CN109198725A - 复合微汽化器芯材 - Google Patents

Abstract

本发明的题目是复合微汽化器芯材。复合芯材被提供用于具有流体容器和加热元件的微汽化器。复合芯材包括可定位的芯材体，使得其上游表面与流体容器流体连通并且下游表面与加热元件的表面相对地安置。芯材体包括至少一个基础芯材结构，其具有多个弯曲的通道，它们共同提供毛细管效应以从容器抽吸流体和朝向下游表面输送流体。芯材体进一步包括在芯材体内定位的活性材料，使得通过芯材体抽吸的可汽化流体与活性材料接触和相互作用。选择活性材料以向可汽化流体赋予期望的特性。

Description

复合微汽化器芯材

背景技术

本发明一般地涉及微汽化器芯吸(wicking)材料，并且更具体地涉及由纤维材料和活性香味材料形成的复合微汽化器芯材(wick)。

微汽化器是如下装置：其中可汽化流体从储存容器被抽吸入通过加热元件将它加热至汽化温度的室中。汽化的流体然后从该室被抽吸或推动。在产品比如电子烟(也称为电子香烟或个人汽化器)中，汽化的流体通过接口管从室被抽吸并且被使用者吸入。在其它产品中，汽化的流体被散布到大气中。

使用微汽化器的装置的通常目的是使用汽化的流体分配一种或多种活性物质。在大气分配器中，这些物质可以包括材料比如除臭剂、香水、和驱虫剂。在个人汽化器的情况下，活性物质通常包括香料(即，增香剂或材料)和尼古丁。可以选择香料和尼古丁水平，以便于模拟抽烟的体验。一般而言，可汽化流体是离开微汽化器的活性物质的唯一来源。

发明内容

本发明的说明性方面提供了用于微汽化器的复合芯材。微汽化器具有在其中安置可汽化流体容器的微汽化器主体和具有至少部分地安置在其中的加热元件的汽化室。复合芯材包括具有上游表面和下游表面的芯材体。芯材体可在微汽化器主体内定位，使得上游表面与可汽化流体容器流体连通并且下游表面被安置在汽化室内与加热元件的表面相对。芯材体包括至少一个基础芯材结构，其具有多个弯曲的通道，它们共同地提供毛细管效应以从可汽化流体容器抽吸可汽化流体，并且将它朝向下游表面输送。芯材体进一步包括如此定位的活性材料，使得通过芯材体抽吸的可汽化流体与活性材料接触和相互作用。选择活性材料以向可汽化流体赋予期望的特性。

本发明的另一个说明性方面提供了改性在微汽化器中产生的汽化产物的方法。微汽化器具有在其中安置可汽化流体容器的微汽化器主体和具有至少部分地安置在其中的选择性激活的加热元件的汽化室。该方法包括在可汽化流体容器和加热元件中间定位复合芯材，用于在其间输送可汽化流体。复合芯材包括配置为朝向芯材的下游表面抽吸可汽化流体的基础芯材结构和选择以向可汽化流体赋予期望的特性的活性材料。该方法进一步包括允许可汽化流体从容器流入或流过复合芯材，从而引起可汽化流体与活性材料相互作用以产生改性的可汽化流体混合物。该方法还包括激活加热元件以在芯材的下游表面处或附近汽化改性的可汽化流体混合物，从而产生改性的汽化产物。

附图说明

可以通过阅读下列具体实施方式连同附图更充分地理解本发明，其中相同的附图标记被用于表示相同的要素，并且其中：

图1是结合本发明的实施方式可用的个人汽化器的横截面视图；

图2是根据本发明的实施方式的复合芯材的透视图；

图3是根据本发明的实施方式的复合芯材的透视图；

图4是根据本发明的实施方式的复合芯材的透视图；

图5是根据本发明的实施方式的复合芯材的透视图；

图6是根据本发明的实施方式的复合芯材的透视图；

图7是根据本发明的实施方式的复合芯材的透视图；

图8是根据本发明的实施方式的复合芯材的透视图；

图9是根据本发明的实施方式的复合芯材的端视图；

图10是包括根据本发明的实施方式的复合芯材的部分个人汽化器的透视图；

图11是根据本发明的实施方式的包装的复合芯材的透视图；

图12是结合本发明的实施方式可用的个人汽化器的横截面视图；和

图13是根据本发明的实施方式的复合芯材的透视图。

具体实施方式

虽然一些微汽化器使用其它机制将可汽化流体从容器输送至汽化室，但是大多数使用一些形式的芯材或纤维状芯吸材料。一般而言，基于其芯吸性质(毛细管作用、孔隙度、亲水性、表面能等)、与可汽化流体的相容性、和耐热性来选择芯吸材料。在大多数情况下，也可能如此选择这些材料，使得它们自身不有助于使材料离开汽化室。在个人汽化器中，例如，选择芯吸材料以尽可能少或不赋予香味。

本发明提供了复合微汽化器芯材和芯吸材料，其不仅提供了用于输送可汽化流体的必不可少的性质，而且提供了用于在汽化的流体中补充活性物质的机制。如下文将更详细讨论的，本发明的复合芯材材料可以是与嵌入的、截留的、粘附的或可选地分层的活性添加剂材料组合的织造或非织造纤维状材料的形式。它们被一般地配置，使得在从流体容器至汽化室和/或加热元件的输送中，可汽化流体必须与活性添加剂材料接触。部分活性添加剂材料可以被释放入流体或可以以其它方式影响或向流体赋予期望的特性。

将使用主要适合于个人汽化器的实例和实施方式更详细地描述本发明。然而，将理解本发明的方法不限于这样的应用并且可以被应用于任何微汽化器装置。

参考图1，典型的个人汽化器10包括具有远端21和近端22的圆柱体套管20。在其近端22处，套管20形成为具有通道26的接口管24，通道26提供大气和套管20内的出口室27之间的流体连通。套管20还具有一个或多个通气孔28，以当在接口管通道26处施加相对真空时(例如，通过装置使用者的吸入)允许空气从大气流动入套管20内的汽化室30。通过通气孔(一个或多个)28抽吸入的空气穿过分隔汽化室30和出口室27的过滤器70。

个人汽化器10进一步包括在其中安置可汽化流体42的流体容器40。流体容器40可以被配置为在其中安置流体42的简单的罐。在一些实施方式中，容器40可以是或包括保留可汽化流体42的封装或未封装的吸附或吸收材料或结构。流体输送结构50被配置和定位为与容器40中的流体42接触并且用于将流体42抽吸出容器40和抽吸入汽化室30。流体输送结构50可以被进一步配置为使抽吸的流体42与加热元件60紧密靠近或接触。加热元件60可以被配置为通过任何传导、对流、和/或辐射传热机制加热可汽化流体。在典型的汽化器中，加热元件60是或包括线圈形式的电阻元件。在一些情况下，电阻元件被封装在导热套管内。

说明性个人汽化器10还包括用于给加热元件和控制单元90供电的电池80。将理解个人汽化器10的组件的配置和相对定位可以广泛地变化并且可以包括另外的组件(例如，用于调节通过孔28的气流的量的气流控制器)。

为了使用个人汽化器10，使用者激活加热元件60并且经由通过接口管吸入抽吸空气通过装置。通过加热元件60将室30中的可汽化流体42加热至其汽化点。得到的蒸汽与通过通气孔28抽吸的空气混合并且混合物被抽吸通过过滤器70和出口室27，并且通过接口管通道26离开。

个人汽化器10的流体输送结构50可以是或包括芯材或芯吸材料的集合。典型的个人汽化器芯材由有机纤维材料比如棉、麻、亚麻、纤维素或***形成。还可以使用一些非有机材料比如二氧化硅、碳、和非有机聚合物纤维、陶瓷和钢网。一般而言，汽化器芯材可以由任何材料形成，其是热稳定的并且其提供足够的芯吸作用以将可汽化流体42从容器40输送至加热元件60。

本发明的复合芯材被配置为提供稳定的、一致的芯吸特性，而且提供包括在汽化之前和/或期间与流体接触的一种或多种活性材料的益处。如本文使用的，术语“活性材料”指的是可控制地变更或添加至装置的汽化产物的任何材料。取决于应用，活性材料可以非限制性地包括植物材料、矿物质、除臭剂、香水、驱虫剂、药物、和消毒剂以及包含或掺入上述任一种的任何材料或结构。

在个人汽化器的具体实例中，活性材料可以包括香料物质，其增加可汽化流体的香料。这些可以非限制性地包括吸食***、***、***二醇(cbd)、香茅、香叶醇、薄荷、百里香、烟草、多刺鼠尾草(salvia dorrii)、鼠尾草(salvia)、粉色西番莲(passifloraincarnata)、熊果(arctostaphylos uva-ursi)、北美山梗菜(lobelia inflata)、柠檬草，柏木、丁香、肉桂、香豆素、helio、香草、薄荷醇、桉树、胡椒薄荷、迷迭香、薰衣草、甘草、和可可以及包含或掺入上述中任一种的任何材料或结构。用于个人汽化器的令人特别感兴趣的一种活性材料是烟草，其可以以完整的烟叶、切碎的烟叶、压碎的和干燥的烟片、干燥的烟叶的薄片、和来自干燥的烟叶的碎屑的形式提供。在一些实施方式中，可以给织造的或非织造的纤维片掺入编织或嵌入非织造的纤维片的烟草材料。

在一些情况下，可以基于它们在加热之后释放增香剂或其它试剂的倾向选择活性材料。一些材料可以例如在达到某一温度之后开始分解或排气(off-gas)。对于任何具体的这样的活性材料，材料开始分解或排气的温度在本文被称为材料的释放温度。对于可燃的活性材料，落入材料的释放温度和其燃烧温度之间的温度在本文被称为处于材料的释放温度范围中。

下列段落描述了根据本发明的多种实施方式的复合芯材。

参考图2，根据本发明的实施方式的复合芯材100包括基础芯材结构110和其间散布的活性材料120。基础芯材结构110具有上游表面112——通过其流体被抽吸入芯材100——和下游表面114。通过芯材100的主要流动方向由箭头F表示。上游表面112和下游表面114之间的距离限定大体上均匀的厚度t。下游表面114将大体上朝向(即，面向)加热元件取向或与加热元件接触以在下游表面114处或附近或在流体已经穿过下游表面114后汽化流体。

基础芯材结构可以由本文公开的任何芯吸材料形成。在优选的实施方式中，基础芯材结构110由有机或无机亲水性纤维形成。可以根据期望的芯吸和流动性质、与可汽化流体和活性材料的相容性、和耐热性选择使用的具体纤维材料。在一些情况下，纤维可以涂覆有增加亲水性和/或表面能的材料以增强纤维的芯吸作用。还可以基于纤维大小和类型(例如，成股纤维(strandedfiber)对短纤维)优化芯吸。

在一些应用中，可以部分基于其吸收和/或流体保留特性选择芯材材料。例如，可以选择芯材材料以提供特定的饱和范围。在具体实施方式中，基础芯材结构110中一些或全部的芯材材料可以被具体地配置以优化流体保留。在这样的实施方式中，基础芯材结构自身可以充当可汽化流体的容器。在此能力下，基础芯材结构110可以补充或替换单独的微汽化器容器。在具有流体容器——其是或包括吸收结构——的微汽化器中，基础芯材结构110可以被结合至容器的吸收结构或与容器的吸收结构一体形成。

还可以基于其在与液体接触之后的扩张程度选择芯材材料。这可以被用于——除其它之外——提供针对液体泄漏的密封和/或空气通过芯材结构的通道。

芯材纤维可以被织造或结合以形成自我维持的结构。在具体实施方式中，芯材结构110是自我维持的结构，其中纤维以均匀间隔的接触点彼此热结合或化学地结合。可选地，芯材结构110可以被形成为未结合的、非织造的网。这样的网可以被压缩或机械地缠结(例如，通过针刺)以赋予一定程度的结构完整性。可选地或此外，可以通过在套管或膜中封闭网或通过经由其它结构材料束缚网来维持非织造的网的结构完整性。

在所有实施方式中，基础芯材结构110形成具有弯曲的间隙通道，其提供期望的芯材的毛细管作用和孔隙度特性。可以通过材料选择(例如，纤维材料、大小、类型、表面处理等)和制造方法与过程参数的选择定制这些通道的结构。还可以通过使用纤维取向定制流动特性。可以定制基础芯材结构110的流动特性以提供最佳的流体流率。可以不仅基于期望的汽化速率而且基于使用流体保持基础芯材结构110和活性材料120中的温度在可接受的范围内的期望建立这样的流率。在一些实施方式中，例如，可能期望的是，定制流体流动，以便于维持一些或全部活性材料的温度在其释放温度范围内。在其它实施方式中，可能期望的是，定制流体流动，使得有限的受控量的活性材料超过其燃烧温度。

可以以如下任何形式提供活性材料120：其可以被包埋在基础芯材结构的间隙通道内或邻近基础芯材结构的间隙通道。可选地，活性材料可以被结合至限定间隙通道的基础芯材结构110。在多种实施方式中，可以以粉末、较大的颗粒、或片的形式提供活性材料120。在由纤维材料形成基础芯材结构110的实施方式中，活性材料120可以在由纤维形成基础芯材结构之前或之后被结合至纤维。活性材料120可以遍及基础芯材结构110被随机地分布或可以朝向特定的区域被优先地分布(例如，邻近上游表面112或下游表面114具有较高的密度)。如下面将更详细地讨论的，可以安置活性材料120，使得部分材料在上游表面112和下游表面114中的一个或两个被暴露。

当放置在微汽化器装置比如个人汽化器10中时，定位复合芯材100，使得上游表面112与容器中的或来自容器的可汽化流体接触并且下游表面114邻近加热元件或与加热元件接触。可汽化流体被抽吸入并在流动方向F上通过芯材。随着其穿过芯材，流体遇到活性材料120并且与其相互作用，使得流体的性质和/或成分被改变。在具体实施方式中，部分活性材料120可以被溶解于流体。换句话说，活性材料120的脱离的颗粒可以被悬浮在流体内。这些颗粒可以足够小以伴随流体穿过芯材结构110中弯曲的通道。在一些实施方式中，由于活性材料120高于其释放温度，增香材料或其它试剂可以被释放入可汽化流体。

当激活微汽化器装置的加热元件时，芯材100的下游表面114处或附近的流体被加热。取决于加热元件的热输出、其与下游表面114的靠近度和基础芯材结构110的热特性，可汽化流体(如通过活性材料120变更的)可以开始在基础芯材结构110内汽化，使得离开芯材的流体处于蒸汽形式或是液体和蒸汽的组合。在芯材100内未汽化的任何流体在离开芯材100后被气化。

除加热可汽化流体之外，加热元件还将加热在下游表面114处暴露的基础芯材结构110和活性材料120的任何部分。在下游表面114处吸收的热还将被传导入芯材100，在其中建立温度梯度。然而，流过基础芯材结构110的可汽化流体将吸收和带走在下游表面114处接收的大量热。如上面记载的，可以定制基础芯材结构110的流动特性以提供期望程度的冷却，并且因而提供通过芯材100的期望的温度梯度。这允许例如保持基础芯材结构110的温度低于材料降解温度的能力。还允许维持至少一些活性材料120在期望的温度范围(例如，其释放温度范围)内的能力。

在一些情况下，可以以如下形式提供在复合芯材100中使用的活性材料120：其具有大于剩余尺寸(一种或多种)的一种或多种尺寸。在这样的情况下，可以定位活性材料120，以便于具有相对于通过芯材结构110的主要流动方向F的特定取向。图3图解了复合芯材100的特定变体的复合芯材100’，其中以大致平面的片的形式提供活性材料120’。如图2中显示的，这些片以便于大致正交于主要流动方向F的方式在基础芯材结构110内定位。在一些实施方式中，活性材料120’可以是多孔的，使得当正交于流动方向F定位时，芯吸的流体可以穿过以及围绕活性材料120’的片，从而增加流体和活性材料120’之间的接触。

在一些应用中，可能期望的是，部分活性材料被暴露为复合芯材100的上游表面112和下游表面114中的一个或两个的表面。这提供了活性材料120中的一些直接暴露于加热元件，其在加热该部分材料高于其释放温度方面可以是有利的。这个的一个实例是个人汽化器芯材中的活性材料是烟草。迄今为止，模拟个人汽化器中香烟或雪茄的烟熏的、燃烧的香味的努力总体上未成功。然而，已经发现在本发明的复合芯材的某些实施方式中，可以安置烟草材料，使得部分烟草被直接暴露于微汽化器的加热元件。此直接暴露导致烟草材料被加热高于其释放温度，其导致另外的颗粒和/或气体产物进入汽化室中的蒸汽/空气混合物。如先前描述的，可以定制基础芯材结构110的流动特性以确保围绕烟草材料流动的流体使其足够冷却以防止烟草材料达到其燃烧温度(即，使其免于实际上燃烧)。在一些情况下，实际上可能期望的是，少量的烟草燃烧。在这样的情况下，可以定制基础芯材结构110，使得受控量的烟草材料达到或超过其燃烧温度。

在图3的复合芯材100’中，可见片状活性材料120’(例如其可以是烟片)以如此方式被分布在基础芯材结构110中：一些片的部分在下游表面114处被暴露。这些片通过基础芯材结构110仍保持在适当位置，但是当芯材100在微汽化器中定位时将直接暴露于加热元件。

图4图解了根据本发明的另一个实施方式的复合芯材200。复合芯材200是分层结构，其包括与一个或多个活性材料层220交替的两个或更多个基础芯材层210。最外侧的基础芯材层210限定了上游表面212——通过其流体被抽吸入芯材200——和下游表面214。通过芯材200的主要流动方向再次由箭头F表示。上游表面212和下游表面214之间的距离限定了大体上均匀的厚度t。下游表面214将大体上朝向加热元件取向或与加热元件接触以在下游表面214处或附近或在流体已经穿过下游表面214后汽化流体。基础芯材层210可以由与复合芯材100的基础芯材结构110相同的材料形成并且具有与复合芯材100的基础芯材结构110基本上相同的结构。因而，每个基础芯材层210形成具有弯曲的间隙通道，其提供期望的芯材的毛细管作用和孔隙度特性。然而，将理解层210的特性不需要相同。例如，不同的层可以具有不同的厚度和/或流量(flow-through)或芯吸性质。在一些实施方式中，最下游的基础芯材层210可以被配置为抑制流体通过下游表面214的通道，同时允许汽化产物不受阻地穿过。这减少液体汽化流体经过汽化装置的加热元件泄漏。

每个活性材料层220是多孔层，其是或包括活性材料。活性材料层220可以是单体的或自我维持的结构，其结合至环绕的基础芯材结构210或通过环绕基础芯材结构210保持在适当位置。可选地，活性材料层220可以是未结合的颗粒、纤维、片或叶的非结构层。在具体实施方式中，活性材料层220可以是片或完整或部分叶(例如，烟片或烟叶)的集合，其被挤压在一起以提供一定程度的结构完整性。在另一个具体的实施方式中，活性材料层220可以是烟草纸。在所有情况下，活性材料层220是多孔的(已经形成的或由穿孔)以允许流体流过层。活性材料层220(或整个复合芯材200)的侧表面可以被套管或膜环绕以维持结构完整性。这样的套管可以是可穿透的或不可穿透的，并且自身可以是或包括活性材料。

在一些实施方式中，活性材料层220中的每个可以是或包括芯吸材料，其中安置活性材料或结合活性材料。活性材料层220中的每个可以例如类似于复合芯材100，提供芯吸和活性材料增强二者。在其它实施方式中，基础芯材层210可以类似于具有在其中散布的活性材料的复合芯材100。

在存在多个活性材料层220的实施方式中，每层的特性不需要是相同的。例如，不同的层可以具有不同的活性材料或可以具有不同量的相同活性材料。它们还可以具有不同的厚度和/或流量或芯吸性质。

复合芯材200的放置和使用基本上类似于先前公开的复合芯材100。当放置在微汽化器装置比如个人汽化器10中时，定位复合芯材200，使得上游表面212与来自容器或容器中的可汽化流体接触并且下游表面214邻近加热元件或与加热元件接触。可汽化流体被抽吸入和在流动方向F上通过芯材。相对薄的活性材料层220的多孔性质允许流体通过这些层从基础芯材层转至基础芯材层。在由纤维材料形成基础芯材层210的实施方式中，跨越活性材料层220流动的流体可以通过如下事实被进一步增强：活性材料层220和基础芯材层210之间的边界是不明显的。这样的边界附近的区域将实际上包含来自的纤维材料和来自活性材料层的材料二者。

将理解，通过复合芯材200的通道必然需要流体穿过活性材料层220。如在先前的实施方式中，与活性材料的相互作用导致流体的性质和/或组成随着其穿过芯材改变。

如之前，当激活微汽化器装置的加热元件时，在芯材200内建立温度梯度并且芯材200的下游表面214处或附近的流体被加热至汽化。可以定制基础芯材层210和活性材料层220的流体流动特性以产生期望的温度梯度。

如上面记载的，基础芯材层210可以以类似于复合芯材100的方式装载活性材料。可以以如此形式提供和以如此方式安置这样的活性材料：一部分以类似于针对复合芯材100’描述的方式在下游表面214处被暴露。这提供了活性材料直接暴露于加热元件。参考图5，当芯材被安装在微汽化器中时，根据本发明的另一个实施方式的复合芯材300提供了活性材料显著更多的暴露于加热元的。芯材300类似于先前的芯材200，在于它具有交替的基础芯材层310和活性材料层320，而且在于最上游的基础芯材层310限定了芯材300的上游表面312。进一步，基础芯材层310和活性材料层320的材料和配置基本上类似于复合芯材200的那些。然而，复合芯材300的不同在于最下游的层是限定下游表面314的活性材料层320。这意味着在最下游的活性材料层320完全由活性材料形成的实施方式中，最大化暴露于加热元件的活性材料表面积的量。如之前，可以定制基础芯材层310和活性材料层320的流体流动特性以产生期望的温度梯度。例如，可以建立流动特性，以便于尽可能维持活性材料层320中的活性材料在活性材料的释放温度范围内。

虽然如使用复合芯材300中将活性材料层直接呈现至加热元件对一些微汽化器应用(例如，其中芯材被用于个人汽化器并且活性材料是烟草)可能是有利的，但是可以存在一些应用，其中在复合芯材的上游表面处具有暴露的活性材料层将是有利的。在这样的情况下，可以颠倒复合芯材300的配置，其中活性材料层在上游表面处并且基础芯材层在下游表面处。在其它实施方式中，分层的复合芯材可以在上游和下游表面二者处具有活性材料层。

参考图6，根据本发明的又另一个实施方式的复合芯材400具有限定上游表面412的基础芯材主体410和在主体410的下游侧的活性材料层420，其结合至基础芯材主体410或保持与基础芯材主体410邻接。芯材主体410可以具有与复合芯材100的基础芯材110类似的材料和配置。还可以具有附加至其弯曲的通道或在其弯曲的通道内安置的活性材料。活性材料层420可以基本上类似于先前描述的分层的复合芯材200、300的活性材料层。活性材料层420在下游表面414处的放置提供了与复合芯材300的那些类似的暴露优势并且流体和/或汽化产物必须在离开芯材400和进入汽化室之前穿过多孔的活性材料层。如之前，可以定制基础芯材主体410和活性材料层420的流体流动特性以生成期望的温度梯度。例如，可以建立流动特性，以便于尽可能维持活性材料层420在活性材料的释放温度范围内。

在图6中图解的芯材400中，活性材料层420和下游表面414与上游表面412相对定位。然而，将理解，下游表面可以是或包括芯材的侧向表面中的一个或多个。在这样的情况下，活性材料层可以在侧向表面中的任何一个或多个上定位，除与上游表面412相对的表面之外或代替与上游表面412相对的表面。在具体的实施方式中，基础芯材主体410可以在芯材的每个侧面上具有活性材料层(或如果芯材主体410是圆形的，则围绕完整的圆周)。这样侧向取向的活性材料层也可以被添加至本文描述的任何复合芯材。

在复合芯材300配置的情况下，还将可能颠倒活性材料层的位置，将其放置在基础芯材主体的上游侧上。

参考图7，根据本发明的又另一个实施方式的复合芯材500具有限定上游表面512和下游表面514的基础芯材主体510。芯材主体510可以具有与复合芯材100的基础芯材110类似的材料和配置。还可以具有附加至其弯曲的通道或在其弯曲的通道内安置的活性材料。复合芯材500还具有嵌入芯材主体内的一个或多个细长的活性材料体520。活性材料体520可以是活性材料的薄片或棒的形式或可以基本上类似于先前描述的分层的复合芯材200、300的活性材料层，但是具有受限的横向伸展。活性材料体520大体上正交于流动方向F取向，使得芯吸的流体可以围绕活性材料流动和/或流过活性材料以最大化流体和活性材料之间的相互作用。可以定制基础芯材主体510的流体流动特性以在芯材500内产生期望的温度梯度。

上面描述的复合芯材实施方式的基础芯材结构可以具有任何侧向横截面，其包括但不限于矩形(如图中显示的)或其它多边形形状、圆形、椭圆形、或自由形式。上游表面112和下游表面114可以是如显示的基本上平面的或可以具有一定程度的均匀的曲率或其它期望的形貌。

在具有受限的横向伸展的大体上平面的芯材结构的上下文中呈现了前述实施方式的描述和说明。然而，将理解，任何前述实施方式可以被用于提供大体上平面的芯材片，其相对于芯材结构的厚度具有相对大的侧向尺寸。图8图解了大体上平面的片的形式的示例性复合芯材600。复合芯材600的形式类似于图4的分层的复合芯材200，其具有类似的基础芯材层610和活性材料层620。然而，在此实施方式中，上游表面612和下游表面614呈现相对于芯材的横截面面积的大面积。这提供了用于与微汽化器的容器中的流体接触和/或用于暴露于微汽化器加热元件的高得多的可用面积。

取决于芯材和活性材料以及芯材的期望的铺设，可以通过编织、结合、按压、或压延形成复合芯材片。在一些实施方式中，可以通过如下形成芯材片：产生(例如，通过熔喷、纺粘、熔纺或其组合)松散的纤维网，其然后通过模具被按压、挤压或压延以形成纤维的密堆积片。可以通过如下形成活性材料的单个层：编织、结合、按压或压延，并且然后结合至基础芯材层或与基础芯材层一起被按压以形成分层的复合芯材。在活性材料遍及基础芯材材料分布的实施方式中，可以在将芯材材料织造、结合、按压、或压延为片之前将活性材料沉积为芯材材料或结合至芯材材料(例如，有机或无机纤维)。可以使用分批和连续制造过程二者形成片。

得到的复合芯材片然后可以被切割为期望的尺寸。片可以被切割以产生相对大的片，如复合芯材600，或其可以被切割以提供多个较小尺寸的复合芯材，如图2-7中显示的那些。用于个人汽化器的矩形横截面复合芯材的典型侧向尺寸将是0.25-1.25cm×0.5-2.0cm。大体上合适的厚度将通常在0.1-0.5cm的范围中。特别合适的厚度将在0.15-0.45cm的范围中，并且甚至更合适地在0.25-0.35cm的范围中。

在图9中图解的另一个实施方式中，根据本发明的实施方式的复合芯材700被形成为具有外表面712和内表面714的环形圆柱体702。配置复合芯材700，使得芯吸的流体的主要流动方向径向地通过本体702的径向厚度t_R。取决于其中使用复合芯材700的微汽化器的配置，主要流动方向可以向内或向外。例如，如图10中示意性显示的，微汽化器可以具有环形圆柱体可汽化流体容器40’，其具有外壁41’和中心定位的圆柱体加热元件70’。在此示例性应用中，复合芯材700被径向地放置在容器40’和加热元件70’中间，使得外表面712给容器40’提供内边界并且与容器40’中的流体接触。复合芯材700的内边界714暴露于加热元件70’的外表面71’。在此配置中，通过复合芯材700的主要流动方向将径向向内。汽化产物进入环绕加热元件70’的汽化室30’。

在一些实施方式中，复合芯材700的内部直径的大小可以非常接近加热元件表面71’中的一些或全部或甚至与加热元件表面71’中的一些或全部接触。将理解，在一些情况下，可以以不同于光滑圆柱体的形式配置加热元件70’，使得芯材内表面714的一些区域可以比其它区域更靠近加热元件70’(或与其接触)。

如图9和10中显示的，复合芯材700是与图4和8的芯材200、600的那些类似的分层结构，其具有多个基础芯材层710和活性材料层720。然而，将理解，类似的圆柱体芯材可以由任何先前描述的复合芯材结构形成。与它们的横截面形式无关，本发明的任何环形圆柱体芯材可以最初形成为片状复合芯材(如图8的复合芯材600)，其然后弯曲为环形圆柱体。这可以使用圆柱体心轴完成，或在一些实施方式中，其直接在加热元件70’的圆柱体套管上完成。

与哪个表面712、714是下游表面无关，可以定制基础芯材材料和在一些情况下用于形成芯材700的活性材料的流体流动特性以在邻近下游表面的芯材内产生期望的温度梯度。

在先前描述的实施方式的变体中，复合圆柱体芯材700还可以适合用于微汽化器，其具有将至少部分地环绕圆柱体芯材700的环形加热元件。在这样的实施方式中，复合芯材700将被配置为朝向外表面712从中央容器来源抽取流体，其将暴露于加热元件。在这样的实施方式中，圆柱体芯材700的大小可以用于***加热元件的环形通道中。

将理解，在本发明的任何复合芯材中，可以使用套管或壁密封不期望通过其流体流动的表面积(例如，图2-8中显示的芯材的侧向表面积或图9中的圆柱体芯材的末端面积)。在一些情况下，通过这样的表面积的流动可以被在其中安装芯材的微汽化器结构的壁阻止。

在一些的应用中，可能有利的是具有对微汽化器的加热元件的大暴露面积的芯材的下游表面，但是对微汽化器的流体容器中的流体的相对小暴露面积的芯材的上游表面。在这样的应用中，部分上游芯材表面可以通过壁、套管或膜隔离流体容器。图11图解了本发明的实施方式，其中圆柱体环形复合芯材700被套管810环绕以形成从第一圆筒端812延伸至第二圆筒端814的圆筒800。圆柱体套管810在第一圆筒端处形成有缺口816，其暴露圆柱体复合芯材700的部分外表面712。当在具有图10的容器和加热元件配置的微汽化器中定位时，套管810在容器40’和圆柱体复合芯材700的外表面712之间提供壁。在使用中，来自容器40’的流体将仅通过由缺口816暴露的表面积被抽吸入芯材700。将朝向加热元件70’向内地和朝向第二圆筒端纵向地抽吸流体。可以配置复合芯材700的基础芯材部分的结构，以便于增强芯材的纵向流动特性，以便于确保可汽化流体沿着圆柱体芯材700的整个长度到达内表面714。

本发明的复合芯材事实上可以适合任何容器/加热元件配置。图12，例如，图解了类似于图1的个人汽化器的个人汽化器1010，在于其具有具备远端1021和近端1022的圆柱体套管1020、具备出口通道1026的接口管1024、过滤器1070和出口室1027。个人汽化器1010还具有电池1080和任选地控制单元1090。与图1的个人汽化器10相同，个人汽化器1010具有一个或多个通过套管1020的通气孔1028以允许空气流入汽化室1030。然而，不同在于其具有环绕部分汽化室1030和加热元件1060的圆柱体流体容器1040。加热元件1060可以有利地是，例如，圈或圆网电阻元件。加热元件1060在汽化室1030的近端处或附近定位，其与被容器的内壁1032束缚的通气道1042流体连通。通气道1032提供了导管，空气和汽化产物通过其从汽化室1030传至过滤器1070和出口室1027。

为了供应用于通过加热元件1060汽化的流体，个人汽化器1010被提供有盘状芯材1050，其具有远端、近端和圆周表面1051、1052、1053。芯材1050集中在个人汽化器1010的纵轴上，使得芯材的远端表面1051邻近加热元件1060或与加热元件1060接触。规定芯材1050的大小，使得它向外延伸并且通过流体容器1040的内壁1042中的圆周开口1041。配置芯材1050，使得容器1040中的流体通过圆周表面1056和/或通过邻近圆周表面1056的部分远端和近端表面1051、1052被抽吸入芯材1050。进一步配置芯材1050，使得朝向个人汽化器1010的纵轴向内抽吸和朝向近端表面1052向近端抽吸可汽化流体，在其中它被暴露于来自加热元件1060的热并且被汽化。

上面讨论的任何复合芯材配置可以被用于个人汽化器1010的盘状芯材1050。图13图解了示例性复合芯材1050’，其具有与图6的芯材400类似的特性。复合芯材1050’具有限定近端表面1052’的基础芯材主体1054’和限定远端表面1051’的活性材料层1056’，其结合至基础芯材主体1054’或保持与基础芯材主体1054’邻接。如先前描述的，这样的配置定位活性材料用于直接暴露于加热元件1060或与加热元件1060接触。芯材主体1054’和活性材料层1056’均形成为薄的(即，盘状)圆柱体元件，并且共同限定圆周表面1053’。

如先前记载的，上面描述的多种复合芯材实施方式可以被用于任何微汽化器，其需要将可汽化流体从容器输送至可汽化流体被加热至汽化的另一个位置。然而，本发明的芯材特别适合用于个人汽化器。许多使用者求助于这些装置作为燃烧的烟草产品比如香烟、雪茄、烟斗等的替代物或代替品。对于这样的使用者，理想的代替品将是最大程度模拟燃烧的烟草体验的代替品。

迄今为止，个人汽化器受限于其模拟燃烧的烟草体验的能力。用于这些装置的典型的可汽化流体可以包括意图模拟烟草产品的味道的尼古丁和香料，但是它实际上不包括烟草。本发明的复合芯材提供了向可汽化流体赋予烟草特性的能力，并且甚至提供了模拟香烟或雪茄的烟熏灼烧感的能力。这通过使用真实的烟草作为用于输送可汽化流体的芯材中的活性材料实现。在此途径中，芯材充当液体输送装置和增香剂二者。如已经讨论的，芯材可以提供用于将部分烟草材料直接暴露于加热元件的机制，其产生小程度的燃烧，其产物与来自液体的汽化产物混合。组合的产物然后与通过装置抽吸的空气混合并且被使用者吸入。

虽然前述图解和描述了本发明的示例性实施方式，但是理解本发明不限于本文公开的构造。本发明可以以其它具体形式体现而不背离精神或基本属性。

Claims (26)

1.用于微汽化器的复合芯材，所述微汽化器具有在其中安置可汽化流体容器的微汽化器主体和具有至少部分安置在其中的加热元件的汽化室，所述复合芯材包括：

芯材体，其具有上游表面和下游表面并且在所述微汽化器主体内可定位，使得所述上游表面与所述可汽化流体容器流体连通，并且所述下游表面与所述加热元件的表面相对地安置在所述汽化室内，所述芯材体包括：

至少一个基础芯材结构，其具有多个弯曲的通道，它们共同提供毛细管效应以从所述可汽化流体容器抽吸可汽化流体和朝向所述下游表面输送所述可汽化流体，以及

活性材料，其被定位，使得通过所述芯材体抽吸的可汽化流体与所述活性材料接触和相互作用，选择所述活性材料以向所述可汽化流体赋予期望的特性。

2.根据权利要求1所述的复合芯材，其中所述至少一种基础芯材结构包括多个有机或无机纤维。

3.根据权利要求2所述的复合芯材，其中所述多个纤维包括由棉纤维、***纤维、黄麻纤维和亚麻纤维构成的组中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的复合芯材，其中所述多个纤维包括通过由熔喷、纺粘、和熔纺构成的组中的至少一种形成的聚合物纤维。

5.根据权利要求2所述的复合芯材，其中所述基础芯材结构形成为压缩的非织造的纤维网。

6.根据权利要求2所述的复合芯材，其中所述多个纤维以均匀间隔的接触点彼此结合以形成自我维持结合的纤维结构。

7.根据权利要求1所述的复合芯材，其中所述活性材料以由颗粒、粉末、和片构成的组中的至少一种形式被散布在所述至少一个基础芯材结构内。

8.根据权利要求1所述的复合芯材，其中以散布在所述至少一个基础芯材结构内的大体上平面的片的形式提供所述活性材料，使得所述片大体上正交于通过所述基础芯材结构的主要流体流动方向。

9.根据权利要求1所述的复合芯材，其中由所述活性材料限定所述下游表面的至少一部分。

10.根据权利要求1所述的复合芯材，其中所述芯材体形成为多个层，其包括以交替顺序定位的至少一个基础芯材结构层和至少一个多孔活性材料层。

11.根据权利要求10所述的复合芯材，其中所述至少一个多孔活性材料层包括选自由如下构成的组中的一种：具有散布在其中的活性材料的自我维持的结构和由活性材料形成的自我维持的结构。

12.根据权利要求10所述的复合芯材，其中所述至少一个多孔活性材料层包括压缩的、未结合的活性材料。

13.根据权利要求10所述的复合芯材，其中由所述至少一个多孔活性材料层中的一个限定所述下游表面。

14.根据权利要求1所述的复合芯材，其中所述芯材体是由棱镜、盘、和片构成的组中的一种。

15.根据权利要求1所述的复合芯材，其中所述芯材体是环形圆柱体，其具有纵轴、内圆柱体表面和外圆柱体表面，并且其中所述至少一个基础芯材结构被配置为在相对于所述纵轴的径向方向中提供流体流动。

16.根据权利要求15所述的复合芯材，其中所述内圆柱体表面是所述芯材体的所述下游表面并且所述外圆柱体表面是所述芯材体的所述上游表面，并且其中所述环形圆柱体被规定大小和配置，使得它可以环绕所述加热元件。

17.根据权利要求16所述的复合芯材，其中所述芯材体具有圆柱体外套管，其覆盖所述外圆柱体表面的至少一部分。

18.根据权利要求1所述的复合芯材，其中所述微汽化器是个人汽化器并且所述活性材料是或包括香料。

19.根据权利要求18所述的复合芯材，其中所述活性材料是烟草。

20.根据权利要求18所述的复合芯材，其中所述活性材料是由完整的烟叶、切碎的烟叶、压碎的和干燥的烟片、干燥的烟叶的薄片、和来自干燥的烟叶的碎屑构成的组中的一种。

21.根据权利要求1所述的复合芯材，其中所述活性材料具有燃烧温度并且所述至少一个基础芯材结构被配置为控制流体流动，以便于当所述芯材体被安置在所述微汽化器内并且激活所述加热元件时，防止所述活性材料内的温度超过所述燃烧温度。

22.根据权利要求21所述的复合芯材，其中所述活性材料具有高于其所述活性材料释放试剂的释放温度，并且所述至少一个基础芯材结构和所述活性材料被定位和配置，使得当所述芯材体被安置在所述微汽化器内并且激活所述加热元件时，所述活性材料的至少一部分超过所述释放温度。

23.一种改性在微汽化器中产生的汽化产物的方法，所述微汽化器具有在其中安置可汽化流体容器的微汽化器主体和具有至少部分安置在其中的选择性激活的加热元件的汽化室，所述方法包括：

所述可汽化流体容器和所述加热元件中间定位复合芯材，用于在其间输送可汽化流体，所述复合芯材包括

基础芯材结构，其配置为朝向所述芯材的所述下游表面抽吸可汽化流体，以及

活性材料，其被选择以向所述可汽化流体赋予期望的特性；

允许可汽化流体从所述容器流入和流过所述复合芯材，从而引起所述可汽化流体与所述活性材料相互作用以产生改性的可汽化流体混合物；和

激活所述加热元件以在所述芯材的所述下游表面处或附近汽化所述改性的可汽化流体混合物，从而产生改性的汽化产物。

24.根据权利要求23所述的复合芯材，其中所述微汽化器是个人汽化器并且所述活性材料是烟草。

25.根据权利要求23所述的复合芯材，其中所述活性材料具有高于其所述活性材料将释放试剂的释放温度和高于其所述活性材料将燃烧的燃烧温度，并且其中激活所述加热元件的动作引起所述活性材料的至少一部分超过所述释放温度，而没有任何所述活性材料超过所述燃烧温度。

26.根据权利要求23所述的复合芯材，其中所述活性材料具有高于其所述活性材料将释放试剂的释放温度和高于其所述活性材料将燃烧的燃烧温度，并且其中激活所述加热元件的动作引起所述活性材料的至少一部分超过所述释放温度和所述活性材料的受控部分超过所述燃烧温度。