(57)【要約】  本発明はエアロゾル発生システム用のカートリッジに関連する。カートリッジ（１００）は、第一の液体組成物（１１０）および第一の液体組成物（１１０）から分離された第二の組成物を含む液体保存容器（１０２）と、液体保存容器（１０２）から液体を送達するための液体保存容器（１０２）内の出口（１０６）とを備える。第一の液体組成物（１１０）および第二の組成物は、第二の組成物を閉じ込めるために第一の液体組成物（１１０）内にカプセル（１１２）を提供することによって分離されうる。第一の液体組成物（１１０）および第二の組成物は、流体浸透性の仕切りによって分離されてもよい。本発明はさらに、カートリッジ（１００）を受けてエアロゾル発生システムを形成するように構成された、エアロゾル発生装置（２００）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】
エアロゾル発生システム用のカートリッジであって、前記カートリッジが液体保存容器を備え、前記液体保存容器が、
第一の液体組成物および第二の組成物と、
複数のカプセルであって、各カプセルが前記第二の組成物を前記第一の液体組成物から分離するために前記第二の組成物を閉じ込める、複数のカプセルと、
カプセル保持器と、
液体保存容器から液体を送達するための前記液体保存容器内の出口とを含む、前記液体保存容器を備える、エアロゾル発生システム用のカートリッジ。
【請求項２】
前記第二の組成物が液体である、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
各カプセルが前記第二の組成物を閉じ込める壊れやすいシェルを含む、請求項１または２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記第二の組成物が液体であり、各カプセルがそこに吸収される前記第二の液体組成物を有する多孔性要素を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記第二の組成物を閉じ込める前記複数のカプセルを含む第一のセットと、第三の組成物を閉じ込めるシェルを含む複数のカプセルを含む第二のセットとの少なくとも２つのカプセルのセットをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記液体保存容器内を自由に移動可能な固形体をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記液体保存容器が可撓性の壁を含み、前記カプセル保持器が、前記カプセルを前記液体保存容器の少なくとも一つの壁に接着するための接着剤である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記カプセル保持器がフィルター要素を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記フィルター要素が、前記出口に隣接した第一の位置と前記第一の位置から離れた第二の位置との間を移動可能である、請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記フィルター要素に結合される液体移動要素をさらに含み、前記液体移動要素が前記出口を通って延在する、請求項９に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記第一の液体がエアロゾル形成基体を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項１２】
エアロゾル発生システム用のカートリッジであって、前記カートリッジが、
液体保存容器内に第一の区画および第二の区画を画定する仕切りを含む前記液体保存容器であって、前記仕切りが、前記第一の区画と第二の区画との間に流体透過性バリアを含む前記液体保存容器を備える、エアロゾル発生システム用のカートリッジ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のカートリッジを受けるように構成されたエアロゾル発生装置であって、前記装置が、
請求項１〜１２のいずれかに記載のカートリッジを受けるためのくぼみを有するハウジングと、
前記カートリッジの前記出口内に挿入可能な第一の部分および第二の部分を含む液体移動要素と、
前記液体移動要素の前記第二の部分に隣接した発熱体と、
前記発熱体に電力を供給するように構成された電源とを備える、エアロゾル発生装置。
【請求項１４】
前記カートリッジが前記くぼみ内に受けられた時に、前記カートリッジと前記液体移動要素を係合するように構成されるアクチュエータをさらに含む、請求項１３に記載のエアロゾル発生装置。
【請求項１５】
超音波発生器、紫外光、および破砕機のうちの少なくとも１つであるカプセル破壊装置をさらに含む、請求項１３または１４に記載のエアロゾル発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアロゾル発生システムのためのカートリッジおよびカートリッジを受けるための装置に関連する。
【０００２】
数多くの先行技術文献、例えば、EP-A-0 295 122、EP-A-1 618 803およびEP-A-1 736 065には、数多くの利点を有する電気的に動作する喫煙システムが開示されている。こうしたシステムの一部の例の1つの利点は、副流煙を著しく減少させつつ、喫煙者が喫煙を選択的に一時停止したり再開したりできることである。
【０００３】
EP-A-0 295 122、EP-A-1 618 803およびEP-A-1 736 065などの先行技術文献には、エアロゾル形成基体として液体を使用する電気的な喫煙システムが開示されている。液体は、ハウジング内に受けられることができるカートリッジ内に含まれうる。喫煙者に提供されるエアロゾルを形成するために、吸煙中に液体基体を加熱するヒーターに接続されている電池などの電源が提供される。
【０００４】
多くの事例では、従来の技術のカートリッジに提供される液体は、使用に先立って生成され、予め混合された組成物として運ばれる。
【０００５】
使用時までに（例えば使用の直前までに）、短時間で液体組成物を準備するまたは完成するのを可能にするカートリッジおよび関連付けられた装置を、ユーザーに提供する利点がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の第一の態様によれば、エアロゾル発生システムのためのカートリッジが提供されている。カートリッジは、第一の液体組成物および第一の液体組成物から分離された第二の組成物を含む液体保存容器と、液体保存容器からのエアロゾル形成基体の送達のための液体保存容器内の出口とを備える。
【０００７】
第二のエアロゾル形成基体は液体であることが好ましい。
【０００８】
有利には、第一の液体組成物およびそこから分離された第二の組成物を有するカートリッジを提供することは、エアロゾル発生システム内で使用時に（例えば出口から出るときに）組成物が相互に作用しているのを可能にすることによって、使用時までに（例えば使用の直前までに）短時間で組成物を混合する、配合する、または化学的に反応させるのを可能にする。
【０００９】
カートリッジは、複数のカプセルであって、各カプセルが第二の組成物を第一の液体組成物から分離させるために第二の組成物を閉じ込める複数のカプセルと、カプセル保持器とをさらに含むことが好ましい。カプセルは、エアロゾル発生システム内で、使用前に第一の液体組成物を第二の組成物から分離するように働く。
【００１０】
各カプセルは、第二の組成物を閉じ込める壊れやすいシェルを含むことが好ましい。そのような壊れやすい外部シェルを含むカプセルは、機械力の利用に伴って、すぐにまたは容易に壊されまたは破られることが好ましい。カプセルの壊れやすい外部シェルは、例えば、熱または光などのエネルギーの印加によってシェル材料の凝集力を変えることにより、すぐにまたは容易に崩壊されまたは分解されてもよい。
【００１１】
第二の組成物が液体である場合、各カプセルは圧縮可能であってもよく、液体組成物を閉じ込める外部シェルは多孔性材料で形成される。多孔性材料は可撓性であることが好ましい。液体である第二の組成物は、シェルがシェルの内部体積を減少するために変形される時、多孔性シェルを通ることが好ましい。第二の液体組成物は、毛細管力を確実にする第一の液体と第二の液体との表面張力の差が、多孔性シェルを通って、かつ第一の液体組成物内に第二の液体組成物を運ばないので、シェルが変形されるまで多孔性シェル内に保持されることが好ましい。
【００１２】
多孔性シェルはそこに第二の液体組成物を吸収してもよく、または別のやり方では、第三の組成物を保持してもよい。第三の組成物は、液体、ゲルまたは固体でありうる。第三の組成物は、室温（例えば、２１℃）で液体、ゲルまたは固体であってもよい。多孔性シェルに保持された組成物は、シェルの変形によって、または加熱によるカプセルの温度の増加によって、または変形と温度の増加の両方の組み合わせによって放出されてもよい。組成物が放出されうる前に加熱されるべきカプセルを要求することによって、輸送または保存の間の組成物の放出のリスクが低減されうる。
【００１３】
別の方法として、カプセルは、液体組成物を含む球形の多孔性材料などの連続的多孔性材料を含みうる。理解される通り、液体組成物は、上記で説明されたような多孔性シェルを含むカプセルと同様の手段で保持され、かつ放出されてもよい。
【００１４】
カートリッジは、固体組成物を有する複数のカプセルを含んでもよい。カプセルは固体組成物を閉じ込めるシェルを有してもよい。固体組成物を有するカプセルは壊れやすくてもよく、したがってそれらは圧縮力の印加で小さな破片に破壊される。
【００１５】
カートリッジは複数のカプセルのセットを含んでもよく、各セットは複数のカプセルを含む。各セットは、本明細書で説明したような任意の種類のカプセルを含んでもよく、各セットは、同様のもしくは異なる気体、液体または固体組成物を含んでもよい。
【００１６】
本発明の第二の態様によると、エアロゾル発生システムのためのエアロゾル形成基体のカートリッジが提供される。カートリッジは、第一の液体組成物および複数のカプセルを含む液体保存容器と、液体保存容器から液体組成物を送達するための液体保存容器内の出口と、カプセル保持器とを含む。各カプセルは、第二の組成物を閉じ込める壊れやすいシェルを含んでもよい。カプセルは、本明細書で説明した通り、任意のカプセルでありうる。
【００１７】
第二の組成物は液体でありうる。
【００１８】
有利には、第二の組成物を閉じ込める壊れやすいカプセルおよび対応するカプセル保持器を有するカートリッジを提供することは、例えば、押し潰しによる壊れやすいシェルの変形、破裂または破壊によって、使用時までに（例えば使用の直前までに）短時間で液体組成物を混合することを可能にする。変形され、破裂され、または破壊された壊れやすいシェルは、第二の組成物を第一の液体組成物に曝露し、２つの液体が混合することを可能にする。カプセル保持器は、実質的にはいくつかの壊れやすいシェルまたはその部分が出口を通じてカートリッジから出ることを防ぐ。
【００１９】
本明細書で使用される「破裂」という用語は、閉じ込められた組成物を放出するために、変形され、破壊され、または他の方法で変形されるカプセルのプロセスを意味する。本明細書で用いられるように、「粉砕」という用語は、外力を用いた圧縮または圧搾を意味するために使用される。
【００２０】
壊れやすいシェルは実質的に連続的であることが好ましい。壊れやすいシェルは、それが第二の組成物を放出するために破裂する前に、密封されていることが好ましい。各カプセルは様々な物理的な構成で形成されてもよいが、これには単一部分から成るカプセル、複数部分から成るカプセル、単一壁から成るカプセル、複数壁から成るカプセル、大型カプセル、および小型カプセルなどが含まれるが、これに限定されない。
【００２１】
各カプセルは、カプセルが外力を受けた時に第二の組成物を放出するために、破裂するように配置されてもよい。破裂強度は、カプセルが破裂する力（カプセルに作用する）である。破裂強度は圧縮曲線に対するカプセルの力におけるピークとしうる。壊れやすいカプセルは、約５ｇ〜約４００ｇの破裂における平均ピーク負荷を有することが好ましい。壊れやすいカプセルは、約７ｇ〜約１００ｇの破裂における平均ピーク負荷を有することがより好ましく、約７ｇ〜約３０ｇの破裂における平均ピーク負荷を有することがさらにより好ましい。ピーク負荷でのシェルの元の寸法と比較したカプセルの相対変形は、約１パーセント〜約２５パーセント、好ましくは約１パーセント〜約１５パーセント、より好ましくは約１パーセント〜約１０パーセントであってもよい。
【００２２】
多孔性シェルを含むカプセルは、液体組成物が約５ｇ〜約１００ｇ、好ましくは約５ｇ〜約５０ｇ、より好ましくは５ｇ〜約３０ｇ放出されるように、十分にカプセルを変形させるための平均ピーク負荷を有してもよい。ピーク負荷でのカプセルの元の寸法と比較したカプセルの相対変形は、約１パーセント〜８０パーセント、好ましくは約１パーセント〜約６０パーセント、より好ましくは約１パーセント〜約５０パーセントであってもよい。
【００２３】
固体組成物を含むカプセルは、組成物が約１０ｇ〜約５００ｇ、好ましくは約１５ｇ〜約１００ｇ、より好ましくは約２０ｇ〜約５０ｇ放出されるように、十分にカプセルを破壊するための平均ピーク負荷を有してもよい。ピーク負荷でのカプセルの元の寸法と比較したカプセルの相対変形は、約１パーセント〜３０パーセント、好ましくは約１パーセント〜約２０パーセント、より好ましくは約１パーセント〜約１５パーセントであってもよい。
【００２４】
各カプセルは、カプセルが音響、光、熱または化学的エネルギーを受けた時に第二の組成物を放出するために、破裂するように配置されてもよい。
【００２５】
各カプセルは、例えば、約２０，０００ヘルツ〜約４０，０００ヘルツ、好ましくは約２０，０００ヘルツ〜約３０，０００ヘルツの周波数を有する超音波の受容に基づいて破裂するように、配置されてもよい。超音波のデシベルレベルは、約７デシベル未満であることが好ましく、約５デシベル未満であることがより好ましい。
【００２６】
各カプセルは、例えば、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、好ましくは約２００ｎｍ〜約３５０ｎｍの波長、および約２ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２、より好ましくは約５ｍＷ／ｃｍ２〜１５ｍＷ／ｃｍ２、さらにより好ましくは約７ｍＷ／ｃｍ２〜１１ｍＷ／ｃｍ２の強度を有する紫外光を受けると破裂するように、配置されてもよい。
【００２７】
各カプセルは、カプセルの温度を約５０℃または約６０℃に上げる熱エネルギーの受容に基づいて破裂するように、配置されてもよい。
【００２８】
各カプセルは、化学薬品（例えば、酸）が壊れやすいシェルに接触した時に破裂するように、配置されてもよい。化学薬品は、液体保存容器内の他のカプセルから放出されてもよい。このようにして、２つの段階プロセスがカプセルを破裂させるために使用される。
【００２９】
各カプセルは任意の好適な形状、例えば、球状、球状体、または楕円体を有する場合がある。しかしながら、各カプセルは一般的に球状であるのが好ましい。これは、球形度の値が少なくとも約０．９であるカプセルを含む場合があり、球形度の値はおよそ１であるのが好ましい。球形度は、物体がどの程度球状であるかの測定であり、完全な球形の球形度の値は1である。球形度の値は、最大直径と最小直径の平均を決定し、最大直径と最小直径の間の差を平均から差し引いて、その結果値を平均で割ることによって求められうる。
【００３０】
当業者によって理解されるであろうように、カプセルは任意の好適な方法（例えば、同時押出成形、球形化、湿式もしくは乾式粒状化、または乳化によって）に従って製造されてもよい。当業者によって理解されるであろうように、カプセルはグリセリン、パラフィンワックス、シリカまたは任意の他の好適な材料で形成されてもよい。
【００３１】
本明細書で説明したような壊れやすいカプセルは、ゼラチンベース調合の水溶液で形成されてもよい。例えば、カラギーナン系材料などのそれらの誘導体を含む植物多糖類および可塑剤のようなグリセリンなどのゲル化剤溶液を含む。ゲル化剤はまた、スターチおよび／またはセルロースまたはその修飾された形態を含んでもよい。第一の液体エアロゾル形成基体などの特定の液体の内部のカプセルの挙動に影響を与える特定の目的、ならびにカプセルを見て容易に知覚する手段のために、堅いシェルのための全体的な化合物調合はその際、表面処理または仕上剤のほか、着色剤を含む多様なもしくは一様な色素沈着を含みうる。堅いシェルの壊れやすいカプセルの化合物調合は、セルロース系であることが好ましく、所望の破裂強度特定範囲を達成するための低い粘弾性特性を有する形態のヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）から成ることが好ましい。例として、調合は以下のようなコア構成を含みうる。Ｖｅｇｅｓｏｆｔ（登録商標）、プルランおよびヒプロメロース、グリセリン、ソルビトール（特殊なソルビトールを含む）およびポリエチレン（ＰＥＧ）系フィルで満たされる。
【００３２】
多孔性シェルを含むまたは完全に多孔性であるカプセルは、液体内で物理的なゲルもしくは化学的なゲルの形態または固体の形態またはこれらの形態の組み合わせであることができる。カプセルは、堅いシェルの壊れやすいカプセルに関して説明されたような、ゲル化剤の水溶液に基づく同様のコア組成物を有する物理的なゲルで形成されることが好ましい。多角形ポリマーをさらに使用するほかコロイドゲル形成を含むような、広範囲の弾性および変形を可能にする特定の調合が望まれる。そのような調合は可溶性のおよび不溶性のマトリックス構造を含んでもよく、したがって、第一の液体組成物と調合している間の所望の物理的特性が提供されうる。不溶性の構造は、イオン交換樹脂構造またはイオン交換ポリマーを含んでもよい。そのような構造は、風味の向上を可能にすることができ、かつ活性成分の化学的安定性を改善し、ならびに第一の液体組成物および／または第一の液体組成物と配合され、混合され、もしくは化学反応する第二の組成物内の所与の活性成分の生体利用性を改善しうる。
【００３３】
多孔性特性をもつそのようなカプセルはまた、上記で説明されたような材料の発泡体、すなわち連続気泡発泡体で作られてもよい。
【００３４】
固体組成物を含むカプセルは、そのような固体カプセルのシェルを生成する材料で被覆される固体ゲル粒子で形成されることが好ましい。そのようなカプセルの被覆されたシェルは、一度圧縮するとカプセルシェルが破裂するような壊れやすいカプセルに関して説明した調合で作られてもよい。
【００３５】
各カプセルは、そこに吸収される第二の液体組成物を有する多孔性要素を含んでもよい。多孔性要素は、実質的に壊れやすいシェルを満たしてもよく、または壊れやすいシェルの一部分を満たすだけでもよい。
【００３６】
多孔性要素は、多孔性プラスチック材料、多孔性ポリマー繊維、および多孔性ガラス繊維から成る群より選択された1つ以上の多孔性材料を含みうる。一つ以上の多孔性材料は、毛細管材料であってもなくてもよく、および液体エアロゾル形成基体に対して不活性であることが好ましい。好ましい特定の毛細管材料（単一または複数）は、第二の液体エアロゾル形成基体の物理的特性に依存することになる。
【００３７】
適切な多孔性の繊維質材料には、セルロース綿繊維、酢酸セルロース繊維および結合ポリオレフィン繊維（ポリプロピレンおよびポリエチレン繊維の混合体など）が含まれるが、これに限定されない。
【００３８】
カプセルは全て、カプセルが実質的に球形である場合の直径などに関して実質的に同じ寸法を有してもよい。カプセルが実質的に球形である場合、各カプセルの直径は、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約３ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍ〜約２ｍｍであってもよい。壊れやすいシェルの厚さは、約５μｍ〜約１５０μｍ、より好ましく約１５μｍ〜約８０μｍであってもよい。当業者によって理解されるであろうように、壊れやすいシェルの厚さは、カプセルの破裂強度を決定する１つの要素である。
【００３９】
各カプセルのかさ密度は、液体エアロゾル形成基体の密度と実質的に等しいことが好ましい。このようにして、カプセルは、第一の液体エアロゾル形成基体内で中性の浮揚性であるように構成され、したがって、液体保存容器を通じて分布されてもよい。本明細書で用いられるように、「かさ密度」という用語は、カプセルの外見上の密度を意味し、かつ壊れやすいシェルの質量に少なくとも第二の組成物を含むシェル内に閉じ込められた材料の質量を加えたカプセルの全重量をカプセルの体積で割った値と等しい。かさ密度は、したがって閉じ込められた材料の質量を制御することによって制御されうる。例えば、第二の組成物の体積が調節されてもよく、または第二の組成物の密度が調節されてもよい。
【００４０】
カートリッジは、第二の組成物を閉じ込める複数のカプセルを含む第一のセットと、第三の組成物を閉じ込める壊れやすいシェルを含む複数のカプセルを含む第二のセットとの少なくとも２つのカプセルのセットをさらに含みうる。 カートリッジはさらなるカプセルのセットを含んでもよく、各カプセルのセットはさらなる異なる組成物を含む。
【００４１】
第一のカプセルのセットは、第一の機構によって破裂可能であってもよく、第二のカプセルのセットは、第二の機構によって破裂可能であってもよい。例えば、第一のカプセルのセットは、押し潰すことによって破裂可能であってもよく、第二のカプセルのセットは、超音波エネルギーによって破裂可能であってもよい。このようにして、ユーザーが、カートリッジの使用前にカプセルのセットを破裂するという制御により、混合された液体組成物の合成を制御することを可能にしうる。例えば、第二の組成物および第三の組成物の両方は、ニコチンであってもよく、またはニコチンを含んでもよく、混合された液体組成物の強度は、ユーザーが第一のセットおよび第二のセットのカプセルのうち一方または両方を破裂することによって制御される。
【００４２】
第二の組成物および第三の組成物は、第一の液体組成物と異なっていることが好ましく、第二の組成物および第三の組成物は、相互に異なっていることが好ましい。第二の組成物は、第三の組成物と異なる色を有してもよい。
【００４３】
第一の液体組成物は、エアロゾル形成基体であることが好ましい。エアロゾル形成基体は、少なくともエアロゾル形成体および水を含むことが好ましい。エアロゾル形成体は、グリセリンおよびプロピレングリコールのうちの少なくとも１つであってもよい。
【００４４】
第二および第三の組成物は、ニコチン、風味剤、アロマ、およびエアロゾル形成体のうちの少なくとも１つを含んでもよい。風味剤は、メントールなどの天然の風味剤または人工の風味剤であってもよい。
【００４５】
第二および第三の組成物は、液体であってもよく、本明細書で説明したような任意のエアロゾル形成基体であってもよい。
【００４６】
少なくとも１つのエアロゾル形成基体は、加熱に伴い基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含む、たばこ含有材料を含むことが好ましい。少なくとも１つのエアロゾル形成基体は非たばこ材料を含んでもよい。少なくとも１つのエアロゾル形成基体は、たばこ含有材料および非たばこ含有材料を含んでもよい。少なくとも１つのエアロゾル形成基体は、さらにエアロゾル形成体を含むことが好ましい。
【００４７】
第一の液体組成物は、第一の色を有してもよく、またそれは実質的に透明であってもよい。第一の液体と第二の組成物とのおよび／または存在する場合、第三の組成物との混合に基づいて、第一の液体組成物と第二の組成物の混合物は、第一の色とは異なる第二の色を形成しうる。このようにして、液体が完全に混合された時の視覚的な表示がユーザーに提供される。
【００４８】
第二のカプセルのセットが提供される場合、第二のカプセルのセット内の各カプセルのかさ密度は、第一のカプセルのセット内の各カプセルのかさ密度と異なってもよい。第一のカプセルのセットのかさ密度は、第一の液体組成物のかさ密度と異なってもよい。このようにして、カプセルは、ガリレオ温度計と同様の手法において第一の液体組成物の温度の視覚的な表示を提供しうる。
【００４９】
カートリッジはさらにカプセルのセットを含んでもよく、各カプセルは、第一の液体組成物の密度未満のかさ密度を有し、かつ気体を閉じ込める気体透過性シェルを含む。気体透過性シェルは、所定の期間の後に各カプセルのかさ密度が第一の液体組成物の密度より大きくなるように構成される。このようにして、気体を閉じ込めるカプセルは、カートリッジの寿命のインジケーターを提供することができる。例えば、液体保存容器の下部に沈むカプセルは、カートリッジがその使用期限の日付を過ぎていることを示してもよい。
【００５０】
カートリッジは、液体保存容器内を自由に移動可能な固形体をさらに含んでもよい。固形体は、ユーザーがカートリッジを機械的に撹拌して、カプセルを破裂させることを可能にするように構成される。固形体は、球状、円筒形、立方形または任意の他の適切な形状であってもよい。カプセルが破裂した後、固形体は、有利には、第一の液体組成物と第二の組成物の改善した混合または配合を可能にしうる。
【００５１】
液体保存容器は、可撓性の壁を含んでもよい。液体保存容器が可撓性の壁を含む場合、カプセル保持器は、カプセルを液体保存容器の少なくとも一つの壁に接着するための接着剤であることが好ましい。可撓性の壁に加えられた押し潰す力は、液体保存容器を変形しカプセルに力を加えるので、可撓性の壁は、押し潰しによってカプセルを破裂することができる。カプセルを液体保存容器の少なくとも一つの壁に接着することにより、カプセルが破裂した後であってもカプセルは液体保存容器内に保持される。可撓性の壁は、本明細書において説明したポリマーなどのポリマー、または本明細書で説明したような高分子材料で成形されたステンレス鋼メッシュなどのメッシュで形成されてもよい。可撓性の壁の厚さは、約０．１ｍｍ〜約０．３ｍｍでありうる。
【００５２】
カプセル保持器はフィルター要素を含んでもよい。フィルター要素は、出口に隣接して提供されうる。フィルター要素は、出口に隣接して固定されうる。フィルター要素は、カプセルまたはその部分が液体保存容器から出ることを防ぐ、またはそれらが液体保存容器の特定の領域に密着することを防ぐためにカプセルおよびその部分が破裂した後、カプセルおよびその部分の液体組成物を濾過するように構成される。
【００５３】
一部の例では、液体は、使用のために液体保存容器からエアロゾル発生装置内に供給されうる。例えば、液体は、カートリッジからエアロゾル発生装置の液体チャンバー内に供給されうる。一部の例では、カートリッジは、液体を保存するためにボトルの形状であってもよい。一部の例では、カートリッジは、エアロゾル発生装置の液体チャンバーを形成してもよい。カートリッジは、装置を用いて使用するために交換可能な液体ボトルであってもよく、それは液体保存容器内の液体が使用される度に交換される。
【００５４】
本発明の第一の態様では、液体保存容器は、第二の液体エアロゾル形成基体とは別に第一の液体エアロゾル形成基体をそれぞれ保存するための第一の区画および第二の区画を画定する、仕切りをさらに含んでもよい。第一の区画および第二の区画は流体連通する。仕切りは、複数の穿孔を含む障壁、メッシュまたは板であってもよい。仕切りは、流体透過性膜または半流体透過性膜であってもよい。膜は、第一および第二の液体エアロゾル形成基体の一方または両方に対して透過性であってもよい。膜は、第一および第二の液体エアロゾル形成基体の一方に対してのみ透過性であることが好ましい。
【００５５】
本発明の第三の態様によれば、エアロゾル発生システムのためのカートリッジが提供されている。カートリッジは、液体保存容器内に第一の区画および第二の区画を画定する仕切りを含む液体保存容器であって、仕切りが、第一の区画と第二の区画との間に流体透過性バリアを含む液体保存容器を備える。
【００５６】
第一の区画は第一の液体組成物を含み、第二の区画は第二の液体組成物を含み、第一および第二の液体が仕切りによって相互に分離されることが好ましい。第三の態様のカートリッジは、液体保存容器から液体組成物を送達するための液体保存容器内の出口を含むことが好ましい。
【００５７】
仕切りは、実質的に第二の区画と同様の容積または異なる容積を有する第一の区画を画定するように構成されてもよい。仕切りは、液体保存容器の長軸方向軸に対して垂直に、液体保存容器の長軸方向軸に対して平行に、または液体保存容器の長軸方向軸に対して斜めに提供されてもよい。
【００５８】
第一および第三の態様では、第二の液体組成物は、ゲル内で分散されることによって第一の液体組成物から分離されうる。
【００５９】
第一および第三の態様では、第二の液体組成物は、第一の液体組成物に対して異なる速度で出口から送達されてもよい。例えば、第二の組成物は遅い速度で送達されてもよい。このようにして、第一の組成物と第二の組成物の混合が、エアロゾル発生装置によるエアロゾル化のための、所望のさらなる最終的な組成物を生成するために制御されてもよい。
【００６０】
フィルター要素は、出口に隣接した第一の位置と第一の位置から離れた第二の位置との間を移動可能であってもよい。第一の位置から第二の位置までフィルター要素が移動する作用は、カプセルに十分な力を及ぼしてそれらを破裂し、第二の組成物を放出することが好ましい。
【００６１】
液体保存容器は、円形断面の形状を持つことが好ましい。フィルター要素の外径は、フィルター要素が液体保存容器内で閉じ込め滑りばめとなるような大きさにすることが好ましい。閉じ込め滑りばめが存在するように液体保存容器およびフィルター要素を配置することで、フィルター要素が第二の位置にある時における液体エアロゾル形成基体のかさ内のカプセルまたはその部分の存在を減少しまたは除去するためのフィルタリングが向上する。フィルター要素は、液体保存容器の内部表面に対して摺動するように構成されたオーリングなどのシールを含んでもよい。
【００６２】
フィルター要素は、出口で受けられる液体移動要素の端部を受けるように構成されてもよく、使用時に、液体移動要素は、第一の位置から第二の位置までフィルター要素を移動させるようにフィルター要素上で働く。
【００６３】
フィルター要素は、液体移動要素の端部を受けるように構成される貫通孔を含むことが好ましい。フィルター要素は、凹所を有する多孔性円板を含むことが好ましく、フィルターは、凹所に配置される。多孔性円板の厚さは、フィルター要素が第一の位置から第二の位置へと移動する時に多孔性円板が液体保存容器の長軸方向軸に対して実質的に垂直なままであるように、構成されることが好ましい。多孔性円板の厚さは、約５０μｍ〜約４００μｍ、好ましく約７０μｍ〜約２００μｍであってもよい。多孔性円板は、貫通孔を含むことが好ましい。多孔性円板は、複数の穿孔を含みうる。多孔性円板は、メッシュ、好ましくは粗いメッシュを含みうる。多孔性円板は、上述のキャニスターを形成するのに適した任意のポリマーなどのポリマーから成形されてもよい。貫通孔での液体移動要素の受容に基づいて、フィルターは、液体移動要素がフィルターと係合するように構成されることが好ましい。貫通孔の内径は、液体移動要素が多孔性円板内で締まりばめになるような大きさにすることが好ましい。
【００６４】
フィルターは毛細管ファイバーを含んでもよい。フィルターは、毛細管ファイバーのマットを接合することにより形成されてもよい。接合は、超音波接合であってもよい。フィルターは、約２０μｍ〜約２００μｍ、好ましくは約２０μｍ〜約１００μｍの厚さを有してもよい。
【００６５】
移動可能なフィルターが提供される場合、カートリッジは、フィルター要素に結合される液体移動要素であって、出口を通って延在する液体移動要素をさらに含んでもよい。液体移動要素は、フィルター要素を第一の位置から第二の位置へと移動してカプセルを破裂させるためのプランジャーとして、ユーザーにより使用されうる。第二の位置では、カプセルまたはその部分は、液体のかさから分離されており、かつ出口から遠位である。液体移動要素は、細長のシャフトであることが好ましく、実質的に剛直であることが好ましい。フィルター要素が第一の位置にある時、フィルター要素に結合された液体移動要素は第一の位置にある。フィルター要素が第二の位置にある時、それに結合された液体移動要素は第二の位置にある。カートリッジは、出口と液体移動要素との間にシールをさらに含んでもよく、シールは、フィルター要素が第一の位置から第二の位置まで移動するための液体移動要素の移動に基づいて壊される。
【００６６】
カートリッジは、出口を密封するように構成されたシールをさらに含むことが好ましい。シールは壊れやすくてもよい。シールは取り外し可能であってもよい。シールはフィルムで形成されてもよい。フィルムは、金属フィルム、好ましくはアルミニウム、より好ましくは食品用陽極酸化アルミニウム、またはポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエチレン、フッ化エチレンプロピレンなどのポリマーで形成されてもよい。
【００６７】
シールは、層状フィルムで形成されてもよい。層状材料の少なくとも１つの層は、紙または厚紙であってもよい。ラミネートの層は、接着剤、熱または圧力を使用して、互いに貼り付けられてもよい。ラミネートがアルミニウムの層およびポリマー材料の層を含む時、ポリマー材料は被覆であってもよい。被覆層は、アルミニウム層よりも薄くてもよい。カートリッジが壊れやすいシールを含む時、液体移動要素の第一の部分は、シールに穴を開けるように構成された穿孔部分を含んでもよい。液体移動要素の第一の部分は、フィルター要素と係合するように構成された少なくとも１つのリッジを含んでもよい。
【００６８】
液体保存容器は、閉端部および開端部を有するキャニスターと、出口を含むリッドとを含んでもよい。キャニスターはリップを含んでもよく、リッドは突出部を含んでもよく、リップと突出部は、リッドをキャニスターに固定するために係合するように構成される。液体保存容器は、薄壁のキャニスターであってもよい。キャニスターは、ALTUGLAS（登録商標）医療用樹脂ポリメチルメタクリレート（PMMA）、Chevron Phillips K-Resin（登録商標）スチレンブタジエンコポリマー（SBC）、アルケマ特殊性能ポリマーPebax（登録商標）、Rilsan（登録商標）、およびRilsan（登録商標）Clear、DOW（Health＋（商標））低密度ポリエチレン（LDPE）、DOW（商標）LDPE91003、DOW（商標）LDPE91020（MFI2.0; density923）、ExxonMobil（商標）ポリプロピレン（PP）PP1013H1、PP1014H1およびPP9074MED、Trinseo CALIBRE（商標）ポリカーボネート（PC）2060-SERIESなどの、実質的に透明な材料で形成されてもよい。キャニスターは、射出成形プロセスなどによって成形されてもよい。
【００６９】
開口部の内径は、開口部と液体移動要素との間に、閉じ込め滑りばめが存在するような大きさにすることが好ましい。したがって液体移動要素が第二の位置にある時、液体移動要素の外部表面と開口部との間の液体漏れへの抵抗が向上する。開口部の内径は、約１．８ｍｍ〜約７ｍｍ、好ましくは約２．２ｍｍ〜約５ｍｍ、より好ましくは約２．１ｍｍ〜約２．８ｍｍであってもよい。液体移動要素の外径は、約１．５ｍｍ〜約７ｍｍ、好ましくは約２ｍｍ〜約５ｍｍ、より好ましくは約１．８ｍｍ〜約２．３ｍｍであってもよい。出口の内径と液体移動要素の外径との間の許容差は、約０．０５ｍｍ〜約０．３ｍｍであることが好ましく、約０．１ｍｍ〜約０．１５ｍｍであることが好ましい。
【００７０】
開口部は、開口部における液体移動要素の受容に基づいて変形するように構成された可撓性ガスケットを含んでもよい。そのような可撓性ガスケットは、液体移動要素の外部表面と開口部との間の漏れへの抵抗を改善する。可撓性ガスケットは、エラストマーまたはグラフェンなどのポリマーであってもよい。
【００７１】
カートリッジが液体移動要素を含む場合、カートリッジは、液体移動要素に結合され、カートリッジの液体保存容器と摺動可能に係合するように構成された保護シースをさらに含んでもよい。保護シースは、有利には、液体移動要素が第一の位置にある時、液体移動要素を損傷または汚染から保護する。保護シースは、開端部および閉端部を有する円筒形であることが好ましく、円筒の内径は、閉じ込め滑りばめがシースの内部表面と液体保存容器の外部表面との間に提供されるような大きさにすることが好ましい。
【００７２】
液体移動要素は、液体移動要素の第二の部分に隣接した少なくとも１つの発熱体をさらに備えうる。その少なくとも１つの発熱体は、電源への電気的接続を可能にするように構成される電気接点を好ましくは含む。少なくとも１つの発熱体のさらなる詳細は、以下において提供される。保護シースが提供される場合、少なくとも１つの発熱体を含む液体移動要素の第二の部分は、シースの閉端部を通って突出してもよい。
【００７３】
液体移動要素は毛細管芯を含んでもよい。毛細管芯は、ガラスファイバー、カーボンファイバーならびに金属ファイバー、またはガラスファイバー、カーボンファイバーならびに金属ファイバーの任意のおよびすべての組み合わせを含む、毛細管ファイバーで形成されてもよい。金属ファイバーを提供することで、芯全体の疎水性に悪影響を与えることなく、芯の機械的な抵抗を高めうる。そのようなファイバーは、芯の中心軸に平行に提供されてもよく、網状、らせん状または部分的に不織布状であってもよい。液体移動要素が第二の位置にある時、液体保存容器内の液体と接触するように毛細管芯を配置することが好ましい。その場合、使用時に、液体は毛細管芯内での毛細管作用によって、液体保存容器から少なくとも1つの電気発熱体に向かって移動される。発熱体が活性化されると、毛細管芯内の液体が発熱体によって気化され、過飽和蒸気を形成する。過飽和蒸気は気流と混合され、気流中で運ばれる。流れる間に、蒸気は凝縮されてエアロゾルを形成し、エアロゾルはユーザーの口に向かって運ばれる。毛細管芯と組み合わせた発熱体は、素早い反応を提供する場合がある。これはその配設が、発熱体に液体の広い表面積を提供する場合があるためである。したがって本発明による発熱体の制御は、毛細管芯またはその他の加熱用の配置の構造に依存する場合がある。発熱体およびその制御に関するさらなる詳細は、以下において提供される。
【００７４】
カートリッジを提供することの利点は、高いレベルの衛生状態が維持できることである。液体と電気発熱体との間に延びる毛細管芯などの液体移動要素を使用することで、装置の構造を比較的簡単にすることができる。液体は、液体が毛細管作用などによって液体移動要素を通して運ばれるようにする粘性および表面張力を含む物理的特性を持つ。カートリッジは再充填可能ではないことが好ましい。従って、液体保存容器内の液体が使い尽くされた時、エアロゾル発生装置は交換される。液体保存容器は、所定の吸煙回数のための液体を保持するよう配置されることが好ましい。
【００７５】
液体移動要素が毛細管芯を含む場合、毛細管芯は繊維質または海綿状の構造を有してもよい。毛細管芯は一束の毛細管を含むことが好ましい。例えば、毛細管芯は複数の繊維もしくは糸、またはその他の微細チューブを含んでもよい。繊維または糸は一般的に、エアロゾル発生装置の長軸方向に配置される場合がある。毛細管芯はロッド形状に形成された海綿体様または発泡体様の材料を含んでもよい。芯の構造は複数の小さな穴またはチューブを形成し、それを通して液体が毛細管作用によって少なくとも１つの電気発熱体に移動できる。毛細管芯は適切な任意の材料または材料の組み合わせを含んでもよい。適切な材料の例には、繊維または焼結粉末の形態のセラミックまたはグラファイトをベースにした材料がある。毛細管芯は、密度、粘性、表面張力、および蒸気圧などの異なる液体物理特性を用いて使用されるような、適切な任意の毛細管現象および多孔性を有してもよい。芯の毛細管の性質は、液体の性質と相まって、加熱領域内で芯が常に湿っていることを確実にする。
【００７６】
液体移動要素は、第一の端部および第二の端部を有する導管をさらに含んでもよい。導管は、液体移動要素が第一の位置にある時、導管の第一の端部および第二の端部が液体保存容器の外部にあり、液体移動要素が第二の位置にある時、導管の第一の端部が液体保存容器の内部にあり、かつ導管の第二の端部が液体保存容器の外部にあるように構成される。液体移動要素が第二の位置にある時、液体保存容器の外に液体保存容器内から液体を運ぶように導管を構成することが好ましい。導管は中空であってもよい。導管は毛細管材料を含んでもよい。
【００７７】
本発明の第四の態様に従って、本明細書で説明したような液体移動要素および発熱体を有するカートリッジを受けるように構成されているエアロゾル発生装置が、提供される。装置は、カートリッジを受けるためのハウジングと、電源と、カートリッジが装置内に受けられた時にカートリッジの発熱体を電源に結合するように構成された電気接点とを含む。
【００７８】
ハウジングは、カートリッジを受けるためのくぼみを含むことが好ましい。
【００７９】
第四の態様の装置はまた、カートリッジがくぼみ内に受けられた時に液体移動要素を第一の位置から第二の位置へと移動させるように構成されたアクチュエータを備えうる。アクチュエータは電気的に動作するアクチュエータであってもよい。電気的に動作するアクチュエータは、カートリッジがハウジングのくぼみ内に受けられた時、動作されうる。アクチュエータは機械的に動作するアクチュエータであってもよい。機械的に動作するアクチュエータは、ユーザーが動作させるものであってもよい。ハウジングは、くぼみを閉じるように構成されたリッドを含んでもよい。リッドは、第一の開いた位置から第二の閉じた位置へと移動するように構成されたヒンジ付きのリッドであってもよい。第一の位置において、カートリッジはくぼみ内に挿入されうる。この場合、機械的に動作するアクチュエータは、リッドに結合されてもよい。リッドが閉じる作用は、液体移動要素を第一の位置から第二の位置へと移動するために機械的なアクチュエータを動作しうる。アクチュエータは、カートリッジの少なくとも１つのヒーターに電力を供給できるようにするために、装置の電気接点をカートリッジ上の対応する電気接点に係合することが好ましい。
【００８０】
代替的にアクチュエータを提供するため、ユーザーは、液体移動要素を第一の位置から第二の位置へと移動し、次にカートリッジを装置内に挿入するために、カートリッジに長軸方向の圧縮力を加えてもよい。
【００８１】
本発明の第五の態様に従って、本明細書で説明したような液体移動要素を有さないカートリッジを受けるように構成されているエアロゾル発生装置が、提供される。この装置は、カートリッジを受けるためのくぼみを有するハウジングと、カートリッジの出口内に挿入可能な第一の部分および第二の部分を含む液体移動要素と、液体移動要素の第二の部分に隣接する発熱体と、発熱体に電力を供給するように構成された電源とを含む。
【００８２】
第五の態様の装置は、カートリッジがくぼみ内に受けられた時に液体移動要素がカートリッジ内に挿入されるように、カートリッジと液体移動要素を係合するよう構成されたアクチュエータをさらに備えうる。アクチュエータは電気的に動作するアクチュエータであってもよい。電気的に動作するアクチュエータは、カートリッジがハウジングのくぼみ内に受けられた時、動作されうる。アクチュエータは機械的に動作するアクチュエータであってもよい。機械的に動作するアクチュエータは、ユーザーが動作させるものであってもよい。ハウジングは、くぼみを閉じるように構成されたリッドを含んでもよい。リッドは、第一の開いた位置から第二の閉じた位置へと移動するように構成されたヒンジ付きのリッドであってもよい。第一の位置において、カートリッジはくぼみ内に挿入されうる。この場合、機械的に動作するアクチュエータは、リッドに結合されてもよい。リッドが閉じる作用は、液体移動要素に向かってカートリッジを移動させるために機械的なアクチュエータを動作させ、したがって、液体移動要素が第一の位置から第二の位置へとカートリッジ内を移動しうる。
【００８３】
第五の態様の装置は、第一の位置から第二の位置へと移動可能なシールドをさらに含むことが好ましく、第一の位置にある時、シールドは液体移動要素の第一の部分に隣接しており、第二の位置にある時、シールドは液体移動要素の第二の部分に隣接しており、シールドは第一の位置の方に偏向される。シールドは、有利には、カートリッジがくぼみ内に挿入される前に、汚染の損傷から液体移動要素を保護する。
【００８４】
第四および第五の態様の装置は、カプセルを破壊する装置をさらに含んでもよく、装置は、超音波発生器、紫外光、電気ヒーターおよび破砕機のうちの少なくとも１つである。
【００８５】
超音波発生器は、約２０，０００ヘルツ〜約４０，０００ヘルツ、好ましくは約２０，０００ヘルツ〜約３０，０００ヘルツの周波数、および約７デシベル未満、好ましくは５デシベル未満のデシベルレベルを有する超音波を放射するように構成されることが好ましい。超音波発生器は、例えば、スイッチ（または自動的には装置である）を使用して、例えば、カートリッジの挿入に基づいて、ユーザーにより作動されてもよい。
【００８６】
紫外光は、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、好ましくは約２００ｎｍ〜約３５０ｎｍの波長、および約２ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２、より好ましくは約５ｍＷ／ｃｍ２〜１５ｍＷ／ｃｍ２、さらにより好ましくは約７ｍＷ／ｃｍ２〜１１ｍＷ／ｃｍ２の強度を有する光を放射するように構成されることが好ましい。光は、例えば、スイッチ（または自動的には装置である）を使用して、例えば、カートリッジの挿入に基づいて、ユーザーにより放射化されてもよい。
【００８７】
カプセルを紫外光によって破裂させることを可能にするために、カプセルは、破裂プロセスの紫外光による誘発のための被覆を含むことが好ましい。被覆は、トリガーとしてのキノンメチドバックボーンおよび光分裂ニトロベンジルアルコールを含む光電性の自壊性ポリマーなどの感光性機能の自壊性ポリマーであってもよい。さらに、紫外光誘発放出は、紫外光に曝露された時に物理的に分解するカプセルシェルの形成におけるニトロケイ皮酸塩を有するポリオルガノシロキサン粒子を使用して得られうる。紫外光を含む光に曝露される時のカプセルシェルの自己分解はまた、感光性モノマー２−ニトロフェニルエチレングリコールおよびジオイル塩化物を用いて合成される光分解性のポリエステルを使用して、得られうる。
【００８８】
電気なヒーターは、カートリッジを受けるためのくぼみ内に配置されうる。電気ヒーターは、上記で説明されたような熱に敏感なカプセルを破裂するのに十分な、少なくとも５０℃、好ましくは６０℃未満にカートリッジを加熱するように構成されることが好ましい。
【００８９】
破砕機は、液体保存容器を圧縮してカプセルを破裂させるためにカートリッジに力を加えるように構成された電気アクチュエータであってもよい。
【００９０】
上記で説明されたように、カートリッジは第一のカプセルのセットおよび第二のカプセルのセットを含んでもよく、各セットは、壊れやすいシェルを破裂するために、異なる機構に対して敏感である。この場合には、装置は、各カプセルのセットを破裂するための手段を含んでもよい。装置は、破裂されるべきカプセルを示すユーザーからの入力を受けるための入力装置を備えてもよい。入力装置の受け取りに基づいて、装置は対応する破裂手段を作動させる。
【００９１】
装置はマウスピースを含むことが好ましい。本明細書で使用される場合、「マウスピース」という用語は、エアロゾル発生システムによって発生するエアロゾルを直接吸い込むためにユーザーの口に入れられるエアロゾル発生システム、エアロゾル発生物品、またはエアロゾル発生装置の一部を意味することが好ましい。マウスピースは取り外し可能であってもよい。マウスピースは、くぼみを閉じるためのリッドを含んでもよい。
【００９２】
エアロゾル発生装置は、エアロゾルがそこで過飽和蒸気から形成されるエアロゾル形成チャンバーを備える場合があり、エアロゾルは次にユーザーの口内に運ばれる。空気吸込み口、空気出口およびチャンバーは、エアロゾルを空気出口に運び、ユーザーの口の中へと入れるように、空気吸込み口からエアロゾル形成チャンバーを経由して空気出口への気流の経路を画定するように配設されることが好ましい。使用時に、液体移動要素の第二の部分はエアロゾル形成チャンバー内に配置されることが好ましい。空気吸込み口は、マウスピース内に提供されてもよい。空気出口は、マウスピース内に提供されてもよい。カートリッジを受けるためのくぼみの一部は、エアロゾル形成チャンバーを形成してもよい。気流の経路は、空気吸込み口から、エアロゾル形成チャンバーを通ってカートリッジの周りに、空気出口まで延在してもよい。
【００９３】
マウスピースは、Dupont（商標）Delrin（登録商標）アセタールおよびZytel（登録商標）ナイロン樹脂、ならびにAltuglas（登録商標）PMMA、Celanex（登録商標）PBT、ExxonMobil（商標）PP-Medical Grades、Fortron（登録商標）PPS、Hostaform（登録商標）POM、K-Resin（登録商標）SBC、LD PE Health＋（商標）Dow、Pebax（登録商標）TPE-A、Riteflex（登録商標）TPE-E、Vectra（登録商標）LCPの使用を含むグレードポリマーを含む医療適合性高分子化合物で形成されてもよい。マウスピースは、ポリマー被覆などの被覆を備えうる。
【００９４】
好ましくは外側本体である装置ハウジングは、ユーザーによって保持される部品を備えうる。装置ハウジングは被覆を含んでもよく、被覆は、提供される場合、マウスピース上の被覆と同一であることが好ましい。
【００９５】
装置は、複数の発熱体、例えば２個、または３個、または４個、または５個、または６個またはそれ以上の発熱体を含みうる。発熱体（単一または複数）は、最も効果的にエアロゾル形成基体を加熱するように適切に配設されてもよい。
【００９６】
少なくとも1つの電気発熱体は、電気抵抗性の材料を含むことが好ましい。適切な電気抵抗性の材料としては、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金およびセラミック材料および金属材料でできた複合材料が挙げられるが、これに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープシリコン炭化物が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族の金属が挙げられる。適切な合金の例としては、ステンレス鋼、コンスタンタン、ニッケル-、コバルト-、クロミウム-、アルミニウム-チタン-ジルコニウム-、ハフニウム-、ニオビウム-、モリブデン-、タンタル-、タングステン-、スズ-、ガリウム-、マンガン-、および鉄を含有する合金、ならびにニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼系の超合金、Timetal（登録商標）、鉄-アルミニウム系合金、および鉄-マンガン-アルミニウム系合金が挙げられる。Timetal（登録商標）は、Titanium Metals Corporation（1999 Broadway Suite 4300, Denver, Colorado）の登録商標である。複合材料では、電気抵抗性の材料は、必要なエネルギー伝達の動態学および外部の物理化学的性質に応じて、随意に断熱材料へ埋込、封入、または塗布されてもよく、あるいはその逆であってもよい。発熱体は、２層の不活性材料の間で絶縁された、金属製でエッチング加工が施された箔を含んでもよい。その場合、不活性材料はKapton（登録商標）、全層ポリイミドまたはマイカ箔を含んでもよい。Kapton（登録商標）は、E.I. du Pont de Nemours and Company（1007 Market Street、Wilmington、Delaware 19898、United States of America）の登録商標である。
【００９７】
少なくとも1つの電気発熱体は赤外線発熱体、光子供給源、または誘導発熱体を備えてもよい。
【００９８】
少なくとも1つの電気発熱体は任意の適切な形態をとってもよい。少なくとも1つの電気発熱体は、異なる導電性部分または電気抵抗性の金属チューブを持つケーシングまたは基体の形態をとってもよい。カートリッジは使い捨て発熱体を組み込んでもよい。少なくとも1つの電気発熱体は、ディスク型の（端部の）発熱体、またはディスク型の発熱体と加熱用の針またはロッドを組み合わせたものであってもよい。少なくとも1つの電気発熱体は、エアロゾル形成基体を囲むかまたは部分的に囲むように配設された柔軟な材料シートを備えてもよい。その他の可能性としては、加熱用のワイヤーまたはフィラメント、例えばＮｉ−Ｃｒ、白金、タングステンまたは合金製のワイヤーまたは加熱プレートが挙げられる。随意に、発熱体は堅い担体材料内またはその上に配置されてもよい。
【００９９】
少なくとも1つの電気発熱体は、熱を吸収および保存して、その後ある期間にわたりエアロゾル形成基体に熱を放出する能力を持つ材料を含む、ヒートシンクまたは蓄熱体を含んでもよい。ヒートシンクは、適切な金属またはセラミック材料など、任意の適切な材料で形成されてもよい。材料は高い熱容量（顕熱保存材料）を持つか、または熱を吸収し、その後で可逆的なプロセス（高温相変化など）を経て放出する能力を持つ材料であることが好ましい。適切な蓄熱材料としては、シリカゲル、アルミナ、炭素、ガラスマット、ガラス繊維、鉱物、金属または合金（アルミニウム、銀または鉛）、およびセルロース系材料（紙など）が挙げられる。可逆的な相変化により熱を放出するその他の材料としては、パラフィン、酢酸ナトリウム、ナフタリン、ろう、ポリエチレンオキシド、金属、金属塩、共晶塩の混合物または合金が挙げられる。
【０１００】
ヒートシンクまたは蓄熱体は、エアロゾル形成基体と直接的に接触し、かつ保存した熱を基体に直接的に伝達できるように配設されてもよい。ヒートシンクまたは蓄熱体に保存された熱は、金属チューブなどの熱導体の手段によってエアロゾル形成基体に伝達されてもよい。
【０１０１】
少なくとも1つの発熱体は伝導によりエアロゾル形成基体を加熱してもよい。発熱体は基体と、または基体が配置されている担体と、少なくとも部分的に接触してもよい。発熱体からの熱は熱伝導性要素によって基体に伝導してもよい。
【０１０２】
少なくとも1つの発熱体は、使用中に電気加熱式のエアロゾル発生装置を通して引き出された、入ってくる周囲空気に熱を伝達してもよく、これが次に対流によってエアロゾル形成基体を加熱する。周囲空気は、最初に基体を通して引き出され、次に加熱されてもよい。
【０１０３】
少なくとも1つの電気発熱体の制御は、沸点、蒸気圧、および表面張力など、液体基体の物理的特性に依存する場合がある。
【０１０４】
装置は、電源から１つの発熱体または各発熱体への電力供給を制御するように構成される制御回路を備えてもよい。制御回路は、ユーザーが装置を吸煙する時を検出するように構成された吸煙検出器を備えてもよく、制御回路は、吸煙が検出された時にヒーターを起動させる。装置は、装置を起動するための、スイッチなどのユーザー入力装置を備えうる。
【０１０５】
電源は、外部の電力供給源または内蔵の電力供給源であってもよい。電源はACまたはDCであってもよく、DCであることが好ましい。電源は電池とし得る。別の方法として、電源はコンデンサーなど別の形態の電荷蓄積装置としうる。電源は、再充電を必要とする場合があり、また１回以上の喫煙の体験のための十分なエネルギーの保存が許容される容量を持っていてもよい。例えば、電源は１本の従来型の紙巻たばこを喫煙するのにかかる一般的な時間に対応する約６分間、または６分の倍数の時間にわたるエアロゾルの連続的な生成を許容するのに十分な容量を持っていてもよい。別の例では、電源は、所定の回数の吸煙またはヒーターの個別の起動を許容するのに十分な容量を持っていてもよい。
【０１０６】
エアロゾル発生装置は携帯型であることが好ましい。エアロゾル発生装置は、喫煙装置とすることができ、従来型の葉巻たばこや紙巻たばこと匹敵するサイズを有する場合がある。喫煙装置の全長は、およそ３０ｍｍ〜およそ１５０ｍｍである場合がある。喫煙装置の外径は、およそ５ｍｍ〜およそ３０ｍｍである場合がある。
【０１０７】
本発明のなおさらなる態様によれば、液体エアロゾル形成基体および複数のカプセルを含むエアロゾル形成組成物が提供され、各カプセルは組成物を閉じ込めるシェルを含む。シェルは、例えば壊れやすいシェルであってもよい。壊れやすいシェルは、例えば押し付け力の印加に基づいて壊れることが可能であってもよい。カプセル内の組成物は、さらなるエアロゾル形成基体を含んでもよい。エアロゾル形成組成物は、喫煙装置における使用のためのものであってもよい。エアロゾル形成組成物は、例えばニコチンを含んでもよい。カプセル組成物は、例えばニコチンを含んでもよい。
【０１０８】
本発明のなおもさらなる態様によれば、本明細書で説明したカートリッジおよび本明細書で説明したエアロゾル発生装置を含む、電気加熱式のエアロゾル発生システムが提供されている。
【０１０９】
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またはすべての特徴に適用されうる。
【０１１０】
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。
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。
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】
【０１１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるカートリッジを示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるエアロゾル発生装置を示す図である。
【図３】図３は、図１のカートリッジを有する図２のエアロゾル発生装置を備えるシステムを示す図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、使用時の図３のシステムを示す図である。
【図５】図５は、本発明の代替の実施形態によるカートリッジを示す図である。
【図６】図６は、本発明の代替の実施形態によるエアロゾル発生装置を示す図である。
【図７】図７は、本発明の代替の実施形態によるカートリッジを示す図である。
【図８】図８は、本発明のさらなる代替の実施形態によるカートリッジを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１１２】
図１は、キャニスターの形状の液体保存容器１０２、開口部１０６を有するリッド１０４、およびフィルター要素１０８を備えるカートリッジ１００を示す。キャニスター１０２は、複数のカプセル１１２を有する液体エアロゾル形成基体１１０を含む。液体エアロゾル発生基体は、加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出される、グリセリンおよびプロピレングリコールおよび水などのエアロゾル形成体を含む。カプセル１１２は、例えばニコチンを含む第二の液体エアロゾル形成基体を閉じ込める壊れやすいシェルを含む。壊れやすいシェルは、グリセリンまたは同様の材料、好ましくは最大約５０℃まで固体であるグリセリン、で形成されてもよい。
【０１１３】
キャニスター１０２は円筒形であり、閉端部１１４および開端部１１６を有する。キャニスターは、リッド１０４により密封され、壊れやすいフィルムが開口部１０６を通じて配置される。リッドは、キャニスターの開端部と隣接した対応するリップ１２０と係合する、リッドの周囲にある突出部１１８を備える。リッドは、以下でさらに詳細に説明される、液体移動要素を受けるように構成された可撓性ガスケット１２２をさらに備える。
【０１１４】
キャニスター１０２は実質的に透明であるので、ユーザーはカートリッジ１００の中身を見ることができる。
【０１１５】
フィルター要素１０８は、多孔性円板１２４およびフィルター１２６を含む。多孔性円板１２４は、粗いメッシュの形状の多孔性基部１２８を含む。フィルター１２６は、互いに超音波接合された毛細管ファイバーの形状である。フィルターは、多孔性基部１２８の下側に貼り付けられる。多孔性円板１２４は、液体移動要素を受けるように構成される貫通孔１３０をさらに含む。
【０１１６】
使用時に、フィルター要素は、カプセルを破裂させるために、かつ液体から合成的な壊れやすいシェル材料を濾過するために移動可能に構成され、かつ開口部１０６から遠くに合成的な壊れやすいシェル材料を移動するように構成される。
【０１１７】
図示した通り、フィルター要素１０８は、閉じ込め滑りばめをキャニスター１０２内に提供するような外径を有する。このようにして、フィルター要素はキャニスターに沿って移動するので、カプセルがフィルター要素の周りに流れ出ることが防がれる。多孔性円板１２４の厚さは、円板が図１に示す位置である第一の位置から閉端部１１４に隣接した位置である第二の位置へと移動する時に、カートリッジの長軸方向軸に対して実質的に垂直なままであるような大きさである。
【０１１８】
そのようなカートリッジは、エアロゾル発生装置の使用の直前まで、液体保存容器の主要な部分における液体エアロゾル形成基体の他の成分からニコチン含有液体が分離した状態を保つことを可能する。一度カプセルが破裂すると、２つの液体エアロゾル形成基体は混合されて組成物を形成し、エアロゾル発生装置によってエアロゾル化される。
【０１１９】
図２は、カートリッジ１００を受け取り、使用するように構成されたエアロゾル発生装置２００を示す。装置２００は、外側ハウジング２０２、取り外し可能なマウスピース２０４、再充電可能電池方式の電源２０６、制御回路２０８、およびカートリッジ１００を受けるように構成されたくぼみ２１０を備える。くぼみ２１０は、第一の自由端２１４および装置２００に取り付けられる第二の端２１６を持つ液体移動要素２１２を含む。液体移動要素２１２は、第二の端部２１６に隣接した抵抗発熱体２１８を備える。発熱体２１８は、制御回路２０８を介して電源２０６に電気的に結合される。液体移動要素２１２の第一の端部２１４は、カートリッジ１００上の壊れやすいシールを貫通することとフィルター１２６と係合することとの両方を行うように構成されたリッジを含む。液体移動要素２１２は、カートリッジ１００のキャニスター１０２から発熱体２１８へ液体を運ぶための毛細管芯である。
【０１２０】
くぼみはさらにシールド２２０を含む。シールドは、例えば、装置のマウスピース端部の方にばねにより偏向され、液体移動要素２１２を通じて摺動するように構成される。シールドは、装置が使用中でない時、液体移動要素２１２を損傷および汚染から保護する。空気吸込み口（図示せず）およびマウスピース内の空気出口（図示せず）が、空気吸込み口から空気出口までくぼみを介して延在する気流経路とともに提供される。
【０１２１】
図３は、カートリッジ１００がくぼみ２１０に挿入されている装置２００を示す。図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、カートリッジ１００を装置２００に挿入するユーザーのプロセスを示す。使用時に、ユーザーは、くぼみ２１０を開くためにマウスピース２０４を取り外す。次にユーザーは、カートリッジ１００をくぼみ２１０に挿入する。カートリッジは、カートリッジ１００を導くシールド２２０と係合し、したがって、液体移動要素２１２が、最初に壊れやすいシールを貫通し、次に可撓性ガスケット１２２を通じて移動し、多孔性円板１２４の貫通孔１３０と係合する。カートリッジ１００がさらにくぼみ内に挿入されると、液体移動要素２１２は、カプセルが破裂されかつ液体１１０から濾過され、従って発熱体２１６から離れるように移動するように、フィルター要素１０８を第一の位置（図１に示す）から第二の位置（図３および図４（ｃ）に示す）まで移動させる。カプセルシェル破片２２２が発熱体から離れるように移動しない場合、それらは使用時に燃える場合がある。図示した通り、液体移動要素２１２の第一の端部２１４上のリッジは、液体を液体移動要素の端部内に引き出すことを可能にする。
【０１２２】
使用時、ユーザーは、吸煙検出器を起動するマウスピースを引き出すことにより、またはスイッチにより、装置を起動させる。次に発熱体２１８に電源２０６から電力が与えられると、毛細管芯内の液体が発熱体によって気化され、過飽和蒸気を形成する。次に蒸気が、装置上でユーザーが引き出すことにより発生した気流内に流入され、エアロゾルを形成する。さらに液体は、毛細管作用によって、液体移動２１２要素に沿って引き出される。
【０１２３】
くぼみ２１０の範囲における外側ハウジング２０２は実質的に透明であるので、ユーザーはカートリッジ１００の中身を見ることができる。
【０１２４】
代替例のカートリッジ５００を図５（ａ）に示す。カートリッジ５００は、図１に示すものと類似している。カートリッジ５００はまた、キャニスター５０２、開口部５０６を有するリッド５０４、フィルター要素５０８、および第二の液体エアロゾル形成基体を閉じ込める壊れやすいシェルを含むカプセル５１２を含む液体エアロゾル形成基体５１０を含む。この例では、カートリッジ５００は、フィルター要素５０８に結合される液体移動要素５１４を含む。液体移動要素５１４は装置２００の液体移動要素２１２と同様のものであってもよく、あるいはそれは毛細管芯で形成されなくてもよい。この例では、示される液体は、液体移動要素の第二の端部に提供されるチューブ５１６によって運ばれる。図５（ｂ）に詳細に示されるチューブ５１６は、液体移動要素のシャフト内に一対の入口５１８を有し、液体移動要素の第二の端部に出口５２０を有する。ここで上記の内容からわかるように、使用時に、液体移動要素は、チューブ５１６の一対の入口がキャニスター内に位置し、液体を外部の発熱体に運ぶことができるように、図５（ａ）に示す第一の位置から第二の位置へと移動する。
【０１２５】
カートリッジは図６に示す装置６００などの装置で使用されてもよい。この装置は、図２に示す装置と同様であり、外側ハウジング６０２、マウスピース６０４、電源６０６、および制御電子装置６０８を備える。ハウジング６０２は、上述のカートリッジ５００などの一体型の液体移動要素を持つカートリッジを受けるためのくぼみ６１０を含む。くぼみには、使用時にくぼみを覆い、かつ閉じるように構成されたリッド６１２が提供される。リッドは、リッドがユーザーによって閉じられた時、液体移動要素を第一の位置から第二の位置へと移動させる機構６１４を備える。リッドは実質的に透明であるので、ユーザーはリッドが閉じている時の破裂プロセスおよび濾過プロセスを見ることができる。装置６００は、チューブ５１６によって運ばれた液体を加熱するためのくぼみ６１０内に配置された発熱体をさらに含む。
【０１２６】
一度リッドが閉じると、装置６００は、図２の装置に関して上記で説明したような同様の方法で動作する。
【０１２７】
図７は、代替例のカートリッジ７００を示す。カートリッジ７００は、図１に示すものと類似している。カートリッジ７００はまた、キャニスター７０２、開口部７０６を有するリッド７０４、および第二の液体エアロゾル形成基体を閉じ込める壊れやすいシェルを含むカプセル７１０を含む液体エアロゾル形成基体７０８を含む。カプセル７１０は、接着剤を使用して側壁７１２の内部表面に貼り付けられてもよい。側壁７１２は可撓性であり、使用時に、ユーザーがキャニスター７０２に圧縮力を加えることにより、側壁７１２が変形しカプセル７１０に力を加える。その結果、カプセルが破裂し第二の液体エアロゾル形成基体が放出され、それは液体エアロゾル形成基体７０８と混合する。カートリッジ７００は図２に示す装置で使用されてもよい。
【０１２８】
図８は、代替例のカートリッジ８００を示す。カートリッジ８００は、図１に示すものと類似している。カートリッジ８００はまた、キャニスター８０２、開口部８０６を有するリッド８０４、およびカプセル１１２を含む液体エアロゾル形成基体８０８を含む。カプセル１１２は、第二の液体エアロゾル形成基体を閉じ込める壊れやすいシェルを含む。カプセル１１２は、液体エアロゾル形成基体８０８内を自由に移動する。カートリッジ８００は、同様にキャニスター８０２内を自由に移動する固形体８１０をさらに含む。ユーザーが機械的にカートリッジを撹拌すると、固形体がカプセル１１２に衝突してカプセルの破裂を引き起こし、第二の液体エアロゾル形成基体が放出される。次に２つの液体が混合し、そしてカートリッジはエアロゾル発生装置で使用されてもよい。カートリッジ８００は図２に示すような装置で使用されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月5日(2018.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生システム用のカートリッジであって、前記カートリッジが液体保存容器を備え、前記液体保存容器が、
第一の液体組成物および第二の組成物と、
複数のカプセルであって、各カプセルが前記第二の組成物を前記第一の液体組成物から分離するために前記第二の組成物を閉じ込め、各カプセルが前記第二の組成物を閉じ込める壊れやすいシェルを含む、前記複数のカプセルと、
カプセル保持器と、
液体保存容器から液体を送達するための前記液体保存容器内の出口であって、前記カプセル保持器は、実質的には壊れやすいシェルまたはその部分が出口を通じてカートリッジから出ることを防ぐ、前記出口を含む、前記液体保存容器を備える、エアロゾル発生システム用のカートリッジ。
【請求項２】
前記第二の組成物が液体である、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記第二の組成物が液体であり、各カプセルがそこに吸収される前記第二の液体組成物を有する多孔性要素を含む、請求項１または２のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記第二の組成物を閉じ込める前記複数のカプセルを含む第一のセットと、第三の組成物を閉じ込めるシェルを含む複数のカプセルを含む第二のセットとの少なくとも２つのカプセルのセットをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記液体保存容器内を自由に移動可能な固形体をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記液体保存容器が可撓性の壁を含み、前記カプセル保持器が、前記カプセルを前記液体保存容器の少なくとも一つの壁に接着するための接着剤である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記カプセル保持器がフィルター要素を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記フィルター要素が、前記出口に隣接した第一の位置と前記第一の位置から離れた第二の位置との間を移動可能である、請求項７に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記フィルター要素に結合される液体移動要素をさらに含み、前記液体移動要素が前記出口を通って延在する、請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記第一の液体がエアロゾル形成基体を含む、請求項１〜９のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項１１】
エアロゾル発生システムおよび前記カートリッジを受けるように構成された装置であって、前記装置が、
前記カートリッジを受けるためのくぼみを有するハウジングと、
前記カートリッジの前記出口内に挿入可能な第一の部分および第二の部分を含む液体移動要素と、
前記液体移動要素の前記第二の部分に隣接した発熱体と、
前記発熱体に電力を供給するように構成された電源とを備える、請求項１〜１０のいずれかに記載のエアロゾル発生システムおよび前記カートリッジを受けるように構成された装置。
【請求項１２】
前記カートリッジが前記くぼみ内に受けられた時に、前記カートリッジと前記液体移動要素を係合するように構成されるアクチュエータをさらに含む、請求項１１に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１３】
超音波発生器、紫外光、および破砕機のうちの少なくとも１つであるカプセル破壊装置をさらに含む、請求項１１または１２に記載のエアロゾル発生システム。
【国際調査報告】
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