(57)【要約】  本発明は、電気加熱式エアロゾル発生装置（２００）で使用するためのエアロゾル形成基体（１０２）のサシェ（１００）に関連する。サシェ（１００）は、サシェ（１００）の中のエアロゾル形成基体（１０２）と、第一の導電性部分および第二の導電性部分（１０６、１０８）を備える電気ヒーター要素（１０４）と、を備える。電気ヒーター要素（１０４）は、サシェ（１００）の中にあり、かつエアロゾル形成基体（１０２）と直接接触し、また第一の導電性部分および第二の導電性部分（１０６、１０８）は、電気ヒーター要素（１０４）を外部電源と接続するように構成される。本発明は、サシェ（１００）と併用するための電気的に動作するエアロゾル発生装置（２００）にも関連する。本発明は、サシェ（１００）の製造方法にさらに関連する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気加熱式エアロゾル発生装置で使用するためのエアロゾル形成基体のサシェであって、前記サシェが、
前記サシェの中のエアロゾル形成基体と、
第一の導電性部分および第二の導電性部分を備える電気ヒーター要素と、を備え、
前記電気ヒーター要素が前記サシェの中にあり、かつ前記エアロゾル形成基体と直接接触し、また前記第一の導電性部分および前記第二の導電性部分が前記電気ヒーター要素を外部電源と接続するように構成される、サシェ。
【請求項２】
前記第一の導電性部分および前記第二の導電性部分が前記サシェの外部の接点部分である、請求項１に記載のエアロゾル形成基体のサシェ。
【請求項３】
前記電気ヒーター要素が、前記第一の導電性接点部分および前記第二の導電性接点部分へと接続される複数の導電性フィラメントを備える、請求項２に記載のエアロゾル形成基体のサシェ。
【請求項４】
前記導電性フィラメントの電気抵抗が、前記導電性接点部分の電気抵抗よりも少なくとも２桁大きい、請求項３に記載のエアロゾル形成基体のサシェ。
【請求項５】
前記導電性フィラメントが、前記発熱体を形成するように第一の数密度で提供され、また前記導電性接点部分を形成するように第二の数密度で提供され、前記第二の数密度が前記第一の数密度より大きい、請求項３または４に記載のエアロゾル形成基体のサシェ。
【請求項６】
少なくとも２つの電気ヒーター要素を備え、前記第一の電気ヒーター要素が前記エアロゾル形成基体の第一の側に配置され、また前記第二の電気ヒーター要素が前記エアロゾル形成基体の第二の側に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエアロゾル形成基体のサシェ。
【請求項７】
前記サシェが箔材料またはメッシュ材料から形成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエアロゾル形成基体のサシェ。
【請求項８】
前記サシェが材料の中空管から形成され、また前記材料の中空管がシールされたサシェを形成するように各々の端部においてシールされる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のエアロゾル形成基体のサシェ。
【請求項９】
電気的に動作するエアロゾル発生装置であって、
電源と、
電子制御回路と、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のエアロゾル形成基体のサシェを受けるように構成されたくぼみと、
前記サシェを前記くぼみの中に保持するためのサシェリテーナーと、
前記くぼみに隣接して配置され、かつサシェの電気ヒーター要素の導電性部分を前記電源に電気的に接続することができるように構成される電気接点と、を備え、
前記サシェリテーナーが、電気接点を前記電気ヒーター要素と前記電気接点との間に維持するように構成される、電気的に動作するエアロゾル発生装置。
【請求項１０】
前記サシェが前記くぼみの中に受けられる時に、エアロゾル形成基体のサシェを貫通するように構成される少なくとも１つの貫通要素をさらに備える、請求項９に記載の電気的に動作するエアロゾル発生装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの貫通要素の第一の組、および少なくとも１つの貫通要素の第二の組を備え、前記サシェを通る気流経路を形成するように、前記第一の組はサシェの第一の側を貫通するように構成され、また前記第二の組はサシェの第二の側を貫通するように構成される、請求項１０に記載の電気的に動作するエアロゾル発生装置。
【請求項１２】
前記貫通要素およびサシェを通して気流経路が形成されるように、前記貫通要素または各々の貫通要素は中空である、請求項１０または１１に記載の電気的に動作するエアロゾル発生装置。
【請求項１３】
前記サシェリテーナーが、サシェを前記くぼみの中へと挿入することができる第一の位置と、前記サシェが前記くぼみの中に保持される第二の位置との間で移動可能なリッドを備える、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の電気的に動作するエアロゾル発生装置。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のエアロゾル形成基体のサシェの製造方法であって、
導電性材料のウェブを供給することと、
エアロゾル形成基体のペレットを前記ウェブの上へと規則正しい間隔で供給することと、
材料とペレットとの前記組み合わせられたウェブを材料の管の中へと供給することと、
前記材料の管を規則正しい間隔でシールすることであって、エアロゾル形成基体のシールされたサシェが形成されるように、前記エアロゾル形成基体のペレットが前記シールの間に配置され、前記導電性材料のウェブが各々のサシェの中に電気ヒーター要素を形成する、製造方法。
【請求項１５】
エアロゾル形成基体の個別にシールされたサシェを形成するように、前記管を各々のシールにおいて切断することをさらに含む、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
導電性材料の前記ウェブに、規則正しい間隔で電気接点部分を形成するように材料を適用することをさらに備える、請求項１４または１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記導電性材料が、少なくとも縦方向の導電性フィラメントを持つメッシュから形成され、かつ前記電気接点部分が、前記横方向に提供される導電性フィラメントから形成され、前記導電性フィラメントが第一の数密度のフィラメントを持つ前記接点部分を形成し、また前記導電性フィラメントが、第二の数密度のフィラメントを持つ前記メッシュを形成し、前記第一の数密度が前記第二の数密度より大きい、請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
規則正しい間隔で電気接点を形成するために、サシェの各々のシールされた端部に隣接する導電性材料のステープルを適用することをさらに備える、請求項１４または１５に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記エアロゾル形成基体のペレットが、押圧することによって前記ウェブの上へと供給される、またはスラリー沈着を使用して沈着される、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気加熱式エアロゾル発生装置で使用するエアロゾル形成基体用のサシェに関連する。特に、本発明は、電気ヒーター要素を備えるようなサシェに関連する。本発明は、本発明のサシェと併用するためのエアロゾル発生装置にさらに関連する。
【背景技術】
【０００２】
電気加熱式の喫煙システムは典型的には、エアロゾル形成基体を加熱して喫煙者に提供されるエアロゾルを形成するヒーターに接続された電源（電池など）を含む。動作時に、これらの電気加熱式の喫煙システムは典型的には、動作のために望ましい温度範囲を提供して揮発性化合物を放出する高電力パルスをヒーターに供給する。電気加熱式の喫煙システムは、再使用可能としてもよく、またエアロゾルを形成するために、エアロゾル形成基体を含む使い捨て喫煙物品を受けるように配置されてもよい。別の方法として、電気ヒーターに隣接してルースたばこを提供してもよい。ルースたばこが使用される場合、典型的には、ユーザーは、装置を使用する前に要求される量のたばこをくぼみに充填する。それから、ルースたばこは、たばこの燃焼に十分な温度に達することなく、たばこ内の望ましい揮発性化合物が揮発するのに十分な温度に加熱される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうしたシステムは、使用するたばこの固有の属性、およびタイプ、くぼみ内に入れたたばこの量、くぼみに入れる際にユーザーがたばこをどの程度圧縮したか、など、ユーザーのコントロール下のみにある多くの要因に応じて、非常に異なる結果を生む。
【０００４】
追加的に、くぼみ内に入れたたばこは、電気ヒーターによって加熱された高温表面と直接接触し、または一部の場合ではヒーター自体と直接接触する。この直接接触は、燃焼したたばこの残渣を表面およびヒーター上にもたらす場合があり、これは定期的な掃除を必要とする可能性がある。
【０００５】
したがって、ばらつきを低減し、また衛生を向上し、かつ必要とされる掃除の量を低下するのと同時にこうした装置によって発生するエアロゾルの品質を高めることが望ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様によれば、電気加熱式エアロゾル発生装置で使用するためのエアロゾル形成基体のサシェが提供される。サシェは、サシェの中のエアロゾル形成基体と、第一の導電性部分および第二の導電性部分を備える電気ヒーター要素と、を備える。電気ヒーター要素はサシェの中にあり、かつエアロゾル形成基体と直接接触し、また第一の導電性部分および第二の導電性部分は電気ヒーター要素を外部電源と接続するように構成される。
【０００７】
本発明の第二の態様によると、電気加熱式エアロゾル発生装置で使用するためのエアロゾル形成基体のサシェが提供される。サシェは、容器と、容器の中のエアロゾル形成基体と、第一の導電性部分および第二の導電性部分を備える電気ヒーター要素と、を備える。電気的加熱手段は容器の中にあり、かつエアロゾル形成基体と直接接触し、また第一の導電性部分および第二の導電性部分はヒーター要素を外部電源と接続するように構成される。
【０００８】
有利なことに、エアロゾル形成基体および一体型のヒーターを備える、消耗品であるサシェを提供することは、ばらつきを減少させるとともに発生するエアロゾルの質を上昇させ、また使い捨てのヒーターを提供し、したがってこれは掃除を必要としない。こうしたサシェは、より耐久性があり、かつ保守をあまり必要としない、サシェを使用するエアロゾル発生装置も可能にする。
【０００９】
追加的に、一体型の電気ヒーター要素を提供することによって、ヒーター要素とエアロゾル形成基体との間の最大距離を減少させる場合があり、それゆえサシェを使用する装置の効率が増加する場合がある。エアロゾル形成基体のより効率的な加熱は、同一の量のエアロゾルを生成するために提供される基体をより少なくすることができるようにする。
【００１０】
第一の導電性部分および第二の導電性部分は、接点部分であり、かつサシェまたは容器の外部であることが好ましい。接点部分をサシェまたは容器の外部に提供することによって、ヒーター要素と外部電源との間の電気的接続がより簡単になる場合がある。接点部分は、サシェまたは容器の第一の端部および第二の端部に提供されることが好ましく、エアロゾル形成基体は、第一の接点部分と第二の接点部分との間の位置に提供されることが好ましい。
【００１１】
第一の導電性部分および第二の導電性部分は、実質的にサシェの幅全体を横切って延びるような長さであってもよい。導電性接点部分は、幅が約０．５ｍｍ〜約３ｍｍであってもよく、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍであることが好ましい。
【００１２】
電気ヒーター要素は、第一の導電性接点部分および第二の導電性接点部分へと接続される複数の導電性フィラメントを含むことが好ましい。導電性フィラメントの電気抵抗は、導電性接点部分の電気抵抗よりも少なくとも２桁大きい場合がある。これにより、ヒーター要素を通して電流を通過させることによって発生した熱は確実に導電性フィラメントに局在化される。システムの電源が電池である場合、ヒーター要素に対する全体抵抗が低いことは有利である。電気接点とフィラメントとの間の寄生損失を最小化することも、寄生電力損失を最小化するために望ましい。低抵抗で大電流のシステムにより、ヒーター要素に高電力を供給できる。これにより、ヒーター要素が導電性フィラメントを素早く望ましい温度に加熱できる。
【００１３】
複数の導電性フィラメントは、フィラメントのメッシュもしくはアレイを形成してもよく、または織布もしくは不織布を含んでもよい。ヒーター要素の導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、約０．３〜約４オームであることが好ましい。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、約１オーム〜約３オームであることがより好ましい。
【００１４】
フィラメントの直径は、約１０μｍ〜約５０μｍであってもよく、約１５μｍ〜約３０μｍであることが好ましい。
【００１５】
フィラメントのメッシュまたはアレイの長さは約３ｍｍ〜約１０ｍｍであり、幅は約２ｍｍ〜約８ｍｍである。一実施例では、フィラメントのメッシュまたはアレイの長さは約５ｍｍであり、また幅は約３ｍｍである。この実施例では、メッシュまたはアレイは、大体３５本のフィラメントを持つ。導電性接点部分を形成する材料の電気抵抗は、約１０×１０-3Ωｍ〜約２０×１０-3Ωｍであってもよい。
【００１６】
導電性フィラメントは、発熱体を形成するための第一の密度のフィラメント、および導電性接点部分を形成するための第二の密度のフィラメントを提供されてもよく、第二の密度は第一の密度より大きい。密度は数密度であることが好ましい。フィラメントの密度を増加することによって、接点部分の有効な断面積が増加する。分かる通り、導体の抵抗は導体の断面積に反比例する。
【００１７】
フィラメントの第一の密度は、ヒーターメッシュが約１００ＵＳメッシュ（１インチ当たり約１００フィラメント）〜約４００ＵＳメッシュ（１インチ当たり約４００フィラメント）のメッシュサイズを持つようであってもよい。ヒーターメッシュは、約１００ＵＳメッシュ（１インチ当たり約１００フィラメント）〜約２００ＵＳメッシュ（１インチ当たり約４００フィラメント）のメッシュサイズを持ってもよい。
【００１８】
導電性フィラメントは、炭素繊維であることが好ましい。導電性フィラメントは、ステンレス鋼などの金属などの、任意の他の適切な材料であってもよい。
【００１９】
ヒーター要素は、第一の材料から作製された少なくとも１つのフィラメントと、第一の材料とは異なる第二の材料から作製された少なくとも１つのフィラメントとを備えてもよい。これは、電気的なまたは機械的な理由から有益である場合がある。例えば、フィラメントのうちの１つ以上は、鉄アルミニウム合金など、温度に伴い著しく変動する抵抗を持つ材料から形成されていてもよい。これにより、温度または温度変化を決定するために使用されるフィラメントの抵抗の測定ができる。これを、ヒーター温度を所望の温度範囲内に保つように制御するために使用することができる。
【００２０】
サシェは、少なくとも２つの電気ヒーター要素を備え、第一の電気ヒーター要素はエアロゾル形成基体の第一の側に配置され、また第二の電気ヒーター要素はエアロゾル形成基体の第二の側に配置されてもよい。有利なことに、サシェの中に２つのヒーター要素を提供することは、エアロゾル形成基体と熱源との間の最大距離をさらに低減することによって、効率をなおさらに増加する場合がある。
【００２１】
サシェまたは容器は、中空管であってもよい。中空管は、可撓性のフォイル材料から形成されてもよい。エアロゾル形成基体およびヒーター要素は、中空管の中に提供される。中空管はシールされたサシェを形成するように各々の端部においてシールされる。中空管はヒートシールされてもよく、または接着剤を用いてシールされてもよい。導電性接点部分がサシェまたは容器の外部に提供される場合、ヒーター要素はシールされた端部を通して延びる場合があり、接点部分はサシェまたは容器の外部のヒーター要素に結合される。
【００２２】
サシェまたは容器を形成する材料は、実質的に気体不透過性であってもよい。サシェまたは容器は箔材料から形成されてもよい。箔材料は可撓性であることが好ましい。箔材料は耐熱ポリマーであることが好ましい。材料は摂氏約２５０度まで耐熱であることが好ましく、または摂氏約２６５度まで耐熱であることがより好ましい。耐熱ポリマーは６，６ナイロン（ポリ（ヘキサメチレンアジパミド））であってもよい。有利なことに、サシェまたは容器を実質的に気体不透過性の材料から形成することは、サシェの貯蔵寿命を改善する場合がある。
【００２３】
別の方法として、サシェまたは容器を形成する材料は、浸透性があってもよい。サシェはメッシュから形成されてもよい。メッシュは、発生したエアロゾルに対して多孔性であることが好ましく、エアロゾルは凝縮を伴いながらサシェから放出されることができる。メッシュは、材料を編むことなどの適切な任意のプロセスによって、または歯付きのローラーもしくはそれに類するものを使用して切断してから、歯付きのローラーの軸に直角に力をかけて材料を広げることで、形成されてもよい。
【００２４】
浸透性のサシェは、燃焼することなく、または望ましくない風味をエアロゾルへと付与することなく、使用中に高温に耐える能力のある任意の適切な材料から形成されてもよい。特に、サシェの形成には、天然繊維であるサイザル麻およびラミーが特にふさわしい。別の方法として、サシェはセラミック繊維または金属から形成されてもよい。
【００２５】
サシェを形成するために使用される材料は、約５０マイクロメートル〜約３００マイクロメートルの厚さであってもよい。サシェを形成するために使用される材料の繊維サイズは、約１０マイクロメートル〜約３０マイクロメートルであってもよい。
サシェまたはサシェ容器は任意の適切な形状およびサイズであってもよい。一部の実施形態では、サシェまたは容器の断面形状は、第一の方向では、楕円形、円形、四角形、正方形、および三角形のうちの１つである。断面形状は、第一の方向と直角をなす第二の方向では、四角形、三角形、円形、および楕円形のうちの１つであってもよい。
【００２６】
本明細書に使用される場合、「エアロゾル形成基体」という用語は、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を加熱に応じて放出することができる基体を記述するために使用される。揮発性化合物はエアロゾル形成基体の加熱により放出される。本発明によるエアロゾル形成基体から生成されるエアロゾルは、見えてもまたは見えなくてもよく、蒸気（例えば、気状である物質の微粒は室温にて通常、液体または固体である）、ならびに気体および凝縮された蒸気の液体の液滴を含んでもよい。
【００２７】
エアロゾル形成基体は固体でも液体でもよく、固体および液体の両方の成分を含んでもよい。好ましい実施形態では、エアロゾル形成基体は固体である。
【００２８】
エアロゾル形成基体はニコチンを含んでもよい。ニコチンを含有するエアロゾル形成基体はニコチン塩マトリクスであってもよい。エアロゾル形成基体は植物由来材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体はたばこを含んでもよいが、たばこ含有材料は揮発性のたばこ風味化合物を含むことが好ましく、これが加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出される。エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料を含んでもよい。
【００２９】
エアロゾル形成基体はたばこと、エアロゾル形成体とを含んでもよい。たばこは、パイプたばこ、カットフィラー、再構成たばこ、および均質化したたばこのうちの１つ以上であってもよい。
【００３０】
エアロゾル形成基体は、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、ニコチン含有量および風味プロフィールが改善される。これは、均質化したたばこを作るプロセスにたばこ葉を粉砕するプロセスが関与しているためであり、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。
【００３１】
均質化したたばこ材料は、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。存在する場合、均質化したたばこ材料のエアロゾル形成体含有量は、乾燥重量基準で５％以上であり、乾燥質量基準で５重量％より高く３０重量％までの間であることが好ましい。
【００３２】
別の方法として、エアロゾル形成基体は非たばこ含有材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は均質化した植物由来材料を含んでもよい。
【００３３】
エアロゾル形成基体は少なくとも１つのエアロゾル形成体を含んでもよい。エアロゾル形成体は、使用時に、密度が高く安定したエアロゾルの形成を促進し、エアロゾル発生装置の使用温度で熱分解に対して実質的に耐性のある任意の適切な公知の化合物または化合物の混合物であってもよい。適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、多価アルコール（トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、およびグリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、またはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチルおよびテトラデカン二酸ジメチルなど）を含むが、これに限定されない。特に好ましいエアロゾル形成体は多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオールなど）であり、そしてグリセリンが最も好ましい。
【００３４】
エアロゾル形成基体は、その他の添加物および成分（風味剤など）を含んでもよい。
【００３５】
エアロゾル形成基体はニコチンおよび少なくとも１つのエアロゾル形成体を含むことが好ましい。特に好ましい実施形態では、エアロゾル形成体はグリセリンである。
【００３６】
本発明の第三の態様によると、電気的に動作するエアロゾル発生装置が提供される。この装置は、電源と、電子制御回路と、本明細書に説明するように、本発明の第一の態様または第二の態様の実施形態のうちのいずれかによるエアロゾル形成基体のサシェを受けるように構成されるくぼみと、サシェをくぼみの中に保持するためのサシェリテーナーと、くぼみと隣接して配置され、かつサシェの電気ヒーター要素の導電性部分を電源へと電気的に接続することができるように構成される電気接点と、を備える。サシェリテーナーは、電気ヒーター要素と電気接点との間の電気的接触を維持するように構成される。
【００３７】
サシェリテーナーは、有利なことに、ユーザーがサシェを簡単に挿入できるように、ただし確実に機械的かつ電気的にしっかりと装置に結合する。
【００３８】
電気的に動作するエアロゾル発生装置は、サシェがくぼみの中に受けられる時、エアロゾル形成基体のサシェを貫通するように構成される少なくとも１つの貫通要素をさらに備えてもよい。電気的に動作するエアロゾル発生装置は、少なくとも１つの貫通要素の第一の組および少なくとも１つの貫通要素の第二の組をさらに備えてもよく、サシェを通る気流経路を形成するように、第一の組はサシェの第一の側を貫通するように構成され、かつ第二の組はサシェの第二の側を貫通するように構成される。このようにして、サシェがヒーター要素によって加熱された時に発生したエアロゾルは、気流がサシェを通過する間にその中に混入する。
【００３９】
提供される場合、貫通要素およびサシェを通して気流経路が形成されるように、このまたは各々の貫通要素は中空であってもよい。別の方法として、貫通要素は、貫通部分とシャフト部分とを備えてもよく、貫通部分は、シャフト部分の断面積より大きい断面積を持つ。サシェがくぼみの中に受けられ、かつこれまたは各々の貫通要素によって貫通される時、貫通部分はサシェの中へと延びるように構成される。このようにして、シャフト部分の周りに、そしてサシェを通して、気流経路が形成される。
【００４０】
くぼみに隣接して配置される電気接点は細長くてもよい。細長い接点は、サシェの導電性接点部分の全長に実質的に沿って延びるように構成されることが好ましい。細長い接点と導電性接点部分との間の接触面積を増加することは、有利なことに、接続における抵抗を低減することによって寄生電力損失を低減する。
【００４１】
別の方法として、サシェの導電性部分が、サシェまたはサシェ容器の外部でない場合、くぼみに隣接して配置される電気接点は１つ以上の貫通要素を備えてもよい。貫通要素は、サシェがくぼみの中に受けられる時、サシェの中の導電性部分と接触するためにサシェを貫通してもよい。ヒーター要素の導電性部分はヒーターフィラメントであってもよく、またこの場合には、くぼみに隣接して配置される電気接点は、フィラメントの残りの部分の電気抵抗より電気抵抗が著しくより低くなるように、フィラメントに電気的に接触するように構成される。電気抵抗は、電気接点に隣接する領域での加熱が確実に最小限になるように、少なくとも１桁低いことが好ましい。電気抵抗は、少なくとも２桁低いことがより好ましい。
【００４２】
くぼみは、装置の外側ハウジングの内部のくぼみの中にあることが好ましい。くぼみは、サシェ全体を、または別の方法としてサシェの一部分のみを受けるために適切なサイズおよび形状を持っていてもよい。くぼみ開口部の断面サイズおよび形状は、サシェの断面サイズおよび形状と実質的に同一であることが好ましい。
【００４３】
サシェリテーナーは、サシェをくぼみの中へと挿入することができる第一の位置とサシェがくぼみの中に保持される第二の位置との間で移動可能なリッドを備えてもよい。リッドは装置の本体へヒンジ留めされていてもよい。ヒンジ留めされているリッドは、リッドの第一の端部においてヒンジ留めされていてもよく、リッドの第二の端部はマウスピースを備えていてもよい。リッドは少なくとも１つの貫通要素を備えていてもよい。このようにして、提供される場合、貫通要素がより簡単に（すなわちより少ない力で）サシェを貫通することができるように、これまたは各々に機械的利点が提供される場合がある。リッドは、磁石（ネオジミウム磁石など）または取り外し可能な留め金などの任意の適切な手段によって第二の位置に保持されてもよい。
【００４４】
別の方法として、リッドは装置上で摺動可能に係合されてもよい。またさらに別の方法では、リッドはねじ山を備えてもよく、また装置の本体は、リッドを装置の上に、ひいてはサシェをくぼみの中に保持するように、リッドを本体の上へとねじ込むことができるように対応するねじ山を備えてもよい。
【００４５】
リッドは、サシェを包囲するくぼみを形成するために、サシェを受け取るためのくぼみと組み合わせるように構成されたくぼみを備えてもよい。
【００４６】
エアロゾル発生装置は、少なくとも１つの空気吸込み口、少なくとも１つの空気出口、および少なくとも１つの空気吸込み口と少なくとも１つの空気出口との間に延びる気流経路を備えることが好ましい。
【００４７】
電源は電池であってもよく、また充放電の数多くのサイクルのために構成された再充電可能電池であってもよい。電池は、例えば、リチウムコバルト電池、リン酸鉄リチウム電池、チタン酸リチウム電池、またはリチウムポリマー電池といったリチウム系の電池でもよい。別の方法として、電池はニッケル水素電池またはニッケルカドミウム電池でもよい。電池容量は、再充電が必要となる前にユーザーによる複数回の使用が許容されるよう選択されることが好ましい。電池の容量は、再充電が必要となる前にユーザーが最低２０回使用するのに十分であることが好ましい。
【００４８】
エアロゾル発生装置は制御回路を備える。制御回路は、電力を電源から少なくとも１つのサシェのヒーターに供給するように構成されることが好ましい。制御回路は、少なくとも１つのヒーターの温度を約１００℃〜３５０℃の使用温度に維持するようにさらに構成されていることが好ましく、使用温度を１８０℃〜約２６０℃とすることがより好ましく、約２２０℃〜約２４０℃とすることが最も好ましい。エアロゾル形成基体は、少なくとも１つのヒーターとサシェ材料またはサシェ容器材料との間の断熱材として作用してもよい。このようにして、サシェ材料またはサシェ容器材料の温度は、約２６５℃未満に維持されることが好ましく、約２００℃未満に維持されることがより好ましく、また約１５０℃未満に維持されることがなおより好ましい。
【００４９】
制御回路はマイクロプロセッサを備えてもよく、これはプログラマブルマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または特定用途向けＩＣチップ（ＡＳＩＣ）もしくは制御を提供する能力を持つその他の電子回路であってもよい。電気回路はさらなる電子構成要素を備えてもよい。
【００５０】
エアロゾル発生装置は、制御回路と通信する吸煙検出器を備えてもよい。吸煙検出器は、ユーザーがいつエアロゾル発生装置のマウスピースを吸ったかを検出するように構成されていることが好ましい。制御電子回路は、吸煙検出器からの入力に基づき、少なくとも１つの発熱体への電力を制御するようにさらに構成されていることが好ましい。
【００５１】
電力はシステムの起動後、ヒーター要素に連続的に供給されてもよく、または毎回の吸煙ごとなどのように断続的に供給されてもよい。電力は、電流パルスの形態でヒーター要素に供給されてもよい。
【００５２】
エアロゾル発生装置は、電気ヒーターに供給される電力を起動するためのユーザー起動式のスイッチを備えることが好ましい。
【００５３】
装置は、少なくとも１つの空気吸込み口から少なくとも１つの空気出口へくぼみを通して気流経路が形成されるように、少なくとも１つの空気吸込み口、および少なくとも１つの空気出口を備えることが好ましい。少なくとも１つのくぼみの壁は多孔性であってもよく、または空気吸込み口を備えてもよい。
【００５４】
エアロゾル発生装置は、マウスピースを備えることが好ましい。
【００５５】
装置はさらに、くぼみ内のサシェの存在を検出し、サシェをこのシステムを使用ように構成された他のサシェと区別する機能を持つ検出器を備えてもよい。検出器は、サシェがくぼみ内で検出されない限り電力が供給されないように、電気ヒーターへの電力を制御するために使用されてもよい。別の方法として、または追加的に、検出器は、適切な加熱プロトコルを使用できるように、くぼみ内のサシェのタイプに関する情報をコントローラに提供するよう構成されてもよい。
【００５６】
加熱手順は、電気ヒーターのための最高使用温度、吸煙１回当たりの最長加熱時間、吸煙間の最短時間、サシェ１つ当たりの最高吸煙数、およびサシェについての最長合計加熱時間のうち、１つ以上を含んでもよい。特定のサシェの中のエアロゾル形成基体は、特定の加熱条件を要求する場合があり、または特定の加熱条件により改善された喫煙の体験が提供される場合があるため、特定のサシェに合わせた加熱手順を確立することが有利である。電子回路はプログラム可能であってもよく、その場合、種々の加熱手順が保存されてもよく、かつこれらは更新されてもよい。
【００５７】
エアロゾル形成基体のサシェは、サシェ材料内に組み込まれた識別可能な分光学的特徴を持つタガントと、サシェの上に印刷された識別情報と、のうちの少なくとも１つを備えてもよい。検出器は、タガントに基づき、または印刷された識別情報に基づき、サシェを区別するよう構成されることが好ましい。
【００５８】
一実施形態では、検出器は少なくとも１つの発光体および少なくとも１つの光センサーを含む光学センサーを備える、分光学的検出器であることが好ましい。発光体は、赤外線波長の光、または紫外線波長の光を発するよう構成されていることが好ましい。光センサーは、赤外線波長の光、または紫外線波長の光を検出するよう構成されていることが好ましい。
【００５９】
タガントは、吸収について識別可能な分光学的特徴を備えてもよい。タガントがエアロゾル発生装置の光源により照らされる時、タガントは特定の波長、または波長の組を吸収し、したがってその後で光センサーによって受信される光の波長が、エアロゾル発生装置が不在の波長に基づきタガントを判断できるようにする。
【００６０】
タガントの物理的および化学的な構造は、吸収される光の波長が要求に応じて設定されるように制御できる。好ましい一実施形態では、吸収される光の波長は可視スペクトル内ではない。吸収される波長は、赤外線または紫外線の範囲であることが好ましい。
【００６１】
吸収における識別可能な分光学的特徴を含むタガントに加えて、またはその代わりに、タガントは発光における識別可能な分光学的特徴を備えてもよい。タガントがエアロゾル発生装置の光源によって照らされる時、光はタガントを励起し、励起光の波長からずれた少なくとも１つの波長の光を発することが好ましい。分かる通り、これはフォトルミネッセンスの形態であり、またリン光、または蛍光でもよい。タガントの物理的および化学的な構造を制御することにより、分光学的特徴を制御できる。一部の実施形態では、識別可能な特徴は、励起に関連した発光の時間応答、または励起後の発光の減衰速度に依存する場合がある。
【００６２】
好ましい一実施形態では、放射光の波長は可視スペクトル内ではない。放射光の波長は赤外線または紫外線の範囲であることが好ましい。
【００６３】
別の実施形態では、検出器は、少なくとも１つの発光体および少なくとも１つの光センサーを含む光学センサーを備える。この実施形態では、検出器は１つの発光体および１つの光センサーを備えてもよい。別の方法として、検出器は、一次元（例えば、線形）の光センサーのアレイの形態をとる２つ以上の光センサーを備えてもよい。さらに、検出器は、二次元の光センサーのアレイの形態をとる２つ以上の光センサーを備えてもよい。
【００６４】
サシェ上に印刷される識別情報は、サシェタイプ、エアロゾル形成基体タイプ、製造日、製造場所、バッチ番号、およびその他の製造の詳細、および有効期限のうちの１つ以上を備えてもよい。
【００６５】
識別情報は、サシェ上に種々の形態で印刷されてもよい。印刷には、可視インク、紫外線（ＵＶ）インク、赤外線（ＩＲ）インク、リン光性インク、蛍光インク、および金属インクなど、種々のインクを使用してもよい。
【００６６】
本発明のさらなる態様によると、電気的に動作するエアロゾル発生システムが提供される。このシステムは、本明細書で説明されるような本発明の第三の態様による電気的に動作するエアロゾル発生装置、および本明細書で説明されるような本発明の第一の態様または第二の態様によるエアロゾル形成基体のサシェを備える。このシステムは電気的に作動する喫煙システムであってもよい。このシステムは手持ち式エアロゾル発生システムであってもよい。エアロゾル発生システムは従来型の葉巻たばこや紙巻たばこと匹敵するサイズであってもよい。喫煙システムの合計長さは、およそ３０ｍｍ〜およそ１５０ｍｍであってもよい。喫煙システムの外径は、およそ５ｍｍ〜およそ３０ｍｍであってもよい。
【００６７】
本発明のなおさらなる態様によると、本発明の第一の態様または第二の態様により本明細書に説明されるようなエアロゾル形成基体のサシェの製造方法が提供される。この方法は、導電性材料のウェブを供給することと、エアロゾル形成基体のペレットをウェブの上へと規則正しい間隔で供給することと、組み合わせられた材料のウェブおよびペレットを材料の管の中へと供給することと、材料の管を規則正しい間隔でシールすることと、を含み、エアロゾル形成基体のペレットはシールの間に配置され、シールされたエアロゾル形成基体のサシェを形成し、導電性材料のウェブは各々のサシェの中に電気ヒーター要素を形成する。
【００６８】
この方法は、個別のシールされたエアロゾル形成基体のサシェを形成するように、シールする場所において管を切断することをさらに含むことが好ましい。
【００６９】
別の方法として、この方法は、個別のエアロゾル形成基体のサシェを取り外すことができるように、シールする場所に虚弱線を提供することをさらに含んでもよい。虚弱線は、管の幅を横切って延びる穿孔の線であってもよい。この方法は、虚弱線で連結された、２つの、３つの、４つの、５つの、６つの、７つの、８つの、またはそれ以上のサシェなどの複数のサシェを持つサシェの群を形成するように、一連のサシェを切断することをさらに含んでもよい。
【００７０】
この方法は、導電性材料のウェブに、規則正しい間隔で導電性接点部分を形成するように材料を適用することをさらに含んでもよい。導電性材料は、ウェブの横方向に適用することが好ましい。別の方法として、導電性材料は、ウェブの縦方向に沿って、実質的に連続的に適用されてもよい。なおさらなる実施形態では、方法は、導電性接点部分を規則正しい間隔で形成するために、導電性材料のステープルをサシェの各々のシールされた端部に隣接して適用することをさらに含んでもよい。
【００７１】
本明細書に使用される場合、「縦方向」という用語は、材料のウェブがプロセスラインに沿って移動する方向を指す。「横方向」という用語は、縦方向と直交する方向を指す。
【００７２】
導電性材料は、少なくとも導電性フィラメントを縦方向に持つメッシュから形成されてもよく、かつ電気接点部分が、横方向に提供される導電性フィラメントから形成され、導電性フィラメントは第一の密度のフィラメントを持つ電気接点を形成し、また導電性フィラメントは、第二の密度のフィラメントを持つメッシュを形成し、第一の密度が第二の密度より大きい。密度は、数密度であることが好ましい。
【００７３】
エアロゾル形成基体ペレットは、押圧すること、またはスラリー沈着を使用する沈着によってウェブの上へと供給されてもよい。
【００７４】
本発明の１つの態様のいずれの特徴も、任意の適切な組み合わせにおいて本発明のその他の態様にも適用されうる。特に、方法の態様は装置の態様に適用でき、その逆もまた可である。さらにまた、１つの態様における任意の一部および／またはすべての特徴は、任意の適切な組み合わせにおいて、任意のその他の態様の任意の一部および／またはすべての特徴に適用されてもよい。
【００７５】
当然ながら、本発明の任意の態様において説明および定義された種々の特徴の特定の組み合わせを独立して実施および／または供給および／または使用できる。
【００７６】
本開示は、本明細書において添付図面を参照しながら説明されるものと実質的に同じ方法および装置にも拡大される。
【００７７】
本発明は以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるサシェの切り欠き図を示す。
【図２】図２は図１のサシェを示す。
【図３】図１は、本発明の一実施形態によるエアロゾル発生装置およびサシェを示す。
【図４】図４は、使用時の図３のエアロゾル発生装置を示す。
【図５】図５は、本発明によるサシェの製造のための製造プロセスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
図１は、電気加熱式エアロゾル発生装置で使用するためのエアロゾル形成基体のサシェ１００を示す。サシェ１００は、エアロゾル形成基体のペレット１０２と、電気ヒーター要素１０４と、第一の導電性接点部分１０６と、第二の導電性接点部分１０８と、を備える。サシェの構成要素は容器１１０の中に収容される。図２は、サシェ容器１１０の外部表面を示す。図示した通り、導電性接点部分１０６および１０８は、サシェ１００の内部に提供される。
【００８０】
電気ヒーター要素１０４は、炭素繊維フィラメントから約１２０ＵＳメッシュのメッシュサイズ（１インチ当たり約１２０フィラメント）で形成されるメッシュタイプのヒーターである。フィラメントは、約１６  μｍの直径を持つ。ヒーター要素の合計抵抗は約１オームである。メッシュは導電性接点部分１０６および１０８に電気的に結合される。接点部分１０６および１０８は、炭素繊維フィラメントでも形成される。接点部分のフィラメントは、メッシュ内のフィラメントより高密度で充填されており、それゆえ接点部分１０６および１０８の電気抵抗はメッシュの抵抗よりも少なくとも１桁低く、少なくとも２桁小さいことが好ましい。
【００８１】
エアロゾル形成基体はたばこと、多価アルコールなどのエアロゾル形成体とを備える。多価アルコールは、プロピレングリコールまたはグリセリンであることが好ましい。一実施形態では、たばこは、均質化したたばこである。
【００８２】
ペレット１０２の形態のエアロゾル形成基体は、ヒーター要素の上へと押圧され、したがってヒーター要素と直接的に係合される。これは装置の電力要求を減少させる。
【００８３】
エアロゾル形成基体ペレット１０２およびヒーター要素１０４は、容器１１０の中にシールされる。容器１１０は、少なくとも装置の使用温度まで耐熱の可撓性の箔材料である。この実施例では、箔材料は、６，６ナイロンであってもよい。
【００８４】
サシェの幅は約１０ｍｍであり、また長さは約１２ｍｍ〜約１５ｍｍである。エアロゾル形成基体のペレット１０２の質量は約５０ｍｇ〜約４００ｍｇである。
【００８５】
使用時、以下にさらに詳細に説明されるようにサシェはエアロゾルを発生するようにエアロゾル発生装置の中で加熱される。
【００８６】
図３は、エアロゾルを発生するようにサシェを加熱するために使用される電気的に動作するエアロゾル発生装置２００を示す。エアロゾル発生装置２００は携帯型で、従来的な葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを持つ。装置は、再充電可能電池などの電力供給源２０２、制御回路２０４、エアロゾル形成基体のサシェ１００を受けるためのくぼみ２０６、サシェを受けるためのくぼみ２０６の両側に配置される電気接点２０８および２１０を備える。装置のメインハウジングは、空気吸込み口２１２を備える。装置は、空気出口２１６を備えるマウスピース２１４をさらに備える。マウスピース２１４は移動可能なヒンジ留めのリッド上に提供される。
【００８７】
くぼみ２０６は、複数の貫通要素２１８を備える。移動可能なヒンジ留めのリッドは複数の貫通要素２２０も備える。使用時、リッドが図３に示す第一の開いた位置にある状態で、ユーザーはシールされたサシェ１００をくぼみ２０６の中へと挿入し、次にリッドを図４に示す第二の閉じた位置に移動する。リッドは磁石（図示せず）によって閉位置に保持される。別の方法として、機械的留め金、またはその他のこのような保持装置が使用されてもよい。くぼみ内およびリッド内の貫通要素は中空であり、かつシールされたサシェを貫通して、中空貫通要素を通って、かつサシェを通って延びる気流経路を形成するように構成される。図４に示すように、気流経路は、空気吸込み口２１２から装置に沿って、くぼみ２０６の中の中空貫通要素２１８を通して、サシェ１００を通して、中空貫通要素２２０を通して、そして空気出口２１６へと延びる。
【００８８】
サシェを貫通することに加えて、リッドは、サシェを機械的に保持すること、およびサシェを装置に電気的に結合することの両方のために構成される。電気接点２０８および２１０は、リッドが第二の閉じた位置にある時、サシェの導電性接点部分１０６および１０８に電気的に結合されるように構成される。電気接点２０８および２１０は、内部の導電性接点部分と直接的に接触するようにサシェの外側の容器を貫通するように構成される。電気接点２０８および２１０は、より効果的にサシェを貫通するため、ならびに導電性接点部分１０６および１０８のそれぞれに接触するために、鋸歯状であってもよい。代替的な実施形態では、サシェの接点部分は外部にあり、そのため装置の電気接点はサシェを貫通する必要がない。
【００８９】
マウスピースを吸って吸煙センサー（図示せず）を起動することによって、または手動スイッチ（図示せず）を起動することによって、ユーザーが装置を起動する時、コントローラ２０４は、サシェを使用温度まで加熱するために電源２０６から電気ヒーター要素１０４に電力を提供するように構成される。好ましい一実施例では、使用温度は約２００℃である。
【００９０】
サシェが使用温度に達してユーザーがマウスピースを吸うと、空気吸込み口２１２から装置を通して、くぼみ２０６およびサシェ１００を通して空気が引き込まれ、そしてマウスピース２１４にある空気出口２１６の外に出る。
【００９１】
図５に示すように、サシェは直線状の製造プロセスで製造されてもよい。電気ヒーター要素のためのメッシュを備える材料３００のウェブは、ウェブ材料のボビン（図示せず）から供給される。工程３０２において、導電性接点部分３０４が、ウェブ材料に規則正しい間隔で適用される。工程３０６において、エアロゾル形成基体３０８のペレットは、複数の接点部分３０４の間でウェブ材料の上へとペレットを押圧することによって適用される。図示した通り、エアロゾル形成基体のペレットは、ブランク部分を残すように、接点部分の間に１つおきに適用される。工程３１０において、ウェブ材料は、次に材料の管３１２へと供給されて、サシェの容器を形成する。材料の管３１２は、ボビン（図示せず）から供給される。材料の管は、次に工程３１６において、エアロゾル形成基体のペレットを含有していないブランク部分の中でシール３１４される。最後に、管状材料は工程３１８において切断されて、個別のシールされたサシェ１００を形成する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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