CN113163866A - 包括热源的气溶胶生成制品 - Google Patents

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Abstract

一种用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,所述气溶胶生成制品包括:流体引导件,所述流体引导件用于允许流体移动;所述流体引导件具有近端和远端,所述流体引导件具有内部纵向区,其中所述内部纵向区包括在所述流体引导件的所述远端与所述近端之间的内部纵向通路,使得流体可从所述流体引导件的所述远端行进到所述流体引导件的所述近端;管状元件500,所述管状元件包含凝胶或装载有凝胶的多孔介质或装载有凝胶的线或它们的任何组合,所述凝胶或所述装载有凝胶的多孔介质或所述装载有凝胶的线或它们的任何组合包含活性剂,所述管状元件具有近端和远端,所述管状元件位于所述气溶胶生成制品中的所述流体引导件的远侧;至少一个孔150,所述至少一个孔允许流体传递到所述管状元件并且在所述近端处离开所述气溶胶生成制品;可燃热源550,所述可燃热源位于所述气溶胶生成制品的所述远端处;以及腔,所述腔位于所述流体引导件与所述管状元件之间,以允许流体混合并接触所述管状元件。

Description

包括热源的气溶胶生成制品
技术领域
本公开涉及一种气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括可燃热源并且进一步包括管状元件。
背景技术
用于与气溶胶生成装置一起使用的包含尼古丁的制品是已知的。通常,所述制品包括液体,诸如电子烟液,其由卷曲电阻细丝加热以释放气凝胶。制造、运输和储存此类包含液体的气溶胶生成制品可能是有问题的,并且可能导致液体和液体内容物泄漏。
期望提供一种用于气溶胶生成制品和装置的管状元件,其中管状元件表现出极少泄漏或没有泄漏。
还期望提供一种包括流量控制系统的管状元件,该流量控制系统在管状元件被加热时有效地递送从管状元件生成的气溶胶。
发明内容
根据本发明,提供一种用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括:
–流体引导件,该流体引导件用于允许流体移动;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有内部纵向区,其中内部纵向区包括在流体引导件的远端与近端之间的内部纵向通路,使得流体可从流体引导件的远端行进到流体引导件的近端;
-管状元件;该管状元件包含凝胶或装载有凝胶的多孔介质或装载有凝胶的线或它们的任何组合;该凝胶或装载有凝胶的多孔介质或装载有凝胶的线或它们的任何组合包含活性剂;该管状元件具有近端和远端,该管状元件位于气溶胶生成制品中的流体引导件的远侧;
-至少一个孔,该至少一个孔允许流体传递到管状元件并且在近端处离开气溶胶生成制品;
-可燃热源,该可燃热源位于气溶胶生成制品的远端处。
本发明还提供一种用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括:
–流体引导件,该流体引导件用于允许流体移动;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有内部纵向区,其中内部纵向区包括在流体引导件的远端与近端之间的内部纵向通路,使得流体可从流体引导件的远端行进到流体引导件的近端;
-管状元件;该管状元件包含凝胶或装载有凝胶的多孔介质或装载有凝胶的线或它们的任何组合;该凝胶或装载有凝胶的多孔介质或装载有凝胶的线或它们的任何组合包含活性剂;该管状元件具有近端和远端,该管状元件位于气溶胶生成制品中的流体引导件的远侧;
-至少一个孔,该至少一个孔允许流体传递到管状元件并且在近端处离开气溶胶生成制品;
-可燃热源,该可燃热源位于气溶胶生成制品的远端处;以及
-腔,该腔位于流体引导件与管状元件之间,以允许流体混合并接触管状元件。
管状元件定位在位于气溶胶生成制品的近端处的流体引导件与位于气溶胶生成制品的远端处的可燃热源之间。尽管在具体的实施方案中,管状引导件不一定邻近可燃热源或流体引导件。在具体的实施方案中,在可燃热源与管状元件之间可存在腔。优选地,至少一个孔在外部连通,使得环境流体(例如,空气)可传递到管状元件。优选地,当向气溶胶生成制品的近端施加负压时,环境流体(例如,空气)可传递到管状元件。优选地,至少一个孔的位置对应于包装物中的孔的位置,以允许流体轻松流入气溶胶生成制品中。优选地,至少一个孔为多个孔。
在具体的定实施方案中,气溶胶生成制品进一步包括位于流体引导件与管状元件之间的腔。
流体引导元件与管状元件之间的腔允许环境流体(例如,空气)混合并接触管状元件。从管状元件释放,特别是从管状元件的凝胶释放的材料可与环境流体(例如,空气)混合。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品进一步包括在可燃热源与管状元件之间的腔。
当可燃热源被点燃并燃烧时,可燃热源与管状元件之间的腔可防止管状元件接收过量的热能。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品进一步包括感受器。
在具体的实施方案中,不管是否存在腔,感受器都可位于可燃热源与管状元件之间。替代地或另外地,感受器可定位在包装物的下方,或定位在包装物内,或为包装物的一部分,或它们的任何组合。替代地或另外地,感受器可位于管状元件内。感受器可呈粉末形式。
在具体的实施方案中,至少一个孔位于流体引导件的外部通路中。
具有位于流体引导件的外部通路中的至少一个外部连通孔允许在管状元件与至少一个外部连通孔之间存在一定距离。这可有助于防止凝胶及其内容物的泄漏,但也提供期望的气溶胶抽吸。
在具体的实施方案中,至少一个孔位于流体引导件与管状元件之间的腔中。
具有位于流体引导件的外部通路中的至少一个孔允许环境流体轻松到达管状元件并且在管状元件与流体引导件之间的腔中轻松混合。
在具体的实施方案中,至少一个孔位于管状元件的侧壁中。
在向气溶胶生成制品的近端施加负压时,具有位于管状元件的侧壁中的至少一个孔允许环境流体基本上沿一个方向行进。具有位于管状元件的侧壁中的至少一个孔允许环境流体与管状元件的内容物轻松混合。
结合其他特征,在具体的实施方案中,管状元件进一步包括包装物。
结合其他特征,在具体的实施方案中,感受器定位在可燃热源与管状元件之间。
结合其他特征,在具体的实施方案中,感受器具有外围部分,该外围部分沿着气溶胶生成制品的纵向轴线,沿近侧方向接近气溶胶生成制品的纵向圆周延伸。替代地或另外地,在具体的实施方案中,感受器具有外围部分,该外围部分沿着气溶胶生成制品的纵向轴线,沿远侧方向接近气溶胶生成制品的纵向圆周延伸。
在具体的实施方案中,活性剂为尼古丁。
根据本发明,提供了一种制造根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品的方法,
该制造方法包括以下步骤:
-将流体引导件、管状元件和可燃热源按顺序线性地定位在包装材料网上;以及
-围绕流体引导件、管状元件和可燃热源包装包装材料网以形成气溶胶生成制品。
在具体的实施方案中,制造气溶胶生成制品的方法进一步包括以下步骤:按顺序线性地定位流体引导件、管状元件、感受器和可燃热源。
在具体的实施方案中,制造气溶胶生成制品的方法进一步包括以下步骤:将流体引导件、管状元件和可燃热源按顺序线性地定位在包装材料网上,使得在管状元件的近端与流体引导件的远端之间存在间隙,以在气溶胶生成制品中形成腔。在管状元件与流体之间具有间隙用于在气溶胶生成制品中在管状元件与流体引导件之间形成腔。
在具体的实施方案中,制造气溶胶生成制品的方法进一步包括以下步骤:将流体引导件、管状元件和可燃热源按顺序线性地定位在包装材料网上,使得在管状元件的远端与流体引导件的近端之间存在间隙,以在气溶胶生成制品中形成腔。在管状元件与可燃热源之间具有间用于在气溶胶生成制品中在管状元件与可燃热源之间形成腔。
根据本发明,提供一种用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括:
-流体引导件,该流体引导件用于允许流体移动;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有由屏障分开的内部纵向区和外部纵向区;其中内部纵向区包括在远端与近端之间的内部纵向通路,并且外部区包括外部纵向通路,该外部纵向通路使外部流体通过至少一个孔传送到流体引导件的远端,使得外部流体可沿着外部纵向通路行进到流体引导件的远端;
-管状元件,该管状元件包含凝胶;该凝胶包含活性剂;该管状元件具有近端和远端并且位于流体引导件的远端处;
-可燃热源,该可燃热源位于管状元件的远端处;以及
-感受器,该感受器位于管状元件与可燃热源之间。
替代地或另外地,在具体的实施方案中,管状元件包含装载有凝胶的多孔介质,或装载有凝胶的线,或它们的组合。
优选地,气溶胶生成制品包括包装物以将流体引导件、管状元件、感受器和可燃热源固定在适当位置。
优选地,气溶胶生成制品包括在流体引导件的远端与管状元件的近端之间的腔。这允许流体与从凝胶或装载有凝胶的多孔材料或装载有凝胶的线释放的材料混合。
在具体的实施方案中,感受器包括外围部分。优选地,这些外围部分沿气溶胶生成制品的纵向长度延伸。沿气溶胶生成制品的纵向长度延伸的感受器的外围部分有助于确保在可燃热源的燃烧过程期间,管状元件也不会燃烧。沿气溶胶生成制品的纵向长度延伸的感受器的外围部分还可帮助从可燃热源到管状元件的热传递。
根据本发明,提供一种制造根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品的方法,
该制造方法包括以下步骤:
将流体引导件、管状元件和可燃热源按顺序线性地定位在包装材料网上,使得在管状元件的近端与流体引导件的远端之间存在间隙;以及
围绕流体引导件、管状元件、感受器和可燃热源包装包装材料网以形成气溶胶生成制品。
线性地定位气溶胶生成制品的各个区段的步骤可以是单个步骤。替代地,按顺序线性地定位气溶胶生成制品的各个区段的步骤可以是多个步骤的组合,其中可将区段中的一些的子组件结合并包装,然后再按顺序最终组装所有区段和子组件。然后,根据所描述的方法,可将气溶胶生成制品的各个区段最终包装。
在具体的实施方案中,制造方法进一步包括以下步骤:线性地定位(从近侧至远侧)流体引导件、管状元件、感受器和可燃热源。
根据本发明,提供一种用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括:
流体引导件,该流体引导件用于允许流体移动;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有由屏障分开的内部纵向区和外部纵向区;其中内部纵向区包括在远端与近端之间的内部纵向流体通路,并且外部区包括纵向流体通路,该纵向流体通路使外部流体通过至少一个孔传送到流体引导件的远端,使得外部流体可沿着外部流体控制区的纵向流体通路行进到流体引导件的远端并且离开气溶胶生成制品;
管状元件,该管状元件包含凝胶;该凝胶包含活性剂;该管状元件具有近端和远端并且位于流体引导件的远端处。
气溶胶生成制品的远端可具有孔。然而,在一些具体的实施方案中,气溶胶生成制品包括到管状元件的远端的端塞。优选地,端塞具有高的抗抽吸性,该高的抗抽吸性随后使流体(例如,环境空气)能够穿过孔传递到外部纵向通路中。一旦在外部纵向通路中,流体(例如,环境空气)行进到管状元件,以潜在地与凝胶或装载有凝胶的多孔介质或装载有凝胶的线混合,然后沿一定方向返回并穿过流体引导件的内部纵向通路,并且在近端处离开气溶胶生成制品。
优选地,气溶胶生成制品包括定位在流体引导件的远端与管状元件的近端之间的腔。这使得能够混合从管状元件释放的流体和材料。
优选地,气溶胶生成制品包括包装物。包装物优选地由纸(例如,香烟纸)制成。
根据本发明,还提供一种制造气溶胶生成的方法,
该制造方法包括以下步骤:
-将管状元件和流体引导件线性地定位在包装材料网上,使得在管状元件的近端与流体引导件的远端之间存在间隙;以及
-包装管状元件和流体引导件以形成气溶胶生成制品。
制造方法还可包括添加其他元件。例如,制造方法可包括以下进一步步骤:线性地将端塞定位在远端处,或将烟嘴定位在近端处,然后再包装。
在其他具体的实施方案中,使用另外的包装物或替代包装物,例如防水包装物。
根据本发明,提供一种管状元件,该管状元件包括形成第一纵向通路的包装物;管状元件进一步包含凝胶;凝胶包含活性剂。
在一些实施方案中,管状元件包括包装物,其中包装物包括纸。在一些实施方案中,管状元件包括形成第一纵向通路的包装物,其中包装物包括纸。
在具体的实施方案中,凝胶完全填充包装物内的管状元件。
替代地,在具体的实施方案中,凝胶可部分地填充管状元件。例如,在具体的实施方案中,凝胶作为涂层设置在管状元件的内表面上。仅部分填充管状元件的优点在于,这留下例如供气溶胶流入或流出管状元件的流体路径。
结合具体的实施方案,管状元件包括第二管状元件。
结合具体的实施方案,管状元件包括第二管状元件,该第二管状元件包括纵向侧以及近端和远端;并且第二管状元件纵向定位在第一纵向通路内。
结合具体的实施方案,管状元件包括多个第二管状元件。
在具体的实施方案中,管状元件包括多个第二管状元件,该多个第二管状元件平行布置,以便沿着管状元件的纵向长度延伸。任选地,在多个第二管状元件中的所有、一些或无管状元件内设置凝胶。同样,根据具体的实施方案,在第二管状元件中存在凝胶的情况下,凝胶完全填充多个第二管状元件中的每一个,或凝胶部分填充第二管状元件。
在具体的实施方案中,管状元件包含装载有凝胶的多孔介质。
结合其他特征,在具体的实施方案中,第二管状元件中的一个或多个包含装载有凝胶的多孔介质。当存在装载有凝胶的多孔介质时,装载有凝胶的多孔介质完全填充多个第二管状元件中的每一个,或装载有凝胶的多孔介质部分填充第二管状元件。
在具体的实施方案中,装载有凝胶的多孔介质位于第二管状元件与包装物之间。
在具体的实施方案中,第二管状元件的纵向侧包含纸或纸板或乙酸纤维素。
在具体的实施方案中,第二管状元件包含凝胶。优选地,凝胶至少部分地由第二管状元件的纵向侧包围。
在具体的实施方案中,凝胶可位于第二管状元件与形成第一纵向通路的包装物之间。
结合具体的实施方案,管状元件的外径近似地等于气溶胶生成制品的外径。
在具体的实施方案中,管状元件的外径在5毫米与12毫米之间,例如在5毫米与10毫米之间或在6毫米与8毫米之间。通常,管状元件的外径为7.2毫米加减10%。
通常,管状元件的长度在5毫米与15毫米之间。优选地,管状元件的长度在6毫米与12毫米之间,优选地,管状元件的长度在7毫米与10毫米之间,优选地,管状元件的长度为8毫米。
结合具体的实施方案,凝胶是能够将挥发性化合物释放到穿过管状元件的气溶胶中的材料的混合物,优选地当凝胶正在加热时。凝胶的提供对于储存和运输或在使用期间可能是有利的,因为可降低从管状元件、气溶胶生成制品或气溶胶生成装置泄漏的风险。
有利地,凝胶在室温下为固体。此上下文中的“固体”意指凝胶具有稳定的尺寸和形状,并且不流动。此上下文中的室温意指25℃。
凝胶可包含气溶胶形成剂。理想的是,气溶胶形成剂在管状元件的操作温度下基本上是耐热降解的。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的,并且包括但不限于:多元醇,诸如三甘醇,1,3-丁二醇和甘油;多元醇的酯,诸如甘油单、二或三乙酸酯;和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯,诸如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。多元醇或其混合物可以是三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇或聚乙二醇中的一种或多种。
有利的是,凝胶例如包含热可逆凝胶。这意味着凝胶在加热到熔融温度时会变成流体,并且在胶凝温度下再次变成凝胶。胶凝温度可处于或高于室温和大气压。大气压意指1个大气压力。熔融温度可比胶凝温度高。凝胶的熔融温度可高于50℃或60℃或70℃,并且可高于80℃。此上下文中的熔融温度意指凝胶不再是固体且开始流动的温度。
替代地,在具体的实施方案中,凝胶是在管状元件使用期间不熔融的非熔融凝胶。在这些实施方案中,凝胶可至少部分地在处于或高于使用中的管状元件的操作温度但低于凝胶的熔融温度的温度下释放活性剂。
优选地,凝胶的粘度为50,000至10帕斯卡每秒,优选地10,000至1,000帕斯卡每秒,以得到期望的粘度。
结合具体的实施方案,凝胶包含胶凝剂。在具体的实施方案中,凝胶包含琼脂或琼脂糖或藻酸钠或结冷胶,或它们的混合物。
优选地,凝胶包含胶凝剂。胶凝剂可形成固体介质,气溶胶形成剂可分散在其中。
凝胶可包含任何合适的胶凝剂。例如,胶凝剂可包含一种或多种生物聚合物,诸如两种或三种生物聚合物。优选地,在凝胶包含多于一种生物聚合物的情况下,生物聚合物以基本上等重量存在。生物聚合物可由多糖形成。适合作为胶凝剂的生物聚合物包括例如结冷胶(天然、低酰基结冷胶、高酰基结冷胶,其中低酰基结冷胶是优选的)、黄原胶、藻酸盐(藻酸)、琼脂、瓜尔胶等。优选地,凝胶包含琼脂。
凝胶可包含任何合适量的胶凝剂。例如,凝胶包含在凝胶的约0.5重量%至约7重量%范围内的胶凝剂。优选地,凝胶包含在约1重量%至约5重量%范围内,诸如在约1.5重量%至约2.5重量%范围内的胶凝剂。
在一些优选的实施方案中,凝胶包含在约0.5重量%至约7重量%范围内,或在约1重量%至约5重量%范围内、或约2重量%的琼脂。
在一些优选的实施方案中,凝胶包含在约2重量%至约5重量%范围内、或在约2重量%至约4重量%范围内、或约3重量%的黄原胶。
在一些优选的实施方案中,凝胶包含黄原胶、凝胶胶和琼脂。凝胶可包含黄原胶、低酰基结冷胶和琼脂。凝胶可包含基本上等重量的黄原胶、结冷胶和琼脂。凝胶可包含基本上等重量的黄原胶、低酰基结冷胶和琼脂。凝胶可包含在约1重量%至约5重量%(对于凝胶中的黄原胶、低酰基结冷胶和琼脂的总重量)范围内,或在约1重量%至约4重量%的范围内,或约2重量%的黄原胶、低酰基结冷胶和琼脂。凝胶可包含在约1重量%至约5重量%范围内,或约2重量%的黄原胶、低酰基结冷胶和琼脂,其中黄原胶、结冷胶和琼脂为基本上等重量。
凝胶可包含二价阳离子。优选地,二价阳离子包括钙离子,诸如溶液中的乳酸钙。二价阳离子(诸如钙离子)可帮助包含生物聚合物(多糖)诸如结冷胶(天然、低酰基结冷胶、高酰基结冷胶)、黄原胶、藻酸盐(藻酸)、琼脂、瓜尔胶等的组合物的凝胶形成。离子效应可帮助凝胶形成。二价阳离子可以约0.1重量%至约1重量%范围内、或约0.5重量%存在于凝胶组合物中。在一些实施方案中,凝胶不包含二价阳离子。
凝胶可包含羧酸。羧酸可包含酮基。优选地,羧酸包含少于10个碳原子的酮基团。优选地,该羧酸具有五个碳原子(诸如乙酰丙酸)。可添加乙酰丙酸以中和凝胶的pH。这也可帮助包含生物聚合物(多糖)诸如结冷胶(低酰基结冷胶、高酰基结冷胶)、黄原胶、尤其是藻酸盐(藻酸)、琼脂、瓜尔胶等的组合物的凝胶形成。乙酰丙还可增强凝胶制剂的感官特性。在一些实施方案中,凝胶不包含羧酸。
在具体的实施方案中,凝胶包含水,例如,凝胶为水凝胶。替代地,在具体的实施方案中,凝胶是非水的。
优选地,凝胶包含活性剂。结合具体的实施方案,活性剂包含尼古丁(例如,为粉末形式或为液体形式)或烟草产品或另一种目标化合物,例如用于在气溶胶中释放。在具体的实施方案中,尼古丁与气溶胶形成剂一起包含在凝胶中。为了防止泄漏,需要在室温下将尼古丁锁定在凝胶中。
在具体的实施方案中,凝胶包含固体烟草材料,其在加热时释放风味化合物。根据具体的实施方案,固体烟草材料为(例如)粉末、颗粒、小丸、碎片、细条、条带或片材中的一种或多种,该片材含有植物材料诸如草本植物叶、烟叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤出烟草和膨胀烟草中的一种或多种。
存在其中另外地或替代地,例如凝胶包含其他风味(例如,薄荷醇)的实施方案。薄荷醇可在形成凝胶之前添加于水中或气溶胶形成剂中。
在将琼脂用作胶凝剂的实施方案中,凝胶例如包含0.5重量%与5重量%之间、优选0.8重量%与1重量%之间的琼脂。优选地,凝胶进一步包含0.1重量%与2重量%之间的尼古丁。优选地,凝胶进一步包含30重量%与90重量%之间(或70重量%与90重量%之间)的甘油。在具体的实施方案中,凝胶的其余部分包含水和调味剂。
优选地,胶凝剂为琼脂,其具有在高于85℃的温度下熔融并且在约40℃下回转为凝胶的特性。该特性使其适用于热环境。凝胶在50℃下将不会熔融,这例如在系统处于日照下的炎热汽车中时是有用的。相位在约85℃相变为液体意味着凝胶仅需要加热到相对低的温度来引发气溶胶化,从而实现低能耗。仅使用琼脂糖而非琼脂可能有益,琼脂糖是琼脂中的一种成分。
当结冷胶用作胶凝剂时,通常凝胶包括在0.5重量%与5重量%之间的结冷胶。优选地,凝胶进一步包含0.1重量%与2重量%之间的尼古丁。优选地,凝胶包含30重量%与99.4重量%之间的甘油。在具体的实施方案中,凝胶的其余部分包含水和调味剂。
在一个实例中,凝胶包含2重量%的尼古丁、70重量%的甘油、27重量%的水和1重量%的琼脂。
在另一实例中,凝胶包含65重量%的甘油、20重量%的水、14.3重量%的烟草和0.7重量%的琼脂。
另外地或替代地,在某些具体的实施方案中,管状元件包含装载有凝胶的多孔介质。在具体的实施方案中,装载有凝胶的多孔介质位于第二管状元件与形成第一纵向通路的包装物之间。替代地,在某些具体的实施方案中,第二管状元件包含装载有凝胶的多孔介质。这些实施方案不一定排除凝胶或装载有凝胶的多孔介质另外地或替代地位于别处的情况。在具体的实施方案中,管状元件包含凝胶和装载有凝胶的多孔介质。
结合具体的实施方案,管状元件包括纵向定位在第一纵向通路内的纵向元件。在具体的实施方案中,纵向定位在第一纵向通路内的纵向元件是装载有凝胶的多孔介质。在其他具体的实施方案中,纵向元件可以是由任何材料制成的纵向元件,其能够例如占据管状元件内的空间,或协助或帮助热量或材料的通过,或甚至帮助结构的刚度或硬度。
在一些实施方案中,包装物是刚性的或坚硬的,以帮助管状元件的结构。可以预见的是,本发明中使用的凝胶为半固体,能够保持形状,特别是在使用中。然而,本发明不限于固体凝胶。对于本发明的实施方案,还可使用更多的流体凝胶,比固体凝胶粘度更高的凝胶。因此,具有本身能够保持管状元件结构的包装物是有益的,但不是必要的。同样,第二管状元件的纵向侧可以是坚硬的或刚性的。在包装物或第二管状元件的纵向侧或两者的情况下,包装物和第二管状元件的纵向侧为刚性的或实际上坚硬的,可有助于管状元件的结构,但也可有助于制造。优选地,包装物的厚度在约50微米与150微米之间。
结合其他特征,在具体的实施方案中,包装物是防水的。在具体的实施方案中,第二管状元件的纵向侧是防水的。包装物或第二管状元件的纵向侧的这种防水特性可通过使用防水材料,或通过处理包装物或第二管状元件的纵向侧的材料来实现。这可通过处理包装物或第二管状元件的纵向侧的一侧或两侧来实现。防水有助于不失去结构、刚度或硬度。它还可帮助防止凝胶或液体的泄漏,特别是在使用流体结构的凝胶时。
结合具体的实施方案,管状元件包括感受器。感受器可以是任何热传递材料,例如它可以是金属线,例如铝线,或者包含铝或金属粉末(例如,铝粉末)的线。通常,感受器纵向定位在管状元件内。感受器可位于凝胶内或邻近凝胶或在凝胶附近;或位于装载有凝胶的多孔介质内或邻近多孔介质或在多孔介质附近。
在具体的实施方案中,包装物包括感受器。替代地或另外地,感受器可呈粉末(例如,金属粉末)的形式。粉末可位于凝胶或包装物中,或在凝胶与包装物之间间隔开,或者是它们的组合。
结合具体的实施方案,管状元件进一步包括线。线可由任何天然或合成材料制成,但优选地是棉。线可以是携带活性成分(例如,风味)的载体。在本发明中使用的合适风味的实例可为薄荷醇。线可在管状元件内纵向地延伸。优选地,线可位于凝胶内或邻近凝胶或在凝胶附近;或位于装载有凝胶的多孔介质内或邻近多孔介质或在多孔介质附近。
结合具体的实施方案,管状元件进一步包括片材材料。结合具体的实施方案,装载有凝胶的多孔介质包括片材材料。通过提供装载有凝胶的多孔材料作为片材材料在制造中可能具有优势,例如片材材料可易于聚集在一起以给出合适的结构。凝胶可在聚集在一起之前装载到片材材料中或在聚集在一起之后装载到片材材料中。
根据本发明,提供一种管状元件,该管状元件包括形成第一纵向通道的包装物,该管状元件进一步包含装载有凝胶的多孔介质,该装载有凝胶的多孔介质进一步包含活性剂。
在具体的实施方案中,装载有凝胶的多孔介质完全填充包装物内的管状元件。替代地,在其他具体的实施方案中,多孔介质仅部分填充管状元件。
在具体的实施方案中,管状元件进一步包括第二管状元件,该第二管状元件具有纵向侧以及近端和远端,该第二管状元件纵向定位在由包装物形成的第一纵向通道内。
在具体的实施方案中,第二管状元件的纵向侧包含纸或纸板或乙酸纤维素。
在具体的实施方案中,第二管状元件包含装载有凝胶的多孔介质。
在一些具体的实施方案中,当存在如所描述的第一管状元件和第二管状元件时,装载有凝胶的多孔介质定位在第二管状元件与形成第一纵向通道的包装物之间。
在一些替代实施方案中,当存在第一管状元件和第二管状元件时,凝胶定位在第二管状元件与形成第一纵向通道的包装物之间。
根据本发明,提供一种制造管状元件的方法,
该管状元件包括:
至少一个纵向通路并且进一步包含凝胶;该凝胶包含活性剂;
该方法包括以下步骤:
-将用于管状元件的材料围绕形成管状元件的芯轴放置;
-从芯轴内的导管挤出凝胶,使得凝胶位于管状元件内。
该方法可进一步包括将用于管状元件的材料围绕芯轴挤出以形成管状元件的步骤。
该制造方法可进一步包括用包装物包装管状元件的步骤。
根据本发明,提供一种制造管状元件的方法,
该管状元件包括:
包装物,该包装物形成第一纵向通道并且进一步包含装载有凝胶的多孔介质;该装载有凝胶的多孔介质进一步包含活性剂;并且其中,
该方法包括以下步骤:
-将装载有凝胶的多孔介质分配到包装材料网上;以及,
-将包装材料围绕装载有凝胶的多孔介质包装。
在具体的实施方案中,结合其他特征,该制造管状元件的方法进一步包括将包装的管状元件切割成各长度的步骤。
根据本发明,提供一种制造管状元件的方法,
该管状元件包括:
-包装物,该包装物形成第一纵向通道并且进一步包含装载有凝胶的多孔介质;该装载有凝胶的多孔介质进一步包含活性剂;以及
-第二管状元件;
该方法包括以下步骤:
-将装载有凝胶的多孔介质分配到包装材料网上,并且将第二管状元件分配到包装材料网上的装载有凝胶的多孔介质上;以及,
-将包装材料围绕装载有凝胶的多孔介质和第二管状元件包装。
该制造管状元件的方法可进一步包括将包装的管状元件切割成各长度的步骤。
可以预见的是,本发明的管状元件用于气溶胶生成制品中。还可以预见的是,气溶胶生成制品可用于装置,例如气溶胶生成装置中。气溶胶生成装置可用于保持和加热气溶胶生成制品以释放材料。具体地,这可用于从本发明的管状元件释放材料。
根据本发明,提供一种用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括:
--流体引导件,该流体引导件用于允许流体移动;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有由屏障分开的内部纵向区和外部纵向区;其中内部纵向区包括在远端与近端之间的内部纵向通路,并且外部区包括纵向通路,该纵向通路使外部流体通过至少一个孔传送到流体引导件的远端,使得外部流体可沿着外部纵向通路行进到流体引导件的远端;
-管状元件,该管状元件包含凝胶;该凝胶包含活性剂;该管状元件具有近端和远端并且位于流体引导件的远端上。
在具体的实施方案中,将内部纵向通路和外部纵向通路分开的屏障可以是不可渗透的屏障,例如,流体不可渗透的屏障。
根据本发明,提供一种气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括:
-流体引导件,该流体引导件用于允许流体移动;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有由屏障分开的内部纵向区和外部纵向区;其中内部纵向区包括在远端与近端之间的内部纵向通路,并且外部区包括外部纵向通路,该外部纵向通路使外部流体通过至少一个孔传送到流体引导件的远端,使得外部流体可沿着外部纵向通路行进到流体引导件的远端;
-管状元件,该管状元件包含装载有凝胶的多孔介质,该凝胶进一步包含活性剂;该管状元件具有近端和远端并且位于流体引导件的远侧。
根据本发明,提供一种气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括:
-流体引导件,该流体引导件用于允许流体移动;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有由屏障分开的内部纵向区和外部纵向区;其中内部纵向区包括在远端与近端之间的内部纵向通路,并且外部区包括外部纵向通路,该外部纵向通路使外部流体通过至少一个孔传送到流体引导件的远端,使得外部流体可沿着外部纵向通路行进到流体引导件的远端;
-管状元件,该管状元件包含装载有凝胶的线,该凝胶进一步包含活性剂;该管状元件具有近端和远端并且位于流体引导件的远侧。
优选地,在一些实施方案中,管状元件的远端包括至少一个孔。管状元件的远端处的孔可允许来自气溶胶生成制品外部的流体(例如,空气)进入管状元件中并且行进通过管状元件,从而形成气溶胶。行进通过管状元件的流体可吸收凝胶中的活性剂或任何其他材料,并将这些材料沿下游(近侧)方向从凝胶中传出。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品可包括定位在流体引导件的远端与管状元件的近端之间的腔。因此,腔可位于内部纵向通路的上游端和管状元件的下游端处。腔允许流体(例如,环境空气)经由外部纵向通路行进到腔,并与管状元件中的凝胶接触。与管状元件接触的流体可穿入并穿过管状元件,然后再返回到内部纵向通路,并且返回到流体引导件的近端和气溶胶生成制品的近端。当该流体(例如,环境空气)与凝胶接触时,流体可吸收凝胶或管状元件中的活性剂或任何其他材料,并且将它们沿着内部纵向通路向下游传递到气溶胶生成制品的近端。为了与凝胶接触,环境空气可穿过管状元件或穿过凝胶或穿过凝胶的表面或它们的组合。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品包括包装物。包装物可由例如任何合适的材料制成,包装物可包括纸。优选地,包装物将具有与流体引导件的孔对应的孔。流体引导件和包装物的对应孔可以是在包装制品后形成的孔。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品的外部纵向通路包括一个孔或多个孔。孔可以是任何孔、狭缝、孔穴或通路以允许流体(例如,环境空气)穿过并进入气溶胶生成制品。这允许抽吸来自气溶胶生成制品外部的流体。在使用中,这可以是外部流体(例如,空气),其被通过外部纵向通路中的孔抽吸到气溶胶生成制品中,然后再被抽吸到气溶胶生成制品的其他部分。在具体的实施方案中,孔围绕气溶胶生成制品的圆周均匀地间隔开,例如存在10或12个孔。使孔均匀地间隔有助于使流体顺利流动。
结合具体的实施方案,气溶胶生成制品包括位于管状元件的远端上的端塞,并且其中端塞具有高的抗抽吸性。端塞可以是流体不可渗透的,或可以是几乎流体不可渗透的。优选地,端塞位于气溶胶生成制品的最远端处。通过使端塞具有高的抗抽吸性,这在气溶胶生成制品的近端处施加负压力时,有利地使流体偏置以通过外部纵向通路的孔进入。在一些实施方案中,端塞是流体不可渗透的。
在一些实施方案中,管状元件包括端塞。有利地,这使得制造容易。管状元件的端塞将优选地定位在管状元件的一端处。有利地,这使得制造容易。在一些实施方案中,管状元件包括端塞,其中端塞是流体不可渗透的。当管状元件包括流体不可渗透的端塞时,这防止凝胶和其他流体通过管状元件的端塞从管状元件逸出。
在具体的实施方案中,流体引导件的内部区的内部纵向通路包括限流器。在一些实施方案中,限流器位于流体引导件的近端处或附近。在一些实施方案中,限流器位于流体引导件的下游端处或附近。然而,限流器(如果存在的话)可定位在流体引导件的内部纵向通路或外部纵向通路的中间区中。限流器还可定位在内部纵向通路的远端附近或远端处。限流器可定位在内部纵向通路的上游端处或上游端附近。多于一个限流器可用于流体引导件的内部纵向通路或外部纵向通路中。
与本发明的一些具体的实施方案一起使用的限流器包括突然变窄处;如在诸如壁的表面中的孔,或逐渐变窄处。替代地,在其他具体的实施方案中,限流器包括逐渐或平滑的限制处(例如,倾斜壁),或变窄至开口的漏斗形状,或跨通路的宽度的逐步限制处。在限流器的下游侧(近侧)上可能存在逐渐或突然变宽处。具体的实施方案包括在限流器的一侧或两侧上的漏斗形状。因此,在从上游至下游(从远侧至近侧)的流体流动中,随着通道的侧面变窄至限流器的开口,可存在逐渐流动限制处,然后是通路相对限流器的开口的逐渐变宽处。通常,限流器的开口相对通路的最大横截面区域具有60%或45%或30%的限制。在本发明中,限流器因此例如在一些实施方案中可包括与内部纵向通路的最大或最宽部分的横截面区域的开口在横截面区域中仅为60%或45%或30%的变窄。通常,本发明的具体的实施方案在圆柱形通路的横截面直径中从例如4毫米减少到2.5毫米或4毫米到2.5毫米。通过改变不同的宽度减小比和宽度量;限流器的定位;限流器的数目;以及减小的梯度和加宽的梯度,可实现特定的流体流动特性。
结合具体的实施方案,气溶胶生成制品包括加热元件如感受器,使得热量可传递到管状元件中的凝胶。与管状元件的感受器类似,这可由任何合适的材料制成,优选例如铝或包含铝的金属。
根据本发明,提供一种制造气溶胶生成制品的方法,该气溶胶生成制品包括:
-流体引导件,该流体引导件允许流体传递;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有由屏障分开的内部纵向区和外部纵向区;其中内部纵向区包括在远端与近端之间的内部纵向通路,并且外部区包括外部纵向通路,该外部纵向通路使流体通过至少一个孔传送到流体引导件的远端,使得流体可沿着外部流体控制区的外部纵向通路行进到流体引导件的远端;
-管状元件,该管状元件包含凝胶;该凝胶包含活性剂;该管状元件具有近端和远端;并且,
该方法包括以下步骤:
-将包含凝胶的管状元件和流体引导件线性地布置在包装材料网上;以及
-包装管状元件和流体引导件,并且围绕管状元件和流体引导件牢固地密封包装物。
根据本发明,提供一种气溶胶生成装置,该气溶胶生成装置包括容纳器,该容纳器被配置为接纳如本文所描述的气溶胶生成制品的远端。
装置的容纳器可在形状和大小上对应,以允许气溶胶生成制品的远端或远端的一部分紧密配合到容纳器中,并且在正常使用期间将气溶胶生成制品保持在容纳器内。
通常,容纳器包括加热元件。这将使得能够加热气溶胶生成制品;加热管状元件;或加热优选地包含活性剂的凝胶;或加热装载有凝胶的多孔介质;或者以下各项的任何组合:直接或间接地帮助生成或释放气溶胶,或将材料释放到气溶胶内。然后,气溶胶可传递到气溶胶生成制品的近端。在具体的实施方案中,加热直接进行,或经由热元件或感受器或两者的组合间接进行。
加热构件可以是任何已知的加热构件。通常,加热构件可通过辐射或传导或对流或它们的组合进行操作。
结合具体的实施方案,管状元件进一步包括线。在具体的实施方案中,线由天然材料或合成材料制成,或者线是天然材料和合成材料的组合。线可包含半合成材料。线可由纤维制成,或包含纤维,或部分地包含纤维。线可由例如棉、乙酸纤维素或纸制成。可使用复合线。线可有助于制造包含活性剂的管状元件。线可有助于将活性剂引入包含活性剂的管状元件。线可有助于稳定包含活性剂的管状元件的结构。
结合具体的实施方案,管状元件包含装载有凝胶的多孔介质。可在管状元件内使用多孔介质以在管状元件内形成空间。多孔介质能够保持或保留凝胶。这具有帮助凝胶的传递和储存以及包含凝胶的管状元件的制造的优势。在装载有凝胶的多孔介质中,凝胶还可包含活性剂;其还可保持或携带活性剂或其他材料。
多孔介质可以是能够保持或保留凝胶的任何合适的多孔材料。理想的是,多孔介质可允许凝胶在其内移动。在具体的实施方案中,装载有凝胶的多孔介质包含天然材料、合成材料或半合成材料或它们的组合。在具体的实施方案中,装载有凝胶的多孔介质包含片材材料、泡沫或纤维,例如松散纤维;或它们的组合。在具体的实施方案中,装载有凝胶的多孔介质包含编织材料、非织造材料或挤出材料或它们的组合。优选地,装载有凝胶的多孔介质包含例如棉、纸、粘胶纤维、PLA或乙酸纤维素或它们的组合。优选地,装载有凝胶的多孔介质包含片材材料,例如棉或乙酸纤维素。装载有凝胶的多孔介质的优点在于凝胶保留在多孔介质内,这可有助于凝胶的制造、储存或运输。它可帮助保持凝胶的期望形状,特别是在制造、运输或使用期间。本发明中使用的多孔介质可以是压接的或粉碎的。在具体的实施方案中,多孔介质包括压接的多孔介质。在替代实施方案中,多孔介质包括粉碎的多孔介质。压接或粉碎过程可在用凝胶装载之前或之后进行。
粉碎赋予介质高的表面积与体积之比,因此能够轻松吸收凝胶。
在具体的实施方案中,片材材料为复合材料。优选地,片材材料为多孔的。片材材料可有助于制造包含凝胶的管状元件。片材材料可有助于将活性剂引入包含凝胶的管状元件。片材材料可有助于稳定包含凝胶的管状元件的结构。片材材料可有助于凝胶的运输或储存。使用片材材料能够或有助于例如通过压接片材材料将结构添加到多孔介质。片材材料的压接具有改进结构以允许通路穿过结构的益处。穿过压接片材材料的通路有助于装载凝胶、保留凝胶以及供流体穿过压接的片材材料。因此,使用压接片材材料作为多孔介质具有优点。
多孔介质可为线。线可包含例如棉、纸或乙酸盐丝束。线也可像任何其他多孔介质一样装载有凝胶。使用线作为多孔介质的优点在于,其可有助于制造的便利性。线可在用于制造管状元件之前预装载有凝胶,或线可在管状元件的组装中装载有凝胶。
线可通过任何已知的手段装载有凝胶。线可简单地用凝胶涂布,或者线可用凝胶浸渍。在制造中,线可用凝胶浸渍并储存,以备用于管状元件的组装。在其他过程中,线在制造装载有凝胶的管状元件的过程中经历装载过程。与装载有凝胶或仅装载有凝胶的多孔介质类似,优选的是,凝胶包含活性剂。活性剂如本文所述。
在管状元件的制造中,凝胶、多孔介质或线可同时分配,而其他组分则可分配或顺序地分配。优选地,分配组分,但以任何已知的方式将组分聚集或卷绕,或组合或定位以定位在期望的位置。
如本文所用,术语“活性剂”是有活性的试剂,例如它产生化学反应或能够改变所生成的气溶胶。活性剂可为多于一种试剂。
如本文所用,术语“气溶胶生成制品”用于描述能够生成或释放气溶胶的制品。
如本文所用,术语“气溶胶生成装置”是与气溶胶生成制品一起使用以使得能够生成或释放气溶胶的装置。
如本文所用,术语“气溶胶形成剂”是指任何合适的已知化合物或化合物混合物,其在使用中促进例如接收到管状元件中的初始气溶胶的增强,该气溶胶可成为更致密的气溶胶、更稳定的气溶胶或者更致密的气溶胶和更稳定的气溶胶两者。
如本文所用,术语“气溶胶生成物质”用于描述能够生成或释放气溶胶的物质。
如本文所用,术语“孔”用于描述任何孔、狭缝、孔穴或开口。
如本文所用,术语“腔”用于描述至少部分地封闭在结构中的任何空隙或空间。例如,在本发明中,腔是流体引导件与管状元件之间的部分封闭空间(在一些实施方案中)。
如本文所用,术语“腔室”用于描述至少部分封闭的空间或腔。
出于本公开的目的,从第一位置向第二位置“收缩”的内部纵向横截面区域用于指示内部纵向横截面区域的直径从第一位置向第二位置减小。这些通常被称为“限流器”。因此,如本文所用,术语“限流器”用于描述流体通路中的变窄或流体通路中的横截面区域的变化。
如本文所用,术语“压接”表示材料具有多个隆脊或波纹。它还包括制造材料压接的过程。
表述“横截面区域”用于描述如在横向于纵向方向的平面上测量的横截面区域。
出于本公开的目的,如本文所用,术语“直径”或“宽度”是管状元件、气溶胶生成制品或气溶胶生成装置、其一部分或部分、管状元件、气溶胶生成制品或气溶胶生成装置中的任一个的最大横向尺寸。举例来讲,“直径”是具有圆形横截面的对象的直径,或者是具有矩形横截面的对象的对角线宽度的长度。
如本文所用,术语“精油”用于描述具有从其获得的植物的特征气味和风味的油。
如本文所用,术语“外部流体”用于描述源自气溶胶生成元件、制品或装置外部的流体,例如环境空气。
如本文所用,术语“风味剂”用于描述影响气溶胶的感官质量的组合物。
如本文所用,术语“流体引导件”用于描述可改变流体流动的设备或部件。优选地,这引导或导引所生成的或所释放的气溶胶的流体流动路径。流体引导件很可能引起流体的混合。当通路的横截面区域变窄时,它可帮助加快流体行进穿过流体引导件时的速度,或者当通路的横截面变宽时,它可帮助放缓流体沿着通路行进时的速度。
如本文所用,术语“聚集”用于描述基本上横向于气溶胶生成制品或管状元件的纵向轴线旋绕、折叠或以其他方式压缩或收缩的片材。
如本文所用,术语“凝胶”用于描述固体胶状半硬材料或材料混合物,其具有能够保持其他材料和能够将材料释放到气溶胶中的三维网络。
术语“草本材料”用于指示来自草本植物的材料。“草本植物”是芳香植物,其叶子或其他部分用于医学、烹调或芳香用途,并且能够将风味释放到由气溶胶生成制品产生的气溶胶中。
如本文所用,术语“疏水的”指表面表现出防水特性。疏水特性可由水接触角表达。“水接触角”是当流体界面遇到固体表面时,照常规测量的穿过液体的角度。它经由杨氏方程定量固体表面被液体的可湿性。
如本文所用,术语“不可渗透的”用于描述流体基本上不会或不易穿过的物品,例如屏障。
如本文所用,术语“感应加热”用于描述通过电磁感应来加热物体,其中在待加热对象内生成涡流(也称为傅科电流),并且电阻导致对对象的电阻加热。
如本文所用,术语“纵向通路”用于描述使流体等能够沿着其流动的通路或开口。通常,空气或所生成的载有例如固体颗粒的材料的气溶胶沿着纵向通路流动。通常,纵向通路的纵向长度将比宽度长,但不一定。术语“纵向通路”还包括复数个多于一个纵向通路。
术语“纵向”用于描述管状元件、气溶胶生成制品或气溶胶生成装置的近端与远端之间的方向。
如本文所用,例如第二管状元件的“纵向侧”用于描述第二管状元件的纵向侧或壁。在一些实施方案中,这是例如形成管状元件的一体式乙酸纤维素,或者是装载有凝胶的多孔介质。在替代实施方案中,纵向侧为包装物。
如本文所用,术语“芯轴”用于描述在其上锻造或成形了另一种材料的轴。
如本文所用,术语“薄荷”用于指薄荷属(Mentha)的植物。
术语“烟嘴”在本文中用于描述气溶胶通过其离开气溶胶生成制品的气溶胶生成制品的元件、部件或部分。
如本文所用,相对于流体引导件的术语“外部”用于描述比流体引导件的横截面部分的中间更朝向流体引导件的纵向圆周的一部分。类似地,术语“内部”用于描述(相对于流体引导件)流体引导件的一部分,其比流体引导件的圆周更接近横截面部分的中心。
如本文所用,术语“通路”用于描述可允许在其间进入的通路。
如本文所用,术语“增塑剂”用于描述物质,通常是溶剂,其被添加以产生或促进可塑性或柔韧性,并且减少脆性。
如本文所用,术语“多孔介质”用于描述能够保持、保留或支撑凝胶的任何介质。通常,多孔介质在其结构内具有通道,该通道可被填充以保留或保持流体或半固体,例如以保留凝胶。优选地,凝胶还将能够沿着并穿过多孔介质内的通道通过或传递。如本文所用,术语“装载有凝胶的多孔介质”用于描述包含凝胶的多孔介质。装载有凝胶的多孔介质能够保持、保留或支撑一定量的凝胶。
如本文所用,术语“塞”用于描述用于气溶胶生成制品中的部件、段或元件。如本文所用,术语“端塞”用于描述在气溶胶生成制品的远端处的气溶胶生成制品的最远侧的部件或塞。优选地,此端塞将具有高的抗抽吸性(RTD)。
术语“强酸的”指在化学反应中能够提供氢或质子的基团。
通过术语气溶胶生成装置的“容纳器”,该术语用于描述能够接纳气溶胶生成制品的一部分的气溶胶生成装置的腔室。这通常是制品的远端,但不一定。
如本文所用,术语“抗抽吸性”(RTD)用于描述待通过材料抽吸的流体(例如,气体)的阻力。如本文所用,抗抽吸性用压力单位“毫米WG”或“水表毫米”表示,并根据ISO 6565:2002进行测量。
如本文所用,术语“高的抗抽吸性”(RTD)用于描述待通过材料抽吸的流体(例如,气体)的阻力。如本文所用,高的抗抽吸性意指大于200“mm WG“或水表毫米”,并且根据ISO6565:2002进行测量。
如本文所用,术语“片材材料”用于描述大致平面的层状元件,其宽度和长度基本上大于其厚度。
如本文所用,术语“密封件”为接合件或“用于接合”,例如通过将包装物的边缘彼此接合或接合到流体引导件。这可通过使用粘合剂或胶水来实现。然而,术语密封件还包括过盈配合接合件。密封件不需要形成流体不可渗透的密封件或屏障。
如本文所用,术语“粉碎”用于描述被精细切割的东西。
如本文所用,术语“刚性”用于描述物品足够坚硬或足够刚性以抵抗形状变化,或足够刚性以在正常使用时大致抵抗形状变形。这包括它可具有弹性,使得如果变形,则它可大体上返回到其原始形状。同样,如本文所用,术语“坚硬”描述了物品耐弯曲或被迫变形,一般能够维持其形状,特别是在正常使用时。
如本文所用,术语“感受器”用于描述加热元件,能够吸收电磁能量并将其转换成热量的任何材料。例如,在本发明中,感受器或热元件可有助于将热能量传递到凝胶,加热凝胶,以帮助从凝胶释放材料。
如本文所用,术语“纹理化片材”表示已折皱、凸印、凹印、穿孔或以其他方式变形的片材。
在该整个文档中,“管状元件”用于描述适用于气溶胶生成制品的部件。理想的是,管状元件的纵向长度可比宽度长,但不是必须的,因为它可以是多部件物品的一部分,该多部件物品的纵向长度理想情况下比其宽度长。通常,管状元件是圆柱体的,但不是必须的。例如,管状元件可具有椭圆形、类似三角形或矩形的多边形或无规则横截面。管状元件不需要意指中空的。
术语“上游”和“下游”用于描述当主流流体被抽吸到管状元件、气溶胶生成制品或气溶胶生成装置中时相对于主流流体方向的相对位置。在一些实施方案中,在流体从气溶胶生成制品的远端进入并且朝向制品的近端行进的情况下,气溶胶生成制品的远端也可描述为气溶胶生成制品的上游端并且气溶胶生成制品的近端也可描述为气溶胶生成制品的下游端。气溶胶生成制品的位于近端与远端之间的元件可被描述为在远端的上游,或替代地在远端的下游。然而,在本发明的其他实施方案中,当流体从侧面进入气溶胶生成制品并且首先朝向远端行进、转弯并且然后朝向气溶胶生成制品的近端行进时,气溶胶生成制品的远端可以是上游或下游,这取决于相应的参考点。
如本文所用,术语“防水的”用于描述材料(例如,包装物或第二管状元件的纵向侧)不允许水轻松穿过其,或不易被水损坏。防水材料能够抵抗水渗透。
在具体的实施方案中,管状元件包含活性剂。在具体的实施方案中,凝胶包含活性剂。替代地或另外地,在具体的实施方案中,装载有凝胶的多孔介质包含活性剂。替代地或另外地,在具体的实施方案中,装载有凝胶的线包含活性剂。在具体的实施方案中,活性剂包含尼古丁。在具体的实施方案中,包含活性剂的凝胶或管状元件包含0.2重量%与5重量%之间的活性剂,诸如1重量%与2重量%之间的活性剂。
通常,在具体的实施方案中,管状元件将包含至少150mg的凝胶。
在具体的实施方案中,活性剂包含增塑剂。
在具体的实施方案中,包含活性剂的凝胶包含气溶胶形成剂,诸如甘油。在其中存在气溶胶原的实施方案中,通常例如,包含活性剂的凝胶包含按60重量%与95重量%之间的甘油,诸如80重量%与90重量%之间的甘油。
在具体的实施方案中,包含活性剂的凝胶包含胶凝剂,例如藻酸盐、结冷胶、瓜尔胶或它们的组合。在包含胶凝剂的实施方案中,凝胶通常包含0.5重量%与10重量%之间的胶凝剂,诸如1重量%与3重量%之间的胶凝剂。
在具体的实施方案中,凝胶包含水。在此类实施方案中,凝胶通常包含5重量%与25重量%之间的水,诸如10重量%与15重量%之间的水。
在具体的实施方案中,活性剂包含风味或药物物质或它们的组合。在具体实例中,活性剂为任何形式的尼古丁。活性试剂能够是活性的,例如能够产生化学反应或至少改变所生成的气溶胶。
活性剂可为风味。在具体的实施方案中,活性剂包含风味剂。凝胶可包含风味剂。替代地或另外地,风味剂可存在于制品的一个或多个其他位置处。风味剂可赋予风味以有助于由制品生成的流体或气溶胶的味道。风味剂为影响气溶胶的感官品质的任何天然或人造化合物。可用于提供风味剂的植物包括但不限于属于以下科的那些:唇形科(Lamiaceae)(例如,薄荷)、伞形科(Apiaceae)(例如,茴芹、茴香)、樟科(Lauraceae)(例如,月桂、肉桂、花梨木)、芸香科(Rutaceae)(例如,柑橘类水果)、桃金娘科(Myrtaceae)(例如,茴香桃金娘)和豆科(Fabaceae)(例如,甘草)。风味剂来源的非限制性实例包括薄荷(诸如胡椒薄荷和留兰香)、咖啡、茶、肉桂、丁香、姜、可可、香草、巧克力、桉树、天竺葵、龙舌兰和杜松子以及它们的组合。
许多风味剂为精油,或一种或多种精油的混合物。适合的精油包含但不限于丁子香酚、薄荷油和留兰香油。在许多实施方案中,风味剂包含薄荷脑、丁子香酚或薄荷脑与丁子香酚的组合物。在许多实施方案中,风味剂进一步包括茴香脑、芳樟醇或它们的组合。在具体的实施方案中,风味剂包含含草材料。草本材料包括来自草本植物的草本植物叶或其他草本植物材料,所述草本植物包含但不限于薄荷(例如胡椒薄荷和留兰香)、香蜂叶、紫苏、肉桂、柠檬紫苏、细香葱(chive)、香菜、薰衣草、鼠尾草、茶、百里香和葛缕子。合适类型的薄荷叶可选自包括但不限于辣薄荷(Mentha piperita)、田野薄荷(Mentha arvensis)、埃及薄荷(Mentha niliaca)、柠檬薄荷(Mentha citrata)、绿薄荷(Mentha spicata)、皱叶绿薄荷(Mentha spicata crispa)、心形叶薄荷(Mentha cordifolia)、欧薄荷(Menthalongifolia)、唇萼薄荷(Mentha pulegium)、苹果薄荷(Mentha suaveolens)和花叶圆叶薄荷(Mentha suaveolens variegata)的植物品种。在一些实施方案中,风味剂可包含烟草材料。
在一个具体实例中,结合其他特征,凝胶包含近似2重量%的尼古丁、70重量%的甘油、27重量%的水和1重量%的琼脂。在另一实施方案中,凝胶包含65重量%的甘油、20重量%的水、14.3重量%的固体粉状烟草和0.7重量%的琼脂。
在本发明中,流体引导件可具有两个不同区,例如具有外部纵向通路的外部区和具有内部纵向通路的内部区。因此,外部纵向通路在流体引导件的圆周附近纵向延伸,并且内部流体通路沿着纵向轴线在横截面的芯或中心附近纵向延伸。
优选地,在具体的实施方案中,环境空气通过包装物中的孔和流体引导件中的孔进入(流体导管的)朝向气溶胶生成制品的远端的外部纵向通路和包含具有活性剂的凝胶的管状元件的区域。优选地,流体将与包含活性剂的凝胶接触,以生成或释放混合流体的气溶胶,该混合流体包含来自气溶胶生成制品外部的流体和从包含一种或多种活性剂的凝胶释放的材料。然后,流体沿着流体引导件的内部纵向通路朝向气溶胶生成制品的近端行进。可以预见的是,外部纵向通路和内部纵向通路由屏障分开。屏障可以是流体不可渗透的,或耐受穿过其的流体的,并且因此能够将流体偏置到远端。优选地,流体引导件的外部纵向通路包括与流体引导件的外部以及优选地制品的外部流体连通的孔。还可以预见的是,外部纵向通路在其近端处被堵塞,使得在使用中,从气溶胶生成制品的外部接纳的流体主要朝向流体引导件的远端流动。流体引导件的外部纵向通路在近端处或附近具有孔,但随后仅在其远端处开放。相比之下,流体引导件的内部纵向通路在其近端和远端两者处开放,但可在其近端和远端之间具有各种流动限制元件。将流体引导件的内部纵向通路和外部纵向通路分开的屏障迫使进入外部纵向通路的流体行进到外部纵向通路的远端,并且朝向优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件行进。这使流体与优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件接触。
流体引导件的外部纵向通路可为一个通路或多于一个通路。外部纵向通路可在流体引导件内,或者可以是流体引导件的外表面上的一个或多个通路,其中流体引导件形成外部纵向通路的部分壁,并且包装物形成到外部纵向通路的另一部分壁。流体引导件的外部纵向通路或内部纵向通路可包含多孔材料,例如泡沫,特别是网状泡沫,使得通路穿过多孔材料。在具体的实施方案中,流体引导件包含多孔材料,例如泡沫。多孔材料可允许流体通过,同时仍维持其形状。这些材料易于成形,并且因此可有助于制造气溶胶生成制品。
在一些实施方案中,外部纵向通路可基本上围绕包装物的内部延伸。在一些实施方案中,通路可不完全围绕包装物的内部延伸。
相对于当前可用的或先前描述的气溶胶生成制品,与本文所述的气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品的各个方面或实施方案可提供一个或多个优点。例如,包括流体引导件和流体引导件的内部流体通路和外部流体通路的气溶胶生成制品允许由包含优选地具有活性剂的凝胶的管状元件生成的气溶胶的有效传递。此外,与包含活性剂的液体元件相比,包含活性剂的凝胶不太可能从气溶胶生成制品泄漏。
气溶胶生成制品可包括口端(近端)和远端。优选地,远端由具有加热元件的气溶胶生成装置接纳,该加热元件被配置为加热气溶胶生成制品的远端。包含优选地具有活性剂的凝胶的管状元件优选地接近气溶胶生成制品的远端设置。因此,气溶胶生成装置可加热气溶胶生成制品中的包含优选地具有活性剂的凝胶的管状元件,以生成包含活性剂的气溶胶。
气溶胶生成制品或气溶胶生成制品的含有优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件的部分可以是一次性气溶胶生成制品或多次使用的气溶胶生成制品。在一些实施方案中,气溶胶生成制品的各部分是可重复使用的,并且各部分在一次性使用之后是可任意处置的。例如,气溶胶生成制品可包括可重新使用的烟嘴和含有管状元件的单次使用部分,所述管状元件包含凝胶和活性剂,凝胶和活性剂例如进一步包含尼古丁。在包括可重复使用部分和一次性使用部分二者的实施方案中,可从一次性使用部分移除可重复使用部分。
结合具体的实施方案,气溶胶生成制品包括包装物。气溶胶生成制品具有开口端、近端和远端,该远端在不同的具体的实施方案中可以是开放的或闭合的。优选地包含具有活性剂的凝胶(该活性剂任选地包含尼古丁)的管状元件优选地接近气溶胶生成制品的远端设置。对开放的近端施加负压导致来自优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件的材料被释放。气溶胶生成制品在近端和远端之间限定至少一个孔。至少一个孔限定至少一个流体入口,使得在对气溶胶生成制品的开放的近端施加负压时,流体例如空气通过该孔进入气溶胶生成制品。优选地,通过孔抽吸到气溶胶生成制品中的流体(例如,环境空气),在气溶胶生成制品的远端附近,沿着流体引导件的外部纵向通路流向管状元件,该管状元件优选地包含凝胶,该凝胶包含活性剂。然后,流体通过流体引导件的内部纵向通路从远端流到近端,并且在开放的近端流出气溶胶生成制品。
通过使孔与气溶胶生成制品的远端间隔开,孔与包含凝胶的管状元件分离,从而降低凝胶通过孔泄漏的可能性。此外,通过提供从孔到包含凝胶的管状元件的气流的通路,例如外部纵向通路,来自孔的流体可被引导朝向凝胶,并且流体引导件可充当凝胶和孔之间的另一个障碍物。这样做的优点是进一步降低凝胶通过孔泄漏的可能性。另外,流体引导件的内部纵向通路提供了用于通过开放的近端将例如空气以及从管状元件生成或释放的材料或蒸气的流体从气溶胶生成制品中抽出的路径。由流体引导件的内部纵向通路提供的路径可具有沿着内部纵向通路的长度变化的内部纵向流动横截面区域,以改变从管状元件生成的或从气溶胶生成制品的远端到气溶胶生成制品的开放的近端释放的气溶胶的流动。
结合具体的实施方案,气溶胶生成制品包括流体引导件。气溶胶生成制品和流体引导件或其部分可形成为单个零件或单独的零件。流体引导件和气溶胶生成制品一体地形成为单个零件的优点是易于制造仅一个零件而不是多个零件,并且随后将这些多个零件组装在气溶胶生成制品内。然而,如果气溶胶生成制品是需要将多个部件组装在一起的多部件结构,则其具有以下优点:可在不必改变整个制造过程的情况下更容易地改变不同部件。同样,流体引导件可出于相同原因形成为单个零件或单独的零件,如果一体地制造为单件则易于制造,但如果组装流体引导件的部件,则能够更容易地适应。流体引导件设置在气溶胶生成制品中,并且具有近端、远端以及远端与近端之间的内部纵向通路。
流体引导件的内部纵向通路具有内部横截面区域。
相对于气溶胶生成制品的纵向方向成角度的开口或通路的提供具有以下效果:在使用期间,流体与主流流体的流动成一定角度引导到近端腔中。这有利地优化了流体的混合并形成抗抽吸性(RTD)。混合还可增加所生成的气溶胶和空气流流动通过近端腔的湍动。对主流生成的气溶胶的流动动力学的这些效应可增强上述益处。通过例如通过使通路在横截面区域上更小或更大,或通过改变通路的壁的角度或它们组合来改变开口或通路动力学,可实现期望的抗抽吸性。此类通路,特别是当通路变窄时,称为限流器或流动限制元件。根据本发明,外部纵向通路和内部纵向通路中的任一者或两者可具有限流器,然而优选地,仅内部纵向通路包括限流器。为了在描述不同实施方案且因此描述流体的流动方向和通路的取向时协助下文的描述,仅描述内部纵向通路。然而,限流器可同等地用于本发明的外部纵向通路中,其中流体流动大体沿与内部纵向流体流动路径相反的方向。外部纵向通路中的一般流动路径为近侧至远侧,而在内部纵向通路中,使用中的一般流动方向为远侧至近侧。穿过孔的通气流体进入气溶胶生成制品,并且沿着外部纵向通路沿远侧方向流动。流体与优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件接触,并且优选地生成或释放含有活性剂的气溶胶或管状元件的其他内容物。
已在吸烟制品和气溶胶生成制品中提供限流器以补偿低的RTD(抗抽吸性)。限流器可例如嵌入于过滤材料塞或管中。另外,包含限流器的过滤嘴段可与其他过滤嘴段结合,所述其他过滤嘴段可任选地包含其他添加剂,诸如吸附剂或风味剂。
优选地,在限流器的横截面区域中,每个通路均沿着横截面区域的半径或沿着从半径偏移角度贝塔(β)的线条延伸。“半径”是指从横截面区域的中心延伸到横截面区域的边缘的任何线条。角度贝塔(β)测量为半径的交点与通路的中心轴线之间的最小角度。在通路并非笔直的情况下,可测量过滤嘴的纵向轴线与通路的出口之间的角度。
当从下游方向(对于内部纵向通路,从远端至近端)观察横截面区域时,角度贝塔(β)可相对于半径指向顺时针方向或逆时针方向。
当通路从半径偏移时,角度贝塔(β)优选地沿顺时针方向或逆时针方向小于60度,更优选地小于45度,并且最优选地小于15度。在角度贝塔(β)从半径偏移的情况下,可从制品和通气流体生成的任何流体的混合可得到增强。在某些情况下,所有通路可沿顺时针方向或逆时针方向引导,或者一些通路沿顺时针方向引导,而一些通路沿逆时针方向引导。
流体引导件中的开口或通路的大小优选地提供在1.0与4.0平方毫米之间,更优选地在1.5与3.5平方毫米之间的总开放面积。优选地,流体引导件的内部纵向通路的开口或通路是基本上圆形的,但横截面的其他形状也是可能的。流体引导件的内部纵向通路在横截面上是圆形的优点在于,在非圆形横截面的通路上可以有更均匀的流体流动。改变通路的形状允许实现期望的流动。
单个开口或通路可设置在流体引导件中。替代地,可在流体引导件中提供两个或更多个间隔开的开口或通路。例如,在一些实施方案中,提供了一对基本上相对的通路。具有多于一个通路是有利的,从而允许增加对穿过通路的流体流动的控制。拥有一个通路对于制造的便利性是有利的。
相对于存在两个或更多个开口或通路的内部纵向通路和外部纵向通路,开口或通路可具有彼此相同的开放区域或不同的开放区域。具有用于两个或更多个通路的相等的开放区域是有利的,使得流体能够均匀地流过所有通路。然而,具有不同开放区域的两个或多于两个通路对于在流体通过两个或更多个通路时形成流体的湍动是有利的。
两个或更多个通路可设置成与纵向轴线相同或不同的角度。具有与纵向轴线具有相同角度的两个或更多个通路是有利的,使得流体能够均匀地流过所有通路。通常,流体的均匀流动更容易预测和设计。具有与纵向轴线成不同角度的两个或更多个通路对于在流体通过两个或更多个通路时形成流体的湍动是有利的。通常,扰动气流可改善颗粒的团聚以形成气溶胶液滴。
两个或更多个通路可设置成与流体引导件的横截面的半径相同或不同的角度。具有与流体引导区域的横截面的半径成相同角度的两个或更多个通路是有利的,使得流体能够均匀地流过所有通路。具有与流体引导件的横截面的半径成不同角度的两个或更多个通路对于在流体通过两个或更多个通路时形成流体的湍动是有利的。
相对于存在两个或更多个通路的内部纵向通路和外部纵向通路,通路可沿着流体引导件的长度定位在基本上相同的位置,或彼此定位在不同的纵向位置。沿着流体引导件的长度在相同位置处具有两个或更多个通路对于使流体能够均匀地流动通过所有通路是有利的。在彼此的不同纵向位置处具有两个或更多个通路对于在流体通过两个或更多个通路时形成流体的湍动是有利的。
在其中孔设置在腔上游的实施方案中,在孔与腔之间的外部纵向通路允许流体沿远侧方向从气溶胶生成制品的外部传递到腔和超出腔的管状元件。腔可由气溶胶生成制品的包装物部分地封闭。在此类实施方案中,流体(例如,环境空气)与生成的或释放的气溶胶的混合可在气溶胶穿过限流器之前发生或部分发生。
其中流体引导件包括两个或更多个不同大小的横截面区域的限流器的情况下,优选地,第一上游限流器具有最小的横截面区域。优选地,与内部纵向通路的总直径相比,第一限流器具有减小的外径,以便形成在远端侧和近端之间的环形通路。
在具体的实施方案中,限流器为基本上球形的。然而,也可能有替代形状。限流器元件可例如为基本上圆柱形或可作为膜提供。例如,限流器可作为在垂直于制品的纵向轴线的平面上延伸的膜提供。
在替代设计中,限流器可以是小颗粒(例如,由粘合剂固定的微粒)的聚合体。
结合具体的实施方案,流体引导件的内部纵向通路的横截面区域从远端到近端基本上恒定。这使得流体能够顺利流动。流体引导件的内部纵向通路的内径通常在1毫米至5毫米的范围内,通常为近似2毫米。内部纵向通路的内部纵向横截面区域通常小于流体引导件的远端处的腔的横截面区域。因此,流体引导件呈现收缩的内部纵向横截面区域,以用于加速空气进入远端处的内部纵向通路。
结合具体的实施方案,内部纵向通路的横截面区域从远端到近端变化。这迫使流体混合。例如,内部纵向通路的远端处的横截面区域可大于内部纵向通路的近端处的横截面区域。当内部纵向通路的横截面区域在远端处大于近端处时,近端处的内部纵向通路的直径优选地在0.5毫米至3毫米之间,诸如近似1毫米,远端处的内部纵向通路的直径优选地在1毫米至5毫米之间,诸如近似2毫米。
结合具体的实施方案,流体引导件优选地长度为3毫米至50毫米,优选地长度为近似25毫米。
结合具体的实施方案,流体引导件的内部纵向通路可具有布置在远端与近端之间的一个或多个部分,该一个或多个部分适于改变从远端到近端穿过内部纵向通路的流体流动。
流体引导件的内部纵向通路可包括在近端与远端之间的第一部分,该第一部分被配置为随着流体从流体引导件的远端朝向近端流动而使流体加速。内部纵向通路的第一部分可以任何合适的方式配置为随着流体通过内部纵向通路从内部纵向通路的远端朝向近端流动而使流体加速。例如,内部纵向通路的第一部分可包括限定收缩的内部纵向横截面区域的限流器,该限流器迫使流体基本上沿轴向方向从远端朝向近端加速。优选地,内部纵向通路的第一部分是内部纵向通路沿远侧至近侧方向的第一部分。
结合具体的实施方案,内部纵向通路的第一部分的内部纵向通路横截面区域可从更靠近流体引导件的远端的位置向更靠近流体引导件的近端的位置收缩以使流体随着它从远端朝向近端流动而加速。第一部分的内部纵向横截面区域可从第一部分的远端向第一部分的近端收缩。因此,内部纵向通路的第一部分的远端(更靠近引导件的远端的位置)可具有比第一部分的近端(更靠近引导件的近端的位置)大的内径。
结合具体的实施方案,内部纵向通路的第一部分的内部纵向横截面区域从第一部分的远端到第一部分的近端可以是恒定的。在此类实施方案中,内部纵向通路的第一部分的恒定的内部纵向横截面区域可小于内部纵向通路的远端处的内部纵向横截面区域。
在流体引导件的内部纵向通路从远端到近端收缩的情况下,内部纵向通路的收缩通常包括内部纵向通路的横截面区域的从流体引导件的远端到近端的逐渐减小。例如,内部纵向通路的直径的减小从第一部分(例如,截头圆锥形形状)的远端到近端是线性的。横截面区域(例如,截头圆锥形形状)的线性减小在形成穿过流体引导件的流体的顺利流动方面是有利的。
替代地,收缩是不均匀的。例如,在具体的实施方案中,内部纵向通路的收缩呈阶梯状,内部纵向通路的横截面区域从远端到近端呈不连续增量或阶梯状收缩。内部纵向通路的横截面区域的不均匀减小在流体沿着流体引导件传递时在形成流体的湍动方面是有利的。
流体引导件的内部纵向通路可包括在近端与远端之间的第二部分,该第二部分被配置为随着流体从流体引导件的远端朝向近端流动而使流体减速。内部纵向通路的第二部分可以任何合适的方式配置为随着流体通过内部纵向通路从内部纵向通路的远端朝向近端流动而使流体减速。例如,内部纵向通路的第一部分可包括限定扩大的内部纵向横截面区域的引导件,该引导件迫使流体基本上沿轴向方向从远端朝向近端减速。优选地,内部纵向通路的第二部分沿从远侧至近侧方向在第一部分之后。
结合具体的实施方案,内部纵向通路的第一部分的内部纵向通路横截面区域可从更靠近流体引导件的远端的位置向更靠近流体引导件的近端的位置扩大以随着流体从远端朝向近端流动而使流体加速。第一部分的内部纵向横截面区域可从流体引导件的第二部分的远端到第二部分的近端扩大。因此,内部纵向通路的第二部分的远端(更靠近引导件的远端的位置)可具有比第二部分的近端(更靠近引导件的近端的位置)小的内径。
结合具体的实施方案,内部纵向通路的第二部分的横截面区域从第二部分的远端到第二部分的近端可以是恒定的。在此类实施方案中,内部纵向通路的第二部分的恒定横截面区域的面积可大于内部纵向通路的第二部分的远端处的横截面区域的面积。
在流体引导件的内部纵向通路的横截面区域从远端到近端扩大的情况下,内部纵向通路的横截面区域扩大通常包括从流体引导件的第二部分的远端到近端的内部纵向通路的横截面区域的逐渐扩大。优选地,内部纵向通路的直径的扩大从第二部分(例如,截头圆锥形形状)的远端到近端可能是线性的。横截面区域(例如,截头圆锥形形状)的线性减小在形成穿过流体引导件的流体的顺利流动方面是有利的。
替代地,收缩是不均匀的。例如,在具体的实施方案中,内部纵向通路的扩大呈阶梯状,内部纵向通路的横截面区域从远端到近端呈不连续增量或阶梯状收缩。内部纵向通路的横截面区域的不均匀减小在流体沿着流体引导件传递时在形成流体的湍动方面是有利的内部纵向通路的近端的直径通常在0.5毫米与3毫米之间,诸如0.8毫米、1毫米或优选地1.2毫米。
内部纵向通路的远端的直径通常在1毫米与5毫米之间,诸如1.2毫米、2毫米或优选地2.2毫米。
内部纵向通路的近端的直径与内部纵向通路的远端的直径的比率通常在1:4与3:4之间,或2:5与3:5之间,或优选1:2。
内部纵向通路的第一部分的近端与远端之间的距离可以是任何合适的距离。例如,内部纵向通路的长度通常为3毫米至15毫米,诸如4毫米至7毫米,或优选地5.2毫米至5.8毫米。
在本发明的具体的实施方案中,流体引导件可以是模块化的,包括形成流体引导件的两个或更多个段。
结合具体的实施方案,气溶胶生成制品包括与包装物的孔连通的至少一个外部纵向通路。结合具体的实施方案,通路至少部分地由包装物形成,其中存在包装物。通路将流体(例如,环境空气)从孔朝向包含活性剂的管状元件引导。在具体的实施方案中,外部纵向通路形成于流体引导件的外部部分中,在包装物的内表面下方。
气溶胶生成制品可包括多于一个外部纵向通路。在具体的实施方案中,气溶胶生成制品包括在流体引导件的外部部分中的2至20个外部纵向通路。例如,制品可包括6至14个外部纵向通路,通常10至12个通路。不同数量的通路允许不同的气溶胶流动动态。
优选地,每个外部纵向通路通过包装物与至少一个孔连通。然而,气溶胶生成制品可包括不与孔直接连通的一个或多个外部纵向通路。优选地,每个外部纵向通路通过流体引导件的外壁与至少一个孔连通。在存在的情况下,优选地,穿过包装物的孔和穿过流体引导件的外壁的孔彼此对准,并且对准至少一个外部纵向通路,以便允许流体有效地流入到气溶胶生成制品中并且沿着外部纵向通路朝向气溶胶生成制品的远端流动。
优选地,外部纵向通路和包装物包括多于一个孔。例如,结合具体的实施方案,外部纵向通路和包装物包括2至20个孔。优选地,孔的数量等于外部纵向通路的数量,并且每个孔对应于单独的外部纵向通路。优选地,孔围绕制品周向地均匀间隔开,以帮助流体的均匀分布。
结合具体的实施方案,外部纵向通路的侧壁沿着气溶胶生成制品的纵向长度的至少部分,在流体引导件的外部与包装物的内侧之间延伸。例如,在具体的实施方案中,流体引导件具有纵向凹槽,该纵向凹槽在存在包装物的情况下形成外部纵向通路。
结合具体的实施方案,外部纵向通路完全围绕包装物的内部延伸。替代地,外部纵向通路不完全围绕围绕流体引导件的圆周延伸,诸如围绕流体引导件的圆周延伸不到90%,围绕流体引导件的圆周延伸不到70%,或围绕流体引导件的圆周延伸不到50%。在具体的实施方案中,外部纵向通路围绕流体引导件的圆周延伸至少5%。
结合具体的实施方案,外部纵向通路的远端与气溶胶生成制品的远端间隔开。替代地,在其他具体的实施方案中,外部纵向通路的远端等于流体引导件的远端。结合具体的实施方案,外部纵向通路的远端可在距气溶胶生成制品的远端2毫米至20毫米之间,诸如距气溶胶生成制品的远端10毫米至12毫米之间。
结合具体的实施方案,外部纵向通路的宽度例如在0.5毫米与2毫米之间,通常在0.75毫米与1.8毫米之间。
纵向通路的远端可定位成距气溶胶生成制品的远端一定距离,使得进入外部纵向通路的孔的流体可与管状元件接触,并且使得能够从凝胶生成或释放气溶胶。在管状元件处生成的或释放的气溶胶可通过流体引导件的内部纵向通路传递到气溶胶生成制品的近端。
优选地,流动通过气溶胶生成制品的流体的至少5%接触优选地包含活性剂的管状元件和凝胶。更优选地,流动通过制品的空气的至少25%接触包含活性剂的管状元件。
在具体的实施方案中,并非所有流体都将与管状元件接触,例如,流过气溶胶生成制品的流体的至少5%将不接触管状元件,但在其他具体的实施方案中,这可以是流过气溶胶生成制品的流体的至少10%。
结合具体的实施方案,流体引导件的远端与气溶胶生成制品的远端间隔开。结合具体的实施方案,流体引导件的远端可在距气溶胶生成制品的远端2毫米与20毫米之间,诸如距气溶胶生成制品的远端7毫米与17毫米之间,优选12毫米与16毫米之间。
优选地,气溶胶生成制品为大体圆柱体。这容易使气溶胶顺利流动。气溶胶生成制品可具有例如在4毫米与15毫米之间、在5毫米与10毫米之间或在6毫米与8毫米之间的外径。气溶胶生成制品可具有例如在10毫米与60毫米之间、在15毫米与50毫米之间或在20毫米与45毫米之间的长度。
除了别的之外,气溶胶生成制品的抗抽吸性(RTD)将根据通路的长度和尺寸、孔的大小、内部通路的最收缩横截面区域的尺寸以及所使用的材料而变化。在具体的实施方案中,气溶胶生成制品的RTD在50毫米水与140毫米水(mm H2O)之间、60毫米水与120毫米水(mm H2O)之间、或80毫米水与100毫米水(mm H2O)之间。制品的RTD是指当制品在稳定条件下被内部纵向通路穿过时,制品的一个或多个孔与制品的口端之间的静压差,在该稳定条件下在口端的体积流量为17.5毫升/秒。样品的RTD可使用ISO标准6565:2002中规定的方法测量。
优选地,根据本发明的气溶胶生成制品包含在沿着外部纵向通路的位置处的孔。因此,孔位于限流器上游的位置。在具体的实施方案中,孔将作为穿过包装物或流体引导件,或流体引导件和包装物两者的一行或多行孔设置,并且允许将流体抽吸到气溶胶生成制品中。流体首先通过孔抽吸,然后通过外部纵向通路抽吸,然后朝向气溶胶生成制品的远端抽吸,其中流体可接触管状元件,并且优选地接触管状元件内的凝胶,优选地接触包含活性剂的凝胶,然后再沿着内部纵向通路传递并且穿过(如果在该实施方案中存在的话)限流器。优选地,流体从孔到气溶胶生成制品的近端的总内部路径为至少9毫米。更优选地,至少10毫米,以便除了别的之外,相对于抗抽吸性和冷却效应产生最佳气溶胶形成。
通过调整孔的数量和大小,可在抽吸时调整进入气溶胶生成制品中的流体的量。例如,可形成穿过包装物的一行或两行孔,以使得流体能够轻松流入气溶胶生成制品中。在替代的具体实施方案中,包装物包括较少的孔,例如2或4个孔。孔的数量和孔的大小将影响进入气溶胶生成制品中的流体流动。抗抽吸性(RTD)和进入气溶胶生成制品中的流体流动的不同组合可导致不同的气溶胶形成,并且因此根据本发明的气溶胶生成制品提供更广范围的设计选项。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品包含:塑料材料,诸如聚乳酸,例如压接聚乳酸;金属材料;纤维素材料,诸如乙酸纤维素;纸;纸板;棉;或它们的组合。
在具体的实施方案中,流体引导件包含:塑料材料,诸如聚乳酸,例如压接聚乳酸;金属材料;纤维素材料,诸如乙酸纤维素;纸;纸板;或它们的组合。
结合具体的实施方案,包装物包含多于一种材料。在具体的实施方案中,包装物或其一部分包含金属材料、塑料材料、纸板、纸、棉或它们的组合。当包装物包含硬纸板或纸时,可通过激光切割形成孔。
包装物为气溶胶生成制品提供强度和结构硬度。当将纸或纸板用于包装物并且需要高度的刚度时,其优选地具有大于60克/平方米的基重。一种此类包装物可提供较高的结构硬度。包装物可抵抗在其中限流器(如果存在的话)嵌入气溶胶生成制品内的位置处或在其他位置中(例如,在其中存在较少结构支撑的腔(如果存在的化))的气溶胶生成制品的外部上的变形。在一些实施方案中,管状元件包装物包括金属层。金属层可用于集中外部施加的能量以加热管状构件,例如,金属层可充当电磁场的感受器或收集由外部热源提供的辐射能。如果存在内部热源,则金属层可防止热量通过包装物离开管状元件,从而提高加热效率。它还可沿着管状构件的外围提供均匀的热量分布。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品包括在流体引导件的外部与包装物的内部之间的密封件。然后可将包装物牢固地附接到流体引导件。它不需要形成流体不可渗透的密封件。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品包括烟嘴。烟嘴可包括流体引导件或其一部分,并且可形成气溶胶生成制品的包装物的至少近侧部分。烟嘴可以任何合适的方式诸如通过过盈配合、线接合等与包装物或包装物的远侧部分连接。烟嘴可以是气溶胶生成制品的可包括过滤嘴的部分,或者在一些情况下,烟嘴可由接装纸的范围限定(如果存在的话)。在其他实施方案中,烟嘴可被限定为制品的一部分,该制品从气溶胶生成制品的口端延伸40毫米,或者从气溶胶生成制品的口端延伸30毫米。
在最终组装气溶胶生成制品之前,可将优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件放置在气溶胶生成制品的远端附近。
一旦完全组装,气溶胶生成制品就限定了流体可流过的流体路径。当在气溶胶生成制品的口端(近端)处提供负压时,流体通过包装物中的孔(或流体引导件,或两者)进入气溶胶生成制品,然后通过外部纵向通路朝向气溶胶生成制品的远端流动。在那里,它可能夹带气溶胶,该气溶胶任选地通过加热包含活性剂的管状元件而生成。然后,夹带有气溶胶的流体可流动通过流体引导件的内部纵向通路并流动通过气溶胶生成制品的开放的口端。
优选地,气溶胶生成制品被配置为由气溶胶生成装置接纳,使得气溶胶生成装置的加热元件可加热气溶胶生成制品的包括管状元件的区段。例如,如果优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件设置在气溶胶生成制品的远端处或附近,则管状元件可以是气溶胶生成制品的远端。
优选地,气溶胶生成制品的形状和大小可经设定以与适当地对应地设定形状和大小的气溶胶生成装置一起使用,该气溶胶生成装置包括用于接纳气溶胶生成制品的容纳器以及被配置和定位成加热气溶胶生成制品的包括优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件的区段的加热元件。
气溶胶生成装置优选地包括可操作地联接到加热元件的控制电子器件。控制电子器件可被配置为控制加热元件的加热。控制电子器件可在装置的壳体内部。
控制电子器件可以任何合适的形式提供,并且可例如包括控制器或存储器和控制器。控制器可包括以下各项中的一个或多个:专用集成电路(ASIC)状态机、数字信号处理器、门阵列、微处理器,或同等的分立或集成逻辑电路。控制电子器件可包括存储器,该存储器包含使电路的一个或多个部件实施控制电子器件的功能或方面的指令。可归因于本公开中的控制电子器件的功能可被体现为软件、固件和硬件中的一个或多个。
电子电路可包括微处理器,微处理器可以是可编程微处理器。电子电路可被配置为调节对加热元件的电力供应。可以电流脉冲的形式将电力供应给加热元件。控制电子器件可被配置为监视加热元件的电阻并且取决于加热元件的电阻而控制对加热元件的电力供应。以这种方式,控制电子器件可调节电阻元件的温度。
气溶胶生成装置可包括可操作地联接到控制电子器件以控制加热元件的温度的温度传感器,诸如热电偶。温度传感器可定位在任何合适的位置。例如,温度传感器可与加热元件接触或接近。传感器可将有关所感测到的温度的信号发送到控制电子器件,该控制电子器件可调整加热元件的加热以在传感器处实现合适的温度。
不管气溶胶生成装置是否包括温度传感器,该装置都可被配置为将设置在气溶胶生成装置中的优选地包含具有活性剂的凝胶的管状元件加热至足以生成气溶胶的程度。
控制电子器件可以可操作地联接到电源,该电源可在壳体内部。气溶胶生成装置可包括任何合适的电源。例如,气溶胶生成装置的电源可以是电池或电池组。电池或电源单元可以是可再充电的,以及是可移除的和可更换的。
结合具体的实施方案,加热元件可包括电阻加热部件,诸如一个或多个电阻丝或其他电阻元件。电阻丝可与导热材料接触以将产生的热量分布在更宽的区域上。合适的导电材料的实例包括金、铝、铜、锌、镍、银以及它们的组合。优选地,如果电阻丝与导热材料接触,则这些电阻丝和导热材料均是加热元件的一部分。
结合具体的实施方案,加热元件包括腔,该腔被配置为接纳并包围制品的远端。加热元件可包括被配置为当制品的远端由装置接纳时沿着制品的壳体的一侧延伸的细长元件。
替代地,为了将加热元件插入到气溶胶生成制品中,可将热量在外部施加到管状元件,其中热夹套围绕气溶胶生成制品的包装热联接。优选地,夹套位于包括管状元件的气溶胶生成制品的部分中。
在其他具体的实施方案中,加热元件包括感应加热。
在具体的实施方案中,优选地包含优选地具有活性剂的凝胶的管状元件通过感应加热来加热。
优选地,气溶胶生成制品的包括管状元件的部分定位在气溶胶生成装置中,使得生成用于感应加热的电磁辐射的一个或多个加热元件接近气溶胶生成制品的包括管状元件的部分。因此,优选地,当定位在气溶胶生成装置中时,气溶胶生成装置的加热元件接近于气溶胶生成制品内的凝胶。
优选地,在用于感应加热的实施方案中,气溶胶生成制品包括感受器。优选地,在用于感应加热的实施方案中,管状元件包括感受器。进一步优选地,在具体的实施方案中,凝胶包括感受器。优选的是,感受器与凝胶接触或接近凝胶。因此,在本发明的此类实施方案中,在通过辐射加热感受器后,可轻松发生到凝胶的热传递,从而有助于从凝胶中释放材料例如活性剂。
另外地或替代地,结合本发明的其他特征,装载有凝胶的多孔介质包括感受器。因此,感受器可与装载有凝胶的多孔介质接触,并且允许轻松加热装载有凝胶的多孔介质。
在具体的实施方案中,管状元件内的凝胶可最初与接纳到管状元件中的气溶胶分开,并且可响应于脆性分隔的破裂而释放成夹带到气溶胶中。任选地,在具体的实施方案中,凝胶的多个部分可各自密封在相应的脆碎分隔件后方,并且在使用中所需的放大适当数量的脆碎分隔件以实现将活性剂夹带到接收到管状元件中的气溶胶中的所需水平。
结合具体的实施方案,气溶胶生成装置可被配置为接纳多于一个本文所述的气溶胶生成制品。例如,气溶胶生成装置可包括细长加热元件延伸到其中的容纳器。一个气溶胶生成制品可在加热元件的一侧被接纳在容纳器中,并且另一个气溶胶生成制品可在加热元件的另一侧被接纳在容纳器中。或在其他具体的实施方案中,气溶胶生成装置包括多于一个感受器。因此,能够一次接纳多于一个气溶胶生成制品。
结合具体的实施方案,气溶胶生成制品包括在气溶胶生成制品的远端到管状元件的远端侧处的可燃热源。这种类型的热源的优点在于,代替要求气溶胶生成装置将热量传递到气溶胶生成制品,气溶胶生成制品具有其本身的可燃热源形式的热源。在这些具体的实施方案中,对于可燃热源,在最远端处较少需要端塞。然而,在包括可燃热源的具体的实施方案中,感受器定位在管状元件与可燃热源之间。优选地,感受器防止管状元件燃烧或达到超过350℃。
在一些实施方案中,感受器包括设置在可燃热源的背面上的感受器涂层。在此类实施方案中,优选地,感受器包括设置在可燃热源的至少基本上整个背面上的感受器涂层。更优选地,感受器包括设置在可燃热源的整个背面上的感受器涂层。
感受器可有利地将温度限制为气溶胶形成基质在可燃热源的点燃或燃烧期间所暴露的温度,并且因此帮助避免或减少气溶胶形成基质在气溶胶生成制品的使用期间的热降解或燃烧。如下文进一步描述的,在可燃热源包括一种或多种添加剂以帮助点燃可燃热源的情况下,这是特别有利的。
根据气溶胶生成制品的期望的特征和性能,感受器可具有低导热率或高导热率。在某些实施方案中,感受器可具有在约0.1瓦/米-开尔文(W/m·K)与约200瓦/米-开尔文(W/m·K)之间的热导率。
感受器的厚度可适当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。在某些实施方案中,感受器可具有在约10微米与约500微米之间的厚度。在其中感受器在可燃热源与管状元件之间的实施方案中,感受器的优选厚度可在10微米与100微米之间,通常在15微米与50微米之间。在具体的实施方案中,感受器为20微米厚。
感受器可由一种或多种合适的材料形成,该一种或多种合适的材料在可燃热源在点燃和燃烧期间达到的温度下为基本上热稳定且不可燃的。合适的材料在本领域中是已知的并且包括但不限于粘土(诸如膨润土和高岭石)、玻璃、矿物质、陶瓷材料、树脂、金属和它们的组合。
可形成感受器的优选材料包括粘土和玻璃。可形成感受器的更优选材料包括铜、铝、不锈钢、合金、氧化铝(Al2O3)、树脂和矿物胶。
在一个实施方案中,感受器包括设置在可燃热源的背面上的粘土涂层,该粘土涂层包含膨润土和高岭石的50/50混合物。在一个更优选的实施方案中,感受器包括设置在可燃热源的背面上的铝涂层。在另一优选的实施方案中,感受器包括设置在可燃热源的背面上的玻璃涂层,更优选地烧结玻璃涂层。
优选地,感受器具有至少约10微米的厚度。由于粘土的轻微透气性,在其中感受器包括设置在可燃热源的背面上的粘土涂层的实施方案中,粘土涂层更优选地具有至少约50微米、最优选地在约50微米与约350微米之间的厚度。在其中感受器由一种或多种更不透气的材料(诸如铝)形成的实施方案中,感受器可更薄,并且一般优选具有小于约100微米并且更优选约20微米的厚度。在其中感受器包括设置在可燃热源的背面上的玻璃涂层的实施方案中,玻璃涂层优选地具有小于约200微米的厚度。感受器的厚度可使用显微镜、扫描电子显微镜(SEM)或本领域中已知的任何其他合适测量方法测量。
在具体的实施方案中,在可燃热源与管状元件之间的感受器的长度在5微米与50微米之间,优选在15微米与25微米之间。在具体的实施方案中,在可燃热源与管状元件之间的感受器的长度是20微米
在具体的实施方案中,结合其他特征,气溶胶生成制品包括在可燃热源与管状元件之间的腔。可燃热源与管状元件之间的腔有助于防止过度热量传递到管状元件。
在具体的实施方案中,感受器包括沿着管状元件或可燃热源或两者的外侧延伸的外围部分。朝向可燃源引导热量的感受器的在远端的外围部分通常在沿着气溶胶生成制品的长度上在3毫米与7毫米之间,优选大于2.5毫米,更优选3毫米。通常,沿朝向管状元件方向的近侧方向的感受器的外围部分在沿着气溶胶生成制品的长度上在7毫米与32毫米之间,优选大于10毫米,更优选11毫米。感受器的外围部分的这些长度允许到管状元件的期望的热传递。这些长度可防止过度热量传递到管状元件。优选地,感受器在包装物下方,因此从外部基本上不可见。包装物可包括带例如金属化铝白色涂层的感受器。
在可燃热源点燃时,在感受器的帮助下,热量被传递到管状元件。加热管状元件有助于从凝胶或装载有凝胶的多孔材料或装载有凝胶的线(或它们的组合)释放材料。当向气溶胶生成制品的近端施加负压时,流体(例如,环境空气)进入孔,并且可与从管状元件释放的材料结合,然后再传入和传出气溶胶生成制品的近端。
可燃热源可包含任何合适的可燃材料,例如碳源,例如纸、纤维素或木材。通常,可燃热源在近侧至远侧长度上在9和12毫米之间,优选地在近侧至远侧长度上为9毫米。
在具有可燃热源的实施方案中,优选地,孔定位在距气溶胶生成制品的远端超过15毫米处。优选地,孔距管状元件至少1.5毫米。通常,管状元件在近侧至远侧长度上在3毫米与26毫米之间,优选地在近侧至远侧长度上为近似9毫米。
气溶胶生成制品的总长度在近侧至远侧长度上可为近似70毫米。
结合本发明的具体的实施方案,包装物或包装物的一部分是防水的或疏水的,赋予一定程度的防水,或耐水分渗透的特性。这可以是管状元件的包装物,或气溶胶生成制品的包装物,或管状元件和气溶胶生成制品两者的包装物。其也可以是气溶胶生成制品的任何其他部分,或气溶胶生成制品的任何其他部件(包括第一管状元件内的第二管状元件的纵向侧)的包装物。包装物可以是天然不可渗透的,并且因此耐水或水分渗透。包装物可以是多层的,具有阻止或减少水通过的屏障,或至少耐水或水分渗透。结合具体的实施方案,包装物的疏水屏障或疏水处理可在包装物的整个区域上实现。替代地,在其他具体的实施方案中,包装物的疏水屏障或疏水处理实现到包装物的一部分,例如,这可在包装物的一侧(即,包装物的内侧或外侧)上实现;或者可在包装物的两侧上实现。
包装物的疏水区可通过包括以下步骤的方法来制造:将包括脂肪酰卤的液体组合物涂覆到包装物的至少一个表面;以及将该表面在120℃至180℃的温度下保持近似5分钟。脂肪酸卤与包装物中材料的强酸基团原位反应,从而导致形成脂肪酸酯,并因此赋予疏水性和耐水分渗透性。
可以设想的是,经疏水处理的包装物可减少和防止水、水分或液体吸附至包装物中或经由包装物传输。有利地,经疏水处理的包装物不会对制品的味道产生负面影响。
在具体的实施方案中,使用中的包装物一般形成气溶胶生成制品的外部部分。在具体的实施方案中,包装物包含:纸张、均质纸、均质烟草浸渍纸、均质烟草、木浆、大麻、亚麻、稻草、艾斯巴、尾巨型、棉等。在具体的实施方案中,形成包装物的基质或纸具有的形成包装物的基质或纸的基重在10至50克/平方米的范围内,例如15至45克/平方米。结合具体的实施方案,形成包装物的基质或纸的厚度在10至100微米的范围内,或优选地在30至70微米的范围内。
结合具体的实施方案,疏水基团共价键合到包装物的内表面。在其他实施方案中,疏水基团共价键合到包装物的外表面。已发现,将疏水基团共价键合到包装物的仅一侧或表面会赋予包装物的相对侧或表面疏水特性。疏水包装物或经疏水处理的包装物可减少或防止流体(例如,液体风味剂或液体释放组分)通过包装物被污染或吸收或传输。
在各种具体的实施方案中,包装物且特别是邻近管状元件的包装物区(其优选地包含具有活性剂的凝胶)是疏水的或具有一个或多个疏水区。这种疏水包装物或经疏水处理的包装物的Cobb吸水率(ISO535:1991)值(在60秒时)可小于40克/平方米、小于35克/平方米、小于30克/平方米、或小于25克/平方米。
在各种具体的实施方案中,包装物且特别是邻近管状元件的包装物区优选地包含具有活性剂的凝胶,其水接触角为至少90度,例如至少95度、至少100度、至少110度、至少120度、至少130度、至少140度、至少150度、至少160度或至少170度。疏水性通过利用TAPPIT558 om-97测试进行确定,并且结果呈现为界面接触角且以“度”报道,并且范围可为接近零度到接近180度。当接触角未连同术语疏水的一起指定时,水接触角为至少90度。
结合具体的实施方案,疏水表面沿着包装物的长度均匀地存在,替代地,在其他具体的实施方案中,疏水表面沿着包装物的长度不均匀地存在。
优选地,包装物由任何合适的纤维素材料形成,优选源自植物的纤维素材料。在许多实施方案中,包装物由具有侧强酸基团的材料形成。优选地,强酸基团是反应性的亲水基团,诸如(但不限于)羟基(-OH)、胺基(–NH2)或硫氢基(-SH2)。
现在将通过举例来描述适应本发明的特别合适的包装物。具有侧羟基的包装物材料包含纤维素材料,诸如纸、木材、织物、天然以及人造纤维。包装物也可包含一种或多种填充材料,例如碳酸钙、羧甲基纤维素、柠檬酸盐钾、柠檬酸钠、乙酸钠或活性碳。
形成包装物的纤维素材料的疏水表面或区可用任何合适的疏水试剂或疏水基团形成。疏水试剂优选地化学键合到纤维素材料或形成包装物的纤维素材料的侧强酸基团。在许多实施方案中,疏水试剂共价键合到纤维素材料或纤维素材料的侧强酸基团。例如,疏水基团共价键合到形成包装物的纤维素材料的侧羟基。纤维素材料的结构组件与疏水试剂之间的共价键可形成疏水基团,该疏水基团牢固地附着至纸材料而不是简单地将疏水材料的涂层设置在形成包装物的纤维素材料上。通过使疏水试剂以分子水平原位化学键合而非整体施用一层疏水材料以覆盖表面,允许纤维素材料例如纸的渗透率得到更好地维持,因为涂层倾向于覆盖或阻挡形成连续片材的纤维素材料中的孔并降低渗透率。将疏水基团与纸原位化学键合也可减少致使包装物的表面疏水所需的材料的量。如本文所用,术语“原位”指化学反应的位置,该化学反应发生在形成包装物的固体材料的表面上或附近,该化学反应可与纤维素溶解于溶剂中的反应区分开。例如,该反应发生在形成包装物的纤维素材料的表面上或附近,该包装物包括呈异构结构的纤维素材料。然而,术语“原位”并不需要在形成疏水管区的纤维素材料上直接发生化学反应。
疏水试剂可包含酰基或脂肪酸基。酰基或脂肪酸基或其混合物可为饱和的或不饱和的。反应物中的脂肪酸基(诸如脂肪酰卤)可与纤维素材料的侧强酸基团(诸如羟基)反应,以形成使脂肪酸与纤维素材料化学键合的酯键。大体上,与羟基侧基的这些反应可使纤维素材料酯化。
在包装物的一些实施方案中,酰基或脂肪酸基包含C12-C30烷基(具有12至30个碳原子的烷基)、C14-C24烷基(具有14至24个碳原子的烷基)或优选地C16-C20烷基(具有16至20个碳原子的烷基)。本领域的技术人员应了解,如本文所用,术语“脂肪酸”是指包括12至30个碳原子、14至24个碳原子、16至20个碳原子或具有大于15、16、17、18、19或20个碳原子的长链脂族、饱和或不饱和脂肪酸。在各种优选实施方案中,疏水试剂包含酰基卤化物,诸如包含(例如)棕榈酰氯、硬脂酰氯或苯甲酰氯或其混合物的脂肪酰氯。脂肪酰氯与形成连续片材的纤维素材料之间的原位反应产生纤维素的脂肪酸酯和盐酸。
任何适合的方法均可用于使疏水试剂或基团化学键合到形成疏水管区的纤维素材料。疏水基团是通过不使用溶剂使脂肪酰卤在纤维素材料表面上扩散而共价键合到纤维素材料。
作为一个实例,一定量的疏水试剂,诸如酰卤、脂肪酰卤、脂肪酰氯、棕榈酰氯、硬脂酰氯或山嵛酰氯、其混合物在无溶剂的情况下(无溶剂方法)在受控温度下沉积在包装纸的表面,例如试剂液滴在表面上形成20微米规则隔开的环。在连续移除未反应的酰基氯的同时,随着脂肪酸与纤维素之间形成酯键,试剂的蒸汽张力的控制可通过扩散来促进反应蔓延。在一些情况下,纤维素的酯化反应基于纤维素的醇基或侧羟基与酰基卤化合物(诸如脂肪酰氯)的反应。可用于加热疏水试剂的温度取决于试剂的化学性质,且对于脂肪酰氯,该温度的范围为约120℃至约180℃。
疏水试剂可以任何有用的量或基重施用于包装纸的纤维素材料。在许多实施方案中,疏水试剂的基重为小于3克/平方米、小于2克/平方米、或小于1克/平方米,或者在0.1至3克/平方米、0.1至2克/平方米、或0.1至1克/平方米的范围内。疏水试剂可施用或印刷在包装物表面上并且限定均匀或不均匀图案。
优选地,疏水管区是通过使脂肪酸酯基或脂肪酸基与包装纸的纤维素材料上的侧羟基反应形成疏水表面来形成。反应步骤可通过施用脂肪酰卤(诸如氯化物)来完成,该脂肪酰卤提供脂肪酸酯基团或脂肪酸基团,以与包装纸的纤维素材料上的侧羟基化学键合,从而形成疏水表面。施用步骤可通过将液体形式的脂肪酰卤装载到固体支撑物(诸如刷子、辊或吸收性或非吸收性垫)上,且接着使固体支撑物与纸的表面接触来进行。脂肪酰卤还可通过印刷技术(诸如凹印、苯胺印刷、喷墨、日光胶版术)、通过喷射、通过润湿或通过浸渍于包括脂肪酰卤的液体中来施用。施用步骤可敷设试剂的不连续岛,从而在包装纸的表面上形成均匀或不均匀图案的疏水区域。包装纸上的均匀或不均匀图案的疏水区域可形成至少100个不连续疏水岛、至少500个不连续疏水岛、至少1000个不连续疏水岛、或至少5000个不连续疏水岛。不连续疏水岛可具有任何有用的形状例如圆形、矩形或多边形。不连续疏水岛可具有任何有用的平均横向尺寸。在许多实施方案中,不连续疏水岛具有在5至100微米范围内、或在5至50微米范围内的平均横向尺寸。为了帮助表面上所施用试剂的扩散,还可向包装物的表面施用气流。
结合具体的实施方案,疏水包装物可通过包括以下步骤的方法制成:将包括脂肪族酸卤化物(优选地脂肪酰卤)的液体组合物施用至包装纸的至少一个表面;将气流任选地施用至包装纸的表面以帮助所施用的脂肪酰卤的扩散;以及将包装物的表面的温度在120℃至180℃下维持至少5分钟,其中脂肪酰卤与包装纸中的纤维素材料的羟基原位反应,从而形成脂肪酸脂。优选地,包装纸由纸制成,并且脂肪酰卤为硬脂酰氯、棕榈酰氯或酰基中具有16至20个碳原子的脂肪酰氯的混合物。通过上文所描述的方法制成的疏水包装纸因此可与通过将一层预制纤维素的脂肪酸酯涂布在表面而制成的材料区分开。
疏水包装纸通过一种方法制成,该方法将液体试剂组合物以0.1至3克/平方米、或0.1至2克/平方米或0.1至1克/平方米的范围内的比率施用至包装纸的至少一个表面。以这些比率施用的液体试剂致使包装纸的表面具有疏水性。
在许多实施方案中,包装纸的厚度允许施用至一个表面的疏水基团或试剂蔓延到相对表面上,从而对两个相对表面有效提供相似的疏水特性。在一个实例中,包装纸的厚度为43微米,并且这两个表面均通过使用硬脂酰氯作为疏水试剂对一个表面的凹印(印刷)工艺而致使疏水。
在一些具体的实施方案中,产生疏水管区的疏水性的材料或方法基本上不影响包装物在其他区的渗透率。优选地,产生疏水管区的试剂或方法使包装物在该经处理区的渗透率(与未经处理的包装物区相比较)降低小于10%或小于5%或小于1%。
在许多具体的实施方案中,疏水表面可通过沿着纤维素材料的长度印刷试剂而形成。可利用任何有用的印刷方法,例如凹印、喷墨或类似方法。凹印是优选的。试剂可包含任何有用的疏水基团,该疏水基团可化学(例如,共价)键合到,具体地说键合到包装物的纤维素材料或纤维素材料的侧基。
结合本发明的具体的实施方案,气溶胶生成制品包括感受器。结合具体的实施方案,管状元件包括感受器。优选地,感受器是细长的并且纵向布置在管状元件内。优选地,感受器与凝胶或装载有凝胶的多孔材料热接触。这可有助于将热量从气溶胶生成装置中的加热元件传递到且穿过气溶胶生成制品,优选地穿过管状元件传递到感受器,并且因此在靠近感受器的情况下,穿过凝胶或装载有凝胶的多孔介质。当通过感应加热进行加热时,波动的电磁场通过气溶胶生成制品传输,优选通过管状元件传输到感受器,使得感受器将波动场改变为热能,从而在附近加热凝胶或装载有凝胶的多孔材料。通常,感受器具有10微米至500微米之间的厚度。在优选的实施方案中,感受器具有10微米至100微米之间的厚度。替代地,感受器可为分散在凝胶内的粉末的形式。通常,感受器被配置用于当与特定电感器结合使用时消耗在1瓦与8瓦之间、例如在1.5瓦与6瓦之间的能量。通过配置,意味着细长感受器可由具体的材料制成,并且可具有具体的尺寸,当与生成已知频率和已知场强的波动磁场的特定导体结合使用时其允许在1瓦与8瓦之间的能量消耗。
根据本发明的另一个方面,还提供一种气溶胶生成系统,该气溶胶生成系统包括:电操作气溶胶生成装置,该电操作气溶胶生成装置具有用于产生交变或波动电磁场的感受器;以及气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括如本文中所描述和所限定的感受器。气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合,使得由感受器产生的波动电磁场在感受器中诱导电流,引起感受器升温。优选地,电操作气溶胶生成装置能够生成具有在1千安每米与5千安每米(kA/m)之间、优选地在2千安每米与3千安每米(kA/m)之间、例如2.5千安每米(kA/m)的磁场强度(H场强)的波动电磁场。优选地,电操作气溶胶生成装置能够生成具有在1兆赫与30兆赫(M/Hz)之间、例如在1兆赫与10兆赫之间、例如在5兆赫与7兆赫之间的频率的波动电磁场。
优选地,本发明的细长感受器是消耗品的一部分,因此只能使用一次。由于新感受器用于加热每个气溶胶生成制品的事实,一系列气溶胶生成制品的风味可更一致。对于具有可再使用的加热元件的装置来说,清洁气溶胶生成装置的要求明显更容易,并且可在不损坏热源的情况下实现。此外,需要穿透气溶胶形成基质的加热元件的缺失意味着气溶胶生成制品在气溶胶生成装置中的插入和去除不太可能导致意外损坏气溶胶生成制品或气溶胶生成装置。因此,总气溶胶生成系统是鲁棒的。
当感受器位于波动电磁场内时,在感受器中诱导的涡电流导致感受器的加热。理想地,感受器位于与管状元件的凝胶或装载有凝胶的多孔材料热接触的位置,因此,由感受器加热凝胶或装载有凝胶的多孔材料,或凝胶和装载有凝胶的多孔材料两者。
结合具体的实施方案,气溶胶生成制品被设计成与包括感应加热源的电操作气溶胶生成装置接合。感应加热源或感受器生成波动电磁场,用于加热位于波动电磁场内的感受器。在使用时,气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合,使得感受器位于由电感器生成的波动电磁场内。
优选地,感受器的长度尺寸大于其宽度尺寸或其厚度尺寸,例如大于其宽度尺寸或其厚度尺寸的两倍。因此,感受器可被描述为细长感受器。感受器可基本上纵向地布置在杆内。这意味着细长感受器的长度尺寸布置成大致平行于气溶胶生成制品的纵向方向,例如在杆的纵向方向的纵向轴线的加减10度以内。在优选的实施方案中,细长感受器元件可定位在气溶胶生成制品内的径向中心位置并且沿着气溶胶生成制品的纵向轴线延伸。
优选地,感受器呈销、杆、条带、片材或叶片的形式。优选地,感受器的长度在5毫米与15毫米之间,例如在6毫米与12毫米之间,或在8毫米与10毫米之间。通常,感受器的长度至少与管状元件一样长,因此通常在管状元件的纵向长度的20%与120%之间,例如管状元件的长度的50%与120%之间,优选在管状元件的纵向长度的80%与120%之间。优选地,感受器具有在1毫米与5毫米之间的宽度,并且可具有在0.01毫米与2毫米之间,例如,在0.5毫米与2毫米之间的厚度。优选实施方案的厚度可在10微米与500微米之间,或甚至更优选地在10微米与100微米之间。如果感受器具有恒定的横截面(例如,圆形横截面),则其宽度或直径优选地在1毫米与5毫米之间。
感受器可由能够经感应加热到足以从气溶胶形成基质生成气溶胶的温度的任何材料形成。在优选的实施方案中,感受器包含金属或碳。优选的感受器可包含铁磁性材料,例如铁素体铁或铁磁钢或不锈钢。在其他具体的实施方案中,感受器包含铝。优选的感受器可由400系列不锈钢制成,例如410级或420级或430级不锈钢。当定位在具有类似频率和场强值的电磁场内时,不同材料将消耗不同数量的能量。因此,可在已知电磁场内更改感受器的参数,诸如材料类型、长度、宽度和厚度,以提供期望的功率消耗。
优选地,感受器可被加热到超过250℃的温度。然而,优选地,将感受器加热到小于350℃以防止与感受器接触的材料燃烧。合适的感受器可包括非金属芯,其具有设置在非金属芯上的金属层,例如形成在陶瓷芯的表面上的金属迹线。
感受器可具有外保护层,例如包封细长感受器的陶瓷保护层或玻璃保护层。感受器可包括由玻璃、陶瓷或惰性金属形成的保护涂层,该保护涂层形成在感受器材料的芯上。
优选地,感受器被布置成与管状元件内的气溶胶形成基质热接触。因此,当感受器加热时,气溶胶形成基质被加热并且从凝胶中释放材料以形成气溶胶。优选地,感受器被布置成与包含活性剂的凝胶直接物理接触,例如在管状元件内,感受器优选地由凝胶或装载有凝胶的多孔介质包围。
在具体的实施方案中,气溶胶生成制品或管状元件包括单个感受器。替代地,在其他具体的实施方案中,管状元件或气溶胶生成制品包括多于一个感受器。
本文关于管状元件、气溶胶生成制品或气溶胶生成装置的具体的实施方案、方面或实例所述的任何特征可同样适用于管状元件、气溶胶生成制品或气溶胶生成装置的任何实施方案。
现在将参考附图,附图描绘本公开中所描述的一个或多个方面。然而,应理解,附图中未描绘的其他方面落入本公开的范围内。图式中所用的相似编号指代相似部件、步骤等等。然而,应理解,编号在给定图式中用于指代一部件的使用并不意图对另一图式中标注有相同编号的部件进行限制。另外,使用不同编号在不同图式中指代部件不旨在指示不同编号的部件不能与其他编号的部件相同或类似。图式是出于说明而非限制的目的来呈现。图式中呈现的示意图未必按比例绘制。
附图说明
图1示出包括感受器和热源的管状元件的剖视图。
图2示出包括感受器和热源的另一管状元件的剖视图。
图3至图6是气溶胶生成制品的各种实施方案的示意性剖视图。
图7是气溶胶生成制品的示意性侧视图。
图8是图7中所描绘的气溶胶生成制品的实施方案的示意性透视图,其中出于说明性目的而移除了包装物的区段。
图9是气溶胶生成制品的示意性侧视图。
图10是图9中所描绘的气溶胶生成制品的实施方案的示意性侧视图,其中移除了包装物的一部分。
图11是样品气溶胶生成制品的流体引导件的示意图。
图12是其中插入图11中所描绘的流体引导件的样品气溶胶生成制品的示意图。
图13示出沿着气溶胶生成制品的长度剖切的剖视图。
图14、图15和图16示出用于气溶胶生成制品的管状元件的透视图和两个剖视图。
图17示出用于气溶胶生成制品的管状元件的制造过程的一部分。
图18示出用于气溶胶生成制品的管状元件的另一个制造过程的一部分。
图19示出用于气溶胶生成制品的管状元件的替代制造过程的一部分。
图20示出包括电加热式气溶胶生成装置和气溶胶生成制品的气溶胶生成系统。
图21、图22和图23示出用于气溶胶生成制品的另外的管状元件的剖视图。
图24示出沿着气溶胶生成制品的长度的剖视图。
图25至图29示出各种管状元件的示意性剖视图。
图30至图34示出各种管状元件的示意性剖视图。
图35示出本发明的气溶胶生成制品的示意性剖视图(从近侧至远侧剖切)。
图36示出适用于本发明的流体引导件的剖视图。
图37示出气溶胶生成制品的剖视图(从近侧至远侧剖切)。
图38至图44示出本发明的各种流体引导件的示意性剖视图(从近侧至远侧剖切)。
图45示出包括感受器的管状元件的剖视图。
图46示出包括与图45实例中示出的感受器以不同方式布置的感受器的管状元件的剖视图。
图47是气溶胶生成装置的示意性剖视图和可插入到气溶胶生成装置中的气溶胶生成制品的示意性侧视图。
图48是图47中所描绘的气溶胶生成装置的示意性剖视图和插入到气溶胶生成装置中的图47中所描绘的制品的示意性侧视图。
具体实施方式
图1至图6示出气溶胶生成制品100的纵向横截面剖切图。换句话说,图1至图6示出纵向剖切成两半的气溶胶生成制品100的视图。在图1至图6实施方案中,气溶胶生成制品为管状。如果观察图1至图6的气溶胶生成制品100的整个端面,不管是近端101还是远端103,都将为圆形。如果在图1至图6的实施方案中使用或示出,则管状元件500也为管状。管状元件500是图1至图6实施方案的管状气溶胶生成制品100的可能管状部件。如果观察图1至图6实施方案中使用或示出的管状元件500的整个端面,则无论是近端还是远端,管状元件的面都将为圆形。由于图1至图6是二维纵向横截面剖切图,因此无法看到气溶胶生成制品和管状元件600以及其他部件的侧曲率。附图用于说明本发明且可能不按比例绘制。图1至图6中所示的管状元件500是为了说明气溶胶生成制品100中的管状元件500,但气溶胶生成制品100的特征对于管状元件500的实施方案是任选的,而不应被视为管状元件500的基本特征,并且管状元件500的特征对于气溶胶生成制品100是任选的,而不应被视为是限制性特征。
图1中所示的实例示出在本发明的气溶胶生成制品100的远端103处的可燃热源550。在本实例中,代替要求气溶胶生成装置将热量传递到气溶胶生成制品100,气溶胶生成制品100具有其自己的呈可燃热源550形式的热源。本实例还具有管状元件500、流体引导件400和烟嘴170(其也为过滤嘴)、感受器552、孔150、包装物110和在气溶胶生成制品100的近端处在包装物110的一部分上方的接装纸111。在本实例中,流体引导件400不具有限流器,但具有长区段405,该长区段具有宽的横截面区域,有助于气溶胶的冷却。在本实例中,感受器552为铝。感受器552或其一部分定位在可燃热源550与管状元件500之间,以充当可燃热源550与管状元件500之间的屏障。在本实例中,感受器552跨气溶胶生成制品100的内径延伸,如在点554处所见。这有助于当可燃热源550燃烧时防止管状元件500暴露于过度热能。它还有助于将热量从可燃热源550传递到管状元件100。在本实例中,管状元件包含凝胶124、装载有凝胶125的多孔介质和装载有凝胶125的线(未示出)的组合。凝胶和装载有凝胶的多孔介质以及装载有凝胶的线(如果存在的话)均分别包含活性剂,活性剂包括尼古丁。
在本实例中,感受器552还具有沿着气溶胶生成制品100的纵向长度延伸的外围部分553。在本实例中,外围部分553在包装物110下方沿着气溶胶生成制品100的长度沿近侧方向和远侧方向两个方向延伸。
图2中示出的实例类似于图1的实例,其中流体引导件400在烟嘴170的远侧上具有限流器。
在可燃热源550点燃时,在感受器552的帮助下,热量被传递到管状元件500。加热管状元件有助于从凝胶124或装载有凝胶125的多孔材料或装载有凝胶125的线(或它们的组合)释放材料。当向气溶胶生成制品100的近端101施加负压时,流体(环境空气,在本实例中)进入孔150,并且可与从管状元件所释放的材料结合,然后再传入和传出气溶胶生成制品100的近端。
在图1和图2的两个所示实例中:
气溶胶生成制品100的总近侧至远侧长度为70毫米;
包装物110带金属化铝白色涂层;
管状元件500的近侧至远侧长度为7毫米;
可燃热源550的长度(近侧至远侧)为9毫米;
烟嘴170为压接聚乳酸过滤嘴;
孔150距管状元件1.6毫米;
可燃热源550与管状元件100(在点554处)之间的感受器552沿着气溶胶生成制品的纵向轴线的长度为20微米。
管状元件包含凝胶,或装载有凝胶的多孔介质,或装载有凝胶的线,或者凝胶,或装载有凝胶的多孔介质,或装载有凝胶的线的组合,所有这些都包含活性剂,并且活性剂包括尼古丁。
图3a和图3b描绘了包括包装物110和流体引导件400的气溶胶生成制品100的一个实施方案。图3a和图3b是气溶胶生成制品100的纵向横截面剖切图。换句话说,图3a和图图3b的视图是纵向剖切成两半的气溶胶生成制品100的视图。在图3a和图3b的实施方案中,气溶胶生成制品为管状。如果观察图3a或图3b的气溶胶生成制品100的整个端面,不管是近端101还是远端103,都将为圆形。图3a或图3b中的管状元件500也为管状。管状元件500是图3a和图3b的实施方案的管状气溶胶生成制品100的管状部件。如果观察图3a或图3b的实施方案的管状元件500的整个端面,则无论是近端还是远端,管状元件的面都将为圆形。由于图3a和图3b是二维纵向横截面剖切图,因此无法看到气溶胶生成制品和管状元件600以及其他部件的侧曲率。在图3a中,管状元件500的近端未示出为具有直边缘。图3b示出管状元件500的近端作为跨气溶胶生成制品的宽度的直线。附图用于说明本发明且可能不按比例绘制。在图3a和图3b中示出管状元件500,以示出气溶胶生成制品中的管状元件,但气溶胶生成制品100的特征对于管状元件的所示的实施方案是任选的,而不应被视为管状元件500的基本特征。同样,这些图式中的管状元件500的特征可以是任选的,并且不限于气溶胶生成制品。
流体引导件400具有近端401、远端403和从远端403到近端401的内部纵向通路430。内部纵向通路430具有第一部分410和第二部分420。第一部分410限定通路430的第一部分,该通路的第一部分从第一部分410的远端413延伸到第一部分410的近端411。第二部分420限定通路430的第二部分,该通路的第二部分从第二部分420的远端423延伸到第二部分420的近端421。通路430的第一部分410具有从第一部分410的远端413移动到近端411的收缩的横截面区域,从而在气溶胶生成制品100的近端101处施加负压时,使流体(例如,空气)加速通过内部纵向通路430的该第一部分410。内部纵向通路430的第一部分410的横截面区域从第一部分410的远端413到近端411变窄。内部纵向通路430的第二部分420具有从流体引导件400的第二部分420的远端423到近端421扩大的横截面区域。在内部纵向通路430的第二部分420中,流体可能减速。
包装物110限定气溶胶生成制品100的开放的近端101和远端103。包含具有活性剂(未示出)的凝胶的管状元件500设置在气溶胶生成制品100的远端103中。气溶胶生成制品100在其最远端103处包括可燃热源550。可燃热源550包含碳。感受器552(未示出)将可燃热源550与管状元件500分开。感受器有助于防止气溶胶从可燃热源550进入管状元件500,因此当向气溶胶生成制品100的近端101施加负压时,使流体偏置以通过孔150进入气溶胶生成制品100。从包含活性剂的管状元件500生成或释放的气溶胶在加热时可进入管状元件500下游的气溶胶生成制品100中的腔140,以被携带通过内部纵向通路430。
孔150延伸穿过包装物110。至少一个孔150与形成在流体引导件400的外表面和包装物110的内表面之间的外部纵向通路440连通。在孔150与近端101之间的位置处,在流体引导件400与包装物110之间形成密封件。
当向气溶胶生成制品100的近端101施加负压时,流体进入孔150,流动通过外部纵向通路440进入腔140,并且流到包含具有活性剂的凝胶的管状元件500,其中当加热(例如,通过燃烧可燃热源550)包含具有活性剂的凝胶的管状元件500时,流体可能夹带气溶胶。然后,流体流动通过内部纵向通路430,并且通过气溶胶生成制品100的近端101。当流体流动通过内部纵向通路430的第一部分410时,流体加速。当流体流动通过内部纵向通路430的第二部分时,流体减速。在所描绘的实施方案中,包装物110在流体引导件400的近端401与制品100的近端101之间限定近侧腔130,该近侧腔可用于使流体在离开口端101之前减速。
图4描绘了气溶胶生成制品100的另一实施方案,该气溶胶生成制品包括包装物110和流体引导件400。
流体引导件400具有近端401、远端403和从远端403到近端401的内部纵向通路430。内部纵向通路430具有第一部分410、第二部分420和第三部分435。第一部分410在第二部分420与第三部分435之间。第一部分410限定内部纵向通路430的第一部分,该内部纵向通路的第一部分从第一部分410的远端413延伸到第一部分410的近端411。第二部分420限定内部纵向通路430的第二部分,该内部纵向通路的第二部分从第二部分420的远端423延伸到第二部分420的近端421。第三部分435限定内部纵向通路430的第三部分,该内部纵向通路的第三部分从第三部分的远端433延伸到第三部分的近端431。第三部分435从近端431到远端433具有基本上恒定的内径。内部纵向通路430的第一部分410具有从第一部分410的远端413移动到近端411的收缩的横截面区域,从而在气溶胶生成制品100的近端101处施加负压时,使流体加速通过内部纵向通路430的该第一部分410。内部纵向通路430的第一部分410的横截面区域从第一部分410的远端413到近端411变窄。内部纵向通路430的第二部分420具有从内部流体通路430的第二部分420的远端423到近端421的扩大的横截面区域。在内部纵向通路430的第二部分420中,流体在其从沿一定方向从远侧至近侧行进时可能减速。
与图3中所描绘的气溶胶生成制品100类似,图4中所描绘的气溶胶生成制品100包括包装物110,该包装物限定开放的近端101和远端103,其中可燃热源550在最远端103处,并且感受器552(未示出)定位在可燃热源550与管状元件500之间。在本实例中,感受器552与可燃热源550和管状元件500两者接触。包含具有活性剂的凝胶的管状元件500设置在气溶胶生成制品的远端103中。从包含活性剂的凝胶生成或释放的气溶胶在加热时可进入气溶胶生成制品110中的腔140,以被携带通过内部纵向通路430。
虽然在图4中未示出,但气溶胶生成制品100包括至少一个孔(诸如图3中所示的孔150),该至少一个孔延伸穿过包装物110并且与在流体引导件400的外表面与包装物110的内表面之间形成的外部纵向通路440连通。在孔与近端101之间的位置处,在流体引导件400与包装物110之间形成密封件。尽管密封件不必是流体不可渗透的,但有利的是,此处的密封件具有高的抗抽吸性或一定程度的不可渗透性,以使沿着外纵向通路沿朝向管状元件500的远侧方向进入孔150的流体偏置。流体引导件400的第三部分435延伸流体引导件400和外部纵向通路440的长度,以在孔(图4中未示出,其可接近内部纵向通路的近端401)与包含具有活性剂的凝胶的管状元件500之间提供额外的距离,使得通过孔150不太可能发生包含活性剂的凝胶的泄漏。
当在图4中所描绘的气溶胶生成制品100的近端101处施加负压时,流体进入孔150,通过外部纵向通路440流入腔140中,并且流到包含具有活性剂的凝胶的管状元件500,其中当加热包含活性剂的凝胶124时,流体可能夹带来自气溶胶的材料。然后,流体可流动通过内部纵向通路430,并通过气溶胶生成制品100的近端101。当流体流动通过内部纵向通路430时,流体流动通过气溶胶制品100的第三部分435、第一部分410,然后第二部分420。当流体流动通过内部纵向通路430的第一部分410时,流体加速。当流体流动通过内部纵向通路430的第二部分420时,流体减速。在替代的具体实施方案中,内部纵向通430的第二部分420和第三部分435是任选的。在所描绘的实施方案中,包装物在流体引导件400的近端401与制品100的近端101之间限定近侧腔130,该近侧腔可用于在流体离开近端101之前使流体减速。
图5和图6描绘了气溶胶生成制品100的附加实施方案,该气溶胶生成制品包括包装物110、可燃热源550、感受器552(未示出)、包括包含具有活性剂的凝胶的管状元件500、近侧腔130、腔140和流体引导件400。感受器552定位在可燃热源与管状元件500之间。流体引导件400具有近端401、远端403和从远端403到近端401的内部纵向通路430。内部纵向通路430具有第一部分410和第三部分435。第一部分410限定内部纵向通路430的第一部分410,该内部纵向通路的第一部分从第一部分410的远端413延伸到第一部分410的近端411。第三部分435限定内部纵向通路430的第三部分,该内部纵向通路的第三部分从第三部分435的远端433延伸到第三部分435的近端431。第三部分435从近端433到远端431具有基本上恒定的内径。
在图5中,内部纵向通路430的第一部分410从第一部分410的远端413到近端411具有基本上恒定的内径。内部纵向通路430的在第一部分410处的内径小于内部纵向通路430的在第三部分435处的内径。内部纵向通路430的在第一部分410处相对于在第三部分435处的受限的内径可随着流体从第三部分435流到第一部分410而使流体加速。
在图6中,流体引导件400的第一部分410包括具有阶梯状内径的多个段410A、410B、410C。最远侧段410A具有最大的内径,而最近侧段410C具有最小的内径。当流体通过内部纵向通路430从第一段410A流到第二段401B并从第二段410B流到第三段410C时,流体可随着内部纵向通路430横截面区域以阶梯状方式收缩而加速。
图5和图6中的第一部分410提供了当用于形成第一部分410的材料是不可容易模制的时可能有益的构造的实例。例如,第一部分410或第一部分410的段410A、410B、410C可由乙酸纤维素丝束形成。相比之下,图3和图4中所描绘的流体引导件400的第一部分410提供了当用于形成第一部分410的材料是可模制的时诸如当第一部分由例如聚醚醚酮(PEEK)形成时可能有益的构造的实例。
与图3和图4中所描绘的气溶胶生成制品100类似,图5和图6中所描绘的气溶胶生成制品包括包装物110,该包装物限定开放的近端101和远端103。在这些实例中,包含具有活性剂的凝胶124的管状元件500设置在气溶胶生成制品100的远端103中,到感受器552的近侧。从包含具有活性剂的凝胶124的管状元件500生成或释放的气溶胶在加热时可进入气溶胶生成制品100中的腔140,以被携带通过内部纵向通路430。当可燃热源被点燃时,加热管状元件500,并且热能经由感受器552传递到管状元件。所生成的热能大体上沿近侧方向行进。
虽然在图5和图6中未示出,但气溶胶生成制品100包括至少一个孔(诸如图3中所示的孔150),该至少一个孔延伸穿过包装物110并且与在流体引导件400的外表面与包装物110的内表面之间形成的外部纵向通路440连通。在一个或多个孔150与近端101之间的位置处,在流体引导件400与包装物110之间形成密封件。这有助于使沿着管状元件500中的外部纵向通路440或沿着远侧方向通过孔150进入的流体偏置。除了别的之外,内部纵向通路430的第三部分435用以延伸流体引导件400和外部纵向通路440的长度以在孔150(图5和图6中未示出,其可接近外部纵向通路的近端440的近端)与包含具有活性剂的凝胶124的管状元件500之间提供额外的福利,使得通过孔150不太可能发生包含活性剂的凝胶124的泄漏。
当在图5和图6中所描绘的气溶胶生成制品100的近端101处施加负压时,流体进入孔150,通过外部纵向通路440流入腔140中,流到包含具有活性剂的凝胶124的管状元件500,其中当加热管状元件500时,流体可能夹带来自气溶胶的材料。然后,流体可流动通过内部纵向通路430,并通过近端101。当流体流动通过内部纵向通路430时,流体流动通过气溶胶生成制品100的第三部分435,然后流动通过第一部分410。当流体流入内部纵向通路430的第一部分410中,内部纵向通路430可能加速,因为内部纵向通路430的在第一部分410处的内径小于内部纵向通路的在第三部分435处的内径。在图6中所描绘的气溶胶生成制品100中,流体可随着它通过第一部分410的每个段410A、410B、410C而加速。
在图4和图5中所描绘的实施方案中,包装物限定在流体引导件400的近端401与气溶胶生成制品100的近端101之间的腔130,该腔可用于使在流体引导件400的近端401处离开内部纵向通路430的流体在离开近端101之前减速。
图7至图8示出气溶胶生成制品100的实施方案。气溶胶生成制品100包括包装物110和穿过包装物110的孔150。气溶胶生成制品包括可燃热源550,该可燃热源形成气溶胶生成制100的远端103。可燃热源550的近侧是感受器552(未示出)。感受器552(未示出)定位在可燃热源与管状元件500之间。感受器552在允许热传递到管状元件500的同时,有助于防止来自可燃热源550的气溶胶进入管状元件500。当被加热时,管状元件500可形成或释放进入腔140到管状元件500的近侧的气溶胶。
图7示出管状气溶胶生成制品100的侧视图。如果观察近端101或远端103的面,则端面将为圆形。图7为二维绘图,因此看不到管状气溶胶生成制品的曲率。图8是如图7所示和所描述的相同实施方案的在部分剖切透视图。可以看到,远端的面为圆形,尽管部分地被阻挡。可以看到,近端101的面也将为圆形,尽管部分地被剖切。从图8还可以看出,管状元件500是管状形状的。从图8还可以看出,对于该实施方案,端盖600也是管状形状的。
孔150中的至少一个与在流体引导件400与包装物110之间以及在侧壁450之间形成的至少一个外部纵向通路440连通。流体引导件400具有边缘460,该边缘压靠包装物110的内表面以形成密封件。密封件形成在近端101与孔150之间。
当在近端101处施加负压时,流体(例如,空气)可进入孔150,并且通过外部纵向通路440流到腔140,然后流动通过管状元件500,其中来自凝胶124的材料释放到流体中。然后,流体通过内部纵向通路430,通过流体引导件400行进进入由包装物110限定的腔130中,并且穿过(和离开)气溶胶生成制品100的近端101。流体引导件400的内部纵向通路430可以任何合适方式配置,诸如图3至图6中所示的实例。
图9至图10示出气溶胶生成制品100的实施方案,该气溶胶生成制品包括烟嘴170,该烟嘴形成气溶胶生成制品100的包装物110和流体引导件400的一部分。气溶胶生成制品100包括远端103,该远端形成气溶胶生成制品100的远端103,并且还形成包装物110的一部分。远端103被配置为诸如通过干涉配合由烟嘴170的远侧部分接纳。包含具有活性剂(未示出)的凝胶124的管状元件可设置在远端103中。气溶胶生成制品100包括在最远端103处的可燃热源550。感受器550(未示出)定位在可燃热源550与管状元件500之间。
图9示出管状气溶胶生成制品100的剖切侧视图的一部分。如果观察近端101或远端103的整个面,则端面将为圆形。图9是二维绘图,因此看不到管状气溶胶生成制品的曲率。图10是如图9所示和所描述的气溶胶生成制品100的相同部分剖切部分的部分剖切透视图。可以看到,远端的面为圆形,尽管部分地被阻挡。可以看到,近端101的面也将为圆形,尽管部分地被剖切。从图10还可以看出,管状元件500是管状形状的。从图10还可以看出,对于该实施方案,端盖600也是管状形状的。
流体引导件400包括内部纵向通路430(未示出),该内部纵向通路包括使流体加速的部分,并且可包括使流体减速的部分。在包装物110与流体引导件400之间形成密封件,因为包装物110和流体引导件400由单个零件形成。孔150形成在包装物110中并且与至少部分地由包装物110的内表面形成的外部纵向通路640连通。外部纵向通路640的部分大体上形成在包装物110的内表面与流体引导件400的外部之间。外部纵向通路640围绕制品100延伸不到全部距离。在该实施方案中,外部纵向通路640围绕气溶胶生成制品100的圆周延伸约50%的距离。外部纵向通路640将流体(例如,空气)从孔150朝向接近远端103的管状元件500(未示出)引导。
当在近端101处施加负压时,流体(例如,环境空气)通过孔150进入气溶胶生成制品100。流体通过外部纵向通路640朝向包含具有活性剂的凝胶124的管状元件500流动,该管状元件设置在远端103处。随后,流体流动通过流体引导件400的内部纵向通路430,其中流体加速且任选地减速。随后,流体(例如,环境空气)可离开气溶胶生成制品100的近端101。
在图9中,气溶胶生成制品100的外部包装物110的远端部分由接装纸带(未示出)包围。
图11是通过计算机数字控制(CNC)机械加工由聚醚醚酮(PEEK)材料形成的流体引导件400的图示。图11中所描绘的流体引导件400具有25毫米的长度、近端处的6.64毫米的外径和远端处的6.29毫米的外径。远端处的外径是从侧壁的基部起的远端的直径。流体引导件400具有围绕其外表面形成的12个外部纵向通路640,每个侧壁具有基本上半圆形的横截面区域。外部纵向通路640具有0.75毫米的半径和20毫米的长度。流体引导件400具有内部纵向通路430(未示出),该内部纵向通路包括三个部分:第一部分(流体加速部分)、在第一部分下游或近侧的第二部分(流体减速部分)以及在第一部分上游或远侧的第三部分。流体引导件400的内部纵向通路430的第三部分从气溶胶生成制品100的远端103延伸,并且在远端处具有5.09毫米的内径,该内径在内部纵向通路430的第一部分的近端处渐缩到4.83毫米的直径。内部纵向通路的第一部分的长度是15毫米。内部纵向通路430的第一部分从在第三部分的近端的远端向近端延伸。内部纵向通路430的第一部分在其远端处具有2毫米的内径,该内径在近端处收缩至1毫米。内部纵向通路的第一部分的长度是5.5毫米。内部纵向通路430的第二部分从在第一部分的近端处的远端向在制品的近端处的近端延伸。内部纵向通路430的第二部分在其远端处具有1毫米的内径,该内径与在第一部分的近端处的内径相同。第二部分的内径以递减率(按曲线)向近端增加,该近端的内径为5毫米。第二部分的长度是4.5毫米。因此,通过引导件的内部通路从远端向近端抽吸的流体遇到具有基本上恒定内径的腔室(第三部分)、被配置为使流体加速的收缩区段(第一部分)和被配置为使流体减速的扩大区段(第二部分)。已经发现,为从加热的管状元件500(未示出)释放的气溶胶提供这样的内部纵向通路430可使得气溶胶体积和液滴大小能够被控制,以便释放出令人满意的气溶胶。图11是管状流体引导件400的侧视图。图11为二维绘图,因此在该实施方案中看不到流体引导件400的管状形状的曲率。如果观察该实施方案的流体引导件400的端面,则面将为圆形。
图12是组装的气溶胶生成制品100的图示。气溶胶生成制品100包括包装物110,图11的流体引导件400插入到该包装物中。图12中所描绘的包装物大体上是长度为45毫米的圆柱形纸管。包装物110的一端是远侧的,以提供包装物的远端,以用于保持管状元件500(未示出)。流体引导件400的外部在外部纵向通路上方的近侧部分具有6.64毫米的直径。此直径与包装物的内径基本上相同,使得在流体引导件400的外部的近侧部分与包装物110的内部之间形成干涉配合密封。流体引导件400的外部的远侧部分(其延长了外部纵向通路的长度)可具有稍微小于流体引导件400的外部的近侧部分的直径的直径,使得可将流体引导件轻松插入到包装物110中,直到进行干涉配合的外部的近侧部分。图12是气溶胶生成制品100的侧视图。图12是二维绘图,因此在该实施方案中看不到气溶胶生成制品100的管状形状的曲率。如果观察该实施方案的气溶胶生成制品100的端面,则面将为圆形。
图13示出用管状元件500制造的气溶胶生成制品100,该管状元件包含凝胶124,其在图14、15和16中进一步说明。图13是气溶胶生成制品100的纵向横截面剖切图。图13是二维绘图,因此,看不到流体引导件100及其部件,例如,管状元件500的管状形状的曲率。如果观察该实施方案的气溶胶生成制品100的整个端面,则面将为圆形。同样,如果观察该实施方案的管状元件500的整个端面,则面将为圆形。
图13的气溶胶生成制品100包括以同轴对准方式布置的五个元件:在远端103处的可燃热源550,该可燃热源在本实例中包含碳;感受器552,该感受器在可燃热源550的近侧上;管状元件500,该管状元件包含凝胶124;流体引导件400;以及烟嘴170,该烟嘴在近端101处。这五个元件顺序地布置并且由包装物110包围以形成气溶胶生成制品100。(在类似但替代的实施方案中,在流体引导件400与管状元件500之间存在腔140。同样地,在其他实例中,在管状元件500与感受器552之间可存在腔)。气溶胶生成制品100具有近端或口端101,以及位于气溶胶生成制品100的与近端101的相对端处的远端103。在图13中,不一定示出或标记管状元件500的所有部件。
在使用中,当在近端101处施加负压时,流体(例如,空气)经由孔150(未示出,但类似于针对图1至图10的示例所描述的那些)抽吸通过气溶胶生成制品100。
可燃热源500位于气溶胶生成制品100的最远端103处,并且在其近侧上具有感受器552。感受器552在其远端上与可燃热源550接触,并且在其近侧上与管状元件500接触。在本实例中,感受器552是可燃热源550与管状元件550(图1中的位置554)之间在可燃热源550与管状元件500之间的圆盘状形状。感受器552还包括外围部分553(未示出),该外围部分沿近侧方向在包装物110下方延伸管状元件500的整个纵向长度。在本实例中,感受器552的外围部分553基本上覆盖包装物110下方的管状元件的包装物侧。在操作中,在本实例中,可燃热源550通过例如点亮匹配来点燃。可燃热源550的燃烧加热感受器和管状元件。当在气溶胶生成制品的近端101处施加负压时,环境空气通过孔150(未示出)抽吸到外部纵向通路440,并且传递到管状元件,其中环境空气与来自管状元件550的凝胶124的材料混合。气溶胶行进通过流体引导件400,并且在近端101处离开气溶胶生成制品100。
如图14、图15和图16中进一步示出,管状元件500是含有芯中的凝胶124的乙酸纤维素管122,例如,芯填充有凝胶124。在本实例中,凝胶124包含活性剂,活性剂为尼古丁和气溶胶形成剂。类似于本实例的其他实例包含不同的活性剂或无活性剂。不一定示出或标记图14、图15和图16的管状元件500的所有部件。
图14示出管状元件500的透视图,图15示出与管状元件500的中心轴线共面的剖视图,并且图16示出垂直于中心轴线的横截面视图。图16示出管状元件500的端面。
管状元件500位于气溶胶生成制品100的远端103处的气溶胶生成制品100(图13)中,使得管状元件500可由可燃热源550加热。
凝胶124包含释放到流体(例如,环境空气)中的活性剂,该活性剂沿着流体引导件400中的外部纵向通路(未示出)从孔150流动到远端103附近的管状元件500,然后经由内部纵向通路430(未示出)流动到近端101。在该所示实例中,活性剂为尼古丁。任选地,凝胶124进一步包含风味,例如薄荷醇。
管状元件500可另外包含增塑剂。
流体引导件400位于管状元件500的紧邻下游并且邻接管状元件500。(在类似但替代的具体实例中,例如图24,在流体引导件400与管状元件500之间存在腔,因此流体引导件不接触管状元件)。在使用中,从包含凝胶124的管状元件500释放的材料沿着流体引导件400朝向气溶胶生成制品100的近端101传递。
在图13的实例中,烟嘴170紧邻流体引导件400的下游并且邻接流体引导件400。在图13的实例中,烟嘴170包括低过滤效率的常规乙酸纤维素丝束过滤嘴。
为了组装气溶胶生成制品100,对准上述五个元件并紧紧地包装在外部包装物110内。在图13中,外部包装物为常规香烟纸。
管状元件500可通过挤出工艺形成,例如如图17所示。管状元件500的乙酸纤维素122纵向侧可通过沿着模具184并围绕芯轴180挤出乙酸纤维素材料来形成,该芯轴相对于挤出乙酸纤维素材料的行进方向T向后突出。芯轴180的后突出部的形状类似于销且为外径为3至7毫米、长度为55至100毫米的圆柱形构件。(为了帮助说明,图式中不以比例表示)。
在本实例中,乙酸纤维素材料122通过暴露于压力大于1巴的蒸汽S而设定热固性。
芯轴180设置有导管182,在本实例中,凝胶124沿着该导管挤出到形成管状元件500的纵向侧的设定纤维素乙酸盐材料122的芯中。在其他实例中,乙酸纤维素材料122在将凝胶124挤出到乙酸纤维素材料122的芯中之前是热固性的。
将复合圆柱形杆切割成各长度以形成单独的管状元件500。
在本实例中,复合圆柱形杆通过热挤出工艺形成。在加工成各长度之前,允许复合圆柱形杆冷却或经受冷却过程。替代地,在其他实例中,复合圆柱形杆可通过冷挤出工艺形成。
在本实例的所示管状元件500中,乙酸纤维素122被示出为具有芯的管状元件500的纵向侧,芯将填充有凝胶124。然而,替代地,在其他实例中,乙酸纤维素122纵向侧可具有任何形状,其具有用于接纳大体上沿着管状杆延伸的凝胶124的芯(或多于一个芯)。在替代的具体实例中,芯填充有装载有凝胶125的多孔介质。
在本实例中,管状元件的乙酸纤维素122纵向侧具有0.6毫米的最小厚度。
在图17所示的制造过程中,连续地挤出凝胶124。
在图18所示的替代实例中,凝胶124可以破裂方式挤出,由间隙128分开,如图18所示。在替代的具体实例中,装载有凝胶125的多孔介质被以破裂方式挤出,以使管状杆的芯具有分离间隙。
凝胶124可在注入芯轴180内之前加热到室温以上。芯轴180可以是导热的(例如,金属芯轴),并且施加一些外部施加的热(例如,来自蒸汽S)以热固化乙酸纤维素。这可将热能传递到凝胶,加热凝胶可降低其粘度并且促进其挤出。
在如图19所示的替代的具体实例中,芯轴180被配置为减少在挤出之前对凝胶124的加热。在这些具体实例中的一些实例中,芯轴180由基本热绝缘材料形成。替代地或另外地,通过例如具有液体冷却夹套186(例如,水冷却夹套)、具有在外部施加的热量(例如,蒸汽S)与凝胶124之间形成热屏障的冷却液体的循环层来冷却芯轴180。将凝胶124维持在冷温度下可便于在管状元件500的乙酸纤维素122纵向侧内形成凝胶124。
在本实例中,通过切割复合杆的间隙128来形成管状元件500,这有助于防止切割机械被凝胶124污染,从而改善切割性能。在本实例中,复合杆在切割之前冷却一段时间,直到其达到用于合适的切割温度。在切割之后,如果切割在间隙128中进行(在一些实例中,这些间隙被修剪以形成管状元件),并且在组装成气溶胶生成制品100之前,切割长度具有中空端部。在本实例中,凝胶124的破裂长度为60毫米,并且以10毫米间隙分开。在其他实例中,中空端部在两端处未进行修剪,以便在凝胶124与流体引导件400之间形成腔140。
替代地,对于此处所示的实例,在具体实例中,凝胶124可在室温下挤出。另外,在替代的具体实例中,乙酸纤维素被其他材料例如聚乳酸替换。
在图19的实施方案中,芯轴具有圆柱形形状以帮助制造管状形状的管状元件。
图20示出具有部分插入的气溶胶生成制品100的气溶胶生成装置200的一部分,如上文所描述并且如图13中所示。
使用如图13中所示和如上文所述的气溶胶生成制品100的优选方式如上文所提及是点燃可燃热源550以生成热量,从而加热管状元件500。然而,这种加热方式并非唯一的使用方式。可以将具有可燃热源550的气溶胶生成制品100与气溶胶生成装置200一起使用,该气溶胶生成装置提供加热管状元件500所需的全部或部分热量。当可燃热源550被点燃时,甚至可以使用装置200的加热元件230来向气溶胶生成制品100提供热量。
气溶胶生成装置200包括加热元件230。如图20所示,加热元件230被安装在气溶胶生成装置200的气溶胶生成制品100接纳腔室内。在使用中,将气溶胶生成制品100插入到气溶胶生成装置200的气溶胶生成制品接纳腔室中,使得加热元件230被插入到热源550中,使得在致动时,热量经由热源并且经由感受器552传递到气溶胶生成制品100的管状元件500,如图20所示。在图20中,气溶胶生成装置200的加热元件230为加热器叶片。在图20实例中,可燃热源550未被点燃,而是被加热器叶片加热。
气溶胶生成装置200包括电源和允许加热元件230被致动的电子器件。这种致动可人工操作或者可响应于气溶胶生成制品100插入到气溶胶生成装置200的气溶胶生成制品接纳腔室中而自动发生。在气溶胶生成装置中设置多个开口以允许空气流到气溶胶生成制品100;气溶胶生成装置200中的流体(例如,空气)流动的方向通过图20中的箭头示出。然后,流体可经由未示出的孔150进入气溶胶生成制品100。
一旦内部加热元件230被插入到气溶胶生成制品100的可燃热源550中并被致动,则通过气溶胶生成装置200的加热元件230将包含具有活性剂的凝胶124的管状元件500加热到375℃的温度。在该温度下,来自气溶胶生成制品100的管状元件500的材料离开凝胶。当向气溶胶生成制品100的近端101施加负压时,将来自管状元件500的该材料通过气溶胶生成制品100向下游抽吸,特别是通过流体引导件400朝向气溶胶生成制品100的近端101抽吸或从近端抽出。
当气溶胶向下游穿过气溶胶生成制品100时,由于热能从气溶胶传递到流体引导件400而降低了气溶胶的温度。在本实例中,当气溶胶进入流体引导件400时,气溶胶的温度为约150℃。由于流体引导件400内的冷却,当气溶胶离开流体引导件400时,气溶胶的温度为40℃。这导致气溶胶液滴的形成。
在图20的所示实例中,管状元件500包含形成圆柱形杆的纵向侧122的乙酸纤维素,其中凝胶124位于管状元件500的芯或中心部分中。替代地,在其他具体实例中,管状元件500的纵向侧可为纸板;压接纸,诸如压接的耐热纸或压接的板状纸;或聚合物材料,例如低密度聚乙烯(LDPE)。
在图14、图15、图16中,管状元件500具有单芯,该单芯设置有单凝胶124,其中凝胶124填充芯,其沿着管状元件500的纵向侧被乙酸纤维素包围。然而,在替代的具体实例中,管状元件500包括多于一个芯。在具体的实施方案中,管状元件包含多于一种凝胶124。在图21实施方案中,不一定示出或标记管状元件500的所有部件。
如图21的实例所示,管状元件500包括沿着管状元件500的芯的轴向长度延伸的多个凝胶524A、524B,如图21的剖视图所示。在该图21实施方案中,管状元件550包括乙酸纤维素纵向侧522、622、722。
多种凝胶524A、524B可通过形成管状元件500的芯的芯轴(未示出)中的单独导管挤出到乙酸纤维素522中。使用具有不同挥发性的凝胶124可促进活性剂的递送的优化。
在图22所示的实例中,管状元件500包括乙酸纤维素纵向侧622,管状元件500另外包括多个芯624A、624B、624C,如图22的剖视图所示。
在该图22实施方案中,不一定示出或标记管状元件500的所有部件。
在该具体实例中,多个芯设置有不同的凝胶624A、624B、624C,所述凝胶具有不同的活性剂,例如不同的尼古丁和调味剂,如图22所示。使用具有不同挥发性的凝胶可促进活性成分的递送的优化,特别是气溶胶生成装置的加热循环随时间的递送。
在其他具体实例(未示出)中,多个芯624A、624B、624C中的每一个均设置有相同的凝胶124(未示出)。使用多个芯有助于优化通过管状元件500的气流性能。
多个芯可通过使用芯轴(未示出)形成,该芯轴具有相对于挤出的乙酸纤维素材料的行进方向T向后延伸的对应的多个突出部。凝胶可通过多个向后延伸的芯轴突出部中的相应导管挤出。
在图14、图15、图16中,管状元件500包括乙酸纤维素122纵向侧,所述乙酸纤维素纵向侧填充有芯中的凝胶124。然而,替代地,在与其他特征结合的具体实例中,管状元件500的芯仅跨垂直于轴向长度的横截面部分地填充有凝胶124。有利地,这促进了穿过管状元件500的长度的轴向空气流动。例如,如图23所示,凝胶724可作为涂层设置在管状元件500的纵向侧的内表面上。
在该所示实例(图23实施方案)中,管状元件500具有中空导管726,该中空导管通过使用具有从在制造期间凝胶724挤出到管中的位置进一步向下游延伸的中心杆的芯轴(未示出)而沿着其长度轴向延伸,以在挤出凝胶724内形成中空导管。
尽管图20示出与气溶胶生成装置200的叶片状加热元件230一起使用的气溶胶生成制品100,但管状元件500可替代地用于其他以不同方式加热的气溶胶生成制品100中。
例如,图24示出适于感应加热以及适于用叶片状加热元件加热的气溶胶生成制品100的实例的剖切图。图24示出适于与本发明的管状元件一起使用的气溶胶生成制品100的实例。图24是管状气溶胶生成制品及其部件例如管状元件500的横截面剖切图,并且因此不示出管状形状的曲率。在该图24中,不一定示出或标记管状元件500的所有部件。
在图24实例中,气溶胶生成制品100包括在近端101处的烟嘴170、流体引导件400、腔700、管状元件500、可燃热源550,其顺序是从近侧至远侧。并且感受器552定位在可燃热源550与管状元件500之间。在本实例中,管状元件500包含具有活性剂的凝胶824,并且进一步包括感受器(两者均未示出)。因此,在管状元件和可燃热源之间存在感受器,并且在管状元件500内存在感受器。在本实例中,管状元件500内的感受器是沿着管状元件500的纵向轴线居中定位的单个铝条带。在将气溶胶生成制品100的远端103插入到气溶胶生成装置200(未示出)中时,使得气溶胶生成制品100的包括管状元件500的部分被定位成接近气溶胶生成装置200(未示出)的感应加热元件230(未示出)。由感应加热元件230产生的电磁辐射被管状元件500内的感受器吸收,并且有助于加热管状元件500中的凝胶824。优选地,管状元件的加热来自可燃热源550的燃烧。
管状元件500的加热继而有助于从凝胶824释放材料,例如当在气溶胶生成制品100的近端101处施加负压时,活性剂被夹带到通过的气溶胶中。流体(例如,环境空气)经由孔150(未示出)进入外部纵向通路834以传递到腔700,然后传递到管状元件500,其中流体与凝胶824混合,并在返回到腔之前夹带有活性剂,然后经由流体引导件400的内部纵向通路(未示出)返回,然后在近端101处离开。在本实例中,管状元件500的纵向侧822包含纸。气溶胶生成制品包括外部包装物850。图24所示且如所描述的这种气溶胶生成制品100可与如图47至图48所示且如所描述的气溶胶生成装置200一起使用。然而,优选地,到管状元件500的热传递来自燃烧可燃热源550。
管状元件500可具有除了别的之外的以下各项的多种不同组合:凝胶124、装载有凝胶125的多孔介质、活性剂、内部纵向元件、空隙空间、填充材料(优选多孔的)和包装物。期望的气溶胶可通过其成分的特定组合和布置来产生。
例如:
图25示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;第二管状元件115,第二管状元件115包含凝胶124,第二管状元件115包括纸包装物,第二管状元件沿着管状元件500的纵向轴线居中定位;多孔填充材料132,该多孔填充材料位于第二管状元件115与包装物110之间。多孔填充材料132有助于将第二管状元件居中保持在管状元件500内。在本实例中,凝胶124位于第二管状元件115的中心部分内。
图26示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;第二管状元件115,该第二管状元件包含凝胶124,第二管状元件包括纸包装物,第二管状元件沿着管状元件500的纵向轴线居中定位;凝胶124,该凝胶位于第二管状元件115与包装物110之间。位于第二管状元件115与包装物110之间的凝胶有助于将第二管状元件115居中保持在管状元件500内。在本实例中,凝胶124位于第二管状元件115的中心部分内以及第二管状元件115与包装物110之间。
图27示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;内部纵向元件,该内部纵向元件包含装载有凝胶125的多孔介质,包含装载有凝胶125的多孔介质的内部纵向元件沿着管状元件500的纵向轴线居中定位;凝胶124,该凝胶位于包含装载有凝胶125的多孔介质的内部纵向元件与包装物110之间。凝胶124可有助于将包含装载有凝胶124的多孔介质的内部纵向元件居中保持在管状元件500内。在本实例中,内部纵向元件在其纵向截面上为十字形,并且内部纵向元件的部分接触包装物110的内表面。其他实例可使用其他形状和大小的内部纵向元件,并且因此不一定接触包装物110的内表面。其他具体实例也可使用不同材料的内部纵向元件。
图28示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;第二管状元件115,该第二管状元件包括凝胶124,第二管状元件115包括纸包装物,第二管状元件沿着管状元件500的纵向轴线居中定位;装载有凝胶124的多孔介质,该多孔介质位于第二管状元件115与包装物110之间。在本实例中,装载有凝胶124的多孔介质有助于将第二管状元件115居中保持在管状元件500内。
图29示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;装载有凝胶125的多孔介质;和凝胶124;其中装载有凝胶125的多孔介质位于包装物110的内表面附近,并且包围凝胶124。在本实例中,存在凝胶124和装载有凝胶125的多孔介质两者。装载有凝胶125的多孔介质涂覆包装物的内表面,但装载有凝胶125的多孔介质的形状可能首先形成,然后由包装物110包装。在本实例中,装载有凝胶125的多孔介质包围凝胶124,该凝胶沿着管状元件500的纵向轴线居中保持。装载有凝胶的多孔介质可有助于沿着中心位置保持凝胶125。
图30示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;第二管状元件115,该第二管状元件包括装载有凝胶125的多孔介质;第二管状元件115包括纸包装物;第二管状元件115沿着管状元件500的纵向轴线居中定位;多孔填充材料132位于第二管状元件115与包装物110之间。多孔填充材料132有助于将第二管状元件居中保持在管状元件500内。在本实例中,装载有凝胶125的多孔介质位于第二管状元件115的中心部分内。在本实例中,第二管状元件115的纸包装物包围装载有凝胶的多孔介质。
图31示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;第二管状元件115,该第二管状元件包括装载有凝胶125的多孔介质,第二管状元件115沿着管状元件500的纵向轴线居中定位,第二管状元件进一步包括纸包装物;装载有凝胶125的多孔介质,该多孔介质位于第二管状元件115与包装物110之间。在本实例中,装载有凝胶125的多孔介质处于两个位置,在第二管状元件115内以及在第二管状元件与包装物110之间。这些可具有相同或不同的多孔介质、凝胶或活性剂。
图32示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;第二管状元件115包括多孔填充材料132,第二管状元件115沿着管状元件500的纵向轴线居中定位,第二管状元件115还包括纸包装物;具有位于第二管状元件115与包装物110之间的凝胶125的多孔介质。装载有凝胶的多孔介质可有助于将第二管状元件115沿着管状元件500的纵向轴线居中保持。在本实例中,装载有凝胶125的多孔介质邻近包装物110的内表面。装载有凝胶125的多孔介质涂覆包装物110的内表面。
图33示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;第二管状元件115,该第二管状元件包括装载有凝胶125的多孔介质,第二管状元件115沿着管状元件500的纵向轴线居中定位,第二管状元件115进一步包括纸包装物;凝胶124,该凝胶位于第二管状元件115与包装物110之间。在本实例中,凝胶124可有助于将第二管状元件115沿着管状元件500的纵向轴线居中保持。在本实例中,凝胶124邻近包装物110的内表面。在本实例中,装载有凝胶124的多孔介质居中位于第二管状元件115内,由第二管状元件115的纸包装物包围。
图34示出了一个实例,其中管状元件500包括:包装物110;内部纵向元件,该内部纵向元件包含装载有凝胶125的多孔介质,包含装载有凝胶125的多孔介质的内部纵向元件为圆柱形并且沿着管状元件500的纵向轴线居中定位;凝胶124,该凝胶位于包含装载有凝胶125的多孔介质的内部纵向元件与包装物110之间。凝胶124可有助于将包含装载有凝胶124的多孔介质的内部纵向元件居中保持在管状元件500内。在本实例中,内部纵向元件在其纵向截面上为圆柱形,并且通过凝胶124保持与包装物110的内表面分开。其他实例可使用其他形状和大小的内部纵向元件,以及材料。
图35示出了根据本发明的气溶胶生成制品100的实例,该气溶胶生成制品包括在气溶胶生成制品的近端处的可燃热源550。本实例适用于通过点燃可燃热源550来加热。还示出可覆盖气溶胶生成制品100的远端的任选的保护盖559。在点燃可燃热源550之前,移除保护盖559。还示出了孔150,并且通过箭头示出了流体流动方向。在行进通过流体引导件400并且在近端101处离开气溶胶生成制品100之前,环境空气可进入孔150,并且朝向管状元件500行进。在所示实例中,孔150为激光穿孔,并且位于距近端22毫米处。在本实例中,流体引导件包括压接聚乳酸。包装物110为高的多孔塞包装纸。然而,在管状元件上方存在防水的附加包装物。在该特定实例中,流体引导件400的长度为近似25毫米。
如图36中所示,使用来自激光单元(未示出)的精确激光束555来制成孔150。通过调整激光束555的功率以及激光的脉冲数和聚焦点,可获得穿过包装物110并且穿过流体引导件400的一侧到外部纵向通路440的期望的孔大小和深度。对于本实例,激光束555的深度556在图36中示出。在本实例中,激光束55深度556为近似0.7毫米。这确保激光束不会切穿外部纵向通路440与内部纵向通路430之间的屏障。可制成任何数量的孔150,然而,在本实例中,存在8个孔,这些孔围绕气溶胶生成制品的圆周均匀地间隔开,距近端22毫米。
图37示出了本发明的另一气溶胶生成制品100,示出了流体引导件的三个区段400A、400B和400C。
图38至图44示出本发明的各种流体引导件设计。这些设计可根据所需的期望流动从近侧至远侧或从远侧至近侧使用。流体引导件还可与任何其他流体引导件结合地使用。
图38示出流体引导件400,该流体引导件具有两个区段400A和400B,这两个区段具有与彼此相比的横截面区域的突然增加或减少。
图39示出流体引导件的一个区段或流体引导件的某一区段,该区段的通路横截面区域逐渐增大或减小。
图40示出双区段流体引导件400A和400B。根据流体流动的方向,区段400A的通路横截面区域逐渐增大或减小。区段400B沿着其长度具有一致的横截面区域。这可提供允许冷却气溶胶的距离。
图41还示出流体引导件的区段,或沿着其长度也具有一致的横截面区域的完整流体引导件。然而,与图40的区段400B相比,图41实例的通路的横截面区域小得多。
图42示出了单个区段或完整流体引导件,其中横截面区域再次出现逐渐增大或减小。通路的横截面区域的逐渐增大或减小允许顺利的气溶胶流动。
图43和图44示出多于一个内部纵向通路430,该多于一个内部纵向通路均沿着流体引导件的长度具有恒定的横截面区域。图43具有三个内部纵向通路430。图44具有两个内部纵向通路。
图45和图46示出具有感受器552的管状元件100的剖视图。在图45实例中,感受器552位于管状元件100的中间。感受器552表现为长薄条带,感受器552的宽度几乎是包装物110下方的管状元件100的内径。感受器552表现为在感受器552的两侧上用凝胶124纵向地划分管状元件100。
在图46所示的实例中,感受器552位于包围凝胶124的包装物110的内表面上。
这两个实例都使得热量能够传递到凝胶124。在图45和图46的这两个所示实例中,感受器552有助于将热量传递到凝胶124。如在图35的实例中所说明的,热量可来自可燃热源550的燃烧,其中可燃热源包含碳,并且例如通过点亮匹配或打火机来点燃。
图47至图48示出气溶胶生成制品100和气溶胶生成装置200的实例。气溶胶生成制品100具有近端或口端101和远端103。在图47中,气溶胶生成制品100的远端103被接纳在气溶胶生成装置200的容纳器220中。气溶胶生成装置200包括包装物110,该包装物限定容纳器220,该容纳器被配置为接纳气溶胶生成制品100。气溶胶生成装置200还包括加热元件230,该加热元件形成腔235,该腔被配置为优选地通过过盈配合来接纳气溶胶生成制品100。加热元件230可包括电阻加热部件。另外,装置200包括电源240和控制电子器件250,该电源和控制电子器件合作以控制对加热元件230的加热。
加热元件230可加热气溶胶生成制品100的远端103,该气溶胶生成制品包含管状元件500(未示出)。在本实例中,管状元件500包含凝胶124,该凝胶包含活性剂,并且活性剂包括尼古丁。加热气溶胶生成制品100导致包含具有活性剂的凝胶124的管状元件500生成含有活性剂的气溶胶,该气溶胶可在近端101处传递出气溶胶生成制品100。气溶胶生成装置200包括壳体210。
图47至图48未示出确切的加热机制。
在存在可燃热源的情况下,优选的是通过点燃可燃热源来加热管状元件。这种加热手段的优势在于其不需要额外的装置和电源。使用包括可燃热源550的气溶胶生成制品并不阻止通过其他手段加热。因此,具有可燃热源550允许选择如何将热能传递到管状元件。
在一些实例中,加热机制可通过传导加热进行操作,其中热量从气溶胶生成装置200的加热元件230传递到气溶胶生成制品100。当气溶胶生成制品100定位在气溶胶生成装置200的容纳器220中并且远端103(其优选地是包含凝胶的管状元件500所处的端部)以及因此气溶胶生成制品100与气溶胶生成装置200的加热元件230接触时,这可容易地发生。在具体实例中,加热元件230包括加热叶片,该加热叶片从气溶胶生成装置200突出,并且适于渗透到气溶胶生成制品100中,以与可燃热源550或可燃热源550和感受器552直接接触,以将热量传递到管状元件500的凝胶124。在具体的实施方案中,加热230元件可穿透可燃热源550以接触并加热管状元件500。
在其他实例中,加热元件230可部分地包围气溶胶生成制品100的远端的一部分(优选地是接近管状元件的一部分),这使得热能能够传递到可燃热源550或感受器552或管状元件500或它们的任何组合。
在其他实例中,加热可通过感应来实现,其中加热元件部分地包围气溶胶生成制品100的远端的一部分(优选地是接近感受器552和管状元件500的一部分),这使得感应能量能够传递到感受器552,该感受器将感应能量转换成热能并加热管状元件500。在本实例中,加热机制通过感应进行操作,其中当气溶胶生成制品100定位在气溶胶生成装置200的容纳器220中时,加热元件发射由感受器552吸收的无线电磁辐射。使用包括可燃热源550的气溶胶生成制品并不阻止通过其他手段加热。
实例:
1.一种用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,该气溶胶生成制品包括:
-流体引导件,该流体引导件允许流体移动;该流体引导件具有近端和远端,该流体引导件具有由屏障分开的内部纵向区和外部纵向区;其中该内部纵向区包括在远端与近端之间的内部纵向通路,并且该外部区包括外部纵向通路,该外部纵向通路使外部流体通过至少一个孔传送到流体引导件的远端,使得外部流体可沿着外部纵向通路行进到流体引导件的远端;
-管状元件,该管状元件包含凝胶;其中该凝胶包含活性剂;该管状元件具有近端和远端并且位于流体引导件的远端处;
-可燃热源,该可燃热源位于管状元件的远端处;以及
-感受器,该感受器位于管状元件与可燃热源之间。
2.如实例1所例示的气溶胶生成制品,其中气溶胶生成制品进一步包括包装物,以将流体引导件、管状元件、感受器和可燃热源固定在一起。
3.如实例1或2所例示的气溶胶生成制品,其中气溶胶生成制品包括在流体引导件的远端与管状元件的近端之间的腔。
4.如实例2所例示的气溶胶生成制品,其中包装物包含纸。
5.如实例2或4中任一项所例示的气溶胶生成制品,其中包装物的至少一部分是防水的。
6.如任一前述实例所例示的气溶胶生成制品,其中至少一个孔是能够允许流体流到流体引导件中的多个孔。
7.如任一前述实例所例示的气溶胶生成制品,其中感受器包括沿气溶胶生成制品的纵向长度延伸的外围部分。
8.如任一前述实例所例示的气溶胶生成制品,其中流体引导件包括限流器。
9.如前述实例中任一项所例示的气溶胶生成制品,其中管状元件包括防水包装物
10.如任一前述实例所例示的气溶胶生成制品,其中管状元件包括感受器,使得热量可传递到管状元件内的凝胶。
11.如实例10所例示的气溶胶生成制品,其中感受器居中定位在管状元件内。
12.如前述实例所例示的气溶胶生成制品,其中感受器包含金属。
13.如实例12所例示气溶胶生成制品,其中热源包含碳。
14.如任一前述实例所例示的气溶胶生成制品,其中管状元件进一步包含装载有凝胶的多孔介质。
本文中用到的所有科学和技术术语均具有本领域中常用的含义,另有另外指出。本文提供的定义是为了便于理解本文频繁使用的某些术语。
如本说明书和附随的权利要求书中所用,单数形式“一个”、“一种”和“该”、“所述”涵盖具有复数指代的实施方案,对此内容另有明确规定除外。
如本说明书和附随的权利要求书中所用,术语“或”通常以其包括“和/或”的意义上采用,对此内容另有明确规定除外。
如本文中所使用,“具有”、“包含”、“包括”等等以其开放的意义使用,并且一般意味着“包含(但不限于)”。应理解,“基本由……组成”、“由……组成”等归入“包括”等中。
单词“优选的”和“优选地”指在某些环境下可提供某些益处的本发明的实施方案。然而,其他实施方案在相同或其他环境下也可为优选的。此外,一个或多个优选实施方案的叙述不暗示其他实施方案是无用的,并且不预期从包括权利要求的公开内容的范围内排除其他实施方案。
本文为了清楚和简洁起见而描述的本文所提及的任何方向诸如“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”和其他方向或取向并不旨在限制实际的装置或系统。本文所述的装置和系统可以多个方向和取向使用。
上文举例说明的实施方案不具限制性。与上述实施方案一致的其他实施方案对于本领域技术人员来说将是显而易见的。

Claims (16)

1.一种用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,所述气溶胶生成制品包括:
–流体引导件,所述流体引导件用于允许流体移动;所述流体引导件具有近端和远端,所述流体引导件具有内部纵向区,其中所述内部纵向区包括在所述流体引导件的所述远端与所述近端之间的内部纵向通路,使得流体可从所述流体引导件的所述远端行进到所述流体引导件的所述近端;
-管状元件;所述管状元件包含凝胶或装载有凝胶的多孔介质或装载有凝胶的线或它们的任何组合;所述凝胶或所述装载有凝胶的多孔介质或所述装载有凝胶的线或它们的任何组合包含活性剂;所述管状元件具有近端和远端,所述管状元件位于所述气溶胶生成制品中的所述流体引导件的远侧;
-至少一个孔,所述至少一个孔允许流体传递到所述管状元件并且在所述近端处离开所述气溶胶生成制品;
-可燃热源,所述可燃热源位于所述气溶胶生成制品的所述远端处;以及
-腔,所述腔位于所述流体引导件与所述管状元件之间,以允许流体混合并接触所述管状元件。
2.根据权利要求1所述的用于生成气溶胶的气溶胶生成制品,其中所述气溶胶生成制品进一步包括在所述可燃热源与所述管状元件之间的腔。
3.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品,其中所述气溶胶生成制品进一步包括感受器。
4.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品,其中所述至少一个孔位于所述流体引导件的外部通路中。
5.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品,其中所述至少一个孔位于所述流体引导件与所述管状元件之间的所述腔中。
6.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品,其中所述至少一个孔位于所述管状元件的侧壁中。
7.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品,其中所述管状元件进一步包括包装物。
8.根据权利要求3所述的气溶胶生成制品,其中所述感受器定位在所述可燃热源与所述管状元件之间。
9.根据权利要求8所述的气溶胶生成制品,其中所述感受器具有外围部分,所述外围部分沿着所述气溶胶生成制品的纵向轴线,沿近侧方向接近所述气溶胶生成制品的纵向圆周延伸。
10.根据权利要求8或9所述的气溶胶生成制品,其中所述感受器具有外围部分,所述外围部分沿着所述气溶胶生成制品的所述纵向轴线,沿远侧方向接近所述气溶胶生成制品的所述纵向圆周延伸。
11.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成制品,其中所述活性剂为尼古丁。
12.根据权利要求3所述的气溶胶生成制品,其中所述感受器纵向定位在所述管状元件内。
13.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品,其中所述流体引导件进一步包括在所述内部纵向通路与所述外部纵向通路之间的屏障。
14.一种制造根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品的方法,
所述制造方法包括以下步骤:
-将流体引导件、管状元件和可燃热源按顺序线性地定位在包装材料网上;以及
-围绕所述流体引导件、所述管状元件和所述可燃热源包装所述包装材料网以形成所述气溶胶生成制品。
15.根据权利要求14所述的制造气溶胶生成制品的方法,其中所述方法进一步包括以下步骤:按顺序线性地定位所述流体引导件、所述管状元件、感受器和所述可燃热源。
16.根据权利要求14或15所述的制造气溶胶生成制品的方法,其中所述方法进一步包括以下步骤:将所述流体引导件、所述管状元件和所述可燃热源按顺序线性地定位在包装材料网上,使得在所述管状元件的所述近端与所述流体引导件的所述远端之间存在间隙,以在所述气溶胶生成制品中形成腔。
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