TW201524383A - 與電子吸菸裝置一起使用之膠囊 - Google Patents

Abstract

一種與電子吸菸裝置一起使用之膠囊被提供，其中，用於藉由一電子霧化器霧化的液體容納於藉由一末端牆圍繞界定出的一凹部；一側向牆；以及一可穿刺膜。一或更多槽設置於側向牆的內表面鄰近凹部。當可穿刺膜被穿刺時，一或更多槽作為提供空氣在液體經由位在可穿刺膜的穿刺離開凹部時進入凹部。

Description

與電子吸菸裝置一起使用之膠囊

本發明是關於一種與電子吸菸裝置一起使用之膠囊以及一系統包含一電子吸菸裝置與這樣的一膠囊。

一種電子吸菸裝置，例如設計為一電子香菸，通常包含一長的殼體容納一電源(一電池，通常為可充電的)、一電子致動的霧化器用於霧化由設置在電子香菸的一膠囊供應的液體，以及控制電路，例如一開關(一按鈕形式或感測使用者吹氣的一感測器)，以及相關電路。開關的致動(例如藉由按壓按鈕或基於偵測使用者於菸嘴口的吹氣)使得位在霧化器中的一加熱器被驅動於一特定時間，從而霧化位在霧化區域中的液體。此處與下方，霧化器的動作之稱為「霧化」而相關的產物稱之為「氣霧」，不論其組成如何，其可包括空氣與水氣的成分。

EP 2443946 A1揭露一種電子香菸以及一膠囊容納有待由一霧化器霧化的液體。該膠囊包含一殼體，其一末端藉由一可穿刺膜密封。為了將膠囊設置於電子菸，膠囊包含一殼體，其一末端藉由一可穿刺膜密封。將膠囊設置於電子香菸時，膠囊插入一軟套菸嘴口並且裝附於容納 有霧化器的一管的末端。組裝時，設置於一金屬芯的末端的一尖端穿刺該膜，而膠囊的液體由芯導引流至霧化器。當霧化器被致動時，一氣霧產生，且氣霧通過設置在膠囊外表面的導管以到達一末端開口，於該處，氣霧可被由消費者經由菸嘴口吸入。

若容納於膠囊中的液體流出膠囊時，需要外部空氣與液體交換，亦即，當液體離開膠囊時，空氣須進入膠囊中，以避免形成真空而停止液體的流動。通常，一膠囊包含一射出成型的殼體，其為塑膠材質製成。液體的成分特定了參數例如液體黏性以及相對於殼體的凝聚力與黏著力。基於這些參數，若氣泡無法取代液體且沒有額外的空氣進入膠囊，並且因其導致的壓力狀態，液體可能在由膠囊流出時停止，在此情況下，其需要外力刺激系統，例如藉由搖動，但對於使用者而言通常是不方便的。

本發明的目的，在於提供一種與一電子菸裝置一起使用的膠囊，其可確實傳輸液體，不致由於空氣交換的問題而導致液體流中斷。

此目的是由如請求項1所定義的一種與一電子菸裝置配合使用的膠囊達成。請求項14所指為一系統包含一相關的膠囊以及電子菸裝置。本發明的有利態樣隨附屬請求項形成。

根據本發明的一膠囊的一實施例用以與電子吸菸裝置一起使用並且包含一殼體，殼體包括一側向牆，其 界定出一凹部用於容納液體。該凹部由一可穿刺膜圍繞開放末端的一端。當膜被穿刺，此殼體的開放末端作為一流通部供容納於殼體內的液體由凹部流出。

根據本發明，界定出該凹部的側向牆的內表面設有至少一槽。

較佳的，該膠囊具有一縱向軸，其中該至少一槽大致延伸於重疊該側向牆的長度的至少部分的一縱長方向。

當膠囊的殼體內表面為非平滑，例如一或更多槽設置於殼體的內表面，殼體內表面的表面區域增加。槽與殼體的尺寸與結構可使容納於殼體內的高黏度液體不會弄濕殼體的內表面且不會填充於槽。在此方式中，槽起到作為一種空氣通道的作用，其實質不殘留液體，促使膠囊通風以及液體與空氣的交換。此改善液體流並且促使連續的液體供應。再者，通風的改善也減少容納於膠囊的液體會由於液體/空氣交換的問題而大部分殘留於膠囊中的可能性。

該至少一個槽的設置有很多種可能性。如前述，軸向設置的槽，可將空氣以較有利的方式由流通部導引至膠囊的內部。一種廣泛的範例是多於一個槽的對稱設置。大致而言，槽的數量、長度、寬度、深度與形狀可變化。較佳的，是設置至少三個槽。槽的斷面形狀的範例為三角形、四邊形或實質半圓形。槽的斷面形狀可沿著槽的長度改變。槽的邊緣尖銳是較有利的，其原因在於可使不易弄 濕殼體的內表面的液體被以較俐落的方式由槽的此區域排除。基於殼體材料與容納於殼體內的液體特性，所屬技術領域具有通常知識者可以較適合的方式於內表面設計單數槽或複數槽。

當膠囊的殼體以射出成型製造，槽可由特定成型的模仁成型。

槽的效果基於殼體的材質特性與容納於膠囊內的液體。在本發明有利的實施例中，殼體包含一疏水性材料，例如聚烯烴(polyolefin)或聚四氟乙烯(PTFE)，較佳為聚丙烯(polypropylene)。液體將包含一氣霧產生液體。典型的這樣的氣霧產生液體為親水性。其可包括例如水與多元醇(polyoles)，特別是為甘油(glycerol)及/或丙二醇(propylene glycol)。典型的，此液體的含水量為0%至20%(更佳為0%至10%，最佳為2%至7%)與多元醇，例如甘油(較佳為0%至7%，較佳為10%至50%，更佳為15%至25%)及/或丙二醇(較佳為50%至95%，較佳為60%至90%，更佳為70%至80%)，所有的百分比為相對於液體整體重量的重量百分比。

由多元醇的氫鍵形成的凝聚力更強於黏著力，例如凡德瓦爾力，至聚丙烯(polypropylene)的疏水性甲基(methyl)群組。因此，相對應的液體/固體表面張力導致液體明顯的彎曲，而非弄濕殼體表面。換言之，在槽的附近，液體並不傾向於進入槽內，因此槽可提供膠囊內的空氣通道。

典型地，液體具有於20mm²/s至200mm²/s範圍 的黏度，較佳為40mm²/s至100mm²/s，最佳為55mm²/s至75mm²/s。

該膠囊的殼體可包含一階部，於其外表面並且沿著其周圍的至少部分，由該殼體於該階部的兩側不同的斷面形狀形成。這樣的階部可在該膠囊被插入設置於用以設置該膠囊的一電子吸菸裝置的一介面時作為一擋止。

根據本發明的一系統包含前述說明的一膠囊與一電子吸菸裝置。電子吸菸裝置包括一外殼、一電源(此用語亦涵蓋用於容納及/或連接例如電池或可充電電池的電源的單元)、用於霧化由膠囊供應的液體的一電子可加熱式霧化器、用於使膠囊固定於電子吸菸裝置的一介面，以及控制電路。

在該系統較佳的實施例中，膠囊的開口末端由一可穿刺膜密封，且該電子吸菸裝置包含一芯狀傳導元件，其具有設置有一尖端的一自由末端。該芯狀傳導元件用於將液體流由膠囊導引至霧化器，在膠囊的膜被尖端穿刺後與空氣交換。由於此膠囊的設計，如前述，空氣可進入膠囊內部並且與經由芯狀傳導元件由膠囊傳輸至霧化器的液體進行交換。由於進入膠囊的空氣平衡了膠囊內的壓力，維持液體連續流動，此主要由霧化器的狀態驅動的因素轉而由使用者的需求決定。典型的，當一吹氣感測器由於使用者於電子香菸的一菸嘴口吸氣而感測到真空狀態時，其使控制電路致動霧化器的加熱器，使得在霧化器中的液體被霧化。由此產生的氣霧被由使用者吸入，而接著，新鮮 的液體被致動由膠囊流向霧化器。

該電子吸菸裝置可被設計為類似傳統電子菸裝置，例如EP 2443946 A1一案或WO 2013/113174 A1一案所述。

1‧‧‧電子吸菸裝置

2‧‧‧霧化區段

3‧‧‧電池區段

4‧‧‧末端蓋

6‧‧‧膠囊

8‧‧‧管

10‧‧‧母螺紋

12‧‧‧桿

14‧‧‧公螺紋

16‧‧‧桿

20‧‧‧支撐件

22‧‧‧架體

24‧‧‧芯

26‧‧‧加熱絲

30‧‧‧殼體

32‧‧‧開口末端

34‧‧‧可穿刺膜

36‧‧‧封閉末端

40‧‧‧末端區段

42‧‧‧中央區段

44‧‧‧圓柱區段

46‧‧‧階部

50‧‧‧側向牆

51‧‧‧末端牆

52‧‧‧內表面

54、56‧‧‧槽

58‧‧‧平滑區

64‧‧‧自由空間

70‧‧‧煙嘴口

72‧‧‧彈性凸出部

74‧‧‧缺口

以下，本發明將藉由一實施例更詳細說明，圖式示於：圖1為根據本發明的系統的一實施例的一縱向截面圖，其示出一電子吸菸裝置與設置於其內的一膠囊的部分；圖2為該膠囊的縱向截面圖；圖3為該膠囊的殼體的縱向截面圖；圖4為由該殼體的開口末端視之的該殼體的末端視圖；以及圖5為該殼體的三維立體圖。

圖1示出一電子吸菸裝置的實施例於一縱長截面的示意圖。電子吸菸裝置，編號為1，包含一外殼，其在本實施例中，包括二區段，該區段稱為霧化區段2以及該區段稱為電池區段3。連接於霧化區段2的一末端蓋4涵蓋容納有液體的一膠囊6。膠囊6，藉由從吸菸裝置1的霧化區段2遠離延伸的一圓柱狀的管8設置定位，其將於圖2至圖5中有更詳細的說明。

外殼的電池區段3未示出細節。其容納一可充電 電池作為一電源而控制電路用於控制電子吸菸裝置1，包括一吹氣感測器，感測當使用者於末端蓋4吸氣時，使控制電路關閉一電子電路以使一電流供應至設置於外殼的霧化區段2的一可加熱的霧化器。為提供機械式支撐與電性接觸，如圖1所示，一母螺紋10以及與此分離的一桿12設置於電池區段3的末端區域。母螺紋10連接至電池的接地，桿12連接至作為用以在需要時(例如當被感測到吹氣時)驅動桿12的一開關的電子元件。

外殼的霧化區段2的末端包含一公螺紋14，用於提供連接至接地，而另一桿16在公螺紋14螺接於母螺紋10時被壓抵於桿12，見圖1。

在本實施例中，霧化器包含一陶瓷製成的圓柱狀支撐件20，其設有一不鏽鋼材質的架體22。支撐件20與架體22被一排例如鎳絲結構的金屬絲圍繞，其作為一芯24，支撐件20的內部空間與芯材料可被由例如鎳鉻合金製成的加熱絲26單元加熱。

膠囊6包含一殼體30，其具有被由一可穿刺膜34封閉的一開口末端32與一封閉末端36。在本實施例中，殼體30與殼體30的封閉末端36為丙烯材料射出成型一體成型。膜34包括一鋁膜，其熱密封於殼體30。在本實施例中，一氣霧形成的液體(如下所示)容納於由殼體30與可穿刺膜34圍繞界定出的凹部內，且液體於凹部內可自由流動而在凹部內沒有如海綿類的材料例如棉材用於吸收液體。

當殼體30被插入管8中，設置在架體22末端的一 尖銳的釘狀物(未示於圖中)穿刺膜34且芯24進入膠囊6的內部。當芯24進入膠囊6的內部，容納在膠囊6內的液體由於毛細現象而被由膠囊6內抽出並且供應至霧化器，其透過分佈於位在支撐件20的芯材料而達成。在此方式中，液體可輕易地被加熱線單元26加熱，以被霧化並且形成氣霧。

在本實施例中，膠囊6的殼體30由三個區段構成，如圖2的縱向截面視圖所示，亦即，一末端區段40，其亦包括殼體30的封閉末端36、一中央區段42，與鄰近殼體30的開口末端32的一圓柱區段44。

在其末端區段40中，殼體30於本實施例中具有一類似三角形的斷面(垂直於其縱向軸)形狀。在殼體30的中央區段42中，其斷面形狀亦為實質三角形，但斷面稍微不同於末端區段40。在此方式中，一些階部46形成於末端區段40靠近中央區段42的區域，這些階部46作為擋止，當膠囊6插入管8中，階部46靠抵於管8的一末端面，見圖1。在圖1描繪的圖式中，膠囊6的三角形對稱並沒有完整顯示，然而，此對稱可由圖4理解。

圖3示出殼體30的縱向斷面視圖。殼體30包含一側向牆50與位在封閉末端36的一末端牆51。圖3亦示出側向牆50的內表面(編號52)部分。內表面52設置有縱向延伸的槽54。如圖4與圖5所示，槽54(本實施例中共為6個)為對稱排列並且具有實質三角形斷面形狀。在殼體30的末端牆51，槽54藉由一實質環狀且亦具有實質三角形斷面形狀的槽56彼此連通。槽54不延伸至殼體30的開口末端32，因而一平 滑區58遺留於此區域。

在本實施例中，殼體30具有約23mm的外部長度，外部長度的較佳值為20mm至26mm或22mm至24mm。殼體30的內徑約3.4mm或稍微更小，其可變化。內徑的較佳值為2.5mm至4.0mm或3.0mm至3.5mm。殼體30的側向牆50的厚度並不固定且於0.8mm至1.6mm之間變化，側向牆的厚度的較佳值為0.5mm至2.0mm。末端牆51具有與側向牆50類似的厚度。大致而言，殼體30的其他尺寸是可以想像的。

此外，在本實施例中，槽54具有10mm至15mm的長度，0.2mm至0.5mm的深度(由相對於側向牆50垂直測量)，以及0.3mm至0.5mm的寬度。因此，槽54延伸於殼體30的內部長度約40% to 80%。槽54的深度與寬度可沿著給定的槽54的長度變化。大致而言，槽54的其他尺寸是可以想像的。

在本實施例中，位在膠囊6中的液體其含水量為2%至7%、甘油(glycerol)為15%至25%、丙二醇(propylene glycol)為70%至80%。此百分比為相對於液體整體重量的重量百分比，其他成分如香料，也可包含於內。液體的黏度為55mm²/s至75mm²/s，此液體為親水性且具有相當高的黏度。

如前述，在此實施例中，殼體30為聚丙烯材質，其為疏水性。因此，膠囊6中親水性液體不會弄濕側向牆50的內表面52。此相對應的液體/固體表面張力導致槽54、56 的附近的液體明顯的曲率，使液體實質不會填滿槽54、56。在膜34被穿刺後，槽作為空氣通道，將空氣分配於膠囊6中並且在液體藉由芯24單元導出膠囊6時促使壓力釋放。

在本實施例中，槽54、56不延伸入鄰近被穿刺的膜34的平滑區58。對於槽54、56而言不需要延伸入此區域，由於平滑區58鄰近被穿刺的膜34其相當容易供空氣進入膠囊6的此部位，因此，槽在此平滑區58中缺少並不是決定性的。由於由槽54、56建立的空氣通道提供的壓力釋放，相當有利於液體暢通且連續的流出膠囊6。

當使用電子吸菸裝置1時，一消費者(使用者)將末端蓋4由外殼的霧化區段2移除並且將一新的膠囊6插入管8中，使設置於架體22的釘狀物穿刺膜34。於此狀態，膠囊6被摩擦力固定於架體22(包括芯24的材料)與膜34剩餘的部分之間。芯24接著使容納於膠囊6中的液體分佈於霧化器的區域，使其可在控制電子致動加熱線26時被霧化。膠囊6的三角形斷面相較於管8的環形斷面確保殼體30的中央區段42與管8的內表面之間有一些自由空間。另外的自由空間64位在末端蓋4中，由於末端蓋4不接觸膠囊6，如圖1所示。因此，當位在捻24子中的液體被由霧化器霧化且氣霧產生時，氣霧可被使用者藉由吸末端蓋4而被吸入。

在其末端區域中，末端蓋4被設計為一煙嘴口70，其具有一吸口(未視於圖1)。前述的吹氣感測器在消費者於此吸口吸氣時感測，其開始前述的加熱步驟。末端蓋4包含彈性凸出部72卡合於設置在外殼的霧化區段2的缺口 74，其使末端蓋4維持可拆離。當膠囊6空時，消費者可拆下末端蓋4並且將膠囊6由管8移除。

30‧‧‧殼體

32‧‧‧開口末端

50‧‧‧側向牆

54、56‧‧‧槽

58‧‧‧平滑區

Claims (15)

1. 一種與電子吸菸裝置一起使用之膠囊，該膠囊包含：一殼體，具有由一末端牆延伸遠離的一側向牆，該側向牆與該末端牆界定出一凹部，該凹部開口於一末端；一可穿刺膜，涵蓋由該末端牆與該側向牆界定出的該凹部的開口末端；一液體，容納於由該殼體與該可穿刺膜所界定出的該凹部內；其特徵在於鄰近該凹部的該殼體的側向牆的一內表面設有一或更多槽，其中當該可穿刺膜被穿刺，該一或更多槽用以提供鄰近該殼體的側向牆的空氣通道，促使空氣隨著液體經由該可穿刺膜中的穿刺離開該凹部而通到該凹部中。
2. 如請求項1所述的膠囊，其中該膠囊具有一縱向長度延伸於該殼體的末端牆與該可穿刺膜之間，且該一或更多槽大致延伸於重疊於該側向牆的長度的至少部分的一縱長方向。
3. 如請求項1或2所述的膠囊，其中該一或更多槽以對稱排列設置於該側向牆的內表面。
4. 如請求項1至3其中任一項所述的膠囊，其中該一或更多槽包含至少三個槽。
5. 如請求項1至4其中任一項所述的膠囊，其中該一或更多 槽的截面形狀，沿其長度的至少部分為選自以下群組的截面形狀：三角形、四角形、實質半圓形。
6. 如請求項1至5其中任一項所述的膠囊，其中該殼體包含一疏水材質。
7. 如請求項1至6其中任一項所述的膠囊，其中該殼體包含選自由以下群組構成的一材料：聚丙烯、聚乙烯。
8. 如請求項1至7其中任一項所述的膠囊，其中藉由該殼體與該可穿刺膜容納於該凹部內的該液體為一親水液體。
9. 如請求項8其中任一項所述的膠囊，其中藉由該殼體與該可穿刺膜容納於該凹部內的該液體包含至少一包括於以下群組中的成分：水、多元醇、丙三醇、丙二醇。
10. 如請求項1至9其中任一項所述的膠囊，其中藉由該殼體與該可穿刺膜容納於該凹部的該液體具有於20mm²/s至200mm²/s範圍的黏度，較佳為40mm²/s至100mm²/s，最佳為55mm²/s至75mm²/s。
11. 如請求項1至10其中任一項所述的膠囊，其中該殼體包含於其外部面並且沿著其周圍的至少部分的一階部，其中該殼體的截面形狀於該階部的任一側不同。
12. 如請求項1至11其中任一項所述的膠囊，其中該膠囊具有由20mm至26mm範圍的一外部長度，較佳為22mm至24mm，該殼體具有由2.5mm至4.0mm範圍的一內徑，較佳為3.0mm至3.5mm，以及該殼體的側向牆具有由0.5mm至2.0mm範圍的厚度，較佳為0.8mm至1.6mm。
13. 如請求項1至12其中任一項所述的膠囊，其中該一或更多槽的至少一者具有由10mm至15mm範圍的長度，具有由0.2mm至0.5mm範圍的深度，以及具有由0.3mm至0.5mm範圍的寬度。
14. 一種系統，包含：根據請求項1至13中任一項所述的一膠囊；以及一電子吸菸裝置，包含：一外殼、一電源、適於噴灑由該膠囊供應的液體的一電子加熱霧化器、適於將該膠囊安裝於該電子吸菸裝置的一介面以及控制電子電路。
15. 如請求項14其中任一項所述的系統，其中該電子吸菸裝置包含一芯狀傳導元件，其具有一自由端設置有一刺穿尖端且適於在該膠囊的該膜被該刺穿尖端穿刺後由該膠囊饋送液體至該霧化器。