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您当前的位置： 气溶胶递送装置的气溶胶前体的配制方法与流程
2021-01-07 15:01:26|
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发明领域
本公开涉及气溶胶递送装置，例如，吸烟制品，更具体地，涉及可以利用电产生的热量来产生气溶胶的气溶胶递送装置(例如，通常被称为电子烟的吸烟制品)。吸烟制品可以构造成对气溶胶前体进行加热，所述气溶胶前体可以包含这样的材料，该材料由烟草制成或源自烟草或以其它方式包含烟草，上述前体能够形成供人消耗的可吸入物质。
发明背景
多年来已经提出了许多吸烟装置作为对需要燃烧烟草才能使用的吸烟产品的改进或替代品。据称，这些装置中的许多被设计为提供与吸卷烟、雪茄或烟斗有关的感觉，但是不递送由燃烧烟草产生的大量不完全燃烧和热解产物。为此，提出了利用电能使挥发性材料蒸发或受热的许多吸烟产品、香味发生器和药物吸入器，或者提出的许多吸烟产品、香味发生器和药物吸入器试图提供卷烟、雪茄或烟斗吸烟的感觉而不会在很大程度上燃烧烟草。参见例如，各种替代性吸烟制品、气溶胶递送装置和生热源，其见述于如robinson等人的美国专利第7,726,320号；collett等人的美国专利第8,881,737号中所述的
背景技术：
，这些文献通过引用纳入本文。还参见例如，以商品名和商业来源在bless等人的美国专利公开第2015/0216232号中引用的各种类型的吸烟制品、气溶胶递送装置和电动生热源，所述文献通过引用纳入本文。此外，各种类型的电动气溶胶和蒸气递送装置还在如下文献中提及：sears等人的美国专利申请公开第2014/0096781号；minskoff等人的美国专利申请公开第2014/0283859号；sears等人的美国专利申请公开第2015/0335070号；brinkley等人的美国专利申请公开第2015/0335071号；ampolini等人的美国专利申请公开第2016/0007651号；和worm等人的美国专利申请公开第2016/0050975号；上述文献均通过引用纳入本文。这些替代性吸烟制品(例如气溶胶递送装置)中的一些具有气溶胶前体(例如烟汁(smokejuice)、电子液体(e-liquid,)或电子烟汁(e-juice)))的可替换筒匣或可再填充罐。
希望提供一种用于制备该气溶胶递送装置的气溶胶前体的替代性方法。
发明概述
本公开涉及制备气溶胶前体组合物的方法以及由该方法提供的组合物，例如用于在气溶胶递送装置(例如，电子烟)中使用。通过该方法提供了某些优点(例如，组分稳定性)，这将在下文中全面概述。
在一个方面中，提供了用于制备气溶胶前体组合物的方法，所述方法包括如下步骤：制备水性溶液，所述水性溶液包含在水中的一种或多种有机酸和烟碱；并且随后使该水性溶液与一种或多种蒸气形成体结合以提供气溶胶前体组合物。
在一些实施方式中，水性溶液包含给定量的一种或多种有机酸中的至少一种，并且气溶胶前体组合物包含最终量的一种或多种有机酸中的至少一种，所述最终量接近给定量。例如，在某些实施方式中，最终量是给定量的约75％或更高，是给定量的约80％或更高，或是给定量的约90％或更高。在一些实施方式中，水性溶液包含给定量的一种或多种有机酸，并且其中，气溶胶前体最终量的组合物包含一种或多种有机酸，所述最终量接近给定量。例如，在某些实施方式中，最终量是给定量的约75％或更高，是给定量的约80％或更高，或是给定量的约90％或更高。
在一些实施方式中，一种或多种有机酸选自下组：乙酰丙酸、琥珀酸、乳酸、丙酮酸、苯甲酸、富马酸以及它们的组合。一种或多种蒸气前体可以是例如多元醇。该多元醇包括但不限于：丙二醇、甘油以及它们的组合。
在某些实施方式中，可以实施所公开的方法，以使得在不增加热量的情况下进行制备和结合步骤。在一些实施方式中，制备步骤包括选自下组的处理以提供水性溶液：加热、搅动(agitate)、搅拌(stir)。所公开的方法还可以包括：在结合步骤之前或之后添加另外的组分。该另外的组分可以包括但不限于调味剂(flavorant)。
在一些实施方式中，该方法还包括将气溶胶前体组合物纳入气溶胶递送装置中。根据本公开方法提供的组合物以及包括该组合物的气溶胶递送装置也在本文中被公开。
某些具体实施方式为如下：
实施方式1：一种制备气溶胶前体组合物的方法，所述方法包括如下步骤：制备水性溶液，所述水性溶液包含在水中的一种或多种有机酸和烟碱；并且使水性溶液与一种或多种蒸气形成体结合以提供气溶胶前体组合物。
实施方式2：如前述实施方式所述的方法，其中，水性溶液包含给定量的一种或多种有机酸中的至少一种，并且，气溶胶前体组合物包含最终量的一种或多种有机酸中的至少一种，所述最终量接近给定量。
实施方式3：如前述实施方式所述的方法，其中，所述最终量是所述给定量的约75％或更多。
实施方式4：如前述实施方式所述的方法，其中，所述最终量是所述给定量的约80％或更多。
实施方式5：如前述实施方式所述的方法，其中，所述最终量是所述给定量的约90％或更多。
实施方式6：如任意前述实施方式所述的方法，其中，水性溶液包含给定量的一种或多种有机酸，并且，气溶胶前体组合物包含最终量的一种或多种有机酸，所述最终量接近给定量。
实施方式7：如前述实施方式所述的方法，其中，所述最终量是所述给定量的约75％或更多。
实施方式8：如前述实施方式所述的方法，其中，所述最终量是所述给定量的约80％或更多。
实施方式9：如前述实施方式所述的方法，其中，所述最终量是所述给定量的约90％或更多。
实施方式10：如任意前述实施方式所述的方法，其中，所述一种或多种有机酸选自下组：乙酰丙酸、琥珀酸、乳酸、丙酮酸、苯甲酸、富马酸以及它们的组合。
实施方式11：如任意前述实施方式所述的方法，其中，所述一种或多种蒸气形成体是多元醇。
实施方式12：如任意前述实施方式所述的方法，其中，所述制备步骤和所述结合步骤在不增加热量的情况下进行。
实施方式13：如任意前述实施方式所述的方法，其中，所述制备步骤包括选自下组的处理以提供水性溶液：加热、搅动、搅拌以及它们的组合。
实施方式14：如任意前述实施方式所述的方法，所述方法还包括：在结合步骤之前或之后添加另外的组分。
实施方式15：如前述实施方式所述的方法，其中，所述另外的组分是调味剂。
实施方式16：如任意前述实施方式所述的方法，所述方法还包括将气溶胶前体组合物纳入气溶胶递送装置中。
通过结合在下文简要描述的附图来阅读以下详细描述，可使本发明的这些以及其它特征、方面和优势显而易见。本发明包括两种、三种、四种或更多种上述实施方式的结合、和两个、三个、四个或更多个本文所阐述的特征或元素的结合，无论这些特征或元素是否在本文所描述的特定实施方式中明确结合。本文旨在用于整体性阅读，所公开的方法在任何其各种方面和实施方式中的任何可分割特征或元素都应当被视为旨在成为可结合的特征或元素，除非上下文中另有明确规定。本发明的其他方面和优点将从以下变得显而易见。
附图简要说明
以上概括地描述了本公开，下面将结合附图进行描述，附图不一定按照比例绘制，其中：
图1是本发明实施方式的示例性方法步骤的流程图；
图2显示了根据本公开示例性实施方式的气溶胶递送装置的侧视图，所述气溶胶递送装置包括偶联至控制体的筒匣；并且
图3是根据各种示例性实施方式的气溶胶递送装置的局部剖视图。
发明详述
本公开将参考其示例性实施方式在下文中更全面地进行描述。对这些示例性实施方式进行描述以使本公开完备和完整，并能够向本领域技术人员完全地展示本公开的范围。实际上，本公开可以以许多不同的形式实施，不应看作仅限于本文所述实施方式；并且，提供这些实施方式使得本公开可以满足法律上的要求。本说明书和所附权利要求书所用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”等包括多个指示物，除非上下文另有明确说明。
如下文所述，本公开涉及制备用于气溶胶递送系统的气溶胶前体混合物的方法。具体来说，该方法包括：以特定顺序结合将包含在气溶胶前体组合物中的某些组分，以提供呈现多种所选特性的气溶胶前体，例如，与目标浓度一致的成分浓度以及良好的储存稳定性。特别是，所公开的方法可以对气溶胶前体混合物的组成和特性提供相对高程度的控制。
通常，气溶胶前体包含多种成分(即，组分)的组合或混合物。可以改变特定气溶胶前体组分的选择以及所使用的这些组分的相对量，从而控制由气溶胶递送装置的雾化器所产生的主气溶胶流的总体化学组成。
在一些实施方式中，气溶胶前体组合物可以在向其施加足够热量(并且用空气冷却，如需要)时产生可见的气溶胶，并且，气溶胶前体组合物可以产生能够被视为“烟雾状”的气溶胶。在其它实施方式中，气溶胶前体组合物可以产生基本不可见但是可以由其它特征(例如风味或质地)而被认为存在的气溶胶。因此，根据气溶胶前体组合物的具体组分，所产生气溶胶的性质可以变化。相对于燃烧烟草所产生烟雾的化学性质，气溶胶前体组合物可以在化学上是简单的。
特别令人感兴趣的是可表征为本质上通常为液体的气溶胶前体。例如，代表性的普通液体气溶胶前体可以是液体溶液形式、可混溶组分的混合物形式，或掺入悬浮或分散组分的液体形式，其在使用气溶胶递送装置期间所经历的那些条件下暴露于热量后能够蒸发，因此能够产生能被吸入的蒸气和气溶胶。
气溶胶前体通常包含所谓的“气溶胶形成体”组分。该材料具有在雾化器的正常使用期间所经历的那些条件下暴露于热量而蒸发时产生可见气溶胶的能力，其是本公开的特征。该气溶胶形成材料包括各种多元醇/多羟基醇(例如，甘油、丙二醇以及它们的组合)。本公开的许多实施方式包含可以表征为水、水分或水性液体的气溶胶前体组分。在某些气溶胶递送装置的正常使用条件期间，纳入这些装置的水可蒸发以产生所生成气溶胶的组分。由此，为了本公开的目的，存在于气溶胶前体中的水可以被视为气溶胶形成材料。例如，气溶胶前体组合物可以甘油和水的混合物、或者丙二醇和水的混合物、或者丙二醇和甘油的混合物、或者丙二醇、甘油和水的混合物。
气溶胶前体组合物还可以包含一种或多种香料(flavor)、药物、或其它可吸入材料。可以将会改变所抽吸主气溶胶流的感觉特性或性质的各种调味剂或调味材料作为气溶胶前体组分掺入。可以添加调味剂，例如，以改变气溶胶的风味、香气和/或感官性质。某些调味剂(flavoringagents)可以由除烟草以外的来源提供。调味剂本质上可以是天然或人工的，并且可以作为浓缩物或调味包来使用。
示例性的调味剂包括香草醛、乙基香兰素、奶油、茶、咖啡、水果(例如苹果、樱桃、草莓、桃以及包括酸橙和柠檬的柑橘香料)、花卉香料(floralflavor)、香薄荷香料(savoryflavor)、枫木、薄荷醇、薄荷、欧薄荷、留兰香、冬青、肉豆蔻、丁香、薰衣草、小豆蔻、生姜、蜂蜜、茴香、鼠尾草、肉桂、檀香木、茉莉、卡藜油、可可、甘草、薄荷醇以及传统用于卷烟、雪茄和烟斗烟草调味的类型和特征的调味品和调味包。可以使用的示例性植物衍生组合物见述于dube等人的美国申请第12/971,746号和dube等人的美国申请第13/015,744号，其公开内容通过引用全文纳入本文。也可以使用糖浆，如高果糖玉米糖浆。在配制最终气溶胶前体混合物之前，可以将某些调味剂掺入气溶胶形成材料中(例如，可以将某些水溶性调味剂掺入水中，可以将薄荷醇掺入丙二醇，并且将某些复合调味包掺入丙二醇中)。
调味剂还可包括酸性或碱性特征(例如，有机酸，铵盐或有机胺。特别是可以将有机酸掺入气溶胶前体，从而为可与气溶胶前体组合的药物(例如烟碱)的风味、感觉或感官性质提供所需改变。例如，气溶胶前体中可包含与烟碱等摩尔量(基于总有机酸含量)的有机酸(例如乙酰丙酸、琥珀酸、乳酸、丙酮酸、苯甲酸和/或富马酸)。可以使用有机酸的任意组合。例如，气溶胶前体可包括每1摩尔烟碱约0.1至约0.5摩尔的乙酰丙酸、每1摩尔烟碱约0.1至约0.5摩尔丙酮酸、每1摩尔烟碱约0.1至约0.5摩尔的乳酸，或它们的组合，直至达到一定浓度，其中，存在的有机酸的总量与气溶胶前体中存在的烟碱总量是等摩尔的。
对于表征为电子烟的气溶胶递送装置，气溶胶前体最优选包含烟草或源自烟草的组分(在本文中称为“烟碱来源”)。一方面，烟草可以作为烟草份或块提供，例如精细研磨、碾碎或粉末化的烟草叶片。另一方面，烟草可以提取物的形式提供，例如包含烟草的许多水溶性组分的喷雾干燥提取物。或者，烟草提取物可以具有烟碱含量相对高的提取物形式，该提取物还包含少量的源自烟草的其他提取组分。另一方面，源自烟草的组分可以相对纯的形式提供，例如，源自烟草的某些调味剂。一方面，源自烟草且可以高度纯化或基本纯的形式使用的组分是烟碱(例如，药用级烟碱)。
在含有烟草提取物(包括源自烟草的药用级烟碱)的气溶胶前体材料的一些实施方式中，有利的是将烟草提取物表征为基本不含统称为霍夫曼分析物的化合物，所述统称为霍夫曼分析物的化合物包括：例如，烟草特有的亚硝胺(tsna)、多环芳烃(pha)等，所述烟草特有的亚硝胺(tsna)包括n’-亚硝基降烟碱(nnn)、(4-甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(nnk)、n’-亚硝基新烟碱(nat)、和n’-亚硝基天麻碱(nitrosoanabasine)(nab)；所述多环芳烃(pha)包括：苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、
气溶胶前体组合物可以基于其中所使用的各种数量的材料而具有多种构型。例如，可用的气溶胶前体组合物可以包含至多约98重量％、至多约95重量％、或至多约90重量％的多元醇。该总量可以以两种或更多种不同多元醇之间的任意组合进行划分。例如，一多元醇可以占气溶胶前体约50重量％至约90重量％、约60重量％至约90重量％、或约75重量％至约90重量％，并且第二多元醇可以占气溶胶前体的约2重量％至约45重量％、约2重量％至约25重量％、或者2重量％至约10重量％。可用的气溶胶前体还可以包含至多约30重量％、至多约25重量％、或至多约20重量％、或至多约15重量％的水——特别是约2重量％至约30重量％、约2重量％至约25重量％、约5重量％至约20重量％、或约7重量％至约15重量％的水。香料等(其可以包括药物，例如，烟碱)可以占气溶胶前体的至多约10重量％、至多约8重量％、或至多约5重量％。通常，尽管不限于此，但除烟碱以外的香料化合物可以ppm或μg/g或约0.004％至约0.1％的水平存在；除烟碱以外的一些香料化合物(例如，薄荷醇)可以较高的水平存在，例如基于气溶胶前体，至多约4重量％(例如，约1.5重量％至约3重量％)。另外，在使用薄荷醇的情况下，在一些实施方式中，水的量可以理想地被最小化，以免导致薄荷醇沉淀。在一些实施方式中，气溶胶前体溶液中包含气溶胶形成体溶液(例如，在水、丙二醇和/或甘油溶液)形式的香料，在该实施方式中，基于总气溶胶前体重量，可以使用含量为约5重量％至约10重量％的含香料的气溶胶形成体溶液，其中，一种或多种香料可以各种浓度包含于其中。
作为非限制性示例，根据本发明的气溶胶前体可以包含甘油、丙二醇、水、烟碱以及一种或多种香料。具体来说，甘油的存在量可以为约70重量％至约90重量％、约70重量％至约85重量％、约70重量％至约80重量％、或约75重量％至约85重量％；丙二醇的存在量可以为约1重量％至约10重量％、约1重量％至约8重量％、或约2重量％至约6重量％；水的存在量可以为约1重量％至约30重量％，例如约1重量％至约25重量％、约1重量％至约10重量％、约1重量％至约5％、约10重量％至约25重量％、约10重量％至约20重量％、约12重量％至约20重量％、约12重量％至约16重量％；烟碱的存在量可以为约0.1重量％至约7重量％、约0.1重量％至约5重量％、约0.5重量％至约4重量％、或约1重量％至约3重量％；并且香料的存在量可以为至多约5重量％、至多约3重量％、或至多约1重量％，所有的量均基于气溶胶前体的总重量。气溶胶前体的一个特定的非限制性示例包含约75重量％至约80重量％的甘油、约13重量％至约15重量％的水、约4重量％至约6重量％的丙二醇、约2重量％至约3重量％的烟碱、以及约0.1重量％至约0.5重量％的香料。例如，烟碱可以来自烟草提取物。
另一非限制性示例包含较大量的丙二醇，例如，约15重量％至约40重量％，如约15重量％至约30重量％或约25重量％至约35重量％，并且甘油的以低于上述非限制性示例的量存在，例如，约40重量％至约70重量％或约50重量％至约70重量％，水的存在量可以为约5重量％至约20重量％、约10重量％至约18重量％、或约12重量％至约16重量％，烟碱的存在量可以为约0.1重量％至约7重量％、约0.1重量％至约5重量％、约0.5重量％至约4重量％、或约1重量％至约3重量％，并且香料的存在量可以为至多约5重量％、至多约3重量％、或至多约1重量％，所有的量均基于气溶胶前体的总重量。
代表性类型的气溶胶前体组分和制剂还在以下文献中描述并表征：robinson等人的美国专利第7,726,320号和zheng等人的美国专利公开第2013/0008457号；chong等人的美国专利公开第2013/0213417号；collett等人的美国专利公开第2014/0060554号；lipowicz等人的美国专利公开第2015/0020823号；koller的美国专利公开第2015/0020830号，以及bowen等人的wo2014/182736，这些文献的公开内容通过引用纳入本文。其它气溶胶前体组合物见述于小sensabaugh等人的美国专利第4,793,365号；jakob等人的美国专利第5,101,839号；biggs等人的pctwo98/57556；以及《对加温型而非燃烧型烟草的新卷烟原型的化学和生物学研究》(chemicalandbiologicalstudiesonnewcigaretteprototypesthatheatinsteadofburntobacco)，r.j.雷诺兹烟草公司著(1988年)；所述文献的公开内容通过引用全文纳入本文。示例性气溶胶前体组合物还包括：纳入从美国乔治亚州阿克沃思的亚特兰大进口公司(atlantaimportsinc.,acworth,ga.,usa.)以商品名e-cig的电子雪茄的形式可购得的装置中的那些类型的材料，其可以使用相关吸烟筒匣类型(smokingcartridgestype)c1a、c2a、c3a、c4a、c1b、c2b、c3b和c4b；以及从中国北京如烟sbt科技发展有限公司(ruyansbttechnologyanddevelopmentco.,ltd.,beijing,china)以如烟(ruyan)雾化电子烟管和如烟(ruyan)雾化电子烟可购得的那些类型的材料。
可采用的其它气溶胶前体包括已经纳入下述产品中的气溶胶前体：r.j.雷诺烟雾公司(r.j.reynoldsvaporcompany)的
根据所公开的方法，气溶胶前体的某些组分按特定顺序结合。显示气溶胶前体制备的某些步骤的示例性流程图由图1提供。具体来说，为了制备包含烟碱的气溶胶前体，有利的是烟碱首先与一种或多种有机酸结合。烟碱与一种或多种有机酸的结合可以在各种溶剂中进行，但是优选所述溶剂包含水。溶剂可以包括除了水之外的其它溶剂，所述其它溶剂优选是与水混溶的，并且不会与烟碱和/或有机酸产生负面的相互影响。烟碱、一种或多种有机酸和水的结合顺序没有限制。例如，在一些实施方式中，烟碱和一种或多种有机酸作为水性溶液/分散体独立地提供，并结合水性溶液/分散体。在一些实施方式中，使烟碱和一种或多种有机酸结合，并将水加入其中。在其它实施方式中，提供水，并且将烟碱和一种或多种有机酸添加到其中(以纯/固体形式或以水性溶液/分散体)。在其它实施方式中，将纯烟碱添加到一种或多种有机酸内的溶液/分散体中，并且在另外一些实施方式中，将一种或多种有机酸添加到烟碱的水性溶液中。在一些实施方式中，烟碱作为甘油溶液提供。例如，该烟碱溶液可以与有机酸的水性溶液或分散体结合。
用于该混合步骤的溶剂量可以变化；然而，在某些实施方式，有益的是确定最终气溶胶前体中所需的给定溶剂的最大量，并在该混合步骤使用等于或小于该最大量的量。例如，在所需最终气溶胶前体包含5重量％或更低时，有利的是混合步骤中所使用的水的量不超过在最终气溶胶前体中提供5重量％所需的量。如需要，通过向混合物中添加更多的水或蒸发一部分水，可以根据需要调整水的量。
虽然不旨在受理论限制，但是认为在一些实施方式中，烟碱和一种或多种有机酸的初始结合可以有助于使烟碱和/或一种或多种有机酸稳定。在一些实施方式中，烟碱和一种或多种有机酸的初始结合可以导致形成含有烟碱和一种或多种有机酸的烟碱盐(或其它烟碱物质，例如共晶)。例如，具有各种共形成体的烟碱盐见述于dull等人的美国专利第9,738,622号和bowen等人的美国专利申请第9,215,895号；以及dull等人的美国专利申请公开第2016/0185750号和bowen等人的美国专利申请公开第20150020824号，所述文献通过引用用用全文纳入本文。
该使烟碱和一种或多种有机酸结合的步骤通常导致形成水性溶液。“水性溶液”是指其中至少部分溶剂包含水的液体。烟碱和一种或多种有机酸通常完全溶解，然而本公开不限于此，可以采用烟碱和一种或多种有机酸的混合物，其中，烟碱和/或一种或多种有机酸的至少一部分未完全溶解，例如，其中一些固体分散在液相中。
在一些实施方式中，该结合步骤在大致室温下进行，即烟碱、一种或多种有机酸和溶剂未暴露于制备气溶胶前体时的升高温度。在一些实施方式中，所公开方法包括：在结合之前或之后加热烟碱、一种或多种有机酸、和/或一种或多种溶剂。例如，在一些实施方式中，溶剂中的烟碱和一种或多种有机酸的混合物可以进行加热以促进烟碱和/或一种或多种有机酸溶解在溶剂中。类似地，在一些实施方式中，所公开的方法还包括在制备过程该阶段进行搅动。在一些实施方式中，搅动可以帮助促进烟碱和/或一种或多种有机酸成混合并溶解在溶剂中。
用于混合这些组分的具体技术和设备可以变化。在一些实施方式中，该结合步骤在典型的实验室玻璃器皿(例如，烧杯或圆底烧瓶)中进行，并进行适当搅拌(例如，架桨式搅拌器或磁力搅拌棒)。该实验室规模装备可以用于结合/混合水性溶液的组分以及其它成分以提供水性前体。在一些实施方式中，可以采用热量计(例如，mettlertoledorc1热量计)以监控反应放热。在更大规模时，可以使用大鼓(largedrum)、钢制便携箱(steeltote)或玻璃衬里的夹套反应器(例如从pfaudler可获得的反应器)来结合/混合水性溶液组分以及其他成分以提供气溶胶前体。
在如上文所述制备水性溶液后，可以掺入各种其它组分以提供最终气溶胶前体。例如，所公开方法通常还包括：将如上所述的一种或多种“气溶胶形成体”组分添加至水性溶液。所公开方法还包括：将如上所述的一种或多种其它组分添加到最终气溶胶前体中，例如，调味剂。该其它组分可以独立地添加或者作为一种或多种该组分的混合物添加。其它组分可以通过本领域已知的任意方式以各种量掺入。通常，如果在初始混合步骤期间进行加热，则在将一种或多种其它组分添加到其中之前，使水性溶液冷却至室温。在各添加之间可以进行进一步混合，其中，分别添加多个组分，并且/或者结合所有组分。同样，在过程的任意步骤可以使用加热和/或搅动。在一个实施方式中，整个方法在不施加热量的情况下进行，即，所述方法在室温下进行。有利的是，至少大部分过程在不施加热量的情况下进行，即，大部分过程在室温下进行。在一个实施方式中，烟碱和一种或多种有机酸结合至水中以产生水性溶液，并且随后将一种或多种调味剂添加至其中，然后添加一种或多种气溶胶形成体(例如，多元醇/多羟基醇)以产生气溶胶前体。
有利的是，通过首先在不存在该“气溶胶形成体”组分(第一混合步骤中使用的水除外)的情况下结合烟碱和一种或多种有机酸，可以使一种或多种有机酸和气溶胶形成体组分之间的不期望反应最小化。特别是，在不存在多元醇/多羟基醇的情况下结合烟碱和一种或多种有机酸可以使与多元醇/多羟基醇形成酯的一种多种有机酸损耗最小化。由此，本文所概述的混合方法可以提供气溶胶前体制剂，其一种或多种有机酸的含量近似气溶胶前体中一种或多种有机酸的期望量。
例如，计算有机酸的量“a”以理想地在气溶胶前体中提供期望的重量百分比“x”的有机酸a，因此，在所公开的方法中使用有机酸的量“a”。有利的是，基于所公开的方法，气溶胶前体中有机酸的实际重量百分不会显著偏离“x”。例如，在一些实施方式中，气溶胶前体中的一种或多种有机酸的浓度为比目标浓度小不超过约25％，比目标浓度小不超过约20％，比目标浓度小不超过约10％，或者比目标浓度小不超过约5％。在所公开方法中使用超过一种不同有机酸时，各有机酸可以独立地满足这些限制，并且/或者结合的有机酸可以满足这些限制。例如，在一些实施方式中，气溶胶前体中的一种或多种有机酸的浓度为比目标浓度小不超过约25％，比目标浓度小不超过约20％，比目标浓度小不超过约10％，或者比目标浓度小不超过约5％，并且/或者气溶胶前体中的有机酸总浓度比目标浓度小不超过约25％，比目标浓度小不超约20％，比目标浓度小不超过约10％，或者比目标浓度小不超过约5％。
应注意，虽然公开内容主要涉及一种方法，其中，在不存在气溶胶形成体组分(除水之外)的情况下，烟碱独立地与一种或多种有机酸结合。在替代的实施方式中，例如在结合有机酸和气溶胶形成体组分并向其中加入烟碱的情况下，可以意识到本发明的某些益处。虽然不旨在受理论限制，但是认为在某些这样的系统中，烟碱盐的形成(即，烟碱和一种或多种有机酸之间的反应)比一种或多种有机酸和一种或多种气溶胶形成体之间的不期望的反应更快。因此，该方法也意图涵盖在所公开的发明范围内。
本发明的方法导致在气溶胶前体中保留更多的添加的有机酸，提供了某些益处。例如，应理解，气溶胶前体中的有机酸可以在确保存在于气溶胶前体中的至少一部分烟碱质子化时是有利的。该质子化期望导致由前体产生的气溶胶，其在使用者的喉部提供了低度至中度的不适感(harshness)。通常认为如果在气溶胶前体中包含的酸太少，则较大量的烟碱将保持未质子化，并且保持在气溶胶的气相中，使用者会感到喉咙不适感增加。参见例如lipowicz等人的美国专利公开第20150020823号，该文献通过引用纳入本文。由此，本发明的方法可以在气溶胶前体中提供接近目标量的有机酸量，可以产生理想的感官/味道特征(例如，不适感降低)。
在一些实施方式中，气溶胶前体的ph可以保持在所需范围内。同样，通过限制副反应的量，可以更精确地获得气溶胶前体的目标ph。在一些实施方式中，本文所共可得方法另外提供副产物含量下降的气溶胶前体。同样，本方法涉及为特别避免气溶胶前体组分之间的某些相互作用，因此通过使得该相互作用最小化，可以形成更少的副产物。通常，所公开的方法可以对由此产生的气溶胶前体组合物的组成(例如，一种或多种有机酸的量，不希望的副产物的量等)和特征(例如，ph、稳定性)提供增强的控制。
在一些实施方式中，通过基本在室温下进行气溶胶前体制备(其中大部分过程是在不增加热量的情况下进行)，提供了其它益处。通过使气溶胶前体的组分未暴露于热量，同样，在一些实施方式中，所产生的产物可以更稳定，并且在一些实施方式中，所产生的产物可以呈现出各种组分的量接近该组分的目标量。
所公开的方法还可以包括将气溶胶前体纳入气溶胶递送系统中，如本领域通常已知的。气溶胶递送系统通常使用电能对材料进行加热(优选无需将材料燃烧至任意显著程度)以形成可吸入物质；并且该系统的部件具有最优选足够紧凑以视为手持装置的制品形式。也就是说，优选气溶胶递送系统的部件的使用不会导致烟雾——在气溶胶主要来自烟草的燃烧或热解的副产物的意义上——的产生，而是那些优选系统的使用会产生由包含于其中的某些组分的挥发或蒸发而造成的蒸气。在一些示例性实施方式中，气溶胶递送系统的部件可以表征为电子烟，并且那些电子烟最优选含有烟草和/或源自烟草的组分，并且因此递送气溶胶形式的烟草衍生组分。其中纳入如本文所公开制备的气溶胶前体的气溶胶递送系统可以表征为产生蒸气的制品或药物递送制品。因此，可以对该制品或装置进行调整以提供可吸入形式或状态的一种或多种物质(例如，香料和/或药物活性成分)。例如，可吸入物质可以基本是蒸气(即，在低于其临界点的温度下处于气相的物质)形式的。或者，可吸入物质可以是气溶胶(即，细小固体颗粒或液滴在气体中的悬浮物)形式的。出于简化的目的，本文使用的术语“气溶胶”意指包括适于人类吸入的形式或类型的蒸气、气体和气溶胶，无论是否可见、以及是否可以被认为是烟雾状的形式。
气溶胶递送系统通常包括设置在外体或外壳中的多个部件，所述外体或外壳可以被称为壳体。外体或外壳的总体设计可以变化，并且外体的形式或构造可以变化，所述外体可限定气溶胶递送装置的总体尺寸和形状。典型地，类似于卷烟或雪茄形状的细长主体可以由单个整体壳体形成；或者细长壳体可以由两个或更多个可分离主体形成。例如，气溶胶递送装置可以包括细长的壳或主体，所述细长的壳或主体可以是大致管状形状，并且因此类似于常规卷烟或雪茄的形状。在一个示例中，气溶胶递送装置的所有部件都包含在一个壳体中。或者，气溶胶递送装置可以包括两个或更多个壳体，所述壳体连接并且是可分离的。例如，气溶胶递送装置可在一端具有包括壳体的控制体，所述壳体包含一个或多个可重复使用的部件(例如，蓄电池，如可充电电池和/或超级电容器，和用于控制该制品操作的各种电子器件)，并且在另一端具有可拆卸地与其偶联的包含一次性部分的外体或外壳(例如，含香料的一次性筒匣)。还参见述于如下文献的装置类型：sur等人2017年9月19日提交的美国专利申请第15/708,729号；sur等人2017年1月27日提交的美国专利申请序列号15/417,376；这些文献均通过引用全文纳入本文。
本公开的气溶胶递送装置最优选包括下述的一些组合：电源(即，电力电源)、至少一个控制部件(例如，诸如通过控制从电源到气溶胶递送装置其它部件的电流而用于驱动、控制、调节和停止用于产生热量的电力的装置——例如，模拟电子控制部件)、加热器或生热构件(例如，电阻加热元件或其它部件，其单独或与一种或多种其它元件一起通常可称为“雾化器”)、气溶胶前体组合物(例如，通常是在施加足够热量时能够产生气溶胶的液体，例如通常称为“烟汁”，“电子液体(e-liquid)”和“电子烟汁(e-juice)”的成分)；以及允许在气溶胶递送装置上进行抽吸以吸入气溶胶的烟嘴(mouthend)区域或端部(例如，限定的空气流动路径通过制品，使得产生的气溶胶可以在抽吸时从其中抽出)。
例如，考虑到市售可购得的电子气溶胶递送装置，例如，在本公开背景技术部分中提及的那些代表性产品，可以理解各种气溶胶递送系统部件的选择和设置。在各种示例中，气溶胶递送装置可包括配置成保持气溶胶前体组合物的贮器。上述贮器尤其可以由多孔材料(例如，纤维材料)形成，因此可以称为多孔基材(例如，纤维基材)。贮器还可以包含在铁素体材料中或以其它方法由铁素体材料围绕，以促进感应加热。
可用作气溶胶递送装置中的贮器的纤维基材可以是由多根纤维或纤丝形成的织造或非织造材料，并且可以由天然纤维和合成纤维中的一种或两者形成。例如，纤维基材可包括纤维玻璃材料。在一些特殊的示例中，可以使用乙酸纤维素材料。在另一些示例性实施方式中，可以使用碳材料。贮器可以是基本上为容器的形式，且可包括包含在其中的纤维材料。
图2显示了根据本公开各种示例性实施方式的气溶胶递送装置100的侧视图，所述气溶胶递送装置100包括控制体102和筒匣104。特别地，图1显示了控制体和筒匣彼此联接。控制体和筒匣可以在功能关系上可拆卸地对齐。各种机构可以将筒匣连接到控制体，以产生螺纹接合、压配合接合、过盈(interference)配合、磁接合等。在一些示例性实施方式中，当筒匣和控制体处于组装构造时，气溶胶递送装置可以是基本上杆状、基本上管状或基本上圆柱形的形状。气溶胶递送装置的横截面也可以是基本上矩形或菱形的，这可以使其自身与基本上扁平的电源或薄膜电源(例如包括扁平电池的电源)更好地兼容。筒匣和控制体可以包括单独的相应壳体或外体，其可以由许多不同材料中的任何材料形成。壳体可以由任何合适的结构合理的材料形成。在一些示例中，壳体可以由金属或合金形成，例如不锈钢、铝等。其它合适的材料包括各种塑料(例如聚碳酸酯)、镀覆在塑料上的金属(metal-platingoverplastic,)、陶瓷等。
在一些示例性实施方式中，气溶胶递送装置100的控制体102和筒匣104中的一个或两者可以是一次性的或可重复使用的。例如，控制体可具有可更换电池、或可充电电池，因此可以与任何类型的再充电技术组合，包括连接至常规墙壁插座、连接到车载充电器(即，点烟器插座)、连接至计算机(例如，通过通用串行总线(usb)线或连接器连接)、连接至无线射频(rf)充电器、或者连接至光伏电池(有时称为太阳能电池)或太阳能电池的太阳能电池板。在下文中描述了合适的充电技术的一些示例。此外，在一些示例性实施方式中，筒匣可以包括单次使用的筒匣，如chang等人的美国专利第8,910,639号中所公开，其通过引用以其全文纳入本文。
图3更具体地显示了根据一些示例性实施方式的气溶胶递送装置100。如其中示出的剖视图中所见，气溶胶递送装置同样可以包括控制体102和筒匣104，控制体102和筒匣104各种包括多个相应的部件。图3中所示的部件是可能存在于控制体和筒匣中的部件代表，并不旨在于限制本公开所涵盖的部件的范围。如图所示，例如，控制体可以由控制体外壳206形成，所述控制体外壳206可以包括各种电子部件，例如，控制部件208(例如，电子模拟部件)、传感器210、电源212和一个或多个发光二极管(led)214(例如，有机发光二极管(oled))，并且这些部件可以可变地对齐。流量传感器可以包括多个合适的传感器，例如，加速度计、陀螺仪、光学传感器、接近传感器等。
此外，电源212可以是合适的供电，或者包括合适的供电，例如，见述于sur等人的美国专利申请序列号14/918926中所述的锂离子电池、固态电池或超级电容，所述文献通过引用纳入本文。合适的固态电池的示例包括：意法半导体公司(stmicroelectronics)的enfilmtm可充电固态锂薄膜电池。合适的超级电容器的示例包括：双电层电容器(edlc)，混合电容器，例如锂离子电容器(lic)等。
在一些示例性实施方式中，电源212可以是可充电电源，其构造成为控制部件208(例如，模拟电子部件)供电。在这些示例中，电源可以经由电阻测温度计(rtd)连接至充电电路。rtd可以构造成当电源温度超过阈值量时向充电电路发送信号，并且充电电路可以响应于此而关闭电源的充电。在这些示例中，可以独立于电子处理器(例如，微处理器)和/或数字处理逻辑器(digitalprocessinglogic)来确保电源的安全充电。
led214可以是合适的视觉指示器的一个示例，其可以装备在气溶胶递送装置100中。在一些示例中，led可以包括有机led或启用量子点的led(quantumdot-enabledled)。除了视觉指示器(例如，led，包括有机led或启用量子点的led)之外或作为其替代，可以包括其它指示器，例如，声频指示器(例如，扬声器)、触觉指示器(例如，振动马达)等。
筒匣104可以由使贮器218封闭的筒匣壳216形成，所述贮器218与液体输送元件220流体连通，所述液体输送元件220适用于芯吸或以其他方式将存储在所述贮器壳体中的气溶胶前体组合物输送至加热器222(有时称为加热元件)。在各种构造中，该结构可以称为罐(tank)；因此，术语“罐”、“筒匣”等可以互换使用，是指封闭用于气溶胶前体组合物的贮器并且包括加热器的壳或其它壳体。在一些示例中，阀可以位于贮器和加热器之间，并且构造成控制从贮器传递或递送至加热器的气溶胶前体组合物的量。
构造成在通过其施加电流时产生热量的材料的各种示例可用于形成加热器222。这些示例中的加热器可以是电阻加热元件，例如线圈、微型加热器等。可以形成线圈的示例性材料包括：坝塔尔合金(fecral)、尼克洛姆合金(nichrome)、二硅化钼(mosi2)、硅化钼(mosi)、掺杂有铝的二硅化钼(mo(si,al)2)、钛(ti)、石墨和基于石墨的材料(例如，碳基泡沫和纱线)以及陶瓷(例如，正或负温度系数陶瓷)。在根据本公开的气溶胶递送装置中可用的加热器或加热元件的示例性实施方式在下面进行进一步描述，并且可以纳入如本文所述的图3中所示的装置中。
开口224存在于筒匣壳216中(例如在烟嘴(mouthend)处)以使得所形成的气溶胶从筒匣104排出。除了加热器222之外，筒匣104还可以包括一个或多个电子部件226。这些电子部件可以包括：集成电路、记忆部件、传感器等。电子部件可适用于通过有线或无线方式与控制部件208和/或外部装置连通。电子部件可以位于筒匣中或其底座228上的任意位置。
虽然控制部件208和传感器210分开显示，但是应理解控制部件和传感器可以组合成电子电路板。此外，电子电路板可以相对于图3的图示以水平方式放置，其中，电子电路板可以纵向平行于控制体的中心轴。在一些示例中，传感器可以包括其本身的电路板或其可以连接至的其它底座元件。在一些示例中，可以使用柔性电路板。柔性电路板可以构造为各种形状，包括大致管状的形状。在一些示例中，柔性电路板可以与加热器基板组合、层叠在加热器基板上、或形成加热器基板的一部分或全部，如下面进一步所描述。
控制体102和筒匣104可以包括适用于促进其间的流体接合的部件。如图3所示，控制体可以包括其中具有腔室232的联接器230。筒匣的底座228可以适于接合联接器，并且可以包括适于在腔内配合的突起234。该接合可以有助于控制体与筒匣之间的稳定连接，并且可以在控制体中的电源212和控制部件208与筒匣中的加热器222之间建立电连接。此外，控制体壳206可以包括空气入口236，其可以是壳中的凹口，此处凹口连接到联接器以允许联接器周围的环境空气通过并进入壳，然后空气经过联接器的腔室232并通过突起234进入筒匣。
在使用时，激活加热器222以使气溶胶前体组合物的组分蒸发。在气溶胶递送装置的烟嘴上进行抽吸导致环境空气进入空气入口236，并且通过联接器230中的腔室232和底座238的突起234中的中央开口。在筒匣104中，所抽吸的空气与所形成的蒸气结合以形成气溶胶。气溶胶被迅速带走、吸出或以其它方式从加热器抽出并从气溶胶递送装置的烟嘴的开口224中抽离。
根据本公开可用的联接器和底座见述于novak等人的美国专利公开第2014/0261495号，其通过引用全文纳入本文。例如，如图3所示的联接器230可以限定构造成与底座228的内周240匹配的外周238。在一个示例中，底座的内周可以限定半径，该半径基本等于、或略大于联接器的外周半径。此外，联接器可以限定外周处的一个或多个突出物242，其构造为与在底座内周处限定的一个或多个凹陷244接合。然而，可以使用多个其它示例的结构、形状和部件以将底座连接至联接器。在一些示例中，筒匣104的底座和控制体102的联接器之间的连接可以是基本永久的，而在其它示例中，其间的连接可以是可解除的，以使得，例如，控制体可以与一个或多个其它筒匣一起重复使用，所述一个或多个其它筒匣可以是一次性的和/或可再填充的。
在一些示例中，气溶胶递送装置100可以是基本杆状、或基本管状或基本圆柱形形状。在其它示例中，涵盖了其它形状和尺寸——例如，矩形截面或三角形截面、多面形状等。
如前所述，如图3所示的贮器218可以是容器或可以是纤维贮器。例如，在该示例中，贮器可以包括一层或多层非织造纤维，其基本形成为环绕筒匣壳216内部的管的形状。气溶胶前体组合物可以储存于贮器中。例如，液体组分可以通过贮器吸附保存。贮器可以与液体输送元件220流体连接。在该示例中，液体输送元件可以将存储于贮器中的气溶胶前体组合物通过毛细作用输送到加热器222，所述加热器222可以是金属线圈形式的。由此，加热器与液体输送元件呈加热布置。在根据本公开的气溶胶递送装置中可用的贮器和输送元件的示例性实施方式在下面进行进一步描述，并且该贮器和/或输送元件可以结合到如本文所述的图3中所示的装置中。特别地，如下文进一步描述的加热元件和输送元件的特定组合可以结合到如本文所述的图3中所示的装置中。
气溶胶递送装置的各种部件可以选自本领域中所述且可购得的部件。根据本公开的可使用的电池的示例见述于peckerar等人的美国专利申请公开第2010/0028766号，其通过引用以其全文纳入本文。
气溶胶递送装置100可以包含传感器210或另一传感器或检测器，用于在需要产生气溶胶时控制向加热器222的电力供应。由此，例如，提供了一种方式或方法，其在气溶胶递送装置时关闭加热器的电源，并且在抽吸期间打开电源以通过加热器来驱动或触发热量的产生。另外的代表性类型的传感或检测机制、其结构和构造、其部件及其一般操作方法见述于小sprinkel的美国专利第5,261,424号；mccafferty等人的美国专利第5,372,148号；以及flick的pct专利申请公开第wo2010/003480号；这些文献都通过引用以其全文纳入本文。
气溶胶递送装置100最优选地包括控制部件208或另一控制机制，用于控制对加热器222的电力供应量。代表性类型的电子部件、其结构和构造、其特征及其一般操作方法见述于gerth等人的美国专利第4,735,217号；brooks等人的美国专利第4,947,874号；mccafferty等人的美国专利第5,372,148号；fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号；nguyen等人的美国专利第7,040,314号；pan的美国专利第8,205,622号；fernando等人的美国专利申请公开第2009/0230117号；collet等人的美国专利申请公开第2014/0060554号；ampolini等人的美国专利申请公开第2014/0270727号，以及henry等人的美国专利申请公开第2015/0257445号，所有这些文献都通过引用全文纳入本文。
用于支承气溶胶前体的代表性类型的基材、贮器或其它部件见述于newton的美国专利第8,528,569号；chapman等人的美国专利申请公开第2014/0261487号，davis等人的美国专利申请公开第2015/0059780号，以及bless等人的美国专利申请公开第2015/0216232号，所述文献通过引用全文纳入本文。此外，某些类型的电子烟内的各种芯吸材料及这些芯吸材料的构造和操作见述于sears等人的美国专利申请公开第2014/0209105号，该文献通过引用以其全文纳入本文。
在气溶胶递送装置100中可以使用产生视觉提示或指示器的其它代表性类型的部件，例如视觉指示器和相关部件、音频指示器、触觉指示器等。合适的led部件以及其构造和用途的示例见述于sprinkel等人的美国专利第5,154,192号、newton的美国专利第8,499,766号、scatterday的美国专利第8,539,959号、和sears等人的美国专利第9,451,791号，所述文献通过引用全文纳入本文。
可以结合到本公开的气溶胶递送装置中的其它特征、控制或部件描述于harris等人的美国专利第5,967,148号；watkins等人的美国专利第5,934,289号；counts等人的美国专利第5,954,979号；fleischhauer等人的美国专利第6,040,560号；hon的美国专利第8,365,742号；fernando等人的美国专利第8,402,976号；katase的美国专利申请公开第2005/0016550号；fernando等人的美国专利申请公开第2010/0163063号；tucker等人的美国专利申请公开第2013/0192623号；leven等人的美国专利申请公开第2013/0298905号；kim等人的美国专利申请公开第2013/0180553号；sebastian等人的美国专利申请公开第2014/0000638号；novak等人的美国专利申请公开第2014/0261495号；以及depiano等人的美国专利申请公开第2014/0261408号，所有这些文献都通过引用以其全文纳入本文。
控制部件208包括多个电子部件，并且在一些示例中，可以由支撑并电连接电子部件的印刷电路板(pcb)形成。电子部件可以包括模拟电子部件，其构造成独立于电子处理器(例如，微处理器)和/或数字处理逻辑器进行操作。在一些示例中，控制部件可偶联至通信接口，以实现与一个或多个网络、计算装置或其它适当启用的装置进行无线通信。合适的通信接口的示例公开于marion等人的美国专利申请公开第2016/0261020号，其内容通过引用全文纳入本文。并且，根据可以将气溶胶递送装置构造成无线通信的合适方法的示例公开于ampolini等人的美国专利申请公开第2016/0007651号和henry,jr.等人的美国专利申请公开第2016/0219933号，所述文献各自通过引用全文纳本文。
实施例
将有机酸添加到混合容器中，并添加水。搅拌混合物，直至发生溶解，得到水性溶液。将烟碱缓慢添加到水性溶液中，并且随后将溶液冷却至室温(如需要)。将调味剂添加到冷却的水性溶液中。然后，添加气溶胶形成体，彻底搅拌混合物以获得均匀的混合物。
制备多种这样的混合物并分析酸含量。在很大程度上发现酸含量与目标酸含量相当。使该混合物在室温下在不透明瓶中保持6周，并且在该时间段内发生酸水平是恒定的。另外，将其他同等混合物在不透明瓶中于室温下保持4周，然后暴露于加速的测试条件(在稳定室中40℃/75％rh)。同样，在该时间/加速状态研究中，发现酸水平是恒定的。
通过以上描述和相关图所示内容中呈现的教导的益处，本发明相关领域技术人员可以想到本发明的许多改良和其它实施方式。因此，应当理解本公开不仅限于本公开所述的具体实施方式，其各种改良和其它的实施方式也意图包括在所附权利要求书限定的范围之内。此外，尽管前面的说明书和相关附图就元件和/或功能的某些示例性组合描述了示例性实施方式，但是应当理解，可以通过替代的实施方式来提供元件和/或功能的不同组合而不脱离所附权利要求书的范围。在这方面，例如，也可以预期除上面明确描述的元件和/或功能的组合以外的元件和/或功能的不同组合，如可以是一些所附权利要求中阐述的。尽管在本文中使用了特定术语，但是这些术语仅以通用和描述性意义使用，而不用于对本发明构成限制。
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