JP7250763B2 - エアロゾル送達装置用のマイクロテクスチャ加工液体輸送要素 - Google Patents

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Description

本開示は、電子タバコなどのエアロゾル送達装置に関し、さらに具体的には、噴霧器を含むエアロゾル送達装置に関する。噴霧器は、タバコから作製され得るか、タバコに由来し得るか、そうでなければタバコを組み込み得るエアロゾル前駆体組成物を加熱して、人間が摂取するための吸入可能な物質を形成するように構成されてもよい。
使用のためにタバコを燃焼することを必要とする喫煙製品の改良品または代替品として、多くの装置が長年にわたって提案されてきた。これらの装置の多くは、紙巻タバコ、葉巻またはパイプの喫煙に関連する感覚を提供するように設計されているが、タバコの燃焼に起因する相当量の不完全燃焼および熱分解生成物を送達することはないと言われている。この目的のために、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、タバコを著しく燃焼することなく紙巻タバコ、葉巻またはパイプの喫煙感覚を提供しようとする多くの代替喫煙製品、香味発生器および薬用吸入器が提案されている。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｏｌｌｅｔｔらの米国特許第８，８８１，７３７号明細書、Ｇｒｉｆｆｉｔｈ Ｊｒ．らの米国特許出願公開第２０１３／０２５５７０２号明細書、Ｓｅｂａｓｔｉａｎらの米国特許出願公開第２０１４／００００６３８号明細書、Ｓｅａｒｓらの米国特許出願公開第２０１４／００９６７８１号明細書、Ａｍｐｏｌｉｎｉらの米国特許出願公開第２０１４／００９６７８２号明細書およびＤａｖｉｓらの米国特許出願公開第２０１５／００５９７８０号明細書に記載の背景技術に記載されている様々な代替喫煙品、エアロゾル送達装置および発熱源を参照されたい。また、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｏｕｎｔｓらの米国特許第５，３８８，５９４号明細書およびＲｏｂｉｎｓｏｎらの米国特許第８，０７９，３７１号明細書の背景技術の項に記載されている製品および加熱構成の様々な実施形態も参照されたい。
多くの電子タバコ製品は、繊維ウィッキング材料の周りに巻き付けられた電気抵抗ヒータ線を含む「ウィック／コイル」設計を有する噴霧器を含む。このような設計は、加熱の非効率性、液体成分の不均一なウィッキング、液体成分の不均一な加熱または気化、ヒートシンクの存在、および最適でない空気力学を含むいくつかの潜在的な欠点を有する。さらに、ウィック／コイル設計は、ウィックとコイルとの界面に熱分解および／または炭化物の堆積を引き起こす可能性がある。これらの潜在的な欠点のいくつかは、時間の経過に伴って、噴霧器が交換を必要とするまでに装置を操作することができる時間が制限される可能性がある負の感覚的影響を引き起こし得る。
米国特許第８，８８１，７３７号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０２５５７０２号明細書 米国特許出願公開第２０１４／００００６３８号明細書 米国特許出願公開第２０１４／００９６７８１号明細書 米国特許出願公開第２０１４／００９６７８２号明細書 米国特許出願公開第２０１５／００５９７８０号明細書 米国特許第５３８８５９４号明細書 米国特許第８０７９３７１号明細書
当技術分野では、例えば、加熱または気化の均一性、加熱効率、炭化／熱分解の低減など、エアロゾル送達装置の１つ以上の特性を改善することができる新しい噴霧器構成が依然として必要とされている。
本開示は、エアロゾルを生成するように構成されたエアロゾル送達装置用の噴霧器に関し、このエアロゾル送達装置は、いくつかの実施形態では、電子タバコと呼ばれ得る。
一態様では、液体エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、
噴霧器であって、電気抵抗加熱要素と、マイクロテクスチャ加工表面を横切る液体エアロゾル前駆体組成物の表面ウィッキングに適合されたマイクロテクスチャ加工表面を有する（場合により板状の）非繊維性液体輸送要素と、を含む噴霧器と、
を含む、エアロゾル送達装置が提供され、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面は、リザーバと流体連通し、電気抵抗加熱要素と流体連通している。マイクロテクスチャ加工固体表面の使用により、液体輸送要素の第１の部分から、加熱要素に近接する加熱ゾーンへのエアロゾル前駆体組成物の表面ウィッキングが可能になる。
特定の実施形態では、電気抵抗加熱要素は、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜（例えば、導電性インク）である。マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜は、第１の端部から第２の端部まで延びる１つ以上の直線要素または曲線要素を含むことができる。マイクロテクスチャ加工表面を横切って輸送される液体エアロゾル前駆体組成物が電気抵抗加熱要素に直接接触しないように、電気抵抗加熱要素を覆う保護層が含められてもよい。
特定の実施形態では、マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜は、第１の端部から第２の端部まで延び、装置は、第１の端部および第２の端部のそれぞれに近接する非繊維性液体輸送要素に開口部をさらに含み、電流が端子から端子に流されることができるように、開口部を通して膜の第１の端部と係合される正の電気端子と、開口部を通して膜の第２の端部と係合される負の電気端子とをさらに含む。
特定の実施形態では、装置はまた、リザーバと非繊維性液体輸送要素との間の流路に介在された二次液体輸送要素（例えば、繊維材料またはセラミック材料）を含み、二次液体輸送要素は、リザーバと流体連通し、非繊維性液体輸送要素の少なくとも一部と流体連通している。そのような実施形態では、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面は、電気抵抗加熱要素を含む加熱ゾーンと、電気抵抗加熱要素から間隔を空けた関係にある第２のゾーンと、を含むことが可能であり、液体エアロゾル前駆体組成物のための流路が、二次液体輸送要素から第２のゾーンまで、および第２のゾーンからマイクロテクスチャ加工表面を横切って加熱ゾーンまで確立されるように、二次液体輸送要素は、第２のゾーンの少なくとも一部と流体連通する。例えば、非繊維性液体輸送要素が、中央領域を囲む周縁部を有する板状である場合、第２のゾーンは典型的に周縁部に近接して配置され、加熱ゾーンは中央領域の少なくとも一部を含む。あるいは、二次液体輸送要素は、第２のゾーンおよび加熱ゾーンの両方の全部または一部と流体連通することができる。
二次液体輸送要素は、例えば、マイクロテクスチャ加工表面の少なくとも一部を覆うことができる。特定の実施形態では、二次液体輸送要素は、マイクロテクスチャ加工表面の実質的に全部を覆うことができる。加えて、装置は、非繊維性液体輸送要素を通る少なくとも１つの開口部を含むことができ、二次液体輸送要素の少なくとも一部は、少なくとも１つの開口部を通過する。
リザーバおよび噴霧器は、例えば、制御本体に取り付けるように適合されたカートリッジに収容され得、制御本体は、電気抵抗加熱要素に電流を供給するように構成された電源を含む。加えて、エアロゾル送達装置は、（ａ）電気抵抗加熱要素に電流を供給するように構成された電源、（ｂ）電源からの電流を制御するように適合されたコントローラおよび（ｃ）コントローラと通信し、エアロゾル送達装置またはその一部内の圧力低下を感知するように適合されたフローセンサのうちの１つ以上をさらに含むことができる。
特定の一実施形態では、本発明は、エアロゾル送達装置を提供し、
装置は、
液体エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、
噴霧器にして、マイクロテクスチャ加工表面を横切る液体エアロゾル前駆体組成物の表面ウィッキングに適合されたマイクロテクスチャ加工表面を有する非繊維性液体輸送要素と、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜の形態の電気抵抗加熱要素とを含む噴霧器であって、膜が第１の端部および第２の端部を有し、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面がリザーバと流体連通し、電気抵抗加熱要素と流体連通している、噴霧器と、
第１の端部および第２の端部のそれぞれに近接する非繊維性液体輸送要素に開口部と、
を含み、
電流が端子から端子に流されることができるように、開口部を通して膜の第１の端部と係合される正の電気端子と、開口部を通して膜の第２の端部と係合される負の電気端子とをさらに含む。
上記の装置は、リザーバと非繊維性液体輸送要素との間の流路に介在された二次液体輸送要素をさらに含むことができ、二次液体輸送要素は、リザーバと流体連通し、非繊維性液体輸送要素の少なくとも一部と流体連通している。さらに、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面は、電気抵抗加熱要素を含む加熱ゾーンと、上述の電気抵抗加熱要素から間隔を空けた関係にある第２のゾーンとを含むことができる。加えて、非繊維性液体輸送要素は、中央領域を囲む周縁部を有する板状であり得、第２のゾーンは典型的に周縁部に近接して配置され、加熱ゾーンは中央領域の少なくとも一部を含む。
したがって、本開示は、限定するものではないが、以下の実施形態を含む。
実施形態１：エアロゾル送達装置であって、
液体エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、
噴霧器であって、電気抵抗加熱要素と、マイクロテクスチャ加工表面を横切る液体エアロゾル前駆体組成物の表面ウィッキングに適合されたマイクロテクスチャ加工表面を有する非繊維性液体輸送要素と、を含み、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面が、リザーバと流体連通し、電気抵抗加熱要素と流体連通している、噴霧器と、
を備える、エアロゾル送達装置。
実施形態２：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、電気抵抗加熱要素が、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜である、エアロゾル送達装置。
実施形態３：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、電気抵抗加熱要素が、マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された導電性インクの形態である、エアロゾル送達装置。
実施形態４：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、非繊維性液体輸送要素が板状である、エアロゾル送達装置。
実施形態５：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜が、第１の端部から第２の端部まで延び、エアロゾル送達装置が、第１の端部および第２の端部のそれぞれに近接する非繊維性液体輸送要素に開口部をさらに含み、電流が端子から端子に流されることができるように、開口部を通して膜の第１の端部と係合される正の電気端子と、開口部を通して膜の第２の端部と係合される負の電気端子とをさらに含む、エアロゾル送達装置。
実施形態６：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、エアロゾル送達装置が、リザーバと非繊維性液体輸送要素との間の流路に介在された二次液体輸送要素をさらに含み、二次液体輸送要素が、リザーバと流体連通し、非繊維性液体輸送要素の少なくとも一部と流体連通している、エアロゾル送達装置。
実施形態７：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面が、電気抵抗加熱要素を含む加熱ゾーンと、電気抵抗加熱要素から間隔を空けた関係にある第２のゾーンとを含み、液体エアロゾル前駆体組成物のための流路が、二次液体輸送要素から第２のゾーンまで、および第２のゾーンからマイクロテクスチャ加工表面を横切って加熱ゾーンまで確立されるように、二次液体輸送要素が、第２のゾーンの少なくとも一部と流体連通する、エアロゾル送達装置。
実施形態８：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、非繊維性液体輸送要素が、中央領域を囲む周縁部を有する板状であり、第２のゾーンが周縁部に近接して配置され、加熱ゾーンが中央領域の少なくとも一部を含む、エアロゾル送達装置。
実施形態９：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、二次液体輸送要素が繊維材料またはセラミック材料を含む、エアロゾル送達装置。
実施形態１０：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、二次液体輸送要素がマイクロテクスチャ加工表面の少なくとも一部を覆っている、エアロゾル送達装置。
実施形態１１：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、エアロゾル送達装置が、非繊維性液体輸送要素を通る少なくとも１つの開口部をさらに含み、二次液体輸送要素の少なくとも一部が少なくとも１つの開口部を通過する、エアロゾル送達装置。
実施形態１２：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜が、第１の端部から第２の端部まで延びる１つ以上の直線要素または曲線要素を含む、エアロゾル送達装置。
実施形態１３：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、エアロゾル送達装置が、マイクロテクスチャ加工表面を横切って輸送される液体エアロゾル前駆体組成物が電気抵抗加熱要素に直接接触しないように、電気抵抗加熱要素を覆う保護層をさらに含む、エアロゾル送達装置。
実施形態１４：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、リザーバおよび噴霧器が、制御本体に取り付けるように適合されたカートリッジに収容され、制御本体が、電気抵抗加熱要素に電流を供給するように構成された電源を含む、エアロゾル送達装置。
実施形態１５：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、エアロゾル送達装置が、（ａ）電気抵抗加熱要素に電流を供給するように構成された電源、（ｂ）電源からの電流を制御するように適合されたコントローラおよび（ｃ）コントローラと通信し、エアロゾル送達装置またはその一部内の圧力低下を感知するように適合されたフローセンサのうちの１つ以上をさらに含む、エアロゾル送達装置。
実施形態１６：エアロゾル送達装置であって、
液体エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、
噴霧器にして、マイクロテクスチャ加工表面を横切る液体エアロゾル前駆体組成物の表面ウィッキングに適合されたマイクロテクスチャ加工表面を有する非繊維性液体輸送要素と、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜の形態の電気抵抗加熱要素と、を含む噴霧器であって、膜が第１の端部および第２の端部を有し、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面がリザーバと流体連通し、電気抵抗加熱要素と流体連通している、噴霧器と、
第１の端部および第２の端部のそれぞれに近接する非繊維性液体輸送要素に開口部と、を含み、
電流が端子から端子に流されることができるように、開口部を通して膜の第１の端部と係合される正の電気端子と、開口部を通して膜の第２の端部と係合される負の電気端子とをさらに含む、エアロゾル送達装置。
実施形態１７：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、非繊維性液体輸送要素が板状であるエアロゾル送達装置。
実施形態１８：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、エアロゾル送達装置が、リザーバと非繊維性液体輸送要素との間の流路に介在された二次液体輸送要素をさらに含み、二次液体輸送要素が、リザーバと流体連通し、非繊維性液体輸送要素の少なくとも一部と流体連通しているエアロゾル送達装置。
実施形態１９：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面が、電気抵抗加熱要素を含む加熱ゾーンと、電気抵抗加熱要素から間隔を空けた関係にある第２のゾーンとを含み、液体エアロゾル前駆体組成物のための流路が、二次液体輸送要素から第２のゾーンまで、および第２のゾーンからマイクロテクスチャ加工表面を横切って加熱ゾーンまで確立されるように、二次液体輸送要素が、第２のゾーンの少なくとも一部と流体連通する、エアロゾル送達装置。
実施形態２０：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、非繊維性液体輸送要素が、中央領域を囲む周縁部を有する板状であり、第２のゾーンが周縁部に近接して配置され、加熱ゾーンが中央領域の少なくとも一部を含む、エアロゾル送達装置。
実施形態２１：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、二次液体輸送要素が繊維材料またはセラミック材料を含む、エアロゾル送達装置。
実施形態２２：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、二次液体輸送要素がマイクロテクスチャ加工表面の少なくとも一部を覆っている、エアロゾル送達装置。
実施形態２３：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、エアロゾル送達装置が、非繊維性液体輸送要素を通る少なくとも１つの開口部をさらに含み、二次液体輸送要素の少なくとも一部が少なくとも１つの開口部を通過する、エアロゾル送達装置。
実施形態２４：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜が、第１の端部から第２の端部まで延びる１つ以上の直線要素または曲線要素を含む、エアロゾル送達装置。
実施形態２５：任意の前述の実施形態、または前述の実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、エアロゾル送達装置が、マイクロテクスチャ加工表面を横切って輸送される液体エアロゾル前駆体組成物が電気抵抗加熱要素に直接接触しないように、電気抵抗加熱要素を覆う保護層をさらに含む、エアロゾル送達装置。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下に簡単に説明する添付の図面とともに、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。本開示は、そのような特徴または要素が本明細書の特定の実施形態の説明または特許請求の範囲において明示的に組み合わされているか、そうでなければ列挙されているかどうかにかかわらず、本開示に記載されているか、請求項のうちいずれか１つ以上に列挙されている２つ、３つ、４つまたはそれ以上の特徴または要素の任意の組合せを含む。本開示は、本開示の前後関係が明らかに他のことを指示しない限り、その態様および実施形態のいずれかにおいて、本開示の任意の分離可能な特徴または要素が、組合せ可能であるように意図された通りに見えるように全体的に読み取られることを意図している。
本開示は上述の一般的な用語で記載しており、添付の図面をこれから参照するが、これらの図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。
本開示の例示的な実施形態による、カートリッジおよび制御本体を含むエアロゾル送達装置を組み立てられた構成で示す。 本開示の例示的な実施形態による、図１の制御本体を分解構成で示す。 本開示の例示的な実施形態による、図１のカートリッジを分解構成で示す。 本開示の例示的な実施形態による噴霧器の上面図を示す。 本開示のさらなる例示的な実施形態による噴霧器の上面図を示す。 本開示のさらに別の例示的な実施形態による噴霧器の上面図を示す。 本開示の例示的な実施形態による、保護層を有する噴霧器の側面図を示す。 本開示のさらなる例示的な実施形態によるカートリッジの斜視図を示す。 本開示のさらなる例示的な実施形態によるカートリッジの分解構成を示す。 本開示のさらに別の例示的な実施形態によるカートリッジの斜視図を示す。 図９のカートリッジの断面図を示す。 図９のカートリッジの噴霧器部分のさらなる断面図を示し、マイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素を拡大サイズで示す。
本開示は、以下、その例示的な実施形態を参照して、さらに詳細に記載される。これらの例示的な実施形態は、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完全に伝えるように記載される。実際、本開示は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、適用される法的要件を満たすように提供される。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、前後関係により他に明確に指示されない限り、複数の変形例を含む。
本発明は、液体エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、噴霧器とを含むエアロゾル送達装置を提供する。噴霧器は、電気抵抗加熱要素と、マイクロテクスチャ加工表面を横切る液体エアロゾル前駆体組成物の表面ウィッキングに適合されたマイクロテクスチャ加工表面を有する非繊維性液体輸送要素とを含む。マイクロテクスチャ加工表面は、リザーバと流体連通し、電気抵抗加熱要素と流体連通しており、これは、マイクロテクスチャ加工表面が、リザーバと加熱要素との間に液体エアロゾル前駆体組成物のための流路の少なくとも一部を提供することを意味する。上述のように、液体輸送要素は、好ましくは非繊維性であり、これは、液体輸送要素が、複数の束ねられた繊維によって形成される表面ではなく、マイクロテクスチャ加工表面を有する固体材料から形成されることを意味する。
本明細書で述べるように、「マイクロテクスチャ加工」とは、表面が複数の凹凸部分を含むように、外観上不連続である、マイクロメートルスケールでの表面形態の（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃａｌ）三次元特徴（例えば、約２５０ミクロン未満の平均高さを有する複数の三次元表面特徴）を有する表面を指す。そのような表面は、粗面化または微細パターン化と呼ばれることもあるが、マイクロテクスチャ加工表面の表面特徴は、パターンに従う構造の秩序配列、または比較的ランダムな配置のいずれかであり得る。特定の実施形態では、マイクロテクスチャ加工表面は、二乗平均平方根（ＲＭＳ）分析を使用して定量化することができ、例示的な範囲は、約３～約１６ミクロン（例えば、約４ミクロン、約５ミクロン、約６ミクロン、約７ミクロン、約８ミクロン、約９ミクロン、約１０ミクロン、約１１ミクロン、約１２ミクロン、約１３ミクロン、約１４ミクロンおよび約１５ミクロンを含む約４～約１５ミクロン）のＳｑ値を含む。特定の実施形態は、約３ミクロン～約６ミクロン、約６ミクロン～約１０ミクロンまたは約１２ミクロン～約１５ミクロンのＳｑ範囲を有する。ＲＭＳデータは、Ｚｅｉｓｓ ＬＳＭ ８００機器（共焦点顕微鏡）を使用し、ＩＳＯ ２５１７８プロトコルに従って生成することができる。
マイクロテクスチャ加工表面は、様々な形状（例えば、柱、チャネル、小板、円錐、ディボットなど）を表し得る。加えて、マイクロテクスチャ加工表面は、実質的に一定であってよく（例えば、実質的に変化しない寸法の単一の繰り返し特徴を表す）、および／または実質的に反復するパターンを表してもよい（例えば、規則的な繰り返しパターンを画定する、大きさ、形状および間隔のうち１つ以上が異なる複数の特徴）。しかし、本発明から逸脱することなく、マイクロテクスチャ加工表面は、比較的不均一または不規則な複数の表面突起も表し得る。マイクロテクスチャ加工表面は、マイクロテクスチャを形成する形状要素の大きさおよび／または間隔に少なくとも部分的に関連して画定されてもよい。例えば、形状要素は、約１μｍ～約２５０μｍ、約１．５μｍ～約２００μｍ、約２μｍ～約１００μｍ、約２．５μｍ～約５０μｍまたは約３μｍ～約２５μｍの平均高さを有することができる。形状要素は、約０．１μｍ～約２０μｍ、約０．２５μｍ～約１５μｍ、約０．５μｍ～約１０μｍまたは約１μｍ～約５μｍの平均間隔を有することができる。
マイクロテクスチャ加工表面は、液体エアロゾル前駆体組成物の安定した供給が加熱要素のすぐ近くに直接送達されるように、表面を横切って「ヘミウィッキング」と呼ばれることもある表面ウィッキングを提供するように適合される。特定の実施形態では、このウィッキング現象は、従来のウィック／コイル噴霧器構成と比較して、加熱または気化の均一性の改善および加熱効率の改善に寄与し得る。
方法の様々な実施形態を使用して、本開示のマイクロテクスチャ加工表面を形成してもよい。例示的な一方法では、液体輸送要素は、マイクロテクスチャを含む表面を画定するように構成された型内で形成される。型をエッチング（例えば、化学的、電気化学的またはレーザエッチング）して、マイクロテクスチャ加工表面を画定し、その後、それを液体輸送要素に転写してもよい。しかし、表面を形成する方法の様々な他の実施形態が使用されてもよい。例えば、マイクロテクスチャ加工表面は、単分子層の自己組織化、フォトリソグラフィ、機械加工、ラッピング（例えば、ダイヤモンドラッピング）、プラズマ溶射、エレクトロスピニング、照射、テンプレート法、化学堆積、ウェットエッチング、ドライエッチングおよびブラスティング（例えば、砂、炭酸水素ナトリウムまたはドライアイスを使用し、場合により続いてブラスト表面を陽極酸化する）などの１つ以上の方法によって作製されてもよい。微細パターンを含む表面を作製するためのそのような方法の様々な例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＬｅｅらによるＡｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｌｏｔｕｓ Ｌｅａｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｍａｄｅ ｂｙ Ｂｌａｓｔｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｓｏｄｉｕｍ Ｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅに記載されている。
電気抵抗加熱要素は、抵抗加熱を提供するのに適した、本明細書に別途記載されるような金属または同様の材料を含むことができる。加熱要素は、別個の基材上に配置されてもよいか、そうでなければ（依然としてマイクロテクスチャ加工表面と流体連通しながら）マイクロテクスチャ加工表面から離間されて配置されてもよいが、エッチング技術、印刷技術または接着技術を含む様々な手段などによって、マイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素と、加熱要素が物理的に結合されることが有利である。例えば、金属リボンが積層されるか、そうでなければ液体輸送要素に固定されてもよい。
有利には、電気抵抗加熱要素は、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜の形態である。導電性膜層の厚さは変動し得、例えば、約１，０００μｍ以下、約５００μｍ以下、約２００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、約１０μｍ以下または約５μｍ以下であり得る。他の実施形態では、導電性膜層は、約０．１μｍ～約５００μｍ、約０．５μｍ～約２００μｍ、約１μｍ～約１００μｍまたは約２μｍ～約５０μｍの厚さを有することができる。
導電性膜が使用される場合、加熱要素に使用される導電性材料は、導電性でありかつ薄膜形成に適した本質的に任意の材料を含むことができる。例えば、導電性材料は、金属元素、金属合金、シリコン（単結晶シリコンおよびポリシリコンを含む）、セラミック、炭素、炭化物、窒化物およびそれらの組合せからなる群から選択することができる。さらに具体的な実施形態では、導電性材料は、白金、金、銀、銅、アルミニウム、タングステン、亜鉛、パラジウム、ニッケル、チタン、ニクロム、炭化ケイ素、ポリシリコン、単結晶シリコン、窒化チタンなどから形成され得る。特定の実施形態では、白金などの金属元素は、良好な耐酸化性および長期安定性を示すため、特に有益であり得る。
特定の実施形態では、導電性インクが、パターン化された膜として加熱要素の表面に印刷され得る。導電性インクから形成された加熱要素は、様々な複雑さの様々なパターンで構成され得る。例示的な導電性インクには、グラフェンインク、ならびに様々な金属を含有するインク、例えば、銀、金、パラジウム、白金、およびそれらの合金または他の組合せを含むインク（例えば、銀－パラジウムまたは銀－白金インク）が挙げられる。
導電性インク（例えば、銀含有インク）のインプリントを実装する態様では、例えば、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷または他の適切な印刷方法などの様々な印刷プロセスを使用してインクが塗布されて、様々な厚さ、パターン、表面被覆率および組成勾配を提供してもよい。流体輸送要素上に導電性インクを印刷すると、比較的少ない材料および／または比較的少ない処理工程が必要とされる場合があるという点で製造を改善することができ、高スループット印刷技術を利用して加熱要素を迅速に作製することができる。加えて、マイクロテクスチャ加工表面上に薄膜加熱要素を印刷すると、インクの乾燥中またはインクに電流を印加する際に生じ得る膜の亀裂および他の途切れを減少させることにより、加熱要素の耐久性を高めることができることが発見された。さらに、特定の実施形態では、マイクロテクスチャ加工表面を、それに適用される薄膜加熱要素と組み合わせて使用すると、従来のウィック／コイル噴霧器配置と比較して炭化／熱分解の低減をもたらすと考えられている。
マイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素は、使用条件下で好ましくは熱的および機械的に安定な基材材料から形成することができる。例えば、液体輸送要素は、約１００℃以上、約１５０℃以上、約２００℃以上、約３００℃以上、約４００℃以上または約５００℃以上の温度で温度的に安定な材料から形成されてもよい。他の実施形態では、液体輸送要素は、約１００℃～約７５０℃、約１２５℃～約６５０℃または約１５０℃～約５００℃の温度範囲で温度的に安定であり得る。いくつかの実施形態では、液体輸送要素は、セラミック材料、特に、窒化ケイ素または二酸化ケイ素材料などのケイ素系材料から形成することができる。ただし、ガラスまたは石英などの他の材料を使用することができる。環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）などの特定の熱可塑性材料も使用することができる。
いくつかの実施形態では、液体輸送要素は、比較的薄い厚さ、例えば、約１ｍｍ～約２０ｍｍ、約１．５ｍｍ～約１５ｍｍまたは約２ｍｍ～約１０ｍｍを有することができる。いくつかの実施形態では、液体輸送要素は、約０．５ｃｍ２～約５０ｃｍ２、約１ｃｍ２～約４５ｃｍ２、約２ｃｍ２～約４０ｃｍ２または約３ｃｍ２～約３０ｃｍ２の表面積を有することができる。液体輸送要素は、その追加の寸法に関しても特徴付けることができる。具体的には、液体輸送要素は、独立して、最大約２５ｍｍ、最大約２０ｍｍ、最大約１５ｍｍまたは最大約１０ｍｍの長さおよび幅を有することができる。他の実施形態では、液体輸送要素の長さおよび幅は、独立して、約０．２５ｍｍ～約２５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約１５ｍｍ、約０．６ｍｍ～約１０ｍｍ、約０．７ｍｍ～約７．５ｍｍまたは約０．７５ｍｍ～約５ｍｍであり得る。
特定の実施形態では、液体輸送要素は、板状であり得、これは、実質的に平坦であり、ともに厚さよりも大きい長さおよび幅を有する形状を意味する。そのような液体輸送要素は、実質的に正方形または長方形であり得る。ただし、他の形状（例えば、円形、楕円形、三角形または他の多面形状）も使用することができる。円筒形など、液体輸送要素の追加の形状も使用することができる。
本開示は、エアロゾル送達装置の説明を提供する。エアロゾル送達装置は、（好ましくは、材料を著しく燃焼させることなく）材料を加熱して吸入可能な物質を形成するために、電気エネルギーを使用してもよい。そのような物品は、「手持ち式」装置と見なすのに十分に小型であることが最も好ましい。エアロゾル送達装置は、その物品または装置のいかなる構成要素も実質的に燃焼させることなく、紙巻タバコ、葉巻またはパイプを喫煙するという感覚の一部または全部（例えば、吸入および呼気の形式、味または香味の種類、感覚刺激効果、身体的感触、使用形式、目に見えるエアロゾルによってもたらされるような視覚的刺激など）を提供してもよい。エアロゾル送達装置は、タバコの燃焼または熱分解の副産物から生じるエアロゾルの意味での煙を生成し得ず、むしろ、その物品または装置は、最も好ましくは、物品または装置の特定の構成要素の揮発または気化に起因する（煙状であると説明されると見なされ得る目に見えるエアロゾルと見なされ得るエアロゾル内の蒸気を含む）蒸気を生成するが、他の実施形態では、エアロゾルは目に見えない場合がある。非常に好ましい実施形態では、エアロゾル送達装置は、タバコおよび／またはタバコ由来成分を組み込んでもよい。このように、エアロゾル送達装置は、特定の実施形態では、電子タバコ（「ｅ－ｃｉｇａｒｅｔｔｅ」）などの電子喫煙品として特徴付けることができる。
システムは、一般に、いわゆる「電子タバコ」などのエアロゾル送達装置に関連する実施形態に関して本明細書に記載されているが、機構、構成要素、特徴および方法は、多くの異なる形態で具体化され、様々な物品に関連付けられてもよいことを理解されたい。例えば、本明細書で提供される説明は、従来の喫煙品（例えば、紙巻タバコ、葉巻、パイプなど）または加熱式（ｈｅａｔ－ｎｏｔ－ｂｕｒｎ）喫煙品の実施形態と組み合わせて使用され得る。したがって、本明細書に開示された機構、構成要素、特徴および方法の説明は、エアロゾル送達装置に関する実施形態に関して単なる例として説明され、様々な他の製品および方法で具体化および使用され得ることを理解されたい。
本開示のエアロゾル送達装置はまた、蒸気生成物品または薬剤送達物品として特徴付けることができる。したがって、そのような物品または装置は、吸入可能な形態または状態で、１つ以上の物質（例えば、香味および／または薬学的有効成分）を提供するように構成することができる。例えば、吸入可能な物質は、実質的に蒸気の形態（すなわち、その臨界点よりも低い温度で気相にある物質）であり得る。あるいは、吸入可能な物質は、エアロゾルの形態（すなわち、気体中の微細固体粒子または液滴の浮遊物）であり得る。分かりやすくするために、本明細書で使用される用語「エアロゾル」は、目に見えるかどうか、また煙状であると見なされ得る形態であるかどうかに関わりなく、人間の吸入に適した形態または種類の蒸気、気体およびエアロゾルを含むことを意味する。
本開示のエアロゾル送達装置は、使用時に、従来の種類の喫煙品（例えば、タバコを点火し、吸入することによって使用される紙巻タバコ、葉巻またはパイプ）を使用する際に個人によって使用される多くの物理的作用を受け得る。例えば、本開示のエアロゾル送達装置のユーザは、従来の種類の喫煙品のようにその物品を保持し、その物品によって生成されたエアロゾルを吸入するためにその物品の一端を吸い、選択された時間間隔で吸煙する等々を行うことができる。
本発明は、ここで、様々な図を参照することにより説明される。本開示のエアロゾル送達装置は、一般に、外側シェルまたは本体内に設けられた多数の構成要素を含む。外側シェルまたは本体の全体的な設計は変更可能であり、エアロゾル送達装置の全体的な寸法および形状を画定することができる外側本体の形式または構成は変更可能である。典型的には、紙巻タバコまたは葉巻の形状に類似する細長い本体が、単一の一体型のシェルから形成されてもよいか、細長い本体が、２つ以上の分離可能な部品から形成されてもよい。例えば、エアロゾル送達装置は、形状が実質的に管状であり得、従来の紙巻タバコまたは葉巻の形状に類似し得る細長いシェルまたは本体を含むことができる。しかし、他の実施形態では、様々な他の形状および構成が使用されてもよい（例えば、角型またはフォブ形状（ｆｏｂ－ｓｈａｐｅｄ））。
一実施形態では、エアロゾル送達装置のあらゆる構成要素が、１つの外側本体またはシェル内に収容される。あるいは、エアロゾル送達装置は、接合され分離可能な２つ以上のシェルを含むことができる。例えば、エアロゾル送達装置は、１つ以上の再使用可能な構成要素（例えば、再充電可能な電池、およびその物品の動作を制御するための様々な電子機器）を収容するシェルを含む制御本体を一端に有し、使い捨て部分（例えば、使い捨て可能な香味含有カートリッジ）を収容する取り外し可能に取り付けられたシェルを他端に有することができる。単一シェルタイプのユニット内または複数部品の分離可能シェルタイプのユニット内の構成要素のさらに具体的な形式、構成および配置は、本明細書に提供されるさらなる開示に照らして明らかになるであろう。さらに、市販の電子エアロゾル送達装置を考慮して、様々なエアロゾル送達装置の設計と構成要素の配置とを理解することができる。
本開示のエアロゾル送達装置は、最も好ましくは、動力源（すなわち、電源）、少なくとも１つの制御構成要素（例えば、動力源からエアロゾル送達装置の他の構成要素への電流の流れを制御することなどによって、発熱のための電力を作動、制御、調整および／または停止するための手段）、ヒータまたは発熱部材（例えば、一般に「噴霧器」の一部と呼ばれる電気抵抗加熱要素または構成要素）、およ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）」および「ｅ－ジュース（ｅ－ｊｕｉｃｅ）」と一般に呼ばれる成分など、一般に、十分な熱を加えるとエアロゾルを生じることができる液体）、およびエアロゾル吸入のためにエアロゾル送達装置を吸引することを可能にする吸い口端領域または先端（例えば、生成されたエアロゾルが吸引によりそこから引き出され得るように、物品を通る画定された空気流路）の何らかの組合せを含む。
本開示のエアロゾル送達装置内の構成要素の位置合わせは変更可能である。特定の実施形態では、エアロゾル前駆体組成物は、エアロゾル送達装置の端部の近くに配置され得、これにより、ユーザの口に近接して配置されてユーザへのエアロゾル送達を最大にするように構成されてもよい。ただし、他の構成は除外されない。一般に、加熱要素からの熱がエアロゾル前駆体（ならびに、同様に、ユーザへの送達のために提供され得る１つ以上の香味料、医薬品など）を揮発させ、ユーザに送達するためのエアロゾルを形成することができるように、エアロゾル前駆体組成物の十分近くに加熱要素が配置され得る。加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適した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）、放出する（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）、放出する（ｒｅｌｅａｓｅｓ）または放出された（ｒｅｌｅａｓｅｄ）への言及が、形成するまたは生成する（ｆｏｒｍ ｏｒ ｇｅｎｅｒａｔｅ）、形成するまたは生成する（ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）、形成するまたは生成する（ｆｏｒｍｓ ｏｒ ｇｅｎｅｒａｔｅｓ）および形成されたまたは生成された（ｆｏｒｍｅｄ ｏｒ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ）を含むように言い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、吸入可能な物質は、蒸気もしくはエアロゾルまたはそれらの混合物の形態で放出され、このような用語も、別段の定めがない限り、本明細書では言い換え可能に使用される。
上述したように、ヒータの電力供給、制御システムの電力供給、インジケータの電力供給などのようなエアロゾル送達装置に様々な機能を提供するのに十分な電流を提供するように、エアロゾル送達装置は、電池または他の電源（例えば、キャパシタ）を組み込んでもよい。動力源は様々な実施形態をとることができる。好ましくは、動力源は、加熱要素を急速に加熱するのに十分な電力を供給してエアロゾルを形成し、所望の持続時間にわたる使用を通してエアロゾル送達装置に電力を供給することができる。動力源は、好ましくは、エアロゾル送達装置を容易に取り扱うことができるように、エアロゾル送達装置内に都合よく適合するような大きさである。さらに、好ましい動力源は、望ましい喫煙経験を損なわないように十分軽量である。
本開示のエアロゾル送達装置内の構成要素のさらに具体的な形式、構成および配置は、以下に提供されるさらなる開示に照らして明らかになるであろう。さらに、市販の電子エアロゾル送達装置を考慮して、様々なエアロゾル送達装置構成要素の選択を理解することができる。さらに、市販の電子エアロゾル送達装置を考慮して、エアロゾル送達装置内の構成要素の配置を理解することもできる。その構成要素、その操作方法、その中に含まれる材料および／または他のその属性が本開示の装置に含まれ得る市販の製品の例は、Ｐｈｉｌｉｐ Ｍｏｒｒｉｓ ＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄによるＡＣＣＯＲＤ（Ｒ）、ＩｎｎｏＶａｐｏｒ ＬＬＣによるＡＬＰＨＡ（ＴＭ）、ＪＯＹＥ ５１０（ＴＭ）およびＭ４（ＴＭ）、Ｗｈｉｔｅ Ｃｌｏｕｄ ＣｉｇａｒｅｔｔｅｓによるＣＩＲＲＵＳ（ＴＭ）およびＦＬＩＮＧ（ＴＭ）、Ｌｏｒｉｌｌａｒｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．によるＢＬＵ（ＴＭ）、Ｅｐｕｆｆｅｒ（Ｒ）Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．によるＣＯＨＩＴＡ（ＴＭ）、ＣＯＬＩＢＲＩ（ＴＭ）、ＥＬＩＴＥ ＣＬＡＳＳＩＣ（ＴＭ）、ＭＡＧＮＵＭ（ＴＭ）、ＰＨＡＮＴＯＭ（ＴＭ）およびＳＥＮＳＥ（ＴＭ）、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ，Ｉｎｃ．によるＤＵＯＰＲＯ（ＴＭ）、ＳＴＯＲＭ（ＴＭ）およびＶＡＰＯＲＫＩＮＧ（Ｒ）、Ｅｇａｒ ＡｕｓｔｒａｌｉａによるＥＧＡＲ（ＴＭ）、ＪｏｙｅｔｅｃｈによるｅＧｏ－Ｃ（ＴＭ）およびｅＧｏ－Ｔ（ＴＭ）、Ｅｌｕｓｉｏｎ ＵＫ ＬｔｄによるＥＬＵＳＩＯＮ（ＴＭ）、Ｅｏｎｓｍｏｋｅ ＬＬＣによるＥＯＮＳＭＯＫＥ（Ｒ）、ＦＩＮ Ｂｒａｎｄｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ，ＬＬＣによるＦＩＮ（ＴＭ）、Ｇｒｅｅｎ Ｓｍｏｋｅ Ｉｎｃ．ＵＳＡによるＳＭＯＫＥ（Ｒ）、Ｇｒｅｅｎａｒｅｔｔｅ ＬＬＣによるＧＲＥＥＮＡＲＥＴＴＥ（ＴＭ）、Ｓｍｏｋｅ Ｓｔｉｋ（Ｒ）によるＨＡＬＬＩＧＡＮ（ＴＭ）、ＨＥＮＤＵ（ＴＭ）、ＪＥＴ（ＴＭ）、ＭＡＸＸＱ（ＴＭ）、ＰＩＮＫ（ＴＭ）およびＰＩＴＢＵＬＬ（ＴＭ）、Ｐｈｉｌｉｐ Ｍｏｒｒｉｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．によるＨＥＡＴＢＡＲ（ＴＭ）、Ｃｒｏｗｎ７製のＨＹＤＲＯ ＩＭＰＥＲＩＡＬ（ＴＭ）およびＬＸＥ（ＴＭ）、ＬＯＧＩＣ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙによるＬＯＧＩＣ（ＴＭ）およびＴＨＥ ＣＵＢＡＮ（ＴＭ）、Ｌｕｃｉａｎｏ Ｓｍｏｋｅｓ Ｉｎｃ．によるＬＵＣＩ（Ｒ）、Ｎｉｃｏｔｅｋ，ＬＬＣによるＭＥＴＲＯ（Ｒ）、Ｓｏｔｔｅｒａ，Ｉｎｃ．によるＮＪＯＹ（Ｒ）およびＯＮＥＪＯＹ（ＴＭ）、ＳＳ Ｃｈｏｉｃｅ ＬＬＣによるＮＯ．７（ＴＭ）、ＰｒｅｍｉｕｍＥｓｔｏｒｅ ＬＬＣによるＰＲＥＭＩＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＣＩＧＡＲＥＴＴＥ（ＴＭ）、Ｒｕｙａｎ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．によるＲＡＰＰ Ｅ－ＭＹＳＴＩＣＫ（ＴＭ）、Ｒｅｄ Ｄｒａｇｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ＬＬＣによるＲＥＤ ＤＲＡＧＯＮ（ＴＭ）、Ｒｕｙａｎ Ｇｒｏｕｐ（Ｈｏｌｄｉｎｇｓ）Ｌｔｄ．によるＲＵＹＡＮ（Ｒ）、Ｓｍｏｋｅｒ Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＬＬＣによるＳＦ（Ｒ）、Ｔｈｅ Ｓｍａｒｔ Ｓｍｏｋｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．によるＧＲＥＥＮ ＳＭＡＲＴ ＳＭＯＫＥＲ（Ｒ）、Ｃｏａｓｔｌｉｎｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ＬＬＣによるＳＭＯＫＥ ＡＳＳＩＳＴ（Ｒ）、Ｓｍｏｋｉｎｇ Ｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ，Ｉｎｃ．によるＳＭＯＫＩＮＧ ＥＶＥＲＹＷＨＥＲＥ（Ｒ）、ＶＭＲ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ＬＬＣによるＶ２ＣＩＧＳ（ＴＭ）、ＶａｐｏｒＮｉｎｅ ＬＬＣによるＶＡＰＯＲ ＮＩＮＥ（ＴＭ）、Ｖａｐｏｒ ４ Ｌｉｆｅ，Ｉｎｃ．によるＶＡＰＯＲ４ＬＩＦＥ（Ｒ）、Ｅ－ＣｉｇａｒｅｔｔｅＤｉｒｅｃｔ，ＬＬＣによるＶＥＰＰＯ（ＴＭ）、Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｖａｐｏｒ ＣｏｍｐａｎｙによるＡＶＩＧＯ、ＶＵＳＥ、ＶＵＳＥ ＣＯＮＮＥＣＴ、ＶＵＳＥ ＦＯＢ、ＶＵＳＥ ＨＹＢＲＩＤ、ＡＬＴＯ、ＡＬＴＯ＋、ＭＯＤＯ、ＣＩＲＯ、ＦＯＸ＋ＦＯＧおよびＳＯＬＯ＋、Ｍｉｓｔｉｃ ＥｃｉｇｓによるＭＩＳＴＩＣ ＭＥＮＴＨＯＬならびにＣＮ Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｌｔｄ．によるＶＹＰＥとして市販されている。さらに他の電動式エアロゾル送達装置、特に、いわゆる電子タバコとして特徴付けられている装置は、ＣＯＯＬＥＲ ＶＩＳＩＯＮＳ（ＴＭ）、ＤＩＲＥＣＴ Ｅ－ＣＩＧ（ＴＭ）、ＤＲＡＧＯＮＦＬＹ（ＴＭ）、ＥＭＩＳＴ（ＴＭ）、ＥＶＥＲＳＭＯＫＥ（ＴＭ）、ＧＡＭＵＣＣＩ（Ｒ）、ＨＹＢＲＩＤ ＦＬＡＭＥ（ＴＭ）、ＫＮＩＧＨＴ ＳＴＩＣＫＳ（ＴＭ）、ＲＯＹＡＬ ＢＬＵＥＳ（ＴＭ）、ＳＭＯＫＥＴＩＰ（Ｒ）、ＳＯＵＴＨ ＢＥＡＣＨ ＳＭＯＫＥ（ＴＭ）の商号の下に市販されている。
本開示のエアロゾル送達装置に採用され得る構成要素および関連技術の追加の製造業者、設計者および／または譲受人には、中国、深センのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｊｉｅｓｈｉｂｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、中国、深セン市のＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｆｉｒｓｔ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、カリフォルニア州ロサンゼルスのＳａｆｅ Ｃｉｇ、フィリピンのＪａｎｔｙ Ａｓｉａ Ｃｏｍｐａｎｙ、中国、深センのＪｏｙｅｔｅｃｈ Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、ＳＩＳ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ、デラウェア州ドーバーのＢ２Ｂ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ、オハイオ州のＥｖｏｌｖ ＬＬＣ、イタリア、ボローニャのＭｏｎｔｒａｄｅ、中国、深センのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｂａｕｗａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、フロリダ州ポンパノビーチのＧｌｏｂａｌ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｄｅｍａｒｋｓ Ｉｎｃ．、フロリダ州フォートローダーデールのＶａｐｏｒ Ｃｏｒｐ．、ドイツ、ラシャウ＝マルカースバッハのＮｅｍｔｒａ ＧＭＢＨ、ミシガン州アレガンのＰｅｒｒｉｇｏ Ｌ．Ｃｏ．、Ｎｅｅｄｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．、ネバダ州ラスベガスのＳｍｏｋｅｆｒｅｅ Ｉｎｎｏｔｅｃ、スウェーデン、ヘルシンボリのＭｃＮｅｉｌ ＡＢ、Ｃｈｏｎｇ Ｃｏｒｐ、カリフォルニア州マウンテンビューのＡｌｅｘｚａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ、ノースカロライナ州シャーロットのＢＬＥＣ，ＬＬＣ、フランス、ロアバッハ＝レ＝ビッチュのＧａｉｔｒｅｎｄ Ｓａｒｌ、中国、深センのＦｅｅｌＬｉｆｅ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、ドイツ、ゼルプのＶｉｓｈａｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＢＭＧＨ、中国、深センのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｓｍａｃｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ．、フロリダ州ボカラトンのＶａｐｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、イスラエルのＥｘｏｎｏｉｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ、中国、深センのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｎｏｗｏｔｅｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ、中国、香港のＭｉｎｉｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、中国、深センのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｋｏｎｔｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、およびオハイオ州メダイナのＦｕｍａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＬＬＣ、ウィスコンシン州ベロイトの２１ｓｔ Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｓｍｏｋｅ、および中国、香港のＫｉｍｒｅｅ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ（ＨＫ）Ｃｏ．Ｌｉｍｉｔｅｄが挙げられる。
エアロゾル送達装置１００の１つの例示的な実施形態を図１に示す。特に、図１は、制御本体２００およびカートリッジ３００を含むエアロゾル送達装置１００を示す。制御本体２００およびカートリッジ３００は、機能的な関係で恒久的にまたは取り外し可能に位置合わせされてもよい。ねじ係合、圧入係合、締まり嵌め、磁気係合などをもたらすように、様々な機構がカートリッジ３００を制御本体２００に接続してもよい。いくつかの実施形態では、エアロゾル送達装置１００は、カートリッジ３００および制御本体２００が組み立てられた構成にある場合、実質的に棒状、実質的に管状または実質的に円筒形状であってよい。しかし、上述したように、他の実施形態では、角型またはフォブ形状などの様々な他の構成が使用されてもよい。さらに、エアロゾル送達装置は、本明細書では一般に従来の喫煙品の寸法および形状に似ているとして説明されているが、他の実施形態では、異なる構成、および「タンク」と呼ばれ得る大容量のリザーバが使用されてもよい。
特定の実施形態では、カートリッジ３００および制御本体２００の一方または両方は、使い捨て可能であるか、再使用可能であると称され得る。例えば、制御本体２００は、交換可能な電池または再充電可能な電池および／またはキャパシタを有してもよく、したがって、典型的な交流電気コンセントへの接続、自動車の充電器（すなわち、シガーソケット）への接続、およびユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブルなどを介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されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、カートリッジ３００は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｈａｎｇらの米国特許第８，９１０，６３９号明細書に開示されているような使い捨てカートリッジを含んでもよい。
図２は、本開示の例示的な実施形態によるエアロゾル送達装置１００（図１を参照）の制御本体２００の分解図を示す。図示されるように、制御本体２００は、カプラ２０２、外側本体２０４、シール部材２０６、接着部材２０８（例えば、ＫＡＰＴＯＮ（Ｒ）テープ）、フローセンサ２１０（例えば、吸煙センサまたは圧力スイッチ）、制御構成要素２１２、スペーサ２１４、電源２１６（例えば、再充電可能であってよいキャパシタおよび／または電池）、インジケータ２１８（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））を有する回路基板、コネクタ回路２２０および端部キャップ２２２を含んでもよい。電源の例は、Ｐｅｃｋｅｒａｒらの米国特許出願公開第２０１０／００２８７６６号明細書に記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
フローセンサ２１０に関して、エアロゾル送達装置用の様々なマイクロコントローラ、センサおよびスイッチを含む代表的な電流調整構成要素および他の電流制御構成要素が、いずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＧｅｒｔｈらの米国特許第４，７３５，２１７号明細書、いずれもＢｒｏｏｋｓらの米国特許第４，９２２，９０１号明細書、米国特許第４，９４７，８７４号明細書および米国特許第４，９４７，８７５号明細書、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらの米国特許第５，３７２，１４８号明細書、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第６，０４０，５６０号明細書、Ｎｇｕｙｅｎらの米国特許第７，０４０，３１４号明細書ならびにＰａｎの米国特許第８，２０５，６２２号明細書に記載されている。参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＡｍｐｏｌｉｎｉらの米国特許出願公開第２０１４／０２７０７２７号明細書に記載された制御方式も参照される。
一実施形態では、インジケータ２１８は、１つ以上の発光ダイオードを含んでもよい。インジケータ２１８は、コネクタ回路２２０を介して制御構成要素２１２と通信することができ、例えば、カプラ２０２に結合されたカートリッジをユーザが吸引している間に、フローセンサ２１０によって検出されるのに従って点灯され得る。端部キャップ２２２は、インジケータ２１８によって、その下に設けられた照明を可視化するように構成されてもよい。したがって、インジケータ２１８は、喫煙品の点灯端を模倣するようにエアロゾル送達装置１００の使用中に点灯されてもよい。しかし、他の実施形態では、インジケータ２１８は、様々な数で提供されてもよく、異なる形状をとることができ、（例えば、このようなインジケータが存在する場合に音を放つように）外側本体の開口であってもよい。
本開示のエアロゾル送達装置には、さらに別の構成要素が利用され得る。例えば、Ｓｐｒｉｎｋｅｌらの米国特許第５，１５４，１９２号明細書は、喫煙品用のインジケータを開示しており、Ｓｐｒｉｎｋｅｌ，Ｊｒ．の米国特許第５，２６１，４２４号明細書は、吸引に関連したユーザの唇の動作を検出し、次いで加熱装置の加熱を引き起こす装置のマウスエンドに関連し得る圧電センサを開示しており、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらの米国特許第５，３７２，１４８号明細書は、マウスピースを通る圧力の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煙センサを開示しており、Ｈａｒｒｉｓらの米国特許第５，９６７，１４８号明細書は、挿入された構成要素の赤外線透過性の不均一性を検出する識別機と、構成要素がレセプタクルに挿入された際に検出ルーチンを実行するコントローラとを含む喫煙装置内のレセプタクルを開示しており、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第６，０４０，５６０号明細書は、複数の異なるフェイズを有する規定済みの実行可能な電力サイクルを記載しており、Ｗａｔｋｉｎｓらの米国特許第５，９３４，２８９号明細書は、フォトニックオプトロニック（ｐｈｏｔｏｎｉｃ－ｏｐｔｒｏｎｉｃ）構成要素を開示しており、Ｃｏｕｎｔｓらの米国特許第５，９５４，９７９号明細書は、喫煙装置を通る吸込み抵抗を変化させるための手段を開示しており、Ｂｌａｋｅらの米国特許第６，８０３，５４５号明細書は、喫煙装置に使用するための特定の電池構成を開示しており、Ｇｒｉｆｆｅｎらの米国特許第７，２９３，５６５号明細書は、喫煙装置とともに使用するための様々な充電システムを開示しており、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許第８，４０２，９７６号明細書は、充電を容易にし、装置のコンピュータ制御を可能にするための喫煙装置用のコンピュータインタフェース手段を開示しており、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許第８，６８９，８０４号明細書は、喫煙装置用の識別システムを開示しており、Ｆｌｉｃｋによる国際公開第２０１０／００３４８０号パンフレットは、エアロゾル生成システムを用いた吸煙を示す流体流感知システムを開示しており、前述の開示はいずれも、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書で使用され得る電子エアロゾル送達物品および開示材料または構成要素に関連する構成要素の追加の例には、Ｇｅｒｔｈらの米国特許第４，７３５，２１７号明細書、Ｍｏｒｇａｎらの米国特許第５，２４９，５８６号明細書、Ｈｉｇｇｉｎｓらの米国特許第５，６６６，９７７号明細書、Ａｄａｍｓらの米国特許第６，０５３，１７６号明細書、Ｗｈｉｔｅの米国第６，１６４，２８７号明細書、Ｖｏｇｅｓの米国特許第６，１９６，２１８号明細書、Ｆｅｌｔｅｒらの米国特許第６，８１０，８８３号明細書、Ｎｉｃｈｏｌｓの米国特許第６，８５４，４６１号明細書、Ｈｏｎの米国特許第７，８３２，４１０号明細書、Ｋｏｂａｙａｓｈｉの米国特許第７，５１３，２５３号明細書、Ｈａｍａｎｏの米国特許第７，８９６，００６号明細書、Ｓｈａｙａｎの米国特許第６，７７２，７５６号明細書、Ｈｏｎの米国特許第８，１５６，９４４号明細書および第８，３７５，９５７号明細書、Ｔｈｏｒｅｎｓらの米国特許第８，７９４，２３１号明細書、Ｏｇｌｅｓｂｙらの米国特許第８，８５１，０８３号明細書、Ｍｏｎｓｅｅｓらの米国特許第８，９１５，２５４号明細書および第８，９２５，５５５号明細書、およびＤｅＰｉａｎｏらの米国特許第９，２２０，３０２号明細書、Ｈｏｎの米国特許出願公開第２００６／０１９６５１８号明細書および米国特許出願公開第２００９／０１８８４９０号明細書、Ｏｇｌｅｓｂｙらの米国特許出願公開第２０１０／００２４８３４号明細書、Ｗａｎｇの米国特許出願公開第２０１０／０３０７５１８号明細書、Ｈｏｎの国際公開第２０１０／０９１５９３号パンフレット、およびＦｏｏの国際公開第２０１３／０８９５５１号パンフレットが挙げられ、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。様々な実施形態では、前述の文献によって開示された様々な材料が本装置に組み込まれてもよく、前述の開示はいずれも、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図３は、エアロゾル送達装置１００（図１を参照）のカートリッジ３００を分解構成で示す。図示されるように、カートリッジ３００は、本開示の例示的な実施形態による、基部３０２、制御構成要素端子３０４、電子制御構成要素３０６、フローディレクタ３０８、噴霧器３１０、リザーバ３１２（例えば、リザーバ基材）、外側本体３１４、マウスピース３１６、ラベル３１８ならびに第１および第２の加熱端子３２０、３２１を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、第１および第２の加熱端子３２０、３２１は、フローディレクタ３０８に埋め込まれるか、そうでなければ結合されてもよい。例えば、第１および第２の加熱端子３２０、３２１は、フローディレクタ３０８にインサート成形されてもよい。したがって、フローディレクタ３０８ならびに第１および第２の加熱端子は、本明細書ではフローディレクタ組立体３２２とまとめて呼ばれる。第１および第２の加熱端子３２０、３２１ならびにフローディレクタ３０８に関する追加の説明は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＢｒｉｎｋｌｅｙらの米国特許出願公開第２０１５／０３３５０７１号明細書に記載されている。
図３に示す実施形態では、噴霧器３１０は、本明細書に記載のマイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素３２４と、本明細書に記載の加熱要素３２６（例えば、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面に塗布される導電性インク）とを含んでもよい。液体輸送要素３２４は、加熱要素３２６と加熱端子３２０、３２１との間に電気接続を提供する２つの開口部３３０、３３２を含むことができる。液体輸送要素３２４は、二次液体輸送要素３４０が延びることができる追加の開口部３３４を含むことができる。このように、リザーバ３１２から二次液体輸送要素３４０に液体を輸送し、次いで液体輸送要素３２４のマイクロテクスチャ加工表面に輸送して、表面を横切って加熱要素３２６の近くの加熱ゾーンにヘミウィッキングを生じさせることができる。この実施形態には示されていないが、液体輸送要素３２４は、液体輸送要素を通過する空気流を増強するために、追加の開口部、溝またはノッチを含むことができる。加えて、液体輸送要素３２４は、その平面がカートリッジ３００の長手方向軸にほぼ垂直に配置されるように示されているが、液体輸送要素の平面がカートリッジの長手方向軸にほぼ平行に配置されるような配向を含む他の配向が可能である。
二次液体輸送要素３４０は、特に、液体の輸送に毛細管作用を利用するウィックであり得る。したがって、本発明に従って使用するためのウィックは、エアロゾル前駆体組成物の１つ以上の成分をエアロゾル化ゾーンに輸送するのに十分なウィッキング作用を提供する任意の材料であり得る。非限定的な例には、天然および合成繊維、例えば、綿、セルロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリ乳酸、ガラス繊維、それらの組合せなどが挙げられる。ウィックに使用され得る他の例示的な材料には、金属、セラミックおよび炭化材料（例えば、材料の非炭素成分を除去するために焼成された炭素質材料から形成された発泡体またはモノリス）が挙げられる。ウィックは、さらに、繊維の毛細管作用を変化させる材料によって被覆することができ、ウィックを形成するのに使用される繊維は、特定の断面形状を有することができ、繊維の毛細管作用を変化させるように溝を付けることができる。例えば、温度適応ポリマーを使用することができる。このような適応ポリマーは、繊維に被覆するか、他の方法で使用することができ、これらのポリマーは周囲の条件に基づいて変更された液体輸送特性を提供するのに効果的である。温度適応ポリマーは、特に、低温では低い輸送を示すことができ、高温では増大した輸送を示すことができる。一例には、ＨｅｉＱ（Ｒ）製のＡｄａｐｔｉｖｅとして知られる材料が挙げられる。ウィックを形成するのに使用される繊維は、単独で、束ねて、織布（メッシュおよび編組を含む）として、または不織布として提供され得る。平均孔径および総気孔率の制御を含め、ウィックの毛細管作用を変化させるようにウィック材の気孔率を制御することもできる。また、個々のウィックは異なる長さを有することができる。用語「ウィック」はまた、毛細管を包含することも意図されており、所望の毛細管作用を提供する要素の任意の組合せを使用することができる。
カートリッジは、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＤｅｐｉａｎｏらの米国特許第９，２２０，３０２号明細書に開示されているように、基部およびマウスピースを保護し、使用前に内部に汚染物質が侵入するのを防止するために、基部に係合された基部シッピングプラグおよび／またはマウスピースに係合されたマウスピースシッピングプラグをさらに含んでもよい。
基部３０２は、外側本体３１４の第１の端部に結合されてもよく、マウスピース３１６は、カートリッジ３００の内部の他の構成要素を実質的にまたは完全に囲むように、外側本体の対向する第２の端部に結合されてもよい。例えば、制御構成要素端子３０４、電子制御構成要素３０６、フローディレクタ３０８、噴霧器３１０およびリザーバ３１２は、外側本体３１４内に実質的にまたは完全に保持されてもよい。ラベル３１８は、外側本体３１４および場合により基部３０２を少なくとも部分的に囲み、その上に製品識別子などの情報を含んでもよい。基部３０２は、制御本体２００のカプラ２０２と係合するように構成されてもよい（例えば、図２を参照）。いくつかの実施形態では、基部３０２は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＮｏｖａｋらの米国特許出願公開第２０１４／０２６１４９５号明細書に開示されているように、カートリッジと制御本体との間の相対的な回転を実質的に防止する回転防止機構を含んでもよい。
リザーバ３１２は、エアロゾル前駆体組成物を保持するように構成されてもよい。代表的な種類のエアロゾル前駆体成分および調合物もまた、Ｒｏｂｉｎｓｏｎらの米国特許第７，７２６，３２０号明細書、Ｃｏｌｌｅｔｔらの米国特許第８，８８１，７３７号明細書およびＣｈｏｎｇらの米国特許第９，２５４，００２号明細書、およびＺｈｅｎｇらの米国特許出願公開第２０１３／０００８４５７号明細書、Ｌｉｐｏｗｉｃｚらの米国特許出願公開第２０１５／００２０８２３号明細書およびＫｏｌｌｅｒの米国特許出願公開第２０１５／００２０８３０号明細書、ならびにＢｏｗｅｎらの国際公開第２０１４／１８２７３６号パンフレットに記載され、特徴付けられており、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。使用されてもよい他のエアロゾル前駆体には、Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｖａｐｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ製のＶＵＳＥ（Ｒ）製品、Ｌｏｒｉｌｌａｒｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製のＢＬＵ製品、Ｍｉｓｔｉｃ Ｅｃｉｇｓ製のＭＩＳＴＩＣ ＭＥＮＴＨＯＬ製品およびＣＮ Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｌｔｄ．製のＶＹＰＥ製品に組み込まれているエアロゾル前駆体が挙げられる。Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｃｒｅｅｋ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ＬＬＣから入手可能な電子タバコ用のいわゆる「スモークジュース」も望ましい。発泡性材料の実施形態が、エアロゾル前駆体とともに使用されてもよく、例えば、参照により本明細書に組み込まれるＨｕｎｔらの米国特許出願公開第２０１２／００５５４９４号明細書に記載されている。さらに、発泡性材料の使用は、例えば、いずれも参照により本明細書に組み込まれるＮｉａｚｉらの米国特許第４，６３９，３６８号明細書、Ｗｅｈｌｉｎｇらの米国特許第５，１７８，８７８号明細書、Ｗｅｈｌｉｎｇらの米国特許第５，２２３，２６４号明細書、Ｐａｔｈｅｒらの米国特許第６，９７４，５９０号明細書、Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔらの米国特許第７，３８１，６６７号明細書、Ｃｒａｗｆｏｒｄらの米国特許第８，４２４，５４１号明細書およびＳｔｒｉｃｋｌａｎｄらの米国特許第８，６２７，８２８号明細書ならびにＢｒｉｎｋｌｅｙらの米国特許出願公開第２０１０／００１８５３９号明細書およびＳｕｎらの米国特許出願公開第２０１０／０１７０５２２号明細書およびＪｏｈｎｓｏｎらのＰＣＴ国際公開第９７／０６７８６号パンフレットに記載されている。エアロゾル前駆体組成物に含まれるタバコまたはタバコ由来成分の説明を含め、エアロゾル前駆体組成物の実施形態に関する追加の説明は、いずれも２０１６年７月２１日に出願され、いずれもＤａｖｉｓらの米国特許出願番号第１５／２１６，５８２号明細書および米国特許出願番号第１５／２１６，５９０号明細書に記載され、これらは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。特定の実施形態では、エアロゾル前駆体組成物は、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およびそれらの混合物）、水、ニコチン化合物（例えば、高度に精製されたタバコ由来ニコチン）、酸または塩基、香味料およびそれらの混合物などの成分を含むことができる。
リザーバ３１２は、カートリッジ３００の外側本体３１４の内部を取り囲むチューブの形状に形成された不織繊維の複数の層を含んでもよい。したがって、例えば、リザーバ３１２によって液体成分を吸着して保持することができる。リザーバ３１２は、介在導管として二次液体輸送要素３４０を使用して液体輸送要素３２４と流体接続している。したがって、液体輸送要素３２４は、ヘミウィッキング液体輸送機構を介して、リザーバ３１２から加熱要素３２６に液体を輸送するように構成されてもよい。
追加の代表的な加熱要素およびその中で使用するための材料が、Ｃｏｕｎｔｓらの米国特許第５，０６０，６７１号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，０９３，８９４号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，２２４，４９８号明細書、Ｓｐｒｉｎｋｅｌ Ｊｒ．らの米国特許第５，２２８，４６０号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，３２２，０７５号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，３５３，８１３号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，４６８，９３６号明細書、Ｄａｓの米国特許第５，４９８，８５０号明細書、Ｄａｓの米国特許第５，６５９，６５６号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，４９８，８５５号明細書、Ｈａｊａｌｉｇｏｌの米国特許第５，５３０，２２５号明細書、Ｈａｊａｌｉｇｏｌの米国特許第５，６６５，２６２号明細書、Ｄａｓらの米国特許第５，５７３，６９２号明細書およびＦｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第５，５９１，３６８号明細書に記載されており、これらの開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、他の実施形態では、化学的加熱が使用されてもよい。上述したように、ヒータおよびヒータを形成するために使用される材料の様々な追加の例が、参照により本明細書に組み込まれるＣｏｌｌｅｔｔらの米国特許第８，８８１，７３７号明細書に記載されている。
本発明のエアロゾル送達装置では、様々なヒータ構成要素が使用されてもよい。様々な実施形態では、１つ以上のマイクロヒータまたは類似の固体ヒータが使用されてもよい。本開示の装置に使用するのに適したマイクロヒータおよびマイクロヒータを組み込んだ噴霧器が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｏｌｌｅｔｔらの米国特許第８，８８１，７３７号明細書に記載されている。
第１の加熱端子３２０および第２の加熱端子３２１（例えば、負および正の加熱端子）は、加熱要素３２６の対向端部に係合し、カートリッジ３００が制御本体２００に接続された際に、制御本体２００（例えば、図２を参照）との電気接続を形成するように構成される。さらに、制御本体２００がカートリッジ３００に結合された際に、電子制御構成要素３０６は、制御構成要素端子３０４を介して制御本体との電気接続を形成してもよい。したがって、制御本体２００は、電子制御構成要素２１２（図２を参照）を使用して、カートリッジ３００が純正品であるかどうかを判定し、および／または他の機能を実行してもよい。さらに、電子制御構成要素およびそれによって実行される機能の様々な例が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＳｅａｒｓらの米国特許出願公開第２０１４／００９６７８１号明細書に記載されている。
使用中、ユーザは、エアロゾル送達装置１００（図１を参照）のカートリッジ３００のマウスピース３１６を吸引してもよい。これにより、制御本体２００（例えば、図２を参照）またはカートリッジ３００の開口を通って空気を引き出してもよい。例えば、一実施形態では、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＤｅＰｉａｎｏらの米国特許第９，２２０，３０２号明細書に記載されているように、カプラ２０２と制御本体２００（例えば、図２を参照）の外側本体２０４との間に開口が画定されてもよい。しかし、他の実施形態では、空気の流れは、エアロゾル送達装置１００の他の部分を通って受け入れられてもよい。上述したように、いくつかの実施形態では、カートリッジ３００は、フローディレクタ３０８を含んでもよい。フローディレクタ３０８は、制御本体２００から受け入れた空気の流れを噴霧器３１０の加熱要素３２６に導くように構成されてもよい。
エアロゾル送達装置１００内のセンサ（例えば、制御本体２００内のフローセンサ２１０、図２を参照）は、吸煙を感知してもよい。吸煙が感知されると、制御本体２００は、第１の加熱端子３２０および第２の加熱端子３２１を含む回路を通して、加熱要素３２６に電流を導いてもよい。したがって、加熱要素３２６は、液体輸送要素３２４によってリザーバ３１２からエアロゾル化または加熱ゾーンに導かれたエアロゾル前駆体組成物を気化させてもよい。このように、マウスピース３２６は、それを吸引した消費者に向かって、カートリッジ３００から空気および同伴蒸気（すなわち、吸入可能な形態のエアロゾル前駆体組成物の成分）を通過させてもよい。
カートリッジ３００に含められてもよい構成要素に関する様々な他の詳細は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＤｅＰｉａｎｏらの米国特許出願公開第２０１４／０２６１４９５号明細書に記載されている。カートリッジ３００に含められてもよい追加の構成要素およびそれに関連する詳細は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１４年５月２３日に出願されたＢｒｉｎｋｌｅｙらの米国特許出願公開第２０１５／０３３５０７１号明細書に記載されている。
本開示によるエアロゾル送達装置の様々な構成要素は、当該技術分野に記載され市販されている構成要素から選択され得る。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＳｅｂａｓｔｉａｎらの米国特許出願公開第２０１４／００００６３８号明細書に開示された電子喫煙品内の複数のエアロゾル化可能な材料の制御可能な送達のためのリザーバおよびヒータシステムが参照される。
別の実施形態では、カートリッジの実質的に全体が１つ以上の炭素材料から形成されてもよく、これにより、生分解性とワイヤの欠如との点で利点を提供し得る。この点に関して、加熱要素は炭素発泡体を含んでもよく、リザーバは炭素化布帛を含んでもよく、動力源および制御構成要素との電気接続を形成するために黒鉛が使用されてもよい。炭素系カートリッジの例示的な実施形態が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＧｒｉｆｆｉｔｈらの米国特許出願公開第２０１３／０２５５７０２号明細書に記載されている。
図４は、本発明のエアロゾル送達装置に使用され得る噴霧器３１０の別の実施形態の上面図を示す。示されるように、噴霧器３１０は、その上に加熱要素３２６が（例えば、導電性インク膜として）パターン化されたマイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素３２４を含む。
加熱要素３２６は、加熱要素の電気接続点として機能する第１の開口部３３０から第２の開口部３３２まで延びている。加熱要素３２６と、図３に示す端子３２０、３２１などの加熱端子（図示せず）との間に電気接続を形成するための空間を、各開口部は提供する。所望であれば、加熱要素３２６との電気接続の一部を形成するために、導電性材料（例えば、金属ねじ）から形成された留め具（図示せず）が各開口部に挿入され、噴霧器３１０をエアロゾル送達装置の別の構成要素に接続するための締結機能を提供することもできる。示されるように、各開口部３３０、３３２は、開口部の周囲で、開口部の深さの少なくとも一部（および有利にはその深さ全体）を通して延在する任意の導電性コーティングまたは膜３５０を含むことができる。加熱要素３２６と同じ導電性材料から構築され得る導電性コーティングまたは膜の存在は、加熱要素との電気接続を改善することができる。加熱要素３２６への電気接続を提供するために開口部を設けるのではなく、マイクロテクスチャ加工表面上に配置された端子に加熱要素を接続することにより電気接続を行い、それにより開口部の必要性を回避することができることに留意されたい。
図５は、上述の図４と同様の噴霧器３１０の別の実施形態の上面図を示す。しかし、図示されるように、加熱要素３２６は、表面全体の加熱を増大させるために液体輸送要素３２４上に複数の加熱要素部分がパターン化されるように、異なるパターンで構成されている。加熱要素部分の数は変更可能であり、典型的には、加熱ゾーンの所望の大きさおよび形状に応じて、表面全体にわたり様々な形状および様々なパターンの１～１０個の加熱要素部分を含む。複数の加熱要素部分が、示されるように共有の開口部から延びることができるか、各加熱要素部分が別個の開口部間に延びて、別個に制御され得る完全に別個の加熱要素を形成することができることに留意されたい。
図６は、本発明の噴霧器３１０のさらに別の実施形態の上面図を示す。前述のように、噴霧器３１０の正確な形状は変更可能であり、図４および図５に示す円形形状は一例であり、図６の長方形形状は別の例を表す。図４と同様に、図６の噴霧器３１０は、マイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素３２４上にパターン化された加熱要素３２６（例えば、導電性インク膜）を含む。加熱要素３２６は、加熱要素の電気接続のための手段を提供する２つの開口部３３０、３３２の間に延びることができる。図３と同様に、図６の噴霧器３１０はまた、マイクロテクスチャ加工表面と二次流体輸送要素との間の流体接続を達成するために、図示されない二次流体輸送要素（例えば、繊維ウィック）が通過することができる２つの開口部３３４を含む。他の実施形態では、マイクロテクスチャ加工表面を覆うなど、典型的にはリザーバと流体連通するように適合される二次流体輸送要素の端部を異なる場所に配置することにより、二次流体輸送要素用の開口部を回避することができる。
本発明の噴霧器は、液体輸送要素の少なくとも一部のマイクロテクスチャ加工表面を覆う保護層を含むことができる。保護層を有利に使用して、エアロゾル前駆体組成物と加熱要素との間の直接接触を防ぎ、それにより噴霧器の加熱ゾーンを不動態化することができる。保護層はまた、加熱要素と装置内に存在する任意の二次流体輸送要素との間の直接接触を防ぐための障壁としても機能することができる。保護層は、典型的には、噴霧器の動作温度の下で温度的に安定であり、放熱性および／または熱伝導性であり得る材料から形成される。例えば、保護層は、約１５０℃以上、約２００℃以上、約３００℃以上、約４００℃以上または約５００℃以上の温度で温度的に安定であり得る。他の実施形態では、保護層は、約１２５℃～約７５０℃、約１５０℃～約６５０℃または約１７５℃～約５００℃の温度範囲で温度的に安定であり得る。
保護層は、エアロゾル前駆体組成物またはその成分と直接接触していてもよい。したがって、保護層は、エアロゾル前駆体材料に含まれ得る様々な化合物と実質的に化学的に非反応性であることが好ましい。実質的に化学的に非反応性とは、エアロゾル前駆体組成物が加熱要素の導電層と直接接触することを可能にするために、保護層とエアロゾル前駆体材料の成分との間のあらゆる化学反応が、保護層が破られないように十分に制限されることを意味する。あるいは、この語句は、保護層に存在する化合物（または形成された新規化合物）が放出されて消費者による吸入のために形成されたエアロゾルと結合しないように、保護層とエアロゾル前駆体材料の成分との間のあらゆる化学反応が十分に制限されることを意味し得る。
特定の実施形態では、保護層は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素または炭化ケイ素などのケイ素系材料を含むことができる。あるいは、保護層は、アルミナなどの金属酸化物材料から形成することができる。保護層の厚さは変更可能であり、典型的な厚さには約０．１ミクロン～約１．０ミクロンが挙げられる。プラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）を含め、当技術分野で知られている任意の被覆方法を使用して保護層を付着することができる。
図７は、液体輸送要素３２４のマイクロテクスチャ加工表面に付着された保護層３６０を示す、噴霧器３１０の側面図を提供する。保護層３６０は、マイクロテクスチャ加工表面の全部または一部のみに付着されることができることに留意されたい。例えば、保護層３６０は、加熱要素とエアロゾル前駆体組成物との間の接触を防ぐために、加熱要素を囲む領域のみに付着されることができる（図４～図６を参照）。
図８Ａは、マウスピース３１６’、外側本体３１４’ならびに加熱端子３２０’および３２１’を含むカートリッジ３００’の別の実施形態の斜視図を提供し、これらは図３に関連して説明したものと同等に機能する。図８Ｂの分解図に示すように、カートリッジ３００’は、噴霧器３１０’からマウスピース３１６’にエアロゾルを導くように構成された流管３６２をさらに含むことができる。エアロゾル前駆体組成物（図示せず）は、外側本体３１４’と、流管３６２によって形成された管の外壁との間のリザーバ空間に収容され得る。加熱端子３２０’および３２１’は、マイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素３２４’と、加熱要素３２６’（例えば、パターン化された導電性膜）と、２つの開口部３３０’および３３２’とを含む噴霧器３１０’への電気接続を提供する。カートリッジ３００’は、基板３６４をさらに含む。示されるように、図３の実施形態とは異なり、カートリッジ３００’は、液体輸送要素３２４’のマイクロテクスチャ加工表面の周囲を覆うディスク形状の二次流体輸送要素３４０’を含む。本明細書に記載のウィッキング材料のいずれかから構築することができる二次流体輸送要素３４０’は、エアロゾル前駆体材料を収容するリザーバと液体輸送要素３２４’のマイクロテクスチャ加工表面との間の流体接続を提供する。
図９～図１１は、本開示のカートリッジのさらに別の実施形態を示す。図９に示すように、カートリッジ３７０は、マウスピース３７２と外側リザーバ３７４とを含むことができる。噴霧器３７６は、リザーバ３７４に対して中央に配置されている。図１０および図１１の断面図に示すように、流管３７８は、噴霧器３７６からマウスピース３７２までエアロゾルが移動する経路と、装置を通って引き込まれる空気を噴霧器に導く第２の流管３７９とを提供する。
図１０および図１１を参照すると、噴霧器３７６は、その上にパターン化された導電性膜加熱要素３８２を有するマイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素３８０を含む。噴霧器３７６はまた、二次液体輸送要素がマイクロテクスチャ加工表面と流体連通するように２組の開口部を通過する２つの長手方向に延びる二次液体輸送要素３８６（例えば、本明細書に記載の繊維ウィックまたは任意の他のウィッキング材料）を含む。各長手方向に延びる二次液体輸送要素３８６の対向する端部３９０、３９２は、リザーバ３７４内に延び、それにより、リザーバからマイクロテクスチャ加工表面へのエアロゾル前駆体組成物用の流体経路を提供する。導電性材料から形成されたねじ３９６は、噴霧器３７６を所定の位置に保持し、加熱要素３８２と加熱端子３９８、３９９との間の電気接続の一部を形成する。
上記の説明および関連する図面に示された教示の利益を有し、本開示が関連する当業者には、本開示の多くの変更および他の実施形態が思い浮かぶであろう。したがって、本開示は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、変更および他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。本明細書では特定の用語を使用しているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定のために使用されない。

Claims (28)

  1. エアロゾル送達装置であって、
    液体エアロゾル前駆体組成物を収容するソースと、
    噴霧器であって、マイクロテクスチャ加工表面を横切る液体エアロゾル前駆体組成物の表面ウィッキングに適合されたマイクロテクスチャ加工表面を有する液体輸送要素を含み、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面が、ソースと流体連通している、噴霧器と、
    を備え、
    マイクロテクスチャ加工表面が、表面が複数の凹凸部分を含むように、外観上不連続である、マイクロメートルスケールでの表面形態の三次元特徴を含む、エアロゾル送達装置。
  2. 噴霧器が、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜である電気抵抗加熱要素を備え、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面が、電気抵抗加熱要素と流体連通している、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
  3. 電気抵抗加熱要素が、マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された導電性インクの形態である、請求項２に記載のエアロゾル送達装置。
  4. 液体輸送要素が板状である、請求項２に記載のエアロゾル送達装置。
  5. マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜が、第１の端部から第２の端部まで延び、エアロゾル送達装置が、第１の端部および第２の端部のそれぞれに近接する液体輸送要素に開口部をさらに含み、電流が端子から端子に流されることができるように、開口部を通して膜の第１の端部と係合される正の電気端子と、開口部を通して膜の第２の端部と係合される負の電気端子とをさらに含む、請求項２に記載のエアロゾル送達装置。
  6. ソースと液体輸送要素との間の流路に介在された二次液体輸送要素をさらに含み、二次液体輸送要素が、ソースと流体連通し、液体輸送要素の少なくとも一部と流体連通している、請求項２に記載のエアロゾル送達装置。
  7. 液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面が、電気抵抗加熱要素を含む加熱ゾーンと、電気抵抗加熱要素から間隔を空けた関係にある第２のゾーンとを含み、液体エアロゾル前駆体組成物のための流路が、二次液体輸送要素から第２のゾーンまで、および第２のゾーンからマイクロテクスチャ加工表面を横切って加熱ゾーンまで確立されるように、二次液体輸送要素が、第２のゾーンの少なくとも一部と流体連通する、請求項６に記載のエアロゾル送達装置。
  8. 液体輸送要素が、中央領域を囲む周縁部を有する板状であり、第２のゾーンが周縁部に近接して配置され、加熱ゾーンが中央領域の少なくとも一部を含む、請求項７に記載のエアロゾル送達装置。
  9. 二次液体輸送要素が繊維材料またはセラミック材料を含む、請求項６に記載のエアロゾル送達装置。
  10. 二次液体輸送要素がマイクロテクスチャ加工表面の少なくとも一部を覆っている、請求項６に記載のエアロゾル送達装置。
  11. 液体輸送要素を通る少なくとも１つの開口部をさらに含み、二次液体輸送要素の少なくとも一部が少なくとも１つの開口部を通過する、請求項１０に記載のエアロゾル送達装置。
  12. マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜が、第１の端部から第２の端部まで延びる１つ以上の直線要素または曲線要素を含む、請求項２に記載のエアロゾル送達装置。
  13. マイクロテクスチャ加工表面を横切って輸送される液体エアロゾル前駆体組成物が電気抵抗加熱要素に直接接触しないように、電気抵抗加熱要素を覆う保護層をさらに含む、請求項２に記載のエアロゾル送達装置。
  14. ソースおよび噴霧器が、制御本体に取り付けるように適合されたカートリッジに収容され、制御本体が、動力源を含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
  15. 請求項１に記載のエアロゾル送達装置であって、
    （ａ）電気抵抗加熱要素に電流を供給するように構成された電源、
    （ｂ）電源からの電流を制御するように適合されたコントローラ、および
    （ｃ）コントローラと通信し、エアロゾル送達装置またはその一部内の圧力低下を感知するように適合されたフローセンサ
    のうちの１つ以上をさらに含む、エアロゾル送達装置。
  16. エアロゾル送達装置であって、
    液体エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、
    噴霧器にして、マイクロテクスチャ加工表面を横切る液体エアロゾル前駆体組成物の表面ウィッキングに適合されたマイクロテクスチャ加工表面を有する非繊維性液体輸送要素と、非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜の形態の電気抵抗加熱要素と、を含む噴霧器であって、膜が第１の端部および第２の端部を有し、液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面がリザーバと流体連通し、電気抵抗加熱要素と流体連通している、噴霧器と、
    第１の端部および第２の端部のそれぞれに近接する非繊維性液体輸送要素に開口部を含み、開口部を通して膜の第１の端部と係合される正の電気端子と、開口部を通して膜の第２の端部と係合される負の電気端子とをさらに含み、電流が端子から端子に流されることができるようにし
    マイクロテクスチャ加工表面が、表面が複数の凹凸部分を含むように、外観上不連続である、マイクロメートルスケールでの表面形態の三次元特徴を含む、エアロゾル送達装置。
  17. 非繊維性液体輸送要素が板状である、請求項１６に記載のエアロゾル送達装置。
  18. リザーバと非繊維性液体輸送要素との間の流路に介在された二次液体輸送要素をさらに含み、二次液体輸送要素が、リザーバと流体連通し、非繊維性液体輸送要素の少なくとも一部と流体連通している、請求項１６に記載のエアロゾル送達装置。
  19. 非繊維性液体輸送要素のマイクロテクスチャ加工表面が、電気抵抗加熱要素を含む加熱ゾーンと、電気抵抗加熱要素から間隔を空けた関係にある第２のゾーンとを含み、液体エアロゾル前駆体組成物のための流路が、二次液体輸送要素から第２のゾーンまで、および第２のゾーンからマイクロテクスチャ加工表面を横切って加熱ゾーンまで確立されるように、二次液体輸送要素が、第２のゾーンの少なくとも一部と流体連通する、請求項１８に記載のエアロゾル送達装置。
  20. 非繊維性液体輸送要素が、中央領域を囲む周縁部を有する板状であり、第２のゾーンが周縁部に近接して配置され、加熱ゾーンが中央領域の少なくとも一部を含む、請求項１９に記載のエアロゾル送達装置。
  21. 二次液体輸送要素が繊維材料またはセラミック材料を含む、請求項１８に記載のエアロゾル送達装置。
  22. 二次液体輸送要素がマイクロテクスチャ加工表面の少なくとも一部を覆っている、請求項１８に記載のエアロゾル送達装置。
  23. 非繊維性液体輸送要素を通る少なくとも１つの開口部をさらに含み、二次液体輸送要素の少なくとも一部が少なくとも１つの開口部を通過する、請求項２２に記載のエアロゾル送達装置。
  24. マイクロテクスチャ加工表面上にパターン化された膜が、第１の端部から第２の端部まで延びる１つ以上の直線要素または曲線要素を含む、請求項１６に記載のエアロゾル送達装置。
  25. マイクロテクスチャ加工表面を横切って輸送される液体エアロゾル前駆体組成物が電気抵抗加熱要素に直接接触しないように、電気抵抗加熱要素を覆う保護層をさらに含む、請求項１６に記載のエアロゾル送達装置。
  26. マイクロテクスチャ加工表面が複数の凹凸部分を含むように、マイクロテクスチャ加工表面が、外観上不連続である、マイクロメートルスケールでの表面形態の三次元特徴を有する、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
  27. マイクロテクスチャ加工表面が複数の凹凸部分を含むように、マイクロテクスチャ加工表面が、外観上不連続である、マイクロメートルスケールでの表面形態の三次元特徴を有する、請求項１６に記載のエアロゾル送達装置。
  28. マイクロテクスチャ加工表面が、約２５０ミクロン未満の平均高さを有する複数の三次元表面特徴を含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
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