(57)【要約】  本発明は、電子喫煙物品中で使用されるようなジュール加熱に有用な導電性基材を提供する。特に、本発明は、導電性基材から形成される抵抗加熱要素を提供する。導電性基材は、導電材料およびバインダー物質などの炭素質添加物を含む。導電性基材は、か焼条件にさらされて炭素質添加物をその炭素骨格に効率的に変えるという形で炭化される。驚くべきことに、このような炭化基材は、炭化されていない同じ配合物の基材に比べて、抵抗特性が改善されることが明らかになった。炭化基材は、エアロゾル前駆物質を組み込むことができる。形成された抵抗加熱要素は、電子喫煙物品中に組み込んで、単一の一体型部品として抵抗加熱とエアロゾル形成を同時に行うことができる。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．導電材料および少なくとも１種の炭素質添加物を含む基材であって、前記基材またはその一部が炭化されている基材と、
ｂ．前記炭化基材に組み込まれたエアロゾル前駆物質と、
を含み、
前記抵抗加熱要素が約１５オーム以下の電気抵抗を有する抵抗加熱要素。
【請求項２】
前記導電材料が、グラファイト、金属、またはそれらの組み合わせを含む請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項３】
前記導電材料が粒子状である請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項４】
前記炭素質添加物が、たばこ、たばこ由来物、粉砕炭素、バインダー、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項５】
前記バインダーが多糖類またはその誘導体である請求項４に記載の抵抗加熱要素。
【請求項６】
前記バインダーが、ガム、セルロース、セルロース誘導体、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項５に記載の抵抗加熱要素。
【請求項７】
前記バインダーが、グアーガム、カルボキシメチルセルロース、無機材料、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項５に記載の抵抗加熱要素。
【請求項８】
前記炭化基材が、約１０％以上の気孔率である請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項９】
前記炭化基材の合計重量に対する前記炭化基材中の炭素の重量パーセントが、非炭化状態の前記基材の合計重量に対する非炭化状態の前記基材中の炭素の重量パーセントを超える請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１０】
前記炭化基材中の炭素の重量パーセントが、前記非炭化基材中の炭素の重量パーセントを約１０％以上超える請求項９に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１１】
前記エアロゾル前駆物質が、多価アルコール、水、薬物、ニコチン、風味剤、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される物質を含む請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１２】
前記エアロゾル前駆物質が、前記基材またはその一部の上にコートされる、それにより吸着される、またはその中に吸収される請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１３】
前記抵抗加熱要素が、約８オーム以下の電気抵抗を有する請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１４】
前記抵抗加熱要素が、約０．１オーム〜約８オームの電気抵抗を有する請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１５】
前記基材が、グラファイト、金属粒子、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料と、粉砕炭素と、たばこと、少なくとも１種の多糖類とを含み、前記基材またはその一部が炭化される請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１６】
前記基材が、グラファイト、金属粒子、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料と、少なくとも１種の多糖類とを含み、前記基材が炭化される請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１７】
前記加熱要素が長尺状であり、約５ｍｍ〜約４０ｍｍの長さを有する請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１８】
前記加熱要素が実質的にロッド形状である請求項１７に記載の抵抗加熱要素。
【請求項１９】
前記加熱要素が、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの平均直径を有する請求項１８に記載の抵抗加熱要素。
【請求項２０】
前記導電材料が、前記少なくとも１種の炭素質添加物により実質的に取り囲まれているコアの形状である請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項２１】
前記導電材料が、前記少なくとも１種の炭素質添加物を含むコアを実質的に取り囲むシースの形状である請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項２２】
前記基材がペレット化されているか、平坦なシートであるか、ロールシートであるか、実質的にチップ形状である、または実質的にディスク形状である請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項２３】
基材支持フレームをさらに含む請求項１に記載の抵抗加熱要素。
【請求項２４】
前記基材が、実質的に前記支持フレーム内につり下げられているか、または前記支持フレーム上に堆積されている請求項２３に記載の抵抗加熱要素。
【請求項２５】
前記支持フレームが、電源と電気的に接続を形成する部品を含む請求項２３に記載の抵抗加熱要素。
【請求項２６】
電源と電気的に接続されている請求項１〜２５のいずれか１項に記載の抵抗加熱要素を含む喫煙物品。
【請求項２７】
前記抵抗加熱要素および前記電源が、着脱可能に連結されている請求項２６に記載の喫煙物品。
【請求項２８】
前記物品が、前記電源から前記抵抗加熱要素への電流フローを始動させる制御部品を含む請求項２６に記載の喫煙物品。
【請求項２９】
前記喫煙物品が、第２のユニットと係合可能かつ取り外し可能な第１のユニットを含み、前記第１のユニットが前記抵抗加熱要素を含み、前記第２のユニットが前記電源を含む請求項２６に記載の喫煙物品。
【請求項３０】
前記第２のユニットが、前記電源からの電流フローを始動させるか、または調節する１以上の制御部品をさらに含む請求項２９に記載の喫煙物品。
【請求項３１】
ケースと、
再利用可能な喫煙物品と一緒に使用するための１以上の使い捨てユニットであって、再利用可能な喫煙物品の部品と係合するように構成された先端、および基端に開口部を有するマウスピースを含む対向する基端を備えたカートリッジ本体を含み、それぞれが前記カートリッジ本体内に配置された請求項１〜２５のいずれか１項に記載の抵抗加熱要素を含む１以上の使い捨てユニットと、
任意選択で、再利用可能な制御ユニット、電池、および充電部品からなる群より選択される１以上の部品と、
を含むキット。
【請求項３２】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の抵抗加熱要素を電源と電気的に接続させることを含むエアロゾルを形成する方法。
【請求項３３】
前記電源が電子喫煙物品である請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
抵抗加熱要素を調製する方法であって、
ａ．導電材料を少なくとも１種の炭素質添加物と組み合わせて中間基材を形成することと、
ｂ．前記中間基材を一定の時間、約２００℃以上の温度で加熱して炭化基材を形成することと、
ｃ．エアロゾル前駆物質を前記炭化基材と組み合わせて前記抵抗加熱要素を形成することと、
を含む方法。
【請求項３５】
前記組み合わせるステップが、約５分以上の時間混合することを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記混合するステップが、前記中間基材の水分含有量が約１５％以上となるように液体を添加することを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記組み合わせるステップの後に、前記中間基材を一定の形状に成形することをさらに含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記成形するステップが、前記中間基材を押出成形して押出成形品を形成することを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記中間基材を長尺形状に成形することを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記中間基材を実質的に円柱形状に成形することを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記基材をペレット、平坦なシート、またはロールシートに成形することを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記組み合わせるステップが、前記導電材料に、前記少なくとも１種の炭素質添加物により実質的に取り囲まれたコアの形態を付与することを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】
前記組み合わせるステップが、前記導電材料に、前記少なくとも１種の炭素質添加物を含むコアを実質的に取り囲むシースの形態を付与することを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】
前記導電材料が、グラファイト、金属、またはこれらの組み合わせを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４５】
前記炭素質添加物が、たばこ、たばこ由来物、粉砕炭素、バインダー、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される物質を含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４６】
前記バインダーが、多糖類またはその誘導体である請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記バインダーが、ガム、セルロース、セルロース誘導体、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記バインダーが、グアーガム、カルボキシメチルセルロース、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記加熱するステップが、不活性雰囲気中で行われる請求項３４に記載の方法。
【請求項５０】
前記加熱するステップが、窒素雰囲気中で行われる請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記抵抗加熱要素が、約１０オーム以下の電気抵抗を有する請求項３４に記載の方法。
【請求項５２】
前記抵抗加熱要素を支持フレームに取り付けることをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項５３】
前記抵抗加熱要素が、実質的に前記支持フレーム内に吊されるか、または前記支持フレームの表面上に堆積される請求項５２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸入可能な形態の、たばこ成分または他の物質を生成するためのエアロゾル送出物品およびその使用に関する。この物品は、人の消費用として、たばこから作製されるかもしくはこれに由来するか、または他の方法でたばこを組み込むことができる。
【背景技術】
【０００２】
燃焼たばこをベースにした喫煙製品の改良品または代替物として、長年にわたり多くの喫煙物品が提案されてきた。代表的な代替物には、固体または液体燃料を燃焼させて、たばこに熱を伝達するか、または化学反応を使用してこのような熱源を提供する装置が挙げられる。多くの参考文献では、風味のついた蒸気、可視性エアロゾル、または風味のついた蒸気と可視性エアロゾルとの混合物を生成する形式の種々の喫煙物品が提案されてきた。これらの提案されている喫煙物品の形式の一部には、管状断面または長軸方向に伸びた空気通路が含まれる。
【０００３】
喫煙物品に対する改良品または代替物の目的は、主として、多くの量の不完全燃焼および熱分解生成物を送出することなく、シガレット、葉巻、またはパイプ喫煙に伴う感覚を与えることにあった。この目的のために、電気エネルギーを利用して、揮発性物質を気化もしくは加熱する、または、たばこを燃焼することなく、シガレット、葉巻、またはパイプ喫煙の感覚を得ようとする多くの喫煙製品、風味発生器、および薬用吸入器が提案されている。
【０００４】
代替喫煙物品の一般的な例は、米国特許第３，２５８，０１５号（Ｅｌｌｉｓら）；同３，３５６，０９４号（Ｅｌｌｉｓら）；同３，５１６，４１７号（Ｍｏｓｅｓ）；同４，３４７，８５５号（Ｌａｎｚｅｌｌｏｔｔｉら）；同４，３４０，０７２号（Ｂｏｌｔら）；同４，３９１，２８５号（Ｂｕｒｎｅｔｔら）；同４，９１７，１２１号（Ｒｉｅｈｌら）；同４，９２４，８８６号（Ｌｉｔｚｉｎｇｅｒ）；および同５，０６０，６７６号（Ｈｅａｒｎ  ら）、に記載されている。これらの喫煙物品形式の多くは、燃焼させてエアロゾルを与える、および／またはエアロゾル形成物質を加熱する可燃性燃料源を採用していた。例えば、米国特許第４，７１４，０８２号（Ｂａｎｅｒｊｅｅら）および同４，７７１，７９５号（Ｗｈｉｔｅら）に引用されている背景技術を参照されたい。これらの文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。また、例えば、米国特許第４，７５６，３１８号（Ｃｌｅａｒｍａｎら）；同４，７１４，０８２号（Ｂａｎｅｒｊｅｅら；同４，７７１，７９５号（Ｗｈｉｔｅら）；同４，７９３，３６５号（Ｓｅｎｓａｂａｕｇｈら）；同４，９１７，１２８号（Ｃｌｅａｒｍａｎら）；同４，９６１，４３８号（Ｋｏｒｔｅ）；同４，９６６，１７１号（Ｓｅｒｒａｎｏら）；同４，９６９，４７６号（Ｂａｌｅら）；同４，９９１，６０６号（Ｓｅｒｒａｎｏら）；同５，０２０，５４８号（Ｆａｒｒｉｅｒら）；同５，０３３，４８３号（Ｃｌｅａｒｍａｎら）；同５，０４０，５５１号（Ｓｃｈｌａｔｔｅｒら）；同５，０５０，６２１号（Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎら）；同５，０６５，７７６号（Ｌａｗｓｏｎ）；同５，０７６，２９６号（Ｎｙｓｔｒｏｍら）；同５，０７６，２９７号（Ｆａｒｒｉｅｒら）；同５，０９９，８６１号（Ｃｌｅａｒｍａｎら）；同５，１０５，８３５号（Ｄｒｅｗｅｔｔら）；同５，１０５，８３７号（Ｂａｒｎｅｓら）；同５，１１５，８２０号（Ｈａｕｓｅｒら）；同５，１４８，８２１号（Ｂｅｓｔら）；同５，１５９，９４０号（Ｈａｙｗａｒｄら）；同５，１７８，１６７号（Ｒｉｇｇｓら）；同５，１８３，０６２号（Ｃｌｅａｒｍａｎら）；同５，２１１，６８４号（Ｓｈａｎｎｏｎら）；同５，２４０，０１４号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，２４０，０１６号（Ｎｉｃｈｏｌｓら）；同５，３４５，９５５号（Ｃｌｅａｒｍａｎら）；同５，５５１，４５１号（Ｒｉｇｇｓら）；同５，５９５，５７７号（Ｂｅｎｓａｌｅｍら）；同５，８１９，７５１号（Ｂａｒｎｅｓら）；同６，０８９，８５７号（Ｍａｔｓｕｕｒａら）；同６，０９５，１５２号（Ｂｅｖｅｎ  ら）；同６，５７８，５８４（Ｂｅｖｅｎ）；および同６，７３０，８３２号（Ｄｏｍｉｎｇｕｅｚ）、に記載のこれらの形式の喫煙物品も参照されたい。これらの文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。さらに、特定の形式の炭素質燃料成分を用いたシガレットが「Ｐｒｅｍｉｅｒ」および「Ｅｃｌｉｐｓｅ」の商品名でＲ．Ｊ．レイノルズ・たばこ・カンパニーから市販された。例えば、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ  ｔｈａｔ  Ｈｅａｔ  Ｉｎｓｔｅａｄ  ｏｆ  Ｂｕｒｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ、Ｒ．Ｊ．レイノルズ・たばこ・カンパニーモノグラフ（１９８８）およびＩｎｈａｌａｔｉｏｎ  Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ、１２：５、ｐ．１−５８（２０００）に記載のこれらの形式のシガレットを参照されたい。また、米国特許出願公開第２００５／０２７４３９０号（Ｂａｎｅｒｊｅｅら）、同２００７／０２１５１６７号（Ｃｒｏｏｋｓら）、同２０１０／００６５０７５号（Ｂａｎｅｒｊｅｅら）、および同２０１２／００４２８８５号（Ｓｔｏｎｅら）も参照されたい。これらの特許の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
特定の提案されているシガレット形状たばこ製品は、燃焼することが全くないようにすることを目的とした形態のたばこを採用しているとされる。例えば、米国特許第４，８３６，２２５号（Ｓｕｄｏｈ）；同４，９７２，８５５号（Ｋｕｒｉｙａｍａら）；および同５，２９３，８８３号（Ｅｄｗａｒｄｓ）、を参照されたい。これらの特許は参照によりその全体が本明細書に援用される。また他の方式の喫煙物品、例えば、たばこまたは処理たばこを化学または電気熱源から得られた熱にさらすことにより風味のある蒸気を生成するタイプの喫煙物品が、米国特許第４，８４８，３７４号（Ｃｈａｒｄら）；米国特許第４，９４７，８７４号および４，９４７，８７５号（Ｂｒｏｏｋｓら）；米国特許第５，０６０，６７１号（Ｃｏｕｎｔｓら）；同５，１４６，９３４号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，２２４，４９８号（Ｄｅｅｖｉ）；同５，２８５，７９８号（Ｂａｎｅｒｊｅｅら）；同５，３５７，９８４号（Ｆａｒｒｉｅｒら）；同５，５９３，７９２号（Ｆａｒｒｉｅｒら）；同５，３６９，７２３号（Ｃｏｕｎｔｓ）；同５，６９２，５２５号（Ｃｏｕｎｔｓら）；同５，８６５，１８５号（Ｃｏｌｌｉｎｓら）；同５，８７８，７５２号（Ａｄａｍｓら）；同５，８８０，４３９号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，９１５，３８７号（Ｂａｇｇｅｔｔら）；同５，９３４，２８９号（Ｗａｔｋｉｎｓら）；同６，０３３，６２３号（Ｄｅｅｖｉら）；同６，０５３，１７６号（Ａｄａｍｓら）；同６，１６４，２８７号（Ｗｈｉｔｅ）；同６，２８９，８９８号（Ｆｏｕｒｎｉｅｒら）；同６，６１５，８４０号（Ｆｏｕｒｎｉｅｒら）；米国特許出願公開第２００３／０１３１８５９号（Ｌｉら）；同２００５／００１６５４９号（Ｂａｎｅｒｊｅｅら）；および同２００６／０１８５６８７号（Ｈｅａｒｎら）、に記載されている。これらの文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０００６】
例えば、風味および／またはニコチンを有するか、または取り込んでいる蒸気、噴霧またはエアロゾルを送出する試みが行われている。例えば、米国特許第４，１９０，０４６号（Ｖｉｒａｇ）；同４，２８４，０８９号（Ｒａｙ；同４，６３５，６５１号（Ｊａｃｏｂｓ）；同４，７３５，２１７号（Ｇｅｒｔｈら）；同４，８００，９０３号（Ｒａｙら）；同５，３８８，５７４号（Ｉｎｇｅｂｒｅｔｈｓｅｎら）；同５，７９９，６６３号（Ｇｒｏｓｓら）；同６，５３２，９６５号（Ａｂｈｕｌｉｍｅｎら）；同および６，５９８，６０７号（Ａｄｉｇａ  ら）；および欧州特許第ＥＰ  １，６１８，８０３号（Ｈｏｎ）、で示されている形式の装置を参照されたい。これらの文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。また、米国特許第７，１１７，８６７号（Ｃｏｘら）およびウエブサイトｗｗｗ．ｅ−ｃｉｇ．ｃｏｍに記載の装置を参照されたい。これらの文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０００７】
記載され、場合によっては市販されている、別の代表的シガレットまたは喫煙物品には、米国特許第４，９２２，９０１号（Ｂｒｏｏｋｓら）；同５，２４９，５８６号（Ｍｏｒｇａｎら）；同５，３８８，５９４号（Ｃｏｕｎｔｓら）；同５，６６６，９７７号（Ｈｉｇｇｉｎｓら）；同６，１９６，２１８号（Ｖｏｇｅｓ）；同６，８１０，８８３号（Ｆｅｌｔｅｒら）；同６，８５４，４６１号（Ｎｉｃｈｏｌｓ）；同７，８３２，４１０号（Ｈｏｎ）；同７，５１３，２５３号（Ｋｏｂａｙａｓｈｉ）；同米国特許第７，７２６，３２０号（Ｒｏｂｉｎｓｏｎら）；同７，８９６，００６号（Ｈａｍａｎｏ）；同６，７７２，７５６号（Ｓｈａｙａｎ）；米国特許出願公開第２００９／００９５３１１号（Ｈｏｎ）；米国特許出願公開第２００６／０１９６５１８号、同２００９／０１２６７４５号、および同２００９／０１８８４９０号（Ｈｏｎ）；米国特許出願公開第２００９／０２７２３７９号（Ｔｈｏｒｅｎｓら）；同２００９／０２６０６４１号および同２００９／０２６０６４２号（Ｍｏｎｓｅｅｓら）；同２００８／０１４９１１８号および同２０１０／００２４８３４号（Ｏｇｌｅｓｂｙら）；同２０１０／０３０７５１８号（Ｗａｎｇ）；および国際公開第２０１０／０９１５９３号（Ｈｏｎ）、に記載の、ものが含まれる。またさらなる例には、ＡＣＣＯＲＤ（登録商標）；ＨＥＡＴＢＡＲ（登録商標）；ＨＹＢＲＩＤシガレット（登録商標）、ＶＥＧＡＳ（登録商標）；Ｅ−ＧＡＲ（登録商標）；Ｃ−ＧＡＲ（登録商標）；Ｅ−ＭＹＳＴＩＣＫ（登録商標）；ＩＯＬＩＴＥ（登録商標）Ｖａｐｏｒｉｚｅｒ、ＧＲＥＥＮ  ＳＭＯＫＥ（登録商標）、ＢＬＵ（登録商標）Ｃｉｇｓ、ＷＨＩＴＥ  ＣＬＯＵＤ（登録商標）Ｃｉｒｒｕｓ、Ｖ２ＣＩＧＳ（登録商標）、ＳＯＵＴＨ  ＢＥＡＣＨ  ＳＭＯＫＥ（登録商標）、ＳＭＯＫＥＴＩＰ（登録商標）、ＳＭＯＫＥ  ＳＴＩＫ（登録商標）、ＮＪＯＹ（登録商標）、ＬＵＣＩ（登録商標）、Ｒｏｙａｌ  Ｂｌｕｅｓ、ＳＭＡＲＴ  ＳＭＯＫＥＲ（登録商標）、ＳＭＯＫＥ  ＡＳＳＩＳＴ（登録商標）、Ｋｎｉｇｈｔ  Ｓｔｉｃｋｓ、ＧＡＭＵＣＣＩ（登録商標）、ＩｎｎｏＶａｐｏｒ、ＳＭＯＫＩＮＧ  ＥＶＥＲＹＷＨＥＲＥ（登録商標）、Ｃｒｏｗｎ７、ＣＨＯＩＣＥ（登録商標）ＮＯ．７（登録商標）、ＶＡＰＯＲＫＩＮＧ（登録商標）、ＥＰＵＦＦＥＲ（登録商標）、ＬＯＧＩＣ（登録商標）ｅｃｉｇ、ＶＡＰＯＲ４ＬＩＦＥ（登録商標）、ＮＩＣＯＴＥＫ（登録商標）、ＭＥＴＲＯ（登録商標）、およびＰＲＥＭＩＵＭ（登録商標）の名称で市販されている電気シガレット製品が含まれる。
【０００８】
たばこ風味の蒸気またはたばこ風味の可視性エアロゾルを生成するたばこカット充填材の燃焼以外の熱源を採用したたばこ代用物質および喫煙物品を使用した喫煙物品は、広く普及した市販品としての成功には至らなかった。たばこの電気加熱により喫煙の味覚と感覚を生み出す物品は、特に風味物質またはその他の吸入可能な物質の不安定な放出を伴う。さらに、電気加熱喫煙装置は、多くの場合、外部加熱装置に限定され、これは不便で喫煙感覚を損なうものであった。従って、たばこを燃焼させることもなく、燃焼熱源が必要なく、さらに、かなりの量の不完全燃焼および熱分解生成物を送出する必然性もなく、シガレット、葉巻、またはパイプ喫煙の感覚を得ることができる喫煙物品の提供が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第３，２５８，０１５号明細書
【特許文献２】米国特許第３，３５６，０９４号明細書
【特許文献３】米国特許第３，５１６，４１７号明細書
【特許文献４】米国特許第４，３４７，８５５号明細書
【特許文献５】米国特許第４，３４０，０７２号明細書
【特許文献６】米国特許第４，３９１，２８５号明細書
【特許文献７】米国特許第４，９１７，１２１号明細書
【特許文献８】米国特許第４，９２４，８８６号明細書
【特許文献９】米国特許第５，０６０，６７６号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，７１４，０８２号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，７７１，７９５号明細書
【特許文献１２】米国特許第４，７５６，３１８号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，７９３，３６５号明細書
【特許文献１４】米国特許第４，９１７，１２８号明細書
【特許文献１５】米国特許第４，９６１，４３８号明細書
【特許文献１６】米国特許第４，９６６，１７１号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，９６９，４７６号明細書
【特許文献１８】米国特許第４，９９１，６０６号明細書
【特許文献１９】米国特許第５，０２０，５４８号明細書
【特許文献２０】米国特許第５，０３３，４８３号明細書
【特許文献２１】米国特許第５，０４０，５５１号明細書
【特許文献２２】米国特許第５，０５０，６２１号明細書
【特許文献２３】米国特許第５，０６５，７７６号明細書
【特許文献２４】米国特許第５，０７６，２９６号明細書
【特許文献２５】米国特許第５，０７６，２９７号明細書
【特許文献２６】米国特許第５，０９９，８６１号明細書
【特許文献２７】米国特許第５，１０５，８３５号明細書
【特許文献２８】米国特許第５，１０５，８３７号明細書
【特許文献２９】米国特許第５，１１５，８２０号明細書
【特許文献３０】米国特許第５，１４８，８２１号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，１５９，９４０号明細書
【特許文献３２】米国特許第５，１７８，１６７号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，１８３，０６２号明細書
【特許文献３４】米国特許第５，２１１，６８４号明細書
【特許文献３５】米国特許第５，２４０，０１４号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，２４０，０１６号明細書
【特許文献３７】米国特許第５，３４５，９５５号明細書
【特許文献３８】米国特許第５，５５１，４５１号明細書
【特許文献３９】米国特許第５，５９５，５７７号明細書
【特許文献４０】米国特許第５，８１９，７５１号明細書
【特許文献４１】米国特許第６，０８９，８５７号明細書
【特許文献４２】米国特許第６，０９５，１５２号明細書
【特許文献４３】米国特許第６，５７８，５８４号明細書
【特許文献４４】米国特許第６，７３０，８３２号明細書
【特許文献４５】米国特許出願公開第２００５／０２７４３９０号明細書
【特許文献４６】米国特許出願公開第２００７／０２１５１６７号明細書
【特許文献４７】米国特許出願公開第２０１０／００６５０７５号明細書
【特許文献４８】米国特許出願公開第２０１２／００４２８８５号明細書
【特許文献４９】米国特許第４，８３６，２２５号明細書
【特許文献５０】米国特許第４，９７２，８５５号明細書
【特許文献５１】米国特許第５，２９３，８８３号明細書
【特許文献５２】米国特許第４，８４８，３７４号明細書
【特許文献５３】米国特許第４，９４７，８７４号明細書
【特許文献５４】米国特許第４，９４７，８７５号明細書
【特許文献５５】米国特許第５，０６０，６７１号明細書
【特許文献５６】米国特許第５，１４６，９３４号明細書
【特許文献５７】米国特許第５，２２４，４９８号明細書
【特許文献５８】米国特許第５，２８５，７９８号明細書
【特許文献５９】米国特許第５，３５７，９８４号明細書
【特許文献６０】米国特許第５，５９３，７９２号明細書
【特許文献６１】米国特許第５，３６９，７２３号明細書
【特許文献６２】米国特許第５，６９２，５２５号明細書
【特許文献６３】米国特許第５，８６５，１８５号明細書
【特許文献６４】米国特許第５，８７８，７５２号明細書
【特許文献６５】米国特許第５，８８０，４３９号明細書
【特許文献６６】米国特許第５，９１５，３８７号明細書
【特許文献６７】米国特許第５，９３４，２８９号明細書
【特許文献６８】米国特許第６，０３３，６２３号明細書
【特許文献６９】米国特許第６，０５３，１７６号明細書
【特許文献７０】米国特許第６，１６４，２８７号明細書
【特許文献７１】米国特許第６，２８９，８９８号明細書
【特許文献７２】米国特許第６，６１５，８４０号明細書
【特許文献７３】米国特許出願公開第２００３／０１３１８５９号明細書
【特許文献７４】米国特許出願公開第２００５／００１６５４９号明細書
【特許文献７５】米国特許出願公開第２００６／０１８５６８７号明細書
【特許文献７６】米国特許第４，１９０，０４６号明細書
【特許文献７７】米国特許第４，２８４，０８９号明細書
【特許文献７８】米国特許第４，６３５，６５１号明細書
【特許文献７９】米国特許第４，７３５，２１７号明細書
【特許文献８０】米国特許第４，８００，９０３号明細書
【特許文献８１】米国特許第５，３８８，５７４号明細書
【特許文献８２】米国特許第５，７９９，６６３号明細書
【特許文献８３】米国特許第６，５３２，９６５号明細書
【特許文献８４】米国特許第６，５９８，６０７号明細書
【特許文献８５】欧州特許第１，６１８，８０３号明細書
【特許文献８６】米国特許第７，１１７，８６７号明細書
【特許文献８７】米国特許第４，９２２，９０１号明細書
【特許文献８８】米国特許第５，２４９，５８６号明細書
【特許文献８９】米国特許第５，３８８，５９４号明細書
【特許文献９０】米国特許第５，６６６，９７７号明細書
【特許文献９１】米国特許第６，１９６，２１８号明細書
【特許文献９２】米国特許第６，８１０，８８３号明細書
【特許文献９３】米国特許第６，８５４，４６１号明細書
【特許文献９４】米国特許第７，８３２，４１０号明細書
【特許文献９５】米国特許第７，５１３，２５３号明細書
【特許文献９６】米国特許第７，７２６，３２０号明細書
【特許文献９７】米国特許第７，８９６，００６号明細書
【特許文献９８】米国特許第６，７７２，７５６号明細書
【特許文献９９】米国特許出願公開第２００９／００９５３１１号明細書
【特許文献１００】米国特許出願公開第２００６／０１９６５１８号明細書
【特許文献１０１】米国特許第２００９／０１２６７４５号明細書
【特許文献１０２】米国特許第２００９／０１８８４９０号明細書
【特許文献１０３】米国特許出願公開第２００９／０２７２３７９号明細書
【特許文献１０４】米国特許出願公開第２００９／０２６０６４１号明細書
【特許文献１０５】米国特許出願公開第２００９／０２６０６４２号明細書
【特許文献１０６】米国特許出願公開第２００８／０１４９１１８号明細書
【特許文献１０７】米国特許出願公開第２０１０／００２４８３４号明細書
【特許文献１０８】米国特許出願公開第２０１０／０３０７５１８号明細書
【特許文献１０９】国際公開第２０１０／０９１５９３号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ  ｔｈａｔ  Ｈｅａｔ  Ｉｎｓｔｅａｄ  ｏｆ  Ｂｕｒｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ、Ｒ．Ｊ．レイノルズ・たばこ・カンパニーモノグラフ（１９８８）
【非特許文献２】Ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ  Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ、１２：５、ｐ．１−５８（２０００）
【非特許文献３】ｗｗｗ．ｅ−ｃｉｇ．ｃｏｍ
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、吸入可能な物質の経口送出に有用な物品を提供する。この物品は、特に、導電性基材から形成された抵抗加熱要素を含み、この要素は、導電材料と、吸入のために気化またはエアロゾル化可能な物質で被覆または含浸可能なキャリア材料とが一体化形成されている。形成されたエアロゾルおよび／または蒸気は、従来のシガレットの喫煙と類似の方式で吸入できる。従って、本発明の物品は、特に、喫煙物品と呼ぶことができる。
【００１２】
従って、一態様では、本発明は、抵抗加熱要素を提供する。好都合なことに、抵抗加熱要素は、加熱要素、ならびにエアロゾル前駆物質および他の任意の物質を保持するための基材の両方として機能するように十分な構成要素を含む。例えば、抵抗加熱要素は、導電材料および少なくとも１種の炭素質添加物から構成される基材を含むことができる。好ましくは、基材、または少なくともその一部は、炭化（すなわち、好ましくは、不活性雰囲気中で、か焼条件にさらし、それにより、基材中の相対的炭素含量を高める）。例えば、一部の実施形態では、導電性基材は、組み合わされている複数の部品を含んでもよい（例えば、コアが追加物質で包まれるか、または外側物質がコアを包み、コアと外部ケーシング物質との内の一方のみが炭化される）。抵抗加熱要素は、炭化基材に組み込まれたエアロゾル前駆物質をさらに含んでもよい。好都合なことに、このような抵抗加熱要素は、その物質を加えた電流に応じて抵抗加熱の提供に有用な電気抵抗を有することができる。例えば、一部の実施形態では、抵抗加熱要素は、約２５オーム以下の電気抵抗である。より好ましくは、抵抗加熱要素は、約１０オーム以下の電気抵抗であり、または電気抵抗は、約０．１オーム〜約１０オームの範囲であってよい。抵抗加熱要素は、基材と導電材料との組み合わせで形成されているので、本明細書で考察の導電性基材は、抵抗加熱要素であると見なすことができる。
【００１３】
抵抗加熱要素として様々な導電材料を使用することができる。例えば、導電材料は、グラファイトを含むことができる。他の実施形態では、導電材料は、金属を含むことができる。特に、導電材料は、粒子状で使用できる。
【００１４】
基材の炭素質添加物には、様々な物質を含むことができる。例えば、炭素質添加物は、たばこまたはたばこ由来物を含むことができる。一部の実施形態では、炭素質添加物は、単純に、粉砕炭素または活性炭などの元素状炭素を含むことができる。元素状炭素が使用される実施形態では、１種以上の追加の炭素質添加物を含むのが好都合となる場合がある。例えば、炭素質添加物は、バインダーを含んでもよく、そのバインダーは多糖類またはその誘導体であってもよい。さらに具体的には、有用なバインダーには、ガム、セルロース材料、またはセルロース誘導体を含むことができる。非制限的な例には、グアーガム、カルボキシメチルセルロース、およびこれらの混合物が挙げられる。無機バインダーも同様に使用することができる。
【００１５】
抵抗加熱要素は、特に、炭化条件と関連して特徴付けることができる。例えば、炭化基材は、約１０％超の気孔率などの特定の気孔率であってもよい。同様に、炭化基材は、上記したように、基材の相対的炭素含量に関連して特徴付けることができる。特定の実施形態では、炭化基材全体重量に対する炭化基材中の炭素の重量パーセントは、非炭化基材の全重量に対する非炭化基材の炭素の重量パーセントを超えてもよい。例えば、炭化基材中の炭素の重量パーセントは、非炭化基材中の炭素の重量パーセントを約１０％超大きくてもよい。
【００１６】
抵抗加熱要素に使用されるエアロゾル前駆物質は、使用者の吸入に適するエアロゾル、蒸気などを形成するように本明細書で考察の使用温度で蒸発可能であるいずれの物質を含んでもよい。エアロゾル前駆物質は、エアロゾルまたは蒸気と一緒に吸入するために、エアロゾルまたは蒸気と一緒に運ばれるのに適する物質をさらに含んでもよい。特定の実施形態では、有用なエアロゾル前駆物質は、グリセリン、プロピレングリコールなどの多価アルコール、およびその組み合わせであってよい。特に、エアロゾル前駆物質は、吸入可能な物質と組み合わせることができる。換言すれば、別々の物質をエアロゾル前駆物質と一緒に基材上に供給できる（混合物として、または別々に基材上に適用して）。従って、加熱時に形成されるエアロゾルは、同様にエアロゾル化された結果の物質、または他の方法で形成されたエアロゾルにより実質的に保持されている吸入可能な物質の含量を含むことができる。特定の実施形態では、吸入可能な物質は、薬物を含んでもよく、さらに具体的には、ニコチンを含んでもよい。一部の実施形態では、吸入可能な物質は、たばこ成分またはたばこ由来物質を含んでもよい。例えば、エアロゾル前駆物質は、たばこ、たばこ成分、またはたばこ由来物質とのスラリー中に存在してもよい。またさらに、エアロゾル前駆物質は、風味物質と組み合わせてもよい。エアロゾル前駆物質は、任意の適切な手段により炭化基材に適用できる。特定の実施形態では、エアロゾル前駆物質は、炭化基材上に被覆、それにより吸着、またはその中に吸収させることができる。
【００１７】
上記に加えて、抵抗加熱要素は、様々な具体的な材料の組み合わせを採用できる。例えば、特定の実施形態では、抵抗加熱要素は、１）グラファイト、金属粒子、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料と、粉砕炭素と、たばこと、少なくとも１種の多糖類とを含む基材（基材は炭化されている）；ならびに、２）炭化基材に組み込まれた多価アルコールエアロゾル前駆物質、を含むことができる。好ましくは、このような抵抗加熱要素は、約１５オーム以下の電気抵抗を有する。別の例として、抵抗加熱要素は、１）グラファイト、金属粒子、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料を含む基材、ならびに少なくとも１種の多糖類（基材は炭化されている）、さらに、２）多価アルコールおよび吸入可能な物質を含む、炭化基材に組み込まれたエアロゾル前駆物質から形成できる。この場合も、このような抵抗加熱要素は、好ましくは、約１５オーム以下の電気抵抗を有する。
【００１８】
抵抗加熱要素は、種々の物理的形状および寸法を採用できる。特定の実施形態では、加熱要素は、長尺状であってもよく、約５ｍｍ〜約４０ｍｍの長さであってもよい。さらに具体的には、加熱要素は、実質的にロッド形状であってよく、例えば、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの平均直径であってよい。一部の実施形態では、抵抗加熱要素は、長尺状であり、不均一断面形状であってよい。別の実施形態では、抵抗加熱要素は、炭素質添加物から形成される物質により実質的に取り囲まれているコアとして提供される導電材料から形成されてもよい。同様に、抵抗加熱要素は、導電材料が少なくとも１種の炭素質添加物を含むコアを実質的に取り囲むシース形状となるように形成できる。一部の実施形態では、抵抗加熱要素の基材は、押出成形品として特徴付けることができる。あるいは、基材は、非押出成形形状物であってもよい。例えば、基材は、実質的に、ペレット化されているか、粒子であってもよい。また、基材は、シート、特に、ロールシートであってもよい。さらに、基材は、一定の長さ、幅、および厚さで平坦化されている（例えば、厚さが幅および厚さの一方または両方より小さい）という点で実質的にチップであってもよい。また、基材は、実質的にディスクであってもよい。一部の実施形態では、導電性基材は、基材支持フレームに連結されて提供されてもよい。例えば、基材は、実質的に支持フレーム内につり下げられてもよく、または基材は、支持フレーム上に堆積されてもよい。代表的な実施形態では、基材支持フレームは、直線部（例えば、直線、Ｘ字型、Ｙ字型など）を含む断面であってもよい。さらに、支持フレームは、電源と電気的に接続を形成する部品を含んでもよい。
【００１９】
上述のように、抵抗加熱要素は、喫煙物品の要素として特に有用である。従って、別の態様では、本発明は喫煙物品を提供できる。一実施形態では、本発明に係る喫煙物品は、通常、抵抗加熱要素を有するか、または本明細書に記載のように他の方法で電源との電気的接続されていてもよい。特定の実施形態では、抵抗加熱要素および電源は、着脱可能に連結できる。例えば、抵抗加熱要素は、電源を収容する第２のシェルに着脱可能に取り付けられた第１のシェル中に収容できる。それぞれのシェルは、別々に電気的に接続を容易にするための追加の部品を含むことができる。
【００２０】
喫煙物品の電源は、抵抗加熱要素を加熱してエアロゾルを形成するための十分な電力を供給する、例えば、電池、コンデンサ、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるいずれの電源を含んでもよい。また、喫煙物品は、電源を充電または再充電する種々の手段のいずれかを含むことができる。
【００２１】
喫煙物品は、電源から抵抗加熱要素への電流フローを始動させる制御部品をさらに含んでもよい。例えば、このような制御部品は、吸引（puff）起動型センサー、押しボタン、静電容量センサーなど、または一部のこのような部品の組み合わせを含んでもよい。同様に、喫煙物品は、前に開始された電源から抵抗加熱要素への電流フローを調節する部品を含んでもよい。例えば、電流調節部品は、時間ベースの部品であってもよい。特定の実施形態では、電流調節部品は、一定の温度に到達するとすぐに抵抗加熱要素への電流を停止するように機能してもよい。他の実施形態では、電流調節部品は、一定の温度に到達時に、一定の時間、一定の温度を維持するために抵抗加熱要素への電流のオン−オフを循環するように機能してもよい。さらに具体的には、電流調節部品は、抵抗加熱要素への電流のオン−オフを循環し、エアロゾル形成温度より低い第１の温度を維持し、電流始動制御部品に応答して電流フローを増やして、エアロゾル形成温度の第１の温度より高い第２の温度の達成を可能としてもよい。代表的な実施形態としては、このような第１の温度は、約５０℃〜約１１０℃であってよく、また、このような第２の温度は、約１２０℃〜約３００℃であってよい。さらなる実施形態では、本発明に係る喫煙物品は、単独型制御部品、電池と一体化した制御部品、センサーと一体化した制御部品などの複数の制御部品を含んでもよい。
【００２２】
上記したように、本発明に係る喫煙物品は、相互に係合可能で取り外し可能な複数のユニットを含んでもよい。従って、特定の実施形態では、喫煙物品は、第２のユニットと係合可能で取り外し可能な第１のユニットを含み、第１のユニットは、抵抗加熱要素を含み、第２のユニットは、電源を含んでもよい。第２のユニットは、電源からの電流フローを始動させるか、または調節する１以上の制御部品をさらに含んでもよい。さらに、第１のユニットは、第２のユニットに係合する先端、および対向する基端（すなわち、マウスエンド）（そのマウスエンドは基端に開口部を有する）を含んでもよい。このような第１のユニットは、マウスエンドに取り付け可能な任意のマウスピースを含んでもよく、また、所望の形状であってよい。またさらに、第１のユニットは、形成されたエアロゾルの抵抗加熱要素から第１のユニットのマウスエンドの外への通路を与える空気流路を含んでもよい。特定の実施形態では、第１のユニットは、使い捨てであってもよい。
【００２３】
さらなる実施形態では、喫煙物品は、任意選択で、取り外し可能なマウスエンドを含むことが可能な単一シェルから形成できる。このような実施形態では、取り外し可能で、かつ入れ替え可能な抵抗加熱要素を使用することができ、取り外し可能なマウスエンドを通して挿入および取り外すことができる。このような実施形態では、抵抗加熱要素が基材支持フレームを含むことが有用な場合がある。
【００２４】
別の態様では、本発明は、喫煙物品を収容するキット、またはその部品を提供できる。特定の実施形態では、本発明に係るキットは、１以上の追加のキット部品；再利用可能な喫煙物品で使用するための１以上の使い捨てユニットであって、再利用可能な喫煙物品の部品に係合するように構成された先端、およびマウスピース（その基端に開口部を有する）を含む対向する基端を備えたカートリッジ本体を含み、１以上の使い捨てユニットのそれぞれが、本明細書で別に考察のカートリッジ本体内に配置された抵抗加熱要素を含む使い捨てユニット；および任意選択で、再利用可能な制御ユニット、電池、および充電部品からなる群から選択される１以上の部品、を収容するケースを含むことができる。さらに具体的には、本発明に係るキット中の再利用可能な制御ユニットは、使い捨てユニットのカートリッジ本体の先端に係合する係合端を含む制御ハウジングと、制御ハウジング内に配置された電源と、制御ハウジング内に配置された１以上の制御部品とを含んでもよく、１以上の制御部品が電源からの電流フローを始動または調節するように構成されている。
【００２５】
別の態様では、本発明は、本明細書で開示の抵抗加熱要素を調製する方法をさらに提供し、このような抵抗加熱要素は、特に喫煙物品で使用するように構成されている。特定の実施形態では、抵抗加熱要素を調製する方法は、導電材料を少なくとも１種の炭素質添加物と組み合わせて、中間基材を形成することと、約２００℃以上の温度で一定の時間中間基材を加熱して炭化基材を形成することと、エアロゾル前駆物質を炭化基材と組み合わせて抵抗加熱要素を形成することとを含んでもよい。
【００２６】
特定の実施形態では、物質の組み合わせのステップは、一定時間、例えば、約５分以上混合することを含んでもよいを含んでもよい。また、混合は、液体を添加し、それにより、中間基材の水分含有量を約１５％以上のとすることを含んでもよい。
【００２７】
また、方法は、物質を組み合わせ後、中間基材を一定の形状に成形することを含んでもよい。例えば、成形ステップは、中間基材を押し出して押出成形品を形成することを含んでもよい。さらに一般的には、成形ステップは、中間基材を長尺形状に成形してもよい。その後、長尺状の基材を約２．５ｍｍ〜約６０ｍｍの長さなどの一定の長さに加工できる。また、成形ステップは、中間基材を抵抗加熱要素それ自体の性質に関連して実質的に本明細書に記載の他の形状に成形するステップとして位置付けることができる。例えば、方法は、中間基材を長尺状の、不均一断面形状に成形すること、基材をペレットに成形すること、基材をシートに成形すること、成形されたシートを巻き上げること、少なくとも１種の炭素質添加物により実質的に取り囲まれているコアの形状の導電材料を得ること、および少なくとも１種の炭素質添加物を含むコアを実質的に取り囲むシースの形状の導電材料を得ること、のいずれかを含んでよい。
【００２８】
中間基材の加熱は、真空オーブンまたはマッフル炉などの任意の適切な器具で行うことができる。高温での加熱（すなわち、か焼）は、物質の抵抗を改善するために有効である場合がある。か焼温度は、約２００℃〜約１，２００℃、約２５０℃〜約１，０００℃、または約３００℃〜約９００℃であるのが好適であってもよい。一部の実施形態では、窒素雰囲気などの不活性雰囲気中で加熱を行うのが好適であってもよい好適であってもよい。
【００２９】
いずれの有用な方法も、エアロゾル前駆物質を炭化基材と組み合わせるために利用できる。例えば、組み合わせるステップは、炭化基材上にまたはその中にエアロゾル前駆物質をコーティング、吸着、または吸収することを含んでもよい。
【００３０】
一部の実施形態では、抵抗加熱要素を形成する方法は、抵抗加熱要素を支持フレームに取り付けることを含んでもよい。例えば、抵抗加熱要素は、実質的に支持フレーム内につり下げられても、または抵抗加熱要素は、支持フレームの表面上に堆積されてもよい。
【００３１】
さらに別の態様では、本発明は、エアロゾルを形成する方法を含む。特定の実施形態では、エアロゾルを形成する方法は、本明細書の別のところで記載のように抵抗加熱要素を電源と電気的に接続することを含んでもよい。例えば、電源が電子喫煙物品であってもよい。
【００３２】
これまで上記の一般的事項について本発明を説明してきたが、以降では付随する図について言及する。これらの図は、必ずしも正しい縮尺では図示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る喫煙物品の実施形態例の斜視図である。図では物品の外側シェルの一部がその内部の部品を示すために切り取られている。
【図２】本発明に係る喫煙物品の実施形態例の斜視図である。図では、物品は、制御装置本体および本体から脱着可能なカートリッジを含む。
【図３】本発明の実施形態例による喫煙物品の長手方向断面図である。
【図４ａ】図３の線４における断面図で、本発明に係るカートリッジ内の抵抗加熱要素の位置決め手段の実施形態例を示す。
【図４ｂ】図３の線４における断面図で、本発明に係るカートリッジ内の抵抗加熱要素の位置決め手段の代替実施形態例を示す。
【図５ａ】カートリッジ内に設けられた単一の一体型導電性基材の代表的な実施形態を示すカートリッジの断面図である。
【図５ｂ】カートリッジ内に設けられた単一の一体型導電性基材の代表的な実施形態を示すカートリッジの断面図である。
【図５ｃ】カートリッジ内に設けられた単一の一体型導電性基材の代表的な実施形態を示すカートリッジの断面図である。
【図５ｄ】カートリッジ内に設けられた単一の一体型導電性基材の代表的な実施形態を示すカートリッジの断面図である。
【図５ｅ】カートリッジ内に設けられた複数の個別導電性基材の代表的な実施形態を示すカートリッジの断面図である。
【図５ｆ】カートリッジ内に設けられた複数の個別導電性基材の代表的な実施形態を示すカートリッジの断面図である。
【図５ｇ】本発明に係る喫煙物品用のカートリッジの実施形態例の斜視図である。図では、カートリッジ内で連続的に配列された複数の個別導電性基材を示すためにカートリッジの外側シェルの一部が切り取られている。
【図６】本発明に係る喫煙物品の実施形態例の斜視図である。図では、物品は、内部の複数の常設部品および取り外し可能で、入れ替え可能な導電性基材を受ける空洞を含む。
【図７ａ】本発明に係る喫煙物品に対する導電性基材の挿入および取り出しを容易にする基材支持フレーム内の導電性基材の代表的な実施形態を示す図である。
【図７ｂ】本発明に係る喫煙物品に対する導電性基材の挿入および取り出しを容易にする基材支持フレーム内の複数の導電性基材の代表的な実施形態を示す図である。
【図７ｃ】喫煙物品の空洞中に挿入された導電性基材と基材支持フレームの組み合わせを示す代表的な実施形態による喫煙物品の断面図である。
【図７ｄ】本発明に係る喫煙物品に対する導電性基材の挿入および取り出しを容易にする基材支持フレーム上に配置された複数の導電性基材チップの代表的な実施形態を示す図である。
【図７ｅ】喫煙物品の空洞中に挿入された導電性基材と基材支持フレームの組み合わせを示す代表的な実施形態による喫煙物品の断面図である。
【図７ｆ】本発明の実施形態による導電性基材と基材支持フレームの組み合わせを内部の空洞中に部分的に挿入した本発明に係る喫煙物品の実施形態例の部分斜視図である。
【図７ｇ】喫煙物品中の空洞に挿入された導電性基材と基材支持フレームとの組み合わせを示す代表的な実施形態による喫煙物品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以降で代表的な実施形態に言及しながら本発明をさらに完全に説明する。これらの代表的な実施形態は、本開示が全体を通して漏れのないように、かつ、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように記載される。実際、本発明は、多くの異なる形態で実施でき、本明細書で示される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供されている。文脈から明確に別義が指示されない限り、明細書および添付の請求項で使用される単数形の「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、複数の参照対象を含む。
【００３５】
本発明は、電気エネルギーを使用して物質を加熱し（好ましくは、物質を全く燃焼することなく）吸入可能な物質を形成する物品を提供し、物品は、「手持ち式」装置と見なせる程度に十分小型である。特定の実施形態では、物品は、特に喫煙物品として位置付けできる。本明細書で使用されるこの用語は、物品のどの成分の実質的な燃焼なしに、シガレット、葉巻、またはパイプの喫煙の味覚および／または感覚（例えば、手触りまたは口当たり）を与える物品を意味することが意図されている。用語の喫煙物品は、使用中に物品が、燃焼または熱分解の副産物という意味での煙を生成することを必ずしも意味しない。むしろ、喫煙は、物品を使用する個人の物理的行為（例えば、物品を保持すること、物品の一端を吸うこと、および物品から吸入すること）に関連する。さらなる実施形態では、発明物品は、蒸気生成物品、エアロゾル化物品、または薬物送達物品として位置付けることができる。従って、物品は、１種以上の物質を吸入可能な状態で提供するために構成できる。他の実施形態では、吸入可能な物質は、実質的に蒸気（すなわち、その臨界点より低い温度で気相である物質）の形態であってよい。他の実施形態では、吸入可能な物質は、エアロゾル（すなわち、気体中の微細固体粒子または液滴の浮遊物）の形態であってよい。吸入可能な物質の物理的形態は、必ずしも本発明の物品の性質により限定されず、むしろ、蒸気状態で存在するか、またはエアロゾル状態で存在するかに関する媒質および吸入可能な物質それ自体の性質に依存する可能性がある。一部の実施形態では、用語が交換可能な場合がある。従って、簡単にするために、本発明を記載するために使用される用語は、別段の指定がない限り、交換可能であると理解されたい。
【００３６】
一態様では、本発明は、喫煙物品を提供する。喫煙物品は、通常、単一の一体型シェルであってもよく、または２個以上の分離可能な断片から構成できる長尺状の本体内に備えられた多くの部品を含んでもよい。例えば、一実施形態による喫煙物品は、従来のシガレットまたは葉巻に類似物などの実質的に管形状であってもよいシェル（すなわち、長尺状の本体）を含んでもよい。シェル内に喫煙物品の全ての部品が存在してもよい。他の実施形態では、喫煙物品は、連結され、分離可能な２種のシェルを含んでもよい。例えば、制御装置本体は、１以上の再利用可能な部品を含み、着脱可能にカートリッジに取り付けられた末端を備えたシェルを含んでもよい。カートリッジは、１以上の使い捨て部品を含み、着脱可能に制御装置本体に取り付けられた末端を備えたシェルを含んでもよい。単一シェル内、または分離可能な制御装置本体およびカートリッジ内でのさらに具体的な部品の配置は、本明細書で提供されるさらなる開示を考慮すれば、明らかである。
【００３７】
本発明に係る有用な喫煙物品は、特に、動力源（すなわち、電源）、１以上の制御部品（例えば、電源から１以上の物品の追加の部品までの電力フローを制御／始動／調節を行うために）、ヒーター部品、およびエアロゾル生成部品のいくつかの組み合わせを含んでもよい。喫煙物品は、物品を吸い込む使用者が、物品により生成されたエアロゾルをそれから吸い出すことができるように、物品を通る一定の空気流路をさらに含んでもよい。物品内の部品の配列は変わってもよい。特定の実施形態では、エアロゾル生成部品は、使用者へのエアロゾル送出を最大化するために使用者の口の近位である物品の端部の近くに配置できる。しかし、他の配置も排除されない。通常、ヒーター部品は、ヒーター部品からの熱がエアロゾル生成物質により保持されたエアロゾル前駆物質（同様に、使用者に送出するために提供できる１種以上の風味物質、薬物、など）を蒸発させ、使用者に送出するためのエアロゾルを形成できるようにそのエアロゾル生成部品の十分近くに配置できる。加熱部材がエアロゾル生成部品を加熱すると、エアロゾル（単独または追加の吸入可能な物質を含む）が消費者による吸入に適する物理的形態で形成、放出、または生成される。放出する（ｒｅｌｅａｓｅ）、放出すること（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）、放出する（ｒｅｌｅａｓｅｓ）、または放出された（ｒｅｌｅａｓｅｄ）への言及は、形成する（ｆｏｒｍ）または生成する（ｇｅｎｅｒａｔｅ）または、形成すること（ｆｏｒｍｉｎｇ）、または生成すること（ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）、形成する（ｆｏｒｍｓ）または生成する（ｇｅｎｅｒａｔｅｓ）、および形成された（ｆｏｒｍｅｄ）または生成された（ｇｅｎｅｒａｔｅｄ）を含むように、上記の用語が交換可能であることが意図されていることに留意されたい。具体的には、吸入可能な物質は、蒸気もしくはエアロゾルまたはそれらの混合物の形態で放出される。
【００３８】
本発明に係る喫煙物品は、通常、抵抗加熱、インジケーターへの電力供給などの種々の機能を物品に与えるのに十分な電流フローを提供するための動力源（すなわち電源）を含むことができる。本発明の喫煙物品用の電源は、種々の実施形態を取ることができる。好ましくは、電源は、十分な電力を供給し、加熱部材を急速に加熱してエアロゾル形成し、所望の期間にわたる使用中に物品に動力を供給することができる。電源は、好ましくは、便宜上、物品内にぴったり合う大きさである。有用な電源の例には、好ましくは、再充電可能なリチウムイオン電池（例えば、再充電可能な二酸化マンガンリチウム電池）が含まれる。特に、このような電池として使用されるリチウムポリマー電池は、安全性を高めることができる。他のタイプの電池（例えば、Ｎ５０−ＡＡＡ  ＣＡＤＮＩＣＡニッケルカドミウム電池）も使用可能である。またさらなる本発明で使用可能な電池の例は、米国特許出願公開第２０１０／００２８７６６号（この特許の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される）に記載されている。本発明の特定の実施形態では、薄膜電池を使用できる。これらの電池またはこれらの電池の組み合わせのいずれも電源として使用可能であるが、組み込まれた使い捨て電池に付随する価格と廃棄を考慮すると再充電可能な電池が好ましい。使い捨て電池が使用される実施形態では、喫煙物品は、電池の取り出しと入れ替えのための手段を含むことができる。あるいは、再充電可能な電池が使用される実施形態では、喫煙物品は、標準的１２０ボルトＡＣ壁コンセント、または自動車電気系統もしくはＵＳＢ接続を含む別の携帯型電源などの他の電源から電力を得る従来の再充電ユニットの対応する接点との相互接続のための充電用接点を含むことができる。電池の再充電のための手段は、例えば、喫煙物品中に存在する比較的小さい電池用の複数の充電器を提供できる比較的大きな電池ユニットを含むことが可能な携帯型充電ケース中に設けることができる。物品は、物品が外部電源に物理的接続されることなく充電できるような非接触型誘導再充電システムを提供できる部品をさらに含んでもよい。このように、物品は、電磁場から再充電可能な電池にエネルギーの移動を促進する部品を物品内に設けることができる。
【００３９】
さらなる実施形態では、電源はまた、コンデンサを組み込むことができる。コンデンサは、電池よりも急速に放電でき、吸引の間に充電でき、電池が加熱部材に直接電力wo
供給するのに使用されるよりもゆっくりと電池からコンデンサ中へ放電することを可能とする。例えば、スーパーキャパシタ（すなわち、電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ））は、電池から離して、または電池と組み合わせて使用できる。単独で使用する場合は、スーパーキャパシタは、物品の各使用の前に再充電できる。従って、本発明はまた、使用の間にスーパーキャパシタを補充電するために、喫煙物品に取り付け可能な充電部品を設けてもよい。
【００４０】
喫煙物品は、種々の電源管理ソフトウェア、ハードウェア、および／または他の電子制御部品をさらに含むことができる。例えば、このようなソフトウェア、ハードウェア、および／または電子制御部品は、電池の充電の実行、電池の充電状態の検出、省電力操作の実行、電池の非意図的または過充電の防止、などを含んでもよい。
【００４１】
本発明に係る「制御装置」または「制御部品」は、本喫煙物品に有用な種々の要素を含むことができる。さらに、本発明に係る喫煙物品は、一体型要素に組み込んでもよく、または喫煙物品内の離れた位置に存在してもよい１個、２個、さらにそれ超の制御部品を含むことができ、個々の制御部品は、異なる制御態様を実行するために利用できる。例えば、喫煙物品は、電池からの電力放電を制御するために電池に一体化されるか、または他の方法で組み合わされた制御部品を含んでもよい。喫煙物品は別個に、他の物品の態様を制御する制御部品を含んでもよい。あるいは、物品の複数の制御態様または全ての制御態様を実行する単一の制御装置を含んでもよい。同様に、本物品で使用されるセンサー（例えば、吸引センサー）は、刺激に応答して電源からの電力放電の始動を制御する制御部品を含んでもよい。喫煙物品は個別に、物品の他の態様を制御する制御部品を含んでもよい。あるいは、物品の複数制御態様または全ての制御態様を実行するために単一制御装置をセンサー中に、または他の方法でセンサーに連携して設けることができる。従って、本喫煙物品中で種々の制御装置の組み合わせを採用して装置の全ての態様の所望のレベルの制御を提供できることがわかる。
【００４２】
また、喫煙物品は、電源から物品のさらなる部品、例えば、抵抗加熱要素への電気エネルギーの流れの制御に有用な１以上の制御装置部品を含んでもよい。具体的には、物品は、電源から、例えば、抵抗加熱要素への電流フローを始動させる制御部品を含んでもよい。例えば、一部の実施形態では、物品は、電力フローを手動制御するための制御回路に接続できる押しボタンを含んでもよい。例えば、消費者は押しボタンを使用して物品のスイッチを入れる、および／または抵抗加熱要素への電流フローを始動させることができる。物品の動力供給のオン−オフを手動で行うために、および、エアロゾル生成用の加熱を作動させるために多数のボタンを設けることができる。存在する１以上の押しボタンは、実質的に、喫煙物品の外表面と同一面であってもよい。
【００４３】
押しボタンの代わりに（または追加して）、本発明物品は、消費者の物品の吸引に応答する１以上の制御部品（すなわち、吸引起動型加熱）を含んでもよい。例えば、物品は、消費者が物品を吸うのに伴う圧力変化または空気流量変化に敏感なスイッチ（すなわち、吸引起動型スイッチ）を含んでもよい。他の適する電流始動／停止機構には、温度始動型オン−オフスイッチまたは口唇圧始動型スイッチを含んでもよい。このような吸引起動機能を提供する代表的な機構には、ＭｉｃｒｏＳｗｉｔｃｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ、Ｉｎｃ．、Ｆｒｅｅｐｏｒｔ、Ｉｌｌにより製造されたＭｏｄｅｌ  １６３ＰＣ０１Ｄ３６シリコンセンサーが含まれる。このようなセンサーを使用することにより、抵抗加熱要素は、消費者が物品を吸引すると、圧力の変化により急速に始動できる。さらに、流量感知装置、例えば、熱線風力測定原理を使用するものを使用して、空気流量の変化を感知後十分急速に抵抗加熱要素への通電を可能とすることができる。さらなる使用可能な吸引起動型スイッチは、例えば、Ｍｉｃｒｏ  Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  Ｌｏｇｉｃ、Ｉｎｃ．、Ｆｔ．Ｌａｕｄｅｒｄａｌｅ、Ｆｌａの圧力差動スイッチ：Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＭＰＬ−５０２−Ｖ、ｒａｎｇｅ  Ａである。別の適する吸引起動型機構は、次に、所定の閾圧を検出するための比較器に結合される高感度圧力変換器（例えば、増幅器または利得段を備えた）である。また別の適する吸引起動型機構は、気流により曲げられる羽根で、羽根の動きが動き感知手段により検出される。さらに別の適する始動機構は、圧電スイッチである。また、ＭｉｃｒｏＳｗｉｔｃｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ、Ｉｎｃ．、Ｆｒｅｅｐｏｒｔ、Ｉｌｌの適切に接続されたＨｏｎｅｙｗｅｌｌ  ＭｉｃｒｏＳｗｉｔｃｈ  Ｍｉｃｒｏｂｒｉｄｇｅ  Ａｉｒｆｌｏｗ  Ｓｅｎｓｏｒ、Ｐａｒｔ  Ｎｏ．ＡＷＭ２１００Ｖ、も有用である。本発明に係る加熱回路で採用可能な応需作動型（ｄｅｍａｎｄ−ｏｐｅｒａｔｅｄ）電気スイッチのさらなる例は、米国特許第４，７３５，２１７号（Ｇｅｒｔｈら）に記載されている。この特許は、参照によりその全体が本明細書に援用される。他の適切な差動型スイッチ、アナログ圧力センサー、流速センサー、などは、本開示の知識を有する当業者なら自明であろう。吸引中の圧力変化が容易に特定されるように、圧力感知管または吸引起動型スイッチと喫煙物品内の空気流路との間の流体連結を提供する他の通路を設けることができる。
【００４４】
静電容量感知部品は、特に、種々の方式で装置に組み込むことができ、装置の１以上の部品用の多様なタイプの「電源投入」および／または「電源切断」を可能とする。静電容量感知は、限定されないが、近接度、位置、またはずれ、湿度、流体レベル、圧力、または加速度を検出、および／または測定するセンサーなどの静電結合に基づく技術を組み込んだいずれかのセンサーの使用を含んでもよい。静電容量感知は、表面容量、投影型静電容量、相互容量、または自己容量を示す電子部品で可能となる。静電容量センサーは、通常、導電性であるもの、または空気とは異なる誘電性を有するものを検出できる。静電容量センサーは、例えば、機械式ボタンを静電容量式代替物で置換できる。従って、本発明に係る静電容量感知の１つの具体的適用は、静電容量式タッチセンサーである。例えば、喫煙物品上にタッチパッドを置き、使用者に種々のコマンドを入力させることができる。最も基本的には、タッチパッドは、前述した押しボタンとほぼ同じように加熱要素に電力を供給できる。他の実施形態では、静電容量感知を喫煙物品のマウスエンドの近くに適用して、物品を吸引する喫煙物品上の口の圧力に応じて加熱要素に電力を供給する信号を装置に送ることができる。静電容量式タッチセンサーに加えて、静電容量式動きセンサー、静電容量式液体センサー、および加速度計を本発明に従って利用して喫煙物品からの様々な応答を引き出すことができる。さらに、光電センサーも本発明の喫煙物品に組み込むことができる。
【００４５】
本物品に利用できるセンサーは、エアロゾル前駆物質などの基材を加熱し、使用者による吸入用に蒸気またはエアロゾルを形成するために加熱要素に電力流の信号を明示的に送ることができる。また、センサーは、追加の機能を提供できる。例えば、「目覚まし」センサーを含んでもよい。特定の実施形態では、喫煙物品は、「スリープ」モードで梱包でき、それにより、電源からの電力を加熱要素（または所望による物品の他の部品）に送ることができない。喫煙物品は、光電センサーまたはプルタブ始動型センサーまたはさらに静電容量センサーなどのセンサーを含むことができ、喫煙物品が開梱された後、センサーの作動により物品がスリープモードから動作モードに移行し、物品を本明細書に記載の他の方法で使用できる。例えば、光が実質的に喫煙物品に届かないように喫煙物品を梱包できる。その後、物品が梱包から取り出される（すなわち、周囲の光にさらされる）ときを検出するように物品上の光電センサーが機能し、物品をスリープモードから動作モードに移行させるであろう。同様に、センサーは、物品が再び周囲の光から保護される（例えば、キャリングケースまたは保存ケース中に配置される）場合に、安全対策として物品をスリープモードに戻すように機能することができる。類似の機能を与える他の感知法も同様に本発明に従って利用できる。
【００４６】
消費者が喫煙物品の吸い口端を吸引すると、電流始動手段は、自由なまたは連続的電流を抵抗加熱部材に流して、熱を急速に生成させることができる。急速加熱のために、電流調節部品を組み込んで、（ｉ）加熱部材を通る電流フローを調節し、抵抗加熱要素の加熱、およびそれにより得られる温度を制御すること、ならびに（ｉｉ）基材またはエアロゾル前駆物質、および／または他の風味物質または吸入可能な物質を保持する他の部品の過熱および劣化を防ぐことは有用であろう。
【００４７】
電流調節回路は、特に、時間ベースであってよい。具体的には、このような回路は、吸引の中の初期の時間帯に対し加熱要素を通る連続的電流フローを可能とする手段およびその後、吸引が完了するまで電流フローを調節するためのタイマー手段を含む。例えば、その後の調節は、電流フローの急速オン−オフ切り換え（例えば、約１〜５０ミリ秒毎のオーダーで）なのにより、加熱要素を所望の温度範囲内に維持してもよい。さらに、調節は、所望の温度が達成され、その後、電流フローを完全に切断するまで単に連続的電流フローを可能にすることを含んでもよい。物品を使用して別の吸引を開始する消費者が加熱部材を再始動させることができる（または、ヒーターの始動用に採用された具体的なスイッチの実施形態に応じて、手動で押しボタンを始動させることができる）。あるいは、その後の調節は、加熱要素を通る電流フローを調節し、加熱要素を所望の温度範囲内に維持することを含んでもよい。一部の実施形態では、所望の吸入可能な物質の用量を放出するために、約０．２秒〜約５．０秒、約０．３秒〜約４．５秒、約０．５秒〜約４．０秒、約０．５秒〜約３．５秒、または約０．６秒〜約３．０秒の間、加熱部材に通電してもよい。一つの代表的な時間ベースの電流調節回路では、トランジスタ、タイマー、比較器、およびコンデンサを含むことができる。適切なトランジスタ、タイマー、比較器、およびコンデンサは、市販品として入手でき、当業者には自明であろう。代表的なタイマーは、Ｃ−１５５５ＣとしてＮＥＣ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能なもの、およびＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｎｔｅｒｓｉｌ、Ｉｎｃ．からＩＣＭ７５５５として入手可能なもの、ならびに、種々の他の大きさおよび形状のいわゆる「５５５タイマー」である。代表的な比較器としては、ＬＭ３１１としてＮａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒから入手可能なものを挙げることができる。本喫煙物品に使用可能なこのような時間ベースの電流調節回路および他の制御部品のさらなる説明は、米国特許第４，９２２，９０１号、同４，９４７，８７４号、および同４，９４７，８７５号（全て、Ｂｒｏｏｋｓら）に提供されている。これらの全ての文献は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００４８】
制御部品は、特に、抵抗加熱要素に与えられる熱の量を精密に制御するように構成できる。一部の実施形態では、電流調節部品は、一定の温度に到達するとすぐに、抵抗加熱要素への電流フローを停止するように機能できる。このような一定の温度は、エアロゾル前駆物質およびいずれかの追加の吸入可能な物質を蒸発させるために実質的に充分高く、本明細書で別に考察したように、従来のシガレットでの典型的吸引に等しい一定量のエアロゾルを与える範囲であってよい。単回の吸引に対し所望の容積を与えるために、十分な容量のエアロゾル前駆物質を蒸発させるのに必要な熱は変わってもよいが、約１２０℃以上、約１３０℃以上、約１４０℃以上、または約１６０℃の温度に加熱することは、加熱部材にとって特に有用であろう。一部の実施形態では、適切な量のエアロゾル前駆物質を蒸発させるために、加熱温度は、約１８０℃以上、約２００℃以上、約３００℃以上、または約３５０℃以上、であってよい。さらなる実施形態では、エアロゾル形成用の一定の温度は、約１２０℃〜約３５０℃、約１４０℃〜約３００℃、または約１５０℃〜約２５０℃であってよい。しかし、エアロゾル前駆物質、および／または他の構成材料の劣化、および／または過度の早過ぎる蒸発を避けるために、実質的に約５５０℃を超える温度への加熱を避けるのが特に望ましいであろう。特に、基材または物品の他の成分の劣化、および／またはかなりの燃焼を（好ましくは、どのような燃焼も）避けるために、加熱は十分低い温度で、十分に短い時間であるべきである。加熱の時間は、以下でさらに詳細に考察される多くの要因により制御できる。加熱温度および時間は、所望のエアロゾルの容量および物品を通して吸引されるのが望まれる周囲の空気に依存するであろう。しかし、抵抗加熱要素が所望の温度が到達されるまでのみ通電するように物品を構成できるので、時間は抵抗加熱要素の加熱速度に依存して変化してもよい。あるいは、加熱時間は、消費者による物品の吸引時間と連携させてもよい。上述のように、通常、加熱温度と時間は、制御ハウジング内に収容された１以上の部品により制御されてもよい。
【００４９】
電流調節部品は、同様に、一定の温度に到達するとすぐに、一定の時間、一定の温度に保持するために抵抗加熱要素に対する電流のオフとオンを循環させることができる。このような急速なオン−オフ循環は、既に上記で考察の通りであってよく、一定の温度は、上述のエアロゾル生成温度であってよい。
【００５０】
またさらに、電流調節部品は、エアロゾル形成温度以下の第１の温度を維持し、その後、第１の温度より高く、エアロゾル形成温度である第２の温度に到達するように、電流始動制御部品に応答して電流フローを高めることを可能とするために、抵抗加熱要素への電流のオフとオンを循環させることができる。このような制御は、物品のエアロゾル形成の応答時間を改善でき、それにより、エアロゾル形成が消費者による吸引開始時、ほぼ瞬時に始まる。一部の実施形態では、第１の温度（待機温度としてキャラクタライゼーションできる）は、上記で定義のエアロゾル形成温度よりわずかに低いだけでよい。具体的には、待機温度は、約５０℃〜約１５０℃、約７０℃〜約１４０℃、約８０℃〜約１２０℃、または約９０℃〜約１１０℃であってよい。
【００５１】
先に示した内容を考慮すると、様々な機構を採用して、抵抗加熱要素および他の喫煙物品の部品への電流の始動／停止を容易にできることが理解できる。具体的には、物品は、前に開始した電源から抵抗加熱要素への電流フローを調節する部品を含むことができる。例えば、本発明の物品は、物品中の電流フローを調節するためのタイマー（すなわち、時間ベースの部品）を含んでもよい（例えば、消費者による吸引の間）。物品は、抵抗加熱要素への電流フローを可および不可にするタイマー応答スイッチをさらに含んでもよい。また、電流フロー調節は、コンデンサおよび一定の速度で（例えば、加熱部材が加熱と冷却を行うのに近い速度）でコンデンサを充放電するための部品の使用を含んでもよい。具体的には、電流フローは、吸引中の初期の時間帯には、加熱部材を通る連続的電流フローであるが、初期の時間帯の後から吸引が完了するまで、電流フローは切断されるか、または交互にオフとオンを循環されるように調節できる。上記で考察のように、このような循環はタイマーにより制御でき、タイマーはプリセットされた切り換え循環を生成できる。特定の実施形態では、タイマーは、周期的デジタル波形を生成できる。初期の時間帯の間のフローは、第１の入力値での第１の電圧を、閾入力値での閾電圧値と比較し、第１の電圧が閾電圧値に等しい場合、出力信号を生成し、これがタイマーを始動する比較器の使用によりさらに調節できる。このような実施形態は、閾入力値での閾電圧を生成する部品、および初期の時間帯の通過時の第１の入力値での閾電圧を生成する部品をさらに含んでもよい。
【００５２】
上記制御要素に加えて、喫煙物品は、また、１以上のインジケーターを含んでもよい。このようなインジケーターは、本発明物品の使用に関する複数の態様の表示を与えることができる光（例えば、発光ダイオード）であってもよい。例えば、一連の光が、喫煙物品の所与のカートリッジに対する吸引の数に対応してもよい。具体的には、光は、各吸引で点灯されて、全ての光が点灯されると消費者のカートリッジが完全に使用されたことを示すことができる。あるいは、全ての光は、カートリッジの最初の充填時に点灯され、光は、各吸引で消灯されて、全ての光が消灯されると消費者のカートリッジが完全に使用されたことを示すことができる。また他の実施形態では、１個のみのインジケーターが存在し、その点灯は、抵抗加熱要素へ電流が流れていること、および物品が能動的に加熱中であることを示すことができる。これは、消費者が知らないうちに能動的加熱モードで物品を放置したままにしないことを徹底できる。またさらに、１以上のインジケーターを電池状態（例えば、満充電、ローバッテリ、充電中など）のインジケーターとして設置してもよい。インジケーターをオン−オフ法の可視インジケーターに関連して上述しているが、他の動作指標も含まれる。例えば、可視インジケーターは、光の色または強度の変化により喫煙回数の進行を示してもよい。触覚インジケーターおよび音インジケーターも同様に本発明に含まれてもよい。さらに、このようなインジケーターの組み合わせを単一の物品中で使用することも可能である。
【００５３】
本発明に係る喫煙物品は、エアロゾル形成部品およびエアロゾル形成部品を加熱して使用者の吸入用にエアロゾルを生成する加熱部材をさらに含んでもよい。本発明は、特に、単一の抵抗加熱要素中に一体形成された加熱部材およびエアロゾル形成部品の提供に関連して位置付けることができる。特に、本発明は、導電材料および少なくとも１種の炭素質添加物を含む基材、ならびに基材に組み込まれたエアロゾル前駆物質も含む抵抗加熱要素を提供できる。さらに具体的には、基材は炭化される。好ましくは、抵抗加熱要素は、本明細書で別に記載のように一定値未満の電気抵抗を示し、電流がそれを通して流れる場合に、抵抗加熱要素を十分な量の熱を与えるために役立つようにしている。
【００５４】
抵抗加熱要素として有用な導電材料は、低重量で低密度、かつ中程度の抵抗値を有し、使用中の温度で熱的に安定なものであってよい。有用な加熱要素は、加熱と冷却が急速にでき、それにより、エネルギーの効率的使用を可能とし、要素の急速加熱は、その近くのエアロゾル前駆物質のほぼ即時蒸発を可能とするために有益となる。急速冷却は、エアロゾル形成が望ましくない期間中のエアロゾル前駆物質の実質的な蒸発（およびその結果の無駄）を防止する。また、このような加熱要素は、時間ベース電流制御が採用されている場合は特に、エアロゾル前駆物質により使用される温度範囲の比較的正確な制御を可能とする。有用な導電材料は、好ましくは、風味または生成されるエアロゾルまたは蒸気の含量に悪影響を与えないように、加熱される物質（例えば、エアロゾル前駆物質および他の吸入可能な物質）と化学的に非反応性である。代表的な導電材料として使用可能な非制限的物質には、炭素、グラファイト、炭素／グラファイト複合材料、金属、金属および非金属炭化物、窒化物、ケイ化物、金属間化合物、サーメット、金属合金、および金属ホイル、が含まれる。特に、耐熱材料が有用であり得る。種々の異なる物質を混合して抵抗、重量、および熱伝導度の所望の特性を達成できる。特定の実施形態では、利用できる金属には、例えば、ニッケル、クロム、ニッケルとクロムの合金（例えば、ニクロム）、および鋼が含まれる。抵抗加熱を提供するために有用な物質は、米国特許第５，０６０，６７１号（Ｃｏｕｎｔｓら）；同５，０９３，８９４号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，２２４，４９８号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，２２８，４６０号（Ｓｐｒｉｎｋｅｌ  Ｊｒ．、ら）；同５，３２２，０７５号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，３５３，８１３号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，４６８，９３６号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，４９８，８５０号（Ｄａｓ）；同５，６５９，６５６号（Ｄａｓ）；同５，４９８，８５５号（Ｄｅｅｖｉら）；同５，５３０，２２５号（Ｈａｊａｌｉｇｏｌ）；同５，６６５，２６２号（Ｈａｊａｌｉｇｏｌ）；同５，５７３，６９２号（Ｄａｓら）；および同５，５９１，３６８号（Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒら）、に記載されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。より一般的には、導電材料は、その導電率（または導電率）と関連して特徴付けることができ、これは物質の電気抵抗（または比抵抗）の逆数である。導電率は、モー／メートルの単位（すなわち、オームで表した抵抗の逆数）または記号のシグマ（σ）で表されるシーメンス／メートルにより量を示すことができる。具体的には、有用な導電材料は、１０１σ以上、１０２σ以上、または１０３σ以上のオーダーの導電率であってよい。例えば、グラファイトは、その底面に応じて、約３×１０２〜約３×１０５σの導電率である。
【００５５】
本発明は、特に、抵抗加熱要素が、２個以上の一体化部品から構成される基材を含むことができることを特徴とすることができる。特に、基材は、１種以上の基材添加物と組み合わせて上記で考察のような導電材料を含むことができる。下記でさらに詳細に考察されるように、このような基材添加物は、喫煙物品により使用者に送り込まれる吸入可能な成分を提供するために有用な物質、かさばる、結合する、またはその他の特定の特性を基材に与えるために有用な物質、およびエアロゾル形成を促進するために有用な物質を含むことができる。したがって、基材は、実質的に、導電材料を含む固体の塊であってよい。したがって、導電材料は、好ましくは、１種以上の追加の物質との組み合わせを容易にして基材を形成する形態で存在できる。
【００５６】
特定の実施形態では、導電材料は、粒子状であってもよい。例えば、導電材料は、約２ｍｍまで、約１ｍｍまで、約７５０μｍまで、約５００μｍまでの平均粒子サイズであってよい。他の実施形態では、粒子は、約１ｎｍ〜約２ｍｍ、約５０ｎｍ〜約１．５ｍｍ、約０．１μｍ〜約１ｍｍ、約０．５μｍ〜約５００μｍ、または約１μｍ〜約１００μｍの平均サイズであってよい。さらなる実施形態では、導電材料は、実質的にロッド形状粒子であってよい。例えば、導電性ロッド形状粒子は、約１ｍｍまで、約７５０μｍまで、約５００μｍまで、または約２５０μｍまでの直径であってよい。さらにロッドは、約０．１μｍ〜約１ｍｍ、約０．２５μｍ〜約５００μｍ、約０．５μｍ〜約２５０μｍ、または約１μｍ〜約１００μｍの直径であってよい。導電性ロッド形状粒子は、約１０ｍｍまで、約５ｍｍまで、約２ｍｍまで、約１ｍｍまで、または約７５０μｍまでの長さであってよい。さらに、ロッド形状粒子は、約０．５μｍ〜約１０ｍｍ、約１μｍ〜約５ｍｍ、約２μｍ〜約１ｍｍ、または約５μｍ〜約５００μｍの長さであってよい。また、導電材料は、別の形状、例えば、ホイル、発泡体、円盤、らせん、繊維、ワイヤ、膜、糸、切れ端、リボン、または円柱の形状、ならびに、寸法が変化する不規則形状で提供されてもよい。
【００５７】
導電材料に加えて、抵抗加熱要素の基材成分は、少なくとも１種の炭素質添加物を含むことができる。炭素質添加物は、多くの利点を提供できる。具体的には、以下でさらに考察されるように、炭素質添加物は、物質中の非炭素成分を除いて後に炭素格子、炭素骨格、または炭素骨格型構造を残すための特定の処理ステップを介して添加物を変質できるという点で格子形成体として機能できる。一部の実施形態では、炭素質添加物は、粉砕炭素であってもよい。
【００５８】
特定の実施形態では、基材に使用される炭素質物質は、たばこ、たばこ成分、またはたばこ由来物質（すなわち、たばこから直接単離できるか、または合成により調製できるたばこ中で必然的に認められる物質）であってよい。採用されるたばこは、たばこ、例えば、フルー・キュアードたばこ、バーレー種たばこ、オリエンタルたばこ、メリーランドたばこ、暗色たばこ、直火乾燥たばこおよびルスチカたばこ、ならびに他の希少または特殊たばこ、またはこれらのブレンドを含んでも、またはそれら由来であってもよい。種々の代表的なたばこのタイプ、加工タイプのたばこ、およびたばこブレンドタイプのたばこは、米国特許第４，８３６，２２４号（Ｌａｗｓｏｎら）；同４，９２４，８８８号（Ｐｅｒｆｅｔｔｉら）；同５，０５６，５３７号（Ｂｒｏｗｎら）；同５，１５９，９４２号（Ｂｒｉｎｋｌｅｙら）；同５，２２０，９３０号（Ｇｅｎｔｒｙ）；同５，３６０，０２３号（Ｂｌａｋｌｅｙら）；同６，７０１，９３６号（Ｓｈａｆｅｒら）；同６，７３０，８３２号（Ｄｏｍｉｎｇｕｅｚら）；同７，０１１，０９６号（Ｌｉら）；同７，０１７，５８５号（Ｌｉら）；同７，０２５，０６６号（Ｌａｗｓｏｎら）；米国特許出願公開第２００４／０２５５９６５号（Ｐｅｒｆｅｔｔｉら）；国際公開第０２／３７９９０号（Ｂｅｒｅｍａｎ）；およびＢｏｍｂｉｃｋら、Ｆｕｎｄ．Ａｐｐｌ．Ｔｏｘｉｃｏｌ．、３９、ｐ．１１−１７（１９９７）、に記載されている。これらの特許および文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。種々のタイプのたばこ、育成の実務、収穫の実務、および乾燥の実務の説明は、Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｄａｖｉｓら（Ｅｄｓ．）（１９９９）に記載されている。最も好ましくは、用いられるたばこは、適宜乾燥および熟成されている。フルー・キュアードたばこを乾燥するための特に好ましい技術と条件は、Ｎｅｓｔｏｒら、Ｂｅｉｔｒａｇｅ  Ｔａｂａｋｆｏｒｓｃｈ．Ｉｎｔ．、（２００３）４６７−４７５および米国特許第６、８９５、９７４号（Ｐｅｅｌｅ）に記載されている。これらは参照によりその全体が本明細書に援用される。空気乾燥たばこの代表的技術と条件は、Ｒｏｔｏｎら、Ｂｅｉｔｒａｇｅ  Ｔａｂａｋｆｏｒｓｃｈ．Ｉｎｔ．、２１（２００５）３０５−３２０およびＳｔａａｆら、Ｂｅｉｔｒａｇｅ  Ｔａｂａｋｆｏｒｓｃｈ．Ｉｎｔ．、２１（２００５）３２１−３３０に記載されている。これらの文献は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００５９】
喫煙物品中に組み込まれるたばこは、種々の形態、および種々の形状のたばこの組み合わせを採用でき、または異なる形状のたばこを喫煙物品の違った位置に採用できる。例えば、たばこは、ラミナまたはステムの切断または細断片の形状；加工形状（例えば、再構成たばこシート、例えば、カットフィルター形状に裁断された再構成たばこシート細断片；たばこ成分を組み込んだ膜；押出成形たばこ断片または断片；膨化たばこラミナ、例えば、体積膨張されたカット充填材；大きさおよび全体的外観がカット充填材に相当する加工たばこステムの断片；粒状たばこ；発泡たばこ材料；圧縮またはペレット化たばこ、など）；微細裂開たばこ（例えば、たばこダスト、たばこ粉末、凝集たばこ粉末、など）の一部として；またはたばこ抽出物の形で採用できる。例えば、米国特許第７，６４７，９３２号（Ｃａｎｔｒｅｌｌら）および米国特許出願公開第２００７／０２１５１６７号（Ｃｒｏｏｋｓら）を参照されたい。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００６０】
喫煙物品は、ラミナおよび／またはステムの形態のたばこを採用できる。したがって、たばこは、シガレットなどのたばこ製品の製造に従来から使用されているものと多くの点で実質的に同じ形態および方式で使用できる。従来は、たばこラミナおよびステムの切断または細断片は、シガレット製造ではいわゆる「カット充填材」として採用されてきた。水抽出ステム断片も採用できる。したがって、このような形態のたばこは、喫煙物品内に塊または大きな塊を導入する。カット充填材として用いられるたばこの乾燥、ステム除去、熟成、加湿、切断、再配置および取扱の方式と方法は、たばこ製品製造分野の当業者には自明であろう。
【００６１】
喫煙物品内へ組み込むことができる加工たばこは変わってもよい。流延法および製紙技術を含む再構成たばこシートを得る代表的な方式と方法は、米国特許第４，６７４，５１９号（Ｋｅｒｉｔｓｉｓら）；同４，９４１，４８４号（Ｃｌａｐｐら）；同４，９８７，９０６号（Ｙｏｕｎｇら）；同４，９７２，８５４号（Ｋｉｅｒｎａｎら）；同５，０９９，８６４号（Ｙｏｕｎｇら）；同５，１４３，０９７号（Ｓｏｈｎら）；同５，１５９，９４２号（Ｂｒｉｎｋｌｅｙら）；同５，３２２，０７６号（Ｂｒｉｎｋｌｅｙら）；同５，３３９，８３８号（Ｙｏｕｎｇら）；同５，３７７，６９８号（Ｌｉｔｚｉｎｇｅｒら）；同５，５０１，２３７号（Ｙｏｕｎｇ）；および同６，２１６，７０６号（Ｋｕｍａｒ）、に記載されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。押出形状の加工たばこを得る代表的な方式と方法は、米国特許第４，８２１，７４９号（Ｔｏｆｔら）；同４，８８０，０１８号（Ｇｒａｖｅｓ、Ｊｒ．ら）；同５，０７２，７４４号（Ｌｕｋｅら）；同４，８７４，０００号（Ｔａｍｏｌら）；同５，５５１，４５０号（Ｈｅｍｓｌｅｙ）；同５，６４９，５５２号（Ｃｈｏら）；同５，８２９，４５３号（Ｗｈｉｔｅ）；同６，１２５，８５５号（Ｎｅｖｅｔｔら）；および同６，１８２，６７０号（Ｗｈｉｔｅ）、に記載されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。押出成形たばこ物質は、円柱、鎖、円盤、などの形状であってよい。代表的な膨化たばこ（例えば、膨化たばこ（ｐｕｆｆｅｄ  ｔｏｂａｃｃｏ））は、米国再発行特許第３２，０１３号（ｄｅ  ｌａ  Ｂｕｒｄｅら）；米国特許第３，７７１，５３３号（Ａｒｍｓｔｒｏｎｇら）；同４，５７７，６４６号（Ｚｉｅｈｎ）；同４，９６２，７７３号（Ｗｈｉｔｅ）；同５，０９５，９２２号（Ｊｏｈｎｓｏｎら）；同５，１４３，０９６号（Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ）；同５，１７２，７０７号（Ｚａｍｂｅｌｌｉ）；同５，２４９，５８８号（Ｂｒｏｗｎら）；同５，６８７，７４８号（Ｃｏｎｒａｄ）；同５，９０８，０３２号（Ｐｏｉｎｄｅｘｔｅｒ）；および米国特許出願公開第２００４／０１８２４０４号（Ｐｏｉｎｄｅｘｔｅｒら）、に記載の方式の技術を使用して得ることができる。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。一つの特に好ましい種類の膨化たばこは、ドライアイス膨化たばこ（ＤＩＥＴ）である。代表的な加工たばこステムの形態には、カットロールドステム、カットロールド膨化ステム、カット吸引ドステムおよび細断スチーム膨化ステムが含まれる。加工たばこステムを得る代表的な方式と方法は、米国特許第４，１９５，６４６号（Ｋｉｔｅ）および同５，８７３，３７２号（Ｈｏｎｅｙｃｕｔｔら）に記載されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。たばこダストを採用するための方式と方法は、米国特許第４，３４１，２２８号（Ｋｅｒｉｔｓｉｓら）；同４，６１１，６０８号（Ｖｏｓら）；同４，７０６，６９２号（Ｇｅｌｌａｔｌｙ）；および同５，７２４，９９８号（Ｇｅｌｌａｔｌｙら）、に記載されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。さらに他の種類の加工たばこは、米国特許出願公開第２００６／０１６２７３３号（ＭｃＧｒａｔｈら）に記載のタイプである。この特許の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００６２】
たばこは、ブレンド形態で使用できる。典型的には、種々のたばこのタイプおよび形態のブレンドがカット充填材形態で提供される。例えば、特定の人気のある「アメリカンブレンド」と通常呼ばれているシガレット製造用のたばこブレンドは、フルー・キュアードたばこ、バーレー種たばこおよびオリエンタルたばこのカットまたは細断片混合物を含み、このようなブレンドは多くの場合、加工たばこ断片、例えば、加工たばこステム、体積膨張たばこおよび／または再構成たばこを同様に含む。特定の喫煙物品の製造用に使用されるたばこブレンド中の正確な量のそれぞれのタイプまたは形態のたばこは、変わってもよく、好まれる感覚特性（例えば、風味および芳香）などの要因に応じた、設計事項の範囲内である。例えば、Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ、Ｖｏｇｅｓ（Ｅｄ．）ｐ．４４−４５（１９８４）、Ｂｒｏｗｎｅ、Ｔｈｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ、３．ｓｕｐ．ｒｄ  Ｅｄ．、ｐ．４３（１９９０）およびＴｏｂａｃｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｄａｖｉｓら（Ｅｄｓ．）ｐ．３４６（１９９９）、に記載のたばこブレンドの種類を参照されたい。また、米国特許第４，８３６，２２４号（Ｌａｗｓｏｎら）；同４，９２４，８８８号（Ｐｅｒｆｅｔｔｉら）；同５，０５６，５３７号（Ｂｒｏｗｎら）；同５，２２０，９３０号（Ｇｅｎｔｒｙ）；米国特許出願公開第２００４／０２５５９６５号（Ｐｅｒｆｅｔｔｉら）；同２００５／００６６９８６号（Ｎｅｓｔｏｒら）；国際公開第０２／３７９９０号（Ｂｅｒｅｍａｎ）；およびＢｏｍｂｉｃｋら、Ｆｕｎｄ．Ａｐｐｌ．Ｔｏｘｉｃｏｌ．、３９、ｐ．１１−１７（１９９７）、に記載のたばこブレンドの代表的種類も参照されたい。これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００６３】
たばこは、従来たばこ製品の製造に使用されている種類のたばこ添加物で処理できる。これらの添加物は、葉巻、シガレット、パイプ、などの製造に使用されるたばこの風味および芳香を高めるように使用される種類の物質を含んでもよい。例えば、それらの添加物には、種々のシガレットケーシングおよび／またはトップドレッシング成分を含むことができる。例えば、米国特許第３，４１９，０１５号（Ｗｏｃｈｎｏｗｓｋｉ）；同４，０５４，１４５号（Ｂｅｒｎｄｔ．）；同４，８８７，６１９号（Ｂｕｒｃｈａｍ、Ｊｒ．ら）；同５，０２２，４１６号（Ｗａｔｓｏｎ）；同５，１０３，８４２号（Ｓｔｒａｎｇら）；および同５，７１１，３２０号（Ｍａｒｔｉｎ）、を参照されたい。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。好ましいケーシング材料には、水、糖、およびシロップ（例えば、スクロース、ブドウ糖およびブドウ糖果糖液糖）、湿潤剤（例えば、グリセリンまたはプロピレングリコール）、ならびに香味料（例えば、ココアおよび甘草）が含まれる。また、これらの添加成分には、トップドレッシング物質も含まれる（例えば、メントールなどの香味物質）。例えば、米国特許第４，４４９，５４１号（Ｍａｙｓら）を参照されたい。この特許の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。また、添加物は、米国特許第４，９９５，４０５号（Ｌｅｔｔａｕ）（この特許は、参照によりその全体が本明細書に援用される）に記載の装置、またはＫｏｈｌ  Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ  ＧｍｂＨ製のＭｅｎｔｈｏｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ＭＡＳとして入手可能な装置を使用してたばこに添加できる。特定のケーシングおよびトップドレッシング成分の選択は、所望の感覚特性などの要因に依存し、これらの成分の選択と使用は、シガレット設計および製造の当業者には容易に理解されるであろう。Ｇｕｔｃｈｏ、Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｆｌａｖｏｒｉｎｇ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｎｏｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐ．（１９７２）およびＬｅｆｆｉｎｇｗｅｌｌら、Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｆｌａｖｏｒｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｓｍｏｋｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（１９７２）、を参照されたい。これらの文献は、参照によりその全体が本明細書に援用される。添加可能なさらなる物質には、米国特許第４，８３０，０２８号（Ｌａｗｓｏｎら）および米国特許出願公開第２００８／０２４５３７７号（Ｍａｒｓｈａｌｌら）に開示されたものが含まれる。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００６４】
たばこを喫煙物品、特に、これらの喫煙物品中の実質的に全てのたばこを意図的には燃焼させないように設計されている喫煙物品に組み込む種々の方式および方法が、米国特許第４，９４７，８７４号（Ｂｒｏｏｋｓら）；同７，６４７，９３２号（Ｃａｎｔｒｅｌｌら）、米国特許出願公開第２００５／００１６５４９号（Ｂａｎｅｒｊｅｅら）；および同２００７／０２１５１６７号（Ｃｒｏｏｋｓら）に記載されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。さらに、たばこは、「Ｐｒｅｍｉｅｒ」および「Ｅｃｌｉｐｓｅ」の商品名でＲ．Ｊ．レイノルズ・たばこ・カンパニーから市販されているシガレットに組み込まれている。例えば、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ  ｔｈａｔ  Ｈｅａｔ  Ｉｎｓｔｅａｄ  ｏｆ  Ｂｕｒｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ、Ｒ．Ｊ．レイノルズ・たばこ・カンパニーモノグラフ（１９８８）およびＩｎｈａｌａｔｉｏｎ  Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ、１２：５、ｐ．１−５８（２０００）、に記載のこれらの種類のシガレットを参照されたい。また、たばこは、「Ａｃｃｏｒｄ」の商品名でＰｈｉｌｉｐ  Ｍｏｒｒｉｓ  Ｉｎｃ．から市販されている喫煙物品中にも組み込まれている。
【００６５】
さらなる実施形態では、基材の炭素質物質は、たばこ代用品またはたばこ増量剤として位置付けることができる１種以上の物質を含んでもよい。このような物質は、同時にまたはいずれか１種が基材のバインダーとして機能できる。具体的には、バインダーは、基材成分を凝集塊として維持するのに有用などのような物質でもよい。特定の実施形態では、バインダーは、有機物、例えば、多糖類またはそれらの誘導体であってよい。さらに具体的には、バインダーは、ガム、セルロース、またはセルロース誘導体であってよい。有用なガムの非制限的な例には、天然ガム、アニマガム、アラビアガム、カッシアガム、ダンマル樹脂、ジェランガム、グアーガム、カウリコーパルガム、イナゴマメガム、スプルースガム、ウェランガム、およびキサンタンガムが含まれる。使用可能なセルロースおよびその誘導体の非制限的な例には、セルロースエステル（例えば、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、セルロースプロピオナート、セルロースアセタートプロピオナート、セルロースアセテートブチラート、ニトロセルロース、および硫酸セルロース）およびセルロースエーテル（例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、およびカルボキシメチルセルロース）が含まれる。有用なバインダーのまたさらなる例には、アルギン酸塩、例えば、アルギン酸ナトリウムおよびアルギン酸アンモニウム、寒天、カラゲナン、こんにゃく、ペクチン、およびゼラチンが含まれる。また、本発明に係る有用なバインダーは、無機物質から構成されてもよい。代表的な、使用できる無機物質には、塩（例えば、ケイ酸ナトリウム）、シリカ（例えば、コロイド状シリカ）、アルミナ（例えば、コロイド状アルミナ）、シリコーン樹脂、およびセラミック材料、が含まれる。
【００６６】
使用可能な充填剤には、炭酸カルシウム、アルミナ、シリカ、穀物、および木材パルプが含まれる。代表的な種類の本発明の基材中に使用可能なたばこ代替物または増量剤は、米国特許出願公開第２００８／００１７２０３号（Ｆａｇｇら）に記載されている。この特許は参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００６７】
基材中に使用可能な１種以上の炭素質添加物は、エアロゾル前駆物質を含むことができる。例えば、ニコチン含有たばこを使用できる。したがって、吸入可能な物質は、たばこ成分であってよい。一部の実施形態では、下記で考察するように、基材の炭化後にエアロゾル前駆物質を基材に適用するのが好ましい。しかし、炭化前の基材中への吸入可能な物質含有原材料の使用は、必ずしも排除されるものではない。
【００６８】
抵抗加熱要素の基材成分（すなわち、導電材料および炭素質物質など）は、本発明の喫煙物品中での使用のために炭化される。本明細書で使用される用語の炭化は、炭化された基材が炭化前の基材より高い炭素の重量パーセントであることを意味すると理解される。以下でさらに考察される基材調製方法を考慮すればよくわかるように、最初に調製された基材物質は、基材の合計重量に対し一定の重量パーセントの炭素を有するであろう。基材が炭化されると、最初に存在した基材中の非炭素材料の内容物は基材から取り除かれ、炭化基材合計重量に対する炭化基材中の炭素の重量パーセントは、非炭化基材の合計重量に対する非炭化基材中の炭素の重量パーセントを超える。一部の実施形態では、炭化されている基材のキャラクタライゼーションは、本明細書で別に考察のように、基材が炭化条件にさらされたことを意味するものであってよい。特定の実施形態では、炭化されている基材のキャラクタライゼーションは、上記したように、定量的に決定できる。例えば、炭化基材中の炭素の重量パーセントは、非炭化基材中の炭素の重量パーセントを、約５％超、約１０％超、約１５％超、約２０％超、約２５％超、約３０％超、約４０％超、または約５０％超だけ超えてよい。このような炭素含量は、任意の適切な分析手段を使用して評価できる。
【００６９】
一部の実施形態では、導電性基材は、炭素と導電性物質の複合材料、例えば、炭素―グラファイト複合材を含むものとして特徴付けることができる。導電性物質は、炭化の前に炭素質物質と組み合わされるために、最終複合材は、液体と接触時に崩壊せず（あるいは、水性媒質に不溶であり）、また、本明細書で別に考察のように、この時点でも、まだ望ましい電気抵抗を示す実質的に均質な固体形態の炭素と導電性物質の混合物である。炭素と導電性物質を乾燥状態で混合することにより（すなわち、炭化プロセスを経ることなく）このような特性の組み合わせが達成されるとは予期されないことであろう。
【００７０】
炭化基材は、基材の気孔率に関連してさらに特徴付けることができる。炭化中、基材の非炭素成分は、基材から取り除かれ、効率的に基本物質である炭素骨格が残る。したがって、炭化基材は、非炭化基材の気孔率より大きい気孔率を有することができ、このような気孔率は、調節可能である。特定の実施形態では、炭化基材は、約１０％約２０％超、約３０％超、約４０％超、約５０％超、または約６０％超の平均気孔率であってよい。このような気孔率は、物質の微細気孔率およびマクロ気孔率の組み合わせの平均値として定量できる。気孔率は、任意の適切な気孔率測定方法、例えば、工業ＣＴスキャン、吸水法、水蒸発法（ｗａｔｅｒ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）、圧入ポロシメトリー、およびガス析出法を使用して定量できる。
【００７１】
炭化基材に加えて、抵抗加熱要素は、エアロゾル前駆物質または蒸気前駆物質、例えば、多価アルコール（例えば、グリセリン、プロピレングリコール、またはこれらの混合物）および／または水をさらに含むことができる。代表的エアロゾル前駆物質の種類は、米国特許第４，７９３，３６５号（Ｓｅｎｓａｂａｕｇｈ、Ｊｒ．ら．）；同５，１０１，８３９号（Ｊａｋｏｂら）；国際出願第９８／５７５５６号（Ｂｉｇｇｓら）；およびＣｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ  ｔｈａｔ  Ｈｅａｔ  Ｉｎｓｔｅａｄ  ｏｆ  Ｂｕｒｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ、Ｒ．Ｊ．レイノルズ・たばこ・カンパニーモノグラフ（１９８８）、に記載されている。これらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。好ましいエアロゾル前駆物質は、十分な熱を加えた際に（および必要に応じ空気で冷却して）可視性エアロゾルを生成し、さらに好ましいエアロゾル前駆物質は、「けむりのよう」にみえるエアロゾルを生成する。好ましいエアロゾル前駆物質は、たばこの燃焼により生成されるけむりの化学的性質に比べて化学的に単純である。必要に応じ、エアロゾル前駆物質を水などの他の液体物質と組み合わせることができる。例えば、エアロゾル前駆物質配合物は、グリセリンと水の混合物、またはプロピレングリコールと水の混合物、またはプロピレングリコールとグリセリンの混合物、またはプロピレングリコール、グリセリンおよび水の混合物を組み込むことができる。また、代表的なエアロゾル前駆物質には、商品名Ｅ−ＣＩＧの電子葉巻として（これらは付属喫煙カートリッジタイプＣ１ａ、Ｃ２ａ、Ｃ３ａ、Ｃ４ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ、Ｃ３ｂおよびＣ４ｂを使用して用いることができる）、および、Ｒｕｙａｎ  ＳＢＴ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｃｏ．、Ｌｔｄ．、（中国、北京）のＲｕｙａｎ  Ａｔｏｍｉｚｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ＰｉｐｅおよびＲｕｙａｎ  Ａｔｏｍｉｚｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅとして、Ａｔｌａｎｔａ  Ｉｍｐｏｒｔｓ  Ｉｎｃ．、Ａｃｗｏｒｔｈ、Ｇａ．、ＵＳＡ．、から入手可能な器具に組み込まれるタイプの物質が含まれる。
【００７２】
さらなるたばこ物質、例えば、たばこ芳香油、たばこエッセンス、噴霧乾燥たばこ抽出物、凍結乾燥たばこ抽出物、たばこダスト、などは、蒸気前駆物質またはエアロゾル前駆物質と組み合わせることができる。本明細書で使用される用語の「たばこ抽出物」は、たばこ抽出処理条件と技術を使用して、たばこから分離、除去、または誘導された成分を意味する。典型的には、たばこ抽出物は、例えば、水性（例えば、水）または有機溶媒（例えば、エタノールなどのアルコール、またはヘキサンなどのアルカン）を使用して得られる。このように、抽出されたたばこ成分は、たばこから取り出され、未抽出たばこ成分から分離される。さらに、溶媒中に存在する抽出されたたばこ成分に対しては、（ｉ）抽出されたたばこ成分から溶媒を取り除くか、または（ｉｉ）抽出されたたばこ成分と溶媒の混合物をそのままで使用できる。例えば、たばこを、水を溶媒として使用して抽出条件にさらした後、生成水性たばこ抽出物を水不溶パルプから分離し、次に、（ｉ）水中の水性たばこ抽出混合物をそのまま使用するか、または（ｉｉ）抽出されたたばこ成分から実質的な水の量を除去（例えば、噴霧乾燥または凍結乾燥技術を使用して）して粉末状のたばこ抽出物を得ることができる。好ましいたばこ抽出物は、たばこから分離、取り出し、または誘導される多くの成分を含有し、また、単一成分に高度に選択的なたばこ抽出プロセス条件を使用してでは得られない（例えば、好ましい抽出物は、高ニコチン含量抽出物、または比較的純粋なニコチン組成物として位置付けられる抽出物ではない）。従って、代表的な好ましいたばこ抽出物は、溶媒除去後の合計抽出物重量をベースにして（例えば、溶媒が水の場合、乾燥重量ベースで）、４５パーセントニコチン、多くの場合、３５パーセント未満のニコチン、さらによくあるのは、２５パーセント未満のニコチン含量である。さらに、好まれることが多いたばこ抽出物は、高芳香性で風味豊かなものであり、従って、これらの抽出物を組み込んだ喫煙物品により生成されるエアロゾルに望ましい感覚特性を導入している。代表的なタイプのたばこ抽出物、たばこエッセンス、溶媒、たばこ抽出処理条件および技術、ならびにたばこ抽出物収集および単離方法は、オーストラリア特許第２７６，２５０号（Ｓｃｈａｃｈｎｅｒ）；米国特許第２，８０５，６６９号（Ｍｅｒｉｒｏ）；同３，３１６，９１９号（Ｇｒｅｅｎら）；同３，３９８，７５４号（Ｔｕｇｈａｎ）；同３，４２４，１７１号（Ｒｏｏｋｅｒ）；同３，４７６，１１８号（Ｌｕｔｔｉｃｈ）；同４，１５０，６７７号（Ｏｓｂｏｒｎｅ）；同４，１３１，１１７号（Ｋｉｔｅ）；同４，５０６，６８２号（Ｍｕｌｌｅｒ）；同４，９８６，２８６号（Ｒｏｂｅｒｔｓら）；同５，００５，５９３号（Ｆａｇｇ）；同５，０６５，７７５号（Ｆａｇｇ）；同５，０６０，６６９号（Ｗｈｉｔｅら）；同５，０７４，３１９号（Ｗｈｉｔｅら）；同５，０９９，８６２号（Ｗｈｉｔｅら）；同５，１２１，７５７号（Ｗｈｉｔｅら）；同５，１３１，４１５号（Ｍｕｎｏｚら）；同５，２３０，３５４号（Ｓｍｉｔｈら）；同５，２３５，９９２号（Ｓｅｎｓａｂａｕｇｈ）；同５，２４３，９９９号（Ｓｍｉｔｈ）；同５，３０１，６９４号（Ｒａｙｍｏｎｄ）；同５，３１８，０５０号（Ｇｏｎｚａｌｅｚ−Ｐａｒｒａら）；同５，４３５，３２５号（Ｃｌａｐｐら）；および同５，４４５，１６９号（Ｂｒｉｎｋｌｅｙら）、に記載されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００７３】
抵抗加熱要素は、１種以上の風味物質、薬物、またはそれたと一緒に組み込まれる他の吸入可能な物質をさらに含んでもよい。例えば、液体ニコチンを使用できる。このような追加物質は、エアロゾル前駆物質または蒸気前駆物質と組み合わせることができる。従って、エアロゾル前駆物質または蒸気前駆物質がエアロゾルに加えて吸入可能な物質を含むと表現できる。このような吸入可能な物質には、風味物質、薬物、および本明細書で考察の他の物質を含むことができる。特に、本発明に係る喫煙物品を使用して送られる吸入可能な物質には、たばこ成分またはたばこ由来物質を含むことができる。例えば、エアロゾル前駆物質は、炭化基材に添加される前のたばこ、たばこ成分、またはたばこ由来物質を含むスラリーであってよい。あるいは、風味物質、薬物、または他の吸入可能物質は、リザーバーに入れて供給されてもよく、それの一定分量を、風味、薬物、または他の吸入可能な物質を空気流中に放出してエアロゾル前駆物質または蒸気前駆物質と一緒に使用者に吸入される加熱器具を備えた基材に接触させることができる。特定の実施形態では、風味物質、薬物、または他の吸入可能な物質は、抵抗加熱要素に近い位置に置かれた二次基材（例えば、紙または他の多孔質材料）上に堆積できる。これらの近さは、抵抗加熱要素の加熱が風味物質、薬物、または他の吸入可能な物質を二次基材から蒸発させ、放出させるために十分な熱を二次基材に与える程度に充分であるのが好ましい。
【００７４】
感覚もしくは感覚刺激特性または喫煙物品の主流エアロゾルの性質を変える様々なタイプの香味料、または香味物質を採用できる。このような香味料は、たばこ以外の供給元から得ることができ、性質上、天然でも人工であってもよく、また、濃縮物または風味パッケージとして採用してもよい。特に興味深いのは、エアロゾルが生成される喫煙物品の領域に適用される、またはその中に組み込まれる香味料である。この場合も同様に、このような物質は、抵抗加熱要素の基材に直接添加でき、または上記した二次基材に付与して提供してもよい。代表的な香味料には、バニリン、エチルバニリン、クリーム、茶、コーヒー、フルーツ（例えば、リンゴ、サクランボ、ストロベリー、モモおよびライムおよびレモンなどの柑橘類風味）、カエデ、メントール、ミント、ペパーミント、スペアミント、ウインターグリーン、ナツメグ、クローブ、ラベンダー、カルダモン、ショウガ、ハチミツ、アニス、セージ、シナモン、ビャクダン、ジャスミン、カスカリラ、ココア、甘草、ならびにシガレット、葉巻、およびパイプたばこの風味物質として伝統的に使用されるタイプと特性の香味物質および香味パッケージが含まれる。ブドウ糖果糖液糖などのシロップ剤も代用可能である。また、香味料は、酸性または塩基性を特徴とする物質（例えば、レブリン酸、コハク酸、およびピルビン酸などの有機酸）を含んでもよい。香味料は、必要に応じ、エアロゾル生成物質と組み合わせてもよい。代表的な使用可能な植物由来組成物は、米国特許出願第１２／９７１，７４６号（Ｄｕｂｅら）および同１３／０１５，７４４号（Ｄｕｂｅら）に開示されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。このような追加の成分の選択は、本物品に望まれる感覚特性などの要因に基づいて変わってもよく、本発明は、たばこまたはたばこ関連もしくはたばこ由来製品の当業者には自明である、全てのこのような追加の成分を包含することが意図されている。ＧｕｔｃｈｏのＴｏｂａｃｃｏ  Ｆｌａｖｏｒｉｎｇ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｎｏｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐ．（１９７２）およびＬｅｆｆｉｎｇｗｅｌｌらのＴｏｂａｃｃｏ  Ｆｌａｖｏｒｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｓｍｏｋｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（１９７２）、を参照されたい。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。たばこ物質と組み合わせて、既に本明細書で記載のような嗜好特性などの感覚特性に影響を与えるのに有用であり得る香味物質、ケーシングなどのいずれの物質も、エアロゾル前駆物質と組み合わせることができる。特に有機酸は、エアロゾル前駆物質に組み込んで、ニコチンなどのエアロゾル前駆物質と組み合わせることができる薬物の風味、感覚、または嗜好特性に影響を与えることができる。例えば、レブリン酸、乳酸、およびピルビン酸などの有機酸は、（合計有機酸含量をベースに）ニコチンと等モルまでの量で、ニコチンを含むエアロゾル前駆物質中に含まれてもよい。どのような有機酸の組み合わせも使用できる。例えば、エアロゾル前駆物質は、ニコチン１モル当たり約０．１〜約０．５モルのレブリン酸、ニコチン１モル当たり約０．１〜約０．５モルのピルビン酸、���よびニコチン１モル当たり約０．１〜約０．５モルの乳酸を、存在する有機酸の合計量がエアロゾル前駆物質中に存在する合計量のニコチンに対し等モルの濃度になるまで、含んでもよい。
【００７５】
エアロゾル前駆物質は、その中に利用される種々の量の物質に基づいて様々な構成を取ることができる。例えば、有用なエアロゾル前駆物質は、約９８重量％まで、約９５重量％まで、または約９０重量％までのポリオールを含んでもよい。この合計量は、２種以上の異なるポリオールの間の任意の組み合わせで分割してもよい。例えば、１種のポリオールは、エアロゾル前駆物質の約５０重量％〜約９０重量％、約６０重量％〜約９０重量％、または約７５重量％〜約９０重量％を含んでもよく、第２のポリオールは、エアロゾル前駆物質の約２％〜約４５重量％、約２％〜約２５重量％、または約２重量％〜約１０重量％を含んでもよい。また、有用なエアロゾル前駆物質は、約２５重量％まで、約２０重量％まで、または約１５重量％までの水、特に、約２重量％〜約２５重量％、約５重量％〜約２０重量％、または約７重量％〜約１５重量％の水を含んでもよい。風味物質など（ニコチンなどの薬物を含んでもよい）は、約１０重量％まで、約８重量％まで、または約５重量％までのエアロゾル前駆物質を含んでもよい。
【００７６】
非制限的な例として、本発明に係るエアロゾル前駆物質は、グリセロール、プロピレングリコール、水、ニコチン、および１種以上の風味物質を含むことができる。特に、グリセロールは、約７０重量％〜約９０重量％、約７０重量％〜約８５重量％、または約７５重量％〜約８５重量％の量で存在してもよく、プロピレングリコールは、約１重量％〜約１０重量％、約１重量％〜約８重量％、または約２重量％〜約６重量％の量で存在してもよく、水は、約１０重量％〜約２０重量％、約１０重量％〜約１８重量％、または約１２重量％〜約１６重量％の量で存在してもよく、ニコチンは、約０．１重量％〜約５重量％、約０．５重量％〜約４重量％、または約１重量％〜約３重量％の量で存在してもよく、風味物質は、約５重量％まで、約３重量％まで、または約１重量％までの量で存在してもよい（全ての量は、エアロゾル前駆物質の合計重量をベースにしている）。特定の非制限的なエアロゾル前駆物質の一例では、約７５重量％〜約８０重量％のグリセロール、約１３重量％〜約１５重量％の水、約４重量％〜約６重量％のプロピレングリコール、約２重量％〜約３重量％のニコチン、および約０．１重量％〜約０．５重量％の風味物質が含まれる。例えば、ニコチンは、高ニコチン含量たばこ抽出物であってもよい。
【００７７】
エアロゾル前駆物質（または上述の他の物質）を基材物質（例えば、抵抗加熱要素の基材または二次基材）と接触させる方法は変わってもよい。液体物質は、成形された基材に適用するか、または基材の製造中に二次基材中に組み込むことができる。エアロゾル前駆物質は、水性液体もしくは他の適切な溶媒または液体キャリア中に溶解または分散して基材物質に噴霧できる。例えば、米国特許出願公開第２００５／００６６９８６号（Ｎｅｓｔｏｒら）、を参照されたい。この特許の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。通常、エアロゾル前駆物質（単独で、または風味剤、薬物、および／または他の吸入可能な物質と組み合わせて）は、炭化基材上にコートする、またはそれに吸収させる、またはそれに吸着させることができる。複数のエアロゾル前駆物質、および／または他の吸入可能な物質が使用される場合は、複数物質は、個別にまたはその物質と組み合わせて炭化基材に組み込んでもよい。従って、本明細書で開示のいずれかの方法または他の適切な方法によりエアロゾル前駆物質および／または他の吸入可能な物質が炭化基材に直接適用されて前駆物質および／または他の吸入可能な物質が炭化基材と直接に接触されて炭化基材と一体化されている場合、エアロゾル前駆物質および／または他の吸入可能な物質は、炭化基材に合体していると見なすことができる。エアロゾル前駆物質は、炭化基材と一体化されている、または炭化基材上にコートされている、それに吸収されている、またはそれに吸着されていると定義してもよい。
【００７８】
基材物質の乾燥重量に対して用いられるエアロゾル前駆物質の量は変わってもよい。基材に適用される液体物質の量は、エアロゾル前駆物質または蒸気前駆物質単独に対して表すことができ、または適用される液体の合計量（例えば、エアロゾル前駆物質＋いずれかの風味物質、薬物などの物質）に対して表すことができる。炭化基材に適用される液体の量は、全抵抗加熱要素の約５重量％〜約７５重量％、約１０重量％〜約６０重量％、または約１５重量％〜約５０重量％の液体成分（すなわち、エアロゾル前駆物質または蒸気前駆物質単独もしくはエアロゾル前駆物質＋喫煙物品により送出されるいずれかの風味物質、薬物などの物質）を含むような量であってよい。
【００７９】
また、導電性基材は、エアロゾル前駆物質、および／または基材に添加できる他の吸入可能な物質に対する基材の保持能力に関連して特徴付けることができる。エアロゾル前駆物質の保持能力は、印加遠心力下での一定の質量の炭化導電性基材により保持されるエアロゾル前駆物質の質量で評価できる。例えば、一定の質量の炭化導電性基材にエアロゾル前駆物質（例えば、グリセロール）が充填された後、２７，０００の重力加速度（ｇ）で遠心力を作用させる場合、導電性基材は、基材の質量の約２５％以上（好ましくは、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、または約５５％以上）のエアロゾル前駆物質の量を保持できる。例えば、一実施形態では、一定条件下で試験した本発明に係る６０ｍｇの導電性基材は、約３５ｍｇのグリセロールを保持できる（すなわち、約５８質量％の保持能力である）。
【００８０】
喫煙物品中で使用されるエアロゾル前駆物質の量は、シガレットが許容可能な感覚および嗜好特性、ならびに望ましい性能特性を示すような量である。例えば、グリセリンおよび／またはプロピレングリコールなどの十分なエアロゾル前駆物質を採用して、たばこの煙の外見に多くの点で似ている可視性主流エアロゾルの生成を可能とすることが極めて好ましい。典型的には、喫煙物品に組み込まれるエアロゾル生成物質の量は、約１．５ｇ以下、約１ｇ以下、または約０．５ｇ以下の範囲である。エアロゾル前駆物質の量は、喫煙物品で使用されるカートリッジ当たりの望ましい吸引（puff）の回数などの要因に依存してもよい。たばこカット充填材を燃焼させることにより主流煙を生成する従来タイプのシガレットとは大きく異なるかなりの程度の受け入れ難い妙な味、薄膜性口当たり、または全体的な感覚を持ち込まないエアロゾル生成組成物が望ましい。特定のエアロゾル生成物質および基材物質、使用されるこれらの成分の量および使用されるたばこ物質の種類の選択は、喫煙物品により生成される主流エアロゾルの全体の化学組成を管理するために変えてもよい。
【００８１】
エアロゾル前駆物質または蒸気前駆物質は、様々な構成で基材上に導入できる。例えば、物質（およびいずれかの追加の風味物質など）を基材に適用し、基材の長さに沿った物質の濃度が実質的に一定となるようにできる（例えば、基材を複数の長さのセグメントに分割する場合、それぞれの個別のセグメントの物質の合計濃度は、実質的に類似であってよく、例えば、１０重量％未満、５重量％未満、または２重量％未満の変動である）。他の実施形態では、液体物質は、基材に沿って一定のパターンで存在してもよい。例えば、このパターンは、基材の長さに沿って濃度が連続的に増加するか、または減少してもよい。このようにして、物品のそれぞれの吸引では、前の吸引または次の吸引に対して物質の量を変化させてもよい。本開示を考慮すれば、このようなパターンのどのような種類も想定でき、このような多様な種類も本発明に包含される。
【００８２】
本発明の物品により放出されるエアロゾルの量は変わってもよい。好ましくは、物品は、十分な量のいずれかの追加の吸入可能な物質と一緒に、十分な量のエアロゾル前駆物質で構成され、さらに、使用中に所望の含量のエアロゾル化された物質を放出するのに十分な時間の間、十分な温度で機能するように構成される。含量は物品からの単回吸入で提供されてもよく、または物品から比較的短い時間（例えば、３０分未満、２０分未満、１５分未満、１０分未満、または５分未満）で吸引の数全体にわたり提供されるように分割してもよい。例えば、物品は、物品の吸引当たり約０．０１ｍｇ〜約０．５ｍｇ、約０．０５ｍｇ〜約０．３ｍｇ、または約０．１ｍｇ〜約０．２ｍｇの量でニコチンを与えてもよい。他の実施形態では、所望の量は、吸引時間および容積に基づいて、送出される湿式合計微粒子状物質の含量に対し特徴付けることができる。例えば、物品は、２秒、３５ｍｌ吸引の標準的ＦＴＣ喫煙条件下で喫煙される場合、一定の数の吸引の間にそれぞれの吸引毎に少なくとも０．１ｍｇの湿式合計微粒子状物質を送出することができる（本明細書で別に記載のように）。このような試験は、いずれの標準的喫煙装置を使用しても実行できる。他の実施形態では、同じ条件下でそれぞれの吸引毎に（２秒の間に）送り出される湿式合計微粒子状物質（ＷＴＰＭ）の含量は、少なくとも１．５ｍｇ、少なくとも１．７ｍｇ、少なくとも２．０ｍｇ、少なくとも２．５ｍｇ、少なくとも３．０ｍｇ、約１．０ｍｇ〜約５．０ｍｇ、約１．５ｍｇ〜約４．０ｍｇ、約２．０ｍｇ〜約４．０ｍｇ、または約２．０ｍｇ〜約３．０ｍｇであってよい。このような値は、単独で、または物品により送り出されているいずれかの追加の吸入可能な物質と組み合わせて送出されるエアロゾル前駆物質の含量に関連させてもよい。計算上、約２秒の平均吸引時間に、約５ｍｌ〜約１００ｍｌ、約１５ｍｌ〜約７０ｍｌ、約２０ｍｌ〜約６０ｍｌ、または約２５ｍｌ〜約５０ｍｌの吸引容積を送ることができる。特定の実施形態では、このような合計吸引容積は、前述のＷＴＰＭ含量を与えることができる。従って、送出時のＷＴＰＭは、合計吸引容積に関連付けることができる（例えば、約２５ｍｌ〜約７５ｍｌの合計吸引容積中の約１ｍｇ〜約４ｍｇ  ＷＴＰＭ）。本明細書で別に記載のように、このようなキャラクタライゼーションは、全吸引容積値およびＷＴＰＭ値を含む。本発明に係る喫煙物品は、送り出されるエアロゾルまたは他の吸入可能な物質の合計量（または送り出される合計ＷＴＰＭ）を吸引毎に送り出される量で除算することにより計算できるいずれかの吸引数を与えるように構成できる。導電性基材（または複数の個別導電性基材）に、適切な量のエアロゾル前駆物質または他の吸入可能な物質を充填し、所望の吸引数、および／または送り出される所望の合計物質量を実現できる。
【００８３】
抵抗加熱要素は、物質の抵抗に関連して特徴付けることができる。このような抵抗は、非炭化形態（これは、生基材と呼ぶことができる）での抵抗に関連させることができる。抵抗は、基材の炭化状態に関連付けて測定できる（それに組み込まれたエアロゾル前駆物質のある場合もまたはない場合も）。本明細書でさらに考察されるように、本発明により、生基材と炭化基材との間で抵抗加熱要素の抵抗が大きく異なる場合があることを見出したことは大きな驚きであった。従って、生状態の基材配合物は、本発明の喫煙物品で機能しない基材となる抵抗値を示してもよい。他方、同じ基材配合物は、基材を炭化することにより極めて有用な抵抗加熱要素に変換できる。特定の実施形態では、本発明により有用になり得る炭化基材から形成される抵抗加熱要素は、約５０オーム以下、約３０オーム以下、約２５オーム以下、約２０オーム以下、約１５オーム以下、約１０オーム以下、または約８オーム以下の抵抗であってよい。特定の実施形態では、炭化基材を含む抵抗加熱要素は、約０．０１オーム〜約５０オーム、約０．０５オーム〜約２５オーム、約０．１オーム〜約１０オーム、約０．２オーム〜約８オーム、約０．５オーム〜約５オーム、または約１オーム〜約４オームの抵抗であってよい。抵抗は、具体的には、基本長の両端間で評価できる。例えば、上記の抵抗値は、１０ｍｍのセグメント長の物質のセグメントの両端で評価できる。しかし、比較抵抗測定を行うために異なる基本長を選択してもよい。
【００８４】
さらなる実施形態では、加熱は生成されるエアロゾルの量に関連して特徴付けることができる。具体的には、物品は、一定の容積（例えば、約５ｍｌ〜約１００ｍｌ、または本明細書で別に記載されるような喫煙物品で有用と思われる他のいずれかの容積）のエアロゾルを生成するために必要な量の加熱を与えるように構成できる。特定の実施形態では、生成される熱の量は、約２９０℃のヒーター温度で約３５ｍｌのエアロゾルを与える２秒の吸引に対して測定できる。一部の実施形態では、物品は、好ましくは、約１〜約５０ジュール／秒（Ｊ／ｓ）、約２Ｊ／ｓ〜約４０Ｊ／ｓ、約３Ｊ／ｓ〜約３５Ｊ／ｓ、または約５Ｊ／ｓ〜約３０Ｊ／ｓの熱を与えることができる。
【００８５】
上記の内容を考慮すると、特定の物質と条件の組み合わせにより、本発明の喫煙物品に特に有用な抵抗加熱要素を提供できることがわかる。例えば、特定の抵抗加熱要素は、物質、炭化される基材、および本明細書で別に記載のような抵抗を有する抵抗加熱要素の下記の組み合わせを含んでもよい。
・グラファイト、金属、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料を含む基材；および少なくとも１種の多糖類；およびこれらに関連付けられた多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
・グラファイト、金属、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料を含む基材；および炭素粒子；ならびにそれに加えて多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
・グラファイトを含む基材；および少なくとも１種の多糖類；およびこれらに関連付けられた多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ、
・グラファイトを含む基材；および炭素粒子；ならびにそれに加えて多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
・グラファイト、金属およびこれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料を含む基材；少なくとも１種の多糖類；ならびにたばこ；およびこれらに関連付けられた多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
・グラファイト、金属およびこれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料を含む基材；炭素粒子；およびたばこ；ならびにそれに加えて多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
・グラファイトを含む基材；少なくとも１種の多糖類；およびたばこ；およびこれらに関連付けられた多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
・グラファイトを含む基材；炭素粒子；およびたばこ；ならびにたばこ；およびこれらに関連付けられた多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
・グラファイト、金属、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される導電材料を含む基材；およびたばこ；ならびにそれに加えて多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
・グラファイトを含む基材；およびたばこ；ならびにそれに加えて多価アルコールエアロゾル前駆物質の組み合わせ
上記の代表的な実施形態のいずれも、エアロゾル前駆物質と組み合わせた（すなわち、別々にまたは組み合わせて炭化基材に添加された）１種以上の吸入可能な物質（例えば、ニコチンまたは他の風味剤）をさらに含んでもよい。
【００８６】
抵抗加熱要素として有用な導電性基材は、様々な形状、配置、および幾何学形態を取ることができる。炭化導電性基材の構造的安定性のために、基材は、エアロゾル前駆物質を充填する際に可溶化しない。このことによって、本発明に従って、均一な加熱と、それによる均一な蒸気および／またはエアロゾル生成をもたらす薄膜を含む広い範囲の形状と寸法の最終的導電性基材（充填エアロゾル前駆物質を含む）を提供することが可能となる。従って、最終的導電性基材は、実質的に堅固な形状を備えてもよい。また、このようにして導電性基材は、単一の一体化された、抵抗加熱ヒーターおよびエアロゾル前駆物質を提供する。
【００８７】
特定の実施形態では、導電性基材は、長尺形状（すなわち、平均直径、平均肉厚、または平均幅より長い）であってよい。具体的には、導電性基材は、実質的にロッド形状であってよい。このような実施形態では、導電性基材は、約５ｍｍ〜約４０ｍｍ、約７．５ｍｍ〜約３５ｍｍ、または約１０ｍｍ〜約３０ｍｍの長さであってよい。同様に、導電性基材は、約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍ、約０．２ｍｍ〜約６ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍ、または約１．５ｍｍ〜約３ｍｍの平均直径であってよい。好ましくは、導電性基材は、実質的に均一な直径を有する。しかし、一部の実施形態では、導電性基材は、不均一断面形状であってもよい。さらなる実施形態では、導電性基材の断面は、丸形、三角形、卵型、四角形、矩形、星形、Ｙ字型、Ｔ字型、などのいずれかであってよい。通常、金型を通す押出成形法で実現可能ないずれの形状も本発明の導電性基材に適用できるが、表面積を最大化する形状が好ましい場合がある。またさらに、導電性基材は、表面積を増やすのに有用な態様を含んでもよい。例えば、導電性基材は、導電性基材片側端または両端に開かれた、および／または１箇所または複数箇所の位置で導電性基材の外表面に開かれた中央流路を含んでもよい。また、導電性基材の外表面は、溝をつける、または穴または他のくぼみを形成するなどの表面積を増やすような形状にしてもよい。
【００８８】
抵抗加熱要素の基材は、いずれの有用な調製方法からの生成物であってもよい。例えば、基材は押出成形品であってもよい。他の実施形態では、基材は、非押出形状（すなわち、型成形品、圧縮正形品、切断品など）であってもよい。またさらに、基材は、ペレット化、顆粒化された形状、または約０．１ｍｍ〜約５ｍｍ、約０．２５ｍｍ〜約４．５ｍｍ、または約０．５ｍｍ〜約４ｍｍの範囲の平均粒子サイズのいずれかのさらなる粒子状であってもよい。他の実施形態では、平均粒子サイズは、約５ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、または約１ｍｍ以下であってもよい。特定の基材を、適切な容器（例えば、管または本発明の喫煙物品での使用に適切な大きさで、形成されたエアロゾルを放出できる実質的に多孔性の材料から形成されている他の形状の容器）に詰め込んでもよく、または他の方法で、例えば、適切なバインダーと組み合わせて詰め込んで一体物にしてもよい。
【００８９】
さらに他の実施形態では、基材は、シートの形状であってもよい。このようなシートは、本発明の喫煙装置で使用するための大きさに切り出してもよい。あるいは、シートを巻き付けて実質的に管形状にしてもよい。またさらに、導電性基材を複数の個別導電性基材から形成してもよい。例えば、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上、７つ以上、８つ以上、９つ以上、または１０つ以上の個別導電性基材（個別ロッドなどの）を束ねるか、または他の方法で組み合わせて全体として導電性基材を形成できる。同様に、複数の個別導電性基材、例えば、種々厚さおよび直径の個別円盤形状の基材を全体で導電性基材として提供できる。代表的な実施形態では、このような複数の個別導電性基材を、直列に繋いで喫煙器具に用いることができる。本発明に係る代表的な導電性基材の配置は、種々の図に関連して以下でさらに説明される。
【００９０】
複数の別個の導電性基材の提供は、エアロゾル前駆物質の多くの充填物を与えるために、および／または送出されるエアロゾルの均一性およびエアロゾルを形成するための電力の要求の安定性を改善するために、好都合である場合がある。従って、個別導電性基材は、個別に制御部品に配線して、エアロゾル生産用に全部の個別導電性基材に一度に供給されるより少ない電力になるように電源供給してもよい。例えば、単一の導電性基材は、２秒の時間の約８〜１０吸引（すなわち、約１本の従来のシガレットに等しい吸引）を与えるように構成できる。従って、例えば、本発明に係る喫煙物品は、５個の個別導電性基材を有することにより５本の従来のシガレットに等しい吸引数を得ることができる。同様の他の考え方も本開示に包含され、存在する個別導電性基材の数、および各個別導電性基材により得られる吸引数に基づいて設計できる。
【００９１】
導電材料および少なくとも１種の炭素質添加物が混合されるのが好ましいと思われるが、他の実施形態も必ずしも排除されるものではない。例えば、導電材料は、少なくとも１種の炭素質添加物（これはシートの形状であってもよい）によって実質的に取りかもまれているコアの形状であってもよい。あるいは、導電材料は、少なくとも１種の炭素質添加物を含むコアを実質的に取り囲むシースの形状であってもよい。抵抗加熱要素の成分の組み合わせの他の配置も同様に本開示に包含される。
【００９２】
抵抗加熱要素は、好ましくは、喫煙物品の電源と電気的に接続され、それにより、抵抗加熱要素に電気エネルギーを供給して熱を生成し、その結果、エアロゾル前駆物質、および喫煙物品により含まれる全ての他の吸入可能な物質をエアロゾル化できる。このような電気的に接続は、固定的で（例えば、結線）あっても、または取り外し可能であってもよい（例えば、抵抗加熱要素が、電源を含む制御装置本体に取り付け、およびそれから取り外し可能なカートリッジで提供される場合のように）．
【００９３】
上記の内容に加えて、本発明はまた、吸入により消費者に送出するために加熱して物質を蒸発させるために喫煙物品または他の装置で使用することができる抵抗加熱要素を調製する方法を提供する。通常、方法は、導電材料を少なくとも１種の炭素質添加物と，組み合わせて基材を形成することを含むことができ、この場合、材料の組み合わせ後は、炭素質添加物が炭化状態にある。炭化は、炭素質添加物を加熱して少なくとも一部の添加物中の非炭素成分を追い出すことを含むことができる。さらに具体的には、炭化は、約２５０℃以上、約３００℃以上、約３５０℃以上、約４００℃以上、または約５００℃以上の温度で加熱することを含むことができる。加熱は、約１０分以上、約３０分以上、約６０分以上、約９０分以上、または約１２０分以上行うことができる。このような加熱は、例えば、Ｂａｒｎｓｔｅａｄ  Ｔｈｅｒｍｏｌｙｎｅ  ６２７００炉などの上記温度を実現するために有用ないずれのヒーターによっても行うことができる。炭化では、特に、最大か焼温度になるまで温度を徐々に上げられる制御昇温を行うことができる。例えば、か焼のための温度ランピングは、約１℃／分〜約２０℃／分、約２℃／分〜約１５℃／分、または約５℃／分〜約１０℃／分の速度であってよい。炭化は、不活性雰囲気で行うのが好ましい。
【００９４】
炭素質添加物の炭化は、導電材料との組み合わせの前に行うことができる。あるいは、炭化は、導電材料との組み合わせの後で行うことができる。導電材料と（炭化状態の）少なくとも１種の炭素質物質との組み合わせから形成される基材は、組み込まれたエアロゾル前駆物質を包含することにより、最終抵抗加熱要素を形成することができる。
【００９５】
特定の実施形態では、導電材料を炭化の前に少なくとも１種の炭素質添加物と組み合わせることが好都合な場合がある。例えば、基材形成で使用される全ての乾燥成分を最初に組み合わせることができる。組み合わせは、例えば、一定時間（例えば、約５分以上、約１０分以上、約１５分以上、約３０分以上、約１時間以上、または約２時間以上）の物質の混合を含んでもよい。形成された基材全体にわたり導電材料が実質的に均一に分散されていることを保証する組み合わせの均一性を得るために、混合することが望ましい場合がある。また、混合には、物質の組み合わせに液体を添加することを含んでもよい。水などの液体は、混合物の水分含有量が約１０％以上、約１５％以上、約２０％以上、または約２５％以上となるように添加してもよい。混合物に湿分を添加するために、および／またはパン生地様の粘性を得るために使用できるさらなる代表的な液体には、グリセロールおよびプロピレングリコールなどのポリオールを含んでもよい。形成された物質の組み合わせは、中間基材と呼ぶことができる。中間基材は、可塑性の塊として位置付けることができる。これは、具体的には、破壊せずに中間基材の塊を任意の方向へ連続的に変形させることができるという理由で、形状付与可能であることを意味する。
【００９６】
例えば、中間基材は、中間基材が押出成形品の形状になるように適切な型を通して押し出すことができるこという意味で成形できる。このような押出成形品は、長尺形状（例えば、実質的にロッド形状）であってよい。押出成形は、均一な形状と均一な寸法、特に均一な直径を備えた中間基材を得るのに有用な場合がある。無論、押出成形は、ペレット、顆粒、および多様な断面形状の長尺状の断片などの種々の形状を成形するために有用となり得る。またさらに、中間基材の成形は、物質を一定の厚さ（例えば、約０．１ｍｍ〜約７ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍ、または約０．１ｍｍ〜約２．５ｍｍの厚さ）のシートに成形することを含んでもよい。このような成形は、型成形、切断、および他の方法を含んでもよい。特に、成形されたシートは、巻き上げて実質的に管形状の中間基材を形成できる。また、基材は、同時押し出して、異なる特性を与えることができる内側および外側部分を形成できる。例えば、導電性基材の一方の部分に対して、導電性基材の他方の部分が幾分多孔性、幾分導電性、などの物質で形成できる。
【００９７】
必要に応じて、中間基材に、内部を貫通する流路を形成してもよい。例えば、貫通中央流路を備えた連続フィラメントを押し出すための押出成形型を作製することができる。流路は、本明細書に記載のように抵抗加熱要素が喫煙物品に組み込まれる場合に、流路を介して空気吸引するのを可能とするような寸法にできる。中央流路は、加熱要素全体の平均直径に比例する平均直径であってよい。例えば、中央流路の平均直径は、抵抗加熱要素中の炭化基材の平均直径の約１％〜約９０％、約５％〜約７５％、約１０％〜約５０％、または約１５％〜約４０％であってよい。
【００９８】
またさらに、導電材料および炭素質添加物は、別々に処理して（すなわち、混合しないで）中間基材を形成してもよい。例えば、組み合わせステップは、導電材料にコア形状（例えば、長尺状のロッドなどまたは粒子の塊として）を付与することを含んでもよく、また、そのコアを炭素質添加物によって実質的に取り囲んでもよい。このような実施形態では、炭素質添加物は、実質的にパン生地様の粘性物に添加される。導電材料は、さらにバインダーと組み合わされて、導電材料と炭素質添加物が別々に用意され、同時に押し出されて所望の形状を形成することができる。組み合わせることにより、導電材料に炭素質添加物を含むコアを実質的に取り囲むシース形状を付与することを含むことが可能となる方法において、このような手法を使用することもできる。
【００９９】
中間基材は、炭素質物質の炭化のための処理を行うことができる。具体的には、炭化は、上記で考察のように、ある温度で一定時間加熱することを含んでもよい。従って、材料の組み合わせは、炭化基材と呼ぶことができる。炭化の前に、成形された中間基材は、１回または複数開の乾燥ステップを通し、固有の水分含有量を減らすことができる。例えば、基材は、約１０分〜約１２０分、約２０分〜約１５０分、または約３０分〜約９０分の間室温で乾燥してもよい。このような乾燥を使用して、切断の前に物質を安定化させることができる。切断した成形基材は、炭化の前に、約１時間〜約４８時間、約４時間〜約３６時間、または約８時間〜約２４時間、約５０℃まで、約４０℃まで、または約３５℃までの温度でさらに乾燥してもよい。
【０１００】
一部の実施形態では、炭化基材は、一定含量の蒸発可能な成分を含んでもよく、これ以上の処理を行わなくてもよい。しかし、通常、炭素質物質の炭化（またはか焼）は、実質的に炭素質物質の全ての揮発性成分を追い出し、主に物質の炭素骨格のみを残す。従って、一部の実施形態では、方法は、エアロゾル前駆物質を炭化基材に結合させて抵抗加熱要素を形成することをさらに含んでもよい。このような結合ステップは、エアロゾル前駆物質が基材の抵抗加熱時に蒸発してエアロゾルを形成可能なようにエアロゾル前駆物質を炭化基材と組み合わせるいずれの手段を含んでもよい。具体的には、エアロゾル前駆物質は、基材上にコート、基材上に噴霧、または基材をエアロゾル前駆物質中に浸漬することにより基材に適用してもよい。エアロゾル前駆物質は、室温またはそれ以上の温度で基材上に真空蒸着できる。このような結合は、コーティング機構、吸着機構、または吸収機構を介してもよい。必要に応じ、例えば、遠心分離などで、過剰のエアロゾル前駆物質を基材から取り除くことができる。
【０１０１】
抵抗加熱要素は、例えば、喫煙物品で使用するための物質の一定の長さへの切断などの追加の処理ステップを使用して形成できる。このような追加の処理は、中間基材または炭化基材に適用できる。従って、上記の開示を考慮すれば、一体化ヒーターおよびエアロゾル形成基材を備えた抵抗加熱要素を使用して、有用な喫煙物品を形成するための上記で考察の追加の成分との組み合わせを提供できることは明らかである。
【０１０２】
本発明に係る喫煙物品で使用する種々の部材（例えば、ヒーター、電池、コンデンサ、切り換え部品、エアロゾル形成装置、など）が上記したが、本発明は、例示実施形態のみに限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、当業者なら、本開示に基づいて、本発明のいずれの特定の部品とも交換可能な分野での類似の部品に気付くことができる。例えば、米国特許第５，２６１，４２４号（Ｓｐｒｉｎｋｅｌ、Ｊｒ．）は、吸引と連携した使用者の口唇の動きを検出し、その後、加熱を開始する装置のマウスエンドに組み込める圧電センサーを開示している。米国特許第５，３７２，１４８号（ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙら）は、マウスピースを介した圧力低下に応答して加熱負荷アレイ中へのエネルギーフローを制御するための吸引センサーを開示している。米国特許第５，９６７，１４８号（Ｈａｒｒｉｓら）は、挿入された部品の赤外透過率の不均一性を検出する認識装置を含む喫煙装置中の差し込み口、およびその部品が差し込み口に挿入されると検出ルーチンを実行する制御装置を開示している。米国特許第６，０４０，５６０号（Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒら）は、多重微分位相を使用した一定の実行可能な電力サイクルについて記載している。米国特許第５，９３４，２８９号（Ｗａｔｋｉｎｓら）は光量子−光電子部品を開示している。米国特許第５，９５４，９７９号（Ｃｏｕｎｔｓら）は喫煙装置を通る吸引抵抗を変える手段を開示している。米国特許第６，８０３，５４５号（Ｂｌａｋｅら）は喫煙装置で使用される特殊電池配置を開示している。米国特許第７，２９３，５６５号（Ｇｒｉｆｆｅｎら）は喫煙装置で使用する種々の受電システムを開示している。米国特許出願公開第２００９／０３２０８６３号（Ｆｅｒｎａｎｄｏら）は、充電を容易にし、装置のコンピュータ制御を可能にするためのコンピュータイによる喫煙装置とのインターフェイスを取る手段を開示している。米国特許出願公開第２０１０／０１６３０６３号（Ｆｅｒｎａｎｄｏら）は喫煙装置用の識別システムを開示している。また、国際公開第２０１０／００３４８０号（Ｆｌｉｃｋ）は、流動エアロゾル生成システムの吸引を示す感知システムを開示している。全てのこれらの開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。本物品で使用できる電子エアロゾル送出物品および開示物質または成分に関連するさらなる部品例には、米国特許第４，７３５，２１７号（Ｇｅｒｔｈら）；同５，２４９，５８６号（Ｍｏｒｇａｎら）；同５，６６６，９７７号（Ｈｉｇｇｉｎｓら）；同６，０５３，１７６号（Ａｄａｍｓら）；同６，１６４，２８７号（Ｗｈｉｔｅ）；同６，１９６，２１８号（Ｖｏｇｅｓ）；同６，８１０，８８３号（Ｆｅｌｔｅｒら）；同６，８５４，４６１号（Ｎｉｃｈｏｌｓ）；同７，８３２，４１０号（Ｈｏｎ）；同７，５１３，２５３号（Ｋｏｂａｙａｓｈｉ）；同７，８９６，００６号（Ｈａｍａｎｏ）；同６，７７２，７５６号（Ｓｈａｙａｎ）；米国特許出願公開第２００９／００９５３１１号，同２００６／０１９６５１８号、同２００９／０１２６７４５号、および同２００９／０１８８４９０号（Ｈｏｎ）；同２００９／０２７２３７９号（Ｔｈｏｒｅｎｓら）；同２００９／０２６０６４１号および同２００９／０２６０６４２号（Ｍｏｎｓｅｅｓら）；同２００８／０１４９１１８および同２０１０／００２４８３４号（Ｏｇｌｅｓｂｙら）；同２０１０／０３０７５１８号（Ｗａｎｇ）；および国際公開第２０１０／０９１５９３号（Ｈｏｎ）、が含まれる。上記文書により開示された種々の物質は、種々の実施形態中の本装置中に組み込むことができ、全ての上記の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０１０３】
以下で詳細に考察のように、本発明に係る物品は種々の実施形態を取ることができるが、消費者による物品の使用は、同じ範囲内に入るであろう。特に、物品は、単一ユニットとして、または消費者により使用のために組み合わされ、その後、消費者により分解される複数の部品として提供できる。通常、本発明に係る喫煙物品は、第２のユニットと係合可能で、また、取り外し可能な第１のユニットを含むことができ、第１のユニットは、抵抗加熱要素を含み、第２のユニットは電源を含む。一部の実施形態では、第２のユニットは、電源からの電流フローを始動させるかまたは調節する１以上の制御部品をさらに含んでもよい。第１のユニットは、第２のユニットに係合する先端、基端に開口部を備えたマウスピースを含む対向する基端を含んでもよい。第１のユニットは、第１のユニットのマウスピースへの空気流路開口部を含んでもよく、空気流路は、抵抗加熱要素からマウスピース中へ形成されるエアロゾル通路を備えてもよい。好ましい実施形態では、第１のユニットは、使い捨てであってよい。同様に、第２のユニットは再利用可能であってよい。
【０１０４】
さらに具体的には、本発明に係る喫煙物品は、連結端および対向する閉端を有する実質的に柱状形状である再利用可能な制御装置本体を有してもよい。制御ハウジングの閉端は、物品の使用中の１以上のインジケーターを含んでもよい。物品は、制御装置本体の連結端に係合する連結端および対向するマウスエンドを有するカートリッジをさらに含んでもよい。物品と使用するために、消費者は、カートリッジの連結端を制御装置本体の連結端に連結するか、または他の方法でカートリッジを制御装置本体と連結でき、それにより、物品が本明細書で記載のように操作可能となる。一部の実施形態では、制御装置本体の連結端およびカートリッジは、ねじ式係合用のねじ切りを行ってもよい。他の実施形態では、連結端は、圧入係合にしてもよい。
【０１０５】
使用中、消費者は、エアロゾル前駆物質および任意の追加の吸入可能な物質を含む抵抗加熱要素の加熱を開始する。このような加熱は少なくとも一部のエアロゾル前駆物質をエアロゾルの形態で放出し（これには、一緒に含まれる任意の追加の吸入可能な物質が含まれてもよい）、このようなエアロゾルは、カートリッジのマウスエンドと流体連結しているカートリッジ中の空間内に供給される。消費者がカートリッジの吸い口端で吸入すると、吸引物質がカートリッジの吸い口端から消費者の口中に出て行くに伴い、空気がカートリッジを経由して吸引され、吸引空気とエアロゾルの混合物が消費者により吸入される。加熱を開始するために、消費者は、抵抗加熱要素が電池または他のエネルギー源（例えば、コンデンサ）から電気エネルギーを受けることを可能とする押しボタン、静電容量センサー、または類似の部品を作動させることができる。電気エネルギーは、所定の長さの時間に供給されてもよく、または手動で制御されてもよい。好ましくは、電気エネルギーフローは、物品の吸引と吸引の間には実質的に継続しない（とはいえ、周囲温度より高いベースライン温度、例えば、有効な加熱温度への急速加熱が容易にできる温度、に維持するためにエネルギーフローを進行させてもよい）。さらなる実施形態では、本明細書で別に記載のように種々のセンサーを使用して消費者の吸引行為により加熱を開始してもよい。吸引が中断されるとすぐに、加熱が停止されるか低減されるであろう。消費者が十分な量の吸入可能な物質（例えば、典型的な喫煙行為と同じにするのに十分な量）を放出するために十分な数の吸引を行うと、カートリッジが制御ハウジングから取り外され、廃棄できる。カートリッジが使用し尽くされた（すなわち、エアロゾル前駆物質が消費者により実質的に取り出された）ことの表示を示すことができる。一部の実施形態では、単一のカートリッジは、単回喫煙行為より多くを供給でき、従って、従来のシガレットの全１箱またはそれ以上を再現するのに十分な含量のエアロゾル前駆物質を供給できる。同様に、複数の個別導電性基材を単一喫煙物品中に備えて、従来のシガレットと等価量である、などの一定数の吸引を得ることができる。
【０１０６】
物品の使用に関する上記の記載は、少しの修正により種々の実施形態に適用でき、このような修正は、本明細書によるさらなる開示を考慮すれば、当業者には明らかであろう。しかし、これまでの使用に関する記載は、本発明の物品の使用を限定する意図ではなく、本発明の開示に必要な全ての要件に適合するように提供されている。
【０１０７】
ここで図１を参照すると、一般的に、本発明に係る喫煙物品１０は、シェル１５およびシェルに備えられた複数の部品を含むことができる。物品は、マウスエンド１１（すなわち、消費者が物品からエアロゾルを吸引するために吸引できる端部）、および先端１２を有するとしてキャラクタライゼーションできる。図示物品は、単一の一体型装置として提供されている（とはいえ、線Ａは任意選択の境界を示し、装置はその位置で着脱可能にまたは例えば、接着により恒久的に一緒に連結される２個の別々の部品であってもよい）。さらなる本明細書の開示から明らかになるように、物品のさらなる実施形態では、それぞれが物品の別の部品を収容する２個以上の脱着式ユニットから構成されるのが好ましい場合がある。図１の実施形態で示される種々の部品が、複数ユニットから形成される実施形態などの他の実施形態中に存在してもよい。
【０１０８】
本発明に係る物品１０は、実質的にロッド様形状または実質的に管形状または実質的に円柱形状として定義できる全体形状であってもよい。図１に示すように、物品は実質的に丸い断面であるが、しかし、他の断面形状（例えば、卵型、正方形、三角形など）も本開示に含まれる。物品の物理的形状を記載するこのような用語は、制御装置本体およびカートリッジなどの複数ユニットを含む実施形態中の物品の個別ユニットにも適用可能である。
【０１０９】
喫煙物品１０のシェル１５は、管形状などの適切な構造を形成し、維持するために、および物品の適切な部品をその中に保持するために適するいずれの物質から形成されてもよい。シェルは、図１に示すように単一壁から形成できる。一部の実施形態では、シェルは、本明細書でさらに考察されるように、構造の完全性を保持するために（例えば、少なくとも抵抗加熱要素により与えられる加熱温度で劣化しないように）耐熱性の物質（天然または合成の）から形成できる。一部の実施形態では、耐熱性ポリマーを使用できる。他の実施形態では、シェルは、紙、例えば、実質的にストロー形状の紙から構成できる。本明細書でさらに考察されるように、紙管などのシェルは、通過する蒸気の移動を防止するように機能する１以上の内部に組み込まれた層を持ってもよい。一例では、アルミニウムホイル層をシェルの１つの面に積層してしてもよい。セラミック材料も使用可能である。さらなる実施形態では、抵抗加熱要素から不必要に熱を逃さないように、特にシェルの抵抗加熱要素５０が存在する領域に絶縁層７０を設けることができる。しかし、絶縁層は、物品の他の領域に（物品の実質的に全長を含む）存在してもよい。例えば、物品が制御装置本体および別々のカートリッジを含む実施形態では、制御装置本体は、必要に応じ、絶縁層を含んでもよい。絶縁層７０は、紙またはセルロースなどの他の繊維状物質から形成できる。さらに、シェル１５は、少なくともその一部の上、例えば、物品のマウスエンド１１上に上包み１１５（図７ｃに示すような）を含んでもよく、このような上包みは、また、多層で形成されてもよい。上包みは、例えば、典型的なシガレットの包装紙であってもよい。具体的には、上包みは、従来のシガレットのフィルタ要素に通常使用される酢酸セルロースなどの材料を含んでもよく、従って、消費者の口中で従来のシガレットの感覚を与えるよう機能してもよい。本発明の上包みとして使用可能な代表的なタイプの包装材料、包装材料成分、および処理された包装材料は、米国特許第５，１０５，８３８号（Ｗｈｉｔｅら）；同５，２７１，４１９号（Ａｒｚｏｎｉｃｏら）；同５，２２０，９３０号（Ｇｅｎｔｒｙ）；同６，９０８，８７４号（Ｗｏｏｄｈｅａｄら）；同６，９２９，０１３号（Ａｓｈｃｒａｆｔら）；同７，１９５，０１９号（Ｈａｎｃｏｃｋら）；同７，２７６，１２０号（Ｈｏｌｍｅｓ）；同７，２７５，５４８号（Ｈａｎｃｏｃｋら）；国際公開第０１／０８５１４号（Ｆｏｕｒｎｉｅｒら）；および同０３／０４３４５０号（Ｈａｊａｌｉｇｏｌら）、に記載されている。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。代表的包装材料は、Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｇｒａｄｅｓ  １１９、１７０、４１９、４５３、４５４、４５６、４６５、４６６、４９０、５２５、５３５、５５７、６５２、６６４、６７２、６７６および６８０としてＳｃｈｗｅｉｔｚｅｒ−Ｍａｕｄｉｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから市販されている。包装材料の気孔率は変わってもよく、よくあるのは、約５コレスタ単位〜約３０，０００コレスタ単位であり、多くの場合、約１０コレスタ単位〜約９０コレスタ単位で��る、また、よくあるのは、約８コレスタ単位〜約８０コレスタ単位である。
【０１１０】
エアロゾルおよび風味剤がシェル１５を通る径方向（すなわち、外側からの）空気浸透により希釈される可能性があるので、それを防いでエアロゾルおよび風味剤の送出を最大化するために、１層または複数層の非多孔性シガレット紙の層を使用して物品を覆うことができる（存在する上包みを含む、または含まない）。適切な非多孔性シガレット紙の例としては、Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−ＣｌａｒｋＣｏｒｐ．からＫＣ−６３−５、Ｐ８７８−５、Ｐ８７８−１６−２および７８０−６３−５として市販されているものが挙げられる。好ましくは、上包みは、実質的に本発明の物品の使用の間に形成される蒸気に不透過性の物質である。必要に応じ、上包み（または上包みがない場合はシェル）は、弾力性板紙材料、ホイル張り板紙、金属、ポリマー材料、などを含んでもよく、この材料をシガレット巻紙で取り囲んでもよい。さらに物品１０は、物品に巻き付け、任意選択で、フィルタ材料を物品に取り付けるためにも使用できるチップペーパーを備えてもよい。
【０１１１】
単一層形成される場合、シェル１５は、約０．２ｍｍ〜約５．０ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約４．０ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約３．０ｍｍ、または約１．０ｍｍ〜約３．０ｍｍの厚みであってよい。上記で考察のような、さらなる層の付加は、シェルに厚みを追加することができる。上述の機能を与えるために使用できるか、または上記の物質と部品に対する代替物として使用可能なさらなる代表的なタイプの部品および物質は、米国特許出願公開第２０１０／００１８６７５７号（Ｃｒｏｏｋｓら）；同２０１０／００１８６７５７号（Ｃｒｏｏｋｓら）；および同２０１１／００４１８６１号（Ｓｅｂａｓｔｉａｎら）に示されているものであってよい。これらの文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０１１２】
図１の実施形態に見られるように、喫煙物品１０は、電子制御部品２０、流量センサー３０、および電池４０を含み、これらの部品は物品の内部で様々な順に配置できる。明示的には示されていないが、物品１０は、必要に応じ、電池４０から遠くの部品に電力を供給するために、および物品により与えられる必要な機能の適切な操作のための部品を相互接続するために、配線を含んでもよいことは理解されよう。物品１０は、本明細書に記載の抵抗加熱要素５０をさらに含む。抵抗加熱要素５０は、電池４０と電気的に接続している。例えば、抵抗加熱要素５０は、加熱要素を通る電流フローによる閉電気回路の形成を促進するための端子５１（加熱要素の対向する端に配置されて示されている）を含んでもよい。追加の配線（図示せず）を提供して、物品内で必要な電気的に接続を提供できる。特定の実施形態では、物品１０は、前述したような１以上の明確なアルゴリズムに従って抵抗加熱要素５０にエネルギーを与えるために、制御部品２０が電池４０からの電力を送り、制御し、または他の方法で調節するように電気回路と結線できる。このような電気回路は、特に、物品１０が消費者の使用時のみ始動するように流量センサー３０を組み込むことができる。例えば、消費者が物品１０でたばこを吹かす場合、流量センサーが吸引を検出し、その後、制御部品が始動され、物品を通る電力を指示し、それにより、抵抗加熱要素５０が熱を生成し、その結果、消費者による吸入用のエアロゾルが得られる。制御アルゴリズムは、抵抗加熱要素５０への電力を循環させ、それにより一定の温度に維持するよう求めることができる。制御アルゴリズムは、従って、消費者による吸引がない一定時間の経過の後に自動的に物品１０を停止させ、物品を通る電力フローを切断するようにプログラムできる。さらに、物品は、温度センサーを搭載し、制御部品にフィードバックを与えることができる。このようなセンサーは、例えば、抵抗加熱要素５０と直接接触していてもよい。同様に、例えば、抵抗加熱要素の抵抗を評価し、このような抵抗と要素の温度を相関させる論理制御部品を使用する代替温度感知手段も使用できる。他の実施形態では、流量センサー３０は、本明細書で別に記載のように、例えば、静電容量センサーなどの代替感知手段を提供する適切な部品により置き換えることができる。既に本明細書で記載のように、いずれの種々のセンサーおよびそれらの組み合わせも組み込み可能である。またさらに、１以上の制御ボタン１６を搭載し、色々な機能、例えば、物品１０への動力供給のオン−オフ、加熱要素５０の電源投入による蒸気または吸入用エアロゾルの生成、などの消費者の手動始動による誘導を可能にできる。
【０１１３】
さらに、物品は、シェル１５上に配置された１以上の状態インジケーター１９を搭載できる。上記で考察のこのようなインジケーターは、物品から使用された吸引の数または残っている吸引の数を示す、動作または非動作状態を示す、吸引に対応して点灯できるなどが行える。６個のインジケーターが示されているが、より多いまたはより少ないインジケーターが存在してもよく、インジケーターは、異なる形状を取ることができ、また、単純にシェルの開口部であってもよい（このようなインジケーターが存在する場合は、音の放出用などの）。
【０１１４】
図１の実施形態に示すように、二次基材５３が加熱要素５０の近くに示されており、好ましくは、エアロゾル前駆物質およびいずれか他の追加の吸入可能な物質が基材から放出されると、抵抗加熱要素により生成された熱を蒸気形成させるようにその二次基材と直接接触させることができる。二次基材５３の形成に種々の基材物質が使用できる。以降で本明細書に記載のように、加熱要素５０および二次基材５３が単一の部品に組み込まれることが好都合な場合があり、このような部品の組み合わせは、下記のさらなる図に関連して説明される。
【０１１５】
また、図１の実施形態でわかるように、物品１０は、抵抗加熱要素５０（および二次基材５３）の周りに開放空洞を備える。このような開放空洞は、二次基材５３からエアロゾルの放出のための容積を与える。また、物品は、マウスエンド１１に吸い口開口部１８を含み、抵抗加熱要素５０周辺の空洞からエアロゾルの吸い出しを可能とする。図１には明示的に示していないが、物品は、マウスエンドにフィルタ材料（例えば、酢酸セルロースまたはポリプロピレン）を含み、必要に応じ、構造的完全性を高める、および／または濾過能力を付与する、および／または吸引に対する抵抗を付与することができる。例えば、本発明に係る物品は、１７．５ｃｃ／秒の空気流量で約５０〜約２５０ｍｍの水圧低下を生じる場合がある。さらなる実施形態では、圧力低下は、約６０ｍｍ〜約１８０ｍｍまたは約７０ｍｍ〜約１５０ｍｍ水圧低下であってよい。圧力低下値は、Ｆｉｌｔｒｏｎａ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｌｔｄから入手可能なＦｉｌｔｒｏｎａ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｔｅｓｔ  Ｓｔａｔｉｏｎ（ＣＴＳ  Ｓｅｒｉｅｓ）、またはＣｅｒｕｌｅａｎ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｌｉｎｓ、ＰＬＣから入手可能なＱｕａｌｉｔｙ  Ｔｅｓｔ  Ｍｏｄｕｌｅ（ＱＴＭ）を使用して測定できる。物品を通る空気流量を促進するために、空気取り入れ口１７を設けることができ、シェル１５中に物品の内部への空気流量を可能とする開口を含んでもよい。複数の空気取り入れ口を設けることができ、空気取り入れ口は、空気取り入れ口からの空気が形成されたエアロゾルと混ざり、その抵抗加熱要素／基材周辺の空洞からの、および物品のマウスエンドの開口部を通っての除去を容易にできるように、物品のマウスエンドの上流のどの位置に配置してもよい。図示していないが、必要に応じ、空気取り入れ口からマウスエンドの開口部へ流れている空気から物品内の１以上の部品を効率的に隔離するために物品内に構造要素を設けることができる。換言すれば、一定の空気流路を設けることができ、このような一定の空気流路により、空気流路を通って流れている空気が電池４０および制御部品２０の片方または両方に物理的接触をするのを実質的に防ぐことができる。図１に示すように、空気取り入れ口１７を通って取り込まれた空気は、加熱要素／基材を取り囲む空洞に入る前に、流量センサー３０を通過し、本明細書で別に記載のように、流量センサーの起動により加熱要素の加熱が促進される。
【０１１６】
好ましい実施形態では、物品１０は、シガレットまたは葉巻形状に匹敵する大きさであってよい。従って、物品は、約５ｍｍ〜約２５ｍｍ、約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、約６ｍｍ〜約１５ｍｍ、または約６ｍｍ〜約１０ｍｍの直径であってよい。このような寸法は、特に、シェル１５の外径に合致してよい。
【０１１７】
図１に示す実施形態の喫煙物品１０は、使い捨て物品として位置付けることができる。従って、このような実施形態の基材５３が十分な量のエアロゾル前駆物質およびいずれかの追加の吸入可能な物質（これは別々に異なる基材に供給されてもよい）を含み、それにより、消費者が物品の単回使用より多くの量を得ることができるのが好ましい。例えば、物品は、複数の従来のシガレット（例えば、２本以上、５本以上、１０本以上、または２０本以上の従来のシガレット）で利用できる吸引（約２秒間の）数に実質的に同じ吸引の数を提供できるように、十分なエアロゾル化可能な、および／または吸入可能な物質を含むことができる。さらに具体的には、図１の実施形態による使い捨ての単一ユニット物品は、約２０回以上、約５０回以上、または約１００回以上の吸引を提供できる。単回の吸引は既に本明細書で記載のように測定される。
【０１１８】
特に好ましい実施形態では、本発明に係る物品は、相互に脱着可能な２個のユニットを含んでもよい。例えば、図２は、制御装置本体８０およびカートリッジ９０から形成される一実施形態による喫煙物品１０を示す。特定の実施形態では、制御装置本体は、再利用可能装置と見なすことができ、カートリッジは、使い捨て部品と見なすことができる。一部の実施形態では、制御装置本体は、限られた数のカートリッジを使用して限られた使用回数のみに対し（例えば、電池電力部品が十分な電力を物品に供給できなくなるまで）構成でき、従って、制御装置本体を含む全体物品１０は廃棄できるという点で、物品全体を使い捨て物品として位置付けることができる。他の実施形態では、制御装置本体は、多くの電池の交換により、また、多くのカートリッジを使用して制御装置本体が再使用できるように、入れ替え可能な電池を備えてもよい。同様に、物品１０は、再充電可能であり、従って、通常の電気コンセントへの接続、車の充電器（すなわち、シガレットライター差し込み口）への接続、および、例えば、ＵＳＢケーブルを介してコンピュータへの接続、を含むいずれのタイプの再充電技術とも組み合わせ可能である。
【０１１９】
制御装置本体８０およびカートリッジ９０は特に、相互に係合し、相互連結した機能的装置を形成するように構成される。図２に示すように、制御装置本体８０は制御装置本体に比べ小さくなった直径を有する突起部８２を含む近位取り付け端１３を含む。カートリッジは、制御装置本体８０の近位係合末端に係合し、機能的で使用可能な形状の喫煙物品１０を与える遠位取り付け端１４を含む。図２では、制御装置本体突起部８２は、カートリッジの遠位取り付け端にある対応するねじ山（図２では見えない）を介してカートリッジ９０を制御装置本体８０にねじ込むことを可能とするねじ山を含む。従って、カートリッジ９０の遠位取り付け端は、制御装置本体突起部８２を受けるための開放空洞を含むことができる。図２には、ねじ係合が示されているが、圧入係合、磁気係合、などの別の係合手段も包含されることは理解されよう。
【０１２０】
制御装置本体８０とカートリッジ９０との間の機能的関係は、２つの取り外されたユニットの断面を示す図３でさらに明らになる。制御装置本体８０は、制御部品２０、流量センサー３０、および電池４０を含む。これらの部品は、具体的な配列で示されているが、本発明により種々の部品の配列が包含されることは理解されよう。制御装置本体８０は、制御装置本体シェル８１中に複数のインジケーター１９および空気取り入れ口１７をさらに含む。本発明に係る１以上の空気取り入れ口用の種々の位置が包含される。図に示されるように、空気取り入れ口１７は、取り入れ口を通って吸い込まれた空気が流量センサー３０に十分に接触し、センサーを作動させるように配置される（とはいえ、特に、異なる感知手段が備えられている場合、または押しボタンなどで手動による始動ができる場合は、他の位置も包含される）。シェル８１は、図１の実施形態に関して既に本明細書で記載の材料から形成できる。また、受け口６０は、制御装置本体８０の近位取り付け端１３に設けられ、カートリッジ９０が制御装置本体に取り付けられる場合、制御装置本体突起部８２中にまで伸びて抵抗加熱要素５０との電気的に接続を容易にする。突起部８２の端子末端は、必要に応じ、空気通路８３を設けて、物品１０の使用中の制御装置本体の空気取り入れ口からカートリッジへの空気流量を高めることができる。
【０１２１】
カートリッジ９０は、マウスエンド１１に吸い口開口部１８を有するカートリッジシェル９１を含み、これは、物品１０の吸引の間、空気および同伴蒸気（および、存在する場合、さらなる吸入可能な物質）のカートリッジから消費者への通路となる。カートリッジ９０は、開口部近くのカートリッジのマウスエンドに置かれた絶縁層７０およびフィルタ７５をさらに含む。カートリッジシェル９１、絶縁層７０、およびフィルタ７５は、このような用途に有用であるとして既に本明細書で記載の材料から形成できる。絶縁層７０および／またはフィルタ７５はなくてもよい。カートリッジ９０は、周辺に蒸気形成用の開放空隙を備えたカートリッジ内で実質的に中央に配置されている導電性基材１５０をさらに含む。導電性基材は、抵抗加熱要素５０および図１の二次基材５３の両方として効率的に機能する。導電性基材１５０は、導電性基材を通る電流フローを促進し、適切な配線（図示せず）を取り付けて導電性基材と、カートリッジの遠位取り付け端１４に置かれたプラグ６５の電気的に接続を形成するために、対向末端に端子５１（例えば、陽および陰端子）を備える。カートリッジ９０が制御装置本体８０に接続されると、プラグ６５が受け口６０に係合して電気的に接続を形成し、それにより、電池４０から受け口とプラグを通って導電性基材１５０まで制御可能なように電流が流れる。カートリッジシェル９１は、遠位取り付け端を超えて伸び、その結果、このカートリッジ末端は突き出ているプラグにより実質的に閉じられる。しかし、他の実施形態では、カートリッジ９０の遠位取り付け端１４は、制御装置本体８０からの（例えば、空気通路８３からの）カートリッジの空気流を高める１以上の風穴９３を含むことができる。図３では風穴９３がカートリッジ９０の先端にある開口として示されているが、これはそのように限定されるものではない。例えば、カートリッジ９０の遠位取り付け端１４は、図４ａに示される保持要素と同様に、ハブとスポークのデザインであってもよい。従って、スポーク間の開放空間は、制御装置本体８０からカートリッジ９０への空気流を可能とする風穴として機能できる。
【０１２２】
図３に示すように、カートリッジ９０は、希釈空気開口１１７を備える。希釈空気開口１１７は、吸い込まれた周囲空気をカートリッジ９０に送り込み、喫煙物品１０から消費者に送られた蒸気またはエアロゾルを希釈するのに有用である場合がある。希釈空気開口１１７は、制御装置本体８０の空気取り入れ口１７に加えて配置できる。あるいは、希釈空気開口１１７は、制御装置本体８０の空気取り入れ口１７の代わりに配置してもよい。このような実施形態では、物品１０の吸引を検出するために空気流量センサー３０が利用される場合、流量センサーを、制御装置本体８０中の代わりにカートリッジ９０中に配置して、または流路を形成して、カートリッジ中の空気希釈開口１１７に入る空気が制御装置本体の流量センサーに十分に接触して流量センサーを始動させ、物品からプログラムされた応答を起こさせるようにしてもよい。代替手段を利用して抵抗ヒーターへの電力流を始動させる（例えば、図１の押しボタン１６、または静電容量センサーを介して）場合の実施形態では、カートリッジ９０の先端１４および制御装置本体８０の基端は、完全に密封でき、および／または空気通路８３および風穴９３が存在せずに、物品１０を通って吸い込まれた全ての空気が空気希釈開口１１７またはカートリッジに存在する類似の部品を介して取り込まれてもよい。
【０１２３】
通常、消費者が使用時にカートリッジのマウスエンド１１を吸引する場合、流量センサー３０は、流量の変化を検出し、制御部品２０を始動させ、導電性基材１５０を通る電流フローを高める。従って、流量センサー３０がほぼ瞬時に空気流量を検出できるように、空気流が制御装置本体８０を通って移動するのが都合がよい。流量センサー３０が制御装置本体８０内に配置される場合、空気取り入れ口１７を制御装置本体に設けるのが都合がよい可能性がある。必要なら、カートリッジおよび制御装置本体が係合された後で、制御装置本体８０内の流量センサー３０がカートリッジ内部（およびカートリッジ本体に存在する空気取り入れ口）と流体連通するように密閉流路を設置してもよい。制御装置本体に取り付けられた場合、このような流体連通は、カートリッジ９０への開口部を除いて制御装置本体内の残りの部品に対して密封されている。さらに、他の実施形態では、流量センサー３０は、制御装置本体８０内の代わりに、カートリッジ９０内に配置できる。
【０１２４】
導電性基材の位置決めを容易にするために、カートリッジは１以上の残りの要素を含むことができる。保持要素は、好ましくは、導電性ではない材料から形成される。例えば、保持要素は、カートリッジシェル９１または絶縁層７０と実質的に同じ材料から形成できる。保持要素は、様々な配置を取ることができるが唯一の制約は、物品１０で吸引する場合、その中で形成される蒸気および／またはエアロゾルがカートリッジマウスエンド１１の吸い口開口部１８から消費者に行くように保持要素がカートリッジ９０を通る十分な空気流量を可能にする必要があることである。
【０１２５】
本発明に係る有用な保持要素の一例を図４ａに示す。この図は、図３の線４に沿って切り取った断面を示す。具体的には、この実施形態は、ハブとスポークデザインを示し、複数のスポーク５５ａがカートリッジシェル９１を導電性基材１５０の周囲のハブ５６に連結する。図中、絶縁層７０の一部が切り取られてシェル９１に取り付けられたスポーク５５ａの追加の部分が現れている。あるいは、スポーク５５ａを絶縁層７０に連結してもよい。スポークおよびハブの寸法は変わってもよい。必要に応じ、外側のリング要素を組み入れてスポークを一体化して、シェルに対する保持要素の取り付けをさらに容易にしてもよい。
【０１２６】
同様に、図４ｂは、図３の線４に沿って切り取った断面を示し、この図では、保持要素は、導電性基材１５０から絶縁層７０に直接伸びる２個のスポーク５５ｂを備える。２個のスポークが示されているが、多いまたは少ない数であってもよい。必要に応じ、ハブ要素も同様に使用できる。
【０１２７】
本発明の導電性基材１５０は、実質的にロッド形状の単一導電性基材を示している図３のように、単一の一体品として搭載できる。他の実施形態では、前述のように、導電性基材は、複数の個別導電性基材として搭載してもよい。導電性基材配置の代表的な実施形態におけるカートリッジシェル９１および絶縁層７０を備えたカートリッジ９０の断面を図５ａ〜図５ｆに示す。他の要素（わかりやすくするために、ヒーター要素保持要素、フィルタなどは、省略されている）も存在してよく、本明細書で別に考察されるカートリッジ特異的に、または喫煙物品一般的に関連する他の要素のいずれかの組み合わせを含んでもよいことは理解されよう。図５ａ〜図５ｄは、単一の一体型部品としての、種々の取り得る断面形状（既に示した丸形状断面に加えて）の導電性基材１５０を示す。図５ａでは、中央流路１５５が示されており、本明細書に包含されているいずれの実施形態においても実現可能である。このような中央流路は、蒸気形成用導電性基材の表面積を増やすために有用な場合がある。図５ｅと図５ｆは、複数の個別導電性基材１５０として導電性基材を示す。図５ｆでは、サポートバンド１５５が示されている。このようなサポートバンドは、導電性基材ロッドの長さに沿って飛び飛びの位置に存在しても、または全体長さに沿って存在してもよく、導電性基材ロッドに対する取り付け点を付与でき、および／または導電性基材ロッド用のスペーサーとして機能させることができる。さらなる代表的な実施形態を図５ｇに示す。この図は、カートリッジシェル９１で形成されたカートリッジ９０の部分切断図を示す。このカートリッジ９０では、円盤形状の複数の個別導電性基材１５０が設置されている。２個の支持ロッド１５６、１５７がそれぞれの導電性基材円盤に取り付けられ、カートリッジの長さにわたり伸びた状態で示されている。異なる配置の支持部材を設けることもできる。このような支持ロッドは、円盤に接続される電気配線（図示せず）を設け、それにより電池からの電源を個々の円盤または複数の円盤に供給できるようにするために有用な場合がある。上述のように、追加のカートリッジ部品が存在してもよいが、この図では見やすくするために示していない。図５ｇに示す個別の導電性基材の数、形状、間隔、および動力供給（例えば、１回に動力供給される円盤の順序と数）は変わってもよい。一部の実施形態では、直列に配置された導電性基材は、それぞれエアロゾル前駆物質およびいずれかの追加の吸入可能な物質の１回または複数回の挿入を行うことができ、喫煙物品の制御部品は、設計された数の吸引のために円盤が消費し尽くされたと見なされるまで単一円盤（または他の形状の導電性基材）に電力を供給し、その後自動的に配列中の次の円盤に電力を供給して追加の吸引を与えることができる。このようにして、エアロゾル前駆物質および他の吸入可能な物質の供給量が精密に制御でき、単一の導電性基材に対するいかなる偶発的損傷も全体カートリッジを使用不能にしない。
【０１２８】
これまで導電性基材が喫煙物品内に配置される本発明の種々の実施形態について説明した。導電性基材は、導電性基材が入れ替え可能なことを意図されないような形式でカートリッジ内に設置できる。換言すれば、導電性基材上のエアロゾル前駆物質が使い切られるとすぐに、全物品が廃棄できる（すなわち、物品は完全に使い捨てである場合）、または全カートリッジが廃棄できる（すなわち、制御装置本体が再利用可能で、エアロゾル前駆物質が充填された新規導電性基材を有する新しいカートリッジで使用済カートリッジを置き換えることができる場合）。しかし、他の実施形態では、本発明の喫煙物品は、導電性基材それ自体が物品から取り外し可能で、エアロゾル前駆物質が充填された新規導電性基材と入れ替え可能なように構成できる。
【０１２９】
特定の実施形態では、導電性基材は、取り外し可能な基材支持フレームに連結された形で設置されてもよい。通常、基材支持フレームは、その中またはその上に導電性基材を保持するのに十分な剛性を備え、空気中に取り込まれて物品を通り抜ける蒸気を導電性基材が放出するために十分な表面積を提供し、包装および取扱を許容する十分な耐久性を付与するいずれの固体材料を含んでもよい。
【０１３０】
代表的な実施形態として、図６は、単一の一体型シェル１５（とはいえ、物品は、代わりに、分離可能な制御装置本体およびカートリッジ部品から形成されてもよい）から形成される喫煙物品１０を示す。物品１０は、先端１２およびその中に形成された吸い口開口部１８を有する取り外し可能な末端キャップ１１１を備えた吸い口端１１を含む。物品内には、制御部品２０、電池４０、および流量センサー３０が存在する。既に本明細書で記載のように、制御部品２０は、物品１０の単一領域内に収容できる１以上の別々の制御部品を備えてもよく、または物品内で複数の位置に分割してもよい。同様に、制御部品は、１以上の電池４０および流量センサー３０と一緒に組み込んでもよい。従って、制御部品２０は物品の単一の別々の部品として示されているが、図は一般的に物品内に少なくとも１個の制御部品の存在を示すことを意図しているものであり、電池４０または流量センサー３０とは別々に置かれた制御部品が必要でない場合もあることは理解されよう。
【０１３１】
吸い口端１１で、物品１０は、導電性基材の配置および消費者により吸い口開口部１８から吸い込まれる蒸気および／またはエアロゾルの形成のための開放空間を提供する空洞１００を含む。この図では示されていないが、例示実施形態はまた、必要に応じ、絶縁層、および／またはフィルタを含んでもよく、フィルタは取り外し可能な末端キャップ１１１内に配置できる。また、このような空洞は、本明細書で考察される追加の図解入りの実施形態でも存在し得ることは理解されよう。
【０１３２】
また、物品１０は、受け口支持部材６１で物品内に配置された受け口６０を含む。このような受け口支持部材６１は、いずれの適切な材料（好ましくは、物品のシェルに電気エネルギーを伝達しない絶縁材料）から形成されてもよく、また、受け口がプラグとの連結と取り外しの繰り返しにより外れないような、例えば、本明細書で開示の物品の使用方式で、シェル内に受け口を保持するいずれかの寸法であってもよい。
【０１３３】
種々の図と関連して上記で考察の代表的な実施形態とは対照的に、喫煙物品１０は、導電性基材または他の抵抗加熱、および／または物品中に恒久的に含まれるエアロゾル前駆物質を含まない。その代わりに、これらの実施形態では、物品は、取り外し可能な導電性基材が着脱可能に物品の空洞１００内に配置できるように構成される。喫煙物品１０で利用できる取り外し可能な導電性基材の種々の実施形態は、図７ａ〜図７ｇに示されている。図７ａに示されるように、導電性基材１５０は、基材支持フレーム２５０内に配置される。この実施形態では、導電性基材１５０は、実質的にロッド形状であるが、しかし、本明細書で既に考察のように、他の形状および寸法も使用できる。使用時には、末端キャップ１１１を取り外して、物品のマウスエンド１１の開口部を通って図６の物品１０の空洞１００中に基材支持フレーム２５０を滑り込ませることができる。基材支持フレーム２５０は、一端にハンドリングタブ２５５を備え、それにより、導電性基材１５０に触ることなく、場合によっては導電性基材を損傷することなく、物品を取り扱うことができる。支持フレーム２５０の対向する末端には、図６に示される物品１０の受け口６０に連結されるプラグ６５を含む。図示していないが、また、図６の物品１０には電気配線も含まれ、物品の種々の部品の全ての必要な電気的に接続を提供し、また、同様に、図７ａの導電性基材１５０および基材支持フレーム２５０との電気配線も設けられる。従って、基材支持フレーム２５０のプラグ６５が喫煙物品１０の受け口６０に連結される場合、必要な電気的に接続が形成され、それにより、本明細書で別に開示されるように、取り外し可能な導電性基材１５０が、物品の使用時に消費者による吸入用の蒸気、および／またはエアロゾルを形成する機能を果たす。基材支持フレームは、例えば、紙、厚紙、ポリマー、などのいずれかの適切な材料から形成できる。
【０１３４】
単一の導電性基材１５０の基材支持フレーム２５０内への配置が図７ａに示されるが、本発明はそれに限定されない。例えば、複数の個別導電性基材１５０は、基材支持フレーム２５０内に設置でき、個別導電性基材は、どのような有用な形状または寸法でも取ることができる。図７ｂは、複数の導電性基材１５０が基材支持フレーム内に配置される実施形態を示す。同様に、円盤（図５ｇに示すような）を基材支持フレーム内に配置し、本発明の喫煙物品に対し入れ替え可能な導電性基材を提供できる
【０１３５】
図７ｃは、図６の物品１０のマウスエンド１１の端面図を示す。この図では、末端キャップ１１１を取り外し、図７ａによる基材支持フレーム２５０中に導電性基材１５０を挿入している（ハンドリングタブ２５５が見えている）。代表的な実施形態では、物品１０のシェル１５の内部は、基材支持フレーム２５０を受けるための溝１７５を含み、プラグ６５が受け口６０に正しく係合して必要な物品のための電気的に接続を行わせるように導電性基材１５０の空洞１００内での正しい配置を容易にする。溝１７５が示されているが、他のガイドの実施形態（例えば、レール）を使用して、取り外し可能な導電性基材の物品１０内での正しい配置を容易にすることもできる。また、図７ｃには、シェル１５の外側に設けられた上包み１１５も示されている。
【０１３６】
図７ａ〜図７ｃでは、導電性基材１５０は、通常、基材支持フレーム２５０の部品間に吊されている。しかし、他の実施形態では、導電性基材は、実質的に、基材支持フレーム上にコート、または「印刷」でき、基材支持フレームは、コートされる導電性基材物質の固体裏当て材となる。例えば、図７ｄは、導電性基材１５０の「チップ」がコートされる固体の連続裏当て材である基材支持フレーム２５０を示す。この場合も、プラグ６５は、基材支持フレーム２５０の一端に設けられ、電気配線（図示せず）がなされ、基材支持フレーム２５０に直接取り付けることができる。導電性基材チップは、様々な形状および寸法を取ることができ、大きさと寸法は、それぞれのチップにとって所望の合計蒸気、および／またはエアロゾル放出を提供するように決定できる。チップの長さは、導電性基材に関連して既に本明細書で考察の長さの値に類似であってよく、チップの幅と厚さは、導電性基材に関連して既に本明細書で考察の直径の値に類似であってよい。図７ｄで基材支持フレーム２５０の片側が見えているが、基材支持フレームの反対側にも導電性基材１５０の追加のチップを搭載できることは理解されよう。
【０１３７】
図７ｅは、図６の物品１０のマウスエンド１１の端面図を示し、この図では、マウスエンドの末端キャップ１１１が取り外され、挿入された図７ｄの基材支持フレーム２５０上に導電性基材１５０の複数のチップが配置されている。代表的な実施形態では、物品１０のシェル１５の内側には、基材支持フレーム２５０を受ける溝１７５を設け、空洞１００内での導電性基材１５０の正しい配置を容易にして、それにより、プラグ６５が受け口６０に正しく係合して物品に必要な電気的に接続を供給する。溝１７５が示されているが、この場合にも、他のガイドの実施形態を使用して、物品１０内での取り外し可能な導電性基材の正しい配置を容易にできる。
【０１３８】
図７ｆは、本発明に係る喫煙物品内での取り外し可能な導電性基材のさらなる例を示す。図７ｆからわかるように、導電性基材１５０の複数のチップを面上に形成した基材支持フレーム２５０は、喫煙物品１０のシェル１５中に部分的に挿入され、シェル壁に形成された溝１７５にはめ込まれる（とはいえ、喫煙物品の空洞中への支持フレームの配置を容易にする他の手段も含まれる）。好都合にも、基材支持フレーム上の利用できる表面積が増加すると、支持フレーム上に設けられる導電性基材の数も増加する。
【０１３９】
図７ｇは、図７ｆの物品１０のマウスエンド１１の端面図を示す。この図では、末端キャップ１１１が取り外され、基材支持フレーム２５０の上に複数の導電性基材１５０のチップが配置され、基材支持フレーム２５０が完全に挿入されている。代表的な実施形態では、物品１０のシェル１５の内側には、この場合も、基材支持フレーム２５０を受ける溝１７５を設けて、導電性基材１５０の空洞１００内での正しい配置を容易にし、それにより、プラグ６５が受け口６０に正しく係合して物品に必要な電気的に接続が行われる。
【０１４０】
制御装置本体およびカートリッジは、全長に関連して特徴付けることができる。例えば、制御装置本体は、約３０ｍｍ〜約１００ｍｍ、約４０ｍｍ〜約９０ｍｍ、または約５０ｍｍ〜約８０ｍｍの長さであってよい。カートリッジは、約２０ｍｍ〜約６０ｍｍ、約２５ｍｍ〜約５５ｍｍ、または約３０ｍｍ〜約５０ｍｍの長さであってよい。カートリッジおよび制御装置本体を組み合わせた全長（または、単一の一体型シェルから形成される本発明に係る喫煙物品の全長）は、典型的シガレットの長さとほぼ同じかそれ未満（例えば、約６０ｍｍ〜約１２０ｍｍ、約６５ｍｍ〜約１１０ｍｍ、または約７０ｍｍ〜約１００ｍｍ）であってよい。
【０１４１】
カートリッジおよび制御装置本体は、通常、完全な喫煙物品または薬物送達物品として一緒に提供できるが、部品を別々に供給することも可能である。例えば、本発明はまた、再利用可能な喫煙物品または再利用可能な薬物送達物品と一緒に使用するための使い捨てユニットも包含する。
【０１４２】
特定の実施形態では、本発明に係る使い捨てユニットまたはカートリッジは、添付図に関連して上述したカートリッジに実質的に同じであってよい。従って、使い捨てカートリッジは、再利用可能な喫煙物品または薬物送達物品に係合するように構成された遠位取り付け端、および形成された蒸気およびいずれかの追加の吸入可能な物質の消費者への通過を可能とするように構成された対向するマウスエンドを備えた実質的に管形状カートリッジシェルを含むことができる。カートリッジシェルは、追加のカートリッジ部品を含む内側カートリッジ空間を規定できる。具体的には、内側カートリッジ空間は、本明細書で別に記載のように、電気加熱した場合、エアロゾルまたは蒸気（および、必要に応じ、他の吸入可能な物質）の形成を可能にする導電性基材を組み込むことができる。カートリッジシェルの内側表面は、その上に絶縁層を設けることができ、導電性基材は、絶縁層内側の内側カートリッジ空間内に配置できる。導電性基材は、追加のハードウェア（例えば、電気配線、電気端子、電気接点、など）を備えて、導電性基材を通る電流フローを促進してもよい。使い捨てカートリッジが再利用可能な制御装置本体に係合される場合、このような追加のハードウェアを使用して、外側電気的に接続（すなわち、電源への電気的に接続を形成する手段）を提供できる。例えば、使い捨てカートリッジは、カートリッジの遠位取り付け端から突き出た制御装置本体の受け口と係合できる電気プラグを備えてもよい。使い捨てカートリッジは、取り付け手段、例えば、ねじ山、ビード、などを備えて制御装置本体との機械的接続を容易にすることができる。
【０１４３】
使い捨てユニットに加えて、本発明は、さらに、再利用可能な喫煙物品または再利用可能な薬物送達物品に使用するための別々の制御装置本体を備えることを特徴としてもよい。特定の実施形態では、制御装置本体は、通常、別のカートリッジの取り付け端を受けるための近位取り付け端（その中に１以上の開口を含んでもよい）を備えたシェルから形成できる。制御装置本体は、１以上の制御装置本体の追加の部品と電気的に接続できる動力源（すなわち、電源）、および別に設けられたカートリッジとの電気的に接続を容易にする部品をさらに含んでもよい。また、制御装置本体は、加熱部材への電流フローを始動するための部品、およびこのような電流フローを調節して、所望の温度で所望の時間維持する、および／または電流フローを循環させる、または所望の温度に達したか、または加熱部材が所望の時間の間加熱が行われた場合、電流フローを停止する部品などの追加の部品を含んでもよい。従って、制御装置本体は、流量センサーおよび追加の制御部品を含んでもよい。制御装置本体は、電流フローを開始するための部品の一方または両方に組み込まれた１以上の押しボタンをさらに含んでもよい。またさらに、制御ユニットは、ヒーターが加熱中であることを示す光、および／または制御ユニットと一緒に使用されるカートリッジに残っている吸引の数を示す光などのインジケーターを設けてもよい。また、制御装置本体は、ねじ山、ビードなどの取り付け手段を備えてカートリッジとの機械的接続を容易にしてもよい。
【０１４４】
本明細書で記載の種々の図により制御装置本体およびカートリッジが動作中の状態で示されているが、制御装置本体およびカートリッジは、個別の装置として存在し得ることは理解されよう。従って、組み合わせ部品に関して本明細書で別に行われたいずれの考察も、個別の、別々の部品としての制御装置本体およびカートリッジにも同様に適用できることを理解されたい。
【０１４５】
別の態様では、本発明は、本明細書記載の種々の部品を提供するキットを目的としてもよい。例えば、キットは、１以上のカートリッジを備えた制御装置本体を含むことができる。キットは、１以上の充電部品を備えた制御装置本体をさらに含んでもよい。キットは、１以上の電池を備えた制御装置本体をさらに含んでもよい。キットは、１以上のカートリッジおよび１以上の充電部品、および／または１以上の電池を備えた制御装置本体をさらに含んでもよい。さらなる実施形態では、キットは、複数のカートリッジを含んでもよい。キットは、複数のカートリッジおよび１以上の電池、および／または１以上の充電部品をさらに含んでもよい。本発明のキットは、１以上の追加のキット部品を収容するケース（または他の包装、運搬、もしくは保存用部品）をさらに含んでもよい。ケースは、再利用可能な硬質または軟質容器であってもよい。さらに、ケースは、単純な箱または他の包装構造であってもよい。
【０１４６】
実験
以降で種々の実施例を参照しながら本発明を説明する。以下の実施例は、本発明を制限する意図ではなく、代表的な実施形態として提示されている。
【実施例】
【０１４７】
実施例１
導電性基材の調製
本発明に係る喫煙物品で使用するために、２種の代表的な導電性基材を調製した。それぞれの場合で、基材物質を混合し、直径４．５ｍｍで長さ１０ｍｍ（実施例１ａ）および長さ４ｍｍ（実施例１ｂ）の基材を押し出し成形した。それぞれの代表的な基材の配合および抵抗測定値を下表１に示す。パーセンテージは、ｗ／ｗベースである。
【表１】
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【０１４８】
実施例１ａおよび１ｂの基材を調製するために、全ての粒子状成分を十分に混合し、水を加えて水分含有量が３９％（実施例１ａ）および水分含有量が２４．９％（実施例１ｂ）（ｗ／ｗベース）のパン生地様粘性を得た。この練り粉をバッチ押出成形機を使用して１０，０００ｐｓｉ（６８．９５ＭＰａ）の圧力で押出成形して、上記の直径の押出成形ロッドを作製した。メス押出型はテーパー面を有し、塑性物の滑らかな流れを容易にした。実施例１ａで使用した型は、５−スロットダイで、実施例１ｂで使用した型は、平滑であった。０．０２５ｉｎ．（０．６３５ｍｍ）鋼のピンを型中に設けて形成されたロッドの中央部まで軸方向に伸びるピンホールを形成した。このようなピンホールは、本明細書で別に記載のような中央流路として機能した。
【０１４９】
湿ったロッドを十分換気されたトレー上に約１時間置いて水分含有量を減らした。その後、押出成形品の形状および軸方向の穴の均一性を保持したままで、半乾燥ロッドを１０ｍｍの試験長さに注意深く切断した。基材断片を室温で一晩乾燥し、窒素中、８００℃で１時間、Ｂａｒｎｓｔｅａｄ  Ｔｈｅｒｍｏｌｙｎｅ６２７００炉でか焼し、炭化基材を形成した。か焼中、実施例１ａ中のグアーガムおよびたばこ、ならびに実施例１ｂ中のＣＭＣは、それぞれの炭素骨格に変換され、その結果、押出成形品の気孔率が上昇した。最大温度に達するまで５℃／分のランプ速度でランプ昇温を行った。
【０１５０】
３０インチ水銀柱真空下（０．１ＭＰａ）、１００℃の温度で、Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｏｖｅｎを用いて、か焼（すなわち、炭化）基材断片にグリセロールを含浸した。Ｆｌｕｋｅ１７９  Ｔｒｕｅ  ＲＭＳ  Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒを使用して、炭化基材の長さに沿って電気抵抗を測定した。実施例１ａおよび実施例１ｂにより調製した導電性基材試料の平均抵抗値を上表１に示す。
【０１５１】
実施例２
導電性物質濃度が導電性基材の電気抵抗に与える影響
基材中の導電材料が電気抵抗に与える影響を試験するために、複数の導電性基材を形成し（炭化なしで）、試験した。一般的に、導電性基材は、たばこ（５：３：２比のフルー・キュアード、バーレー、およびトルコたばこ）、グラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、バインダー（すなわち、カルボキシメチルセルロース）、および他の添加物の混合物の押出成形により作製した。抽出物配合を表２Ａに示す。
【０１５２】
それぞれの実施例で、乾燥成分をＳｉｇｍａ  Ｂｌａｄｅ  Ｍｉｘｅｒ（Ｔｅｌｅｄｙｎｅ）を使用して約１時間混合した。液体成分を混合物に加え、さらに４時間混合を継続した。押出成形後形状を保持する程度に十分堅いことを保証できるように十分な水を加えた。この段階での練り粉の水分含有量は、約３１〜３２％（ｗ／ｗ）であった。押出成形に対しては、可塑性混合物をバッチ押出成形機のバレル中に装填し、実施例１の方法に従い約４ｍｍ直径の押出成形ロッドに成形した。湿ったロッドを十分換気されたトレー上に約１時間置いた。その後、押出成形品の形状および軸方向の穴の均一性を保持したままで、注意深く半乾燥ロッドを１０ｍｍの試験長さに切断した。切断基材ロッドを室温で一晩乾燥した。
【０１５３】
Ｆｌｕｋｅ１７９  Ｔｒｕｅ  ＲＭＳ  Ｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒを使用して、炭化基材の長さに沿って電気抵抗を測定した。得られた結果を表２Ａに示す。表２Ａからわかるように、グラファイト濃度は、電気抵抗に影響を与え、グラファイト含量の増加により、電気抵抗が２１０，０００オームから５０オームに低下した。
【０１５４】
実施例２ａ〜２ｄでは、グラファイトは、使用された唯一の電気導電性添加物であった。実施例２ｅ〜２ｈでは、電気抵抗に与える影響を測定するためにいくつかの金属粉末も試験した。銅、アルミニウムおよび銀粉末を添加物として試験した。これらの実施例では、上述と同じ方法を使用して基材を調製した。表２Ｂに示すように、試験したどの金属も大きな電気抵抗の低下を何ら示さなかった。
【表２】
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【０１５５】
【表３】
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【０１５６】
実施例３
導電性基材の電気抵抗に与えるか焼の影響
基材の抵抗にか焼が与える影響を試験するために、実施例２の記載と同じ方法を使用して種々の基材を作製した。か焼の前後で基材の抵抗を測定した。配合、か焼条件、および抵抗値に関して下記で考察する。たばこブレンドを、５０％のフルー・キュアード、３０％のバーレー、および２０％のトルコたばことした（特段の記載のない限り重量ベース）。
【０１５７】
３ａ：１９ｇのたばこブレンド、１８０ｇのグラファイト、２０ｇのＣＭＣ、１ｇの銅粉、および４０ｇのグリセロールの配合物から１００ｍｍの長さを有し、４ｍｍの直径を有するロッドを調製した。非炭化ロッドは、約２７オームの抵抗であった。３００℃、１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約３．５オームであった。
【０１５８】
３ｂ：１８０ｇのグラファイト、２０ｇのＣＭＣ、１０ｇの銅粉、および４０ｇのグリセロールの配合物から１０ｍｍの長さを有し、４ｍｍの直径を有するロッドを調製した。非炭化ロッドは、約６６オームの抵抗であった。３００℃、１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約２．５オームであった。
【０１５９】
３ｃ：１８０ｇのグラファイト、２０ｇのＣＭＣ、１０ｇ銀粉、および４０ｇのグリセロールの配合物から１０ｍｍの長さを有し、４ｍｍの直径を有するロッドを調製した。非炭化ロッドは、約１４０オームの抵抗であった。２００℃で１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約１０オームであった。一方、３００℃、１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約１．７オームであった。
【０１６０】
３ｄ：６６ｇの粉砕炭素、１８ｇのグラファイト、１０ｇのグアーガム、５ｇのたばこブレンド（すなわち、ＫＧ−１およびＫＧ−２粉砕バーレー種たばこの５０／５０ブレンド）、および１ｇのナトリウムの配合物から１２ｍｍの長さを有し、４．２ｍｍの直径を有するロッドを調製した。非炭化ロッドは、約２０９，０００オームの抵抗であった。５００℃、１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約２０オームであった。
【０１６１】
３ｅ：４８．７２ｇの粉砕炭素、１０ｇのグラファイト、１０ｇのグアーガム、３０ｇの炭酸カルシウム、および１．２８ｇの酸化銅の配合物から１２ｍｍの長さを有し、４．２ｍｍの直径を有するロッドを調製した。非炭化ロッドは、約１３０，０００オームの抵抗であった。３００℃、１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約３０オームであった。一方、９００℃１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約３．９オームであった。
【０１６２】
３ｆ：１４０ｇの粉砕炭素、４０ｇのグラファイト、および２０ｇのグアーガムの配合物から１０ｍｍの長さを有し、４．３ｍｍの直径を有するロッドを調製した。非炭化ロッドは、約３７．９オームの抵抗であった。９００℃、１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約１．３オームであった。
【０１６３】
３ｇ：１４０ｇのグラファイト、４０ｇのたばこブレンド（すなわち、５部のフルー・キュアードたばこ、３部のバーレー種たばこ、および２部のオリエンタルたばこ）、ならびに２０ｇのＣＭＣの配合物から１０ｍｍの長さを有し、４．４ｍｍの直径を有するロッドを調製した。非炭化ロッドは、約１１．７オームの抵抗であった。９００℃、１時間のか焼後、ロッドの抵抗は約１．０オームであった。
【０１６４】
本発明が関係する上記の記載および関連する図で提示された教示の利益を有する当業者であれば、本発明の多くの修正および他の実施形態を想到しうるであろう。従って、本発明は、本明細書で開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、修正および他の実施形態も、添付請求項の範囲内に含まれるべきであることが意図されていることを理解されたい。本明細書では特定の用語が採用されているが、それらは、一般的で説明的な意味で使用されており、限定することを目的とするものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図５ｇ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図７ｇ】
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【国際調査報告】
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