(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生装置であって、
電源と、
少なくとも１つのヒーターと、
エアロゾル発生物品を受けるためのくぼみと、
第一の電極および前記第一の電極から間隔をおいて配置された第二の電極であって、その結果、エアロゾル発生物品の少なくとも一部分が、エアロゾル発生物品が前記くぼみ内に受けられた時に、前記第一の電極と前記第二の電極との間に受けられる、第一の電極および第二の電極と、
エアロゾル発生物品が前記くぼみ内に受けられた時に、前記電源からエアロゾル発生物品を加熱するための前記少なくとも１つのヒーターへの動力供給を制御するためのコントローラとを備え、前記コントローラが、エアロゾル発生物品が前記くぼみ内に受けられた時に前記第一の電極と前記第二の電極との間の電気的な負荷を測定するように構成され、前記コントローラが、前記測定された電気的な負荷が所定のしきい値を超えた時に前記電源から前記少なくとも１つのヒーターへの前記動力供給を終えるように構成される、エアロゾル発生装置。
【請求項２】
前記電気的な負荷が、抵抗負荷および容量負荷のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
【請求項３】
前記第一の電極および前記第二の電極のうちの少なくとも１つが、前記少なくとも１つのヒーターの部分を形成する、請求項１または２に記載のエアロゾル発生装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのヒーターが、エアロゾル発生物品が前記くぼみ内に受けられた時に、エアロゾル発生物品内へ挿入されるように配置された細長いヒーターを含み、前記第一の電極が、前記細長いヒーターの部分を形成し、前記第二の電極が、前記くぼみの内部表面に提供され、その結果、エアロゾル発生物品が前記くぼみ内に受けられた時に、前記第二の電極が前記くぼみの内部表面とエアロゾル発生物品の外側表面との間に位置する、請求項３に記載のエアロゾル発生装置。
【請求項５】
前記第二の電極が、実質的な環状形状を有し、その結果、エアロゾル発生物品が前記くぼみ内に受けられた時に、前記第二の電極がエアロゾル発生物品の少なくとも一部分を囲む、請求項４に記載のエアロゾル発生装置。
【請求項６】
前記第一および第二の電極が、前記くぼみの内部表面に提供され、前記第一および第二の電極が、エアロゾル発生物品が前記くぼみ内に受けられた時に前記エアロゾル発生物品の少なくとも一部分が前記第一の電極と前記第二の電極との間に位置するように相互に対向して位置する、請求項１または２に記載のエアロゾル発生装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのヒーターが、前記くぼみの前記内部表面に提供され、その結果、使用時に前記少なくとも１つのヒーターが前記くぼみ内に受けられたエアロゾル発生物品の外側表面を加熱する、請求項６に記載のエアロゾル発生装置。
【請求項８】
エアロゾル発生システムであって、
請求項１〜７のいずれかに記載のエアロゾル発生装置と、
エアロゾル発生基体を含むエアロゾル発生物品とを備え、前記エアロゾル発生基体が、２０℃の温度で非液状であり、前記エアロゾル発生システムが、前記エアロゾル発生基体の少なくとも一部分が前記電気的な負荷の少なくとも一部を形成し、前記エアロゾル発生物品が前記くぼみ内に受けられた時に前記第一の電極と前記第二の電極との間に受けられるように配置される、エアロゾル発生システム。
【請求項９】
前記エアロゾル発生基体が、誘電体材料であり、前記コントローラによって測定された前記電気的な負荷が、容量負荷である、請求項８に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１０】
前記エアロゾル発生基体が、導電性であり、前記コントローラによって測定された前記電気的な負荷が、抵抗負荷である、請求項８に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１１】
前記エアロゾル発生物品がさらに、前記エアロゾル発生基体に巻かれたラッパーを含み、前記ラッパーの少なくとも一部分が、前記電気的な負荷の一部を形成する、請求項８〜１０のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１２】
前記ラッパーが、紙シートおよび前記紙シートに吸収された少なくとも１つの液体を含む、請求項１１に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１３】
前記エアロゾル発生物品がさらに、前記エアロゾル発生基体が受けられる区画を画定するカプセルを含む、請求項８〜１０のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１４】
前記エアロゾル発生基体がたばこを含む、請求項８〜１３のいずれか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】
本発明は、電気的な負荷を測定するための電極を含むエアロゾル発生装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル発生システムの１つのタイプは、電気的に作動する喫煙システムである。既知の手持ち式の電気的に作動する喫煙システムは、一般的に、電池と、制御電子回路と、エアロゾル発生装置と併用するために特に設計されたエアロゾル発生物品を加熱するための電気ヒーターとを備えたエアロゾル発生装置を備える。一部の例では、エアロゾル発生物品は、たばこロッドまたはたばこプラグなどのエアロゾル発生基体を含み、エアロゾル発生装置内に収容されるヒーターは、エアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置に挿入される際にエアロゾル発生基体にまたはその周りに挿入される。代替の電気的に作動する喫煙システムでは、エアロゾル発生物品は、容器に入っていないたばこなどのエアロゾル発生基体を含むカプセルを含んでもよい。
【０００３】
たばこなどのエアロゾル発生基体は、一般的にはエアロゾル発生装置内で加熱された時にエアロゾルを形成する１つ以上の揮発性化合物を含む。エアロゾル発生装置内で連続的に加熱されている間、揮発性化合物は、エアロゾル発生基体内に残留する揮発性化合物のレベルが消費者に喫煙の体験の減少をもたらしうる適切なエアロゾル発生を支持するのに不十分な状態になりうるまで、エアロゾル発生基体から涸渇する。
【０００４】
したがって、エアロゾル発生装置におけるエアロゾル発生基体の加熱の間、エアロゾル発生基体に残留する揮発性化合物のレベルを監視することができるエアロゾル発生装置を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第一の態様によると、電源、少なくとも１つのヒーター、およびエアロゾル発生物品を受けるためのくぼみを備えるエアロゾル発生装置が提供される。装置はさらに、第一の電極と、第一の電極から間隔をおいて配置された第二の電極とを備え、その結果、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時に、エアロゾル発生物品の少なくとも一部分が、第一の電極と第二の電極との間に受けられる。装置はまた、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時に、電源からエアロゾル発生物品を加熱するための少なくとも１つのヒーターへの動力供給を制御するためのコントローラを含む。コントローラは、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時に第一の電極と第二の電極との間の電気的な負荷を測定し、測定された電気的な負荷が所定のしきい値を超えた時に電源から少なくとも１つのヒーターへの動力供給を終えるように構成される。
【０００６】
本明細書で使用される場合、「エアロゾル発生物品」という用語は、加熱された際にエアロゾルを形成しうる揮発性化合物を放出するエアロゾル発生基体を含む物品を意味する。
【０００７】
本発明によるエアロゾル発生装置は有利には、エアロゾル発生物品が第一の電極と第二の電極との間に受けられた時にエアロゾル発生物品の少なくとも一部分に渡る電気的な負荷を測定する。一般的には、エアロゾル発生物品が使用時にエアロゾル発生装置を用いて加熱された時、エアロゾル発生物品における揮発性化合物は蒸発する。エアロゾル発生物品からの揮発性化合物の蒸発は、第一の電極と第二の電極との間の電気的な負荷の変化をもたらす。したがって、第一の電極と第二の電極との間の測定された電気的な負荷の変化は有利には、エアロゾル発生物品に残留する１つ以上の揮発性化合物の量の表示を与えるために用いることができる。
【０００８】
測定された電気的な負荷を用いてエアロゾル発生物品に残留する１つ以上の揮発性化合物の量を監視することは有利には、エアロゾル発生物品に対する適切な長さの加熱サイクルの使用を容易にする。したがって、エアロゾル発生装置は、電気的な負荷または電気的な負荷の変化がエアロゾル発生物品からの１つ以上の揮発性化合物の実質的な涸渇を示す所定のしきい値に到達した時にエアロゾル発生物品の加熱を終えるように構成される。１つ以上の揮発性化合物がエアロゾル発生物品から涸渇した時にエアロゾル発生物品の加熱を防ぐことはさらに、消費者のための喫煙の体験の減少の発生を防ぎうる。１つ以上の揮発性化合物がエアロゾル発生物品から涸渇した時にエアロゾル発生物品の加熱を防ぐことはさらに、エアロゾル発生物品が乾燥するのにつれて過熱されることによるエアロゾル発生物品の偶発的な燃焼のリスクを減少しうる。
【０００９】
電気的な負荷は、抵抗負荷および容量負荷のうち少なくとも１つを含みうる。有利には、抵抗および容量負荷は、複雑な電子装置を要求することなく測定されうる。有利には、エアロゾル発生物品の抵抗または容量負荷は一般的には、予測可能な手法で変化し、これは、電気的な負荷の測定された変化とエアロゾル発生物品からの１つ以上の揮発性化合物の涸渇の量との間の正確な相関関係を容易にしうる。
【００１０】
上述の任意の実施形態では、少なくとも１つのヒーターは、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にエアロゾル発生物品内へ挿入されるように構成された細長いヒーターを含んでいてもよい。細長いヒーターは、任意の適切な形状を有して、エアロゾル発生物品への挿入を容易にすることができる。例えば、細長いヒーターはヒーターブレードであってもよい。
【００１１】
追加的に、または別の方法として、少なくとも１つのヒーターは、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にエアロゾル発生物品の外側表面に隣接して位置するヒーターを含んでもよい。少なくとも１つのヒーターは、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にエアロゾル発生物品の少なくとも一部分を囲むように構成された実質的に環状のヒーターを含んでもよい。追加的に、または別の方法として、少なくとも１つのヒーターは、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にエアロゾル発生物品の端部に隣接して位置する実質的に平面のヒーターを含んでもよい。
【００１２】
本明細書で使用される、「内部」および「外部」という用語は、エアロゾル発生装置の構成要素の相対的な位置またはエアロゾル発生装置の構成要素の部分について言及するために使用される。例えば、構成要素の内側表面は、装置の内部に向かって面し、構成要素の外側表面は、装置の外部に向かって面する。
【００１３】
上述の任意の実施形態では、第一の電極および第二の電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つのヒーターの部分を形成しうる。第一の電極は、少なくとも１つのヒーターの部分を形成し、第二の電極は、第一の電極および少なくとも１つのヒーターから分離し、かつそれらから間隔をおいて配置されることが好ましい。
【００１４】
そのような構成は、少なくとも１つのヒーターがエアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にエアロゾル発生物品内へ挿入されるように配置された細長いヒーターを含む実施形態に特に適しうる。それらの実施形態では、第一の電極は、細長いヒーターの部分を形成し、第二の電極は、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時に第二の電極がくぼみの内部表面とエアロゾル発生物品の外側表面との間に位置するようにくぼみの内部表面に提供されることが好ましい。
【００１５】
少なくとも１つのヒーターの部分として第一の電極を形成することは、エアロゾル発生装置を製造するのに要求される多くの構成要素を減少しうる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのヒーターは、抵抗発熱体を含む抵抗ヒーターを含む。そのような実施形態では、第一の電極は、共通の電気的に絶縁された基体に別個に提供されうる。別の方法として、抵抗発熱体はまた、第一の電極を形成することができ、さらにエアロゾル発生装置の構造を簡単にすることができる。
【００１６】
エアロゾル発生物品がくぼみ内に挿入された時に第一の電極が少なくとも１つのヒーターの部分を形成し、少なくとも１つのヒーターがエアロゾル発生物品内へ挿入されるように配置された細長いヒーターを含むそれらの実施形態では、第二の電極は、実質的な環状形状を有し、その結果、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時に、第二の電極がエアロゾル発生物品の少なくとも一部分を囲むことが好ましい。
【００１７】
少なくとも１つのヒーターの部分として第一および第二の電極のうち一方または両方を形成するための代替例として、第一および第二の電極は、くぼみの内部表面に提供され、第一および第二の電極は、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にエアロゾル発生物品の少なくとも一部分が第一の電極と第二の電極との間に位置するように相互に対向して位置しうる。そのような構成は、少なくとも１つのヒーターがエアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にエアロゾル発生物品内へ挿入されるように構成されない実施形態に特に適しうる。例えば、くぼみの内部表面上に相互に対向する第一および第二の電極を提供することは特に、少なくとも１つのヒーターがエアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にエアロゾル発生物品の外側表面に隣接して位置する実施形態に適しうる。したがって、少なくとも１つのヒーターは、くぼみの内部表面に提供され、その結果、使用時に少なくとも１つのヒーターがくぼみ内に受けられたエアロゾル発生物品の外側表面を加熱しうる。
【００１８】
上述した任意の実施形態において、少なくとも１つのヒーターは、電気抵抗性の材料を含むことが好ましい。適切な電気抵抗性の材料としては、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金、およびセラミック材料と金属材料とでできた複合材料が挙げられるが、これに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープシリコン炭化物が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族の金属が挙げられる。適切な合金の例は、ステンレス鋼、ニッケル−、コバルト−、クロミウム−、アルミニウム−チタン−ジルコニウム−、ハフニウム−、ニオビウム−、モリブデン−、タンタル−、タングステン−、スズ−、ガリウム−、マンガン−および鉄を含有する合金、およびニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼系の超合金、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）および鉄−マンガン−アルミニウム系の合金を含む。複合材料では、電気抵抗性の材料は、必要とされるエネルギー伝達の動態学および外部の物理化学的性質に応じて、随意に断熱材料に埋め込み、封入、または断熱材料で被覆されてもよく、もしくはその逆であってもよい。適切な化合物ヒーター要素の例は、第ＵＳ−Ａ−５，４９８，８５５号、第ＷＯ−Ａ−０３／０９５６８８号および第ＵＳ−Ａ−５，５１４，６３０号に開示されている。
【００１９】
本発明はまた、エアロゾル発生物品を有するエアロゾル発生装置の組み合わせにも及ぶ。したがって、本発明の第二の態様によれば、上述の任意の実施形態に従って、本発明の第一の態様によるエアロゾル発生物品と、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提供される。エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生基体を含み、エアロゾル発生基体は、２０℃の温度で非液状である。エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生基体の少なくとも一部分が電気的な負荷の少なくとも一部を形成し、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時に第一の電極と第二の電極との間に受けられるように配置される。
【００２０】
エアロゾル発生基体はたばこを含むことが好ましい。
【００２１】
エアロゾル発生基体は誘電体材料であってもよい。そのような実施形態では、コントローラによって測定された電気的な負荷は、容量負荷であることが好ましい。
【００２２】
エアロゾル発生基体は導電性であってもよい。そのような実施形態では、コントローラによって測定された電気的な負荷は、抵抗負荷であることが好ましい。
【００２３】
エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生基体に巻かれたラッパーを含み、ラッパーの少なくとも一部分は、電気的な負荷の一部を形成する。そのような実施形態では、ラッパーは、多孔性基体材料および多孔性基体材料に吸収された液体を含みうる。多孔性基体材料に吸収された液体を含むラッパーを提供することは、エアロゾル発生物品の加熱の間に変化する第一の電極と第二の電極との間の少なくとも部分的な電気的な負荷を提供しうる。すなわち、多孔性基体に吸収された少なくともある量の液体は、エアロゾル発生物品の加熱の間蒸発しうる。
【００２４】
ラッパーは、紙シートおよび紙シートに吸収された少なくとも１つの液体を含むことが好ましい。紙シートの固体の構成要素は、多孔性基体材料を形成する。多孔性基体材料に吸収された液体は、紙が湿式塗布プロセスなどの従来の製紙プロセスを用いて形成された後に紙の残留含水量を含んでいてもよい。追加的に、または別の方法として、液体は、紙が形成された後に紙に添加されてもよい。液体は水を含んでもよい。
【００２５】
上述の任意の実施形態では、エアロゾル発生基体は固体のエアロゾル発生基体であることが好ましい。エアロゾル発生基体は、加熱に伴い基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含む、たばこ含有材料を含むことが好ましい。エアロゾル発生基体は非たばこ材料を含みうる。エアロゾル発生基体は、たばこ含有材料および非たばこ含有材料を備えうる。
【００２６】
固体のエアロゾル発生基体は、薬草の葉、たばこ葉、たばこの茎、膨化たばこおよび均質化したたばこのうち１つ以上を含む、例えば、粉末、顆粒、ペレット、断片、より糸、細片またはシートのうち１つ以上を含みうる。
【００２７】
随意に、固体のエアロゾル発生基体は、たばこまたは非たばこ揮発性風味化合物を含んでもよく、それは固体のエアロゾル発生基体の加熱に応じて放出される。また、固体のエアロゾル発生基体は、例えば、さらなるたばこ揮発性風味化合物または非たばこ揮発性風味化合物を含む１つ以上のカプセルを含んでもよく、このようなカプセルは、固体のエアロゾル発生基体の加熱の間に溶解してもよい。
【００２８】
随意に、固体のエアロゾル発生基体は、熱的に安定な担体上に提供されてもまたはその中に包埋されてもよい。担体は、粉末、顆粒、ペレット、断片、より糸、細片またはシートの形態をとってもよい。固体のエアロゾル発生基体は、例えば、シート、泡、ゲルまたはスラリーの形態で担体の表面上に沈着してもよい。固体のエアロゾル発生基体は、担体の全表面上に沈着してもよく、または代わりに、使用中、均一でない風味送達を提供するために一定のパターンにおいて沈着してもよい。
【００２９】
用語「均質化したたばこ材料」は本明細書で使用される時、粒子状たばこを凝集することによって形成される材料を意味する。
【００３０】
本明細書に使用される「シート」という用語は、実質的にその厚さより大きい幅および長さを有する薄層状の要素を意味する。
【００３１】
本明細書に使用される「集められた」という用語は、巻き込まれ、折り畳まれ、または別途エアロゾル発生物品の長手方向軸に対して実質的に横方向に圧縮され、または収縮したシートを記述するために使用される。
【００３２】
好ましい実施形態において、エアロゾル発生基体は均質化したたばこ材料のきめのあるシートの集合体を含む。
【００３３】
本明細書で使用される「きめのあるシート」という用語は、捲縮され、型押しされ、デボス加工され、穿孔され、または別途変形されたシートを意味する。エアロゾル発生基体は、複数の間隔をおいたへこみ、突起、穿孔またはそれらの組み合わせを含む均質化したたばこ材料のきめのあるシートの集合体を含んでもよい。
【００３４】
特に好ましい実施形態において、エアロゾル発生基体は均質化したたばこ材料の捲縮したシートの集合体を含む。
【００３５】
均質化したたばこ材料のきめのあるシートの使用は、均質化したたばこ材料シートの集結を都合よく容易にしてエアロゾル発生基体を形成してもよい。
【００３６】
本明細書に使用される「捲縮したシート」という用語は、複数の実質的に平行した隆起または波型形状を有するシートを意味する。実質的に平行した隆起または波型形状は、エアロゾル発生物品の長手方向軸に沿って、またはそれに平行に延びることが好ましい。これは、均質化したたばこ材料の捲縮したシートの集合を都合良く容易にしてエアロゾル発生物品を形成する。しかし、エアロゾル発生物品に含めるための均質化したたばこ材料の捲縮したシートが、別の方法としてまたは追加的に、エアロゾル発生物品の長手方向軸に鋭角または鈍角で配置される複数の実質的に平行した隆起または波型形状を有してもよいことが認識される。
【００３７】
本明細書で使用される「エアロゾル形成体」という用語は、使用において、エアロゾルの形成を容易にし、実質的にエアロゾル発生物品の使用温度にて熱分解に対して抵抗性である任意の適切な周知の化合物または化合物の混合物を記述するために使用される。
【００３８】
適切なエアロゾル形成体は、多価アルコール（プロピレングリコール、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−、ジ−またはトリアセテートなど）、およびモノ−、ジ−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、これらに限定されない。
【００３９】
好ましいエアロゾル形成体は、多価アルコールまたはその混合物（例えばプロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオールおよび最も好ましくはグリセリン）である。
【００４０】
エアロゾル発生基体は単一のエアロゾル形成体を含んでもよい。別の方法として、エアロゾル発生基体は、２つ以上のエアロゾル形成体の組み合わせを含んでもよい。
【００４１】
エアロゾル発生基体は、乾燥質量ベースにおいて５パーセントを超えるエアロゾル形成体の含有量を有しうる。
【００４２】
エアロゾル発生基体は、乾燥質量ベースにおいておよそ５パーセント〜およそ３０パーセントの間のエアロゾル形成体の含有量を有してもよい。
【００４３】
エアロゾル発生基体は、乾燥質量ベースで２０パーセントを超えるエアロゾル形成体の含有量を有しうる。
【００４４】
実施形態の代替のセットでは、エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生基体が受けられる区画を画定するカプセルを含んでもよい。そのような実施形態では、特にカプセルがプラスチックなどの電気的な断熱材料から形成される実施形態では、好ましくは、コントローラは、第一の電極と第二の電極との間の容量負荷を測定するように構成されてもよい。
【００４５】
カプセルは、基部、基部から延びる実質的な円筒形の壁、および基部に対向する開端部を含みうる。エアロゾル発生物品はさらに、カプセルに接続され、かつ開端部にわたって延び区画内のエアロゾル発生基体をシールするシールを含む。そのような実施形態では、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時にシールを貫通するように配置された貫通要素を含むことが好ましい。少なくとも１つのヒーターが細長いヒーターを含むそれらの実施形態では、細長いヒーターは、貫通要素を形成しうる。別の方法として、貫通要素は、少なくとも１つのヒーターとは別に提供されてもよい。
【００４６】
エアロゾル発生物品が、エアロゾル発生基体が受けられる区画を画定するカプセルを備えるそれらの実施形態では、エアロゾル発生基体は、たばこを含むことが好ましく、パイプたばこ、カットフィラー、再構成たばこ、均質化したたばこ、およびそれらの組合せのうちの少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００４７】
エアロゾル発生基体は、エアロゾル形成体を含みうる。エアロゾル発生基体は、均質化したたばこ材料と、エアロゾル形成体と、水とを含むことが好ましい。均質化したたばこ材料を提供することで、エアロゾル発生物品の加熱の間に発生したエアロゾルのエアロゾル発生、ニコチン含有量および風味プロフィールが改善されうる。特に、均質化したたばこを作るプロセスは、たばこ葉を粉砕するプロセスが関与しており、これにより、加熱によってより効果的なニコチンおよび風味の放出が可能になる。
【００４８】
均質化したたばこ材料は、折り畳まれた、捲縮された、または細片に切断されたのうちの１つのシートで提供されることが好ましい。特に好ましい実施形態では、シートは、約０．２ミリメートル〜約２ミリメートル、より好ましくは約０．４ミリメートル〜約１．２ミリメートルの幅を持つ細片に切断される。一つの実施形態では、細片の幅は約０．９ミリメートルである。
【００４９】
別の方法として、均質化したたばこ材料は、球形化を使用して球形に形成してもよい。球形の平均直径は、約０．５ミリメートル〜約４ミリメートルであることが好ましく、約０．８ミリメートル〜約３ミリメートルであることがより好ましい。
【００５０】
エアロゾル発生基体は、約５５〜約７５重量パーセントの均質化したたばこ材料と、約１５〜約２５重量パーセントのエアロゾル形成体と、約１０〜約２０重量パーセントの水とを含むことが好ましい。
【００５１】
エアロゾル発生基体の試料を測定する前に、相対湿度５０パーセント、２２℃で、４８時間にわたり平衡化させた。均質化したたばこ材料の含水量を決定するためにＫａｒｌ  Ｆｉｓｃｈｅｒ技法が使用された。
【００５２】
エアロゾル発生基体はさらに、約０．１〜約１０重量パーセントの風味剤を含みうる。風味剤は、メントールなど、当技術で周知の適切な任意の風味剤としうる。
【００５３】
カプセルを含むエアロゾル発生物品における使用のための均質化したたばこ材料のシートは、たばこ葉ラミナおよびたばこ葉茎のうちの一方または両方を粉砕またはその他の方法で細分することによって得られた粒子状たばこを凝集することによって形成されてもよい。
【００５４】
カプセルを含むエアロゾル発生物品で使用するための均質化したたばこ材料のシートは、粒子状たばこの凝集を補助するために、たばこ内因性結合剤である１つ以上の内因性結合剤、たばこ外来性結合剤である１つ以上の外因性結合剤、それはまたはそれらの組み合わせを含んでもよい。別の方法として、または加えて、均質化したたばこ材料のシートは、たばこおよび非たばこ繊維、風味剤、充填剤、水性および非水性の溶媒およびこれらの組み合わせを含むが限定されないその他の添加剤を含んでもよい。
【００５５】
カプセルを含むエアロゾル発生物品で使用するための均質化したたばこ材料のシートに含める適切な外因性結合剤は、当業界で周知であり、例えばグアーガム、キサンタンガム、アラビアゴムおよびローカストビーンガムなどのゴム、例えばヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースおよびエチルセルロースなどのセルロース結合剤、例えばデンプン、アルギン酸などの有機酸、アルギン酸ナトリウム、寒天および３０ペクチンなどの有機酸の共役塩基塩などの多糖類、およびこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。
【００５６】
均質化したたばこ材料シートを製造するための多数の再構成プロセスが当業界で周知である。これらには、例えばＵＳ−Ａ−３，８６０，０１２号に記載されているタイプの製紙プロセス、例えばＵＳ−Ａ−５，７２４，９９８号に記載されているタイプのキャスティングまたは「キャストリーフ」プロセス、例えばＵＳ−Ａ−３，８９４，５４４号に記載されているタイプの軟塊再構成プロセス、および例えばＧＢ−Ａ−９８３，９２８号に記載されているタイプの押出プロセスが含まれるが、これらに限定されない。一般に、押出プロセスおよび軟塊再構成プロセスにより製造された均質化したたばこ材料シートの密度は、キャスティングプロセスにより製造した均質化したたばこ材料シートの密度よりも大きい。
【００５７】
カプセルを含むエアロゾル発生物品において使用するための均質化したたばこ材料のシートは、粒子状たばこおよび１つ以上の結合剤を含むスラリーをコンベヤーベルトまたはその他の支持表面上にキャスティングし、キャストスラリーを乾燥させて均質化したたばこ材料のシートを形成し、均質化したたばこ材料のシートを支持表面から除去することを一般的に含むタイプのキャスティングプロセスにより形成されることが好ましい。
【００５８】
均質化したたばこシート材料は、異なるタイプのたばこを使用して生成されうる。例えば、たばこシート材料は、数多くの異なる種類のたばこ、またはたばこ植物の異なる部位（葉や茎など）からのたばこを使用して形成されうる。処理後に、シートは一貫した属性と均質化した風味を持つ。単一シートの均質化したたばこ材料は、特定の風味を持つように生成されうる。異なる風味を持つ製品を生成するには、異なるたばこシート材料が生成される必要がある。多数の異なるきざみたばこを従来的な紙巻たばこに混合することによって生成される一部の風味は、単一の均質化したたばこシートで複製するのが困難な場合がある。例えば、バージニア種たばこおよびバーレー種たばこは、個別の風味を最適化するために異なる方法で処理される必要がありうる。特定ブレンドのバージニア種およびバーレー種のたばこを単一シートの均質化したたばこ材料内に複製することは可能でないかもしれない。そのため、エアロゾル発生基体は第一の均質化したたばこ材料および第二の均質化したたばこ材料を備えうる。２つの異なるシートのたばこ材料を単一のエアロゾル発生基体に組み合わせることにより、単一シートの均質化したたばこでは生成できない新しいブレンドを創出しうる。
【００５９】
エアロゾル形成体は、少なくとも一つの多価アルコールを含むことが好ましい。好ましい一つの実施形態では、エアロゾル形成体は、トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、プロピレングリコール、およびグリセリンのうち少なくとも一つを含む。
【００６０】
本発明の第三の態様によれば、上述の任意の実施形態に従って、本発明の第一の態様によるエアロゾル発生物品と、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提供される。エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生基体を含み、エアロゾル発生基体は、少なくとも１つの液体および少なくとも１つの固体を含む。エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生基体の少なくとも一部分が電気的な負荷の少なくとも一部を形成し、エアロゾル発生物品がくぼみ内に受けられた時に第一の電極と第二の電極との間に受けられるように配置される。エアロゾル発生物品は、本発明の第二の態様を参照して本明細書に説明するいずれかの選択的なまたは好ましい特徴を含みうる。
ここで、以下の添付図面を参照しながら本発明をさらに説明するが、これは例証としてのみである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、本発明によるエアロゾル発生装置を示す。
【図２】図２は、図１のエアロゾル発生装置を用いて使用するためのエアロゾル発生物品を示す。
【図３】図３は、図２のエアロゾル発生物品と組み合わせて、エアロゾル発生システムを形成する図１のエアロゾル発生装置を示す。
【図４】図４は、本発明による代替的なエアロゾル発生システムを示す。
【図５】図５は、本発明によるさらなる代替的なエアロゾル発生システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
図１は、ハウジング１２を含むエアロゾル発生装置１０を示し、ハウジング１２は、エアロゾル発生物品を受けるためのくぼみ１４を画定する。装置１０は、基部部分１８と、エアロゾル発生物品がくぼみ１４内に挿入された時にエアロゾル発生物品を貫通するヒーターブレード２０とを備えたヒーター１６を含む。ヒーターブレード２０は、くぼみ１４内に挿入されたエアロゾル発生物品の上流端を抵抗加熱するための抵抗加熱コイル２２を含む。コントローラ２４は、電池２６からヒーターブレード２０の抵抗加熱コイル２２への電流の供給を含めた、装置１０の動作を制御する。
【００６３】
抵抗加熱コイル２２はまた、第一の電極２８を形成し、第二の電極３０は、くぼみ１４の表面に提供される。
【００６４】
図２は、図１のエアロゾル発生装置１０で使用するためのエアロゾル発生物品４０を示す。エアロゾル発生物品４０は、エアロゾル発生基体４２と、中空のアセテートチューブ４４と、高分子フィルター４６と、マウスピース４８と、外側ラッパー５０とを備える。エアロゾル発生基体４２はたばこのプラグを含み、マウスピース４８はセルロースアセテートファイバーのプラグを含む。
【００６５】
図３は、エアロゾル発生装置１０のくぼみ１４内に挿入されたエアロゾル発生物品４０を示す。物品４０のくぼみ１４内への挿入後に、ヒーターブレード２０は、エアロゾル発生基体４２の一部分が第一の電極２８と第二の電極３０との間に位置するようにエアロゾル発生基体４２を貫通する。
【００６６】
使用時に、コントローラ２４は、電池２６から抵抗加熱コイル２２へ電流を供給して、エアロゾル発生基体４２を加熱する。加熱サイクルの間、エアロゾル発生基体４２内の少なくともいくらかの１つ以上の揮発性化合物は、蒸発し、コントローラ２４によって測定された第一の電極２８と第二の電極３０との間の電気的な負荷の変化をもたらす。測定された電気的な負荷がエアロゾル発生基体４２からの揮発性化合物の有意な涸渇を示す所定のレベルに到達した時、コントローラ２４は、電池２６から抵抗加熱コイル２２への電流の供給を終え、エアロゾル発生基体４２のさらなる加熱を防ぐ。
【００６７】
図４は、エアロゾル発生装置１００およびデバイス１００内に受けられたエアロゾル発生物品２００を含む、本発明による代替のエアロゾル発生システムを示す。
【００６８】
エアロゾル発生装置１００は、エアロゾル発生物品２００を受けるためのくぼみ１０４を画定するハウジング１０２を備える。取り外し可能な端部キャップ１０６は、取り外されてエアロゾル発生物品２００のくぼみ１０４内への挿入を可能にし、取り外し可能な端部キャップ１０６は、使用時に空気をくぼみ１０４内に入れるための空気吸込み口１０８を含む。装置１００は、その中にエアロゾル発生物品２００が受けられる環状のヒーター１１０を含む。コントローラ１１２は、電池１１４から環状のヒーター１１０への電流の供給を含めた、装置１００の動作を制御する。装置１００の下流端にあるマウスピース１１６は、空気出口１１８を含み、使用時に消費者が空気をエアロゾル発生物品２００および装置１００を通じて引き出すことを可能にする。
【００６９】
エアロゾル発生装置１００はさらに、くぼみ１０４の上流端に提供された第一の電極１２０および第二の電極１２２を含み、第一および第二の電極１２０、１２２は、くぼみ１０４の内部表面の反対側に相互に対向して提供される。外側ラッパー２０４に巻かれたエアロゾル発生基体２０２を含むエアロゾル発生物品２００は、エアロゾル発生基体２０２の上流端が第一の電極１２０と第二の電極１２２との間に位置されるようにくぼみ１０４内に挿入される。エアロゾル発生物品２００はまた、環状のヒーター１１０内に受けられる。
【００７０】
使用時に、コントローラ１１２は、電池１１４から環状のヒーター１１０へ電流を供給して、エアロゾル発生基体２０２を加熱する。加熱サイクルの間、少なくともいくらかのエアロゾル発生基体２０２内の１つ以上の揮発性化合物は、蒸発し、コントローラ１１２によって測定された第一の電極１２０と第二の電極１２２との間の電気的な負荷の変化をもたらす。測定された電気的な負荷がエアロゾル発生基体２０２からの揮発性化合物の有意な涸渇を示す所定のレベルに到達した時、コントローラ１１２は、電池１１４から環状のヒーター１１０への電流の供給を終え、エアロゾル発生基体２０２のさらなる加熱を防ぐ。
【００７１】
図５は、エアロゾル発生装置３００およびデバイス３００内に受けられたエアロゾル発生物品４００を含む、本発明による代替のエアロゾル発生システムを示す。
【００７２】
エアロゾル発生装置３００は、エアロゾル発生物品４００を受けるためのくぼみ３０４を画定するハウジング３０２を備える。取り外し可能なマウスピース３０６は、取り外されて、エアロゾル発生物品４００のくぼみ３０４内への挿入を可能にし、取り外し可能なマウスピース３０６は、取り外し可能なマウスピース３０６がハウジング３０２に再び取り付けられた時にエアロゾル発生物品４００のシール４０２を破壊するための貫通要素３０８を含む。取り外し可能なマウスピース３０６はさらに、空気をくぼみ３０４内に通すための空気吸込み口３１０を含み、空気出口３１２は、貫通要素３０８を通じて延び、使用時に消費者が空気をくぼみ３０４の中から外へ引き出すことを可能にする。
【００７３】
装置３００は、環状のヒーター３１４を含み、その中にエアロゾル発生物品４００が受けられる。コントローラ３１６は、電池３１８から環状のヒーター３１４への電流の供給を含めた、装置３００の動作を制御する。
【００７４】
エアロゾル発生装置３００はさらに、くぼみ３０４の上流端に提供された第一の電極３２０および第二の電極３２２を含み、第一および第二の電極３２０、３２２は、くぼみ３０４の内部表面の反対側に相互に対向して提供される。
【００７５】
エアロゾル発生物品４００は、シール４０２によって開端部がシールされたカプセル４０４を含み、シール４０２は、取り外し可能なマウスピース３０６がハウジング３０２に取り付けられた時に貫通要素３０８によって貫通される。容器に入っていないたばこを含むエアロゾル発生基体４０６は、カプセル４０４内に含まれる。使用時に、エアロゾル発生物品４００は、エアロゾル発生基体４０６の上流端が第一の電極３２０と第二の電極３２２との間に位置されるようにくぼみ１０４内に挿入される。エアロゾル発生物品２００はまた、環状のヒーター３１４内に受けられる。
【００７６】
使用時に、コントローラ３１６は、電池３１８から環状のヒーター３１４へ電流を供給して、エアロゾル発生基体４０６を加熱する。加熱サイクルの間、少なくともいくらかのエアロゾル発生基体４０６内の１つ以上の揮発性化合物は、蒸発し、コントローラ３１６によって測定された第一の電極３２０と第二の電極３２２との間の電気的な負荷の変化をもたらす。測定された電気的な負荷がエアロゾル発生基体４０６からの揮発性化合物の有意な涸渇を示す所定のレベルに到達した時、コントローラ３１６は、電池３１８から環状のヒーター３１４への電流の供給を終え、エアロゾル発生基体４０６のさらなる加熱を防ぐ。
【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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