适合用于电子吸烟制品的芯的制作方法
【专利说明】适合用于电子吸烟制品的芯 发明领域
[0001] 本发明涉及气溶胶传送制品及其用于生成可吸入形式的烟草组分或其它材料的 用途。该制品可以由烟草制成或衍生自烟草，或以其它方式合并烟草用于人们消费。
[0002] 发明背景
[0003] 这些年来提出了许多的吸烟制品，作为基于燃烧烟草的吸烟产品的改进物或替代 物。示例性替代物包括其中固态燃料或液态燃料被燃烧以将热量传送到烟草或其中使用化 学反应来提供此热源的装置。许多参考资料已经提出生成具有香味的蒸汽、可视气溶胶或 具有香味的蒸汽和可视气溶胶的混合物的类型的不同吸烟制品。一些这些所提出的类型的 吸烟制品包括管状部分或纵向延伸的空气通道。
[0004] 该吸烟制品的改进点或替代物通常必须提供与香烟、雪茄或烟斗吸烟类似的感 觉，而不传送大量的不完全燃烧产物和热解产物。为此，已经提出了许多的吸烟产品、香味 生成器以及药用吸入器，它们利用电能来蒸发或加热挥发性材料，或尝试在不燃烧烟草下 提供香烟、雪茄或烟斗吸烟的感觉。
[0005] 替代吸烟制品的一般例子在以下描述：Ellis等人的美国专利号3, 258,015 ; Ellis等人的美国专利号3, 356, 094 ;Moses的美国专利号3, 516, 417 ;Lanzellotti等人 的美国专利号4, 347, 855 ;Bolt等人的美国专利号4, 340, 072 ;Burnett等人的美国专利号 4,391，285;Riehl等人的美国专利号4,917，121;Litzinger的美国专利号 4,924,886;以 及Hearn等人的美国专利号5, 060, 676。许多那些类型的吸烟制品使用可燃燃料源，所述可 燃燃料源被燃烧以提供气溶体和/或以加热气溶胶形成材料。请看例如在Banerjee等人 的美国专利号4, 714, 082以及White等人的美国专利号4, 771，795中所引用的【背景技术】； 其通过引用整体合并到此。还请看例如在以下中描述的那些类型的吸烟制品：Clearman等 人的美国专利号4, 756, 318 ;Banerjee等人的美国专利号4, 714, 082 ;White等人的美国专 利号4, 771，795 ;Sensabaugh等人的美国专利号4, 793, 365 ;Clearman等人的美国专利号 4, 917, 128 ;Korte等人的美国专利号4, 961，438 ;Serrano等人的美国专利号4, 966, 171 ; Bale等人的美国专利号4, 969, 476 ;Serrano等人的美国专利号4, 991，606 ;Farrier等人 的美国专利号5, 020, 548 ;Clearman等人的美国专利号5, 033, 483 ;Schlatter的美国专利 号5, 040, 551 ;Creighton等人的美国专利号5, 050, 621 ;Lawson的美国专利号5, 065, 776 ; Nystrom等人的美国专利号5, 076, 296 ;Farrier等人的美国专利号5, 076, 297 ;Clearman 等人的美国专利号5,099,861 ;Drewett等人的美国专利号5, 105,835 ;Barnes等人的 美国专利号5, 105,837 ;Hauser等人的美国专利号5, 115,820 ;Best等人的美国专利号 5, 148, 821 ;Hayward等人的美国专利号5, 159, 940 ;Riggs等人的美国专利号5, 178, 167 ; Clearman等人的美国专利号5, 183, 062 ;Shannon等人的美国专利号5, 211，684 ;Deevi 等人的美国专利号5,240,014 ;Nichols等人的美国专利号5,240,016 ;Clearman等人 的美国专利号5,345,955 ;Riggs等人的美国专利号5,551，451 ;Bensalem等人的美国 专利号5, 595, 577 ;Barnes等人的美国专利号5, 819, 751 ;Matsuura等人的美国专利 号6, 089, 857 ;Beven等人的美国专利号6, 095, 152 ;Beven的美国专利号6, 578, 584 ; Dominguez的美国专利号6, 730, 832 ;其通过引用整体地合并到此文中。而且，使用含碳 燃料元件的某些类型的香烟已经以美国雷诺烟草公司的"Premier"和"Eclipse"商标名 称商业地投放入市场。请看例如在美国雷诺烟草公司的专著（1988)和《吸入毒理学》， 12:5, p. 1-58(2000)中，在《关于加热而不是燃烧烟草的新香烟原型的化学和生物研究》 (Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph(1988)and Inhalation Toxicology, 12:5, p. 1-58(2000))中所描述的香烟的那些类型。还请看Banerjee等人的美 国专利公开号2005/0274390, Crooks等人的美国专利公开号2007/0215167, Banerjee等人 的美国专利公开号2010/0065075,以及Stone等人的美国专利公开号2012/0042885,其公 开通过引用整体地合并到此文中。
[0006] 某些提出的香烟形状的烟草产品据称以不旨在以任何明显程度燃烧的方式来使 用烟草。请看例如Sudoh的美国专利号4, 836, 225 ;Kuriyama等人的美国专利号4, 972, 855 ; 以及Edwards的美国专利号5, 293, 883,其通过引用整体地合并到此文中。还有其它类型 的吸烟制品，例如通过使烟草或加工的烟草经受产自化学或电热源的热来生成具有香味 的蒸汽的那些类型的吸烟制品在以下描述：Chard等人的美国专利号4, 848, 374 ;Brooks 等人的美国专利Nos 4, 947, 874和4, 947, 875 ;Counts等人的美国专利号5, 060, 671 ; Deevi等人的美国专利号5, 146,934 ;Deevi的美国专利号5,224,498 ;Banerjee等人的 美国专利号5, 285, 798 ;Farrier等人的美国专利号5, 357, 984 ;Farrier等人的美国专利 号5, 593, 792 ;Counts的美国专利号5, 369, 723 ;Counts等人的美国专利号5,692, 525 ; Collins等人的美国专利号5, 865, 185 ;Adams等人的美国专利号5, 878, 752 ;Deevi等人的 美国专利号5, 880, 439 ;Baggett等人的美国专利号5, 915, 387 ;Watkins等人的美国专利 号5, 934, 289 ;Deevi等人的美国专利号6, 033, 623 ;Adams等人的美国专利号6, 053, 176 ; White的美国专利号6, 164, 287 ;Fournier等人的美国专利号6, 289, 898 ;Fournier等人的 美国专利号6, 615, 840 ;Li等人的美国专利公开号2003/0131859 ;Banerjee等人的美国专 利公开号2005/0016549 ;以及Hearn等人的美国专利公开号2006/0185687,它们中的每个 均通过引用整体地合并到此文中。
[0007] 进行了某些尝试，以传送例如处理或合并香味和/或尼古丁的那些的蒸汽、喷雾 剂或气溶胶。请看例如在以下中所提出的装置的类型：Virag的美国专利号4, 190, 046 ; Ray的美国专利号4, 284, 089 Jacobs的美国专利号4, 635, 651 ;Gerth等人的美国专 利号4, 735, 217 ;Ray等人的美国专利号4, 800, 903 ; Ingebrethsen等人的美国专利号 5, 388, 574 ;Gross等人的美国专利号5, 799 ;Abhulimen等人的美国专利号6, 532, 965 ;以 及Adiga等人的美国专利号6, 598, 607 ;和Hon的EP 1，618, 803 ;其通过引用被整体地合并 到此文中。也参看Cox等人的美国专利号7, 117, 867以及在网站www. e-cig. com中提出的 装置，其通过引用被整体地合并到此文中。
[0008] 已经被描述且在一些情况下可商业获得的进一步的代表性的香烟或吸烟制 品包括在以下中描述的那些：Brooks等人的美国专利号4,922,901 ;Morgan等人的美 国专利号5,249,586 ;Counts等人的美国专利号5,388,594 ;Higgins等人的美国专利 号5,666,977 ;Voges的美国专利号6, 196,218 ;Felter等人的美国专利号6,810,883 ; Nichols的美国专利号6, 854, 461 ;Hon的美国专利号7, 832, 410 ;Kobayashi的美国 专利号7, 513, 253 ;Robinson等人的美国专利号7, 726, 320 ;Hamano的美国专利号 7, 896, 006 ;Shayan的美国专利号6, 772, 756 ;Hon的美国专利公开号2009/0095311 ; Hon 的美国专利公开号 2006/0196518,2009/0126745 和 2009/0188490 ;Thorens 等 人的美国专利公开号2009/0272379 ;Monsees等人美国专利公开号2009/0260641和 2009/0260642 ;0glesby 美国专利公开号 2008/0149118 和 2010/0024834 ;Wang 等人的 美国专利公开号2010/0307518;以及Hon的W0 2010/091593。还请看Minskoff等人 的美国专利号D657, 047,和Terry等人美国专利公开号2011/0277757,2011/0277760 和US 2011/0277764。进一步的例子包括具有以下名称的可商业获得的电子香烟产品： ACCORD"; HEATBAR?；HYBRID CIGARETTE8', VEGAS?；E-GAR ?；C-GAR ?；E-MYSTICK ?； lOLlTE? Vaporizer, GREEN SMOKE11, l5li'''Cigs, WHITE CLOUD? Cirrus, V2CIGS?, SOUTH BEACH SMOKE?, SMOKET!PR, SMOKE STIK", NJOYR, LUCI % Royal Blues, SMART SMOKER'8,SMOKE ASSIST8',Knight Sticks, GAMUCCI'?1，InnoVapor， SMOKING EVERYWHERE% Crown 7, CH0ICE?N0. 7?, VAPORKJNG% EPUFFER", LOGIC?ecig，VAPOR4LIFE气 NICOTEK'8 , METRO' VUSE*:和 PREMIUM?。
[0009] 使用烟草替代材料的吸烟制品和使用除了燃烧烟草切短填料的热源以产生具有 香味的烟草蒸汽或具有香味的可视气溶胶的吸烟制品没有获得广泛的商业成功。通过电加 热烟草来产生吸烟的体验和感觉的制品尤其受到香味或其它可吸入材料的不稳定释放的 影响。电加热的吸烟制品在许多情况下进一步受到外部加热装置的要求的限制，所述要求 是不方便的且降低吸烟体验。因此，可以期望的是，提供吸烟制品，该吸烟制品可以提供香 烟、雪茄或烟斗吸烟的感觉而其这么做无大量地燃烧烟草，这么做不需要燃烧热源，以及这 么做不必传送大量的不完全燃烧产物和热解产物。
【发明内容】
[0010] 本发明提供一种用于可控制地传送气溶胶前体组分的吸烟制品及其使用方法。具 体而言，在此公开了一种制品，所述制品合并一个或多个芯，用于蒸发或雾化组合物以向该 制品的消费者提供期望的结果。该结果可以是获得基本地类似于传统香烟的吸烟的体验， 或获得香味的传送等。
[0011] 在不同的实施例中，根据本公开的吸烟制品可以包括由以刷状构造排列的多个单 独纤丝形成的芯。更具体而言，芯的单独纤丝每个可以包括第一端和相对的自由端，第一端 附接至容纳元件。
[0012] 除了芯之外，吸烟制品还可以包括中空壳，在其中放置芯的纤丝。例如，中空壳可 以是管壳的外壳。在某些实施例中，纤丝可以被放置在中空壳中，使得纤丝的自由端朝向中 空壳的内部。更具体地，纤丝可以被圆周地放置在中空壳的一段内部表面周围（即沿着壳 的部分长度或者沿着壳的整个长度）。纤丝可以基本上形成单个的均匀的芯。在其他实施 例中，纤丝可以形成多个单独的芯，因为纤丝可以是特征在于圆周地放置在中空壳的内部 表面的多个段周围。因此，沿着中空壳的长度可以放置系列单独的芯，芯的纤丝具有朝向中 空壳的内部的自由端。除了圆周排列，纤丝可以沿中空壳的长度轴向排列。这种轴向排列 可以基本上是直线。可选地，轴向排列可以基本上是螺旋的，或者是基本上不限定直线的任 何进一步排列。芯的纤丝可以随机附连至容纳元件或者可以形成特定图案。在某些实施例 中，纤丝可以排列成多个行。
[0013] 在进一步的实施例中，芯的纤丝可以放置在中空壳的轴线的周围，使得纤丝的自 由端向外朝向中空壳的外壁。在这种实施例中，吸烟制品还可以包括沿着中心轴线延伸通 过中空壳的至少一部分长度的中心元件。中心元件可以是纤丝的存储器和/或容纳元件。 在某些实施例中，纤丝可以圆周地放置在中心元件的一段周围。再次，在一些实施例中，纤 丝圆周地放置在中心元件的多个段周围。芯所在的段的宽度可以不同，不同宽度的芯可用 于同一制品中。在又进一步的实施例中，芯的纤丝可以沿着中心元件的长度轴向排列。类 似于向内芯吸的芯，向外芯吸的芯的轴向排列可以变化。具体而言，轴向排列可以基本上是 直线。可选地，轴向排列可以基本上是螺旋，也包括其他非直线排列。在一些实施例中，纤 丝可以排列为多个行。虽然向外芯吸的芯已经独立于向内芯吸的芯限定，但应理解，在单个 吸烟制品中可使用各种向内和向外芯吸的芯的任何组合。
[0014] 芯中纤丝的物理取向可以变化。在一些实施例中，在单个芯中的纤丝的长度可以 基本上是均匀的。在其他实施例中，单个芯的纤丝的长度可以变化。当使用变化的长度时， 纤丝长度可限定特定的图案。
[0015] 除了芯以外，吸烟制品的中空壳还可以包括气溶胶前体组合物。优选地，芯可以被 可操作地放置在吸烟制品中以基本上接触气溶胶前体组合物（即，芯的纤丝与气溶胶前体 组合物流体相接）。气溶胶前体组合物在环境条件下可以是液体或凝胶的形式。
[0016] 在一些实施例中，与纤丝的末端相接的容纳元件可以是存储器，并且气溶胶前体 组合物可以由该存储器保留。因此，纤丝可以直接接触存储器。存储器和芯可以仅沿着一 段中空壳存在，或者可以沿着中空壳的整个长度存在。如果期望，可以使用多个存储器，并 且沿着中空壳的多个段提供存储器，每个段具有限定的宽度。各个芯则可以与多个存储器 结合。可选地，可使用单个存储器，并且多个单独的芯可存在于多个不同段的存储器上。
[0017] 在其他实施例中，与纤丝的末端相接的容纳元件可以不同于存储器。在这种实施 例中，吸烟制品因此可以包括由存储器保留的气溶胶前体组合物，也可包括与纤丝相连的 容纳元件。优选地，容纳元件可相对于存储器定向，以使芯的纤丝与存储器流体相连。在一 些实施例中，这可通过将容纳元件嵌入存储器中实现。也包括更复杂的布置。例如，容纳元 件可以是中空元件，纤丝可延伸通过中空容纳元件的外壁并进入中空内部。中空容纳元件 然后可与存储器相连，例如经由合适的管，使得来自存储器的液体气溶胶前体组合物可以 被传输至中空容纳元件，以通过纤丝传输出中空容纳元件。如果期望，可采用主动栗送液 体，或者可利用一个或多个阀门来控制液体从存储器至容纳元件的流动。
[0018] 本公开的吸烟制品还可包括加热器。在具体实施例中，加热器可以是电阻加热丝。 这种加热丝可以与芯的纤丝一起布置，以提供控制加热通过纤丝传输的气溶胶前体组合 物。例如，加热丝可以至少部分地与芯的纤丝相互缠绕。在一些实施例中，加热丝实际上可 以编织入芯的纤丝。可使用机器编织技术将加热丝编织入纤丝。如果期望，可使用单个加 热丝，并且可与纤丝随机地相互缠绕，或者以限定的图案相互缠绕，以便可实现纤丝的期望 加热。在其他实施例中，加热器可包括多个电阻加热丝。因此两个或更多个加热丝可以与 单个芯的纤丝相互缠绕。可选地，不同的加热丝可以与芯的纤丝相互缠绕。例如，第一加热 丝可以与芯的第一段接触，第二加热丝可以与芯的第二段接触。类似地，第一加热丝可以与 第一组纤丝接触，第二加热丝可以与第二组纤丝接触。因此，不同的加热丝可以与单个芯一 起使用，或者可以与不同的芯一起使用。这可以有益的提供控制的气溶胶组合物递送。例 如，第一组纤丝（例如特定的芯或者芯的特定段）可以设计用于传输第一气溶胶前体材料， 第二组纤丝（例如特定芯或者芯的特定段）可设计用于传输第二气溶胶前体材料。这可以 例如通过将单个存储器分段以使不同的气溶胶前体材料存放在存储器的不同段中来实现， 或者通过提供与不同组的纤丝或不同的芯流体相连的多个单独的存储器来实现。
[0019] 当利用多个加热丝时，第一加热丝和第二加热丝可提供不同的加热模式。例如，吸 烟制品的控制部件可被设计用于递送电流至丝，方式为使得可通过加热温度、加热速率和 总加热时间的一种或多种限定加热模式。
[0020] 从上可见，本公开提供各种芯设计，其被设计用于实现气溶胶前体组合物的特定 传输。在一些实施例中，根据本公开的吸烟制品可包括放置在中空壳中的芯，以将气溶胶前 体材料从中空壳的内壁朝向延伸中空壳长度的中心轴线向内传输。在其他实施例中，吸烟 制品可包括放置在中空壳内的芯，以将气溶胶前体材料从延伸中空壳长度的中心轴线朝向 中空壳的外壁