CN109788795B - 用于增大电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物稳定性的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供一种电子蒸汽烟装置(60)的蒸汽前调配物，所述蒸汽前调配物包括离子交换剂和螯合试剂中的至少一种。所述蒸汽前调配物还包括尼古丁和配置成形成所述蒸汽前调配物的蒸汽的蒸汽形成剂。

Description

用于增大电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物稳定性的方法和 系统

技术领域

一些实例实施例大体上涉及电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物，且涉及增大蒸汽前调配物成分稳定性的方法。

背景技术

电子蒸汽烟装置用于将液体材料汽化成蒸汽，以便成人蒸汽烟使用者通过电子蒸汽烟装置的一个或多个出口抽吸蒸汽。这些电子蒸汽烟装置(electronic vaping device)可称作电子蒸汽烟装置(e-vaping device)。电子蒸汽烟装置通常可包含若干电子蒸汽烟元件，例如电源区段和筒。电源区段包含例如电池的电源，且筒包含加热器以及能够盛放蒸汽前调配物或液体材料的储存器。筒通常包含通过芯与蒸汽前调配物连通的加热器，所述加热器被配置成加热蒸汽前调配物以产生蒸汽。蒸汽前调配物通常包含适量的尼古丁以及蒸汽形成剂，且可能包含水、酸、调味剂和芳香剂中的至少一种。蒸汽前调配物包含可转化为蒸汽的材料或材料组合。例如，蒸汽前调配物可包含液体、固体或凝胶调配物中的至少一种，包含但不限于水、珠粒、溶剂、活性成分、乙醇、植物提取物、天然或人工香料、例如丙三醇和丙二醇中的至少一种的蒸汽形成剂以及其组合。

在一些情况下，蒸汽前调配物容器中的蒸汽前调配物成分可能与其它成分反应，或与蒸汽前调配物容器或筒的固体金属部分反应。例如，尤其在成人蒸汽烟使用者开始抽吸之前，当电子蒸汽烟装置的芯并未充分供应有蒸汽前调配物而发生“干抽吸”时，如果筒是空的，或如果加热器的线圈或部分在电子蒸汽烟装置的操作期间过热，则蒸汽前调配物的成分在存在氧气的情况下可能与电子蒸汽烟装置的固体部分的一种或多种金属反应，例如铜、镍或铁，且可产生反应性自由基，例如羟基自由基。例如，铜离子Cu²⁺等金属离子可与氧气或过氧化氢反应且产生自由基，如游离羟基自由基。或者，游离基可能通过筒或蒸汽前调配物容器的金属部分的氧化来产生。蒸汽前调配物成分、筒或容器的氧化通常取决于氧气和产生羟基自由基等反应性氧物种的氧化还原活性过渡金属的存在。氧化还原活性过渡金属可来自筒或容器的金属部分，或可能包含在添加到蒸汽前调配物的其它组分中，所述蒸汽前调配物例如尼古丁、水、例如丙三醇和丙二醇中的至少一种的蒸汽形成剂、酸、调味剂和芳香剂中的至少一种。

因此，一旦由电子蒸汽烟装置的金属部分产生，反应性游离羟基自由基就可与蒸汽前调配物的成分反应。游离基还可与由电子蒸汽烟装置产生的蒸汽混合。

发明内容

至少一个实例实施例涉及一种电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物。

在一个实例实施例中，蒸汽前调配物包含至少一种离子交换剂以及尼古丁、丙三醇和丙二醇中的至少一种、任选的调味剂以及任选的有机酸的组合。在实例实施例中，离子交换剂配置成结合到游离过渡金属，且可包含不溶性树脂或颗粒，所述树脂或颗粒的大小在约0.03毫米到约0.5毫米的范围内。在实例实施例中，离子交换剂或吸附剂可包含在蒸汽前调配物中，浓度在蒸汽前调配物的例如约0.1重量％到约5重量％的范围中，且例如约0.1％到约0.5％、约0.5％到约1％、约1％到约2％、约2％到约4％以及约4％到约5％。

在实例实施例中，由于蒸汽前调配物的成分的反应因铜、镍或铁等游离过渡金属在存在氧气或从氧气产生的过氧化氢的情况下产生的羟基自由基的存在所致，因此，作为游离过渡金属和氧气的清除剂或结合剂的不溶性离子交换剂的添加能通过基本上减小蒸汽前调配物中的氧化还原活性过渡金属的量和氧气量而基本上防止游离羟基自由基的形成。例如，上文所论述离子交换剂在释放氢或钠之后可结合到游离过渡金属离子，且因此可防止或基本上减少羟基游离基的形成。同样，上文所论述的氧气离子交换剂从蒸汽前调配物中去除氧气，从而极大地减少羟基游离基的形成。由此，可基本上防止可能由电子蒸汽烟装置的固体部分产生的游离过渡金属转移到蒸汽中或与蒸汽前调配物的其它成分反应以形成羟基自由基等游离基。因此，增大了蒸汽前调配物的稳定性。

在一个实例实施例中，离子交换剂可包含Dowex 50W-X8，或苯乙烯-二乙烯基苯，其为磺酸官能团，呈H+或Na+离子形式的球形颗粒的细网状，且大小范围介于约0.03毫米到约0.3毫米。Dowex 50W-X8是强酸性阳离子交换剂颗粒，通常用于例如纸色谱法中或用作汽提树脂。在实例实施例中，这种离子交换剂能够在1到14的有效pH范围内结合例如Cu、Ni、Zn、Cd和Pb等金属，从而引起H⁺离子或Na⁺离子的释放。

在实例实施例中，离子交换剂还可包含Lewait CNP 80交联聚丙烯酸酯羧酸，其为弱酸性大孔的丙烯酸类阳离子交换剂树脂，具有在约0.3毫米的范围中的珠粒大小、基本上高的操作容量以及良好化学和机械稳定性。Lewait CNP 80能够结合Cu、Ni、Zn、Cd和Pb等重金属。

在实例实施例中，离子交换剂还可包含Amberlite IR-120苯乙烯二乙烯苯共聚物，其为强酸性(磺酸)阳离子交换树脂，具有呈H⁺或Na⁺离子形式的球形颗粒。AmberliteIR-120通常不溶于水以及最常见溶剂，在高温下稳定，且在较宽pH范围中具有高交换容量。Amberlite IR-120能有效吸附Cu、Ni、Zn、Cd和Pb等重金属。

在实例实施例中，通过结合电子蒸汽烟装置的部分中存在的铜、镍和铁等过渡金属而基本上防止游离羟基自由基等游离基的形成，上文所论述离子交换剂或吸附剂可减少或基本上防止电子蒸汽烟装置的成分的氧化。因此，基本上防止形成游离羟基自由基等游离基，且因此防止其与蒸汽前调配物的成分反应，或防止其转移到在电子蒸汽烟装置的操作期间产生的蒸汽中且与调配物成分反应以产生长时间存在的反应性游离基。因此，可实现电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物的较长存放期，且可以减少或基本上防止对成人蒸汽烟使用者的潜在有害影响。

在实例实施例中，电子蒸汽烟装置的芯可由离子交换剂或吸附剂形成，或可包含离子交换剂或吸附剂。例如，芯可由呈透明膜形式的纳米微晶纤维素形成，或包含所述纳米微晶纤维素。纤维素纳米吸附剂能够从水溶液中去除例如Cu等重金属离子。

在实例实施例中，离子交换剂或吸附剂可与例如重金属螯合试剂或螯合剂等其它试剂组合。螯合试剂还可包含高亲和力、低容量螯合剂，例如乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、氮基三乙酸(NTA)吸附剂，以及高容量、低亲和力离子交换剂。在实例实施例中，EDTA等螯合剂或螯合试剂可包含在蒸汽前调配物中，浓度在例如0.001％到约0.05％的范围中，且例如约0.001％到约0.01％、约0.01％到约0.02％以及约0.02％到约0.05％。例如上文所论述的螯合剂的螯合试剂可结合到游离氧化还原活性过渡金属，且因此防止游离羟基自由基等游离基的形成。由此，基本上防止由电子蒸汽烟装置的固体部分产生的游离过渡金属转移到蒸汽中或与蒸汽前调配物的其它成分反应。因此，增大了蒸汽前调配物的稳定性。

在实例实施例中，离子交换剂结合螯合试剂可通过与电子蒸汽烟装置的部分中存在的铜、镍和铁等过渡金属所产生的游离金属螯合或结合来减少或基本上防止电子蒸汽烟装置的成分的氧化，且基本上防止羟基自由基的形成。因此，减少或基本上防止羟基自由基的形成会减少或基本上防止蒸汽前调配物的成分的氧化，且减少或基本上防止在蒸汽前调配物中产生额外游离基。因此，可实现电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物的更大稳定性。

附图说明

通过参考附图详细描述实例实施例，实例实施例的以上和其它特征以及优势将变得更显而易见。附图旨在描绘实例实施例，且不应解释为限制权利要求书的既定范围。除非明确地示出，否则不应将附图视为按比例绘制。

图1是根据实例实施例的电子蒸汽烟装置的侧视图；

图2是根据实例实施例的电子蒸汽烟装置的纵向截面视图；

图3是电子蒸汽烟装置的另一实例实施例的纵向截面视图；以及

图4是电子蒸汽烟装置的另一实例实施例的纵向横截面图。

具体实施方式

本文中公开一些详细的实例实施例。然而，出于描述实例实施例的目的，本文中所公开的具体结构和功能细节仅是代表性的。然而，实例实施例可以许多替代形式实施，且不应被理解为仅限于本文中所阐述的实施例。

因此，虽然实例实施例能够接受各种修改和替代形式，但其中的实施例已通过举例在图中示出，且将进行详细描述。然而，应理解，并不意图将实例实施例限于所公开的特定形式，恰恰相反，实例实施例将涵盖属于实例实施例的范围内的所有修改、等同物和替代方案。贯穿各图描述，相同编号指代相同元件。

应理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接到”、“联接到”或“覆盖”所述另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、连接到、联接到或覆盖所述另一元件或层，或可存在中间元件或层。相比之下，当元件被称作“直接”在另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。贯穿本说明书，相同编号指代相同元件。

应理解，虽然用语第一、第二、第三等可在本文中用以描述各种元件、区域、层或区段，但这些元件、区域、层或区段不应受这些用语限制。这些用语仅用于区分一个元件、区域、层或区段与另一元件、区域、层或区段。因此，在不脱离实例实施例的教示的情况下，下文论述的第一元件、区域、层或区段可称为第二元件、区域、层或区段。

为易于描述，本文可使用空间相对术语(例如“底下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等)来描述如图所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应理解，除了图中描绘的定向之外，预期所述空间相对术语涵盖装置在使用或操作时的不同定向。例如，如果图中的装置翻转，描述为在其它元件或特征“下方”或“底下”的元件则会定向在其它元件或特征“上方”。因此，用语“下方”可涵盖上方和下方两个定向。装置可能以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所用的空间相对描述词可进行相应解释。

本文中使用的术语仅用于描述各种实施例的目的，并非意图限制实例实施例。如本文中所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一”和“所述”既定还包含复数形式。应进一步理解，用语“包含”和“包括”在用于本说明书中时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作或元件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件或其群组的存在或添加。

本文中参考横截面图解描述了实例实施例，所述横截面图解是实例实施例的理想化实施例(和中间结构)的示意性说明。由此，预期图解的形状将因例如制造技术或公差而有变化。因此，实例实施例不应理解为限于本文所示区域的形状，而是应包含例如由制造引起的形状偏差。因此，图中所示的区域本质上是示意性的，且其形状并非旨在示出装置的区域的实际形状，且并非旨在限制实例实施例的范围。

除非另外定义，否则本文中所用的所有用语(包含技术和科学术语)具有与实例实施例所属领域的一般技术人员通常所理解的相同的含义。应进一步理解，包含常用词典中所定义的那些用语的用语应解释为具有与所述用语在相关技术的上下文中的含义一致的含义，且除非在文中明确如此定义，否则将不在理想化或过度正式意义上进行解释。

当用语“约”或“大体上”在本说明书中结合数值使用时，希望相关数值包含所陈述数值约±10％的容差。此外，当本说明书中提及百分比时，希望那些百分比是基于重量，即，重量百分比。表述“高达”包含零到所表述上限的量和其间所有值。当指定范围时，所述范围包含其间所有值，例如0.1％的增量。此外，当词语“大体上”和“基本上”与几何形状结合使用时，希望不要求几何形状的精度，但是形状的宽容度在本公开的范围内。尽管实施例的管状元件可以是圆柱形，但预期其它管状截面形状，例如正方形、矩形、椭圆形、三角形等。

图1是根据实例实施例的电子蒸汽烟装置或“类似于雪茄的”装置60的侧视图。在图1中，电子蒸汽烟装置60包含第一区段或筒70和第二区段72，它们在带螺纹接头74处或通过例如滑动配合、搭扣配合、掣子、夹具或卡扣等等中的至少一种的其它连接结构联接在一起。在至少一个实例实施例中，第一区段或筒70可以是可更换的筒，且第二区段72可以是可重复使用的区段。或者，第一区段或筒70和第二区段72可一体成型为一个单件。在至少一个实施例中，第二区段72包含在其远端28处的LED。

图2是电子蒸汽烟装置的实例实施例的横截面图。如图2所示，第一区段或筒70可容纳口端插入件20、毛细管18和储存器14。

在实例实施例中，储存器14可包含围绕内管(未示出)的网纱的包装。例如，储存器14可由包围网纱内包装的网纱外包装形成，或包含所述网纱外包装。在至少一个实例实施例中，储存器14可由呈松散颗粒、松散纤维或者编织或非编织纤维形式的氧化铝陶瓷形成或包含所述氧化铝陶瓷。或者，储存器14可由例如棉或网纱材料等纤维素材料或者呈一束松散纤维形式的例如聚对苯二甲酸乙二酯等聚合物材料形成，或者包含所述纤维素材料或聚合物材料。下文提供储存器14的更详细描述。

第二区段72可容纳电源12、配置成控制电源12的控制电路11以及抽吸传感器16。抽吸传感器16被配置成感测成人蒸汽烟使用者何时对电子蒸汽烟装置60进行抽吸，这通过控制电路11触发电源12的操作以加热容纳于储存器14中的蒸汽前调配物，且进而形成蒸汽。第二区段72的带螺纹部分74在未连接到第一区段或筒70时可以连接到电池充电器以对电池或电源区段12充电。

在实例实施例中，毛细管18由导电材料形成或包含导电材料，且因此可被配置成通过使电流穿过管18而作为其自身的加热器。毛细管18可以是能够被加热(例如电阻加热)同时在毛细管18所经历的操作温度下保留必要的结构完整性且不与蒸汽前调配物反应的任何导电材料。用于形成毛细管18的合适材料是以下中的一种或多种：不锈钢、铜、铜合金、涂覆有膜电阻性材料的多孔陶瓷材料、镍-铬合金和其组合。例如，毛细管18是不锈钢毛细管18，且通过与其附接以沿着毛细管18的长度传送直流电或交流电的电引线26来充当加热器。因此，不锈钢毛细管18通过例如电阻加热进行加热。或者，毛细管18可以是非金属管，例如玻璃管。在此类实施例中，毛细管18还包含沿着玻璃管布置且能够例如电阻地加热的导电材料，例如不锈钢、镍铬合金线或铂线。当沿着玻璃管布置的导电材料被加热时，毛细管18中存在的蒸汽前调配物被加热到足以使毛细管18中的蒸汽前调配物至少部分挥发的温度。

在至少一个实施例中，电引线26接合到毛细管18的金属部分。在至少一个实施例中，一个电引线26联接到毛细管18的第一上游部分101，且第二电引线26联接到毛细管18的下游端部分102。

在操作中，当成人蒸汽烟使用者对电子蒸汽烟装置进行抽吸时，抽吸传感器16检测由成人蒸汽烟使用者的抽吸造成的压力梯度，且控制电路11通过对毛细管18提供电力而控制位于储存器14中的蒸汽前调配物的加热。一旦毛细管18被加热，含于毛细管18的受热部分内的蒸汽前调配物就挥发且离开出口63，其中汽化前调配物膨胀且与空气混合，并在混合腔室240中形成蒸汽。

如图2所示，储存器14包含阀40，所述阀被配置成维持储存器14内的蒸汽前调配物且当储存器14被挤压且被施加压力时打开，所述压力是当成人蒸汽烟使用者在口端插入件20处对电子蒸汽烟装置进行抽吸时产生，这导致储存器14迫使蒸汽前调配物通过储存器14的出口62到毛细管18。在至少一个实施例中，当达到临界最小压力时，阀40打开以免无意中从储存器14施配蒸汽前调配物。在至少一个实施例中，按下压力开关44所需的压力足够高，使得由于因例如物理移动或与外部物体的碰撞等外部因素而使压力开关44无意中被压下所致的意外加热得以避免。

实例实施例的电源12可包含布置在电子蒸汽烟装置60的第二段72中的电池。电源12配置成施加电压以使容纳于储存器14中的蒸汽前调配物挥发。

在至少一个实施例中，毛细管18与电引线26之间的电连接基本上是导电和耐温的，而毛细管18基本上是电阻性的，使得热的产生主要沿着毛细管18而非在接触点处发生。

电源区段或电池12可以是可再充电式且包含允许电池可通过外部充电装置充电的电路。在实例实施例中，所述电路在充电后为给定数目的抽吸提供电力，此后所述电路可能需要重新连接到外部充电装置。

在至少一个实施例中，电子蒸汽烟装置60可包含控制电路11，所述控制电路可例如在印刷电路板上。控制电路11还可包含加热器激活灯27，其被配置成在装置被激活时发光。在至少一个实施例中，加热器激活灯27包括至少一个LED且在电子蒸汽烟装置60的远端28处，使得加热器激活灯27照亮盖帽，使其在抽吸期间呈现燃煤外观。此外，加热器激活灯27可配置成对成人蒸汽烟使用者可见。灯27还可配置成使得成人蒸汽烟使用者在需要时激活、解除激活、或激活和解除激活灯27，使得必要时在抽吸蒸汽烟期间不激活灯27。

在至少一个实施例中，电子蒸汽烟装置60还包含具有至少两个离轴分散出口21的口端插入件20，所述至少两个离轴分散出口围绕口端插入件20均匀地分布以便在电子蒸汽烟装置的操作期间在成人蒸汽烟使用者的口中基本上均匀地分布蒸汽。在至少一个实施例中，口端插入件20包含至少两个分散出口21(例如3到8个出口或更多)。在至少一个实施例中，口端插入件20的出口21位于离轴通道23的末端，且相对于电子蒸汽烟装置60的纵向方向向外成角度(例如，散开)。如本文所使用，术语“离轴”指示与电子蒸汽装置的纵向方向成角度。

在至少一个实施例中，电子蒸汽烟装置60与基于烟草的产品的大小大约相同。在一些实施例中，电子蒸汽烟装置60可以是约80毫米到约110毫米长，例如约80毫米到约100毫米长，且直径约7毫米到约10毫米。

电子蒸汽烟装置60的外部圆柱形壳体22可由任何适合材料或材料组合形成，或包含任何适合材料或材料组合。在至少一个实施例中，外部圆柱形壳体22至少部分地由金属形成，且是连接控制电路11、电源12和抽吸传感器16的电路的部分。

如图2所示，电子蒸汽烟装置60还可包含中间区段(第三区段)73，其可容纳蒸汽前调配物储存器14和毛细管18。中间区段73可配置成在第一区段或筒70的上游端装配有带螺纹接头74'且在第二区段72的下游端装配有带螺纹接头74。在此实例实施例中，第一区段或筒70容纳口端插入件20，而第二区段72容纳电源12和被配置成控制电源12的控制电路11。

图3是根据实例实施例的电子蒸汽烟装置的横截面图。在至少一个实施例中，第一区段或筒70是可更换的，以便避免清洁毛细管18的需要。在至少一个实施例中，第一区段或筒70和第二区段72可一体地形成，无需带螺纹连接，由此形成一次性电子蒸汽烟装置。

如图3所示，在其它实例实施例中，阀40可以是二通阀，且储存器14可经加压。例如，储存器14可使用加压布置405进行加压，所述加压布置配置成将恒定压力施加到储存器14。由此，有助于散发通过加热储存器14中容纳的蒸汽前调配物所形成的蒸汽。一旦储存器14上的压力减轻，阀40就闭合，且受热毛细管18放出阀40下游剩余的任何蒸汽前调配物。

图4是电子蒸汽烟装置的另一实例实施例的纵向横截面图。在图4中，电子蒸汽烟装置60可包含位于上游密封件15中的中心空气通道24。中心空气通道24向内管65开放。此外，电子蒸汽烟装置60包含被配置成存储蒸汽前调配物的储存器14。储存器14包含蒸汽前调配物，以及任选的被配置成在其中存储蒸汽前调配物的存储介质25，例如网纱。在实施例中，储存器14含于外管6与内管65之间的外部环道中。所述环道在上游端被密封件15密封且在下游端被止挡件10密封，以便防止蒸汽前调配物从储存器14泄漏。加热器19至少部分地包围芯220的中心部分，使得当加热器被激活时，芯220的中心部分中存在的蒸汽前调配物汽化以形成蒸汽。加热器19通过两个间隔开的电引线26连接到电池12。电子蒸汽烟装置60还包含具有至少两个出口21的口端插入件20。口端插入件20通过内管65的内部和延伸穿过止挡件10的中心通道64与中心空气通道24流体连通。

电子蒸汽烟装置60可包含在密封件15中的中心空气通道24的下游端82处的不可渗透塞30。在至少一个实例实施例中，中心空气通道24是密封件15中的轴向延伸中心通道，所述密封件密封外管6与内管65之间的环道的上游端。径向空气通道32将空气从中心通道20向外引向内管65。在操作中，当成人蒸汽烟使用者抽吸电子蒸汽烟装置时，抽吸传感器16检测因成人蒸汽烟使用者对电子蒸汽烟装置的抽吸而由此形成负压所造成的压力梯度，且因此，控制电路11通过为加热器19提供电力而控制对位于储存器14中的蒸汽前调配物的加热。

在一个实例实施例中，蒸汽前调配物包含至少一种离子交换剂或吸附剂，例如Dowex 50W-X8、Lewait CNP 80和Amberlite IR-120，且还可包含尼古丁、丙三醇和丙二醇中的至少一种、任选的调味剂以及有机酸、任选的水等等的组合。在实例实施例中，离子交换剂包含不溶性颗粒，颗粒大小在约0.03毫米到约0.5毫米的范围中。在实例实施例中，离子交换剂或吸附剂可包含在蒸汽前调配物中，浓度为蒸汽前调配物的例如约0.1重量％到约5重量％，且例如约0.1％到约0.5％、约0.5％到约1％、约1％到约2％、约2％到约4％或约4％到约5％。

在实例实施例中，将例如Dowex 50W-X8、Lewait CNP 80和Amberlite IR-120等离子交换剂或吸附剂添加到电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物可减少或基本上防止蒸汽前调配物中存在的各种其它成分的氧化，可减少或基本上防止电子蒸汽烟装置中例如与蒸汽前调配物的成分接触的筒等固体部分的氧化，且可基本上防止游离基或金属转移到由电子蒸汽烟装置产生的蒸汽中。因此，以有效量添加的离子交换剂可增大蒸汽前调配物的稳定性。

在实例实施例中，由于蒸汽前调配物的成分的氧化是因游离过渡金属催化的与氧气或从氧气产生的过氧化氢反应而产生的羟基自由基的产生所致，因此，作为游离过渡金属和氧气的清除剂或结合剂的离子交换剂的添加能减少或基本上防止羟基自由基的形成，且因此减少或基本上防止羟基自由基与蒸汽前调配物的成分反应。因此，可减少或基本上防止因羟基自由基的存在所致的蒸汽前调配物的成分氧化。

在实例实施例中，除了尼古丁、水、丙二醇和丙三醇中的至少一种、离子交换剂和潜在有机酸之外，蒸汽前调配物还可包含螯合试剂。在电子蒸汽烟装置的操作期间，蒸汽前调配物中存在的离子交换剂可结合大多数或大部分游离过渡金属，且结合蒸汽前调配物中的大部分氧气。离子交换剂未结合的任何剩余氧化还原活性金属继而可与高亲和力但低容量螯合试剂反应，其中所述螯合试剂，例如EDTA、DTPA或NTA，可结合剩余的游离过渡金属。由于离子交换剂和螯合试剂的组合或相继动作，减少或基本上防止游离过渡金属转移到在电子蒸汽烟装置的操作期间产生的蒸汽中或形成有害羟基自由基。同样，在存在氧离子交换剂的情况下，调配物溶液中的氧含量基本上减小，从而引起羟基自由基等反应性氧物种的大量减少。

在一些实例实施例中，离子交换剂包含呈大小范围在约0.03毫米到约0.3毫米的球形颗粒细网形式的Dowex 50W-X8。在实例实施例中，离子交换剂能够结合Cu、Ni、Zn、Cd和Pb等金属，其导致H⁺离子或Na⁺离子的释放。

在实例实施例中，离子交换剂包含Lewait CNP 80，其为弱酸性大孔的丙烯酸类阳离子交换剂树脂，具有在约0.3毫米的范围中的珠粒大小、基本上高的操作容量以及良好化学和机械稳定性。Lewait CNP 80能够结合Cu、Ni、Zn、Cd和Pb等重金属。

在实例实施例中，离子交换剂包含Amberlite IR-120，其为强酸性阳离子交换树脂，具有呈离子形式的H⁺或Na⁺的球形颗粒。AmberliteIR-120不溶于水以及最常见溶剂，在高温下稳定，且在较宽pH范围中具有高交换容量。Amberlite IR-120能有效吸附例如Cu、Ni、Zn、Cd和Pb等重金属。

在实例实施例中，通过防止通常由存在于电子蒸汽烟装置的部分中的铜、镍和铁等过渡金属产生的羟基自由基的形成，离子交换剂或吸附剂可减少或基本上防止电子蒸汽烟装置的成分的氧化，且因此基本上防止蒸汽前调配物的成分与羟基自由基的反应。因此，可实现电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物的较长存放期，且可基本上防止游离基不合需要地转移到在电子蒸汽烟装置的操作期间产生的蒸汽中。

在实例实施例中，电子蒸汽烟装置的芯可由离子交换剂或吸附剂形成，或可包含离子交换剂或吸附剂。例如，芯可由呈例如透明膜形式的纳米微晶纤维素形成，或包含所述纳米微晶纤维素。纤维素纳米吸附剂能够从水溶液中去除例如Cu、Ni或Fe等重金属离子。

在实例实施例中，离子交换剂或吸附剂可与例如重金属螯合试剂或螯合剂等其它试剂组合。所述螯合试剂还可包含乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、氮基三乙酸(NTA)吸附剂和离子交换试剂等螯合剂。在实例实施例中，离子交换剂结合螯合试剂可通过与电子蒸汽烟装置的固体部分中的或存在于调配物成分中的游离过渡金属螯合或结合来减少或基本上防止电子蒸汽烟装置的成分的氧化，且减少或基本上防止羟基自由基的产生。将多元醇添加到调配物还将增强通过基本上防止蒸汽前调配物成分的氧化而增大其稳定性的可能性。因此，可实现电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物的较长存放期，且还可基本上减少在电子蒸汽烟装置的操作期间产生的蒸汽中的有害游离基或游离金属的释放。

在电子蒸汽烟装置的操作期间，酸通常质子化蒸汽前调配物中的分子尼古丁，使得在由电子蒸汽烟装置的筒中的加热器加热蒸汽前调配物后，产生具有多数量的质子化尼古丁和少数量的未质子化尼古丁的蒸汽，由此所有挥发的(汽化的)尼古丁中通常仅微小部分仍处于蒸汽的气相中。例如，尽管蒸汽前调配物可包含高达5％的尼古丁，但蒸汽的气相中的尼古丁的比例可基本上是递送的总尼古丁的1％或更少。

根据至少一个实例实施例，存在于蒸汽前调配物中的酸能够转移到蒸汽中。酸的转移效率是蒸汽中的酸的质量分率与液体中的酸的质量分率的比率。在至少一个实施例中，蒸汽前调配物中存在的酸或酸的组合具有约50％或更大的液体到蒸汽转移效率，且例如约60％或更大。例如，丙酮酸、酒石酸和乙酸具有约50％或更大的蒸汽转移效率。

在至少一个实施例中，存在于蒸汽前调配物中的一种或多种酸的量足以使尼古丁气相部分的量减小由不包含所述一种或多种酸的等同蒸汽前调配物产生的尼古丁气相部分的量的约30重量％或更大、约60重量％到约70重量％、约70重量％或更大、或约85重量％或更大。

根据至少一个实例实施例，存在于蒸汽前调配物中的一种或多种酸包含以下一种或多种：丙酮酸、甲酸、草酸、乙醇酸、乙酸、异戊酸、戊酸、丙酸、辛酸、乳酸、乙酰丙酸、山梨酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸、柠檬酸、苯甲酸、油酸、乌头酸、丁酸、肉桂酸、癸酸、3,7-二甲基-6-辛烯酸、1-谷氨酸、庚酸、己酸、3-己烯酸、反-2-己烯酸、异丁酸、月桂酸、2-甲基丁酸、2-甲基戊酸、肉豆蔻酸、壬酸、棕榈酸、4-戊烯酸、苯乙酸、3-苯基丙酸、盐酸、磷酸、硫酸以及其组合。蒸汽前调配物还包含蒸汽形成剂、任选的水以及任选的调味剂。

在至少一个实施例中，蒸汽形成剂是丙二醇、丙三醇及其组合中的一个。在另一实施例中，蒸汽形成剂是丙三醇。在至少一个实施例中，蒸汽形成剂的含量范围为基于蒸汽前调配物的重量的约40重量％到基于蒸汽前调配物的重量的约90重量％(例如，约50％到约80％、约55％到约75％、或约60％到约70％)。

视需要，蒸汽前调配物包含水。水的含量范围可以是基于蒸汽前调配物的重量的约5重量％到基于蒸汽前调配物的重量的约40重量％，或含量范围是基于蒸汽前调配物的重量的约10重量％到基于蒸汽前调配物的重量的约15重量％。

蒸汽前调配物还可包含约0.01重量％到约15重量％(例如约1％到约12％，约2％到约10％，或约5％到约8％)范围内的量的调味剂。所述调味剂可以是天然调味剂或人造调味剂。在至少一个实施例中，调味剂是烟草香料、薄荷醇、冬青、胡椒薄荷、药草香料、水果香料、坚果香料、酒香料以及其组合中的一种。

在实施例中，基于蒸汽前调配物的总重量，包含在蒸汽前调配物中的尼古丁的含量范围为约2重量％到约6重量％(例如约2％到约3％、约2％到约4％、约2％到约5％)。在至少一个实施例中，基于蒸汽前调配物的总重量，尼古丁的添加量高达约5重量％。在至少一个实施例中，基于蒸汽前调配物的总重量，蒸汽前调配物的尼古丁含量为约2重量％或更大。在另一实施例中，基于蒸汽前调配物的总重量，蒸汽前调配物的尼古丁含量为约2.5重量％或更大。在另一实施例中，基于蒸汽前调配物的总重量，蒸汽前调配物的尼古丁含量为约3重量％或更大。在另一实施例中，基于蒸汽前调配物的总重量，蒸汽前调配物的尼古丁含量为约4重量％或更大。在另一实施例中，基于蒸汽前调配物的总重量，蒸汽前调配物的尼古丁含量为约4.5重量％或更大。

在实例实施例中蒸汽前调配物的汽相中的尼古丁浓度等于或小于大体上1重量％。

因此，已描述实例实施例，显然可以多种方式对所述实例实施例进行变化。不将此类变化视为脱离实例实施例的预期范围，且对所属领域的技术人员来说显而易见的所有修改旨在包含于所附权利要求书的范围内。

Claims (19)

1.一种电子蒸汽烟装置的蒸汽前调配物，所述蒸汽前调配物包括：

离子交换剂、或者离子交换剂和螯合试剂；

尼古丁；以及

蒸汽形成剂，其配置成形成所述蒸汽前调配物的蒸汽；

其中，所述离子交换剂被配置为游离过渡金属和氧气的清除剂或结合剂，并且包括苯乙烯-二乙烯基苯、交联聚丙烯酸酯羧酸、和苯乙烯二乙烯基苯共聚物中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的蒸汽前调配物，其中，所述离子交换剂不溶于所述蒸汽前调配物。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽前调配物，其中，所述螯合试剂包括EDTA、DTPA和NTA中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的蒸汽前调配物，其中，所述离子交换剂的浓度大于或等于0.1重量％且小于或等于5重量％。

5.根据权利要求4所述的蒸汽前调配物，其中，所述离子交换剂的所述浓度大于或等于0.1重量％且小于或等于0.5重量％。

6.根据权利要求4所述的蒸汽前调配物，其中，所述离子交换剂的所述浓度大于或等于0.5重量％且小于或等于1重量％。

7.根据权利要求4所述的蒸汽前调配物，其中，所述离子交换剂的所述浓度大于或等于1重量％且小于或等于2重量％。

8.根据权利要求4所述的蒸汽前调配物，其中，所述离子交换剂的所述浓度大于或等于2重量％且小于或等于4重量％。

9.根据权利要求4所述的蒸汽前调配物，其中，所述离子交换剂的所述浓度大于或等于4重量％且小于或等于5重量％。

10.根据权利要求1或2所述的蒸汽前调配物，其中，所述离子交换剂具有0.03毫米到0.5毫米的大小。

11.根据权利要求1或2所述的蒸汽前调配物，其中，所述螯合试剂的浓度大于或等于0.001％且小于或等于0.05％。

12.根据权利要求11所述的蒸汽前调配物，其中，所述螯合试剂的所述浓度大于或等于0.001％且小于或等于0.01％。

13.根据权利要求11所述的蒸汽前调配物，其中，所述螯合试剂的所述浓度大于或等于0.01％且小于或等于0.02％。

14.根据权利要求11所述的蒸汽前调配物，其中，所述螯合试剂的所述浓度大于或等于0.02％且小于或等于0.05％。

15.根据权利要求1或2所述的蒸汽前调配物，其还包括至少一种或多种酸。

16.一种电子蒸汽烟装置，其包括：

筒，其包含蒸汽前调配物和配置成通过芯加热所述蒸汽前调配物的加热器；以及

电源，其联接到所述筒且配置成供电到所述加热器；

其中所述蒸汽前调配物包含：

离子交换剂、或者离子交换剂和螯合试剂；

尼古丁；以及

蒸汽形成剂，其配置成形成所述蒸汽前调配物的蒸汽，

其中，所述离子交换剂被配置为游离过渡金属和氧气的清除剂或结合剂，并且包括苯乙烯-二乙烯基苯、交联聚丙烯酸酯羧酸、和苯乙烯二乙烯基苯共聚物中的至少一种。

17.根据权利要求16所述的电子蒸汽烟装置，其中，所述芯包含离子交换剂和螯合试剂中的至少一种。

18.根据权利要求16或17所述的电子蒸汽烟装置，其中，所述螯合试剂包括EDTA、DTPA和NTA中的至少一种。

19.根据权利要求16或17所述的电子蒸汽烟装置，其中，所述螯合试剂的浓度大于或等于0.001％且小于或等于0.05％。

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