(57)【要約】  エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素（１００）。エアロゾル冷却要素（１００）は、内部構造（１０２）と、内部構造（１０２）の周りに固定されたラッパー材料（１０４）とを備える。ラッパー材料（１０４）は、ラッパー材料（１０４）の第二の部分（１０８）に溶接された第一の部分（１０６）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素であって、前記エアロゾル冷却要素が、
円筒状のロッドを形成するようにシート材料を捲縮することおよび折り曲げることによって形成された内部構造であって、前記円筒状のロッドがいかなる外部圧縮力も存在しない状態での円周Ｃ１を有する、内部構造と、
円周Ｃ２を有するロッドを形成するように、前記内部構造の周りに固定されたラッパー材料と、を備え、
前記ラッパー材料が、前記ラッパー材料の第二の部分に溶接された第一の部分を備え、
前記ラッパー材料が前記内部構造の周りに固定されている時、前記内部構造が前記ラッパー材料による圧縮下にあり、
かつ、Ｃ１／Ｃ２が１．２〜６の範囲内である、エアロゾル冷却要素。
【請求項２】
Ｃ１／Ｃ２が１．３〜４の範囲であり、随意に１．４〜２．５の範囲の範囲内である、請求項１に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項３】
前記ラッパー材料の前記第一の部分が、前記ラッパー材料の第一の縁と連続し、かつこれに平行な領域であり、また前記第二の部分が、前記ラッパー材料の第二の縁と連続し、かつこれに平行な領域である、請求項１または２に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項４】
前記内部構造が長軸方向軸を備え、かつ前記ラッパー材料の前記第二の縁が前記長軸方向軸にゼロでない角度で整列されている、請求項３に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項５】
前記第一の部分が金属の細片を介して前記第二の部分に溶接されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項６】
前記第一の部分が前記第二の部分に誘導溶接されている、請求項５に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項７】
前記第一の部分が前記第二の部分に超音波溶接されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項８】
前記エアロゾル冷却要素が７ｍｍ〜２８ｍｍの長さを有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項９】
前記エアロゾル冷却要素が５ｍｍ〜１２ｍｍの直径を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項１０】
前記ラッパー材料がポリマーを含み、また随意に前記内部構造がポリ乳酸を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエアロゾル冷却要素。
【請求項１１】
ロッドの形態のエアロゾル発生物品であって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエアロゾル冷却要素を備える、エアロゾル発生物品。
【請求項１２】
前記エアロゾル発生物品がエアロゾル形成基体を備え、かつ前記エアロゾル冷却要素が前記エアロゾル形成基体の下流に位置する、請求項１１に記載のエアロゾル発生物品。
【請求項１３】
エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素を製造するための方法であって、前記方法が、
シート材料をロッド形状に捲縮すること、および折り曲げることによって、前記エアロゾル冷却要素の内部構造を提供することと、
前記エアロゾル冷却要素の前記内部構造をラッパー材料で巻くことと、
前記ラッパー材料の第一の部分を前記ラッパー材料の第二の部分に溶接することによって、前記内部構造の周りに前記ラッパー材料を固定することと、
前記ラッパー材料を前記内部構造の周りに固定する時、前記内部構造およびラッパー材料を圧縮することと、を含む、方法。
【請求項１４】
前記ラッパー材料の前記第一の部分が、前記ラッパー材料の第一の縁と連続し、かつこれに平行な領域であり、また前記第二の部分が、前記ラッパー材料の第二の縁と連続し、かつこれに平行な領域である、請求項１３に記載のエアロゾル冷却要素を製造する方法。
【請求項１５】
前記内部構造が長軸方向軸を備え、かつ前記エアロゾル冷却要素の前記内部構造を巻くことが、前記第二の縁を前記内部構造と接触させるように、かつ前記長軸方向軸に対してゼロでない角度で定置することと、前記第一の縁を前記第二の縁の外側に定置することと、を含む、請求項１４に記載のエアロゾル冷却要素を製造する方法。
【請求項１６】
前記ラッパー材料の前記第一の部分と前記第二の部分の間に導電性要素を定置することと、前記ラッパー材料の前記第一の部分を溶接するために前記導電性要素を加熱することと、を含む、請求項１３または１４に記載のエアロゾル冷却要素を製造する方法。
【請求項１７】
前記ラッパー材料の前記第一の部分を前記ラッパー材料の前記第二の部分に溶接することが誘導溶接することを含む、請求項１３または１４に記載のエアロゾル冷却要素を製造する方法。
【請求項１８】
前記ラッパー材料の前記第一の部分を前記ラッパー材料の前記第二の部分に溶接することが超音波溶接することを含む、請求項１３または１４に記載のエアロゾル冷却要素を製造する方法。
【請求項１９】
前記超音波溶接することが、前記ラッパー材料を少なくとも部分的に溶融するためにソノトロードを使用することを含む、請求項１８に記載のエアロゾル冷却要素を製造する方法。
【請求項２０】
前記ラッパー材料がポリマーを含み、かつ随意に前記内部構造がポリ乳酸を含む、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載のエアロゾル冷却要素を製造する方法。
【請求項２１】
エアロゾル発生物品を製造するための方法であって、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載のエアロゾル冷却要素を製造することと、前記エアロゾル冷却要素を前記エアロゾル発生物品の中に組み込むこととを含む、方法。
【請求項２２】
前記エアロゾル発生物品がエアロゾル形成基体を備え、かつ前記エアロゾル冷却要素が前記エアロゾル形成基体の下流に組み込まれている、請求項２１に記載のエアロゾル発生物品を製造するための方法。
【請求項２３】
エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素を製造するための装置であって、前記装置が、
捲縮したシート材料の供給を、前記エアロゾル冷却要素のロッド形状のためのロッド形状の内部構造の中に集合し、かつ折り曲げるための集合ユニットと、
前記ロッド形状の長軸方向軸を中心として前記内部構造をラッパー材料で巻くための、かつ前記ラッパー材料の第一の部分を前記ラッパー材料の第二の部分に溶接することによって前記ラッパー材料を前記内部構造の周りに固定するためのラッピングユニットと、
前記ラッパー材料を前記内部構造の周りに固定する時、前記内部構造およびラッパー材料を圧縮するための圧縮ユニットと、を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素、およびその製造方法に関する。特に、本発明は、溶接によって固定されたラッパー材料を備えるエアロゾル冷却要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル発生物品は、ロッドの形態に組み立てられた複数の要素を備えてもよい。これらの要素は、エアロゾル形成基体と、エアロゾル形成基体から下流に位置するエアロゾル冷却要素とを含んでもよい。
【０００３】
本明細書で使用される「ロッド」という用語は、実質的に円形、長円形、または楕円形の断面の概して円筒状の要素を意味するために使用される。
【０００４】
本明細書で使用される「長軸方向」という用語は、ロッドの円筒軸に沿って、またはそれと平行に延びる方向を指す。
【０００５】
「上流」および「下流」という用語は、エアロゾル発生物品の要素または構成要素の相対的な位置を記述するために使用されうる。分かりやすく言うと、本明細書で使用される「上流」および「下流」という用語は、エアロゾルがロッドを通して引き出される方向に関して、エアロゾル発生物品のロッドに沿った相対的な位置を指す。
【０００６】
エアロゾル冷却要素を備えるエアロゾル発生物品の製造は、原材料をシートへと形成することを含んでもよい。次に、シートは２つのローラーの間で捲縮されて、シートの中に平行な虚弱線が導入される場合がある。次に、捲縮したシートは、虚弱線の周りで折り曲げられることによって集められてロッドにされて、内部にひだを付けた構造のあるロッドを形成してもよい。これは、ほぼ、最終的な管状ロッドの直径である直径を有する連続的なロッドへとシートを圧縮するために、捲縮したシート材料を漏斗を通して引っ張ることによって達成されてもよい。その後、連続的なロッドはラッパーに巻かれてもよい。ラッパーは、ラッピングペーパーであってもよく、またはその他の適切なラッピング材料であってもよい。例えば、接着剤は、ラッパーを連続的なロッドの周りに巻くことができるように、ラッパーの一つの縁に塗布されてもよい。巻かれた連続的なロッドは、塗布された接着剤を乾燥させるために加熱される間、最終的な望ましい形状へと圧縮されてもよい。次に、巻かれた連続的なロッドは、より短い長さのロッドへと切断されて、エアロゾル発生物品で使用する所望の長さの冷却要素を作成してもよい。上述の冷却要素は、冷却要素とそれを通して移動するエアロゾルとの間に、高められた熱交換を提供しうる大きい内表面積を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エアロゾル冷却要素を備えるエアロゾル発生物品の製造は、製造中および完成した物品に幾つかの問題を呈する可能性がある。シート材料の圧縮に対する高い機械的な抵抗によって悪化する場合がある一つの潜在的な問題は、接着剤がラッパーをロッドの周りに保持できない場合があることである。これは、経時的なラッパーの膨張につながる可能性があり、それ故にロッドの直径の制御ができない。さらに、ラッパーの継ぎ目が完全に分解する場合がある。これは、その後のプロセスで問題を生じさせる可能性があり、不良のロッドが下流の設備を詰まらせる場合がある。例えば、エアロゾル発生物品の要素を組み合わせて、これらの要素を物品へと組み立てるコンバイナーは、分解または膨張したエアロゾル冷却要素によって詰まる可能性がある。
【０００８】
別の潜在的な問題は接着剤による汚れであり、シールからの余剰な接着剤が下流設備を汚染する場合がある。
【０００９】
エアロゾル冷却要素の製造に伴う一つ以上の問題を軽減することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によると、エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素が提供されていて、このエアロゾル冷却要素は、
円筒状のロッドを形成するようにシート材料を捲縮することおよび折り曲げることによって形成された内部構造であって、円筒状のロッドがいかなる外部圧縮力も存在しない状態での平均円周Ｃ１を有する、内部構造と、
所定の円周Ｃ２を有するロッドを形成するように、内部構造の周りに固定されたラッパー材料と、を備え、
ラッパー材料は、ラッパー材料の第二の部分に溶接された第一の部分を備え、
ラッパー材料が内部構造の周りに固定されている時、内部構造がラッパー材料による圧縮下にあり、
かつ、Ｃ１／Ｃ２は１．２〜６の範囲内である。
【００１１】
一部の実施形態において、Ｃ１／Ｃ２は１．３〜４の範囲内である。一部の実施形態において、Ｃ１／Ｃ２は１．４〜２．５の範囲内である。
【００１２】
平均周囲は、シート材料が捲縮され、かつ集合された後に形成された円筒状のロッドの平均周囲を測定することによって決定される。Ｃ１は、生産ラインで使用されるものと同一のシートを、構造シートの集合体を巻かずに、生産ラインで使用されるものと同じ寸法の漏斗構造を通過させることによって試験台上で決定される。Ｃ１は、シート材料が集合され、かつ折り曲げられた後、２分間の所定の時間が過ぎた後に測定される。これは、集められた、かつ折り曲げられたシート材料が非圧縮の集合体の状態に落ち着くことを可能にするためである。次にＣ１は、シート材料が捲縮され、かつ折り曲げられた後に形成された円筒状のロッドの周りに巻き尺を巻くやり方で、Ｃ１測定中に円筒状のロッドを巻き尺で圧縮しないように気を付けて測定される。
【００１３】
Ｃ２は、Ｃ１と同様に内部構造の周りに固定されたラッパー材料によって形成されたロッドの周囲を測定することによって測定される。
【００１４】
ラッパーは内部構造の周りに溶接され（接着剤の塗布によってではなく）、これによってラッパー材料の糊付けされた継ぎ目に関連する問題に対処する。
【００１５】
Ｃ２はＣ１より小さいので、当然のことながら、内部構造はラッパーによる圧縮下にある。このように、内部構造はラッパーに外向きの力を加える傾向がある。その結果、ラッパー材料に既知の糊付けされた継ぎ目を使用することは、接着剤が硬化する前に外向きの力が継ぎ目を分解させる可能性があるので、問題となるであろう。
【００１６】
この問題は、ラッパー材料の第一の部分をラッパー材料の第二の部分に溶接することによってラッパー材料を内部構造の周りに固定する時、内部構造およびラッパー材料を圧縮することによって対処される場合がある。
【００１７】
本明細書で使用される「溶接される」という用語は、接着剤なしで結合を生じさせるために熱が加えられる、結合または融合の任意の形態を指しうる。非限定的な例において、溶接は、材料を少なくとも部分的に溶融することを含む場合がある。
【００１８】
本明細書で使用される「エアロゾル発生物品」という用語は、例えば加熱、燃焼、または化学反応によって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エアロゾル形成基体を備える物品を指す。
【００１９】
本明細書で使用される「エアロゾル形成基体」という用語は、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基体を説明するために使用される。本発明によるエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体から発生したエアロゾルは、見えてもよく、または見えなくてもよく、またベイパー（蒸気）（例えば、室温では通常、液体または固体である物質の、気体状態にある物質の微粒子）ならびに気体および凝縮されたベイパーの液滴を含んでもよい。
【００２０】
本明細書で使用される「エアロゾル冷却要素」という用語は、大きい表面積および所定の引き出し抵抗を有する要素を記述するために使用される。使用時に、エアロゾル形成基体から放出された揮発性化合物によって形成されたエアロゾルは、ユーザーによって吸入される前にエアロゾル冷却要素を通って、かつエアロゾル冷却要素によって冷却される。引き出し抵抗が高いフィルターおよびその他のマウスピースとは対照的に、エアロゾル冷却要素は低い引き出し抵抗を有する。エアロゾル発生物品内のチャンバーおよび空洞はまた、エアロゾル冷却要素であるとは見なされない。
【００２１】
本明細書で使用される「シート」および「ウェブ」という用語は、その厚さよりも実質的に大きい幅および長さを有する層状要素を意味する。
【００２２】
本明細書で使用される「波型にされた」という用語は、実質的に同一の方向に配向された複数の波型、起伏、または筋を有するシートまたはウェブを意味する。
【００２３】
本明細書で使用される「波型」という用語は、波型の脇腹部分によって結合された交互になった頂部と谷から形成された複数の実質的に平行な隆起を意味する。これには、矩形波プロファイル、正弦波プロファイル、三角波プロファイル、鋸歯状波プロファイル、またはこれらの任意の組み合わせを有する波型が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２４】
本明細書で使用される「捲縮した」という用語は、複数の波型を有するシートまたはウェブを意味する。
【００２５】
本明細書で使用される「集合した」または「集合する」という用語は、ウェブまたはシートが、ロッドの円筒軸方向に対して渦巻き状にされる、または別の方法で実質的に横断方向に圧縮もしくは締め付けられることを意味する。
【００２６】
本発明の態様は、ラッパー材料に接着剤を事前に塗布することを必要としない。さらに、溶接は、硬化または圧力の均一な印加を必要とする場合がある糊付けより速い速度で達成される場合がある。
【００２７】
内部構造は、捲縮した、ひだ付けされた、または折り曲げられたシート材料を備えてもよい。有利なことに、これはその冷却能力を増大させる場合がある内部構造の表面積を増大する。
【００２８】
ラッパー材料の第一の部分は、ラッパー材料の第一の縁と連続し、かつこれに平行な領域であってもよく、また第二の部分は、ラッパー材料の第二の縁と連続し、かつこれに平行な領域であってもよい。有利なことに、これは均一で対称な冷却要素を提供する場合がある。
【００２９】
内部構造は、長軸方向軸を備えてもよく、またラッパー材料の第二の縁は、長軸方向軸に対してゼロでない角度で整列されてもよい。
【００３０】
第一の部分は、導電性要素を介して第二の部分に溶接されてもよい。実施形態において、導電性要素は金属細片を含んでもよい。実施形態において、導電性要素は、第一の部分もしくは第二の部分と接触してもよく、または第一の部分と第二の部分の間に配設されてもよい。導電性要素は、第一の部分の第二の部分への溶接を誘発するように、第一の部分および／または第二の部分に熱を伝導する場合がある。有利なことに、これは溶接の容易さおよび／または速さを増加させる場合がある。
【００３１】
第一の部分は第二の部分に誘導溶接されてもよい。誘導溶接では、電磁誘導を使用して導電性要素を加熱する。これは、第一の部分を第二の部分に溶接するための素早い、かつ随意に非接触のプロセスを提供する場合がある。
【００３２】
別の方法として、第一の部分は第二の部分に超音波溶接されてもよい。超音波溶接では、高周波振動を使用して、一つの部分を別の部分に溶接する場合がある。振動は、例えばソノトロードによって加えられてもよい。有利なことに、これは、導電性要素の存在を必要としない溶接の素早い方法を提供する場合がある。
【００３３】
エアロゾル冷却要素は、７ｍｍ〜２８ｍｍ、または随意に１０〜２５ｍｍ、または随意に１３〜２２ｍｍ、随意に１６〜１９ｍｍの長さを有してもよい。
【００３４】
エアロゾル冷却要素は、５ｍｍ〜１２ｍｍ、随意に６〜９ｍｍ、または随意に７〜８ｍｍの直径を有してもよい。
【００３５】
ラッパー材料は熱可塑性ポリマーを含んでもよい。有利なことに、熱可塑性ポリマーは、強力なシールを提供するためにそれ自体に容易に溶接されうる。さらに、ポリマー材料は、特定の溶接プロセスのために最適化された融点を有するように製剤することができる。随意に、内部構造はポリ乳酸を含んでもよい。
【００３６】
ラッパーの第一の部分および／または第二の部分は、溶融または加熱されて粘着性を誘発することができる追加的な材料を含んでもよい。追加的な材料は、ラッパーに追加された一つ以上の領域の形態であってもよく、例えばラッパーの第一の部分および／または第二の部分に追加された熱可塑性の細片であってもよい。追加的な材料は、従来的に溶接することができない材料から形成されたラッパーの溶接を可能にする場合があり、またはラッパーの溶接性能をさらに改善する場合がある。
【００３７】
本発明の別の態様によると、エアロゾル発生物品が提供されていて、エアロゾル発生物品は、本明細書に記載の任意の態様による任意のエアロゾル冷却要素を備える。
【００３８】
エアロゾル発生物品は、エアロゾル形成基体を備えてもよく、またエアロゾル冷却要素は、エアロゾル形成基体の下流に位置してもよい。
【００３９】
本発明の別の態様によると、エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素を製造するための方法が提供されていて、この方法は、
シート材料をロッド形状に捲縮すること、および折り曲げることによって、エアロゾル冷却要素の内部構造を提供することと、
エアロゾル冷却要素の内部構造をラッパー材料で巻くことと、
ラッパー材料の第一の部分をラッパー材料の第二の部分に溶接することによって、内部構造の周りにラッパー材料を固定することと、
ラッパー材料を内部構造の周りに固定する時、内部構造およびラッパー材料を圧縮することと、を含む。
【００４０】
内部構造を提供することは、シート材料をロッド形状に形成することを含んでもよい。シート材料をロッド形状に形成することは、シート材料を捲縮すること、および／またはシート材料をひだ付けすること、もしくは折り曲げることを含んでもよい。シート材料をひだ付けすること、または折り曲げることは、シート材料を所望のロッド形状の直径と類似した出口の直径を有する漏斗を通過させることを含んでもよい。
【００４１】
ラッパー材料の第一の部分は、ラッパー材料の第一の縁と連続し、かつこれに平行な領域であってもよく、また第二の部分は、ラッパー材料の第二の縁と連続し、かつこれに平行な領域であってもよい。
【００４２】
内部構造は長軸方向軸を備えてもよく、またエアロゾル冷却要素の内部構造を巻くことは、第二の縁を内部構造と接触させるように、かつゼロでない角度で長軸方向軸に対して定置することと、第一の縁を第二の縁の外側に定置することとを含んでもよい。
【００４３】
エアロゾル冷却要素を製造する方法は、ラッパー材料の第一の部分と第二の部分の間に導電性要素を定置することと、ラッパー材料の第一の部分を少なくとも部分的に溶融するために導電性要素を加熱することと、をさらに含んでもよい。随意に、導電性要素は、一部分を他方に溶接するために、第一の部分または第二の部分のうちの一方のみと接触して定置されてもよい。
【００４４】
方法は、誘導溶接によって溶接することを含んでもよい。これは、ラッパーの一部分を溶融するために導電性要素内に電流を誘起することを含んでもよい。別の方法として、方法は超音波溶接によって溶接することを含んでもよい。超音波溶接は、ラッパー材料を少なくとも部分的に溶融するためにソノトロードを使用することを含んでもよい。
【００４５】
エアロゾル冷却要素を製造する方法は、ラッパーを内部構造の周りに固定する時、内部構造およびラッパー材料を圧縮することをさらに含んでもよい。
【００４６】
本発明の別の態様によると、エアロゾル発生物品を製造するための方法が提供されていて、この方法は、本発明の前述の態様によるエアロゾル冷却要素を製造することと、エアロゾル冷却要素をエアロゾル発生物品の中に組み込むこととを含む。
【００４７】
方法は、エアロゾル形成基体をエアロゾル発生物品内に組み込むことと、エアロゾル形成基体の下流でエアロゾル冷却要素を組み込むこととを追加的に含んでもよい。
【００４８】
本発明の別の態様によると、エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素を製造するための装置が提供されていて、この装置は、
捲縮したシート材料の供給を、エアロゾル冷却要素のロッド形状のためのロッド形状の内部構造の中に集合し、かつ折り曲げるための集合ユニットと、
ロッド形状の長軸方向軸を中心として内部構造をラッパー材料で巻くための、かつラッパー材料の第一の部分をラッパー材料の第二の部分に溶接することによってラッパー材料を内部構造の周りに固定するためのラッピングユニットと、
ラッパー材料を内部構造の周りに固定する時、内部構造およびラッパー材料を圧縮するための圧縮ユニットと、を備える。
【００４９】
当然のことながら、本発明の一態様に関して上述の好ましい特徴は、本発明の他の態様にも適用可能である場合がある。
【００５０】
ここで、例証としてのみであるが、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明の実施形態によるエアロゾル冷却要素の概略図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態によるエアロゾル冷却要素を備えるエアロゾル発生物品を通る長軸方向の断面の概略図を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態によるエアロゾル冷却要素の製造のための装置の概略図を示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態によるエアロゾル冷却要素を製造する方法のフローチャートを示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態によるラッパー材料を固定する方法のフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明の別の実施形態によるラッパー材料を固定する方法のフローチャートを示す。
【図７】図７は、本発明のさらなる実施形態によるラッパー材料を固定する方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明は、エアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素に関する。たばこ含有基体などのエアロゾル形成基体が燃焼されるのではなく加熱されるエアロゾル発生物品は、当業界で周知である。エアロゾル発生物品を使用するシステムの例としては、たばこ含有基体を摂氏２００度より高い温度に加熱してニコチン含有エアロゾルを生成するシステムが挙げられる。
【００５３】
エアロゾル冷却要素は、熱伝達によって要素を通して引き出されたエアロゾルの流れの温度を冷却するように作用する場合がある。エアロゾルの成分は、エアロゾル冷却要素と相互作用し、熱エネルギーを失うことになる。
【００５４】
エアロゾル冷却要素は、エアロゾルの流れからの熱エネルギーを消費する相変態を受けることによって要素を通して引き出されたエアロゾルの流れの温度を冷却するように作用する場合がある。例えば、エアロゾル冷却要素を形成する材料は、熱エネルギーの吸収を必要とする溶融またはガラス転移などの相変態を受ける場合がある。エアロゾルがエアロゾル冷却要素に入る温度でこうした吸熱反応を受けるように要素が選択される場合には、反応はエアロゾルの流れからの熱エネルギーを消費することになる。
【００５５】
一部の実施形態において、エアロゾルの流れの温度は、エアロゾルの流れがエアロゾル冷却要素を通して引き出されるにつれて、摂氏１０度を超える温度だけ下げられてもまたよい。一部の実施形態において、エアロゾルの流れの温度は、エアロゾルの流れがエアロゾル冷却要素を通して引き出されるにつれて、摂氏１５度を超える、または摂氏２０度を超える温度だけ下げられてもよい。
【００５６】
図１は、本発明の実施形態によるエアロゾル発生物品用のエアロゾル冷却要素１００の概略図を示す。エアロゾル冷却要素１００は、内部構造１０２と、内部構造１０２の周りに固定されたラッパー材料１０４とを備える。ラッパー材料１０４は、ラッパー材料１０４の第二の部分１０８に溶接された第一の部分１０６を備える。
【００５７】
内部構造１０２は、捲縮した、ひだ付けされた、または折り曲げられたシート材料を備える。
【００５８】
本明細書で使用される「捲縮」という用語は、複数の実質的に平行な隆起または波型を有するシートを意味する。エアロゾル発生物品が組み立てられた時に、実質的に平行な隆起または波型は、ロッドに対して長軸方向に延びることが好ましい。本明細書で使用される「集合した」、「ひだ付けされた」、または「折り曲げられた」という用語は、材料シートがロッドの円筒の軸に対して実質的に横断方向に渦巻き状にされる、折り曲げられる、または別の方法で圧縮もしくは締め付けられることを意味する。シートは集合される、ひだ付けされる、または折り曲げられる前に捲縮されてもよい。シートは事前の捲縮なしに、集合され、ひだ付けされ、または折り曲げられてもよい。
【００５９】
一部の実施形態において、シート材料は、金属箔、ポリマーシート、および実質的に非多孔性の紙もしくは厚紙から成る群から選択されるシート材料を含んでもよい。一部の実施形態において、エアロゾル冷却要素は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、セルロースアセテート（ＣＡ）およびアルミ箔から成る群から選択されるシート材料を含んでもよい。
【００６０】
捲縮した、ひだ付けされた、または折り曲げられた材料シートから製作された内部構造１０２は、内部構造の表面積を増大させ、それ故に内部構造１０２を通過するエアロゾルを冷却する内部構造１０２の能力を増大させる。
【００６１】
内部構造１０２は、１ミリグラム当たり約１０平方ミリメートル（ｍｍ2／ｍｇ）〜１ミリグラム当たり約１００平方ミリメートル（ｍｍ2／ｍｇ）の比表面積を有するシート材料から形成されてもよい。一部の実施形態において、比表面積は約３５ｍｍ2／ｍｇであってもよい。比表面積は、既知の幅および厚さを有する材料を用いることによって決定することができる。例えば、材料は、５０マイクロメートル（±２マイクロメートルの変動を有する）の平均厚さを有するポリ乳酸材料であってもよい。材料の幅（例えば、約２００ミリメートル〜約２５０ミリメートル）もまた既知の場合、比表面積および密度を計算することができる。
【００６２】
ラッパー材料１０４の第一の部分１０６は、ラッパー材料１０４の第一の縁１１０と連続し、かつこれに平行な領域であり、また第二の部分１０８は、ラッパー材料１０４の第二の縁１１２と連続し、かつこれに平行な領域である。
【００６３】
内部構造１０２は長軸方向軸を有する。ラッパー材料１０４の第二の縁１１２は、ゼロでない角度１１６で長軸方向軸に整列される。例えば、第二の縁１１２は、約２０度、３０度、または４０度の角度１１６（長軸方向軸に対して）であってもよい。
【００６４】
第一の部分１０６は、金属細片（図示せず）を介して第二の部分１０８に溶融結合されてもよい。別の方法として、第一の部分１０６は第二の部分１０８に誘導溶接されてもよい。第一の部分１０６は、第二の部分１０８に超音波溶接されてもよい。
【００６５】
エアロゾル冷却要素１００は、７ｍｍ〜２８ｍｍの長さ１１４を有してもよく、また５ｍｍ〜１２ｍｍの直径１１８を有してもよい。
【００６６】
ラッパー材料１０４は、ポリマーを含んでもよく、またはポリマーから作製されてもよい。一部の実施例において、内部構造１０２は、ポリ乳酸を含む、またはポリ乳酸から作製される。
【００６７】
図２は、図１のエアロゾル冷却要素１００を備えるエアロゾル発生物品２００の断面図を示す。エアロゾル発生物品２００は、エアロゾル形成基体２０４およびフィルター２０６をさらに備える。エアロゾル冷却要素１００は、エアロゾル形成基体２０４の下流に、かつフィルター２０６の上流に位置する。
【００６８】
エアロゾル発生物品２００の要素は、適切なラッパー、例えばチッピングペーパーによって一緒に保持されることが好ましい。チッピングペーパーはエアロゾル発生物品２００の構成要素をロッドの形態に巻くための任意の適切な材料を含んでもよい。チッピングペーパーは、エアロゾル発生物品２００が組み立てられる時に物品２００の構成要素の要素を把持し、かつそれらの要素をロッド内の適所に保持する必要がある。適切な材料は当業界で周知である。
【００６９】
エアロゾル発生物品２００は、およそ３０ｍｍ〜およそ１００ｍｍの全長を有してもよい。エアロゾル発生物品２００は、およそ５ｍｍ〜およそ１２ｍｍの外径２０８を有してもよい。フィルター２０６は、エアロゾル発生物品２００の下流端に位置してもよい。フィルター２０６は、セルロースアセテートフィルタープラグであってもよい。一実施形態において、フィルター２０６はおよそ７ｍｍの長さであってもよいが、およそ５ｍｍ〜およそ１０ｍｍの長さを有してもよい。エアロゾル発生物品２００は、エアロゾル形成基体２０４の下流に位置するスペーサー要素（図示せず）を備えてもよい。一実施例において、エアロゾル発生物品２００はおよそ４５ｍｍの全長を有してもよい。エアロゾル発生物品２００は、およそ７．２ｍｍの外径２０８を有してもよい。さらに、エアロゾル形成基体２０４は、およそ１０ｍｍの長さを有してもよい。別の方法として、エアロゾル形成基体２０４は、およそ１２ｍｍの長さを有してもよい。さらに、エアロゾル形成基体２０４の直径は、およそ５ｍｍ〜およそ１２ｍｍであってもよい。
【００７０】
図３は、本発明の実施形態によるエアロゾル冷却要素１００の製造のための装置３００の概略図を示す。装置３００は、連続的な捲縮した内部構造１０２を生成する捲縮装置３０２と、材料の層を連続的な内部構造１０２の周りに分与する材料ボビン３０４と、加熱・加圧ユニット３０６と、切断ユニット３０８とを備える。
【００７１】
図４は、本発明の実施形態によるエアロゾル冷却要素１００を製造する方法４００のフローチャートを示す。方法４００において、シート材料を連続的なロッド形状の内部構造１０２の中に捲縮すること、ひだ付けすること、または折り曲げること４０２によって、内部構造が提供される４０４。内部構造１０２は、ラッパー材料３１０で巻かれる４０６。ラッパー材料３１０は次に、ラッパー材料３１０の第一の部分１０６をラッパー材料３１０の第二の部分１０８に溶接することによって、連続的な内部構造１０２の周りに固定される４０８。ラッパー材料３１０の第一の部分１０６は、ラッパー材料３１０の第一の縁１１０と連続し、かつこれに平行な領域であり、また第二の部分１０８は、ラッパー材料３１０の第二の縁１１２と連続し、かつこれに平行な領域である。
【００７２】
連続的な内部構造１０２は長軸方向軸を有する。連続的な内部構造１０２を巻くこと４０６は、第二の縁１１２を、連続的な内部構造１０２と接触させて、かつ長軸方向軸に対してゼロでない角度１１４で定置することと、第一の縁１１０を第二の縁１１２の外側に定置することとを含む。
【００７３】
連続的な内部構造１０２およびラッパー材料３１０は、連続的な内部構造１０２の周りにラッパー材料３１０を固定するために圧縮される４１０。その後、巻かれた連続的な内部構造１０２は、切断ユニット３０８によって加工され、図１に示す通り、所望の長さ１１４のエアロゾル冷却要素１００に切断される４１２。
【００７４】
図５は、本発明の実施形態による溶融結合によってラッパー材料３１０を固定する方法４０８Ａのフローチャートを示す。
【００７５】
方法４０８Ａにおいて、第二の部分１０８は、第一の部分１０６の外側表面上で折り曲げられる。加熱・加圧ユニット３０６からの熱は、第一の部分１０６および第二の部分１０８を溶融５０８するように調整される。図４に関して、溶融した部分１０６、１０８は次に、圧縮される４１０。圧縮（４１０）の間、第一の部分１０６および第二の部分１０８は、上にある加熱・加圧ユニット３０６と下にある連続的な内部構造１０２との間に捕らえられる。連続的な内部構造１０２は、圧縮に対するその抵抗のために裏当てブロックとして作用することができる。ラッパー材料３１０は、第一の部分１０６と第二の部分１０８が少なくとも部分的に再固化するまで、加熱・加圧ユニット３０６によって保持および／または加圧される。
【００７６】
一部の実施例において、方法４０８Ａは、ラッパー材料３１０の第一の部分１０６と第二の部分１０８の間に金属材料を定置すること５０４、かつラッパー材料３１０の第一の部分１０６を少なくとも部分的に溶融するために金属材料を加熱すること５０６とをさらに含む。
【００７７】
加熱・加圧ユニット３０６の加熱部の形状は、エアロゾル冷却要素１００の平均直径の範囲内の直径を有する凹状であってもよい。加熱部品はまた、加熱されたラッパー材料３１０が滑らかで円筒状のままであるように滑らかであってもよい。さらに、加熱・加圧ユニット３０６は、任意のラッパー材料３１０が加熱部品の表面上に過度な摩擦抵抗または把持を有することを防止するために、非粘着材料から作製された外側被覆を有してもよい。これは、ラッパー材料が溶融した状態にある時に特に起こりやすい。一部の実施例において、外側被覆は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または類似の材料から作製される。
【００７８】
図６は、本発明の実施形態による誘導溶接を使用してラッパー材料３１０を固定する代替的な方法４０８Ｂのフローチャートを示す。方法４０８Ｂによるラッパー材料３１０を固定する方法において、加熱・加圧ユニット３０６は誘導ヒーターを備える。誘導ヒーターは、電磁石と、電磁石に高周波交流電流を通す電子発振器とを備える。薄い導電性フィルムは、第一の部分１０６と第二の部分１０８の間に定置される６０２。この薄い導電性フィルムは、誘導溶接中に正しい位置に留まるように、軽く糊付け６０４されてもよい。交流電流はコイルを通過して、交番磁界を生成する６０６。第一の部分１０６、導電性フィルム、および第二の部分１０８が位置する区域は、交番磁界の中に通される６０８。交番磁界はフィルムを貫通し、これによってフィルム内に電気的な渦電流を誘導する６１０。フィルムの抵抗を通って流れる電気的な渦電流は、熱を生成する６１２。発生した熱は、ラッパー材料３１０の第一の部分１０６および第二の部分１０８を溶融する６１４。図４に関して、溶融した第一の部分１０６および第二の部分１０８は次に、これらが少なくとも部分的に再固化されるまで、加熱・加圧ユニット３０６によって一緒に圧縮される４１０。
【００７９】
図７は、本発明の実施形態による超音波溶接を使用してラッパー材料３１０を固定する別の代替的な方法４０８Ｃのフローチャートを示す。方法４０８Ｃによるラッパー材料３１０を固定する方法において、加熱・加圧ユニット３０６はソノトロードを備える。方法４０８Ｃは、第二の部分１０８を第一の部分１０６の外側表面上で折り曲げること７０２を含む。第一の部分および第二の部分は、連続的な内部構造１０２および／または加熱・加圧ユニットと、ソノトロードとの間に保持される７０４。ソノトロードは、トランスデューサーに接続され、これによって高周波音響振動が放射される７０６。結果としてもたらされる振動は、第一の部分１０６および第二の部分１０８によって吸収され７０８、それらを溶融させる。図４に関して、溶融した第一の部分１０６および第二の部分１０８は次に、これらが少なくとも部分的に再固化されるまで圧縮される４１０。
【００８０】
ラッパー材料３１０は、ポリ乳酸フィルムなどの熱可塑性フィルムを含んでもよく、またはそれから作製されてもよい。連続的な内部構造１０２は、ポリ乳酸などの圧縮に対して耐性のある材料を含んでもよく、またはそれから作製されてもよい。
【００８１】
図２を参照すると、エアロゾル発生物品２００を製造するための方法は、エアロゾル形成基体２０４、フィルター２０６、およびエアロゾル冷却要素１００をロッドの中に組み込むことを含んでもよく、エアロゾル冷却要素１００はエアロゾル形成基体２０６の下流に組み込まれている。
【００８２】
一部の実施形態において、フィルター２０６は、セルロースアセテートから形成された従来のマウスピースフィルターである。フィルター２０６は、約４５ミリメートルの長さを有してもよい。
【００８３】
溶接方法４０８Ａ、４０８Ｂ、および４０８Ｃからの熱は、エアロゾル冷却要素１００の外側表面を変化させることができる。しかしながら、エアロゾル冷却要素１００の外側表面は、最終的なエアロゾル発生物品２００内の少なくとも一つのチッピングペーパーによって覆われてもよい。このチッピングペーパーは通常、エアロゾル発生物品２００の要素を一緒に保持するために使用される。それ故に、エアロゾル冷却要素１００の外側表面のいかなるわずかな変化または欠陥も、最終的なエアロゾル発生物品２００内では必ずしも見えない。
【００８４】
エアロゾル冷却要素１００は、熱伝達によって要素を通して引き出されたエアロゾルの流れの温度を冷却するように作用してもよい。エアロゾルの成分は、エアロゾル冷却要素１００と相互作用し、熱エネルギーを失うことになる。
【００８５】
方法４０８Ａ、４０８Ｂ、または４０８Ｃによる溶接によってラッパー材料３１０を固定する方法４０８を用いる方法４００に由来するエアロゾル冷却要素１００は、接着剤によって保持されるのとは対照的に、ラッパー材料３１０がラッパー材料自体の溶接によって保持されるという利点を有する。糊付けをより強力な保持機構である溶接に置き換えることは、シート材料を保持するのに十分強くはない接着での問題を軽減し、これはシリンダ内での機械的圧縮に対して極めて抵抗性が高い場合がある。
【００８６】
それ故に、接着剤の糊付けの結果としてもたらされうる、ラッパー材料の膨張、円筒の解体、直径制御不可能、および製造に伴う設備内の接着剤による汚れなどの関連する問題を軽減することができる。
【００８７】
本発明の別の利点は、エアロゾル発生物品の製造で使用されている既存の設備を実質的に修正する必要がないことである。これは、エアロゾル発生物品を製造する、本明細書に記載の方法を、簡単にかつコスト効果が高い方法で現行の装置およびシステムの中に組み込むことができ、軽微な変形しか必要とされないという効果を有する。本明細書に記載の通りのエアロゾル発生物品を製造する方法を実現するために設備を修正する必要がないプロセスは、捲縮プロセスのための設備３０２、ラッパー材料を供給するための設備（ボビンなど）３１０、およびロッドを切断するための設備３０８を含む。これは実施コストを低く保つという利点を有する。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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