(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気孔を有する多孔質炭素で形成される電気抵抗発熱体を含む噴霧器を備えた電子喫煙物品であって、
前記電気抵抗発熱体が、第１の端部と、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部と、を有し、
前記多孔質炭素中の前記気孔の大部分が閉気孔である、前記電子喫煙物品。
【請求項２】
前記多孔質炭素が、前記電気抵抗発熱体の乾燥質量の９０％以上を構成する、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項３】
前記多孔質炭素の乾燥質量が、９０％以上炭素である、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項４】
前記気孔の８０容積％以上が閉気孔である、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項５】
前記電気抵抗発熱体が、１秒〜３秒の時間、０．２アンペア〜１２アンペアの電流に供されるときに、１５０℃〜５５０℃の温度に発熱するように適合される、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項６】
前記多孔質炭素で形成される電気抵抗発熱体が、０．１ｇ／ｃｍ３〜０．７５ｇ／ｃｍ３の密度を有する、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項７】
前記多孔質炭素が、前記多孔質炭素で形成される電気抵抗発熱体の乾燥質量の１００％以下の水性液体保持容量を有する、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項８】
前記電気抵抗発熱体と流体連結するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素を更に備える、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項９】
前記エアロゾル前駆体輸送要素が、前記電気抵抗発熱体を実質的に取り囲む、請求項８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１０】
前記エアロゾル前駆体輸送要素が毛細管を備える、請求項８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１１】
前記エアロゾル前駆体輸送要素が、前記電気抵抗発熱体の中に少なくとも部分的に埋め込まれる、請求項８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１２】
前記エアロゾル前駆体輸送要素が炭素繊維で形成される、請求項８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１３】
前記炭素繊維で形成されるエアロゾル前駆体輸送要素の乾燥質量の８５％以上が炭素である、請求項１２に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１４】
前記炭素繊維で形成されるエアロゾル前駆体輸送要素が炭素化布帛を含む、請求項１２に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１５】
前記エアロゾル前駆体輸送要素が、エアロゾル前駆体材料を更に含む、請求項８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１６】
前記エアロゾル前駆体輸送要素が、前記電気抵抗発熱体の前記第１の端部に近接して位置付けられる、請求項８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１７】
前記電気抵抗発熱体の前記第２の端部と電気的に接続している第１の端部を有し、前記電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する、電気接続器を更に備える、請求項８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１８】
前記電気接続器が非金属製である、請求項１７に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項１９】
前記電気接続器が黒鉛で形成される、請求項１８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２０】
筐体を更に備える、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２１】
前記筐体が、前記電気抵抗発熱体の前記第１の端部に近接する第１の端部と、前記電力源を含む制御体の筐体の第１の端部と接続を形成するのに適合された第２の端部と、を有する、カートリッジ筐体である、請求項２０に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２２】
前記カートリッジ筐体の前記第１の端部が、前記電気抵抗発熱体の前記第１の端部に係合するように適合された位置合わせ凹部を含む壁を備える、請求項２１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２３】
前記係合が、前記電気抵抗発熱体と前記カートリッジ筐体との間の電気接続を形成する、請求項２２に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２４】
前記第１の端部での前記カートリッジ筐体の壁が、エアロゾルの通過に適合された１つ以上の貫通孔を含む、請求項２２に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２５】
前記カートリッジ筐体が炭素材料で形成される、請求項２１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２６】
前記カートリッジ筐体の少なくとも一部分を実質的に取り囲む繊維状材料を更に含む、請求項２１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２７】
前記繊維状材料がフィルター材料である、請求項２６に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２８】
前記筐体の前記第１の端部を越えて延出するフィルター延出部を備える、請求項２１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項２９】
前記フィルター延出部が、１つ以上の風味カプセルを含む、請求項２８に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項３０】
前記電気抵抗発熱体及び前記カートリッジ筐体が、電気回路を形成する、請求項２１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項３１】
前記カートリッジ筐体が無金属のカートリッジを定義する、請求項２２に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項３２】
前記カートリッジ筐体がカートリッジを定義し、前記カートリッジの総乾燥質量全構成要素の大部分が炭素である、請求項２１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項３３】
前記制御体の筐体と接続している前記カートリッジ筐体を備え、前記カートリッジ筐体が前記噴霧器を含み、前記制御体の筐体が、前記電力源、圧力センサ、及びマイクロコントローラを含む、請求項２１に記載の前記電子喫煙物品。
【請求項３４】
前記電気抵抗発熱体と無配線で電気接続している前記電力源を備える、請求項１に記載の前記電子喫煙物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、喫煙物品などのエアロゾル送達デバイス、より具体的には、かかるデバイスに有用な電気抵抗発熱体に関する。電気抵抗発熱体は、タバコから作製され得るかまたはタバコに由来し得る、あるいはタバコを組み込み得る材料を加熱して、人間が消費するための吸入可能な物質を形成するように構成され得る。
【背景技術】
【０００２】
多くの喫煙デバイスが、タバコを燃やすことを必要とする喫煙製品の改良または代替として、長年の間提案されてきた。これらのデバイスの多くは、紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプ喫煙と関連付けられる知覚を、タバコの燃焼から生じる不完全燃焼及び熱分解による相当量の生成物を送達することなく、提供するように意図的に設計されてきた。そのために、数多くの喫煙製品、風味生成器、及び薬用吸入器の提案がなされているが、これらは、電気エネルギーを利用して揮発性材料を気化または加熱するか、または、紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプ喫煙の知覚を、タバコをかなりの程度燃焼させることなく、提供することを試みるものである。例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Ｒｏｂｉｎｓｏｎらの米国特許第７，７２６，３２０号、２０１２年３月２８日出願の米国特許出願第１３／４３２，４０６号、２０１２年６月２８日出願の米国特許出願第１３／５３６，４３８号、２０１２年９月４日出願の米国特許出願第１３／６０２，８７１号、及び２０１２年１０月８日出願の米国特許出願第１３／６４７，０００号に記載されている背景技術に示されている、種々の代替的な喫煙物品、エアロゾル送達デバイス、及び発熱源を参照されたい。
【０００３】
電気エネルギーを用いて煙またはエアロゾル形成のための熱を生み出すある特定のタバコ製品、具体的には、電子タバコ製品と称されているある特定の製品は、世界中で市販されている。伝統的な種類の紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプの属性の多くと類似している代表的な製品は、Ｐｈｉｌｉｐ  Ｍｏｒｒｉｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ製のＡＣＣＯＲＤ（登録商標）；ＩｎｎｏＶａｐｏｒ  ＬＬＣ製のＡＬＰＨＡ（商標）、ＪＯＹＥ  ５１０（商標）、及びＭ４（商標）；Ｗｈｉｔｅ  Ｃｌｏｕｄ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ製のＣＩＲＲＵＳ（商標）及びＦＬＩＮＧ（商標）；Ｅｐｕｆｆｅｒ（登録商標）  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．製のＣＯＨＩＴＡ（商標）、ＣＯＬＩＢＲＩ（商標）、ＥＬＩＴＥ  ＣＬＡＳＳＩＣ（商標）、ＭＡＧＮＵＭ（商標）、ＰＨＡＮＴＯＭ（商標）、及びＳＥＮＳＥ（商標）；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ，Ｉｎｃ．製のＤＵＯＰＲＯ（商標）、ＳＴＯＲＭ（商標）、及びＶＡＰＯＲＫＩＮＧ（登録商標）；Ｅｇａｒ  Ａｕｓｔｒａｌｉａ製のＥＧＡＲ（商標）；Ｊｏｙｅｔｅｃｈ製のｅＧｏ−Ｃ（商標）及びｅＧｏ−Ｔ（商標）；Ｅｌｕｓｉｏｎ  ＵＫ  Ｌｔｄ製のＥＬＵＳＩＯＮ（商標）；Ｅｏｎｓｍｏｋｅ  ＬＬＣ製のＥＯＮＳＭＯＫＥ（登録商標）；Ｇｒｅｅｎ  Ｓｍｏｋｅ  Ｉｎｃ．ＵＳＡ製のＧＲＥＥＮ  ＳＭＯＫＥ（登録商標）Ｇｒｅｅｎａｒｅｔｔｅ  ＬＬＣ製のＧＲＥＥＮＡＲＥＴＴＥ（商標）；Ｓｍｏｋｅ  Ｓｔｉｋ（登録商標）製のＨＡＬＬＩＧＡＮ（商標）、ＨＥＮＤＵ（商標）、ＪＥＴ（商標）、ＭＡＸＸＱ（商標）、ＰＩＮＫ（商標）、及びＰＩＴＢＵＬＬ（商標）；Ｐｈｉｌｉｐ  Ｍｏｒｒｉｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．製のＨＥＡＴＢＡＲ（商標）；Ｃｒｏｗｎ７製のＨＹＤＲＯ  ＩＭＰＥＲＩＡＬ（商標）及びＬＸＥ（商標）；ＬＯＧＩＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製のＬＯＧＩＣ（商標）及びＴＨＥ  ＣＵＢＡＮ（商標）；Ｌｕｃｉａｎｏ  Ｓｍｏｋｅｓ  Ｉｎｃ．製のＬＵＣＩ（登録商標）；Ｎｉｃｏｔｅｋ，ＬＬＣ製のＭＥＴＲＯ（登録商標）；Ｓｏｔｔｅｒａ，Ｉｎｃ．製のＮＪＯＹ（登録商標）及びＯＮＥＪＯＹ（商標）；ＳＳ  Ｃｈｏｉｃｅ  ＬＬＣ製のＮＯ．７（商標）；ＰｒｅｍｉｕｍＥｓｔｏｒｅ  ＬＬＣ製のＰＲＥＭＩＵＭ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  ＣＩＧＡＲＥＴＴＥ（商標）；Ｒｕｙａｎ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．製のＲＡＰＰ  Ｅ−ＭＹＳＴＩＣＫ（商標）；Ｒｅｄ  Ｄｒａｇｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ＬＬＣ製のＲＥＤ  ＤＲＡＧＯＮ（商標）；Ｒｕｙａｎ  Ｇｒｏｕｐ（Ｈｏｌｄｉｎｇｓ）Ｌｔｄ．製のＲＵＹＡＮ（登録商標）；Ｔｈｅ  Ｓｍａｒｔ  Ｓｍｏｋｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｌｔｄ．製のＳＭＡＲＴ  ＳＭＯＫＥＲ（登録商標）；Ｃｏａｓｔｌｉｎｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＬＬＣ製のＳＭＯＫＥ  ＡＳＳＩＳＴ（登録商標）；Ｓｍｏｋｉｎｇ  Ｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ，Ｉｎｃ．製のＳＭＯＫＩＮＧ  ＥＶＥＲＹＷＨＥＲＥ（登録商標）；ＶＭＲ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＬＬＣ製のＶ２ＣＩＧＳ（商標）；ＶａｐｏｒＮｉｎｅ  ＬＬＣ製のＶＡＰＯＲ  ＮＩＮＥ（商標）；Ｖａｐｏｒ  ４  Ｌｉｆｅ，Ｉｎｃ．製のＶＡＰＯＲ４ＬＩＦＥ（登録商標）；Ｅ−Ｃｉｇ���ｒｅｔｔｅＤｉｒｅｃｔ，ＬＬＣ製のＶＥＰＰＯ（商標）、ならびにＲ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｖａｐｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のＶＵＳＥ（登録商標）として販売されている。また他の電動のエアロゾル送達デバイス、具体的には、いわゆる電子タバコとして特徴付けられるデバイスは、ＢＬＵ（商標）、ＣＯＯＬＥＲ  ＶＩＳＩＯＮＳ（商標）、ＤＩＲＥＣＴ  Ｅ−ＣＩＧ（商標）、ＤＲＡＧＯＮＦＬＹ（商標）、ＥＭＩＳＴ（商標）、ＥＶＥＲＳＭＯＫＥ（商標）、ＧＡＭＵＣＣＩ（登録商標）、ＨＹＢＲＩＤ  ＦＬＡＭＥ（商標）、ＫＮＩＧＨＴ  ＳＴＩＣＫＳ（商標）、ＲＯＹＡＬ  ＢＬＵＥＳ（商標）、ＳＭＯＫＥＴＩＰ（登録商標）、及びＳＯＵＴＨ  ＢＥＡＣＨ  ＳＭＯＫＥ（商標）という商品名で販売されている。更に、電子喫煙物品の製造に関する進歩も望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、特に電子喫煙物品または同様の蒸気形成デバイスにおけるエアロゾル形成に有用な材料及びその組み合わせに関する。種々の実施形態では、エアロゾル形成に有用な材料は、大部分が炭素材料から構成され得る。特にかかる材料は、電子喫煙物品のカートリッジにおいて使用され得、いくつかの実施形態では、カートリッジの乾燥構成要素は、主にまたは完全に炭素から形成され得る。かかる構造化は、カートリッジの使い捨てという性質を有益に向上させることができる。特に、電子喫煙物品のためのカートリッジ中に典型的に存在する、金属及び合成ポリマー構成要素などの分解の遅い材料を避けることができる。
【０００５】
一態様では、本開示は、泡状炭素などの多孔質炭素材料で形成される電気抵抗発熱体を提供する。多孔質炭素発熱体は、電子喫煙物品またはその構成要素中での使用に適合させることができる。例えば、ある特定の実施形態では、本開示は、電子喫煙物品の噴霧器を提供する。具体的には、この噴霧器は、多孔質炭素で形成される電気抵抗発熱体を備えることができる。好ましくは、多孔質炭素は、電気抵抗発熱体の乾燥質量の約９０％以上を構成し得る。いくつかの実施形態では、電気抵抗発熱体は本質的に多孔質炭素からなる。他の実施形態では、電気抵抗発熱体は多孔質炭素からなる。更なる実施形態では、電気抵抗発熱体は、金属及び黒鉛などの多孔質炭素ではない導電性材料を明白に排除し得る。
【０００６】
電気抵抗発熱要素として使用される多孔質炭素は、特定の特性を特徴とし得る。例えば、多孔質炭素の乾燥質量は、約９０％以上炭素であり得る。多孔質炭素は、複数の気孔を備えることを特徴とし得る。好ましくは、気孔の大部分は閉気孔である。より具体的には、気孔の約８０容積％以上が閉気孔であり得る。更なる実施形態では、多孔質炭素発熱体は、約０．１ｇ／ｃｍ３〜約０．５ｇ／ｃｍ３の密度を有することができる。多孔質炭素発熱体は、多孔質炭素発熱体の乾燥質量の約１００％以下の水性液体保持容量を有することができる。
【０００７】
更なる実施形態では、多孔質炭素発熱体は、その抵抗性、及び電流適用時の効果的な発熱を特徴とし得る。例えば、多孔質炭素発熱体は、約１．０×１０−３Ω・ｍ〜約１．０×１０−４Ω・ｍの抵抗性を呈し得る。多孔質炭素発熱体は、約１秒〜約３秒の時間、約０．２アンペア〜約１２アンペアの電流に供されるときに、約１５０℃〜約５５０℃の温度を達成し得る。
【０００８】
いくつかの実施形態では、多孔質炭素発熱体はまた、エアロゾル前駆体材料のための貯蔵部として機能してもよい。具体的には、エアロゾル前駆体材料は、泡状炭素発熱体によって含有されるか、その上にコーティングされるか、それによって吸収されるか、またはその上に吸着し得る。
【０００９】
他の実施形態では、噴霧器は、多孔質炭素発熱体に加えて、エアロゾル前駆体輸送要素を含んでもよい。具体的には、エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体と直接接触するように配列することができる。いくつかの実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体を取り囲むことができる。他の実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は繊維状材料であり得る。更なる実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は毛細管を備えることができる。更なる実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、泡状炭素発熱体の中に少なくとも部分的に埋め込むことができる。
【００１０】
特定の実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は炭素繊維で形成することができる。炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素は、約８５％以上の炭素の乾燥質量を有し得る。より具体的には、炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素化布帛を含むことができる。エアロゾル前駆体輸送要素は更に、エアロゾル前駆体材料を含むことができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、多孔質炭素発熱体は、細長く、第１の端部を有し、第２の反対の端部を有し得る。片方の端部または両方の端部は、電力源との電気接続に適合させることができる。
【００１２】
エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体へのエアロゾル前駆体材料の伝達を促進するのに有用な種々の構造をとることができる。一実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体を部分的にのみ取り囲むように、実質的に弧状であり得る。例えば、弧状のエアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体と少なくとも部分的に接触している内側弧面、及び内側弧面から離間された外側弧面とを有し得る。このように形作られた構成要素は、部分円板として説明されてもよく、内側弧面から外側弧面までで測定された規定幅、及び第１の面から反対の第２の面までで測定された厚さを有し得る。エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に近接して位置付けることができる。上記は、いくつかの実施形態におけるエアロゾル前駆体輸送要素の性質の例にすぎず、構成要素の形状を限定するものとして見るべきではない。
【００１３】
更なる実施形態では、電気接続器を利用することができ、これは、多孔質炭素発熱体の第２の端部と電気接続している第１の端部を有し得、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有し得る。特定の実施形態では、電気接続器は非金属製であり得る。例えば、電気接続器は、黒鉛で形成することができる。しかしながら、他の導電性材料を使用してもよい。本明細書で更に考察されるように、更なる要素を含めることで、電池、電気接続器、及び多孔質炭素発熱体を持つ電気回路を完成させることができる。
【００１４】
別の態様では、本開示は、電子喫煙物品のカートリッジにも関する。カートリッジは、外側筐体またはシェルを備えることができ、制御体への取り付けに適合され得る。カートリッジは、発熱体、液体貯蔵要素、液体輸送要素、電気接続、絶縁体、及びフィルター材料（別々または種々の組み合わせ）などの種々の構成要素含んでもよい。
【００１５】
ある特定の実施形態では、本開示に従う電子喫煙物品のカートリッジは、泡状炭素などの多孔質炭素で形成される細長い電気抵抗発熱体を備えることができ、この多孔質炭素発熱体は、第１の端部と、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部とを有する。カートリッジはまた、多孔質炭素発熱体と直接接続するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素を含み得る。カートリッジは更に、多孔質炭素発熱体の第２の端部と電気接続している第１の端部を有し、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する、電気接続器を備えることができる。カートリッジはまた、多孔質炭素発熱体の第１の端部に近接する第１の端部と、電気接続器の第２の端部に近接する第２の端部とを有する筐体を備えることができる。カートリッジは更に、カートリッジの少なくとも一部分を取り囲む繊維状材料を含み得る。繊維状材料はフィルターであり得、このフィルターは、筐体の第１の端部を越えて延出するフィルター延出部を含み得る。フィルター及び／またはフィルター延出部は、１つ以上の風味カプセルを含むことができる。カートリッジはまた、エアロゾル前駆体材料を含み得る。
【００１６】
更なる実施形態では、本開示に従うカートリッジは、単独でまたはいくつかの組み合わせで具現化され得る種々の特徴によって定義することができる。例えば、カートリッジは、以下のうちの１つ以上によって定義してもよい。
・多孔質炭素は、多孔質炭素発熱体の約９０質量％以上を構成し得る。
・多孔質炭素の乾燥質量は、約９０％以上炭素であり得る。
・多孔質炭素発熱体は、約０．１ｇ／ｃｍ３〜約０．５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
・エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体を少なくとも部分的に取り囲み得る。
・エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素繊維で形成し得る。
・炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素の乾燥質量は、約８５％以上炭素であり得る。
・炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素化布帛を含み得る。
・炭素化布帛は織布または不織布であり得る。
・炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素化ベール、糸、または粗麻を含み得る。
・エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体と少なくとも部分的に接触している内側弧面と、内側弧面から離間されている外側弧面とを有して、弧状であり得る。
・エアロゾル前駆体輸送要素は、円形、三角形、四角形、星形などの種々の断面形状を有し得る。
・エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に近接して位置付けることができる。
・電気接続器は非金属製であり得る。
・電気接続器は黒鉛で形成し得る。
【００１７】
更なる実施形態では、筐体の第２の端部は、電力源を含む動力装置の第１の端部との構造的接続を形成するように適合させることができる。具体的には、構造的接続は螺合接続であり得る。あるいは、構造的接続は、圧入接続またはスナップ接続であり得る。
【００１８】
ある特定の実施形態では、筐体の第１の端部は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に係合するように適合された位置合わせ凹部を含む壁を備えることができる。係合は、多孔質炭素発熱体と筐体との間の電気接続を形成し得る。第１の端部での筐体壁は、エアロゾルの通過に適合された１つ以上の貫通孔を含むことができる。
【００１９】
他の実施形態では、筐体の第２の端部はフランジを含み得る。具体的には、フランジは、筐体の残りの部分の直径を上回る直径を有することができる。筐体は炭素材料で形成することができる。例えば、炭素材料は黒鉛であり得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、カートリッジは更に、カートリッジの少なくとも一部分を取り囲む繊維状材料を含み得る。繊維状材料はフィルター材料を含み得る。
【００２１】
ある特定の実施形態では、電気接続器、多孔質炭素発熱体、及び筐体は、電気回路を形成することができ、この電気回路はまた、電源及び１つ以上の制御要素（例えば、マイクロコントローラ）を含んでもよい。
【００２２】
本開示に従うカートリッジは、また更なる様態で定義することができる。例えば、カートリッジは無金属であってもよい。カートリッジの全構成要素の総乾燥質量の大部分は、炭素であり得る。より具体的には、カートリッジの全構成要素の総乾燥質量は、約７５％以上炭素であり得る。例示的な実施形態では、本開示に従う電子喫煙物品のカートリッジは、電気抵抗発熱体、エアロゾル前駆体輸送要素、及び筐体で構成され得、これにおいては、カートリッジの総乾燥質量全構成要素の大部分が炭素である。より具体的には、かかるカートリッジは無金属であってもよい。
【００２３】
別の態様では、本開示は、電子喫煙物品に関係し得る。かかる喫煙物品は、筐体またはシェルを備えることができる。具体的には、喫煙物品は、外側筐体を有するカートリッジと、外側筐体を有する別個の制御体とを備えることができ、カートリッジ及び制御体は取り外し可能に接続される。ある特定の実施形態では、本開示に従う電子喫煙物品は、電力源と、泡状炭素などの多孔質炭素で形成される細長い電子抵抗発熱体とを備え、この多孔質炭素発熱体は、第１の端部と、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部とを有する。喫煙物品は更に、多孔質炭素発熱体と直接接続するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素を備えることができる。更なる実施形態では、喫煙物品は、多孔質炭素発熱体の第２の端部と電気接続している第１の端部を有し、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する、電気接続器を更に備えることができる。多孔質炭素発熱体は特に、カートリッジ筐体中に配され、電力源は特に、別個の制御体の筐体中に配列され得る。カートリッジ筐体は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に近接する第１の端部と、電気接続器の第２の端部に近接する第２の端部とを有し得る。更に、筐体の第２の端部は、制御体の筐体の第１の端部と構造的接続を形成するように適合させることができる。いくつかの実施形態では、カートリッジ筐体の第１の端部は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に係合するように適合された位置合わせ凹部を含む壁を備え、この係合は、多孔質炭素発熱体と筐体との間の電気接続を形成し得る。具体的には、電気接続器、多孔質炭素発熱体、及び筐体が、電気回路を形成し得る。
【００２４】
更なる実施形態では、本開示に従う電子喫煙物品は、エアロゾル前駆体材料を備えることができる。また、電子喫煙物品は、本明細書で別途提供する電子喫煙物の構成要素の特定の説明に関連して定義することができる。故に、噴霧器及びその構成要素の説明、カートリッジ及びその構成要素の説明、ならびに制御体及びその構成要素の説明は全て、種々の組み合わせでの電子喫煙物品に適用することができる。一実施形態では、電子喫煙物品は、電力源と、泡状炭素などの多孔質炭素で形成される電子抵抗発熱体とを備えることができ、この多孔質炭素発熱体は、電力源と無金属で（例えば、無配線で）電気接続している。
【００２５】
また別の態様では、本開示は、エアロゾル前駆体材料を加熱し、電子喫煙物品などにおいてエアロゾルを形成する方法にも関し得る。一実施形態では、かかる方法は、電子喫煙物品のカートリッジを電子喫煙物品の制御体に接続するステップを含み得る。特に、制御体は、電力源、圧力センサ、電子制御器、及び制御体の筐体で構成され得る。カートリッジは、泡状炭素などの多孔質炭素で形成される細長い電気抵抗発熱体であって、第１の端部及び第２の反対の端部を有する多孔質炭素発熱体；多孔質炭素発熱体と直接接触するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素；多孔質炭素発熱体の第２の端部と電気接続している第１の端部を有し、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する電気接続器；ならびに、多孔質炭素発熱体の第１の端部に係合するように適合された位置合わせ凹部を持つ端壁を含む第１の端部、及び電気接続器の第２の端部に近接する第２の端部を有し、筐体の第２の端部が、制御体の筐体の第１の端部と構造的接続を形成するように適合され、電気接続器、多孔質炭素発熱体、及びカートリッジ筐体が、電気回路を形成する、カートリッジ筐体、を備えることができる。本方法は更に、電子喫煙物品中で圧力変化を引き起こすことによって、圧力センサが電子制御器に信号を送り、電力源からカートリッジへの電流の流れを引き起こすステップと、多孔質炭素発熱体の発熱を引き起こすように、電流を、カートリッジの電気回路を通して流すステップと、エアロゾル前駆体輸送要素中のエアロゾル前駆体材料が、蒸発し、空気と混合され、エアロゾルを形成するようにするステップと、を含み得る。
【００２６】
種々の実施形態では、本開示に従う電子喫煙物品は、いずれの組み合わせでも、以下のうちの１つ以上によって定義することができる。
【００２７】
本電子喫煙物品は、多孔質炭素で形成される電気抵抗発熱体を含む噴霧器を備えることができ、この多孔質炭素発熱体は、第１の端部と、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部とを有する。
【００２８】
多孔質炭素は、電気抵抗発熱体の乾燥質量の約９０％以上を構成し得る。
【００２９】
多孔質炭素の乾燥質量は、約９０％以上炭素であり得る。
【００３０】
多孔質炭素中の気孔の大部分が閉気孔であり得る。
【００３１】
気孔の約８０容積％以上が閉気孔であり得る。
【００３２】
多孔質炭素発熱体は、約１秒〜約３秒の時間、約０．２アンペア〜約１２アンペアの電流に供されるときに、約１５０℃〜約５５０℃の温度に発熱するように適合させることができる。
【００３３】
多孔質炭素発熱体は、約０．１ｇ／ｃｍ３〜約０．７５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
【００３４】
多孔質炭素発熱体は、泡状炭素発熱体の乾燥質量の約１００％以下の水性液体保持容量を有することができる。
【００３５】
電子喫煙物品は、多孔質炭素発熱体の上にコーティングされた、それによって吸収された、またはその上に吸着した、エアロゾル前駆体材料を更に含み得る。
【００３６】
電子喫煙物品は、多孔質炭素発熱体と流体連結するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素を更に備えることができる。
【００３７】
エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体を実質的に取り囲み得る。
【００３８】
エアロゾル前駆体輸送要素は毛細管を備えることができる。
【００３９】
エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体の中に少なくとも部分的に埋め込むことができる。
【００４０】
エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素繊維で形成し得る。
【００４１】
炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素の乾燥質量の約８５％以上が炭素であり得る。
【００４２】
炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素化布帛を含み得る。
【００４３】
エアロゾル前駆体輸送要素は、エアロゾル前駆体材料を含むことができる。
【００４４】
エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に近接して位置付けることができる。
【００４５】
電子喫煙物品は、多孔質炭素発熱体の第２の端部と電気接続している第１の端部を有し、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する、電気接続器を更に備えることができる。
【００４６】
電気接続器は非金属製であり得る。
【００４７】
電気接続器は黒鉛で形成し得る。
【００４８】
電子喫煙物品は筐体を備えることができる。
【００４９】
筐体は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に近接する第１の端部と、電力源を含む制御体の筐体の第１の端部と接続を形成するように適合された第２の端部とを有する、カートリッジ筐体であり得る。
【００５０】
カートリッジ筐体の第１の端部は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に係合するように適合された位置合わせ凹部を含む壁を備えることができる。
【００５１】
係合は、多孔質炭素発熱体とカートリッジ筐体との間に電気接続を形成し得る。
【００５２】
第１の端部でのカートリッジ筐体壁は、エアロゾルの通過に適合された１つ以上の貫通孔を含むことができる。
【００５３】
カートリッジ筐体は炭素材料で形成することができる。
【００５４】
電子喫煙物品は、カートリッジ筐体の少なくとも一部分を実質的に取り囲む繊維状材料を含む。
【００５５】
繊維状材料はフィルター材料であり得る。
【００５６】
電子喫煙物品は、筐体の第１の端部を越えて延出し得るフィルター延出部を備えることができる。
【００５７】
フィルター延出部は、１つ以上の風味カプセルを含むことができる。
【００５８】
多孔質炭素発熱体及びカートリッジ筐体は、電気回路を形成することができる。
【００５９】
カートリッジ筐体は、無金属のカートリッジを定義し得る。
【００６０】
カートリッジ筐体はカートリッジを定義し得、カートリッジの総乾燥質量全構成要素の大部分は炭素である。
【００６１】
電子喫煙物品は、制御筐体と接続しているカートリッジ筐体を備えることができ、カートリッジ筐体は噴霧器を含み、制御筐体は、電力源、圧力センサ、及びマイクロコントローラを含む。
【００６２】
電子喫煙物品は、多孔質炭素発熱体と無配線で電気接続している電力源を備えることができる。
本発明は、以下の実施形態を含むが、これらに限定はされない。
【００６３】
実施形態１：電子喫煙物品の噴霧器であって、多孔質炭素で形成される電気抵抗発熱体を備える、該噴霧器。
【００６４】
実施形態２：該多孔質炭素が、該電気抵抗加熱器の乾燥質量の約９０％以上を構成する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００６５】
実施形態３：該多孔質炭素の該乾燥質量が、約９０％以上炭素である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００６６】
実施形態４：該多孔質炭素中の気孔の大部分が閉気孔である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００６７】
実施形態５：該気孔の約８０容積％以上が閉気孔である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００６８】
実施形態６：該多孔質炭素発熱体が、約１秒〜約３秒の時間、約０．２アンペア〜約１２アンペアの電流に供されるときに、約１５０℃〜約５５０℃の温度に発熱するように適合される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００６９】
実施形態７：該多孔質炭素発熱体が、約０．１ｇ／ｃｍ３〜約０．７５ｇ／ｃｍ３の密度を有する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７０】
実施形態８：該多孔質炭素発熱体が、該泡状炭素発熱体の乾燥質量の約１００％以下の水性液体保持容量を有する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７１】
実施形態９：該多孔質炭素発熱体の上にコーティングされた、それによって吸収された、またはその上に吸着した、エアロゾル前駆体材料を更に含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７２】
実施形態１０：該多孔質炭素発熱体と流体連結するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７３】
実施形態１１：該エアロゾル前駆体輸送要素が、該多孔質炭素発熱体を実質的に取り囲む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７４】
実施形態１２：該エアロゾル前駆体輸送要素が繊維状材料である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７５】
実施形態１３：該エアロゾル前駆体輸送要素が毛細管を備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７６】
実施形態１４：該エアロゾル前駆体輸送要素が、該多孔質炭素発熱体の中に少なくとも部分的に埋め込まれる、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７７】
実施形態１５：該エアロゾル前駆体輸送要素が炭素繊維で形成される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７８】
実施形態１６：該炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素の乾燥質量の約８５％以上が炭素である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００７９】
実施形態１７：該炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素が炭素化布帛を含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００８０】
実施形態１８：該エアロゾル前駆体輸送要素が、エアロゾル前駆体材料を更に含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００８１】
実施形態１９：該多孔質炭素発熱体が、細長く、第１の端部を有し、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００８２】
実施形態２０：該エアロゾル前駆体輸送要素が、該多孔質炭素発熱体の該第１の端部に近接して位置付けられる、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００８３】
実施形態２１：該多孔質炭素発熱体の該第２の端部と電気的に接続している第１の端部を有し、該電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する、電気接続器を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００８４】
実施形態２２：該電気接続器が非金属製である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該噴霧器。
【００８５】
実施形態２３：電子喫煙物品のカートリッジであって、該カートリッジが、多孔質炭素で形成される細長い電気抵抗発熱体を備え、該多孔質炭素発熱体が、第１の端部と、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部と、を有する、該カートリッジ。
【００８６】
実施形態２４：該多孔質炭素が、該多孔質炭素発熱体の約９０質量％以上を構成する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００８７】
実施形態２５：該多孔質炭素の該乾燥質量が約９０％以上炭素である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００８８】
実施形態２６：該多孔質炭素発熱体が、約０．１ｇ／ｃｍ３〜約０．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００８９】
実施形態２７：該多孔質炭素発熱体と流体連結するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９０】
実施形態２８：該エアロゾル前駆体輸送要素が、該多孔質炭素発熱体を少なくとも部分的に取り囲む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９１】
実施形態２９：該エアロゾル前駆体輸送要素が炭素繊維で形成される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９２】
実施形態３０：該炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素の該乾燥質量が約８５％以上炭素である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９３】
実施形態３１：該炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素が炭素化布帛を含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９４】
実施形態３２：該エアロゾル前駆体輸送要素が、該多孔質炭素発熱体の該第１の端部に近接して位置付けられる、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９５】
実施形態３３：該多孔質炭素発熱体の該第２の端部と電気的に接続している第１の端部を有し、該電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する、電気接続器を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９６】
実施形態３４：該電気接続器が非金属製である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９７】
実施形態３５：該多孔質炭素発熱体の該第１の端部に近接する第１の端部と、該電気接続器の該第２の端部に近接する第２の端部と、を有する、筐体を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９８】
実施形態３６：該筐体の該第２の端部が、該電力源を含む制御体の第１の端部と構造的接続を形成するように適合される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【００９９】
実施形態３７：該構造的接続が、螺合接続または圧入接続である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１００】
実施形態３８：該筐体の該第１の端部が、該多孔質炭素発熱体の前記第１の端部に係合するように適合された位置合わせ凹部を含む壁を備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０１】
実施形態３９：該係合が、該多孔質炭素発熱体と該筐体との間の電気接続を形成する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０２】
実施形態４０：該第１の端部での前記筐体壁が、エアロゾルの通過に適合された１つ以上の貫通孔を含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０３】
実施形態４１：該筐体の該第２の端部がフランジを含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０４】
実施形態４２：該筐体が炭素材料で形成される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０５】
実施形態４３：該カートリッジの少なくとも一部分を取り囲む繊維状材料を更に含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０６】
実施形態４４：該繊維状材料がフィルター材料である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０７】
実施形態４５：該フィルターが、該筐体の該第１の端部を越えて延出するフィルター延出部を含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０８】
実施形態４６：フィルター延出部が、１つ以上の風味カプセルを含む、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１０９】
実施形態４７：該フィルター及び該フィルター延出部のうちの片方または両方を取り囲む包装紙またはチッピング紙を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１１０】
実施形態４８：該電気接続器、該多孔質炭素発熱体、及び該筐体が、電気回路を形成する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１１１】
実施形態４９：該電気接続器が非金属製である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１１２】
実施形態５０：該カートリッジの総乾燥質量全構成要素の大部分が炭素である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１１３】
実施形態５１：エアロゾル前駆体材料を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該カートリッジ。
【０１１４】
実施形態５２：電子喫煙物品であって、電力源と、多孔質炭素で形成される細長い電子抵抗発熱体とを備え、該多孔質炭素発熱体が、第１の端部と、該電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部と、を有する、該電子喫煙物品。
【０１１５】
実施形態５３：該多孔質炭素の該乾燥質量が、約９０％以上炭素である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１１６】
実施形態５４：該多孔質炭素発熱体と流体連結するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１１７】
実施形態５５：該エアロゾル前駆体輸送要素が炭素繊維で形成される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１１８】
実施形態５６：該炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素の該乾燥質量が約８５％以上炭素である、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１１９】
実施形態５７：該多孔質炭素発熱体の該第２の端部と電気的に接続している第１の端部を有し、該電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する、電気接続器を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１２０】
実施形態５８：該電気接続器が黒鉛で形成される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１２１】
実施形態５９：該多孔質炭素発熱体がカートリッジ筐体中に配列され、該電力源が別個の制御体の筐体中に配列される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１２２】
実施形態６０：該筐体が炭素材料で形成される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１２３】
実施形態６１：該カートリッジ筐体が、該多孔質炭素発熱体の該第１の端部に近接する第１の端部と、該電気接続器の該第２の端部に近接する第２の端部と、を有し、該筐体の該第２の端部が、該制御体の筐体の第１の端部との構造的接続を形成するために適合される、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１２４】
実施形態６２：該カートリッジ筐体の該第１の端部が、該多孔質炭素発熱体の該第１の端部に係合するように適合された位置合わせ凹部を含む壁を備え、該係合が、該多孔質炭素発熱体と該筐体との間の電気接続を形成する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１２５】
実施形態６３：該電気接続器、該多孔質炭素発熱体、及び該筐体が、電気回路を形成する、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１２６】
実施形態６４：エアロゾル前駆体材料を更に備える、前出または後出のいずれかの実施形態に記載の該電子喫煙物品。
【０１２７】
実施形態６５：電子喫煙物品であって、電力源と、多孔質炭素で形成される電子抵抗発熱体とを備え、該多孔質炭素発熱体が、該電力源と無配線で電気接続している、該電子喫煙物品。
【０１２８】
実施形態６６：エアロゾル前駆体材料を加熱し、電子喫煙物品においてエアロゾルを形成する方法であって、該電子喫煙物品のカートリッジを該電子喫煙物品の制御体に接続することであって、該制御体が、電力源、圧力センサ、電子制御器、及び制御体の筐体を備え、該カートリッジが、多孔質炭素で形成される細長い電気抵抗発熱体であって、第１の端部及び第２の反対の端部を有する該多孔質炭素発熱体、該多孔質炭素発熱体と直接接触するように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素、該多孔質炭素発熱体の該第２の端部と電気接続している第１の端部を有し、該電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有する電気接続器、ならびに、カートリッジ筐体であって、該多孔質炭素発熱体の該第１の端部に係合するように適合された位置合わせ凹部を持つ端壁を含む第１の端部、及び該電気接続器の該第２の端部に近接する第２の端部を有し、該筐体の該第２の端部が、該制御体の筐体の第１の端部と構造的接続を形成するように適合され、該電気接続器、該多孔質炭素発熱体、及び該カートリッジ筐体が、電気回路を形成する、該カートリッジ筐体、を備える、接続すること；該電子喫煙物品中で圧力変化を引き起こすことによって、該圧力センサが該電子制御器に信号を送り、該電力源から該カートリッジへの電流の流れを引き起こすこと；該多孔質炭素発熱体の発熱を引き起こすように、電流を、該カートリッジの該電気回路を通して流すこと；ならびに、該エアロゾル前駆体輸送要素中の該エアロゾル前駆体材料が、蒸発し、空気と混合され、エアロゾルを形成するようにすること、を含む、該方法。
【０１２９】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の発明を実施するための形態を、下で簡潔に説明する添付の図面と併せて読むことで明らかとなるであろう。本発明は、上述の実施形態のうちの２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの任意の組み合わせ、及び本開示に記載する任意の２つ、３つ、４つ、またはそれよりも多くの特徴または要素の組み合わせを、かかる特徴または要素が本明細書の特定の実施形態の説明において明白に組み合わされているか否かに関わらず、含む。本開示は、総合的に読まれることにより、開示される発明のいずれの分離可能な特徴または要素も、その種々の態様及び実施形態のうちのいずれにおいても、文脈上そうでないとする明確な指示がない限り、組み合わせ可能であると意図されるように見られるべきであることが意図される。
【０１３０】
本開示をこのように以上の一般用語で説明したので、ここで添付の図面を参照するが、これらは必ずしも正確な縮尺ではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本開示の実施形態に従う有用な多孔質炭素材料の図である。
【図２】個々の閉鎖セルを示す多孔質炭素の詳細な部分の図である。
【図３】セル構造及び相互関連性を示す、多孔質炭素の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。
【図４】本開示の実施形態に従う、多孔質炭素発熱体と繊維状エアロゾル前駆体輸送要素との組み合わせの図である。
【図５】本開示の更なる実施形態に従う、多孔質炭素発熱体と繊維状エアロゾル前駆体輸送要素との組み合わせの図である。
【図６】本開示の実施形態に従う、多孔質炭素発熱体と毛細管エアロゾル前駆体輸送要素との組み合わせの図である。
【図７】本開示の実施形態に従う有用な炭素化布帛の形態にあるエアロゾル前駆体輸送要素の図である。
【図８】本開示の実施形態に従う、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素の画像である。
【図９】炭素化布帛の個々の繊維を示す走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。
【図１０】エアロゾル前駆体輸送溶液の適用前の、本開示の実施形態に従う炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素の画像である。
【図１１】エアロゾル前駆体輸送溶液の適用直後の、図１０の炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素の画像である。
【図１２】エアロゾル前駆体輸送要素が多孔質炭素発熱体との接触を通して加熱されて、エアロゾル前駆体輸送溶液の一部分を取り払った後の、図１１の炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素の画像である。
【図１３】炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素と組み合わせた多孔質炭素発熱体を示す、本開示の実施形態に従う噴霧器の図である。
【図１４】本開示の実施形態に従う有用な電気接続器の図である。
【図１５】本開示の実施形態に従うカートリッジ用の筐体の図である。
【図１６ａ】本開示の実施形態に従う、周りを包む中空管フィルターを持つ筐体の図である。
【図１６ｂ】本開示の実施形態に従う、組み合わされたフィルター延出部を更に含む、図１６ａに示す筐体の図である。
【図１６ｃ】本開示の実施形態に従う、チッピング紙の外層を更に含む、図１６ｂに示す筐体の図である。
【図１７ａ】本開示の実施形態に従う、短縮した筐体の図である。
【図１７ｂ】本開示の実施形態に従う、周りを包む中空管フィルターを更に含む、図１７ａに示す筐体の図である。
【図１７ｃ】本開示の実施形態に従う、組み合わされたフィルター延出部を更に含む、図１７ｂに示す筐体の例示であり、このフィルター延出部は、部分的に透明であり、風味カプセルを中に含む。
【図１７ｄ】本開示の実施形態に従う、チッピング紙の外層を更に含む、図１７ｃに示す筐体の例示であり、このチッピング紙は、部分的に透明である。
【図１８ａ】本開示の実施形態に従う、周りを包む中空管フィルターを持つ筐体の例示であり、管フィルターは、筐体構成要素の端部を越えて延出するための長さを有する。
【図１８ｂ】本開示の実施形態に従う、組み合わされたフィルター延出部を更に含む、図１８ａに示す筐体の図である。
【図１８ｃ】本開示の実施形態に従う、チッピング紙の外層を更に含む、図１８ｂに示す筐体の図である。
【図１９】多孔質炭素発熱体要素、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素、黒鉛電気接続器、黒鉛筐体、及び筐体の上の繊維状包装紙を含む、組み立てたカートリッジを示す、本開示の実施形態に従うカートリッジの断面の図である。
【図２０】多孔質炭素発熱体要素、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素、黒鉛電気接続器、絶縁シース、及び黒鉛筐体を含む、本開示の実施形態に従うカートリッジの構成要素の分解図である。
【図２１】カートリッジ及び制御体を含む、本開示の実施形態に従う電子喫煙物品の断面の図である。
【図２２】発熱体を取り囲む炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素を持つ多孔質炭素発熱体を備える、本開示の実施形態に従う噴霧器の図である。
【図２３】発熱体と並列する炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素を持つ多孔質炭素発熱体を備える、本開示の実施形態に従う噴霧器の図である。
【図２４】発熱体と並列する２つの炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素を持つ多孔質炭素発熱体を備える、本開示の実施形態に従う噴霧器の図である。
【図２５】発熱体を取り囲む３つの炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素を持つ多孔質炭素発熱体を備える、本開示の実施形態に従う噴霧器の図である。
【発明を実施するための形態】
【０１３２】
これより、本開示を、その例示的実施形態を参照してより十分に以下に説明する。これらの例示的実施形態は、本開示が、徹底的かつ完全であり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えることとなるように、記載される。確かに、本開示は、多くの異なる形態で具体化され得るが、本明細書に記載する実施形態に限定されるように解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすことになるように、提供されている。本明細書、及び添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、文脈上明らかにそれ以外を指定するのでなければ、複数の対象も含む。
【０１３３】
本開示は、材料を加熱する（材料をかなりの程度に燃焼させないことが好ましい）ために電気エネルギーを使用して、吸入可能な物質を形成するエアロゾル送達デバイスの説明を提供するが、かかる物品は、「手持ち」デバイスと見なすのに十分に小型であることが最も好ましい。ある特定の極めて好ましい実施形態では、エアロゾル送達デバイスは、喫煙物品であることを特徴とし得る。本明細書で使用する場合、用語「喫煙物品」は、本物品またはデバイスのいかなる成分をかなりの程度燃焼させることなく、紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプの喫煙の知覚（例えば、吸入及び発散の慣行、味または風味の種類、官能効果、身体的感覚、使用慣行、可視のエアロゾルによって提供されるものなどの視覚的刺激など）のいくつかまたは全てを提供する物品またはデバイスを意味するように意図されている。本明細書で使用する場合、用語「喫煙物品」は、作動中に、物品またはデバイスが、タバコの燃焼または熱分解の副生成物から得られるエアロゾルという意味での煙を産出することを必ずしも意味するわけではなく、むしろ、物品またはデバイスが、物品またはデバイスのある特定の成分の発揮または気化から得られる蒸気（例えば、煙様として説明し得る可視のエアロゾルと見なすことができるエアロゾル中の蒸気を含む）を生むことを意味する。極めて好ましい実施形態では、喫煙物品であることを特徴とする物品またはデバイスは、タバコ及び／またはタバコ由来の成分を組み込む。
【０１３４】
本開示の物品またはデバイスはまた、蒸気産出物品、エアロゾル送達物品、または薬剤送達物品であることを特徴とし得る。故に、かかる物品またはデバイスは、１つ以上の物質（例えば、風味及び／または薬学的活性成分）を、吸入可能な形態または状態で提供するように適合させることができる。吸入可能な物質は、実質的に蒸気の形態（すなわち、その臨界点を下回る温度にて気相である物質）であり得る。吸入可能な物質は、エアロゾルの形態（すなわち、ガス中の細かい固形粒子または液滴）であり得る。簡潔性を目的として、用語「エアロゾル」は、本明細書で使用する場合、可視であるか否か、及び煙様であると見なし得る形態であるか否かに関わらず、ヒトの吸引に好適な形態または種類の蒸気、ガス、及びエアロゾルを含むことを意味する。
【０１３５】
使用では、本開示の喫煙物品は、伝統的な種類の喫煙物品（例えば、タバコの着火及び吸入によって用いられる、紙巻きタバコ、葉巻、またはパイプ）を使用することにおいて個人によって用いられる物理的動作の多くに供され得る。例えば、本開示の喫煙物品の使用者は、伝統的な種類の喫煙物品に酷似したその物品を持つこと、その物品によって産出されるエアロゾルを吸引するためにその物品の一端を吸うこと、選択された間隔で吹かすことなどが可能である。
【０１３６】
本開示の喫煙物品は、概して、外側シェルまたは本体内に提供されたある数の構成要素を含む。外側シェルまたは本体の全体的設計は様々であり得、喫煙物品の全体的なサイズ及び形状を画定している外側本体の形式または構成は様々であり得る。典型的には、紙巻タバコまたは葉巻の形状に似た細長い本体は、単一の一体型シェルから形成することができるか、あるいは、細長い本体は、２つ以上の分離可能な部品で形成してもよい。例えば、喫煙物品は、実質的に管形状であるために従来の紙巻タバコまたは葉巻の形状に似ている場合がある、細長いシェルまたは本体を備えることができる。一実施形態では、喫煙物品の構成要素の全てが１つの外側本体またはシェル内に含まれ得る。あるいは、喫煙物品は、接合され分離可能である２つ以上のシェルで構成され得る。例えば、喫煙物品は、１つ以上の再利用可能な構成要素（例えば、充電式電池、及びその物品の動作を制御するための種々の電子機器）を含むシェルを備える制御体を一端に保有し、もう一端では、使い捨ての部分（例えば、使い捨ての風味含有カートリッジ）を含むシェルが、それに取り外し可能に取り付けられ得る。単一シェル型の装置内または多部品の分離可能なシェル型の装置内における、構成要素のより具体的な形式、構成、及び配列は、本明細書で提供する更なる開示を踏まえれば明確となる。
【０１３７】
本開示の喫煙物品は、電源（すなわち、電力源）、少なくとも１つの制御構成要素（例えば、電源から物品の他の構成要素への電流を制御することなどによる、熱生成のための始動、制御、調節、及び停止電力のための手段）、発熱体または熱生成構成要素（例えば、「噴霧器」として一般に言及される電気抵抗発熱要素または構成要素）、及びエアロゾル前駆体組成物（例えば、「スモークジュース（ｓｍｏｋｅ  ｊｕｉｃｅ）」、「Ｅリキッド（ｅ−ｌｉｑｕｉｄ）」、及び「Ｅジュース（ｅ−ｊｕｉｃｅ）」として一般に言及される成分などの、十分な熱が適用されるとエアロゾルを生む能力のある液体）、及びエアロゾル吸入のために喫煙物品を吸うことを可能にする吸い口領域または先端（例えば、画定された気流が、吸う際に、生成されたエアロゾルがそこから引き出されるように物品を通過する）のある組み合わせを備えることが最も好ましい。
【０１３８】
物品内の構成要素の整列は様々であり得る。特定の実施形態では、エアロゾル前駆体組成物は、使用者へのエアロゾルの送達を最大化するように使用者の口元に近接し得る物品の端部の近傍に（例えば、ある特定の状況では、交換可能及び使い捨てであり得るカートリッジ内に）位置することができる。しかしながら、他の構成例が排除されるわけではない。概して、発熱要素は、発熱要素からの熱がエアロゾル前駆体（ならびに使用者に送達するために同様に提供され得る１つ以上の風味剤、薬剤など）を発揮させて、使用者に送達するためのエアロゾルを形成し得るように、エアロゾル前駆体組成物の十分に近傍に位置付け得る。発熱要素がエアロゾル前駆体組成物を加熱すると、消費者による吸入に好適な物理的形態でエアロゾルが形成、放出、または生成される。前述の用語は、放出する（ｒｅｌｅａｓｅ）、放出している（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）、放出する（ｒｅｌｅａｓｅｓ）、または放出された（ｒｅｌｅａｓｅｄ）への言及が、形成する（ｆｏｒｍ）または生成する（ｇｅｎｅｒａｔｅ）、形成している（ｆｏｒｍｉｎｇ）または生成している（ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）、及び放出された（ｆｏｒｍｅｄ）または生成された（ｇｅｎｅｒａｔｅｄ）を含むように、置き換え可能であることを意味することに留意すべきである。具体的には、吸収可能な物質は、蒸気もしくはエアロゾルまたはこれらの混合物の形態で放出される。加えて、種々の喫煙物品構成要素の選択は、本開示の背景技術の節に列挙した代表的な製品などの市販されている電子喫煙物品を考慮した上で理解することができる。
【０１３９】
喫煙物品は、電池または他の電力源を組み込んで、例えば、抵抗発熱、制御システムへの電力供給、インジケータへの電力供給など、物品に種々の機能性を提供するのに十分な電流を提供する。電源は種々の実施形態を呈し得る。好ましくは、電源は、抵抗ヒータを迅速に加熱してエアロゾル形成を提供し、所望の期間の使用を通して物品に電力供給するのに十分な電力を送達し得る。電源は、物品を容易に取り扱うことができるように、物品内に簡便に納まるようにサイズ決定されることが好ましく、また、好ましい電源は、望ましい喫煙体験を損なうことがないように、十分に軽量なものである。
【０１４０】
本開示の喫煙物品は、炭素系の発熱要素を特に組み込む。炭素系の発熱体は主に炭素（すなわち、発熱体の乾燥重量を基準として５０％超炭素）で形成され得る。特定の実施形態では、炭素は、発熱体の乾燥質量の約７５％以上、約８０％以上、約９０％以上、約９５％以上、または約９９％以上を構成し得る。発熱体は、故に、実質的に完全に炭素で構成されることによって定義されてもよい。発熱体は、発熱体がいずれの更なる導電性材料も含まないという点において、本質的に炭素からなるとして定義されてもよい。いくつかの実施形態では、炭素系発熱体は、発熱体の構造を形成するのに有用な１つ以上の材料を少量で含んでもよいが、それは発熱体導電性に実質的に寄与しない。例えば、結合剤材料を炭素材料に含めて、発熱体の構造の維持を補助してもよい。好ましくは、炭素系発熱体の乾燥質量は、約７５％以上、約８０％以上、約９０％以上、約９５％以上、または約９９％以上炭素である。
【０１４１】
炭素系発熱体は導電性であり、エアロゾル前駆体材料の気化に有効な温度に発熱するように、十分な抵抗を呈する。いくつかの実施形態では、抵抗は、約０．１オーム〜約２０オーム、約０．２５オーム〜約１５オーム、または約０．５オーム〜約１０オームであり得る。発熱体の抵抗は、材料、断面積、及び長さの抵抗の関数である。いくつかの実施形態では、多孔質炭素発熱体材料は、約１．０×１０−３Ω・ｍ〜約１．０×１０−４Ω・ｍの抵抗を呈し得る。炭素系発熱器はまた、約０．１アンペア〜約１５アンペア、約０．２アンペア〜約１２アンペア、または約０．２５アンペア〜約１０アンペアの電流の適用下での発熱に好適である。電圧は、約２Ｖ〜約６Ｖ、約２．２５Ｖ〜約５．５Ｖ、または約２．５Ｖ〜約５Ｖであり得る。炭素系発熱体は、約１００℃〜約６００℃、約１５０℃〜約５５０℃、または約１７５℃〜約５００℃の範囲の温度での加熱に適合させることができる。
【０１４２】
本開示の種々の実施形態に従う有用な炭素発熱器は、特に材料の物理的性質によって特徴付けられてもよい。以下で更に詳述するように、炭素系発熱体は、特に多孔質炭素材料であり得る。種々の実施形態では、多孔質炭素材料は、液体組成物の加熱を通した蒸気放出において特に有用であり得る。多孔質炭素材料は、特に、その中に吸収されたまたはその上に吸着した液体材料を効率的に放出しながら、同時に、オンデマンド型のエアロゾル化デバイスにおける使用に有利な温度範囲及び応答時間で抵抗発熱を提供することができる。いくつかの実施形態では、多孔質炭素材料は、特に泡状炭素であってもよい。本明細書におけるいくつかの例示的な実施形態では、泡状炭素を具体的に説明する。しかしながら、多孔質炭素材料の範囲は泡状炭素に限定されず、実際は本明細書に記載の特性及び機能を呈する多孔質炭素材料をいくつでも包含することができることを理解されたい。
【０１４３】
本開示に従う発熱体として有用であり得る多孔質炭素ロッド１０の図を図１に示す。示している多孔質炭素発熱体は実質的にロッド形状であるが、発熱体は、種々のサイズ及び形状をとり得る。好ましくは、多孔質炭素発熱体は、電子喫煙物品における使用に対してサイズ決定及び成型することができる。例示的な実施形態では、多孔質炭素発熱体は、細長く、第１の端部及び第２の反対の端部を有するとして定義することができる。細長い泡状炭素発熱体は、約５ｍｍ〜約３０ｍｍ、約６ｍｍ〜約２０ｍｍ、または約７ｍｍ〜約１５ｍｍの長さを有してもよい。断面形状に応じて、細長い多孔質炭素発熱体は、約０．５ｍｍ〜約７．５ｍｍ、約０．７５ｍｍ〜約７ｍｍ、または約１ｍｍ〜約５ｍｍの幅または直径を有し得る。例示的な実施形態では、約１０ｍｍの長さ及び約２ｍｍの直径を有する円筒形多孔質炭素ロッドは、最大約４〜８ｍｇのエアロゾル前駆体溶液（例えば、８５：１５：５のグリセロール：プロピレングリコール：水）を保持することができる。以下で更に考察するように、多孔質炭素の保持容量を所望のように増加させて、貯蔵されるエアロゾル前駆体溶液の量、及び形成され得るエアロゾル吸入の数を増加させることができる。
【０１４４】
多孔質炭素発熱体は、約０．００５ｇ／ｃｍ３〜約０．８ｇ／ｃｍ３、約０．０１ｇ／ｃｍ３〜約０．６ｇ／ｃｍ３、または約０．０５ｇ／ｃｍ３〜約０．４ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。多孔質炭素発熱体は、容積を基準として、約５０％〜約９５％、約６０％〜約９０％、または約７０％〜約８８％の多孔率を有し得る。例えば、一実施形態では、炭素発熱器は、約１３容積％炭素、及び８７容積％空気で構成され得る。多孔質炭素発熱体は特に、その閉鎖セル性質によって定義することができる。換言すると、多孔質炭素中の気孔またはセルは、主に閉気孔（例えば、含気気孔）である。理想的な閉気孔システムの部分の図を図２に示す。ここで見られるように、多孔質炭素１０の個々の気孔またはセル１５は、その内容物を周囲の気孔またはセルから隔離する相互接続した壁１７によって画定される。例示的な多孔質炭素１０の断面のＳＥＭ画像を図３に示す。個々の気孔またはセル１５の壁１７は淡灰色で見られ、暗い部分は、気孔またはセル間の開いた（炭素充填されていない）空間を示す。セル壁の一部は孔１２を含み、これは、例示的な多孔質炭素の気孔またはセル１５が１００％未満閉鎖していることを示す。本開示では、多孔質炭素は、約６０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約９０％以上、または約９５％以上の閉鎖セル多孔率（すなわち、閉鎖している気孔またはセルの総容積の百分率）を有することが好ましい。この閉鎖セル構造により、多孔質炭素は、高い多孔率と低い液体保持容量とを同時に有することができる。エアロゾル前駆体組成物などの極性液体に関しては、多孔質炭素発熱体は、多孔質炭素発熱体の乾燥質量の１００％以下の液体保持容量を有することができる。所望の場合、多孔質炭素発熱体中の閉鎖セルの百分率を減少させて、その保持容量を増加させてもよい。閉鎖セル多孔率は、製造業者の仕様によって定義することができ、ＡＳＴＭ  Ｃ５７７などを使用して液体透過性に関して評価してもよい。
【０１４５】
本開示に従う発熱体として有用な多孔質炭素は、任意の有用な方法に従って調製してよい。泡状炭素などの多孔質炭素材料を調製する例示的な方法、及びそれによって産出される（本明細書に開示されるデバイスにおいて有用であり得る）材料は、Ｋｌｅｔｔの米国特許第６，０３３，５０６号、Ｋｌｅｔｔらの米国特許第６，０３７，０３２号、Ｏｔｔらの米国特許第６，７２９，２６９号、及びＭｉｌｌｅｒらの米国特許第８，３７２，５１０号に記載されており、これらの開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１４６】
多孔質炭素が特に優れた導電体であり、故に噴霧器などにおける発熱要素として有用であることを、本開示のある特定の実施形態に従って見出した。いくつかの実施形態では、本明細書で別途説明するようなエアロゾル前駆体材料などの気化用材料は、例えば、コーティング、吸収、吸着などによって、多孔質炭素発熱体に直接適用してもよい。他の実施形態では、別個のエアロゾル前駆体輸送要素が提供され得る。所望の場合、エアロゾル前駆体輸送要素は、発熱体と二次的液体貯蔵要素（すなわち、液体貯蔵部）との間の流体連結を形成してもよい。好ましい実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、貯蔵部及びウィックとして同時に機能することができる。例えば、エアロゾル前駆体輸送要素は、それに適用された液体エアロゾル前駆体組成物の初期分量を有することができ、液体組成物を二次的液体貯蔵要素から輸送することもできる。これは、多孔質炭素発熱体を組み込む電子喫煙物品または他の物品における必要な要素の数を削減するのに特に有益であり得る。好ましくは、エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体と直接接触するように配列する。直接接触は様々であり得る。例えば、エアロゾル前駆体輸送要素は、１つまたは複数の離散点でのみ多孔質炭素発熱体に接触するように配列してもよい。エアロゾル前駆体輸送要素は、軸方向に、縦軸に垂直に、縦軸に対してある角度をなして、またはこれらの任意の組み合わせで、多孔質炭素発熱体を少なくとも部分的に通過するように配列してもよい。いくつかの実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体の全てまたは部分を実質的に取り囲み得る。泡状炭素発熱体に対するエアロゾル前駆体輸送要素の３つの例示的な配列を図４〜図６に示す。
【０１４７】
図４の実施形態では、多孔質炭素発熱体１０は、エアロゾル前駆体材料を用いて浸漬した繊維状糸状ウィック２２の形態にあるエアロゾル前駆体輸送要素２０と組み合わせられる泡状炭素である。糸状ウィック２２は、多孔質炭素発熱体１０中に形成された孔に通し、１回または複数回、多孔質炭素発熱体の周囲に巻き付けてもよい。
【０１４８】
図５の実施形態では、多孔質炭素発熱体１０は、多孔質炭素発熱体１０中に形成された溝の中に部分的に埋め込まれた繊維塊２３の形態にあるエアロゾル前駆体輸送要素２０と組み合わされる泡状炭素であり、この繊維塊はエアロゾル前駆体材料を用いて浸漬されている。
【０１４９】
図６の実施形態では、多孔質炭素発熱体１０は、毛細管の形態にあるエアロゾル前駆体輸送要素２０と組み合わされる泡状炭素である。具体的には、毛細管２４は、エアロゾル前駆体材料３０で満たされ、多孔質炭素発熱体１０の表面と流体連結している開放端部を有する。例えば、毛細管２４の開放端部は、多孔質炭素発熱体１０と直接接触することができるか、あるいは、毛細管から発熱体への液体の移動を可能にする距離だけ多孔質炭素発熱体から離間されていてもよい。他の実施形態では、毛細管２４の開放端部は、多孔質炭素発熱体１０中に少なくとも部分的に埋め込まれていてもよい。例示的な実施形態としては、ガラスまたは任意の他の耐熱性材料で作製される毛細管を使用することができ、毛細管はエアロゾル前駆体溶液を部分的に充填することができる。毛細管の一端は閉鎖しており、この毛細管の閉鎖端部はエアポケットを含む。毛細管の開放端部は、上記のように多孔質炭素発熱体と流体連結している。毛細管は、基板の内側に埋没しているか、あるいは外側に、例えば、多孔質炭素基板と並列して配置することができる。最初の吸入は、多孔質炭素中に存在するエアロゾル前駆体溶液の内容物を使用して生成することができる。多孔質炭素基板からの熱は、毛細管の閉鎖端部に含まれている空気を膨張させ、こうして生成された圧力が、毛細管中に含まれているエアロゾル前駆体溶液を多孔質炭素上へと押し進めるのに有効である。後続の吸入は、この追加の前駆体溶液によって産出されることになる。
【０１５０】
更なる実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、なお更なる構造で、多孔質炭素発熱体に対して位置付けることができる。例えば、エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体の全てまたは一部分を実質的に取り囲み得る。あるいは、エアロゾル前駆体輸送要素は、細長く、多孔質炭素発熱体の長さに沿って位置付けることができる。更に、本明細書で別途説明するような形状を有し、そのような材料で形成された複数の個々のエアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体に対して位置付けてもよい。
【０１５１】
本開示に従う有用なエアロゾル前駆体輸送要素は、ウィック及び液体貯蔵部に関してなど、本明細書で別途説明する種々の材料で形成することができる。好ましい実施形態では、多孔質炭素発熱体と組み合わせたエアロゾル前駆体輸送要素は、主に炭素で（すなわち、炭素を含むエアロゾル前駆体輸送要素の乾燥質量の５０％超）で形成してもよい。特定の実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素の乾燥質量の約７５％以上、約８５％以上、約９０％以上、または約９５％以上が、炭素である。例示的な実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素繊維で形成することができる。
【０１５２】
炭素繊維エアロゾル前駆体輸送要素は特に、炭素化布帛で形成することができる。例えば、天然及び／または合成繊維で形成された、繊維状粗麻、糸、または織布もしくは不織布は、材料の非炭素構成要素全てを実質的に取り払うように高熱を適用することによって炭素化してもよい。特にセルロース繊維は、炭素化布帛の形成に有用であり得る。炭素化布帛を形成するための１つの方法は、Ｈｕａｎｇらの米国公開第２００９／００１１６７３号に記載されており、この開示は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。本開示に従って使用することができる炭素化布帛は、Ｍｏｒｇａｎ  ＡＭ＆Ｔ（Ｇｒｅｅｎｖｉｌｌｅ，Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）から市販されている。
【０１５３】
炭素化布帛は、その開放セル多孔率を踏まえて、本開示に従い、エアロゾル前駆体輸送要素、貯蔵部、またはその両方として特に有用であり得る。好ましい炭素化布帛は、約８０％以上、約８５％以上、または約９０％以上の開放セル多孔率を有することができる。有用な炭素化布帛はまた、優れた液体保持容量を呈し得る。本明細書に記載のエアロゾル前駆体材料などの極性液体に関しては、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素の乾燥質量の２００％以上、４００％以上、または６００％以上の液体保持容量を呈し得る。このように、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素は、エアロゾル前駆体材料を貯蔵し、エアロゾル前駆体材料を選択的に蒸発させることができる多孔質炭素発熱体へと急速に伝達することができる。上で考察したいくつかの実施形態における多孔質炭素の性質により、多孔質炭素発熱体は、炭素化布帛からエアロゾル前駆体材料を著しく吸収しない。このように、選択的にエアロゾル前駆体材料のみが、加熱された多孔質炭素がエアロゾル前駆体材料を蒸発させるときに、多孔質炭素発熱体との接触または他の流体連結点にて、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素から引き出される。
【０１５４】
炭素化布帛１００の形態にあるエアロゾル前駆体輸送要素２０の例示的な実施形態を図７に示す。ここで見られるように、炭素化布帛１００は、以下で更に説明するように、多孔質炭素発熱体と少なくとも部分的に接触し得る内側弧面１０５を有して、実質的に弧状である。炭素化布帛１００はまた、内側弧面１０５から離間され、炭素化布帛の幅、及び反対の第２の面１２５から離間されている第１の面１２０を定義し、炭素化布帛の厚さを定義している、外側弧面１１０を有し得る。
【０１５５】
例示的な実施形態では、本開示に従う有用な炭素化布帛は、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍ、約１ｍｍ〜約３．７５ｍｍ、または約１．５ｍｍ〜約３．５ｍｍの幅を有し得る。炭素化布帛は、約０．２５ｍｍ〜約１５ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約１２ｍｍ、または約１ｍｍ〜約１０ｍｍの厚さを有し得る。炭素化布帛は、約０．１ｇ／ｃｍ３〜約０．４ｇ／ｃｍ３、約０．１５ｇ／ｃｍ３〜約０．３５ｇ／ｃｍ３、または約０．１７ｇ／ｃｍ３〜約０．３ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
【０１５６】
本開示に従うエアロゾル前駆体輸送要素として有用な炭素化布帛１００の例示的な実施形態の画像を図８に示す。ここで見られるように、炭素化布帛は、部分円板として形成することができる。かかる形状は本開示を限定するように見なされるべきではないが、かかる形状が、炭素化布帛の大幅な液体保持容量、及び多孔質炭素による貯蔵されたエアロゾル前駆体材料の気化に求められる比較的小さい接触面を利用するのに特に効果的であることを見出した。エアロゾル前駆体輸送要素の形状は、エアロゾル前駆体輸送要素の総質量を最小化することにより、そこからのエアロゾル前駆体材料の蒸発に必要とされる電力を削減するように適合させることが好ましい。更なる実施形態では、炭素化布帛は、円形、三角形、四角形、星形などの異なる断面形状を有してもよい。更に、炭素化布帛は、実質的に細長い要素であってもよい。いくつかの実施形態では、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素は、例えば、実質的にロッド型であってもよく、あるいは円形以外の断面形状を伴って同様に細長くてもよい。
【０１５７】
本開示のある特定の実施形態に有用な炭素化布帛の繊維状の性質は、図９に提供するＳＥＭ画像中に示されている。例示的な炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素の更なる画像を、図１０（乾燥状態の炭素化布帛を示す）、図１１（液体エアロゾル前駆体材料を中に吸収した炭素化布帛を示す）、及び図１２（３秒の吸入２０回の期間、例示的な喫煙物品中で加熱して、そこからエアロゾル前駆体材料の一部分を蒸発させた後の炭素化布帛を示す）に提供する。
【０１５８】
ある特定の実施形態では、炭素化布帛１００は、図１３に示すように、多孔質炭素発熱体１０に対して位置付けることができる。具体的には、多孔質炭素発熱体１０は、第１の端部１０２０、及び反対の第２の端部１０２５を有することができ、炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素１００は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に近接して位置付けることができる。多孔質炭素発熱体の実用に応じて、組み合わせた炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素は、異なる位置で提供されてもよく、異なるサイズを有してもよく、複数の要素として存在してもよい。いくつかの実施形態では、組み合わせた多孔質炭素発熱体及び炭素化布帛エアロゾル前駆体輸送要素は、噴霧器として言及することができる。かかる噴霧器は、電気接続器を更に備えてもよく、これは、好ましくは、非金属製であり、例えば、黒鉛で形成し得る。電気接続器は、多孔質炭素発熱体の第２の端部と電気接続している第１の端部を有し、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部を有し得る。かかる配列を以下で更に考察する。
【０１５９】
導電性基板として有用な更なる材料も、本開示に従って利用し得る。例えば、２０１２年３月２８日出願の米国特許出願第１３／４３２，４０６号に記載されているような導電性基板を使用してもよく、該特許出願の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１６０】
上で実質的に説明した発熱体及びエアロゾル前駆体輸送要素は、例えば電子喫煙物品の構成要素として有用であるカートリッジ中に組み込んでもよい。有益にも、本開示に従うカートリッジは、実質的に完全に炭素で形成し得る。
【０１６１】
例示的な実施形態では、カートリッジは、第１の端部と、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部とを有する、細長い電気抵抗性多孔質炭素発熱体を備えることができる。多孔質炭素発熱体は、本明細書で別途説明するように実質的に定義することができる。カートリッジはまた、多孔質炭素発熱体と直接接続または他の流体連結にあるように配列されたエアロゾル前駆体輸送要素を備えることができる。いくつかの実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体を少なくとも部分的に取り囲み得る。あるいは、エアロゾル前駆体輸送要素は、多孔質炭素発熱体との異なる空間配列にあり得、本明細書で別途説明するいずれの構造をもとることができる。好ましい実施形態では、エアロゾル前駆体輸送要素は、炭素化布帛などの炭素繊維で形成することができる。
【０１６２】
カートリッジは、図１４に示すような電気接続器３００を更に備えることができる。電気接続器３００は、多孔質炭素発熱体１０の第２の端部１０２５と電気接続している第１の端部３２０を有し得、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部３２５を有し得る。例えば、電気接続器３００の第２の端部３２５にはネジ加工することができ、故に、電子喫煙物品の制御体のネジ付き端部上に螺合するように適合させることができる。更なる実施形態では、電気接続器３００の第２の端部３２５は、電子喫煙物品の制御体の嵌合する端部上に圧入するように適合させてもよい。かかる圧入接続のための配列は、２０１３年３月１５日出願の同時継続米国特許出願第１３／８４０，２６４号に記載されおり、この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。更なる実施形態では、電気接続器の第２の端部は、別個の接続器要素との電気接続に適合させてもよく、これは、上で参照した開示におけるものなどの螺合型接続器または圧入式接続器であり得る。電気接続器は、非金属製であり得、例えば、黒鉛で形成することができる。
【０１６３】
本開示に従うカートリッジは、筐体を更に備えることができる。筐体の一実施形態を図１５に示す。筐体４００は、発熱体、エアロゾル前駆体輸送要素、及び電気接続器を含む、カートリッジの更なる内部構成要素を実質的に取り囲み得る。故に、筐体４００は、多孔質炭素発熱体の第１の端部に近接する第１の端部４２０と、電気接続器の第２の端部に近接する第２の端部４２５とを有すると説明することができる。筐体４００の第１の端部４２０は、多孔質炭素発熱体の加熱、ならびにエアロゾル前駆体輸送要素によって貯蔵及び／または輸送されるエアロゾル前駆体材料の関連する気化によって形成された筐体内部からの蒸気またはエアロゾルの通過に適合させた、１つ以上の開口部４４０を含み得る。筐体は導電性材料で形成することができる。好ましくは、筐体は非金属で形成する。例えば、筐体は黒鉛で形成することができる。
【０１６４】
いくつかの実施形態では、筐体の第２の端部は、電力源を含む制御体の第１の端部との構造的接続を形成するように適合させることができる。このため、筐体４００は、隆起フランジ４５０を含んでもよく、その内部は、制御体との螺合接続または圧入接続を形成する適合された形態であり得る。電気接続器が制御体との構造的接続を促進する実施形態では、筐体４００のフランジ４５０は、存在しない場合があり、あるいは、接続を実質的に被覆し、電気接続器及び制御体によって形成されるように機能してもよい。いくつかの実施形態では、筐体フランジ及び電気接続器の第２の端部は共に機能して、制御体との構造的接続及び／または電気接続を形成し得る。例示的な実施形態では、筐体は、約１５ｍｍ〜約３５ｍｍ、約１８ｍｍ〜約３２ｍｍ、または約２０ｍｍ〜約３０ｍｍの全長、約５ｍｍ〜約１５ｍｍ、約６ｍｍ〜約１３ｍｍ、または約７ｍｍ〜約１２ｍｍの直径、及び約０．１ｍｍ〜約２ｍｍ、約０．２５ｍｍ〜約１．７５ｍｍ、または約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍの壁厚を有することができる。フランジは、約１ｍｍ〜約８ｍｍ、約１．５ｍｍ〜約７ｍｍ、または約２ｍｍ〜約６ｍｍの幅を有してもよい。
【０１６５】
いくつかの実施形態では、筐体４００は、フィルター、及び任意選択により包装要素で被覆することができる。例えば、中空管フィルター８００（例えば、酢酸セルロースまたは同様の材料で形成される）は、図１６ａに示すように隆起フランジ４５０にフラッシュジャンクションを創出する様態で、外部筐体４００の周囲にぴったりと合わせることができる。例示的な実施形態では、管フィルターは、筐体の長さと一致する全長を有し得る。中空管フィルターは、例えば、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍ、約０．７５ｍｍ〜約３．０ｍｍ、または約１．５ｍｍ〜約２．５ｍｍの壁厚を有し得る。いくつかの実施形態では、身の詰まった効率性の低い（すなわち、非中空）フィルター延出部８２０は、筐体の第１の端部を越えて（例えば、約５ｍｍ〜約２０ｍｍ）延出してもよく、それにより、筐体及びフィルター要素（フィルター延出部８２０と組み合わせた管フィルター８００）の全長が約２０ｍｍ〜約５５ｍｍであるようになる。かかる実施形態を図１６ｂに示す。かかるフィルターを形成するのに有用な例示的な材料としては、酢酸セルロース、再生セルロース、ポリ乳酸、綿、紙、これらの組み合わせなどが挙げられる。特定の実施形態では、図１６ｃに示すように、従来の紙巻きタバコに使用されるものなどの包装紙またはチッピング紙を、フィルター要素及び外側筐体を取り囲む外部包装層８４０として使用することができる。
【０１６６】
更なる実施形態では、図１７ａに見られるように、筐体４００は、例えば、図１５に示す実施形態と比較して短縮することができる。かかる実施形態では、筐体４００は、上記と実質的に同じ直径を維持しながら、破砕性風味カプセルを含有する充填材料、及び任意選択で包装要素と組み合わせることができる。短縮した筐体は、例えば、約５ｍｍ〜約１５ｍｍ、約７ｍｍ〜約１３ｍｍ、または約９ｍｍ〜約１１ｍｍの長さを有し、約１ｍｍ〜約８ｍｍ、約１．５ｍｍ〜約７ｍｍ、または約２ｍｍ〜約６ｍｍの幅のフランジを含み得る。ある特定の実施形態では、図１７ｂに示すように、中空管フィルター８００を外部筐体４００の周囲にぴったりと合わせることによって、フラッシュジャンクションが隆起フランジ４５０によって創出されるようにする。管フィルターは、筐体の長さと一致する全長を有し得る。身の詰まった（非中空）フィルター延出部８３０は、筐体の第１の端部４２０を越えて（例えば、約１５ｍｍ〜約３０ｍｍ）延出することができ、それにより、約１４ｍｍ〜約４１ｍｍの筐体及びフィルター要素（フィルター延出部８３０と組み合わせた管フィルター８００）の全長が可能となる。フィルター延出部８３０は、図１７ｃの図においては部分的に透明である。フィルターの非中空部分は、破砕性風味カプセル８３５を含有してもよい。図１７ｃに示すように、風味カプセル８３５は、フィルター延出部８３０の直径及び長さにおいて実質的に中心であってもよいが、更なる実施形態では、カプセルは、フィルター延出部の直径及び／または長さに対して中心から外れていてもよく、複数の風味カプセルを含んでもよい。カプセルは、使用前、使用中、または使用後に粉砕されて、更なる風味要素をフィルター材料中に放出するように適合させることができる。本発明における使用に適合させることができる例示的な風味カプセル構築の材料及び風味カプセルペイロードの構成要素は、例えば、Ｉｒｂｙ，Ｊｒ．らの米国特許第３，３９０，６８６号、Ｔａｔｅｎｏらの同第４，８８９，１４４号、Ｄｕｂｅらの同第７，８１０，５０７号、Ｄｕｂｅらの同第７，８３６，８９５号、及びＣｌａｒｋらの同第８，０６６，０１１号、Ｈａｒｔｍａｎｎらの米国特許出願公開第２００９／００５０１６３号、Ｃａｒｐｅｎｔｅｒらの同第２０１１／０２７１９６８号、及びＮｏｖａｋ，ＩＩＩらの同第２０１３／００８５０５２号に記載されており、これらの開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本開示に従うデバイスと組み合わせてもよい他の例示的な風味付与要素は、２０１３年３月１３日出願の米国特許出願第１３／７９６，７２５号に記載されており、この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１６７】
特定の実施形態では、図１７ｄに示すように、従来の紙巻きタバコにおいて使用されるような包装紙またはチッピング紙を、フィルター要素及び外側筐体を取り囲む外部包装層８４０として使用することができる。外部包装層８４０は、下にある要素を示すために図１７ｄ中では部分的に透明である。
【０１６８】
更なる実施形態では、短縮した筐体は、図１７ｂに示す実施形態と同じ直径を維持しながら、筐体の端部を越えて延出し得る中空管フィルター８００で被覆することができる。特定の実施形態では、図１８ａに示すように、管フィルター８００を外部筐体の周囲にぴったりと合わせることによって、フラッシュジャンクションが隆起フランジ４５０によって創出されるようにし得る。中空管フィルターは、約１０ｍｍ〜約２５ｍｍ、約１３ｍｍ〜約２２ｍｍ、または約１５ｍｍ〜約１９ｍｍの長さを有し得る。加えて、身の詰まった効率性の低い（すなわち、非中空）フィルター延出部８２０は、中空管フィルターの端部を越えて（例えば、約５ｍｍ〜約２０ｍｍ）延出することができ、それにより、筐体４００の第１の端部４２０と図１８ｂ（図１５及び図１７ａも参照）における非中空フィルター延出部８２０との間の空所を封入し得る（図１８ａの８６０）。筐体４００及びフィルター要素（フィルター延出部８２０と組み合わせた管フィルター８００）の全長は、約１４ｍｍ〜４１ｍｍであり得る。包装紙またはチッピング紙は、中空及び非中空フィルター要素を共に単一装置として筐体４００の周囲に巻き付ける外層として使用することができる。包装紙またはチッピング紙は、２０ｍｍ〜５５ｍｍ、２５〜５０ｍｍ、または約３０ｍｍ〜４５ｍｍの長さを有し、１７ｍｍ〜６０ｍｍ、２３ｍｍ〜５５ｍｍ、または約２８ｍｍ〜５０ｍｍの円周を被覆することができる。特定の実施形態では、図１８ｃに示すように、従来の紙巻タバコに使用されるものなどの包装紙またはチッピング紙は、フィルター要素及び外側筐体を取り囲む外部包装層８４０として使用することができる。
【０１６９】
筐体の第１の端部４２０は、壁４１０（蒸気またはエアロゾルの通過のための１つ以上の開口部を含んでもよい）を備えることができる。壁は、発熱体の筐体への構造的接続及び／または電気接続を提供するように機能し得る。例えば、図１９の断面図に示されるカートリッジ６００の実施形態では、位置合わせ凹部４４５が存在し、これは、多孔質炭素発熱体１０の第１の端部１０２０に係合するように適合させることができる。
【０１７０】
本開示の実施形態に従うカートリッジの更なる構成要素も図１９に示す。具体的には、筐体４００は、多孔質炭素発熱体１０及びエアロゾル前駆体輸送要素１００、ならびに電気接続器３００を封入し得る。特定の実施形態では、シース５００を、筐体４００と、発熱体、エアロゾル前駆体輸送要素、及び電気接続器のうちの１つ以上との間に提供してもよい。シースは電気絶縁性であり得る。シースを形成するのに有用な例示的な材料としては、コルク、木材、ガラス、セラミック、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリマー材料などが挙げられる。カートリッジ６００はまた、筐体４００を実質的に取り囲むことができる包装要素５５０を含み得る。図１９に示すように、包装要素５５０は、筐体４００を、その第１の端部４２０を含んで取り囲むが、包装要素はフランジ４５０で停止する。包装要素は繊維状材料であり得る。一実施形態では、包装要素は、酢酸セルロースなどのフィルター材料であり得る。例えば、図１６ａ〜図１８Ｃに関して上で考察した実施形態を参照されたい。いくつかの実施形態では、従来の紙巻きタバコに使用されるものなどの包装紙またはチッピング紙を使用してもよく、それをフィルター材料の周囲または筐体自体の周囲に巻き付けてもよい。風味含有繊維状材料などの、カートリッジに含めることができる更なる材料は、２０１３年３月１２日出願の米国特許出願第１３／７９６，７２５号に記載されており、この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１７１】
本明細書に記載のカートリッジは、カートリッジの基材が完全な電気回路を形成することができるという点において、特に有利であり得る。例えば、電気接続器、多孔質炭素発熱体、及びカートリッジ筐体が、電気回路を形成することができる。これを図２０に更に示す。具体的には、電源からの電流は、多孔質炭素発熱体１０に向かって電気接続器３００を通過し、この多孔質炭素発熱体１０は、炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素１００においてエアロゾル前駆体材料を蒸発させる温度まで急速に発熱する。電流は、炭素発熱器１０から筐体の前壁４１０へと通る。電流は、次に、筐体４００の外壁４１５を通過し、フランジ４５０を通ってカートリッジ６００を出る。シース５００は、部分的に切り取って示すが、種々の形状及びサイズをとり得る。この実施形態に見られるように、本開示に従うカートリッジは、無金属のものとして定義することができる。より具体的には、カートリッジは、カートリッジの総乾燥質量全構成要素の大部分が炭素であるという点において定義することができ、乾燥質量とは、全ての非液体構成要素（例えば、液体エアロゾル前駆体組成物を除外する）を指す。好ましくは、カートリッジの全構成要素の総乾燥質量は、約７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、または９５％以上炭素であり得る。本明細書で別途説明するエアロゾル前駆体材料は、カートリッジに含めることができる。特定の実施形態では、エアロゾル前駆体材料は、炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素中に貯蔵され、気化のために炭素布帛から多孔質炭素発熱体へと直接送達することができる。代替的な実施形態では、繊維塊または壁付き容器などの更なる貯蔵部を含んでもよく、炭素布帛は、貯蔵部から多孔質炭素発熱体へとエアロゾル前駆体材料を輸送するように機能してもよい。本開示に従って利用し得る例示的貯蔵部及びウィッキング材料は、２０１２年６月２８日出願の米国特許出願第１３／５３６，４３８号、２０１３年１月３０日出願の米国特許出願第１３／７５４，３２４号、及び２０１３年３月１４日出願の米国特許出願第１３／８０２，９５０号に記載されており、これら開示は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。また更なる実施形態では、ＥガラスまたはＣガラスなどの異なる材料を、炭素布帛と組み合わせてまたはそれの代わりに、エアロゾル前駆体輸送要素（例えば、ウィック）として使用して、エアロゾル前駆体材料を貯蔵部から多孔質炭素発熱体へと輸送してもよい。また別の実施形態では、ＥガラスまたはＣガラスなどの代替的なエアロゾル前駆体輸送要素は、貯蔵部と輸送要素との両方として機能し得る。一実施形態では、電子喫煙物品のカートリッジは、電気抵抗発熱体、エアロゾル前駆体輸送要素、及び筐体を備えることができ、ここでは、カートリッジの総乾燥質量全構成要素の大部分は炭素である。
【０１７２】
いくつかの実施形態では、本開示に従うカートリッジは、マイクロチップ、マイクロコントローラ、または同様の電子要素を含んでもよい。例えば、有用であり得る電子構成要素は、２０１２年１０月８日出願の米国特許出願第１３／６４７，０００号、及び２０１３年３月１４日出願の米国特許出願第１３／８２６，９２９号に記載されており、これらの開示は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１７３】
本開示は特に電子喫煙物品に関し得る。特にかかる喫煙物品は、本明細書で別途説明する炭素発熱器を含むことができる。特にかかる喫煙物品は、本明細書で別途説明するカートリッジを備えることができる。ある特定の実施形態では、電子喫煙物品は、電力源と、泡状炭素などの多孔質炭素で形成される細長い電気抵抗発熱体とを備えることができ、この多孔質炭素発熱体は、第１の端部と、電力源との電気接続に適合された第２の反対の端部とを有する。電子喫煙物品はまた、本明細書で別途説明する炭素布帛などのエアロゾル前駆体輸送要素を備えることができる。電子喫煙物品は、本明細書で別途説明する黒鉛接続器などの電気接続器を更に備えることができる。電子喫煙物品は、加えて、本明細書で別途説明する黒鉛筐体などの筐体を備えることができる。また更に、電子喫煙物品は、本明細書で別途説明するシース及び／または筐体包装物を含むことができる。
【０１７４】
本開示に従う電子喫煙物品では、デバイスの全構成要素が単一の筐体中に存在することができる。ある特定の実施形態では、多孔質炭素発熱体は、カートリッジ筐体中に配列することができ、電力源は、別個の制御体の筐体中に配列することができる。
【０１７５】
喫煙物品１０００の１つの例示的な実施形態を図２１に提供する。ここで示す断面図に見られるように、喫煙物品１０００は、機能する関係で永久的にまたは取り外し可能に整列させることができる、制御体７００及びカートリッジ６００を備えることができる。制御体及びカートリッジは、圧入係合、締まり嵌め、磁気係合、螺合係合などの種々の手法による係合に適合させ得る。本開示に従って特に有用であり得る圧入係合を促進するのに有用な構成要素は、２０１３年３月１５日出願の米国特許出願第１３／８４０，２６４号に記載されており、この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１７６】
特定の実施形態では、制御体７００及びカートリッジ６００の片方または両方は、使い捨てであるとして、または再利用可能であるとして言及され得る。例えば、制御体は、交換可能な電池を有するか、または再充電可能であってもよく、故に、典型的な電気コンセントへの接続、車の充電器（すなわち、シガーソケットレセプタクル）への接続、及びＵＳＢケーブルなどを通したコンピュータへの接続を含む、任意の種類の再充電技術と組み合わせてもよい。
【０１７７】
例示する実施形態では、制御体７００は、可変的に整列させることができる、制御構成要素７０６、流量センサ７０８、及び電池７１０を含み、外部シェル７１６の遠位端部７１４にて回路基板７１２を含むことができ、この回路基板は、デバイスの機能の１つ以上のインジケータを含むことに有用である。インジケータは、様々な数で提供することができ、また異なる形状をとることができ、更には本体中の開口部であってもよい（かかるインジケータが存在する場合に音を放つためなど）。
【０１７８】
制御体７００の近位取付端部７２２は、カートリッジの第２の端部４２５への取り付けのために配列することで、それとの構造的接続及び／または電気接続を形成するようにすることができる。第１の電気的取付点７０１は、電気接続器３００との電気接続を形成するように適合させ、第２の電気的取付点７０２は、フランジ内の空洞中へと押し込まれるときに筐体４００のフランジ４５０との電気接続を形成するように適合させる。カートリッジ６００は、本明細書で別途説明するように配列する。具体的には、カートリッジ６００は、筐体４００の前壁４１０中に配列される開口部４１０を含むことで、喫煙物品１０００を吸う間に、空気及び同伴蒸気（すなわち、吸入可能な形態にあるエアロゾル前駆体組成物の成分）がカートリッジから消費者へと通ることを可能にする。喫煙物品１０００は、いくつかの実施形態では、実質的にロッド様であるか、または実質的に管形状であるか、または実質的に円筒形状であってもよい。カートリッジ６００の筐体４００は、多孔質炭素発熱体１０の第１の端部１０２０に近接する第１の端部４２０と、電気接続器３００の第２の端部３２５に近接する第２の端部４２５とを有し、筐体の第２の端部は、制御体の筐体の近位取付端部７２２との構造的接続を形成するように適合させる。
【０１７９】
カートリッジ６００は、多孔質炭素発熱体１０及び炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素１００を備える噴霧器を含む。多孔質炭素が好ましい発熱体材料ではあるが、発熱体として使用し得る更なる材料の非限定的な例としては、Ｋａｎｔｈａｌ（ＦｅＣｒＡｌ）、Ｎｉｃｈｒｏｍｅ、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）、アルミニウムでドープした二珪化モリブデン（Ｍｏ（Ｓｉ，Ａｌ）２）、及びセラミック（例えば、正の温度係数を有するセラミック）などの、他の調節可能な導電／抵抗材料が挙げられる。液体輸送要素も、液体を輸送するように構成された種々の材料から形成し得る。例えば、液体輸送要素は、いくつかの実施形態において、綿及び／または繊維ガラスを含んでもよい。制御体７００は、適当な配線または回路（図示せず）を含んで、カートリッジ６００が制御体７００と接続するときに電池７１０の多孔質炭素発熱体１０との電気接続を形成し得る。カートリッジ６００が制御体７０と接続するとき、フランジ４５０及び電気接続器３５０は、制御体７００上の電気的取付点７０１、７０２に係合して電気接続を形成することで、電流が、電池７１０から、第１の電気接触点７０１を通り、電気接続器３００へと、多孔質炭素発熱体１０を通り、筐体４００を通り、第２の電気接続器７０２へと、制御可能に流れて、完全な電気回路を形成するようにする。
【０１８０】
使用では、使用者が物品１０００を吸うと、発熱要素１０が作動し（例えば、吸入センサを介してなど）、エアロゾル前駆体組成物の構成要素が、多孔質炭素発熱体１０と炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素１００との間のジャンクションにて気化する。物品１０００を吸うことで、周囲空気がカートリッジ６００と制御体７００との間のジャンクションの周囲に進入し、制御体及びカートリッジに進入する。カートリッジ６００では、吸い込まれた空気は、形成された蒸気と組み合わされて、エアロゾルを形成する。エアロゾルは持ち去られて、カートリッジ筐体４００の前壁４１０中の開口部４４０を通過し得る。示すように、カートリッジ６００はまた、例えばフィルター材料であり得る外側包装物５５０を含み、開口部４４０を出るエアロゾルは、使用者による吸入のために包装物を通過する。
【０１８１】
本開示に従って製造することができる喫煙物品は電子喫煙物品を形成するのに有用な構成要素の種々の組み合わせを包含し得ることが理解される。例えば、本開示に従う有用であり得る代替的な発熱器は、２０１２年９月４日出願の米国特許出願第１３／６０２，８７１号に記載されており、この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。上記に加えて、代表的な発熱要素、及びその中で使用するための材料は、Ｃｏｕｎｔｓらの米国特許第５，０６０，６７１号、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，０９３，８９４号、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，２２４，４９８号、Ｓｐｒｉｎｋｅｌ  Ｊｒ．らの米国特許第５，２２８，４６０号、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，３２２，０７５号、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，３５３，８１３号、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，４６８，９３６号、Ｄａｓの米国特許第５，４９８，８５０号、Ｄａｓの米国特許第５，６５９，６５６号、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，４９８，８５５号、Ｈａｊａｌｉｇｏｌの米国特許第５，５３０，２２５号、Ｈａｊａｌｉｇｏｌの米国特許第５，６６５，２６２号、Ｄａｓらの米国特許第５，５７３，６９２号、及びＦｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第５，５９１，３６８号に記載されており、これらの開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。本開示に従う有用であり得る可変ピッチ発熱器は、米国特許出願第１３／８２７，９９４号に提供されており、この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。更に、電子喫煙物品と共に使用するための使い捨てカートリッジは、全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１２年９月５日出願の米国特許出願第１３／６０３，６１２号に開示されている。
【０１８２】
本開示に従う喫煙物品の種々の構成要素は、当該技術分野で説明されている構成要素及び市販されている構成要素から選択することができる。本開示に従って使用することができる電池の例は、米国特許出願公開第２０１０／００２８７６６号に記載されており、この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１８３】
吸入作動能力を提供することができる例示的な機構としては、ＭｉｃｒｏＳｗｉｔｃｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ，Ｉｎｃ．，Ｆｒｅｅｐｏｒｔ，Ｉｌｌ製造のＭｏｄｅｌ  １６３ＰＣ０１Ｄ３６のシリコンセンサが挙げられる。本開示に従う発熱回路に使用され得るデマンド作動式電気スイッチの更なる例は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｇｅｒｔｈらの米国特許第４，７３５，２１７号に記載されている。本喫煙物品において有用であり得るマイクロコントローラを含む電流調整回路及び他の制御構成要素の更なる説明は、全てＢｒｏｏｋｓらの米国特許第４，９２２，９０１号、同第４，９４７，８７４号、及び同第４，９４７，８７５号、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらの米国特許第５，３７２，１４８号、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第６，０４０，５６０号、Ｎｇｕｙｅｎらの米国特許第７，０４０，３１４号、２０１３年３月７日出願の米国特許出願第１３／７８８，４５５号、ならびに２０１３年３月１５日出願の米国特許出願第１３／８３７，５４２号に提供されており、これらの全ては、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１８４】
エアロゾル前駆体組成物または蒸気前駆体組成物としても言及され得るエアロゾル前駆体材料は、１つ以上の異なる構成要素を備えることができる。例えば、エアロゾル前駆体材料は、多価アルコール（例えば、グリセリン、プロピレングリコール、またはこれらの混合物）を含み得る。更なるエアロゾル前駆体組成物の代表的な種類は、Ｓｅｎｓａｂａｕｇｈ，Ｊｒ．らの米国特許第４，７９３，３６５号、Ｊａｋｏｂらの米国特許第５，１０１，８３９号、ＢｉｇｇｓらのＰＣＴ国際公開第９８／５７５５６号、及びＣｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ  ｔｈａｔ  Ｈｅａｔ  Ｉｎｓｔｅａｄ  ｏｆ  Ｂｕｒｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ，Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｍｏｎｏｇｒａｐｈ（１９８８）に記載されており、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０１８５】
また更なる構成要素を本開示の喫煙物品中で利用することができる。例えば、Ｓｐｒｉｎｋｅｌ，Ｊｒ．の米国特許第５，２６１，４２４号は、デバイスの吸い口と関連付けられ、一吸いすることと関連付けられた使用者の唇の働きを検出し、次いで加熱を誘発し得る圧電センサを開示し、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらの米国特許第５，３７２，１４８号は、吸い口を介した圧力降下に応答して加熱負荷アレイへのエネルギー流を制御するための吸入センサを開示し、Ｈａｒｒｉｓらの米国特許第５，９６７，１４８号は、挿入された構成要素の赤外線透過率の非均一性を検出する識別装置、及び構成要素がリセプタクルに挿入されると検出ルーチンを実行する制御器を含む喫煙デバイス内のリセプタクルを開示し、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第６，０４０，５６０号は、複数の差動移相を持つ規定の実行可能な電力サイクルを説明し、Ｗａｔｋｉｎｓらの米国特許第５，９３４，２８９号は、フォトニック−オプトロニック構成要素を開示し、Ｃｏｕｎｔｓらの米国特許第５，９５４，９７９号は、喫煙デバイスを通る吸引抵抗を改変するための手段を開示し、Ｂｌａｋｅらの米国特許第６，８０３，５４５号は、喫煙デバイス内で使用するための特定の電池構成を開示し、Ｇｒｉｆｆｅｎらの米国特許第７，２９３，５６５号は、喫煙デバイスと共に使用するための種々の充電システムを開示し、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許出願公開第２００９／０３２０８６３号は、充電を促進し、デバイスのコンピュータ制御を可能にする喫煙デバイスのためのコンピュータインターフェーシング手段を開示し、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許出願公開第２０１０／０１６３０６３号は、喫煙デバイスのための識別システムを開示し、Ｆｌｉｃｋによる国際公開第２０１０／００３４８０号は、エアロゾル生成システム内での吸入を表示する流体流感知システムを開示し、以上の開示の全ては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。電子エアロゾル送達物品に関連し、本物品に使用され得る材料または構成要素を開示する構成要素の更なる例としては、Ｇｅｒｔｈらの米国特許第４，７３５，２１７号、Ｍｏｒｇａｎらの米国特許第５，２４９，５８６号、Ｈｉｇｇｉｎｓらの米国特許第５，６６６，９７７号、Ａｄａｍｓらの米国特許第６，０５３，１７６号、Ｗｈｉｔｅの米国第６，１６４，２８７号、Ｖｏｇｅｓの米国特許第６，１９６，２１８号、Ｆｅｌｔｅｒらの米国特許第６，８１０，８８３号、Ｎｉｃｈｏｌｓの米国特許第６，８５４，４６１号、Ｈｏｎの米国特許第７，８３２，４１０号、Ｋｏｂａｙａｓｈｉの米国特許第７，５１３，２５３号、Ｈａｍａｎｏの米国特許第７，８９６，００６号、Ｓｈａｙａｎの米国特許第６，７７２，７５６号、Ｈｏｎの米国特許第８，１５６，９４４号、Ｈｏｎの米国特許出願公開第２００６／０１９６５１８号、同第２００９／０１２６７４５号、及び同第２００９／０１８８４９０号、Ｔｈｏｒｅｎｓらの米国特許出願公開第２００９／０２７２３７９号、Ｍｏｎｓｅｅｓらの米国特許公開第２００９／０２６０６４１号及び同第２００９／０２６０６４２号、Ｏｇｌｅｓｂｙらの米国特許公開第２００８／０１４９１１８号及び同第２０１０／００２４８３４号、Ｗａｎｇの米国特許公開第２０１０／０３０７５１８号、ならびにＨｏｎの国際公開第２０１０／０９１５９３号が挙げられる。上述のものにより開示されている種々の材料は、種々の実施形態において本デバイスに組み込まれ、上述の開示の全ては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【実施例】
【０１８６】
本発明は、以下の実施例によってより十分に例示され、これらの実施例は、本発明を例示するために示されるのであって、限定的に解釈されるべきではない。
【０１８７】
実施例１：
直径３ｍｍ及び長さ１０ｍｍの円筒形ロッドを、０．１７ｇ／ｃｍ３の泡状炭素から作製した。３つの等間隔の直径約１ｍｍの穴を炭素にドリル穿孔した。孔は発泡体の全幅を貫通した。綿繊維を、図４に示すように孔に通した。エアロゾル前駆体溶液を泡状繊維組立体に適用した。繊維は、前駆体溶液のための貯蔵部として機能した。４．２ボルト及び０．９アンペアの電流を基板に通した。３０回超のエアロゾルの吸入が生成された。
【０１８８】
実施例２：
直径３ｍｍ及び長さ１０ｍｍの円筒形ロッドを、０．１７ｇ／ｃｃの泡状炭素から作製した。直径約１．５ｍｍ及び深さ１．５ｍｍの孔を、泡状炭素の中心にドリル穿孔した。エアロゾル前駆体溶液を浸み込ませた綿ボールを、図５に示すように孔に挿入した。４．２ボルト及び０．９アンペアの電流を基板に通した。３０回超のエアロゾルの吸入が生成された。
【０１８９】
実施例３：
直径３ｍｍ及び長さ１０ｍｍの円筒形ロッドを、０．１７ｇ／ｃｍ３の泡状炭素から作製した。約２ｍｍの厚さ及び約４ｍｍの直径を有する炭素布帛で形成した円板の中心に炭素布を挿入した。組立体に適用された約０．６ｍＬのエアロゾル前駆体溶液。４．２ボルト及び０．７アンペアの電流を泡状炭素発熱体に適用すると、１２０回超のエアロゾルの吸入が生成された。泡状炭素発熱体２０１０で形成した例示的な噴霧器組立体２０００の図、及び炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素２１００を、図２２に示す。更なる例示的な噴霧器組立体を図２３〜図２５に示す。図２３において、炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素２１００は、多孔質炭素発熱体２０１０の脇に、その長さに沿って配列する。図２４において、２つの炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素２１００ａ及び２１００ｂは、多孔質炭素発熱体２０１０の２つの面の脇に、その長さに沿って配列する。図２５において、３つの炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素２１００ｃ、２１００ｄ、及び２１００ｅは、多孔質炭素発熱体２０１０を取り囲む円板として提供する。
【０１９０】
実施例４：
実質的に図１３に示す本開示の実施形態に従う噴霧器を、約８．４ｍｍの長さ、約１．４ｍｍの直径、２．５アンペアの抵抗、及び０．３ｇ／ｃｍ３の密度を有する泡状炭素で形成した多孔質炭素発熱体を使用して調製した。約２ｍｍの厚さ及び約４ｍｍの幅を有する炭素布帛エアロゾル前駆体輸送要素を使用した。約３．７Ｖの電池からの電流を泡状炭素発熱体に適用して、各々２０回の約３秒間の吸入をシミュレーションし、記録された値を２０回の吸入にわたって平均した。例示的な噴霧器を、エアロゾル溶液伝達のために繊維ガラス製ウィックの周囲に巻き付けた金属線抵抗発熱体を利用する３つの市販の電子タバコと比較した。以下の表は、各試験事例における測定した全粒子状物質（ＴＰＭ）、電流、及び出力を示す。本炭素／炭素噴霧器は、従来の噴霧器を利用するデバイスと少なくとも同じように動作した。
【０１９１】
【表１】
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【０１９２】
本開示が関連する当業者であれば、これまでの説明及び関連する図面に提示された教示の助けを借りて、本開示の多数の改変及び他の実施形態を思いつくことになるであろう。したがって、本開示は、本明細書に開示した特定の実施形態に限定されず、改変及び他の実施形態が添付の特許請求の範囲の適用範囲内に含まれるように意図される。特定の用語を本明細書に用いたが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定を目的とするものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１７ｄ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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