專利名稱：一種模擬香煙的制作方法
一種模擬香煙 本發(fā)明涉及一種模擬香煙。在香煙替代品領域中，已經(jīng)提出了很多種制造模擬香煙的方案。這種裝置與傳統(tǒng)的諸如貼片和口香糖之類的尼古丁替代療法相比具有許多優(yōu)點，這是因為這種裝置再現(xiàn)了對于吸煙者的心理而言重要的吸煙的物理動作，并且還能夠輸送一定劑量的尼古丁，其更加接近的重現(xiàn)頑固吸煙者期望的香煙的藥物代謝動力學效果。因此，吸煙者能夠獲得來自于香煙的熟悉的“感覺(hit) ”，而不是必須接受貼片或口香糖的緩慢釋放，該緩慢釋放不產(chǎn)生這樣的感覺，因而導致不可預知的給藥劑量和較差的除煙癮結果以及戒煙率。本發(fā)明特別涉及一種模擬香煙裝置，該模擬香煙裝置包括殼體；殼體內(nèi)的可吸入組分的加壓儲存器；用于儲存器中的可吸入組分排出殼體的出口 ；和用于控制可吸入組分通過出口的流量的出口閥。這樣的模擬香煙在下文被稱為“所述類型的”。所述類型的模擬香煙的一個問題是定向問題。特別是，如果該裝置是有效的，能夠?qū)嶋H上從任何方向輸送劑量是重要的?！ぴ趥鹘y(tǒng)的計量給藥吸入器中，裝置具有能夠減輕定向問題的彎曲部或頸部，這是因為在使用者吸入時，加壓的罐始終能夠采用豎直構造，且罐的出口位于最低處。當模擬香煙被設計成類似真的香煙時，它具有狹小的柱狀結構并且因而不采用這樣的彎曲部或頸部。到目前為止，現(xiàn)有技術中已經(jīng)存在兩種嘗試方案以解決這個問題。DE4, 030, 257公開了出口閥與柔性浸入管的端部連接。聲明了浸入管很大程度上不依賴于裝置或套管的相應位置，該浸入管總是將其開放的末端浸入存在于室內(nèi)的活性流體組分中。然而，該浸入管大概由于其自身重量而可以有助于用于一些方向，但是不能在所有方向上都能連續(xù)使用。舉例來說，如果儲存器不到一半充滿狀態(tài)，當香煙處于“末端向下(tip-down)”方向時使用者使用該裝置吸入時不能獲得噴霧狀給藥。第二文獻是US3，721，240。該文獻公開了一種模擬香煙裝置，其具有加壓儲存器和位于一端的出口閥。出口閥與蒸發(fā)帶或芯部連接?？梢钥吹郊殠某隹陂y直接延伸到儲存器的下表面，并且看起來延伸不到儲存器長度的一半。因而，雖然芯部將輸送積聚在儲存器的鄰近出口閥區(qū)域的底部的液體，但是在儲存器不到一半充滿且其處于“末端向下”方向使用的情況下，這種輸送似乎不會有任何效果。此外，芯部似乎只能在模擬香煙裝置處于恰當?shù)慕嵌确较驎r(即處于沿著其主縱向軸線的正確方向)才能夠起作用。如果模擬香煙被倒轉(zhuǎn)到圖解構造使用時，如果芯部與儲存器的壁接觸，該芯部不會有任何效果。如果芯部沒有接觸到壁，它將僅僅向下垂入儲存器中位于緊鄰出口閥的位置，因此效果微弱甚至沒有。因此，在US3，721，240中公開的芯部僅在模擬香煙處于恰當?shù)慕嵌确较蚴褂脮r能夠完全有效，并且即便如此該芯部的益處也有限。如FR2，650，002公開的另一模擬香煙裝置與US3，721，240相比相關性較差，但是它與本發(fā)明具有一些表面相似性。它沒有公開加壓儲存器。相反的，它公開了用于保持可吸入揮發(fā)性組分的多孔基體。多孔基體夾在一對片狀閥之間。當使用者吮吸該裝置時，吮吸力打開兩個片狀閥，從而將空氣從多孔基體中抽出并帶走一些揮發(fā)性組分。多孔基體僅設計用來保持物質(zhì)并且不具有任何芯吸作用。本發(fā)明的目的是，首次提供所述類型的模擬香煙裝置，該模擬香煙裝置實際上可以在所有的方向上使用。根據(jù)本發(fā)明，所述類型的模擬香煙裝置的特征在于，毛細作用插塞從出口閥附近延伸到儲存器中，填充了儲存器的大部分并且被配置為朝向出口閥芯吸可吸入組分。通過使用填充了儲存器的大部分的毛細作用插塞，而不是US3，721，240中的小細芯，本發(fā)明首次提供了實際上能在任何方向上使用的模擬香煙。由于插塞填充了儲存器的大部分，因此香煙的方向變得不太重要，這是因為插塞將會在任何方向上以稍多或稍少的程度吸收液體。此外，由于填充了儲存器的大部分，毛細作用插塞不被限制在鄰近于出口閥的區(qū)域，從而該插塞可吸收距離出口閥有一些距離的液體并且將該液體輸送到出口閥。為了填充儲存器的大部分，插塞占據(jù)儲存器容積的至少50 %，優(yōu)選至少占據(jù)儲存器容積的至少60%、更優(yōu)選地占據(jù)儲存器容積的至少70%。優(yōu)選的是，插塞延伸儲存器長 度的至少70%，且更優(yōu)選地延伸儲存器長度的至少80%。另一方面，優(yōu)選的是插塞不填充整個儲存器。這是因為芯吸材料所占據(jù)的空間減少了儲存器的容量。因此，優(yōu)選的，儲存器容積的至少10%，但是更優(yōu)選地至少20%沒有被芯吸材料占據(jù)。模擬香煙優(yōu)選地在與出口端相對的端部具有再填充閥。優(yōu)選的是，再填充閥和插塞的端部之間具有空隙，以留出用于再填充液進入儲存器中的不受阻礙的空間。而且優(yōu)選的是，對于儲存器長度的大部分而言，插塞也不能填滿儲存器的全部橫截面，以留出儲存器內(nèi)的在多孔插塞旁邊的液體流路。這保證了一些再填充液體在被多孔插塞橫向吸收之前能夠沿著此流路流動。這使得芯部與在插塞完全填充儲存器整個橫截面從而所有的再填充液需要沿多孔插塞流動的情況相比更容易被浸透飽和。優(yōu)選的，當模擬香煙被以出口端處于最高處的位置的方式被握持時，插塞的毛細作用吸收使得插塞末端處的組分朝向出口閥被抽吸至少25mm的距離，更優(yōu)選地至少30mm的距離。因此，這需要具有強烈的毛細作用的材料。為了增強毛細作用，插塞優(yōu)選的具有向著出口閥減少的孔穴尺寸。這可以通過使用漸變材料實現(xiàn)，漸變材料可以是形成有變化孔穴尺寸的單相的材料，或是該漸變材料可以是各具有不同孔穴尺寸的兩種或更多種材料，這些材料的相對比例沿著插塞的長度變化。然而，優(yōu)選的是，這通過壓縮出口閥附近的插塞來實現(xiàn)。這提供了一種簡單的手段用來獲得變化孔穴尺寸，并且在設計上也容易得到這樣的結構，其中出口閥的開閉機構位于儲存器在出口閥附近一端的部分旁邊，這是因為儲存器在該點處天然地更薄。為了選擇合適的泡沫芯吸特性，對于給定的流體，描述泡沫芯吸性能的兩個有用參數(shù)是最大上升高度以及泡沫滲透率(該參數(shù)與流體無關)，該最大上升高度描述了當泡沫浸入流體池時流體由于毛細作用力能夠在泡沫中上升的最大高度，并且與泡沫中的孔穴尺寸成反比；所述泡沫滲透率描述了流體響應于壓力梯度能夠流過泡沫的速度，并且與孔穴面積以及泡沫的空體積分數(shù)成正比。在實踐中，最優(yōu)化地選擇達到最大上升高度和滲透率的時間，以使得在儲存器中幾乎無殘留液體。詳細描述這些精細特征時，孔穴半徑處于50和500微米之間，優(yōu)選是100至300微米，更優(yōu)選的是100至150微米。毛細作用插塞需要是親水性的，以向出口閥提供流體靜力學配置，并且小孔穴尺寸對此是有幫助的，特別是在出口閥的位置處。采用交聯(lián)開口單元的網(wǎng)狀結構能夠獲得最好的效果。另外，可以設想，出口閥處的泡沫的壓縮可以接受優(yōu)選為100微米左右的泡沫孔穴半徑，而芯吸設備的基礎應該構成150微米左右的孔穴尺寸用以提供優(yōu)化毛細作用梯度。優(yōu)選的，插塞的密度處于I %到50%，優(yōu)選的處于1%到10%，最優(yōu)選的處于5%到6% (定義為實心材料的體積與空隙體積之比)。對于6%的密度來說，這意味著室的填充不會受混合的泡沫的體積危害，并且因而不會限制使用者從裝置獲得的吸入物的量。中等密度和高密度毛細作用棒為60 (kg/m3)和120 (kg/m3)，其中密度越高，流體通過毛細作用棒的升高高度就越高。含液溶液中的大部分可以是液體推進劑，如HFA 134b，但是也可以與其它液體推進劑或液化氣體(如二氧化碳或氮氣)一起使用。使用對于HFA 134b而言8. 69e_3n/m的表面張力以及1220kg/m3的密度，從裝置得到的測試結果為，使用中等密度Capu-Cell (半封閉細胞結構)泡沫時升高高度為大約5. 4mm,使用高密度Capu-Cell時升高高度為大約6. 7mm。由于推進劑基溶液的密度與水基溶液不同，必須進行許多小的改進以提高上升高度，例如提高泡沫的密度和減少孔穴半徑大約5%至10%。目的是確保足夠的 升高高度，即使容器中僅有少量的剩余液體時也能夠傳輸過毛細作用插塞的全部長度并與出口閥接合。泡沫的孔穴半徑和密度應該保持平衡以使得裝置的性能效果最大化。包含太小的細胞的毛細作用插塞可能最終限制裝置的配方的流率，因此泡沫的性能必須確保流體從任何方向角度的傳輸流量在60至80mm3/秒，以保證噴射劑量的精確性和穩(wěn)定性。
72Y max = ~
PgRporeg=重力加速度，Y =流體表面張力，P =流體密度，Rptm =泡沫孔穴尺寸對于其流體密度和表面張力不同的溶液(即通過改變推進劑(例如密度更高的HFA227)、賦形劑或活性成分的組合)來說，毛細作用插塞可以具有橫跨裝置逐漸改變的孔穴尺寸和密度水平，以適應使用者對氣霧劑流體的最佳性能?？紤]到這些，不僅孔穴尺寸能夠朝向遠端逐漸變化，而且孔穴尺寸也橫跨裝置逐漸改變，從而更小的孔穴尺寸可以形成芯吸區(qū)域的芯，并圍繞著出口閥。實際上，這通過將更小孔穴尺寸的泡沫板鋪設到更大孔穴尺寸的泡沫板上以使得在橫截面上存在孔穴的漸變來實現(xiàn)。這意味著孔穴尺寸即可以橫跨該裝置以及沿著裝置漸變，以提高性能。在目前情況下，插塞通過使用含尼古丁的溶液來標定。泡沫滲透率(該參數(shù)與流體無關)描述了流體響應于壓力梯度流過泡沫的速度，根據(jù)下述公式，其中k是滲透率，ε是泡沫的空體積分數(shù)，τ被認為是“彎曲度(tortuosity) ”，它是考慮液體穿過泡沫時必須經(jīng)歷的扭轉(zhuǎn)和彎曲的手段，R2 (孔穴)等于孔穴尺寸
τ 8芯吸設備的滲透率(m2)優(yōu)選處于e_3到e_25之間，更優(yōu)選的處于e,到e_15之間，最優(yōu)選的處于到e_12之間。關于這點的實際的例子是滲透率為I. 87e-nm2的選定聚烯烴芯吸材料。
然而，其它適宜作為插塞的材料有聚氨酯、Capu-Cell、聚醚/聚酯混合物、氯丁橡膠、Basotect和PVA。這些材料具有足夠的容量來吸收可吸入組分，可吸入組分可以包括推進劑HFA 134a,HFA 227、CFC、氟利昂或其它任何推進劑或液化氣體。一個較佳的實施例是使用氯丁橡膠、PU或Basotect，因為當孔穴半徑和密度調(diào)整后它們都具有相似的升高高度，其中可以壓縮或改進孔穴半徑使其相配。優(yōu)選地，芯吸材料具有良好的耐化學性，最優(yōu)選的是適用于醫(yī)學的如Scapa的醫(yī)用泡沫、用于清潔傷口的吸收性聚氨酯泡沫、Intec親水性網(wǎng)狀泡沫或橡膠泡沫，并且該芯吸材料在降解性、可提取性和可釋取性方面展現(xiàn)對尼古丁的良好兼容性?，F(xiàn)在將參照附圖
描述根據(jù)本發(fā)明的模擬香煙的實施例，在附圖中圖I是模擬香煙裝置的分解立體圖；圖2是圖I的裝置的剖面圖；以及圖3至圖8是示出具有不同形狀、密度和毛細作用吸收速率的幾種芯吸材料的剖 面立體圖。本發(fā)明涉及能夠流體靜力啟動用于呼吸觸發(fā)香煙的出口閥的毛細作用棒，并且在這里僅具體描述本發(fā)明的該方面。有關香煙裝置的其余構造及其再填充機理的細節(jié)，請參照 TO2009/001078。如圖I所示，該裝置具有由主底架2和封閉元件3組成的殼體I。該殼體通過標簽(label)(未示出)保持在適當位置。在殼體內(nèi)，存在容納可吸入組分的加壓儲存器5。如在W02009/001082中描述的那樣，該儲存器可以通過填充閥6而再填充，或者該裝置是一次性裝置，或者該裝置可以設置為使得儲存器5是可更換部件。呼吸觸發(fā)閥7位于出口端8和儲存器5之間。該呼吸觸發(fā)閥設置成使得當使用者在出口端8吮吸時，呼吸觸發(fā)閥7打開以允許吸入來自儲存器5的可吸入組分。殼體在出口端處具有兩個孔。其中的第一個孔是吸入孔9，該吸入孔9與如下面更詳細地描述的室10連通，并且第二個孔是出口孔11，如下面也將更詳細描述的，可吸入組分從該出口孔被分配。如從圖2清楚看到的，出口孔11設置在分離部件12上。在儲存器5和出口孔11之間限定出口通路13，該出口通路由可變形的管狀元件14提供。該管狀元件通過現(xiàn)在將描述的機構在關閉和打開位置之間移動。該機構包括樞轉(zhuǎn)安裝的葉片15和膜16。樞轉(zhuǎn)安裝的葉片在最靠近出口端8的端部具有樞轉(zhuǎn)點17并且具有沿其長度延伸并遠離出口端漸縮的中央加強肋18。在中點附近，葉片15設置有用于接收彈簧20的凹部19，該彈簧20將葉片15偏壓至圖I所示的關閉位置(雖然可變形的管狀元件顯示為處于其未變形狀態(tài))。在凹部19下方是具有三角形截面的夾頭21，該夾頭21構造成在窄的區(qū)域上將從葉片15提供的力施加到可變形的管狀元件
14。葉片15由膜16支撐，該膜16在其端部22、23處被密封到殼體。該膜封閉除吸入孔9和定位在封閉元件3中的排氣孔之外的室10。膜16的下側24暴露于大氣壓力下，這是因為存在通過殼體I的泄漏路徑，該泄漏路徑因為其在出口路徑I周圍延伸而在附圖中未被示出并且因此在圖I的平面中未被示出。當使用者在出口端8吮吸時，吸力借助吸入孔9傳送至室10，由此降低該室中的壓力。這使得葉片15克服彈簧20的作用而升起，從而使膜變形并且將夾頭21升起以允許可變形的管打開，從而允許來自儲存器5的可吸入組分沿出口路徑13經(jīng)過可變形的管14并且通過出口孔11排出。由使用者施加的吸力程度將決定葉片15移動的程度，并且因此決定使用者接收的組分的量。一旦使用者停止吮吸，則大氣壓力將經(jīng)由吸入孔9返回至室10，并且彈簧20將使葉片返回由此擠壓管14以使其關閉。儲存器中有毛細作用插塞30。如附圖2中所清楚顯示的，所述毛細作用插塞基本在儲存器的總長度上延伸，盡管在棒的末端和再填充閥6之間有空隙31。同樣可以從附圖2中看到，插塞30沒有填滿儲存器的整個橫截面，至少在遠離閥7的區(qū)域沒有填滿儲存器的整個橫截面。相反，沿著棒的頂表面設有空隙32。這使得再填充材料沿此空隙經(jīng)過并沿著棒的長度被吸收，而不是所有的再填充液體必須經(jīng)過棒的末端進入。在鄰近閥7的區(qū)域，儲存器顯著地變薄。在這個區(qū)域，棒30被壓縮以減小孔穴尺寸，用來在此區(qū)域提供增強的毛細作用力。從這里可以理解的是，即使儲存器幾乎是空的，并且無論儲存器處于哪種方向，液 體也會接觸毛細作用棒30。由此，棒很容易地將液體芯吸到出口路徑13。在圖3至圖8示出了許多可供選擇的芯布置。所有這些芯布置的共同點是，這些芯布置均填充了儲存器的大部分并且占據(jù)從出口閥到相對端部的相當遠的距離。
權利要求
1.一種模擬香煙裝置，所述模擬香煙裝置包括殼體；所述殼體內(nèi)的可吸入組分的加壓儲存器；出口，所述出口用于將所述儲存器中的所述可吸入組分從所述殼體排出；出口閥，所述出口閥用于控制可吸入組分通過所述出口的流量；以及毛細作用插塞，所述毛細作用插塞從所述出口閥的附近延伸到所述儲存器中、填充所述儲存器的大部分、并且被配置為朝向所述出口閥芯吸所述可吸入組分。
2.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其中，所述插塞占據(jù)所述儲存器的容積的至少50%，優(yōu)選地占據(jù)所述儲存器的容積的至少60%、且更優(yōu)選地占據(jù)所述儲存器的容積的至少70%。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的裝置，其中，所述插塞延伸達所述儲存器的長度的至少70%,且更優(yōu)選地延伸達所述儲存器的長度的至少80%。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述儲存器的容積的至少10%、更優(yōu)選地至少20%沒有被芯吸材料占據(jù)。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，所述裝置還包括在與所述出口相對的端部處的再填充閥；以及在所述再填充閥和所述插塞的端部之間的空隙，以留出用于再填充液進入所述儲存器中的不受阻礙的空間。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，對于所述儲存器的長度的大部分而言，所述插塞沒有填滿所述儲存器的全部橫截面，以留出所述儲存器內(nèi)的在多孔插塞旁邊的液體流路。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述插塞被毛細作用吸收使得，當模擬香煙以出口端處于最高處的位置的方式被握持時，在所述插塞的遠端處的組分朝向所述出口閥被抽吸至少25mm的距離、更優(yōu)選地被抽吸至少30mm的距離。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述插塞具有朝向所述出口閥減少的孔穴尺寸。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其中，通過壓縮所述出口閥附近的所述插塞來實現(xiàn)所述孔穴尺寸的減小。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，在橫跨所述插塞的橫向平面中，在中心區(qū)域處孔穴尺寸較小,在外圍區(qū)域處孔穴尺寸較大。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，孔穴半徑處于100微米至500微米之間，優(yōu)選地處于100微米至300微米之間，最優(yōu)選地處于100微米至150微米之間。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，插塞的滲透率(m2)優(yōu)選地處于e_3到e_25之間，更優(yōu)選地處于e,到e_15之間，最優(yōu)選地處于e,到e_12之間。
全文摘要
一種模擬香煙裝置包括可吸入組分的加壓儲存器(5)和控制可吸入組分的輸出的出口閥(7)。毛細作用插塞(30)從出口附近延伸以填充儲存器的大部分，并且配置為朝向所述出口閥芯吸可吸入組分。
文檔編號A24F47/00GK102939021SQ201180012302
公開日2013年2月20日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權日2010年3月3日
發(fā)明者亞歷克斯·赫恩, I·麥克德門特 申請人:親切消費者有限公司