(57)【要約】  エアロゾル発生システムにおける使用のためのカートリッジは、第一の空気吸込み口（１２０）および第一の空気出口（１２６）を有する第一の区画（１１０）であって、ニコチンで含浸された第一の担体材料を含むニコチン供与源を含有する第一の区画（１１０）と、第二の空気吸込み口（１２２）および第二の空気出口（１２８）を有する第二の区画（１１４）であって、酸で含浸された第二の担体材料を含む酸供与源を含有する第二の区画（１１４）とを備え、第一の区画および第二の区画のうちの一方は、区画内の担体材料に接して配置された一対のサセプタ素子を備え、担体材料は、一対のサセプタ素子の間に配置される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジであって、
第一の空気吸込み口と第一の空気出口とを有する第一の区画であって、ニコチンで含浸された第一の担体材料を含むニコチン供与源を含有する、第一の区画と、
第二の空気吸込み口と第二の空気出口とを有する第二の区画であって、酸で含浸された第二の担体材料を含む酸供与源を含有する、第二の区画とを備え、
前記第一および第二の区画のうちの一つは、前記区画内の前記担体材料と接触して配置される一対のサセプタ素子を備え、前記担体材料は、前記一対のサセプタ素子の間に配置される、カートリッジ。
【請求項２】
前記サセプタ素子のうちの少なくとも一つが、箔細片を含む、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記サセプタ素子のうちの少なくとも一つが、メッシュを含む、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記サセプタ素子のうちの少なくとも一つが、強磁性ステンレス鋼を含む、請求項
１、２または３に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記第一のチャンバーが、前記第一の担体材料と接触する第一のサセプタ素子を備え、
前記第二のチャンバーが、前記第二の担体材料と接触する第二のサセプタ素子を備える、請求項１〜４のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記第一のサセプタが、第一の一対のサセプタ素子を備え、前記第一の一対のサセプタ素子の各々が、前記第一の担体材料と接触し、前記第一の担体材料が、前記第一の一対のサセプタ素子の間に配置され、
前記第二のサセプタが、第二の一対のサセプタ素子を備え、前記第二の一対のサセプタ素子が、前記第二の担体材料と接触し、前記第二の担体材料が、前記第二の一対のサセプタ素子の間に配置される、請求項５に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記サセプタ素子のうちの少なくとも一つが、メッシュを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記サセプタ素子の各々が、メッシュを含む、請求項７に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記第一の区画および前記第二の区画が、前記カートリッジ内に平行に配置される、請求項１〜８のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記第一の区画の前記第一の空気出口および前記第二の区画の前記第二の空気出口と流体連通した、第三の区画をさらに備える、請求項９に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記酸が乳酸を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記第一の担体材料が、前記ニコチンおよび風味剤で含浸されている、請求項１〜１１のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項１３】
エアロゾル発生システムであって、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のカートリッジと、
エアロゾル発生装置であって、
前記カートリッジの少なくとも一部分を受容するためのくぼみを画定するハウジングを備える、エアロゾル発生装置と、
前記エアロゾル発生装置の前記くぼみに、またはその周りに配置された誘導ヒーターと、を備える、エアロゾル発生システム。
【請求項１４】
前記誘導ヒーターが、前記エアロゾル発生装置の前記くぼみの少なくとも一部分を取り囲むインダクタコイルを備える、請求項１３に記載のエアロゾル発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジ、およびこうしたカートリッジを含むエアロゾル発生システムに関する。特に、本開示は、ニコチン塩粒子を含むエアロゾルｉｎ  ｓｉｔｕ生成用のエアロゾル発生システムで使用するためのニコチン供与源および酸供与源を備えた、カートリッジ組立品、ならびに、こうしたカートリッジを含むエアロゾル発生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ニコチンおよび一つまたは複数のエアロゾル形成体を含有する液体エアロゾル形成基体から吸入可能なエアロゾルを発生する、ユーザーにニコチンを送達するための装置が知られている。こうした装置は、典型的には、液体エアロゾル形成基体を保存する貯蔵部と、液体エアロゾル形成基体を気化してエアロゾルを発生するためのヒーターと、基体をヒーターに供給するための液体搬送要素とを備える。こうした装置に対する公知の構成は、毛細管芯の形態であり、基体の貯蔵部内に延びる部分および貯蔵部から延びる部分を有する液体搬送要素と、貯蔵部から延びる毛細管芯の一部分の周りに巻かれた電気抵抗性のあるコイルの形態のヒーターとを備える。これらの装置は、典型的には、貯蔵部から基体の小さなアリコートを急速に蒸発させるために、ヒーターの温度を基体の沸点以上の高温に、例えば数秒間など比較的短い時間上昇させて、貯蔵部に保存された基体の小さなアリコートを蒸発させることによってエアロゾルを発生させる。このタイプの加熱は、「急速」加熱と称されうる。「急速」加熱を用いる装置では、ユーザーが装置で吸引するかまたは吸煙する時のみ、ヒーターを高温に加熱することができるように、吸煙検出も用いられうる。
【０００３】
ニコチン供与源および揮発性送達促進化合物供与源を備える、ニコチンをユーザーに送達するための装置も公知である。例えば、国際特許公開公報第２００８／１２１６１０Ａ１号および国際特許公開公報第２０１７／１０８９９２Ａ１号は、ニコチンおよびピルビン酸または乳酸などの酸が気相で相互に反応して、ユーザーによって吸入されるニコチン塩粒子のエアロゾルを形成する装置を開示している。
【０００４】
別個の酸供与源およびニコチン供与源を含むシステムは、一般に、エアロゾルを発生させるために供与源のアリコートを蒸発させるための「急速」加熱を必要としないが、むしろ、チャンバー内の圧力の変化により、第一および第二のチャンバーを通して空気が引き出されると、ユーザーは、ニコチン供与源および酸供与源のアリコートを装置で吸煙または吸引して、気体形態で担体材料から引き出す。ニコチンおよび酸のアリコートは気相で相互に反応して、ニコチン塩粒子のエアロゾルを形成する。
【０００５】
こうした装置内のニコチンおよび酸の蒸気濃度の差は、不利なことに、好ましくない反応化学量論、または未反応のニコチン蒸気もしくは未反応の酸蒸気などの過剰な反応物をユーザーに送達することにつながりかねない。ニコチンおよび酸の蒸気濃度を制御してバランスを保ち、効率的な反応化学量論を得るために、国際特許公開公報第２００８／１２１６１０Ａ１号で開示されているタイプの装置においてニコチンおよび酸を加熱することが提唱されている。ニコチンと酸を加熱するためのいくつかの構成が提案されている。一つの提案は、ニコチンおよび酸を保持するチャンバーに近接した一つまたは複数の電気抵抗性のある発熱体を提供することを含む。別のそのような提案は、ニコチンと酸を保持するチャンバーの間に誘導加熱式サセプタ素子を提供することを含む。
【０００６】
チャンバー内の供与源の温度を上昇させるには、最大３０秒以上など、かなりの時間を要することが見出された。さらに、第一の吸煙の蒸気濃度を制御するために、ユーザーが装置で第一の吸煙を行う前に、一方または両方の供与源を一定の温度に加熱する必要があるため、このようなシステムの「第一の吸煙までの時間」は、最大３０秒以上になることがある。
【０００７】
ほとんどのエアロゾル発生システムでは、装置の起動後できるだけ早く所望の成分を有するエアロゾルを発生させることが望ましい。エアロゾル発生装置の満足のいく消費者体験のためには、「第一の吸煙までの時間」は非常に重要であると考えられる。消費者は、装置の起動後、第一の吸煙を行うまでに長時間待たなくてはならないことは望まない。
【０００８】
ニコチン供与源および酸供与源を急速かつ均一に加熱することを可能にする、ニコチン塩粒子を含むエアロゾルｉｎ  ｓｉｔｕ生成用の、ニコチン供与源および酸供与源を含むエアロゾル発生システムを提供することが望ましい。また、ニコチン供与源からのニコチン蒸気および酸供与源からの酸蒸気の経時的な一貫した放出を容易にする、ニコチン塩粒子を含むエアロゾルｉｎ  ｓｉｔｕ生成用の、ニコチン供与源および酸供与源を含むエアロゾル発生システムを提供することも望ましい。「第一の吸煙までの時間」を短く、または最小限にする、ニコチン塩粒子を含むエアロゾルｉｎ  ｓｉｔｕ生成用の、ニコチン供与源および酸供与源を含むエアロゾル発生システムを提供することがさらに望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
本開示によると、エアロゾル発生システムにおける使用のためのカートリッジが提供され、該カートリッジは、第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画であって、ニコチンで含浸された第一の担体材料を含むニコチン供与源を含む第一の区画と、第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画であって、酸で含浸された第二の担体材料を含む酸供与源を含む第二の区画とを含み、第一の区画および第二の区画のうちの一方は、区画内の担体材料に接して配置されたサセプタ素子を含む。
【００１０】
特に、本開示によると、エアロゾル発生システムにおける使用のためのカートリッジが提供され、該カートリッジは、第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画であって、ニコチンで含浸された第一の担体材料を含むニコチン供与源を含む第一の区画と、第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画であって、酸で含浸された第二の担体材料を含む酸供与源を含む第二の区画とを含み、第一の区画および第二の区画のうちの一方は、区画内の担体材料に接して配置された一対のサセプタ素子を含み、担体材料は、一対のサセプタ素子の間に配置される。
【００１１】
カートリッジは、エアロゾル発生システムで使用するためのものである。エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置を備えることができ、カートリッジは、装置と共に使用するように構成される。好ましくは、装置は、装置ハウジングと、ハウジング上またはその内部に位置付けられたインダクタコイルと、インダクタコイルに接続され、インダクタコイルに振動電流を提供するように構成された電源とを備える。振動電流は、高周波振動電流であることが好ましい。高周波振動電流は本明細書で使用される時、５００ｋＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数を持つ振動する電流を意味する。高周波振動電流の周波数は１〜３０ＭＨｚとすることができ、１〜１０ＭＨｚであることが好ましく、５〜７ＭＨｚであることがより好ましい。
【００１２】
動作時、振動電流がインダクタコイルを通過して、サセプタ素子内に電圧を誘起する交番磁界を発生させる。誘起された電圧はサセプタ素子内に電流を流させ、この電流がサセプタ素子のジュール加熱を起こし、これが今度はサセプタ素子が位置するチャンバー内の供与源を加熱する。サセプタ素子は強磁性であるため、サセプタ素子内のヒステリシス損失によっても有意な量の熱が発生する。
【００１３】
誘導加熱を利用したエアロゾル発生システムは、ヒーターに電力を供給するために、カートリッジと装置の間に電気的な接点が一切形成される必要がないという利点を持つ。サセプタ素子は、任意のその他の構成要素に電気結合されている必要がなく、はんだまたはその他の結合要素の必要性が除去される。これは、本開示の配置に特に有利であり、サセプタ素子が、カートリッジの区画の一つの中に、区画内の担体材料と接触して配置される。さらに、単純で安価かつ堅牢なカートリッジの構成を可能にする装置の部品としてインダクタコイルが提供されている。カートリッジは作動に用いる装置よりもずっと大量に製造される一般に使い捨ての物品である。従って、より高価な装置を必要とする場合でも、カートリッジのコストを低減することが、製造者および消費者の両者にとって有意なコスト節約につながりうる。
【００１４】
有利なことに、発明者らは、サセプタ素子を、カートリッジの区画内に、区画内に収容される供与源の担体材料と接触させて配置することで、区画内の供与源の温度を所望の温度に上昇させるのに必要な時間の大幅な短縮を実現した。区画内の供与源の温度を所望の温度まで上昇させるために必要な時間は、本明細書では「予熱時間」と称されうる。一部の構成では、発明者らは、サセプタ素子を、チャンバー内に、チャンバー内の供与源の担体材料と接触させて位置付けることによって、「予熱時間」を、約５秒以下に短縮できることを見出した。
【００１５】
ニコチン供与源および酸供与源を所望の温度に加熱するのに必要な「予熱時間」の短縮は、サセプタ素子と担体材料との間の接触が、サセプタ材料からニコチン供与源または酸供与源への直接的な熱伝導を可能にすることに起因すると考えられる。これは、区画の外側に配置されたヒーターを有するシステムと比較して、供与源とヒーターの間に直接熱伝達経路を提供する。また、容器内のサセプタ素子の配置は、チャンバー内の空気および蒸気がサセプタと接触することを可能にし、サセプタならびに空気および蒸気からの熱の伝達を改善することも考えられる。
【００１６】
有利なことに、発明者らは、サセプタ素子を、カートリッジの区画内に、区画内に収容される供与源の担体材料と接触させて配置することで、ニコチン供与源および酸供与源を経時的に所望の温度での維持を容易にすることも実現した。チャンバーに入る空気への改善された熱伝達は、ユーザーによる吸煙中であっても、チャンバーの温度を経時的に定常状態に維持するのに役立ちうると考えられる。
【００１７】
エアロゾル発生システムは、ニコチン供与源および酸供与源のうちの一つ以上を任意の適切な所望の温度に加熱することが必要である場合がある。所望の温度は、特定の所望の粘度または表面温度などの所望の特性を有する加熱された供与源をもたらす温度でありうる。好ましくは、所望の温度は、供与源の沸点未満である。
【００１８】
エアロゾル発生システムは、カートリッジの第一の区画および第二の区画のうちの少なくとも一つを所望の温度に加熱するように構成されうる。システムは、サセプタ、インダクタコイル、電源、および電子機器の任意の適切な構成によって、第一の区画および第二の区画のうちの少なくとも一つを所望の温度に加熱するように構成されうる。例えば、インダクタコイルの寸法および巻数、サセプタの寸法および材料、およびインダクタコイルに供給される電力は、システムの所望の温度に応じて選択されうる。
【００１９】
エアロゾル発生システムは、第一の区画および第二の区画の両方を所望の温度に加熱するように構成されうる。システムは、第一の区画を第一の所望の温度に加熱し、第二の区画を第二の所望の温度に加熱するように構成されうる。一部の好ましい実施形態では、第一の所望の温度は、第二の所望の温度と実質的に同一でありうる。一部の実施形態では、第一の所望の温度は、第二の所望の温度とは異なってもよい。
【００２０】
好ましくは、エアロゾル発生システムは、カートリッジの第一の区画および第二の区画のうちの少なくとも一つを、約２５０℃未満の温度に加熱するように構成される。ヒーターは、カートリッジの第一の区画および第二の区画を、約８０℃〜約１５０℃の温度に加熱するように構成されていることが好ましい。
【００２１】
本開示に関連して本明細書で使用される場合、「実質的に同一の温度」とは、区画の中心に対して対応する場所で測定したカートリッジの第一の区画と第二の区画との間の温度の差異が約３℃未満であることを意味する。
【００２２】
使用時に、カートリッジの第一の区画および第二の区画の一方または両方を、周囲温度を上回る温度に加熱することは有利なことに、カートリッジの第一の区画中のニコチンの蒸気濃度と、カートリッジの第二の区画中の酸の蒸気圧とが制御され、かつ比例的にそのバランスが取られて、ニコチンと酸の間の効率的な反応化学量論を得ることを可能にする。有利なことに、これはニコチン塩粒子の形成の効率、およびユーザーへの送達の一貫性を改善しうる。また有利なことに、未反応のニコチンおよび未反応の酸のユーザーへの送達が低減されうる。
【００２３】
約１００℃〜約１１０℃の標的温度は、ニコチン供与源および酸供与源のうちの一つ以上を加熱して、効率的な反応化学量論を得るための望ましい標的温度であることが見出された。
【００２４】
本明細書で使用される「サセプタ素子」とは、変動磁界に供された時に加熱する導電性素子を意味する。これはサセプタ素子に誘起された渦電流および／またはヒステリシス損失の結果でありうる。
【００２５】
サセプタ素子の材料および幾何学的形状は、所望の電気抵抗および発熱を提供するように選ぶことができる。
【００２６】
サセプタ素子のための可能性がある材料としては、黒鉛、モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス鋼、ニオブ、アルミニウム、およびほとんどの任意の他の導電性元素が挙げられる。サセプタ素子は、鉄製の素子であってもよい。サセプタ素子は、フェライト素子であってもよい。サセプタ素子は、ステンレス鋼素子であってもよい。サセプタ素子は、フェライト系ステンレス鋼素子であってもよい。適切なサセプタ材料は、４１０、４２０、および４３０ステンレス鋼を含む。有利なことに、ニコチン供与源または酸供与源の担体材料と接触して、いずれかのチャンバー内にフェライト系ステンレス鋼を含むサセプタ素子を配設することは、サセプタ素子からシステムによって発生したエアロゾルの中へのサセプタ材料の移動をもたらさないことが見いだされた。
【００２７】
サセプタ素子は化学的に不活性である外表面を備えてもよい。化学的に不活性とは、本明細書において、サセプタ素子によってその温度に加熱された時に、ニコチン供与源のニコチンおよび酸供与源の酸のうちの少なくとも一つに関して意味することが理解される。サセプタ素子は、ニコチン供与源のニコチンに対して化学的に不活性である外表面を備えてもよい。サセプタ素子は、酸供与源の酸に対して化学的に不活性である外表面を備えてもよい。
【００２８】
サセプタ素子は化学的に不活性である導電性サセプタ材料を含んでもよい。言い換えれば、化学的に不活性である表面は、サセプタ材料自体の化学的に不活性な外表面であってもよい。
【００２９】
化学的に不活性な外表面は、保護外部層であってもよい。サセプタ素子は、そのサセプタ素子を覆う、または囲む保護用外部層、例えば保護用セラミック層または保護用ガラス層を有してよい。サセプタ素子は、サセプタ材料のコアの外側に形成された、ガラス、セラミック、または不活性金属によって形成された保護被覆を備えてもよい。有利なことに、サセプタ素子に、化学的に不活性な外表面を提供することは、サセプタ素子とニコチン供与源のニコチンおよび酸供与源の酸との間に望ましくない化学反応が生じることを抑止または防止する場合がある。保護外層または被覆材料は、サセプタ材料が加熱された時の高温度に耐えうる。
【００３０】
サセプタ素子の材料は、そのキュリー温度を理由に選ばれてもよい。材料はそのキュリー温度を上回ると、もはや強磁性ではなくなり、そのためヒステリシス損失に起因する加熱はもはや生じない。サセプタ素子が単一の材料から作製されている場合、キュリー温度はサセプタ素子が有するべき最高温度に対応する場合がある（すなわち、キュリー温度はサセプタ素子が加熱されるべき最高温度と同一であるか、またはこの最高温度から約１〜３％だけ逸脱した温度である）。これは急激な過熱の可能性を低減する。
【００３１】
サセプタ素子が二つ以上の材料から作製されている場合、サセプタ素子の材料をさらなる態様に関して最適化することができる。例えば、サセプタ素子が加熱されるべき最高温度を上回るキュリー温度をサセプタ素子の第一の材料が有してもよいように、材料を選択することができる。その後、サセプタ素子のこの第一の材料は、例えば最大発熱に関して最適化されてもよく、一方でサセプタの効率的な加熱を提供するためにニコチンまたは酸供与源への最大熱伝達に関して最適化されてもよい。しかしながら、サセプタ素子はその後、サセプタが加熱されるべき最高温度に対応するキュリー温度を有する第二の材料を追加的に備えてもよく、またサセプタ素子がこのキュリー温度に達すると、サセプタ素子全体の磁性は変化する。この変化を検出し、かつマイクロコントローラに通信することができ、次いで、温度が再びキュリー温度よりも低い温度まで冷めるまでＡＣ電力の発生が中断され、冷めるとすぐにＡＣ電力の発生を再開することができる。
【００３２】
サセプタ素子の少なくとも一部分は流体透過性であってもよい。本明細書で使用される「流体透過性」素子は、液体または気体がこれを通して透過することを可能にする素子を意味する。サセプタ素子は、流体がサセプタ素子を通して浸透することを可能するために、サセプタ素子に形成された複数の開口を有してもよい。特に、サセプタ素子は、原料物質が、気相または気相と液相の両方で、サセプタ素子を通して浸透することを可能にする。
【００３３】
サセプタ素子は任意の適切な形態をとりうる。サセプタ素子は、例えば、メッシュ、フラットスパイラルコイル、繊維、または布を含んでもよい。一部の実施形態では、サセプタ素子は、シートまたは細片を含んでもよい。
【００３４】
一部の好ましい実施形態では、サセプタ素子は、メッシュを含んでもよい。本明細書で使用される「メッシュ」という用語は、それらの間に空間を有するフィラメントのグリッドおよびアレイを包含する。メッシュという用語には、織布や不織布も含まれる。
【００３５】
フィラメントはフィラメント間の隙間を画定する場合があり、また隙間は１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルの幅を有してもよい。フィラメントは、使用時にソース液体が間隙の中に引き出されて、サセプタ素子と液体の間の接触面積を増大するように、隙間の中で毛細管作用を生じさせることが好ましい。
【００３６】
フィラメントは１６０〜６００メッシュＵＳ（＋／−１０％）（すなわち、１インチ当たりのフィラメント数が１６０〜６００個（＋／−１０％））のサイズのメッシュを形成してもよい。隙間の幅は７５マイクロメートル〜２５マイクロメートルが好ましい。メッシュの総面積に対する間隙の面積の比であるメッシュの開口部分の面積率は２５〜５６％が好ましい。メッシュは、異なるタイプの織り構造または格子構造を使用して形成されてもよい。別の方法として、フィラメントは互いに平行に並べられた一連のフィラメントで構成される。
【００３７】
フィラメントは、箔などのシート材料のエッチングによって形成されてもよい。これは、ヒーター組立品が平行のフィラメントのアレイを備える時に、特に有利である場合がある。発熱体がフィラメントのメッシュまたは布を含む場合、フィラメントは個別に形成されてもよく、まとめて編まれてもよい。
【００３８】
メッシュはまた、当該技術分野において周知の通り、液体を保持するその能力によって特性付けられうる。
【００３９】
メッシュのフィラメントは８マイクロメートル〜１００マイクロメートルの直径を有してもよく、８マイクロメートル〜５０マイクロメートルであることが好ましく、８マイクロメートル〜３９マイクロメートルであることがより好ましい。
【００４０】
メッシュのフィラメントは、任意の好適な断面を有してもよい。例えば、フィラメントは丸い断面でもよく、または平坦な断面でもよい。
【００４１】
有利なことに、メッシュサセプタ素子は１〜４００００の相対浸透性を有する可能性がある。大半の加熱のために渦電流に依存することが望ましい時に、より低い浸透性の材料を使用してもよく、またヒステリシス効果が望ましい時に、より高い浸透性の材料を使用してもよい。材料は５００〜４００００の相対浸透性を有することが好ましい。これは効率的な加熱を提供する。
【００４２】
一部の好ましい実施形態では、サセプタ素子は、鉄メッシュサセプタ素子である。メッシュサセプタ素子は、ステンレス鋼メッシュサセプタ素子であってもよい。メッシュサセプタ素子は、フェライトステンレス鋼メッシュサセプタ素子であってもよい。メッシュサセプタ素子は、複数のステンレス鋼フィラメントを備えてもよい。メッシュサセプタ素子は、複数のフェライトステンレス鋼フィラメントを備えてもよい。
【００４３】
酸供与源の酸およびニコチン供与源のニコチンが液体である実施形態では、液体は、メッシュサセプタ素子の隙間にメニスカスを形成し得、ニコチンおよび酸の効率的な加熱を提供する。
【００４４】
一部の好ましい実施形態では、サセプタは、一対のサセプタ素子を含む。これらの好ましい実施形態では、担体材料は、一対のサセプタ素子の間に配置されてもよい。好ましくは、一対のサセプタ素子のうちの少なくとも一方は、メッシュサセプタ素子である。一部の実施形態では、一対のサセプタ素子のサセプタ素子の各々は、メッシュサセプタ素子である。
【００４５】
一部の好ましい実施形態では、第一のチャンバーは、第一の担体材料と接触する第一のサセプタを備え、第二のチャンバーは、第二の担体材料と接触する第二のサセプタを備える。
【００４６】
一部の特に好ましい実施形態では、第一のサセプタは、第一の対のサセプタ素子を含み、第一の担体材料は、第一の対のサセプタ素子の間に配置され、第二のサセプタは、第二の対のサセプタ素子を含み、第二の担体材料は、第二の対のサセプタ素子の間に配置される。一部の特に好ましい実施形態では、一つ又は複数のサセプタ素子は、メッシュサセプタ素子である。一部の特に好ましい実施形態では、サセプタ素子の各々は、メッシュサセプタ素子である。
【００４７】
カートリッジ内に複数のサセプタ素子を含む実施形態では、一つまたは複数のサセプタ素子が、メッシュサセプタ素子であることが好ましい。サセプタ素子の全てはメッシュサセプタ素子であることがより好ましい。有利なことに、一つまたは複数のサセプタ素子をメッシュサセプタ素子として提供することにより、サセプタ素子の加熱さえも容易にすることができる。カートリッジ内の各サセプタ素子は、カートリッジ内の他のサセプタ素子に対して電磁シールド効果があり、メッシュサセプタ素子は、非孔性または不透過性サセプタ素子と比較して、他のサセプタ素子に対して電磁シールド効果が低減すると考えられる。
【００４８】
有利なことには、カートリッジの第一の区画は、ニコチンで含浸された第一の担体材料を含む、ニコチン供与源を含有する。
【００４９】
本開示に関連して本明細書で使用される場合、「ニコチン」という用語は、ニコチン、ニコチン塩基、またはニコチン塩を説明するために使用される。第一の担体材料がニコチン塩基またはニコチン塩で含浸されている実施形態では、本明細書に列挙したニコチンの量は、それぞれニコチン塩基の量またはイオン化されたニコチンの量である。
【００５０】
第一の担体材料は、水性溶媒または非水性溶媒中の液体ニコチンまたはニコチン溶液で含浸されてもよい。
【００５１】
第一の担体材料は、天然ニコチンまたは合成ニコチンで含浸されてもよい。
【００５２】
有利なことには、カートリッジの第二の区画は、酸で含浸された第二の担体材料を含む酸供与源を含有する。
【００５３】
酸供与源は有機酸または無機酸を含んでもよい。
【００５４】
酸供与源は有機酸を含むことが好ましく、カルボン酸を含むことがより好ましく、アルファケト酸もしくは２−オキソ酸または乳酸を含むことが最も好ましい。
【００５５】
有利なことに、酸供与源は、３−メチル−２−オキソペンタン酸、ピルビン酸、２−オキソペンタン酸、４−メチル−２−オキソペンタン酸、３−メチル−２−オキソブタン酸、２−オキソオクタン酸、乳酸、およびこれらの組み合わせから成る群から選択された酸を含む。有利なことに、酸供与源は乳酸またはピルビン酸を含む。より有利なことに、酸供与源は乳酸を含む。
【００５６】
第一の担体材料および第二の担体材料は同じであってもよく、または異なっていてもよい。
【００５７】
有利なことに、第一の担体材料および第二の担体材料は、約０．１グラム／立方センチメートル〜約０．３グラム／立方センチメートルの密度を有する。
【００５８】
有利なことに、第一の担体材料および第二の担体材料は、約１５パーセント〜約５５パーセントの空隙率を有する。
【００５９】
第一の担体材料および第二の担体材料は、任意の適切な構造を有してもよい。第一の担体材料および第二の担体材料は、多孔質材料である。第一および第二の担体材料は異なる液体物理特性で使用されるように、適切な任意の毛細管および空隙率を有する場合がある。第一の担体材料および第二の担体材料は、繊維状またはスポンジ状構造を有しうる。第一の担体材料および第二の担体材料は、スポンジ様または発泡体様材料を含んでもよい。第一の担体材料および第二の担体材料は、任意の適切な材料または材料の組み合わせを含みうる。適切な材料の例としては、海綿体または発泡体材料、繊維または焼結粉末の形態のセラミック系またはグラファイト系の材料、発泡性の金属またはプラスチックの材料、例えば紡がれたかまたは押し出された繊維（酢酸セルロース、ポリエステル、または結合されたポリオレフィン、ポリエチレン、テリレンまたはポリプロピレン繊維、ナイロン繊維またはセラミックなど）でできた繊維性材料がある。第一の担体材料および第二の担体材料は、ガラス、セルロース、セラミック、ステンレス鋼、アルミニウム、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ（シクロヘキサンジメチレンテレフタラート）（ＰＣＴ）、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）およびＢＡＲＥＸ（登録商標）のうちの一つまたは複数を含んでもよい。
【００６０】
メッシュサセプタ素子を含む実施形態では、担体材料は、メッシュサセプタ素子内の隙間内に延在してもよい。
【００６１】
一部の実施形態では、酸およびニコチンのうちの少なくとも一つは、毛細管材料に保持される液体である。毛細管材料は一束の毛細管を含むことが好ましい。例えば、毛細管材料は複数の繊維もしくは糸、またはその他の微細チューブを含んでもよい。繊維または糸は概して、液体をヒーターに運ぶように整列していてもよい。毛細管材料の構造は複数の小さな穴またはチューブを形成し、それを通して液体を毛細管作用によって搬送することができる。液体は粘性、表面張力、密度、熱伝導率、沸点および蒸気圧を含むがこれに限定されない物理的特性を有し、これは液体が毛細管作用によって毛細管材料を通過して移動するのを可能にする。毛細管材料は液体をサセプタ素子に運ぶように構成されうる。
【００６２】
第一の担体材料は、ニコチン用の貯蔵部として作用する。
【００６３】
有利なことに、第一の担体材料は、ニコチンに対して化学的に不活性である。
【００６４】
第一の担体材料は、任意の好適な形状およびサイズを有してもよい。例えば、第一の担体材料はシートまたはプラグの形態であってもよい。
【００６５】
有利なことに、第一の担体材料の形状およびは、カートリッジの第一の区画の形状およびサイズと類似しうる。
【００６６】
第一の担体材料の形状、サイズ、密度、および空隙率は、第一の担体材料が望ましい量のニコチンで含浸されることを可能にするように選ばれてもよい。
【００６７】
有利なことには、カートリッジの第一の区画は、約１ミリグラム〜約４０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含む、ニコチン供与源を含有する。
【００６８】
好ましくは、カートリッジの第一の区画は、約３ミリグラム〜約３０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含む、ニコチン供与源を含有する。より好ましくは、カートリッジの第一の区画は、約６ミリグラム〜約２０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含む、ニコチン供与源を含有する。最も好ましくは、カートリッジの第一の区画は、約８ミリグラム〜約１８ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含む、ニコチン供与源を含有する。
【００６９】
有利なことに、カートリッジの第一の区画は風味剤をさらに含んでもよい。適切な風味剤としては、メントールが挙げられるが、これに限定されない。第一の担体材料は、ニコチンおよび風味剤で含浸されてもよい。有利なことに、第一の担体材料は、約３ミリグラム〜約１２ミリグラムの風味剤で含浸されてもよい。
【００７０】
第二の担体材料は、酸用の貯蔵部として作用する。
【００７１】
有利なことに、第二の担体材料は、酸に対して化学的に不活性である。
【００７２】
第二の担体材料は、任意の適切な形状およびサイズを有してもよい。例えば、第二の担体材料はシートまたはプラグの形態であってもよい。
【００７３】
有利なことに、第二の担体材料の形状およびサイズは、カートリッジの第二の区画の形状およびサイズと類似しうる。
【００７４】
第二の担体材料の形状、サイズ、密度、および空隙率は、第二の担体材料が望ましい量の酸で含浸されることを可能にするように選ばれてもよい。
【００７５】
有利なことには、カートリッジの第二の区画は、約２ミリグラム〜約６０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含む乳酸供与源を含有する。
【００７６】
好ましくは、カートリッジの第二の区画は、約５ミリグラム〜約５０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含む乳酸供与源を含有する。より好ましくは、カートリッジの第二の区画は、約８ミリグラム〜約４０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含む乳酸供与源を含有する。最も好ましくは、カートリッジの第二の区画は、約１０ミリグラム〜約３０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含む乳酸供与源を含有する。
【００７７】
サセプタ素子は担体材料と接触している。サセプタ素子は、任意の適切な方法で担体材料に接触しうる。
【００７８】
一部の実施形態では、サセプタ素子は、サセプタ素子の少なくとも一部分が、担体材料の少なくとも一部分と隣接または直接物理的に接触するように、担体材料と共に区画内に配置されてもよい。これらの実施形態では、区画、担体材料、およびサセプタ素子の形状およびサイズが、区画内のサセプタ素子と担体材料との間の隣接または直接物理的な接触を維持するように選択されうる。
【００７９】
一部の実施形態では、サセプタ素子は、担体材料上に被覆されてもよい。サセプタ素子は、任意の適切な手段で担体材料上で被覆されうる。例えば、サセプタ素子は、担体材料上に浸漬された状態で、噴霧されてもよい。
【００８０】
一部の実施形態では、サセプタ素子は、接着層によって担体材料に固定されてもよい。サセプタ素子と担体材料との間の接着層は、多孔性層であってもよい。これらの実施形態では、サセプタ素子は、接着層を介して担体材料と間接的に接触する。
【００８１】
一部の好ましい実施形態では、サセプタ素子を形成するための材料は、担体材料上に直接付着してサセプタ素子を形成する。有利なことに、サセプタ素子を形成するための材料を担体材料の多孔質外面上に直接付着することによって、サセプタ素子と担体材料との間の接触を改善できる。さらに、サセプタ素子を形成することによって、サセプタ素子を形成するための材料を担体材料の多孔性外面に直接付着させることによって、サセプタ素子は担体材料に接着される。
【００８２】
本明細書で使用される場合、「付着する」という用語は、例えば、単純に固体、前もって形成された化合物として担体材料上に置かれることよりもむしろ、サセプタ素子を形成するために後で凝縮または凝集される液体、プラズマまたは蒸気の形態で、担体材料の外表面上への被覆として加えられることを意味する。
【００８３】
本明細書で使用される場合、「直接的に付着する」という用語は、少なくとも一つの発熱体が多孔性外表面に直接的に接触するように、サセプタ素子を形成するための材料が担体材料の多孔性外表面上に付着することを意味する。
【００８４】
本明細書で使用される場合、「多孔性」という用語は、ニコチン基体および液体酸基体に対して透過性があり、かつ液体基体がそれを通じて移動することを可能にする材料で形成されることを意味する。
【００８５】
一定の好ましい実施形態では、サセプタ素子の材料は、少なくとも部分的に担体材料の多孔性外表面内に放散される。
【００８６】
本明細書で使用される場合、「多孔性外表面に放散される」という用語は、サセプタ材料が、例えば、多孔性外表面の空孔内に延びることによって、サセプタ材料と担体材料との間の境界面で多孔性外表面の材料に組み込まれるまたは多孔性外表面の材料と混ざり合うことを意味する。
【００８７】
サセプタ素子が形成される材料は、任意の適切な手法で多孔性外表面上に付着させることができる。例えば、サセプタ材料は、供給ピペットもしくはシリンジを使用することにより、または針などの微細な先端を付けられた輸送装置を使用することにより、液体として担体材料の多孔性外表面上に付着されうる。
【００８８】
一部の実施形態では、サセプタ素子は、担体材料の多孔性外表面上に印刷された印刷可能なサセプタ材料を含む。そのような実施形態では、任意の適切な周知の印刷技法が、使用されうる。それは、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷のうちの一つまたは複数である。そのような印刷プロセスは、特に高速度の製造プロセスに適合可能でありうる。
【００８９】
一部の実施形態では、サセプタ素子が形成される材料は、蒸発付着およびスパッタリングなどの一つまたは複数の真空付着プロセスによって、担体材料の多孔性外表面上に付着されうる。
【００９０】
サセプタ素子は任意の適切な形態をとりうる。
【００９１】
管状サセプタ素子は、担体材料を包囲または実質的に包囲しうる。一部の実施形態では、サセプタ素子は、管状サセプタ素子を形成することができる。担体材料が細長く、一定の長さを有する場合、管状サセプタ素子は、担体材料の全長に沿って、または実質的に担体材料の全長に沿って、担体材料を包囲または実質的に包囲しうる。管状サセプタ素子はメッシュサセプタ素子としうる。
【００９２】
メッシュサセプタ素子を含む実施形態では、メッシュサセプタ素子は、担体材料を実質的に囲んでもよい。サセプタ素子は、担体材料を囲んでもよい。
【００９３】
一部の実施形態では、サセプタ素子は、担体材料の一方の側面を覆うか、またはオーバーレイするか、または実質的にオーバーレイする。例えば、担体材料が実質的に立方体である場合、担体材料は、立方体の一方の側面または表面を覆うか、またはその上にありうる。一対のサセプタ素子がチャンバー内に提供される場合、一対のサセプタ素子の第一の一つは、担体材料の第一の側面を覆い、一対のサセプタ素子の第二の一つは、第一の側面の反対側の担体材料の第二の側面を覆うことができる。チャンバー内に一対のサセプタ素子を含む好ましい実施形態では、サセプタ素子の少なくとも一つは、メッシュサセプタ素子であり、より好ましくは、一対のサセプタ素子の両方のサセプタ素子は、メッシュサセプタ素子である。
【００９４】
一部の実施形態では、サセプタ素子は、担体材料の一方の側で担体材料の表面を覆うか、またはオーバーレイする。サセプタ素子は、担体材料の一方の側の約５％〜約１００％、担体材料の一方の側の約１０％〜約８０％、担体材料の一方の側の約２０％〜約７０％、または担体材料の一方の側の約３０％〜約６０％の領域を覆うか、またはオーバーレイするのが好ましい。
【００９５】
サセプタ素子は、担体材料の表面の少なくとも１０％の領域を覆ってもよい。サセプタ素子は、担体材料の表面の少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、または少なくとも８０％の領域を覆ってもよい。本明細書で使用される場合、用語「表面」は、非多孔体の外面などの巨視的表面を指す。
【００９６】
メッシュサセプタ素子を含む実施形態では、メッシュまたは導電性フィラメントのアレイは、担体材料の表面の約５％〜約１００％、担体材料の表面の約１０％〜約８０％、担体材料の表面の約２０％〜約７０％、または担体材料の表面の約３０％〜約６０％の領域を覆うか、またはオーバーレイしうる。
【００９７】
カートリッジは、ハウジングを備えることが好ましい。カートリッジハウジングは、カートリッジが装置によって受容される時に、装置ハウジングと係合するように構成されうる。サセプタ素子は、カートリッジハウジングが装置ハウジングと係合した時に、インダクタコイルに隣接して配置されるように構成されたカートリッジハウジングの壁上または壁に隣接して提供されうる。使用時に、サセプタ素子で誘起される電圧を最大化するために、サセプタ素子をインダクタコイルに近くに配置させることが有利である。
【００９８】
一部の実施形態では、第一の区画および第二の区画は、カートリッジ内で直列に配置される。
【００９９】
一部の好ましい実施形態では、第一の区画および第二の区画は、カートリッジ内で並行に配置される。第一の区画および第二の区画は、カートリッジ内で互いに対して対称的に配置されうる。
【０１００】
本開示に関連して本明細書で使用される場合、「平行」とは、使用時にカートリッジを通して引き出される第一の気流が、第一の空気吸込み口を通して第一の区画内に入り、第一の区画を通って下流に流れ、第一の空気出口を通して第一の区画の外へ出るように、およびカートリッジを通して引き出される第二の気流が、第二の空気吸込み口を通して第二の区画内に入り、第二の区画を通って下流に流れ、第二の空気出口を通して第二の区画の外へ出るように、第一の区画と第二の区画とが、カートリッジ内に配置されることを意味する。ニコチン蒸気は、第一の区画の中のニコチン供与源から、カートリッジを通して引き出された第一の気流の中に放出され、また酸蒸気は第二の区画の中の酸供与源から、カートリッジを通して引き出された第二の気流の中に放出される。第一の気流中のニコチン蒸気は、第二の気流中の酸蒸気と気相で反応して、ニコチン塩粒子のエアロゾルを形成する。
【０１０１】
本開示に関連して本明細書で使用される「近位」、「遠位」、「上流」および「下流」という用語は、カートリッジおよびエアロゾル発生システムの構成要素または構成要素の部分の相対的な位置を記述するために使用される。
【０１０２】
本開示によるエアロゾル発生システムは、使用時にユーザーに送達するために、それを通してニコチン塩粒子のエアロゾルがエアロゾル発生システムを出る近位端を備える。近位端は口側の端と呼ばれることもある。使用時に、エアロゾル発生システムによって発生したエアロゾルを吸入するために、ユーザーはエアロゾル発生システムの近位端を吸う。エアロゾル発生システムは近位端の反対側に遠位端を備える。
【０１０３】
ユーザーがエアロゾル発生システムの近位端で吸う時、空気はエアロゾル発生システムの中に引き出され、カートリッジを通過し、そしてその近位端にてエアロゾル発生システムを出る。エアロゾル発生システムの構成要素、または構成要素の部分は、エアロゾル発生システムの近位端と遠位端の間のそれらの相対的な位置に基づき、互いの上流または下流にあるとして記述されてもよい。
【０１０４】
カートリッジの第一の区画の第一の空気出口は、カートリッジの第一の区画の近位端に位置する。カートリッジの第一の区画にある第一の空気吸込み口は、カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口の上流に位置する。カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口は、カートリッジの第二の区画の近位端に位置する。カートリッジの第二の区画にある第二の空気吸込み口は、カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口の上流に位置する。
【０１０５】
本開示に関連して本明細書で使用される「長軸方向」という用語は、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの近位端と反対側の遠位端との間の方向を記述するために使用され、また「横断方向」という用語は、長軸方向と直角を成す方向を記述するために使用される。
【０１０６】
本開示に関連して本明細書で使用される「長さ」という用語は、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの近位端と反対側の遠位端との間の長軸方向軸に平行である、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの構成要素または構成要素の部分の最大長軸方向寸法を記述するために使用される。
【０１０７】
本開示に関連して本明細書で使用される「高さ」および「幅」という用語は、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの長軸方向軸に対して直角をなす、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの、構成要素または構成要素の部分の最大横断寸法を記述するために使用される。カートリッジまたはエアロゾル発生システムの構成要素または構成要素の部分の高さと幅が同一ではない場合、「幅」という用語は、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの長軸方向軸に対して直角を成す二つの横断寸法のうちのより大きい方を指すために使用される。
【０１０８】
本開示に関連して本明細書で使用される場合、「細長い」という用語は、その幅および高さよりも大きい長さを有するカートリッジの構成要素または構成要素の部分を描写するために使用される。
【０１０９】
以下にさらに説明するように、ニコチン供与源および酸供与源を、別個の空気吸込み口と別個の空気出口とを備えた別個の区画に提供することによって、本開示のカートリッジおよびエアロゾル発生システムが、有利なことに、ニコチンと酸との間の反応化学量論の制御を容易にする。
【０１１０】
適切な反応化学量論を達成するために必要なニコチンと酸の比は、第二の区画の容積と相対的に第一の区画の容積の変動を通して制御し、かつバランスを取ってもよい。
【０１１１】
カートリッジの第一の区画の形状および寸法は、望ましい量のニコチンがカートリッジの中に収容されることを可能にするように選ばれてもよい。
【０１１２】
カートリッジの第二の区画の形状および寸法は、望ましい量の酸がカートリッジの中に収容されることを可能にするように選ばれてもよい。
【０１１３】
有利なことには、カートリッジの第一の区画は、約８ミリメートル〜約４０ミリメートル、例えば約１０ミリメートル〜約２０ミリメートルの長さＬ1を有する。有利なことには、カートリッジの第一の区画は、約４ミリメートル〜約６ミリメートルの幅Ｗ1を有する。有利なことには、カートリッジの第一の区画は、約０．５ミリメートル〜約２．５ミリメートルの高さＨ1を有する。
【０１１４】
カートリッジの第一の区画は、適切な任意の形状の横断断面を有しうる。例えば、第一の区画の横断断面形状は、円形、半円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、または台形でありうる。
【０１１５】
有利なことには、カートリッジの第二の区画は、約８ミリメートル〜約４０ミリメートル、例えば約１０ミリメートル〜約２０ミリメートルの長さＬ2を有する。有利なことには、カートリッジの第二の区画は、約４ミリメートル〜約６ミリメートルの幅Ｗ2を有する。有利なことには、カートリッジの第二の区画は、約０．５ミリメートル〜約２．５ミリメートルの高さＨ2を有する。
【０１１６】
カートリッジの第二の区画は、適切な任意の形状の横断断面を有しうる。例えば、第二の区画の横断断面形状は、円形、半円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、または台形でありうる。
【０１１７】
カートリッジの第一の区画と第二の区画の形状および寸法は、同一であってもよく、または異なっていてもよい。
【０１１８】
有利なことには、第一の区画と第二の区画の形状および寸法は、実質的に同一である。実質的に同一の形状および寸法を備えた第一の区画と第二の区画とを提供することによって、有利なことに、カートリッジの製造が簡略化されうる。
【０１１９】
カートリッジの第一の区画の形状および寸法は、望ましい量のニコチンがカートリッジの中に収容されることを可能にするように選ばれてもよい。
【０１２０】
カートリッジの第二の区画の形状および寸法は、望ましい量の酸がカートリッジの中に収容されることを可能にするように選ばれてもよい。
【０１２１】
本開示に関連して本明細書で使用される「空気吸込み口」という用語は、空気が通ってカートリッジの構成要素または構成要素の部分の中に引き出されうる一つまたは複数の開口部を記述するために使用される。
【０１２２】
本開示に関連して本明細書で使用される「空気出口」という用語は、空気が通ってカートリッジの構成要素または構成要素の部分から外に引き出されうる一つまたは複数の開口部を記述するために使用される。
【０１２３】
カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口、およびカートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口は各々、一つまたは複数の開口部を備えてもよい。例えば、カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口、およびカートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口は各々、一つ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、または七つの開口部を備えてもよい。第一の区画の第一の空気吸込み口および第二の区画の第二の空気吸込み口は、同一の数または異なる数の開口部を備えうる。
【０１２４】
有利なことには、カートリッジの第一の区画にある第一の空気吸込み口と、カートリッジの第二の区画にある第二の空気吸込み口とが、それぞれ複数の開口部を含む。
【０１２５】
複数の開口部を含む第一の空気吸込み口を有する第一の区画と、複数の開口部を含む第二の空気吸込み口を有する第二の区画とを提供することによって、有利なことに、それぞれ第一の区画内および第二の区画内で、より均一な気流がもたらされうる。使用時に、これは第一の区画を通して引き出された気流中のニコチンの同伴を改善する場合があり、また第二の区画を通して引き出された気流中の酸の同伴を改善する場合がある。
【０１２６】
有利なことには、カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口は、２つ〜５つの開口部を含みうる。
【０１２７】
有利なことには、カートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口は、３つ〜７つの開口部を含みうる。
【０１２８】
カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口は、任意の好適な断面形状を有する一つまたは複数の開口部を含みうる。例えば、各開口部の断面形状は、円形、楕円形、正方形、または長方形でありうる。有利なことには、各開口部は、実質的に円形の断面形状を有する。有利なことには、各開口部の直径は、約０．２ミリメートル〜約０．６ミリメートルである。
【０１２９】
カートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口は、任意の好適な断面形状を有する一つまたは複数の開口部を含みうる。例えば、各開口部の断面形状は、円形、楕円形、正方形、または長方形でありうる。有利なことには、各開口部は、実質的に円形の断面形状を有する。有利なことには、各開口部の直径は、約０．２ミリメートル〜約０．６ミリメートルである。
【０１３０】
第一の区画は、長手方向の第一の空気吸込み口を備えてもよく、第二の区画は、長手方向の第二の空気吸込み口を備えてもよい。本開示に関連して本明細書で使用される場合、「長手方向の空気吸込み口」という用語は、それを通して空気がカートリッジの構成要素または構成要素の部分の中へ長手方向に吸い込まれうる一つまたは複数の開口部を描写するために使用される。
【０１３１】
有利なことには、カートリッジを初めて使用する前に、第一の区画の第一の空気吸込み口および第二の区画の第二の空気吸込み口のうちの一方または両方が、一つまたは複数の取り外し可能または壊れやすいバリアで封止されうる。例えば、第一の区画の第一の空気吸込み口および第二の区画の第二の空気吸込み口のうちの一方または両方が、一つまたは複数の剥ぎ取り式シールまたは貫通可能なシールで封止されてもよい。一つまたは複数の取り外し可能または壊れやすいバリアは適切な任意の材料で形成されうる。例えば、一つまたは複数の取り外し可能または壊れやすいバリアは金属の箔またはフィルムで形成されうる。
【０１３２】
カートリッジの第一の区画の第一の空気出口およびカートリッジの第二の区画の第二の空気出口は各々、一つまたは複数の開口部を備えてもよい。例えば、カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口と、カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口とが、それぞれ一つ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、または七つの開口部を含みうる。
【０１３３】
カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口と、カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口とが、同一または異なる数の開口部を含んでもよい。
【０１３４】
有利なことには、カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口と、カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口とが、それぞれ複数の開口部を含みうる。複数の開口部を含む第一の空気出口を有する第一の区画と、複数の開口部を含む第二の空気出口を有する第二の区画とを提供することによって、有利なことに、それぞれ第一の区画内および第二の区画内で、より均一な気流がもたらされうる。使用時に、これは第一の区画を通して引き出された気流中のニコチンの同伴を改善する場合があり、また第二の区画を通して引き出された気流中の酸の同伴を改善する場合がある。
【０１３５】
カートリッジの第一の区画の第一の空気出口が複数の開口部を含む実施形態では、有利なことに、第一の空気出口は、２つ〜５つの開口部を含みうる。
【０１３６】
カートリッジの第二の区画の第二の空気出口が複数の開口部を含む実施形態では、有利なことに、第二の空気出口は、３つ〜７つの開口部を含みうる。
【０１３７】
有利なことには、カートリッジ組立品のカートリッジの第一の区画にある第一の空気出口と、カートリッジ組立品のカートリッジの第二の区画にある第二の空気出口とは、それぞれ単一の開口部を含みうる。単一の開口部を含む第一の空気出口を有する第一の区画と、単一の開口部を含む第二の空気出口を有する第二の区画とを提供することによって、有利なことに、カートリッジの製造が簡略化されうる。
【０１３８】
カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口および第一の空気出口は、同一または異なる数の開口部を含んでもよい。
【０１３９】
有利なことには、カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口および第一の空気出口は、同数の開口部を含む。同数の開口部を含む第一の空気吸込み口と第一の空気出口とを有する第一の区画を提供することによって、有利なことに、カートリッジの製造が簡略化され得る。
【０１４０】
カートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口および第二の空気出口は、同一または異なる数の開口部を含んでもよい。
【０１４１】
有利なことには、カートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口および第二の空気出口は、同数の開口部を含む。同数の開口部を含む第二の空気吸込み口と第二の空気出口とを有する第二の区画を提供することによって、有利なことに、カートリッジの製造が簡略化されうる。
【０１４２】
カートリッジの第一の区画の第一の空気出口は、任意の好適な断面形状を有する一つまたは複数の開口部を含みうる。例えば、各開口部の断面形状は、円形、楕円形、正方形、または長方形でありうる。カートリッジの第一の区画の第一の空気出口が複数の開口部を含む実施形態では、有利なことに、各開口部は、実質的に円形の断面形状を有する。このような実施形態では、有利なことには、各開口部の直径は、約０．２ミリメートル〜約０．６ミリメートルである。
【０１４３】
カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法は、カートリッジの第一の区画の第一の空気出口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法と同一であっても、または異なってもよい。
【０１４４】
有利なことには、カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法は、カートリッジの第一の区画の第一の空気出口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法と実質的に同一でありうる。実質的に同一の寸法の一つまたは複数の開口部を含む、第一の空気吸込み口と第一の空気出口とを有する第一の区画を提供することによって、有利なことに、カートリッジの製造が簡略化されうる。
【０１４５】
有利なことには、カートリッジの第一の区画の第一の空気出口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法は、カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法より大きくありうる。カートリッジの第一の区画の第一の空気出口を形成する開口部の寸法を、カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口を形成する開口部の寸法に対して増加させることで、有利なことに、カートリッジの第一の区画の第一の空気出口が、例えばダストによって、塞がれるようになるリスクが減少しうる。
【０１４６】
カートリッジの第二の区画の第二の空気出口は、任意の好適な断面形状を有する一つまたは複数の開口部を含みうる。例えば、各開口部の断面形状は、円形、楕円形、正方形、または長方形でありうる。カートリッジの第二の区画の第二の空気出口が複数の開口部を含む実施形態では、有利なことに、各開口部は、実質的に円形の断面形状を有する。このような実施形態では、有利なことには、各開口部の直径は、約０．２ミリメートル〜約０．６ミリメートルである。
【０１４７】
カートリッジの第二の区画にある第二の空気吸込み口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法は、カートリッジの第二の区画の第二の空気出口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法と同一であっても、または異なってもよい。
【０１４８】
有利なことには、カートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法は、カートリッジの第二の区画の第二の空気出口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法と実質的に同一でありうる。実質的に同一の寸法の一つまたは複数の開口部を含む、第二の空気吸込み口と第二の空気出口とを有する第二の区画を提供することによって、有利なことに、カートリッジの製造が簡略化されうる。
【０１４９】
有利なことには、カートリッジの第二の区画の第二の空気出口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法は、カートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口を形成する一つまたは複数の開口部の寸法より大きくありうる。カートリッジの第二の区画の第二の空気出口を形成する開口部の寸法を、カートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口を形成する開口部の寸法に対して増加させることで、有利なことに、カートリッジの第二の区画の第二の空気出口が、例えばダストによって、塞がれるようになるリスクが減少しうる。
【０１５０】
有利なことには、第一の区画は、長手方向の第一の空気出口を備え、第二の区画は、長手方向の第二の空気出口を備えうる。
【０１５１】
本開示に関連して本明細書で使用される場合、「長手方向の空気出口」という用語は、それを通して空気がカートリッジの構成要素または構成要素の部分から外へ長手方向に引き出されうる一つまたは複数の開口部を描写するために使用される。
【０１５２】
有利なことには、カートリッジを初めて使用する前に、カートリッジの第一の区画にある、一つまたは複数の第一の空気吸込み口および第一の空気出口、ならびにカートリッジの第二の区画にある、第二の空気吸込み口および第二の空気出口が、一つまたは複数の取り外し可能または壊れやすいバリアで封止されうる。一つまたは複数の取り外し可能または壊れやすいバリアは適切な任意の材料で形成されうる。例えば、一つまたは複数の取り外し可能または壊れやすいバリアは金属の箔またはフィルムで形成されうる。
【０１５３】
第一の区画および第二の区画の一方または両方は、区画の壁から担体材料およびサセプタ素子の配置を離間させるための一つまたは複数の特徴部を備えてもよい。有利なことに、区画の壁から担体材料およびサセプタ素子の配置を離間させると、空気が区画を通って、遠位端の空気吸込み口から近位端の空気出口へと引き出されるとき、区画内の担体材料の外表面上の空気流を改善することができる。有利なことに、これは、担体材料からのニコチンまたは酸蒸気の放出を改善し、区画からのニコチンまたは酸蒸気のより一貫した放出を提供しうる。
【０１５４】
一部の実施形態では、第一の区画および第二の区画の一方または両方は、区画の外壁から内向きに突出する一つまたは複数の突出部を備えうる。担体材料およびサセプタ素子配置の一つまたは複数の部分は、区画内の一つまたは複数の突出部に対して隣接してもよく、担体材料およびサセプタ素子配置の隣接部分は、一つまたは複数の突出部によって区画壁から離して保持されてもよい。複数の突出部がチャンバー内に設けられる場合、気流チャネルは、担体材料およびサセプタ配置をいずれも含まない隣接する突出部の間に配置されてもよい。
【０１５５】
一部の好ましい実施形態では、一つまたは複数の突出部は、実質的に区画の長さに延在してもよい。
【０１５６】
一部の実施形態では、カートリッジは、第三の区画をさらに含んでもよい。第三の区画は、第一の区画および第二の区画の下流にあってもよく、かつ第一の区画の第一の空気出口および第二の区画の第二の空気出口と流体連通していてもよい。第一の気流内のニコチン蒸気は、第二の気流内の酸蒸気と第三の区画で反応して、ニコチン塩粒子のエアロゾルを形成しうる。
【０１５７】
カートリッジが第三の区画をさらに備える実施形態では、第三の区画は、一つまたは複数のエアロゾル修飾剤を含んでもよい。例えば、第三の区画は、一つまたは複数の吸収材、一つまたは複数の風味剤、一つまたは複数の化学感覚剤、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。
【０１５８】
有利なことに、カートリッジは細長いカートリッジである。カートリッジが細長いカートリッジである実施形態では、カートリッジの第一の区画と第二の区画とが、カートリッジの長軸方向軸を中心として対称的に配置されうる。
【０１５９】
カートリッジは任意の適切な形状を有しうる。例えば、カートリッジは実質的に円筒状であってもよい。
【０１６０】
カートリッジは、任意の適切な横断断面形状を有してもよい。例えば、カートリッジの横断断面形状は、円形、半円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、または台形であってもよい。
【０１６１】
カートリッジは任意の適切なサイズを有してもよい。
【０１６２】
例えば、カートリッジは、約５ミリメートル〜約５０ミリメートルの長さを有してもよい。有利なことに、カートリッジは、約１０ミリメートル〜約２０ミリメートルの長さを有してもよい。
【０１６３】
例えば、カートリッジは、約４ミリメートル〜約１０ミリメートルの幅、および約４ミリメートル〜約１０ミリメートルの高さを有してもよい。有利なことに、カートリッジは、約６ミリメートル〜約８ミリメートルの幅、および約６ミリメートル〜約８ミリメートルの高さを有してもよい。
【０１６４】
有利なことに、カートリッジは、本体部分と、一つまたは複数の端キャップとを備える。
【０１６５】
カートリッジは、本体部分と、遠位端キャップとを備えてもよい。
【０１６６】
カートリッジは、本体部分と、近位端キャップとを備えてもよい。
【０１６７】
カートリッジは、本体部分と、遠位端キャップと、近位端キャップとを備えてもよい。
【０１６８】
カートリッジが遠位端キャップを備える実施形態では、カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口を形成する一つまたは複数の開口部と、カートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口を形成する一つまたは複数の開口部とが、遠位端キャップに提供されてもよい。
【０１６９】
カートリッジが近位端キャップを備える実施形態では、カートリッジの第一の区画の第一の空気出口を形成する一つまたは複数の開口部と、カートリッジの第二の区画の第二の空気出口を形成する一つまたは複数の開口部とが、近位端キャップに提供されてもよい。
【０１７０】
カートリッジは任意の好適な材料または材料の組み合わせから形成されてもよい。適切な材料としては、アルミニウム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）など）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、および修飾ＬＣＰ（黒鉛またはガラス繊維を含むＬＣＰなど）が挙げられるがこれらに限定されない。
【０１７１】
カートリッジが本体部分および一つまたは複数の端キャップを備える実施形態では、本体部分および一つまたは複数の端キャップは、同一の材料から形成されてもよく、または異なる材料から形成されてもよい。
【０１７２】
カートリッジは、耐ニコチン性および耐酸性である一つまたは複数の材料から形成されてもよい。
【０１７３】
カートリッジの第一の区画は、一つまたは複数の耐ニコチン性材料で被覆されてもよく、またカートリッジの第二の区画は一つまたは複数の耐酸性材料で被覆されてもよい。
【０１７４】
好適な耐ニコチン性材料および耐酸性材料の例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１７５】
一つまたは複数の耐ニコチン性材料を使用してカートリッジを形成すること、およびカートリッジの第一の区画の内部を被覆することのうちの一方または両方により、有利なことに、カートリッジの貯蔵寿命が延長しうる。
【０１７６】
一つまたは複数の耐酸性材料を使用してカートリッジを形成すること、およびカートリッジの第二の区画の内部を被覆することのうちの一方または両方により、有利なことに、カートリッジの貯蔵寿命が延長しうる。
【０１７７】
カートリッジは、一つまたは複数の熱伝導性材料から形成されうる。
【０１７８】
カートリッジの第一の区画およびカートリッジの第二の区画は、一つまたは複数の熱伝導性材料で被覆されてもよい。
【０１７９】
一つまたは複数の熱伝導性材料を使用してカートリッジを形成すること、ならびにカートリッジの第一の区画および第二の区画の内部を被覆することのうちの一方または両方により、有利なことに、ヒーターからニコチン供与源および酸供与源への熱伝達が増大しうる。
【０１８０】
適切な熱伝導性材料としては、金属（例えば、アルミニウム、クロム、銅、金、鉄、ニッケル、銀など）、合金（真鍮、鋼など）、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１８１】
カートリッジは適切な任意の方法により形成されうる。適切な方法としては、深絞り、射出成形、ブリスタリング、吹き込み成形、および押出成形が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１８２】
カートリッジは、第一の区画の中のニコチンおよび第二の区画の中の酸が枯渇すると、廃棄されるように設計されてもよい。
【０１８３】
カートリッジは、再充填可能であるように設計されてもよい。
【０１８４】
本開示によると、本開示によるカートリッジと、エアロゾル発生装置とを含むエアロゾル発生システムがさらに提供される。エアロゾル発生装置は、カートリッジの少なくとも一部分を受けるためのくぼみを画定するハウジングと、エアロゾル発生装置のくぼみに、またはその周りに配置された誘導ヒーターとを備えてもよい。誘導ヒーターはインダクタコイルを備えうる。誘導ヒーターは、エアロゾル発生装置のくぼみの少なくとも一部分を囲むコイルを備えてもよい。有利なことに、カートリッジがくぼみに受容される時、インダクタコイルは、カートリッジの少なくとも一部分を囲むように配設されうる。くぼみは長さを有してもよく、インダクタコイルはくぼみの長さを実質的に囲むことができる。装置は、誘導ヒーターに電力を供給するように構成された電源をさらに備えることが好ましい。電源は、インダクタコイルに接続され、かつ振動電流をインダクタコイルに提供するように構成されうる。
【０１８５】
有利なことには、エアロゾル発生システムは、本開示による消耗品カートリッジ組立品と、カートリッジの第一の区画と第二の区画とを加熱するためのインダクタコイルおよび電源を備えた再利用可能なエアロゾル発生装置と、を含む。
【０１８６】
エアロゾル発生装置は、有利なことに電源を備えうる。電源は、装置のハウジング内にあってもよい。一般的に、電源は、リン酸鉄リチウム電池などの電池である。しかしながら、いくつかの実施形態において、電源は、コンデンサなどの別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は再充電を要するものとしてもよく、例えば一回以上のエアロゾル発生の体験などの一回以上のユーザー操作のために十分なエネルギーの蓄積が許容される容量を有しうる。例えば、電源は従来の紙巻たばこ一本を喫煙するのにかかる一般的な時間に対応する約六分間、または六分の倍数の時間にわたるカートリッジの連続的な加熱を可能にするのに十分な容量を有してもよい。別の例において、電源は所定回数の喫煙、またはインダクタコイルの不連続的な起動を可能にする十分な容量を有しうる。
【０１８７】
エアロゾル発生装置は、電源からインダクタコイルへの電力の供給を制御するように構成された電気回路を備えてもよい。電気回路は、装置のハウジング内に収容されてもよい。電気回路は、電源に、そしてインダクタコイルに接続されうる。電気回路はマイクロプロセッサを備えてもよく、これはプログラマブルマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または特定用途向け集積回路チップ（ＡＳＩＣ）、もしくは制御を提供する能力を有するその他の電子回路であってもよい。電気回路はさらなる電子構成要素を備えてもよい。電気回路はインダクタコイルへの電流の供給を調節するよう構成されてもよい。電流は装置の起動後にインダクタコイルに連続的に供給されてもよく、または断続的に（例えば、吸煙ごとに）供給されてもよい。電気回路は有利なことにＤＣ／ＡＣインバータを備えてもよく、これはクラスＤまたはクラスＥの電力増幅器を備えてもよい。
【０１８８】
エアロゾル発生装置は、カートリッジの温度を検出するように構成された一つまたは複数の温度センサーを備えうる。エアロゾル発生装置は、カートリッジの第一の区画の温度および第二の区画の温度のうちの一つまたは複数を検出するように構成された一つまたは複数の温度センサーを含みうる。こうした実施形態では、コントローラは、検出した温度に基づいてインダクタコイルへの電力供給を制御するように構成されうる。
【０１８９】
装置はハウジングを備える。装置ハウジングは細長くてもよい。ハウジングは、任意の適切な材料または材料の組み合わせを含みうる。適切な材料の例としては、金属、合金、プラスチック、もしくはこれらの材料のうちの一つまたは複数を含有する複合材料、または食品もしくは医薬品用途に適切な熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリエチレンが挙げられる。材料は軽く、かつ脆くないことが好ましい。
【０１９０】
エアロゾル発生システムは、マウスピースをさらに備えうる。一部の実施形態では、カートリッジの第一の区画におけるニコチン供与源から放出されたニコチン蒸気と、カートリッジの第二の区画における酸供与源から放出された酸蒸気とが、マウスピースにおける気相で相互に反応してニコチン塩粒子のエアロゾルを形成しうる。
【０１９１】
マウスピースは、装置のハウジングと係合するように構成されうる。マウスピースは、カートリッジと係合するように構成されうる。一部の実施形態では、カートリッジはマウスピースを備えうる。一部の実施形態では、マウスピースは、カートリッジの本体と一体的に形成されてもよい。
【０１９２】
マウスピースがカートリッジと係合する、またはカートリッジの一部を形成するように構成された実施形態において、カートリッジとマウスピースとの組み合わせは、紙巻たばこ、葉巻、または細い葉巻などの可燃性喫煙物品の形状および寸法をまねてもよい。有利なことには、こうした実施形態では、カートリッジとマウスピースとの組み合わせは、紙巻たばこの形状および寸法をまねてもよい。
【０１９３】
マウスピースは、エアロゾル発生装置のハウジングと係合するように構成されうる。
【０１９４】
マウスピースは、第一の区画中のニコチンおよび第二の区画中の酸が枯渇すると、廃棄されるように設計されてもよい。
【０１９５】
マウスピースは、再利用可能であるように設計されてもよい。マウスピースが再利用可能であるように設計された実施形態では、マウスピースは、有利なことに、カートリッジまたはエアロゾル発生装置のハウジングに取り外し可能に取り付けられるように構成されうる。
【０１９６】
マウスピースは、任意の好適な材料または材料の組み合わせを含みうる。好適な材料の例としては、例えばポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリエチレンなど、食品または医薬品の用途に好適な熱可塑性樹脂が挙げられる。マウスピースは、カートリッジと同一の材料を含んでもよい。マウスピースおよびカートリッジは、異なる材料を含んでもよい。
【０１９７】
誤解を避けるために、本開示の一つの態様に関する上述の特徴は、本開示の他の態様に適用可能であってもよい。特に、本開示によるカートリッジに対する上述の特徴はまた、適切な場合には、本開示によるエアロゾル発生システムに関連しうるとともに、逆もまた同じである。
【０１９８】
ここで本開示の実施形態を、以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるが説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】図１は、本開示の一実施形態によるカートリッジの斜視図を示す。
【図２】図２は、線Ａ−Ａおよび線Ｂ−Ｂに沿った図１のカートリッジのカートリッジ部分の断面斜視図を示す。
【図３】図３は、線Ａ−Ａに沿った図１のカートリッジの断面図を示す。
【図４】図４は、図１のカートリッジの端キャップの斜視図を示す。
【図５】図５は、線Ｂ−Ｂに沿った図１のカートリッジのカートリッジ部分の断面平面図を示す。
【図６】図６は、ニコチン供与源およびサセプタ配置と、乳酸供与源およびサセプタ配置とを含む、図１のカートリッジの部分分解斜視図を示す。
【図７】図７は、本開示の第一の実施形態による担体材料およびサセプタ配置の側面図を示す。
【図８】図８は、図７の担体材料およびサセプタ配置の斜視図を示す。
【図９】図９は、図１のカートリッジのチャンバー内の図７の担体材料およびサセプタ配置の断面側面図を示す。
【図１０】図１０は、本開示の第二の実施形態による担体材料およびサセプタ配置の側面図を示す。
【図１１】図１１は、図１０の担体材料およびサセプタ配置の斜視図を示す。
【図１２】図１２は、図１のカートリッジのチャンバー内の図１０の担体材料およびサセプタ配置の断面側面図を示す。
【図１３】図１３は、図１のカートリッジおよびエアロゾル発生装置を有する、本開示によるエアロゾル発生システムの実施形態を示す。
【図１４】図１４は、図１１の装置用の制御回路の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０２００】
図１〜６は、乳酸ニコチン塩粒子を含むエアロゾルを発生させるエアロゾル発生システムで使用するための、本開示の実施形態によるカートリッジの概略図を示す。
【０２０１】
カートリッジ１０２は、細長い本体１０４と、遠位端キャップ１０６とを含む。カートリッジ１０２は、約２８ミリメートルの長さおよび約６．９ミリメートルの直径を有する。
【０２０２】
カートリッジ１０２は、カートリッジの遠位端にカートリッジ部分１０５を含み、これは本体１０４の遠位端と近位端壁１０８との間に延びる。カートリッジ部分１０５は、約１５ミリメートルの長さおよび約６．９ミリメートルの直径を有する。
【０２０３】
カートリッジ１０２のカートリッジ部分１０５は、本体１０４の遠位端から近位端壁１０８まで延びる細長い第一の区画１１０を含む。第一の区画１１０は、本開示によるニコチン供与源およびサセプタ配置１１２を含有する。ニコチン供与源は、約１０ミリグラムのニコチンおよび約４ミリグラムのメントールで含浸された第一の担体材料を含む。サセプタは、後でより詳細に説明する通り、第一の担体材料の片側を覆う強磁性ステンレス鋼メッシュを含む。
【０２０４】
また、カートリッジ１０２のカートリッジ部分１０５は、本体１０４の遠位端から近位端壁１０８まで延びる細長い第二の区画１１４も含む。第二の区画１１４は、本開示による乳酸供与源およびサセプタ配置１１６を含有する。乳酸供与源は、約２０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含む。サセプタは、後でより詳細に説明する通り、第二の担体材料の片側を覆う強磁性ステンレス鋼メッシュを含む。
【０２０５】
第一の区画１１０および第二の区画１１４は、平行に配置される。第一の区画１１０および第二の区画１１４は、仕切り壁１１８によって分離されて、相互に隣接して配置される。
【０２０６】
第一の区画１１０および第二の区画１１４は、実質的に同一の形状およびサイズである。第一の区画１１０および第二の区画１１４は、約１２ミリメートルの長さと、約５ミリメートルの幅と、約１．７ミリメートルの高さとを有する。
【０２０７】
第一の担体材料および第二の担体材料は、ＰＥＴ／ＰＢＴの不織布シートを含み、また実質的に同一の形状およびサイズである。第一の担体材料および第二の担体材料の形状およびサイズは、カートリッジ１０２の第一の区画１１０および第二の区画１１４の形状およびサイズとそれぞれ同様である。
【０２０８】
図４に示すように、遠位端キャップ１０６は、第一の細長い隆起部分１１９および第二の細長い隆起部分１２１を含む。第一の細長い隆起部分１１９および第二の細長い隆起部分１２１は、並行に配置され、キャップ１０６の平面から実質的に同一の方向に延びる。第一の細長い隆起部分１１９は、第一の区画１１０の開いた遠位端に受けられるようにサイズ設定されて配置され、第二の細長い隆起部分１２１は、第二の区画１１４の開いた遠位端に受けられるようにサイズ設定されて配置される。遠位端キャップ１０６は、間隙を介した二つの開口部の列を含む第一の空気吸込み口１２０と、間隙を介した四つの開口部の列を含む第二の空気吸込み口１２２とをさらに含む。第一の空気吸込み口１２０の開口部の列および第二の空気吸込み口１２２の開口部の列は、並行に配置される。第一の空気吸込み口１２０の開口部の列は、第一の隆起部分１１９に沿って配置され、第一の隆起部分１１９を通って延びる。第二の空気吸込み口１２２の開口部の列は、第二の隆起部分１２１に沿って配置され、第二の隆起部分１２１を通って延びる。第一の空気吸込み口１２０と第二の空気吸込み口１２２とを形成する開口部の各々は、実質的に円形の横断断面を持ち、約０．５ミリメートルの直径を有する。
【０２０９】
図５に示すように、カートリッジ部分１０５の近位端壁１０８は、間隙を介した二つの開口部の列を含む第一の空気出口１２６と、間隙を介した四つの開口部の列を含む第二の空気出口１２８とを含む。第一の空気出口１２６は第一の区画１１０と整列し、第二の空気出口１２８は第二の区画１１４と整列する。第一の空気出口１２６と第二の空気出口１２８とを形成する開口部の各々は、実質的に円形の横断断面を持ち、約０．５ミリメートルの直径を有する。
【０２１０】
同じく図５に示すように、第一の区画１１０は、チャンバー１１０の反対側に向かって仕切り壁１１８から突出する二つの突出部またはリブ１２７を含む。第一のチャンバー１１０の突出部１２７は、実質的に第一の区画１１０の長さに延び、空気チャネルが突出部の間に形成されるように間隙を介している。第二の区画１１４は、チャンバー１１４の反対側に向かって仕切り壁１１８から突出する三つの突出部またはリブ１２９を含む。第二のチャンバー１１４の突出部１２９は、第一のチャンバー１１０の突出部と実質的に類似しており、同じ幅を有し、第二のチャンバー１１４の長さに実質的に延びる。第二のチャンバー１２４の突出部１２９は、二つの空気チャネルがそれらの間に形成され、一つの空気チャネルは隣接する突出部の各々の間にあるように、間隙を介している。第一のチャンバー１１０の突出部１２７および第二のチャンバー１１４の突出部１２９は、第一の担体材料１１２および第二の担体材料１１６を仕切り壁１１８から間隙を介させて、少なくとも片側の担体材料およびサセプタ配置の外表面に十分な気流を確保するように設けられる。
【０２１１】
図６に示すように、カートリッジ１０２を形成するために、第一の担体材料がニコチンおよびメントールで含浸されて、サセプタ配置１１２が第一の区画１１０に挿入され、第二の担体材料材料が乳酸で含浸されて、第二の担体材料およびサセプタ配置１１６が第二の区画１１４に挿入される。遠位端キャップ１０６は、次いで、第一の空気吸込み口１２０が第一の区画１１０と整列し、第二の空気吸込み口１２２が第二の区画１１４と整列するように、本体１０４の遠位端に挿入される。
【０２１２】
第一の空気吸込み口１２０は、第一の気流が、第一の空気吸込み口１２０を通してカートリッジ１０２に入り、第一の区画１１０を通って、第一の空気出口１２６を通してカートリッジ１０２から外へ出ることができるように、第一の空気出口１２６と流体連通している。第二の空気吸込み口１２２は、第二の気流が、第二の空気吸込み口１２２を通してカートリッジ１０２に入り、第二の区画１１４を通って、第二の空気出口１２８を通してカートリッジ１０２から外へ出ることができるように、第二の空気出口１２８と流体連通している。
【０２１３】
カートリッジ１０２を初めて使用する前に、第一の空気吸込み口１２０および第二の空気吸込み口１２２は、遠位端キャップ１０６の外部面に貼り付けられた取り外し可能な剥ぎ取り式の箔シールまたは貫通可能な箔シール（図示せず）で封止されうる。同様に、カートリッジ１０２を初めて使用する前に、第一の空気出口１２６および第二の空気出口１２８は、本体１０４の近位端壁の外部面に貼り付けられた取り外し可能な剥ぎ取り式の箔シールまたは貫通可能な箔シール（図示せず）で封止されうる。
【０２１４】
カートリッジ１０２は、第一の区画１１０および第二の区画１１４の下流にあり、かつ第一の区画１１０の第一の空気出口１２０および第二の区画１１４の第二の空気出口１２２と流体連通している第三の区画１３０をさらに含む。使用中、第一の気流内のニコチン蒸気は、第二の気流内の酸蒸気と第三の区画１３０で反応して、ニコチン塩粒子のエアロゾルを形成する。
【０２１５】
第三の区画１３０は、区画の近位端に直径約１．３ミリメートルの単一の開口部１３２を含む。第三の区画１３０はまた、外部空気が第三の区画に入り、ニコチン、酸および乳酸ニコチン塩蒸気を希釈することを可能にする通気入口１３２を含む。通気入口は約０．５ミリメートルの直径を有する。
【０２１６】
カートリッジ１０２はまた、第三の区画１３０の下流にあり、かつ第三の区画１３０の近位端で開口部１３２と流体連通しているマウスピース部分１４０を含む。マウスピース部分１４０は、約１３ミリメートルの長さおよびカートリッジ１０２の近位端に約５ミリメートルの直径を有する開口部を有する。
【０２１７】
使用中、ユーザーは、カートリッジ１０２のマウスピース部分１４０を吸って、第一の区画１１０および第二の区画１１２を通して第三の区画１３０の中へと、第三の区画１３０を通してマウスピース部分１４０の中へと、そして近位端の開口部を通してマウスピース部分１４０から外へと空気を引き出す。
【０２１８】
図７〜図９は、本開示の第一の実施形態による第二の担体材料およびサセプタ素子配置の概略図を示す。第二の区画の第二の担体材料およびサセプタ配置のみがここに示されているが、同じ担体材料およびサセプタ素子配置が、第一の区画の第一の担体材料およびサセプタ素子配置に提供されてもよいことが理解されるであろう。
【０２１９】
図７および図８は、担体材料１１６１および鉄メッシュサセプタ素子１１６２を含む第二の担体材料およびサセプタ素子配置１１６を示す。メッシュサセプタ素子１１６２は、担体材料１１６１と直接接触している。鉄メッシュサセプタ素子１１６２は、鉄メッシュサセプタ素子１１６２が担体材料１１６１と直接接触するように、当技術分野で公知の任意の適切な方法によって担体材料１１６１に直接付着されうる。この実施形態では、鉄メッシュサセプタ素子１１６２は、ＡＮＳＩ  ４２０ステンレス鋼から形成され、直径が約５０マイクロメートル、メッシュ寸法が約４００  Ｍｅｓｈ  ＵＳのフィラメントを有する。
【０２２０】
この実施形態では、担体材料１１６１は細長く、実質的に平面であり、二つの大きな対向する平面状の面を有する。鉄メッシュサセプタ素子１１６２は、担体材料の二つの大きな対向する平面状の面のうちの実質的に一つの上に付着され、そのため、メッシュサセプタ素子１１６２は、担体材料１１６１の表面積の少なくとも４０パーセントを覆い、これに接触している。
【０２２１】
図９は、図１〜図６のカートリッジ１０２の第二の区画１１４内の図７および図８の第二の担体材料およびサセプタ配置１１６を示す。図９に示すように、第二の区画１１４は、区画の一方の側面に沿って均等に離間した三つの突出部またはリブ１２９を備える。第二の担体材料およびサセプタ配置１１６は、サセプタ素子１１６２が突出部１２９に隣接または接触し、突出部１２９によって区画壁から離間するように区画内に配置される。この構成は、隣接する突出部１２９とサセプタとの間に空気チャネルを提供し、空気が第二の区画１１４を通って引き出されるときにサセプタ素子１１６２上の十分な空気流を確保する。
【０２２２】
図１０〜図１２は、本開示の第二の実施形態による第二の担体材料およびサセプタ配置の概略図を示す。第二の区画の第二の担体材料およびサセプタ配置のみがここに示されているが、同じ担体材料およびサセプタ素子配置が、第一の区画の第一の担体材料およびサセプタ素子配置に提供されてもよいことが理解されるであろう。
【０２２３】
図１０および図１１は、担体材料１１６１’および一対の鉄メッシュサセプタ素子１１６２’、１１６３’を含む、第二の担体材料およびサセプタ素子配置１１６’を示す。メッシュサセプタ素子１１６２’、１１６３’は、担体材料１１６１’と直接接触している。鉄メッシュサセプタ素子１１６２’、１１６３’は、鉄メッシュサセプタ素子１１６２’、１１６３’が担体材料１１６１’と直接接触するように、当技術分野で公知の任意の適切な方法によって担体材料１１６１’に直接付着される。この実施形態では、鉄メッシュサセプタ素子１１６２’、１１６３’の両方は、ＡＮＳＩ  ４２０ステンレス鋼から形成され、直径が約５０マイクロメートル、メッシュ寸法が約４００  Ｍｅｓｈ  ＵＳのフィラメントを有する。
【０２２４】
この実施形態では、担体材料１１６１は細長く、実質的に平面であり、二つの大きな対向する平面状の面を有する。第一のメッシュサセプタ素子１１６２’は、担体材料１１６１’の二つの大きな対向する平面状の面のうちの実質的に一つの上に付着され、そのため、第一のメッシュサセプタ素子１１６２は、担体材料１１６１’の表面積の少なくとも４０パーセントを覆い、これに接触している。第二のメッシュサセプタ素子１１６３’は、担体材料１１６１’の二つの大きな対向する平面状の面のうちの実質的にもう一つの上に付着され、そのため、第二のメッシュサセプタ素子１１６３’は、担体材料１１６１’の表面積の少なくとも４０パーセントを覆い、これに接触している。この配置では、担体材料１１６１’の表面積の少なくとも８０パーセントがサセプタ素子と接触している。
【０２２５】
図９は、カートリッジ１０２’の第二の区画１１４’内の図１０および図１１の第二の担体材料およびサセプタ配置１１６’を示す。カートリッジ１０２’は、図１〜図６のカートリッジ１０２と同一であるが、区画の片側に沿って均等に離間した三つの突出部と、区画の反対側に沿って均等に離間した三つの突出部の六つの突出部またはリブ１２９’を備える。第二の担体材料およびサセプタ配置１１６’は、第一のメッシュサセプタ素子１１６２’が、区画の片側で三つの突出部１２９’に隣接するか、または接触するように、また第二のメッシュサセプタ素子１１６３’が、区画の反対側で三つの突出部１２９’に隣接するか、または接触するように区画内に配置される。この配置では、両方のサセプタ素子１１６２’、１１６３’は、突出部１２９’によって区画の壁から離間している。この構成は、隣接する突出部１２９’とサセプタ素子との間に空気チャネルを提供し、空気が第二の区画１１４’を通って引き出されるときにサセプタ素子１１６２’、１１６３’上の十分な空気流を確保する。
【０２２６】
図１３は、乳酸ニコチン塩粒子を含むエアロゾルを発生させるための、本開示の実施形態によるエアロゾル発生システム２００の概略図を示す。
【０２２７】
エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置２０２と、図１〜６に示す本開示の実施形態によるカートリッジ１０２とを備える。
【０２２８】
エアロゾル発生装置２０２は、遠位端キャップ１０６と近位端壁１０８との間でカートリッジ１０２の遠位部分を受けるためのハウジング２０４の近位端にくぼみ２０６を画定するハウジング２０４を備える。
【０２２９】
インダクタコイル２０８は、くぼみ２０６の長さに沿って提供され、コイル２０８がくぼみを実質的に囲むように、くぼみ２０６と同軸上に整列される。カートリッジ１０２がくぼみ２０６内に受けられると、インダクタコイル２０８は、第一の区画１１０および第二の区画１１４の長さに沿って延びる。
【０２３０】
エアロゾル発生装置２０２は、ハウジング２０４内に収容された電源２１０および制御回路２１２をさらに備える。電源２１０は、制御回路２１２を介してインダクタコイル２０８に接続され、制御回路は、電源２１０からインダクタコイル２０８に供給される電力供給を制御するように構成される。
【０２３１】
電源２１０は、高周波振動電流をインダクタコイル２０８に、約５〜約７ＭＨｚの周波数で提供するように構成される。動作時、高周波振動電流がインダクタコイル２０８を通過して、サセプタ素子内で電圧を誘起する交番磁界を発生させる。誘起された電圧はサセプタ素子内に電流を流させ、この電流がサセプタ素子のジュール加熱を起こし、これが今度は第一のチャンバー２１０内のニコチン、および第二のチャンバー２１２内の酸を加熱する。使用中、エアロゾル発生装置２０２の制御回路２１２は、エアロゾル発生装置２０２の電源２１０からインダクタコイル２０８への電力供給を制御し、カートリッジ１０２の第一の区画１１０のサセプタと第二の区画１１４のサセプタとを約１００℃と実質的に同一の温度に加熱する。
【０２３２】
カートリッジ１０２がエアロゾル発生装置２０２のくぼみ２０６に挿入されると、マウスピース１４０は、ユーザーがマウスピース１４０にアクセスして近位端を吸ってニコチン乳酸塩粒子のエアロゾルを受けられるように、くぼみ２０６から延びる。
【０２３３】
装置２０２は、スイッチ（図示せず）を備える。使用中、ユーザーはスイッチを押して、装置２０２をオンにする。装置がオンになると、制御回路２１２は、電源２１０からインダクタコイル２０８に振動電流を供給して、カートリッジ１０２の第一の区画および第二の区画内のサセプタ素子を加熱する。システム２００は、ユーザーが装置上で第一の吸煙を行いうる前に、第一の区画および第二の区画の温度を約１００°Ｃの動作温度まで上昇させる必要がある。これは、ニコチン乳酸塩粒子の一貫したエアロゾルを確実に発生させるようにするためである。この実施形態において、システム２００が２０℃の周囲室温から加熱される場合、予熱時間は約５秒である。予熱時間の後、第一の区画および第二の区画が約１００℃の動作温度にある時に、ユーザーは、カートリッジ１０２のマウスピース１４０で第一の吸煙を行いうる。吸煙時に、ユーザーがマウスピース１４０の近位端を吸って、カートリッジ１０２の第一の区画１１０を通る第一の気流と、カートリッジ１０２の第二の区画１１４を通る第二の気流とを引き出す。第一の気流がカートリッジ１０２の第一の区画１１０を通って引き出される際に、ニコチン蒸気が第一の担体材料から第一の気流へと放出される。第二の気流がカートリッジ１０２の第二の区画１１４を通って引き出される際に、乳酸蒸気が第二の担体材料から第二の気流へと放出される。第一の気流内のニコチン蒸気および第二の気流内の乳酸蒸気は、第一の区画および第二の区画から第三の区画１３０内に引き出される。また、周囲空気は、通気入口１３４を介して第三の区画１３０内に引き出される。第三の区画１３０内で、第一の気流からのニコチン蒸気および第二の気流内の乳酸蒸気が相互に気相で反応して、ニコチン塩粒子のエアロゾルを形成する。ニコチン塩粒子のエアロゾルは、近位開口部１３２を通して第三の区画１３０からマウスピース１４０内に引き出され、マウスピース１４０の近位端を通してユーザーに送達される。
【０２３４】
図１４はクラスＥ電力増幅器を使用してインダクタコイルに高周波振動電流を供給するために使用されうる制御回路２１２の実施例を図示したものである。図１４から分かる通り、回路には電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１１１０（例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ））、切換信号（ゲート・ソース間電圧）をＦＥＴ  １１１０に供給するための矢印１１２０で示したトランジスタスイッチ供給回路、および分路コンデンサＣ１、およびコンデンサＣ２とインダクタコイルＬ２の直列接続を含むＬＣ負荷ネットワーク１１３０を備えた、トランジスタスイッチ１１００を含む、クラスＥ電力増幅器が含まれる。電池１０１を備えたＤＣ電源はチョークＬ１を含み、ＤＣ供給電圧を供給する。図１４には合計オーム負荷１１４０を表すオーム抵抗Ｒも示されており、これは記号Ｌ２の付いたフラットスパイラルインダクタコイルのオーム抵抗ＲCoilと、サセプタ素子のオーム抵抗ＲLoadの和である。
【０２３５】
構成要素の数が非常に少ないため、電源回路の体積は極端に小さく保つことができる。この極端に小さい体積の電源回路はＬＣ負荷ネットワーク１１３０のインダクタＬ２がサセプタ素子との誘導結合のためのインダクタとして直接的に使用されているために可能であり、またこの体積が小さいことから、誘導性の加熱装置の全体寸法が小さく保たれうる。
【０２３６】
クラスＥ電力増幅器の一般的な動作原理は公知であり、Ｎａｔｈａｎ  Ｏ．Ｓｏｋａｌのｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｌａｙ  Ｌｅａｇｕｅ（ＡＲＲＬ），Ｎｅｗｉｎｇｔｏｎ，ＣＴ，Ｕ．Ｓ．Ａの隔月雑誌ＱＥＸの２００１年１月／２月版の９〜２０ページに記載された「Ｃｌａｓｓ−Ｅ  ＲＦ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ」、およびＷＯ２０１５／１７７０４３Ａ１号（Ｐｈｉｌｉｐ  Ｍｏｒｒｉｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｓ．Ａ）に詳細に説明されている。
【０２３７】
本開示によれば、ほとんどのシステムではクラスＥ電力増幅器が好ましいが、ＷＯ  ２０１５／１７７０４３  Ａ１（Ｐｈｉｌｉｐ  Ｍｏｒｒｉｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｓ．Ａ）にも記載されているように、クラスＤ電力増幅器を含む回路アーキテクチャなどの他の回路アーキテクチャを使用することも可能である。
【０２３８】
サセプタ素子はサセプタ素子が加熱されるべき望ましい温度に近いキュリー温度を持つ材料または材料の組み合わせで製造できる。サセプタ素子の温度がこのキュリー温度を超えると、材料は強磁性から常磁性に変化する。従って、常磁性を持つ材料のヒステリシス損失は強磁性を持つ材料のそれよりもずっと低いため、サセプタ素子内のエネルギー分散は著しく低減される。サセプタ素子内でのこの電力損失の低減は検出可能であり、またそのため、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータによるＡＣ電力の発生は、サセプタ素子がキュリー温度を再び下回るまで冷却され、再び強磁性となるまで中断されうる。その後で、ＤＣ／ＡＣインバータによるＡＣ電力の発生が再開されうる。
【０２３９】
当該技術分野において通常の技量を持つ者であれば、本開示によるサセプタ素子を組み込んだその他のカートリッジ設計を思い付くことができる。例えば、カートリッジが、マウスピース部分を含むのではなく、装置がマウスピース部分を含んでもよい。マウスピース部分は、任意の所望の形状を有しうる。さらに、本開示によるコイルおよびサセプタ配置は既に説明したその他のタイプのシステムで使用することができ、これには加湿器、エアフレッシュナー、およびその他のカートリッジを備えるエアロゾル発生システムなどがある。
【０２４０】
上述の例示的な実施形態は例証するが限定はしない。上記で考察した例示的な実施形態に照らすことによって、上記の例示的な実施形態と一貫したその他の実施形態も当業者には明らかとなろう。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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