CN115484837A - 包括具有作为胶凝剂的藻酸盐和果胶的无定形固体的气溶胶产生 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包括无定形固体的气溶胶产生材料，其中无定形固体包含：1‑60wt％的胶凝剂、5‑80wt％的气溶胶形成材料、和10‑60wt％的活性物质；其中这些重量是基于干重计算的，并且其中胶凝剂包含藻酸盐和果胶，其中藻酸盐与果胶的比例是1:1至10:1。

Description

包括具有作为胶凝剂的藻酸盐和果胶的无定形固体的气溶胶 产生

技术领域

本发明涉及气溶胶产生。

背景技术

吸烟制品诸如香烟、雪茄等在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。这些类型的制品的替代品通过加热但不燃烧基质(substrate，基底)材料来释放化合物来释放可吸入的气溶胶或蒸气。这些可以称为不可燃吸烟制品或气溶胶产生组件。

这种产品的一个实例是加热设备，其通过加热但不燃烧固体气溶胶产生材料(aerosol-generating material，产生气溶胶的材料)来释放化合物。在一些情况下，该固体气溶胶产生材料可包括烟草材料。加热使材料的至少一种组分挥发，通常形成可吸入的气溶胶。这些产品可以称为加热不燃烧设备(heat-not-burn device)、烟草加热设备或烟草加热产品。用于使固体气溶胶产生材料的至少一种组分挥发的各种不同布置是已知的。

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。这些混合设备包括液体源(其可以包含或可以不包含尼古丁)，该液体源通过加热而汽化以产生可吸入的蒸气或气溶胶。该设备另外包括固体气溶胶产生材料(其可以包括或可以不包括烟草材料)，并且这种材料的组分被夹带在可吸入的蒸气或气溶胶中以产生吸入的介质。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了包括无定形固体的气溶胶产生材料，其中无定形固体包含：

-1-60wt％的胶凝剂；和

-5-80wt％的气溶胶形成材料(aerosol-former material，气溶胶形成剂材料)；和

-10-60wt％的活性物质；

其中这些重量是基于干重计算的，并且

其中胶凝剂包含藻酸盐和果胶，其中藻酸盐与果胶的比例是1:1至10:1。

根据本发明的第二方面，提供了基质(substrate，基底，底物)，该基质包括本文描述的气溶胶产生材料和载体，气溶胶产生材料设置在载体上。

根据本发明的第三方面，提供了用于不可燃气溶胶供应设备内的制品，该制品包括本文描述的气溶胶产生材料和/或本文描述的的基质。

根据本发明的另一方面，提供了不可燃气溶胶供应系统，其包括本文描述的制品和不可燃气溶胶供应设备，其中不可燃气溶胶供应设备被构造为当制品与不可燃气溶胶供应设备一起使用时由制品产生气溶胶。

根据本发明的另一方面，提供了制造本文描述的气溶胶产生材料的方法。

根据本发明的另一方面，提供了使用本文描述的不可燃气溶胶供应系统来产生气溶胶的方法，该方法包括加热气溶胶产生材料。在一些实施方式中，方法包括将气溶胶产生材料加热到小于或等于350℃的温度。在一些实施方式中，方法包括将气溶胶产生材料加热到约220℃至约280℃的温度。

根据本发明的另一方面，提供了本文描述的不可燃气溶胶供应系统的用途。

参考附图，从仅通过实施例的方式给出的本发明的优选实施方式的以下描述中，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1示出气溶胶产生制品的实例的截面图。

图2示出了图1的制品的透视图。

图3示出了气溶胶产生制品的实例的剖视图。

图4示出图3的制品的透视图。

图5示出了气溶胶产生组件的实例的透视图。

图6示出了气溶胶产生组件的实例的截面图。

图7示出了气溶胶产生组件的实例的透视图。

图8示出气溶胶产生材料的实例的热重分析-质谱图。

图9示出气溶胶产生材料的实例的感官数据。

具体实施方式

本文描述的气溶胶产生材料是能够例如当以任何其他方式加热、辐射或供能时能够产生气溶胶的材料。气溶胶产生材料可以例如是固体、液体或凝胶形式，其可以包含或可以不包含尼古丁和/或调味剂。气溶胶产生材料包含“无定形固体”，其可以可替代地被称为“整体式固体(monolithic solid)”(即非纤维的)。在一些实施方式中，无定形固体可以是干燥的凝胶。无定形固体是可以在其内保留一些流体(诸如液体)的固体材料。在一些实施方式中，气溶胶产生材料可以例如包括约50wt％、60wt％或70wt％的无定形固体至约90wt％、95wt％或100wt％的无定形固体。在一些情况下，气溶胶产生材料由无定形固体组成。

如上所述，本发明提供了包括无定形固体的气溶胶产生材料，其中该无定形固体包含：

-1-60wt％的胶凝剂；和

-5-80wt％的气溶胶形成材料；和

-10-60wt％的活性物质；

其中这些重量是基于干重计算的，并且

其中胶凝剂包含藻酸盐和果胶，其中藻酸盐与果胶的比例是1:1至10:1。将藻酸盐与果胶的比例表示为干重比例(w/w)。

本发明人已经证实，提供以这种比例包含藻酸盐和果胶的胶凝剂可以提供改善的基质。不希望受理论束缚，据信藻酸盐和果胶的组合可对无定形固体中的结合具有协同效应。此外，以特定比例组合藻酸盐和果胶可以影响加热时无定形固体释放活性物质的温度和/或活性物质被释放的使用时间段内的点(point in a session of use)。

由于较低的材料成本，提供包含比果胶多的藻酸盐的胶凝剂可以是有利的。然而，仅包含藻酸盐的胶凝剂可能具有高粘度，意味着难以在基质制造过程中加工胶凝剂。本发明人已经确认，通过将藻酸盐与果胶组合，特别是通过将藻酸盐与作为一小部分存在的果胶组合，该粘度的胶凝剂在基质的制造过程中可以更容易加工。

藻酸盐与果胶的比例是1:1至10:1。在一些实施方式中，藻酸盐与果胶的比例是>1:1。即，在一些实施方式中，藻酸盐存在的量大于果胶的量。在一些实施方式中，藻酸盐与果胶的比例是2:1至8:1、或3:1至8:1、或3:1至6:1、或大约4:1。在一些实施方式中，藻酸盐与果胶的比例是5:1至7:1。

在一些实施方式中，藻酸盐以无定形固体的15-40wt％的量包含在胶凝剂中。即，无定形固体包含按无定形固体的干重计15-40wt％的量的藻酸盐。在一些实施方式中，无定形固体以10-35wt％或15wt％至30wt％的量包含藻酸盐。

在一些实施方式中，果胶以无定形固体的3-10wt％的量包含在胶凝剂中。即，无定形固体包含按无定形固体的干重计3-10wt％的量的果胶。在一些实施方式中，无定形固体包含3-8wt％或4wt％至6wt％的量的果胶。

合适地，无定形固体可以包含约1wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或25wt％至约60wt％、50wt％、45wt％、40wt％、35wt％、30wt％或27wt％的胶凝剂(全部基于干重计算)。例如，无定形固体可以包含1-50wt％、5-40wt％或25-35wt％的胶凝剂。

在一些实施方式中，胶凝剂进一步包含除上述那些之外的水胶体。在一些实施方式中，胶凝剂进一步包含选自包括以下各项的组的一种或多种化合物：淀粉(以及衍生物)、纤维素(以及衍生物诸如甲基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素(CMC))、树胶(gum，橡皮糖，口香糖)、二氧化硅或硅酮化合物、粘土、聚乙烯醇及其组合。例如，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、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。

胶凝剂可以进一步包含选自纤维素胶凝剂、非纤维素胶凝剂、瓜尔胶、阿拉伯胶及其混合物的一种或多种化合物。

在一些实施方式中，纤维素胶凝剂选自由以下各项组成的组：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、乙酸纤维素(CA)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、乙酸丙酸纤维素(CAP)及其组合。

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、瓜尔胶或阿拉伯胶中的一种或多种。

在一些实施方式中，胶凝剂进一步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、槐树豆胶、角叉菜胶、淀粉及其组合。在优选的实施方式中，非纤维素基胶凝剂进一步包含琼脂。

气溶胶产生材料可以包含一种或多种活性物质、一种或多种气溶胶形成材料和任选的一种或多种其他功能成分。在一些情况下，无定形固体可以包含约1wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或25wt％至约70wt％、50wt％、45wt％或40wt％(基于干重计算)的活性物质。

在具体的实施方式中，无定形固体包含10-60wt％、40-60wt％或45-55wt％的活性物质。在这些实施方式中，活性物质可以基本上由薄荷醇组成，或包含按活性物质的重量计至少90％或按活性物质的重量计至少95wt％的量的薄荷醇。

活性物质可以包含生理和/或嗅觉活性物质，其包含在气溶胶产生材料中以实现生理和/或嗅觉反应。活性物质可以例如选自营养保健品、促智药和精神活性剂。活性物质可以是天然存在的或合成获得的。活性物质可以包括例如尼古丁、咖啡因、牛磺酸、茶碱、维生素诸如B6或B12或C、褪黑激素、或它们的成分、衍生物或组合。在一些实施方式中，活性物质包括尼古丁。在一些实施方式中，活性物质包括咖啡因、褪黑激素或维生素B12。活性物质可以包括烟草或其他植物性药材(botanical，植物)的成分、衍生物或提取物。在一些实施方式中，活性物质是生理学活性物质并且可以选自尼古丁、尼古丁盐(例如尼古丁二酒石酸盐/尼古丁酒石酸氢盐)、无尼古丁烟草替代物、其他生物碱诸如咖啡因或其混合物。

在一些实施方式中，活性物质是嗅觉活性物质并且可以选自“调料(flavour)”和/或“调味剂”，“调料”和/或“调味剂”可以用于在当地法规允许的情况下在成人消费者的产品中产生期望的味道、香味或其他体感感觉。在一些情况下，这种成分可以被称为调料、调味剂、冷却剂、加热剂或甜味剂。它们可包括天然存在的调味材料、植物性药材、植物性药材的提取物、合成获得的材料或其组合(例如烟草、欧亚甘草(甘草)、绣球花、丁香酚、日本白皮木兰叶、甘菊、胡芦巴、丁香、枫树、抹茶、薄荷醇、日本薄荷、茴香籽(茴香)、肉桂、姜黄、印度香料、亚洲香料、草本、冬青、樱桃、浆果、红莓、蔓越橘、桃、苹果、橙、芒果、克莱门氏橘(clementine)、柠檬、酸橙、热带水果、番木瓜、大黄、葡萄、榴莲、火龙果、黄瓜、蓝莓、桑椹、柑橘类水果、龙葵、波旁(bourbon)、苏格兰酒(scotch)、威士忌、金酒(gin)、龙舌兰、朗姆酒、留兰香、薄荷、薰衣草、芦荟、小豆蔻、芹菜、西印度苦香树(cascarilla)、肉豆蔻、檀香、佛手柑、天竺葵、阿拉伯茶、纳斯瓦尔(naswar)、槟榔、水烟、松树、蜂蜜精华、玫瑰油、香草、柠檬油、橙油、橙花、樱花、肉桂、香菜(caraway)、科尼亚克白兰地酒(cognac)、茉莉花、依兰、鼠尾草、茴香、芥末、辣椒、姜、香菜(coriander)、咖啡、来自任何种类的薄荷属的薄荷油、桉树、八角茴香、可可、柠檬草、洛依柏丝(rooibos)、亚麻、银杏、榛子、木槿、月桂、马黛、橙皮、玫瑰、茶诸如绿茶或红茶、百里香、刺柏、长老花、罗勒、月桂叶、孜然、牛至、辣椒、迷迭香、藏红花、柠檬皮、薄荷、紫苏、姜黄、香菜叶、桃金娘、黑醋粟、缬草、甘椒、肉豆蔻种子外皮(mace)、达米安(damien)、墨角兰、橄榄、蜜蜂叶、柠檬罗勒、细香葱、香芹、马鞭草、龙葵、柠檬油、麝香草酚、莰烯)、风味增强剂、苦味受体位点阻断剂、感觉受体位点活化剂或刺激剂、糖和/或糖替代品(例如三氯蔗糖、乙酰磺胺酸钾、阿斯巴甜、糖精、环己烷氨基磺酸盐、乳糖、蔗糖、果糖、山梨糖醇或甘露醇)和其他添加剂诸如木炭、叶绿素、矿物、植物性药材或口气清新剂。它们可以是仿制、合成或天然成分或它们的共混物。它们可以是任何合适的形式，例如液体诸如油，固体诸如粉末，或气体。

在一些实施方式中，调料包括薄荷醇、留兰香和/或薄荷。在一些实施方式中，调料包括黄瓜、蓝莓、柑橘类水果和/或红莓的调味组分。在一些实施方式中，调料包括丁香酚。在一些实施方式中，调料包括从烟草提取的调味组分。在一些实施方式中，除了或代替芳香或味觉神经，调料可以包括感觉剂，该感觉剂旨在实现一种体感感觉，该体感感觉通常是化学诱导的并且通过刺激第五脑神经(三叉神经)而感知，并且这些感觉剂可以包括提供加热、冷却、刺痛、麻木效果的试剂。合适的热效应剂可以是但不限于香草基乙基醚，合适的冷却剂可以是但不限于桉油精WS-3。

术语植物性药材包括来源于植物的任何材料，包括但不限于提取物、叶、皮、纤维、茎、根、种子、花、果实、花粉、外壳(husk)、壳(shell)等。可替代地，材料可以包括天然存在于植物性药材中、合成获得的活性化合物。材料可以是液体、气体、固体、粉末、粉尘、碎粒子、颗粒、球粒、碎屑、条、片等的形式。示例的植物性药材是烟草、桉树、八角茴香、可可、茴香、柠檬草、薄荷、留兰香、洛依柏丝(rooibos)、甘菊、亚麻、姜、银杏、榛子、木槿、月桂、欧亚甘草(甘草)、抹茶、马黛茶、橙皮、番木瓜、玫瑰、鼠尾草、茶(诸如绿茶或红茶)、百里香、丁香、肉桂、咖啡、茴香籽(茴香)、罗勒、月桂叶、小豆蔻、香菜、孜然、肉豆蔻、牛至、辣椒、迷迭香、藏红花、薰衣草、柠檬皮、薄荷、杜松、长老花、香草、冬青、紫苏、姜黄、姜黄根、檀香、香菜叶、佛手柑、橙花、桃金娘、黑醋粟、缬草、甘椒、肉豆蔻种子外皮(mace)、达米安(damien)、墨角兰、橄榄、蜜蜂叶、柠檬罗勒、细香葱、香芹、马鞭草、龙葵、天竺葵、桑树、人参、茶氨酸、茶树碱、玛卡、印度人参、达米阿那、瓜拉那、叶绿素、猴面包树或其任何组合。薄荷可选自下列薄荷品种：野薄荷(Mentha arventis)、栽培薄荷(Mentha c.v.)、埃及薄荷(Menthaniliaca)、欧薄荷(Mentha piperita)、柠檬薄荷(Mentha piperita citrata c.v.)、辣薄荷(Mentha piperita c.v)、留香兰(Mentha spicata crispa)、心叶留兰香(Menthacordifolia)、长叶薄荷(Mentha longifolia)、凤梨薄荷(Mentha suaveolensvariegata)、唇萼薄荷(Mentha pulegium)、香薄荷(Mentha spicata c.v.)和苹果薄荷(Mentha suaveolens)。在一些实施方式中，植物性药材选自桉树、八角茴香和可可。在一些实施方式中，植物性药材选自洛依柏丝和茴香。

气溶胶产生材料或无定形固体可以包含酸。酸可以是有机酸。在这些实施方式的一些中，酸可以是单质子酸、二质子酸和三质子酸中的至少一种。在一些这种实施方式中，酸可以包含至少一个羧基官能团。在一些这种实施方式中，酸可以是α-羟基酸、羧酸、二羧酸、三羧酸以及酮酸中的至少一种。在一些这种实施方式中，酸可以是α-酮酸。

在一些这种实施方式中，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、丙酸以及丙酮酸中的至少一种。

合适地，酸是乳酸。在其他实施方式中，酸是苯甲酸。在其他实施方式中，酸可以是无机酸。在这些实施方式的一些中，酸可以是矿物酸。在一些这种实施方式中，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，酸是乙酰丙酸。

在气溶胶产生材料或无定形固体包含尼古丁的实施方式中，包含酸是特别优选的。在这种实施方式中，酸的存在可以稳定形成气溶胶产生材料或无定形固体的浆料中的溶解物种。酸的存在可以减少或基本上防止在浆料的干燥过程中尼古丁的蒸发，由此减少在制造过程中尼古丁的损失。

在某些实施方式中，气溶胶产生材料或无定形固体包含胶凝剂、活性物质和酸，该胶凝剂包含纤维素胶凝剂和/或非纤维素胶凝剂。

无定形固体包含5-80wt％的气溶胶形成材料。在一些实施方式中，无定形固体包含10-30wt％的气溶胶形成材料或15-25wt％的气溶胶形成材料。

在一些实施方式中，气溶胶形成材料可以包含丙三醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、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、二醋精混合物、苯甲酸苄酯、苄基苯基乙酸酯(benzylphenyl acetate，乙酸苄基苯酯)、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸亚丙酯(propylene carbonate，碳酸丙烯酯)中的一种或多种。

在一些实施方式中，气溶胶形成剂包含一种或多种多元醇，诸如丙二醇、三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇；多元醇的酯，诸如甘油单乙酸酯、二乙酸酯或三乙酸酯；和/或一元羧酸、二元羧酸或多元羧酸的脂肪族酯，诸如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。

无定形固体可以具有任何适合的水含量，例如1wt％至15wt％。合适地，无定形固体的水含量可以是约5wt％、7wt％或9wt％至约15wt％、13wt％或11wt％(WWB)。无定形固体的水含量可以例如通过卡尔-费歇尔-滴定或气相色谱法与热导率检测器(GC-TCD)来确定。

在一些情况下，无定形固体包含：

-20-35wt％的胶凝剂；

-15-25wt％的气溶胶形成材料；

-45-55wt％的活性物质，该活性物质基本上由薄荷醇组成；

其中这些重量是基于干重计算的，并且

其中胶凝剂中藻酸盐与果胶的比例是5:1至7:1。

无定形固体可以包含着色剂。着色剂的添加可以改变无定形固体的视觉外观。在无定形固体中着色剂的存在可增强无定形固体和气溶胶产生材料的视觉外观。通过向无定形固体添加着色剂，无定形固体可以与气溶胶产生材料的其他组分或与包括无定形固体的制品的其他组分颜色匹配。

根据所希望的无定形固体的颜色，可以使用多种着色剂。无定形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，诸如天然或合成染料、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，它可以赋予无定形固体棕色外观。在这种实施方式中，无定形固体的颜色可以类似于包括无定形固体的气溶胶产生材料中的其他组分(诸如烟草材料)的颜色。在一些实施方式中，将着色剂添加到无定形固体中使得在视觉上不能将其与气溶胶产生材料中的其他组分区分。

着色剂可在无定形固体的形成过程中掺入(例如当形成包含形成无定形固体的材料的浆料时)或其可在无定形固体形成之后施加至无定形固体(例如通过将其喷涂至无定形固体上)。

可气溶胶化或非气溶胶产生材料可存在于载体上或载体中以形成基质。该载体充当在其上形成无定形固体层的载体，从而易于制造。载体可以为无定形固体层提供刚性，从而易于处理。

载体可以是可以用于支撑无定形固体的任何适合的材料。在一些情况下，载体可以由选自以下各项的材料形成：金属箔、纸、碳纸、防油纸、陶瓷、碳同素异形体诸如石墨和石墨烯、塑料、硬纸板、木材或其组合。在一些情况下，载体可以包括烟草材料或由其组成，例如再造烟草片。在一些情况下，载体可以由选自以下各项的材料形成：金属箔、纸、硬纸板、木材或其组合。在一些情况下，载体包括纸。在一些情况下，载体本身是包括选自前述列表的材料层的层压结构。在一些情况下，载体还可以起调料载体的作用。例如，可以用调味剂或用烟草提取物浸渍载体。

合适地，载体层的厚度可以在约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。载体可以包括多于一个层，并且本文描述的厚度是指那些层的总厚度。

在一些情况下，载体可以是磁性的。这种功能性可以用于在使用中将载体紧固到组件上，或者可以用于产生特定的无定形固体形状。在一些情况下，气溶胶产生基质可以包括一个或多个磁体，一个或多个磁体可以用于在使用中将基质紧固到感应加热器上。

在一些情况下，载体可以是气体和/或气溶胶基本上或完全不可渗透的。这防止气溶胶或气体通过载体层，由此控制流动并且确保将其递送至用户。这还可以用于防止在使用中气体/气溶胶在例如设置在气溶胶产生组件中的加热器的表面上的冷凝或其他沉积。因此，在一些情况下，可以改善消耗效率和卫生。

在一些情况下，邻接无定形固体的载体的表面可以是多孔的。例如，在一种情况下，载体包括纸。发明人发现多孔载体诸如纸特别适用于本发明；多孔(例如纸)层邻接无定形固体层并形成强结合。无定形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地浸渍多孔载体(例如纸)，使得当凝胶凝固并形成交联时，载体部分地结合于凝胶中。这提供了凝胶和载体之间(和干燥的凝胶和载体之间)的强结合。

此外，表面粗糙度可有助于无定形材料和载体之间的粘结强度。本发明人已发现，纸粗糙度(对于邻接载体的表面)可适合地在50-1000Bekk秒、适合地50-150Bekk秒、适合地100Bekk秒的范围内(在50.66-48.00kPa的空气压力区间内测量)。(Bekk平滑度测试仪是用于确定纸表面的平滑度的仪器，其中在指定压力下的空气在平滑玻璃表面和纸样品之间泄漏，并且固定体积的空气在这些表面之间渗出的时间(以秒计)是“Bekk平滑度”)。

反之，载体的背向(facing away from)无定形固体的表面可以布置成与加热器接触，并且更平滑的表面可以提供更有效的热传递。因此，在一些情况下，载体布置成具有邻接无定形材料的较粗糙侧和背向无定形材料的较平滑侧。

在一个特定情况下，载体可以是纸背衬箔(paper-backed foil)；纸层邻接无定形固体层，并且在先前段落中讨论的性能由这个邻接部提供。箔背衬是基本上不可渗透的，控制气溶胶流动路径。金属箔背衬还可以用于将热量传导到无定形固体。

在另一种情况下，纸背衬箔的箔层与无定形固体邻接。箔基本上是不可渗透的，从而防止提供在无定形固体中的水被吸收到纸中，这会削弱纸的结构完整性。

在一些情况下，载体由金属箔(诸如铝箔)形成或包括金属箔(诸如铝箔)。金属载体可以允许热能更好地传导至无定形固体。另外或替代地，金属箔可用作感应加热系统中的基座(susceptor，感受器，感受剂)。在具体的实施方式中，载体包括金属箔层和载体层，诸如硬纸板。在这些实施方式中，金属箔层可具有小于20μm的厚度，诸如约1μm至约10μm，适合地约5μm。

在一些情况下，载体可具有在约0.017mm至约2.0mm之间的厚度，合适地约0.02mm、0.05mm或0.1mm至约1.5mm、1.0mm或0.5mm。

在一些情况下，气溶胶产生基质可以包括嵌入式加热装置，诸如电阻或感应加热元件。例如，可以将加热装置嵌入在无定形固体中。

无定形固体可以由凝胶制成，并且这种凝胶可以另外地包含溶剂，包含0.1-50wt％的溶剂。然而，发明人已经确定，包含可溶解调料的溶剂可能降低凝胶稳定性，并且调料可以从凝胶中结晶出来。因此，在一些情况下，凝胶不包含可溶解调料的溶剂。

在一些实施方式中，无定形固体包含小于60wt％的填料，例如1wt％至60wt％、或5wt％至50wt％、或5wt％至30wt％、或10wt％至20wt％。

在其他实施方式中，无定形固体包含小于20wt％、合适地小于10wt％或小于5wt％的填料。在一些情况下，无定形固体包含小于1wt％的填料，并且在一些情况下，不包含填料。

本发明的一个方面涉及制品。消耗品是制品，该制品的部分或全部旨在由用户在使用期间消耗。消耗品可以包括气溶胶产生材料或由其组成。消耗品可以包括一个或多个其他元件，诸如过滤器或气溶胶改性物质。消耗品可以包括加热元件，该加热元件发出热量以使气溶胶产生材料在使用中产生气溶胶。加热元件可例如包括易燃材料，或者可包括通过穿透变化磁场而能加热的基座。

本发明的制品可以以任何合适的形状提供。在一些实例中，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碎片形式的气溶胶产生材料，可选地与切割烟草共混。可替换地或另外地，作为杆提供的制品可以包括片材气溶胶产生材料，诸如围绕气溶胶产生材料(例如烟草)的杆的片材。在一些实施方式中，制品包括设置在载体上的气溶胶产生材料的层部分。在实例中，制品可以具有至少一个基本上平的(平坦的)表面。

基座是可通过穿透变化磁场诸如交变磁场而加热的材料。加热材料可以是导电材料，使得穿透变化磁场引起加热材料的感应加热。加热材料可以是磁性材料，使得穿透变化磁场引起加热材料的磁滞加热。加热材料可以是导电和磁性的，使得可通过两个加热机构来加热加热材料。

感应加热是通过用变化的磁场穿透物体来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描述。感应加热器可以包括电磁体和用于使变化的电流(诸如交流电)穿过电磁体的设备。当电磁体和待加热的物体适合地相对定位使得由电磁体产生的所得变化磁场穿透物体时，在物体内部产生一个或多个涡电流。该物体对电流的流动具有阻力。因此，当在物体中产生这种涡电流时，它们抵抗物体的电阻的流动导致物体被加热。该过程称为焦耳、欧姆或电阻加热。

在一些实施方式中，基座为闭合电路的形式。已经发现，当基座是闭合电路的形式时，在使用中基座与电磁体之间的磁耦合增强，这导致焦耳加热更大或改进。

磁滞加热是通过用变化的磁场穿透物体来加热由磁性材料制成的物体的过程。可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，磁偶极子与磁场对准。因此，当例如由电磁体产生的变化的磁场(诸如交变磁场)穿透磁性材料时，磁偶极子的定向随着施加的变化的磁场而改变。这种磁偶极子重新定向导致在磁性材料中产生热量。

当物体既导电又具有磁性时，用变化的磁场穿透物体可导致物体中的焦耳加热和磁滞加热两者。此外，磁性材料的使用可增强磁场，这可加强焦耳加热。

在以上过程的每个中，由于热量是在物体本身内部产生的，而不是通过外部热源通过热传导产生的，因此可以实现物体的快速升温和更均匀的热量分布，特别是通过选择合适的物体材料和几何形状以及相对于物体的合适的变化的磁场大小和取向。此外，由于感应加热和磁滞加热不需要在变化磁场源与物体之间提供物理连接，因此对加热分布的设计自由度和控制可能更大，并且成本可能更低。

填料(如果存在)可以包含一种或多种无机填充材料，诸如碳酸钙、珍珠岩、蛭石、硅藻土、胶态二氧化硅、氧化镁、硫酸镁、碳酸镁和合适的无机吸附剂诸如分子筛。填料可以包含一种或多种有机填充材料，诸如木浆、纤维素和纤维素衍生物。在一些情况下，无定形固体不包含任何无机填充材料。在特定情况下，无定形固体不包含碳酸钙，例如白垩。

在一些情况下，气溶胶产生材料不包括任何无机填充材料。在特定情况下，气溶胶产生材料不包括碳酸钙诸如白垩。

在包含填料的具体的实施方式中，填料是纤维状的。例如，填料可以是纤维有机填充材料，诸如木浆、纤维素或纤维素衍生物。不希望受理论束缚，据信在无定形固体中包含纤维填料可以增加材料的拉伸强度。这在作为片材提供无定形固体的实例中可以是特别有利的，诸如当无定形固体片材围绕气溶胶产生材料的杆时。

在一些实施方式中，无定形固体不包含烟草纤维。在具体的实施方式中，无定形固体不包含纤维材料。

在一些实施方式中，气溶胶产生材料不包括烟草纤维。在具体的实施方式中，气溶胶产生材料不包括纤维材料。

在一些实施方式中，气溶胶产生基质不包括烟草纤维。在具体的实施方式中，气溶胶产生基质不包括纤维材料。

在一些实施方式中，气溶胶产生制品不包括烟草纤维。在具体的实施方式中，气溶胶产生制品不包括纤维材料。

在一些情况下，无定形固体可以基本上由以下项组成或由以下项组成：胶凝剂、气溶胶产生剂、烟草材料和/或尼古丁源、水和任选的调料。

包括无定形固体的气溶胶产生材料可以具有任何合适的面积密度，诸如30g/m²至120g/m²。在一些实施方式中，气溶胶产生材料可以具有约30至70g/m²或约40至60g/m²的面积密度。在一些实施方式中，无定形固体可以具有约80g/m²至120g/m²或约70g/m²至110g/m²或具体地约90g/m²至110g/m²的面积密度。当气溶胶产生材料以片材形式或作为碎片(在下文中进一步描述)包括在气溶胶产生制品/组件中时，这种面积密度可以是特别适合的。

本发明的一个方面提供了包括本文所述的制品和包括加热器的不可燃气溶胶供应设备的不可燃气溶胶供应系统，加热器被构造为加热不燃烧气溶胶产生制品。不可燃气溶胶供应系统还可以称为气溶胶产生组件。不可燃气溶胶供应设备可以称为气溶胶产生装置。

加热器可以包括一个或多个电阻加热器，电阻加热器包括例如一个或多个镍铬合金电阻加热器和/或一个或多个陶瓷加热器。一个或多个加热器可以包括一个或多个感应加热器，该感应加热器包括具有一个或多个基座的布置，该一个或多个基座可以形成腔室，包括气溶胶产生材料的制品在使用中被插入或以其他方式被定位在该腔室中。可替代地或此外，可以在气溶胶产生材料中提供一个或多个基座。也可以使用其他加热布置。

在一些情况下，在使用中，加热器可以在没有燃烧的情况下将气溶胶产生材料加热到等于或小于350℃的温度，诸如120℃与350℃之间。在一些情况下，加热器可以在没有燃烧的情况下将气溶胶产生材料加热到在使用中140℃与250℃之间或220℃与280℃之间。在一些情况下，在使用中，基本上所有的无定形固体与加热器相距小于约4mm、3mm、2mm或1mm。在一些情况下，将固体设置在与加热器相距约0.010mm与2.0mm之间，适合地在约0.02mm与1.0mm之间，适合地在0.1mm至0.5mm之间。在一些情况下，这些最小距离可以反映支撑无定形固体的载体的厚度。在一些情况下，无定形固体的表面可以直接邻接加热器。

加热器被构造为加热不燃烧气溶胶产生制品，从而加热不燃烧气溶胶产生材料。在一些情况下，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，其在使用中经历放热反应以产生热量。气溶胶产生组件可以包括多个加热器。加热器可以由电池供电。

气溶胶产生制品可以额外地包括冷却元件和/或过滤器。冷却元件(如果存在)可以作用于或运转来冷却气态或气溶胶组分。在一些情况下，它可以作用于冷却气态组分使得它们冷凝以形成气溶胶。它还可以作用于将不可燃气溶胶供应设备的非常热的部分与用户隔开。过滤器(如果存在)可以包括本领域已知的任何适合的过滤器，诸如乙酸纤维素塞(plug)。

在一些情况下，气溶胶产生组件可以是热不燃烧设备。即，它可以包括固体含烟草材料(并且没有液体气溶胶产生材料)。在一些情况下，无定形固体可以包括烟草材料。WO2015/062983 A2中公开了热不燃烧设备，通过引用将其全部内容结合。

在一些情况下，气溶胶产生组件可以是电子烟草混合设备。也就是说，它可以包括固体气溶胶产生材料和液体气溶胶产生材料。在一些情况下，无定形固体可以包含尼古丁。在一些情况下，无定形固体可以包括烟草材料。在一些情况下，无定形固体可以包括烟草材料和单独的尼古丁源。单独的气溶胶产生材料可以通过单独的加热器、同一加热器加热，或在一种情况下，下游气溶胶产生材料可以由从上游气溶胶产生材料产生的热气溶胶加热。WO 2016/135331 A1中公开了电子烟草混合设备，通过引用将其全部内容结合。

气溶胶产生制品(在本文中可称为制品、烟弹(cartridge)或消耗品)可适于在THP、电子烟草混合设备或另一气溶胶产生设备中使用。在一些情况下，制品可以额外地包括过滤器和/或冷却元件(以上已经描述了)。在一些情况下，可以用包装材料(诸如纸)包围气溶胶产生制品。

气溶胶产生制品可以额外地包括通气孔(ventilation aperture，通风孔)。可以将这些通气孔设置在制品的侧壁中。在一些情况下，可以将通气孔设置在过滤器和/或冷却元件中。这些孔可以允许冷空气在使用期间被吸入到制品中，冷空气可以与热挥发组分混合，从而冷却气溶胶。

在使用中，通气增强加热制品时由制品产生可见的热挥发组分。通过冷却热挥发组分的过程使热挥发组分可见，使得发生热挥发组分的过饱和。然后，热挥发组分经历液滴形成(也称为成核)，最终热挥发组分的气溶胶颗粒的尺寸由于热挥发组分的进一步冷凝和由于来自热挥发组分的新形成的液滴的凝结而增大。

在一些情况下，冷空气与热挥发组分和冷空气的总和的比例(称为通气比)是至少15％。15％的通气比使得热挥发组分能够通过上述方法变得可见。热挥发组分的可见性使得用户能够确定已经生成挥发组分并增加吸烟体验的感官体验。

在另一实例中，通气比在50％和85％之间，以向热挥发组分提供额外的冷却。在一些情况下，通气比可以是至少60％或65％。

在一些情况下，气溶胶产生材料可以以片材形式包括在制品/组件中。在一些情况下，可以以平的片材形式包括气溶胶产生材料。在一些情况下，可以以平的片材、成束的或聚集的片材、卷曲的片材、或成卷的片材(即呈管的形式)包括气溶胶产生材料。在一些此类情况下，这些实施方式的无定形固体可以作为片材包括在气溶胶产生制品/组件中，诸如作为包围气溶胶产生材料的杆的片材(例如烟草)。在一些其他情况下，可以将气溶胶产生材料形成为片材，然后撕碎并结合到制品中。在一些情况下，可以将碎片与切碎的烟草混合，并结合到制品中。

在一些实例中，片材形式的无定形固体可以具有约200N/m至约900N/m的拉伸强度。在一些实例中，诸如当无定形固体不包含填料时，无定形固体可以具有200N/m至400N/m、或200N/m至300N/m、或约250N/m的拉伸强度。这种拉伸强度可能特别适合于以下实施方式，其中将气溶胶产生材料形成为片材，然后切碎并结合到气溶胶产生制品中。在一些实例中，诸如当无定形固体包含填料时，无定形固体可以具有600N/m至900N/m、或700N/m至900N/m、或约800N/m的拉伸强度。这种拉伸强度可以特别适合于以下实施方式，其中将气溶胶产生材料作为成卷片材包括在气溶胶产生制品/组件中，适合地以管的形式。

组件可以包括集成的气溶胶产生制品和加热器，或者可以包括加热器设备，在使用中将制品插入该加热器设备中。

参照图1和图2，示出了气溶胶产生制品101的实例的局部剖切截面图和透视图。制品101适于与具有电源和加热器的设备一起使用。该实施方式的制品101特别适合与下面描述的图5至图7中所示的设备51一起使用。在使用中，制品101可在设备51的插入点20处可拆卸地插入图5所示的设备中。

一个实例的制品101是大致圆柱形杆的形式，其包括气溶胶产生材料103的主体和杆形式的过滤器组件105。气溶胶产生材料包括本文描述的无定形固体材料。在一些实施方式中，它可以以片材形式被包括。在一些实施方式中，它可以以碎片的形式被包括。在一些实施方式中，可以以片材形式和碎片形式并入本文描述的气溶胶产生材料。

过滤组件105包括三个区段：冷却区段107、过滤区段109和嘴端区段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)。气溶胶产生材料103的主体朝向制品101的远端115定位。在一个实例中，冷却区段107在气溶胶产生材料103的主体与过滤区段109之间邻近气溶胶产生材料103的主体定位，使得冷却区段107与气溶胶产生材料103和过滤区段103处于邻接关系。在其他实例中，在气溶胶产生材料103的主体和冷却区段107之间以及在气溶胶产生材料103的主体和过滤区段109之间可以存在间隔。过滤区段109位于冷却区段107和嘴端区段111之间。嘴端区段111朝向制品101的近端113定位，邻近过滤区段109。在一个实例中，过滤区段109与嘴端区段111成邻接关系。在一个实施方式中，过滤组件105的总长度是在37mm与45mm之间，更优选地，过滤组件105的总长度是41mm。

在一个实例中，气溶胶产生材料103的杆的长度是在34mm与50mm之间、合适地长度在38mm与46mm之间、合适地长度是42mm。

在一个实例中，制品101的总长度是在71mm与95mm之间、合适地长度在79mm与87mm之间、合适地长度是83mm。

气溶胶产生材料103的主体的轴向端在制品101的远端115处可见。然而，在其他实施方式中，制品101的远端115可以包括覆盖气溶胶产生材料103的主体的轴向端的端部构件(未示出)。

气溶胶产生材料103的主体通过环形接装纸(未示出)连接到过滤组件105上，该环形接装纸基本上位于过滤组件105的圆周周围以便围绕过滤组件105并且部分地沿着气溶胶产生材料103的主体的长度延伸。在一个实例中，接装纸由58GSM标准接装基纸制成。在一个实例中，接装纸具有在42mm与50mm之间、合适地46mm的长度。

在一个实例中，冷却区段107是环形管，并且位于冷却区段周围并且在冷却区段内限定空气间隙。空气间隙提供供从气溶胶产生材料103的主体产生的热挥发组分流动的腔室。冷却区段107是中空的以提供用于气溶胶积聚的腔室，并且是足够刚性的以便承受轴向压缩力和弯曲力矩，该轴向压缩力和弯曲力矩可能在制造过程中以及在制品101插入设备51中使用时出现。在一个实例中，冷却区段107的壁的厚度大约为0.29mm。

冷却区段107提供气溶胶产生材料103和过滤区段109之间的物理位移。由冷却区段107提供的物理位移将在冷却区段107的长度上提供热梯度。在一个实例中，将冷却区段107构造为提供进入冷却区段107的第一端的热挥发组分与离开冷却区段107的第二端的热挥发组分之间的至少40摄氏度的温度差。在一个实例中，将冷却区段107构造为提供进入冷却区段107的第一端的热挥发组分与离开冷却区段107的第二端的热挥发组分之间的至少60摄氏度的温度差。当气溶胶产生材料103被设备51加热时，在冷却元件107的长度上的这种温差保护温度敏感的过滤区段109免于气溶胶产生材料103的高温影响。如果在过滤区段109和气溶胶产生材料103的主体和设备51的加热元件之间没有提供物理位移，则温度敏感的过滤区段109在使用中可能被损坏，因此其将不能有效地执行所需的功能。

在一个实例中，冷却区段107的长度至少是15mm。在一个实例中，冷却区段107的长度是在20mm与30mm，更具体地23mm至27mm，更具体地25mm至27mm之间，合适地是25mm。

冷却区段107由纸制成，这意味着它包含当与设备51的加热器相邻使用时不产生所关心的化合物例如有毒化合物的材料。在一个实例中，冷却区段107由螺旋卷绕的纸管制造，该纸管提供中空内部腔室但仍保持机械刚性。螺旋卷绕纸管能够在管长度、外径、圆度和直度方面满足高速制造工艺的严格尺寸精度要求。

在另一个实例中，冷却区段107是由硬质填塞包裹物或接装纸产生的凹陷。将硬质填塞包裹物或接装纸制造成具有足以承受轴向压缩力和弯曲力矩的刚性，该轴向压缩力和弯曲力矩可能在制造过程中以及在制品101插入设备51使用时出现。

过滤区段109可以由足以除去来自气溶胶产生材料的热挥发组分中的一种或多种挥发的化合物的任何过滤材料形成。在一个实例中，过滤区段109是由单乙酸酯材料(诸如乙酸纤维素)制成的。过滤区段109冷却热挥发组分和减少其刺激，但是不将热挥发组分的量消耗至用户不满意的水平。

在一些实施方式中，可以在过滤区段109中提供胶囊(未示出)。它可以基本上居中地布置在过滤区段109中，既在整个过滤区段109直径上又沿着过滤区段109长度。在其他情况下，它可以在一个或多个维度上偏移。在一些情况下，当存在时，胶囊可以包含挥发性组分，诸如调味剂或气溶胶产生剂。

过滤区段109的乙酸纤维素丝束材料的密度控制在整个过滤区段109的压降，进而控制制品101的吸阻。因此，过滤区段109的材料的选择在控制制品101的吸阻方面是重要的。此外，过滤区段在制品101中执行过滤功能。

在一个实例中，过滤区段109由8Y15级的过滤丝束材料制成，该材料对热挥发材料提供过滤效果，同时还减小由热挥发材料产生的冷凝的气溶胶液滴的尺寸。

存在的过滤区段109通过进一步冷却离开冷却区段107的热挥发组分来提供隔热效果。这种进一步的冷却效果降低了用户嘴唇在过滤区段109的表面上的接触温度。

在一个实例中，过滤区段109的长度在6mm至10mm之间，合适地是8mm。

嘴端区段111是环形管，位于嘴端区段111内的空气间隙周围，并且在嘴端区段内限定空气间隙。空气间隙为从过滤区段109流出的热挥发组分提供腔室。嘴端区段111是中空的以提供用于气溶胶积聚的腔室，但是足够刚性的以承受轴向压缩力和弯曲力矩，该轴向压缩力和弯曲力矩可能在制造过程中以及在将制品插入设备51中使用的过程出现。在一个实例中，嘴端区段111的壁的厚度大约为0.29mm。在一个实例中，嘴端区段111的长度是在6mm与10mm之间，合适地是8mm。

嘴端区段111可以由螺旋卷绕纸管制造，该纸管提供中空内部腔室但仍维持临界机械刚度。螺旋卷绕纸管能够在管长度、外径、圆度和直度方面满足高速制造工艺的严格尺寸精度要求。

嘴端区段111提供防止积聚在过滤区段109的出口处的任何液体冷凝物与用户直接接触的功能。

应当理解，在一个实例中，嘴端区段111和冷却区段107可以由单个管形成，以及过滤区段109位于将嘴端区段111和冷却区段107分开的管内。

参照图3和图4，示出了制品301的实例的局部剖切截面图和透视图。图3和图4中示出的参考标记等同于图1和图2中示出的参考标记，但具有200的增量。

在图3和图4中示出的制品301的实例中，在制品301中提供通气区域317以使得空气能够从制品301的外部流入制品301的内部。在一个实例中，通气区域317采取穿过制品301的外层形成的一个或多个通气孔317的形式。通气孔可以位于冷却区段307中以帮助冷却制品301。在一个实例中，通气区域317包括一排或多排孔，并且优选地，每排孔在基本上垂直于制品301的纵向轴线的横截面中围绕制品301周向布置。

在一个实例中，存在一排至四排之间的通气孔以便为制品301提供通气。每排通气孔可具有12至36个通气孔317。通气孔317的直径例如可以在100μm至500μm之间。在一个实例中，每排通气孔317之间的轴向间隔在0.25mm与0.75mm之间，合适地是0.5mm。

在一个实例中，通气孔317的尺寸一致。在另一个实例中，通气孔317的尺寸不同。通气孔可以使用任何适合的技术(例如以下技术中的一种或多种)来制成：激光技术、冷却区段307的机械穿孔或冷却区段307形成制品301之前的预穿孔。将通气孔317定位为制品301提供有效的冷却。

在一个实例中，各排的通气孔317位于离制品的近端313至少11mm处，合适地离制品301的近端313在17mm与20mm之间。将通气孔317的位置定位成使得当制品301在使用中时用户不阻塞通气孔317。

如在图6和图7中可以看到的，当将制品301完全插入设备51中时，提供距离制品301的近端313在17mm与20mm之间的通气孔排使得通气孔317能够位于设备51的外部。通过将通气孔定位在设备的外部，未加热的空气能够通过通气孔从设备51的外部进入制品301以帮助制品301冷却。

冷却区段307的长度使得当将制品301完全插入设备51中时，冷却区段307将部分地插入设备51中。冷却区段307的长度提供在设备51的加热器布置与热敏过滤器布置309之间提供物理间隙的第一功能，和当将制品301完全插入设备51中时使得通气孔317能够位于冷却区段中同时还位于设备51的外部的第二功能。如从图6和图7可见，冷却元件307的大部分位于设备51内。然而，冷却元件307的一部分延伸出设备51。通气孔317位于冷却元件307延伸出设备51的该部分中。

现在更详细地参照图5至图7，示出了设备51的一个实例，该设备布置成加热气溶胶产生材料以使所述气溶胶产生材料的至少一种组分挥发，通常形成可被吸入的气溶胶。设备51是通过加热但不燃烧气溶胶产生材料来释放化合物的加热设备。

第一端53在本文中有时被称为设备51的嘴端或近端53，第二端55在本文中有时被称为设备51的远端55。设备51具有开/关按钮57，以允许设备51作为整体由用户按所需开启和关闭。

设备51包括用于定位和保护设备51的各种内部组件的壳体59。在示出的实例中，壳体59包括一体式套筒11，该一体式套筒包围设备51的周界，覆盖有通常限定设备51的‘顶部’的顶部面板17以及通常限定设备51的‘底部’的底部面板19。在另一个实例中，除了顶部面板17和底部面板19之外，壳体还包括前部面板、后部面板和一对相对的侧面板。

顶部面板17和/或底部面板19可拆卸地固定到一体式套筒(uni-body sleeve)11，以允许容易接近设备51的内部，或者可“永久地”固定到一体式套筒11，例如以阻止用户接近设备51的内部。在一个实例中，面板17和19由塑料材料制成，塑料材料包括例如通过注塑模制形成的玻璃填充的尼龙，以及一体式套筒11由铝制成，但是可以使用其他材料和其他制造工艺。

设备51的顶部面板17在设备51的嘴端53处具有开口20，在使用中，可以将包括气溶胶产生材料的制品101、301通过该开口插入到设备51中并且由用户从设备51中移除。

壳体59中定位或固定有加热器布置(heater arrangement，加热器装置)23、控制电路25和电源(power source，动力源)27。在该实例中，加热器布置23、控制电路25和电源27横向相邻(即当从端部观察时相邻)，控制电路25通常位于加热器布置23和电源27之间，但是其他位置是可能的。

控制电路25可以包括控制器诸如微处理器布置，该控制器被构造和布置为控制制品101、301中的气溶胶产生材料的加热，如下文所进一步讨论的。

电源27可以是例如电池，该电池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(诸如镍-镉电池)、碱性电池等。电池27电耦合至加热器布置23以在需要时并且在控制电路25的控制下供应电力来加热制品中的气溶胶产生材料(如所讨论的，以使气溶胶产生材料挥发而不使气溶胶产生材料燃烧)。

将电源27定位成侧向邻近于加热器布置23的优点是可以使用物理上大的电源25而不致使设备51作为整体过长。将理解，通常，物理上大的电源25具有更高的容量(即可以供应的总电能，通常以安培-小时等测量)，因此设备51的电池寿命可以更长。

在一个实例中，加热器布置23通常是中空圆柱形管的形式，具有中空内部加热腔室29，包括气溶胶产生材料的制品101、301插入到中空内部加热腔室中以用于在使用中加热。不同的用于加热器布置23的布置是可能的。例如，加热器布置23可以包括单个加热元件或者可以由沿着加热器布置23的纵向轴线对齐的多个加热元件形成。加热元件或每个加热元件可以是环形的或管状的，或者是围绕其圆周的至少部分环形的或部分管状的。在一个实例中，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，加热元件或每个加热元件可由陶瓷材料制成。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，它们可以被层压和烧结。其他加热布置是可能的，包括例如感应加热、通过发射红外辐射加热的红外加热器元件、或由例如电阻式电绕组形成的电阻加热元件。

在一个具体的实例中，加热器布置23由不锈钢载体管支撑并且包括聚酰亚胺加热元件。加热器布置23的尺寸被确定成使得当将制品101、301插入到设备51中时，制品101、301的气溶胶产生材料103、303的基本上整个主体被插入到加热器布置23中。

可以将加热元件或每个加热元件布置成使得可以独立地加热气溶胶产生材料的选定区域，例如依次地(随着时间，如以上所讨论的)或按需一起(同时)加热。

在这个实例中，加热器布置23沿着其长度的至少一部分被热绝缘体31包围。绝缘体31有助于减少从加热器布置23传递到设备51的外部的热量。这有助于降低加热器布置23的功率要求，因为它总体上减少了热损耗。绝缘体31还有助于在加热器布置23的运行过程中保持设备51的外部冷却。在一个实例中，绝缘体31可以是双壁套筒，该双壁套筒在套筒的两个壁之间提供低压区域。即，绝缘体31可以是例如“真空”管，即，已经至少部分地抽真空以便使通过传导和/或对流的热传递最小化的管。绝缘体31的其他布置也是可能的，包括使用隔热材料，包括例如除了双壁套筒之外或代替双壁套筒的合适的泡沫型材料。

壳体59可以进一步包括用于支撑所有内部组件的各种内部载体结构37以及加热布置23。

设备51还包括围绕开口20延伸并且从开口20突出到壳体59的内部的套环(collar)33以及位于套环33与真空套管31的一端之间的大体管状的腔室35。腔室35进一步包括冷却结构35f，在该实例中，该冷却结构包括沿着腔室35的外表面间隔开的多个冷却散热片35f，并且每个冷却散热片围绕腔室35的外表面周向布置。当制品101、301在中空腔室35的长度的至少一部分上插入设备51中时，在中空腔室35与制品之间存在空气间隙36。空气间隙36在冷却区段307的至少一部分上围绕制品101、301的整个圆周。

套环33包括多个脊部60，其绕开口20的周边呈圆周地布置并且伸入开口20中。脊部60占据开口20内的空间，使得开口20在脊部60的位置处的打开跨度小于开口20在没有脊部60的位置处的打开跨度。脊部60被构造为与插入到设备中的制品101、301接合，以帮助将制品固定在设备51内。由相邻对的脊部60和制品101、301限定的开放空间(图中未示出)形成围绕制品101、301的外部的通气路径。这些通气路径允许从制品101、301逸出的热蒸气离开设备51并且允许冷却空气在空气间隙36中流入制品101、301周围的设备51中。

在操作中，如图5至图7所示，制品101、301可移除地插入设备51的插入点20中。具体参见图6，在一个实例中，朝向制品101、301的远端115、315定位的气溶胶产生材料103、303的主体被完全地接纳在设备51的加热器布置23内。制品101、301的近端113、313从设备51延伸并且充当用于用户的嘴件组件。

在操作中，加热器布置23将加热制品101、301以使气溶胶产生材料的至少一种组分从气溶胶产生材料103、303的主体挥发。

来自气溶胶产生材料103、303的主体的热挥发组分的主要流动路径轴向地穿过制品101、301、穿过冷却区段107、307内部的腔室、穿过过滤区段109、309、穿过嘴端区段111、313到达用户。在一个实例中，由气溶胶产生材料的主体产生的热挥发组分的温度在60℃与250℃之间，该温度可以高于用户的可接受吸入温度。随着热挥发组分行进通过冷却区段107、307，其将冷却并且一些挥发组分将冷凝在冷却区段107、307的内表面上。

在图3和图4中示出的制品301的实例中，冷空气将能够经由形成在冷却区段307中的通气孔317进入冷却区段307。该冷却空气将与热挥发组分混合以向热挥发组分提供额外的冷却。

本发明的另一方面提供了制造根据第一方面的气溶胶产生材料的方法。

方法可以包括(a)形成浆料，该浆料包括无定形固体的组分或其前体，(b)形成浆料的层，(c)使浆料固化以形成凝胶，以及(d)干燥以形成无定形固体。

(b)形成浆料的层可以包括例如喷涂、铸造或挤出浆料。在一些情况下，通过电喷涂浆料形成浆料层。在一些情况下，浆料层通过铸造浆料形成。

在一些情况下，(b)和/或(c)和/或(d)可以至少部分地同时发生(例如在电喷涂期间)。在一些情况下，(b)、(c)和(d)可以顺序地发生。

在一些情况下，将浆料施加到载体上。该层可以形成在载体上。

在实例中，浆料包含胶凝剂、气溶胶形成材料和活性物质。浆料可以包含相对于气溶胶产生材料的组成的本文给出的任何比例的这些组分。例如，该浆料可以包含：

-1-60wt％的胶凝剂/胶凝剂前体；和

-5-80wt％的气溶胶形成材料；和

-10-60wt％的活性物质；

其中这些重量是基于干重计算的，并且

其中胶凝剂包含藻酸盐和果胶，其中藻酸盐与果胶的比例是1:1至10:1。

如上文所述，藻酸盐与果胶的比例可影响活性物质作为气溶胶的一部分而释放的温度范围(“释放温度范围”)。

可以作为制备气溶胶产生材料的方法的一部分来选择胶凝剂中藻酸盐与果胶的比例，以提供具有预定释放温度范围的气溶胶产生材料。可以将预定释放温度范围选择为对应于不可燃气溶胶供应系统的加热器达到的温度，使得可以实现活性物质的有效/期望的释放。

其他参数也可能影响气溶胶产生材料释放活性物质的温度。例如，活性物质的参数可能影响温度释放范围，诸如活性物质的挥发性。

在实例中，生产气溶胶产生材料的方法包括，在a)之前，确认(identifying)待包含在浆料中的活性物质，确认在使用中气溶胶产生材料将被不可燃气溶胶供应设备加热到的预定温度，基于确认的活性物质和确认的预定温度确定待包含在胶凝剂中的藻酸盐与果胶的比例；以及提供以确定的比例包含藻酸盐和果胶的胶凝剂。这样，可以预先确定气溶胶产生材料的释放温度范围。

在一些实施方式中，预定温度小于或等于350℃。在一些实施方式中，预定温度是220℃至280℃。

在一些实例中，浆料具有在46.5℃下约10至约20Pa·s，诸如在46.5℃下约14至约16Pa·s的粘度。

固化凝胶(c)可以包括向浆料中添加固化剂。例如，浆料可以包含作为凝胶前体的藻酸钠、藻酸钾或藻酸铵，并且可以向浆料中添加包含钙源(诸如氯化钙)的固化剂以形成藻酸钙凝胶。

在实例中，固化剂包含乙酸钙、甲酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙、氯化钙、乳酸钙或其组合或由其组成。在一些实例中，固化剂包含甲酸钙和/或乳酸钙或由其组成。在具体的实例中，固化剂包含甲酸钙或由其组成。发明人已经确认，通常，使用甲酸钙作为固化剂产生具有更大的拉伸强度和更大的耐伸长性的无定形固体。

固化剂(诸如钙源)的总量可以是0.5-5wt％(基于干重计算)。合适地，总量可以是约1wt％、2.5wt％或4wt％至约4.8wt％或4.5wt％。发明人发现添加过少的固化剂可能导致无定形固体成分变得不稳定的无定形固体，并且导致这些组分从无定形固体中脱落。发明人发现添加过多的固化剂导致非常粘且操作性差的无定形固体。

当无定形固体不包含烟草时，可能需要应用更大量的固化剂。在一些情况下，固化剂的总量因此可以是基于干重计算的0.5-12wt％，诸如5-10wt％。合适地，总量可以是约5wt％、6wt％或7wt％至约12wt％或10wt％。在这种情况下，无定形固体通常不包含任何烟草。

藻酸盐是藻酸的衍生物，通常是高分子量聚合物(10-600kDa)。藻酸是β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古罗糖醛酸(G)单元(嵌段)与(1,4)-糖苷键连接在一起形成多糖的共聚物。在添加钙阳离子时，藻酸盐交联形成凝胶。发明人确定，在添加钙源时，具有高G单体含量的藻酸盐更容易形成凝胶。因此，在一些情况下，凝胶前体可以包含藻酸盐，其中藻酸盐共聚物中至少约40％、45％、50％、55％、60％或70％的单体单元是α-L-古罗糖醛酸(G)单元。

在一些情况下，干燥(d)可以除去浆料中的约50wt％、60wt％、70wt％、80wt％或90wt％至约80wt％、90wt％或95wt％(WWB)的水。

在一些情况下，干燥(d)可以将铸造材料的厚度降低至少80％、合适地85％或87％。例如，浆料可以在2mm的厚度下铸造，并且所得到的干燥的无定形固体材料可以具有0.2mm的厚度。

浆料本身也可以形成本发明的一部分。在一些情况下，浆料溶剂可以基本上由水组成或由水组成。在一些情况下，浆料可以包含约50wt％、60wt％、70wt％、80wt％或90wt％的溶剂(WWB)。

在其中溶剂由水组成的情况下，浆料的干重含量可以与无定形固体的干重含量相匹配。因此，结合本发明的浆料方面明确地公开本文关于固体组成的讨论。

根据本发明的一个方面，提供了使用本文描述的不可燃气溶胶供应系统来产生气溶胶的方法。在一些实施方式中，方法包括将气溶胶产生材料加热到小于或等于350℃的温度。在一些实施方式中，方法包括将气溶胶产生材料加热到约220℃至约280℃的温度。在一些实施方式中，方法包括在使用时间段内将至少一部分气溶胶产生材料加热到约220℃至约280℃的温度。

如在本文中使用的，“使用时间段”是指用户使用不可燃气溶胶供应系统的单一时间段。使用时间段从首先应用电力到存在于加热组件中的至少一个加热单元的点开始。在从使用时间段开始经过一段时间之后，设备将准备好用于使用。使用时间段在不向气溶胶产生设备中的任何加热元件供应电力的点结束。使用时间段的结束可以与吸烟制品耗尽的点一致(每次抽吸中的总颗粒物产率(mg)被用户认为低至不可接受的点)。时间段将具有多个抽吸的持续时间。所述时间段可以具有小于7分钟、或6分钟、或5分钟、或4分钟30秒、或4分钟、或3分钟30秒的持续时间。在一些实施方式中，使用时间段可以具有2至5分钟、或3至4.5分钟、或3.5至4.5分钟、或适合地4分钟的持续时间。时间段可以通过用户致动设备上的按钮或开关来启动，从而导致至少一个加热元件的温度开始升高。

在一些实施方式中，在使用时间段期间，存在于无定形固体中的至少20wt％的活性物质被气溶胶化，或至少30wt％、40wt％或50wt％。在一些实施方式中，无定形固体包含薄荷醇，并且在使用时间段期间，存在于无定形固体中的至少20wt％的薄荷醇被气溶胶化，或至少30wt％、40wt％或50wt％。即，在使用时间段之后，无定形固体中的薄荷醇的量被耗尽了20wt％、30wt％、40wt％或50wt％。本文描述的无定形固体中藻酸盐与果胶的比例可以允许将活性物质更有效地递送至用户(例如，更高比例的活性物质从无定形固体气溶胶化)。

根据本发明的方面，提供了本文描述的不可燃气溶胶供应系统的应用。使用不可燃气溶胶供应系统可以包括与不可燃气溶胶供应设备相互作用(例如激活致动器)以启动吸烟时间段。

实施例1

根据本文描述的方法制备三种气溶胶产生材料。每种组合物由包含胶凝剂、气溶胶形成材料和活性物质(薄荷醇)的浆料形成。用于形成每种组合物的浆料仅在胶凝剂的组成上不同。

第一组合物在不存在果胶的情况下包含藻酸盐。第二组合物在不存在藻酸盐的情况下包含果胶。第三组合物包含果胶和藻酸盐的组合。

图8示出了热重分析-质谱(从与质谱仪偶联的热重分析仪(TGA-MS系统)获得)，说明了胶凝剂组合物对气溶胶产生材料的薄荷醇的释放温度范围的影响。将TGA设定为平衡至40℃，其后，温度以10℃/分钟的速率从40℃增加至400℃。设置MS以扫描离子片段71、81和95M/z(具有高强度的薄荷醇片段)。当TGA达到40℃时，MS开始采样。

第一气溶胶产生材料具有约200℃至230℃的释放温度范围。第二气溶胶产生材料具有约80℃至150℃的释放温度范围。第三气溶胶产生材料包括两个不同的释放温度范围：第一，约270℃至300℃，以及第二，约330℃至345℃。

实施例2

根据本文描述的方法制备两种气溶胶产生材料。用于制备气溶胶产生材料的浆料仅在胶凝剂的组成上不同。第一材料的胶凝剂在果胶不存在的情况下包含藻酸盐；第二材料的胶凝剂包含按干重计80％的藻酸盐和20％的果胶。

发现用于制备第二材料的浆料的粘度低于第一材料的浆料的粘度，因此更容易处理(在制备气溶胶产生材料时需要较少的水，从而降低干燥期间的蒸发负荷)。因此发现，生产第二材料比生产第一材料更快且耗能更少。

图9示出了针对两种气溶胶产生材料获得的感官数据。将材料在恒温下加热5.5分钟的时间，并且监测活性一致物(薄荷醇)的强度(intensity)。如从图9中可见，材料具有非常相似的感官曲线。也就是说，使用包含藻酸盐和果胶的胶凝剂(具体地，其中藻酸盐是主要组分)代替仅包含藻酸盐的胶凝剂不会导致感官性能的劣化。

以上实施方式应被理解为本发明的说明性实例。可设想本发明的进一步实施方式。应当理解，关于任何一个实施方式描述的任何特征可单独使用，或与描述的其他特征结合使用，并且还可与任何其他实施方式的一个或多个特征或任何其他实施方式的任何组合结合使用。此外，在不背离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，还可采用以上未描述的等同物和修改。

Claims (34)

1.一种包括无定形固体的气溶胶产生材料，其中，所述无定形固体包含：

-1-60wt％的胶凝剂；

-5-80wt％的气溶胶形成材料；和

-10-60wt％的活性物质；

其中，这些重量是基于干重计算的，并且

其中，所述胶凝剂包含藻酸盐和果胶，其中，所述藻酸盐与所述果胶的比例是1:1至10:1。

2.根据权利要求1所述的气溶胶产生材料，其中，所述活性物质包含薄荷醇。

3.根据权利要求2所述的气溶胶产生材料，其中，所述活性物质以所述活性物质的干重的至少95wt％的量包含薄荷醇。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述藻酸盐与所述果胶的比例是3:1至8:1。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述藻酸盐与所述果胶的比例是3:1至6:1，如约4:1。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述无定形固体包含10-30wt％的量的所述气溶胶形成材料。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述无定形固体包含40-60wt％的量的所述活性物质。

8.根据权利要求1至4、6或7中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述无定形固体包含：

-20-35wt％的所述胶凝剂；

-15-25wt％的所述气溶胶形成材料；

-45-55wt％的所述活性物质，所述活性物质基本上由薄荷醇组成；

其中，这些重量是基于干重计算的，并且

其中，所述胶凝剂中的所述藻酸盐与所述果胶的比例是5:1至7:1。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，基于干重，所述胶凝剂中包含的所述藻酸盐以所述无定形固体的约15-40wt％的量存在于所述无定形固体中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，基于干重，所述胶凝剂中包含的所述果胶以所述无定形固体的约3-10wt％的量存在于所述无定形固体中。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的气溶胶产生材料，包含约1wt％至约15wt％的水(WWB)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述气溶胶形成材料选自以下中的一种或多种：丙三醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、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、二醋精混合物、苯甲酸苄酯、苄基苯基乙酸酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和碳酸亚丙酯。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，气溶胶形成剂包含一种或多种多元醇，诸如丙二醇、三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇；多元醇的酯，诸如甘油单乙酸酯、甘油二乙酸酯或甘油三乙酸酯；和/或一元羧酸、二元羧酸或多元羧酸的脂肪族酯，诸如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。

14.根据权利要求1至11中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述气溶胶形成材料选自赤藓糖醇、丙二醇、甘油以及它们的混合物。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述无定形固体不包含碳酸钙。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的气溶胶产生材料，其中，所述无定形固体不包含任何无机填充材料。

17.一种基质，包括根据权利要求1至16中任一项所述的气溶胶产生材料和载体，所述气溶胶产生材料设置在所述载体上。

18.一种用于与不可燃气溶胶供应设备一起使用的制品，所述制品包括根据权利要求1至16中任一项所述的气溶胶产生材料和/或根据权利要求17所述的基质。

19.一种不可燃气溶胶供应系统，包括根据权利要求18所述的制品和不可燃气溶胶供应设备，其中，所述不可燃气溶胶供应设备被构造为当将所述制品与所述不可燃气溶胶供应设备一起使用时由所述制品产生气溶胶。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述不可燃气溶胶供应设备包括被构造为加热但不燃烧所述制品的加热器。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述加热器被构造为在使用中将所述制品加热至小于350℃的温度。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述加热器被构造为在使用中将所述制品加热至约220℃至约280℃的温度。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的系统，其中，所述不可燃气溶胶供应设备是加热不燃烧设备。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的系统，其中，作为杆提供所述制品。

25.一种制造根据权利要求1至16中任一项所述的气溶胶产生材料的方法。

26.根据权利要求25所述的方法，所述方法包括：

-提供包含所述胶凝剂、所述气溶胶形成材料和所述活性物质的浆料；

-形成所述浆料的层；

-固化所述浆料以形成凝胶；以及

-干燥所述凝胶以形成所述无定形固体。

27.根据权利要求26所述的方法，包括在形成所述浆料之前，

-确认待被包含在所述浆料中的所述活性物质；

-确认在使用中所述气溶胶产生材料将被不可燃气溶胶供应设备加热到的预定温度；

-基于确认的所述活性物质和确认的所述预定温度确定待被包含在所述胶凝剂中的所述藻酸盐与所述果胶的比例；以及

-提供以确定的所述比例包含所述藻酸盐和所述果胶的所述胶凝剂。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述预定温度是220℃至280℃。

29.根据权利要求26至28中任一项所述的方法，其中，干燥所述凝胶除去所述浆料中50-95wt％(WWB)的水。

30.根据权利要求26至29中任一项所述的方法，其中，固化所述浆料包括将固化剂添加到所述浆料中。

31.一种使用根据权利要求19至24中任一项所述的不可燃气溶胶供应系统产生气溶胶的方法，所述方法包括将所述气溶胶产生材料加热至小于350℃的温度。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述温度是约220℃至约280℃。

33.根据权利要求31或32所述的方法，其中，在使用时间段期间，存在于所述无定形固体中的至少20wt％的所述活性物质被气溶胶化。

34.根据权利要求19至24中任一项所述的不可燃气溶胶供应系统的用途。

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