CN105636467B - 用于电子烟制品的碳传导衬底 - Google Patents

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Abstract

本公开提供可用于加热的组件，特别是对气溶胶前驱体溶液加热，以便汽化所述溶液并形成气溶胶。本公开尤其提供导电的多孔碳加热器。所述加热器可以与也是由碳形成的气溶胶前驱体输送元件组合。所述加热器和输送元件可以形成雾化器，所述雾化器可以是可用于电子烟制品中，例如在适合于附接至控制主体的烟弹中。在一些实施例中，本公开提供电子烟制品的烟弹，所述烟弹是基本上完全由碳形成。

Description

用于电子烟制品的碳传导衬底
技术领域
本公开涉及气溶胶递送装置，例如烟制品，且更明确地说，涉及可用 于此类装置中的电阻式加热器。所述电阻式加热器可以被构造成加热材料 以形成可吸入物质供人类消费，所述材料可以由烟草制成或得自烟草或以 其它方式结合烟草。
背景技术
多年来已经提出许多烟装置，作为对要求燃烧烟草以便使用的烟产品 的改进或替代。据称，那些装置中的许多装置已经被设计成提供与抽香烟、 雪茄或烟斗相关联的感觉，但是没有递送由烟草的燃烧产生的大量的不完 全燃烧和热解的产物。为此，已经提出利用电能来汽化或加热挥发性材料 或试图在没有将烟草燃烧到显著程度的情况下提供抽香烟、雪茄或烟斗的 感觉的众多烟产品、气味产生器和医用吸入器。例如，参见在以下各案中 描述的背景技术中陈述的各种替代烟制品、气溶胶递送装置和热产生源： Robinson等人的美国专利号7,726,320、2012年3月28日提交的美国专 利申请序列号13/432,406、2012年6月28日提交的美国专利申请序列号 13/536,438、2012年9月4日提交的美国专利申请序列号13/602,871以 及2012年10月8日提交的美国专利申请序列号13/647,000，上述各案以引用的方式并入本文中。
已采用电能来产生热以形成烟雾或气溶胶的某些烟草产品并且明确地 说是已经被称作电子香烟产品的某些产品在全世界范围内在市场上都可购 得。与传统类型的香烟、雪茄或烟斗的许多属性类似的代表性产品已有销 售，如Philip Morris Incorporated的InnoVapor LLC的ALPHA TM、JOYE 510TM和M4TM；White Cloud Cigarettes的CIRRUSTM和FLINGTM； International Inc.的COHITATM、COLIBRITM、ELITECLASSICTM、MAGNUMTM、PHANTOM TM和SENSETM；Electronic Cigarettes,Inc.的DUOPROTM、STORMTM和 Egar Australia的EGARTM；Joyetech的eGo-CTM和eGo-TTM；ElusionUK Ltd 的ELUSIONTM；Eonsmoke LLC的Green Smoke Inc.USA的GREENGreenarette LLC的GREENARETTETM；Smoke的HALLIGANTM、HENDU TM、JETTM、MAXXQTM、PINKTM和PITBULLTM；Philip Morris International,Inc. 的HEATBARTM；Crown7的HYDRO IMPERIALTM和LXETM；LOGIC Technology的LOGIC TM和THE CUBANTM；Luciano SmokesInc.的Nicotek,LLC的 Sottera,Inc.的和ONEJOYTM；SS ChoiceLLC的NO.7TM；PremiumEstore LLC的PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTETM；Ruyan America,Inc.的RAPP E-MYSTICKTM；Red Dragon Products,LLC的RED DRAGONTM；Ruyan Group(Holdings)Ltd.的The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.的SMARTCoastline Products LLC的SMOKE Smoking Everywhere,Inc.的SMOKINGVMR Products LLC 的V2CIGSTM；VaporNine LLC的VAPORNINETM；Vapor 4Life,Inc.的 E-CigaretteDirect,LLC的VEPPOTM以及R.J.Reynolds Vapor Company的其它电动气溶胶递送装置并且明确地说是已经被表征为 所谓的电子香烟的那些装置已经在以下商标名下销售：BLUTM；COOLER VISIONSTM；DIRECT E-CIGTM；DRAGONFLYTM；EMISTTM；EVERSMOKETM； HYBRID FLAMETM；KNIGHTSTICKSTM；ROYAL BLUESTM；和SOUTH BEACH SMOKETM。另外，关于制造电子烟制品的进展将是所要的。
发明内容
本公开涉及可用于气溶胶形成的材料以及其组合，特别是在电子烟制 品或类似的蒸气形成装置中。在各种实施例中，可用于气溶胶形成的材料 可以主要包括碳材料。此类材料尤其可以用于电子烟制品的烟弹中，并且 在一些实施例中，烟弹的干组份可以主要或完全由碳形成。此类构成可以 有益地提高烟弹的可抛弃性。明确地说，可以避免通常存在于电子烟制品 的烟弹中的慢降解材料，例如金属和合成聚合物组份。
在一个方面中，本公开提供由多孔碳材料(例如，碳泡沫)形成的电阻 式加热器。所述多孔碳加热器可以适合于用于电子烟制品或其组件中。例 如，在某些实施例中，本公开提供电子烟制品的雾化器。具体来说，所述 雾化器可以包括由多孔碳形成的电阻式加热器。优选地，所述多孔碳可以 占所述电阻式加热器的干质量的约90％或更多。在一些实施例中，所述电 阻式加热器基本上由多孔碳组成。在其它实施例中，所述电阻式加热器由 多孔碳组成。在其它实施例中，所述电阻式加热器可以明确地将不是多孔 碳的导电材料(例如，金属和石墨)排除在外。
用作电阻式加热元件的多孔碳可以通过特定性质来表征。例如，多孔 碳的干质量可以是约90％或更多的碳。多孔碳可以被表征为包括多个孔。 优选地，孔的大部分是闭孔。更具体来说，所述孔的按体积计的约80％或 更多可以是闭孔。在额外实施例中，多孔碳加热器可以具有约0.1g/cm3至约0.5g/cm3的密度。所述多孔碳加热器可以具有小于或等于所述多孔碳 加热器的干质量的约100％的水性液体持留容量。
在其它实施例中，多孔碳加热器可以通过在施加电流后其电阻率和有 效加热来表征。例如，多孔碳加热器可以展现出约1.0×10-3Ω·m至约 1.0×10-4Ω·m的电阻率。多孔碳加热器当在约1秒至约3秒的时间内经 受约0.2安培至约12安培的电流时可以实现约150℃至约550℃的温度。
在一些实施例中，多孔碳加热器还可以用作用于气溶胶前驱体材料的 储集器。具体来说，气溶胶前驱体材料可以通过碳泡沫加热器来容纳、涂 布于碳泡沫加热器上、被碳泡沫加热器吸收或吸附于碳泡沫加热器上。
在其它实施例中，除了多孔碳加热器之外，雾化器还可以包含气溶胶 前驱体输送元件。具体来说，气溶胶前驱体输送元件可以被布置成与多孔 碳加热器直接接触。在一些实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以环绕多 孔碳加热器。在其它实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以是纤维材料。 在额外实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以包括毛细管。在其它实施例 中，气溶胶前驱体输送元件可以至少部分地嵌入于碳泡沫加热器内。
在特定实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以由碳纤维形成。碳纤维 气溶胶前驱体输送元件可以具有约85％或更多的碳的干质量。更具体来说， 碳纤维气溶胶前驱体输送元件可以包括碳化纤维织物。气溶胶前驱体输送 元件进一步可以包括气溶胶前驱体材料。
在一些实施例中，多孔碳加热器可以是细长的，具有第一端并且具有 相对的第二端。一端或两端可以适合于与电力源电连接。
气溶胶前驱体输送元件可以呈现可用于方便气溶胶前驱体材料传送至 多孔碳加热器的多种构形。在一个实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以 是基本上弧形的以便仅部分地环绕多孔碳加热器。例如，弧形的气溶胶前 驱体输送元件可以具有与多孔碳加热器至少部分接触的内弧表面以及与所 述内弧表面隔开的外弧表面。如此形状的组件可以被描述为部分圆盘并且 可以具有从内弧表面至外弧表面测得的经界定的宽度以及从第一面至相对 的第二面测得的厚度。气溶胶前驱体输送元件可以定位成紧邻多孔碳加热 器的第一端。以上仅为一些实施例中气溶胶前驱体输送元件的本质的例示 并且不应被视为限制组件的形状。
在额外实施例中，可以利用电连接器，并且所述电连接器可以具有与 多孔碳加热器的第二端电连接的第一端并且可以具有适合于与电力源电连 接的相对的第二端。在特定实施例中，所述电连接器可以是非金属的。例 如，所述电连接器可以由石墨形成。然而，还可以使用其它导电材料。如 本文中进一步论述，可以包含额外元件以与电池、电连接器和多孔碳加热 器一起完成电路。
在另一方面中，本公开还涉及电子烟制品的烟弹。烟弹可以包括外壳 套或壳体并且可以适合于附接至控制主体。烟弹可以包含多种组件，例如 (单独地或以各种组合)加热器、液体储存元件、液体输送元件、电连接、 绝缘体和过滤材料。
在某些实施例中，根据本公开的电子烟制品的烟弹可以包括由多孔碳 (例如，碳泡沫)形成的细长的电阻式加热器，所述多孔碳加热器具有第一 端和适合于与电力源电连接的相对的第二端。烟弹还可以包含被布置成与 多孔碳加热器直接接触的气溶胶前驱体输送元件。烟弹进一步可以包括电 连接器，所述电连接器具有与多孔碳加热器的第二端电连接的第一端并且 具有适合于与电力源电连接的相对的第二端。烟弹还可以包括壳套，所述 壳套具有紧邻多孔碳加热器的第一端的第一端和紧邻电连接器的第二端的 第二端。烟弹进一步可以包括环绕烟弹的至少一部分的纤维材料。所述纤 维材料可以是过滤器，并且所述过滤器可以包含延伸到壳套的第一端之外 的过滤器延伸部。所述过滤器和/或过滤器延伸部可以包含一个或多个调味 包。烟弹还可以包括气溶胶前驱体材料。
在额外实施例中，根据本公开的烟弹可以通过可以单独地或以几种组 合来体现的多种特性来界定。例如，烟弹可以通过以下一者或多者来界定：
·多孔碳可以占多孔碳加热器的按质量计的约90％或更多；
·多孔碳的干质量可以是约90％或更多的碳；
·多孔碳加热器可以具有约0.1g/cm3至约0.5g/cm3的密度；
·气溶胶前驱体输送元件可以至少部分地环绕多孔碳加热器；
·气溶胶前驱体输送元件可以由碳纤维形成；
·碳纤维气溶胶前驱体输送元件的干质量可以是约85％或更多的碳；
·碳纤维气溶胶前驱体输送元件可以包括碳化纤维织物；
·碳化纤维织物可以是织造或非织造的；
·碳纤维气溶胶前驱体输送元件可以包括碳化纤维包、纱线或束；
·气溶胶前驱体输送元件可以是弧形的，具有与多孔碳加热器至少部 分接触的内弧表面以及与所述内弧表面隔开的外弧表面；
·气溶胶前驱体输送元件可以具有多种横截面形状，例如圆形、三角 形、正方形、星形和类似者；
·气溶胶前驱体输送元件可以定位成紧邻多孔碳加热器的第一端；
·电连接器可以是非金属的；
·电连接器可以由石墨形成；
在其它实施例中，壳套的第二端可以适合于与包含电力源的电力单元 的第一端形成结构连接。明确地说，所述结构连接可以是螺纹连接。或者， 所述结构连接可以是压入配合连接或搭扣配合连接。
在某些实施例中，壳套的第一端可以包括壁，所述壁包括适合于接合 多孔碳加热器的第一端的对准凹座。所述接合可以形成多孔碳加热器与壳 套之间的电连接。第一端处的壳套壁可以包含适合于气溶胶通过的一个或 多个通孔。
在其它实施例中，壳套的第二端可以包含凸缘。明确地说，所述凸缘 可以具有比壳套的其余部分的直径大的直径。壳套可以由碳材料形成。例 如，所述碳材料可以是石墨。
在一些实施例中，烟弹进一步可以包括环绕烟弹的至少一部分的纤维 材料。所述纤维材料可以包括过滤材料。
在某些实施例中，电连接器、多孔碳加热器和壳套可以形成电路，所 述电路还可以包含电源和一个或多个控制元件(例如，微控制器)。
根据本公开的烟弹可以以其它方式来界定。例如，烟弹可以是无金属 的。烟弹的所有组件的总干质量的大部分可以是碳。更具体来说，烟弹的 所有组件的总干质量可以是约75％或更多的碳。在示例性实施例中，根据 本公开的电子烟制品的烟弹可以包括电阻式加热器、气溶胶前驱体输送元 件和壳套，其中烟弹的所有组件的总干质量的大部分是碳。更明确地说， 此类烟弹可以是无金属的。
在另一方面中，本公开可以涉及电子烟制品。此类烟制品可以包括壳 套或壳体。具体来说，所述烟制品可以包括具有外壳套的烟弹和具有外壳 套的单独的控制主体，所述烟弹与所述控制主体是可拆卸地连接。在某些 实施例中，根据本公开的电子烟制品可以包括电力源和由多孔碳(例如，碳 泡沫)形成的细长的电阻式加热器，所述多孔碳加热器具有第一端和适合于 与所述电力源电连接的相对的第二端。所述烟制品进一步可以包括被布置 成与多孔碳加热器直接接触的气溶胶前驱体输送元件。在其它实施例中， 所述烟制品可以包括电连接器，所述电连接器具有与多孔碳加热器的第二 端电连接的第一端并且具有适合于与电力源电连接的相对的第二端。多孔 碳加热器尤其可以布置在烟弹壳套内，并且电力源尤其可以布置在单独的 控制主体壳套内。烟弹壳套可以具有紧邻多孔碳加热器的第一端的第一端 和紧邻电连接器的第二端的第二端。另外，所述壳套的第二端可以适合于 与控制主体壳套的第一端形成结构连接。在一些实施例中，烟弹壳套的第 一端可以包括壁，所述壁包括适合于接合多孔碳加热器的第一端的对准凹 座，并且所述接合可以形成多孔碳加热器与壳套之间的电连接。明确地说， 电连接器、多孔碳加热器和壳套可以形成电路。
在其它实施例中，根据本公开的电子烟制品可以包括气溶胶前驱体材 料。此外，可以就如本文中另外提供的电子烟的组件的具体描述来界定此 类电子烟制品。因此，雾化器以及其组件的描述、烟弹以及其组件的描述 以及控制主体以及其组件的描述全都可以以多种组合来应用于电子烟制 品。在一个实施例中，电子烟制品可以包括电力源和由多孔碳(例如，碳泡 沫)形成的电阻式加热器，其中所述多孔碳加热器与电力源成无金属(例如，无导线)的电连接。
在另一方面中，本公开还可以涉及(例如)在电子烟制品中加热气溶胶 前驱体材料并形成气溶胶的方法。在一个实施例中，此类方法可以包括将 电子烟制品的烟弹连接至电子烟制品的控制主体的步骤。明确地说，控制 主体可以包括电力源、压力传感器、电子控制器和控制主体壳套。所述烟 弹可以包括：由多孔碳(例如，碳泡沫)形成的细长的电阻式加热器，所述 多孔碳加热器具有第一端和相对的第二端；被布置成与多孔碳加热器直接接触的气溶胶前驱体输送元件；电连接器，所述电连接器具有与多孔碳加 热器的第二端电连接的第一端并且具有适合于与电力源电连接的相对的第 二端；以及烟弹壳套，所述烟弹壳套具有：包含端壁的第一端，所述端壁 具有适合于接合多孔碳加热器的第一端的对准凹座；以及第二端，所述第 二端紧邻电连接器的第二端，所述壳套的第二端适合于与控制主体壳套的 第一端形成结构连接，并且其中所述电连接器、多孔碳加热器和烟弹壳套 形成电路。所述方法进一步可以包括以下步骤：在电子烟制品内引起压力 变化，使得电子控制器的压力传感器信号引起电流从电力源至烟弹的流动； 使电流流经烟弹的电路以便使多孔碳加热器发热；以及使气溶胶前驱体输 送元件中的气溶胶前驱体材料汽化、与空气混合并形成气溶胶。
在各种实施例中，根据本公开的电子烟制品可以通过以下一者或多者 以任何组合来界定。
所述电子烟制品可以包括雾化器，所述雾化器包含由多孔碳形成的电 阻式加热器，所述多孔碳加热器具有第一端以及适合于与电力源电连接的 相对的第二端。
所述多孔碳可以占所述电阻式加热器的干质量的约90％或更多。
多孔碳的干质量可以是约90％或更多的碳。
多孔碳中的大部分孔可以是闭孔。
所述孔的按体积计的约80％或更多可以是闭孔。
多孔碳加热器可以适合于当在约1秒至约3秒的时间内经受约0.2安 培至约12安培的电流时加热至约150℃至约550℃的温度。
多孔碳加热器可以具有约0.1g/cm3至约0.75g/cm3的密度。
所述多孔碳加热器可以具有小于或等于碳泡沫加热器的干质量的约 100％的水性液体持留容量。
所述电子烟制品可以包括涂布于所述多孔碳加热器上、被所述多孔碳 加热器吸收或吸附于所述多孔碳加热器上的气溶胶前驱体材料。
所述电子烟制品可以包括被布置成与多孔碳加热器流体连接的气溶胶 前驱体输送元件。
气溶胶前驱体输送元件可以基本上环绕多孔碳加热器。
气溶胶前驱体输送元件可以包括毛细管。
气溶胶前驱体输送元件可以至少部分地嵌入于多孔碳加热器内。
气溶胶前驱体输送元件可以由碳纤维形成。
碳纤维气溶胶前驱体输送元件的干质量的约85％或更多可以是碳。
碳纤维气溶胶前驱体输送元件可以包括碳化纤维织物。
气溶胶前驱体输送元件可以包括气溶胶前驱体材料。
气溶胶前驱体输送元件可以定位成紧邻多孔碳加热器的第一端。
所述电子烟制品可以包括电连接器，所述电连接器具有与多孔碳加热 器的第二端电连接的第一端并且具有适合于与电力源电连接的相对的第二 端。
所述电连接器可以是非金属的。
所述电连接器可以由石墨形成。
所述电子烟制品可以包括壳套。
所述壳套可以是烟弹壳套，所述烟弹壳套具有紧邻所述多孔碳加热器 的所述第一端的第一端以及适合于与包含所述电力源的控制主体壳套的第 一端形成连接的第二端。
烟弹壳套的第一端可以包括壁，所述壁包含适合于接合多孔碳加热器 的第一端的对准凹座。
所述接合可以形成多孔碳加热器与烟弹壳套之间的电连接。
第一端处的烟弹壳套壁可以包含适合于气溶胶从中通过的一个或多个 通孔。
烟弹壳套可以由碳材料形成。
所述电子烟制品包括基本上环绕所述烟弹壳套的至少一部分的纤维材 料。
所述纤维材料可以是过滤材料。
所述电子烟制品可以包括可以延伸到壳套的第一端之外的过滤器延伸 部。
所述过滤器延伸部可以包含一个或多个调味包。
多孔碳加热器与烟弹壳套可以形成电路。
烟弹壳套可以界定无金属的烟弹。
烟弹壳套可以界定烟弹，并且其中烟弹的所有组件的总干质量的大部 分是碳。
所述电子烟制品可以包括与控制壳套连接的烟弹壳套，其中所述烟弹 壳套包含雾化器，并且其中所述控制壳套包含所述电力源、压力传感器和 微控制器。
所述电子烟制品可以包括与所述多孔碳加热器成无导线电连接的电力 源。
本发明包含(但不限于)以下实施例。
实施例1：一种用于电子烟制品的雾化器，所述雾化器包括由多孔碳 形成的电阻式加热器。
实施例2：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述多孔 碳占所述电阻式加热器的干质量的约90％或更多。
实施例3：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述多孔 碳的干质量是约90％或更多的碳。
实施例4：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述多孔 碳中的大部分孔是闭孔。
实施例5：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述孔的 按体积计的约80％或更多是闭孔。
实施例6：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述多孔 碳加热器适合于当在约1秒至约3秒的时间内经受约0.2安培至约12安培 的电流时加热至约150℃至约550℃的温度。
实施例7：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述多孔 碳加热器具有约0.1g/cm3至约0.75g/cm3的密度。
实施例8：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述多孔 碳加热器具有小于或等于碳泡沫加热器的干质量的约100％的水性液体持留 容量。
实施例9：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，进一步包括涂 布于所述多孔碳加热器上、被所述多孔碳加热器吸收或吸附于所述多孔碳 加热器上的气溶胶前驱体材料。
实施例10：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，进一步包括布 置成与所述多孔碳加热器流体连接的气溶胶前驱体输送元件。
实施例11：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述气溶 胶前驱体输送元件基本上环绕所述多孔碳加热器。
实施例12：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述气溶 胶前驱体输送元件是纤维材料。
实施例13：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述气溶 胶前驱体输送元件包括毛细管。
实施例14：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述气溶 胶前驱体输送元件至少部分地嵌入于所述多孔碳加热器内。
实施例15：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述气溶 胶前驱体输送元件由碳纤维形成。
实施例16：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述碳纤 维气溶胶前驱体输送元件的干质量的约85％或更多是碳。
实施例17：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述碳纤 维气溶胶前驱体输送元件包括碳化纤维织物。
实施例18：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述气溶 胶前驱体输送元件进一步包括气溶胶前驱体材料。
实施例19：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述多孔 碳加热器是细长的，具有第一端并且具有适合于与电力源电连接的相对的 第二端。
实施例20：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述气溶 胶前驱体输送元件被定位成紧邻所述多孔碳加热器的所述第一端。
实施例21：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，进一步包括电 连接器，所述电连接器具有与所述多孔碳加热器的所述第二端电连接的第 一端并且具有适合于与所述电力源电连接的相对的第二端。
实施例22：如任一之前或之后的实施例所述的雾化器，其中所述电连 接器是非金属的。
实施例23：一种用于电子烟制品的烟弹，所述烟弹包括由多孔碳形成 的细长的电阻式加热器，所述多孔碳加热器具有第一端以及适合于与电力 源电连接的相对的第二端。
实施例24：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述多孔碳 占所述多孔碳加热器的按质量计的约90％或更多。
实施例25：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述多孔碳 的干质量是约90％或更多的碳。
实施例26：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述多孔碳 加热器具有约0.1g/cm3至约0.5g/cm3的密度。
实施例27：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，进一步包括布置 成与所述多孔碳加热器流体连接的气溶胶前驱体输送元件。
实施例28：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述气溶胶 前驱体输送元件至少部分地环绕所述多孔碳加热器。
实施例29：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述气溶胶 前驱体输送元件由碳纤维形成。
实施例30：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述碳纤维 气溶胶前驱体输送元件的干质量是约85％或更多的碳。
实施例31：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述碳纤维 气溶胶前驱体输送元件包括碳化纤维织物。
实施例32：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述气溶胶 前驱体输送元件被定位成紧邻所述多孔碳加热器的所述第一端。
实施例33：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，进一步包括电连 接器，所述电连接器具有与所述多孔碳加热器的所述第二端电连接的第一 端并且具有适合于与所述电力源电连接的相对的第二端。
实施例34：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述电连接 器是非金属的。
实施例35：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，进一步包括壳套， 所述壳套具有紧邻所述多孔碳加热器的所述第一端的第一端和紧邻所述电 连接器的所述第二端的第二端。
实施例36：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述壳套的 所述第二端适合于与包含所述电力源的控制主体的第一端形成结构连接。
实施例37：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述结构连 接是螺纹连接或压入配合连接。
实施例38：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述壳套的 所述第一端包括壁，所述壁包含适合于接合所述多孔碳加热器的所述第一 端的对准凹座。
实施例39：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述接合形 成所述多孔碳加热器与所述壳套之间的电连接。
实施例40：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述第一端 处的所述壳套壁包含适合于气溶胶从中通过的一个或多个通孔。
实施例41：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述壳套的 所述第二端包含凸缘。
实施例42：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述壳套由 碳材料形成。
实施例43：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，进一步包括环绕 所述烟弹的至少一部分的纤维材料。
实施例44：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述纤维材 料是过滤材料。
实施例45：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述过滤器 包含延伸到所述壳套的所述第一端之外的过滤器延伸部。
实施例46：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中过滤器延伸 部包含一个或多个调味包。
实施例47：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，进一步包括环绕 所述过滤器和所述过滤器延伸部中的一者或两者的包裹纸或接装纸。
实施例48：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述电连接 器、所述多孔碳加热器和所述壳套形成电路。
实施例49：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述烟弹是 无金属的。
实施例50：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，其中所述烟弹的 所有组件的总干质量的大部分是碳。
实施例51：如任一之前或之后的实施例所述的烟弹，进一步包括气溶 胶前驱体材料。
实施例52：一种电子烟制品，包括电力源和由多孔碳形成的细长的电 阻式加热器，所述多孔碳加热器具有第一端以及适合于与所述电力源电连 接的相对的第二端。
实施例53：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 多孔碳的干质量是约90％或更多的碳。
实施例54：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，进一步包 括布置成与所述多孔碳加热器流体连接的气溶胶前驱体输送元件。
实施例55：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 气溶胶前驱体输送元件由碳纤维形成。
实施例56：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 碳纤维气溶胶前驱体输送元件的干质量是约85％或更多的碳。
实施例57：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，进一步包 括电连接器，所述电连接器具有与所述多孔碳加热器的所述第二端电连接 的第一端并且具有适合于与所述电力源电连接的相对的第二端。
实施例58：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 电连接器由石墨形成。
实施例59：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 多孔碳加热器布置在烟弹壳套内，并且所述电力源布置在单独的控制主体 壳套内。
实施例60：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 烟弹壳套由碳材料形成。
实施例61：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 烟弹壳套具有紧邻所述多孔碳加热器的所述第一端的第一端和紧邻所述电 连接器的所述第二端的第二端，并且其中所述壳套的所述第二端适合于与 所述控制主体壳套的第一端形成结构连接。
实施例62：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 烟弹壳套的所述第一端包括壁，所述壁包含适合于接合所述多孔碳加热器 的所述第一端的对准凹座，并且其中所述接合形成所述多孔碳加热器与所 述壳套之间的电连接。
实施例63：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，其中所述 电连接器、所述多孔碳加热器和所述壳套形成电路。
实施例64：如任一之前或之后的实施例所述的电子烟制品，进一步包 括气溶胶前驱体材料。
实施例65：一种电子烟制品，包括电力源和由多孔碳形成的电阻式加 热器，其中所述多孔碳加热器与所述电力源成无导线电连接。
实施例66：一种在电子烟制品中加热气溶胶前驱体材料并形成气溶胶 的方法，所述方法包括：将所述电子烟制品的烟弹连接至所述电子烟制品 的控制主体，其中所述控制主体包括：电力源、压力传感器、电子控制器 和控制主体壳套，并且其中所述烟弹包括：由多孔碳形成的细长的电阻式 加热器，所述多孔碳加热器具有第一端和相对的第二端；被布置成与所述 多孔碳加热器直接接触的气溶胶前驱体输送元件；电连接器，所述电连接 器具有与所述多孔碳加热器的所述第二端电连接的第一端并且具有适合于 与所述电力源电连接的相对的第二端；以及烟弹壳套，所述烟弹壳套具有： 包含端壁的第一端，所述端壁具有适合于接合所述多孔碳加热器的所述第 一端的对准凹座；以及第二端，所述第二端紧邻所述电连接器的所述第二 端，所述壳套的所述第二端适合于与所述控制主体壳套的第一端形成结构 连接，并且其中所述电连接器、所述多孔碳加热器和所述烟弹壳套形成电 路；在所述电子烟制品内引起压力变化，使得所述电子控制器的压力传感 器信号引起电流从所述电力源至所述烟弹的流动；使所述电流流经所述烟 弹的所述电路以便使所述多孔碳加热器发热；以及使所述气溶胶前驱体输 送元件中的所述气溶胶前驱体材料汽化、与空气混合并形成气溶胶。
通过阅读以下详细描述以及下文简要描述的附图，本公开的这些和其 它特征、方面和优点将是显而易见的。本发明包含上述实施例中的两者、 三者、四者或四者以上的任何组合以及本公开中陈述的任何两个、三个、 四个或四个以上特征或元件的组合，不管此类特征或元件是否在本文中的 特定实施例描述中明确地进行组合。希望整体地阅读本公开，使得除非上 下文另外清楚地指示，否则所公开的发明的任何可分离的特征或元件(在其 各种方面和实施例中的任一者中)应被视为既定是可组合的。
附图说明
因此，已经在前文概括地描述了本公开，现在将参考附图，附图不一 定按比例绘制，并且其中：
图1是根据本公开的实施例可用的多孔碳材料的图示；
图2是多孔碳的详细部分的图示，示出了个别的闭孔；
图3是多孔碳的扫描电子显微照片(SEM)，示出了小孔结构和互连度；
图4是根据本公开的实施例的多孔碳加热器与纤维气溶胶前驱体输送 元件的组合的图示；
图5是根据本公开的另一实施例的多孔碳加热器与纤维气溶胶前驱体 输送元件的组合的图示；
图6是根据本公开的实施例的多孔碳加热器与毛细管气溶胶前驱体输 送元件的组合的图示；
图7是根据本公开的实施例可用的呈碳化纤维织物形式的气溶胶前驱 体输送元件的图示；
图8是根据本公开的实施例的碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件的 图像；
图9是碳化纤维织物的扫描电子显微照片(SEM)，示出了其个别纤维；
图10是在施加气溶胶前驱体输送溶液之前根据本公开的实施例的碳 化纤维织物气溶胶前驱体输送元件的图像；
图11是在刚刚施加气溶胶前驱体输送溶液之后图10所示的碳化纤维 织物气溶胶前驱体输送元件的图像；
图12是在气溶胶前驱体输送元件已通过与多孔碳加热器接触而加热 以赶走一部分气溶胶前驱体输送溶液之后图11所示的碳化纤维织物气溶 胶前驱体输送元件的图像；
图13是根据本公开的实施例的雾化器的图示，示出了与碳化纤维织物 气溶胶前驱体输送元件组合的多孔碳加热器；
图14是根据本公开的实施例可用的电连接器的图示；
图15是根据本公开的实施例的烟弹的壳套的图示；
图16a是根据本公开的实施例的包裹有空心管过滤器的壳套的图示；
图16b是根据本公开的实施例的进一步包含与之组合的过滤器延伸部 的图16a中所示的壳套的图示；
图16c是根据本公开的实施例的进一步包含外部接装纸层的图16b中 所示的壳套的图示；
图17a是根据本公开的实施例的缩短壳套的图示；
图17b是根据本公开的实施例的进一步包含包裹有的空心管过滤器的 图17a中所示的壳套的图示；
图17c是根据本公开的实施例的进一步包含与之组合的过滤器延伸部 的图17b中所示的壳套的图示，所述过滤器延伸部为部分透明的并且其中 包含调味包；
图17d是根据本公开的实施例的进一步包含外部接装纸层的图17c中 所示的壳套的图示，所述接装纸为部分透明的；
图18a是根据本公开的实施例的包裹有空心管过滤器的壳套的图示， 所述管过滤器具有某长度以便延伸到壳套组件的末端之外；
图18b是根据本公开的实施例的进一步包含与之组合的过滤器延伸部 的图18a中所示的壳套的图示；
图18c是根据本公开的实施例的进一步包含外部接装纸层的图18b中 所示的壳套的图示；
图19是根据本公开的实施例的烟弹的横截面的图示，示出了包含多孔 碳加热器元件、碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件、石墨电连接器、石 墨壳套以及裹在壳套上的纤维的组装烟弹；
图20是根据本公开的实施例的烟弹的组件的分解图，所述烟弹包含多 孔碳加热器元件、碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件、石墨电连接器、 绝缘护套和石墨壳套；
图21是根据本公开的实施例的电子烟制品的横截面的图示，所述电子 烟制品包含烟弹和控制主体；
图22是根据本公开的实施例的雾化器的图示，所述雾化器包括多孔碳 加热器，其中碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件环绕所述加热器；
图23是根据本公开的实施例的雾化器的图示，所述雾化器包括多孔碳 加热器，其中碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件与所述加热器平行；
图24是根据本公开的实施例的雾化器的图示，所述雾化器包括多孔碳 加热器，其中两个碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件与所述加热器平行； 以及
图25是根据本公开的实施例的雾化器的图示，所述雾化器包括多孔碳 加热器，其中三个碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件环绕所述加热器。
具体实施方式
现在将在下文参考本公开的示例性实施例来更充分地描述本公开。描 述这些示例性实施例，使得本公开将是详尽且完整的，并且将本公开的范 围完全传达给本领域的技术人员。实际上，本公开可以体现为许多不同形 式并且不应被理解为限于本文中陈述的实施例；而是，提供这些实施例使 得本公开将满足适用的法律要求。除非上下文另外清楚指示，否则如本说 明书和所附权利要求书中所使用，单数形式“一”、“一个”、“所述”包含 多个所指物。
本公开提供使用电能来加热材料(优选地是在没有将所述材料燃烧到 任何显著程度的情况下)以形成可吸入物质的气溶胶递送装置的描述；此类 制品最优选是足够紧凑以被视为“手持型”装置。在某些非常优选的实施 例中，气溶胶递送装置可以被表征为烟制品。如本文中所使用，术语“烟 制品”打算表示在制品或装置的任何组份没有燃烧到任何实质程度的情况 下提供抽香烟、雪茄或烟斗的一些或全部的感觉(例如，吸入和吐出习惯、口味或气味的类型、感官效果、身体感觉、使用习惯、视觉提示(例如，由 可视气溶胶提供的那些提示)以及类似者)的制品或装置。如本文中所使用， 术语“烟制品”不一定表示在操作中所述制品或装置产生在由烟草的燃烧 或热解的副产物产生的气溶胶的意义上的烟雾，而是所述制品或装置得到 由所述制品或装置的某些组份的挥发或汽化产生的蒸气(例如，包含可以被 认为是可视气溶胶的气溶胶内的蒸气，可视气溶胶可以被认为是描述为类 烟雾的)。在非常优选的实施例中，被表征为烟制品的制品或装置结合了烟 草和/或得自烟草的组份。
本公开的制品或装置还可以被表征为是蒸气产生制品、气溶胶递送制 品或药剂递送制品。因此，此类制品或装置可以经调适以便以可吸入形式 或状态提供一种或多种物质(例如，调味剂和/或药物活性成分)。可吸入物 质可以基本上呈蒸气(即，在低于其临界点的温度下成气相的物质)的形式。 可吸入物质可以呈气溶胶(即，细固体颗粒或液滴在气体中的悬浮液)的形 式。为简单起见，如本文中所使用，术语“气溶胶”打算包含适合于人类吸入的形式或类型的蒸气、气体和气溶胶，不管是否可视，并且不管是否 是可以被认为是类烟雾的形式。
在使用中，本公开的烟制品可能要经历个人在使用传统类型的烟制品 (例如，通过点燃并吸入烟草而使用的香烟、雪茄或烟斗)时采用的身体动 作中的许多动作。例如，本公开的烟制品的使用者可以像传统类型的烟制 品那样拿着所述制品、在所述制品的一端抽吸以便吸入由所述制品产生的 气溶胶、按选定的时间间隔喷出等等。
本公开的烟制品一般来说包含设置在外壳体或主体内的许多组件。所 述外壳体或主体的总体设计可以变化，并且界定所述烟制品的总体大小和 形状的外主体的尺寸或构造可以变化。通常，类似香烟或雪茄的形状的细 长主体可以由单个、单式壳体形成；或者所述细长主体可以由两个或两个 以上可分离的部件形成。例如，烟制品可以包括细长壳体或主体，所述壳 体或主体的形状可以是基本上管状的并且因此类似常规香烟或雪茄的形状。在一个实施例中，烟制品的所有组件可以容纳在一个外主体或壳体内。 或者，烟制品可以包括被接合并且是可分离的两个或两个以上壳体。例如， 烟制品可以具有：在一端处的控制主体，所述控制主体包括容纳一个或多 个可再用组件(例如，可再充电电池和用于控制所述制品的操作的各种电子 器件)的壳体；以及在另一端处并且可移除地附接至其的壳体，所述壳体容 纳可抛弃部分(例如，可抛弃的容纳调味剂的烟弹)。鉴于本文中提供的进一步公开，单壳体类型的单元内或多件式可分离壳体类型的单元内的组件 的更多特定尺寸、构造和布置将是明显的。
本公开的烟制品最优选地包括以下各者的某一组合：电源(即，电力 源)；至少一个控制组件(例如，用于(例如)通过控制从电源至所述制品的 其它组件的电流流动而致动、控制、调节和停止用于热产生的电力的构件)； 加热器或热产生组件(例如，通常被称作“雾化器”的电阻式加热元件或组 件)；以及气溶胶前驱体组合物(例如，通常是在施加了足够的热之后能够 得到气溶胶的液体，例如通常被称作“烟油”、“电子液体”和“电子油” 的成份)；以及嘴端区或尖端，用于允许对烟制品抽吸以吸入气溶胶(例如， 穿过所述制品的经界定的气流路径，使得所产生的气溶胶在抽吸之后可以 从中抽出)。
所述制品内的组件的对准可以变化。在特定实施例中，气溶胶前驱体 组合物可以位于制品的一端附近(例如，烟弹内，所述烟弹在某些情形中可 以是可更换以及可抛弃的)，所述端可以是接近使用者的嘴以便最大化对使 用者的气溶胶递送。然而，不排除其它构造。一般来说，加热元件可以被 定位成足够接近所述气溶胶前驱体组合物，使得来自加热元件的热可以使 气溶胶前驱体(以及可以同样地用于递送给使用者的一种或多种调味剂、药 剂或类似者)挥发并且形成气溶胶以供递送给使用者。当加热元件对气溶胶 前驱体组合物加热时，以适合于被消费者吸入的物理形式形成、释放或产 生气溶胶。应指出，前述术语既定是可互换的，使得对释放、释放了、释 放出或所释放的提及包含形成或产生、形成了或产生了、形成出或产生出 以及所形成或所产生。具体来说，可吸入物质是以蒸气或气溶胶或其混合 物的形式释放。另外，在考虑了市售的电子烟制品(例如，在本公开的背景技术部分中列出的那些代表性产品)之后可以了解到对各种烟制品组件的 选择。
烟制品结合电池或其它电力源以提供足以向所述制品提供各种功能性 (例如，电阻加热、控制系统的供电、指示器的供电以及类似者)的电流。 所述电源可以呈现各种实施例。优选地，所述电源能够递送足够的电力以 快速地加热所述加热部件以便形成气溶胶，并且通过在所要的持续时间内 使用来对所述制品供电。所述电源优选地经设定大小以方便地配合在制品 内，使得可以容易地处置所述制品；并且另外，优选电源是足够轻质的而不会有损所要的吸烟体验。
目前公开的烟制品特别地结合了基于碳的加热元件。所述基于碳的加 热器可以是主要由碳形成(即，基于加热器的干重，大于50％的碳)。在特 定实施例中，碳可以占到加热器的干质量的约75％或更多、约80％或更多、 约90％或更多、约95％或更多、或约99％或更多。所述加热器因此可以通过 基本上完全包括碳来界定。所述加热器可以被界定为基本上由碳组成，因 为所述加热器不包含任何其它的导电材料。在一些实施例中，基于碳的加热器可以包含可用于形成加热器的结构但并未实质上有助于加热器的导电 性的小含量的一种或多种材料。例如，粘合剂材料可以随碳材料一起包含 以辅助维持加热器的结构。优选地，基于碳的加热器的干质量是约75％或 更多、约80％或更多、约90％或更多、约95％或更多、或约99％或更多的碳。
基于碳的加热器为导电的并且展现出足够的电阻以便加热至可用于气 溶胶前驱体材料的汽化的温度。在一些实施例中，所述电阻可以是约0.1 欧姆至约20欧姆、约0.25欧姆至约15欧姆或约0.5欧姆至约10欧姆。 所述加热器的电阻随材料的电阻率、横截面积和长度而变。在一些实施例 中，多孔碳加热器材料可以展现出约1.0×10-3Ω·m至约1.0×10-4Ω·m 的电阻率。基于碳的加热器还适合于在约0.1安培至约15安培、约0.2安 培至约12安培或约0.25安培至约10安培的电流的施加下进行加热。电压 可以是约2V至约6V、约2.25V至约5.5V或约2.5V至约5V。基于碳的加 热器可以适合于在约100℃至约600℃、约150℃至约550℃或约175℃ 至约500℃的温度范围中加热。
根据本公开的各种实施例可用的碳加热器可以特别通过材料的物理本 质来表征。如下文进一步描述，基于碳的加热器可以特别是多孔碳材料。 在各种实施例中，多孔碳材料可能特别可用于通过加热液体组合物而使蒸 气演变。多孔碳材料具体来说可以有效地释放吸收于其中或吸附于其上的 液体材料，同时在有利于用在按需雾化装置中的温度范围和响应时间下提 供电阻加热。在一些实施例中，多孔碳材料可以特别是碳泡沫。在本文中 的一些示例性实施例中，具体地描述碳泡沫。然而，应理解，多孔碳材料 的范围不限于碳泡沫并且实际上可以包含展现出如本文中所描述的性质和 功能的任何数目的多孔碳材料。
根据本公开可以是可用作加热器的多孔碳棒10的图示示出于图1中。 虽然所示的多孔碳加热器是基本上棒状的，但是所述加热器可以呈现多种 大小和形状。优选地，多孔碳加热器可以被设定大小和整形以便用于电子 烟制品中。在示例性实施例中，多孔碳加热器可以是细长的并且被界定为 具有第一端和相对的第二端。细长的碳泡沫加热器可以具有约5mm至约 30mm、约6mm至约20mm或约7mm至约15mm的长度。取决于横截面形 状，细长的多孔碳加热器可以具有约0.5mm至约7.5mm、约0.75mm至 约7mm或约1mm至约5mm的宽度或直径。在示例性实施例中，具有约 10mm的长度和约2mm的直径的圆柱形多孔碳棒可以容纳高达约4mg至8 mg的气溶胶前驱体溶液(例如，85:15:5–甘油:丙二醇:水)。如下 文进一步论述，在需要时可以增加多孔碳的持留容量以增加所储存的气溶 胶前驱体溶液的量以及可以形成的气溶胶喷烟口数。
多孔碳加热器可以具有约0.005g/cm3至约0.8g/cm3、约0.01g/cm3至约0.6g/cm3或约0.05g/cm3至约0.4g/cm3的密度。多孔碳加热器可以 具有基于体积的约50％至约95％、约60％至约90％或约70％至约88％的孔隙度。 例如，在一个实施例中，碳加热器可以包括按体积计的约13％的碳和按体 积计的87％的空气。多孔碳加热器尤其可以通过其闭孔本质来界定。换句 话说，多孔碳中的孔或小孔主要是闭孔(例如，充满空气的孔)。理想的闭 孔系统的区段的图示示出于图2中。如其中所见，多孔碳10的个别孔或小 孔15通过互连壁17界定，所述壁将其内含物与周围的孔或小孔隔离。示 例性多孔碳10的横截面的SEM图像示出于图3中。个别孔或小孔15的壁 17所见为浅灰色的，并且暗的部分示出了孔或小孔之间的开放(未填充有 碳)空间。一些小孔壁包含细孔12，并且这表明示例性多孔碳的孔或小孔15达不到100％闭合。在本公开中，多孔碳优选地具有约60％或更大、约75％ 或更大、约80％或更大、约90％或更大或约95％或更大的闭孔孔隙度(即， 闭合的孔或小孔的总体积的百分数)。由于闭孔结构，多孔碳可以同时具有 高的孔隙度和低的液体持留容量。关于极性液体，例如气溶胶前驱体组合 物，多孔碳加热器可以具有小于或等于多孔碳加热器的干质量的100％的液 体持留容量。如果需要，可以减小多孔碳加热器中闭孔的百分数以增加其 持留容量。闭孔孔隙度可以通过制造商说明书界定并且可以就液体渗透性 来进行评估，例如使用ASTM C577)。
可以根据任何可用方法来制备根据本公开可用作加热器的多孔碳。制 备多孔碳材料(例如，碳泡沫)的示例性方法以及由此产生的材料(所述材料 可以是可用于如目前在本文中公开的装置中)描述于Klett的美国专利号 6,033,506、Klett等人的美国专利号6,037,032、Ott等人的美国专利号 6,729,269以及Miller等人的美国专利号8,372,510中，所述专利的公开 内容以全文引用的方式并入本文中。
根据本公开的某些实施例，已发现多孔碳是特别好的电导体并且因此 可用作加热器元件，例如在雾化器中。在一些实施例中，用于汽化的材料， 例如本文中另外描述的气溶胶前驱体材料，可以直接施加于多孔碳加热器， 例如，通过涂布、吸收、吸附或类似者。在其它实施例中，可以提供单独 的气溶胶前驱体输送元件。如果需要，气溶胶前驱体输送元件可以在加热 器与辅液体储存元件(即，液体储集器)之间形成流体连接。在优选实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以同时用作储集器与芯。例如，气溶胶前驱 体输送元件可以具有施加于其的液体气溶胶前驱体组合物的初始进料并且 还可以输送来自辅液体储存元件的液体组合物。这可能特别有益于减少电 子烟制品或结合了多孔碳加热器的其它制品中的必要元件的数目。优选地， 气溶胶前驱体输送元件被布置成与多孔碳加热器直接接触。所述直接接触 可以改变。例如，气溶胶前驱体输送元件可以被布置成仅在一个或多个离 散点处接触多孔碳加热器。气溶胶前驱体输送元件可以被布置成轴向地、 垂直于纵轴、与纵轴成角度或其任何组合来至少部分地通过多孔碳加热器。 在一些实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以基本上环绕多孔碳加热器的 全部或一部分。气溶胶前驱体输送元件相对于碳泡沫加热器的三种示例性 布置示出于图4至图6中。
在图4的实施例中，多孔碳加热器10为与呈纤维纱芯22形式的气溶 胶前驱体输送元件20组合的碳泡沫，所述纱芯被气溶胶前驱体材料浸透。 纱芯22可以穿过在多孔碳加热器10中形成的细孔并且包裹多孔碳加热器 一次或多次。
在图5的实施例中，多孔碳加热器10为与呈纤维块23形式的气溶胶 前驱体输送元件20组合的碳泡沫，所述纤维块部分地嵌入于在多孔碳加热 器10中形成的凹槽中，所述纤维块被气溶胶前驱体材料浸透。
在图6的实施例中，多孔碳加热器10为与呈毛细管形式的气溶胶前驱 体输送元件20组合的碳泡沫。具体来说，毛细管24填充有气溶胶前驱体 材料30并且具有与多孔碳加热器10的表面流体连接的开口端。例如，毛 细管24的开口端可以与多孔碳加热器10直接接触或者可以与多孔碳加热 器隔开一段距离，使得液体可以从毛细管移动至加热器。在其它实施例中， 毛细管24的开口端可以至少部分嵌入于多孔碳加热器10中。作为示例性 实施例，可以使用由玻璃或任何其它热稳定材料制成的毛细管，并且所述 毛细管可以部分地填充有气溶胶前驱体溶液。毛细管的一端是封闭的，并 且毛细管的封闭端含有气穴。如上文所论述，毛细管的开口端与多孔碳加 热器流体连接。毛细管可以埋入于衬底内部或可以在外部，例如，平行于 多孔碳衬底来放置。可以使用多孔碳中存在的一定含量的气溶胶前驱体溶 液来产生初始喷烟。来自多孔碳衬底的热将使容纳于毛细管的封闭端中的 空气膨胀，并且因此产生的压力可用于将容纳于毛细管中的气溶胶前驱体 溶液驱迫至多孔碳上。随后的喷烟将通过此额外前驱体溶液来产生。
在其它实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以相对于多孔碳加热器定 位成甚至更多的构形。例如，气溶胶前驱体输送元件可以基本上环绕多孔 碳加热器的全部或一部分。或者，气溶胶前驱体输送元件可以是细长的并 且沿着多孔碳加热器的长度定位。此外，具有如本文中另外描述的形状并 且由如本文中另外描述的材料形成的多个个别气溶胶前驱体输送元件可以 相对于多孔碳加热器定位。
如本文中另外描述，根据本公开可用的气溶胶前驱体输送元件可以由 多种材料形成，例如关于芯和液体储集器。在优选实施例中，与多孔碳加 热器组合的气溶胶前驱体输送元件也主要由碳形成(即，气溶胶前驱体输送 元件的干质量的50％以上包括碳)。在特定实施例中，气溶胶前驱体输送元 件的干质量的约75％或更多、约85％或更多、约90％或更多、或约95％或更 多为碳。在示例性实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以由碳纤维形成。
碳纤维气溶胶前驱体输送元件尤其可以由碳化纤维织物形成。例如， 由天然和/或合成纤维形成的纤维束、纱线或织造或非织造织物可以通过施 加高热以便基本上赶走所述材料的所有非碳组份而碳化。纤维素纤维尤其 可以可用于形成碳化纤维织物。用于形成碳化纤维织物的一种方法在Huang 等人的美国公布号2009/0011673中公开，所述公布的公开内容以全文引用 的方式并入本文中。根据本公开可以使用的碳化纤维织物可购自Morgan AM&T(南卡罗来纳州格林维尔)。
根据本公开，鉴于其开孔孔隙度，碳化纤维织物可以尤其可用作气溶 胶前驱体输送元件、储集器或两者。优选的碳化纤维织物可以具有约80％ 或更大、约85％或更大或约90％或更大的开孔孔隙度。可用的碳化纤维织物 还可以展现出大的液体持留容量。关于极性液体，例如如本文中所描述的 气溶胶前驱体材料，碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件可以展现出碳化 纤维织物气溶胶前驱体输送元件的干质量的200％或更大、400％或更大、或 600％或更大的液体持留容量。因而，碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件 可以储存气溶胶前驱体材料并将气溶胶前驱体材料快速地传送至多孔碳加 热器，所述多孔碳加热器可以优先地汽化气溶胶前驱体材料。由于在如上 文论述的一些实施例中多孔碳的本质，多孔碳加热器不会显著地从碳化纤 维织物吸收气溶胶前驱体材料。因而，在受热的多孔碳汽化气溶胶前驱体 材料时，气溶胶前驱体材料优先地仅在与多孔碳加热器的接触点或其它流 体连接处从碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件被抽出。
呈碳化纤维织物100的形式的气溶胶前驱体输送元件20的示例性实施 例示出于图7中。如其中所见，碳化纤维织物100为基本上弧形的，具有 内弧表面105，如下文进一步描述，所述表面可以与多孔碳加热器至少部 分接触。碳化纤维织物100还可以具有：外弧表面110，所述外弧表面与 内弧表面105隔开并且界定碳化纤维织物的宽度；以及第一面120，所述 第一面与相对的第二面125隔开并且界定碳化纤维织物的厚度。
在示例性实施例中，根据本公开可用的碳化纤维织物可以具有约0.5 mm至约4mm、约1mm至约3.75mm或约1.5mm至约3.5mm的宽度。碳 化纤维织物可以具有约0.25mm至约15mm、约0.5mm至约12mm或约1mm 至约10mm的厚度。碳化纤维织物可以具有约0.1g/cm3至约0.4g/cm3、 约0.15g/cm3至约0.35g/cm3或约0.17g/cm3至约0.3g/cm3的密度。
根据本公开可用作气溶胶前驱体输送元件的碳化纤维织物100的示例 性实施例的图像示出于图8中。如其中所见，碳化纤维织物可以形成为部 分圆盘。虽然此类形状不应被视为限制本公开，但是已发现此类形状对于 利用碳化纤维织物的大液体持留容量以及所储存的气溶胶前驱体材料通过 多孔碳的汽化所需的相对较小的接触表面特别有效。气溶胶前驱体输送元 件的形状优选地适合于最小化气溶胶前驱体输送元件的总质量并且因此减 少汽化来自其的气溶胶前驱体材料所必需的电力。在其它实施例中，碳化 纤维织物可以具有不同的横截面形状，例如圆形、三角形、正方形、星形 或类似者。此外，碳化纤维织物可以是基本上细长的元件。在一些实施例 中，碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件可以是(例如)基本上棒状的，或 同样为细长的但具有圆形之外的横截面形状。
在本公开的某些实施例中可用的碳化纤维织物的纤维本质在图9中提 供的SEM图像中示出。示例性碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件的其它 图像提供于图10(示出了干燥状态下的碳化纤维织物)、图11(示出了其 中吸收了液体气溶胶前驱体材料的碳化纤维织物)和图12(示出了在用于 三秒持续时间的二十次喷烟的示例性烟制品中在加热以汽化来自其的一部 分气溶胶前驱体材料之后的碳化纤维织物)中。
在某些实施例中，如图13中所示，碳化纤维织物100可以相对于多孔 碳加热器10来定位。具体来说，多孔碳加热器10可以具有第一端1020和 相对的第二端1025，并且碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件100可以定 位成紧邻多孔碳加热器的第一端。取决于多孔碳加热器的实际使用，组合 的碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件可以设置在不同位置处，可以具有 不同的大小，并且可以呈现为多个元件。在一些实施例中，组合的多孔碳 加热器与碳化纤维织物气溶胶前驱体输送元件可以被称作雾化器。此类雾 化器可以进一步包括电连接器，所述电连接器优选地可以是非金属的并且 (例如)可以由石墨形成。所述电连接器可以具有与多孔碳加热器的第二端 电连接的第一端并且具有适合于与电力源电连接的相对的第二端。在下文 进一步论述此类布置。
根据本公开，还可以利用可用作传导衬底的其它材料。例如，可以使 用如2012年3月28日提交的美国专利申请号13/432,406中描述的传导衬 底，并且所述专利申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
如上文大体描述的加热器和气溶胶前驱体输送元件可以结合至可用作 (例如)电子烟制品的组件的烟弹中。有益地，根据本公开的烟弹可以基本 上完全由碳形成。
在示例性实施例中，烟弹可以包括细长的、电阻式多孔碳加热器，所 述加热器具有第一端和适合于与电力源电连接的相对的第二端。可以基本 上如本文中另外描述地来界定多孔碳加热器。烟弹还可以包括被布置成与 多孔碳加热器直接接触或成其它流体连接的气溶胶前驱体输送元件。在一 些实施例中，气溶胶前驱体输送元件可以至少部分地环绕多孔碳加热器。 或者，如本文中另外描述，气溶胶前驱体输送元件可以与多孔碳加热器成 不同的空间布置并且可以呈现任何结构。在优选实施例中，气溶胶前驱体 输送元件可以由碳纤维(例如，碳化纤维织物)形成。
烟弹进一步可以包括如图14中所示的电连接器300。电连接器300可 以具有与多孔碳加热器10的第二端1025电连接的第一端320并且可以具 有适合于与电力源电连接的相对的第二端325。例如，电连接器300的第 二端325可以是有螺纹的并且因此适合于拧到电子烟制品的控制主体的螺 纹端上。在其它实施例中，电连接器300的第二端325可以适合于压入配 合至电子烟制品的控制主体的配接端上。用于此类压入配合连接器的布置 描述于2013年3月15日提交的同在申请中的美国专利申请号13/840,264 中，所述申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。在其它实施例中， 电连接器的第二端可以适合于与单独的连接器元件电连接，此类连接器可 以是螺钉型连接器或压入配合连接器，例如在以上引用的公开中。所述电 连接器可以是非金属的并且可以(例如)可以由石墨形成。
根据本公开的烟弹进一步可以包括壳套。壳套的一个实施例示出于图 15中。壳套400可以基本上环绕烟弹的其它内部组件，包含加热器、气溶 胶前驱体输送元件和电连接器。因此，壳套400可以被描述为具有紧邻多 孔碳加热器的第一端的第一端420和紧邻电连接器的第二端的第二端425。 壳套400的第一端420可以包含适合于来自壳套的内部的蒸气或气溶胶通 过的一个或多个开口440，所述蒸气或气溶胶是通过多孔碳加热器的加热 和通过气溶胶前驱体输送元件储存和/或输送的气溶胶前驱体材料的相关 联汽化而形成。壳套可以由导电材料形成。优选地，壳套由非金属形成。 例如，壳套可以由石墨形成。
在一些实施例中，壳套的第二端可以适合于与控制主体的第一端形成 结构连接，所述控制主体包含电力源。因而，壳套400可以包含凸起的凸 缘450，并且其内部可以适合于与控制主体形成螺纹连接或压入配合连接。 在其中所述电连接器促使与控制主体的结构连接的实施例中，壳套400的 凸缘450可以不存在或可以用以基本上覆盖所述连接并且由所述电连接器 和所述控制主体形成。在一些实施例中，所述壳套凸缘和电连接器的第二端可以一起用以与控制主体形成结构和/或电连接。在示例性实施例中，壳 套可以具有约15mm至约35mm、约18mm至约32mm或约20mm至约30mm 的总长度、约5mm至约15mm、约6mm至约13mm或约7mm至约12mm 的直径以及约0.1mm至约2mm、约0.25mm至约1.75mm或约0.5mm至 约1.5mm的壁厚度。凸缘可以具有约1mm至约8mm、约1.5mm至约7mm 或约2mm至约6mm的宽度。
在一些实施例中，壳套400可以覆盖有过滤器并且任选地覆盖有包裹 元件。例如，空心管过滤器800(例如，由醋酸纤维素或类似材料形成)可 以围绕外部壳套400以产生如图16a中所示的与凸起的凸缘450的齐平接 合的方式来装配。在示例性实施例中，所述管过滤器可以具有与壳套的长 度匹配的总长度。空心管过滤器可以具有(例如)约0.5mm至约4mm、约 0.75mm至约3.0mm或约1.5mm至约2.5mm的壁厚度。在一些实施例中， 满的低效(即，非空心)过滤器延伸部820可以延伸到壳套的第一端之外(例 如，超出约5mm至约20mm)，由此使壳套与过滤器元件(管过滤器800与 过滤器延伸部820组合)的总长度可以为约20mm至约55mm。此类实施例 示出于图16b中。可用于形成此类过滤器的示例性材料包含醋酸纤维素、 再生纤维素、聚乳酸、棉、纸、其组合以及类似者。在特定实施例中，如 图16c中所示，包裹纸或接装纸(例如用在常规香烟中)可以用作环绕过滤 器元件和外壳套的外部包裹层840。
在其它实施例中，如图17a中所见，壳套400相对于(例如)图15中所 示的实施例可以变短。在此类实施例中，壳套400可以与含有可破裂的调 味包和任选地存在的包裹元件的过滤器材料组合，同时维持如上文所描述 的基本上相同的直径。变短的壳套可以具有(例如)约5mm至约15mm、约 7mm至约13mm或约9mm至约11mm的长度并且含有宽度约1mm至约8mm、 约1.5mm至约7mm或约2mm至约6mm的凸缘。在某些实施例中，如图 17b中所示，空心管过滤器800可以围绕外部壳套400来装配，使得与凸 起的凸缘450产生齐平的接合。所述管过滤器可以具有与壳套的长度匹配 的总长度。满的(非空心)过滤器延伸部830可以延伸到壳套的第一端420 之外(例如，超出约15mm至约30mm)，由此使壳套与过滤器元件(管过滤器800与过滤器延伸部830组合)的总长度可以为约14mm至约41mm。在 图17c的图示中，过滤器延伸部830是部分透明的。过滤器的非空心部分 可以含有可破裂的调味包835。如图17c中所示，调味包835可以基本上 居中定位于过滤器延伸部830的直径和长度内；然而，在其它实施例中， 调味包可以相对于过滤器延伸部的直径和/或长度偏离中心，并且可以包含多个调味包。调味包可以适合于在使用之前、期间或之后被压碎以将额外 气味元件释放至过滤器材料中。可以适合于在本发明中使用的调味包构造 的示例性材料和调味包有效物的组份描述于(例如)Irby,Jr.等人的美国 专利号3,390,686；Tateno等人的4,889,144；Dube等人的7,810,507； Dube等人的7,836,895；和Clark等人的8,066,011；Hartmann等人的美 国专利申请公布号2009/0050163；Carpenter等人的2011/0271968；和 Novak,III等人的2013/0085052中，所述案件的公开内容以全文引用的 方式并入本文中。可以与根据本公开的装置组合的其它示例性气味赋予元 件描述于2013年3月13日提交的美国专利申请号13/796,725中，所述申 请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
在特定实施例中，如图17d中所示，包裹纸或接装纸(例如用在常规香 烟中)可以用作环绕过滤器元件和外壳套的外部包裹层840。外部包裹层 840在图17d中是部分透明的以示出下伏元件。
在其它实施例中，变短的壳套可以覆盖有空心管过滤器800，所述过 滤器可以延伸到壳套的末端之外，同时维持与图17b中所示的实施例相同 的直径。在特定实施例中，如图18a中所示，管过滤器800可以围绕外部 壳套来装配，使得与凸起的凸缘450产生齐平的接合。空心管过滤器可以 具有约10mm至约25mm、约13mm至约22mm或约15mm至约19mm的 长度。另外，满的低效(非空心)过滤器延伸部820可以延伸到空心管过滤 器的末端之外(例如，超出约5mm至约20mm)，由此围封壳套400的第一 端420与图18b中的非空心过滤器延伸部820之间的空隙空间(图18a中的 860)(还参看图15和图17a)。壳套400与过滤器元件(管过滤器800与过 滤器延伸部820组合)的总长度可以是约14mm至41mm。包裹纸或接装纸 可以用作将空心和非空心过滤器元件一起裹住壳套400作为单个单元的外 部层。包裹纸或接装纸可以具有20mm至55mm、25至50mm或约30mm 至45mm的长度并且覆盖17mm至60mm、23mm至55mm或约28mm至 50mm的圆周。在特定实施例中，如图18c中所示，包裹纸或接装纸(例如 用在常规香烟中)可以用作环绕过滤器元件和外壳套的外部包裹层840。
壳套的第一端420可以包括壁410(所述壁可以包含使蒸气或气溶胶 通过的一个或多个开口)。所述壁可以用以提供加热器至壳套的结构连接和 /或电连接。例如，在图19的横截面图中示出的烟弹600的实施例中，存 在对准凹座445，并且所述对准凹座可以适合于接合多孔碳加热器10的第 一端1020。
根据本公开的实施例的烟弹的其它组件也示出于图19中。具体来说， 壳套400可以围封多孔碳加热器10和气溶胶前驱体输送元件100，以及电 连接器300。在特定实施例中，护套500可以设置于壳套400与加热器、 气溶胶前驱体输送元件和电连接器中的一者或多者之间。所述护套可以是 电绝缘的。可用于形成护套的示例性材料包含软木、木材、玻璃、陶瓷、 聚合材料(例如，聚醚醚酮(PEEK))以及类似者。烟弹600还可以包含可以 基本上环绕壳套400的包裹元件550。如图19中所示，包裹元件550环绕 壳套400，包含其第一端420，但是包裹元件停在凸缘450处。包裹元件可 以是纤维材料。在一个实施例中，包裹元件可以是过滤材料，例如醋酸纤 维素。例如，参见上文关于图16a至图18C论述的实施例。在一些实施例 中，可以使用包裹纸或接装纸(例如用在常规香烟中)，并且包裹纸或接装 纸可以包裹过滤材料或壳套自身。可以随烟弹一起包含的其它材料，例如 含调味剂的纤维材料，描述于2013年3月12日提交的美国专利申请号 13/796,725中，所述申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
如本文中所描述的烟弹可能特别有利，因为烟弹的基底材料可以形成 完整的电路。例如，电连接器、多孔碳加热器和烟弹壳套可以形成电路。 这在图20中进一步示出。具体来说，来自电源的电流经过电连接器300并 且到达多孔碳加热器10，所述多孔碳加热器快速地加热至某温度以汽化碳 纤维织物气溶胶前驱体输送元件100中的气溶胶前驱体材料。电流从碳加 热器10传递至壳套的前壁410。电流又经过壳套400的外壁415并且通过 凸缘450从烟弹600离开。护套500示出为部分切掉的，但是它可以呈现 多种形状和大小。如此实施例中所见，根据本公开的烟弹可以被界定为无 金属。更明确地说，烟弹可以被界定为烟弹的所有组件的总干质量的大部 分是碳，干质量是指所有非液体组份(例如，不包括液体气溶胶前驱体组合 物)。优选地，烟弹的所有组件的总干质量可以是约75％或更多、80％或更 多、85％或更多、90％或更多、或95％或更多的碳。如本文中另外描述的气 溶胶前驱体材料可以随烟弹包含。在特定实施例中，气溶胶前驱体材料可 以储存于碳纤维织物气溶胶前驱体输送元件中并且从碳纤维织物直接递送 至多孔碳加热器以便汽化。在替代实施例中，可以包含另一储集器，例如 纤维块或有壁的容器，并且碳纤维织物可以用以将气溶胶前驱体材料从储 集器输送至多孔碳加热器。根据本公开可以利用的示例性储集器和芯吸材 料描述于2012年6月28日提交的美国专利申请号13/536,438、2013年1 月30日提交的美国专利申请号13/754,324和2013年3月14日提交的美 国专利申请号13/802,950中，并且其公开内容以全文引用的方式并入本文 中。在其它实施例中，不同的材料，例如e-玻璃或c-玻璃，可以与碳纤维 织物组合或替代碳纤维织物来用作气溶胶前驱体输送元件(例如，芯)以将 气溶胶前驱体材料从储集器输送至多孔碳加热器。在另一实施例中，替代 的气溶胶前驱体输送元件，例如e-玻璃或c-玻璃，可以用作储集器与输送 元件。在一个实施例中，电子烟制品的烟弹可以包括电阻式加热器、气溶 胶前驱体输送元件和壳套，其中烟弹的所有组件的总干质量的大部分是碳。
在一些实施例中，根据本公开的烟弹可以包含微芯片、微控制器或类 似电子元件。例如，可为可用的电子组件描述于2012年10月8日提交的 美国专利申请号13/647,000和2013年3月14日提交的美国专利申请号 13/826,929中，所述案件的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
本公开可以特定地涉及电子烟制品。此类烟制品尤其可以包含如本文 中另外描述的碳加热器。此类烟制品尤其可以包括如本文中另外描述的烟 弹。在某些实施例中，电子烟制品可以包括电力源和由多孔碳(例如，碳泡 沫)形成的细长的电阻式加热器，所述多孔碳加热器具有第一端和适合于与 所述电力源电连接的相对的第二端。所述电子烟制品还可以包括如本文中 另外描述的气溶胶前驱体输送元件，例如碳纤维织物。所述电子烟制品进 一步可以包括如本文中另外描述的电连接器，例如石墨连接器。所述电子 烟制品另外可以包括如本文中另外描述的壳套，例如石墨壳套。此外，所 述电子烟制品可以包含如本文中另外描述的护套和/或壳套包裹层。
在根据本公开的电子烟制品中，所述装置的所有元件可以存在于单个 壳套中。在某些实施例中，多孔碳加热器可以布置在烟弹壳套内，并且电 力源可以布置在单独的控制主体壳套内。
烟制品1000的一个示例实施例提供于图21中。如其中所示的横截面 图中所见，烟制品1000可以包括可以按能发挥功能的关系永久地或可拆卸 地排齐的控制主体700和烟弹600。控制主体与烟弹可以适合于经由多种 手段来接合，例如压入配合接合、干涉配合、磁性接合、螺纹接合或类似 者。根据本公开可能是特别有用的可用于方便压入配合接合的组件描述于 2013年3月15日提交的美国专利申请号13/840,264中，所述申请的公开 内容以全文引用的方式并入本文中。
在特定实施例中，控制主体700和烟弹600中的一者或两者可以被称 为是可抛弃的或是可再用的。例如，控制主体可以具有可更换的电池或可 以是可再充电的并且因此可以与任何类型的再充电技术结合，包含连接至 典型电源插座、连接至车载充电器(即，点烟器插口)以及连接至计算机(例 如通过USB电缆)。
在举例说明的实施例中，控制主体700包含可以以各种方式来排齐的 控制组件706、流量传感器708和电池710，并且可以包含在外部壳体716 的远端714处的电路板712，所述电路板可用于容纳所述装置的功能的一 个或多个指示器。可以设置数目变化的指示器，并且所述指示器可以呈现 不同的形状，并且甚至可以是主体中的开口(例如，当此类指示器存在时， 用于释放声音)。
控制主体700的近附接端722可以被布置成附接至烟弹的第二端425 以便与之形成结构连接和/或电连接。第一电附接点701适合于与电连接器 300形成电连接，并且第二电附接点702适合于在压入至壳套400的凸缘 450内的空腔中时与所述凸缘形成电连接。烟弹600如本文中另外描述地 进行布置。明确地说，烟弹600包含布置在壳套400的前壁410中的开口 440以在抽吸烟制品1000期间允许空气以及所夹带的蒸气(即，呈可吸入 形式的气溶胶前驱体组合物的组份)从烟弹传递至消费者。在一些实施例 中，烟制品1000可以是基本上棒状或基本上管状形状或基本上圆柱形形 状。烟弹600的壳套400具有紧邻多孔碳加热器10的第一端1020的第一 端420和紧邻电连接器300的第二端325的第二端425，并且壳套的第二 端适合于与控制主体壳套的近附接端722形成结构连接。
烟弹600包含雾化器，所述雾化器包括多孔碳加热器10和碳纤维织物 气溶胶前驱体输送元件100。虽然多孔碳是优选的加热器材料，但是可以 用作加热器的其它材料的非限制性实例包含其它可调的导电/电阻材料，例 如坝塔尔合金(FeCrAl)、镍铬合金、二硅化钼(MoSi2)、硅化钼(MoSi)、掺 铝二硅化钼(Mo(Si,Al)2)和陶瓷(例如，正温度系数陶瓷)。液体输送元件 还可以由经构造以输送液体的多种材料形成。例如，在一些实施例中，所 述液体输送元件可以包括棉和/或玻璃纤维。控制主体700可以包含适当的 接线或电路(未示出)以在烟弹600连接至控制主体700时与多孔碳加热器 10形成电池710的电连接。当烟弹600连接至控制主体70时，凸缘450 和电连接器350接合控制主体700上的电附接点701、702以形成电连接， 使得电流从电池710可控地流经第一电接触点701、流到电连接器300、流经多孔碳加热器10、流经壳套400并流到第二电连接器702以形成完整的 电路。
在使用中，当使用者在制品1000上抽吸时，激活加热元件10(例如， 例如经由喷烟传感器)，并且在多孔碳加热器10与碳纤维织物气溶胶前驱 体输送元件100之间的接合点处汽化气溶胶前驱体组合物的组份。在制品 1000上抽吸使得环境空气在烟弹600与控制主体700之间的接合点周围进
应理解，可以根据本公开制作的烟制品可以包括可用于形成电子烟制 品的组件的多种组合。例如，根据本公开可能是可用的替代加热器描述于 2012年9月4日提交的美国专利申请序列号13/602,871中，所述申请的 公开内容以全文引用的方式并入本文中。更进一步说，代表性加热元件以 及用于其中的材料描述于以下各案中：Counts等人的美国专利号 5,060,671；Deevi等人的美国专利号5,093,894；Deevi等人的美国专利 号5,224,498；Sprinkel Jr.等人的美国专利号5,228,460；Deevi等人的 美国专利号5,322,075；Deevi等人的美国专利号5,353,813；Deevi等人 的美国专利号5,468,936；Das的美国专利号5,498,850；Das的美国专利 号5,659,656；Deevi等人的美国专利号5,498,855；Hajaligol的美国专 利号5,530,225；Hajaligol的美国专利号5,665,262；Das等人的美国专 利号5,573,692；以及Fleischhauer等人的美国专利号5,591,368，上述 各案的公开内容以全文引用的方式并入本文中。根据本公开可能是可用的 变距加热器提供于美国专利申请号13/827,994中，所述申请的公开内容以 全文引用的方式并入本文中。此外，用于电子烟制品的单用烟弹在2012年 9月5日提交的美国专利申请序列号13/603,612中进行公开，所述申请以 全文引用的方式并入本文中。
根据本公开的烟制品的各种组件可以选自本领域中描述的以及市售的 组件。根据本公开可以使用的电池的实例描述于美国专利申请公布号 2010/0028766中，所述公布的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
可以提供喷烟致动能力的示例性机构包含由Honeywell,Inc., Freeport,Ill的微动开关部门制造的型号163PC01D36硅传感器。根据本 公开可以用在加热电路中的按需操作的电气开关的其它实例描述于Gerth 等人的美国专利号4,735,217中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。 可以是可用于本烟制品中的电流调节电路和其它控制组件(包含微控制器) 的进一步描述提供于以下各者中：全都是Brooks等人的美国专利号 4,922,901、4,947,874和4,947,875；McCafferty等人的美国专利号 5,372,148；Fleischhauer等人的美国专利号6,040,560；Nguyen等人的 美国专利号7,040,314；2013年3月7日提交的美国专利申请号 13/788,455；以及2013年3月15日提交的美国专利申请号13/837,542， 上述各案全部以全文引用的方式并入本文中。
气溶胶前驱体材料(还可以被称作气溶胶前驱体组合物或蒸气前驱体 组合物)可以包括一种或多种不同组份。例如，气溶胶前驱体材料可以包含 多元醇(例如，甘油、丙二醇或其混合物)。其它气溶胶前驱体组合物的代 表性类型陈述于以下各者中：Sensabaugh,Jr.等人的美国专利号 4,793,365；Jakob等人的美国专利号5,101,839；Biggs等人的PCTWO 98/57556；以及对加热而非燃烧烟草的新香烟原型的化学和生物研究(R.J. 雷诺兹烟草公司专论(1988))；上述各者的公开内容以引用的方式并入本文 中。
在本公开的烟制品中可以利用其它组件。例如，Sprinkel,Jr.的美国 专利号5,261,424公开了压电式传感器，所述压电式传感器可以与装置的 嘴端相关联以检测与抽吸相关联的使用者嘴唇活动并且接着触发加热； McCafferty等人的美国专利号5,372,148公开了用于通过滴嘴响应于压力 下降而控制进入加热负载阵列中的能量流的喷烟传感器；Harris等人的美 国专利号5,967,148公开了烟装置中的插口，所述插口包含检测所插入组件的红外线透射率的非均匀性的识别器以及在所述组件插入到所述插口中 时执行检测例程的控制器；Fleischhauer等人的美国专利号6,040,560描 述了具有多个差动相位的经界定的可执行电力循环；Watkins等人的美国 专利号5,934,289公开了光子光导发电组件；Counts等人的美国专利号 5,954,979公开了用于更改通过烟装置的吸阻的构件；Blake等人的美国专 利号6,803,545公开了烟装置中所用的特定电池构造；Griffen等人的美 国专利号7,293,565公开了用于供烟装置使用的各种充电系统；Fernando 等人的美国专利申请公布号2009/0320863公开了用于烟装置的用以方便 充电并实现所述装置的计算机控制的计算机介接构件；Fernando等人的美 国专利申请公布号2010/0163063公开了用于烟装置的识别系统；以及 Flick的WO 2010/003480公开了气溶胶生成系统中指示喷烟的流体流量感 测系统；前述公开全部以全文引用的方式并入本文中。与电子气溶胶递送 制品有关并且公开可以用在本制品中的材料或组份的组份的其它实例包含 Gerth等人的美国专利号4,735,217；Morgan等人的美国专利号5,249,586； Higgins等人的美国专利号5,666,977；Adams等人的美国专利号 6,053,176；White的U.S.6,164,287；Voges的美国专利号6,196,218； Felter等人的美国专利号6,810,883；Nichols的美国专利号6,854,461； Hon的美国专利号7,832,410；Kobayashi的美国专利号7,513,253；Hamano 的美国专利号7,896,006；Shayan的美国专利号6,772,756；Hon的美国专 利号8,156,944；Hon的美国专利申请公布号2006/0196518、2009/0126745 以及2009/0188490；Thorens等人的美国专利申请公布号2009/0272379； Monsees等人的美国专利申请公布号2009/0260641和2009/0260642；Oglesby等人的美国专利申请公布号2008/0149118和2010/0024834；Wang 的美国专利申请公布号2010/0307518；以及Hon的WO 2010/091593。前述 案件所公开的各种材料在各种实施例中可以并入至本发明的装置中，并且 前述公开全部以全文引用的方式并入本文中。
实例
通过以下实例来更充分地说明本发明，陈述所述实例以说明本发明并 且所述实例不被理解为限制性的。
实例1：
由0.17g/cm3的碳泡沫制得直径3mm且长度10mm的圆柱形棒。在碳 中钻出三个等距隔开的直径约1mm的细孔。所述细孔贯穿所述泡沫的整个 宽度。如图4中所示，将棉纤维穿过所述细孔。向纤维-泡沫组合件施加气 溶胶前驱体溶液。所述纤维充当前驱体溶液的储集器。4.2伏和0.9安培 的电流通过衬底。产生30口以上的气溶胶。
实例2：
由0.17g/cc的碳泡沫制得直径3mm且长度10mm的圆柱形棒。在碳 泡沫的中心处钻出直径约1.5mm且深度1.5mm的细孔。如图5中所示， 将饱含气溶胶前驱体溶液的棉球插入于所述细孔中。4.2伏和0.9安培的 电流通过衬底。产生30口以上的气溶胶。
实例3：
由0.17g/cm3的碳泡沫制得直径3mm且长度10mm的圆柱形棒。将所 述棒插入于由碳纤维织物形成的圆盘的中心中，所述圆盘具有约2mm的厚 度和约4mm的直径。向组合件施加约0.6mL的气溶胶前驱体溶液。向碳 泡沫加热器施加4.2伏和0.7安培的电流，并且产生120口以上的气溶胶。 由碳泡沫加热器2010和碳纤维织物气溶胶前驱体输送元件2100形成的示 例性雾化器组合件2000的图示示出于图22中。额外示例性雾化器组合件 示出于图23至图25中。在图23中，碳纤维织物气溶胶前驱体输送元件 2100沿着多孔碳加热器2010的长度布置在多孔碳加热器2010的旁边。在 图24中，两个碳纤维织物气溶胶前驱体输送元件2100a和2100b沿着多孔 碳加热器2010的长度布置在多孔碳加热器2010的两侧旁边。在图25中， 三个碳纤维织物气溶胶前驱体输送元件2100c、2100d和2100e设置为环绕 多孔碳加热器2010的圆盘。
实例4：
使用由碳泡沫形成的多孔碳加热器来制备基本上如图13中所示的根 据本公开的实施例的雾化器，所述碳泡沫具有约8.4mm的长度、约1.4mm 的直径、2.5安培的电阻和0.3g/cm3的密度。使用具有约2mm的厚度和 约4mm的宽度的碳纤维织物气溶胶前驱体输送元件。向碳泡沫加热器施加 来自约3.7V电池的电流以模拟各约3秒持续时间的20次喷烟，并且在 20次喷烟内对所记录的值作平均。将示例性雾化器与三个市售电子香烟进 行比较，所述市售的电子香烟利用包裹用于传送雾化溶液的玻璃纤维芯的 金属丝电阻式加热器。下表示出了在各测试例中测得的总颗粒物(TPM)、电 流和功率输出。本发明的碳/碳雾化器至少与利用常规雾化器的已知装置一 样良好运作。
示例性碳/碳雾化器 对照1 对照2 对照3
1至20口 1至20口 1至20口 1至20口
TPM(mg/口) 2.45 1.9 2.43 3.09
电流(安培) 1.34 0.85 1.05 1.34
焦耳/mg TPM 5.6 5.0 4.8 4.8
本公开所属领域的技术人员在了解了在前文描述和相关联图式中提出 的教导之后将能想到本公开的许多修改和其它实施例。因此，将理解，本 公开不限于本文中公开的特定实施例，并且修改和其它实施例打算包含在 所附权利要求书的范围内。虽然本文中采用了特定术语，但是它们仅以一 般性和描述性意义使用而不是为了进行限制。

Claims (34)

1.一种电子烟制品，包括雾化器，所述雾化器包含由具有多个孔的多孔碳形成的电阻式加热器，
其中所述电阻式加热器具有第一端以及适合于与电力源电连接的相对的第二端，并且
其中所述多孔碳中的所述孔的大部分是闭孔。
2.如权利要求1所述的电子烟制品，其中所述多孔碳占所述电阻式加热器的干质量的约90％或更多。
3.如权利要求1所述的电子烟制品，其中所述多孔碳的干质量是约90％或更多的碳。
4.如权利要求1所述的电子烟制品，其中所述孔的按体积计的约80％或更多是闭孔。
5.如权利要求1所述的电子烟制品，其中所述电阻式加热器适合于当在约1秒至约3秒的时间内经受约0.2安培至约12安培的电流时加热至约150℃至约550℃的温度。
6.如权利要求1所述的电子烟制品，其中所述多孔碳加热器具有约0.1g/cm3至约0.75g/cm3的密度。
7.如权利要求1所述的电子烟制品，其中所述多孔碳具有小于或等于所述多孔碳的干质量的约100％的水性液体持留容量。
8.如权利要求1所述的电子烟制品，进一步包括布置成与所述电阻式加热器流体连接的气溶胶前驱体输送元件。
9.如权利要求8所述的电子烟制品，其中所述气溶胶前驱体输送元件基本上环绕所述电阻式加热器。
10.如权利要求8所述的电子烟制品，其中所述气溶胶前驱体输送元件包括毛细管。
11.如权利要求8所述的电子烟制品，其中所述气溶胶前驱体输送元件至少部分地嵌入于所述电阻式加热器内。
12.如权利要求8所述的电子烟制品，其中所述气溶胶前驱体输送元件由碳纤维形成。
13.如权利要求12所述的电子烟制品，其中所述碳纤维气溶胶前驱体输送元件的干质量的约85％或更多是碳。
14.如权利要求12所述的电子烟制品，其中所述碳纤维气溶胶前驱体输送元件包括碳化纤维织物。
15.如权利要求8所述的电子烟制品，其中所述气溶胶前驱体输送元件进一步包括气溶胶前驱体材料。
16.如权利要求8所述的电子烟制品，其中所述气溶胶前驱体输送元件被定位成紧邻所述电阻式加热器的所述第一端。
17.如权利要求8所述的电子烟制品，进一步包括电连接器，所述电连接器具有与所述电阻式加热器的所述第二端电连接的第一端并且具有适合于与所述电力源电连接的相对的第二端。
18.如权利要求17所述的电子烟制品，其中所述电连接器是非金属的。
19.如权利要求18所述的电子烟制品，其中所述电连接器由石墨形成。
20.如权利要求1所述的电子烟制品，进一步包括壳套。
21.如权利要求20所述的电子烟制品，其中所述壳套是烟弹壳套，所述烟弹壳套具有紧邻所述电阻式加热器的所述第一端的第一端以及适合于与包含所述电力源的控制主体壳套的第一端形成连接的第二端。
22.如权利要求21所述的电子烟制品，其中所述烟弹壳套的所述第一端包括壁，所述壁包含适合于接合所述电阻式加热器的所述第一端的对准凹座。
23.如权利要求22所述的电子烟制品，其中所述接合形成所述电阻式加热器与所述烟弹壳套之间的电连接。
24.如权利要求22所述的电子烟制品，其中所述第一端处的所述烟弹壳套壁包含适合于气溶胶从中通过的一个或多个通孔。
25.如权利要求21所述的电子烟制品，其中所述烟弹壳套由碳材料形成。
26.如权利要求21所述的电子烟制品，进一步包括基本上环绕所述烟弹壳套的至少一部分的纤维材料。
27.如权利要求26所述的电子烟制品，其中所述纤维材料是过滤材料。
28.如权利要求21所述的电子烟制品，包括延伸到所述壳套的所述第一端之外的过滤器延伸部。
29.如权利要求28所述的电子烟制品，其中所述过滤器延伸部包含一个或多个调味包。
30.如权利要求21所述的电子烟制品，其中所述电阻式加热器与所述烟弹壳套形成电路。
31.如权利要求22所述的电子烟制品，其中所述烟弹壳套界定无金属的烟弹。
32.如权利要求21所述的电子烟制品，其中所述烟弹壳套界定烟弹，并且其中所述烟弹的所有组件的总干质量的大部分是碳。
33.如权利要求21所述的电子烟制品，包括与控制壳套连接的所述烟弹壳套，其中所述烟弹壳套包含所述雾化器，并且其中所述控制壳套包含所述电力源、压力传感器和微控制器。
34.如权利要求1所述的电子烟制品，包括与所述电阻式加热器成无导线电连接的所述电力源。
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