用于氣溶膠生成裝置的液體供應系統的制作方法

文檔序號:24728946發布日期:2021-04-16 23:32
用于氣溶膠生成裝置的液體供應系統的制作方法

1.本發明涉及一種電加熱式氣溶膠生成系統以及相關聯的裝置、制品和方法。具體而言,本發明涉及用于存儲用于此類氣溶膠生成系統的液體氣溶膠形成基材的系統和方法。本公開進一步涉及用于防止液體氣溶膠形成基材從此類系統和從此類系統的部件泄漏的屏障材料。


背景技術:

2.一種類型的氣溶膠生成系統是具有口端和遠端的電操作伸長手持式氣溶膠生成系統。已知的手持式電操作氣溶膠生成系統可以包括:包括電池和控制電子器件的裝置部分、包括氣溶膠形成基材供應源的筒部分,以及電操作蒸發器。包括氣溶膠形成基材的供應源和蒸發器兩者的筒有時稱為“煙彈”。蒸發器可以包括纏繞于浸泡在液體氣溶膠形成基材中的細長芯周圍的加熱器線的線圈。然而,一些蒸發器包括形成為基本上平面的形狀并放置在傳輸材料(例如,芯)表面的頂部的加熱器網格。浸泡在氣溶膠形成基材中的毛細管材料將液體供應到芯。當用戶在系統的口端上抽吸時,空氣抽吸到蒸發器中,加熱器開啟并汽化氣溶膠形成基材的一部分。系統口端處的煙嘴開口允許用戶吸入生成的氣溶膠。
3.氣溶膠生成系統的液體氣溶膠形成基材可以設置在液體供應系統(例如,筒)中,該液體供應系統包括用于存儲液體氣溶膠形成基材的高保持材料(hrm)。當使用系統時,液體基材可以從高保持材料轉移到傳輸材料(tm),其中氣溶膠形成基材材料可以加熱和汽化。然而,在存儲期間,期望液體基材不會提前轉移到傳輸材料并且從筒中泄漏。
4.將期望抑制從筒中提早泄漏氣溶膠形成基材。將進一步期望的是,當氣溶膠生成系統正在使用時,便于允許將液體氣溶膠形成基材轉移到加熱元件并進入氣流通路。


技術實現要素:

5.在本發明的各個方面中,提供一種具有口端和遠端的氣溶膠生成系統。系統可包括用于容納氣溶膠形成基材的液體存儲部分。系統可進一步包括設置于液體存儲部分上方的罩,以及罩與液體存儲部分之間的一個或多個氣流通路或通道。系統可包括構造成加熱液體氣溶膠形成基材的加熱元件。
6.系統可以包括氣溶膠生成裝置或基礎單元,其構造成接受包含在高保持材料中的氣溶膠形成基材的筒。系統還可以包括構造成在使用氣溶膠生成系統時將氣溶膠形成基材遞送到加熱元件的傳輸材料。
7.筒可以包括阻擋液體基材過早轉移到氣流通路中的屏障層。筒可包括具有上游端和下游端的液體流動通道。液體流動通道可從存儲液體的上游端(例如,從液體存儲部分或高保持材料)延伸到氣流通路處的下游端。屏障層可以設置在沿液體流動通道的各種位置,使得屏障位于存儲的液體基材與氣流通路之間。例如,屏障層可設置在加熱元件上(加熱元件與氣流通路之間),在傳輸材料與加熱元件之間,在高保持材料與傳輸材料之間,在高保持材料和加熱元件之間,或在液體存儲部分與高保持材料之間。屏障可以防止液體基材從
高保持材料或從液體存儲部分轉移到傳輸材料或加熱元件。屏障層在閾值溫度(諸如可在系統使用期間實現的溫度)處或以上降解,并且允許液體沿著液體流動通道轉移。根據本發明的一些方面,屏障層可以是不可滲透的薄膜或疏水涂層。
8.在一個實施例中,屏障層設置在加熱器下游。在一個實施例中,屏障層設置在加熱器的上游,如在加熱器與傳輸材料之間,或者在加熱器與高保持材料之間。在一個實施例中,屏障層設置在傳輸材料的上游,如在傳輸材料和高保持材料之間。在一個實施例中,屏障層設置在高保持材料的上游,如在高保持材料和液體存儲部分之間。在一些實施例中,筒包括多個屏障層,并且屏障層可以設置在上述位置的任何組合處。
9.本申請的系統可以在存儲期間減少或防止液體氣溶膠形成基材泄漏。系統便于使用,因為在使用前不需要手動移除或剝離屏障層。例如,使用系統時,系統允許在正常使用裝置期間進行液體轉移。
10.本發明此外提供在無需燃燒基材的情況下使用電能來加熱基材以形成可以由用戶吸入的氣溶膠的氣溶膠生成系統和裝置。優選的是,所述系統足夠緊湊以被視為手持式系統。本發明的系統的一些實例可以遞送含尼古丁的氣溶膠供用戶吸入。
11.術語“氣溶膠生成”制品、裝置或系統是指能夠從氣溶膠形成基材釋放出揮發性化合物以形成可由用戶吸入的氣溶膠的制品、裝置或系統。術語“氣溶膠形成基材”是指能夠在加熱時釋放可形成氣溶膠的揮發性化合物的基材。液體氣溶膠形成基材是在例如約15℃至約30℃的環境溫度下為液體的基材。液體氣溶膠形成基材被認為包括液體溶液、懸浮液、分散體等。
12.任何合適的氣溶膠形成基材可以與所述系統一起使用。合適的氣溶膠形成基材可以包含植物基材料。例如,氣溶膠形成基材可以包括煙草或含有揮發性煙草香精化合物的含煙草材料,這些揮發性煙草香精化合物在加熱時從氣溶膠形成基材釋放。附加地或備選地,氣溶膠形成基材可以包括不含煙草的材料。氣溶膠形成基材可以包括均質化植物基材料。氣溶膠形成基材可以包括至少一種氣溶膠形成劑。氣溶膠形成劑的實例包括:多元醇,如三甘醇、1,3
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丁二醇、丙二醇和甘油;多元醇的酯,如甘油單乙酸酯、甘油二乙酸酯或甘油三乙酸酯;及一元、二元或多元羧酸的脂族酯,如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。氣溶膠形成基材可包含其他添加劑和成分如香料。優選地,氣溶膠形成基材包含尼古丁。優選地,氣溶膠形成基材為液體氣溶膠形成基材。在一些實施方案中,氣溶膠形成基材包含甘油、丙二醇、水、尼古丁和任選地一種或多種香料。
13.根據本公開的方面,氣溶膠形成基材可存儲在系統的液體存儲部分和/或筒中。液體存儲部分可以是可消耗部分(例如,筒)的一部分,當液體存儲部分中的氣溶膠生成基材的供應減少或耗盡時用戶可將其替換。例如,用過的液體存儲部分可用填充了適當量的氣溶膠形成基材的另一液體存儲部分替換。筒還可以沒有氣溶膠形成基材,且用戶可以通過筒上提供的液體端口向筒(例如,液體存儲部分或高保持材料)填充期望的基材。在一些實施例中,液體存儲部分不可由用戶再填充。
14.根據一些方面,筒不包括液體存儲隔室。相反,氣溶膠形成基材可存儲在高保持材料中。在不包括液體存儲隔室的實施方案中,液體氣溶膠形成基材的量和因此可得自裝置的抽吸次數可能小于來自包括液體存儲隔室的裝置的。
15.本公開的方面涉及液體存儲單元和系統。液體存儲單元可以是包括液體存儲部分
和加熱元件兩者的筒的液體存儲部分。備選地,液體存儲單元可以可移除地連接到具有加熱元件的單獨模塊。此類液體存儲單元可稱為“囊”。雖然本公開中描述的液體存儲單元可以大體稱為筒(液體供應系統),但本發明的方面是同等適用的囊(液體存儲單元)。
16.優選地,系統包括可以可釋放地連接到基礎單元的筒。如本文中所使用,“可以可釋放地連接”意味著可以可釋放地連接的部件可彼此連接和彼此斷開連接,而不會明顯損壞任一個部件。筒可以任何合適的方式連接到基礎單元,如螺紋接合、卡扣配合接合、過盈配合接合、磁性接合或類似方式。
17.如果系統包括單獨的汽化單元(例如,包含加熱元件的單獨單元)和囊,則囊可以包括相對于遠端部分開口定位的閥,以在囊未連接到汽化單元時防止氣溶膠形成基材離開貯存器。所述閥可為可致動的以使得將囊連接到蒸發單元的動作造成閥打開,且從蒸發單元斷開囊的動作造成閥關閉??梢允褂萌魏魏线m的閥。
18.液體供應系統包括殼體,其可以是剛性的殼體。當在本文中使用時“剛性的殼體”表示自承的殼體。殼體可以由任何合適材料或材料組合形成,例如聚合物材料、金屬材料或玻璃。優選的是,液體存儲部分的殼體可以由熱塑性材料形成??梢允褂萌魏魏线m的熱塑性材料。在優選實例中,限定穿過殼體的形成氣溶膠流路徑的至少一部分的通路。
19.液體存儲單元包括在高保持材料中的氣溶膠形成基材,構造為將氣溶膠形成基材遞送到加熱元件的傳輸材料,以及在高保持材料與傳輸材料之間的屏障層或涂層?!案弑3植牧稀笔悄軌蛭蘸?或存儲液體(例如,水性液體)的材料,并且能夠將液體(例如,通過毛細作用)傳送到傳輸材料?!皞鬏敳牧稀笔抢缤ㄟ^毛細作用將液體從材料的一端有效地傳送到另一端的材料,如芯。術語“屏障”是指使層不可滲透液體或防止液體轉移的屬性。術語“防止”在本文中具有至少部分停止或抑制的含義,并且包括完全停止或抑制。
20.高保持材料可以具有纖維或海綿結構。優選地,高保持材料包括纖維網、纖維墊或纖維束。纖維可大體上對齊以在對齊方向上傳送液體。備選地,高保持材料可以包括海綿狀或泡沫狀材料。高保持材料可以包括任何合適的材料或材料組合。適合材料的實例是海綿或泡沫材料、呈纖維或燒結粉末形式的陶瓷或石墨類材料、或例如由紡成或壓紡纖維、陶瓷或玻璃制成的纖維材料。
21.當筒與氣溶膠生成裝置的基礎單元聯接時,至少一部分傳輸材料位于足夠靠近加熱元件,使得可以由加熱元件來加熱由傳輸材料承載的液體氣溶膠形成基材來產生氣溶膠。傳輸材料優選地與加熱元件接觸。備選地,在傳輸材料與流體可滲透加熱元件之間可以存在中間層,其中中間層輔助提供傳輸材料與加熱元件之間的流體連通。在筒不包括傳輸材料的另一備選實施例中,加熱元件可以直接或通過高保持材料加熱屏障層。
22.可以采用任何合適的加熱元件。優選地,加熱元件包括流體可滲透加熱元件。流體可滲透加熱元件可以是基本扁平的,且可由導電絲制成。導電絲可基本位于單一平面中。備選地,基本上平坦的加熱元件可沿一個或多個維度彎曲,從而例如形成圓錐形狀、圓頂形狀、弧形形狀或橋形狀。
23.備選地,流體可滲透加熱元件可形成中空管狀或圓柱形形狀。中空管狀或圓柱形形狀可由導電絲制成。中空管狀或圓柱形形狀可以通過任何合適的方法形成,例如,如卷起包括導電絲的基本上平坦的加熱元件。導電絲可形成中空管狀或圓柱形形狀的側表面。中空管狀或圓柱形加熱器的橫截面可以是圓形、橢圓形或多邊形。
24.加熱元件可以是內部加熱元件(在筒內部)或外部加熱元件(氣溶膠生成裝置的部分和筒的外部)。加熱元件可鄰近屏障層、鄰近傳輸材料、鄰近高保持材料或鄰近液體存儲部分或其組合而布置。如果加熱元件是外部加熱元件,則筒的部件可以布置成容納外部加熱元件,使得當筒安裝在氣溶膠生成裝置中時,期望的部件鄰近加熱元件。
25.加熱元件可以包括電阻絲。術語“絲”指代布置于兩個電觸點之間的電路徑。絲可以具有圓形、正方形、扁平或任何其他形式的橫截面,并且可具有10μm到100μm之間的直徑。絲可以以直線或彎曲的方式布置,并且可以分支、發散和會聚。一個或多個電阻絲可形成線圈、網格、陣列、織物等。將電流施加到加熱元件歸因于元件的電阻性本質而引起加熱。在一些優選實施例中,加熱元件形成以基本上平坦的形狀布置的網格、陣列或織物。
26.優選地,加熱元件是流體可滲透的。這可以通過布置導電絲實現,使得在絲之間形成介于10μm與100μm之間的空隙。絲可以引起空隙中的毛細作用,使得在使用中,待蒸發的液體抽吸到空隙中,從而增加加熱元件與液體之間的接觸面積。導電絲可形成網格尺寸在160到600目us(+/
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10%)之間(即,每厘米63與236條絲(+/
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10%)之間(即,每英寸160與600條絲之間(+/
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10%))的網格。流體可滲透加熱元件的面積可以較小,例如小于或等于50mm2。
27.網格可以使用不同類型的編織或格子結構或平行絲的陣列來形成。絲可單獨地形成并一起編織以形成網格,或者可以通過蝕刻片材如箔片來形成絲。
28.加熱元件的絲可由具有合適的電性質的任何材料形成。合適的材料包括但不限于:諸如摻雜陶瓷的半導體、導電陶瓷(例如,如二硅化鉬)、碳、石墨、金屬、金屬合金、由陶瓷材料和金屬材料制成的復合材料,以及它們的組合。優選地,絲由線材制成。更優選地,線材由金屬制成,最優選地由不銹鋼制成。
29.本公開的系統包括具有高保持材料的筒以保持液體氣溶膠形成基材。在一些實例中,高保持材料布置成在使用期間將液體氣溶膠形成基材傳送到傳輸材料。在一些實例中,筒不包括傳輸材料,并且高保持材料布置成將液體氣溶膠形成基材直接傳送到加熱元件或氣流通路。
30.高保持材料可以包括具有纖維或多孔結構的毛細管材料,其形成多個小孔隙或微通道。液體氣溶膠形成基材可通過毛細作用通過毛細管材料輸送。高保持材料可以包括多條纖維、線或形成毛細管束的其他細孔隙管。纖維或線可以大體上對準以朝傳輸材料傳送液體氣溶膠形成基材。備選地,保持材料可以包括海綿狀或泡沫狀材料。保持材料可以包括任何合適的材料或材料組合。合適的材料的實例包括海綿或泡沫材料、呈纖維或燒結粉末形式的陶瓷或石墨基材料、泡沫金屬或塑料材料、纖維材料(例如,紡成或擠出纖維,如醋酸纖維素、聚酯、粘結聚烯烴、聚乙烯、聚丙烯纖維、尼龍纖維、陶瓷纖維)及它們的組合。在一個示例性實施例中,保持材料包括高密度聚乙烯(hdpe)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)。與傳輸材料相比,高保持材料可具有優異的芯吸性能,使得其每單位體積比傳輸材料保持更多的液體。此外,傳輸材料的熱分解溫度可以高于高保持材料。
31.筒還可以包括布置成將氣溶膠形成基材遞送到加熱元件的傳輸材料。傳輸材料可以呈盤形狀。這樣的盤可以通過沖壓出一片材料來方便地制造。然而,可以使用任何其他合適的形狀,如方形、矩形、橢圓形、卵形或者另一個彎曲或多邊形或不規則形狀。傳輸材料的厚度可以小于傳輸材料的長度或寬度或直徑??梢允褂瞄L度或寬度或直徑與厚度的任何合
適的縱橫比。傳輸材料的長度或寬度或直徑與傳輸材料的厚度的縱橫比可大于3:1。
32.備選地,傳輸材料可以是根據中空管狀或圓柱形加熱元件的中空管或圓柱體的形狀。中空管狀或圓柱形傳輸材料可以通過任何合適的方法形成,例如,如卷起一片材料。傳輸材料的管或圓柱體的內徑可以大于中空管狀或圓柱形加熱器的外徑。
33.傳輸材料可以具有面向高保持材料的第一表面和面向加熱元件的相對的第二表面。在優選的實施例中,傳輸材料的第二表面與加熱器接觸。如果加熱器具有平面表面,則第二表面可以是平面的,并且可以與加熱器的平面表面接觸。如果加熱器具有輪廓表面,第二表面可以具有遵循加熱器的輪廓表面的輪廓,并且與加熱器的輪廓表面接觸。例如,如果加熱器具有凸圓頂形表面,則傳輸材料的第二表面可以遵循圓頂形狀。這種形狀可以添加到傳輸材料中,或者可以是制造傳輸材料的副產物。第一表面和第二表面分別對應于中空圓柱形傳輸材料的外表面和內表面。加熱元件(無論是在包含傳輸材料的筒中,還是在構造成接收包含傳輸材料的囊的裝置中)由于一些制造過程而可能還具有殘留的弓形形狀,且因此傳輸材料的表面可貼合加熱元件的形狀。
34.傳輸材料還可以包括毛細管材料。毛細管材料是通過毛細作用將液體輸送通過該材料的材料。傳輸材料可以具有纖維或多孔結構。傳輸材料優選地包括毛細管束。例如,傳輸材料可以包括多條纖維或線或其他細孔隙管。傳輸材料被構造成主要在正交或垂直于傳輸材料的厚度方向的方向上傳輸液體。傳輸材料可以優選地包括細長纖維,使得毛細作用發生在纖維之間的小空間或微通道中。
35.傳輸材料可以由具有至少160℃或更高,如大約250℃或更高的熱分解溫度的耐熱材料制成。傳輸材料可包括棉或經處理的棉(如乙?;?的纖維或線。也可以使用其他合適的材料,例如,如基于陶瓷或石墨的纖維材料或由紡絲、拉伸或擠出纖維制成的材料,如玻璃纖維、醋酸纖維素,或任何合適的耐熱聚合物。傳輸材料的纖維各自的厚度可以在10μm到40μm之間,并且更具體地在15μm到30μm之間。傳輸材料可以具有任何合適的毛細現象和孔隙度,以便與具有不同物理特性的液體一起使用。傳輸材料可以通過毛細作用傳輸液體氣溶膠形成基材。液體氣溶膠形成基材具有這些物理特性,包括粘度、表面張力、密度、熱導率、沸點、蒸氣壓力等,這些物理特性定制成便于通過毛細作用將液體氣溶膠形成基材傳輸通過傳輸材料。
36.根據本公開的方面,筒包括液體流動通道中的屏障層。根據本公開的方面,筒包括液體氣溶膠形成基材和氣流通路之間的屏障層。
37.術語“層”在此用于指屏障,其是不同層、膜或涂層,其可以施加到高保持材料、傳輸材料或者兩者或者可以堆疊在兩種材料之間。
38.屏障層在閾值溫度以下對于水性液體可以是不可滲透的或基本上不可滲透的,并且在閾值溫度處或以上變得液體可滲透。在一些實施例中,屏障層在閾值溫度以下是疏水的。屏障層可以以溫度相關的方式變得液體可滲透(例如,變得親水或降解)。例如,屏障層的材料可以選擇成使得屏障層預定閾值溫度處或以上變得液體(例如,水性液體)可滲透。屏障層在閾值溫度以下可為不可滲透的,而在閾值溫度以上可為可滲透的。在一些實施方案中,屏障層在閾值溫度以下是疏水的,而在閾值溫度以上是親水的。在一些其他實施方案中,屏障層在閾值溫度處或以上物理降解(例如,熔化或分解)。
39.屏障層的滲透性可通過評估液體氣溶膠形成基材(例如,電子煙液)穿過屏障的滲
透來確定。在環境溫度(0℃至50℃)以及在25%和90%之間的相對濕度下,將兩毫升液體氣溶膠形成基材(基于vg/pg的不同比率,以及基于純pg和基于純vg)放置在膜的頂表面上。監測頂表面上剩余的液體量。如果在膜的頂表面上的液體量的減少率是1周內在1重量%內,則該膜將被認為是不可滲透的。
40.預定閾值溫度可被選擇為使得當加熱元件在激活系統后開始加熱傳輸材料和屏障層時,屏障層降解或變得可滲透,從而允許液體從高保持材料或液體存儲部分通過。例如,在一些實施例中,加熱元件加熱至約200℃的溫度,并且熱傳導到屏障層(例如,通過傳導進入傳輸材料并通過傳輸材料)。加熱元件可以將傳輸材料加熱到約200℃的溫度,或者加熱到至少150℃、至少175℃或至少200℃的溫度。加熱元件可以將傳輸材料加熱到高達175℃、高達200℃、高達210℃或高達220℃的溫度。加熱元件可以將屏障層(直接或間接)加熱到預定閾值溫度或高于預定閾值溫度。預定閾值溫度可以是60℃或更高、70℃或更高、80℃或更高、90℃或更高、或100℃或更高。預定閾值溫度可以是200℃或更低、180℃或更低、150℃或更低、130℃或更低、或120℃或更低。預定的閾值溫度可以受屏障層的材料、構造、大小和其他質量的選擇影響。
41.優選地,阻隔層由無毒材料制成,產生無毒降解產物,或由無毒材料制成并產生無毒降解產物。經批準用于醫療應用或食品包裝的材料是優選的。例如,美國聯邦藥品管理局(“fda”)批準用于醫療應用(例如,用于藥物遞送、縫合、粘連屏障等),用于食品包裝,或用于醫療應用和食品包裝的材料被認為適用于屏障層。
42.屏障層可包括聚合物材料。合適的聚合物材料的實例包括聚乙醇酸(pga)、右旋聚乳酸(pdla)或左旋聚乳酸(plla)、聚二噁烷(pdo)、聚己內酯(pcl)、聚乙烯、低密度聚乙烯(ldpe),以及它們的組合??梢曰诓牧系娜埸c來選擇屏障層的材料以實現期望的閾值溫度。例如,pdo的熔融溫度為約110℃,pcl的熔融溫度為約60℃,并且ldpe的熔融溫度為約120℃。熔融溫度應理解為引起從結晶相到固體非晶相的轉變的溫度。熔融溫度可以通過熱分析技術諸如差示掃描量熱法(dsc)來確定。材料的組合可以用來定制適合給定裝置的閾值溫度。
43.可以改變以達到期望的閾值溫度的阻擋層材料的其他方面包括單體結構和選擇、分子量、聚合物的結晶度、阻擋層的厚度等。這些相同的質量也可用于調整屏障層的降解速率。例如,可能期望在達到閾值溫度時,屏障層在小于2s、小于1s、或小于0.5s的情況下變得可滲透??赡芷谕琳蠈釉谶_到閾值溫度時盡可能快地變得可滲透,并且沒有期望的最小時間。然而,實際上,屏障層可在10ms或更長,50ms或更長或100ms或更長的時間內變得可滲透。在一些實施例中,屏障層在至少10ms,至少50ms或至少100ms,并且在最多0.5s,最多1s,最多2s或最多4s內變為可滲透的。
44.屏障層的厚度可以為約10μm或更大、約20μm或更大、約50μm或更大、或大約100μm或更大。屏障層的厚度可以為約1000μm或更小、約800μm或更小、約500μm或更小、或約300μm或更小。
45.包含酸性單體的聚合物的一些降解產物(例如,pga、pla)可能會影響液體氣溶膠形成基材的ph。例如,此類降解產物可以將液體氣溶膠形成基材的ph從其通常的ph約9降低,并且可以使所得氣溶膠對于吸入而言不太苛刻。
46.在一些實施方案中,屏障層包括疏水官能化或涂層??梢詫⒐倌芑蛲繉邮┘拥?br/>傳輸材料、高保持材料或這兩者。疏水官能化可包括共價鍵合到傳輸材料和/或高保持材料的材料的疏水基團。疏水涂層可包括涂覆到傳輸材料和/或高保持材料上的疏水材料。疏水涂層還可包括共價鍵合到材料中的一者或兩者的疏水基團。
47.合適的疏水材料或基團的實例包括脂肪酸、脂肪酸酯、蠟、烷基烯酮二聚體(akd)、烯基琥珀酸酐(asa)、具有疏水鏈的兩親多糖衍生物,以及它們的組合。合適的脂肪酸的具體實例包括鏈長為10至28個碳原子或12至22個碳原子的羧酸,其可以是飽和的或不飽和的。屏障層的脂肪酸可以進一步交聯。合適的脂肪酸酯的實例是沒食子酸月桂酯(也稱為沒食子酸十二烷基酯)。合適的蠟的實例包括各種植物蠟和動物蠟,諸如蜂蠟和巴西棕櫚蠟。適合用作屏障層的烷基烯酮二聚體包括烷基鏈長在12至16個碳原子范圍內的那些烷基烯酮二聚體。合適的烯基琥珀酸酐的實例包括16
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asa、18
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asa和20
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asa。在一些優選的實施方案中,親水材料包括聚己內酯。
48.屏障層可以以任何合適的方式施加到傳輸材料或高保持材料。例如,可以通過液體噴涂、旋涂、浸涂或通過將預制膜施加到傳輸材料、高保持材料和/或加熱元件上來施加屏障層。
49.在優選的實施方案中,包含液體氣溶膠形成基材和屏障層的筒的保存期限為4個月或更長,5個月或更長,6個月或更長,7個月或更長,或8個月或更長。筒的保質期可能長達24個月、長達18個月,或長達12個月。術語“保存期限”在此是指產品(例如,液體氣溶膠形成基材和/或屏障層)不會顯著降解,變得不可用或變得消費者不可接受的時間段。
50.本公開的筒可預先加載到氣溶膠生成裝置中,或者可以由用戶插入到裝置中。當筒設置在氣溶膠生成裝置中時,傳輸材料與加熱元件可操作地聯接,使得傳輸材料可以由加熱元件加熱。傳輸材料的加熱也加熱屏障層,并使屏障層可滲透液體(例如,水性液體)。在筒不包括傳輸材料的實施例中,加熱元件可以直接加熱屏障層。一旦屏障層變為可滲透液體,來自高保持材料的液體氣溶膠形成基材可以遞送(例如,通過毛細作用)進入傳輸材料并且由加熱元件加熱。
51.一個或多個空氣入口可形成在筒或基礎單元的殼體中以允許空氣抽吸到筒中,以夾帶由對氣溶膠形成基材的加熱產生的氣溶膠。含氣溶膠的流可然后通過筒中的通路或筒引導到裝置的口端。
52.基礎單元包括殼體和殼體中設置的電源?;A單元還可包括設置在殼體中且電聯接到電源的電子電路?;A單元可包括在殼體外部、經由殼體暴露或由殼體有效地形成的觸點,使得當基礎單元與筒連接時,部件的觸點與筒的觸點電聯接。所述部件的觸點電聯接到電子電路和電源。因此,當部件連接到筒時,加熱元件電聯接到電源和電路。
53.優選地,電子電路被配置成控制由加熱基材產生的氣溶膠到用戶的遞送??刂齐娮与娐房梢匀魏魏线m的形式提供,且可以例如包含控制器或存儲器和控制器??刂破骺砂韵轮械囊粋€或多個:專用集成電路(asic)狀態機、數字信號處理器、門陣列、微處理器或同等的離散或集成邏輯電路??刂齐娮与娐房梢园鎯ζ?,所述存儲器含有致使所述電路的一個或多個組件實行控制電路的功能或方面的指令。歸于本公開中的控制電路的功能可實施為軟件、固件和硬件中的一個或多個。
54.電子電路可被配置成監測加熱器元件或加熱器加熱元件的一個或多個絲的電阻,且被配置成取決于加熱元件或所述一個或多個絲的電阻控制到加熱元件的電力供應。電子
電路可包括微處理器,微處理器可以是可編程微處理器。電子電路可配置成調節電力供應。電力可以以電流脈沖的形式供應給加熱器組件。
55.包含電源的部件可以包含用以激活系統的開關。例如,所述部件可包含按鈕,可按壓所述按鈕以激活或任選地停用所述系統。備選地,系統可以包括傳感器,傳感器構造成當傳感器感測到用戶通過煙嘴吸入空氣引起的氣流時激活系統。
56.電源通常是電池,但可包括另一形式的電荷儲存裝置,如電容器。電源可以是可再充電的。
57.基礎單元的殼體優選的是剛性殼體??梢允褂萌魏魏线m材料或材料組合來形成所述剛性殼體。合適材料的實例包含金屬、合金、塑料或含有一種或多種所述材料的復合材料,或適用于食物或醫藥應用的熱塑性材料,例如聚丙烯、聚醚醚酮(peek)、丙烯腈丁二烯苯乙烯和聚乙烯。
58.本發明的氣溶膠生成系統可以包含可設置在至少液體供應系統上方的罩。例如,罩包括構造成接收筒的遠端開口。罩還可以在系統包括單獨蒸發單元的情況下在蒸發單元的至少一部分上方延伸,且還可在基礎單元的至少一部分上方延伸。罩可以相對于至少筒可釋放地固定在一定位置。罩可以任何合適的方式連接到筒或基礎單元,如螺紋接合、卡扣配合接合、過盈配合接合、磁性接合或類似方式。
59.筒的罩或殼體可形成限定氣溶膠生成系統的口端的煙嘴。優選地,煙嘴大體上為圓柱形且朝向口端向內漸縮。煙嘴限定口端開口,以允許由氣溶膠形成基材的加熱產生的氣溶膠離開該裝置。
60.術語“遠端”、“上游”、“近端”和“下游”用以描述氣溶膠生成系統的部件或部件的各部分的相對位置。根據本發明的氣溶膠生成系統可以具有近端和相對的遠端,其中在使用中,氣溶膠離開系統近端以遞送給用戶。氣溶膠生成制品的近端還可被稱作口端。在使用中,用戶在氣溶膠生成系統的近端上抽吸,以便吸入由氣溶膠生成系統生成的氣溶膠。術語上游和下游是相對于當用戶在近端上抽吸時通過氣溶膠生成系統的氣溶膠移動的方向。罩或殼體與筒協作以在它們之間形成一個或多個通道,空氣可通過該通道流動。
61.罩包括優選為剛性的細長殼體。殼體可以包括任何合適的材料或材料組合。合適的材料的實例包括金屬、合金、塑料或含有那些材料中的一種或多種的復合材料,或適用于食物或藥物應用的熱塑性材料,例如聚丙烯、聚醚醚酮(peek)和聚乙烯。
62.根據本發明的氣溶膠生成系統在所有部件經連接時可具有任何合適的大小。例如,所述系統可以具有從約50mm到約200mm的長度。優選的是,所述系統具有約100mm到約190mm的長度。更優選的是,所述系統具有約140mm到約170mm的長度。
63.本文中用到的所有科學和技術術語均具有本領域中常用的含義,另有另外指出。本文提供的定義是為了便于理解本文頻繁使用的某些術語。
64.如本文中所使用,除非內容另外明確指示,否則單數形式“一個/種”和“該/所述”涵蓋具有復數指代物的實施例。
65.如本文中所使用,一般采用“或”來表示所列要素中的一個或全部或者所列要素中的任何兩個或兩個以上的組合。
66.如本文所用,“具有”、“包括”、“包含”等以其開放的意義使用,并通常指“包括但不限于”。應理解,“基本由
……
組成”、“由
……
組成”等歸入“包括”等中。
67.單詞“優選的”和“優選地”指在某些環境下可提供某些益處的本發明的實施例。然而,其他實施方案在相同或其他情況下也可以是優選的。此外,一個或多個優選實施方案的敘述不暗示其他實施方案是無用的,并且不預期從包括權利要求的公開內容的范圍內排除其他實施方案。
68.如本文使用的術語“基本上”與“顯著地”具有相同含義,并且可理解為修飾至少約90%、至少約95%或至少約98%之前的術語。本文使用的術語“非基本上”與“不顯著地”具有相同含義,并且可理解為具有與“基本上”相反的含義,即,修飾不超過10%、不超過5%或不超過2%之前的術語。
附圖說明
69.現在將參考附圖,附圖描繪本公開中所描述的一個或多個方面。然而,應當理解附圖中未描繪的其他方面落入本公開內容的范圍和精神內。圖中所用的相似編號指代相似部件、步驟等。然而,應理解,編號在給定圖中用于指代一部件的使用并不意圖對另一圖中標注有相同編號的部件進行限制。另外,使用不同編號在不同圖中指代部件不旨在指示不同編號的部件不能與其他編號的部件相同或類似。
70.圖1是氣溶膠生成系統的實例的示意圖。
71.圖2是根據實施方案的液體供應系統的示意圖。
72.圖3是氣溶膠生成系統的另一實例的示意圖。
73.圖4a至圖4b是根據實施方案的液體供應系統的部分的示意圖。
74.示意圖不一定按比例描繪,并出于說明性而非限制性的目的而呈現。
具體實施方式
75.現在參見圖1,氣溶膠生成系統1包括兩個主要部件,筒100和基礎單元300。筒100從口端101延伸到連接端115。筒100可移除地連接到基礎單元300的對應連接端315?;A單元300包含殼體305,其中設置了電池310、控制電路320和任何相關聯的電子電路(例如,穿過殼體延伸的電導體和觸點)。氣溶膠生成系統1可以是便攜式的,并且可具有相當于常規吸煙制品(諸如雪茄或香煙)的尺寸。
76.筒100包括包含加熱器組件120的殼體105以及具有第一部分130的液體存儲隔室103,該第一部分連接到第二部分135。液體氣溶膠形成基材131被保持在液體存儲隔室中。液體存儲隔室103的第一部分130與液體存儲隔室103的第二部分135流體連通,使得第一部分130中的液體可以傳到第二部分135(參見圖2)。第二部分135包括高保持材料136、屏障層125和傳輸材料124。加熱器組件120經由傳輸材料124接觸第二部分135。在所示的實施方案中,加熱器組件120是流體可滲透加熱元件。
77.氣流通路140、145從形成在殼體105的一側上的空氣入口150穿過筒100,經過加熱器組件120,并且從加熱器組件120延伸到在殼體105的口端101處形成的煙嘴開口110。煙嘴被布置在筒100的與連接端115相對的口端101處。
78.在所示的示例性實施方案中,筒100的組件布置成使得液體存儲隔室103的第一部分130設置在加熱器組件120和口端101之間,并且液體存儲隔室103的第二部分135定位在加熱器組件120的相對側上,鄰近連接端115。換句話說,加熱器組件120設置在液體存儲隔
室103的兩個部分130、135之間,并且被布置成在移除屏障層125之后從第二部分135接收液體。氣流通路140、145經過加熱器組件120并在液體存儲隔室103的第一部分130和第二部分135之間延伸。
79.該系統被配置為使用戶可以在筒的煙嘴開口110上進行抽吸或抽取以從裝置中抽出氣溶膠。當系統1被激活時,控制電路320控制從電池310到筒100的電力供應??刂齐娐?20可包括氣流傳感器(未示出),當由氣流傳感器檢測到筒100上的用戶抽吸時,可向加熱器組件120供應電力。備選地,可以通過按下按鈕來激活系統1。當系統1被激活時,加熱器組件120被激活,從而加熱傳輸材料124和屏障層125。一旦屏障層125達到其預定閾值溫度,屏障層125就變得液體可滲透(例如,變得親水或降解),從而允許來自高保持材料136的液體氣溶膠形成基材131傳到傳輸材料124上。加熱器組件120加熱液體氣溶膠形成基材131并產生蒸氣,該蒸氣被夾帶在通過氣流通路140的氣流中。蒸氣在通路145中的氣流內冷卻以形成氣溶膠,該氣溶膠然后通過煙嘴開口110被抽吸到用戶的口中。
80.圖2是根據實施方案的示例性筒100的示意性橫截面。筒100具有外部殼體105,該外部殼體從口端101延伸到與口端101相對的連接端115。外部殼體105包括煙嘴102,該煙嘴限定煙嘴開口110。保持液體氣溶膠形成基材131的液體存儲隔室103被設置在殼體105內。液體存儲隔室103具有第一部分130和第二部分135。液體存儲隔室103可進一步由上部存儲隔室殼體137、加熱器托架134和端蓋138限定。包括流體可滲透加熱元件122的加熱器組件120被保持在加熱器托架134中。由屏障層125分離的保持材料136和傳輸材料124被設置在液體存儲隔室103的第二部分135中,使得傳輸材料124鄰接加熱器組件120。保持材料136被布置成在將屏障層125加熱到其閾值溫度時將液體傳送到傳輸材料124。
81.液體存儲隔室103的第一部分130中的液體可通過加熱器組件120的任一側上的液體通道133行進到液體存儲隔室103的第二部分135。在此實例中示出了兩個通道以提供對稱結構,但是僅一個通道是必需的。通道133是限定在上部存儲隔室殼體137與加熱器托架134之間的封閉液體流動路徑。
82.流體可滲透加熱元件122是大致平面的,并且在傳輸材料124和氣流通路140之間鄰近傳輸材料124布置。傳輸材料124的第一表面面向屏障層125,并且與第一表面相對的第二表面與流體可滲透加熱元件122接觸。一旦屏障層125達到其閾值溫度并變得液體可滲透(例如,變得親水或降解),傳輸材料124的第一表面就可能與高保持材料136流體連通。
83.流體可滲透加熱元件122可形成氣流通路140的底壁。加熱器托架134和上部存儲隔室殼體137的表面可以分別形成氣流通路140的側壁和頂壁。氣流通路145的豎直部分穿過液體存儲隔室的第一部分130朝向煙嘴開口110延伸。
84.圖2的布置僅是用于氣溶膠生成系統的筒的一個非限制性實例。其他布置是可能的。例如,流體可滲透加熱元件、傳輸材料和保持材料可以不同順序排列,而不偏離本發明的方面。
85.圖3示出了氣溶膠生成系統2的替代布置,該氣溶膠生成系統包括管狀或圓柱形的加熱器組件220和液體存儲隔室203。類似于圖1所示的系統,氣溶膠生成系統2包括兩個主要部件,筒200和基礎單元300。筒200從口端201延伸到連接端215。筒200可移除地連接到基礎單元300的對應連接端315?;A單元300如圖1所示。氣溶膠生成系統2可以是便攜式的,并且可具有相當于常規吸煙制品(諸如雪茄或香煙)的尺寸。
86.筒200包括殼體205,該殼體包含加熱器組件220和液體存儲隔室203。加熱器組件220包括流體可滲透加熱元件222。在圖3所示的實例中,加熱元件222和液體存儲隔室203是圓柱形且同軸的,使得液體存儲隔室203至少部分地圍繞加熱元件222。液體氣溶膠形成基材131被保持在液體存儲隔室203中。
87.筒200還包括高保持材料236、屏障層225和傳輸材料224。在所示的實例中,高保持材料236鄰近液體存儲隔室203布置,并且屏障層225鄰近高保持材料236布置,并且在高保持材料236和傳輸材料224之間。所示的每個元件都可以是圓柱形或管狀的。每個元件都可以彼此同軸。
88.一旦屏障層225被移除或使其可滲透,加熱元件222就被布置成經由傳輸材料224從液體存儲隔室203和高保持材料236接收液體。
89.筒可以備選地在沒有液體存儲隔室203的情況下制備,在這種情況下,可以將液體氣溶膠形成基材131儲存在高保持材料236中。在不包括液體存儲隔室203的實施方案中,液體氣溶膠形成基材131的量以及因此可得自裝置的抽吸次數可能比來自包括液體存儲隔室203的裝置更小。
90.筒也可以備選地在沒有傳輸材料224的情況下制備,在這種情況下,屏障層225可被布置成鄰近或緊鄰(例如,接觸)加熱元件222。
91.在一些實施方案中,在沒有液體存儲隔室203和傳輸材料224的情況下制備筒。
92.加熱元件222在其中心處形成空腔,以促進氣流。氣流通路240、245從在殼體205的一側上形成的空氣入口250穿過筒200,穿過加熱元件222的中心空腔延伸到在殼體205的口端201處形成的煙嘴開口210。煙嘴可被布置在筒200的與連接端215相對的口端201處。
93.系統2被配置為以與針對圖1和圖2的系統1所解釋的類似的方式使用。
94.圖4a和圖4b是根據本公開的方面的液體存儲單元30的示意圖。液體存儲單元30可以被容納在例如筒100、200內,該筒可與氣溶膠生成系統1、2的基礎單元300聯接,諸如在圖1和圖3中所示的那些。
95.如圖4a所示,液體供應系統30包括包含液體氣溶膠形成基材131的高保持材料136,以及被布置成與氣溶膠生成系統1的加熱器組件120接觸的傳輸材料124。高保持材料136至少在一側被屏障層125覆蓋,該屏障層對液體氣溶膠形成基材131不可滲透,并阻止液體氣溶膠形成基材131到達傳輸材料124(步驟a)。然而,當對屏障層125施加熱量(步驟b),使其溫度達到預定閾值溫度(例如,達到60℃或更高的溫度)時,屏障層125降解,從而允許液體從高保持材料136傳到傳輸材料124(步驟c)。
96.圖4b示出了液體供應系統30,其包括包含液體氣溶膠形成基材131的高保持材料136;傳輸材料124;以及屏障層125,該屏障層包括具有與傳輸材料124的材料共價鍵合的疏水基團的疏水官能化。在備選實施方案中,疏水基團可以鍵合到高保持材料136。在預定閾值溫度以下,屏障層125保持疏水(步驟a)。然而,當對屏障層125施加熱量(步驟b),使其溫度達到預定閾值溫度(例如,達到60℃或更高的溫度)時,屏障層125的疏水基團降解或變得親水,從而允許液體從高保持材料136傳到傳輸材料124(步驟c)。
97.在不脫離本發明的范圍和精神的情況下,本發明的各種修改和變化對于所屬領域的技術人員來說將是顯而易見的。盡管已經結合特定優選實施方案來描述本發明,但應理解,如所要求的本發明不應不恰當地限于此類特定實施方案。實際上,機械技術、電氣技術
以及氣溶膠生成制品制造或有關領域的技術人員顯而易見的用于實施本發明的所描述模式的各種修改旨在屬于所附權利要求書的范圍內。
再多了解一些
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