氣溶膠生成裝置以及用于氣溶膠生成裝置中的膠囊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于氣溶膠生成裝置的膠囊，所述膠囊包括：包含基部和從基部延伸的至少一個(gè)側(cè)壁的殼，所述殼含有氣溶膠形成基質(zhì)；以及在至少一個(gè)側(cè)壁上密封的蓋，用于形成密封膠囊，其中所述基部包括沿縱軸延伸到所述殼內(nèi)的凹部，用于接納氣溶膠生成裝置的加熱器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及氣溶膠生成裝置，所述氣溶膠生成裝置包括：電源；至少一個(gè)加熱器；用于接納根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的含有氣溶膠形成基質(zhì)的膠囊的腔；以及包括用于刺穿膠囊的蓋的刺穿元件的煙嘴，其中所述至少一個(gè)加熱器配置為可插入膠囊的凹部?jī)?nèi)。此外，本發(fā)明提供了包括氣溶膠生成裝置和膠囊的氣溶膠生成系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】
氣溶膠生成裝置以及用于氣溶膠生成裝置中的膠囊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于氣溶膠生成裝置的膠囊，以及氣溶膠生成裝置和系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及電操作的氣溶膠生成裝置，例如電加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]包括膠囊和氣溶膠生成裝置的氣溶膠生成系統(tǒng)是已知的。一種特別系統(tǒng)公開(kāi)于TO2009/079641中，并且包括包含殼的膠囊，所述殼含有粘性可汽化材料和氣溶膠形成劑，例如丙二醇。殼通過(guò)蓋密封，在使用時(shí)，當(dāng)膠囊插入其中以允許氣流穿過(guò)膠囊時(shí)，所述蓋可由氣溶膠生成裝置穿透。裝置包括配置為將殼的外表面加熱至高達(dá)約200°C的加熱器，并且在一個(gè)例子中，殼的外表面加熱至170°C。氣溶膠生成裝置是細(xì)長(zhǎng)的，并且具有類(lèi)似于常規(guī)可燃吸煙制品(香煙)那種的直徑，并且像這樣，加熱器必須非常接近于裝置的外壁。已發(fā)現(xiàn)加熱器與裝置外壁的接近導(dǎo)致在加熱器區(qū)域中的裝置外殼的外部溫度超過(guò)90度。至少，這對(duì)于使用者可為不舒適的。另外，已發(fā)現(xiàn)裝置的首次單口抽吸的時(shí)間高達(dá)30秒。
[0003]如可見(jiàn)的，已知的膠囊加熱式氣溶膠生成系統(tǒng)呈現(xiàn)許多問(wèn)題。因此本發(fā)明的目的是改善這些問(wèn)題，并且提供用于氣溶膠生成裝置的膠囊和氣溶膠生成裝置，其改善加熱器的效率，允許裝置外壁溫度中的減少，并且減少首次單口抽吸的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于氣溶膠生成裝置的膠囊。膠囊包括:包含基部和從基部延伸的至少一個(gè)側(cè)壁的殼，所述殼含有氣溶膠形成基質(zhì)，所述氣溶膠形成基質(zhì)具有固體或液體組分或固體和液體組分兩者；以及在至少一個(gè)側(cè)壁上密封的蓋，用于形成密封膠囊。基部包括沿縱軸延伸到殼內(nèi)的凹部，用于接納氣溶膠生成裝置的加熱器。
[0005]如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解的，提供在膠囊基部中的凹部有利地減少?gòu)募訜崞鞯綒馊苣z形成基質(zhì)的最大距離，減少功率需求，并且減少加熱器處對(duì)所有氣溶膠形成基質(zhì)提供最低溫度所需的最高溫度。如應(yīng)了解的，凹部的并入增加氣溶膠形成基質(zhì)的表面積與體積比。因此，氣溶膠形成基質(zhì)的最大厚度減少。
[0006]相反，這允許更高的操作溫度，并且因此可使用具有更高沸點(diǎn)的氣溶膠形成劑，其改善使用者經(jīng)歷，因?yàn)闅馊苣z小滴尺寸很可能更小。
[0007]此外，與已知系統(tǒng)的外部加熱器相比較，將加熱器移動(dòng)到膠囊中的凹部?jī)?nèi)允許氣溶膠生成裝置的外部溫度中的減少，改善使用者經(jīng)歷，同時(shí)還允許操作溫度中的增加。
[0008]如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“縱向”指膠囊的近端或蓋端和相對(duì)遠(yuǎn)端或基部端之間的方向，并且指氣溶膠生成裝置的近端或煙嘴端和遠(yuǎn)端之間的方向。
[0009]氣溶膠形成基質(zhì)優(yōu)選是能夠釋放揮發(fā)性化合物的基質(zhì)，所述揮發(fā)性化合物可形成氣溶膠。揮發(fā)性化合物通過(guò)加熱氣溶膠形成劑而釋放。
[0010]氣溶膠形成劑可為固體或液體，或包含固體和液體組分兩者。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，氣溶膠形成劑是固體。
[0011]氣溶膠形成劑可包含尼古丁。含尼古丁氣溶膠形成基質(zhì)可為尼古丁鹽基質(zhì)。氣溶膠形成基質(zhì)可包含基于植物的材料。氣溶膠形成基質(zhì)可包含煙草，且優(yōu)選含煙草材料含有揮發(fā)性煙草香味化合物，其在加熱時(shí)從氣溶膠形成基質(zhì)中釋放。氣溶膠形成基質(zhì)可包含均質(zhì)煙草材料。
[0012]均質(zhì)煙草材料可通過(guò)使顆粒煙草凝聚而形成。當(dāng)存在時(shí)，均質(zhì)煙草材料可具有在干重基礎(chǔ)上等于或大于5%，并且優(yōu)選在干重基礎(chǔ)上大于5%至30%之間的氣溶膠形成劑含量。
[0013]氣溶膠形成基質(zhì)可替代地可包含不含煙草的材料。氣溶膠形成基質(zhì)可包含均質(zhì)基于植物的材料。
[0014]氣溶膠形成基質(zhì)可包含至少一種氣溶膠形成劑。氣溶膠形成劑可為任何合適的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物或化合物的混合物有利于致密和穩(wěn)定氣溶膠的形成，并且對(duì)在氣溶膠生成裝置的操作溫度下的熱降解基本抗性。合適的氣溶膠形成劑是本領(lǐng)域眾所周知的，并且包括但不限于:多元醇，例如三甘醇，I，3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油單、二或三乙酸酯;和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。特別優(yōu)選的氣溶膠形成劑是多元醇或其混合物，例如三甘醇，I，3-丁二醇和最優(yōu)選的甘油。
[0015]氣溶膠形成基質(zhì)可包含其他添加劑和成分，例如香料。
[0016]氣溶膠形成基質(zhì)優(yōu)選包含尼古丁和至少一種氣溶膠形成劑。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，氣溶膠形成劑是甘油。改善的效率、從加熱器到氣溶膠形成基質(zhì)的最大距離減少和提供允許加熱器在膠囊內(nèi)部的絕緣性質(zhì)允許更高的操作溫度。更高的操作溫度允許甘油用作氣溶膠形成劑，其提供與已知系統(tǒng)中使用的氣溶膠形成劑相比較改善的氣溶膠。
[0017]為了允許加熱器與氣溶膠形成基質(zhì)的最大距離進(jìn)一步減少，凹部的縱向長(zhǎng)度優(yōu)選為至少一個(gè)側(cè)壁的縱向長(zhǎng)度的至少約50%。凹部的縱向長(zhǎng)度可為至少一個(gè)側(cè)壁的縱向長(zhǎng)度的約50%和約75%之間。
[0018]殼的基部?jī)?yōu)選是基本圓形的，并且凹部?jī)?yōu)選具有基本圓形的橫截面。在該實(shí)施例中，基部半徑與基部中的凹部半徑的比為約1.5和約4.0之間。通過(guò)提供具有此類(lèi)半徑的圓形橫截面的凹部有利地減少?gòu)募訜崞鞯綒馊苣z形成基質(zhì)的最大距離，同時(shí)在膠囊內(nèi)提供足夠的體積以含有足夠的氣溶膠形成基質(zhì)，以對(duì)使用者提供良好的使用者經(jīng)歷。
[0019]膠囊基部的半徑優(yōu)選為約3mm至約6mm之間，更優(yōu)選約4mm至約5mm之間，并且在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，基部的半徑為約4.5mm。在該特別優(yōu)選的實(shí)施例中，凹部的半徑為約1.5mm至約3mm之間。
[0020]凹部?jī)?yōu)選具有截頭圓錐形狀，并且具有基本圓形的橫截面。提供具有截頭圓錐形狀的凹部有利地允許膠囊更容易地位于氣溶膠生成裝置內(nèi)且正確地置于氣溶膠生成裝置內(nèi)，并且允許殼更容易被制造。
[0021 ] 截頭圓錐形狀可遠(yuǎn)離90度成約5度至約20度之間，更優(yōu)選約7.5度至約12.5度之間的角度。
[0022]至少一個(gè)側(cè)壁的縱向長(zhǎng)度優(yōu)選為基部半徑的至少2倍。有利地，具有此類(lèi)尺寸的殼還可減少加熱器與氣溶膠形成基質(zhì)的最大距離。再次，具有此類(lèi)縱橫比允許氣溶膠形成基質(zhì)的最大厚度減少，同時(shí)在膠囊內(nèi)提供足夠的體積以含有足夠的氣溶膠形成基質(zhì)，以對(duì)使用者提供良好的使用者經(jīng)歷。
[0023]膠囊的縱向長(zhǎng)度優(yōu)選在約7mm至約13mm之間，更優(yōu)選約9mm至約Ilmm之間，并且在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，膠囊的縱向長(zhǎng)度為約10.2mm。在該特別優(yōu)選的實(shí)施例中，凹部的縱向長(zhǎng)度在約5mm至約7.5mm之間。
[0024]殼優(yōu)選具有約0.1mm至約0.5mm之間，更優(yōu)選約0.2mm至約0.4mm之間的壁厚度，并且在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，殼的壁厚度為約0.3mm。提供薄壁殼減少需要加熱的殼的熱質(zhì)量，并且因此可減少將膠囊加熱至操作溫度所需的時(shí)間。
[0025]凹部的壁厚度可與殼的壁厚度相同?？商娲兀疾康谋诤穸瓤尚∮跉さ谋诤穸?。提供具有小于殼的壁厚度的壁厚度的凹部還可進(jìn)一步減少將膠囊加熱至操作溫度所需的時(shí)間，同時(shí)維持膠囊的結(jié)構(gòu)剛性。
[0026]殼、基部和凹部?jī)?yōu)選整體形成。用于形成殼、基部和凹部的材料可為金屬，優(yōu)選鋁?？商娲兀糜谛纬蓺ぁ⒒亢桶疾康牟牧峡蔀榫酆衔?，例如能夠經(jīng)受住氣溶膠生成裝置的操作溫度的任何合適的聚合物。
[0027]蓋優(yōu)選由聚合物或金屬制成，并且更優(yōu)選由鋁制成。蓋可進(jìn)行層壓以改善密封能力，并且在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，是層壓、食物級(jí)、陽(yáng)極氧化鋁。
[0028]膠囊優(yōu)選填充有足夠的氣溶膠形成基質(zhì)，以達(dá)到凹部縱向長(zhǎng)度的約75%至約150%之間，更優(yōu)選凹部縱向長(zhǎng)度約90%至約110%之間的水平。通過(guò)用此類(lèi)水平的氣溶膠形成基質(zhì)填充膠囊，從加熱器到氣溶膠形成基質(zhì)的最大距離可降到最低。
[0029]氣溶膠形成基質(zhì)可涂布到殼和凹部的壁上，并且可未完全填充殼的體積。通過(guò)在殼和凹部的壁上涂布?xì)馊苣z形成基質(zhì)，可減少氣溶膠形成基質(zhì)的最大厚度。此外，以這種方式涂布?xì)馊苣z形成基質(zhì)可改善在膠囊內(nèi)的氣流，因此改善氣溶膠夾帶到氣流內(nèi)。
[°03°] 膠囊優(yōu)選填充有約150mg至約400mg之間的氣溶膠形成基質(zhì)、更優(yōu)選約200mg至約300mg之間的氣溶膠形成基質(zhì)，并且在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，約250mg氣溶膠形成基質(zhì)。
[0031 ]如上所述，氣溶膠形成基質(zhì)可為液體。在此類(lèi)實(shí)施例中，膠囊由高液體保留材料提供，以基本阻止液體氣溶膠形成基質(zhì)在使用時(shí)從膠囊中泄露。高液體保留材料可為海綿樣材料。
[0032]膠囊可使用任何合適的方法進(jìn)行制造。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，殼使用拉深工藝進(jìn)行制造。氣溶膠形成基質(zhì)隨后可噴射在殼內(nèi)，或使用任何其他合適工具進(jìn)行填充。殼隨后用蓋密封。蓋可使用任何合適的方法密封至膠囊的殼，所述方法包括:粘合劑例如環(huán)氧粘合劑;熱密封;超聲波焊接;和激光焊接。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步方面，提供了氣溶膠生成裝置。該裝置包括:電源；至少一個(gè)加熱器;用于接納如本文描述的含有氣溶膠形成基質(zhì)的膠囊的腔；以及包括用于刺穿膠囊蓋的刺穿元件的煙嘴。至少一個(gè)加熱器配置為可插入膠囊的凹部?jī)?nèi)。
[0034]提供配置為可插入膠囊的凹部?jī)?nèi)的加熱器有利地減少加熱器所需的最高溫度，因?yàn)槟z囊中的氣溶膠形成基質(zhì)平均起來(lái)更接近于加熱器。因此，首次單口抽吸的時(shí)間減少。此夕卜，氣溶膠形成基質(zhì)的絕緣效應(yīng)以及加熱器和裝置外表面之間的各種其他部件和材料層有利地減少裝置的外部溫度。
[0035]至少一個(gè)加熱器的外表面的形狀和尺寸優(yōu)選配置為基本匹配膠囊凹部的形狀和尺寸。通過(guò)匹配形狀和尺寸，從加熱器到膠囊的熱傳遞可得到改善。像這樣，至少一個(gè)加熱器優(yōu)選為截頭圓錐，以匹配膠囊中的凹部的優(yōu)選形狀。
[0036]截頭圓錐形加熱器的尺寸優(yōu)選如下。截頭圓錐形狀的基部的半徑優(yōu)選為約1.5mm至約3mm之間。
[0037]加熱器的截頭圓錐形狀可遠(yuǎn)離90度成約5度至約20度之間，更優(yōu)選約7.5度至約12.5度之間的角度。
[0038]加熱器的縱向長(zhǎng)度優(yōu)選為約5mm至約7.5mm之間。
[0039]至少一個(gè)加熱器優(yōu)選在加熱器外殼內(nèi)提供，該加熱器外殼為薄壁截頭圓錐形狀。在使用期間，并且特別是在膠囊插入期間，加熱器外殼對(duì)至少一個(gè)加熱器提供保護(hù)。加熱器外殼還適合于膠囊在氣溶膠生成裝置內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)。至少一個(gè)加熱器優(yōu)選使用環(huán)氧化合物附連在加熱器外殼內(nèi)。優(yōu)選地，加熱器外殼填充有環(huán)氧化合物，也就是說(shuō)加熱器灌封加熱器外殼內(nèi)。環(huán)氧化合物優(yōu)選適合于將熱有效地從加熱器傳遞到膠囊。
[0040]用于接納膠囊的腔配置為基本匹配膠囊的形狀和尺寸。腔壁可為絕緣的。絕緣可減少裝置的外壁溫度。
[0041]氣溶膠生成裝置可包括由下述組成的至少兩個(gè)加熱器:配置為可插入膠囊的凹部?jī)?nèi)的至少一個(gè)第一內(nèi)部加熱器；以及在腔內(nèi)部?jī)?nèi)的至少一個(gè)第二外部加熱器?？商娲?，第二外部加熱器可這樣提供，使得它圍繞用于接納膠囊的腔。在該實(shí)施例中，至少一個(gè)第二加熱器優(yōu)選符合腔的側(cè)壁的形狀。使加熱器符合腔的形狀改善從第二加熱器到膠囊的熱傳遞。與第二加熱器的位置無(wú)關(guān)，通過(guò)提供第二加熱器可實(shí)現(xiàn)首次單口抽吸的時(shí)間的進(jìn)一步減少。
[0042]至少一個(gè)第二外部加熱器可圍繞腔，并且可鄰近腔的外壁。在該實(shí)施例中，加熱器使用環(huán)氧化合物附連至腔壁。環(huán)氧化合物優(yōu)選適合于將熱有效地從加熱器傳遞到膠囊。
[0043]該加熱器或每個(gè)加熱器優(yōu)選是電供能加熱器，其包括在柔性基質(zhì)上提供的至少一個(gè)電阻軌跡。通過(guò)提供包括在柔性基質(zhì)上的電阻軌跡的加熱器，加熱器可更易于制造且形成為所需形狀以符合膠囊的凹部。電阻軌跡可為下述中的任何一種:鉑;金；以及銀或任何其他電阻材料，當(dāng)在操作期間被提供有電流時(shí)，所述任何其他電阻材料可提供足夠高的溫度，使得形成足夠致密的氣溶膠。
[0044]電源可為電池，并且可為配置用于充電與放電的多個(gè)循環(huán)的可再充電電池。電池可為基于鋰的電池，例如鋰鈷、鋰鐵磷酸鹽、鈦酸鋰或鋰聚合物電池。電池可替代地可為鎳金屬氫化物電池或鎳鎘電池。電池容量?jī)?yōu)選選擇為允許在需要再充電之前由使用者的多次使用。電池容量?jī)?yōu)選足夠在需要再充電之前由使用者最低限度的20次使用。
[0045]氣溶膠生成裝置的煙嘴優(yōu)選包括至少一個(gè)空氣入口和至少一個(gè)空氣出口，并且刺穿元件包括在至少一個(gè)空氣入口和刺穿元件的遠(yuǎn)端之間延伸的至少一個(gè)第一導(dǎo)管。煙嘴優(yōu)選還包括在刺穿元件的遠(yuǎn)端和至少一個(gè)空氣出口之間延伸的至少一個(gè)第二導(dǎo)管。煙嘴因此優(yōu)選這樣布置，使得在使用中，當(dāng)使用者在煙嘴上抽吸時(shí)，空氣沿從至少一個(gè)空氣入口延伸穿過(guò)至少一個(gè)第一導(dǎo)管、穿過(guò)膠囊的一部分、穿過(guò)至少一個(gè)第二導(dǎo)管的氣流路徑流動(dòng)，并且離開(kāi)至少一個(gè)出口。提供此類(lèi)導(dǎo)管允許改善穿過(guò)裝置的氣流，并且允許氣溶膠更容易地遞送至使用者。
[0046]氣溶膠生成裝置優(yōu)選還包括控制電子器件。控制電子器件優(yōu)選配置為將功率從電源提供給至少一個(gè)加熱器?？刂齐娮悠骷?yōu)選還配置為將至少一個(gè)加熱器的溫度維持在約10 °C至260 °C之間、更優(yōu)選180 °C至約260 °C之間、且最優(yōu)選約220 °C至約240 °C之間的操作溫度下。
[0047]氣溶膠生成裝置還可包括鄰近用于接納膠囊的腔的溫度傳感器。溫度傳感器與控制電子器件連通，以允許控制電子器件將溫度維持在操作溫度下。溫度傳感器可為熱電偶，或可替代地至少一個(gè)加熱器可用于提供關(guān)于溫度的信息。在該替代方案中，至少一個(gè)加熱器的溫度依賴性電阻性質(zhì)是已知的，并且用于以技術(shù)人員已知的方式測(cè)定至少一個(gè)加熱器的溫度。
[0048]氣溶膠生成裝置可包括與控制電子器件連通的單口抽吸檢測(cè)器。單口抽吸檢測(cè)器優(yōu)選配置為檢測(cè)使用者何時(shí)在氣溶膠生成裝置煙嘴上抽吸。控制電子器件優(yōu)選還配置為依賴于來(lái)自單口抽吸檢測(cè)器的輸入，控制對(duì)至少一個(gè)加熱元件的功率。
[0049]氣溶膠生成裝置還包括外殼，所述外殼包括腔和其他部件。氣溶膠生成裝置的外殼優(yōu)選是細(xì)長(zhǎng)的，例如具有圓形橫截面的細(xì)長(zhǎng)圓柱體。
[0050]氣溶膠生成裝置優(yōu)選還包括使用者輸入，例如開(kāi)關(guān)或按鈕。這允許使用者打開(kāi)裝置。開(kāi)關(guān)或按鈕可起始?xì)馊苣z生成或使控制電子器件準(zhǔn)備等待來(lái)自單口抽吸檢測(cè)器的輸入。
[0051]在使用中，使用者將如本文描述的膠囊插入如本文描述的氣溶膠生成裝置的腔內(nèi)。使用者隨后將煙嘴附接至氣溶膠生成裝置的主體，所述煙嘴用刺穿部分刺穿膠囊。使用者隨后通過(guò)按壓按鈕啟動(dòng)裝置。使用者隨后在煙嘴上抽吸，將空氣通過(guò)空氣入口抽取到裝置內(nèi)，空氣隨后經(jīng)過(guò)膠囊，將汽化的氣溶膠形成基質(zhì)夾帶到氣流內(nèi)，并且通過(guò)煙嘴中的空氣出口離開(kāi)裝置，以由使用者吸入。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的再進(jìn)一步方面，提供了氣溶膠生成系統(tǒng)，其包括如本文描述的氣溶膠生成裝置和如本文描述的膠囊。
[0053]本發(fā)明的一個(gè)方面的任何特征均可以任何適當(dāng)組合應(yīng)用于本發(fā)明的其他方面。特別地，方法方面可應(yīng)用于設(shè)備方面，并且反之亦然。此外，在一個(gè)方面的任何、一些和/或所有特征可以任何適當(dāng)組合應(yīng)用于任何其他方面的任何、一些和/或所有特征。
[0054]還應(yīng)了解在本發(fā)明的任何方面描述且限定的各種特征的特定組合可獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)和/或供應(yīng)和/或使用。
【附圖說(shuō)明】
[0055]將參照附圖僅通過(guò)舉例方式進(jìn)一步描述本發(fā)明，在所述附圖中:
[0056]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的膠囊的剖開(kāi)等角視圖；
[0057]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的膠囊的橫截面視圖；
[0058]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成裝置的橫截面視圖；
[0059]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成系統(tǒng)的橫截面視圖；
[0060]圖5顯示了用于根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成裝置的電阻式加熱器的示意圖；
[0061]圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的膠囊的制造工藝;和
[0062]圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的替代氣溶膠生成裝置的橫截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0063]圖1(a)顯示了用于氣溶膠生成裝置中的膠囊100的剖開(kāi)等角視圖。膠囊包括含有氣溶膠形成基質(zhì)(未示出)的殼102，該殼通過(guò)蓋(未示出)密封，所述蓋密封至唇邊部分104。
[0064]膠囊100的殼102包括薄壁外部側(cè)壁106和薄壁基部108?；?08包括居中置于其中的凹部110。凹部在形狀上是截頭圓錐形，并且配置為當(dāng)膠囊插入氣溶膠生成裝置內(nèi)時(shí)接納加熱器。
[0065]膠囊的殼使用拉深在至少兩個(gè)階段中形成。階段I包括使用合適的模具和沖壓機(jī)深拉殼和凹部。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解殼和凹部可替代地可在兩個(gè)階段中形成。殼的唇邊隨后在工藝的階段2中形成。制造工藝在下文參照?qǐng)D6更詳細(xì)地描述。
[0066]圖1(b)顯示了膠囊100的橫截面視圖。膠囊100具有縱向長(zhǎng)度U，并且膠囊的基部具有半徑Rb。殼的外部側(cè)壁106具有厚度Ts。殼的基部108中的凹部110具有縱向長(zhǎng)度Lr，并且在基部處的凹部110的半徑為Rr。
[0067]膠囊的基部為半徑(Rb)大約4.5mm，并且膠囊的縱向長(zhǎng)度為大約10.2mm(Lc)。膠囊的壁為厚度(Ts)大約0.3mm。
[0068]圖2顯示了用于氣溶膠生成裝置中的膠囊100的橫截面視圖。如可見(jiàn)的，并且如上所述，蓋200密封至唇邊部分104。蓋可使用任何合適的方法進(jìn)行密封，所述方法包括:粘合劑例如環(huán)氧粘合劑、熱密封、超聲波焊接或激光焊接。在蓋密封至唇邊部分之前，膠囊的殼102填充有氣溶膠形成基質(zhì)202。在殼內(nèi)提供大約250mg氣溶膠形成基質(zhì)。氣溶膠形成基質(zhì)包含含尼古丁材料例如煙草和氣溶膠形成劑。氣溶膠形成劑是對(duì)使用者提供良好口感的甘油;還已發(fā)現(xiàn)與其他氣溶膠形成劑相比較，甘油產(chǎn)生適當(dāng)小的氣溶膠小滴直徑。
[0069]圖3顯示了用于與如上所述的膠囊100—起使用的氣溶膠生成裝置300的橫截面視圖。氣溶膠生成裝置包括外部外殼302，該外部外殼302適于容納:電源304，例如可充電電池;控制線路306;以及電加熱器308。外殼302還包括配置為接納膠囊100的腔309。電加熱器容納在加熱器外殼310內(nèi)，具有配置為匹配膠囊凹部的截頭圓錐形狀的截頭圓錐形狀。氣溶膠生成裝置300還包括可附接至氣溶膠生成裝置外殼302的近端的煙嘴312。煙嘴包括刺穿部分314，以及兩個(gè)氣流導(dǎo)管，入口導(dǎo)管316和出口導(dǎo)管318。
[0070]圖4顯示了氣溶膠生成系統(tǒng)400的橫截面視圖，所述氣溶膠生成系統(tǒng)400包括氣溶膠生成裝置300和如上所述的膠囊100;相似附圖標(biāo)記指相似部件。膠囊接納在外殼的腔內(nèi)，并且加熱器插入膠囊的凹部?jī)?nèi)。
[0071]在使用中，使用者將膠囊100插入氣溶膠生成裝置300的腔內(nèi)，并且隨后將煙嘴312附接至外殼302。通過(guò)附接煙嘴，刺穿部分314刺穿膠囊的蓋，并且形成從空氣入口穿過(guò)膠囊到空氣出口的氣流路徑。圖4顯示了進(jìn)入膠囊402的氣流路徑的一部分，以及離開(kāi)膠囊的氣流路徑404的一部分。使用者隨后按壓按鈕(未示出)以啟動(dòng)裝置。在啟動(dòng)裝置中，加熱器通過(guò)控制電子器件306供應(yīng)來(lái)自電源304的功率。當(dāng)膠囊的溫度達(dá)到約220 °C至約240 °C之間的操作溫度時(shí)，使用者借助于指示器(未示出)被通知使用者隨后可在煙嘴上抽吸。當(dāng)使用者在煙嘴上抽吸時(shí)，空氣進(jìn)入空氣入口，穿過(guò)煙嘴內(nèi)的導(dǎo)管316前進(jìn)且進(jìn)入膠囊內(nèi)，夾帶汽化的氣溶膠形成基質(zhì)，并且隨后經(jīng)由在煙嘴中的出口導(dǎo)管318離開(kāi)膠囊。
[0072]圖5(a)顯示了用于如上所述的氣溶膠生成裝置的電加熱器308。電加熱器包括柔性聚合物基質(zhì)，具有在其上印刷成軌跡(未示出)的電阻材料例如鉑、金或銀。加熱器308被提供有凸片500，所述凸片500包括電觸點(diǎn)502和504，用于經(jīng)由控制線路306連接至電源304。
[0073]圖5(b)顯示了形成為如氣溶膠生成裝置300中使用的截頭圓錐形狀的電加熱器308。加熱器通過(guò)乳制柔性基質(zhì)形成為截頭圓錐形狀。如圖5(c)中所示，所形成的加熱器隨后插入加熱器外殼310內(nèi)，并且通過(guò)用環(huán)氧化合物506填充外殼而灌封入外殼內(nèi)，以使加熱器保持在原位。
[0074]如上所述，膠囊的殼102可在兩階段工藝中進(jìn)行制造，殼102隨后填充有氣溶膠形成基質(zhì)202，并且隨后用蓋200密封以形成膠囊?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6詳細(xì)描述該工藝。
[0075]形成殼的工藝的第一階段顯示于圖6(a)、6(b)和6(c)中。提供了具有殼的所需形式的模具600和相應(yīng)的沖壓機(jī)602。在形狀上為基本圓形的坯料604通過(guò)夾子606可滑動(dòng)夾緊至模具。當(dāng)坯料604通過(guò)沖壓機(jī)602拉動(dòng)到模具600內(nèi)時(shí)，夾子606允許坯料604沿模具600的頂部表面滑動(dòng)。普通技術(shù)人員應(yīng)了解該過(guò)程可涉及具有多個(gè)模具和沖壓機(jī)的多個(gè)中間階段，以將所形成的坯料尺寸緩慢減少至最終所需尺寸。
[0076]一旦第一階段完成，制造工藝的第二階段就形成殼的唇邊104，以允許蓋密封至殼。圖6(d)和6(e)顯示該工藝的第二階段。兩部分模具608和610在部分形成的坯料604上前進(jìn)，以部分形成唇邊104的頸部。為了幫助形成工藝，當(dāng)兩部分模具前進(jìn)到坯料上時(shí)，兩部分模具或可替代地坯料可圍繞縱軸旋轉(zhuǎn)。在圖6(e)中，可見(jiàn)進(jìn)一步的模具用于最終形成唇邊104。模具在部分形成的坯料上前進(jìn)，以使坯料材料彎曲成唇邊。再次，模具或部分形成的坯料可圍繞縱軸旋轉(zhuǎn)，以幫助形成工藝。
[0077]圖6(f)顯示了現(xiàn)在形成的殼102通過(guò)噴槍614填充有氣溶膠形成基質(zhì)202。圖6(g)顯示了填充的殼。
[0078]圖6(h)和6(i)顯示了蓋200密封至殼102的最終工藝。蓋200通過(guò)蓋固定器616朝向殼102前進(jìn)。蓋固定器可為真空固定器或如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解的任何其他合適的固定器。蓋可被提供有膠或任何其他合適的密封手段。最后，蓋200密封至殼102。在該實(shí)例中，蓋通過(guò)加熱器618熱密封至殼，所述加熱器618使預(yù)先施加于蓋的粘合劑熔化。
[0079]如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解的，圖3中所示的氣溶膠生成裝置僅是根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成裝置的一個(gè)例子。一個(gè)其他此類(lèi)例子顯示于圖7中。圖7中所示的氣溶膠生成裝置700類(lèi)似于圖3中所示的那種，并且相似附圖標(biāo)記指相似特征。
[0080]氣溶膠生成裝置包括外部外殼302，該外部外殼302適于容納:電源304，例如可再充電電池;控制線路306;內(nèi)部電加熱器308;以及外部電加熱器702。外殼302還包括配置為接納膠囊100的腔309。內(nèi)部電加熱器308容納在加熱器外殼310內(nèi)，具有配置為匹配膠囊凹部的截頭圓錐形狀的截頭圓錐形狀。外部加熱器702設(shè)置在腔309內(nèi)。氣溶膠生成裝置300還包括可附接至氣溶膠生成裝置外殼302的近端的煙嘴312。煙嘴包括刺穿部分314，以及兩個(gè)氣流導(dǎo)管，入口導(dǎo)管316和出口導(dǎo)管318。
[0081]在使用中，氣溶膠生成裝置700以與如上文參照?qǐng)D4描述的氣溶膠生成裝置300相同的方式操作。然而，控制線路306為內(nèi)部加熱器308和外部加熱器702兩者提供功率。另外的外部加熱器702為膠囊提供進(jìn)一步的加熱，以例如進(jìn)一步減少首次單口抽吸的時(shí)間，并且通過(guò)再進(jìn)一步減少?gòu)募訜崞鞯綒馊苣z形成基質(zhì)的最大距離，改善對(duì)氣溶膠形成基質(zhì)的熱傳遞。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于氣溶膠生成裝置的膠囊，所述膠囊包括: 殼，所述殼包含基部和從所述基部延伸的至少一個(gè)側(cè)壁，所述殼含有氣溶膠形成基質(zhì)，所述氣溶膠形成基質(zhì)具有固體或液體組分或固體和液體組分兩者;和 在至少一個(gè)側(cè)壁上密封的蓋，用于形成密封膠囊， 其中所述基部包括沿縱軸延伸到殼內(nèi)的凹部，用于接納氣溶膠生成裝置的加熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠囊，其中所述凹部的縱向長(zhǎng)度為所述至少一個(gè)側(cè)壁的縱向長(zhǎng)度的至少約50 %。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膠囊，其中所述基部為基本圓形的，并且所述凹部具有基本圓形的橫截面，所述基部半徑與基部處的凹部半徑的比為約1.5至約4.0之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的膠囊，其中所述凹部具有截頭圓錐形狀和基本圓形的橫截面。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊，其中所述至少一個(gè)側(cè)壁的縱向長(zhǎng)度為所述基部半徑的至少2倍。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊，其中所述膠囊填充有足夠的氣溶膠形成基質(zhì)，以達(dá)到所述凹部縱向長(zhǎng)度約90 %至約110 %之間的水平。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊，其中所述氣溶膠形成基質(zhì)包含尼古丁和至少一種氣溶膠形成劑。8.一種氣溶膠生成裝置，所述氣溶膠生成裝置包括: 電源； 至少一個(gè)加熱器； 用于接納根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的含有氣溶膠形成基質(zhì)的膠囊的腔;和 包括用于刺穿膠囊的蓋的刺穿元件的煙嘴， 其中所述至少一個(gè)加熱器配置為可插入膠囊的凹部?jī)?nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣溶膠生成裝置，其中所述至少一個(gè)加熱器的外表面的形狀和尺寸配置為基本匹配膠囊凹部的形狀和尺寸。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣溶膠生成裝置，其中所述至少一個(gè)加熱器是截頭圓錐形。11.根據(jù)權(quán)利要求8、9或10所述的氣溶膠生成裝置，所述氣溶膠生成裝置包括由下述組成的至少兩個(gè)加熱器:配置為可插入膠囊的凹部?jī)?nèi)的至少一個(gè)第一加熱器；以及在所述腔內(nèi)的至少一個(gè)第二加熱器。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣溶膠生成裝置，其中所述至少一個(gè)加熱器配置為符合所述腔的側(cè)壁的形狀。13.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的氣溶膠生成裝置，其中所述至少一個(gè)加熱器是電供能加熱器，其包括在柔性基質(zhì)上提供的至少一個(gè)電阻軌跡。14.根據(jù)權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的氣溶膠生成裝置，其中所述煙嘴包括至少一個(gè)空氣入口和至少一個(gè)空氣出口，并且刺穿元件包括在所述至少一個(gè)空氣入口和所述刺穿元件的遠(yuǎn)端之間延伸的至少一個(gè)第一導(dǎo)管，以及在所述刺穿元件的遠(yuǎn)端和所述至少一個(gè)空氣出口之間延伸的至少一個(gè)第二導(dǎo)管，使得在使用中，當(dāng)使用者在所述煙嘴上抽吸時(shí)，空氣沿從至少一個(gè)空氣入口延伸穿過(guò)至少一個(gè)第一導(dǎo)管、穿過(guò)膠囊的一部分、穿過(guò)至少一個(gè)第二導(dǎo)管的氣流路徑流動(dòng)，并且離開(kāi)至少一個(gè)出口。15.—種氣溶膠生成系統(tǒng)，所述氣溶膠生成系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求9-14中任一項(xiàng)所述的氣溶膠生成裝置和根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的膠囊。
【文檔編號(hào)】A61M15/06GK105828646SQ201480067075
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日
【發(fā)明人】O·米洛諾夫, M·托倫斯, R·N·巴蒂斯塔
【申請(qǐng)人】菲利普莫里斯生產(chǎn)公司