阅读说明：本技术 用于hnb烟草制品的加热单元和用于制造加热单元的方法 (Heating unit for HNB tobacco products and method for manufacturing a heating unit ) 是由 J.迪克 于 2018-08-02 设计创作，主要内容包括：一种用于HNB烟草制品(10)的加热单元(13),包括含有烟草的材料(26)和电阻加热元件(18),该加热元件用于在不燃烧的情况下加热所述含有烟草的材料(26)。所述电阻加热元件(18)由传导的悬浮物制成。(A heating unit (13) for HNB tobacco products (10) comprising a tobacco-containing material (26) and a resistive heating element (18) for heating the tobacco-containing material (26) without combustion. The resistive heating element (18) is made of a conductive suspension.)

用于HNB烟草制品的加热单元和用于制造加热单元的方法

技术领域

本发明涉及一种用于HNB烟草制品的加热单元，其包括含有烟草的材料和电阻加热元件，该电阻加热元件用于在不燃烧的情况下加热含有烟草的材料。本发明同样涉及一种制造用于HNB烟草制品的加热单元的方法。

背景技术

在很久时间以前就已经提出HNB（加热不燃烧）-制品，例如参见EP 0 430 559 B1，其中，在不燃烧且不由此产生烟气的情况下，烟草或含有烟草的材料被加热，并由此释放出芳香物质。在此，产生芳香物质的例如包括烟草的介质柱形地围绕棒状加热元件布置。加热元件是一种布置在绝缘管中的电阻丝线圈。

在WO 2013/131764 A1中公开了HNB烟草材料的一种替代的构造形式。在此，可抽吸的材料例如烟草混合物布置在腔室中。柱形地围绕着该腔室布置了加热器，例如陶瓷的加热器、红外加热器或电阻加热器。

在前述的两种布置中，接触加热器的烟草材料直接被加热，然而，远离加热器的材料仅仅间接地且延迟地被加热。由此产生的不均匀的温度分布不利于最佳地释放有效物质和芳香物质，且不利于减少释放有害物质。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种加热单元以及一种用于制造加热单元的方法，该加热单元能实现均匀地加热含有烟草的材料。

本发明采用独立权利要求的特征来实现该目的。由传导的悬浮物来制造电阻加热元件，这能实现在制造的时间点与含有烟草的材料直接接触地任意地按希望地布置加热元件，此时悬浮物尚能涂抹或能流动。由于加热元件与含有烟草的材料之间的直接的大面积的接触，能实现均匀地且直接地、无延迟地加热含有烟草的材料，这又允许在减少有害物质释放的情况下最佳地释放有效物质和芳香物质。

电阻加热元件优选由传导的软膏制成。在这种耐涂抹的、不能流动的实施方式中，悬浮物可更轻易地处理。然而，本发明也涵盖用于制造加热元件的液体的或能流动的悬浮物。

在一种优选的实施方式中，传导的悬浮物含有石墨。代替石墨，也可以使用其它传导的基于金属或其它基础的材料。

在本发明的一种有利的实施方式中，传导的悬浮物涂覆到承载材料上。该承载材料有利地可以部分是陶瓷，或者含有陶瓷层。其它合适的承载材料是可行的。在石墨与作为承载材料的陶瓷的组合中，可以有利地采用用来制造碳层电阻的制造技术。

在本发明的一种有利的变型中，把形成加热元件的传导层埋入到多层的承载材料中，例如埋入到陶瓷层之间。在一种实施方式中，可以产生一种层系统，其层顺序为：陶瓷、传导层、陶瓷、烟草材料。因而也可根据制造工艺来考虑复杂的几何的结构。例如，承载材料可以形成一种三维的承载结构，比如管结构，其至少部分地填充有传导的材料。相比于传统的加热器，这种几何结构可以提供明显较大的表面。

在本发明的另一有利的实施方式中，把传导的悬浮物涂覆到承载材料上。

把传导的悬浮物涂覆到承载材料上，或者直接涂覆到烟草材料上，这可以特别有利地采用印刷方法特别是按照丝网印刷来进行。在这种情况下，可考虑两种变型。其一为，可以将电阻加热元件作为（加热）模板印制到承载材料上（模板印刷）。替代地，可以特别是通过印刷或喷淋把均匀的或均质的层涂覆到承载材料上，该层然后可以在第二道工序中采用剥蚀方法而成为其最终的（加热）结构。这可以例如借助激光刻印来进行。由此可以实现非常精细的且复杂的加热结构，且同时加热元件非常薄，这又导致最佳的热量分布。

加热元件优选具有多个区段，这些区段可各自地电操控，例如以便产生不同的温度。替代地，这些区段例如也可以相继地加热，例如以便保证消费时的连续性。如果一个区段例如对应于一种香烟的抽吸寿命，则可以通过这种方式来实现多香烟产品。

含有烟草的材料例如可以是烟草混合物，但也可以含有例如基于纤维素的其它成分。也包括箔烟草和/或组建的烟草材料（所谓的Recon-材料）。

本发明也提供了一种用来制造HNB烟草制品的方法，其特征在于，电阻加热元件由传导的悬浮物制成。

附图说明

下面借助优选的实施方式参照附图介绍本发明。在此：

图1为HNB烟产品的示意性的横剖视图；

图2示出用于HNB烟产品的加热单元的根据本发明的一种实施方式；

图3示出用于HNB烟产品的加热单元的根据本发明的另一种实施方式；

图4示出用于根据本发明的加热单元的一种层系统；

图5示出用于根据本发明的加热单元的一种管-层结构；

图6示出用于根据本发明的加热单元的另一种层系统；

图7示出用于根据本发明的加热单元的一种替代的层系统；和

图8示出用于根据本发明的加热单元的另一种管-层结构。

具体实施方式

图1中所示的抽吸器10包括例如棒状的壳体11，在该壳体中布置了电的能量源12、加热单元13和电子的控制部14。电的能量源12可以例如是电池或者可再充电的蓄电池。壳体11包括嘴口件15，消费者可以在该嘴口件上抽吸，以便产生空气流动。壳体11还具有一个或多个空气入口16，当消费者通过在嘴口件15上抽吸而在壳体11中产生负压时，外界空气可以经由这些空气入口流入到壳体11的内部。通过这种方式，在壳体11中产生受控的空气流动17。

加热单元13在壳体11中布置在轴向的加热区段19内。加热单元13可以是可更换的管筒，或者是这种管筒的一部分。抽吸器10的基体能够可重复使用。在该实施方式中，抽吸器10由可重复使用的基体和一次性的管筒构成。

空气流动17流经加热区段19，并且在这种情况下流经加热单元13，或者直接沿着加热单元13流动，以便从含有烟草的材料26中吸收借助加热元件18释放出来的有效物质和/或芳香物质。这将在下面予以详述。

在图2中示出了根据本发明的加热单元13的一种有利的设计。加热单元13具有加热元件18，该加热元件在本实施方式中涂覆到合适的非传导的承载材料20上。该承载材料20例如可以是陶瓷，或者包括陶瓷层或陶瓷涂层。对于承载材料20，考虑采用多种其它合适的材料，例如塑料膜如聚酰亚胺。承载材料20承载着加热元件18，并且可以是柔性的或刚性的。在抽吸器10的工作区域内，即在受控的加热部的区域内，承载材料20不应发生热反应。

在制造加热单元13时，加热元件18处于悬浮物中，即作为固体-液体-混合物存在，其中，传导颗粒处于液体中。悬浮物优选是软膏，也就是说，悬浮物中的传导颗粒的份额如此之高，以至于悬浮物无法再流动，而是耐涂抹。传导颗粒可以有利地是石墨。对于悬浮物，也考虑采用金属颗粒和多种其它合适的传导颗粒。在石墨情况下，加热元件18因而最初作为石墨软膏存在。

在制造加热单元13时，悬浮物或软膏以对应于以后的加热元件18的形式涂覆到承载材料20上。悬浮物或软膏涂覆到承载材料20上，可以有利地通过印刷特别是丝网印刷来进行，或者通过任何其它合适的方法来进行。然后，通过借助空气或者在干燥器中对悬浮物或软膏予以干燥，产生加热元件18。

随后把含有烟草的材料26涂覆到带有加热元件18的承载材料20上。含有烟草的材料26尤其可以是烟草混合物。含有烟草的材料26处于与加热元件18的直接接触中，并且可以被该加热元件均匀地加热。

如果电子的控制部14以合适的方式探测到消费者抽吸，该控制部就控制加热单元13中的加热元件18，以便把含有烟草的材料26加热到合适的温度。通过这种方式，在不燃烧且无有害的烟气情况下，烟草的芳香物质释放出来，并且混入空气流17。在该实施方式中，它是所谓的HNB（加热不燃烧）香烟产品10。

形成加热元件18的在承载材料20上的传导层的布置可以在几何上可变地设计。有利地，加热元件18由多个（这里为六个）相互平行地布置的加热导体22构成。在加热导体结构18的连接端23上设置了电的接头24。在加热导体结构18的相对端，加热导体22例如传导地相互连接，从而通过这种方式，由每两个加热导体22形成一个加热导体圈21。通过在每两个接头24上施加加热电压，在接头24之间伸展的加热圈21可以各自地被加热。

加热导体圈21因此有利地形成加热元件18的多个区段21，这些区段可各自地电操控，例如以便产生不同的温度。替代地，区段21例如也可以相继地被加热，例如以便保证烧损的连续性。如果一个区段21例如对应于一种香烟的烟寿命，则可以通过这种方式来实现多支香烟产品。

在加热元件18上布置含有烟草的材料26，尽量面状地且均匀分布地进行，从而在含有烟草的材料26与面状的加热元件18之间产生最大的重叠，由此可以直接地且均匀地使得加热元件的加热功率作用到整个含有烟草的材料26上。如果含有烟草的材料26是纤维，则这些纤维有利地横向于加热导体22的伸展部布置，如图2中所示。

在根据图3的实施方式中，含有烟草的材料26同时形成承载材料20。这是有利的，如果含有烟草的材料26具有足够的强度，以便在加热单元13中施加承载功能。含有烟草的材料26例如可以具有含纤维素的基本物质，比如纸张，例如粉末化的、碎化的或磨碎的烟草加入到该纸张中。

加热元件18在此也作为传导的悬浮物或软膏存在，并且直接涂覆到含有烟草的材料26上，例如采用丝网印刷被印制。在该实施方式中，可以省去将含有烟草的材料26涂覆到带有加热元件18的承载材料20上的工作步骤。同样保证了含有烟草的材料26与加热元件18之间的最大的重叠，烟草材料不会从承载材料20上掉落下来。

图4中示出了根据图2的实施方式的一种变型。在此，加热单元13是一种层系统，其带有两个例如由陶瓷构成的承载层20A、20B，在这些承载层之间引入传导层18例如石墨。把含有烟草的材料26涂覆到陶瓷层20A上。

在图6中示出了用于加热单元13的一种替代的层系统。在此示出了一种双层的层系统，其每一层都由承载材料20、加热元件18和含有烟草的材料26构成，其中，含有烟草的材料26如所示出那样相对于加热单元13可以布置在内部，替代地布置在外部。

在图7中示出了用于加热单元13的另一种多层系统。首先在外面设置绝缘层27，这些绝缘层例如可以是壳体11的或管筒壳体的一部分。在这些绝缘层27之间例如设置了两个层系统，这些层系统的层顺序分别为含有烟草的材料26、承载材料20、加热元件18、承载材料20、含有烟草的材料26。在这些层系统之间以及在每个层系统与绝缘层27之间，设置了用于空气流动17的空气通道28。

如图4、6或7中所示的层结构可以用来实现更复杂的几何结构的蒸发器结构。

例如，图5示出了一种带含有烟草的材料26的管结构，该材料作为管形承载体20上的涂层，该承载体部分地或完全地填充有传导材料18。

图8中示出了一种替代的管结构，其带有柱形的层结构，从外向内为：绝缘层27、空气通道28、含有烟草的材料26、承载材料20、加热元件18、承载材料20、含有烟草的材料26、空气通道28。在加热元件13的内部可以设置绝缘的芯子29。