JP7123949B2 - ｅベイピング装置のプレベイパー製剤の安定性を増大させるための方法およびシステム - Google Patents

Description

一部の例示的な実施形態は概して、電子ベイピング装置のプレベイパー製剤、およびプレベイパー製剤の成分の安定性を増大させる方法に関する。

電子ベイピング装置は、成人ベイパー吸引者がこのｅベイピング装置の一つ以上の出口を通してベイパー（蒸気）を引き出す目的で、液体材料をベイパーへと気化するために使用される。これらの電子ベイピング装置は、ｅベイピング装置と呼ばれる場合がある。ｅベイピング装置は典型的に、電源セクションおよびカートリッジなど、幾つかのｅベイピング要素を含む場合がある。電源セクションは電池などの電源を含み、またカートリッジはヒーターと、プレベイパー製剤または液体材料を保持する能力のある貯蔵部とを含む。カートリッジは典型的に、芯を介してプレベイパー製剤と連通するヒーターを含み、ヒーターはベイパーを生成するためにプレベイパー製剤を加熱するように構成されている。プレベイパー製剤は典型的に、ベイパー形成体だけでなく、ある量のニコチンも含み、場合によっては水、酸、風味剤、芳香剤のうちの少なくとも一つを含む。プレベイパー製剤は、ベイパーへと変形される場合がある材料または材料の組み合わせを含む。例えば、プレベイパー製剤は、水、ビーズ、溶媒、活性成分、エタノール、植物抽出物、天然または人工風味、グリセリンおよびプロピレングリコールのうちの少なくとも一つなどのベイパー形成体、ならびにその組み合わせ（ただしこれらに限定されない）を含む、液体製剤、固体製剤、またはゲル製剤のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

一部の場合において、プレベイパー製剤容器内のプレベイパー製剤の成分は、他の成分、またはプレベイパー製剤容器またはカートリッジの固体金属部分と反応する場合がある。例えば、特に「乾燥吸引」が発生する時（成人ベイパー吸引者によって吸煙が開始される前にｅベイピング装置の芯にプレベイパー製剤が十分に供給されない時）に、カートリッジが空である場合、またはｅベイピング装置の動作中にコイルまたはヒーターの一部分が過熱している場合、酸素の存在下でプレベイパー製剤の成分が、ｅベイピング装置の固体部分の一つ以上の金属（銅、ニッケル、または鉄など）と反応する場合があり、また反応性フリーラジカル（例えば、ヒドロキシルラジカルなど）を生成する場合がある。例えば、銅イオンＣｕ²⁺などの金属イオンは、酸素または過酸化水素と反応し、フリーヒドロキシルラジカルなどのフリーラジカルを生成する場合がある。または、フリーラジカルは、カートリッジまたはプレベイパー製剤容器の金属部分の酸化を介して生成される場合がある。プレベイパー製剤成分、カートリッジ、または容器の酸化は典型的に、酸素の存在、およびヒドロキシルラジカルなどの活性酸素種を生成する酸化還元活性遷移金属に依存する。酸化還元活性遷移金属は、カートリッジまたは容器の金属部分に由来する場合があり、またはニコチン、水、ベイパー形成体（グリセリンおよびプロピレングリコールのうちの少なくとも一つなど）、酸、風味剤、芳香剤のうちの少なくとも一つなどのプレベイパー製剤に添加されるその他の構成要素に含有される場合がある。

その結果、反応性フリーヒドロキシルラジカルは、ｅベイピング装置の金属部分によって生成されると、プレベイパー製剤の成分と反応する場合がある。フリーラジカルはまた、ｅベイピング装置によって生成されたベイパーと混合する場合がある。

少なくとも一つの例示的な実施形態は、ｅベイピング装置のプレベイパー製剤に関する。

一つの例示的な実施形態において、プレベイパー製剤は、ニコチンだけでなく少なくとも一つのイオン交換体と、グリセロールおよびプロピレングリコールのうちの少なくとも一つの組み合わせと、随意に風味剤と、随意に有機酸とを含む。例示的な実施形態において、イオン交換体は、遊離遷移金属に結合するように構成されていて、また不溶性樹脂または粒子を含んでもよく、これらの樹脂または粒子のサイズは約０．０３ミリメートル～約０．５ミリメートルの範囲内である。例示的な実施形態において、イオン交換体または吸着剤は、例えばプレベイパー製剤の約０．１重量パーセント～約５重量パーセントの範囲内の濃度でプレベイパー製剤内に含まれてもよく、また例えば約０．１パーセント～約０．５パーセント、約０．５パーセント～約１パーセント、約１パーセント～約２パーセント、約２パーセント～約４パーセント、および約４パーセント～約５パーセントの濃度で含まれてもよい。

例示的な実施形態において、プレベイパー製剤の成分の反応は、酸素または酸素から生成される過酸化水素の存在下で、銅、ニッケル、または鉄などの遊離遷移金属から生成されたヒドロキシルラジカルの存在からもたらされるため、遊離遷移金属および酸素の捕捉剤または結合剤である不溶性イオン交換体の添加は、プレベイパー製剤中の酸化還元活性な遷移金属の量および酸素の量を実質的に低減することによってフリーヒドロキシルラジカルの形成を実質的に防止する。例えば、上記で考察したイオン交換体は、水素またはナトリウムを放出した後に遊離遷移金属イオンに結合する場合があり、従ってヒドロキシルフリーラジカルの形成を防止または実質的に低減する場合がある。同様に、上記で考察した酸素のためのイオン交換体は、プレベイパー製剤から酸素を除去し、ヒドロキシルフリーラジカルの形成の劇的な低減をもたらす。このように、ｅベイピング装置の固体部分によって生成される場合がある遊離遷移金属は、ベイパーへ移動すること、またはプレベイパー製剤の他の成分と反応して、フリーラジカル（例えば、ヒドロキシルラジカルなど）を形成することが実質的に防止される。その結果、プレベイパー製剤の安定性が増大する。

一つの例示的な実施形態において、イオン交換体は、Ｈ＋またはＮａ＋イオン形態の球状粒子の細かいメッシュの形態の、および約０．０３ミリメートル～約０．３ミリメートルの範囲のサイズの、スルホン酸官能基である、Ｄｏｗｅｘ ５０Ｗ－Ｘ８、またはスチレン－ジビニルベンゼンを含んでもよい。Ｄｏｗｅｘ ５０Ｗ－Ｘ８は、強酸性の、カチオン交換体粒子であり、例えば紙クロマトグラフィーで、またはストリッパー樹脂として一般的に使用される。例示的な実施形態において、このイオン交換体には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂなどの金属を効果的なｐＨ１～１４の範囲内で結合する能力があり、これはＨ⁺イオンまたはＮａ⁺イオンの放出をもたらす。

例示的な実施形態において、イオン交換体はまた、架橋ポリアクリレートカルボン酸であるＬｅｗａｉｔ ＣＮＰ８０を含んでもよく、これは弱酸性、マクロ多孔性、アクリルベースのカチオン交換樹脂であり、約０．３ミリメートルの範囲内のビーズサイズ、実質的に高い動作能力ならびに良好な化学的安定性および機械的安定性を有する。Ｌｅｗａｉｔ ＣＮＰ ８０には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂなどの重金属を結合する能力がある。

例示的な実施形態において、イオン交換体はまた、スチレンジビニルベンゼンコポリマーであるＡｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ－１２０を含んでもよく、これは強酸性（スルホン酸）のカチオン交換樹脂であり、Ｈ⁺またはＮａ⁺イオン形態の球状粒子を有する。Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ－１２０は典型的に、水および大部分の一般的な溶剤において不溶性であり、高温で安定であり、幅広いｐＨ範囲にわたり高い交換能力を有する。Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ－１２０は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂなどの重金属の吸着に有効である。

例示的な実施形態において、上記で考察したイオン交換体または吸着剤は、ｅベイピング装置の部分内に存在する銅、ニッケル、鉄などの遷移金属を結合することによって、フリーヒドロキシルラジカルなどのフリーラジカルの形成を実質的に防止することによって、ｅベイピング装置の成分の酸化を低減または実質的に防止する。その結果、フリーヒドロキシルラジカルなどのフリーラジカルは、形成が実質的に防止され、従ってプレベイパー製剤の成分との反応、またはｅベイピング装置の動作中に生成されたベイパーの中への移動、および製剤成分との反応が防止され、結果として寿命の長い反応性ラジカルをもたらす。結果として、ｅベイピング装置のプレベイパー製剤のより長い貯蔵寿命が達成される場合があり、成人ベイパー吸引者に対する潜在的な有害な影響が低減または実質的に防止される場合がある。

例示的な実施形態において、ｅベイピング装置の芯は、イオン交換体または吸着剤で形成されてもよく、またはイオン交換体または吸着剤を含んでもよい。例えば、芯は透明フィルムの形態のナノ結晶セルロースで形成されてもよく、または透明フィルムの形態のナノ結晶セルロースを含んでもよい。セルロースナノ吸着剤には、例えばＣｕなどの重金属イオンを水溶液から除去する能力がある。

例示的な実施形態において、イオン交換体または吸着剤は、重金属の封鎖剤またはキレート剤などの他の剤と組み合わせられてもよい。封鎖剤はまた、高親和性の低能力キレート剤（例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）吸着剤）、および高能力の低親和性イオン交換剤も含んでもよい。例示的な実施形態において、例えばＥＤＴＡなどのキレート剤またはキレート化剤はプレベイパー製剤中に、例えば０．００１パーセント～約０．０５パーセントの範囲内の濃度で含まれてもよく、また例えば約０．００１パーセント～約０．０１パーセント、約０．０１パーセント～約０．０２パーセント、および約０．０２パーセント～約０．０５パーセントの範囲内の濃度で含まれてもよい。上記で考察したキレート剤などの封鎖剤は、遊離酸化還元活性遷移金属に結合し、従ってフリーヒドロキシルラジカルなどのフリーラジカルの形成を防止する場合がある。このように、ｅベイピング装置の固体部分によって生成される遊離遷移金属は、ベイパーの中への移動、またはプレベイパー製剤の他の成分との反応を実質的に防止する。その結果、プレベイパー製剤の安定性が増大する。

例示的な実施形態において、封鎖剤と組み合わせたイオン交換体は、ｅベイピング装置の部分内に存在する遷移金属（銅、ニッケル、鉄など）によって生成された遊離金属を封鎖するまたはこれと結合することによって、およびヒドロキシルラジカルの形成を実質的に防止することによって、ｅベイピング装置の成分の酸化を低減または実質的に防止する場合がある。その結果、ヒドロキシルラジカルの形成を低減または実質的に防止することは、プレベイパー製剤の成分の酸化を低減または実質的に防止し、プレベイパー製剤中の追加的なフリーラジカルの生成を低減または実質的に防止する。結果として、ｅベイピング装置のプレベイパー製剤のより大きい安定性が達成される場合がある。

例示的な実施形態の上記およびその他の特徴および利点は、例示的な実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明することによってさらに明らかとなる。添付の図面は、例示的な実施形態を描写することを意図したものであり、意図された特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。添付の図面は、明示的に注記されていない限り、実寸に比例して描かれているとは考えられない。

図１は、例示的な実施形態によるｅベイピング装置の側面図である。 図２は、例示的な実施形態によるｅベイピング装置の長軸方向の断面図である。 図３は、ｅベイピング装置の別の例示的な実施形態の長軸方向の断面図である。 図４は、ｅベイピング装置の別の例示的な実施形態の長軸方向の断面図である。

幾つかの詳細な例示的な実施形態が本明細書で開示されている。しかしながら、本明細書に開示されている特定の構造面および機能面の詳細は、例示的な実施形態を説明することを目的とした単なる典型にすぎない。しかしながら、例示的な実施形態は、数多くの代替的な形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態のみに限定されるものと解釈されるべきではない。

それに応じて、例示的な実施形態は、様々な修正および代替的形態の能力を有する一方で、その実施形態は例として図面に示されており、本明細書で詳細に説明される。しかし当然のことながら、開示された特定の形態に対する例示的な実施形態に限定する意図はなく、反対に、例示的な実施形態は、例示的な実施形態の範囲の中に収まるすべての修正、均等物、代替物を網羅するものである。同様の数字は、図の説明の全体を通して同様の要素を指す。

当然のことながら、要素または層が別の要素もしくは層「の上にある」、「に接続される」、「に連結される」、または「を覆う」と言及されるとき、これはもう一方の要素もしくは層の上に直接あってもよく、それに直接的に接続されてもよく、それに直接的に連結されてもよく、またはそれを直接的に覆ってもよく、あるいは介在する要素もしくは層が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素もしくは層「の上に直接ある」、「に直接的に接続される」、または「に直接的に連結される」と言及される時、介在する要素もしくは層は存在しない。同様の数字は、本明細書の全体を通して同様の要素を指す。

当然のことながら、第一の、第二の、第三のなどという用語は、様々な要素、領域、層、またはセクションを説明するために本明細書で使用されてもよく、これらの要素、領域、層、またはセクションはこれらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、一つの要素、領域、層、またはセクションを別の要素、領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用される。従って、下記で考察される第一の要素、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示内容から逸脱することなく、第二の要素、領域、層、またはセクションと呼ぶこともできる。

空間的関係の用語（例えば、「下に」、「下方に」、「下部」、「上方に」、「上部」、およびこれに類するもの）は、図中で図示する際に、一つの要素または特徴と他の要素または特徴との間の関係を説明しやすくするために本明細書で使用されてもよい。空間的関係の用語は、図に図示されている方向に加えて、使用時または動作時に装置の異なる方向を包含することが意図されていると理解されるべきである。例えば、図中の装置をひっくり返した場合、他の要素または特徴の「下方に」または「下に」と説明されている要素は、その後は他の要素または特徴の「上方に」方向付けられることになる。従って、「下方に」という用語は上方および下方の両方の向きを包含する場合がある。装置は、別の方法で（９０度回転して、または他の向きで）向きが決められる場合があり、本明細書で使用される空間的関係の記述語は適宜に解釈される。

本明細書で使用される用語は、様々な実施形態を説明する目的のみのものであり、例示的な実施形態の制限を意図しない。本明細書で使用される単数形「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は複数形も含むことが意図されているが、文脈によって明らかにそうではないことが示される場合は、その限りではない。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は本明細書で使用される時、述べられた特徴、整数、工程、動作、または要素の存在を特定するが、一つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、またはこれらの群の存在または追加を除外しないことがさらに理解されるであろう。

例示的な実施形態は、例示的な実施形態の理想的な実施形態の概略図（および中間構造）である断面図を参照して本明細書で説明される。このように、例えば製造技法または公差の結果としてもたらされた図の形状からの変形が予想される。従って、例示的な実施形態は、本明細書に図示された領域の形状を限定するものとして解釈されるべきでなく、例えば製造の結果としてもたらされる形状の逸脱を含むものである。従って、図に図示された領域は、本質的に概略的なものであり、それらの形状は、装置の領域の実際の形状を図示することを意図せず、例示的な実施形態の範囲を限定することを意図しない。

別の方法で定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的用語および科学的用語を含む）は、例示的な実施形態が属する当該技術分野の当業者が一般的に理解しているものと同じ意味を有する。用語（一般的に使用されている辞書で定義された用語を含む）は、関連する技術分野の文脈でのそれらの用語の意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、理想的なまたは過度に正式な意味で解釈されないが、本明細書で明示的にそのように定義されている場合はその限りではないことがさらに理解されるであろう。

本明細書において「約」または「実質的に」という用語を数値と組み合わせて使用する場合、それに伴う数値が、述べられた数値の前後±１０パーセントの公差を含むということを意図する。さらに、本明細書において百分率に言及する場合、それらの百分率は重量に基づく、すなわち重量百分率であることが意図される。「最大～まで」という表現は、ゼロから、その表現した上限までの量およびそれらの間にあるすべての値を含む。範囲を特定する時、その範囲はそれらの間にあるすべての値（例えば０．１％ずつに異なる値）を含む。その上、「一般に」および「実質的に」という単語が幾何学的形状に関連して使用される時、その幾何学的形状の正確さは要求されないが、形状の許容範囲が本開示の範囲内であることが意図される。実施形態の管状要素は円筒状であってもよいが、正方形、長方形、楕円形、三角形、およびその他などの、その他の管状の断面形態も意図される。

図１は、例示的な実施形態による、ｅベイピング装置または「紙巻たばこ様（ｃｉｇａｌｉｋｅ）」装置６０の側面図である。図１では、ｅベイピング装置６０は、ねじ継手７４にて、または滑り嵌め、スナップ嵌め、戻り止め、クランプまたは留め金、もしくはこれに類するもののうちの少なくとも一つなどの他の接続構造によって共に連結された、第一のセクションまたはカートリッジ７０および第二のセクション７２を含む。少なくとも一つの例示的な実施形態において、第一のセクションまたはカートリッジ７０は、交換可能なカートリッジであってもよく、また第二のセクション７２は再使用可能なセクションであってもよい。別の方法として、第一のセクションまたはカートリッジ７０および第二のセクション７２は、一つの部品として一体的に形成されてもよい。少なくとも一つの実施形態において、第二のセクション７２は、その遠位端２８にＬＥＤを含む。

図２は、ｅベイピング装置の例示的な実施形態の断面図である。図２に示すように、第一のセクションまたはカートリッジ７０は、口側端インサート２０、毛細管１８、貯蔵部１４を収容することができる。

例示的な実施形態において、貯蔵部１４は内側管（図示せず）の周りに巻き付けたガーゼを含んでもよい。例えば、貯蔵部１４は、内側に巻き付けたガーゼを囲む外側に巻き付けたガーゼで形成されてもよく、またはこれを含んでもよい。少なくとも一つの例示的な実施形態において、貯蔵部１４は、ばらの粒子、ばらの繊維、または織布繊維もしくは不織布繊維の形態のアルミナセラミックで形成されてもよく、またはこれを含んでもよい。別の方法として、貯蔵部１４は、ばらの繊維を束ねた形態の、綿もしくはガーゼ材料などのセルロース系材料、またはポリエチレンテレフタラートなどのポリマー材料で形成されてもよく、またはこれらを含んでもよい。貯蔵部１４のより詳細な説明を下記に提供する。

第二のセクション７２は、電源１２と、電源１２を制御するように構成された制御回路１１と、吸煙センサー１６とを収容することができる。吸煙センサー１６は、成人ベイパー吸引者がｅベイピング装置６０を吸っている時に感知するように構成されており、これは制御回路１１を介して電源１２の動作を引き起こして、貯蔵部１４内に収容されたプレベイパー製剤を加熱し、これによってベイパーを形成する。第二のセクション７２のねじ部分７４は、第一のセクションまたはカートリッジ７０に接続されていない時に、電池充電器に接続して電池または電源セクション１２を充電することができる。

例示的な実施形態において、毛細管１８は、導電性材料から形成され、または導電性材料を含み、従って管１８を通して電流を流すことによって管自体がヒーターとなるように構成されてもよい。毛細管１８は、毛細管１８が経験する動作温度で必要な構造的完全性を維持しながらも、加熱、例えば抵抗加熱が可能であり、プレベイパー製剤と反応しない任意の導電性材料であってもよい。毛細管１８を形成するために適切な材料は、ステンレス鋼、銅、銅合金、フィルム抵抗性材料で被覆された多孔性セラミック材料、ニッケルクロム合金、およびこれらの組み合わせのうちの一つ以上である。例えば、毛細管１８はステンレス鋼毛細管１８であり、毛細管１８の長さに沿った直流電流または交流電流の通過のためにこれらに取り付けられた導線２６を介してヒーターとして機能する。従って、ステンレス鋼毛細管１８は、例えば抵抗加熱によって加熱される。別の方法として、毛細管１８は、例えばガラス管などの非金属管でもよい。こうした実施形態において、毛細管１８はまた、ガラス管に沿って配置され、かつ加熱される（例えば、抵抗的に加熱される）能力がある導電材料（例えば、ステンレス鋼、ニクロム、またはプラチナワイヤーなど）を含む。ガラス管に沿って配置されている導電材料が加熱される時、毛細管１８内に存在するプレベイパー製剤は、毛細管１８内のプレベイパー製剤を少なくとも部分的に揮発させるのに十分な温度まで加熱される。

少なくとも一つの実施形態において、導線２６は毛細管１８の金属部分に結合されている。少なくとも一つの実施形態において、一本の導線２６は毛細管１８の第一の上流部分１０１に連結され、また第二の導線２６は毛細管１８の下流の端部分１０２に連結される。

動作において、成人ベイパー吸引者がｅベイピング装置を吸う時に、吸煙センサー１６は成人ベイパー吸引者の吸引によって生じた圧力勾配を検出し、制御回路１１は毛細管１８に電力を供給することによって、貯蔵部１４内に位置するプレベイパー製剤の加熱を制御する。毛細管１８が加熱されると、毛細管１８の加熱部分内に含まれるプレベイパー製剤は揮発されて出口６３から放出され、ここでプレベイパー製剤は拡張し、空気と混合して、混合チャンバー２４０内でベイパーを形成する。

図２に示す通り、貯蔵部１４は、貯蔵部１４内にプレベイパー製剤を維持し、貯蔵部１４が圧迫されて、そこに圧力が適用されると開くように構成された弁４０を含み、成人ベイパー吸引者が口側端インサート２０でｅベイピング装置を吸う時に圧力が生成され、その結果、貯蔵部１４は貯蔵部１４の出口６２を通してプレベイパー製剤を毛細管１８に押し出す。少なくとも一つの実施形態において、弁４０は臨界の最小圧力に達した時に開き、プレベイパー製剤が貯蔵部１４から不注意に分与されることが回避される。少なくとも一つの実施形態において、圧力スイッチ４４を押すのに必要な圧力は十分に高いので、物理的動作または外側の物体の衝突などの外的要因によって圧力スイッチ４４が不注意に押されることによる偶発的な加熱が回避される。

例示的な実施形態の電源１２は、ｅベイピング装置６０の第二のセクション７２内に配置された電池を含むことができる。電源１２は、電圧を印加して貯蔵部１４内に収容されたプレベイパー製剤を揮発するように構成されている。

少なくとも一つの実施形態において、毛細管１８と導線２６の間の電気的接続は実質的に導電性かつ温度抵抗性であり、一方で毛細管１８は実質的に抵抗性があるので、発熱は接点ではなく主に毛細管１８に沿って生じる。

電源セクションまたは電池１２は再充電可能であってもよく、外部充電装置による電池の充電を可能にする回路を含んでもよい。例示的な実施形態において、回路は充電された時に、所与の回数の吸煙のための電力を提供し、その後、回路は外部充電装置に再接続しなければならない場合がある。

少なくとも一つの実施形態において、ｅベイピング装置６０は、例えばプリント基板上に搭載することができる制御回路１１を含んでもよい。制御回路１１は、装置が起動された時に発光するように構成されたヒーター作動灯２７も含んでもよい。少なくとも一つの実施形態において、ヒーター作動灯２７は、少なくとも一つのＬＥＤを備え、ｅベイピング装置６０の遠位端２８にあって、ヒーター作動灯２７が吸煙中に燃焼する石炭の外観をしたキャップを照らすようにする。さらに、ヒーター作動灯２７は、成人ベイパー吸引者に見えるように構成されうる。灯２７はまた、所望する場合に灯２７がベイピング中に点灯しないように、成人ベイパー吸引者が所望する時に灯２７を点灯する、消灯する、または点灯および消灯の両方を行うことができるように構成されてもよい。

少なくとも一つの実施形態において、ｅベイピング装置６０は、少なくとも二つの軸から離れた分岐出口２１を有する口側端インサート２０をさらに含み、分岐出口２１は口側端インサート２０の周りに均一に分布され、ｅベイピング装置の動作中、成人ベイパー吸引者の口内にベイパーを実質的に均一に分布するようにする。少なくとも一つの実施形態において、口側端インサート２０は、少なくとも二つの分岐する出口２１（例えば、３～８個以上の出口）を含む。少なくとも一つの実施形態において、口側端インサート２０の出口２１は、軸から離れた通路２３の端に位置し、ｅベイピング装置６０の長軸方向に対して外向きの角度を有する（例えば、分岐状）。本明細書で使用される「軸から離れた」という用語は、ｅベイピング装置の長軸方向に対してある角度を有することを意味する。

少なくとも一つの実施形態において、ｅベイピング装置６０は、たばこ由来の製品とほぼ同じサイズである。一部の実施形態において、ｅベイピング装置６０は、約８０ミリメートル～約１１０ミリメートルの長さ、例えば約８０ミリメートル～約１００ミリメートルの長さおよび約７ミリメートル～約１０ミリメートルの直径であってもよい。

ｅベイピング装置６０の外側円筒状ハウジング２２は、任意の適切な材料または複数の材料の組み合わせから形成されてもよく、またはこれを含んでもよい。少なくとも一つの実施形態において、外側円筒状ハウジング２２は、少なくとも部分的に金属で形成され、制御回路１１と、電源１２と、吸煙センサー１６とを接続する電気回路の一部である。

図２に示す通り、ｅベイピング装置６０はまた、プレベイパー製剤貯蔵部１４および毛細管１８を収容することができる中間セクション（第三のセクション）７３を含むことができる。中間セクション７３は、第一のセクションまたはカートリッジ７０の上流端でねじ継手７４’に、および第二のセクション７２の下流端でねじ継手７４に嵌合されるように構成されることができる。この例示的な実施形態において、第一のセクションまたはカートリッジ７０は口側端インサート２０を収容し、一方で第二のセクション７２は電源１２と、電源１２を制御するように構成された制御回路１１とを収容する。

図３は、例示的な実施形態によるｅベイピング装置の断面図である。少なくとも一つの実施形態において、毛細管１８をクリーニングする必要性を回避するように、第一のセクションまたはカートリッジ７０は交換可能である。少なくとも一つの実施形態において、第一のセクションまたはカートリッジ７０と、第二のセクション７２とを、ねじ接続なしで一体として形成されて、使い捨て可能なｅベイピング装置を形成してもよい。

図３に示す通り、他の例示的な実施形態において、弁４０は二方弁とすることができ、貯蔵部１４は加圧することができる。例えば、貯蔵部１４は、貯蔵部１４に一定の圧力を印加するように構成された加圧機構４０５を用いて加圧することができる。そのため、貯蔵部１４内に収容されているプレベイパー製剤の加熱によって形成されたベイパーの放出が促進される。貯蔵部１４に対する圧力が軽減されると弁４０は閉じ、加熱された毛細管１８は、弁４０の下流に残留しているプレベイパー製剤があれば排出する。

図４は、ｅベイピング装置の別の例示的な実施形態の長軸方向の断面図である。図４では、ｅベイピング装置６０は、上流シール１５内に中央空気通路２４を含むことができる。中央空気通路２４は内側管６５に対して開く。さらに、ｅベイピング装置６０は、プレベイパー製剤を貯蔵するよう構成された貯蔵部１４を含む。貯蔵部１４は、プレベイパー製剤と、随意に貯蔵媒体２５（中にプレベイパー製剤を貯蔵するように構成されたガーゼなど）とを含む。一実施形態において、貯蔵部１４は外側管６と内側管６５の間の外側環状部の中に収容されている。貯蔵部１４からのプレベイパー製剤の漏れを防止するために、環状部は上流端でシール１５によって密封され、下流端でストッパー１０によって密封されている。ヒーターが起動された時、芯２２０の中央部分内に存在するプレベイパー製剤が気化されてベイパーを形成するように、ヒーター１９は芯２２０の中央部分を少なくとも部分的に囲む。ヒーター１９は、間隙を介した２本の導線２６によって電池１２に接続されている。ｅベイピング装置６０は、少なくとも二つの出口２１を有する口側端インサート２０をさらに含む。口側端インサート２０は、内側管６５の内部と、ストッパー１０を通して延びる中央通路６４とを介して中央空気通路２４と流体連通している。

ｅベイピング装置６０は、シール１５内の中央空気通路２４の下流端８２で不浸透性プラグ３０を備える気流ダイバーターを含んでもよい。少なくとも一つの例示的な実施形態において、中央空気通路２４はシール１５内で軸方向に延びる中央通路であり、シール１５は外側管６と内側管６５の間の環状部の上流端を密封する。半径方向空気チャネル３２は、中央通路２０から内側管６５に向かって外側に空気を方向付ける。動作において、成人ベイパー吸引者がｅベイピング装置を吸煙する時に、吸煙センサー１６は、成人ベイパー吸引者がｅベイピング装置を吸い、これによって陰圧を作り出すことによって生じた圧力勾配を検出し、結果として制御回路１１は、ヒーター１９に電力を提供することによって、貯蔵部１４内に位置するプレベイパー製剤の加熱を制御する。

一つの例示的な実施形態において、プレベイパー製剤は、Ｄｏｗｅｘ ５０Ｗ－Ｘ８、Ｌｅｗａｉｔ ＣＮＰ ８０、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ－１２０などの少なくとも一つのイオン交換体または吸着剤を含み、およびプレベイパー製剤はまた、ニコチンと、グリセロールおよびプロピレングリコールのうちの少なくとも一つの組み合わせと、随意に風味剤だけでなく有機酸と、随意に水と、これに類するものとを含んでもよい。例示的な実施形態において、イオン交換体は不溶性粒子を含み、この粒子は約０．０３ミリメートル～約０．５ミリメートルの範囲内のサイズである。例示的な実施形態において、イオン交換体または吸着剤は、プレベイパー製剤の中に、例えばプレベイパー製剤の約０．１重量パーセント～約５重量パーセントの濃度で含まれてもよく、また例えば約０．１パーセント～約０．５パーセント、約０．５パーセント～約１パーセント、約１パーセント～約２パーセント、約２パーセント～約４パーセント、または約４パーセント～約５パーセントの濃度で含まれてもよい。

例示的な実施形態において、例えばＤｏｗｅｘ ５０Ｗ－Ｘ８、Ｌｅｗａｉｔ ＣＮＰ ８０、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ－１２０などのイオン交換体または吸着剤をｅベイピング装置のプレベイパー製剤に添加することは、プレベイパー製剤中に存在する様々な他の成分の酸化を低減または実質的に防止する場合があり、ｅベイピング装置の固体部分（プレベイパー製剤の成分と接触するカートリッジなど）の酸化を低減または実質的に防止する場合があり、またｅベイピング装置によって生成されたベイパーの中へのフリーラジカルまたは金属の移動を実質的に防止する場合がある。従って、有効な量のイオン交換体の添加は、プレベイパー製剤の安定性を増大させることができる。

例示的な実施形態において、プレベイパー製剤の成分の酸化は、酸素または遊離遷移金属によって触媒作用を受けた酸素から生成される過酸化水素との反応によって生成されるヒドロキシルラジカルの生成からもたらされるため、遊離遷移金属および酸素の捕捉剤または結合剤であるイオン交換体の添加は、ヒドロキシルラジカルの形成を低減または実質的に防止し、従ってヒドロキシルラジカルがプレベイパー製剤の成分と反応するのを低減または実質的に防止する。その結果、ヒドロキシルラジカルの存在によるプレベイパー製剤の成分の酸化は、低減または実質的に防止される場合がある。

例示的な実施形態において、プレベイパー製剤はまた、ニコチン、水、プロピレングリコールおよびグリセロールのうちの少なくとも一つ、イオン交換体、および潜在的に有機酸の混合物に加え、キレート化剤を含んでもよい。ｅベイピング装置の動作中、プレベイパー製剤内に存在するイオン交換体は、遊離遷移金属の大部分または大多数を結合する場合があり、またプレベイパー製剤内の酸素の大部分を結合する場合がある。イオン交換体によって結合されていないあらゆる残留酸化還元活性金属は次に、高親和性であるが低能力のキレート化剤と反応する場合があり、ここでＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、またはＮＴＡなどのキレート化剤は残留遊離遷移金属と結合する場合がある。イオン交換体とキレート化剤の組み合わせられた作用または連続的な作用の結果として、遊離遷移金属がｅベイピング装置の動作中に生成されたベイパーの中へと移動することが低減もしくは実質的に防止され、または有害なヒドロキシルラジカルを形成することが低減もしくは実質的に防止される。同様に、製剤溶液中の酸素含有量は、酸素イオン交換体の存在下で実質的に低減され、活性酸素種（例えば、ヒドロキシルラジカルなど）の実質的な減少をもたらす。

一部の例示的な実施形態において、イオン交換体は、約０．０３ミリメートル～約０．３ミリメートルのサイズ範囲の球状粒子の微細メッシュの形態のＤｏｗｅｘ ５０Ｗ－Ｘ８を含む。例示的な実施形態において、イオン交換体には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂなどの金属を結合する能力があり、これはＨ⁺イオンまたはＮａ⁺イオンの放出をもたらす。

例示的な実施形態において、イオン交換体はＬｅｗａｉｔ ＣＮＰ８０を含み、これは弱酸性、マクロ多孔性、アクリルベースのカチオン交換樹脂であり、約０．３ミリメートルのサイズ範囲のビーズ、実質的に高い動作能力ならびに良好な化学的安定性および機械的安定性を有する。Ｌｅｗａｉｔ ＣＮＰ ８０には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂなどの重金属を結合する能力がある。

例示的な実施形態において、イオン交換体はＡｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ－１２０を含み、これは強酸性のカチオン交換樹脂であり、Ｈ⁺またはＮａ⁺イオン形態の球状粒子を有する。Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ－１２０は水および大部分の一般的な溶剤において不溶性であり、高温で安定であり、幅広いｐＨ範囲にわたり高い交換能力を有する。Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲ－１２０は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂなどの重金属の吸着に有効である。

例示的な実施形態において、イオン交換体または吸着剤は、ｅベイピング装置の部分内に存在する銅、ニッケル、鉄などの遷移金属によって典型的に生成されるヒドロキシルラジカルの形成を防止することによって、ｅベイピング装置の成分の酸化を低減または実質的に防止する場合があり、従ってプレベイパー製剤の成分のヒドロキシルラジカルとの反応を実質的に防止する。結果として、ｅベイピング装置のプレベイパー製剤のより長い貯蔵寿命が達成される場合があり、ｅベイピング装置の動作中に生成するベイパーの中へのフリーラジカルの望ましくない移動が実質的に防止される場合がある。

例示的な実施形態において、ｅベイピング装置の芯は、イオン交換体または吸着剤で形成されてもよく、またはイオン交換体または吸着剤を含んでもよい。例えば、芯は、例えば透明フィルムの形態のナノ結晶セルロースで形成されてもよく、またはこれを含んでもよい。セルロースナノ吸着剤には、例えばＣｕ、Ｎｉ、またはＦｅなどの重金属イオンを水溶液から除去する能力がある。

例示的な実施形態において、イオン交換体または吸着剤は、重金属の封鎖剤またはキレート剤などの他の剤と組み合わせられてもよい。封鎖剤はまた、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）吸着剤などのキレート剤、およびイオン交換剤を含んでもよい。例示的な実施形態において、封鎖剤と組み合わせたイオン交換体は、ｅベイピング装置の固体部分の遊離遷移金属、または製剤成分内に存在する遊離遷移金属を封鎖するまたはこれと結合することによって、およびヒドロキシルラジカルの生成を低減または実質的に防止することによって、ｅベイピング装置の成分の酸化を低減または実質的に防止する場合がある。製剤へのポリオールの添加はまた、その成分の酸化を実質的に防止することによって、プレベイパー製剤の安定性を増大させる確率を高めることになる。結果として、ｅベイピング装置のプレベイパー製剤のより長い貯蔵寿命が達成される場合があり、またｅベイピング装置の動作中に生成されたベイパー内での有害なフリーラジカルまたは遊離金属の放出もまた実質的に低減される場合がある。

ｅベイピング装置の動作中に、ｅベイピング装置のカートリッジ内のヒーターによってプレベイパー製剤を加熱すると、多量のプロトン化ニコチンと少量の非プロトン化ニコチンとを有するベイパーが生成されるように、酸は典型的に、プレベイパー製剤中の分子ニコチンをプロトン化し、これによってすべての揮発した（気化した）ニコチンのうちのわずかな部分のみが典型的に、ベイパーの気相内に残留する。例えば、プレベイパー製剤は最大５パーセントのニコチンを含む場合があるが、ベイパーの気相内のニコチンの比率は、送達された総ニコチンの実質的に１パーセント以下となる場合がある。

少なくとも一つの例示的な実施形態によると、プレベイパー製剤内に存在する酸は、ベイパーの中へと移動する能力を有する。酸の移動効率は、液体中の酸の質量分率に対するベイパー中の酸の質量分率の比である。少なくとも一つの実施形態において、プレベイパー製剤内に存在する酸または酸の組み合わせは、約５０パーセント以上の蒸発効率、例えば約６０パーセント以上の蒸発効率を有する。例えば、ピルビン酸、酒石酸、酢酸は約５０パーセント以上の蒸発効率を有する。

少なくとも一つの実施形態において、プレベイパー製剤内に存在する一つ以上の酸は、ニコチン気相部分の量を、一つ以上の酸を含まない同等のプレベイパー製剤によって生成されたニコチン気相部分のレベルの約３０重量パーセント以上、または約６０重量パーセント～約７０重量パーセント、または約７０重量パーセント以上、または約８５重量パーセント以上低減するのに十分な量である。

少なくとも一つの例示的な実施形態によると、プレベイパー製剤内に存在する一つ以上の酸としては、ピルビン酸、ギ酸、シュウ酸、グリコール酸、酢酸、イソ吉草酸、吉草酸、プロピオン酸、オクタン酸、乳酸、レブリン酸、ソルビン酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、安息香酸、オレイン酸、アコニット酸、酪酸、ケイ皮酸、デカン酸、３，７－ジメチル－６－オクテン酸、１－グルタミン酸、ヘプタン酸、ヘキサン酸、３－ヘキサン酸、トランス－２－ヘキサン酸、イソ酪酸、ラウリン酸、２－メチル酪酸、２－メチル吉草酸、ミリスチン酸、ノナン酸、パルミチン酸、４－ペンテン酸、フェニル酢酸、３－フェニルプロピオン酸、塩酸、リン酸、硫酸、およびこれらの組み合わせのうちの一つ以上が挙げられる。プレベイパー製剤はまた、ベイパー形成体、随意に水、および随意に風味剤を含んでもよい。

少なくとも一つの実施形態において、ベイパー形成体は、プロピレングリコール、グリセリンおよびこれらの組み合わせのうちの一つである。別の実施形態において、ベイパー形成体はグリセリンである。少なくとも一つの実施形態において、ベイパー形成体は、プレベイパー製剤の重量に基づき約４０重量パーセント～プレベイパー製剤の重量に基づき約９０重量パーセント（例えば、約５０パーセント～約８０パーセント、約５５パーセント～約７５パーセント、または約６０パーセント～約７０パーセント）の範囲の量で含まれる。

プレベイパー製剤は随意に水を含む。水は、プレベイパー製剤の重量に基づき約５重量パーセント～プレベイパー製剤の重量に基づき約４０重量パーセントの範囲の量で、またはプレベイパー製剤の重量に基づき約１０重量パーセント～プレベイパー製剤の重量に基づき約１５重量パーセントの範囲の量で含まれうる。

プレベイパー製剤はまた、風味剤を約０．０１重量パーセント～約１５重量パーセント（例えば約１パーセント～約１２パーセント、約２パーセント～約１０パーセント、または約５パーセント～約８パーセント）の範囲の量で含んでもよい。風味剤は天然風味剤または人工風味剤でありうる。少なくとも一つの実施形態において、風味剤はたばこ風味、メントール、ウインターグリーン、ペパーミント、ハーブ風味、果実風味、ナッツ風味、酒風味、およびこれらの組み合わせのうちの一つである。

実施形態において、ニコチンはプレベイパー製剤の総重量に基づき約２重量パーセント～約６重量パーセント（例えば、約２パーセント～約３パーセント、約２パーセント～約４パーセント、約２パーセント～約５パーセント）の範囲の量でプレベイパー製剤に含まれる。少なくとも一つの実施形態において、ニコチンはプレベイパー製剤の総重量に基づき最大約５重量パーセントの量で添加される。少なくとも一つの実施形態において、プレベイパー製剤のニコチン含有量は、プレベイパー製剤の総重量に基づき約２重量パーセント以上である。別の実施形態において、プレベイパー製剤のニコチン含有量は、プレベイパー製剤の総重量に基づき約２．５重量パーセント以上である。別の実施形態において、プレベイパー製剤のニコチン含有量は、プレベイパー製剤の総重量に基づき約３重量パーセント以上である。別の実施形態において、プレベイパー製剤のニコチン含有量は、プレベイパー製剤の総重量に基づき約４重量パーセント以上である。別の実施形態において、プレベイパー製剤のニコチン含有量は、プレベイパー製剤の総重量に基づき約４．５重量パーセント以上である。

例示的な実施形態において、プレベイパー製剤のベイパー相内のニコチンの濃度は、実質的に１重量パーセント以下である。

例示的な実施形態が説明されているため、これらは多くの方法で変化しうることが明らかであろう。こうした変化は、例示的な実施形態の意図される範囲を逸脱するものと見なされず、当業者にとって明らかであろうすべての修正は、以下の請求項の範囲内に含まれることが意図されている。

Claims (19)

1. ｅベイピング装置のプレベイパー製剤であって、
   イオン交換体、またはイオン交換体およびキレート化剤と、
   ニコチンと、
   前記プレベイパー製剤のベイパーを形成するように構成されたベイパー形成体とを含み、
   前記イオン交換体が、スチレン－ジビニルベンゼン、架橋ポリアクリレートカルボン酸、およびスチレンジビニルベンゼンコポリマーのうちの少なくとも一つを含む、
   プレベイパー製剤。
2. 前記イオン交換体が前記プレベイパー製剤において不溶性である、請求項１に記載のプレベイパー製剤。
3. 前記キレート化剤がＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、ＮＴＡのうちの少なくとも一つを含む、請求項１または２に記載のプレベイパー製剤。
4. 前記イオン交換体の濃度が、約０．１重量パーセント以上であり、かつ約５重量パーセント以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載のプレベイパー製剤。
5. 前記イオン交換体の前記濃度が、約０．１重量パーセント以上であり、かつ約０．５重量パーセント以下である、請求項４に記載のプレベイパー製剤。
6. 前記イオン交換体の前記濃度が、約０．５重量パーセント以上であり、かつ約１重量パーセント以下である、請求項４に記載のプレベイパー製剤。
7. 前記イオン交換体の前記濃度が、約１重量パーセント以上であり、かつ約２重量パーセント以下である、請求項４に記載のプレベイパー製剤。
8. 前記イオン交換体の前記濃度が、約２重量パーセント以上であり、かつ約４重量パーセント以下である、請求項４に記載のプレベイパー製剤。
9. 前記イオン交換体の前記濃度が、約４重量パーセント以上であり、かつ約５重量パーセント以下である、請求項４に記載のプレベイパー製剤。
10. 前記イオン交換体が約０．０３ミリメートル～約０．５ミリメートルのサイズを有する、請求項１～９のいずれか一項に記載のプレベイパー製剤。
11. 前記キレート化剤の濃度が、約０．００１パーセント以上であり、かつ約０．０５パーセント以下である、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプレベイパー製剤。
12. 前記キレート化剤の前記濃度が、約０．００１パーセント以上であり、かつ約０．０１パーセント以下である、請求項１１に記載のプレベイパー製剤。
13. 前記キレート化剤の前記濃度が、約０．０１パーセント以上であり、かつ約０．０２パーセント以下である、請求項１１に記載のプレベイパー製剤。
14. 前記キレート化剤の前記濃度が、約０．０２パーセント以上であり、かつ約０．０５パーセント以下である、請求項１１に記載のプレベイパー製剤。
15. 少なくとも一つ以上の酸をさらに含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載のプレベイパー製剤。
16. ｅベイピング装置であって、
    プレベイパー製剤、および芯を介して前記プレベイパー製剤を加熱するように構成されたヒーターを含むカートリッジと、
    前記カートリッジに連結され、かつ前記ヒーターに電力を供給するように構成された電源とを備え、
    前記プレベイパー製剤が、
    イオン交換体、またはイオン交換体およびキレート化剤と、
    ニコチンと、
    前記プレベイパー製剤のベイパーを形成するように構成されたベイパー形成体とを含み、
    前記イオン交換体が、スチレン－ジビニルベンゼン、架橋ポリアクリレートカルボン酸、およびスチレンジビニルベンゼンコポリマーのうちの少なくとも一つを含む、ｅベイピング装置。
17. 前記芯が、イオン交換体およびキレート化剤のうちの少なくとも一つを含む、請求項１６に記載のｅベイピング装置。
18. 前記キレート化剤が、ＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、ＮＴＡのうちの少なくとも一つを含む、請求項１６または１７に記載のｅベイピング装置。
19. 前記キレート化剤の濃度が、約０．００１パーセント以上であり、かつ約０．０５パーセント以下である、請求項１６、１７または１８に記載のｅベイピング装置。

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