CN106455726B - 具有改进的穿刺构件的气溶胶生成系统 - Google Patents

具有改进的穿刺构件的气溶胶生成系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气溶胶生成系统(100)，其包括与气溶胶生成制品(104)协作的气溶胶生成装置(102)。气溶胶生成制品(104)包括：至少一个容器(108)，其容纳尼古丁源；和至少两个密封件(114、116)，其密封所述至少一个容器(108)，其中每个密封件(114、116)包括可变形材料。气溶胶生成装置(102)包括：外壳体(118)，其适于接收气溶胶生成制品(104)；和细长穿刺构件(120)，其用于刺穿密封所述一个容器(108)的至少两个密封件(114、116)。细长穿刺构件(120)包括：穿刺头(122)，其在细长穿刺构件(120)的远端处；和中空轴部分(124)，其包括至少两个孔(128、130、132)。当气溶胶生成制品(104)被接收在气溶胶生成装置(102)中时，至少一个孔(128、130、132)与至少一个容器(108)流体连通。

Description

具有改进的穿刺构件的气溶胶生成系统
技术领域
本发明涉及一种用于向使用者递送气溶胶的气溶胶生成系统，该气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置和气溶胶生成制品，特别是涉及用于向使用者递送尼古丁的这样的系统。
背景技术
包括一个或多个可重复使用部件和可消耗筒体的气溶胶生成系统在本领域中是已知的，并且气溶胶生成系统包括商业销售的电子香烟或电子蒸汽产品。这样的系统可通过使气溶胶生成液体蒸发来提供含尼古丁或香味的气溶胶。商业产品的缺点可包括例如导致不良的气溶胶剂质量的液体泄漏、液体老化或空气流变化。
发明内容
期望提供避免一个或多个这些缺点的改进的气溶胶生成系统。例如，期望存储气溶胶生成液体而不变质以向使用者递送高质量气溶胶剂。还期望提供一种用于向使用者递送尼古丁或香味的气溶胶生成系统，其中仅在使用气溶胶生成系统时才释放尼古丁或香味。本发明的目的是提供一种避免或减少已知系统的缺点的、改进的气溶胶生成系统。
本发明提供一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括与气溶胶生成制品配合的气溶胶生成装置。气溶胶生成制品包括至少一个包含尼古丁源的密封容器，其中密封容器的密封件包括可变形材料。气溶胶生成装置包括适于接收气溶胶生成制品的外壳和用于刺穿密封至少一个容器的密封件的细长穿刺构件。细长穿刺构件包括穿刺头和中空轴部分，穿刺头是在细长穿刺构件的远端处的部分，中空轴部分被构造成提供通过至少一个容器的空气流通道。中空轴部分包括至少两个孔，使得在使用中，当气溶胶生成制品被接收在气溶胶生成装置中并且穿刺构件刺穿密封该至少一个容器的密封件时，至少一个孔与所述至少一个容器流体连通。
在根据本发明的气溶胶生成系统中的细长穿刺构件具有双重功能：刺穿和提供空气流通道。因此，本发明的气溶胶生成系统提供了促进成本有效地大批量制造的益处。提供包括中空轴部分和至少两个孔的穿刺构件使得通过气溶胶生成系统的空气流能够经由穿刺构件的中空轴部分前进通过至少一个容器。另外，使用可变形材料来形成密封所述至少一个容器的密封件允许密封件在穿刺构件刺穿密封件之后围绕中空轴部分形成至少局部密封件。有利地，这限制或优选地消除了穿刺构件的外部周围的空气流，并且使通过中空轴部分的空气流最大化，因此便于向使用者递送一致的气溶胶。特别地，围绕中空轴部分形成至少局部密封件确保离开所述至少一个容器的气溶胶的大部分(如果不是全部的话)经由与所述至少一个容器流体连通的所述至少一个孔通过中空轴部分离开。
细长穿刺构件包括附接到气溶胶生成装置的近端和远离近端的远端。远端包括穿刺头并且被布置成当将气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置中时刺穿密封至少一个容器的密封件。为了便于刺穿密封件，穿刺头的远端优选地包括小于中空轴部分的横截面面积的横截面面积。在特别优选的实施例中，穿刺头的横截面面积从中空轴部分的横截面面积变窄到穿刺头的远端处的点。在一些实施例中，细长穿刺构件具有大致圆形的横截面轮廓，并且穿刺头具有大致圆锥形的形状。
如本文中参考本发明所使用的，术语“气溶胶生成系统”是指如本文进一步描述和示出的气溶胶生成制品与本文进一步描述和示出的气溶胶生成装置的组合。在系统中，制品和装置协作以产生包含尼古丁的可吸入气溶胶。优选地，根据本发明的气溶胶生成系统是肺递送系统，并且包含尼古丁的气溶胶可递送到使用者的肺。
如本文中参考本发明所使用的，术语“气溶胶生成装置”是指与气溶胶生成制品相互作用以产生包含尼古丁的气溶胶的装置，所述尼古丁可通过使用者的嘴直接吸入到使用者的肺内。气溶胶生成装置包括细长刺穿元件，并且优选地还包括电源，该电源用以加热至少一个加热器组件以便加热气溶胶生成制品，特别是用于加热尼古丁源。所述至少一个加热器组件可设置在气溶胶生成装置或气溶胶生成制品中。
如本文中参考本发明所使用的，术语“气溶胶生成制品”是指包括至少一个密封容器的制品，所述密封容器容纳尼古丁源并且能够释放挥发性化合物，所述挥发性化合物可在环境温度下或者在加热时形成包含尼古丁的气溶胶。在一些实施例中，气溶胶生成制品包括容纳尼古丁源的单个容器，并且在容器的每个端部处包括密封件。在其它实施例中，气溶胶生成制品包括两个或更多个密封容器，其中每个容器包括在容器的每个端部处由可变形材料形成的密封件。在这样的实施例中，至少一个容器容纳尼古丁源。其它容器也可容纳尼古丁源，或者它们可容纳一种或多种其它物质，诸如挥发性递送增强化合物或一种或多种香料。在包括两个或更多个容器的那些实施例中，容器顺序地布置在气溶胶生成制品内，使得当将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置中时，细长穿刺构件刺穿所有容器上的所有密封件。两个或更多个容器可布置在气溶胶生成制品内，使得容器相互邻接，或者容器可间隔开。
如在本文中所使用的那样，术语“可变形材料”是指这样的材料：在对所述材料施加力时，所述材料经历塑性或弹性变形，并且同时在施加中等力以将气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置中时，所述材料可被细长穿刺构件刺穿。有利地，可变形材料在被刺穿之后可围绕细长穿刺构件的中空轴部分形成至少局部密封件。与适用于在本发明中形成密封件的可变形材料相反，脆性材料是刚性的，并且在对材料施加力时将撕裂、破裂或破碎。
可变形材料优选具有小于约10GPa，更优选小于约8GPa，最优选小于约5GPa的杨氏模量。另外或可选地，可变形材料优选具有至少约0.01GPa，更优选至少约0.1GPa，最优选至少约1GPa的杨氏模量。可变形材料的杨氏模量可在约0.01和约10GPa之间，优选在约0.1和约8GPa之间，最优选在约1和约5GPa之间。特别是在当刺穿气溶胶生成制品或制品的容器上的密封件时通常遇到的相对低的应变下，具有在这些范围内的杨氏模量的材料表现出高度的弹性。因此，在穿刺头已经刺穿密封件之后，具有在这些范围内的杨氏模量的可变形材料提供围绕穿刺构件的中空轴部分的密封件的最佳再密封。同时，具有在这些范围内的杨氏模量的可变形材料表现出足够的刚性，以使得细长穿刺构件的穿刺头能够刺穿密封件。如果使用杨氏模量值太低的材料来形成密封件，则材料对用于本发明中而言可能弹性太大，使得在通过穿刺构件施加力时，密封件将变形而不刺穿。
除非另有说明，本文所述的杨氏模量的值根据ASTM E111-04测量。
用于形成密封件的合适的可变形材料包括聚合材料，诸如橡胶和塑料。例如，合适的可变形材料包括天然橡胶、合成橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯三氟乙烯、氟化乙烯丙烯，丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、以及这些材料的混合物。可变形材料还可形成为这些材料的一层或多层的层压件。
为了易于制造，密封件优选地形成为止挡件，每个止挡件包括端面和从端面围绕端面的周边延伸的凸缘。在这种情况下，每个容器优选地包括容纳尼古丁源或其它挥发性化合物源的管状部分和在管状部分的每个端部插入的止挡件。每个止挡件上的凸缘提供与管状部分的内表面的密封过盈配合。在将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置期间，细长穿刺构件刺穿每个止挡件的端面，因此破开密封件。有利地，呈止挡件形式的密封件可使用成本有效的大批量制造工艺来制造，并且它们简化了容器的构造。
优选地，密封每个容器的密封件提供气密密封。术语“气密密封”用于指密封容器，其中在密封件保持完整的2个星期期间，容器的烘箱挥发物含量变化不超过容器总内容物的约4重量％。优选地，在2个星期期间，容器的烘箱挥发物含量变化不超过容器总内容物的约2重量％。术语“烘箱挥发物”是指容器的挥发性内容物，并且容器内的烘箱挥发物的总重量可被测量为当容器的内容物在强制通风烘箱中在调节至100℃的温度下被干燥持续三小时的质量减轻量。
为了便于围绕穿刺构件的中空轴部分的可变形材料的完全再密封，穿刺头的最大直径优选小于或等于中空轴部分的最大直径。这种布置确保穿刺头在密封件中不形成大于中空轴部分的最大直径的孔。因此，在已经刺穿密封件并且已经将气溶胶生成制品完全插入到气溶胶生成装置中之后，需要可变形材料的最小收缩或无收缩来重新密封围绕穿刺构件的中空轴部分的密封件。此外，提供具有小于或等于中空轴部分的最大直径的最大直径的穿刺头有助于将整个穿刺构件作为单件制造。
中空轴部分和穿刺头优选地具有在大约1mm和大约3mm之间，更优选地在大约1.5mm和大约2.5mm之间的最大直径。在优选实施例中，最大直径为约2mm。
在一些实施例中，穿刺构件的中空轴部分包括管状部分，并且至少两个孔包括设置在管状部分中的至少两个孔。可在没有任何孔的情况下形成管状部分，并且可在随后的制造工艺(例如冲孔、钻孔、铣削或激光切割)中将孔加工到管状部分中。或者，孔可在形成管状部分时一体地形成。例如，管状部分可被模制或铸造成包括孔。
在替代实施例中，穿刺构件的中空轴部分可由包括两个或更多个孔的材料形成，而不需要提供用于形成孔的专用成形工艺。例如，中空轴部分可形成为编织管，其中重叠编织物之间的间隙为编织管提供天然孔隙，使得间隙在中空轴部分中形成多个孔。由编织管形成中空轴部分因此不需要提供用于在中空轴部分中形成孔的单独的工艺。优选地，编织管由约3个或更多个单独的编织物形成。另外或可选地，编织管由少于约13个单独的编织物形成。最优选地，编织管由约3至约5个单独的编织物形成。
用于形成细长穿刺构件的合适材料包括金属和金属合金，诸如铝、钢、青铜、铁和黄铜。或者，细长穿刺构件可由复合材料形成，例如碳纤维增强环氧树脂、玻璃纤维复合材料和芳族聚酰胺复合材料。其它合适的材料包括硬质塑料，例如高密度聚乙烯和超高密度聚乙烯。
为了提供通过气溶胶生成系统的定向且一致的空气流，气溶胶生成系统优选地包括至少一个空气入口和至少一个空气出口，其中当气溶胶生成制品被接收在气溶胶生成装置中时，所述至少一个空气入口在所述至少一个容器的上游，并且所述至少一个空气出口在所述至少一个容器的下游。在这样的实施例中，所述至少一个空气入口和所述至少一个空气出口因此布置成限定从所述至少一个空气入口经由中空轴部分通过所述至少一个容器延伸到所述至少一个空气出口的空气流动路径。这优化了通过至少一个容器的空气流，并且因此允许将含尼古丁的气溶胶最佳地递送给使用者。
如在本文中所使用的那样，术语“空气入口”用于描述空气可被通过其抽吸到气溶胶生成系统中的一个或多个开口。
如本文中所使用，术语“空气出口”用于描述空气可通过其被抽出所述气溶胶生成系统的一或多个孔。
为了促进尼古丁的递送，气溶胶生成制品任选地包含至少一个另外的容器，所述至少一个另外的容器包含挥发性递送增强化合物源。在这样的实施例中，尼古丁和挥发性递送增强化合物优选形成在气溶胶生成系统内彼此反应的蒸汽，以形成递送给使用者的含尼古丁盐的气溶胶。合适的挥发性递送增强化合物是本领域已知的，并且包括WO 2008/121610中描述的那些。
为了防止尼古丁与挥发性递送增强化合物的过早反应，将尼古丁源和递送增强化合物源分别储存在气溶胶生成制品内。因此，在一些实施例中，至少一个容器包括容纳尼古丁源的第一容器和容纳挥发性递送增强化合物源的第二容器。至少两个密封件包括密封第一容器的第一密封件和第二密封件以及密封第二容器的第三密封件和第四密封件，其中密封件由可变形材料形成。含有挥发性传输增强化合物源的第二容器可位于含有尼古丁源的第一容器的上游或下游。
在一些实施例中，气溶胶生成制品包括容纳香料源的容器。容纳香料源的容器可代替容纳挥发性递送增强化合物源的第二容器，或者容纳香料源的容器可为除了含有挥发性递送增强化合物源的第二容器之外的第三容器。合适的香料在本领域中是已知的。
在替代实施例中，气溶胶生成制品可包括两个或更多个容器，其中至少一个容器含有尼古丁源，而其它容器含有尼古丁源和香料源中的至少一种。通过提供一系列不同的制品，每个制品容纳不同数量的含有尼古丁或香料的容器，或者通过提供其中使用者可插入或移除含有尼古丁或香料的容器的制品，可向使用者提供吸烟体验的持续时间或强度的选择、或者加香料的或未加香料的吸烟体验的选择、或者关于两者的选择。
如在本文中所使用的那样，术语“上游”、“下游”以及“远侧”和“近侧”用于针对在其使用期间被抽吸通过根据本发明的气溶胶生成制品、气溶胶生成装置和气溶胶生成系统的空气的方向，描述气溶胶生成制品、气溶胶生成装置和气溶胶生成系统的部件或部件的多个部分的相对位置。将理解到的是，在被用于描述细长穿刺构件的部件的相对位置时，使用术语“远侧”和“近侧”，使得穿刺头位于远侧“自由”端，以及近侧“固定”端连接至装置。
如在本文中所使用的那样，术语“纵向”用于描述气溶胶生成制品或气溶胶生成装置的下游端和相对的上游端之间的方向，术语“横向”用于描述垂直于纵向方向的方向。
气溶胶生成制品的上游端和下游端相对于当使用者在气溶胶生成制品的下游或嘴端吸气时的空气流被定义。空气在上游端被吸入气溶胶生成制品中，向下游通过气溶胶生成制品并且在下游端离开气溶胶生成制品。
在包括两个或更多个密封容器的那些实施例中，容器优选地从气溶胶生成系统内的空气入口到空气出口串联布置。将容器串联布置有利地有利于用单个细长穿刺构件刺穿所有容器上的密封件。
如在本文中所使用的那样，“串联”是指将容器布置在气溶胶生成制品内，使得在使用中通过气溶胶生成制品吸入的空气流依次通过每个容器。在包括容纳挥发性递送增强化合物源的容器的那些实施方案中，递送增强化合物蒸汽从挥发性递送增强化合物源释放，并且尼古丁蒸汽从尼古丁源被释放，并且两种蒸汽进入通过气溶胶生成系统吸入的空气流中。递送增强化合物蒸汽与气相的尼古丁蒸汽反应以形成气溶胶，气溶胶被递送给使用者。
在包括两个或更多个容器的那些实施例中，容器可相互邻接。或者，容器可间隔开。容器的容积可相同或者容器的容积可不同。
当气溶胶生成制品完全被接收在气溶胶生成装置内时，细长穿刺构件优选地包括：至少第一孔，其位于至少一个容器内；和至少第二孔，其位于至少一个容器下游并且与所述至少一个空气出口流体连通，其中所述至少第一孔经由中空轴部分与所述至少第二孔流体连通。这种布置允许来自所述至少一个容器内的蒸汽经由所述至少第一孔进入所述中空轴部分内的空气流，并且含有蒸汽的空气流经由所述至少第二孔离开中空轴部分到所述至少一个空气出口中。在包括两个或更多个容器的那些实施例中，中空轴部分优选地包括：至少一个孔，其位于每个容器；和至少第二孔，其位于容器下游并且与至少一个空气出口流体连通。为了优化通过系统的空气流，中空轴部分优选包括位于每个容器内的至少两个孔。另外或可选地，中空轴部分优选地包括至少两个孔，所述至少两个孔在所述至少一个容器的下游并且与所述至少一个空气出口流体连通。
除了位于所述至少一个容器下游的中空轴部分中并且与所述至少一个出口流体连通的至少一个孔之外，或者作为空心轴部分中的这种孔的替代，穿刺头还可包括与中空轴部分内部的空气流通道流体连通的孔。然而，优选地，穿刺头不包括任何孔，因为当将气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置中时，穿刺头中的孔可能被密封件的部分阻塞。
在上述任何实施例中，每个容器可包括管状多孔元件。优选地，尼古丁、挥发性递送增强化合物、香料或其它挥发性化合物吸附在管状多孔元件上。
优选地，管状多孔元件的纵向长度小于密封容器的纵向长度。管状多孔元件优选位于密封容器的上游端。当气溶胶生成制品被接收在气溶胶生成装置中时，与密封容器流体连通的至少一个孔优选地邻近没有管状多孔元件的密封容器的下游部分。
如本文所用，“吸附”是指尼古丁、挥发性递送增强化合物、香料或其它挥发性化合物吸附在管状多孔元件的表面上或被吸入管状多孔元件中，或吸附在管状多孔元件上并且被吸入管状多孔元件中两者。
管状多孔元件的内径优选在约2mm和约5mm之间，更优选在约2.5mm和约3.5mm之间。在优选实施例中，管状多孔元件的内径为约3mm。
管状多孔元件优选地具有在约7.5mm和约15mm之间，更优选地在约9mm和约11mm之间的纵向长度，并且在优选实施例中，管状多孔元件具有约10mm的纵向长度。
管状多孔元件可为中空筒体。中空筒体优选为直圆形中空筒体。管状多孔元件优选地具有这样的直径，使得当气溶胶生成制品被接收在气溶胶生成装置中时，中空轴部分在管状多孔元件内形成过盈配合。
在上述任何实施例中，气溶胶生成系统可包括至少一个另外的元件。气溶胶生成系统还可包括一个、两个、三个、四个、五个或更多个另外的元件。所述另一元件可为以下中的任一种：过滤元件；附加容器；气溶胶形成室；和中空管。在优选实施例中，另一元件包括嘴件。嘴件可在使用前在一端或两端处密封。
嘴件可包含任何合适的材料或材料组合。合适的材料的示例包括适合于食品或药物应用的热塑性塑料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。
嘴件可形成气溶胶生成制品的一部分，气溶胶生成装置的一部分，或者嘴件可单独地形成并且被构造成附接到气溶胶生成制品和气溶胶生成装置中的至少一个。在优选实施例中，嘴件形成气溶胶生成制品的一部分或者可附接到气溶胶生成制品，使得使用者可使用嘴件作为推动装置以将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置中。以这种方式，消除了使用者接触细长穿刺构件的任何风险。此外，嘴件可用作拉动装置以方便在吸烟体验完成之后从气溶胶生成装置移除气溶胶生成制品。嘴件可包括用于与气溶胶生成装置可释放地接合的装置，以在吸烟体验期间将气溶胶生成制品维持在完全插入位置。
在那些实施例中，包括嘴件，嘴件优选地形成或包括气溶胶生成系统的至少一个空气出口。
另外或可选地，气溶胶生成制品和气溶胶生成装置可各自包括引导和对准装置，所述引导和对准装置协作以确保气溶胶生成制品正确定向和插入到气溶胶生成装置中。例如，气溶胶生成制品可包括外壳，该外壳具有与气溶胶生成装置的外壳体的相应的内部横截面轮廓匹配的外部横截面轮廓。在这种情况下，匹配轮廓优选地是非旋转对称的，使得气溶胶生成制品可仅沿一个方向插入气溶胶生成装置中，并且防止气溶胶生成制品一旦被插入气溶胶生成装置中就旋转。
在优选实施例中，气溶胶生成装置的外壳包括被构造为接收气溶胶生成制品的空腔。优选地，空腔具有大于细长穿刺构件的纵向长度的纵向长度。以这种方式，穿刺构件的刺穿部分不暴露或使用者不可接近。
优选地，气溶胶生成装置的空腔基本上是筒形的。气溶胶生成装置的空腔可具有任何合适形状的横截面。例如，空腔可为大致圆形、椭圆形、三角形、正方形、菱形、梯形、五边形、六边形或八边形横截面。
优选地，气溶胶生成装置的空腔具有与待接收在空腔中的气溶胶生成制品的横截面基本相同形状的横截面。如上所述，空腔和气溶胶生成制品的横截面轮廓优选地是非旋转对称的，以确保气溶胶生成制品只能以正确的取向插入气溶胶生成装置中。
气溶胶生成系统还可包括电源、至少一个加热器和控制电路。控制电路优选地被构造为控制对至少一个加热器的功率供应，使得尼古丁和任何其它挥发性化合物充分挥发以能够产生气溶胶。
气溶胶生成系统的总体尺寸可类似于常规的发烟制品，例如香烟、雪茄、小雪茄或任何其他这样的发烟制品。
在使用中，使用者将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置的外壳中。当使用者插入气溶胶生成制品时，穿刺构件刺穿至少一个容器上的密封件。在包括两个或更多个容器的那些实施例中，穿刺构件在上游容器的上游端处刺穿密封件，穿过管状多孔元件(如果包括的话)，然后在容器的下游端刺穿密封件。然后，穿刺构件在下一个容器的上游端处刺穿密封件，穿过容器，然后在容器的下游端刺穿密封件。一旦所有容器上的所有密封件已被细长穿刺构件刺穿，则气溶胶生成制品被完全插入。每个密封件由可变形材料形成，如上所述。
在包含挥发性递送增强化合物源的那些实施例中，术语“挥发性”用于表示递送增强化合物具有至少约20Pa的蒸汽压。除非另有说明，本文中提及的所有蒸汽压力是在25℃下根据ASTM E1194-07测量的。
优选的是，挥发性递送增强化合物具有在25℃下至少约50Pa、更优选至少约75Pa、最优选至少100Pa的蒸汽压。
优选地，挥发性的递送增强化合物在25℃下具有小于或等于约400Pa、更为优选地小于或等于约300Pa、甚至更为优选地小于或等于约275Pa、最为优选地小于或等于约250Pa的蒸汽压力。
在某些实施例中，挥发性递送增强化合物可具有在25℃下约20Pa至约400Pa、更优选约20Pa至约300Pa、甚至更优选约20Pa至约275Pa、最优选约20Pa至约250Pa的蒸汽压。
在其他实施例中，挥发性递送增强化合物可具有在25℃下约50Pa至约400Pa、更优选约50Pa至约300Pa、甚至更优选约50Pa至约275Pa、最优选约50Pa至约250Pa的蒸汽压。
在进一步的实施例中，挥发性递送增强化合物可具有在25℃下约75Pa至约400Pa、更优选约75Pa至约300Pa、甚至更优选约75Pa至约275Pa、最优选约75Pa至约250Pa的蒸汽压。
在再进一步的实施例中，挥发性递送增强化合物可具有在25℃下约100Pa至约400Pa、更优选约100Pa至约300Pa、甚至更优选约100Pa至约275Pa、最优选约100Pa至约250Pa的蒸汽压。
挥发性递送增强化合物可包括单一化合物。可替代地，挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的化合物。
当挥发性递送增强化合物包含两种或更多种不同的化合物时，组合的两种或更多种不同的化合物具有在25℃下至少约20Pa的蒸汽压。
优选的是，挥发性递送增强化合物是挥发性液体。
挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的液体化合物的混合物。
挥发性递送增强化合物可包括一种或多种化合物的水性溶液。可替代地，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种化合物的非水性溶液。
挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的挥发性化合物。例如，挥发性递送增强化合物可包括两种或更多种不同的挥发性液体化合物的混合物。
可替代地，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种非挥发性化合物和一种或多种挥发性化合物。例如，挥发性递送增强化合物可包括一种或多种非挥发性化合物在挥发性溶剂中的溶液，或者一种或多种非挥发性液体化合物和一种或多种挥发性液体化合物的混合物。
递送增强化合物优选地包括酸或氯化铵。优选地，该递送增强化合物包括酸。更为优选地，该递送增强化合物包括在20℃下具有至少约5Pa的蒸汽压力的酸。优选地，该酸在20℃下具有比尼古丁大的蒸汽压力。
递送增强化合物可包括有机酸或无机酸。优选地，递送增强化合物包括有机酸。更优选地，递送增强化合物包括羧酸。最优选地，羧酸包括2氧酸。
在优选的实施方案中，2氧酸包括选自由3-甲基-2-氧代戊酸、丙酮酸、2-氧代戊酸、4-甲基-2-氧代戊酸、3-甲基-2-氧代丁酸，2-氧代辛酸及其组合组成的群的酸。在特别优选的实施例中，递送增强化合物包括丙酮酸。
在其中挥发性递送增强化合物设置在管状多孔元件上的那些实施例中，管状多孔元件优选是吸附元件，其上吸附有酸或氯化铵。
管状多孔元件可由任何合适的材料或材料的组合形成。例如，吸附元件可包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四氟乙烯(PTFE)、膨胀性聚四氟乙烯(ePTFE)和
Figure GDA0002096081110000131
中的一种或多种。
管状多孔元件可包括选自多孔塑料材料、多孔聚合物纤维和多孔玻璃纤维的一种或多种多孔材料。这一种或多种多孔材料可以是或者可以不是毛细管材料并且优选地相对于酸或氯化铵是惰性的。该特别优选的多孔材料将取决于酸或氯化铵的物理性质。这一种或多种多孔材料可具有任何适当的孔隙率以便与具有不同物理性质的酸一起使用。
合适的纤维材料包括但不限于：纤维素棉纤维、乙酸纤维素纤维和粘结聚烯烃纤维(如聚丙烯和聚乙烯纤维的混合物)。
管状多孔元件可具有任何合适的大小和形状。
该管状多孔元件的尺寸、形状和组成可被选择成允许预期量的挥发性的递送增强化合物被吸附在该管状多孔元件上。
该管状多孔元件有利地充当用于递送增强化合物的存储器。
在上述任何实施方案中，尼古丁源优选包含尼古丁、尼古丁碱、尼古丁盐或尼古丁衍生物中的一种或多种。
尼古丁源可包含天然尼古丁或合成尼古丁。尼古丁源可包含尼古丁碱、尼古丁盐(如尼古丁-盐酸、尼古丁-酒石酸氢盐、或尼古丁-双酒石酸盐)或它们的组合。
尼古丁源还可包含电解质形成化合物。电解质形成化合物可选自碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化钾(KOH)和它们的组合。
作为选择或另外，尼古丁源可还包括其它组分，这些其它组分包括但不限于天然香料、人造香料和抗氧化剂。
优选地，尼古丁源包括液体尼古丁制剂。
液体尼古丁制剂可包括纯尼古丁、尼古丁在水性溶剂或非水性溶剂中的溶液或液态烟草提取物。
液体尼古丁溶液可包括尼古丁碱、尼古丁盐(如尼古丁-盐酸、尼古丁-酒石酸氢盐、或尼古丁-双酒石酸盐)和电解质形成化合物的水性溶液。
尼古丁源可包括吸附元件和被吸附在吸附元件上的尼古丁。在优选的实施例中，所述尼古丁源包含挥发性液体尼古丁源。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式进一步描述本发明，其中图1示出根据本发明的气溶胶生成系统的实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出气溶胶生成系统100的示意图。系统100包括气溶胶生成装置102和气溶胶生成制品104。气溶胶生成制品104具有细长筒形状，并且包括：第一容器106，其包括挥发性递送增强化合物源；和第二容器108，其包含挥发性液体尼古丁源。第一容器106和第二容器108串联布置并且彼此轴向对准。第一容器106定位在气溶胶生成制品104的上游端。第二容器108定位在第一容器106的下游。在第二容器108的下游端可设置嘴件或类似物形式的另一元件(未示出)。
第一容器包括管状多孔元件109，挥发性递送增强化合物被吸附在管状多孔元件109上。该管状多孔元件的纵向长度小于第一容器106的纵向长度。该管状多孔元件位于第一容器的上游端。
气溶胶生成制品104的第一容器106和第二容器108的上游端和下游端分别通过可变形密封件110、112和114、116密封。如上所述，可变形密封件由可变形材料制成。合适的材料包括聚合物材料，例如橡胶或塑料。
气雾生成装置102包括外部壳体118，该外部壳体118具有被构造成接收气雾生成制品104的细长的圆柱形空腔。空腔的纵向长度小于制品104的长度，使得制品104的下游端从空腔突出。
该装置102还包括细长的穿刺构件120。该穿刺构件被居中地设置在该气雾生成装置的空腔内并且沿着该空腔的纵向轴线延伸。在一端处，穿刺构件120包括具有圆形基部的呈锥体形式的穿刺头122。该穿刺构件还包括具有多个孔的中空轴部分124。如可看到的，当气溶胶生成制品被接收在气溶胶生成装置内时，孔成组地设置，一组孔126在第一容器106内，三组孔128、130和132在第二容器108内。每组孔126、128、130和132包括围绕中空轴部分124的圆周布置的多个孔。在细长穿刺构件的下游端设置有一个或多个出口孔134，其中所述一个或多个更多的出口孔134位于第二容器108的下游。
空气入口(未示出)设置在气溶胶生成装置102的上游端。空气出口(未示出)设置在气溶胶生成制品104的下游端。空气入口与中空轴部分124内的空气流通道的上游端流体连通。空气出口与细长穿刺构件的下游端中的一个或多个出口孔134流体连通。
在使用中，将制品104插入装置102中。穿刺头122破开可变形的密封件110并且在密封件中产生具有近似等于穿刺头的最大直径的直径的孔。穿刺头的最大直径是形成穿刺头的圆锥的基圆的直径，并且大致等于中空轴部分的最大直径。如可看到的那样，该装置空腔的相对于制品104的外径的内径使得该制品被居中地设置在该空腔内。
然后，穿刺头与第一容器106的第二可变形密封件接合。再次，穿刺头破开可变形密封件112，并且在密封件中产生具有近似等于穿刺头的最大直径的直径的孔。可看出，穿刺头的最大直径近似等于管状多孔元件109的内径。在该阶段，穿刺头也穿过第二容器108的第一可变形密封件114，并且在密封件中产生具有近似等于穿刺头的最大直径的直径的通孔。
然后，穿刺头与第二容器的第二可变形密封件接合。再次，穿刺头破开易碎密封件116并且在密封件中形成具有近似等于穿刺头的最大直径的直径的孔。
每次穿刺头122与可变形密封件接合时，由于在密封件中产生孔，所以可变形材料变形。因此，一旦形成孔并且穿刺构件120被推动穿过孔，可变形材料收缩并且保持围绕中空轴部124的外侧的密封。
在使用中，当将气溶胶生成制品104完全插入气溶胶生成装置102中时，通过气溶胶生成系统形成由实线箭头所示的空气流通道。空气流路径从气溶胶生成制品104的上游端通过空气入口延伸到制品104的下游端。因为当使用者在气溶胶生成制品的下游端上抽吸时，中空轴部分内的空气压力的降低，挥发性递送增强化合物通过孔126被夹带到空气流中。然后空气继续穿过中空轴部分并且夹带从挥发性液体尼古丁源释放的挥发性液体尼古丁蒸汽。因为当使用者在气溶胶生成制品的下游端上抽吸时，中空轴部分内的空气压力的降低，所以尼古丁蒸汽也通过孔128、130和132被夹带到空气流中。由于围绕中空轴部分124的外侧形成密封件110、112、114和116的可变形材料的密封效果，减少或消除了围绕中空轴部分124的外侧的空气流。这确保了气溶胶颗粒向使用者的最大递送。
在优选实施方案中含有丙酮酸的递送增强化合物蒸汽从被吸附在管状多孔元件109上的递送增强化合物释放到通过气溶胶生成制品104抽吸的空气流中，并且尼古丁蒸汽从第二容器108中的挥发性液体尼古丁源释放到通过气溶胶生成制品104吸入的空气流中。递送增强化合物蒸汽与气相的尼古丁蒸汽反应以形成气溶胶，该气溶胶通过气溶胶生成制品104的下游端被递送给使用者。
上文已经通过参考包括气溶胶生成装置的气溶胶生成系统举例说明了本发明，气溶胶生成装置包括具有锥形穿刺头的穿刺构件。然而，应当理解，根据本发明的气溶胶生成系统和气溶胶生成装置可包括其他形式的穿刺头。

Claims (15)

1.一种气溶胶生成系统，包括：
气溶胶生成装置，其与气溶胶生成制品协作；
所述气溶胶生成制品包括：
容纳尼古丁源的至少一个容器；和
至少两个密封件，其密封所述至少一个容器，其中每个密封件均包括可变形材料；
所述气溶胶生成装置包括：
外壳，其适于接收所述气溶胶生成制品；和
细长穿刺构件，其用于刺穿密封所述至少一个容器的所述至少两个密封件，所述细长穿刺构件包括：
穿刺头，其在所述细长穿刺构件的远端处；和
中空轴部分，其包括至少两个孔；
其中，当所述气溶胶生成制品被接收在所述气溶胶生成装置中时，所述至少两个孔中的至少一个孔与所述至少一个容器流体连通。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中当根据ASTM E111-04测量时，所述可变形材料的杨氏模量小于10GPa。
3.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，其中当根据ASTM E111-04测量时，所述可变形材料的杨氏模量为至少0.01GPa。
4.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，其中形成每个密封件的所述可变形材料包括聚合物材料。
5.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，其中所述穿刺头的最大直径小于或等于所述中空轴部分的最大直径。
6.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，其中所述中空轴部分包括编织管。
7.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成系统还包括至少一个空气入口和至少一个空气出口，其中当所述气溶胶生成制品被接收在所述气溶胶生成装置中时，所述至少一个空气入口在所述至少一个容器的上游，并且所述至少一个空气出口在所述至少一个容器的下游，所述至少一个空气入口和所述至少一个空气出口布置成限定空气流路径，所述空气流路径从所述至少一个空气入口经由所述中空轴部分通过所述至少一个容器延伸到所述至少一个空气出口。
8.根据权利要求7所述的气溶胶生成系统，其中当所述气溶胶生成制品被接收在所述气溶胶生成装置中时，所述至少两个孔包括位于所述至少一个容器内的至少第一孔和位于所述至少一个容器的下游并且与所述至少一个空气出口流体连通的至少第二孔，其中所述至少第一孔经由所述中空轴部分与所述至少第二孔流体连通。
9.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，其中所述尼古丁源包括含有尼古丁的液体。
10.根据权利要求1所述的气溶胶生成系统，其中所述至少一个容器包括：第一容器，其容纳所述尼古丁源；和第二容器，其容纳挥发性递送增强化合物源，并且其中所述至少两个密封件包括：第一密封件和第二密封件，所述第一密封件和第二密封件密封第一容器；以及第三密封件和第四密封件，所述第三密封件和第四密封件密封第二容器。
11.根据权利要求10所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶生成系统还包括至少一个空气入口和至少一个空气出口，其中当所述气溶胶生成制品被接收在所述气溶胶生成装置中时，所述至少一个空气入口在所述第一容器和所述第二容器的上游，并且所述至少一个空气出口在所述第一容器和所述第二容器的下游，所述至少一个空气入口和所述至少一个空气出口布置成限定空气流路径，所述空气流路径从所述至少一个空气入口经由所述中空轴部分通过所述第一容器和第二容器延伸到所述至少一个空气出口。
12.根据权利要求11所述的气溶胶生成系统，其中当所述气溶胶生成制品被接收在所述气溶胶生成装置中时，所述至少两个孔包括：至少第一孔，其位于所述第一容器内；至少第二孔，其定位在所述第二容器内；以及至少第三孔，其定位在所述第一容器和第二容器的下游并与所述至少一个空气出口流体连通，其中所述至少第一孔、所述至少第二孔和所述至少第三孔通过所述中空轴部分流体连通。
13.根据权利要求10、11或12所述的气溶胶生成系统，其中所述挥发性递送增强化合物源中的挥发性递送增强化合物包括酸。
14.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，其中所述至少一个容器包括：第一容器，其容纳尼古丁源；和第二容器，其容纳尼古丁源和香料源中的至少一个，其中所述第二容器布置成在将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置之前由使用者选择性地插入到气溶胶生成制品中或者选择性地从气溶胶生成制品移除，使得能将气溶胶生成制品插入具有或不具有第二容器的气溶胶生成装置中。
15.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成系统，还包括连接到所述气溶胶生成制品的嘴件，其中当将所述气溶胶生成制品插入所述气溶胶生成装置时，所述嘴件可释放地接合所述气溶胶生成装置的外壳的下游端。
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