(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱装置との組み合わせで使用するためのエアロゾル形成基質であって、前記エアロゾル形成基質が、前記エアロゾル形成基質の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料と、前記エアロゾル形成基質を加熱するための少なくとも第一のサセプタ材料とを含み、前記第一のサセプタ材料が前記固体材料と熱的に近接して配列され、前記エアロゾル形成基質が前記固体材料と熱的に近接して配列される少なくとも第二のサセプタ材料であり、前記第二のサセプタ材料が前記第一のサセプタ材料の第一のキュリー温度よりも低い第二のキュリー温度を持ち、また前記第二のサセプタ材料の前記第二のキュリー温度が第一のサセプタ材料の所定の最大加熱温度と対応する、エアロゾル形成基質。
【請求項２】
前記第二のサセプタ材料が、誘導加熱される際に、エアロゾル形成基質の全体的な平均温度が240℃を超えないような第二のキュリー温度を持つ、請求項1に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項３】
前記第二のサセプタ材料が370℃を超えない第二のキュリー温度を持つ、請求項1または2に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項４】
前記第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つが、粒子、またはフィラメント、またはメッシュ様の構成のどれか一つである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項５】
前記第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つが粒子構成であり、等価の球体直径10 μm〜100 μmを持ち、前記エアロゾル形成基質全体に分布されている、請求項4に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項６】
前記第一および第二のサセプタ材料が粒子構成であり、単一構造を形成するよう組み立てられる、請求項4に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項７】
前記第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つがフィラメント構成であり、前記エアロゾル形成基質内に配列される、請求項4に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項８】
前記第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つがメッシュ様の構成であり、前記エアロゾル形成基質内に配列される、請求項4に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項９】
前記第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つがメッシュ様の構成であり、少なくとも部分的に前記固体材料の枠を形成する、請求項4に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項１０】
前記第一および第二のサセプタ材料が、前記エアロゾル形成基質の内側に配列されるメッシュ様構造実体を形成するよう組み立てられる、請求項4に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項１１】
前記第一および第二のサセプタ材料が、少なくとも部分的に前記固体材料の枠を形成するメッシュ様構造実体を形成するよう組み立てられる、請求項4に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項１２】
前記エアロゾル形成基質が管状ケーシング、好ましくはオーバーラップにより囲まれる、請求項1〜11のいずれか1項に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項１３】
前記エアロゾル形成基質がマウスピースに取り付けられ、これが随意にフィルタープラグを備える、請求項1〜12のいずれか1項に記載のエアロゾル形成基質。
【請求項１４】
請求項1〜13のいずれか1項に記載の誘導加熱装置およびエアロゾル形成基質を備える、エアロゾル送達システム。
【請求項１５】
前記誘導加熱装置に電子制御回路が提供され、これが前記エアロゾル形成基質の加熱の閉ループ制御用に適応される、請求項14に記載のエアロゾル送達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱装置との組み合わせに使用するためのエアロゾル形成基質に関連する。本発明はまた、エアロゾル送達システムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術からエアロゾル送達システムが公知であり、これはエアロゾル形成基質および誘導加熱装置を備える。誘導加熱装置は誘導源を備え、これがサセプタ材料内に熱を発生させる渦電流を誘導する交流電磁場を発生する。サセプタ材料はエアロゾル形成基質と熱的に近接している。加熱されたサセプタ材料は次に、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出する能力のある材料を含むエアロゾル形成基質を加熱する。適切なエアロゾル形成基質の加熱を確実にするためにサセプタ材料用の多様な構成を提供する、エアロゾル形成基質のための多数の実施形態が当該技術分野において説明されてきた。こうして、エアロゾルを形成できる揮発性化合物の放出を満足できるようなエアロゾル形成基質の使用温度が目指される。
【０００３】
ただし、エアロゾル形成基質の使用温度を効率的な方法で制御できることが望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一つの態様によれば、誘導加熱装置との組み合わせに使用するためのエアロゾル形成基質が提供されている。エアロゾル形成基質は、エアロゾル形成基質の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料と、エアロゾル形成基質を加熱するための少なくとも第一のサセプタ材料とを含む。少なくとも第一のサセプタ材料は、固体材料と熱的に近接して配列される。エアロゾル形成基質は、第一のサセプタ材料の第一のキュリー温度よりも低い第二のキュリー温度を持つ、少なくとも第二のサセプタ材料をさらに備える。第二のサセプタ材料の第二のキュリー温度は、第一のサセプタ材料の所定の最大加熱温度に対応する。
【０００５】
互いに異なる第一および第二のキュリー温度を持つ、少なくとも第一および第二のサセプタ材料を提供することにより、エアロゾル形成基質の加熱および加熱の温度制御が分離されうる。第一のサセプタ材料は、熱損失つまり加熱効率について最適化しうる一方で、第二のサセプタ材料は温度制御について最適化しうる。第二のサセプタ材料は、いかなる明白な加熱特性も持つ必要はない。第二のサセプタ材料は、第一のサセプタ材料の所定の最大加熱温度に対応する第二のキュリー温度を持つ。最大加熱温度は、固体材料の局部的な燃焼が回避されるように決定しうる。加熱のために最適化されうる第一のサセプタ材料は、所定の任意の最大加熱温度よりも高い第一のキュリー温度を持ちうる。加熱と温度制御の機能を分離することで、エアロゾル形成基質の量に関して、少なくとも第一および第二のサセプタ材料それぞれの濃度を最適化できるようになる。こうして、例えば、温度制御用のツールの役目をする第二のサセプタ材料の重量濃度は、主な機能がエアロゾル形成基質の加熱である第一のサセプタ材料の重量濃度よりも低く選択しうる。加熱および温度制御の機能を分離することでさらに、例えば、固体材料の組成および／または充填密度などの特定の要件に従い、エアロゾル形成基質内またはその周りの少なくとも第一および第二のサセプタ材料の分布が最適化される。第二のサセプタ材料が第二のキュリー温度に達すると、その磁性が変化する。第二のキュリー温度で、第二のサセプタ材料は強磁性の相から常磁性の相に可逆的に変化する。エアロゾル形成基質の誘導加熱中、第二のサセプタ材料のこの相変化はオンラインで検出でき、誘導加熱は自動的に停止されうる。こうして、エアロゾル形成基質の加熱を担う第一のサセプタ材料が所定の最大加熱温度よりも高い第一のキュリー温度を持たない場合でも、エアロゾル形成基質の過熱を回避することができる。誘導加熱が停止した後、第二のサセプタ材料は、その強磁性を再び取り戻す第二のキュリー温度よりも低い温度に達するまで冷却される。この相変化は、オンラインで検出することができ、誘導加熱が再び有効化される。こうして、エアロゾル形成基質の誘導加熱は、誘導加熱装置の有効化および無効化の繰り返しに対応する。この温度制御は無接触で達成される。好ましくは誘導加熱装置に既に組み込まれている回路および電子回路以外に、任意の追加的な回路および電子回路を必要としない。
【０００６】
エアロゾル形成基質は、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出する能力を持つ固体材料であることが好ましい。本明細書で使用される時、固体という用語は、担体材料上に提供されうる固体材料、半固体材料、および液体構成要素さえも含む。揮発性化合物はエアロゾル形成基質の加熱により放出される。エアロゾル形成基質はニコチンを含む場合がある。ニコチンを含有するエアロゾル形成基質はニコチン塩マトリクスとしうる。エアロゾル形成基質は植物由来材料を含みうる。エアロゾル形成基質はたばこを含みうるが、たばこ含有材料は揮発性のたばこ風味化合物を含むことが好ましく、これが加熱に伴いエアロゾル形成基質から放出される。エアロゾル形成基質は均質なたばこ材料を含みうる。均質化されたたばこ材料は、粒子のたばこを凝集することによって形成されうる。別の方法として、エアロゾル形成基質は非たばこ含有材料を含みうる。エアロゾル形成基質は均質な植物由来材料を含みうる。
【０００７】
エアロゾル形成基質は少なくとも一つのエアロゾル形成剤を含んでもよい。エアロゾル形成剤は、使用時に、密度が高く安定したエアロゾルの形成を促進し、誘導加熱装置の使用温度で実質的に熱劣化耐性のある任意の適切な公知の化合物または化合物の混合物としうる。適切なエアロゾル形成剤は本技術で公知であり、多価アルコール（トリエチレングリコール、1,3-ブタンジオールおよびグリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテートまたはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチルおよびテトラデカン二酸ジメチルなど）を含むが、これに限定されない。特に好ましいエアロゾル形成剤は多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、1,3-ブタンジオールおよびグリセリン（最も好ましい）など）である。
【０００８】
エアロゾル形成基質は、その他の添加物および成分（芳香成分など）を含みうる。エアロゾル形成基質は、ニコチンおよび少なくとも一つのエアロゾル形成剤を含むことが好ましい。特に好ましい実施形態で、エアロゾル形成剤はグリセリンである。エアロゾル形成基質と熱的に近接しているサセプタ材料により、さらに効率的な加熱が許容され、こうして、より高い使用温度を達成しうる。より高い使用温度により、公知のシステムで使用されるエアロゾル形成剤と比較して改良されたエアロゾルを提供するグリセリンをエアロゾル形成剤として使用できるようになる。
【０００９】
本発明のエアロゾル形成基質による実施形態で、第二のサセプタ材料の第二のキュリー温度は、誘導加熱される際にエアロゾル形成基質の全体的な平均温度が240℃を超えないように選択されうる。ここで、エアロゾル形成基質の全体的な平均温度は、エアロゾル形成基質の中央部分および周辺部分での多数の温度測定値の算術平均として定義される。全体的な平均温度についての最大値を予め定義することにより、エアロゾルが最適に生成されるようにエアロゾル形成基質が調整されうる。
【００１０】
エアロゾル形成基質の別の実施形態で、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料を含むエアロゾル形成基質の局所的加熱を回避するために、第二のサセプタ材料の第二のキュリー温度は370℃を超えないように選択される。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、エアロゾル形成基質に含まれる第一および第二のサセプタ材料は異なる幾何学構成としうる。こうして、第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つはそれぞれ、粒子の構成、フィラメントの構成、メッシュ様の構成のどれか一つとしうる。異なる幾何学構成を持つことで、第一および第二のサセプタ材料をそれらの特定の機能に合わせうる。こうして、例えば、加熱機能を持つ第一のサセプタ材料は、熱伝達を向上させるために、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料に対して大きい表面積を持つ幾何学構成を持ちうる。温度制御機能を持つ第二のサセプタ材料は、それほど大きな表面積を持つ必要がない。異なる幾何学構成を持つことで、第一および第二のサセプタ材料はそれぞれ、特定のタスクを最適な方法で果たしうるように、エアロゾル形成基質に含まれる固体材料に対して配列されうる。
【００１２】
こうして、本発明によるエアロゾル形成基質の一つの実施形態で、第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つはそれぞれ粒子の構成としうる。粒子は、等価球体直径10 μm〜100 μmを持ち、またエアロゾル形成基質全体に分布されることが好ましい。等価球体直径は、不規則な形状の粒子との組み合わせで用いられ、等価体積の球の直径として定義される。選択したサイズで、粒子は必要に応じてエアロゾル形成基質全体に分布してもよく、またエアロゾル形成基質内に確実に保持されてもよい。粒子は、ほぼ均一に分布してもよく、または例えばエアロゾル形成基質の中心軸からその周辺へと分布勾配を持ってもよく、またはエアロゾル形成基質全体に局所的な濃度のピークを持たせて分布してもよい。
【００１３】
エアロゾル形成基質の別の実施形態で、第一および第二のサセプタ材料はどちらも、粒子構成とすることも、単一構造を形成するように組み立てることもできる。この文脈で、「単一構造を形成するように」という表現は、粒子の第一および第二のサセプタ材料よりもそれぞれ大きな等価球体直径を持つ、規則的または不規則な形状の顆粒への粒子の第一および第二のサセプタ材料の凝集体を含みうる。また、粒子の第一および第二のサセプタ材料をそれぞれ、ほぼ均一に混合し、圧縮し、その圧縮した粒子混合物を随意に単一のフィラメント構造またはワイヤー構造に焼結することも含みうる。粒子の第一および第二のサセプタ材料がすぐ近くにあることは、さらに正確な温度制御に関して有利でありうる。
【００１４】
エアロゾル形成基質のさらなる実施形態で、第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つはそれぞれ、フィラメント構成とすることも、エアロゾル形成基質内に配列することもできる。なお別の実施形態で、フィラメント形状の第一または第二のサセプタ材料は、エアロゾル形成基質内に延長しうる。フィラメント構造は、その製造の点で、またおよびそれらの幾何学的な規則性および再現性の点で有利な場合がある。幾何学的な規則性および再現性は、温度制御および局部的加熱の制御の両方において有利となりうる。
【００１５】
本発明によるエアロゾル形成基質の別の実施形態で、第一および第二のサセプタ材料のうち少なくとも一つは、エアロゾル形成基質内部に配列されたメッシュ様の構成としうる。別の方法として、メッシュ様の構成のサセプタ材料は、少なくとも部分的に固体材料用の枠を形成しうる。「メッシュ様の構成」という用語には、それを通じて不連続性を有する層を含む。例えば、層は、スクリーン、メッシュ、格子または穿孔のある箔としうる。
【００１６】
エアロゾル形成基質のなお別の実施形態で、第一および第二のサセプタ材料はメッシュ様構造実体を形成するように組み立てられてもよい。メッシュ様構造実体は、例えば、エアロゾル形成基質内に軸方向に延びうる。別の方法として、第一および第二のサセプタ材料のメッシュ様構造実体は少なくとも部分的に固体材料用の枠を形成しうる。「メッシュ様の構造」という用語は、第一および第二のサセプタ材料から組み立てることができ、かつスクリーン、メッシュ、格子または穿孔のある箔を含めて、それを通じた不連続性を有するすべての構造を示す。
【００１７】
エアロゾル形成基質の上述の実施形態では、第一および第二のサセプタ材料は互いに異なる幾何学構成としうるが、例えばエアロゾル形成基質の製造上の目的から、第一および第二のサセプタ材料は同様な幾何学構成であることが望ましい場合がある。
【００１８】
別の実施形態で、エアロゾル形成基質は一般的に円筒形状であり、管状ケーシング、例えばオーバーラップなどによって囲まれうる。例えば、オーバーラップなどの管状ケーシングは、エアロゾル形成基質の形状の安定化や、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料および第一および第二のサセプタ材料の偶発的な分裂の防止に役立ちうる。
【００１９】
エアロゾル形成基質はマウスピースに取り付けうるが、これは随意にフィルタープラグを備えうる。エアロゾル形成基質の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料ならびに第一および第二のサセプタ材料を含むエアロゾル形成基質と、マウスピースとを組み立てて、構造実体を形成してもよい。新しいエアロゾル形成基質を誘導加熱装置と組み合わせて使用するたびにユーザーには新しいマウスピースが自動的に供給され、これは衛生の面から高く評価されるかもしれない。マウスピースには随意にフィルタープラグが供給されうるが、これはエアロゾル形成基質の組成に従い選択されうる。
【００２０】
本発明によるエアロゾル送達システムは、上述の実施形態のいずれか一つによる誘導加熱装置およびエアロゾル形成基質を備える。こうしたエアロゾル送達システムを用いれば、エアロゾル形成基質の過熱が避けられうる。エアロゾル形成基質の誘導加熱および温度制御はどちらも、無接触で達成されうる。同時にエアロゾル形成基質の誘導加熱を制御するため誘導加熱装置に既に統合されていることもある回路および電子回路は、その温度制御用にも使用されうる。
【００２１】
エアロゾル送達システムの別の実施形態で、誘導加熱装置は、エアロゾル形成基質を加熱する閉ループ制御用に適応された電子制御回路を備えうる。こうして、温度制御の機能をする第二のサセプタ材料がその磁気特性を強磁性から常磁性に変化させるその第二のキュリー温度に達すると、加熱は停止されうる。第二のサセプタ材料が、その磁気特性が再び常磁性から強磁性に戻るその第二のキュリー温度よりも低い温度に冷めた時、エアロゾル形成基質の誘導加熱は自動的に再続行されうる。こうして、本発明によるエアロゾル送達システムでは、エアロゾル形成基質の加熱は、第二のキュリー温度と、第二のサセプタ材料がその強磁性を取り戻す第二のキュリー温度よりも低い温度との間で変動する温度で実行しうる。
【００２２】
エアロゾル形成基質は、エアロゾル形成基質に取り付けられうるマウスピースが少なくとも部分的に誘導加熱装置から突き出るように、誘導加熱装置の加熱チャンバー内に放出できるように保持されうる。エアロゾル形成基質およびマウスピースは、構造実体を形成するように組み立てられうる。新しいエアロゾル形成基質が誘導加熱装置の加熱チャンバーに挿入されるごとに、ユーザーには新しいマウスピースが自動的に供給される。
【００２３】
エアロゾル形成基質の、またエアロゾル送達システムの上述の実施形態は、下記の詳細な説明によりより明白となり、正確な縮尺ではないが添付の概略図で参照されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図1は、誘導加熱装置と、加熱チャンバーに挿入されたエアロゾル形成基質とを備えたエアロゾル送達システムの概略図である。
【図２】図2は、第一および第二のサセプタ材料が粒子構成である、エアロゾル形成基質の第一の実施形態を示す。
【図３】図3は、粒子の第二のサセプタ材料がフィラメント構成の第一のサセプタ材料と組み合わせられた、エアロゾル形成基質の第二の実施形態を示す。
【図４】図4は、エアロゾル形成基質の別の実施形態を示し、ここで、粒子構成の第一および第二のサセプタ材料が単一構造を形成するようにされている。
【図５】図5は、粒子材料の第二のサセプタ材料がメッシュ様の構成の第一のサセプタ材料と組み合わせられている、エアロゾル形成基質のさらなる実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
誘導加熱はファラデーの電磁誘導の法則およびオームの法則により説明される公知の現象である。さらに具体的に言えば、ファラデーの電磁誘導の法則は、導体内の磁気誘導が変化する場合に導体内に変化する電場が作り出されると述べている。この電場が導体内に作り出されるため、電流（渦電流として知られる）はオームの法則に従って導体内を流れる。渦電流は電流密度および導体抵抗率に比例した熱を発生させる。誘導加熱される能力のある導体はサセプタ材料として公知である。本発明はLC回路などのAC源から交流電磁場を生成する能力のある誘導加熱源（例えば、誘導コイルなど）を備えた誘導加熱装置を採用する。熱を発生する渦電流は、エアロゾル形成基質の加熱に伴いエアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出する能力を有し、エアロゾル形成基質内に含まれる、固体材料と熱的に近接したサセプタ材料内で生成される。本明細書で使用される時、固体という用語は、担体材料上に提供されうる固体材料、半固体材料、および液体構成要素さえも含む。サセプタ材料から固体材料への主要な熱伝達メカニズムは伝導、放射および場合によっては対流である。
【００２６】
概略的な図1では、本発明によるエアロゾル送達システムの模範的実施形態は、一般的に参照番号100で示されている。エアロゾル送達システム100は、誘導加熱装置2およびそれに関連付けられたエアロゾル形成基質1を備える。誘導加熱装置2は、蓄熱器22または電池を収容するための蓄熱チャンバー21と、加熱チャンバー23とを持つ、細長い管状ハウジング20を備えうる。加熱チャンバー23には、図示した模範的実施形態に示す通り、電子回路32と電気接続される誘導コイル31により構成されうる誘導加熱源を提供しうる。電子回路32は、例えば、加熱チャンバー23の軸方向の延長を画定するプリント基板33上に提供しうる。誘導加熱に要求される電力は、蓄熱チャンバー21内に収容され、電子回路32と電気接続される、蓄熱器22または電池によって供給される。加熱チャンバー23は、エアロゾル形成基質1がその内部に放出できるように保持されうる、かつ簡単に取り外すことができ、望む時に別のエアロゾル形成基質1と交換しうるように、内側断面を持つ。
【００２７】
エアロゾル形成基質1は一般的に円筒形状であり、管状ケーシング15（例えば、オーバーラップなど）によって囲まれうる。管状ケーシング15（例えば、オーバーラップなど）は、エアロゾル形成基質1の形状の安定化や、エアロゾル形成基質1の内容物の偶発的損失の回避に役立ちうる。本発明によるエアロゾル送達システム100の模範的実施形態に示す通り、エアロゾル形成基質1はマウスピース16と接続しうるが、ここで、加熱チャンバー23に挿入されたエアロゾル形成基質1は、少なくとも部分的に加熱チャンバー23から突き出る。マウスピース16は、フィルタープラグ17を備えうるが、これはエアロゾル形成基質1の組成に従い選択されうる。エアロゾル形成基質1およびマウスピース16は、構造実体を形成するように組み立てられうる。新しいエアロゾル形成基質1を誘導加熱装置2と組み合わせて使用するたびに、ユーザーには新しいマウスピース16が自動的に供給され、これは衛生の面から高く評価されるかもしれない。
【００２８】
図1に示す通り、誘導コイル31は、加熱チャンバー23の周辺部の、誘導加熱装置2のハウジング20付近に配列しうる。誘導コイル31の巻線は、エアロゾル形成基質1を収容する能力を有する加熱チャンバー23の自由空間を囲む。エアロゾル形成基質1は、加熱チャンバー23のこの自由空間に、加熱チャンバー23の内側に提供されうる誘導加熱装置2の管状ハウジング20の開放端から止め具に達するまで挿入されうる。止め具は、管状ハウジング20の内側壁から突き出ている少なくとも一つの突起で構成されてもよく、または図1に示す模範的実施形態に示す通り、軸方向に加熱チャンバー23を画定するプリント基板33により構成されてもよい。挿入されたエアロゾル形成基質1は、例えば、管状ハウジング20の開放端の付近に提供されうる環状のシーリングガスケット26により、加熱チャンバー23内に放出できるように保持されうる。
【００２９】
エアロゾル形成基質1、および随意的なフィルタープラグ17付きの随意的なマウスピース16は、空気に対する透過性がある。誘導加熱装置2は、管状ハウジング20に沿って分布されうる多数の通気孔24を持ちうる。プリント基板33に提供されうる空気通路34は、通気孔24からエアロゾル形成基質1への気流を可能にする。注目すべきは、誘導加熱装置2の代替的な実施形態で、管状ハウジング20の通気孔24からの空気が、事実上妨げられずにエアロゾル形成基質1に達しうるように、プリント基板33を省略しうることである。誘導加熱装置2は、入ってくる空気が検出された時に電子回路32および誘導コイル31を有効化するための空気流センサー（図1には図示せず）を備えうる。空気流センサーは、例えば、通気孔24のどれか一つの付近、またはプリント基板33の空気通路34のどれか一つの付近に提供しうる。こうして、ユーザーは、エアロゾル形成基質1の誘導加熱を開始するために、マウスピース16を吸うことができる。エアロゾル形成基質1内に含まれる固体材料により放出されるエアロゾルは、加熱されると、エアロゾル形成基質1を通過して吸い込まれた空気とともに吸入されうる。
【００３０】
図2は、一般的に参照番号1で示されているエアロゾル形成基質の第一の実施形態を概略的に示す。エアロゾル形成基質1は、一般的に管状ケーシング15（例えば、オーバーラップなど）を備えうる。管状ケーシング15は、エアロゾル形成基質1の内容物に達する電磁場を著しく妨害しない材料で製造しうる。例えば、管状ケーシング15は紙製のオーバーラップとしうる。紙は高い磁気浸透性を持ち、交流電磁場では渦電流によって加熱されない。エアロゾル形成基質1は、エアロゾル形成基質1の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料10と、エアロゾル形成基質1を加熱するための少なくとも第一のサセプタ材料11とを含む。第一のサセプタ材料11に加えて、エアロゾル形成基質1は少なくとも第二のサセプタ材料12をさらに備える。第二のサセプタ材料12は、第一のサセプタ材料11の第一のキュリー温度よりも低い第二のキュリー温度を持つ。こうして、エアロゾル形成基質1の誘導加熱に伴い、第二のサセプタ材料12はその固有の第二のキュリー温度にまず最初に達する。第二のキュリー温度で、第二のサセプタ材料12は強磁性の相から常磁性の相に可逆的に変化する。エアロゾル形成基質1の誘導加熱中、第二のサセプタ材料12のこの相変化をオンラインで検出することもでき、また誘導加熱を自動的に停止することもできる。こうして、第二のサセプタ材料12の第二のキュリー温度は、第一のサセプタ材料11の所定の最大加熱温度に対応する。誘導加熱が停止した後、第二のサセプタ材料12は、その強磁性を再び取り戻す第二のキュリー温度よりも低い温度に達するまで冷却される。この相変化は、オンラインで検出することができ、誘導加熱が再び有効化される。こうして、エアロゾル形成基質1の誘導加熱は、誘導加熱装置の有効化および無効化の繰り返しに対応する。この温度制御は無接触で達成される。誘導加熱装置に既に組み込まれていることのある電子回路以外には、任意の追加的な回路および電子回路を必要としない。
【００３１】
互いに異なる第一および第二のキュリー温度を持つ少なくとも第一および第二のサセプタ材料11、12を提供することにより、エアロゾル形成基質1の加熱および誘導加熱の温度制御が分離されうる。第一のサセプタ材料11は、熱損失について、従って加熱の効率について、最適化されうる。こうして、第一のサセプタ材料11は、所定の強度の交流電磁場により発生した表面渦電流を最適化するために、低い磁気抵抗と、それに対応して高い相対浸透性とを持つべきである。第一のサセプタ材料11はまた、ジュール熱放散を、従って熱損失を増やすために、比較的低い電気抵抗率を持つべきである。第二のサセプタ材料12は、温度制御について最適化されうる。第二のサセプタ材料12は、いかなる明白な加熱特性も持つ必要はない。ただし誘導加熱については、第一のサセプタ材料11の所定の最大加熱温度に対応するのは、第二のサセプタ材料12の第二のキュリー温度である。
【００３２】
第二のサセプタ材料12の第二のキュリー温度は、誘導加熱される際にエアロゾル形成基質1の全体的な平均温度が240℃を超えないように選択されうる。ここで、エアロゾル形成基質1の全体的な平均温度は、エアロゾル形成基質の中央部分および周辺部分での多数の温度測定値の算術平均として定義される。エアロゾル形成基質1の別の実施形態で、エアロゾルを形成できる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料10を含むエアロゾル形成基質1の局所的加熱を回避するために、第二のサセプタ材料12の第二のキュリー温度は370℃を超えないように選択されうる。
【００３３】
図2の模範的実施形態について上述したエアロゾル形成基質1の基本的組成は、これ以降に説明するエアロゾル形成基質1のさらなる実施形態すべてで共通である。
【００３４】
図2に示す通り、第一および第二のサセプタ材料11、12は粒子構成としうる。第一および第二のサセプタ材料11、12は等価球体直径10 μm〜100 μmを持ち、またエアロゾル形成基質全体に分布されることが好ましい。等価球体直径は、不規則な形状の粒子との組み合わせで用いられ、等価体積の球の直径として定義される。選択したサイズで、粒子の第一および第二のサセプタ材料11、12は、必要に応じてエアロゾル形成基質1全体に分布してもよく、またエアロゾル形成基質1内に確実に保持されてもよい。粒子のサセプタ材料11、12は、図2によるエアロゾル形成基質1の模範的実施形態に示す通り、固体材料10全体にほぼ均一に分布されうる。別の方法として、これらは例えばエアロゾル形成基質1の中心軸からその周辺へと分布勾配を持ってもよく、またはエアロゾル形成基質1全体に局所的な濃度のピークを持たせて分布してもよい。
【００３５】
図3はエアロゾル形成基質の別の実施形態を示し、これも参照番号1である。エアロゾル形成基質1は一般的に円筒形状であり、管状ケーシング15（例えば、オーバーラップなど）によって囲まれうる。エアロゾル形成基質は、エアロゾル形成基質1の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料10と、少なくとも第一および第二のサセプタ材料11、12とを含む。エアロゾル形成基質1の加熱を担う第一のサセプタ材料11はフィラメント構成としうる。フィラメント構成の第一のサセプタ材料は、異なる長さおよび直径を持つことができ、固体材料全体にほぼ均一に分布させてもよい。図3に模範的に示す通り、フィラメント構成の第一のサセプタ材料11は、ワイヤー様の形状でもよく、またエアロゾル形成基質1長軸方向の延長部分を通してほぼ軸方向に延長しうる。第二のサセプタ材料12は粒子構成とすることができ、固体材料10全体に分布させうる。ところが注目すべきことに、必要となる場合には、第一および第二のサセプタ材料11、12の幾何学構成は置き換えることができる。こうして、第二のサセプタ材料12はフィラメント構成でもよく、また第一のサセプタ材料11は粒子構成でもよい。
【００３６】
図4は、エアロゾル形成基質のなお別の模範的な実施形態を示し、これも一般に参照番号1で示される。エアロゾル形成基質1はここでも一般的に円筒形状であり、管状ケーシング15（例えば、オーバーラップなど）によって囲まれうる。エアロゾル形成基質は、エアロゾル形成基質1の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料10と、少なくとも第一および第二のサセプタ材料11、12とを含む。第一および第二のサセプタ材料11、12は、粒子構成とすることも、単一構造を形成するように組立てることもできる。この文脈で、「単一構造を形成するように」という表現は、粒子の第一および第二のサセプタ材料11、12よりもそれぞれ大きな等価球体直径を持つ、規則的または不規則な形状の顆粒への粒子の第一および第二のサセプタ材料の凝集体を含みうる。これはまた、粒子の第一および第二のサセプタ材料11、12をほぼ均一に混合し、圧縮し、圧縮した粒子混合物を随意に焼結して、図4に示す通り、エアロゾル形成基質1の長軸方向の延長部分を通してほぼ軸方向に延長しうるフィラメント構造またはワイヤー構造を形成することも含みうる。
【００３７】
図5では、エアロゾル形成基質のさらなる模範的実施形態を、これまた一般的に参照番号1で示す。エアロゾル形成基質1はここでも一般的に円筒形状であり、管状ケーシング15（例えば、オーバーラップなど）によって囲まれうる。エアロゾル形成基質は、エアロゾル形成基質1の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料10と、少なくとも第一および第二のサセプタ材料11、12とを含む。第一のサセプタ材料11は、エアロゾル形成基質1の内側に配列されうるメッシュ様の構成とすることができ、また別の方法として、少なくとも部分的に固体材料10の枠を形成することもできる。「メッシュ様の構成」という用語には、それを通じて不連続性を有する層を含む。例えば、層は、スクリーン、メッシュ、格子または穿孔のある箔としうる。第二のサセプタ材料12は粒子構成とすることができ、固体材料10全体に分布させうる。ここでも注目すべきことに、必要となる場合には、第一および第二のサセプタ材料11、12の幾何学構成は置き換えることができる。こうして、第二のサセプタ材料12は、メッシュ様の構成でもよく、また第一のサセプタ材料11は粒子の構成でもよい。
【００３８】
エアロゾル形成基質のなお別の実施形態で、第一および第二のサセプタ材料11、12はメッシュ様構造実体を形成するように組み立てられてもよい。メッシュ様構造実体は、例えば、エアロゾル形成基質内に軸方向に延びうる。別の方法として、第一および第二のサセプタ材料11、12のメッシュ様構造実体は少なくとも部分的に固体材料用の枠を形成しうる。「メッシュ様の構造」という用語は、第一および第二のサセプタ材料から組み立てることができ、かつスクリーン、メッシュ、格子または穿孔のある箔を含めて、それを通じた不連続性を有するすべての構造を示す。上述したエアロゾル形成基質の実施形態は、基本的に図5のそれに対応するため、別個の図面では示していない。メッシュ様構造実体は、第一のサセプタ材料11の水平フィラメントと、第二のサセプタ材料12の垂直フィラメントとで、またはその逆で成り立っている。エアロゾル形成材料のこうした実施形態では、普通は別個の粒子の第二のサセプタ材料12は存在しない。
【００３９】
本発明の異なる実施形態について添付図面を参照しながら記述してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。種々の変更および改変が本発明の全体的教示から逸脱しない範囲で想定される。従って、保護の範囲は、添付の請求の範囲によって定義される。
【要約】
誘導加熱装置との組み合わせに使用するためのエアロゾル形成基質が説明されている。エアロゾル形成基質は、エアロゾル形成基質の加熱に伴いエアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する固体材料と、エアロゾル形成基質を加熱するための少なくとも第一のサセプタ材料とを含む。少なくとも第一のサセプタ材料は、固体材料と熱的に近接して配列される。エアロゾル形成基質は、第一のサセプタ材料の第一のキュリー温度よりも低い第二のキュリー温度を持つ、少なくとも第二のサセプタ材料をさらに備える。第二のサセプタ材料の第二のキュリー温度は、第一のサセプタ材料の所定の最大加熱温度に対応する。エアロゾル送達システムについても説明がある。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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