CN104968225A - 用于非易燃吸烟制品的气雾剂的功能化的方法、组分和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于传递气雾剂形成组分和单独的功能组分以产生功能化的气雾剂蒸气的装置和方法,所述功能化气雾剂蒸气模仿吸传统的基于烟草的吸烟制品所体验的主流烟气的感官特征和性能。所述装置包括:气雾剂形成液体,其适于将气雾剂形成液体传递给加热设备;下游室或区,其容纳功能化组分,所述功能化组分包括诸如味道、香味和/或尼古丁传递成分的一种或多种感官成分。所述方法包括从气雾剂形成液体产生气雾剂并且通过将所述气雾剂施加至基体以功能化气雾剂,从而用于传输、传递或施加一种或多种感官特性。
Description
技术领域
本发明涉及用于产生模仿传统的基于烟草的吸烟制品产生的主流烟气的感官特征和性能的功能化气雾剂的方法、组分和装置。
背景技术
电子烟是燃烧烟草产品以产生吸气用主流烟气的传统吸烟制品的流行的替代品。与传统的基于烟草的吸烟制品不同,电子烟产生大体模仿传统的基于烟草的吸烟制品的主流烟气的、基于气雾剂的吸气用蒸气。然而,一般认为,电子烟所产生的基于气雾剂的蒸气不能实现与传统吸烟制品相同“质量”的体验。申请人发现,这种体验“质量”的不足至少部分起因于使用复合气雾剂形成液体溶液来产生基于气雾剂的蒸气。更特别地,复合气雾剂形成液体溶液包括气雾剂形成液体和一个或多个味道、香味或尼古丁传递组分。此外,人们认为,使用这种复合气雾剂形成液体溶液可以导致化学或药理学不兼容成分的形成。而且,人们认为,复合气雾剂形成液体溶液的各种成分之间的相互作用可能引起化学、药理学和/或热的不稳定性,这继而会导致颗粒沉淀、气雾剂加热元件的污染或溶液的化学降解,以及对气雾剂蒸气传送的其他约束。这些缺点中的每一个危及电子烟产生的基于气雾剂的蒸气的感官性能和质量。因此,期望提供一种改进的方法、组分和装置,其用于产生具有提高的感官特征和性能的功能化气雾剂,更接近地模仿传统的基于烟草的吸烟制品的主流烟气提供的吸烟体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于产生功能化气雾剂蒸气的方法、组分和装置,功能化气雾剂蒸气模仿用户吸传统的基于烟草的吸烟制品所体验的主流烟气的感官特征和性能。
本发明的另一目的在于提供包括两步过程以形成功能化气雾剂蒸气的方法。过程的第一步包括产生从气雾剂形成液体产生气雾剂。过程的第二步包括通过将气雾剂施加至基底以功能化气雾剂,从而将诸如味道、香味和/或尼古丁的一个或多个感官特性传送、传递或施加至气雾剂。
本发明的又一目的是提供一种方法,其中产生气雾剂的第一步包括提供最佳的气雾剂颗粒尺寸分布以用于期望的香味、味道和/或尼古丁传递特性,该期望的香味、味道和/或尼古丁传递特性随后在过程的第二步中被施加至气雾剂。
本发明的又一目的是提供一种方法,其中过程的第一步包括产生气雾剂,该气雾剂具有用于在本发明方法的第二步期间为气雾剂优化味道、香味和/或尼古丁传递性能的特性。例如,气雾剂形成液体可以包括诸如水的辅料,其形成具有用于在过程的第二步期间激活放热或吸热反应的特性的气雾剂。
本发明的又一目的是提供一种方法,其中,气雾剂蒸气压用作在过程的第二步期间传送、传递或施加味道、香味和/或尼古丁特性的机制。
本发明的另一目的是提供一种形成气雾剂的组分和单独的功能组分,以产生功能化的气雾剂蒸气,其模仿吸传统的基于烟草的吸烟制品所体验的主流烟气的感官特征和性能。例如,形成气雾剂的组分可以包括乙醇、丙三醇、丙二醇、聚乙二醇、水或其混合物。功能组分可以包括诸如味道、香味、和/或尼古丁传递成分的一种或多种感官成分。例如,功能组分可以包括具有味道和/或尼古丁传递成分的溶液或分散体。可替代地,功能组分可以包括封装的味道和/或香味传递成分。此外,功能组分可以包括具有味道、香味和/或尼古丁传递成分的凝胶。
根据本发明的另一方面,味道、香味和/或尼古丁组分可以包括诸如乙醇的蒸气压调节剂。
本发明的又一目的是提供一种用于产生模仿吸传统的基于烟草的吸烟制品所体验的主流烟气的感官特征和性能的功能化气雾剂蒸气的装置。在一个实施例中,所述装置包括容纳气雾剂形成液体的第一室或第一区,其适于将气雾剂形成液体传递给加热设备。该装置还包括容纳功能组分的下游室或下游区,功能组分包括诸如味道、香味和/或尼古丁传递成分的一种或多种感官成分。
根据本发明的另一目的,所述装置可以包括吸嘴件附近的功能成分插入物。例如,所述装置可以包括吸嘴件附近的、被设计为传递与传统烟相同数量的喷烟的一次性香味插入物。可以理解,这种插入物也可以适合于传递诸如味道或尼古丁传递的任意其他感官性能的传递。
本发明的另一目的是简化电子烟制造期间调味容器的填充,因此提高制造能力,因为具有专用于调味和非调味配方的填充站是较容易的。
本发明的另一目的是提供具有分立容器的电子吸烟制品,所述分立容器用于气雾剂形成液体溶液以及味道、香味和/或尼古丁溶液以延长相应溶液的保质期以及电子烟雾化器加热元件的工作寿命。
附图说明
图1是电子烟中使用的香味插入物的方框图。
图2是示出形成并随后被调味的非调味气雾剂的方框图。
图3是包括香味插入物的电子烟的分解等距视图。
图4是根据本发明的用于电子烟的插入物的一个实施例的流程图。
图5-18是根据本发明的用于电子烟的插入物的多个实施例的流程图。
具体实施方式
根据本发明的一个方面,使用两步过程形成具有适合于使用电子烟传递的具有感官特性的气雾剂。在过程的第一步,由位于电子烟的第一室或第一区的非调味配方形成气雾剂。本发明中可以使用任意的气雾剂形成机制(例如热的、机械的、压电的)。然后,将适合于将期望的感官特性传送给气雾剂的携带味道、香味和/或尼古丁的基体施加给气雾剂。在该步骤中,高蒸气压溶剂中的味道、香味和/或尼古丁传递成分在离开电子烟吸嘴件之前被释放进入气雾剂。如下简图示出这两步过程,其中,使用香味插入物将香味传递给电子烟气雾剂。
电子烟中的非调味气雾剂的形成可以包括任意已知的喷雾器机制。例如,超声波喷雾(利用振动并产生高频超声波以引起液体配方的振动和雾化的压电元件)、电喷雾(利用在与气雾剂形成材料直接接触的高表面组件上建立的加热元件)、或者通过使气雾剂溶液通过小的文丘里管注射通道的喷射雾化。通常,气雾剂的特性取决于气雾剂形成液体的流变学和热力学特性以及喷雾机制。由于喷雾过程中气雾剂形成材料的物化应力(即热降解、剪切诱导相分离等),当液体被雾化时可能会影响气雾剂的特性和传递一致性。如果被影响的气雾剂材料成分是传入感觉器官的,那么这就会与气雾剂质量非常相关。例如,在热喷雾时尼古丁可能被降解;薄荷和其他疏水的味道材料可能由于与亲水的气雾剂形成配方不相容而沉淀。在其他情况下,期望的感官材料(即薄荷、烟草提取物等)可能不溶于在传递可接受的气雾剂的合适的粘度和/或表面张力下的气雾剂形成液体,因此限制了传递至感觉器官的量。此外,由于(在气雾剂形成过程中不存在的)感官材料不会影响粘度和表面张力,可以运用这种策略改进气雾剂传递的一致性。这些材料变量影响气雾剂的颗粒尺寸分布。在调味之前具有气雾剂形成过程确保气雾剂的一致性,特别地,当期望通过离开电子烟的吸嘴件的气雾剂传递一致的尼古丁量时。
其中,对电子烟制造商有吸引力的是:位于第一室或第一区中的、适于形成具有颗粒尺寸分布并传递期望的用户体验的、并且后续可以进一步被处理以用于感官传递的非调味气雾剂配方。适于本发明的基础气雾剂配方包括气雾剂形成材料、蒸气压调节剂、缓冲剂、盐、成核位置结构、表面活性剂、防腐剂和辅料。此外,形成非调味气雾剂配方的任何成分都可用于化学触发位于喷雾器下游的其他成分。例如,水可以用于激活位于下游插入物中的盐的放热或吸热反应,从而引起热交换以加热可升华的材料插入物或者改变可传递的气雾剂的颗粒尺寸分布。非调味的气雾剂形成配方的非限制性示例包含在以下表I中。
表I:气雾剂配方
感官的功能化配方
如下实施例给出适用于本发明以改变所传递的气雾剂的感官特性的携带味道、香味和/或尼古丁的基体配方。这些配方可以是液体、分散体、凝胶、封装香味、纤维或者允许与非调味气雾剂流密切接触的任意其他形式和形状。这些配方可以具有高蒸气压以允许最大化它们对于气雾剂流的香味贡献。下文给出可以包含在电子烟中的功能化配方的示意性示例。
香味传递
当配方是液态时,该实施例中的主要配方成分包括香味、蒸气压调节剂、防腐剂和辅料。这些配方也可以包含其他成分以进一步改进被传递的气雾剂流,例如表面活性剂、成核位置、缓冲剂等。表II示出针对溶液、分散体、封装和凝胶配方物理形式的非限制性示例。这些配方可以包含最终的气雾剂传递规范所要求的尼古丁。
表II:功能化配方
低溶解性/疏水性感官香味传递
当感官材料的溶解性低时,会限制气雾剂相容配方中的用感官察觉的量。通过将感官察觉物置于气雾剂的下游形成电子烟的一部分,可以形成具有高浓度的被传递感官察觉物的配方,因为它们不会被在气雾剂形成配方中的低溶解性所限制。在该实施例中,配方成分可以包括香味、蒸气压调节剂、防腐剂和辅料。这些配方也可以包含其他成分以进一步改善被传递的气雾剂流,例如表面活性剂、成核位置、缓冲剂等。下表给出液体、溶液和分散体的非限制性示例。
表III:功能化配方
低溶解性/疏水性感官香味传递
A.化学/热气雾剂传递激活
因为在本发明的实践中,使用具有不同的配方的两个或多个室、隔间或区,所以本发明也使得源于它们的不同本性的有益效果能够获得气雾剂传递的进一步改进。这些改进包括以上表I、II和III所公开的实施例。下面说明两种具体情况:
1.化学平衡或化学反应激活
根据该实施例,非调味的配方可以包括可以与包含在下游功能化配方中的另一化学成分反应或者影响包含在下游功能化配方中的另一化学成分的化学成分。例如,按照酸/碱理论,已知溶液中的尼古丁处于化学平衡。因此,非调味气雾剂携带的酸或碱成分(例如乙酸、柠檬酸等缓冲剂)可以用于控制最终传递的气雾剂中的尼古丁的离子化。其中,根据该实施例,可以改进尼古丁传递的一致性。此外,如果反应物在传递之前保持分离直到在气雾剂蒸气中混合,易碎的调料和味道成分可以原位形成。
2.热激活
非调味配方中包含的化学成分可以与包含在下游配方中的其他化学成分反应以放热地或吸热地改变气雾剂的温度。例如,非调味气雾剂中的水可以与电子烟的下游部分的盐荚(salt pod)反应以释放水合热,即CuSO4等。这种热可以用于帮助电子烟下游部分感官察觉物的升华。另一示例是利用吸热反应,即NH4Cl等。这将允许在气雾剂蒸气形成之后冷却气雾剂蒸气,因此改善了气雾剂颗粒尺寸分布的传递一致性。
图2进一步示出这种概念,借此,非调味气雾剂形成在气雾剂形成容器中,其中,气雾剂形成液体与加热元件接触。随着气雾剂向下游移动并且与调味插入物相互作用,气雾剂变成调味的。虽然图2的草图示出单独的电子烟的主要部件,但是可以理解,只要香味插入物如箭头所示的布置在气雾剂容器的下游,电池、气雾剂容器和/或香味插入物的任意组合就可以彼此物理集成。
这种概念将气雾剂形成与味道、香味和/或尼古丁传递分离。因此,气雾剂通过如下改善:当与电子烟的加热元件接触时去除由气雾剂形成液体配方和包含在香味插入物中的配方的相互作用或者它的热降解/失活引起的质量、尼古丁传递和味道的任何退化。
此外,插入物中的香味配方可以使用广泛的材料制作,例如普通溶液、分散体、乳剂、凝胶、乳脂、粉末、糊状物、蜡状物等。香味释放可以用热的、化学的、溶解的、蒸气压驱动的、湿的、电的等方式发生。插入物可以使用不同香味基体中的一种或者其组合来制作,例如表面涂层、可溶解基体、封装香味、芯吸网、涂层网等。
虽然,这种概念基于气雾剂流体动力学,但是可以通过将加热元件置于插入物中以控制香味的释放来进一步加强。
以下在图3中示出的本发明的装置的实施例除了包括位于吸嘴端之前的涂覆有烟草提取物的过滤纸插入物以外,还包括装载有乙二醇/水溶液的雾化盒。在这种构造下传送的气雾剂品起来像‘烟草味的气雾剂’。通过另外的示例,可以使用香草味的插入物将香草味的香味传送给气雾剂。
下图中显示的草图示出用于本发明的实践的建议插入物的多个实施例。这些实施例是非限制性的,并且可以理解,本发明可以包含这些实施例中的一个或多个的组合。
填充香味配方的嵌入式涂层纤维或中空纤维的多孔基体
图4示出本发明的包含嵌入式纤维的多孔基体中的香味配方的实施例。香味可以涂覆在包含在中空纤维内的纤维上。根据该实施例,香味迁移进入气雾剂流以对气雾剂流进行调味。它可以被电激活或者通过溶解香味载体激活。类似的释放机构可以应用至下述的多个其他实施例。
单/多层屏网插入物,其中所述屏网如涂层纤维、封装纤维等那样携带香味
图5示出本发明的包括嵌入在单层或多层屏网中以传递至非调味气雾剂蒸气的香味的实施例。根据该实施例,例如,封装香味的释放可以通过非调味气雾剂配方中的水/乙二醇激活。
由易蚀材料或者任意前述香味载体形成的编织或非编织网或片
图6示出本发明的包括网的实施例,所述网被制作为使得香味在与非调味气雾剂相互作用时被释放。
(一个或多个)扩散性的和/或易蚀的盘
图7示出本发明的包括扩散性的或易蚀的盘的实施例,所述盘包含功能化配方。例如,所述盘可以在吸湿性基体中用香味配制,吸湿性基体在吸气过程中会腐蚀。
具有涂层高区域或网状结构的线圈包覆插入物
图8示出本发明的包括具有涂层区域或网状结构的线圈包覆插入物的实施例。这种设计的目的是最大化非调味气雾剂和调味插入物之间的有效相互作用。这种设计也适用于本文所述的几个实施例。
多孔薄膜或开孔泡沫/海绵
图9示出本发明的包括多孔薄膜或开孔泡沫/海绵结构的使用的实施例。多孔薄膜可以由纤维素或者适用于携带香味/尼古丁的任意其他高吸收材料制成。图3所示的烟草提取物嵌入材料朝向其吸嘴端放置的电子烟是该设计的一个实施例。
折扇状的调味涂覆插入物
图10示出本发明的包括折扇状调味涂覆插入物的实施例。除了针对非调味气雾剂和调味插入物最大化有效作用面积以外,这种折扇状设计得益于文丘里管加速以将香味驱动至气雾剂流。
三维调味涂覆插入物
图11示出本发明的包括配置的调味涂覆插入物的实施例。除了固体插入物容易构造以外,这种插入物还可以由易蚀香味/尼古丁基体制造。可以使用一个或多个流动路径来控制流体动态并且最大化非调味气雾剂对调味插入物的冲击能量。
管束
图12示出本发明的包括管束的实施例,所述管束包含在压差、温度和电激活下可释放的香味/尼古丁。吸气也可以是释放香味的力。
蜂窝插入物中的香味/尼古丁涂覆通道
图13示出本发明的包括具有香味/尼古丁荚的蜂窝单元结构。可以通过分布在蜂窝单元中的不同的释放速率得到释放的控制。这种通过改变调味插入物上的激活速率来控制香味释放速率的概念适用于本发明的其他实施例。
通过吸气释放香味-I
图14示出本发明的包括胶囊的实施例,所述胶囊包含香味/尼古丁并且在吸气压力下释放其负载。这种方法可以作为关/开调味选择来改变香味。虽然图14示出非调味气雾剂流的调味,但是它也适用于改变调味气雾剂的调味。这种插入物可以连续地使用。这些概念也适用于下面的针对通过吸气或通过物理压碎来释放香味的实施例。
通过吸气或物理压碎释放香味-II
图15示出本发明的包括香味插入物的实施例,所述香味插入物可以在吸气压力下或者通过物理压碎被打破以将香味释放进入气雾剂流。
香味释放非网袋/网袋
图16示出本发明的包括袋的实施例,所述袋具有非编织敏感材料的非编织网,所述非编织网通常具有在激活时能够通过烟雾的间隙。该网被压缩和束缚,在压缩时将纤维保持的压缩状态并填充间隙以防止其负载通向其外部。有效负载可以是香味、烟草提取物、尼古丁传递增强化学材料、或者期望用于调节非调味气雾剂的其他材料。该袋通过穿孔释放其负载。网可以与非调味气雾剂中的一种或多种化学成分反应或者溶解以被激活。因此,袋配方通过被保护以防使用之前与环境相互作用和彼此相互作用提供了延长保质期的有益效果。
香味释放袋
图17和18示出了本发明的包括其中包含有有效负载的袋的实施例。该负载可以是香味、烟草提取物、尼古丁、尼古丁传递增强化学材料、或者期望用于调节气雾剂感官特性的其他材料。在机械、热激发或者类似的混合机制(例如穿孔、压碎、打开阀等)下,该袋释放它的负载。因为袋配方在密封容器内,所以用户具有开/关选择以使用它调节气雾剂感官体验。该发明包括使用与气雾剂流对齐的、旋转配置中的多个袋或室,以使得用户可以在使用电子烟的过程中选择要传递的特定调味。此外,通过被保护以防止在使用之前与环境相互作用和彼此相互作用以延长保质期也是该配方的有益效果。
Claims (20)
1.一种电子烟,包括:
雾化盒;以及
电池;
其中,所述雾化盒包括乙二醇和水溶液以及被配置为将调味传递给所述雾化盒所产生的气雾剂的插入物。
2.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述调味被配置为通过与嵌入式纤维的多孔基体可操作地相关联的香味配方来传递。
3.根据权利要求2所述的电子烟,其中,所述香味配方能够被电激活。
4.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述调味被配置为通过与至少一个屏网可操作地相关联的香味配方来传递。
5.根据权利要求4所述的电子烟,其中,所述香味配方被配置为通过乙二醇和水溶液激活。
6.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述插入物包括包含功能化配方的扩散性的盘。
7.根据权利要求6所述的电子烟,其中,所述功能化配方包括被配置为在吸气期间腐蚀的吸湿性基体。
8.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述调味被配置为通过折扇状调味涂覆插入物传递。
9.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述插入物是三维调味涂覆插入物。
10.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述插入物包括易蚀的香味/尼古丁基体。
11.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述插入物包括管束。
12.根据权利要求11所述的电子烟,其中,所述调味被配置为通过压差激活从所述管束释放。
13.根据权利要求11所述的电子烟,其中,所述调味被配置为通过温度激活从所述管束释放。
14.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述插入物包括蜂窝单元结构。
15.根据权利要求14所述的电子烟,其中,所述蜂窝单元结构包括多个蜂窝单元和多个香味荚,以及其中所述多个蜂窝单元被配置为具有不同的释放速率。
16.根据权利要求1所述的电子烟,其中,所述插入物包括香料、蒸气压调节剂、防腐剂和辅料。
17.一种形成气雾剂蒸气的方法,包括:
使用电子烟中的雾化盒从气雾剂形成液体产生气雾剂;以及
通过将所述气雾剂施加至基体以功能化所述气雾剂,从而用于将一种或多种感官特性传递给所述气雾剂。
18.根据权利要求17所述的形成气雾剂的方法,其中,产生气雾剂进一步包括提供用于期望传递的感官特性的最佳的气雾剂颗粒尺寸分布。
19.根据权利要求17所述的形成气雾剂的方法,其中,所述气雾剂形成液体包括用于在所述功能化步骤期间激活化学反应的辅料。
20.根据权利要求19所述的形成气雾剂的方法,其中,所述辅料包括水溶液。
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