包括一個(gè)或多個(gè)微加熱器的電子吸煙制品的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】包括一個(gè)或多個(gè)微加熱器的電子吸煙制品 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及氣溶膠傳送制品及其用于生成可吸入形式的煙草組分或其它材料的 用途。該制品可以由煙草制成或衍生自煙草，或以其它方式合并煙草用于人們消費(fèi)。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 這些年來(lái)提出了許多的吸煙制品，作為基于燃燒煙草的吸煙產(chǎn)品的改進(jìn)物或替代 物。示例性替代物包括其中固態(tài)燃料或液態(tài)燃料被燃燒以將熱量傳送到煙草或其中使用化 學(xué)反應(yīng)來(lái)提供此熱源的裝置。許多參考資料已經(jīng)提出生成具有香味的蒸汽、可視氣溶膠或 具有香味的蒸汽和可視氣溶膠的混合物的類(lèi)型的不同吸煙制品。一些這些所提出的類(lèi)型的 吸煙制品包括管狀部分或縱向延伸的空氣通道。
[0004] 該吸煙制品的改進(jìn)點(diǎn)或替代物通常必須提供與香煙、雪茄或煙斗吸煙類(lèi)似的感 覺(jué)，而不傳送大量的不完全燃燒產(chǎn)物和熱解產(chǎn)物。為此，已經(jīng)提出了許多的吸煙產(chǎn)品、香味 生成器以及藥用吸入器，它們利用電能來(lái)蒸發(fā)或加熱揮發(fā)性材料，或嘗試在不燃燒煙草下 提供香煙、雪茄或煙斗吸煙的感覺(jué)。
[0005] 替代吸煙制品的一般例子在以下描述：Ellis等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 3,258,015 ; Ellis 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 3, 356, 094 ;Moses 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 3, 516, 417 ;Lanzellotti 等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 347, 855 ;Bolt等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 340, 072 ;Burnett等人的 美國(guó)專(zhuān)利No. 4,391,285 ;Riehl等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4,917, 121 ;Litzinger的美國(guó)專(zhuān)利 No. 4, 924, 886 ;以及Hearn等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 060, 676。許多那些類(lèi)型的吸煙制品使用 可燃燃料源，所述可燃燃料源被燃燒以提供氣溶體和/或以加熱氣溶膠形成材料。請(qǐng)看例如 在Banerjee等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 714, 082以及White等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 771，795中所 引用的【背景技術(shù)】；其通過(guò)引用整體合并到此。還請(qǐng)看例如在以下中描述的那些類(lèi)型的吸煙 制品：Clearman等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 756, 318 ;Banerjee等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 714, 082 ; White等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 771，795 ;Sensabaugh等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 793, 365 ; Clearman 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 4, 917, 128 ;Korte 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 4, 961，438 ;Serrano 等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4,966, 171 ;Bale等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4,969,476 ;Serrano等人的美 國(guó)專(zhuān)利No. 4, 991，606 ;Farrier等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 020, 548 ;Clearman等人的美國(guó) 專(zhuān)利 No. 5,033,483 ;Schlatter 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5,040,551 ;Creighton 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 050, 621 ;Lawson 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 065, 776 ;Nystrom等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 076, 296 ; Farrier等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 076, 297 ;Clearman等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 099, 861 ; Drewett 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 105, 835 ;Barnes 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 105, 837 ;Hauser 等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 115, 820 ;Best等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 148, 821 ;Hayward等人 的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 159, 940 ;Riggs等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 178, 167 ;Clearman等人的 美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 183,062 ;Shannon等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 211,684 ;Deevi等人的美國(guó) 專(zhuān)利No. 5, 240, 014 ;Nichols等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 240, 016 ;Clearman等人的美國(guó) 專(zhuān)利No. 5, 345, 955 ;Riggs等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 551，451 ;Bensalem等人的美國(guó)專(zhuān) 利No. 5, 595, 577 ;Barnes等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 819, 751 ;Matsuura等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 089, 857 ;Beven 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 095, 152 ;Beven 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 578, 584 ; Dominguez的美國(guó)專(zhuān)利No. 6, 730, 832 ;其通過(guò)引用整體地合并到此文中。而且，使用含碳 燃料元件的某些類(lèi)型的香煙已經(jīng)以美國(guó)雷諾煙草公司的"Premier"和"Eclipse"商標(biāo)名 稱(chēng)商業(yè)地投放入市場(chǎng)。請(qǐng)看例如在美國(guó)雷諾煙草公司的專(zhuān)著（1988)和《吸入毒理學(xué)》， 12:5, p. 1-58(2000)中，在《關(guān)于加熱而不是燃燒煙草的新香煙原型的化學(xué)和生物研宄》 (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))中所描述的香煙的那些類(lèi)型。還請(qǐng)看Banerjee等人的美 國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2005/0274390，Crooks 等人的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2007/0215167，Banerjee 等 人的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2010/0065075,以及Stone等人的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2012/0042885， 其公開(kāi)通過(guò)引用整體地合并到此文中。
[0006] 某些提出的香煙形狀的煙草產(chǎn)品據(jù)稱(chēng)以不旨在以任何明顯程度燃燒的方式 來(lái)使用煙草。請(qǐng)看例如Sudoh的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 836, 225 ;Kuriyama等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 4, 972, 855 ;以及Edwards的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 293, 883，其通過(guò)引用整體地合并到此 文中。還有其它類(lèi)型的吸煙制品，例如通過(guò)使煙草或加工的煙草經(jīng)受產(chǎn)自化學(xué)或電熱 源的熱來(lái)生成具有香味的蒸汽的那些類(lèi)型的吸煙制品在以下描述：Chard等人的美國(guó) 專(zhuān)利 No. 4, 848, 374 出rooks 等人的美國(guó)專(zhuān)利 Nos 4, 947, 874 和 4, 947, 875 ;Counts 等 人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 060, 671 ;Deevi等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 146, 934 ;Deevi的美國(guó)專(zhuān) 利No. 5, 224, 498 ;Baner jee等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 285, 798 ;Farrier等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 357, 984 ;Farrier 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 593, 792 ;Counts 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 369, 723 ; Counts等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 692, 525 ;Collins等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 865, 185 ;Adams等 人的美國(guó)專(zhuān)利此.5,878,752;〇66"等人的美國(guó)專(zhuān)利此.5,880,439出&886?等人的美 國(guó)專(zhuān)利No. 5, 915, 387 ;Watkins等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 934, 289 ;Deevi等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 033, 623 ;Adams 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 053, 176 ;White 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 164, 287 ; Fournier等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 6, 289, 898 ;Fournier等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 6, 615, 840 ;Li等 人的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2003/0131859 ;Banerjee等人的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2005/0016549 ;以 及Hearn等人的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2006/0185687,它們中的每個(gè)均通過(guò)引用整體地合并到 此文中。
[0007] 進(jìn)行了某些嘗試，以傳送例如處理或合并香味和/或尼古丁的那些的蒸汽、噴霧 劑或氣溶膠。請(qǐng)看例如在以下中所提出的裝置的類(lèi)型=Virag的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 190, 046 ; Ray的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 284, 089 Jacobs的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 635, 651 ;Gerth等人的美 國(guó)專(zhuān)利No. 4, 735, 217 ;Ray等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 800, 903 ;Ingebrethsen等人的美 國(guó)專(zhuān)利No. 5, 388, 574 ;Gross等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 799 ;Abhulimen等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 532, 965 ;以及 Adiga 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 598, 607 ;Hon 的 EP 1，618, 803 ;Cox 等人 的美國(guó)專(zhuān)利No. 7, 117, 867 ;以及在網(wǎng)站www. e-cig. com中提出的裝置，其全部通過(guò)引用被 整體地合并到此文中。
[0008] 已經(jīng)被描述且在一些情況下可商業(yè)獲得的進(jìn)一步的代表性的香煙或吸煙制品 包括在以下中描述的那些：Brooks等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 4, 922, 901 ;Morgan等人的美國(guó) 專(zhuān)利No. 5, 249, 586 !Counts等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 5, 388, 594 ;Higgins等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 5, 666, 977 ;Voges 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 196, 218 ;Felter 等人的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 810, 883 ; Nichols 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 854, 461 ;Hon 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 7, 832, 410 ;Kobayashi 的美 國(guó)專(zhuān)利No. 7, 513, 253 ;Robinson等人的美國(guó)專(zhuān)利No. 7, 726, 320 ;Hamano的美國(guó)專(zhuān)利 No. 7, 896, 006 ;Shayan 的美國(guó)專(zhuān)利 No. 6, 772, 756 ;Hon 的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi) No. 2009/0095311 ; Hon 的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi) Nos. 2006/0196518, 2009/0126745 和 2009/0188490 Jhorens 等人 的美國(guó)專(zhuān)利 Pub. No. 2009/0272379 ;Monsees 等人美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi) Nos. 2009/0260641 和 2009/0260642 ;0glesby 美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi) Nos. 2008/0149118 和 2010/0024834 ;Wang 等人的 美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No. 2010/0307518;以及Hon的WO 2010/091593。還請(qǐng)看Minskoff等人 的美國(guó)專(zhuān)利 No. D657, 047,和 Terry 等人美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi) Nos. 2011/0277757,2011/0277760 和US2011/0277764。進(jìn)一步的例子包括具有以下名稱(chēng)的可商業(yè)獲得的電子香煙產(chǎn)品： ACCORD1?; HEATBAR?；HYBRID CIGARETTE8 , VEGAS?；E-GAR ?；C-GAR ?；E-MYSTICK ?； IOLITE? Vaporizer, GREEN SMOKE?, BLU?Cigs, WHITE CLOUD'8'1 Cirrus, V2CIGS?, SOUTH BEACH SMOKE?, SMOKETIPli, SMOKE STIKk, NJOY% LUCI!<, Royal Blues, SMART SMOKER'8', SMOKE ASSIST8', Knight Sticks, GAMUCCT1，InnoVapor， SMOKING EVERYWHERE?, Crown 7, CHOICEtmNO. 7?, VAPORKINGir, EPUFFER?, LOGIC?ecig，VAI)OR4LIFEK，NICOTEKk，METRO% VUSEk 和 PREMIUM?。
[0009] 使用煙草替代材料的吸煙制品和使用除了燃燒煙草切短填料的熱源以產(chǎn)生具有 香味的煙草蒸汽或具有香味的可視氣溶膠的吸煙制品沒(méi)有獲得廣泛的商業(yè)成功。通過(guò)電加 熱煙草來(lái)產(chǎn)生吸煙的體驗(yàn)和感覺(jué)的制品尤其受到香味或其它可吸入材料的不穩(wěn)定釋放的 影響。電加熱的吸煙制品在許多情況下進(jìn)一步受到外部加熱裝置的要求的限制，所述要求 是不方便的且降低吸煙體驗(yàn)。因此，可以期望的是，提供吸煙制品，該吸煙制品可以提供香 煙、雪茄或煙斗吸煙的感覺(jué)而其這么做無(wú)大量地燃燒煙草，這么做不需要燃燒熱源，以及這 么做不必傳送大量的不完全燃燒產(chǎn)物和熱解產(chǎn)物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提供一種用于可控制地傳送氣溶膠前體組分的吸煙制品及其使用方法。在 此公開(kāi)了一種制品，所述制品合并一個(gè)或多個(gè)微加熱器，用于蒸發(fā)或霧化組合物以向該制 品的消費(fèi)者提供期望的結(jié)果，例如以獲得基本地類(lèi)似于傳統(tǒng)香煙的吸煙的體驗(yàn)，或以獲得 香味的傳送等。
[0011] 在不同的實(shí)施例中，根據(jù)本公開(kāi)的吸煙制品可以包括電源和與該電源電連接的微 加熱器。微加熱器可以表征為基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS)的加熱器。微加熱器可選擇地表征 為薄膜加熱器。
[0012] 根據(jù)本公開(kāi)的有用的微加熱器的性能可以變化。在不同實(shí)施例中，該微加熱器可 以包括形成圖案的導(dǎo)電材料。例如，導(dǎo)電材料可以選自由以下組成的組：元素金屬，金屬合 金，硅，碳，碳化物，氮化物以及它們的組合。微加熱器包括支撐層，導(dǎo)電材料在該支撐層上 形成圖案。例如，導(dǎo)電材料可以是覆蓋支撐層的印刷層?？蛇x擇地，導(dǎo)電材料可以是覆蓋支 撐層的蝕刻層。優(yōu)選地，支撐層在例如大約125°c至大約750°C的溫度范圍的限定溫度范圍 內(nèi)是溫度穩(wěn)定的。在某些實(shí)施例中，支撐層可以包括例如氮化硅的硅基材料。微加熱器可以 包括覆蓋形成圖案的導(dǎo)電材料的保護(hù)層。優(yōu)選地，保護(hù)層在例如大約125°C至大約750°C的 溫度范圍的限定溫度范圍內(nèi)是溫度穩(wěn)定的。在某些實(shí)施例中，保護(hù)層可以包括例如二氧化 硅的硅基材料。如從前述可見(jiàn)，在目前公開(kāi)的制品中有用的微加熱器可以包括兩個(gè)或多個(gè) 層。例如，微加熱器可以表征為包括夾在兩層之間或兩個(gè)膜之間的導(dǎo)電材料。在此公開(kāi)的 微加熱器還可以具有限定的尺寸。例如，微加熱器可以具有至多大約3_的長(zhǎng)度和至多大 約3mm的寬度。更具體地，微加熱器可以具有大約0. 5mm至大約3mm的長(zhǎng)度以及大約0. 5mm 至大約3mm的寬度。
[0013] 用在此公開(kāi)的制品中的微加熱器可以獨(dú)立于進(jìn)一步的部件而利用。在其它實(shí)施例 中，微加熱器可以附接到基底。此基底可以是該制品的永久固定件，或基底可以從吸煙制品 中移除。優(yōu)選地，基底可由電絕緣材料形成。
[0014] 在特定實(shí)施例中，根據(jù)本公開(kāi)的吸煙制品可以包括多個(gè)微加熱器。若需要，該多個(gè) 微加熱器可以在吸煙制品內(nèi)串聯(lián)地排列。同樣地，串聯(lián)地排列的微加熱器可以適于以限定 的順序（例如，循序地）或模式加熱（例如，兩個(gè)或多個(gè)微加熱器不按順序地分別地加熱， 或兩個(gè)或多個(gè)微加熱器同時(shí)加熱）。
[0015] 在此公開(kāi)的吸煙制品可進(jìn)一步地包括氣溶膠前體組合物。在具體實(shí)施例中，微加 熱器可以可操作地位于吸煙制品內(nèi)，以與氣溶膠前體組合物大致接觸。而且，氣溶膠前體組 合物可以以例如在環(huán)境條件下的液體或膠體的形式的各種形式出現(xiàn)。若需要，可選擇地氣 溶膠前體組合物可在環(huán)境溫度下是固體的形式。在具體實(shí)施例中，氣溶膠前體組合物可以 是涂敷在微加熱器上的膠體的形式。
[0016] 在其它實(shí)施例中，氣溶膠前體組合物在存儲(chǔ)器中，以使氣溶膠前體組合物與微加 熱器分離。因此，該制品可以包括控制器，所述控制器適于觸發(fā)限定體積的氣溶膠前體組合 物到微加熱器的傳送。在具體實(shí)施例中，微加熱器可與由壁形成的室熱連接，該室適于通過(guò) 在室中的開(kāi)口接納等份部分的氣溶膠前體組合物。該室可以包括適于排放來(lái)自室的蒸汽的 開(kāi)口和/或可以包括適于滲透空氣的開(kāi)口。在某些實(shí)施例中，室可以具有大約0. 2ml至大 約Iml的容積。此實(shí)施例可以適于單獨(dú)地加熱單獨(dú)的組合物或其組分。例如，氣溶膠組合 物可以包括多個(gè)單獨(dú)組分，吸煙制品可以包括分別地包含氣溶膠前體組合物的單獨(dú)組分的 多個(gè)存儲(chǔ)器，以及吸煙制品可以包括多個(gè)室，所述室適于接納來(lái)自存儲(chǔ)器的氣溶膠前體組 合物的等份部分的單獨(dú)組分。
[0017] 在另外實(shí)施例中，氣溶膠前體組合物可以涂敷在載體材料上、由該載體材料吸收 或被吸收在載體材料中。而且，載體材料可定位在制品內(nèi)以與微加熱器大致接觸。若需要， 該制品可以包括多個(gè)與載體材料大致接觸的微加熱器。
[0018] 氣溶膠前體組合物可以包括各種組分。例如，組合物可包括多元醇、藥劑、由煙草 衍生的材料和增香劑。
[0019] 電源可選自由以下組成的組：電池、電容器和它們的組合。而且，制品可包括控制 部件，所述控制部件激發(fā)從電源到微加熱器的電流。例如，控制部件可包括噴煙觸發(fā)的傳感 器或電容傳感器。
[0020] 在另外實(shí)施例中，吸煙制品可關(guān)于在此使用的霧化器表征。例如，吸煙制品可包括 與霧化器合并的微加熱器。更具體地，霧化器包括由壁、蓋子和覆蓋該微加熱器的保護(hù)層限 定的室。而且，壁和蓋子中的一個(gè)或兩個(gè)包括多個(gè)開(kāi)口，其尺寸設(shè)定為使蒸汽穿過(guò)其中但不 使液體穿過(guò)其中。
[0021] 這樣，本公開(kāi)也可包括適于用在電子吸煙制品中的霧化器。例如，霧化器可包括由 室壁、蓋子和微加熱器形成的室。室壁和蓋子可以是整體的，并可附接到在此所討論的微加 熱器的支撐層或保護(hù)層。壁和蓋子中的一個(gè)或兩個(gè)可包括多個(gè)開(kāi)口，其尺寸設(shè)定為使蒸汽 穿過(guò)其中但不使液體穿過(guò)其中。
[0022] 在另外實(shí)施例中，本公開(kāi)可涉及一種在吸煙制品中形成氣溶膠的方法。例如，該方 法包括觸發(fā)電流從在吸煙制品內(nèi)的電源到在吸煙制品內(nèi)的微加熱器，以導(dǎo)致微加熱器加熱 以及氣溶膠前體組合物接觸微加熱器。
[0023] 在具體實(shí)施例中，在該方法中使用的吸煙制品可包括多個(gè)微加熱器，微加熱器中 的兩個(gè)或多個(gè)可同時(shí)加熱。而且，氣溶膠前體組合物可包括兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)組分，氣溶膠前 體組合物的單獨(dú)組分可分別地由微加熱器加熱。而且，微加熱器可在不同情況下接收來(lái)自 電源的電流，以使該微加熱器被加熱到不同溫度，或被加熱不同的時(shí)間長(zhǎng)度。在一些實(shí)施例 中，微加熱器中的兩個(gè)或多個(gè)可串聯(lián)地加熱。
[0024] 如需要，氣溶膠前體組合物可以涂敷在載體材料上、由該載體材料吸收或被吸收 在該載體材料中。而且，在觸發(fā)電流的步驟之前，該方法可進(jìn)一步包括將載體材料插入到吸 煙制品中。在另外實(shí)施例中，微加熱器可以附接到基底。同樣地，在觸發(fā)電流的步驟之前， 該方法可進(jìn)一步包括將基底插入到吸煙制品中。有利地，氣溶膠前體組合物可涂敷在附接 到基底的微加熱器上。在另外實(shí)施例中，該方法包括觸發(fā)氣溶膠前體組合物從存儲(chǔ)器流動(dòng) 到與微加熱器熱連接的室，以在室內(nèi)加熱氣溶膠前體組合物。
[0025] 本發(fā)明不受限地包括以下實(shí)施例。
[0026] 實(shí)施例1 :吸煙制品包括電源和與該電源電連接的微加熱器。
[0027] 實(shí)施例2 :任何之前或之后的實(shí)施例的吸煙制品：其中微加熱器是基于微機(jī)電系 統(tǒng)（MEMS)的加熱器。
[0028] 實(shí)施例3 :任何之前或之后的實(shí)施例的吸煙制品：其中微加熱器是薄膜加熱器。
[0029] 實(shí)施例4 :任何之前或之后的實(shí)施例的吸煙制品：其中微加熱器包括形成圖案的 導(dǎo)電材料。