包括尼古丁转变单元的气溶胶吸入器

技术领域

本发明涉及一种包括尼古丁转变单元的气溶胶吸入器。

本申请要求基于2021年8月20日提交的No.10-2021-0109832的韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的全部内容通过参引并入文本中。

背景技术

正在研发这样的吸入器装置，该吸入器装置包括含尼古丁溶液的液体被加热并汽化并且汽化的气溶胶被吸入的电子香烟。许多使用者通过所研发的吸入器装置吸烟，并且使用吸入器装置的使用者的数量日益增加。在相关的领域中，正在研发一种新型的气溶胶吸入器，该气溶胶吸入器将传统的吸烟制品改进，而使尼古丁物质以除燃烧或加热以外的方式气溶胶化。例如，韩国专利No.10-1257597公开了一种非加热型烟草香味吸入器。

推进物是载运作为尼古丁供应源的尼古丁物质或者载运通过使尼古丁物质与有机酸物质反应产生的进入使用者口中的气溶胶的物质，并且利用推进物的吸入器可以以非加热型和非电子型的方式工作，以使得存在多个优点，比如具有结构的简单、不使用电池等。当意在将尼古丁液体介质吸入人体时，使用推进物向每次抽吸传送适量的尼古丁的技术可能是重要的。

在使用推进物的吸入器的情况下，吸入器的大部分运动可能由推进物确定，并且因此难以利用装置(特别是阀结构)来控制速度或压力和流量。因此，关于用于对气溶胶中尼古丁的转变量进行控制的方法的研究在相关的技术领域中不断地进行。

【现有技术文件】

(专利文件)

(专利文件1)韩国公开专利公报No.10-2001-0080091。

发明内容

【技术问题】

为了解决使用推进物的气溶胶吸入器中的上述问题，本发明提供了一种气溶胶吸入器，该气溶胶吸入器包括气溶胶转变单元，该气溶胶转变单元能够对尼古丁转变量进行预测，并且对实际的尼古丁转变量进行控制，以使实际的尼古丁转变量不显著地偏离预测的值。

【技术方案】

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种包括尼古丁转变单元的气溶胶吸入器，其中，尼古丁转变单元包括：第一容器，第一容器填充有含尼古丁溶液和推进物；以及第二容器，第二容器连接至第一容器以使第二容器被第一容器的液体填充，以及推进物以液体状态和气体状态存在于第一容器中。

在本发明的实施方式中，推进物是在21℃处具有60psig至100psig的蒸气压力的物质。

在本发明的实施方式中，第一容器中的含尼古丁溶液是以基于推进物的总重量的按重量计的1％至10％的量被填充的。

在本发明的实施方式中，第一容器中的包括含尼古丁溶液以及液态的推进物的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的85％或更少。

在本发明的实施方式中，在第一容器被含尼古丁溶液和推进物填充之后且紧接在第二容器被液体填充之前，气态的推进物是以基于推进物的总重量的按重量计的5％或更少的量被包含的。

在本发明的实施方式中，第二容器是被第一容器的液体填充的，并且第二容器是在内部被完全填充之后与第一容器分离的。

在本发明的实施方式中，第二容器的内部空间是根据被第一容器的液体填充的量而收缩和放松的。

在本发明的实施方式中，气溶胶吸入器还包括气溶胶生成器，并且气溶胶生成器连接至与第一容器分离的第二容器，气溶胶生成器被供给有填充在第二容器中的液体，并且气溶胶生成器生成气溶胶，直到液体被全部耗尽。

在本发明的实施方式中，填充在第二容器中的液体具有的量使得经由气溶胶生成器生成的气溶胶能够通过5次抽吸至15次抽吸而被全部耗尽。

在本发明的实施方式中，当填充在第二容器中的液体被全部耗尽时，第二容器与气溶胶生成器分离，第二容器连接至第一容器，并且第二容器被第一容器的液体填充，以及当第一容器中的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的15％或更少时，对液体进行填充和耗尽的反复过程被停止。

在本发明的实施方式中，第一容器中的液体具有的量使得：第二容器能够被填充15次至25次，直到填充被停止。

【有益的效果】

根据本发明的实施方式的气溶胶吸入器包括下文所述的尼古丁转变单元，从而解决了每当使用者使用气溶胶吸入器时尼古丁转变量显著地改变的问题，并且将尼古丁转变量的变化量控制在5％或更小以内，直到气溶胶吸入器全部用尽。

附图说明

图1是示意性地示出了根据本发明的实施方式的尼古丁转变单元的结构的视图。

图2是示意性地示出了根据本发明的实施方式的包括尼古丁转变单元的气溶胶吸入器的结构的视图。

具体实施方式

【最佳实施方式】

在下文中，参照示例性附图对实施方式进行详细描述。在向各个附图的部件添加附图标记时，应当注意的是，相同的部件被尽可能地赋予相同的附图标记，即使相同的部件在不同的附图上示出也是如此。此外，在实施方式的描述中，如果确定对相关的已知构型或功能的详细描述可能会干扰对实施方式的理解，将省略对所述已知构型或功能的详细描述。

此外，比如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”等术语可以用于对实施方式的部件进行描述。这些术语仅用于将部件与其他部件进行区分，而并不是对部件的本质、顺序或次序进行限制。当部件被描述为与另一部件“连接”、“组合”或“联接”时，应当理解的是，尽管该部件可以直接连接或联接至另一部件，但是在各个部件之间也可以“连接”、“组合”或“联接”其他部件。

包括在任一实施方式中的部件和具有共同功能的部件将在其他实施方式中使用相同的名称来描述。除非另有说明，否则任一实施方式中进行的描述也可以适用于其他实施方式，并且任一实施方式的在重叠范围内的详细描述将被省略。

本发明涉及一种包括尼古丁转变单元的气溶胶吸入器，并且旨在提供这样一种气溶胶吸入器：该气溶胶吸入器能够通过吸入器中的古丁转变单元使用用于对尼古丁进行有效地转变的推进物对尼古丁进行均匀地转变。如本文中所使用的术语“气溶胶吸入器”是指一种将稍后描述的含尼古丁溶液气溶胶化以将其通过使用者的嘴传送到使用者的肺部的装置。

根据本发明的实施方式的气溶胶吸入器包括尼古丁转变单元，并且尼古丁转变单元包括：第一容器，第一容器填充有含尼古丁溶液和推进物；以及第二容器，第二容器连接至第一容器以使第二容器被第一容器的液体填充。

如本文中所使用的术语“含尼古丁溶液”是指含有预定水平的尼古丁的液体，构成该液体的除尼古丁以外的成分是醇、香料成分等，并且可以使用相关领域中常用的物质。尼古丁可以以包括尼古丁、尼古丁盐、尼古丁生物碱、尼古丁衍生物等的尼古丁物质的形式被供应，并且尼古丁可以有效地分散在含尼古丁溶液中大量含有的醇中。醇是没有特别限制的，只要醇是相关领域中常用的即可。然而，根据本发明的实施方式，醇是选自由一元醇、二元醇、三元醇及其组合组成的组的，其中，一元醇是乙醇、乙二醇或乙二醇醚，二元醇是选自由丙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇及其组合组成的组的，并且三元醇是甘油。含尼古丁溶液中含有的尼古丁的总重量可以根据相关领域中的标准和产品规格进行控制，但是根据本发明的实施方式，含尼古丁溶液中的尼古丁的浓度是按重量计的1％至10％，具体地，含尼古丁溶液中的尼古丁的浓度是按重量计的1.5％至8％，以及更具体地，含尼古丁溶液中的尼古丁的浓度是按重量计的2％至6％。在上述尼古丁浓度范围内生成的气溶胶可以增加使用者的满足感。

推进物用于将由含尼古丁溶液生成的气溶胶载运至使用者的嘴，并且使用基本上不会在人体中产生副作用的化合物作为推进物。推进物通过压力以液体状态或气体状态存在于第一容器中，并且当液态的推进物与含尼古丁溶液均匀混合并且由此第一容器中的液体被填充到第二容器中时，具有与第一容器中的剩余液体一致的组合物的液体被填充到第二容器中。推进物可以选自待在第一容器中被分离成液体状态或气体状态的具有预定水平的蒸气压力的物质，并且这些物质应当对含尼古丁溶液具有低的亲和力，以使得此后在生成气溶胶时推进物的固有功能可以得到保持。根据本发明的实施方式，推进物是在21℃处具有60psig至100psig的蒸气压力的物质，具体地，推进物是在21℃处具有65psig至95psig的蒸气压力的物质，以及更具体地，推进物是在21℃处具有70psig至90psig的蒸气压力的物质。如果推进物具有低于上述范围的蒸气压力，对气溶胶进行载运的功能可能会降低，以及如果推进物具有高于上述范围的蒸气压力，需要过高的压力来液化成在预定水平以上。根据本发明的实施方式，推进物是氟化烷烃，具体地，推进物是氟化乙烷、氟化丙烷或氟化丁烷，以及更具体地，推进物是1，1，1，2-四氟乙烷或1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷。供吸入的推进物的具体条件等可以遵循美国药典(USP)的标准。

在填充第一容器中的含尼古丁溶液和推进物的比率可以调整成使得当液体被填充在第二容器中时，含尼古丁溶液和推进物可以保持各自的功能。根据本发明的实施方式，在第一容器中，含尼古丁溶液是以基于推进物的总重量的按重量计的1％至10％的量被填充的，具体地，含尼古丁溶液是以基于推进物的总重量的按重量计的1％至7％的量被填充的，更具体地，含尼古丁溶液是以基于推进物的总重量的按重量计的1％至4％的量被填充的。如果含尼古丁溶液的含量低于上述范围，在使用气溶胶吸入器时向一次抽吸供应的尼古丁的含量可能不足，以及如果含尼古丁溶液的含量高于上述范围，由于推进物含量不足，尼古丁转变可能无法有效进行。

为了使在室温下是气态的推进物完全液化，由于第一容器需要过大的压力并且第一容器因外部冲击而更容易被损坏并且因而内部的液体可能会泄漏，因此优选的是，对第一容器中的液体进行管理以使得第一容器中的液体不超过预定的水平。根据本发明的实施方式，第一容器中的包含有含尼古丁溶液和液态的推进物的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的85％或更少，具体地，第一容器中的包含有含尼古丁溶液和液态的推进物的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的83％或更少，以及更具体地，第一容器中的包含有含尼古丁溶液和液态的推进物的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的81％或更少。如果填充在第一容器中的液体的体积超过按体积计的85％，可能会出现如上所述的液体泄漏的问题，并且由于初始气体的体积很小并且因而根据对第二容器的填充气体的体积变化率很大，因此在形成液体的均匀组合物方面的稳定性可能会降低。由于第一容器中的液体的体积是随着第二容器被液体填充而逐渐减小，因此当含尼古丁溶液和推进物最初被填充到第一容器中时，上述液体体积的上限可以得到重要应用。

为了提高在第二容器中实际填充并能够被利用的液态的推进物的比率并且防止第一容器不必要地大，可以优选的是：允许在第一容器被含尼古丁溶液和推进物填充之后且紧接在液体被填充到第二容器中之前(即，第一容器中的液体和气体处于动态平衡的状态)，第一容器中的液体的体积超过预定的水平。根据本发明的实施方式，在第一容器被含尼古丁溶液和推进物填充之后且紧接在液体被填充在第二容器中之前，第一容器中的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的50％或更大，具体地，在第一容器被含尼古丁溶液和推进物填充之后且紧接在液体被填充在第二容器中之前，第一容器中的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的55％或更大，以及更具体地在第一容器被含尼古丁溶液和推进物填充之后且紧接在液体被填充在第二容器中之前，第一容器中的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的60％。如果第一容器中的液体的体积小于按体积计的50％，如上所述填充的推进物的可用性可能会显著地降低。

第一容器被加压处于高于大气压力的压力，以使得填充在容器中的推进物可以被分离成液体和气体。由于液态的推进物被填充到第二容器中以直接起到载运气溶胶的作用，因此第一容器在进行填充后立即被加压以使得可以存在相对于气态的推进物而言大量的液态的推进物。气态的推进物最终保留在第一容器中，并且气态的推进物在第一容器中的液体被填充到第二容器中时提供推进力，该推进力在第一容器能够以通过稍后描述的用于组合物的等式所得的可预测水平操作的情况下是足够的，并且该推进力可以考虑上述第一容器中的液体的体积比率范围进行调节。根据本发明的实施方式，在第一容器被含尼古丁溶液和推进物填充之后且紧接在液体被填充到第二容器中之前(即，第一容器中的液体和气体处于动态平衡的状态)，气态的推进物是以基于推进物的总重量的按重量计的5％或更少的量被包含的，具体地，在第一容器被含尼古丁溶液和推进物填充之后且紧接在液体被填充到第二容器中之前(即，第一容器中的液体和气体处于动态平衡的状态)，气态的推进物是以基于推进物的总重量的按重量计的3％或更少的量被包含的，以及更具体地，在第一容器被含尼古丁溶液和推进物填充之后且紧接在液体被填充到第二容器中之前(即，第一容器中的液体和气体处于动态平衡的状态)，气态的推进物是以基于推进物的总重量的按重量计的1％的量被包含的。如果气态的推进物超过按重量计的5％，要填充在第二容器中的液态的推进物的含量就小，并且因此，用于根据推进物的输入载运气溶胶的功能就降低。

第一容器中的液体的组合物可以通过理想气体等式来预测。由于与推进物一起填充的含尼古丁溶液在室温下以液体状态存在，因此含尼古丁溶液相对于在室温下以气体状态存在的推进物而言具有显著更小的蒸气压力。此外，由于推进物对含尼古丁溶液具有较低的亲和力，因此基于推进物的蒸气压力预测的第一容器中的液体的组合物与实际的测量值相差不大。由于含尼古丁溶液的组合物不会根据第一容器中的压力而显著地改变，因此第一容器中的液体的组合物可以通过对液态的推进物的量进行计算来掌握。首先，气态的推进物的体积可以通过下面的等式1来计算。

【等式1】

其中，V

基于上面计算的气态的推进物的体积，液态的推进物的体积可以通过下面的等式2来计算。

【等式2】

V

其中，V、V

基于上面计算的液态的推进物的体积，液态的推进物的重量可以根据下面的等式3来计算。

【等式3】

m

其中，ρ

基于上面计算的液态的推进物的质量，第一容器的液体的质量可以根据下面的等式4来计算。

【等式4】

m

其中，m

如下面的实施方式所证实的，考虑到对第二容器填充约20次时第二容器中的尼古丁的量没有显著地改变，根据本发明的实施方式的气溶胶吸入器可以通过对液体的组合物进行改变而在尼古丁的转变量方面自由设计。上述设计的条件在实际实施气溶胶吸入器时预测的范围内是有帮助的。

本申请文件提供了图1和图2来更详细地描述根据本发明的实施方式的气溶胶吸入器。图1是示意性地示出了根据本发明的实施方式的尼古丁转变单元的结构的视图，并且图2是示意性地示出了根据本发明的实施方式的包括尼古丁转变单元的气溶胶吸入器的结构的视图，这两幅图仅是一个示例性结构并且本发明不限于此。

如图1中所示，尼古丁转变单元100包括第一容器10和第二容器20，其中，第一容器10和第二容器20是通过连接通道11连接的。第一容器10填充有含尼古丁溶液和推进物，并且在第一容器10内部的液体和气体处于动态平衡后，连接通道11被打开，并且液体通过连接通道11流入到第二容器20中以使第二容器20被第一容器的液体填充。在第二容器20的内部被完全填充后，连接通道11被关闭以将第二容器20与第一容器10分离。连接通道11的打开和关闭手段可以适当地通过相关技术领域中所公知的手段、比如阀、盖等来实施。

根据本发明的实施方式，当第二容器被第一容器的液体填充时，第二容器20的内部空间根据填充在第一容器中的液体的量而收缩和放松，以使得第二容器中的空气不会流入到第一容器10中。内部空间的收缩和放松可以通过容器自身的收缩和放松来实现，或者如果容器自身呈如图1中所示的固定形式，内部空间的收缩和放松可以通过收缩/放松装置30来实现。图1中的收缩/放松装置30向下移动以使第二容器20的内部空间放松，从而将第一容器的液体填充到第二容器20中，以及，图1中的收缩/放松装置30向上移动以使第二容器20的内部空间收缩，从而将填充在第二容器20中的液体排放。填充在第二容器20中的液体的排放可以通过与稍后描述的气溶胶生成器50连接的传送管40来执行。当在第二容器20中填充液体时，第一容器与第二容器之间的连接通道11被打开，并且第二容器与传送管之间的连接通道21被关闭。相反，当第二容器20中的液体被排放时，第一容器与第二容器之间的连接通道11被关闭，并且第二容器与传送管之间的连接通道21被打开。如图1中所示，当收缩/放松装置30向下移动时，仅液体B而不是气体A可以被填充到第二容器20中。

如图2中所示，气溶胶吸入器200还包括气溶胶生成器50。气溶胶生成器50连接至与第一容器10分离的第二容器20，气溶胶生成器50被供给有填充在第二容器中的液体，并且气溶胶生成器50生成气溶胶，直到液体被全部耗尽。如上所述，气溶胶生成器50可以通过传送管40而连接至第二容器20，并且气溶胶生成器50可以通过使第二容器与传送管21之间的连接通道21打开或关闭而与第二容器连接或分离。

第二容器20可以包括适于供使用者使用一次的程度的液体。根据本发明的实施方式，填充在第二容器20中的液体具有的量使得经由气溶胶生成器生成的气溶胶可以通过5次抽吸至15次抽吸而被全部耗尽，具体地，填充在第二容器20中的液体具有的量使得经由气溶胶生成器生成的气溶胶可以通过7次抽吸至14次抽吸而被全部耗尽，以及更具体地，填充在第二容器20中的液体具有的量使得经由气溶胶生成器生成的气溶胶可以通过8次抽吸至12次抽吸而被全部耗尽。上述范围接近于相关技术领域中的由使用者使用一次的标准。

当填充在第二容器20中的液体全部耗尽后，第二容器20与气溶胶生成器50分离，并且第二容器20连接至第一容器10以使第二容器20被第一容器的液体填充。第二容器20中液体的填充和耗尽可以反复几次至几十次。然而，如果连续向第二容器20中填充液体直到第一容器10中的液体被全部耗尽，大约在第一容器10中的液体被全部耗尽时填充在第二容器20中的液体可能在液体的组合物方面与通过上述理想气体等式计算的预测值具有显著的差异。因此，如果第一容器10中的液体被耗尽至预定的参考值或更少，可以优选的是停止对第二容器20进行填充。根据本发明的实施方式，当第一容器中的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的15％或更小，具体地，第一容器中的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的13％或更小，以及更具体地，第一容器中的液体的体积是基于第一容器的内部体积的按体积计的11％或更小时，对液体进行填充和耗尽的反复过程被停止。通过在上述范围内停止向第二容器20中进行填充，可以进行控制以使得尼古丁转变量在每次填充时的变化是不显著的。根据本发明的实施方式，第一容器中的液体具有的量使得：第二容器可以被填充15次至25次，直到填充被停止。就气溶胶吸入器的可用性而言可以优选的是，将第一容器中的液体的量控制在上述范围内。

示例

将18.679g的1,1,1,2-四氟乙烷(厦门朱达化工设备公司的产品)和0.321g的含尼古丁液体填充到19ml的筒形罐(直径为约21mm并且高度为约53mm)，并且然后对该罐进行密封。含尼古丁液体是通过将13.5mg的尼古丁(JH化学公司的产品)混合到乙醇(Sigma-Aldrich公司的产品)和甘油(SK公司的产品)的混合溶液(重量比为3：1)中制备而成的。在密封罐内的液体和气体处于动态平衡后，取出0.8g的液体并且将0.8g的液体填充到仿制烟草储存件中。

当填充在仿制烟草储存件中的液体被吸入并被完全耗尽后，从液体和气体处于动态平衡的密封罐取出0.8g的液体(能够分成通过10次抽吸至12次抽吸而被吸入的量)，以第二次又将该0.8g的液体填充到仿制烟草储存件中。在根据上述过程对仿真烟草填充总共20次后，对在每次填充时筒形罐(表1)和取出液体的组分(表2)进行分析并且将在每次填充时筒形罐和取出液体的组分在下面的表1和表2中示出。作为参考，罐中的液体的初始体积是按体积计的81％，并且在进行填充20次后罐中的液体的体积是按体积计的11％。

【表1】

【表2】

根据以上的表1和表2，已证实的是，随着对仿制烟草储存件进行填充的次数增加，具有高含量的液态的推进物的量相比于液体而言减少得更快，并且因此甚至相比于取出的液体组合物而言减少得更快，因此推进物的量减少并且含尼古丁液体的量增加。尽管如此，如果将尼古丁的含量在最初取出的液体组合物与在第20次时取出的液体组合物之间作比较，由于从最初的0.571mg至在第20次时的0.596mg仅增加了0.025mg(约4.4％)，因此当以这种方式设计尼古丁转变单元时，可以在尼古丁转变量的变化量的5％内定量地吸入。

如上所述，尽管参照有限的实施方式和附图对实施方式进行了描述，但是本领域的技术人员可以通过各种方式改变和修改这些实施方式。例如，所描述的技术可以按照与所描述的方法不同的顺序执行，和/或即使比如所描述的系统、结构、装置和电路等部件以与所描述的方法不同的形式连接或组合，或者由其他部件或等同物替换或替代，也可以实现适当的结果。

【附图标记的描述】

10：第一容器

11：第一容器与第二容器之间的连接通道

20：第二容器

21：第二容器与传送管之间的连接通道

30：收缩/放松装置(用于第二容器的内部空间)

40：传送管

50：气溶胶生成器

100：尼古丁转变单元

200：气溶胶吸入器

A：气体

B：液体。