(57)【要約】  使い捨て電子たばこカートリッジ（３）である、使い捨てカートリッジ（３）は、吸湿プラグ（６）と、吸湿プラグ（６）を含浸していて且つ使用中に気化する、液体物質と、前記吸湿プラグ（６）の外側に設置されていて且つ吸湿プラグ（６）自体を完全に覆っていて且つ液体に対して不透過性であって且つ気体に対して透過性である、表面被覆（７）と、を有する。
2017517246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使い捨て電子たばこカートリッジ（３）であって、
吸湿パッド（６）と、
該吸湿パッド（６）を含浸していて且つ使用中に気化する液体物質と、を具備する使い捨てカートリッジ（３）において、
前記吸湿パッド（６）の外側に設置されていて且つ前記吸湿パッド（６）を完全に覆う表面被覆（７）を具備し、該表面被覆（７）は、液体に対しては不透過性であり、気体に対して透過性であることを特徴とする使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項２】
前記表面被覆（７）は、前記液体物質が前記吸湿パッド（６）から液体状態で漏れることを防ぐように液体に対して不透過性であり、更に前記液体物質が前記吸湿パッド（６）から蒸気状態で流出することを可能にするように気体に対して透過性であることを特徴とする請求項１に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項３】
前記表面被覆（７）は前記吸湿パッド（６）の外面に直接付着することを特徴とする請求項１又は２に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項４】
前記吸湿パッド（６）を囲み、更に前記表面被覆（７）を支持するライナーを具備する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項５】
前記吸湿パッド（６）に取り付けられた電気加熱抵抗体（８）を具備することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項６】
前記電気加熱抵抗体（８）は前記吸湿パッド（６）の前記表面被覆（７）上に設けられることを特徴とする請求項５に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項７】
使い捨て電子たばこカートリッジ（３）の製造方法であって、
吸湿パッド（６）を準備するステップと、
使用中に気化する液体物質を前記吸湿パッド（６）に含浸させるステップと、を具備する製造方法において、
前記吸湿パッド（６）の外側に設置されていて且つ前記吸湿パッド（６）を完全に覆う表面被覆（７）を前記吸湿パッド（６）に適用するステップを更に備え、前記表面被覆（７）は、液体に対しては不透過性であり、気体に対して透過性であることを特徴とする製造方法。
【請求項８】
前記吸湿プラグ（６）は、前記表面被覆（７）が適用された後に、及び前記吸湿プラグ（６）を局所的に貫通する針を使用して、前記液体物質を含浸させることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
使い捨て電子たばこカートリッジ（３）であって、
吸湿プラグ（６）と、
前記吸湿プラグ（６）に含浸し且つ使用中に気化する液体物質と、
前記吸湿プラグ（６）に取り付けられ、前記吸湿プラグ（６）の液体物質の含有量を決定する湿度センサ（１１）と、を具備する使い捨てカートリッジ（３）において、
前記湿度センサ（１１）は静電容量型であり、更に
前記吸湿プラグ（６）の外面に適用され、且つ第１の端子（１３）に接続する第１の導電性要素（１２）と、
前記吸湿プラグ（６）の外面に適用される第２の導電性要素（１４）であって、前記第１の導電性要素（１２）から電気的に絶縁され、且つ前記第１の導電性要素（１２）の近くに設置され、且つ第２の端子（１５）に接続する第２の導電性要素（１４）と、
を具備することを特徴とする使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項１０】
個々の一方の導電性要素（１２；１４）は櫛形形状であり、他方の導電性要素（１４；１２）の歯の間において、接触することなく貫通する多数の歯を有することを特徴とする請求項９に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項１１】
前記２つの端子（１３、１５）の間において測定された静電容量は、前記吸湿プラグ（６）の内部の液体物質の量に依存しており、前記吸湿プラグ（６）の内部の液体物質の量における増加と共に増加することを特徴とする請求項９又は１０に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項１２】
使用中に気化する液体物質を含浸させた吸湿プラグ（６）を具備する、電子たばこを制御するための制御方法であって、
前記吸湿プラグ（６）に取り付けられた前記電気加熱抵抗体（８）の端子（１０）に電圧（Ｖ）を印加するステップであって、電流（Ｉ）が電気加熱抵抗体（８）を介して循環して従って前記電気加熱抵抗体（８）を加熱するステップと、
前記電気加熱抵抗体（８）の実際の温度を推定するステップと、
前記電気加熱抵抗体（８）の実際の温度に従って、前記電気加熱抵抗体（８）の前記端子（１０）に印加された電圧（Ｖ）を変化させるステップと、
を具備する制御方法において、
前記電気加熱抵抗体（８）の実際の温度は、前記電気加熱抵抗体（８）の実際の電気抵抗の関数として推定されることを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
前記電気加熱抵抗体（８）の実際の温度を推定するステップは、
前記電気加熱抵抗体（８）の実際の電気抵抗を試料の電気抵抗体の電気抵抗と比較するステップと、
前記電気加熱抵抗体（８）の実際の電気抵抗値と前記試料の電気抵抗体の電気抵抗との間の比較に基づいて、前記電気加熱抵抗体（８）の実際の温度を推定するステップと、
を更に具備することを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記電気加熱抵抗体（８）の前記端子（１０）に印加される電圧（Ｖ）を変化させるステップを更に具備し、前記電気加熱抵抗体（８）の実際の電気抵抗値が前記試料の電気抵抗体の電気抵抗値に等しくなるようにすることを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。
【請求項１５】
前記電気加熱抵抗体（８）の実際の温度を推定するステップは、
前記電気加熱抵抗体（８）の前記端子（１０）に印加された、電圧（Ｖ）を決定するステップと、
前記電気加熱抵抗体（８）を介して循環する電流（Ｉ）の強さを決定するステップと、
前記電気加熱抵抗体（８）の前記端子（１０）に印加される電圧（Ｖ）を、前記電気加熱抵抗体（８）を介して循環する前記電流（Ｉ）の強さで割ることにより、前記電気加熱抵抗体（８）の実際の抵抗値を算出するステップと、
前記電気加熱抵抗体（８）の実際の抵抗値に基づいて、前記電気加熱抵抗体（８）の実際の温度を推定するステップと、
を更に具備することを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
【請求項１６】
使用中に気化する液体物質を含浸した吸湿プラグ（６）を具備する電子たばこを制御するための制御方法であって、
前記吸湿プラグ（６）に取り付けられた前記電気加熱抵抗体（８）の端子（１０）に電圧（Ｖ）を印加するステップであって、電流（Ｉ）が電気加熱抵抗体（８）を介して循環し且つ前記電気加熱抵抗体（８）を加熱するステップを具備する、制御方法において、
前記電気加熱抵抗体（８）が加熱される際に、前記電気加熱抵抗体（８）により吸収される電気エネルギの総量を推定するステップと、
前記電気加熱抵抗体（８）が加熱される際に、前記電気加熱抵抗体（８）により吸収される電気エネルギの総量に基づいて、気化した液体物質の量を推定するステップと、
を更に具備することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使い捨て電子たばこのカートリッジ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、使い捨て電子たばこカートリッジ（即ち、使い捨て式）が提案されており、該カートリッジはニコチン及び可能な香味料を含む粘性液体物質により満たされ、それらは喫煙者によって吸入されるために使用中にゆっくりと揮発（気化）する。
【０００３】
既知の使い捨てカートリッジは、ニコチン及び可能な香味料を含有する、粘性液体物質により事前に含浸される、吸湿プラグ（栓）（例えば、綿パッド（詰め物）等）が内部に収容される、硬質収容体（一般的に円筒形の）を具備し； また抵抗体が設けられており、抵抗体は、吸湿パッドに熱的に結合され（例えば、電気抵抗体は、吸湿パッドの周りに巻きつけられた線により構成される）、更に使用中に電流が、吸湿パッドを加熱するように、抵抗体を介して流れており、従って吸湿パッドに含浸される、粘性液体物質のゆっくりした揮発（気化）を引き起こす。明らかに、硬質収容体は、液体物質の揮発（気化）により生成された、蒸気が喫煙者により吸入されるように硬質収容体から通って流出する、開口部を有する（一般的には、２つの円形基部の内の１つに）。
【０００４】
該使い捨てカートリッジの製造は、開放上端を有する硬質収容体を製造することと、硬質収容体の内部に乾燥吸湿パッドを挿入することと、液体物質の調整された量により硬質収容体を充填することと、更にその後、蒸気に対して透過性のキャップ（蓋）を開放上端に適用することにより硬質収容体に蓋を被せることと、を伴い（即ち、キャップは、液体物質が漏れることを防ぐが、しかし液体物質を加熱することにより発生した、蒸気が逃げることは防止しない）；一旦キャップが適用されると、対応する粘着ラベルが各カートリッジの周りに巻き付けられ、製造工程を終了する。
【０００５】
上述のタイプの既知の使い捨てカートリッジは、幾つかの欠点を有する。第一には、主に、硬質収容体の存在により、既知の使い捨てカートリッジは、容易に生分解性ではないので、従って重大な環境的な影響を有する。また、既知の使い捨てカートリッジは、個々の使い捨てカートリッジの構成要素の数によりむしろ高価である。最後に、構成要素の複雑さにより、既知の使い捨てカートリッジは、製造するのが困難である。結果的に、既知の使い捨てカートリッジの製造は、手動で、又は連続的労働で初歩的な機械を使用して実施されるので； 従って、使い捨てカートリッジの現在の製造は、遅い状態において（つまり、低い生産性で）、及び非常に可変な品質により（しかし、一般的に控えめな）実施される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、使い捨て電子たばこカートリッジ及びそれぞれの製造方法を提供することであり、その使い捨てカートリッジは、上述の欠点が無く、更に同時に、製造が容易で且つ安価である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、特許請求の範囲において記載される、使い捨て電子たばこカートリッジ及び対応する製造方法が提供される。
本発明は、非限定的な実施の形態を示す添付図面を参照して、以下で説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明に従って製作された、使い捨てカートリッジを備える、電子たばこの略側面図である。
【図２】図２は、図１の電子たばこの使い捨てカートリッジの略側面図である。
【図３】図３は、強調された湿度センサを有する、図２の使い捨てカートリッジの略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１において、参照符号１は電子たばこを全体として示す。
【００１０】
電子たばこは管状本体２を具備し、管状本体２は、ニコチン及び可能な香味料を含有する、粘性液体物質（例えば、プロピレングリコール）により、使い捨てカートリッジ３が（即ち、単一の使用のために）満たされて収納される前部区画を有する。更に、管状本体２の前部区画において、制御装置４が収容されており、制御装置４は、使い捨てカートリッジ３自体の加熱を制御するために使い捨てカートリッジ３に電気的に接続され、使い捨てカートリッジ３に含まれる液体物質のゆっくりした気化を使用中において決定し、液体物質を加熱することにより製造される蒸気は、マウスピース（吸い口）５に到達するまで、管状本体２に沿って流れる。
【００１１】
図２に示されるように、使い捨てカートリッジ３は、液体物質により含浸させられた、円筒形状の吸湿パッド６（即ち、吸湿パッド６は、吸湿パッド６自体を満たす所定量の液体物質を内部に含有する）を具備する。一例として、パッド６は、吸湿性ガラス及びシリカ繊維（1000℃以上の非常に高い温度に対して損傷なしで耐える）を用いて形成可能であり、又はセルロースアセテート（伝統的なたばこフィルターを作るように通常使用される）等の安価な材料から製作可能である。
【００１２】
吸湿パッド６は、吸湿パッド６の外側に設置されていて且つ吸湿パッド６自体を完全に覆う、表面被覆７を備える。表面被覆７は、液体に対して不透過性であり（即ち、液体状態の液体物質が吸湿パッド６から漏れることを防止するように、液体の通過を防止する）、そして同時に、表面被覆７は、気体に対して透過性である（即ち、吸湿パッド６から、気化状態の液体物質の流出を可能にするように、気体の通過を可能にする）。気体に対して透過性である、表面被覆７は、蒸気（吸湿パッド６から流出する）及び空気（吸湿パッド６に流入し且つ吸湿パッド６から流出する）の両者の通過を可能にすることに留意することが重要である。
【００１３】
一例として、高い不透過性の能力（即ち、極性及び無極性液体に対して不透過性である）と放出性（即ち、気体に対する透過性）とを有する、表面被覆７は、微孔性になるように熱機械的に拡張された、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から作られる。本質的には、被覆は、その各々が、水滴に比べてかなりより小さい（数千倍）、多数の微細孔（平方センチメートル当たり数十億のオーダーの）を有しているが、しかし気体の通過を可能にして、被覆を同時に不透過性及び放出性にする。これとは別に、表面被覆７は、シリカと、ナノテクノロジー的な処理に基づく不活性物質と、により製作される。
【００１４】
添付の図面に示される実施の形態において、表面被覆７は、吸湿パッド６の外面に直接付着しており、即ち、表面被覆７は、吸湿パッド６の外面に直接適用される（例えば、被覆塗料として）。代替的で且つ完全に同等な実施の形態によれば、吸湿パッド６を囲み且つ表面被覆７を支持する、ライナー（裏地）（明らかに、気体に対して少なくとも透過性の材料の）が、設けられており、換言すれば、吸湿パッド６は、ライナー７により完全に囲まれており、更に表面被覆は、ライナー自体に適用される。
【００１５】
図２に示されるように、使い捨てカートリッジ３は、吸湿パッド６に取り付けられた（熱的に）、電気加熱抵抗体８を具備する。図２に示される実施の形態において、電気加熱抵抗体８は、吸湿パッド６の周りに螺旋状に巻き付けられる、金属性導体ワイヤ（線）９により構成される。図示されない、異なっていて且つ完全に同等な実施の形態によれば、電気加熱抵抗体８は、導電性インク（例えば、銀、炭素又は銅ナノ粒子のインク）を用いて、吸湿パッド６の外面に印刷される。具体的には、電気加熱抵抗体８は、吸湿パッド６の表面被覆７上に載っており、即ち、吸湿パッド６の表面被覆７に直接接触する。
【００１６】
電気加熱抵抗体８は、制御装置４が接続される、２つの端子（端子、端部）１０を有しており； 使用時において、制御装置４は、電気加熱抵抗体８自体の、ジュール効果による加熱を決定する、電流Ｉを電気加熱抵抗体８を介して循環させるように、電気加熱抵抗体８の端子１０に電圧Ｖを印加しており；該電気加熱抵抗体８自体の加熱は、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６に収容される、液体物質のゆっくりした気化を決定する。
【００１７】
可能な実施の形態によれば、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の温度を推定し、更にその後、電気加熱抵抗体８の実際の温度に応じて、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加された、電圧Ｖを変化させる（一般的には、電気加熱抵抗体８の実際の温度を概略所定の所望の値に保持する）。このように、制御装置４は、吸湿パッド６を過度に加熱することを回避する（特には、吸湿パッド６が空である場合に、即ち、液体物質自体の枯渇による、液体物質の欠乏）。好適な実施の形態によれば、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の温度を、電気加熱抵抗体８の実際の電気抵抗（即ち、端子１０において明らかになった、実際の電気抵抗）の関数として推定する。
【００１８】
可能な実施の形態によれば、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加された、電圧Ｖを決定（測定又は推定）して、電気加熱抵抗体８を介して循環する、電流Ｉの強さを決定（測定又は推定）し、更にその後、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加される電圧Ｖを、電気加熱抵抗体８を介して循環する電流Ｉの強さにより割ることにより、電気加熱抵抗体８の実際の抵抗を算出する。この場合において、電気加熱抵抗体８は、電気加熱抵抗体８の実際の温度を電気加熱抵抗体８の実際の抵抗の関数として直接推定する。
【００１９】
より簡単で且つ安価な別の実施の形態（しかし、より不正確な）によれば、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の電気抵抗を、試料の電気抵抗体の電気抵抗（電気加熱抵抗体８の所望の温度値に依存した値を有する）と比較して（例えば、ブリッジ（電橋）により）、更にその後、電気加熱抵抗体８の実際の電気抵抗と試料の電気抵抗体の電気抵抗との間の比較の関数として、電気加熱抵抗体８の実際の温度を推定する。換言すれば、本実施の形態において、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の電気抵抗が試料の電気抵抗体の抵抗と同一（可能な限り）になるように、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加される、電圧Ｖを変化させる。
【００２０】
電気加熱抵抗体８の温度を制御することにより、吸湿パッド６の過度な加熱は回避され、更にその際、吸湿パッド６自体は、非常に高い温度に耐えることができない、安価な材料で製作可能である。更に、電気加熱抵抗体８の温度を制御することにより、吸湿パッド６の過度の加熱が防止される（例えば、吸湿パッド６が乾燥している場合に、即ち、気化により吸湿パッド６自体の最高温度を制限する、液体物質の欠乏）ので、喫煙者の健康は、保護されており、従って、高温に曝されるパッド６が、潜在的に毒性又はそうでなければ無害であるが望ましくない、気体を放出可能であることを回避する。
【００２１】
可能な実施の形態によれば、制御装置４は、加熱時に電気加熱抵抗体８により全体的に消費されてしまった、電気エネルギの量（又は、その実施例の開始から電気加熱抵抗体８により吸収された、電気エネルギの総量量）を推定して、更にその後、加熱時に電気加熱抵抗体８により全体的に消費された、電気エネルギの量の関数として、気化した液体物質の量を推定する。換言すれば、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６に含まれる、所定量の液体物質を気化させるために、予め設定されていて且つ実質的に一定の熱量を液体物質に供給することが必要であり；従って、加熱時に電気加熱抵抗体８により全体的に消費された、電気エネルギの量と、気化した液体物質の量との間の関係を決定することができる。この関係のおかげで、制御装置４は、気化した液体物質の量を推定可能であり、当初の液体物質の量から気化した液体物質の量を単純に引くことにより、制御装置４はその後、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６内に残る、液体物質の量を決定可能である。加熱時に電気加熱抵抗体８により全体的に消費された、電気エネルギの量と、気化した液体物質の量との間の関係は、実験的に概略決定される。
【００２２】
通常は、加熱中に電気加熱抵抗体８により吸収される、電気エネルギは、加熱中に電気加熱抵抗体８により消費される、電力を所定時間にわたり積分することにより推定されており；加熱中に電気加熱抵抗体８により吸収される、電力は、電気加熱抵抗体８を介して循環する、電流Ｉの強さ（測定又は推定される）を、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加される、電圧Ｖ（測定又は推定される）に乗じることにより通常算出される。
【００２３】
図３に示される実施の形態において、使い捨てカートリッジ３は、吸湿パッド６自体の内部の液体物質の含有量を決定するための使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６に取り付けられた、湿度センサ１１を具備する。湿度センサ１１は、静電容量方式であり、更に吸湿パッド６の外面に適用されていて且つ端子（端子／端部）１３に接続する、導電性要素１２と、吸湿パッド６の外面に適用されていて且つ導電性要素１２から電気的に絶縁されていて且つ導電性要素１２に近接して設置されていて且つ端子（端子／端部）１５において取り出す、導電性要素１４と、を具備する。好適であるがしかし結合されない、実施の形態によれば、各導電性要素１２又は１４は、櫛形形状であり、別の導電性要素１４又は１２の歯の間において接触することなく貫通する、複数の歯を有する。可能であるがしかし結合されない、実施の形態によれば、湿度センサ１１の導電性要素２４及び１４は、導電性インク（例えば、銀、炭素又は銅ナノ粒子のインク等）を使用して、吸湿パッド６の外面に印刷される。
【００２４】
使用において、制御装置４は、端子１３及び１５の端部における実際の静電容量を決定（測定）しており、従って、端子１３及び１５の端部における実際の静電容量に従って、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６の内部の液体物質の含有量を推定しており、言い換えれば、２つの端子１３と１５の間において測定された、電気容量は、吸湿パッド６の内部の液体物質の量に依存しており、更に吸湿パッド６の内部の液体物質の量が増加するに従って、増加する。端子１３及び１５の端部における実際の静電容量と、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６の内部に含まれる、液体物質の量と間の関係は、実験的方法において通常決定される。
【００２５】
使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６の内部に含まれる、液体物質の量を高精度で推定する能力は、使い捨てカートリッジ３が完全に空である状態に近い時に、事前に使用者に通知することを可能にして、使用中に使い捨てカートリッジ３が空であることにより、使用者を驚かすことを回避する（即ち、新しい予備の使い捨てカートリッジ３無いことで）。また、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６の内部に含まれる、液体物質の量を高精度で推定する能力は、排出された吸湿パッド６を不必要に加熱することを回避しながら、既に空の使い捨てカートリッジ３の加熱を阻止することを可能にする（この様にして、もはや液体物質の潜在気化熱により低下されない、吸湿パッド６の温度は、潜在的に毒性又はそうでなければ無害な揮発性の物質であるが望まれないものを発生させ得るであろう、高い値に達し得ることを防止する）。
【００２６】
可能であるがしかし制限しない実施形態によれば、使い捨てカートリッジ３の製造のために、吸湿パッド６が、当初準備され、更にその後、表面被覆７は、吸湿パッド６（液体に対して不透過性及び気体に対して透過性）に適用されており、表面被覆７は、吸湿パッド６の外側に設置されており、吸湿パッド６自体を完全に覆う。一旦表面被覆７が吸湿パッド６に適用されると、吸湿パッド６自体は、使用中に気化する、液体物質を含浸させており、換言すれば、吸湿パッド６は、表面被覆７が適用された後に、液体物質により含浸させられる。好適な実施の形態によれば、吸湿パッド６は、吸湿パッド６を局所的に貫通し更に従って、表面被覆７により形成された、液体障壁を突破して、吸湿パッド６の内部に液体物質を直接的に注入することを可能にする、針を使用して液体物質を含浸させる（明らかに、針は、例えば、注射器のように成形可能である、供給装置により圧力下で液体物質を受容する）。一旦針を介する吸湿パッド６の内部への液体物質の注入が終了すると、針は、吸湿パッド６から引き抜かれており；針の貫通により決定された、表面被覆７内の小さな穴は、吸湿パッド６の弾性復帰により自発的に閉じ、更に従って、吸湿パッド６からの液体物質のかなりの損失に至らない。
【００２７】
上述の使い捨てカートリッジ３は、多くの利点を有する。
【００２８】
第一に、上述した使い捨てカートリッジ３は、非常に安価な製造費用を有しており、同様な既知の使い捨てカートリッジと比較すると、外側の硬質収容体を完全に欠く（即ち、組立工程を必要とする、硬質材料の完全な欠如）。
【００２９】
上記の使い捨てカートリッジ３は、同様な既知の使い捨てカートリッジと比較すると、使い捨てカートリッジ３は、外部の剛体収容体を全く有さない（即ち、硬質材料を全く欠く）ので、環境的への影響は低い。具体的には、吸湿パッド６を適切に構成する、材料を選択することにより、上述の使い捨てカートリッジ３は、比較的短い時間内において（ほとんど）完全に生分解性であることができ、更にその後、環境に優しいことに加えて、使用された使い捨てカートリッジ３の任意の種類のリサイクル（再生利用）を必要としなくてさえもよい。
【００３０】
空気に対する吸湿パッド６の透過性は、吸湿パッド６から放出された蒸気と、外気との間の混合を促進することを可能にしており、従って蒸気による火傷の危険性を軽減する（飽和蒸気は、大量の潜熱を置換する一方で、乾燥空気は、非常に低い熱伝導率を有しており、更に数百度の温度においてさえも、粘膜への損傷を引き起さない）。
【図１】
2017517246.tif 000003
【図２】
2017517246.tif 000004
【図３】
2017517246.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月29日(2016.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使い捨て電子たばこのカートリッジ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、使い捨て電子たばこカートリッジ（即ち、使い捨て式）が提案されており、該カートリッジはニコチン及び可能な香味料を含む粘性液体物質により満たされ、それらは喫煙者によって吸入されるために使用中にゆっくりと揮発（気化）する。
【０００３】
既知の使い捨てカートリッジ（例えば、特許文献１に開示されている）は、ニコチン及び可能な香味料を含有する、粘性液体物質により事前に含浸される、吸湿プラグ（栓）（例えば、綿パッド（詰め物）等）が内部に収容される、硬質収容体（一般的に円筒形の）を具備し；また抵抗体が設けられており、抵抗体は、吸湿パッドに熱的に結合され（例えば、電気抵抗体は、吸湿パッドの周りに巻きつけられた線により構成される）、更に使用中に電流が、吸湿パッドを加熱するように、抵抗体を介して流れており、従って吸湿パッドに含浸される、粘性液体物質のゆっくりした揮発（気化）を引き起こす。明らかに、硬質収容体は、液体物質の揮発（気化）により生成された、蒸気が喫煙者により吸入されるように硬質収容体から通って流出する、開口部を有する（一般的には、２つの円形基部の内の１つに）。
【０００４】
該使い捨てカートリッジの製造は、開放上端を有する硬質収容体を製造することと、硬質収容体の内部に乾燥吸湿パッドを挿入することと、液体物質の調整された量により硬質収容体を充填することと、更にその後、蒸気に対して透過性のキャップ（蓋）を開放上端に適用することにより硬質収容体に蓋を被せることと、を伴い（即ち、キャップは、液体物質が漏れることを防ぐが、しかし液体物質を加熱することにより発生した、蒸気が逃げることは防止しない）；一旦キャップが適用されると、対応する粘着ラベルが各カートリッジの周りに巻き付けられ、製造工程を終了する。
【０００５】
上述のタイプの既知の使い捨てカートリッジは、幾つかの欠点を有する。第一には、主に、硬質収容体の存在により、既知の使い捨てカートリッジは、容易に生分解性ではないので、従って重大な環境的な影響を有する。また、既知の使い捨てカートリッジは、個々の使い捨てカートリッジの構成要素の数によりむしろ高価である。最後に、構成要素の複雑さにより、既知の使い捨てカートリッジは、製造するのが困難である。結果的に、既知の使い捨てカートリッジの製造は、手動で、又は連続的労働で初歩的な機械を使用して実施されるので； 従って、使い捨てカートリッジの現在の製造は、遅い状態において（つまり、低い生産性で）、及び非常に可変な品質により（しかし、一般的に控えめな）実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第２４８９３９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、使い捨て電子たばこカートリッジ及びそれぞれの製造方法を提供することであり、その使い捨てカートリッジは、上述の欠点が無く、更に同時に、製造が容易で且つ安価である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、特許請求の範囲において記載される、使い捨て電子たばこカートリッジ及び対応する製造方法が提供される。
本発明は、非限定的な実施の形態を示す添付図面を参照して、以下で説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明に従って製作された、使い捨てカートリッジを備える、電子たばこの略側面図である。
【図２】図２は、図１の電子たばこの使い捨てカートリッジの略側面図である。
【図３】図３は、強調された湿度センサを有する、図２の使い捨てカートリッジの略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１において、参照符号１は電子たばこを全体として示す。
【００１１】
電子たばこは管状本体２を具備し、管状本体２は、ニコチン及び可能な香味料を含有する、粘性液体物質（例えば、プロピレングリコール）により、使い捨てカートリッジ３が（即ち、単一の使用のために）満たされて収納される前部区画を有する。更に、管状本体２の前部区画において、制御装置４が収容されており、制御装置４は、使い捨てカートリッジ３自体の加熱を制御するために使い捨てカートリッジ３に電気的に接続され、使い捨てカートリッジ３に含まれる液体物質のゆっくりした気化を使用中において決定し、液体物質を加熱することにより製造される蒸気は、マウスピース（吸い口）５に到達するまで、管状本体２に沿って流れる。
【００１２】
図２に示されるように、使い捨てカートリッジ３は、液体物質により含浸させられた、円筒形状の吸湿パッド６（即ち、吸湿パッド６は、吸湿パッド６自体を満たす所定量の液体物質を内部に含有する）を具備する。一例として、パッド６は、吸湿性ガラス及びシリカ繊維（1000℃以上の非常に高い温度に対して損傷なしで耐える）を用いて形成可能であり、又はセルロースアセテート（伝統的なたばこフィルターを作るように通常使用される）等の安価な材料から製作可能である。
【００１３】
吸湿パッド６は、吸湿パッド６の外側に設置されていて且つ吸湿パッド６自体を完全に覆う、表面被覆７を備える。表面被覆７は、液体に対して不透過性であり（即ち、液体状態の液体物質が吸湿パッド６から漏れることを防止するように、液体の通過を防止する）、そして同時に、表面被覆７は、気体に対して透過性である（即ち、吸湿パッド６から、気化状態の液体物質の流出を可能にするように、気体の通過を可能にする）。気体に対して透過性である、表面被覆７は、蒸気（吸湿パッド６から流出する）及び空気（吸湿パッド６に流入し且つ吸湿パッド６から流出する）の両者の通過を可能にすることに留意することが重要である。
【００１４】
一例として、高い不透過性の能力（即ち、極性及び無極性液体に対して不透過性である）と放出性（即ち、気体に対する透過性）とを有する、表面被覆７は、微孔性になるように熱機械的に拡張された、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から作られる。本質的には、被覆は、その各々が、水滴に比べてかなりより小さい（数千倍）、多数の微細孔（平方センチメートル当たり数十億のオーダーの）を有しているが、しかし気体の通過を可能にして、被覆を同時に不透過性及び放出性にする。これとは別に、表面被覆７は、シリカと、ナノテクノロジー的な処理に基づく不活性物質と、により製作される。
【００１５】
添付の図面に示される実施の形態において、表面被覆７は、吸湿パッド６の外面に直接付着しており、即ち、表面被覆７は、吸湿パッド６の外面に直接適用される（例えば、被覆塗料として）。代替的で且つ完全に同等な実施の形態によれば、吸湿パッド６を囲み且つ表面被覆７を支持する、ライナー（裏地）（明らかに、気体に対して少なくとも透過性の材料の）が、設けられており、換言すれば、吸湿パッド６は、ライナー７により完全に囲まれており、更に表面被覆は、ライナー自体に適用される。
【００１６】
図２に示されるように、使い捨てカートリッジ３は、吸湿パッド６に取り付けられた（熱的に）、電気加熱抵抗体８を具備する。図２に示される実施の形態において、電気加熱抵抗体８は、吸湿パッド６の周りに螺旋状に巻き付けられる、金属性導体ワイヤ（線）９により構成される。図示されない、異なっていて且つ完全に同等な実施の形態によれば、電気加熱抵抗体８は、導電性インク（例えば、銀、炭素又は銅ナノ粒子のインク）を用いて、吸湿パッド６の外面に印刷される。具体的には、電気加熱抵抗体８は、吸湿パッド６の表面被覆７上に載っており、即ち、吸湿パッド６の表面被覆７に直接接触する。
【００１７】
電気加熱抵抗体８は、制御装置４が接続される、２つの端子（端子、端部）１０を有しており； 使用時において、制御装置４は、電気加熱抵抗体８自体の、ジュール効果による加熱を決定する、電流Ｉを電気加熱抵抗体８を介して循環させるように、電気加熱抵抗体８の端子１０に電圧Ｖを印加しており；該電気加熱抵抗体８自体の加熱は、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６に収容される、液体物質のゆっくりした気化を決定する。
【００１８】
可能な実施の形態によれば、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の温度を推定し、更にその後、電気加熱抵抗体８の実際の温度に応じて、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加された、電圧Ｖを変化させる（一般的には、電気加熱抵抗体８の実際の温度を概略所定の所望の値に保持する）。このように、制御装置４は、吸湿パッド６を過度に加熱することを回避する（特には、吸湿パッド６が空である場合に、即ち、液体物質自体の枯渇による、液体物質の欠乏）。好適な実施の形態によれば、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の温度を、電気加熱抵抗体８の実際の電気抵抗（即ち、端子１０において明らかになった、実際の電気抵抗）の関数として推定する。
【００１９】
可能な実施の形態によれば、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加された、電圧Ｖを決定（測定又は推定）して、電気加熱抵抗体８を介して循環する、電流Ｉの強さを決定（測定又は推定）し、更にその後、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加される電圧Ｖを、電気加熱抵抗体８を介して循環する電流Ｉの強さにより割ることにより、電気加熱抵抗体８の実際の抵抗を算出する。この場合において、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の温度を電気加熱抵抗体８の実際の抵抗の関数として直接推定する。
【００２０】
より簡単で且つ安価な別の実施の形態（しかし、より不正確な）によれば、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の電気抵抗を、試料の電気抵抗体の電気抵抗（電気加熱抵抗体８の所望の温度値に依存した値を有する）と比較して（例えば、ブリッジ（電橋）により）、更にその後、電気加熱抵抗体８の実際の電気抵抗と試料の電気抵抗体の電気抵抗との間の比較の関数として、電気加熱抵抗体８の実際の温度を推定する。換言すれば、本実施の形態において、制御装置４は、電気加熱抵抗体８の実際の電気抵抗が試料の電気抵抗体の抵抗と同一（可能な限り）になるように、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加される、電圧Ｖを変化させる。
【００２１】
電気加熱抵抗体８の温度を制御することにより、吸湿パッド６の過度な加熱は回避され、更にその際、吸湿パッド６自体は、非常に高い温度に耐えることができない、安価な材料で製作可能である。更に、電気加熱抵抗体８の温度を制御することにより、吸湿パッド６の過度の加熱が防止される（例えば、吸湿パッド６が乾燥している場合に、即ち、気化により吸湿パッド６自体の最高温度を制限する、液体物質の欠乏）ので、喫煙者の健康は、保護されており、従って、高温に曝されるパッド６が、潜在的に毒性又はそうでなければ無害であるが望ましくない、気体を放出可能であることを回避する。
【００２２】
可能な実施の形態によれば、制御装置４は、加熱時に電気加熱抵抗体８により全体的に消費されてしまった、電気エネルギの量（又は、その実施例の開始から電気加熱抵抗体８により吸収された、電気エネルギの総量量）を推定して、更にその後、加熱時に電気加熱抵抗体８により全体的に消費された、電気エネルギの量の関数として、気化した液体物質の量を推定する。換言すれば、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６に含まれる、所定量の液体物質を気化させるために、予め設定されていて且つ実質的に一定の熱量を液体物質に供給することが必要であり；従って、加熱時に電気加熱抵抗体８により全体的に消費された、電気エネルギの量と、気化した液体物質の量との間の関係を決定することができる。この関係のおかげで、制御装置４は、気化した液体物質の量を推定可能であり、当初の液体物質の量から気化した液体物質の量を単純に引くことにより、制御装置４はその後、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６内に残る、液体物質の量を決定可能である。加熱時に電気加熱抵抗体８により全体的に消費された、電気エネルギの量と、気化した液体物質の量との間の関係は、実験的に概略決定される。
【００２３】
通常は、加熱中に電気加熱抵抗体８により吸収される、電気エネルギは、加熱中に電気加熱抵抗体８により消費される、電力を所定時間にわたり積分することにより推定されており；加熱中に電気加熱抵抗体８により吸収される、電力は、電気加熱抵抗体８を介して循環する、電流Ｉの強さ（測定又は推定される）を、電気加熱抵抗体８の端子１０に印加される、電圧Ｖ（測定又は推定される）に乗じることにより通常算出される。
【００２４】
図３に示される実施の形態において、使い捨てカートリッジ３は、吸湿パッド６自体の内部の液体物質の含有量を決定するための使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６に取り付けられた、湿度センサ１１を具備する。湿度センサ１１は、静電容量方式であり、更に吸湿パッド６の外面に適用されていて且つ端子（端子／端部）１３に接続する、導電性要素１２と、吸湿パッド６の外面に適用されていて且つ導電性要素１２から電気的に絶縁されていて且つ導電性要素１２に近接して設置されていて且つ端子（端子／端部）１５において取り出す、導電性要素１４と、を具備する。好適であるがしかし結合されない、実施の形態によれば、各導電性要素１２又は１４は、櫛形形状であり、別の導電性要素１４又は１２の歯の間において接触することなく貫通する、複数の歯を有する。可能であるがしかし結合されない、実施の形態によれば、湿度センサ１１の導電性要素１２及び１４は、導電性インク（例えば、銀、炭素又は銅ナノ粒子のインク等）を使用して、吸湿パッド６の外面に印刷される。
【００２５】
使用において、制御装置４は、端子１３及び１５の端部における実際の静電容量を決定（測定）しており、従って、端子１３及び１５の端部における実際の静電容量に従って、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６の内部の液体物質の含有量を推定しており、言い換えれば、２つの端子１３と１５の間において測定された、電気容量は、吸湿パッド６の内部の液体物質の量に依存しており、更に吸湿パッド６の内部の液体物質の量が増加するに従って、増加する。端子１３及び１５の端部における実際の静電容量と、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６の内部に含まれる、液体物質の量と間の関係は、実験的方法において通常決定される。
【００２６】
使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６の内部に含まれる、液体物質の量を高精度で推定する能力は、使い捨てカートリッジ３が完全に空である状態に近い時に、事前に使用者に通知することを可能にして、使用中に使い捨てカートリッジ３が空であることにより、使用者を驚かすことを回避する（即ち、新しい予備の使い捨てカートリッジ３無いことで）。また、使い捨てカートリッジ３の吸湿パッド６の内部に含まれる、液体物質の量を高精度で推定する能力は、排出された吸湿パッド６を不必要に加熱することを回避しながら、既に空の使い捨てカートリッジ３の加熱を阻止することを可能にする（この様にして、もはや液体物質の潜在気化熱により低下されない、吸湿パッド６の温度は、潜在的に毒性又はそうでなければ無害な揮発性の物質であるが望まれないものを発生させ得るであろう、高い値に達し得ることを防止する）。
【００２７】
可能であるがしかし制限しない実施形態によれば、使い捨てカートリッジ３の製造のために、吸湿パッド６が、当初準備され、更にその後、表面被覆７は、吸湿パッド６（液体に対して不透過性及び気体に対して透過性）に適用されており、表面被覆７は、吸湿パッド６の外側に設置されており、吸湿パッド６自体を完全に覆う。一旦表面被覆７が吸湿パッド６に適用されると、吸湿パッド６自体は、使用中に気化する、液体物質を含浸させており、換言すれば、吸湿パッド６は、表面被覆７が適用された後に、液体物質により含浸させられる。好適な実施の形態によれば、吸湿パッド６は、吸湿パッド６を局所的に貫通し更に従って、表面被覆７により形成された、液体障壁を突破して、吸湿パッド６の内部に液体物質を直接的に注入することを可能にする、針を使用して液体物質を含浸させる（明らかに、針は、例えば、注射器のように成形可能である、供給装置により圧力下で液体物質を受容する）。一旦針を介する吸湿パッド６の内部への液体物質の注入が終了すると、針は、吸湿パッド６から引き抜かれており；針の貫通により決定された、表面被覆７内の小さな穴は、吸湿パッド６の弾性復帰により自発的に閉じ、更に従って、吸湿パッド６からの液体物質のかなりの損失に至らない。
【００２８】
上述の使い捨てカートリッジ３は、多くの利点を有する。
【００２９】
第一に、上述した使い捨てカートリッジ３は、非常に安価な製造費用を有しており、同様な既知の使い捨てカートリッジと比較すると、外側の硬質収容体を完全に欠く（即ち、組立工程を必要とする、硬質材料の完全な欠如）。
【００３０】
上記の使い捨てカートリッジ３は、同様な既知の使い捨てカートリッジと比較すると、使い捨てカートリッジ３は、外部の剛体収容体を全く有さない（即ち、硬質材料を全く欠く）ので、環境的への影響は低い。具体的には、吸湿パッド６を適切に構成する、材料を選択することにより、上述の使い捨てカートリッジ３は、比較的短い時間内において（ほとんど）完全に生分解性であることができ、更にその後、環境に優しいことに加えて、使用された使い捨てカートリッジ３の任意の種類のリサイクル（再生利用）を必要としなくてさえもよい。
【００３１】
空気に対する吸湿パッド６の透過性は、吸湿パッド６から放出された蒸気と、外気との間の混合を促進することを可能にしており、従って蒸気による火傷の危険性を軽減する（飽和蒸気は、大量の潜熱を置換する一方で、乾燥空気は、非常に低い熱伝導率を有しており、更に数百度の温度においてさえも、粘膜への損傷を引き起さない）。
【手続補正２】
【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】
使い捨て電子たばこカートリッジ（３）であって、
吸湿パッド（６）と、
該吸湿パッド（６）を含浸していて且つ使用中に気化する液体物質と、を具備する使い捨てカートリッジ（３）において、
前記吸湿パッド（６）の外側に設置されていて且つ前記吸湿パッド（６）を完全に覆う表面被覆（７）を具備し、該表面被覆（７）は、液体に対しては不透過性であり、気体に対して透過性であることを特徴とする使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項２】
前記表面被覆（７）は、前記液体物質が前記吸湿パッド（６）から液体状態で漏れることを防ぐように液体に対して不透過性であり、更に前記液体物質が前記吸湿パッド（６）から蒸気状態で流出することを可能にするように気体に対して透過性であることを特徴とする請求項１に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項３】
前記表面被覆（７）は前記吸湿パッド（６）の外面に直接付着することを特徴とする請求項１又は２に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項４】
前記吸湿パッド（６）を囲み、更に前記表面被覆（７）を支持するライナーを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項５】
前記吸湿パッド（６）に取り付けられた電気加熱抵抗体（８）を具備することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項６】
前記電気加熱抵抗体（８）は前記吸湿パッド（６）の前記表面被覆（７）上に設けられることを特徴とする請求項５に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項７】
前記吸湿パッド（６）に取り付けられ、前記吸湿パッド（６）の液体物質の含有量を決定する湿度センサ（１１）を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項８】
前記湿度センサ（１１）は静電容量型であることを特徴とする請求項７に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項９】
前記吸湿パッド（６）の外面に適用され、且つ第１の端子（１３）に接続する第１の導電性要素（１２）と、
前記吸湿パッド（６）の外面に適用される第２の導電性要素（１４）であって、前記第１の導電性要素（１２）から電気的に絶縁され、且つ前記第１の導電性要素（１２）の近くに設置され、且つ第２の端子（１５）に接続する第２の導電性要素（１４）と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項１０】
個々の一方の導電性要素（１２；１４）は、櫛形形状であり、他方の導電性要素（１４；１２）の歯の間において接触することなく貫通する多数の歯を有することを特徴とする請求項９に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項１１】
前記２つの端子（１３、１５）の間において測定された静電容量は、前記吸湿パッド（６）の内部の液体物質の量に依存しており、前記吸湿パッド（６）の内部の液体物質の量における増加と共に増加することを特徴とする請求項９又は１０に記載の使い捨てカートリッジ（３）。
【請求項１２】
使い捨て電子たばこカートリッジ（３）の製造方法であって、
吸湿パッド（６）を準備するステップと、
使用中に気化する液体物質を前記吸湿パッド（６）に含浸させるステップと、を具備する製造方法において、
前記吸湿パッド（６）の外側に設置されていて且つ前記吸湿パッド（６）を完全に覆う表面被覆（７）を前記吸湿パッド（６）に適用するステップを更に備え、前記表面被覆（７）は、液体に対しては不透過性であり、気体に対して透過性であることを特徴とする製造方法。
【請求項１３】
前記吸湿パッド（６）は、前記表面被覆（７）が適用された後に、及び前記吸湿パッド（６）を局所的に貫通する針を使用して、前記液体物質を含浸させる、ことを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
【国際調査報告】
2017517246.tif 000006
2017517246.tif 000007
2017517246.tif 000008
2017517246.tif 000009
2017517246.tif 000010
2017517246.tif 000011
2017517246.tif 000012