适合用于电子吸烟制品的芯的制作方法_5

文档序号:9353645阅读:来源:国知局
个加热元 件可用于一个或多个芯。如前,多个芯和多个加热器的存在可允许单独加热单独的芯以提 供各种加热方案,其中气溶胶前体组合物(或其组分)可被不同地加热,以实现多种可编程 的气溶胶组合物。
[0140] 本公开的又一实施例显示在图10中,其中显示具有各个纤丝1001的轴向排列的 芯1000基本上为直线。而且,纤丝可以沿着中心元件(或中心存储器)1005的长度排列为 多个行。芯(和中心元件)可沿着管壳90的中空壳1015或根据本公开的制品的其他元件 的全部或部分长度延伸。以图9中所见的相同方式,纤丝的多个行可存在于中心元件的一 个或多个弧形扇区。在其他实施例中,中心元件可采取不同几何形状的横截面,例如方形或 矩形,并且多个芯可存在于中心元件的一个或多个侧。而且,如关于图7图示的,向外芯吸 的轴向排列的芯可具有在中心元件周围基本上为螺旋的轴向排列。
[0141] 在根据公开的芯中使用的纤丝可由热稳定的以及提供足够的芯吸作用的任何材 料形成,以沿着纤丝长度传输气溶胶前体组合物的一个或多个组分。非限制性的例子包括 天然和合成的纤维,例如棉花、纤维素、聚酯、聚酰胺、聚乳酸、玻璃纤维和其组合物等等。可 以使用的其他示例性材料包括金属、陶瓷以及碳化纤维(例如,由经受煅烧而驱除了材料 的非碳组分的含碳材料形成的材料)。
[0142] 纤丝(或一般地,芯)可被涂布改变纤丝的毛细作用的材料,即提高(或者如果需 要,降低)纤丝的芯吸作用。而且,可利用纤维材料选择来提高或降低芯吸作用并因此控制 气溶胶前体组合物的特定组分的芯吸速率。芯吸也可通过选择芯中使用的纤维的尺寸和芯 的总体尺寸定制,包括芯长度和芯直径。
[0143] 形成芯中使用的纤丝可具有特定的横截面形状和/或可由槽以改变纤维毛细 作用。典型的纤丝具有大致圆形的横截面,改变纤维横截面形状可提高每丹尼尔纤维的 表面积并因此改进沿着纤维的芯吸。例如,纤丝可形成有纵向凹槽,其旨在促进芯吸,例 如4DG纤维(可获得自Fiber Innovation Technology)和带翼纤维(可获得自Alasso Industries)。形成有"X"或"Y"形状的横截面的纤丝类似可提供期望的芯吸性质。
[0144] 根据本公开有用的纤丝也可包括具有其物理变化的纤丝。例如,纤丝可被沿着其 长度刻画或部分切割,以提高纤丝的总暴露表面积。这种刻画或切割可以以相对于纤丝的 轴线大于0°且小于180°的任何角度进行。
[0145] 在其他实施例中,在芯中利用的至少部分的纤丝可被设计用于促进径向的芯吸。 连续的纤丝纤维例如玻璃纤维往往促进主要沿着纤丝的轴线的芯吸,即,轴线芯吸。通过合 适的设计,也可使纤丝促进径向芯吸,即从纤丝的轴线向外。例如径向芯吸可通过使用具有 原纤维化的纤维表面的纤丝得到促进。这种设计特别可用于靠近或接触加热器的纤丝区域 中,因为它可使更多的前体组合物在加热器的特定区域中容易烟雾化。类似的作用可以例 如通过使用可以被烧结或以其他方式相互连接的颗粒或珠实现,以提供连续的芯结构。
[0146] 形成芯中使用的纤丝可单个提供或者可以成束(包括网和编织)。具体地,纤丝可 以是单个纤维,或者纤丝可以由一组组合的提供更大质量的纤维形成。在芯中使用的纤丝 的孔隙率也可被控制以改变毛细作用,并且可包括控制平均孔径和总孔隙率,控制纤维几 何形状,控制总的芯形状,和控制表面特征。单独的纤丝也可具有不同的长度。改变纤丝的 性质可用于定制蒸气的形成。例如,具有较大芯吸能力的纤丝可用于传输期望大量蒸发的 气溶胶前体组合物的组分,并且具有减小的芯吸能力的纤丝可用于传输期望较小量蒸发的 气溶胶前体组合物的组分。
[0147] 用于形成芯的各个纤丝的材料类型也可以定制为传输特定类型的化合物。例如, 一个或多个芯可由利用输水材料的纤丝形成,以优先芯吸输水液体。进一步,一个或多个芯 可以由利用亲水材料的纤丝形成,以优先芯吸亲水液体。而且,一个或多个芯可包括既不亲 水也不输水的材料例如天然材料形成,以优先芯吸既无显著极性也无显著非极性的液体。
[0148] 在根据本公开的制品中使用的气溶胶前体组合物可以由各种的单独组分形成。优 选地,气溶胶前体组合物可包括至少一种气溶胶形成材料,例如多元醇。气溶胶前体组合物 还可包括许多另外组分,包括香料和药物。
[0149] 在某些实施例中,根据本公开的吸烟制品可以包括烟草、烟草部件或由烟草衍生 的材料(即,在烟草中自然发现的材料,所述材料可以从烟草中直接分离或合成地制备)。 所使用的烟草可以包括或可以衍生自例如烤烟叶、白肋烟、东方烟草、马里兰烟、黑烟草、深 色烤烟、黄花烟草以及其它珍贵或稀有的烟草等烟草,或它们的混合物。不同代表性的烟 草类型、烟草的处理类型以及烟草混合物的类型在以下中提出 :Laws〇n等人的美国专利号 4, 836, 224 ;Perfetti等人的美国专利号4, 924, 888 ;Brown等人的美国专利号5, 056, 537 ; Brinkley等人的美国专利号5, 159, 942 ;Gentry的美国专利号5, 220, 930 ;Blakley等人的 美国专利号5, 360, 023 ;Shafer等人的美国专利号6, 701,936 ;Dominguez等人的美国专利 号6, 730, 832 ;Li等人的美国专利号7, 011,096 ;Li等人的美国专利号7, 017, 585 ;Lawson 等人的美国专利号7, 025, 066 ;Perfetti等人的美国专利申请公开号2004/0255965 ; Bereman 的 PCT 公开 W0 02/37990 ;和 Bombick 等人的 Fund. Appl. Toxicol.(基础与应用毒 物学),39,p. 11-17(1997)上其公开通过引用整体地合并到此文。
[0150] 合并到吸烟制品内的烟草可以不同的形式进行使用;可以使用烟草的不同形式的 组合,或者不同形式的烟草可以使用在吸烟制品内的不同位置处。例如,烟草可以以烟精的 形式进行使用。请看例如Cantrell等人的美国专利号7, 647, 932,以及Crooks等人的美国 专利公开号2007/0215167,其公开通过引用整体地合并到此文。
[0151] 吸烟制品可以合并传统地用于烟草产品的制造的类型的烟用添加剂。那些添加 剂可以包括用来加强用于制造雪茄、香烟、烟斗和类似物的烟草的香味和香气的材料的类 型。例如,那些添加剂可以包括各种香烟外壳和/或顶部调味组分。请看例如Wochnowski 的美国专利号3, 419, 015 ;Berndt等人的美国专利号4, 054, 145 ;Burcham等人的美国专利 号4,887,619;此七8〇11的美国专利号5,022,416;3廿3即等人的美国专利号5,103,842 ;以 及Martin的美国专利号5, 711,320 ;其公开通过引用整体地合并在此文。优选的外壳材料 包括水、糖和糖浆(例如,蔗糖、葡萄糖和高果糖玉米糖浆)、湿润剂(例如,丙三醇或丙二 醇)以及调味剂(例如,可可和甘草)。那些添加剂组分还包括顶部调味品材料(例如,例 如薄荷醇的香味材料)。请看例如Mays等人的美国专利号4, 449, 541,其公开通过引用整 体地合并到此文。可以添加的另外材料包括那些已公开的以下:Lawson等人的美国专利号 4, 830, 028,以及Marshall等人的美国专利公开号2008/0245377,其公开通过引用整体地 合并到此文。
[0152] 用于将烟草合并到吸烟制品(特别是被设计为不有意地几乎燃烧在那些吸 烟制品内的所有烟草的吸烟制品)的不同方式和方法在以下提出:Brooks等的美国专 利4, 947, 874 ;Cantrell等的美国专利7, 647, 932 ;Banerjee等的美国专利申请公开 2005/0016549 ;和Crooks等的美国专利申请公开2007/0215167 ;其公开通过引用整体地合 并到此文。
[0153]另外的烟草材料,例如烟草香气油、烟草香精、喷雾干燥的烟草提取物、冷冻乾烟 草提取物或烟草粉尘等,可以包括在蒸汽前体或气溶胶前体组合物中。如在此所使用的 那样,术语"烟精"指的是分离自、移除自或衍生自使用烟草提取加工条件和技术的烟草 的组分。具体地,可以使用烟草或其它植物性药物的纯化提取物。通常,使用例如具有水 性的溶剂(例如,水)或有机溶剂(例如,醇、例如乙醇或烷烃例如正己烷)的溶剂获得 烟精。因此,所提取的烟草组分从烟草移除并与未提取的烟草组分分离;对于在溶剂内 出现的所提取的烟草组分,(i)溶剂可以从所提取的烟草组分中移除,或者(ii)所提取 的烟草组分与溶剂的混合物可以同样使用。烟精、烟用香精、溶剂、烟草提取处理条件和 技术、以及烟草提取、收集和分离流程的示例性类型在以下提出:Schachner的澳大利亚 专利号276, 250 ;Meriro的美国专利号2, 805, 669 ;Green等人的美国专利号3, 316, 919 ; Tughan的美国专利号3,398,754 ;Rooker的美国专利号3,424, 171 ;Luttich的美国专利 号 3, 476, 118 ;Osborne 的美国专利号 4, 150, 677 ;Kite 的美国专利号 4, 131,117 ;Muller 的美国专利号4,506,682 ;Roberts等人的美国专利号4,986,286 ;Fagg的美国专利号 5, 005, 593 ;Fagg的美国专利号5, 065, 775 ;White等人的美国专利号5, 060, 669 ;White等 人的美国专利号5, 074, 319 ;White等人的美国专利号5, 099, 862 ;White等人的美国专利 号5, 121,757 ;Munoz等人的美国专利号5, 131,415 ;Smith等人的美国专利号5, 230, 354 ; Sensabaugh的美国专利号5, 235, 992 ;Smith的美国专利号5, 243, 999 ;Raymond的美国专 利号5, 301,694 ;Gonzalez-Parra等人的美国专利号5, 318, 050 ;Clapp等人的美国专利号 5, 435, 325 ;以及Brinkley等人的美国专利号5, 445, 169,其公开通过引用整体合并到此 文。
[0154] 气溶胶前体或蒸汽前体组合物可以优先包括多元醇(例如,丙三醇、丙二醇或 其混合物)。代表性类型的另外气溶胶前体组合物在以下中提出:Sensabaugh,Jr.等 人的美国专利号4, 793, 365 Jakob等人的美国专利号5, 101,839 ;Biggs等人的PCT TO 98/57556;以及美国雷诺烟草公司的专著(1988)的《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》,其公开通过引用合并到此文中。在某些实施例中,气溶胶前体组合 物可以在对其进行充分的加热(以及若需要,使用空气冷却)的应用中产生可见气溶胶,气 溶胶前体组合物可以产生可以被视为"类似烟"的气溶胶。在其它实施例中,气溶胶前体组 合物可以产生气溶胶,所述气溶胶可以基本地是不可见的但可以被认为由例如香味或质地 的其它特性所体现。因此,所产生的气溶胶的性质可以根据气溶胶前体组合物的具体组分 而变化。气溶胶前体组合物的化学性质相对于由燃烧的烟草所产生的烟的化学性质更简 单。
[0155] 气溶胶前体组合物可以进一步包括例如水的液态材料。例如,气溶胶前体组合物 可以合并丙三醇和水的混合物,或者丙二醇和水的混合物,或者丙二醇和丙三醇的混合物, 或者丙二醇、丙三醇和水的混合物。示例性的气溶胶前体组合物还包括合并在装置内的那 些类型的材料,所述装置可由美国乔治亚州的阿克沃思市的Atlanta Imports Inc.公司 获得,如具有品牌名称E-CIG的电子雪茄,其可以使用关联的香烟管壳类型Cla,C2a,C3a, C4a,Clb,C2b,C3b和C4b来使用;以及如来自中国北京赛波特如烟科技发展有限公司的如 烟雾化电子管和如烟雾化电子烟。
[0156] 使用在所公开的吸烟制品中的气溶胶前体组合物可以进一步包括一种或多种香 料、药剂或其它可吸入材料。例如,可以使用烟液。此另外材料可以包括气溶胶前体或蒸汽 前体组合物的一个或多个组分。这样,气溶胶前体或蒸汽前体组合物可以被描述为包括可 吸入物质。此可吸入物质可以包括香料、药剂和在此所讨论的其它物质。特别是,使用根据 本发明的吸烟制品来传送的可吸入物质可以包括烟草组分或由烟草衍生的材料。可选地, 香料、药剂或其它可吸入材料可以与其它气溶胶前体组合物分开地来提供--例如,在存储 器中。因此,所限定的等份部分的香料、药剂或其它可吸入材料可以单独地或同时地传送到 电阻加热元件,以将香料、药剂或其它可吸入物质与穷溶胶前体或蒸汽前体组合物的另外 组分一起释放到由用户吸入的空气流中。
[0157] 可以使用各种类型的调味剂或改变吸烟制品的主流气溶胶的感觉特性或性质或 者感官特性或本质的材料。此调味剂可以由不是烟草的来源提供、可以是自然或人造的性 质以及可以作为浓缩液或香味包来使用。特别有意思的是,该调味剂应用到或合并在其中 生成气溶胶的吸烟制品的那些区域内。再次地,此调味剂可以直接地应用到电阻加热元件 或可以设置在如以上已经指出的物质上。示例性调味剂包括香兰素,乙基香兰素,奶油,茶, 咖啡,水果(例如,苹果,樱桃,草莓,桃子和柑橘香精,包括石灰和柠檬),槭树,薄荷醇,薄 荷,胡椒薄荷,留兰香,冬青,肉豆蔻,丁香,薰衣草,豆蔻,生姜,蜂蜜,茴香,鼠尾草,肉桂,檀 香,茉莉,苦香树,可可,甘草,以及传统地使用来对香烟、雪茄和烟斗进行加香的类型和特 性的调味包和香味包。还可以使用例如高果糖玉米糖浆的糖浆剂。调味剂还可以包括酸 性特征或碱性特征(例如,例如乙酰丙酸,琥珀酸,乳酸和丙酮酸的有机酸)。若需要,调味 剂可以与生成气溶胶的材料结合。可以使用的示例性衍生自植物的组合物在以下中公开: Dube等人的美国申请号12/971,746,以及Dube等人美国申请号13/015, 744,其公开通过引 用整体地合并在此。
[0158] 有机酸特别地可以合并到气溶胶前体中,以提供对例如可以与气溶胶前体结合的 尼古丁的药剂的香味、感觉或感官特性的期望改变。例如,例如乙酰丙酸,琥珀酸,乳酸和丙 酮酸的有机酸可以包括在具有尼古丁的气溶胶前体中,所述气溶胶前体的数量达到与该尼 古丁等摩尔(基于总有机酸含量)。可以使用任何组合的有机酸。例如,气溶胶前体可以包 括每一摩尔尼古丁大约〇. 1摩尔至大约〇. 5摩尔的乙酰丙酸,每一摩尔尼古丁大约0. 1摩 尔至大约0. 5摩尔的丙酮酸,每一摩尔尼古丁大约0. 1摩尔至大约0. 5摩尔的乳酸,或者其 组合物,达到其中所出现的有机酸的总量与在气溶胶前体中出现的尼古丁的总量等摩尔的 浓度。
[0159] 在包含烟精--包含衍生至烟草的药物级尼古丁的气溶胶前体材料的实施例 中,有利地,烟精的特征为基本没有总称为Hoffmann分析物的化合物,包括例如烟草特有 的亚硝胺(TSNA),包括V -去甲基烟碱亚硝胺(NNN)、(4-甲基亚硝氨基)-1-(3_吡啶 基)_1_ 丁酮(NNK)、N'-亚硝基新烟碱(NAT)和N'-亚硝基新烟草碱(NAB);多芳香烃 (PAH),包括苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、□、二苯并[a, h]蒽以 及茚并[1,2, 3-cd]芘等。在某些实施例中,气溶胶前体材料可完全不含任何Hoffmann分 析物,包括TSNA和PAH。气溶胶前体材料的实施例可具有下列范围的TSNA水平(或其他 Hoffmann分析物水平):小于大约5ppm、小于大约3ppm、小于大约lppm或小于大约0. lppm, 或者甚至低于任何可检测的极限。可利用某些萃取过程或处理过程来实现Hoffmann分析 物浓度的减小。例如,可将烟精与印迹聚合物(imprinted polymer)或非印迹聚合物接触, 比如在例如Bhattacharyya等的美国专利公开号2007/0186940 ;Rees等的美国专利公开 号2011/0041859 ;和Jonsson等的美国专利公开号2011/0159160 ;以及2011年5月19日 提交的Byrd等的美国专利申请号13/111,330中描述,通过引用将其所有并入本文。进一 步,可用具有胺官能的离子交换材料处理烟精,这可除去某些醛和其他化合物。参见例如 Horsewell等的美国专利4, 033, 361和Figlar等的美国专利6, 779, 529,通过引用将它们 以其整体并入本文中。
[0160] 气溶胶前体组合物可以基于不同数量的在此所使用的材料来采用各种构象体。例 如,有用的气溶胶前体组合物可以包括达大约98 % (重量)、达大约95 % (重量)或者达大 约90% (重量)的多元醇。此总量可以以两个或多个不同多元醇之间的任何组合来划分。 例如,一个多元醇可以包括大约50%至大约90% (重量)、大约60%至大约90% (重量) 或大约75 %至大约90 % (重量)的气溶胶前体,第二多元醇可以包括大约2 %至大约45 % (重量)、大约2%至大约25% (重量)或大约2%至大约10% (重量)的气溶胶前体。有 用的气溶胶前体还可以包括达大约25 % (重量)、大约20 % (重量)或大约15% (重量) 的水-具体地为大约2 %至大约25% (重量)、大约5 %至大约20% (重量)或大约7% 至大约15% (重量)的水。香料和类似物(其可以包括例如尼古丁的药剂)可以包括达 大约10% (重量)的气溶胶前体、达大约8% (重量)的气溶胶前体或达大约5% (重量) 的气溶胶前体。
[0161] 作为非限制性的例子,根据本发明的气溶胶前体可以包括丙三醇、丙二醇、水、尼 古丁和一种或多种香料。具体地,丙三醇可以具有大约70%至大约90%(重量)的量、大约 70%至大约85% (重量)的量或大约75%至大约85%(重量)的量,丙二醇可以具有大约 1%至大约10%(重量)的量、大约1%至大约8%(重量)的量或大约2%至大约6%(重 量)的量,水可以具有大约10%至大约2
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