圖3所示之實施例中，氣溶膠形成基材20包含一個用包裝紙圍繞限制之皺化均質化菸草材料之聚集薄片。皺化均質化菸草材料之聚集薄片包含甘油作為氣溶膠形成物。
支撐元件30位於氣溶膠形成基材20之最近下游且毗鄰氣溶膠形成基材20。在圖3所示實施例中，支撐元件為中空醋酸纖維素管。支撐元件30位於氣溶膠形成基材20之氣溶膠產生物之最遠端80。支撐元件30亦作為間隔器，將氣溶膠產生物10之氣溶膠冷卻元件40與氣溶膠形成基材20隔開。
氣溶膠冷卻元件40位於支撐元件30之最近下游且毗鄰支撐元件30。在使用中，釋放自氣溶膠形成基材20之揮發性物質穿過氣溶膠冷卻元件40流向氣溶 膠產生物10之嘴端70。揮發性物質可於氣溶膠冷卻元件40內冷卻而形成被使用者吸入之氣溶膠。在圖3所示實施例中，氣溶膠冷卻元件包含以包裝紙90圍繞限制之皺化的聚乳酸之聚集薄片。皺化且聚集之聚乳酸薄片界定複數個沿氣溶膠冷卻元件40之長度延展之縱向通道。
煙嘴50位於氣溶膠冷卻元件40之最近下游且毗鄰氣溶膠冷卻元件40。在圖3所示之實施例中，煙嘴50包含過濾效率較低之習知醋酸纖維素絲過濾器。
要裝配氣溶膠產生物10，上述四個圓柱形元件被緊緊地包裹並排列於外部包裝紙60內。在圖3所示之實施例中，外部包裝紙為習知香菸紙。可於形成氣溶膠形成基材製程期間、裝配複數個元件以形成條桿之前，將感受器4插入氣溶膠形成基材20中。
圖3所示之氣溶膠產生物10經設計以與一含感應線圈(或感應器)之電操作氣溶膠產生裝置接合，以便被使用者吸入或消費。
圖4圖示了電操作氣溶膠產生裝置200之示意性剖面圖。氣溶膠產生裝置200包含感應器210。如圖4所示，感應器210位置鄰近氣溶膠產生裝置200之基材接收腔室230之遠端231。在使用中，使用者將氣溶膠產生物10插入氣溶膠產生裝置200之基材接收腔室230中，以使氣溶膠產生物10之氣溶膠形成基材20位置鄰近感應器210。
氣溶膠產生裝置200包含電池250及電子元件260，其使感應器210可被致動。此類致動可手動操 作，或可自動發生，即當使用者吸吮插入氣溶膠產生裝置200之基材接收腔室230中之氣溶膠產生物10時。電池250供應DC電流。電子元件包括一DC/AC反相器，以用於向感應器供應高頻AC電流。
當裝置被致動時，高頻交流電通過形成感應器之一部分之線材線圈。此點導致感應器210在裝置之基材接收腔室230之遠端部分231中產生波動電磁場。電磁場較佳進行波動之頻率介於1至30MHz之間，較佳介於2至10MHz之間，例如介於5至7MHz之間。當氣溶膠產生物10正確地位於基材接收腔室230中時，氣溶膠產生物10之感受器4位於此波動電磁場中。波動電磁場於感受器內產生渦電流，從而加熱感受器。藉由感受器內之磁滯損失產生提供更多熱量。受熱感受器加熱氣溶膠產生物10之氣溶膠形成基材20至充足溫度以形成氣溶膠。氣溶膠經由氣溶膠產生物10流向下游並且籍由使用者吸入。圖5圖示了與電操作氣溶膠產生裝置接合之氣溶膠產生物。
圖6為展示圖4所述之氣溶膠產生裝置200之電子組件的方塊圖。氣溶膠產生裝置200包含DC電源250(電池)、微控制器(微處理器控制單元)3131、DC/AC反相器3132、用於適應至負載之匹配網路3133及感應器210。微處理器控制單元3131、DC/AC反相器3132及匹配網路3133為電源電子元件260之所有部分。較佳藉由量測DC供電電壓VDC及自DC電源250流出之DC電流IDC，反饋通道將DC供電電壓VDC及自DC電源250 流出之DC電流IDC提供至微處理器控制單元3131，以控制對感應器3134之另一AC電力供應PAC。可提供一匹配網路3133(但非必要)以便獲得與負載之最佳適應。
由於操作期間氣溶膠產生物10之感受器4受熱，故而其視在電阻(Ra)增加。此電阻增加可藉由監控自DC電源250流出之DC電流而遠程偵測到，後者於恆定電壓下隨著感受器溫度之增加而降低。感應器210提供之高頻交變磁場在感受器表面附近感應出渦電流，此效應即所謂集膚效應(skin effect)。感受器中之電阻部分取決於第一及第二感受器材料之電阻且部分取決於感應渦電流可及之各材料中之皮層(skin layer)深度。當第二感受器材料6(鎳)達到其第二居里溫度，其失去其磁性質。此將導致第二感受器材料中之渦電流可及膚表層之增加，從而導致感受器之視在電阻降低。其結果是當第二感受器材料達到其居里點時偵測到之DC電流出現暫時增加。此在圖7之圖例中可見。
藉由對感受器電阻變化之遠程偵測，可判定感受器4達到第二居里溫度之時刻。此時，感受器處於已知溫度(鎳感受器則為354℃)。此時，裝置中之電子元件運作以改變電力供應，從而減少或停止感受器之加熱。接著感受器之溫度降低至第二感受器材料之居里溫度以下。一段時期後，或偵測到第二感受器材料已降至其居里溫度以下後，可重新增加(或恢復)電力供應。藉由使用此種反饋迴路，感受器之溫度可維持於接近第二居里溫度。
關於圖3所描述之特定實施例包含由均質化菸草形成之氣溶膠形成基材。在其他實施例中，氣溶膠形成基材可由不同材料形成。例如，氣溶膠產生物之第二特定實施例之元件與以上結合圖3實施例所描述之元件除以下特徵外完全相同：即前者將菸草紙之非菸草薄片浸入一種含尼古丁丙酮酸、甘油及水之液體配方中從而形成氣溶膠形成基材20。菸草紙吸收液體配方及非菸草薄片從而包含尼古丁丙酮酸、甘油及水。甘油與尼古丁之比例為5：1。在使用中，將氣溶膠形成基材20加熱至約220攝氏溫度。此溫度下，含尼古丁丙酮酸、甘油及水之氣溶膠散發出來且可經由煙嘴50而吸入使用者口中。應知，氣溶膠形成基材20受熱所至之溫度遠小於從菸草基材中散發出氣溶膠所需之溫度。由此，較佳的是，第二感受器材料為居里溫度低於鎳之材料。例如可選取適當之鎳合金。
以上所述之例示性實施例不應理解為限制申請專利範圍之範疇。熟習該項技術者應很容易看到與上述例示性實施例一致的其他實施例。
4‧‧‧感受器
10‧‧‧氣溶膠產生物
20‧‧‧氣溶膠產生基材
30‧‧‧支撐元件
40‧‧‧氣溶膠冷卻元件
50‧‧‧煙嘴
60‧‧‧外包裝紙
70‧‧‧嘴端
80‧‧‧遠端
90‧‧‧包裝紙

Claims (18)

  1. 一種氣溶膠產生物(10)，其包含氣溶膠形成基材(20)及用於加熱該氣溶膠形成基材(20)之感受器(1,4)，該氣溶膠產生物(10)之特徵在於該感受器(1,4)包含第一感受器材料(2,5)及第二感受器材料(3,6)，該第一感受器材料與該第二感受器材料緊密物理接觸，且該第二感受器材料具有低於500℃之居里溫度。
  2. 如請求項1之氣溶膠產生物，其中，該第一感受器材料為鋁、鐵或鐵合金，例如410、420或430級不鏽鋼，而該第二感受器材料為鎳或鎳合金。
  3. 如請求項1或2之氣溶膠產生物，其中，該感受器(1,4)包含具有第一居里溫度之該第一感受器材料(2,5)及具有小於500℃之第二居里溫度的該第二感受器材料(3,6)，該第二居里溫度低於該第一居里溫度。
  4. 如前述請求項中任一項之氣溶膠產生物，其中，該第二感受器材料之該居里溫度小於400℃。
  5. 如前述請求項中任一項之氣溶膠產生物(10)，其包含複數個以條桿之形式裝配於包裝紙內之元件，該條桿具有嘴端(70)及位於該嘴端上游之遠端(80)，該複數個元件包括位於該條桿的該遠端或朝向該條桿的該遠端之氣溶膠形成基材(20)，其中，該氣溶膠形成基材為固體氣溶膠形成基材，並且該感受器為一個寬度介於3毫米至6毫米間、厚度介於10微米至200微毫米間之狹長感受器，該感受器佈置於該氣溶膠形成基材(20)內。
  6. 如請求項5之氣溶膠產生物，其中，該狹長感受器安置於該氣溶膠形成基材內一徑向中心位置且沿該氣溶膠形成基材之縱向軸延展。
  7. 如前述請求項中任一項之氣溶膠產生物，其中，該第二感受器材料經鍍覆、沉積或焊接於該第一感受器材料上。
  8. 如前述請求項中任一項之氣溶膠產生物，其中，該第一感受器材料之形式為寬度在3mm至6mm之間且厚度在10微米至200微米之間的狹長條帶，而該第二感受器材料之形式為鍍覆、沉積或焊接於該第一感受器材料上之離散斑片。
  9. 如請求項1至7中任一項之氣溶膠產生物，其中，該第一感受器材料及該第二感受器材料共同層壓為寬度在3mm至6mm之間且厚度在10微米至200微米之間的狹長條帶的形式，該第一感受器材料之厚度大於該第二感受器材料。
  10. 如請求項1至7中任一項之氣溶膠產生物，其中，該感受器材料為寬度在3mm至6mm之間且厚度在10微米至200微米之間的狹長感受器，該感受器包含被該第二感受器材料囊封之該第一感受器材料之核心。
  11. 如前述請求項中任一項之氣溶膠產生物，其中，該第一感受器材料用於加熱該氣溶膠形成基材，而該第二感受器材料用於判定該感受器何時達到一個對應於該第二感受器材料之該居里溫度之溫度。
  12. 如前述請求項中任一項之氣溶膠產生物，其中，該氣溶膠形成基材為條桿之形式，該條桿包含一個氣溶膠形成材料之聚集薄片，例如均質化菸草之聚集薄片，或一個包含尼古丁鹽與氣溶膠形成物之聚集薄片。
  13. 如前述請求項中任一項之氣溶膠產生物，其包含多於一個感受器(1,4)。
  14. 一種氣溶膠產生系統，其包含電操作之氣溶膠產生裝置(200)及如申請專利範圍第1至12項中任一項之氣溶膠產生物(10)，該氣溶膠產生裝置(200)具有感應器(210)以用於產生波動電磁場，該氣溶膠產生物(10)與該氣溶膠產生裝置(200)接合，以使該感應器(210)產生之該交變電磁場在該感受器(1,4)中感應電流，從而導致該感受器(1,4)變熱，其中，該電操作之氣溶膠產生裝置包含構造成偵測第二感受器材料之居里轉變之電子電路。
  15. 如請求項14之氣溶膠產生系統，其中，該電子電路適應用於該氣溶膠形成基材之該加熱的一閉回路控制。
  16. 如請求項14或15之氣溶膠產生系統，其中，該電操作之氣溶膠產生裝置能夠感應頻率介於1至30MHz之間、H場強度介於1至5千安培每米(kA/m)之間的波動磁場，且該氣溶膠產生物中之感受器當置於該波動磁場中時能夠消散1.5至8瓦特間之功率。
  17. 一種使用如請求項1至13中任一項之氣溶膠產生物之方法，包括以下步驟： 將氣溶膠產生物相對於電操作氣溶膠產生裝置放置，以使該氣溶膠產生物之該感受器處於該電操作氣溶膠產生裝置所產生之波動電磁場內，該波動電磁場導致該感受器變熱，且監控該電操作氣溶膠產生裝置之至少一個參數，以偵測該第二感受器材料之該居里轉變。
  18. 如請求項17之氣溶膠產生物，其中，該電操作氣溶膠產生裝置內之電子電路對該電磁場加以控制以使該感受器之溫度維持於該第二感受器材料之該居里溫度之正負20℃。
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