本說明書涉及一種制造用作加熱式氣溶膠生成制品中的氣溶膠形成基質的條的方法，和通過所述方法產生的條。所得條具有預定孔隙率和孔隙率分布值。本說明書還涉及包含此類條的加熱式氣溶膠生成制品，其中孔隙率和孔隙率分布經最佳化以控制加熱式氣溶膠生成制品的氣溶膠屬性。

背景技術：

氣溶膠形成基質(如含煙草基質)在其中被加熱而非燃燒的氣溶膠生成制品在所屬領域中為已知的。這種加熱式吸煙制品的一個目的是減少通過傳統(tǒng)香煙中的煙草的燃燒和熱降解產生的這類己知的有害煙氣成分。

通常，在此類加熱式氣溶膠生成制品中，通過從熱源(如電加熱器或可燃熱源)到在物理上分離的氣溶膠形成基質或材料的熱傳遞而產生氣溶膠，所述氣溶膠形成基質或材料可與熱源接觸地定位、位于熱源內、熱源周圍或熱源下游。在氣溶膠生成制品的消耗期間，揮發(fā)性化合物通過來自熱源的熱傳遞從氣溶膠形成基質釋放并且夾帶在通過所述氣溶膠生成制品抽吸的空氣中。隨著所釋放的化合物冷卻，其凝結以形成可由使用者吸入的氣溶膠。

如本文所用，術語“加熱式氣溶膠生成制品”是指一種氣溶膠生成制品，所述氣溶膠生成制品包含氣溶膠形成基質，所述氣溶膠形成基質意在被加熱而非燃燒，以便釋放出可形成氣溶膠的揮發(fā)性化合物。此類制品還可被稱為可加熱氣溶膠生成制品。

許多現(xiàn)有技術的文獻公開用于消耗或抽吸加熱式氣溶膠生成制品的氣溶膠生成裝置。例如，這樣的裝置包括電加熱氣溶膠生成裝置，其中通過將來自氣溶膠生成裝置的一個或多個電加熱元件的熱傳遞到加熱的氣溶膠生成制品的氣溶膠形成基質而生成氣溶膠。此類電加熱氣溶膠生成裝置的一個優(yōu)點為其在允許用戶選擇性地暫停和重新開始吸煙的同時，顯著地減小側流煙氣。

在過去，用于加熱氣溶膠生成制品的基質通常使用隨機定向的煙草材料的細片、股束或條帶產生。從煙草材料的細片形成用于加熱式吸煙或氣溶膠生成制品的條受多種缺點困擾。舉例來說，切碎煙草材料的方法不合需要地生成碎煙和其它廢物。包含煙草材料細片的條可展現(xiàn)“松散末端”，即從條末端損失煙草材料細片。包含煙草材料細片的條可展現(xiàn)高重量標準差，其部分歸因于條展現(xiàn)松散末端的傾向。另外，包含痕量煙草材料的條傾向于展現(xiàn)非均一密度，也就是說，歸因于沿條的不同位置的煙草材料的量的變化，沿條長度的密度傾向于不一致。

WO 2012/164009公開由聚集的煙草材料薄片形成的用于加熱式氣溶膠生成制品的條。WO 2012/164009中公開的條具有允許空氣抽吸通過所述條的縱向孔隙率。有效地，聚集的煙草材料薄片中的褶皺界定通過條的縱向通道。使用由聚集的均質煙草材料薄片形成的條解決一些與從切碎的煙草形成氣溶膠形成基質相關的問題。

技術實現(xiàn)要素：

如本說明書中所描述和定義，制造用作加熱式氣溶膠生成制品中的氣溶膠形成基質的具有截面孔隙率和截面孔隙率分布值的預定值的氣溶膠形成條的方法包含以下步驟：提供具有指定寬度和指定厚度的氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片，相對于其縱軸橫向聚集氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片，用包裝材料環(huán)繞聚集的氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片以形成連續(xù)條，將連續(xù)條切斷為多個離散條，對于離散條中的至少一個測定代表截面孔隙率和截面孔隙率分布的值，和控制一個或多個制造參數(shù)以確保后續(xù)條的截面孔隙率和截面孔隙率分布值在預定值內以產生氣溶膠形成條。

氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片可為平滑薄片?；蛘撸B續(xù)薄片可經處理以促進薄片聚集。舉例來說，連續(xù)薄片可經開槽、起皺、折疊、紋理化、軋花或以其它方式處理以提供弱線從而促進聚集。連續(xù)薄片的優(yōu)選處理為卷曲。

因此，在優(yōu)選實施例中，制造用作加熱式氣溶膠生成制品中的氣溶膠形成基質的具有代表截面孔隙率和截面孔隙率分布的預定值的氣溶膠形成條的方法可包含以下步驟：提供具有指定寬度和指定厚度的氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片，卷曲氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片，相對于其縱軸橫向聚集卷曲的氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片，用包裝材料環(huán)繞卷曲和聚集的氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片以形成連續(xù)條，將連續(xù)條切斷為多個離散條，對于離散條中的至少一個測定代表截面孔隙率和截面孔隙率分布的值，和控制一個或多個制造參數(shù)以確保后續(xù)條的截面孔隙率和截面孔隙率分布值在預定值內以產生氣溶膠形成條。

通過將氣溶膠形成條的孔隙率和孔隙率分布值控制在預定限度內，吸煙經歷的質量和可重復性可最佳化。通過控制氣溶膠形成條的孔隙率和孔隙率分布值，可有可能調適氣溶膠屬性，如特定類型的氣溶膠生成裝置或氣溶膠生成系統(tǒng)的尼古丁遞送。

應注意，離散條可具有適用作氣溶膠生成制品中的氣溶膠生成基質的長度?？煞治鰲l中的一個或多個。舉例來說，可分析每100個條中的一個。離散條可為意圖用于進一步處理的條。舉例來說，離散條可隨后切斷為多個較小條。

可控制的一個或多個制造參數(shù)可為選自由以下組成的列表的一個或多個參數(shù)：氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片的寬度、氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片的厚度、條的直徑(并且在薄片經卷曲的情況下，氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片的卷曲深度)和施加至薄片的卷曲的寬度。

方法可包含以下步驟：對于離散條中的至少一個測定截面孔隙率和截面孔隙率分布的值，并且如果所述值不在所需預定值內，那么改變一個或多個參數(shù)以改變后續(xù)條中的截面孔隙率和截面孔隙率分布的值。可能需要對于超過一個離散條測定截面孔隙率和截面孔隙率分布的值以提供較大統(tǒng)計精確性。

氣溶膠形成材料薄片可為可在加熱時產生氣溶膠的任何合適的薄片材料。在一些實施例中，氣溶膠形成材料可包含尼古丁鹽。舉例來說，氣溶膠形成材料可為由紙形成的非煙草薄片或浸漬或涂布有尼古丁鹽(如尼古丁丙酮酸鹽)的聚合物。在其它實施例中，氣溶膠形成材料可為包含煙草和氣溶膠形成劑的煙草材料薄片。

術語“氣溶膠形成材料薄片”可指兩個或更多個氣溶膠形成材料薄片。舉例來說，兩個煙草材料薄片可聚集在一起以形成條，或煙草材料薄片和非煙草材料薄片可聚集在一起以形成條。如果存在兩個或更多個薄片，那么那些薄片中的一個或多個可經處理以促進薄片聚集從而形成條。

氣溶膠形成材料薄片的指定寬度優(yōu)選地在70mm與250mm之間，例如在120mm與160mm之間。氣溶膠形成材料薄片的指定厚度優(yōu)選地在50微米與300微米之間，優(yōu)選地在150微米與250微米之間。

優(yōu)選地，形成的條的直徑在5mm與10mm之間，優(yōu)選地在6mm與9mm之間，或在7mm與8mm之間。

可能有利的是薄片經卷曲或類似地處理。卷曲為將波紋引入至氣溶膠形成材料薄片中的方法。波紋的卷曲深度可變化，且可定量為波紋幅度。這有效地為一對波紋輥重疊的距離的量度。也可從卷曲薄片的槽到槽測量幅度，以便從測量消除薄片自身的厚度。優(yōu)選地，卷曲的氣溶膠形成材料的連續(xù)薄片具有50微米與300微米之間，更優(yōu)選地約100與約250微米之間的波紋幅度，或卷曲深度。

如本文所用，術語“孔隙率”是指多孔制品中的空隙空間的分率。術語“全局孔隙率”或“截面孔隙率”是指多孔制品的截面區(qū)域中的空隙空間的分率，例如由氣溶膠形成材料的卷曲和聚集薄片形成的條的截面。截面孔隙率為條的橫向截面區(qū)域的空隙空間的面積分率。條的橫向截面區(qū)域為垂直于條的縱軸的平面中的條的區(qū)域。

如本文所用，術語“孔隙率分布值”或“截面孔隙率分布值”是指在條的橫向截面區(qū)域的多個相同尺寸的子區(qū)域中的每一個內局部測定的孔隙率值的標準差。子區(qū)域內的孔隙率可被稱為“局部孔隙率”，且截面孔隙率分布值為經條的橫向截面區(qū)域的局部孔隙率值的標準差。

子區(qū)域是指小于條的橫向截面區(qū)域的區(qū)域。多個相同尺寸的子區(qū)域覆蓋條的整個橫向截面區(qū)域。優(yōu)選地，各子區(qū)域與至少一個相鄰子區(qū)域，優(yōu)選地超過一個相鄰子區(qū)域重疊。優(yōu)選地，各子區(qū)域與至少一個相鄰子區(qū)域重疊10％與95％之間。優(yōu)選地，各子區(qū)域小于整個橫向截面區(qū)域的20％，例如小于整個橫向截面區(qū)域的15％，優(yōu)選地小于整個橫向截面區(qū)域的10％。

條通常將基本上為環(huán)狀的。橫向截面區(qū)域因此將基本上為環(huán)狀的。各子區(qū)域優(yōu)選地為矩形或正方形的。優(yōu)選的是子區(qū)域在其包括于孔隙率分布的計算中之前與橫向截面區(qū)域的至少50％重疊，尤其優(yōu)選地在其包括于孔隙率分布的計算中之前與橫向截面區(qū)域的至少70％或至少80％或至少90％重疊。

條的橫向截面孔隙率隨條直徑、氣溶膠形成材料薄片的寬度和氣溶膠形成材料薄片的厚度而變。因此，可使用下式計算截面孔隙率：

其中：

P_截面＝截面孔隙率

D_條＝條的直徑

W_薄片＝聚集以形成條的薄片的寬度

T_薄片＝聚集以形成條的薄片的厚度

截面孔隙率分布值是指經條的橫向截面區(qū)域的不同子區(qū)域的局部孔隙率的變化的量度。

截面孔隙率分布值因此為經制品的橫向區(qū)域的孔隙率分布的定量量度。每一子區(qū)域的局部孔隙率可使用下式計算；

其中：

P_局部＝子區(qū)域的截面孔隙率

A_局部＝子區(qū)域的面積

A_薄片＝子區(qū)域內的煙草材料的面積

截面孔隙率分布值可看成條的孔隙率均一性的量度。舉例來說，如果局部孔隙率的標準差較低，那么條內的空隙可能經條的整個橫向區(qū)域均一地分布，且具有類似尺寸。但是，如果標準差較高，那么空隙經制品的橫向區(qū)域非均一地分布，條的一些區(qū)段具有高孔隙率且一些具有低孔隙率。對于給定截面孔隙率，高截面孔隙率分布值可為條具有少量相對較大的通道的指示，而低截面孔隙率分布值可為條具有大量相對較小的通道的指示。

截面孔隙率分布值可測定自關于覆蓋單一條的橫截面的多個子區(qū)域計算的局部孔隙率值。與任何個別條相關的截面孔隙率分布值可相比于另一個別條的截面孔隙率分布值。或者，截面孔隙率分布值可計算自來源于具有大致相同橫截面積和大致相同截面孔隙率的多個不同條，例如一套或一批條的局部孔隙率值。來自一批條的截面孔隙率分布值可用于評估一批條與另一批條之間的孔隙率的質量。

有利地，可使用數(shù)字成像方法測定橫向截面孔隙率和截面孔隙率分布值?？色@得條的橫截面的圖像且可應用閾值以將表示氣溶膠形成基質的像素與表示空隙的像素區(qū)分開?？山又菀椎孬@得整個截面的孔隙率。

優(yōu)選地，通過包含以下步驟的方法測定截面孔隙率分布值：獲得條的橫向截面區(qū)域的數(shù)字圖像，測定橫向區(qū)域的多個相同尺寸的子區(qū)域中的每一個內存在的空隙的面積分率，進而獲得多個相同尺寸的子區(qū)域中的每一個的孔隙率值，和計算多個相同尺寸的子區(qū)域中的每一個的孔隙率值的標準差。每一子區(qū)域與至少一個相鄰子區(qū)域重疊介于10％與95％之間，優(yōu)選地75％與85％之間，優(yōu)選地約80％。

通常，條將大致為圓柱形的且將具有平均直徑，例如約7mm的平均直徑。優(yōu)選地，子區(qū)域中的每一個為具有條的直徑的四分之一與八分之一之間，優(yōu)選地條的直徑的約六分之一或七分之一的長度的矩形或正方形。因此，如果條的直徑為約7mm，那么子區(qū)域可為具有長度為約1mm的邊的正方形。

如果大于90％的子區(qū)域在條的橫向截面區(qū)域內，那么任何個別子區(qū)域的孔隙率值優(yōu)選地僅包括于評估孔隙率分布的計算中。

優(yōu)選地，橫向截面區(qū)域的數(shù)字圖像由多個像素組成，且構成橫向截面區(qū)域的每一像素包含于多個子區(qū)域中的至少一個內。

可控制一個或多個制造參數(shù)以產生具有約0.15與0.45之間、優(yōu)選地約0.20與0.40之間、優(yōu)選地約0.25與約0.35之間的截面孔隙率的形成的氣溶膠形成條。

可控制一個或多個制造參數(shù)以產生具有約0.04與約0.22之間的截面孔隙率分布值的形成的氣溶膠形成條，所述值如使用上文所述的方法計算，其中每一子區(qū)域為具有條直徑的七分之一的邊長的正方形且其中每一子區(qū)域與至少一個其它子區(qū)域重疊約80％

還可提供用作氣溶膠形成制品中的氣溶膠形成基質的條。舉例來說，使用本文所述的方法形成的氣溶膠形成條可具有約0.15與0.45之間、優(yōu)選地約0.20與0.40之間、優(yōu)選地約0.25與約0.35之間的截面孔隙率。

使用本文所述的方法形成的氣溶膠形成條可具有約0.04與約0.22之間的截面孔隙率分布值，所述值使用上文所述的方法計算，其中每一子區(qū)域為具有條直徑的七分之一的邊長的正方形且其中每一子區(qū)域與至少一個其它子區(qū)域重疊約80％。

氣溶膠形成條可用于制造加熱式氣溶膠生成制品。此方法可包含以下步驟：形成如本文所述的條，和將所述條于多種其它組分一起組裝在包裝材料內以形成加熱式氣溶膠生成制品。

優(yōu)選地，選擇條的截面孔隙率和截面孔隙率分布值的值以提供針對抽吸通過組裝的加熱式氣溶膠生成制品的預定抗性。

氣溶膠形成基質優(yōu)選地包含尼古丁?？蛇x擇截面孔隙率和截面孔隙率分布值的值以促進在消耗制品時從組裝的加熱式氣溶膠生成制品提供預定水準的尼古丁遞送。

加熱式氣溶膠生成制品可包含多個元件，包括呈如本文中所定義的氣溶膠形成條形式的氣溶膠形成基質、組裝在包裝材料內的多個元件。優(yōu)選地，氣溶膠形成基質包含尼古丁且選擇氣溶膠形成基質的截面孔隙率和截面孔隙率分布值以促進在消耗加熱式氣溶膠生成制品時提供預定水準的尼古丁遞送。

在優(yōu)選實例中，加熱式氣溶膠生成制品可包含多個元件，包括組裝在包裝材料內的氣溶膠形成基質，所述氣溶膠形成基質呈具有6.5mm與8mm之間的直徑的氣溶膠形成條形式，所述條由經卷曲和聚集的均質煙草材料薄片形成，所述薄片具有120mm與160mm之間的寬度、150微米與250微米之間的厚度，且所述薄片以100與250微米之間的卷曲深度卷曲。

如本文所用，術語‘氣溶膠形成基質’表示由氣溶膠形成材料構成或包含氣溶膠形成材料的基質，所述氣溶膠形成材料在加熱時能夠釋放揮發(fā)性化合物以生成氣溶膠。出于本說明書的目的，煙草材料薄片為氣溶膠形成基質的實例。出于本說明書的目的，包含尼古丁鹽的紙或聚合物薄片為氣溶膠形成基質的另一實例。

在一個實施例中，如本文所述的氣溶膠形成條可用作加熱式氣溶膠生成制品中的氣溶膠形成基質，所述制品包含鄰接氣溶膠形成基質條的熱源，例如可燃熱源和可燃熱源下游的氣溶膠生成基質。在此狀況下，氣溶膠形成基質優(yōu)選地為具有約0.20與約0.44之間、優(yōu)選地約0.34與約0.44之間的截面孔隙率和約0.11與約0.15之間的截面孔隙率分布值(如使用本文所述的方法計算)的條。

舉例來說，本文中所描述的條可用作WO-A-2009/022232中公開的加熱式氣溶膠生成制品類型中的氣溶膠生成基質，所述加熱式氣溶膠生成制品包含可燃的基于碳的熱源、位于可燃熱源下游的氣溶膠生成基質，和圍繞可燃的基于碳的熱源的后部部分和氣溶膠生成基質的相鄰前部部分且與所述后部部分和鄰近的前部部分相接觸的導熱元件。然而，將了解，如本文中所描述的條也可用作包含具有其它構造的可燃熱源的加熱式氣溶膠生成制品中的氣溶膠生成基質。

在另一個實施例中，如本文描述的氣溶膠形成條可用作用于電操作的氣溶膠生成系統(tǒng)中的加熱式氣溶膠生成制品中的氣溶膠生成基質，在所述電操作的氣溶膠生成系統(tǒng)中，加熱式氣溶膠生成制品的氣溶膠生成基質通過電熱源進行加熱。

舉例來說，如本文所述的條可用作WO2013/098405中公開的類型的加熱式氣溶膠生成制品中的氣溶膠生成基質。因此，加熱式氣溶膠生成制品可經配置以通過氣溶膠生成裝置的可插入加熱器加熱。在此狀況下，氣溶膠形成基質優(yōu)選地為具有約0.20與約0.40之間、優(yōu)選地約0.24與約0.34之間的截面孔隙率和約0.10與約0.12之間的截面孔隙率分布值(如使用本文所述的方法計算)的條。

可提供包含電動操作的氣溶膠生成設備和與所述設備一起使用的氣溶膠生成制品的系統(tǒng)。氣溶膠生成制品包含如本文中所描述的條或氣溶膠形成基質。

優(yōu)選地，根據(jù)本說明書的條具有基本一致的橫截面。根據(jù)本說明書的條可取決于其預期用途而經制造成具有不同尺寸。舉例來說，根據(jù)本說明書的條可取決于其預期用途而具有約5mm與約30mm之間的條長度。在優(yōu)選實施例中，根據(jù)本說明書的用作加熱式氣溶膠生成制品中的氣溶膠形成基質的條可具有在約5mm與約20mm之間或在約10mm與約15mm之間的條長度。

優(yōu)選地，氣溶膠形成材料薄片為包含煙草和氣溶膠形成劑的煙草材料薄片。形成薄片的煙草材料優(yōu)選地為再造煙草或均質煙草。均質煙草材料可包括各種其它添加劑，如保濕劑、塑化劑、調味劑、填充劑、粘合劑和溶劑。用于包含在均質煙草材料薄片中的合適的氣溶膠形成劑和保濕劑為本領域中已知的，且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇、1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油單、二或三乙酸酯；以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。

用于形成如本文所述的條的均質煙草材料薄片可具有以干重計在約5％與約30重量％之間的氣溶膠形成劑含量。意圖用于加熱式吸煙制品(其中含有氣溶膠形成劑的條經加熱而非經燃燒)中的條可優(yōu)選地包括大于5％到約30％的氣溶膠形成劑。對于意圖用于此類熱吸煙制品中的條，氣溶膠形成劑可優(yōu)選地為甘油。

或者，氣溶膠形成材料薄片可為非煙草薄片，如聚合薄片或紙片或金屬薄片。在一些實施例中，氣溶膠形成材料薄片可包含至少一種選自由以下組成的群組的材料：金屬箔、聚合薄片、紙和卡紙板。在一些實施例中，薄片可包含至少一種選自由以下組成的群組的材料：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乳酸(PLA)、乙酸纖維素(CA)、淀粉基共聚酯和鋁箔。優(yōu)選地，非煙草材料薄片包含一種或多種選自由以下組成的列表的尼古丁鹽：尼古丁檸檬酸鹽、尼古丁丙酮酸鹽、尼古丁酒石酸氫鹽、尼古丁果膠酸鹽、尼古丁藻酸鹽、尼古丁水楊酸鹽、尼古丁異戊酸鹽、尼古丁乳酸鹽、尼古丁苯乙酸鹽和尼古丁豆蔻酸鹽。呈這些鹽形式的尼古丁可比通常用于電子香煙中的液體游離堿尼古丁更穩(wěn)定。因此，包括氣溶膠生成條的氣溶膠生成制品可具有比通常的電子香煙更長的貯存期限。

氣溶膠形成材料薄片(煙草薄片或非煙草薄片)可涂布有非煙草香料。薄片可浸漬有非煙草香料。

氣溶膠形成材料薄片可由并有香料的如凝膠或水凝膠的材料形成。薄片可在加熱時揮發(fā)以釋放香料。薄片可包含生物可降解聚合物，例如薄片可為涂布或浸漬有香料的聚乳酸(PLA)薄片。

香料可包含揮發(fā)性香味組分。香料可包含薄荷醇。如本文使用的，術語‘薄荷醇’指示以其同分異構形式中任一種的化合物2-異丙基-5-甲基環(huán)己醇。香料可提供選自薄荷醇、檸檬、香草、橙、冬青、櫻桃和肉桂的香味。

包含非煙草香料的氣溶膠形成材料薄片可另外包含氣溶膠形成劑，如甘油。氣溶膠形成劑可將香味組分攜帶至氣溶膠中。

如本文中所使用，術語‘條’用于表示具有基本圓形、卵形或橢圓形橫截面的大致為圓柱體的元件。優(yōu)選地，條的直徑在5mm與10mm之間，優(yōu)選地在6mm與9mm之間，或在7mm與8mm之間。

如本文中所使用，術語‘薄片’表示層狀元件，其具有的寬度和長度顯著大于其厚度。優(yōu)選地，氣溶膠形成材料薄片在聚集之前具有120mm與300mm之間，例如130mm與170mm之間的寬度。優(yōu)選地，氣溶膠形成材料薄片具有50微米與300微米之間，優(yōu)選地150微米與250微米之間的厚度。

如本文所用，術語‘條長度’表示在如本文中所描述的條的圓柱軸方向上的尺寸。條長度可在5mm與20mm之間，優(yōu)選地8mm與15mm之間。

如本文所用，術語‘聚集的’表示氣溶膠形成材料薄片與條的圓柱軸基本橫向地卷繞、折疊或以其它方式壓縮或收縮。

如本文使用的，術語‘卷曲薄片’預期與術語‘起皺薄片’同義，并且指示具有多個基本平行的脊或波紋的薄片。優(yōu)選地，卷曲的氣溶膠形成材料薄片具有基本上平行于根據(jù)本發(fā)明的條的圓柱軸的多個脊或波紋。這有利地有助于均質煙草材料的卷曲薄片的聚集，以形成條。薄片通過將其傳遞通過一組卷曲輥而卷曲。薄片卷曲的程度通過卷曲深度指示。卷曲深度的變化可影響薄片聚集的方式，且可因此影響穿過條的通道的尺寸和截面孔隙率分布。因此，卷曲深度或幅度為可經變化以在條中產生所需截面孔隙率分布值的參數(shù)。

如本文所用，術語‘上游’和‘下游’用于描述如本文中描述的氣溶膠生成制品的元件或元件的部分相對于用戶在氣溶膠生成制品的使用期間對其進行抽吸的方向的相對位置。

附圖說明

現(xiàn)將參看圖式描述本發(fā)明的特定實施例，其中：

圖1顯示用于形成根據(jù)本發(fā)明的條的設備的示意性截面，

圖2為顯示卷曲輥上的齒的嚙合的示意性說明，

圖3為顯示卷曲薄片的一部分的示意性說明，

圖4為多孔煙絲條的橫向區(qū)域的圖像；所述圖像顯示于子區(qū)域疊加的情況下，

圖5為圖4中所說明的煙絲條的橫向區(qū)域，其顯示橫向區(qū)域的不同部分中的子區(qū)域，

圖6為說明圖4的橫向區(qū)域并顯示橫向區(qū)域的第三不同部分中的子區(qū)域的圖像，

圖7說明圖6的子區(qū)域被另一子區(qū)域重疊的程度，

圖8說明另一子區(qū)域與圖7的子區(qū)域重疊的程度，

圖9說明圖4的橫向區(qū)域，其顯示被定位成使得子區(qū)域的大部分并未處于所述橫向區(qū)域內的子區(qū)域，

圖10是用于在在線孔隙率分布評估中使用的圖像捕獲構件的示意圖，

圖11是說明用于執(zhí)行在線孔隙率分布評估的裝置的部件的示意圖，

圖12是具有低截面孔隙率(低于0.3)和高截面孔隙率分布值(高于0.15)的煙絲條的相片，

圖13說明具有高全局孔隙率(大于0.3)和高截面孔隙率分布值(高于0.15)的條的截面區(qū)域，

圖14說明具有低截面孔隙率(小于0.3)和低孔隙率分布(小于0.15)的條的截面區(qū)域，

圖15說明具有高全局孔隙率(大于0.3)和低截面孔隙率分布值(小于0.15)的條的截面區(qū)域，

圖16說明產生用于氣溶膠生成制品的香煙中的甘油，所述制品包含具有不同截面孔隙率和截面孔隙率分布水準的條，

圖17說明與圖16相同的用于氣溶膠生成制品的香煙中的尼古丁，

圖18說明產生用于氣溶膠生成制品的香煙中的甘油，所述制品包含具有不同截面孔隙率和截面孔隙率分布水準的條，

圖19說明與圖18相同的用于氣溶膠生成制品的香煙中的尼古丁，

圖20說明根據(jù)本文所述的方法的具有以條形式形成的氣溶膠形成基質的氣溶膠生成制品的實施例，

圖21說明根據(jù)本文所述的方法的具有以條形式形成的氣溶膠形成基質的氣溶膠生成制品的實施例，且

圖22說明根據(jù)本文所述的方法的具有以條形式形成的氣溶膠形成基質的氣溶膠生成制品的實施例。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照用于評估煙草成型件內的孔隙度分布的方法描述本發(fā)明的具體實施例。

圖1說明用于形成根據(jù)本發(fā)明的特定實施例的條的設備。圖1一般包含：用于提供均質煙草材料的連續(xù)薄片的供應構件；用于使均質煙草材料的連續(xù)薄片卷曲的卷曲構件；用于聚集均質煙草材料的連續(xù)卷曲薄片，并且用包裝材料限定均質煙草材料的聚集的連續(xù)卷曲薄片以形成連續(xù)條的條形成構件；以及用于將連續(xù)條切斷成多根不連續(xù)條的切割構件。設備還包括運輸構件，用于將在下游通過設備的均質煙草材料的連續(xù)薄片從供應構件經由卷曲構件運輸?shù)綏l形成構件。

供應構件包含安裝在筒管4上的均質煙草材料的連續(xù)薄片2，并且卷曲構件包括一對可旋轉的卷曲輥6。均質煙草材料的連續(xù)薄片具有一定寬度和厚度。在使用中，從筒管4抽取均質煙草材料的連續(xù)薄片2，并且經由一系列導向輥和張力輥，通過運輸機制向下游運輸至所述一對卷曲輥6。當均質煙草材料的連續(xù)薄片2在所述一對卷曲輥6之間進料時，卷曲輥接合均質煙草材料的連續(xù)薄片2，并且使其卷曲，以形成均質煙草材料的連續(xù)卷曲薄片8，其具有與通過設備的均質煙草材料的薄片的縱軸基本平行的多個間隔開的脊或波紋。

圖2為顯示一對卷曲輥的嚙合的齒的示意圖。卷曲輥對由上部輥31和下部輥32組成。每一輥具有一組有規(guī)律地間隔開的卷曲齒33，其經偏移以使其在輥集合時嚙合。上部輥31經固定，但下部輥32可相對于上部輥31移動以改變卷曲深度或卷曲幅度。齒以卷曲間隔34隔開，所述卷曲間隔在特定實例中為1mm。卷曲深度35為輥嚙合時卷曲齒的尖端重疊的距離。卷曲深度可設定至預定深度，例如150微米。

圖3說明一段卷曲薄片36。卷曲間隔34和卷曲深度35顯示于卷曲薄片36上。從一個波紋內部到下一個39內部測量卷曲深度35。

均質煙草材料的連續(xù)卷曲薄片8通過運輸機制從所述一對卷曲輥6向下游運輸?shù)綏l形成設備，在其中它通過匯聚漏斗或喇叭(horn)10進料。匯聚漏斗10相對于均質煙草材料的薄片的縱軸，橫向地聚集均質煙草材料的連續(xù)卷曲薄片8。當均質煙草材料的連續(xù)卷曲薄片8經過匯聚漏斗10時，它呈現(xiàn)基本圓柱形配置。

當離開匯聚漏斗10時，均質煙草材料的聚集的連續(xù)卷曲薄片包裝在包裝材料的連續(xù)薄片12中。包裝材料的連續(xù)薄片由筒管14進料，并且通過循環(huán)帶式輸送機或配件(garniture)，包圍在均質煙草材料的聚集的連續(xù)卷曲薄片周圍。如圖1中所示，條形成設備包括膠粘劑應用設備16，其將膠粘劑應用于包裝材料的連續(xù)薄片的縱向邊緣之一，使得當包裝材料的連續(xù)薄片的相對縱向邊緣接觸時，它們彼此粘附以形成連續(xù)條。

條形成構件還包含在膠粘劑應用構件16下游的干燥構件18，在使用中，當連續(xù)條從條形成構件向下游運輸?shù)角懈顦嫾r，所述干燥構件使應用于連續(xù)條的接縫的膠粘劑干燥。

切割構件包括旋轉切割機20，其將連續(xù)條切斷成具有單位長度或多重單位長度的多根不連續(xù)條。

在優(yōu)選實施例中，離散條具有約7mm的直徑。選擇薄片寬度、薄片厚度和卷曲深度以得到落入0.15到0.45范圍內的預定截面孔隙率和在0.05與0.22之間的截面孔隙率分布值。截面孔隙率分布值為條中的孔隙率均一性的量度。

圖4說明通過卷曲和聚集如上文所述的均質煙草材料薄片的過程而形成的煙草成型件110的端面。圖4的圖像是一種數(shù)字圖像，所述數(shù)字圖像已被處理成使得所有的白色像素都與煙草120相對應，位于條130的外圓周外部的黑色像素與背景相關，并且處于成型件140的圓周內的黑色像素與孔隙或空隙相對應。所述圖像通過獲取所述煙草成型件的端面的圖像并數(shù)字化地處理所述成型件的橫向區(qū)域的圖像以便識別出處于所述條的橫向區(qū)域內的像素來獲得。隨后將閾值施加于所述圖像，使得處于所述橫向區(qū)域內的像素或者是白色的(表示煙草材料)或者是黑色的(表示孔隙)。在圖4中，所述煙草成型件是大致呈圓形的并具有約7mm的直徑。在煙草成型件的外圓周內的整個區(qū)域為橫向截面區(qū)域。圖4說明定位在所述橫向區(qū)域內的第一子區(qū)域100。所述第一子區(qū)域是具有1mm乘以1mm的尺寸的矩形區(qū)域。因此，子區(qū)域的邊為條直徑的約七分之一。

條區(qū)域內的孔隙率為橫向截面孔隙率。根據(jù)一下方程式計算橫向截面孔隙率：P_o＝N_空隙/N_總，其中P_o是橫向截面區(qū)域的總體孔隙度，N_空隙是表示所述橫向截面區(qū)域內的空隙空間的像素數(shù)目并且N_總是橫向截面區(qū)域中的總像素數(shù)目。

子區(qū)域內的孔隙率被稱為局部孔隙率。在圖4中，所述第一子區(qū)域100被圖示為位于局部孔隙度低的位置中。換句話說，所述孔隙面積(圖4的第一子區(qū)域100內的黑色像素)與第一子區(qū)域的總體面積(1mm²)相比是小的。

圖5說明與圖4中所說明相同的橫向截面區(qū)域。圖5說明定位在具有較高局部孔隙度的區(qū)域中的第二子區(qū)域200，如由所述對應的子區(qū)域內的較高孔隙面積所反映的那樣。定位在橫向區(qū)域的不同區(qū)域中的不同子區(qū)域將具有不同的局部孔隙率值。通過評估橫向區(qū)域內的多個子區(qū)域的局部孔隙率，有可能獲得指示截面孔隙率分布的值。

通過計算多個子區(qū)域中的每一個的局部孔隙率獲得截面孔隙率分布值。對于每一個別煙草子區(qū)域，計算圖像的子區(qū)域的局部孔隙率。局部孔隙度可通過方程P_l＝N_空隙局部/N_局部計算出，式中，P_l是所述子區(qū)域內的局部孔隙度，N_空隙局部是表示所述子區(qū)域內的空隙空間的像素的數(shù)目，并且N_局部是所述子區(qū)域中的總像素數(shù)。子區(qū)域被施加于所述條的數(shù)字圖像并且被通過在軟件中具體體現(xiàn)的迭代算法越過所述數(shù)字圖像進行平移。為了獲得多個局部孔隙度讀數(shù)，子區(qū)域被有效地通過所述圖像按順序進行平移，并且計算所述子區(qū)域占據(jù)的每一個位置中的局部孔隙度。所述子區(qū)域占據(jù)的每一個位置都與被所述子區(qū)域占據(jù)的至少一個其它位置重疊。此過程在圖6至圖9中說明。

圖6說明所述煙草成型件的橫向區(qū)域，其中，第三子區(qū)域300被重疊在所述成型件的左側上。在所述子區(qū)域中計算所述局部孔隙度。隨后，將所述子區(qū)域向右平移越過所述橫向區(qū)域。圖7說明疊置在所述煙草成型件的數(shù)字圖像上的第四子區(qū)域400。圖7還顯示(以虛線)第三子區(qū)域300的位置。可看出的是，第四子區(qū)域400與第三子區(qū)域300的位置重疊。重疊為80％。在所述第四子區(qū)域中計算局部孔隙度并且將所述子區(qū)域再次平移越過所述橫向區(qū)域。圖8說明示出第五子區(qū)域500的橫向區(qū)域。圖8還顯示(以虛線)第三子區(qū)域300的位置和第四子區(qū)域400的位置。針對所述第五子區(qū)域500獲得局部孔隙度值并且將所述子區(qū)域再一次平移通過所述結構。所述過程繼續(xù)進行直到所述結構內的所有像素都已經被包括在一個或多個子區(qū)域中為止。

在此處描述的特定實例中，如果子區(qū)域內的至少90％的像素同樣處于橫向區(qū)域內，那么僅計算子區(qū)域內的局部孔隙率。圖9說明所述煙草成型件的橫向區(qū)域并且示出了疊置在所述數(shù)字圖像上的第六子區(qū)域600。所述第六子區(qū)域600的不到90％的像素位于所述橫向區(qū)域內，即位于所述煙草成型件內的所述區(qū)域內。由此，并不相對于所述第六子區(qū)域計算局部孔隙度。這避免了針對下列子區(qū)域來計算局部孔隙度，在這種子區(qū)域中，對于局部孔隙度而言，不存在足夠大的區(qū)域來表示所述局部煙草結構。

針對每一個子區(qū)域的局部孔隙度的計算值被存儲在一個數(shù)組中。所述局部孔隙度的平均值和標準偏差可隨后被針對所述煙草成型件進行計算。局部孔隙率的標準差可被用作孔隙度分布的寬度的量度，且界定截面孔隙率分布值。這給出了煙草在所述成型件中分布得如何均勻的數(shù)值。低標準差表示均一煙草分布，而高標準差表示非均一成型件。

注意，所述數(shù)字圖像獲取可通過任一適當?shù)姆椒▉硗瓿?，例如通過利用數(shù)碼相機或計算機斷層攝影來完成。圖像可通過任一適當?shù)膱D像格式，以全RGB(紅-綠-藍)色彩、灰度等級、或二進制(黑色和白色)表示法來表示。優(yōu)選地，任何圖像中的背景都是均勻的，以便有助于在圖像處理期間檢測和移除所述背景。任何圖像的分辨率都應所述是足夠高的以便精確地解析所述煙草成型件的形態(tài)。

來自如上文所述的孔隙率評估的結果可接著用于控制制造條的過程以確保獲得截面孔隙率和截面孔隙率分布值的預定值。由此，用于評估孔隙度的方法可提供關于何時設定過程參數(shù)以便生產出不合規(guī)格的多孔條的反饋并且使得過程參數(shù)能夠被修正以生產出處于容許規(guī)格內的多孔條。

用于評估由煙草材料的聚集薄片形成的煙草成型件的孔隙率和孔隙率分布的裝置可被集成為制造線的一部分。用于評估所述孔隙率分布的裝置需要圖像捕獲構件(如數(shù)碼相機)和用于執(zhí)行所需的處理步驟以便對條的所獲得的數(shù)字圖像進行分析的處理器。裝置優(yōu)選地進一步包括用于為所述條照明的光源。

圖10說明圖像捕獲裝置的構造，其中，相機910被設置成捕獲煙草條920的端面921的數(shù)字圖像。所述煙草條920通過卷曲并聚攏一片均質的煙草材料并利用包裝材料圍繞所述聚攏薄片以生產出條來形成。相機910的鏡頭911被設定成與煙草條920的端面921相距預定的距離。

為了提供對于煙草條920的端面921的均勻照明，在相機鏡頭911與煙草條920之間設置環(huán)狀發(fā)光體930，例如Schott環(huán)狀發(fā)光體A08660。所述環(huán)狀發(fā)光體930優(yōu)選地定位成與相機鏡頭911相比更為接近煙草條920。

圖11說明用于評估多孔條(例如煙草條)的孔隙度分布的裝置或系統(tǒng)1000。所述裝置或系統(tǒng)1000包括具有鏡頭1011的數(shù)碼相機1010、以及聯(lián)接于環(huán)狀發(fā)光體1021的光源1020。相機的快門通過可檢測多孔條的位置的傳感器1030進行控制。對由相機1010獲得的數(shù)字圖像進行的處理由PC機1040內的處理器執(zhí)行。傳感器、光源、相機、和PC機被通過控制器1050連接到一起。所述PC機還包括鍵盤1050和監(jiān)視器1060。具有圖10中所示的部件的系統(tǒng)或裝置可被結合到條制造設備中以便在形成條時實時評估條中的孔隙度分布。

對于條的給定直徑，截面孔隙率和截面孔隙率分布值的變化影響各種氣溶膠組分在條經加熱時的遞送。產生具有以下的條：(1)低截面孔隙率和非均一截面孔隙率分布，(2)低截面孔隙率和均一截面孔隙率分布，(3)高截面孔隙率和非均一截面孔隙率分布，和(4)高截面孔隙率和均一截面孔隙率分布。這四種不同條的截面圖像說明于圖12到15中。

圖12中所說明的條(條A)具有7mm的直徑。條由卷曲和聚集的均質煙草材料薄片形成。在卷曲之前，薄片具有150mm的寬度和200微米的厚度。薄片卷曲為100微米的卷曲深度或卷曲幅度。使用上文所述的方法的圖像分析指示橫向截面孔隙率較低(小于0.30)且截面孔隙率分布值較高(約0.18)(即，條具有低截面孔隙率和非均一截面孔隙率分布)。可以看出，條具有煙草薄片材料層上的層直接置于彼此上的區(qū)域和作為大空隙的其它區(qū)域。

圖13中所說明的條(條B)具有7mm的直徑。條由卷曲和聚集的均質煙草材料薄片形成。在卷曲之前，薄片具有132mm的寬度和200微米的厚度。薄片卷曲為100微米的卷曲深度或卷曲幅度。使用上文所述的方法的圖像分析指示橫向截面孔隙率較高(大于0.30)且截面孔隙率分布值較高(約0.19)(即，條高截面孔隙率和非均一截面孔隙率分布)。條的結構與圖12中所說明類似，但略微地更開放。

圖14中所說明的條(條C)具有7mm的直徑。條由卷曲和聚集的均質煙草材料薄片形成。在卷曲之前，薄片具有150mm的寬度和200微米的厚度。薄片卷曲為170微米的卷曲深度或卷曲幅度。使用上文所述的方法的圖像分析指示橫向截面孔隙率較低(小于0.30)且截面孔隙率分布值較低(約0.08)(即，條具有低截面孔隙率和均一截面孔隙率分布)。條密集地填充有煙草且孔隙較小且平均地分布。

圖15中所說明的條(條D)具有7mm的直徑。條由卷曲和聚集的均質煙草材料薄片形成。在卷曲之前，薄片具有1132mm的寬度和200微米的厚度。薄片卷曲為190微米的卷曲深度或卷曲幅度。使用上文所述的方法的圖像分析指示橫向截面孔隙率較高(大于0.30)且截面孔隙率分布值較低(約0.10)(即，條具有高截面孔隙率和均一截面孔隙率分布)。盡管平均地分布，孔隙略微地大于圖14中的條的孔隙。

A型到D型條(如圖12到15中所說明)中的每一種的條與圖21中所說明的類型類似地形成為氣溶膠生成制品且借助于燃燒并入在制品中的可燃加熱元件而加熱。測量由生成的氣溶膠中的甘油含量和尼古丁含量組成。根據(jù)CORESTA推薦的方法60號測定甘油含量。根據(jù)ISO10315測定尼古丁含量。這些實驗的結果顯示于圖16和17中。

可以看出，影響甘油和尼古丁遞送的主要因素為條具有高孔隙率。如果條也具有均一孔隙率，那么遞送值略微地提高。

A型條到D型條(如圖12到15中所說明)中的每一種的條也與圖20中所說明的類型類似地形成為氣溶膠生成制品且使用插入到條中的加熱元件加熱來產生氣溶膠。測量由生成的氣溶膠中的甘油含量和尼古丁含量組成。根據(jù)CORESTA推薦的方法60號測定甘油含量。根據(jù)ISO10315測定尼古丁含量。這些實驗的結果顯示于圖18和19中。

可以看出，就此類型的加熱式氣溶膠生成制品來說，影響甘油和尼古丁遞送的主要因素為條具有高均一性。此外，結果在低孔隙率和高均一性的條件下改進。

圖20說明包含如本文中所描述的條的氣溶膠生成制品2000的實施例。圖20所示的氣溶膠生成制品2000經設計為與氣溶膠生成裝置接合以便使用。此類氣溶膠生成裝置包括將氣溶膠形成基質2020加熱到足夠溫度以形成氣溶膠的構件。通常，氣溶膠生成裝置可包含圍繞氣溶膠生成制品2000鄰近氣溶膠形成基質2020的加熱元件或插入氣溶膠形成基質2020中的加熱元件。

在接觸氣溶膠生成裝置后，用戶在吸煙制品2000的口端2012上抽吸，且氣溶膠形成基質2020被加熱到約375攝氏度的溫度。在此溫度下，揮發(fā)性化合物從形成氣溶膠形成基質2020的均質煙草析出。這些化合物凝縮以形成氣溶膠。氣溶膠經抽吸通過濾嘴2050并進入用戶的口腔。

制品2000包括四個元件：氣溶膠形成基質2020、中空醋酸纖維素管2030、間隔元件2040和煙嘴過濾器2050。這四個元件序貫地且以同軸對準排列，并且由卷煙紙2060裝配以形成氣溶膠生成制品2000。制品2000具有吸煙者在使用期間插入他或她的口腔中的口端2012，和位于與口端2012相對的制品的端部的遠端2013。

在組裝時，制品2000的長度約為45毫米且具有約7.2毫米的外直徑和約6.9毫米的內直徑。

氣溶膠形成基質2020包含具有約0.22的截面孔隙率和0.08的截面孔隙率分布值(使用本文所述的方法測量)的條以使就此類型的加熱式氣溶膠生成制品來說的尼古丁和甘油遞送達到最佳。

圖21說明氣溶膠生成制品2001的另一實施例。盡管圖20的制品預期與氣溶膠生成裝置結合進行消費，但圖21的制品包含可燃熱源2080，其可被點燃且將熱傳遞給氣溶膠形成基質2020，以形成可吸入的氣溶膠?？扇紵嵩?080是炭元件，其在制品2001的遠端2013處與氣溶膠形成基質接近裝配。與圖20中的元件基本上相同的元件已給予相同的編號。氣溶膠形成基質為具有約0.30的截面孔隙率和約0.12的截面孔隙率分布值(使用本文所述的方法測量)以使就此類型的加熱式氣溶膠生成制品來說的尼古丁和甘油遞送達到最佳的均質煙草條。

圖22說明氣溶膠生成制品2002的又一實施例。吸煙制品2002與圖21中所示類似，且包含可燃熱源2080，其可被點燃且將熱傳遞給氣溶膠形成基質2020，以形成可吸入的氣溶膠。氣溶膠形成基質為如本文所述的條?？扇紵嵩?080為封閉可燃熱源，其具有前表面2200和對置的后表面2202、氣溶膠形成基質2020、傳遞元件2204、氣溶膠冷卻元件2206、間隔元件2040和鄰接同軸對準的吹嘴2050。如本文使用的，術語‘封閉的’用于描述可燃熱源不包括從可燃熱源的前面延伸到可燃熱源的后面的任何氣流通道。與圖20和21中的元件基本上相同的元件已給予相同編號。

如圖22中所示，氣溶膠形成基質2020、傳遞元件2204、氣溶膠冷卻元件2206、間隔元件2040和吹嘴2050以及封閉可燃熱源2080的后部被包裹在具有低透氣性的薄片材料，例如卷煙紙的外包裝材料2208中。

封閉可燃熱源2080是封閉含碳可燃熱源且位于吸煙制品的遠端處。以鋁箔盤形式的非可燃基本上不透氣的第一阻擋件2210設置在封閉可燃熱源2080的后表面2202與氣溶膠形成基質2020之間。通過將鋁箔盤按壓到封閉可燃熱源2080的后表面2202上，將第一阻擋件2210應用于封閉可燃熱源2080的后表面2202，并且鄰接可燃含碳熱源2080的后表面2202和氣溶膠形成基質2080。

如圖22中所示，吸煙制品2002還包含具有合適材料(例如鋁箔)的第一熱傳導元件2212，所述第一熱傳導元件圍繞且直接接觸封閉可燃熱源2080的后部2080b和氣溶膠形成基質2020的前部2020a。在吸煙制品2002中，氣溶膠形成基質2020向下游延伸超出第一導熱元件2212。即，第一導熱元件2212不圍繞且直接接觸氣溶膠形成基質2020的后部。

如可見，在氣溶膠形成基質的邊緣周圍提供一個或多個進氣口，其對應于圖22中的A。

應注意，本文所述的特定實施例涉及由煙草材料薄片形成的條，但技術人員應明確的是類似方法可用于從非煙草氣溶膠形成材料形成條。還應注意，本文所述的特定實施例涉及由卷曲的材料薄片形成的條，但技術人員應明確的是類似方法可用于從未處理的材料薄片，或從已用除卷曲以外的方式處理的薄片形成條。