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TWI615101B - 用於氣溶膠產生裝置中之吸煙製品、在氣溶膠產生裝置中使用吸煙製品的方法及氣溶膠產生系統 - Google Patents

用於氣溶膠產生裝置中之吸煙製品、在氣溶膠產生裝置中使用吸煙製品的方法及氣溶膠產生系統 Download PDF

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TWI615101B
TWI615101B TW102121900A TW102121900A TWI615101B TW I615101 B TWI615101 B TW I615101B TW 102121900 A TW102121900 A TW 102121900A TW 102121900 A TW102121900 A TW 102121900A TW I615101 B TWI615101 B TW I615101B
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Taiwan
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aerosol
smoking article
forming substrate
generating device
heating element
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Application number
TW102121900A
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English (en)
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旁迪 米崔夫
湯瑪斯 巴徳雪
Original Assignee
菲利浦莫里斯製品股份有限公司
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Publication date
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Application filed by 菲利浦莫里斯製品股份有限公司 filed Critical 菲利浦莫里斯製品股份有限公司
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Abstract

一種用於氣溶膠產生裝置中之吸煙製品(10)包括：一氣溶膠形成基體(20)，其位於該吸煙製品之最上游端(80)；以及一支撐元件(30)，其直接位於該氣溶膠形成基體(20)之下游。該支撐元件(30)鄰接該氣溶膠形成基體(20)及該氣溶膠形成基體(20)係配置成可被一氣溶膠產生裝置之一具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%與約70%間之直徑的加熱元件貫穿的而沒有該吸煙製品之實質變形。該支撐元件係配置用以在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗該氣溶膠形成基體之下游移動。

Description

用於氣溶膠產生裝置中之吸煙製品、在氣溶膠產生裝置中使用吸煙製品的方法及氣溶膠產生系統
本申請案係有關於一種吸煙製品，其包括一用以在被一氣溶膠產生裝置之一內部的加熱元件加熱時，產生一可吸入氣溶膠之氣溶膠形成基體(aerosol-forming substrate)。
在該項技藝中已提出一些吸煙製品，在該等吸煙製品中加熱而不是燃燒菸草。這樣的‘加熱’吸煙製品之一目的減少燃燒所產生之已知型態的有害煙霧成分及在傳統香煙中之菸草的熱降解(pyrolytic degradation)。
通常，在這樣的加熱吸煙製品中，藉由從一熱源傳送熱至一實際分離氣溶膠形成基體或材料，產生一氣溶膠，該氣溶膠形成基體或材料可以位於該熱源內、周圍或下游。在吸煙期間，揮發性化合物藉由從該 可燃熱源之熱傳送從該氣溶膠形成基體被釋放及夾帶於經由該吸煙製品所吸入之空氣中。當該等釋放化合物冷卻時，它們凝結形成被使用者吸入之氣溶膠。
一些習知技藝文件揭露用以消耗或抽吸加熱吸煙製品之氣溶膠產生裝置。這樣的裝置包括例如電加熱氣溶膠產生裝置，其中藉由從該氣溶膠產生裝置之一個或一個以上電加熱元件至一加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體的熱傳送產生一氣溶膠。這樣的電子吸煙系統之一優點為：它們顯著地減少旁流煙(sidestream smoke)，同時允許使用者選擇性地暫停及重新開始吸煙。
在US 2005/01722976 A1中揭露在一電子吸煙系統中所使用之一電加熱香煙的一範例。在一實施例中，該電加熱香煙包括藉由煙嘴紙(tipping paper)連結在一起之一菸草棒(tobacco rod)及一濾嘴煙嘴(filter tipping)。該菸草棒包括一被折疊成管狀之菸草捲(tobacco web)，在一端為自由流通濾嘴(free-flow filter)及在另一端為菸草插件(tobacco plug)。在該自由流通濾嘴與該菸草插件間具有空隙。該空隙係菸草棒之未充填部分及經由該自由流通濾嘴與該濾嘴煙嘴流體相通。該電加熱香煙係構成被插入一電子吸煙系統之一可再用點火器的香煙容器中。該點火器包括一電源，其供應能量至一包括複數個電阻加熱元件之加熱器配件，該等加熱元件係配置用以滑動地容納該香煙，以便該等加熱元件係沿著該香煙之邊緣來放置。
如上所述，在US 2005/01722976 A1中所揭 露之電加熱香煙係使用於一包括複數個外部的加熱元件之電子吸煙系統中。除了包括具有外部的加熱元件之氣溶膠產生裝置的電子吸煙系統外，亦知道包括具有內部的加熱元件之氣溶膠產生裝置的電子吸煙系統。在使用中，將這樣的電子吸煙系統之氣溶膠產生裝置的內部的加熱元件插入一加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體中，以便該等內部的加熱元件與該氣溶膠形成基體直接接觸。
一氣溶膠產生裝置之一內部的加熱元件與一加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體間之直接接觸可提供一用以加熱該氣溶膠形成基體以形成一可吸入氣溶膠之有效手段。在這樣的配置中，當啟動該內部的加熱元件時，可以將來自該內部的加熱元件之熱幾乎即刻傳送至該氣溶膠形成基體之至少一部分，以及此可以有助於氣溶膠之快速形產生。再者，氣溶膠之產生所需的總加熱能量可能比在一包括一外部的加熱元件之吸煙系統中的情況(其中，該氣溶膠形成基體沒有直接接觸該外部的加熱元件及該氣溶膠形成基體之最初加熱係藉由對流或輻射來發生)低。在一氣溶膠產生裝置之一內部的加熱元件與一氣溶膠形成基體直接接觸之情況下，藉由傳導來實現與該內部的加熱元件直接接觸之該氣溶膠形成基體的部分之最初加熱。
然而，除上述潛在優點外，亦具有關於包括具有內部的加熱元件之氣溶膠產生裝置之電子吸煙系統的使用之潛在缺點。
在一加熱吸煙製品插入一包括一內部的加熱 元件之氣溶膠產生裝置期間，需要使用者施加顯著力量，以便克服該加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體對該氣溶膠產生裝置之內部的加熱元件的插入之阻力。此可能損壞該加熱吸煙製品及該氣溶膠產生裝置之內部的加熱元件中之一或兩者。
此外，在該氣溶膠產生裝置之內部的加熱元件插入該加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體期間的顯示力量之施加，可移開在該加熱吸煙製品內之氣溶膠形成基體。此可能導致該內部的加熱元件不能完全插入該氣溶膠形成基體，此可能造成該加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體的不均勻且無效率加熱。
例如，US 2005/01722976 A1所揭露之電加熱香煙至一具有一內部的加熱元件之氣溶膠產生裝置中之插入將導致該菸草插件朝該自由流通濾嘴至該自由流通濾嘴與該菸草插件間之空隙中之位移。
EP 2 395 520 A1揭露一種不燃吸煙工具，其包括一具有一直接插入一市場上可購得香煙或雪茄煙來直接加熱該香煙或雪茄煙之菸草葉的尖端之細長加熱器。EP 2 395 520 A1揭露，要使吸煙者能將該加熱器平順地插入一具有8mm直徑之一般濾嘴香煙，該加熱器之直徑需要2.3mm或更小，以及揭露，試圖將具有大於2.3mm直徑之加熱器插入具有8mm直徑之一般濾嘴香煙，會導致該濾嘴香煙之輪廓的變形或該濾嘴香煙之紙的撕裂。
然而，雖然如EP 2 395 520 A1所述，減少 一內部的加熱元件之直徑，有助於該內部的加熱元件至一加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體中的插入，但是關於包括具有細長內部的加熱元件之氣溶膠產生裝置的電子吸煙系統之使用，亦具有潛在缺點。
相對於該加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體的直徑，減少該內部的加熱元件之直徑，不利地影響經由該氣溶膠形成基體之散熱，其中該散熱對於滿意的氣溶膠之產生係關鍵性的。
本說明書係有關於一種吸煙製品及一種使用吸煙製品之方法。特別地，本說明書係有關於一種吸煙製品，其包括一用以在被一氣溶膠產生裝置之一內部的加熱元件加熱時，產生一可吸入氣溶膠之氣溶膠形成基體。本說明書亦有關於一種使用這樣的吸煙製品於一包括一內部的加熱元件之一氣溶膠產生裝置的方法。
依據第一態樣，提供一種用於氣溶膠產生裝置中之吸煙製品，該吸煙製品包括：一氣溶膠形成基體，其位於該吸煙製品之最上游端；以及一支撐元件，其直接位於該氣溶膠形成基體之下游。該支撐元件鄰接該氣溶膠形成基體及該氣溶膠形成基體係配置成可被一氣溶膠產生裝置之一具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%與約70%間之直徑的加熱元件貫穿的而沒有該吸煙製品之實質變形。
依據另一態樣，提供一種使用依據第一態樣 之吸煙製品於一氣溶膠產生裝置之方法，該方法包括下列步驟：將一氣溶膠產生裝置之一加熱元件插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體，其中該加熱元件具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%至約70%間之直徑；增加該氣溶膠產生裝置之加熱元件的溫度，以加熱該吸煙製品之氣溶膠形成基體，進而產生一氣溶膠；以及從該吸煙製品之氣溶膠形成基體抽出該氣溶膠產生裝置之加熱元件。
依據另一態樣，提供一種氣溶膠產生系統，其包括：一氣溶膠產生裝置，其包括一加熱元件；以及一吸煙製品，其用於該氣溶膠產生裝置，該吸煙製品包括：一氣溶膠形成基體，其位於該吸煙製品之最上游端，其中該氣溶膠形成基體可被該氣溶膠產生裝置之加熱元件貫穿的；以及一支撐元件，其直接位於該氣溶膠形成基體之下游，其中該支撐元件鄰接該氣溶膠形成基體，其中該氣溶膠產生裝置之加熱元件具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%至約70%間之直徑。該氣溶膠形成基體係配置成可被該加熱元件貫穿的而沒有該吸煙製品之實質變形。
依據另一態樣，提供一種製造用於氣溶膠產生裝置中之吸煙製品的方法，該方法包括：提供一氣溶膠形成基體；提供一直接在該氣溶膠形成基體之下游的支撐元件；以及包裝該氣溶膠形成基體及該支撐元件於一外包裝物中，以形成一吸煙製品，以便該氣溶膠形成基體位於該吸煙製品之最上游端及該支撐元件鄰接該氣 溶膠形成基體。該氣溶膠形成基體係配置成可被一氣溶膠產生裝置之一加熱元件貫穿的而沒有該吸煙製品之實質變形，其中該氣溶膠產生裝置之加熱元件具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%至約70%間之直徑。
根據在此所使用，術語‘氣溶膠形成基體’係用以描述一能在加熱後立即釋放揮發性化合物之基體，該等揮發性化合物可形成一氣溶膠。由在此所述之吸煙製品的氣溶膠形成基體所產生之氣溶膠可以是可見的或不可見的及可以包括蒸汽(例如，微粒子物質，它們處於氣態，它們在室溫下通常是液體或固態)及氣體及凝結蒸汽之液滴。
根據在此所使用，術語‘上游’、‘下游’、‘近端’及‘遠端’係用以描述依據本發明之吸煙製品、氣溶膠產生裝置及氣溶膠產生系統之元件或元件之部分的相對位置。
在此所述之吸煙製品包括一近端，在使用中氣溶膠經由該近端離開該氣溶膠產生製品。該近端亦稱為口端。在使用中，使用者在吸煙製品之近端或口端上抽吸，以便吸入該吸煙製品所產生之氣溶膠。該吸煙製品包括一相對於該近端或口端之遠端。該吸煙製品之近端或口端亦可以稱為下游端及該吸煙製品之遠端亦可以稱為上游端。可以將該吸煙製品之組件或組件之部分根據它們在該吸煙製品之近端或下游端與遠端或上游端間的相對位置描述成為彼此之上游或下游。
根據在此所使用，術語‘最上游端’係用以描 述該吸煙製品之最外面或最遠上游部分。
根據在此所使用，術語‘直徑’係用以意指依據本發明之吸煙製品、氣溶膠產生裝置及氣溶膠產生系統的元件或元件之部分的最大横向尺寸。為了免生疑慮，根據在此所使用，術語‘直徑’可以意指非圓形橫向剖面之依據本發明的吸煙製品、氣溶膠產生裝置及氣溶膠產生系統之元件或元件之部分的‘寬度’。
根據在此所使用，術語‘縱向’係用以描述依據本發明之吸煙製品、氣溶膠產生裝置及氣溶膠產生系統的下游端或近端與相對上游端或遠端間之方向，以及術語‘横向’係用以描述垂直於該縱向之方向。
為了免生疑慮，在下面敘述中，術語‘加熱元件’係用以表示一個或一個以上加熱元件。
一直接在該吸煙製品之氣溶膠形成基體的下游且鄰接該吸煙製品之氣溶膠形成基體的支撐元件之包含提供一些優點。
在較佳實施例中，該支撐元件係配置用以在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗該氣溶膠形成基體之下游移動。
可以將該吸煙製品被使用者插入該氣溶膠產生裝置時所經歷之插入力分成3個部分：摩擦力、貫穿力及壓扁力(crush force)。
當最初將該吸煙製品插入該氣溶膠產生裝置中時且在該氣溶膠產生裝置之加熱元件被插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體前，由於該吸煙製品之外表面與該 氣溶膠產生裝置之內表面間之阻礙，該插入力係由克服摩擦力所需之力來支配。根據在此所使用，術語‘摩擦力’係用以描述在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體前之最大插入力。
當將該吸煙製品進一步插入該氣溶膠產生裝置時且在該吸煙製品到達最大插入位置前，該插入力係由克服該吸煙製品之氣溶膠形成基體對該氣溶膠產生裝置之內部的加熱元件的插入之抗拒所需之力來支配。
根據在此所使用，術語‘貫穿力’係用以描述在該加熱元件插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體期間且在該吸煙製品到達最大插入位置前之最大插入力。
一旦該吸煙製品到達最大插入位置，該插入力係由使該吸煙製品變形所需之力來支配。在最大插入位置，該吸煙製品之最上游端可能與該氣溶膠產生裝置之一表面(例如，底面或背面)接觸，該表面防止該吸煙製品被進一步插入該氣溶膠產生裝置。
根據在此所述，術語‘壓扁力’係用以描述在該吸煙製品到達最大插入位置後之最大插入力。
該吸煙製品之支撐元件在該氣溶膠產生裝置之內部的加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗該吸煙製品所經歷之貫穿力
將一加熱元件插入一氣溶膠形成基體所需之插入力(其中該加熱元件具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%至約70%間之直徑)大於將一加熱元件插入一氣溶膠形成基體所需之插入力(其中該加熱元件相對於該 氣溶膠形成基體之直徑具有較小直徑)。
在一實施例中，該支撐元件係配置用以在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗至少2.5N之貫穿力。該支撐元件可以配置成用以在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗約2.5N至約10N間之貫穿力。
在另一實施例中，該支撐元件係配置用以在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗至少4N之貫穿力。該支撐元件可以配置成用以在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗約4N至約10N間之貫穿力。
該吸煙製品之支撐元件在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗該氣溶膠形成基體在該吸煙製品內之下游移動。
此可以協助確保該氣溶膠產生裝置之加熱元件完全插入該氣溶膠形成基體及因而，避免該加熱吸煙製品之氣溶膠形成基體的不均勻且無效率加熱。
在一實施例中，該支撐元件具有至少40N之斷裂力(fracture force)，例如，至少45N或至少50N之斷裂力。藉由在攝氏22±2度及50±5%相對濕度下至少24小時做為該支撐元件之條件及然後，使用具有100N測力器(load cell)之Instron®5565系列或同等拉力測試機，在一固定壓縮率下壓縮該支撐元件至斷裂，以測量該斷裂力。當0.5MPa之預負荷被測量時，測量開始，以及當負荷掉至最大負荷之60%時，測試結束。該斷裂力 係在測試期間所記錄之最大力。
該支撐元件係由任何合適材料或其材料組合所形成。例如，該支撐元件可以由選自由醋酸纖維素(cellulose acetate)、紙板(cardboard)、捲皺紙(crimped paper)(例如，捲皺耐熱紙或捲皺羊皮紙)及聚合物材料(例如，低密度聚乙烯(LDPE))所組成之群中之一或一個以上材料所形成。在一實施例中，該支撐元件可以由醋酸纖維素所形成。
該支撐元件可以包括一中空管狀元件。在一實施例中，該支撐元件可以包括一中空醋酸纖維素管。
該支撐元件可以具有約5毫米與約15毫米間(更佳地，約6毫米與約10毫米間)之長度。在一實施例中，該支撐元件具有約8毫米之長度。
根據在此所使用，術語‘長度’係用以描述在該吸煙製品之縱向上的尺寸。
該支撐元件具有大約等於該吸煙製品之外徑的外徑。
該支撐元件可以具有約5毫米與約12毫米間之外徑。在一實施例中，該支撐元件可以具有約7.2毫米之外徑。
其中，該支撐元件包括一中空管狀元件之情況下，該支撐元件可以具有約3毫米與約8毫米間之內徑。在某些實施例中，該支撐元件可以具有約3毫米與約4毫米間之內徑。在一實施例中，該支撐元件可以具有約3.3毫米之內徑。在其它實施例中，該支撐元件可 以具有約6.5毫米與約7.5毫米間之內徑。在一實施例中，該支撐元件可以具有約6.9毫米之內徑。
包括一中空管狀元件之支撐元件允許藉由從該氣溶膠產生裝置之加熱元件的熱傳送從該氣溶膠形成基體所釋放之揮發性化合物向下游通過該中空管狀元件，同時亦在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗該氣溶膠形成基體之下游移動。
其中，該支撐元件包括一中空管狀元件之情況下，向下游通過該支撐元件之氣溶膠的速度係依該中空管狀元件之內徑而定。
如下面進一步所述，該吸煙製品可以包括一轉換元件(transfer element)，其包括一位於該支撐元件與一在該吸煙製製品之最下游端上的煙嘴間之氣溶膠冷卻元件或熱交換器。向下游通過該支撐元件之氣溶膠的速度可能影響該氣溶膠與該氣溶膠冷卻元件或熱交換器間之熱交換的效率。
在該支撐元件包括一中空管狀元件之情況下，該中空管狀元件之內徑可以在該中空管狀元件之外徑的約35%與約98%間。在某些實施例中，該中空管狀元件之內徑可以在該中空管狀元件之外徑的約35%與約55%間。在其它實施例中，該中空管狀元件之內徑可以在該中空管狀元件之外徑的約90%與約98%之間。
該氣溶膠形成基體係配置成可被具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%與約70%間之直徑的一氣溶膠產生裝置的一加熱元件貫穿的。
該氣溶膠形成基體係配置成可被具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%與約70%間之直徑的一氣溶膠產生裝置的一加熱元件貫穿的而沒有該吸煙製品之實質變形。
根據在此所使用，‘實質變形’係用以描述該吸煙製品相對於該吸煙製品之縱軸的大於約7度的一個或一個以上彎曲及該吸煙製品之外包裝物的撕裂或撕破。
在一較佳實施例中，該支撐元件可在該吸煙製品在一氣溶膠產生裝置中之使用期間抵抗(resistant)它在界面(interface)所暴露之最大溫度。根據在此所使用，‘界面’係用以描述鄰接該支撐元件之一端的接觸面或點。
在第1圖所述之示範性實施例中，一第一界面82係在支撐元件30之上游端與氣溶膠形成基體20之下游間之平面，以及一第二界面84係在支撐元件30之下游端與轉換元件40之上游間之平面。
在第5圖所述之示範性實施例中，一第一界面82係在支撐元件30之上游端與氣溶膠形成基體20之下游端間之平面，以及一第二界面係在支撐元件30之下游端與吸煙製品200之剩餘部分的上游間之平面。
在某些實施例中，該支撐元件抵抗至少約100℃之溫度的暴露有至少約5分鐘的期間。在較佳實施例中，該支撐元件可抵抗至少約120℃之溫度的暴露有至少約5分鐘的期間。在特別較佳實施例中，該支撐 元件抵抗至少約150℃之溫度的暴露有至少約6分鐘的期間。
根據在此所使用，術語‘耐溫度之暴露’係用以描述一在暴露至特定溫度有一特定期間中維持機械及結構完整性之支撐元件。特別地，術語‘耐溫度之暴露’係用以描述一在暴露至特定溫度有一特定期間中沒有點燃、燃燒、熔化、分解或降解(degrade)之支撐元件。
該氣溶膠形成基體可以是一固態氣溶膠形成基體。在另一選擇中，該氣溶膠形成基體可以包括固態及液態成分。該氣溶膠形成基體可以包括一包含菸草之氣溶膠形成材料。在另一選擇中，該氣溶膠形成基體可以包括一含非菸草氣溶膠形成材料。該氣溶膠形成基體可以進一步包括一氣溶膠生成物(aerosol former)。合適氣溶膠生成物之範例包括但不侷限於甘油(glycerine)及丙二醇(propylene glycol)。
該氣溶膠形成基體可以約5% w/w與約30% w/w間之氣溶膠生成物含量。該氣溶膠形成基體可以具有大於約5% w/w之氣溶膠生成物含量。在一實施例中，該氣溶膠形成基體具有大於約20% w/w之氣溶膠生成物含量。
如果該氣溶膠形成基體係一固態氣溶膠形成基體，則該固態氣溶膠形成基體可以包括例如包含有草本葉(herb leaf)、煙草葉(tobacco leaf)、菸草主脈(tobacco ribs)、膨脹菸草(expanded tobacco)及均質菸草(homogenised tobacco)中之一個或一個以上之粉末、細 粒、顆粒、碎片、縷、條或片中之一個或一個以上。
該氣溶膠形成基體可以是一包含一被紙或其它包裝物所限制之氣溶膠形成材料的插件(plug)之形式。在氣溶膠形成基體係一插件之形式的情況下，將包含任何包裝物之整個插件視為該氣溶膠形成基體。
任選地，該固態氣溶膠形成基體可以包含在加熱後立即被釋放之菸草或非菸草揮發性香味化合物。該固態氣溶膠形成基體亦可以包含膠囊(capsules)，該等膠囊例如包括該等額外菸草或非菸草揮發性香味化合物及這樣的膠囊可以在該固態氣溶膠形成基體之加熱期間熔化。
任選地，該固態氣溶膠形成基體可以被設置在一熱穩定載體(thermally stable carrier)上或嵌入其中。該載體可以採取粉末、細粒、顆粒、碎片、縷、條或片之形式。該固態氣溶膠形成基體可以以例如片、泡沫、膠或漿之形式沉積在該載體之表面上。該固態氣溶膠形成基體可以沉積在該載體之整個表面上，或者在另一選擇中，可以以圖案來沉積，以便在使用期間釋放非均勻香味。
在一實施例中，該氣溶膠形成基體包括均質菸草材料。
根據在此所使用，術語‘均質菸草材料’表示藉由凝結微粒菸草所形成之材料。
該氣溶膠形成基體可以包括一聚集片(gathered sheet)之均質菸草材料。
根據在此所使用，術語‘片’表示一具有大致大於其厚度之寬度及長度的層狀元件(laminar element)。
根據在此所使用，術語‘聚集(gathered)’係用以描述片係相對於該吸煙製品之縱軸大致横向地旋繞(convoluted)、折疊(folded)或壓縮(compressed or constricted)。
可以使該片均質菸草材料起皺。
根據在此所使用，術語‘起皺(crimped)’表示片具有複數個大致平行之隆起部或皺紋。較佳地，當已組裝該吸煙製品時，該等大致平行隆起部或皺紋沿著或平行於該吸煙製品之縱軸延伸。
該加熱元件可以是能插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體的任何合適加熱元件。例如，該加熱元件可以是針或刀片之形式。
該加熱元件可以具有一錐形、尖頭或尖銳端，以有助於該加熱元件插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體。
該吸煙製品可以是大致細長的。該吸煙製品之形狀可以是大致圓柱形的。
該氣溶膠形成基體可以是大致細長的。該氣溶膠形成基體之形狀可以是大致圓柱形的。
該吸煙製品可以具有約30毫米與約100毫米間之總長度。在一實施例中，該吸煙製品具有約45毫米之總長度。
該吸煙製品可以具有約5毫米與約12毫米間 之外徑。在一實施例中，該吸煙製品可以具有約7.2毫米之外徑。
該氣溶膠形成基體可以具有約7毫米與約15毫米間之長度。在一實施例中，該氣溶膠形成基體可以具有約10毫米之長度。在一替代實施例中，該氣溶膠形成基體可以具有約12毫米之長度。
該氣溶膠形成基體較佳地具有大約等於該吸煙製品之外徑的外徑。
該氣溶膠形成基體可以具有約5毫米與約12毫米間之外徑。在一實施例中，該氣溶膠形成基體可以具有約7.2毫米之外徑。
該吸煙製品可以包括一位於該吸煙製品之最下游端的煙嘴。根據在此所使用，術語‘最下游端’係用以描述該吸煙製品之最外面或最遠下游部分。
該煙嘴可以包括一濾嘴。該濾嘴可以由一個或一個以上合適濾材所形成。許多這樣的濾材在該項技藝中係已知的。在一實施例中，該煙嘴可以包括一由醋酸纖維素絲束帶(cellulose acetate tow)所形成之濾嘴。
該煙嘴可以具有約5毫米與約14毫米間之長度。在一實施例中，該煙嘴可以具有約7毫米之長度。
該吸煙製品可以包括一位於該支撐元件之下游的轉換元件或間隔元件。該轉換元件可以直接位於該支撐元件之下游且鄰接該支撐元件。
該轉換元件可以位於該支撐元件與一在該吸煙製品之最下游端的煙嘴間。
該轉換元件可以具有約5毫米與約25毫米間(更佳地，在約16毫米與約22毫米間)之長度。在一實施例中，該轉換元件可以具有約18毫米之長度。
該轉換元件可以包括一氣溶膠冷卻元件或熱交換器。該氣溶膠冷卻元件可以包括複數個縱向延伸通道。
在一些實施例中，該氣溶膠冷卻元件可以包括一聚集片之選自由金屬箔、聚合物材料及實質無孔紙或紙板所組成之群的材料。在一些實施例中，該氣溶膠冷卻元件可以包括一聚集片之選自由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚乳酸(PLA)、酯酸纖維素(CA)及鋁箔所組成之群的材料。
在一實施例中，該氣溶膠冷卻元件可以包括一聚集片之生物可降解聚合物材料，例如，聚乳酸或Mater-Bi®之等級(市場上可購得澱粉基共聚酯族)。
該氣溶膠冷卻元件可以具有每毫米長度約300平方毫米與每毫米長度約1000平方毫米間之總表面面積。在一實施例中，該氣溶膠冷卻元件具有每毫米長度約500平方毫米之總表面面積。
可以以一外包裝物限制該氣溶膠形成基體及該支撐元件以及該吸煙製品之任何其它元件。該外包裝物可以由任何合適材料或其材料之組合所形成。在一實施例中，該外包裝物係一捲煙紙(cigarette paper)。
依據另一態樣，提供一種使用一吸煙製品於一氣溶膠產生裝置中之方法，該吸煙製品包括：一氣溶 膠形成基體，其位於該吸煙製品之最上游端；以及一支撐元件，其直接位於該氣溶膠形成基體之下游，其中該支撐元件鄰接該氣溶膠形成基體。該方法包括：將一氣溶膠產生裝置之一加熱元件插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體；增加該氣溶膠產生裝置之加熱元件的溫度，以加熱該吸煙製品之氣溶膠形成基體，進而產生一氣溶膠；以及從該吸煙製品之氣溶膠形成基體抽出該氣溶膠產生裝置之加熱元件。
依據另一態樣，提供一種使用一氣溶膠產生系統之方法，該氣溶膠產生系統包括：一氣溶膠產生裝置，其包括一加熱元件；以及一吸煙製品，其使用於該氣溶膠產生裝置，該吸煙製品包括：一氣溶膠形成基體，其位於該吸煙製品之最上游端，其中該氣溶膠形成基體可被該氣溶膠產生裝置之加熱元件貫穿的；以及一支撐元件，其直接位於該氣溶膠形成基體之下游，其中該支撐元件鄰接該氣溶膠形成基體。該方法包括：將該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體；增加該氣溶膠產生裝置之加熱元件的溫度，以加熱該吸煙製品之氣溶膠形成基體，進而產生一氣溶膠；以及從該吸煙製品之氣溶膠形成基體抽出該氣溶膠產生裝置之加熱元件。
在該加熱元件之插入後的該吸煙製品之抗吸性(resistance to draw,RTD)可能在約80mm WG與約140mm WG間。
根據在此所使用，以壓力‘mm WG’或‘水錶之 mm’的單位來表示抗吸性，以及依據ISO 6565：2002來測量抗吸性。
關於一態樣或實施例所述之特徵亦可以應用至其它態樣或實施例。例如，關於上述吸煙製品及系統所述之特徵亦可以與使用上述吸煙製品及系統之方法一起使用。
現在將參考圖式來描述特定實施例。
10‧‧‧吸煙製品
20‧‧‧氣溶膠形成基體
30‧‧‧支撐元件
40‧‧‧轉換元件
50‧‧‧煙嘴
60‧‧‧外包裝物
70‧‧‧口端
80‧‧‧最上游端
82‧‧‧第一界面
84‧‧‧第二界面
90‧‧‧包裝物
100‧‧‧氣溶膠產生系統
110‧‧‧氣溶膠產生裝置
120‧‧‧加熱元件
130‧‧‧開放第一端
140‧‧‧封閉第二端
200‧‧‧吸煙製品
第1圖係一使用於一氣溶膠產生裝置之吸煙製品的一實施例之示意剖面圖。
第2圖係一包括一包含有一內部的加熱元件之氣溶膠產生裝置及依據第1圖所述之實施例的吸煙製品之氣溶膠產生系統的一實施例之示意剖面圖。
第3圖係一包括一用於依據第1圖所示之實施例的吸煙製品之內部的加熱元件的氣溶膠產生裝置之一實施例的示意剖面圖。
第4圖係顯示在依據第1圖所示之實施例的吸煙製品插入第3圖所示之氣溶膠產生裝置期間插入力為插入距離之函數的曲線圖。
第5圖係一用於一氣溶膠產生裝置之吸煙製品的一實施例之氣溶膠形成基體及支撐元件的示意剖面圖。
第6圖係依據第5圖所述之實施例的吸煙製品之支撐元件的示意圖。
第1圖描述依據一實施例之一吸煙製品10。該吸煙製品10包括以同軸對齊方式配置之4個元件：一氣溶膠形成基體20、一支撐元件30、一轉換元件40及一煙嘴50。這4個元件係依序配置且以一外包裝物60來限制，以形成該吸煙製品10。該吸煙製品10具有一口端70(使用者在使用期間將該口端70插入他或她的口中)以及一位於該吸煙製品10之相對於該口端70的端上之最上游端80。
在使用中，使用者從該最上游端80經由該吸煙品吸入空氣至該口端70。該吸煙製品之最上游端80因而亦可以描述為該吸煙製品10之上游端，以及該吸煙製品10之口端70亦可以描述為該吸煙製品10之下游端。可將位於該口端70與該最上游端80間之該吸煙製品的元件描述為該口端70之上游，在另一選擇中，描述為該最上游端80之下游。
該氣溶膠形成基體20係位於該吸煙製品10之最遠或上游端。在第1圖所述之實施例中，該氣溶膠形成基體20包括被一包裝物限制之一聚集片(gathered sheet)的起皺均質菸草材料。該起皺片之均質菸草材料包括甘油做為一氣溶膠生成物。
該支撐元件30係直接位於該氣溶膠形成基體20之下游且沿著一第一界面82鄰接該氣溶膠形成基體20，該第一界面82係在該支撐元件30之上游端與該氣溶膠形成基體20之下游端間的平面。
在第1圖所示之實施例中，該支撐元件係一 中空醋酸纖維素管(cellulose acetate tube)。該支撐元件30將該氣溶膠形成基體20設置在該吸煙製品10之最上游端80，以便它可與一氣溶膠產生裝置之一內部的加熱元件接觸。如下面所進一步描述，當將一氣溶膠產生裝置之一內部的加熱元件插入該氣溶膠形成基體20時，該支撐元件30防止該氣溶膠形成基體20在該吸煙製品10內被強迫向下游朝向該轉換元件40。該支撐元件30亦充當一使該吸煙製品之轉換元件40與該氣溶膠形成基體20隔開之間隔物。
該轉換元件40係直接位於該支撐元件30之下游且沿著一第二界面84鄰接該支撐元件30，該第二界面84係在該支撐元件30之下游端與該轉換元件40之上游端間之平面。在使用中，從該氣溶膠形成基體20釋放之揮發性物質沿著該轉換元件40朝該吸煙製品10之口端70通過。該等揮發性物質可以在該轉換元件40中冷卻，以形成一被使用者吸入之氣溶膠。在第1圖所述之實施例中，該轉換元件40係一包括一被一包裝物90所限制之起皺且聚集片之聚乳酸的氣溶膠冷卻元件。該起皺且聚集片之聚乳酸界定沿著該氣溶膠冷卻元件之長度延伸的複數個縱向通道。
該煙嘴50係直接位於該轉換元件40之下游且鄰接該轉換元件40。在第1圖所述之實施例中，該煙嘴50包括一具有低過濾效率之傳統醋酸纖維素絲束帶濾嘴(cellulose acetate tow filter)。
為了組裝該吸煙製品10，使上述4個元件對 齊且將它們緊緊地限制在該外包裝物60內。在第1圖所述之實施例中，該外包裝物係一傳統香煙紙。如第1圖所示，在用以限制該吸煙製品10之支撐元件30的外包裝物60之一區域中提供一列穿孔。
第1圖所述之吸煙製品係設計成與一包括一內部的加熱元件之氣溶膠產生裝置接合，以便供使用者抽吸或消耗。在使用中，該氣溶膠產生裝置之內部的加熱元件加熱該吸煙製品10之氣溶膠形成基體20至一足夠溫度，以形成一氣溶膠，該氣溶膠經由該吸煙製品10向下游被使用者吸入。
第2圖描述一包括一氣溶膠產生裝置110及依據上述實施例及第1圖所述之吸煙製品10的氣溶膠產生系統100之一部分。
該氣溶膠產生裝置包括一內部的加熱元件120。如第2圖所示，該加熱元件120係安裝在該氣溶膠產生裝置110之一吸煙製品容納室中。在使用中，使用者將該吸煙製品10插入該氣溶膠產生裝置110之吸煙製品容納室，以便如第2圖所示，將內部的加熱元件120插入該吸煙製品10之氣溶膠形成基體20。在第2圖所示之實施例中，該氣溶膠產生裝置110之內部的加熱元件120係一加熱片(heater blade)。
該氣溶膠產生裝置110包括一電源及允許內部的加熱元件120被啟動之電子裝置(未顯示)。這樣的啟動可能以手動方式來操作或可能自動地發生，以回應使用者在一被插入該氣溶膠產生裝置110之吸煙製品容 納室中的吸煙製品10上的抽吸。在該氣溶膠產生裝置中提供複數個開口，以允許空氣流至該吸煙製品10；氣流之方向在第2圖中係以箭頭來描述。
第3圖描述一包括一用於依據上述實施例及第1圖所述之吸煙製品10的內部的加熱元件120之氣溶膠產生裝置110的一實施例。該氣溶膠產生裝置110包括一電源及允許內部的加熱元件120被啟動之電子裝置(未顯示)。這樣的啟動可能以手動方式來操作或可能自動地發生，以回應使用者在一被插入該氣溶膠產生裝置110中之吸煙製品上的抽吸。在第3圖所示之實施例中，內部的加熱元件120係一針型加熱器(pin heater)。
在使用中，使用者將該吸煙製品10插入該氣溶膠產生裝置110之一開放第一端130，以便將內部的加熱元件120插入該吸煙製品10之氣溶膠形成基體20。
如上所述，將該吸煙製品10在插入該氣溶膠產生裝置110時所經歷之插入力分成3個部分。第一，當最初將該吸煙製品10插入該氣溶膠產生裝置110時，該吸煙製品因該吸煙製品之外表面與該氣溶膠產生裝置之內表面間之阻礙而經歷一摩擦力。第二，當將該吸煙製品10進一步插入該氣溶膠產生裝置110時，該吸煙製品因該氣溶膠產生裝置110之內部的加熱元件插入該吸煙製品10之氣溶膠形成基體20而經歷一貫穿力。最後，當將該吸煙製品10更進一步插入該氣溶膠產生裝置110時，該吸煙製品因該吸煙製品之最上游端80接觸該氣溶膠產生裝置之110的相對於該開放第一端的封閉第二端 140而經歷一壓扁力。
該吸煙製品10之支撐元件30在該氣溶膠產生裝置110之內部的加熱元件120插入該氣溶膠形成基體20期間反抗該吸煙製品10所經歷之貫穿力。該吸煙製品10之支撐元件30因而在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗該氣溶膠形成基體在該吸煙製品10內向下游移動。
一旦將內部的加熱元件120插入該吸煙製品10之氣溶膠形成基體20及啟動，該氣溶膠產生裝置110之內部的加熱元件120加熱該吸煙製品10之氣溶膠形成基體20至約攝氏375度。在此溫度下，從該吸煙製品10之氣溶膠形成基體20釋放揮發性化合物。當使用者在該吸煙製品10之口端70上抽吸時，從該氣溶膠形成基體20釋放之揮發性化合物經由該吸煙製品10向下游被吸入及凝結成一經由該吸煙製品10之煙嘴50被吸入使用者口中之氣溶膠。
當該氣溶膠向下游通過該轉換元件40時，因熱能從該氣溶膠傳送至該氣溶膠冷卻元件而減少該氣溶膠之溫度。當該氣溶膠進入該氣溶膠冷卻元件時，它的溫度為約攝氏60度。由於在該氣溶膠冷卻元件內冷卻，該氣溶膠離開該氣溶膠冷卻元件時之溫度為約攝氏40度。
範例
測量及使用將依據第1圖所述之實區例的吸煙製品插入依據第3圖所示之實施例的氣溶膠產生裝置所需之 插入力，以評估該吸煙製品所經歷之摩擦力、貫穿力及壓偏力。
材料&方法
材料：在測量中使用具有表1所給予之尺寸的依據第1圖所述之實施例的10個吸煙製品及具有表2所給予之在第3圖中標示為A、B、C、D、E及F的尺寸之依據第3圖所述的實施例之氣溶膠產生裝置。
Figure TWI615101BD00001
Figure TWI615101BD00002
方法：使用一具有特製鉗緊設備之INSTRON 5565 拉力測試機，將該等吸煙製品經由該氣溶膠產生裝置之開放第一端以800mm/min之速率插入該氣溶膠產生裝置。測量及記錄為離該氣溶膠產生裝置之開放第一端的插入距離之函數的插入力。
結果：第4圖顯示測量插入力為該10個吸煙製品之每一者的插入距離之函數的曲線圖。
如第4圖所示，在5mm之插入距離處，該等吸煙製品在該氣溶膠產生裝置之內徑中達到一第一束緊及該插入力因該等吸煙製品之外表面與該香煙氣溶膠產生裝置之內表面間之摩擦而開始增加。由該第一束緊所造成之摩擦支配該插入力直到約18mm之插入距離。在此插入距離，在該等吸煙製品在18mm之插入距離處在該氣溶膠產生裝置之內徑中達到一第二束緊及該插入力因該等吸煙製品之外表面與該香煙氣溶膠產生裝置之內表面間之摩擦而開始增加前，該插入力稍微減少。
在20mm之插入距離處，該氣溶膠產生裝置之針型加熱器開始貫穿該吸煙製品及該插入力因該吸煙製品之氣溶膠形成基體對該氣溶膠產生裝置之針型加熱器的插入之阻力而進一步增加。該氣溶膠形成基體對該針型加熱器之插入的阻力支配該插入力直到約31.5mm之插入距離。如第4圖所示，在此插入距離，該插入力因該等吸煙製品之遠端或上游端接觸該氣溶膠產生裝置之第二封閉端而快速地增加。之後，該等吸煙製品開始變形及該插入力在該等吸煙製品之變形期間稍微減少或持續地增加。
對於所測量之每一吸煙製品，評估該摩擦力為直到20mm之插入距離所測量之最大插入力。在表3中提供所測量之該10個吸煙製品的平均摩擦力。
對於所測量之每一吸煙製品，評估該貫穿力直到31.5mm之插入距離所測量之最大插入力。在表3中提供所測量之該10個吸煙製品的平均貫穿力。
Figure TWI615101BD00003
第5圖描述依據另一實施例之吸煙製品200的氣溶膠形成基體20及支撐元件30。該氣溶膠形成基體20係位於該吸煙製品200之最遠或上游端。在第5圖所述之實施例中，該氣溶膠形成基體20具有18毫米之長度及7.2毫米之直徑以及包括由一包裝物所限制之一聚集片之起皺均質菸草材料。該起皺片之均質菸草材料包括甘油做為一氣溶膠生成物。
該支撐元件30係直接位於該氣溶膠形成基體20之下游且沿著一第一界面82鄰接該氣溶膠形成基體20，該第一界面82係在該支撐元件30之上游端與該氣溶膠形成基體20之下游端間的平面。在第5圖所示之實施例中，該支撐元件係一中空醋酸纖維素管及具有8毫米之長度。如第6圖所示，該支撐元件具有3.3毫米之內徑及7.2毫米之外徑。
該支撐元件30沿著一第二界面84鄰接該吸 煙製品200之剩餘部分，該第二界面84係在該支撐元件30之下游端與該吸煙製品200之剩餘部分的上游端間之平面。
雖然依據上述及第1及6圖所述之實施例的吸煙製品之支撐元件係由醋酸纖維素所形成，但是將察覺到，這不是必要的及依據其它實施例之吸煙製品可以包括由其它合適材料或其材料之組合所形成之支撐元件。
同樣地，雖然依據上述及第1圖所述之實施例的吸煙製品包括一轉換元件，其中該轉換元件包括一包含一起皺及聚集片之聚乳酸的氣溶膠冷卻元件，但是將察覺到，這不是必要的及依據其它實施例之吸煙製品可以包括其它轉換元件或可以不包括一轉換元件。
再者，雖然依據上述及第1圖所述之實施例的吸煙製品具有4個以外包裝物來限制之元件，但是將察覺到，這不是必要的及依據其它實施例之吸煙製品可以包括額外元件或較少元件。
亦將察覺到，雖然依據上述及第1圖所述之實施例的吸煙製品之4個元件係以一傳統香煙紙之外包裝物來限制，但是這不是必要的及依據其它實施例之吸煙製品的元件可以以其它外包裝物來限制。
進一步將察覺到，對依據上述及第1及5圖所述之實施例的吸煙製品之元件以及依據上述及第3圖所述之實施例的氣溶膠產生裝置之零件所提供之尺寸只是示範性的，以及可以選擇合適替代尺寸。
上述示範性實施例不是限定用的。與上述示範性實施例一致的其它實施例對熟習該項技藝者將是顯而易知的。
10‧‧‧吸煙製品
20‧‧‧氣溶膠形成基體
30‧‧‧支撐元件
40‧‧‧轉換元件
50‧‧‧煙嘴
60‧‧‧外包裝物
70‧‧‧口端
80‧‧‧最上游端
82‧‧‧第一界面
84‧‧‧第二界面
90‧‧‧包裝物

Claims (14)

  1. 一種用於氣溶膠產生裝置中之吸煙製品，該吸煙製品包括：一氣溶膠形成基體，其位於該吸煙製品之最上游端；以及，一支撐元件，其直接位於該氣溶膠形成基體之下游；其中該氣溶膠形成基體包括一聚集起皺片之均質菸草材料，該聚集起皺片具有複數個大致平行之隆起部或皺紋，該等大致平行隆起部或皺紋沿著或平行於該吸煙製品之縱軸延伸，因此該菸草材料係配置成可被一氣溶膠產生裝置之一加熱元件貫穿，該加熱元件之直徑為該氣溶膠形成基體之直徑的約40%與約70%間，而不會使該吸煙製品相對於該吸煙製品之縱軸作大於約7度的彎曲，亦不會使該吸煙製品之外包裝物的撕裂或撕破，及其中該支撐元件鄰接該氣溶膠形成基體，該支撐元件係配置用以在將該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗該氣溶膠形成基體向下游移動。
  2. 如申請專利範圍第1項之吸煙製品，其中該支撐元件係配置用以在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗至少2.5N之貫穿力。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之吸煙製品，其中該支撐元件係配置用以在該氣溶膠產生裝置之加熱元件插入該氣溶膠形成基體期間反抗至少4N之貫穿力。
  4. 如申請專利範圍第1項之吸煙製品，其中該支撐元件包括一中空管狀元件。
  5. 如申請專利範圍第4項之吸煙製品，其中該中空管狀元件之內徑係在該中空管狀元件之外徑的約35%與約55%間。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之吸煙製品，其中該支撐元件包括一中空醋酸纖維素管。
  7. 如申請專利範圍第1項之吸煙製品，其中該支撐元件可抵抗至少約150℃之溫度的暴露至少約有6分鐘的時間。
  8. 如申請專利範圍第1項之吸煙製品，進一步包括一位於該支撐元件之下游的氣溶膠冷卻元件。
  9. 如申請專利範圍第8項之吸煙製品，其中該氣溶膠冷卻元件係直接位於該支撐元件之下游且鄰接該支撐元件。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之吸煙製品，其中該氣溶膠冷卻元件包括一聚集片之生物可降解聚合物材料。
  11. 如申請專利範圍第1項之吸煙製品，進一步包括一位於該吸煙製品之最下游端的濾嘴。
  12. 一種在氣溶膠產生裝置中使用如申請專利範圍第1至11項中任一項之吸煙製品的方法，該方法包括下列步驟：將一氣溶膠產生裝置之一加熱元件插入該吸煙製品之氣溶膠形成基體，其中該加熱元件具有該氣溶膠形成基體之直徑的約40%至約70%間之直徑； 增加該氣溶膠產生裝置之加熱元件的溫度，以加熱該吸煙製品之氣溶膠形成基體，進而產生一氣溶膠；以及從該吸煙製品之氣溶膠形成基體抽出該氣溶膠產生裝置之加熱元件。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中在該加熱元件之插入後的該吸煙製品之抗吸性係在80mm WG與140mm WG間。
  14. 一種氣溶膠產生系統，包括：一氣溶膠產生裝置，其包括一加熱元件；以及一吸煙製品，其用於該氣溶膠產生裝置，該吸煙製品係如申請專利範圍第1至11項中任一項之吸煙製品。
TW102121900A 2012-06-21 2013-06-20 用於氣溶膠產生裝置中之吸煙製品、在氣溶膠產生裝置中使用吸煙製品的方法及氣溶膠產生系統 TWI615101B (zh)

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