律师投稿｜电磁片内置型HNB烟支加热不充分痛点及各家解决之道

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作者：任永利 北京市领专知识产权代理有限公司 专利代理师

一、PMI公司Terea烟支及其痛点

在新型烟草特别是加热卷烟行业内，菲莫国际（简称PMI，世界第一大跨国烟草公司）公认在技术上和商业上是最成功的，其当红产品是电磁加热型烟具（iluma烟具）及与该烟具配套使用的烟支（Terea烟支），其中Terea烟支如下图所示：

其从远唇端到近唇端依次为堵头（前部塞）--烟草段（内含电磁片，也称感受器）-支撑段-中空段-过滤段。

Terea烟支一直在被其他烟草公司研究和模仿，但从未被超越。

然而Terea烟支也并非完美，其也有痛点，例如因电磁片加热区域有限，导致发烟材料受热不充分。几个典型的用iluma烟具加热抽吸后的terea烟支的烟草段的远唇端横截面如下图所示，可见电磁片有效加热区域仅限于下面示意图所示的弧形虚线所围红色区域内，该区域外则加热温度不够高导致大量烟草材料受热不足，这种显然没有对发烟材料“物尽其用”，且气溶胶释放量被削弱。

加热区域受限，这几乎是采用电磁片中心加热路线的烟支（或烟弹）的通病，无论是电磁片内置于烟支中还是电磁片置于烟具中而仅在加热时插入烟支中，都面临这个问题。

该痛点已经被深圳一些HNB烟具企业注意到，并针对性开发出周向电阻加热型烟具或红外加热型烟具，号称“iluma伴侣”，专门用于将iluma烟具加热后的terea烟支进行二次加热抽吸，实验发现，其烟雾释放量仍可以持续至少8口。这样的“iluma伴侣”型烟具在日本试销后反响还不错，得到了一部分习惯于精打细算“物尽其用”的日本烟民的认可。

是否还有其他解决方案？本文研究了一些烟草企业的烟支（或烟弹）专利，给出了一些回答，以期抛砖引玉。

二、其他公司提出的解决方案

1、英美烟草公司（BAT）解决方案1—采用曲面形或折面形感受器（’597专利）

显然波浪形曲面形或折面形感受器能提高与发烟材料的接触面积，有利于扩大有效加热区。

从结构特点来看，该发烟制品可具有独立的吸嘴，如下图所示，这使得它既可作为烟弹与专门的烟具配套使用，也可以作为烟支去适配iluma烟具：

2、英美烟草公司（BAT）解决方案2—采用螺旋状感受器且感受器本身构成电流回路额外提供焦耳发热（’601专利）

显然弹簧形感受器能提高与发烟材料的接触面积，有利于扩大有效加热区。此外，BAT还刻意将感受器制成导电回路，据称可以在电磁加热同时引入焦耳加热，以期提高加热效果。

从其专利附图（见下图）来看，该气溶胶生成制品为“烟弹”形式（仅有发烟段，并不具有独立的冷却段和过滤段），不是独立的“烟支”，难以通配iluma烟具，而必须适配一个单独的烟具，这影响了持有iluma烟具的消费者的使用尝试。

3、深圳企业甲解决方案—V型电磁片【无对应专利】

下图是其烟支的发烟段横截面示意图，其中红色V形为电磁片

V型电磁片显然能增加与发烟材料的接触面积，不过在工业化生产中如何将V型电磁片连续导入发烟段中，是烟支量产时要解决的技术问题。

4、云南中烟的解决方案—人字形电磁片【’057专利】

如下图所示，人字形电磁片9能提高与发烟颗粒4的接触面积且无需其他结构件的扶持就能 “稳固自立”于纸管1内，非常适合于颗粒型烟支“灌装生产”的技术特点。此外，该专利还解决了电磁片如何“居中”位于发烟材料中的痛点。仍以terea烟支为例，即便出厂时能做到电磁片“居中”，但在烟支运输、存储和使用中随着各种外力作用，电磁片难免会偏离中心位置，这也造成发烟段横截面上存在温度梯度。而该专利通过使人字形电磁片9的最大直径等于或略小于纸管1内径，很容易做到电磁片居中设置。

5、深圳企业乙的解决方案—弧面补充加热器

弧面补充加热器可以在烟支周壁上，例如下图所示，该专利在烟支的卷烟纸5内壁设置了弧面补充感受器7，其设置位置使得其能对中心电磁片6的有效加热区域的之外的发烟材料进行加热：【’861专利】

当然，离散式弧面感受器13（或电阻加热器）更优选周向位于烟具的烟支容纳腔12内壁上（即不位于烟支2内），进行补充加热，如下图所示【’007专利】。

烟支容纳腔开口处优选还有烟支取向指示器121，用来提醒用户将早期Terea烟支（无远端堵头，用户可以在烟支远唇端看到电磁片）中的电磁片端部对准其该指示器插入，以使得弧面补充加热器正好加热电磁片21有效加热区之外的发烟材料。

深圳企业乙的解决方案看起来还不错，挺有针对性且成本低廉，且对应的专利已被授权，将构成菲莫公司电磁加热烟支基础专利的“改进型从属专利”，有望作为“筹码”跟菲莫公司谈合作。

三、菲莫公司自己提出的解决方案

菲莫公司显然也意识到了上述痛点，因此也提出了一些解决方案，总结如下：

1、采用多个感受器（’880专利）

与单片式感受器相比，多个感受器显然能增加与发烟材料的接触面积，甚至感受器还可以与烟支轴线存在一个倾角，以进一步增大与发烟材料的接触面积，如下图所示：

显然，据此专利启发，单片式电磁片6还可以如下图这样倾斜，这样显然提高了加热效率，虽然不便于工业化生产，但也不排除有厂家会用这样的设计，毕竟这样的设计专利侵权风险低，因为大部分PMI专利都要求“感受器基本纵向布置于发烟材料段中”。

2、采用椭圆柱形发烟材料设置+外加陶瓷套筒补全为圆柱形烟支（’955专利）

既然电磁片的有效加热区为椭圆柱形，干脆就把发烟材料也以椭圆柱形式包裹电磁片，以使二者匹配，然后最外面再用陶瓷套筒补齐为圆柱形外观。

该解决方案显然造成量产工艺复杂化，甚至难以连续化生产，故也仅仅是纸上谈兵式解决方案。

3、发烟段远唇端上游加个堵头（’443专利）

这是菲莫当前销售的terea烟支真正采用的解决方案，这个堵头设计，可谓一举多得，彰显了菲莫公司过人的智慧。堵头不仅可以防止感受器脱离发烟材料，还可以防止发烟材料受热后的碎屑和焦油从远唇端漏出去污染烟支容纳腔，此外客观上还起到了以下三方面的作用；

1、堵头能遮盖住发烟段远唇端端面，让消费者看不到该端面，起到美观作用（换句话说，消费者眼不见心不烦），如下图所示：

2、堵头还破坏了本文第二节第6点深圳企业乙开发的弧面补充加热器专利的使用条件，因为堵头遮盖住发烟段远唇端端面，消费者看不到电磁片的取向，则采用弧面补充加热器的烟具的烟支容纳腔开口处的烟支取向指示器121就失去了作用，消费者无法将烟支以正确取向插入烟支容纳腔中。深圳企业乙试图用“改进型从属专利”来跟菲莫谈合作的难度将大大增加（但并非完全不可能），毕竟HNB烟支这个利润丰厚的领域，任何厂商都不希望他人轻易来分一杯羹。

3、堵头还断绝了terea烟支（无论是被iluma烟具加热前还是加热后）被具有中国特色的“空气加热型烟具” 所抽吸，因为“空气加热”的技术特点是将被加热到发烟温度的热空气从烟支端部进入并对发烟材料进行气流加热并携带出烟雾，由于堵头材质是醋纤，对热空气有阻力且容易在发烟温度下被热空气烧焦而产生不良气息，所以有了堵头后消费者就无法再对terea烟支进行空气加热。

总之，PMI公司的堵头设计，看似没有解决上述加热不充分问题，然而实际解决了很多问题……你品，你细品。

四、未来展望

相信HNB行业的工程师们还会针对Terea烟支电磁片加热不充分这个痛点，提出更多解决方案。若是某个解决方案还有可能工业化生产，那其商业价值将会非常巨大，因为有望作为谈判筹码跟国际烟草巨头菲莫公司谈合作。