Устройство доставки аэрозоля и способ удаления целевых соединений из образованного аэрозоля в указанном устройстве

Изобретение относится к устройству доставки аэрозоля и способу удаления целевых соединений из образованного аэрозоля в указанном устройстве. Устройство доставки аэрозоля содержит резервуар с жидкой композицией предшественника аэрозоля; электрический нагреватель, сообщающийся по текучей среде с резервуаром и выполненный с возможностью испарения жидкой композиции предшественника аэрозоля с образованием аэрозоля; и фильтр, функционально расположенный относительно электрического нагревателя таким образом, что через него проходит по меньшей мере часть образованного аэрозоля, причем фильтр выполнен с возможностью селективного связывания одного или более целевых соединений. Технический результат – обеспечение возможности втягивать аэрозоль, который сохраняет постоянный ароматический профиль на протяжении его использования и свободен от любых нежелательных примесей, особенно примесей, которые со временем способны изменять ароматический профиль аэрозоля. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, в которых можно использовать вырабатываемое посредством электроэнергии тепло для получения аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может включать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, при этом указанный предшественник способен обеспечивать образование вдыхаемое вещество для потребления человеком.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] На протяжении многих лет было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Подразумевается, что многие из указанных устройств были разработаны для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без доставки значительных количеств продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые являются результатом сжигания табака. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, в которых используют электрическую энергию для испарения или нагревания легкоиспаряемого материала, или пытаются обеспечить ощущения курения сигарет, сигар или курительных трубок без существенного сжигания табака. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники, охарактеризованные в уровне техники, как описано в патентах США №7,726,320 под авторством Robinson и др. и в публикациях заявок на патент США №2013/0255702 под авторством Griffith, Jr. и др. и №2014/0096781 под авторством Sears и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и тепловырабатывающих источников с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством торговой марки и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США №2015/0216232 под авторством Bless и др., полностью включенной в настоящий документ посредством ссылки. В настоящее время многочисленные аэрозольные устройства не способны вырабатывать композицию легкоиспаряемых веществ постоянного состава на протяжении их использования. Кроме того, композиция легкоиспаряемых веществ может также содержать нежелательные примеси, возникающие из легкоиспаряемого материала, который испаряется в устройстве доставки аэрозоля с получением композиции легкоиспаряемых веществ.

[0003] В устройствах доставки аэрозоля жидкость (например, жидкая композиция предшественника аэрозоля), которая подлежит испарению, как правило, находится в резервуаре. Когда пользователь делает затяжку с использованием устройства, нагреватель активируется с обеспечением испарения небольшого количества жидкости, которая объединяется с втянутым воздухом с образованием аэрозоля, впоследствии вдыхаемого пользователем. Часто жидкие композиции предшественника аэрозоля могут уже содержать некоторое незначительное количество нежелательных примесей, которые могут испаряться при нагреве и становятся частью композиции аэрозоля. Примеры таких нежелательных примесей включают полученные из табака нитрозамины (например, N-нитрозонорникотин (NNN) и 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK)).

[0004] В других случаях, хотя это необязательно ожидается в ходе обычной работы устройства доставки аэрозоля, как описано в настоящем документе, при некоторых условиях нагреватель (например, электрический нагреватель) может нагревать подлежащую испарению жидкость до такой степени, что при нагреве образуются некоторые нежелательные примеси. Примеры возможных нежелательных примесей включают карбонилсодержащие соединения (например, альдегиды, кетоны). Таким образом, может быть предпочтительным сконфигурировать устройство доставки аэрозоля таким образом, чтобы поступление любых непреднамеренно образованных примесей к потребителю во втягиваемом аэрозоле было по существу предотвращено.

[0005] Было бы особенно желательно обеспечить устройство доставки аэрозоля с электрическим приводом, например, электронную сигарету, способную обеспечить ее пользователю возможность втягивать аэрозоль, который сохраняет постоянный ароматический профиль на протяжении его использования и свободен от любых нежелательных примесей, особенно примесей, которые со временем способны изменять ароматический профиль аэрозоля.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля,

способам выполнения таких устройств и элементам таких устройств. В частности, варианты реализации настоящего изобретения относятся к устройству доставки аэрозоля, вырабатывающему аэрозоль, содержащий минимальные количества нежелательных примесей, которые либо образуются в ходе образования аэрозоля, либо уже присутствуют в жидкой композиции предшественника аэрозоля.

[0007] Аспекты настоящего изобретения относятся к устройствам доставки аэрозоля, которые способны сохранять высокую степень ароматизации аэрозоля на протяжении их использования, но при этом выполнены с возможностью удаления нежелательных примесей с помощью функционализированного фильтрационного компонента.

[0008] Таким образом, первый аспект настоящего изобретения относится к устройству доставки аэрозоля, содержащему: резервуар, содержащий жидкую композицию предшественника аэрозоля; нагреватель, сообщающийся по текучей среде с резервуаром и выполненный с возможностью испарения жидкой композиции предшественника аэрозоля с последующим образованием аэрозоля; и фильтр, функционально расположенный относительно нагревателя (например, электрического нагревателя) таким образом, что через него проходит по меньшей мере часть образованного аэрозоля, причем фильтр выполнен с возможностью селективного связывания одного или более целевых соединений. В некоторых вариантах реализации фильтр содержит целлюлозосодержащий материал и ионообменные волокна. В некоторых вариантах реализации количество целлюлозосодержащего материала в фильтре составляет от примерно 1 до примерно 99 мас.%, в расчете на общую массу фильтра. В некоторых вариантах реализации количество ионообменного волокна в фильтре составляет от примерно 1 до примерно 99 мас.%, в расчете на общую массу фильтра. В некоторых вариантах реализации целлюлозосодержащий материал включает одно или более из следующего: ацетат целлюлозы, триацетат целлюлозы, пропионат целлюлозы, ацетопропионат целлюлозы, ацетобутират целлюлозы, нитроцеллюлоза, сульфат целлюлозы, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, этилгидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и регенерированные целлюлозные волокна. В некоторых вариантах реализации целлюлозосодержащий материал представляет собой ацетат целлюлозы. В некоторых вариантах реализации ионообменные волокна содержат нуклеофильные функциональные группы, выбранные из первичной аминогруппы, вторичной аминогруппы, третичной аминогруппы, гидразиновой группы, бензолсульфонилгидразиновой группы и их комбинаций. В некоторых вариантах реализации нуклеофильные функциональные группы представляют собой первичную аминогруппу или вторичную аминогруппу. В некоторых вариантах реализации нуклеофильные функциональные группы присутствуют в ионообменных волокнах в количестве от примерно 0,5 ммоль/г до примерно 5 ммоль/г. В некоторых вариантах реализации нуклеофильные функциональные группы присутствуют в ионообменном волокне в количестве по меньшей мере 20 мас.%, в расчете на общую массу ионообменного волокна.

[0009] В некоторых вариантах реализации целевые соединения содержат электрофильные функциональные группы. В некоторых вариантах реализации целевые соединения содержат карбонилсодержащие соединения. В некоторых вариантах реализации карбонилсодержащие соединения содержат альдегиды, кетоны или их комбинации. В некоторых вариантах реализации карбонилсодержащие соединения содержат по меньшей мере один альдегид. В некоторых вариантах реализации альдегид включает по меньшей мере одно или более из следующего: ацетальдегид, акролеин, бутиральдегид, кротональдегид, формальдегид или пропиональдегид.

[0010] В некоторых вариантах реализации целевые соединения включают нитрозосодержащие соединения. В некоторых вариантах реализации нитрозосодержащие соединения включают N'-нитрозонорникотин (NNN), N'-нитрозоанатабин (NAT), N'-нитрозоанабазин (NAB), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутаналь (NNA), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол (NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутанол (изо-NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-бутановую кислоту (изо-NNAC) или их комбинации.

[0011] В некоторых вариантах реализации нагреватель и резервуар находятся в кожухе. В некоторых вариантах реализации фильтр находится в кожухе ниже по потоку от нагревателя. В некоторых вариантах реализации фильтр расположен внутри сменного мундштука, выполненного с возможностью взаимодействия с мундштучным концом кожуха. В некоторых вариантах реализации мундштук является одноразовым.

[0012] Другой аспект настоящего изобретения относится к способу удаления целевых соединений из образованного аэрозоля, включающему: конфигурирование фильтра относительно нагревателя в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что аэрозоль, образованный в устройстве доставки аэрозоля при нагреве композиции предшественника аэрозоля нагревателем, проходит через фильтр, и одно или более целевых соединений связываются фильтром.

[0013] В некоторых вариантах реализации фильтр контактирует с образованным аэрозолем и адсорбирует целевые соединения в количестве от примерно 0,2 мкг до примерно 750 мкг при завершении использования устройства. В некоторых вариантах реализации удаление целевых соединений определяют путем измерения уменьшения уровней содержания целевых соединений, присутствующих в аэрозоле до контакта с фильтром и после контакта с фильтром. В некоторых вариантах реализации уровень содержания целевых соединений, включающих один или более альдегидов, уменьшается по меньшей мере на 50% по сравнению с уровнем содержания одного или более альдегидов до контакта с фильтром.

[0014] Настоящее изобретение включает, без ограничения, следующие варианты реализации.

[0015] Вариант реализации 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее: резервуар, содержащий жидкую композицию предшественника аэрозоля; электрический нагреватель, сообщающийся по текучей среде с резервуаром и выполненный с возможностью испарения жидкой композиции предшественника аэрозоля с последующим образованием аэрозоля; и фильтр, функционально расположенный относительно нагревателя таким образом, что через фильтр проходит по меньшей мере часть образованного аэрозоля, причем фильтр выполнен с возможностью селективного связывания одного или более целевых соединений.

[0016] Вариант реализации 2: Устройство доставки аэрозоля согласно предшествующему варианту реализации, в котором фильтр содержит целлюлозосодержащий материал и ионообменные волокна.

[0017] Вариант реализации 3: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором количество целлюлозосодержащего материала в фильтре составляет от примерно 1 до примерно 99 мас.%, в расчете на общую массу фильтра.

[0018] Вариант реализации 4: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором количество ионообменного волокна в фильтре составляет от примерно 1 до примерно 99 мас.%, в расчете на общую массу фильтра.

[0019] Вариант реализации 5: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором целлюлозосодержащий материал включает одно или более из следующего: ацетат целлюлозы, триацетат целлюлозы, пропионат целлюлозы, ацетопропионат целлюлозы, ацетобутират целлюлозы, нитроцеллюлоза, сульфат целлюлозы, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, этил гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и регенерированные целлюлозные волокна.

[0020] Вариант реализации 6: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором целлюлозосодержащий материал представляет собой ацетат целлюлозы.

[0021] Вариант реализации 7: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором ионообменные волокна содержат нуклеофильные функциональные группы, выбранные из первичной аминогруппы, вторичной аминогруппы, третичной аминогруппы, гидразиновой группы, бензолсульфонилгидразиновой группы и их комбинаций.

[0022] Вариант реализации 8: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором нуклеофильные функциональные группы представляют собой первичную аминогруппу или вторичную аминогруппу.

[0023] Вариант реализации 9: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором нуклеофильные функциональные группы присутствуют в ионообменных волокнах в количестве от примерно 0,5 ммоль/г до примерно 5 ммоль/г.

[0024] Вариант реализации 10: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором нуклеофильные функциональные группы присутствуют в ионообменном волокне в количестве по меньшей мере 20 мас.%, в расчете на общую массу ионообменного волокна.

[0025] Вариант реализации 11: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором целевые соединения содержат электрофильные функциональные группы.

[0026] Вариант реализации 12: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором целевые соединения включают карбонилсодержащие соединения.

[0027] Вариант реализации 13: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором карбонилсодержащие соединения включают альдегиды, кетоны или их комбинации.

[0028] Вариант реализации 14: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором карбонилсодержащие соединения включают по меньшей мере один альдегид.

[0029] Вариант реализации 15: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором альдегид включает по меньшей мере одно из следующего: ацетальдегид, акролеин, бутиральдегид, кротональдегид, формальдегид или пропиональдегид.

[0030] Вариант реализации 16: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором целевые соединения включают нитрозосодержащие соединения.

[0031] Вариант реализации 17: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором нитрозосодержащие соединения включают N'-нитрозонорникотин (NNN), N'-нитрозоанатабин (NAT), N'-нитрозоанабазин (NAB), 4-(N'-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), 4-(N'-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутаналь (NNA), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол (NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутанол (изо-NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-бутановую кислоту (изо-NNAC) или их комбинации.

[0032] Вариант реализации 18: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором нагреватель и резервуар расположены в кожухе.

[0033] Вариант реализации 19: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором фильтр расположен в кожухе ниже по потоку от нагревателя.

[0034] Вариант реализации 20: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором фильтр расположен внутри сменного мундштука, выполненного с возможностью взаимодействия с мундштучным концом кожуха.

[0035] Вариант реализации 21: Устройство доставки аэрозоля согласно любому предшествующему варианту реализации, в котором мундштук является одноразовым.

[0036] Вариант реализации 22: Способ удаления целевых соединений из образованного аэрозоля, согласно которому: конфигурируют фильтр относительно электрического нагревателя в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что обеспечивается возможность прохождения через фильтр аэрозоля, образованного в устройстве доставки аэрозоля при нагреве композиции предшественника аэрозоля электрическим нагревателем, и обеспечена возможность связывания фильтром одного или более целевых соединений, присутствующих в аэрозоле.

[0037] Вариант реализации 23: Способ согласно предшествующему варианту реализации, согласно которому целевые соединения содержат электрофильные функциональные группы.

[0038] Вариант реализации 24: Способ согласно любому предшествующему варианту реализации, согласно которому целевые соединения включают карбонилсодержащие соединения, нитрозосодержащие соединения или их комбинации.

[0039] Вариант реализации 25: Способ согласно любому предшествующему варианту реализации, согласно которому карбонилсодержащие соединения включают альдегиды, кетоны или их комбинации.

[0040] Вариант реализации 26: Способ согласно любому предшествующему варианту реализации, согласно которому карбонилсодержащие соединения включают по меньшей мере один альдегид.

[0041] Вариант реализации 27: Способ согласно любому предшествующему

варианту реализации, согласно которому альдегид включают по меньшей мере одно или более из следующего: ацетальдегид, акролеин, бутиральдегид, кротональдегид, формальдегид или пропиональдегид.

[0042] Вариант реализации 28: Способ согласно любому предшествующему варианту реализации, согласно которому нитрозосодержащие соединения включают N'-нитрозонорникотин (NNN), N'-нитрозоанатабин (NAT), N'-нитрозоанабазин (NAB), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)- 1-бутаналь (NNA), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол (NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутанол-(изо-NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-бутановую кислоту (изо-NNAC) или их комбинации.

[0043] Вариант реализации 29: Способ согласно любому предшествующему варианту реализации, согласно которому обеспечена возможность контактирования фильтра с образованным аэрозолем и адсорбирования фильтром карбонилсодержащих соединений в количестве от примерно 0,2 мкг до примерно 750 мкг при завершении использования устройства.

[0044] Вариант реализации 30: Способ согласно любому предшествующему варианту реализации, согласно которому обеспечена возможность контактирования фильтра с образованным аэрозолем и адсорбирования фильтром нитрозосодержащих соединений в количестве от примерно 0,5 нг до примерно 50 нг при завершении использования устройства.

[0045] Вариант реализации 31: Способ согласно любому предшествующему варианту реализации, согласно которому удаление целевых соединений определяют путем измерения уменьшения уровней содержания целевых соединений, присутствующих в аэрозоле до контакта с фильтром и после контакта с фильтром.

[0046] Вариант реализации 32: Способ согласно любому предшествующему варианту реализации, согласно которому обеспечена возможность уменьшения уровня содержания целевых соединений, включающих один или более альдегидов, по меньшей мере на 50% по сравнению с уровнем содержания одного или более альдегидов до контакта с фильтром.

[0047] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут понятными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более указанных выше вариантов осуществления, а также любые комбинации двух, трех, четырех или более признаков или элементов, охарактеризованных в настоящем описании, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме в описании конкретного варианта осуществления, представленного в настоящем документе. Настоящее описание выполнено для прочтения с принятием во внимание всех элементов таким образом, что любые отдельные признаки или элементы раскрытого изобретения в любом из его различных аспектов и вариантов реализации должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст явно не указывает иное. Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут понятными из приведенного ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0048] Таким образом, после описания данного изобретения в вышеизложенных общих терминах, ниже приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, и на которых:

[0049] на ФИГ. 1 показан вид с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж и управляющий корпус, содержащий различные элементы, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения; и

[0050] на ФИГ. 2 показан вид с частичным разрезом картриджа и прикрепляемого мундштука устройства доставки аэрозоля, содержащего различные элементы, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0051] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примеры его реализации. Указанные примеры реализации описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, описанными в настоящем документе; напротив, эти варианты реализации представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. Используемые в описании и в приложенной формуле формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не утверждает иное.

[0052] Как описано в настоящем документе, настоящее раскрытие относится к устройствам доставки аэрозоля, предназначенным для связывания нежелательных соединений в паре или аэрозоле, высвобожденных до контакта с потребителем. Эти нежелательные соединения представляют собой либо (а) примеси в жидком предшественнике аэрозоля, испаряемом в ходе использования, либо (b) примеси, образованные в ходе использования устройства доставки аэрозоля.

[0053] Например, примеси в жидком предшественнике аэрозоля часто образуются из экстракта никотина, присутствующего в жидком предшественнике аэрозоля. Экстракт никотина выделяют из природных источников, и он часто сопровождается специфичными для табака нитрозаминами (англ. tobacco specific nitrosamines, TSNA). TSNA считают нежелательными компонентами, обнаруженными в растительных частях табака (например, листьях, стеблях), но, кроме того, могут быть также получены в ходе обработки таких растительных частей табака. Например, было обнаружено, что TSNA образуются в ходе послеурожайной обработки, которой подвергают табак. См. Tricker, А. Сапе. Lett. 1998, 42, 113-118; Chamberlain, W. и др. J. Agric. Food Chem. 1988, 36, 48-50, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Алкалоиды табака, такие как никотин и норникотин, нитрозируются с образованием TSNA. В ходе нитрозирования функциональная аминогруппа, например, никотина и норникотина, вступает в реакцию с оксидом азота (англ. nitrous oxide) с образованием нитрозамина (R₁N(R₂)N=0, где R₁ и R₂ представляют собой алкильные заместители). Такое нитрозирование может произойти в ходе обработки и хранения табака и при сгорании табака, содержащего никотин и норникотин, в среде с высоким содержанием нитратов. Примерами TSNA являются N'-нитрозонорникотин (NNN), N'-нитрозоанатабин (NAT), N'-нитрозоанабазин (NAB), 4-(N'-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутаналь (NNA), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол (NNAL), 4-N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутанол (изо-NNAL) и 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-бутановая кислота (изо-NNAC). N'-нитрозонорникотин (NNN) и 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK) - два нитрозамина из TSNA, которые вызывают наибольшую обеспокоенность. Среди этих двух наибольшую обеспокоенность вызывает NNK. См., например, Hecht, S. Chem. Res. Toxicol. 1998, 11, 6, 559-603, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Однако нитрозаминная функциональная группа одного или более TSNA способна к перегруппировке и высвобождению монооксида азота (NO) с образованием производного TSNA, содержащего аминную функциональную группу. Такая перегруппировка может произойти при комнатной температуре, но наиболее часто происходит при повышенных температурах. См., например, Anselme, J.-P. ACS Symposium Series, 1979, 1-10 и Lijnsky, W., Chemistry and Biology ofN-Nitroso Compounds, Cambridge University Press, 1992, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0054] Количество TSNA, присутствующих в жидком предшественнике аэрозоля, зависит от способов обработки, используемых для табака, из которого был выделен экстракт. Например, никотин фармацевтической степени чистоты, полученный синтетическим способом или прошедший глубокую очистку полученного естественным способом табака, часто содержит наименьшее количество TSNA.

[0055] Нежелательные соединения могут не только присутствовать в жидком предшественнике аэрозоля, подлежащем испарению, но могут также образоваться в ходе использования обычных устройств доставки аэрозоля. Подлежащая испарению жидкость может претерпевать температурные флуктуации при нагреве, что приводит к образованию нежелательных примесей, которые могут повлиять на общий ароматический профиль вырабатываемого аэрозоля, а также могут быть нежелательны для доставки потребителю при вдыхании.

[0056] Устройства согласно настоящему изобретению включают неподвижные носители, которые нацеливаются на и связывают нежелательные соединения, также часто называемые целевыми соединениями, в аэрозоле при его прохождении через различные компоненты устройства. Неподвижный носитель может быть включен в любой компонент устройства, например, без ограничения, в фильтрационный элемент. В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент, содержащий неподвижный носитель, притягивает и связывает целевые соединения за счет хемосорбционного процесса, при котором газообразные целевые соединения направляются к поверхности неподвижного носителя, затем адсорбируются на указанной поверхности и впоследствии ковалентно связываются с поверхностью с удалением тем самым таких соединений из основного потока аэрозоля. Пока целевые соединения связаны с неподвижным носителем, обработанный аэрозоль продолжает проходить через оставшиеся компоненты устройства, чтобы достичь пользователя.

[0057] Без намерения быть ограниченными какой-либо теорией, считается, что функциональные группы целевых соединений вступают в химическую реакцию с функциональными группами на поверхности неподвижного носителя с образованием ковалентной связи между неподвижным носителем и нежелательным соединением. В целом, хемосорбционные процессы основаны на притяжении и последующем связывании функциональных групп с противоположным зарядом, например, нуклеофильные функциональные группы связываются с электрофильными функциональными группами, и наоборот. Таким образом, неподвижный носитель в фильтрационном элементе может быть модифицирован таким образом, чтобы содержать электрофильные или нуклеофильные функциональные группы, которые способны притягивать и связывать целевые соединения, содержащие функциональные группы противоположного заряда. Например, неподвижные носители в фильтрационном элементе, модифицированные электрофильными функциональными группами, способны притягивать и связывать целевые соединения, содержащие нуклеофильные функциональные группы. В некоторых вариантах реализации целевые соединения с нуклеофильными функциональными группами представляют собой аминосодержащие соединения (например, производные TSNA). Неподвижные носители, содержащие электрофильные функциональные группы (например, альдегиды, алкилгалогениды), могут быть использованы для притягивания и ковалентного связывания таких аминосодержащих соединений с неподвижным носителем, тем самым удаляя такие вещества из основного потока аэрозоля. Напротив, неподвижные носители в фильтрационных элементах, модифицированные нуклеофильными группами, способны притягивать и связывать целевые соединения, содержащие электрофильные функциональные группы. Например, в некоторых вариантах реализации целевые соединения с электрофильными функциональными группами представляют собой карбонилсодержащие соединения (например, альдегиды и/или кетоны) и/или нитрозосодержащие соединения (например, TSNA). Реакционная способность карбонилсодержащих соединений и нитрозосодержащих соединений по отношению к нуклеофилам является аналогичной, и, таким образом, те же нуклеофильные функциональные группы могут часто использоваться для притягивания карбонил- и нитрозосодержащих соединений. Такие нуклеофильные функциональные группы (например, амины и/или спирты) иммобилизуют на носителе для притягивания и ковалентного связывания карбонилсодержащих соединений и/или нитрозосодержащих соединений на носителе, тем самым удаляя такие вещества из основного потока аэрозоля. Таким образом, этот процесс связывания неподвижным носителем в фильтрационном элементе обычно селективен по отношению к целевым соединениям с функциональными группами противоположного заряда по отношению к заряду, который имеет неподвижный носитель.

[0058] Как описано далее, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. В системах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в любой существенной степени и/или без существенного химического изменения материала) с образованием пригодного для вдыхания вещества; при этом компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться «переносными» устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма - т.е. состоящего из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование этих предпочтительных систем приводит к выработке аэрозоля, являющегося следствием улетучивания или испарения определенных компонентов, входящих в их состав. В предпочтительных вариантах реализации компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, при этом такие электронные сигареты наиболее предпочтительно содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, и, соответственно, обеспечивают доставку компонентов, полученных из табака, в виде аэрозоля.

[0059] Генерирующие аэрозоль средства определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут обеспечивать множество ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, типы вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные стимулы, такие как созданные видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки, которые достигаются разжиганием и горением табака (а значит, вдыханием табачного дыма), фактически без сжигания в какой-либо существенной степени какого-либо из его компонентов. Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль средства согласно раскрытию настоящего изобретения может держать и использовать это средство подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, использовать один конец указанного средства для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполнять или осуществлять затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.

[0060] Предложенные устройства доставки аэрозоля также могут быть охарактеризованы как образующие пар изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для обеспечения одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, вещества для вдыхания могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). Согласно альтернативному варианту реализации пригодные для вдыхания вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси мелких твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящем документе термин «аэрозоль» предназначен для обозначения паров, газов и аэрозолей той формы или того типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они или не являются видимыми и имеют или не имеют форму, которая может считаться «подобной дыму».

[0061] Предложенные устройства доставки аэрозоля в целом содержат ряд компонентов, расположенных внутри наружного корпуса или оболочки, которые могут именоваться кожухом. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и формат или конфигурация наружного корпуса, которые могут определять общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также могут варьироваться. Как правило, продолговатый корпус, напоминающий форму сигареты или сигары, может быть образован из одного единого кожуха, или продолговатый кожух может быть образован из двух или более разъемных корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно напоминать форму обычной сигареты или сигары. В одном варианте реализации все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены в одном кожухе. В качестве альтернативы устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожуха, которые соединены и являются разъемными. Например, устройство доставки аэрозоля может иметь на одном конце управляющий корпус, содержащий кожух, заключающий в себе один или более компонентов (например, аккумулятор и различные электронные компоненты для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть прикреплен с возможностью отсоединения наружный корпус или оболочка, заключающие в себе образующие аэрозоль компоненты (например, один или более компонентов предшественника аэрозоля, таких как ароматизаторы и образующие аэрозоль вещества, один или более нагревателей и/или один или более фитилей).

[0062] Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть образованы наружным кожухом или оболочкой, которые по существу не имеют трубчатую форму, но могут быть выполнены в по существу более крупных размерах. Кожух или оболочка могут быть выполнены с возможностью включения в них мундштука и/или могут быть выполнены с возможностью размещения отдельной оболочки (например, картриджа или емкости), которая может содержать расходуемые элементы, такие как жидкое образующее аэрозоль вещество, и может содержать испаритель или атомайзер.

[0063] Устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению наиболее предпочтительно содержат определенную комбинацию источника питания (т.е. источника электропитания), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для активирования электропитания, управления электропитанием, регулирования и прекращения электропитания для выделения тепла, например, за счет управления электрическим током, протекающим от источника энергии к другим компонентам изделия, например, микроконтроллера или микропроцессора), нагревателя или элемента для генерации тепла (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам по себе или в сочетании с одним или более дополнительными элементами может быть в общем назван «атомайзером»), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной обеспечивать образование аэрозоля при подведении к ней достаточного тепла, например ингредиентов, обычно называемых «курительным соком», «жидкостью для электронных сигарет» и «соком для электронных сигарет»), и мундштука или мундштучной области для обеспечения возможности использования устройства доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, заданного пути воздушного потока через изделие, так что образованный аэрозоль может быть извлечен из него при затяжке).

[0064] Более конкретные форматы, конфигурации и расположения компонентов в системах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения будут понятны на основании описания изобретения, приведенного ниже в настоящем документе. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов систем доставки аэрозоля могут быть оценены при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как типичные продукты, представленные в разделе уровень техники раскрытия настоящего изобретения.

[0065] Один пример реализации устройства 100 доставки аэрозоля, иллюстрирующий компоненты, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению, представлен на ФИГ. 1. Как видно на проиллюстрированном виде с разрезом устройство 100 доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, которые могут быть соединены либо постоянно, либо с возможностью разъединения в функциональном отношении. Взаимодействие управляющего корпуса 102 и картриджа 104 может быть осуществлено прессовой посадкой (как показано), резьбовым взаимодействием, посадкой с натягом, магнитным взаимодействием или т.п. В частности, могут быть использованы компоненты соединения, такие как описаны далее в настоящем документе. Например, управляющий корпус может содержать соединитель, который выполнен с возможностью взаимодействия с соединительным элементом на картридже.

[0066] В конкретных вариантах осуществления управляющий корпус 102 и/или картридж 104 могут быть названы как одноразовые или как многоразового применения. Например, управляющий корпус может иметь сменный аккумулятор или перезаряжаемый аккумулятор и, таким образом, может быть скомбинирован с зарядным устройством любого типа, включая соединение с обычной электрической сетью, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, такое как посредством кабеля универсальной последовательной шины (USB). Например, в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки, раскрыт переходник, включающий USB-разъем на одном конце и разъем управляющего корпуса на противоположном конце. Также в некоторых примерах реализации картридж может представлять собой картридж одноразового использования, как описано в патенте США №8,910,639 под авторством Chang и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

[0067] Как показано на ФИГ. 1, управляющий корпус 102 может быть образован оболочкой 101 управляющего корпуса, которая может включать управляющий компонент 106 (например, печатную монтажную плату (РСВ), интегральную схему, компонент памяти, микроконтроллер или тому подобное), датчик 108 потока, аккумулятор 110 и СИД 112, и такие компоненты могут быть непостоянно выровнены. В дополнение к или как альтернатива СИД могут содержаться дополнительные индикаторы (например, тактильные компоненты обратной связи, слуховые компоненты обратной связи или тому подобное). Дополнительные характерные типы компонентов, которые подают визуальные сигналы или индикаторы, такие как компоненты светоизлучающих диодов (СИД), а также их конструкция и применение описаны в патентах США№5,154,192 под авторством Sprinkel и др., №8,499,766 под авторством Newton и №8,539,959 под авторством Scatterday, и в публикации заявки на патент США №2015/0020825 под авторством Galloway и др. и в публикации заявки на патент США №2015/0216233 под авторством Sears и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0068] Картридж 104 может быть образован оболочкой 103 картриджа, заключающей в себя резервуар 144, сообщающийся по текучей среде с элементом 136 для переноса жидкости, выполненным с возможностью переноса с помощью фитиля или иной транспортировки композиции предшественника аэрозоля, хранимой в кожухе резервуара, к нагревателю 134. Элемент для переноса жидкости может быть образован из одного или более материалов, выполненных с возможностью переноса жидкости, например, посредством капиллярного действия. Элемент для переноса жидкости может быть образован, например, из волокнистых материалов (например, органического хлопка, ацетата целлюлозы, регенерированной целлюлозной ткани, стекловолокна), пористой керамики, пористого углерода, графита, пористого стекла, шариков спеченного стекла, шариков спеченной керамики, капиллярных трубок и тому подобное. Таким образом, элемент для переноса жидкости может быть любым материалом, который имеет открытопористую сеть (т.е. множество пор, которые взаимосвязаны так, что текучая среда может протекать из одной поры к другой во множестве направлений через элемент). Для формирования резистивного нагревательного элемента 134 могут быть использованы различные варианты реализации материалов, выполненных с возможностью выработки тепла при пропускании через них электрического тока. В число примеров материалов, из которых может быть образован провод для намотки, входят кантал (FeCrAl); нихром; дисилицид молибдена (MoSi₂); силицид молибдена (MoSi); дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)₂); титан, платина, серебро, палладий, графит и материалы на основе графита (например, пена и пряжа на основе углерода); а также керамика (например, керамика с положительным или отрицательным коэффициентом температурного расширения). В некоторых вариантах реализации нагреватель 134 представляет собой электрический нагреватель.

[0069] Отверстие 128 может находиться в оболочке 103 картриджа (например, на конце мундштука), чтобы обеспечить выход образованного аэрозоля из картриджа 104. Такие компоненты представляют собой типичный пример компонентов, которые могут присутствовать в картридже, и не предназначены для ограничения объема компонентов картриджа, охватываемых раскрытием настоящего изобретения.

[0070] Картридж 104 также может содержать один или более электронных компонентов 150, которые могут содержать интегральную схему, компонент памяти, датчик или тому подобное. Электронный компонент 150 может быть выполнен с возможностью сообщения с управляющим компонентом 106 и/или с внешним устройством посредством проводных или беспроводных средств. Электронный компонент 150 может быть расположен в любом месте в картридже 104 или его основании 140.

[0071] Хотя управляющий компонент 106 и датчик 108 потока показаны отдельно, следует понимать, что управляющий компонент и датчик потока могут быть объединены в электронную монтажную плату с датчиком потока воздуха, прикрепленным непосредственно к ней. Дополнительно, электронная монтажная плата может располагаться горизонтально относительно изображения на ФИГ. 1, а именно электронная монтажная плата может располагаться продольно параллельно центральной оси управляющего корпуса. В некоторых вариантах реализации датчик потока воздуха может содержать свою собственную монтажную плату или другой элемент основания, к которому он может быть прикреплен. В некоторых вариантах реализации может быть использована гибкая монтажная плата. Гибкая монтажная плата может быть выполнена в различных формах, включая по существу трубчатые формы.

[0072] Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью способствования взаимодействию по текучей среде друг с другом. Как показано на ФИГ. 1, управляющий корпус 102 может содержать соединитель 124, имеющий в себе полость 125. Картридж 104 может содержать основание 140, выполненное с возможностью взаимодействия с соединителем 124 и может включать выступ 141, выполненный с возможностью встраивания в полость 125. Такое взаимодействие может способствовать устойчивому соединению между управляющим корпусом 102 и картриджем 104, а также установлению электрического соединения между аккумулятором 110 питания и управляющим компонентом 106 в управляющем корпусе и нагревателем 134 в картридже. Также оболочка 101 управляющего корпуса может содержать воздухозаборник 118, который может представлять собой выемку в оболочке, в которой он соединен с соединителем 124, что обеспечивает прохождение воздуха из окружающей среды вокруг соединителя в оболочку, где он затем проходит через полость 125 соединителя в картридж через выступ 141.

[0073] Соединитель и основание, пригодные для использования согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., раскрытие которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Например, соединитель, как показано на ФИГ. 1, может образовывать внешнюю периферию 126, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 142 основания 140. В одном варианте реализации внутренняя периферия основания может иметь радиус, по существу равный или незначительно превышающий радиус внешней периферии соединителя. Также соединитель 124 может образовывать один или более выступов 129 на внешней периферии 126, выполненных с возможностью взаимодействия с одним или более углублениями 178, образованными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут быть использованы различные другие варианты реализации конструкций, форм и компонентов. В некоторых вариантах реализации соединение между основанием 140 картриджа 104 и соединителем 124 управляющего корпуса 102 может быть по существу постоянным, тогда как в других вариантах реализации указанное соединение между ними может быть разъемным, так что, например, управляющий корпус может быть повторно использован с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или многоразовыми.

[0074] В некоторых вариантах реализации устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или иметь по существу трубчатую форму, или иметь по существу цилиндрическую форму. В других вариантах реализации охвачены другие формы и размеры, например, прямоугольные или треугольные в поперечном сечении, многогранные формы или тому подобное. В частности, управляющий корпус 102 может иметь по существу не стержнеобразную форму, а может скорее быть по существу прямоугольным, круглым или иметь некоторые дополнительные формы. Сходным образом, управляющий корпус 102 может быть по существу больше, чем управляющий корпус, который, как ожидается, будет по существу иметь размер обычной сигареты.

[0075] Резервуар 144, показанный на ФИГ. 1, может представлять собой емкость (например, образованную из стенок, по существу непроницаемых для композиции предшественника аэрозоля) или волокнистый резервуар. Например, в данном варианте реализации резервуар 144 может содержать один или более слоев нетканого волокна, по существу выполненных в форме трубки, охватывающей внутреннюю часть оболочки 103 картриджа. Композиция предшественника аэрозоля может удерживаться в резервуаре 144. Жидкие компоненты, например, могут сорбционно удерживаться резервуаром 144. Резервуар 144 может быть соединен по текучей среде с элементом 136 для переноса жидкости. В указанном варианте реализации элемент 136 для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в резервуаре 144, посредством капиллярного действия к нагревательному элементу 134, который представляет собой спираль из металлической проволоки. Как правило, нагревательный элемент 134 расположен в устройстве для нагрева с элементом 136 для переноса жидкости.

[0076] В устройство доставки аэрозоля может быть включен элемент ввода. Ввод может быть включен для обеспечения пользователю возможности управления функциями устройства и/или выводом информации пользователю. В качестве ввода для управления функцией устройства могут быть использованы любой компонент или комбинация компонентов. Например, могут быть использованы одна или более нажимных кнопок, как описано в публикации заявки на патент США №2015/0245658 под авторством Worm и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Сходным образом, может быть использован сенсорный экран, как описано в публикации заявки на патент США №2016/0262454 под авторством Sears и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. В качестве дополнительного примера, в качестве ввода могут быть использованы компоненты, выполненные с возможностью распознавания жестов на основе конкретных перемещений устройства доставки аэрозоля. См. публикацию заявки на патент США №2016/0158782 под авторством Henry и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

[0077] В некоторых вариантах реализации ввод может содержать компьютер или вычислительное устройство, такое как смартфон или планшет. В частности, устройство доставки аэрозоля может быть подключено к компьютеру или другому устройству с помощью проводов, например, посредством использования провода USB или аналогичного протокола. Устройство доставки аэрозоля также может быть связано с компьютером или другим устройством, действующим в качестве ввода через беспроводное соединение. См., например, системы и способы управления устройством посредством запроса на считывание, как описано в публикации заявки на патент США №2016/0007561 под авторством Ampolini и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. В таких вариантах реализации совместно с компьютером или другим вычислительным устройством могут быть использованы приложение или другая компьютерная программа для ввода инструкций управления в устройство доставки аэрозоля, причем такие инструкции управления включают, например, возможность образования аэрозоля конкретного состава путем выбора содержания никотина и/или содержания дополнительных ароматизаторов, подлежащих включению.

[0078] Различные компоненты устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению могут быть выбраны из компонентов, описанных в уровне техники и имеющихся на рынке. Примеры аккумуляторов, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, описаны в публикации заявки на патент США №2010/0028766 под авторством Peckerar и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

[0079] Устройство доставки аэрозоля может содержать датчик или детектор для управления подачей электроэнергии к тепловыделяющему элементу, когда требуется выработка аэрозоля (например, при затяжке во время использования). Также, например, предложен порядок действий или способ выключения подачи электроэнергии к тепловыделяющему элементу, когда из устройства доставки аэрозоля не втягивают воздух во время использования, и включения подачи электроэнергии для активации или начала выделения тепла тепловыделяющим элементом во время затяжки. Дополнительные репрезентативные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкции и конфигурации, их компоненты и общие способы управления ими описаны в патентах США№5,261,424 под авторством Sprinkel, Jr., №5,372,148 под авторством McCafferty и др. и в публикации заявки РСТ WO 2010/003480 под авторством Flick, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0080] Устройство доставки аэрозоля наиболее предпочтительно может иметь в своем составе механизм управления для управления количеством электроэнергии, подаваемой к тепловыделяющему элементу в процессе затяжки. Характерные типы электронных компонентов, их структура и конфигурация, их признаки и общие способы их работы описаны в патентах США №4,735,217 под авторством Gerth и др., №4,947,874 под авторством Brooks и др., №5,372,148 под авторством McCafferty и др., №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., №7,040,314 под авторством Nguyen и др. и №8,205,622 под авторством Pan, а также в публикациях заявок на патент США №2009/0230117 под авторством Fernando и др., №2014/0060554 под авторством Collet и др. и №2014/0270727 под авторством Ampolini и др., и №2015/0257445 под авторством Henry и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0081] Характерные типы подложек, резервуаров или других компонентов в качестве носителя для предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8528569 под авторством Newton и др., публикациях патентных заявок США №2014/0261487 под авторством Chapman и др., №2014/0059780 под авторством Davis и др. и №2015/0216232 под авторством Bless и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Также различные впитывающие материалы, а также конструкция и работа данных впитывающих материалов в определенных типах электронных сигарет изложены в патенте США №8,910,640 под авторством Sears и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

[0082] Кроме того, другие признаки, управляющие компоненты или компоненты, которые могут быть включены в устройства доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению, описаны в патентах США №5,967,148 под авторством Harris и др.; №5,934,289 под авторством Watkins и др.; №5,954,979 под авторством Counts и др.; №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др.; №8,365,742 под авторством Hon; №8,402,976 под авторством Fernando и др.; публикациях заявок на патент США №2010/0163063 под авторством Fernando и др.; №2013/0192623 под авторством Tucker и др.; №2013/0298905 под авторством Leven и др.; №2013/0180553 под авторством Kim и др.; №2014/0000638 под авторством Sebastian и др. и №2014/0261495 под авторством Novak и др. и №2014/0261408 под авторством DePiano и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0083] Для систем доставки аэрозоля, которые охарактеризованы как электронные сигареты, композиции предшественника аэрозоля наиболее предпочтительно содержат табак или компоненты, полученные из табака. В одном случае, табак может быть обеспечен в виде частей или кусочков табака, таких как пластинка из тонкоизмельченного, молотого или порошкообразного табака. В другом случае, табак может быть обеспечен в форме экстракта, такого как высушенный распылением экстракт, который включает множество растворимых в воде компонентов табака. Согласно альтернативному варианту реализации табачные экстракты могут иметь форму экстрактов с относительно высоким содержанием никотина, которые также включают небольшие количества других экстрагированных компонентов, полученных из табака. В другом случае, компоненты, полученные из табака, могут быть обеспечены в относительно чистой форме, например, конкретные ароматизирующие агенты, которые получены из табака. Еще в одном случае, компонент, который получен из табака и который может быть использован в высокоочищенной или по существу чистой форме, представляет собой никотин (например, никотин фармацевтической степени чистоты).

[0084] Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, к примеру, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. Характерные типы компонентов и составов предшественника аэрозоля также известны и охарактеризованы в патенте США №7,217,320 под авторством Robinson и др., и в публикациях заявок на патент США №2013/0008457 под авторством Zheng и др.; №2013/0213417 под авторством Chong и др.,; №2014/0060554 под авторством Collett и др.; №2015/0020823 под авторством Lipowicz и др.; и №2015/0020830 под авторством Koller, а также в WO 2014/182736 под авторством Bowen и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в продукт VUSE® компании R. J. Reynolds Vapor Company, в продукт BLU™ компании Lorillard Technologies, в продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и в продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Также предпочтительны так называемые «курительные соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Johnson Creek Enterprises LLC.

[0085] Количество предшественника аэрозоля, которое включено в систему доставки аэрозоля, является таким, что вырабатывающее аэрозоль средство обеспечивает приемлемые органолептические и желаемые эксплуатационные характеристики. Например, наиболее предпочтительно, чтобы было использовано достаточное количество вещества, образующего аэрозоль (например, глицерина и/или пропиленгликоля), для обеспечения выработки видимого основного потока аэрозоля, который во многих случаях напоминает внешний вид табачного дыма. Количество предшественника аэрозоля в системе, вырабатывающей аэрозоль, может зависеть от факторов, таких как желаемое число затяжек при использовании средства, вырабатывающего аэрозоль. Как правило, количество предшественника аэрозоля, включенного в систему доставки аэрозоля, и, в частности, в средстве, вырабатывающем аэрозоль, меньше чем примерно 2 г, в целом меньше чем примерно 1,5 г, часто меньше чем примерно 1 г и обычно меньше чем примерно 0,5 г.

[0086] Кроме того, другие признаки, управляющие компоненты или компоненты, которые могут быть включены в системы доставки аэрозоля согласно настоящему изобретению, описаны в патентах США №5,967,148 под авторством Harris и др.; №5,934,289 под авторством Watkins и др.; №5,954,979 под авторством Counts и др.; №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др.; №8,365,742 под авторством Hon; №8,402,976 под авторством Fernando и др., в публикациях заявок на патент США №2010/0163063 под авторством Fernando и др.; №2013/0192623 под авторством Tucker и др.; №2013/0298905 под авторством Leven и др.; №2013/0180553 под авторством Kim и др.; №2014/0000638 под авторством Sebastian и др. и №2014/0261495 под авторством Novak и др. и №2014/0261408 под авторством DePiano и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0087] Вышеизложенное описание использования изделия может быть применено в различных вариантах осуществления, описанных в настоящем документе с незначительными модификациями, которые могут быть понятны специалисту в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в настоящем документе. Однако приведенное выше описание использования не предназначено для ограничения использования указанного изделия, но предоставлено для соответствия всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, показанных в изделии, как показано на ФИГ. 1, или иным способом описанных выше, может быть включен в устройство доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения.

[0088] В ходе использования устройства доставки аэрозоля (например, электронных сигарет) возможно образование примесей. Например, неуправляемый нагрев композиции предшественника аэрозоля может привести к окислению различных компонентов, присутствующих в композициях предшественника аэрозоля (например, глицерин, пропилен глицерин) с образованием обогащенных кислородом целевых соединений, например, карбонилсодержащих соединений (таких как альдегиды и/или кетоны) в различных количествах в зависимости от состава предшественника аэрозоля. В отличие от табачных сигарет, которые непрерывно горят при одинаковых температурах в течение всего времени использования, устройства доставки аэрозоля могут подвергаться многократным термическим циклам нагрева и охлаждения.

[0089] При активации устройства электроэнергия подается на нагревательный элемент для нагрева и испарения жидкой композиции предшественника аэрозоля в элементе для переноса жидкости. После того, как пользователь завершит затяжку, электроэнергия больше не подается к нагревательному элементу и фитилю, и температура постепенно уменьшается, и в то же время жидкий предшественник аэрозоля повторно подается к фитилю. В ходе использования возможна недостаточная подача жидкого предшественника аэрозоля к элементу для переноса жидкости, что может привести к перегреву жидкого предшественника аэрозоля нагревательным элементом, который может не распознать уменьшение доступной жидкой композиции предшественника. Однако перегрев жидкого предшественника аэрозоля может привести к развитию очень неприятного вкуса, который может быть обнаружен потребителем и который возникает из-за присутствия образующихся нежелательных примесей (например, обогащенные кислородом целевые соединения, такие как карбонилсодержащие соединения).

[0090] Другим примером образующихся примесей в ходе использования устройства доставки аэрозоля являются испарение жидкой композиции предшественника аэрозоля, содержащей небольшие количества TSNA. TSNA часто присутствуют в качестве незначительных примесей в экстракте никотина (выделенном из табака), используемом в жидкой композиции предшественника аэрозоля. Эти примеси испаряются в ходе использования устройства доставки аэрозоля вместе со всеми другими компонентами в жидкой композиции предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации TSNA подвергаются перегруппировке с высвобождением монооксида азота (NO) с образованием аминосодержащих производных TSNA (например, содержащих первичную или вторичную аминную функциональную группу).

[0091] В одном или более вариантах реализации настоящее изобретение в частности относится к устройству доставки аэрозоля, содержащему фильтрационный элемент, как показано в примере реализации на ФИГ. 1. Фильтрационный элемент 130 может присутствовать в картридже 104, расположенном ниже по потоку от нагревательного элемента 134 и элемента 136 для переноса жидкости, но выше по потоку от отверстия 128 на мундштучном конце 111. Фильтрационный элемент выполнен с возможностью связывания одного или более целевых соединений в образованном аэрозоле по мере прохождения аэрозоля через фильтр перед тем, как достичь мундштучного конца 111 (т.е. потребителя). Фильтр может быть выполнен в форме, установленной путем прессования заглушки, или может удерживаться на месте элементами внутри конструкции картриджа 104. Фильтр может быть изготовлен из различных волокон (например, целлюлозосодержащих волокон, ионообменных волокон), имеющих достаточную пористость для уменьшения падения давления в фильтре, когда пользователь осуществляет затяжку на мундштучном конце 111 устройства.

[0092] В некоторых вариантах реализации, как показано на ФИГ. 2, фильтрационный элемент 130 может быть расположен в скользящем взаимодействии с мундштуком 113, который может быть соединен либо постоянно, либо с возможностью разъединения в функциональном отношении с картриджем, например, картриджем 104 на ФИГ. 1. Фильтрационный элемент 130 окружен стенкой 114, которая задает форму мундштука 113. Первый конец 109 и второй конец 107 являются открытыми, причем первый конец 109 взаимодействует с мундштучным концом устройства доставки аэрозоля, а второй конец 107 обеспечивает выход аэрозоля из устройства доставки. В некоторых вариантах реализации мундштук 113, содержащий фильтрационный элемент 130, может взаимодействовать с мундштучным концом 111 картриджа 104.

[0093] Фильтрационный элемент 130 частично захватывает целевые соединения, присутствующие в аэрозоле, выходящем из мундштучного отверстия 128 картриджа 104 и входящем в мундштучный конец 113 через первый конец 109. Для захвата таких целевых компонентов фильтрационный элемент 130 содержит либо электрофильные, либо нуклеофильные функциональные группы, которые способны притягивать и связывать целевые соединения, содержащие функциональные группы противоположного заряда. Фильтрационный элемент, содержащий электрофильные функциональные группы, способен притягивать и связывать целевые соединения, содержащие нуклеофильные функциональные группы. Например, производные TSNA (например, анабазин, анатабин, норникотин, 4-(метиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон), содержащие аминные функциональные группы, могут быть захвачены электрофильными функциональными группами, такими как, без ограничения, альдегиды, алкилгалогениды или алкилсульфонаты. Напротив, фильтрационные элементы, содержащие нуклеофильные функциональные группы, способны притягивать и связывать целевые соединения, содержащие электрофильные функциональные группы. В некоторых вариантах реализации целевые соединения представляют собой карбонилсодержащие соединения (например, альдегиды и/или кетоны) и/или нитрозосодержащие соединения (например, TSNA), которые являются электрофильными по своей природе, и, таким образом, фильтрационный элемент 130 содержит нуклеофильные функциональные группы (например, амины и/или спирты) для притягивания и ковалентного связывания карбонилсодержащих соединений и/или нитрозосодержащих соединений с фильтрационным элементом 130 с удалением тем самым таких веществ из основного потока аэрозоля. Таким образом, целевые соединения могут быть селективно удалены из основного потока аэрозоля в зависимости от функциональных групп, т.е. нуклеофильных или электрофильных, присутствующих в фильтрационном элементе. Таким образом, специалист в области техники способен управлять селективным удалением целевых соединений среди других компонентов, присутствующих в аэрозоле, например, ароматизирующих соединений и/или других ингредиентов аэрозоля, за счет модифицирования функциональных групп фильтрационного элемента 130. Положение фильтра 130 находится относительно нагревателя таким образом, что через фильтр 130 проходит по меньшей мере часть образованного аэрозоля, и, таким образом, одно или более целевых соединений связываются фильтром. По мере того как аэрозоль проходит через фильтрационный элемент 130, в котором целевые соединения (например, карбонилсодержащие соединения и/или нитрозосодержащие соединения) связываются на фильтре, оставшаяся композиция аэрозоля выходит из мундштука 113 через отверстие на первом конце 107, чтобы попасть к пользователю. В некоторых вариантах реализации мундштук 113 может быть одноразовым и удален после использования.

[0094] Согласно раскрытым вариантам реализации, как показано на ФИГ. 1 и ФИГ. 2 или подходящих альтернативах, фильтрационный элемент 130 может быть в целом изготовлен из любого целлюлозосодержащего материала в комбинации с ионообменным материалом. Примеры целлюлозосодержащего материала включают, без ограничения, любое производное целлюлозы, такое как органические сложные эфиры (например, ацетат целлюлозы, триацетат целлюлозы, пропионат целлюлозы, ацетопропионат целлюлозы (cellulose acetate propionate, CAP), ацетобутират целлюлозы (cellulose acetate butyrate, CAB)), неорганические сложные эфиры (например, нитроцеллюлозу (нитрат целлюлозы), сульфат целлюлозы), простые эфиры целлюлозы (например, алкиловые эфиры (например, метилцеллюлозу, этилцеллюлозу), гидроксиалкиловые эфиры (например, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу (hydroxypropyl cellulose, НРС), гидроксиэтилметилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу (hydroxypropylmethyl cellulose, HMPC), этилгидроксиэтилцеллюлозу), карбоксиалкиловые эфиры (например, карбоксиметилцеллюлозу (carboxymethyl cellulose, CMC), регенерированные целлюлозные волокна или их смеси. В некоторых вариантах реализации целлюлозосодержащий материал представляет собой гемицеллюлозу.

[0095] В некоторых вариантах реализации фильтрационные элементы содержат жгут из ацетата целлюлозы, который может быть обработан с образованием стержня. Жгут из ацетата целлюлозы может быть изготовлен в соответствии с различными способами, известными специалистам в области техники. См., например, способы, изложенные в патентах США №4,439,605 под авторством Yabune; №5,167,764 под авторством Nielsen и др. и №6,803,458 под авторством Ozaki, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Как правило, ацетат целлюлозы получают из целлюлозы путем осуществления реакции очищенной целлюлозы из древесной массы с уксусной кислотой и уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты. Полученный продукт затем подвергают управляемому частичному гидролизу для удаления сульфата и достаточного количества ацетатных групп с получением необходимых свойств ацетата целлюлозы, способного в конечном итоге образовывать жесткий или полужесткий жгут. Ацетат целлюлозы затем экструдируют, скручивают и формируют в жгут. Ацетатцеллюлозные волокна могут быть в виде открытой, гофрированной или непрерывной нити.

[0096] В некоторых вариантах реализации для получения стержней на основе ацетата целлюлозы может быть использован процесс связывания паром. Дополнительные примеры образования стержней ацетата целлюлозы могут быть найдены в патентной публикации США №2012/0255569 под авторством Beard и др., которая полностью включена в настоящий документ. В дополнительных вариантах реализации ацетат целлюлозы может быть обработан с использованием обычного обрабатывающего блока для фильтрационного жгута. Кроме того, характерные методы и способы управления блоками подачи фильтрационного материала и блоков изготовления фильтра изложены в патентах США №4,281,671 под авторством Bynre; №4,850,301 под авторством Green, Jr. и др..; №4,862,905 под авторством Green, Jr. и др..; №5,060,664 под авторством Siems и др.; 5,387,285 под авторством Rivers и №7,074,170 под авторством Lanier, Jr. и др., которые полностью включены в настоящий документ.

[0097] В некоторых вариантах реализации ацетат целлюлозы может быть любым типом ацетатного материала, который может быть использован для обеспечения фильтра табачного дыма для обычных сигарет. Например, используют фильтрационный материал традиционной сигареты, такой как жгут ацетата целлюлозы, собранный в полотно ацетат целлюлозы или собранный в полотно ацетат целлюлозы. Примеры материалов, которые могут быть использованы в качестве альтернативы ацетату целлюлозы, включают полипропиленовый жгут, бумагу со сборкой, пряди восстановленного табака или т.п. Один фильтрационный материал, который может обеспечить подходящий фильтрационный стержень, например, представляет собой ацетатцеллюлозный жгут, имеющий весовой номер элементарного волокна 3 денье (denier per filament) и общий весовой номер 40000 денье. В качестве другого примера, может быть использован ацетатцеллюлозный жгут, имеющий весовой номер элементарного волокна 3 денье и общий весовой номер 35000 денье. В качестве другого примера, может быть использован ацетатцеллюлозный жгут, имеющий весовой номер элементарного волокна 8 денье и общий весовой номер 40000 денье. Что касается дополнительных примеров, см. типы фильтрационных материалов, изложенные в патентах США№3,424,172 под авторством Neurath; №4,811,745 под авторством Cohen и др.; №4,925,602 под авторством Hill и др.; №5,225,277 под авторством Takegawa и др. и №5,271,419 под авторством Arzonico и др., каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

[0098] В некоторых вариантах реализации для образования целлюлозосодержащего материала ацетатцеллюлозные волокна могут быть смешаны с другими материалами, такими как целлюлоза, вискоза, хлопок, ацетобутират целлюлозы, пропионат целлюлозы, сложный полиэфир (например, полиэтилентерефталат (ПЭТ), полимолочная кислота (polylactic acid, PLA)), активированный уголь, стекловолокна, металлические волокна, древесные волокна и т.п.

[0099] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент может содержать смесь различных типов волокон. Подходящие волокна для образования таких смесей включают, без ограничения, волокна, образованные из ацетата целлюлозы, древесной массы, шерсти, шелка, сложных полиэфиров (например, полиэтилентерефталата), полиамидов (например, нейлоны), полиолефинов, поливинилового спирта, волокна, функционализированные захватывающими фрагментами (например, азот-, кислород-, сера- или фосфорсодержащими) и т.п.

[0100] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент может содержать от примерно 1% до примерно 99 мас.%, целлюлозосодержащего материала в расчете на общую сухую массу фильтрационного элемента. Более конкретно, фильтрационный материал может содержать от примерно 15% до примерно 80%, от примерно 30% до примерно 60% или от примерно 40% до примерно 50 мас.%, целлюлозосодержащего материала (или по меньшей мере 10%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 90 мас.%, с верхним пределом 99%).

[0101] В некоторых вариантах реализации целлюлозосодержащий материал может содержать ацетатцеллюлозные волокна и может дополнительно содержать связующее. Также могут быть использованы наполнители (например, целлюлоза) и волокна, образованные из различных материалов. Целлюлозосодержащий материал может содержать от примерно 70% до примерно 99 мас.%, ацетатцеллюлозных волокон в расчете на общую массу целлюлозосодержащего материала. Более конкретно, фильтрационный элемент может содержать от примерно 75% до примерно 98%, от примерно 80% до примерно 97,5% или от примерно 90% до примерно 97 мас.%, ацетатцеллюлозных волокон. Целлюлозосодержащий материал может содержать от примерно 1% до примерно 30 мас.%, связующего. Более конкретно, целлюлозосодержащий материал может содержать от примерно 2% до примерно 25%, от примерно 2,5% до примерно 20% или от примерно 3% до примерно 10 мас.% связующего в расчете на общую массу целлюлозосодержащего материала.

[0102] Под термином «связующее» следует понимать материал, который придает волокнам, используемым для формирования фильтрационного элемента согласно настоящему изобретению, связующее действие. Например, связующее может представлять собой материал, который частично солюбилизирует волокна ацетата целлюлозы таким образом, что указанные волокна связываются друг с другом или с другими волокнистыми материалами, включенными в тканый или нетканый фильтрационный элемент. Примеры связующих, которые могут быть использованы, включают поливинилацетатные (PVA) связующие, крахмал и триацетин. Специалист в области производства сигаретных фильтров может рассматривать триацетин в качестве пластификатора для таких фильтров. Таким образом, следует понимать, что группа связующих, используемых согласно настоящему изобретению, и материалы, которые могут рассматриваться в дополнительных областях применения в качестве пластификаторов, могут перекрываться между собой. Соответственно, когезионный агент, используемый и описанный в настоящем документе в качестве связующего, может охватывать материалы, которые могут рассматриваться в других областях техники в качестве пластификаторов. Более того, материалы, рассматриваемые в области техники, относящейся к сигаретным фильтрам, в качестве пластификаторов для ацетата целлюлозы, могут быть охвачены за счет использования термина «связующие» в настоящем документе.

[0103] В некоторых вариантах реализации для получения фильтрационного элемента целлюлозосодержащий материал смешивают с ионообменными волокнами, функционализированными электрофильными или нуклеофильными функциональными группами, в целом называемыми захватывающими фрагментами. Захватывающие фрагменты связываются с одним или более целевыми соединениями в образованном аэрозоле, тем самым удаляя целевое соединение(я) из образованного аэрозоля до попадания к потребителю. В некоторых вариантах реализации, если целевое соединение(я) не было удалено из образованного аэрозоля, он(они) могут изменять ароматический профиль аэрозоля. Атомная функционализация захватывающего фрагмента зависит от атомных структурных характеристик целевого соединения(й).

[0104] Ионообменные волокна могут быть смешаны с целлюлозосодержащим материалом на любом этапе в вышеописанном процессе получения с образованием фильтрационного элемента. Ионообменные волокна, как правило, образованы путем включения частиц ионообменного материала в структуру волокна или путем покрытия волокна ионообменной смолой.

[0105] Без намерения быть ограниченными какой-либо теорией, считается, что атомная функционализация захватывающего фрагмента несет противоположный заряд по отношению к заряду, который обеспечивается структурными характеристиками целевого соединения. Таким образом, заряженное волокно притягивает целевое соединение, которое сначала адсорбируется на поверхности функционализированного волокна и затем последовательно образует ковалентную связь с заряженными функциональными группами волокна с обеспечением иммобилизации.

[0106] В целом, следует понимать, что термин «нуклеофильная функциональная группа» включает функциональные группы с нуклеофильным центром (который может быть нейтральным или ионным по своей природе), а также ионные фрагменты, такие как анионы (которые несут отрицательный заряд). Таким образом, в целом, также следует понимать, что термин «электрофильная функциональная группа» включает функциональные группы с электрофильным центром (который может быть нейтральным или ионным по своей природе), а также ионные фрагменты, такие как катионы (которые несут положительный заряд).

[0107] Например, для целевых соединений, содержащих электрофильные функциональные группы, обычно необходимы захватывающие фрагменты с нуклеофильными функциональными группами. Примеры нуклеофильных функциональных групп включают, без ограничения, основную функциональную группу, такую как первичная аминогруппа (т.е. -NH₂), вторичная аминогруппа (т.е. NH-алкильная группа), третичная аминогруппа (т.е. N(алкильная группа), гидразиновая группа (-NHNH₂), сульфонилгидразиновая группа (-SO₂NHNH₂) или их комбинации. В некоторых вариантах реализации дополнительные нуклеофильные функциональные группы содержат группы, включающие атом кислорода (например, первичная спиртовая группа (-ОН группа), атом серы (например, тиольная группа (-SH)), атом фосфора (например, фосфонатная группа (-РО₃Н)) или их комбинации. Любая из этих нуклеофильных функциональных групп обладает сродством к целевому соединению(ям), содержащему электрофильные функциональные группы, такие как карбонильная группа (-С=O, присутствующая в альдегидах, кетонах, кислотах, сложных эфирах, ангидридах и т.п.), нитрозогруппа (N-N=O, присутствующая в нитрозаминах), цианатная группа (-O-C=N), изоцианатные группы (-N=C=O), иминогруппа (-C=NH), оксимная группа (-C=NOH), сульфонильная группа (SО₂алкил), сульфиногруппа (-SO₂H), сульфогруппа (-SO₂H), тиоцианатная группа (-SCN), тиольная группа (-СSалкил), алкилгалогенидная (-С-галогенид), фосфатная группа (РО(ОН)₃) и т.п.

[0108] В некоторых вариантах реализации для целевых соединений, содержащих нуклеофильные функциональные группы, в целом необходимы захватывающие фрагменты с электрофильными функциональными группами. Примеры электрофильных функциональных групп включают без ограничения кислотные функциональные группы, такие как группы сульфоновой кислоты (-SO₃H), группы карбоновой кислоты (-СООН), группы фосфоновой кислоты (-РО₃Н), сложноэфирные группы (например, -СООалкильная группа), карбоксигалогенидные группы (-СО-галогенид), алкилгалогенидные (-С-галогенид), альдегидные группы (-СОН), цианатная группа (-O-C=N), изоцианатные группы (-N=C=O), иминогруппа (-C=NH), оксимная группа (-C=NOH), сульфонильная группа (SO₂алкил), сульфиногруппа (-SO₂H), тиоцианатная группа (-SCN), тиольная группа (-CSalkyl), фосфатная группа (РО(ОН)₃) или их комбинации. Любая из этих электрофильных функциональных групп обладает сродством к целевому соединению(ям), содержащему(им) нуклеофильные функциональные группы, такие как первичная аминогруппа (т.е. -NH₂), вторичная аминогруппа (т.е. NH-алкильная группа), третичная аминогруппа (т.е. N(алкильная группа)₂), гидразиновая группа (-NHNH₂), сульфонилгидразиновая группа (-SO₂NHNH₂), оксоанионы (например фосфат-ион, сульфат-ион, сульфит-ион, карбонат-ион, фосфит-ион) и т.п. В некоторых вариантах реализации дополнительные нуклеофильные функциональные группы включают группы, включающие атом кислорода (например, первичная спиртовая (-ОН группа), атом серы (например, тиольная группа (-SH)), атом фосфора (например, фосфонатная (-РО₃Н)) или их комбинации.

[0109] Элементы фильтра, например, функционализированные волокна, способны селективно удалять, частично или полностью, одно или более нежелательных целевых соединений. Селективность функционализированного волокна может относиться к функционализации и заряду захватывающего фрагмента. Например, в некоторых вариантах реализации захватывающий фрагмент, содержащий нуклеофильную функциональную группу, связывает целевое соединение(я), содержащее(ие) электрофильные функциональные группы, селективно по отношению к целевому соединению(ям), содержащему(им) нуклеофильные функциональные группы. В другом примере, захватывающий фрагмент, содержащий электрофильную функциональную группу, связывает целевое соединение(я), содержащее(ие) нуклеофильные функциональные группы, селективно по отношению к целевому соединению(ям), содержащему(им) электрофильные функциональные группы. Кроме того, волокна, содержащие электрофильную или нуклеофильную функциональную группу, будут связывать целевое соединение селективно по отношению к любому другому соединению, присутствующему в аэрозоле, такому как ароматизирующие соединения и/или другие желательные ингредиенты, присутствующие в аэрозоле. Таким образом, для обеспечения оптимального связывания с желаемым партнером по связыванию (например, нуклеофильным или электрофильным целевым соединением) специалист в области техники может соответствующим образом модифицировать функционализацию волокна.

[0110] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент связывается с одним или более целевыми соединениями с заданной степенью селективности.

Например, по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 60%, или по меньшей мере примерно 70%, или по меньшей мере примерно 80%, или по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95 мас.%, от общей массы соединений, удаленных фильтром, представляют собой одно или более целевых соединений с верхним пределом 100%. Например, в некоторых вариантах реализации целевые соединения содержат электрофильную функциональную группу (такую как карбонильная группа и/или нитрозогруппа) и селективно связываются с захватывающим фрагментом, содержащим нуклеофильную функциональную группу (такую как аминогруппа). В некоторых вариантах реализации такие карбонилсодержащие соединения содержат альдегиды, кетоны или их комбинации. В некоторых вариантах реализации альдегиды содержат ацетальдегид, акролеин, бутиральдегид, кротональдегид, формальдегид, пропиональдегид или их комбинации. В некоторых вариантах реализации такие нитрозосодержащие соединения содержат TSNA. В некоторых вариантах реализации TSNA содержат N'-нитрозонорникотин (NNN), N'-нитрозоанатабин (NAT), N'-нитрозоанабазин (NAB), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутаналь (NNA), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол (NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутанол (изо-NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутановую кислоту (изо-NNAC) или их комбинации.

[0111] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент проявляет селективное связывание с одним или более карбонилсодержащими соединениями. Например, по меньшей мере примерно 30%, или по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 70%, или по меньшей мере примерно 80%, или по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95 мас.%, в расчете на общую массу соединений, удаленных фильтром, представляют собой одно или более карбонилсодержащих соединений с верхней границей 100%.

[0112] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент проявляет селективное связывание с одним или более альдегидами. Например, по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 60%, или по меньшей мере примерно 70%, или по меньшей мере примерно 80%, или по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95 мас.%, соединений, удаленных фильтром, представляют собой один или более альдегидов с верхней границей 100%.

[0113] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент проявляет селективное связывание одного или более кетонов. Например, по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 60%, или по меньшей мере примерно 70%, или по меньшей мере примерно 80%, или по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95 мас.%, соединений, удаленных фильтром, представляют собой один или более кетонов с верхней границей 100%. В некоторых вариантах реализации кетон представляет собой ацетон.

[0114] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент проявляет селективное связывание с одним или более нитрозосодержащими соединениями. Например, по меньшей мере примерно 20%, или по меньшей мере примерно 30%, или по меньшей мере примерно 40%, или по меньшей мере примерно 60%, или по меньшей мере примерно 70%, или по меньшей мере примерно 80%, или по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95 мас.%, в расчете на общую массу соединений, удаленных фильтром, представляют собой одно или более нитрозосодержащих соединений с верхней границей 100%.

[0115] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент проявляет селективное связывание с одним или более TSNA. Например, по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 60%, или по меньшей мере примерно 70%, или по меньшей мере примерно 80%, или по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95 мас.%, соединений, удаленных фильтром, представляют собой одно или более TSNA с верхней границей 100%.

[0116] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент проявляет селективное связывание с одним или более производных TSNA. Например, по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 60%, или по меньшей мере примерно 70%, или по меньшей мере примерно 80%, или по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95 мас.%, соединений, удаленных фильтром, представляют собой одно или более производных TSNA с верхней границей 100%.

[0117] В некоторых вариантах реализации ионообменное волокно содержит захватывающий фрагмент в количестве по меньшей мере 10%, или по меньшей мере 20%, или по меньшей мере 30%, или по меньшей мере 40%, или по меньшей мере 50%, или по меньшей мере 60%, или по меньшей мере 70%, или по меньшей мере 80 мас.%, в расчете на общую массу ионообменного волокна с верхней границей 100%.

[0118] Ионообменная емкость катионного или анионного волокна может изменяться также в зависимости от количества захватывающего фрагмента, присутствующего на поверхности волокна. Примеры диапазонов могут составлять от примерно 0,5 ммоль/г до примерно 5 ммоль/г, предпочтительно от примерно 1 ммоль/г до примерно 3 ммоль/г в расчете на общую массу катионного волокна.

[0119] Примеры ионообменного волокна описаны в патентах США №3,944,485 под авторством Rembaum и др. и №6,706,361 под авторством Economy и др., оба из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. В некоторых вариантах реализации ионообменные волокна доступны на рынке от компании Kelheim Fibers. Примеры волокон от Kelheim включают модифицированные вискозные волокна (т.е. регенерированные волокна на основе целлюлозы), и их использование и изготовление дополнительно описаны в публикациях патента США №2015/0354095 под авторством Bernt; №2015/0329707 под авторством Roggenstein; №2014/0308870 под авторством Harms, №2014/0154507 под авторством Bernt; №2014/0147616 под авторством Bernt и в патентах США №9,279,196 под авторством Bernt; №7,694,827 под авторством Huber; №6,538,130 под авторством Fischer; №6,503,371 под авторством Kinseher; №6,451,884 под авторством Cowen; №6,392,033 под авторством Poggi; №6,333,108 под авторством Wilkes; и №5,776,598 под авторством Huber; которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

[0120] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент может содержать от примерно 10% до примерно 99 мас.%, ионообменных волокон в расчете на массу фильтрационного элемента. Более конкретно, фильтрационный элемент может содержать от примерно 15% до примерно 80%, от примерно 30% до примерно 60%, или от примерно 40% до примерно 50 мас.%, ионообменных волокон в расчете на общую массу фильтра. В дополнительных вариантах реализации фильтрационный элемент может содержать по меньшей мере 10%, по меньшей мере 20%, по меньшей мере 30%, по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 90 мас.%, ионообменного волокна в расчете на общую массу фильтра с верхней границей 99%.

[0121] При использовании, пользователь осуществляет затяжку с использованием изделия 100, воздушный поток детектируется датчиком 108, нагревательный элемент 134 активируется, и компоненты композиции предшественника аэрозоля испаряются нагревательным элементом 134. Затяжка на мундштучном конце 111 изделия 100 вызывает прохождение воздуха из окружающей среды в воздухозаборник 118 и его прохождение через полость 125 в соединителе 124 и центральное отверстие в выступе 141 основания 140. В картридже 104 втянутый воздух объединяется с образованным паром с образованием аэрозоля. Аэрозоль увлекается, отсасывается или иным образом отводится от нагревательного элемента 134 и через фильтрационный элемент 130 по направлению к ротовому отверстию 128 в мундштучном конце 111 изделия 100. В некоторых вариантах реализации втянутый и увлеченный аэрозоль проходит через мундштук 113.

[0122] В некоторых вариантах реализации устройство доставки аэрозоля, содержащее фильтрационный элемент, как описано в настоящем документе, может содержать систему емкостей. Неограничивающие примеры систем емкостей описаны в публикациях патентов США №2016/0007654 под авторством Zhu; №2016/0192708 под авторством DeMerritt; №2015/0114410 под авторством Doster; и в патенте США №9,078,473 под авторством Worm; и публикации заявки РСТ WO 2016/109701 под авторством DeMerritt; которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. В некоторых вариантах реализации фильтр, содержащий ионообменные волокна, находится внутри системы емкостей. В некоторых вариантах реализации фильтр, содержащий ионообменные волокна, находится внутри мундштука, который отделен от системы емкостей и может быть прикреплен к ней.

[0123] Другой аспект изобретения относится к способу удаления одного или более целевых соединений из образованного аэрозоля путем конфигурирования фильтра относительно нагревателя в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что аэрозоль, образованный в устройстве доставки аэрозоля путем нагрева композиции предшественника аэрозоля нагревателем, проходит через фильтр, и одно или более целевых соединений связываются фильтром. Удаление одного или более целевых соединений определяют путем измерения уменьшения уровня содержания целевого соединения, присутствующего в аэрозоле перед контактированием с фильтром. В некоторых вариантах реализации одно или более целевых соединений содержит электрофильные функциональные группы. В некоторых вариантах реализации одно или более целевых соединений представляют собой карбонилсодержащие соединения, нитрозосодержащие соединения или их комбинации. В некоторых вариантах реализации одно или более целевых соединений содержат нуклеофильные функциональные группы. В некоторых вариантах реализации одно или более целевых соединений представляют собой аминосодержащие соединения (например, производные TSNA).

[0124] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более целевых соединений, присутствующих в образованном аэрозоле, на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более целевых соединений, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0125] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более карбонилсодержащих соединений, присутствующих в образованном аэрозоле, на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более карбонилсодержащих соединений, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0126] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более альдегидов, присутствующих в образованном аэрозоле, на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более альдегидов, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%. Например, в некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более альдегидов, выбранных из ацетальдегида, акролеина, бутиральдегида, кротональдегида, формальдегида и пропиональдегида в аэрозоле на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более альдегидов, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0127] В одном или более вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает объединенный уровень содержания формальдегида, ацетальдегида и акролеина в аэрозоле на по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 70%, по сравнению с уровнем содержания формальдегида, ацетальдегида и акролеина, присутствующих в аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0128] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более кетонов, присутствующих в образованном аэрозоле, на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более кетонов, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%. В некоторых вариантах реализации кетон представляет собой ацетон.

[0129] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более нитрозосодержащих соединений, присутствующих в образованном аэрозоле, на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более нитрозосодержащих соединений, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0130] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более TSNA, присутствующих в образованном аэрозоле, на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более TSNA, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%. Например, в некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более TSNA, выбранных из N'-нитрозонорникотина (NNN), N'-нитрозоанатабина (NAT), N'-нитрозоанабазина (NAB), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанона (NNK), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутаналя (NNA), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанола (NNAL) и 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутанола (изо-NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутановой кислоты (изо-NNAC) в аэрозоле на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более TSNA, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0131] В одном или более вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает объединенный уровень содержания NNA и NNK в аэрозоле на по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 50%, или по меньшей мере примерно 70%, по сравнению с уровнем содержания NNA и NNK, присутствующих в аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0132] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более аминосодержащих соединений, присутствующих в образованном аэрозоле, на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более аминосодержащих соединений, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0133] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более производных TSNA, присутствующих в образованном аэрозоле, на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более производных TSNA, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%. Например, в некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент уменьшает уровень содержания одного или более производных TSNA, выбранных из анабазина, анатабина, норникотина, 4-(метиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанона, в аэрозоле на по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 40%, по меньшей мере примерно 50%, по меньшей мере примерно 60%, по меньшей мере примерно 70%, по меньшей мере примерно 80%, по меньшей мере примерно 90%, или по меньшей мере примерно 95%, по сравнению с уровнем содержания одного или более производных TSNA, присутствующих в образованном аэрозоле перед контактированием с фильтрационным элементом, при этом подразумевается, что каждое значение имеет верхнюю границу 100%.

[0134] В некоторых вариантах реализации композиция одного или более целевых соединений (например, карбонилсодержащих соединений (например, альдегиды и кетоны) и/или нитрозосодержащих соединений (например, TSNA)) и/или аминосодержащих соединений (например, производные TSNA), присутствующих в образованном аэрозоле, а также их относительные уровни содержания, зависят от первоначального состава веществ, присутствующих в композиции предшественника аэрозоля, подлежащей испарению, как будет понятно специалисту в области техники. Специалисту в области техники будет также понятно, что уровень содержания одного или более целевых соединений (например, карбонилсодержащих соединений и/или нитрозосодержащих соединений и/или аминосодержащих соединений) может меняться в ходе использования устройства доставки аэрозоля.

[0135] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент связывается с одним или более целевыми соединениями (например, альдегидами и/или кетонами, или аминами). Этот процесс также называют "хемисорбцией" или "адсорбцией", причем целевые соединения сначала притягиваются к фильтрационному элементу, затем адсорбируются и впоследствии связываются с фильтрационными элементами. Например, связь может образовываться между карбонилсодержащим соединением, таким как один или более альдегидов и/или кетонов, и функционализированным фильтрационным элементом. Фильтрационный элемент может содержать аминную функциональную группу, которая может притягивать альдегиды и впоследствии взаимодействовать с образованием иммобилизованного имино-содержащего соединения, которое остается связанным с фильтрационным элементом, в то время как оставшиеся вещества в аэрозоле способны проходить через фильтрационный элемент, чтобы достигнуть потребителя. В некоторых вариантах реализации количество целевого соединения (например, карбонилсодержащего соединения), адсорбированного и/или связанного с фильтрационным элементом, зависит от ионообменной способности (например, количества присутствующих аминных функциональных групп) фильтрационного элемента. Например, в некоторых вариантах реализации общее количество целевых соединений (например, карбонилсодержащих соединений), адсорбированных из аэрозоля на фильтре, находится в диапазоне от примерно 0,2 мкг до примерно 750 мкг. В дополнительных вариантах реализации общее количество целевых соединений (например, карбонилсодержащих соединений), адсорбированных из аэрозоля на фильтре, составляет по меньшей мере 0,2 мкг, или по меньшей мере 2 мкг, или по меньшей мере 20 мкг, или по меньшей мере 200 мкг с верхней границей примерно 750 мкг после завершения времени работы устройства доставки аэрозоля.

[0136] В некоторых вариантах реализации фильтрационный элемент связывается с одним или более нитрозосодержащими соединениями или аминосодержащими соединениями согласно вышеуказанному процессу хемосорбции. В дополнительных вариантах реализации общее количество целевых соединений, адсорбированных из аэрозоля на фильтр, составляет по меньшей мере 0,1 нг, или по меньшей мере 0,5 нг, или по меньшей мере 1,0 нг, или по меньшей мере 3 нг, или по меньшей мере 5 нг, или по меньшей мере 10 нг, или по меньшей мере 20 нг, или по меньшей мере 30 нг, или по меньшей мере 40 нг, или по меньшей мере 50 нг с верхней границей примерно 100 нг после завершения времени работы устройства доставки аэрозоля.

[0137] Множество модификаций и других вариантов осуществления изобретения станут понятными для специалиста в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, что имеет преимущество в отношении принципов, представленных в вышеприведенных описаниях и прилагаемых чертежах. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами реализации, раскрытыми в настоящем документе, и что модификации и другие варианты реализации должны быть включены в объем притязаний согласно прилагаемой формуле изобретения. Несмотря на то, что в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.

ПРИМЕРЫ

[0138] Аспекты настоящего изобретения более подробно показаны в ижеследующих примерах, которые изложены для иллюстрации конкретных аспектов настоящего изобретения и не предназначены для его ограничения.

Пример 1: Сбор и анализ образцов основного потока табачного дыма

Этап А - Предварительное кондиционирование тестовых образцов

[0139] Предварительное кондиционирование тестовых образцов может изменяться в зависимости от используемого режима курения. Например, предварительное кондиционирование образцов, которые были выкурены в соответствии со спецификацией ISO, начинались как минимум за 48 часов, но не более чем за 10 дней до тестирования. Температура предварительного кондиционирования находилась в диапазоне от примерно 69,8°F (21°С) до примерно 73,4°F (23°С), и относительная влажность находилась в диапазоне от примерно 50,0% до примерно 63,0%. Однако, если тестовые образцы хранились при влажности <45% или >75%, требовалось повторное кондиционирование или открытие дополнительного образца продукта. Аналогично, если температура составляла <61,6°F (16,4°С) или >81,6°F (27,5°С) также требовалось повторное задание условий или открытие дополнительных образцов продукта. Даже если влажность или температура находились в указанных диапазонах, но не соответствовали спецификации в течение >1 часа, требовалось повторное кондиционирование или открытие дополнительного образца продукта.

[0140] После открытия образцов, их маркировки и загрузки в курительные машины, была отмечена стандартная длина окурка. В целом, эта длина может изменяться. Например, для спецификаций ISO стандартная длина окурка, до которой были маркированы сигареты, как правило, была больше, чем любая из следующих трех длин: а) 23 мм; b) длина фильтра +8 мм; и с) длина внешней оболочки фильтра +3 мм. Сразу после загрузки в курительные машины образцы были готовы к использованию.

Этап В - Сбор основного потока табачного дыма

[0141] Основной поток табачного дыма собирали в лабораторных условиях с использованием курительной машины. Для этого эксперимента была использована линейная курительная машина (например, линейная курительная машина Cerulean) для образования и сбора основного потока табачного дыма. Количество сигарет, выкуренных для каждого тестового образца, зависело от используемого режима курения и в целом находилось в диапазоне от примерно 2 до примерно 5 тестовых сигарет.

[0142] Были использованы следующие два режима курения:

a) Режимы курения с прокладкой «Кэмбридж», ISO и электронных сигарет; и

b) Альтернативный(е) режим(ы) курения.

[0143] Система сбора дыма была прикреплена к курительной машине и фильтрующая прокладка «Кэмбридж» размером 44 мкм была при необходимости размещена за системой сбора. При необходимости, объем затяжки для каждого порта используемой курительной машины можно регулировать соответствующим образом.

[0144] Для режимов курения с прокладкой «Кэмбридж», ISO и электронных сигарет был приготовлен улавливающий раствор, и 100 мл раствора реагента распределили в каждую 125 мл газопромывную склянку с использованием пипетки. Для каждой повторности выкуренного образца была использована одна газопромывная склянка (при курении электронных сигарет курительная машина была тщательно очищена и трубки были заменены перед использованием, чтобы избежать перекрестного загрязнения от сгоревших образцов). Для альтернативного(ых) режима(ов) курения был приготовлен улавливающий раствор, и 100 мл раствора реагента распределили в каждую 125 мл газопромывную склянку с использованием пипетки. Однако в данном случае для каждой повторности выкуренного образца было использовано две газопромывных склянки.

[0145] После завершения курения 125-мл газопромывные склянки с образцами оставили нетронутыми в течение по меньшей мере 10 минут, но не более 30 минут. В каждую газопромывную склянку с помощью пипетки был добавлен пиридин (1,460 мл). Для режимов курения с прокладкой «Кэмбридж», ISO и электронных сигарет раствор в промывных склянках хорошо перемешали перед переносом примерно 5 мл раствора из промывной склянки в одноразовый органический (PFTE) фильтр с размером пор 0,45 мм для фильтрования аналита перед выполнением ВЭЖХ анализа. Для любого альтернативного(ых) режима(ов) курения отбирали 5 мл аликвоты образца для каждой из двух газопромывных склянок с использованием 10 мл автоматической пипетки и помещали их в 20 мл сцинтилляционный флакон или его эквивалент. Образцы хорошо перемешали и профильтровали через одноразовый органический (PFTE) фильтр с размером пор 0,45 мкм перед выполнением ВЭЖХ анализа.

[0146] ВЭЖХ анализ приготовленных, как описано выше, образцов осуществляли с использованием колонки Agilent Zorbax Eclipse XDB-C18 (4,6×100 мкм × 3,5 мкм), соединенной с фильтром предколонки Agilent с размером частиц 2,0 мкм или его эквивалентом, с подвижными фазами А (100% вода), В (100% ацетонитрил) и С (100% тетрагидрофуран) со скоростью потока 1,1 мл/мин и следующим градиентом:

[0147] Полученные необработанные данные были обработаны, как указано на следующем этапе.

Этап С - Анализ основного потока табачного дыма

[0148] Первоначально был приготовлен ряд рабочих стандартных растворов, имеющих концентрации в диапазоне от примерно 0,400 до примерно 160,00 мкг/мл аддуктов 2,4-динитрофенилгидразин(dinitrophenylhydrazine, DNPH)-альдегида (см. Таблицу 2).

[0149] Соответствующие концентрации карбонильного соединения были рассчитаны путем деления концентраций рабочего стандартного раствора в таблице 1 на соответствующее соотношение молекулярного веса свободного карбонильного соединения к соответствующему аддукту DNPH-карбонил (см. таблицу 3).

[0150] Эти стандартные растворы были использованы для построения калибровочных кривых отдельных альдегидов. Однако верификация первоначальной калибровки (initial calibration verification, ICV) прибора ВЭЖХ была проведена с помощью стандартного раствора ICV. Такой стандартный раствор был приготовлен путем растворения сертифицированного стандарта, и смеси DNPH альдегида/кетона, содержащей приблизительно 15,00 мкм/мл каждого карбонильного соединения, полученной от компании Restek. Смесь карбонильных соединений 15 мг/мл разбавили добавлением 667 мкл смеси в 10 мл мерную колбу (или другое количество, если соотношение остается неизменным, например, 1,668 мл смеси в 25 мл мерную колбу) и довели до объема с использованием ацетонитрила с получением стандартного раствора ICV с концентрацией 1 мкг/мл. Этот стандартный раствор ICV оставался стабильным в холодильнике (от -25 до -5°С) в течение примерно 3 месяцев. В целом, необходимо, чтобы концентрация в ICV находилась в пределах 15% от целевого значения, за исключением ацетальдегида, для которого необходимо, чтобы концентрация находилась в пределах 20% от целевого значения.

[0151] Далее были собраны необработанные данные для построения калибровочных кривых стандартных растворов в таблице 2. Программное обеспечение Openlab использовалось для выполнения расчетов по методу линейной регрессии. Калибровочные кривые были проанализированы, чтобы гарантировать, что все введения были идентифицированы и все коэффициенты корреляции были равны 0,990 или более. Программное обеспечение Openlab гарантировало, что ни одна из калибровочных кривых не прошла через ноль.

[0152] Во время анализа образцов дыма, полученных от курительной машины, относительное стандартное отклонение (RSD) высота/площадь каждого анализируемого образца составило, как правило, ≤8%, и RSD времени удерживания составило, как правило, ≤2%. RSD для большинства образцов составило в целом меньше 25%, хотя образцы электронных сигарет (е-сигарет) могут демонстрировать RSD более чем 25%. Все анализируемые соединения были интегрированы по высоте пика, за исключением ацетальдегида, который элюировался в виде двух пиков, и его интегрировали по площади пика (оба пика были интегрированы). Результаты были выражены в мкг/сиг и мкг/затяжку и могут быть вычислены вручную в соответствии со следующими уравнениями:

[0153] Стандартные значения 101,46 и 202,92 представляют собой объединенные объемы импинджера плюс объем пиридина соответственно для двух режимов курения. Конечное количество анализируемого соединения определяют по следующим формулам:

1. Устройство доставки аэрозоля, содержащее:

резервуар, содержащий жидкую композицию предшественника аэрозоля;

электрический нагреватель, сообщающийся по текучей среде с резервуаром и выполненный с возможностью испарения жидкой композиции предшественника аэрозоля с последующим образованием аэрозоля, содержащего одно или более целевых соединений; и

фильтр, содержащий целлюлозосодержащий материал и ионообменные волокна, причем фильтр функционально расположен относительно нагревателя таким образом, что через фильтр проходит по меньшей мере часть образованного аэрозоля, причем фильтр выполнен с возможностью селективного связывания указанных одного или более целевых соединений;

причем одно или более целевых соединений содержат одно или оба из следующего: карбонилсодержащие соединения и нитрозосодержащие соединения; и

причем ионообменные волокна содержат нуклеофильные функциональные группы и электрофильные функциональные группы, в результате чего ионообменные волокна выполнены с возможностью связывания карбонилсодержащих соединений и нитрозосодержащих соединений, присутствующих в аэрозоле.

2. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором количество целлюлозосодержащего материала в фильтре составляет от 1 до 99 мас.% в расчете на общую массу фильтра.

3. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором количество ионообменного волокна в фильтре составляет от 1 до 99 мас.% в расчете на общую массу фильтра.

4. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором целлюлозосодержащий материал включает одно или более из следующего: ацетат целлюлозы, триацетат целлюлозы, пропионат целлюлозы, ацетопропионат целлюлозы, ацетобутират целлюлозы, нитроцеллюлоза, сульфат целлюлозы, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, этилгидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и регенерированные целлюлозные волокна.

5. Устройство доставки аэрозоля по п. 4, в котором целлюлозосодержащий материал представляет собой ацетат целлюлозы.

6. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором нуклеофильные функциональные группы выбраны из первичной аминогруппы, вторичной аминогруппы, третичной аминогруппы, гидразиновой группы, бензолсульфонилгидразиновой группы и их комбинаций.

7. Устройство доставки аэрозоля по п. 6, в котором нуклеофильные функциональные группы представляют собой первичную аминогруппу или вторичную аминогруппу.

8. Устройство доставки аэрозоля по п. 6, в котором нуклеофильные функциональные группы присутствуют в ионообменных волокнах в количестве от 0,5 ммоль/г до 5 ммоль/г.

9. Устройство доставки аэрозоля по п. 6, в котором нуклеофильные функциональные группы присутствуют в ионообменном волокне в количестве по меньшей мере 20 мас.% в расчете на общую массу ионообменного волокна.

10. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором карбонилсодержащие соединения включают альдегиды, кетоны или их комбинации.

11. Устройство доставки аэрозоля по п. 10, в котором карбонилсодержащие соединения включают по меньшей мере один альдегид.

12. Устройство доставки аэрозоля по п. 11, в котором альдегид включает одно или более из следующего: ацетальдегид, акролеин, бутиральдегид, кротональдегид, формальдегид или пропиональдегид.

13. Устройство доставки аэрозоля по п. 1, в котором нитрозосодержащие соединения включают N′-нитрозонорникотин (NNN), N′-нитрозоанатабин (NAT), N′-нитрозоанабазин (NAB), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутаналь (NNA), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол (NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутанол (изо-NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-бутановую кислоту (изо-NNAC) или их комбинации.

14. Устройство доставки аэрозоля по любому из пп. 1-13, в котором нагреватель и резервуар расположены в кожухе.

15. Устройство доставки аэрозоля по п. 14, в котором фильтр расположен в кожухе ниже по потоку от нагревателя.

16. Устройство доставки аэрозоля по п. 15, в котором фильтр расположен внутри сменного мундштука, выполненного с возможностью взаимодействия с мундштучным концом кожуха.

17. Устройство доставки аэрозоля по п. 16, в котором мундштук является одноразовым.

18. Способ удаления целевых соединений из образованного аэрозоля в устройстве доставки аэрозоля, согласно которому:

конфигурируют фильтр ниже по потоку от электрического нагревателя в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что обеспечивается возможность прохождения через фильтр аэрозоля, образованного в устройстве доставки аэрозоля при нагреве композиции предшественника аэрозоля электрическим нагревателем, и обеспечивается возможность связывания фильтром одного или более целевых соединений, присутствующих в аэрозоле,

причем фильтр содержит целлюлозосодержащий материал и ионообменные волокна,

причем целевые соединения содержат карбонилсодержащие соединения, нитрозосодержащие соединения или их комбинации, и

причем ионообменные волокна содержат нуклеофильные функциональные группы и электрофильные функциональные группы, в результате чего выполнены с возможностью связывания карбонилсодержащих соединений и нитрозосодержащих соединений, присутствующих в аэрозоле.

19. Способ по п. 18, в котором карбонилсодержащие соединения включают альдегиды, кетоны или их комбинации.

20. Способ по п. 19, в котором карбонилсодержащие соединения включают по меньшей мере один альдегид.

21. Способ по п. 20, в котором по меньшей мере один альдегид включает одно или более из следующего: ацетальдегид, акролеин, бутиральдегид, кротональдегид, формальдегид или пропиональдегид.

22. Способ по п. 20, согласно которому обеспечена возможность уменьшения уровня содержания по меньшей мере одного альдегида по меньшей мере на 50% по сравнению с уровнем содержания по меньшей мере одного альдегида до контакта с фильтром.

23. Способ по п. 18, в котором нитрозосодержащие соединения включают N′-нитрозонорникотин (NNN), N′-нитрозоанатабин (NAT), N′-нитрозоанабазин (NAB), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутаналь (NNA), 4-(N-нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол (NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-1-бутанол (изо-NNAL), 4-(N-нитрозометиламино)-4-(3-пиридил)-бутановую кислоту (изо-NNAC) или их комбинации.

24. Способ по любому из пп. 18-22, согласно которому обеспечена возможность контактирования фильтра с образованным аэрозолем и адсорбирования фильтром карбонилсодержащих соединений в количестве от 0,2 мкг до 750 мкг при завершении использования устройства.

25. Способ по любому из пп. 18-23, согласно которому обеспечена возможность контактирования фильтра с образованным аэрозолем и адсорбирования фильтром нитрозосодержащих соединений в количестве от 0,5 нг до 50 нг при завершении использования устройства.

26. Способ по любому из пп. 18-23, согласно которому удаление целевых соединений определяют путем измерения уменьшения уровней содержания целевых соединений, присутствующих в аэрозоле до контакта с фильтром и после контакта с фильтром.