JP7696545B2 - 内部サセプタを備えたエアロゾル発生物品 - Google Patents

Description

本明細書は、加熱時に吸入可能なエアロゾルを発生させるためのエアロゾル形成基体を含むエアロゾル発生物品に関連する。エアロゾル発生物品は、エアロゾル形成基体の加熱が誘導加熱によって達成されうるように、エアロゾル形成基体と熱的に接触する細長いサセプタを備える。本明細書はまた、エアロゾル発生装置を加熱するためのインダクタを持つようなエアロゾル発生物品およびエアロゾル発生装置を備えたシステムに関連する。

たばこが燃焼するよりはむしろ加熱される多くのエアロゾル発生物品、すなわち喫煙物品が、当該技術分野において提唱されてきた。このような加熱式エアロゾル発生物品の１つの目的は、従来的な紙巻たばこにおけるタバコの燃焼および熱分解によって生成されるタイプの公知の有害な煙成分を減少させることである。

典型的には、こうした加熱式エアロゾル発生物品において、エアロゾルは熱源から物理的に離れたエアロゾル形成基体または材料への熱伝達によって発生させられる。喫煙の間、揮発性化合物は、熱源からの熱伝達によってエアロゾル形成基体から放出され、エアロゾル発生物品を介して引き出された空気中に一緒に運ばれる。放出された化合物が冷えるにつれて、これらは、凝縮してユーザーによって吸入されるエアロゾルを形成する。

多数の従来の技術の文書で、加熱式エアロゾル発生物品を消費または喫煙するためのエアロゾル発生装置が開示されている。例えば、こうした装置には、エアロゾル発生装置の１つ以上の電気発熱体から加熱式エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体への熱伝達によってエアロゾルが発生される、電気的に加熱されるエアロゾル発生装置が含まれる。こうした電気式喫煙システムの１つの利点は、副流煙を著しく減少させつつ、ユーザー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。

電気的に動作するエアロゾル発生システムで使用するための、電気的に加熱される紙巻たばこの形態のエアロゾル発生物品の一例が、ＵＳ ２００５／０１７２９７６ Ａ１号に開示されている。エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生システムのエアロゾル発生装置の紙巻たばこ受けに挿入されるように構成されている。エアロゾル発生装置は、発熱体がエアロゾル発生物品に沿って位置付けられるように、エアロゾル発生物品をスライドできる形で受けるように配列されている、複数の電気抵抗性のある発熱体を含むヒーター取付具にエネルギーを供給する電源を備える。

ＵＳ ２００５／０１７２９７６ Ａ１号に開示されているシステムは、複数の外部発熱体を備えたエアロゾル発生装置を利用する。内部発熱体を備えたエアロゾル発生装置も公知である。使用時に、内部発熱体がエアロゾル形成基体と直接接触するように、こうしたエアロゾル発生装置の内部発熱体が加熱式エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体に挿入される。

エアロゾル発生装置の内部発熱体とエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体との間の直接接触が、エアロゾル形成基体を加熱して、吸入可能なエアロゾルを形成するための効率的な手段を提供することができる。こうした構成では、内部発熱体からの熱は、内部発熱体が作動した時にエアロゾル形成基体の少なくとも一部にほぼ瞬間的に伝達されることができ、またこれによってエアロゾルの急速な発生が促進されうる。さらに、エアロゾルを発生させるために必要とされる全体的な加熱エネルギーは、エアロゾル形成基体が外部発熱体と直接接触しない外部ヒーター要素を備えたエアロゾル発生システムであり、かつエアロゾル形成基体の初期加熱が主に対流または放射によって起こる場合よりも低くなりうる。エアロゾル発生装置の内部発熱体がエアロゾル形成基体と直接接触している場合、内部発熱体と直接接触しているエアロゾル形成基体の部分の初期加熱は主に伝導によって達成される。

内部発熱体を持つエアロゾル発生装置が関与するシステムが、ＷＯ２０１３１０２６１４号に開示されている。このシステムで、発熱体はエアロゾル形成基体と接触させられ、発熱体は熱サイクルを循環し、その間に加熱と冷却がなされる。発熱体とエアロゾル形成基体との接触時、エアロゾル形成基体の粒子は発熱体の表面に接着しうる。さらに、発熱体からの熱によって発生する揮発性化合物およびエアロゾルは、発熱体の表面上に付着するようになりうる。発熱体に接着・付着した粒子および化合物は、発熱体が最適な方法で機能することを阻止しうる。これらの粒子および化合物はまた、エアロゾル発生装置の使用時に破損したり、不快または苦い風味をユーザーに与えたりしかねない。これらの理由から、発熱体を定期的に洗浄することが望ましい。洗浄プロセスはブラシなどの洗浄用ツールの使用が関与しうる。洗浄が不適切であると、発熱体は損傷または破損しかねない。さらに、エアロゾル発生装置へのエアロゾル発生物品の不適切または不注意な挿入および除去はまた、発熱体を損傷または破損しかねない。

ロッドの形態に組み立てられた複数の要素を備えたエアロゾル発生物品が提供されており、ロッドは、口側の端および口側の端から上流にある遠位端を持つ。複数の要素は、ロッドの遠位端に、またはそれに向かって位置するエアロゾル形成基体を含む。細長いサセプタは、ロッド内で実質的に長軸方向に配置され、かつエアロゾル形成基体と熱的接触状態にある。サセプタは、１０～５００マイクロメートルの厚さを持ちうる。望ましい実施形態で、サセプタは、１０～１００マイクロメートルの厚さを持ちうる。サセプタは、特定のインダクタと併用した時に、分散エネルギーが１ワット～８ワット、例えば１．５ワット～６ワットとなるように構成されうる。構成という用語は、細長いサセプタが特定の材料で構成されることができ、また周知の周波数および周知の磁界強度の変動磁場を発生する特定の導体と併用した時、１ワット～８ワットのエネルギー分散が許容される特定の寸法を持ちうることを意味する。

エアロゾル発生システムはまた、交流電磁場または変動電磁場を発生するためのインダクタを持つ電気的に動作するエアロゾル発生装置と、本明細書で説明し画定したサセプタを備えるエアロゾル発生物品とを含むものが提供されている。エアロゾル発生物品は、インダクタによって発生した変動電磁場がサセプタ内に電流を誘起してサセプタが加熱されるように、エアロゾル発生装置と連動する。電気的に動作するエアロゾル発生装置は、磁界強度（Ｈ場の強度）が１～５キロアンペア／メートル（ｋＡ／ｍ）、好ましくは２～３ ｋＡ／ｍ、例えば約２．５ ｋＡ／ｍである、変動電磁場を発生させる能力があることが好ましい。電気的に動作するエアロゾル発生装置は、周波数が１～３０ ＭＨｚ、例えば１～１０ ＭＨｚ、例えば５～７ ＭＨｚである、変動電磁場を発生させる能力があることが好ましい。

細長いサセプタは消耗品目の部分であり、そのため１回のみ使用される。こうして、加熱時にサセプタ上に形成されるいかなる残留物も、その後のエアロゾル発生物品の加熱について問題を引き起こすことはない。一連のエアロゾル発生物品の風味は、新鮮なサセプタが作用してそれぞれの物品を加熱するという事実から、より一貫性のあるものとなりうる。さらに、エアロゾル発生装置の洗浄は、それほど重要でなくなり、発熱体への損傷なしに達成されうる。さらに、エアロゾル形成基体を貫通する必要のある発熱体がないことで、エアロゾル発生物品のエアロゾル発生装置への挿入および除去が、物品または装置のいずれかに対する不注意による損傷の原因となる可能性が低くなる。従って、全体的なエアロゾル発生システムはより堅牢である。

本明細書に使用される用語「エアロゾル形成基体」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。本明細書において記述したエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体から発生されるエアロゾルは、見えても見えなくてもよく、蒸気（例えば、通常室温にて液体または固体である物質の微粒子が気体状態にある）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。

用語「上流」および「下流」は本明細書で使用される時、使用者がそれらの使用の間、エアロゾル発生物品で引き出す方向に関してエアロゾル発生物品の要素または要素の部分の相対位置を記述するために使用される。

エアロゾル発生物品は、それを通してエアロゾルがエアロゾル発生物品を出て、ユーザーに送達される口側の端、すなわち近位端または遠位端といった２つの端部を含むロッドの形態である。使用において、使用者はエアロゾル発生物品によって発生されるエアロゾルを吸入するために口側の端で引き出してもよい。口側の端は遠位端の下流である。また、遠位端は上流端と言われてもよく、口側の端の上流にある。

エアロゾル発生物品は、ユーザーの口を通ってユーザーの肺に直接吸入可能なエアロゾルを発生させる喫煙物品であることが好ましい。さらに、エアロゾル発生物品は、ユーザーの口を通ってユーザーの肺に直接吸入可能なニコチン含有エアロゾルを発生させる喫煙物品であることが好ましい。

本明細書に使用される「エアロゾル発生装置」という用語は、エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体と相互作用してエアロゾルを発生する装置を記述するために使用される。エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体と相互作用してユーザーの肺にユーザーの口を通して直接吸入可能なエアロゾルを発生する喫煙装置であることが好ましい。エアロゾル発生装置は、喫煙物品のためのホルダでもよい。

用語「長軸方向」はエアロゾル発生物品に関連して本明細書で使用される時、エアロゾル発生物品の口側の端と遠位端との間の方向を記述するため使用され、用語「横軸」は長軸方向に対して垂直な方向を記述するために使用される。

用語「直径」はエアロゾル発生物品に関連して本明細書で使用される時、エアロゾル発生物品の横軸方向における最大寸法を記述するために使用される。用語「長さ」はエアロゾル発生物品に関連して本明細書で使用される時、エアロゾル発生物品の長軸方向における最大寸法を記述するために使用される。

「サセプタ」という用語は本明細書で使用される時、電磁エネルギーを熱に変換できる材料を意味する。変動電磁場内に位置する時、サセプタ内で誘起される渦電流がサセプタの加熱の原因となる。細長いサセプタはエアロゾル形成基体と熱的に接する位置にあるため、エアロゾル形成基体はサセプタによって加熱される。

エアロゾル発生物品は、誘導加熱源を備えた電気的に動作するエアロゾル発生装置と連動するように設計されている。誘導加熱源、またはインダクタは、変動電磁場内に位置するサセプタを加熱するための変動電磁場を発生させる。使用時に、エアロゾル発生物品は、サセプタがインダクタによって発生させられた変動電磁場内に位置するように、エアロゾル発生装置と連動する。

サセプタは、その幅寸法またはその厚さ寸法よりも大きい、例えばその幅寸法またはその厚さ寸法の２倍より大きい長さ寸法を持つ。こうして、サセプタは細長いサセプタとして描写されうる。サセプタはロッド内に実質的に長軸方向に配列される。これは、細長いサセプタの長さ寸法が、ロッドの長軸方向とほぼ平行に、例えばロッドの長軸方向に平行から±１０度以内に並ぶことを意味する。望ましい実施形態で、細長いサセプタ素子はロッド内の半径方向に中心の位置に位置してもよく、ロッドの長軸方向に沿って延びる。

サセプタは、ピン、ロッド、またはブレードの形態であることが好ましい。サセプタは長さ５ｍｍ～１５ｍｍ、例えば６ｍｍ～１２ｍｍ、または８ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましい。サセプタは、幅１ｍｍ～５ｍｍであることが好ましく、また厚さ０．０１ｍｍ～２ｍｍ、例えば０．５ｍｍ～２ｍｍの厚さを持ちうる。好ましい実施形態は、１０マイクロメートル～５００マイクロメートルの厚さをもちうるが、１０～１００マイクロメートルであることがさらに好ましい。サセプタが一定の断面（例えば、円形断面）を持つ場合、好ましい幅または直径は１ｍｍ～５ｍｍとしうる。

サセプタは、エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生させるのに十分な温度に誘導加熱できる任意の材料から形成されうる。好ましいサセプタは、金属または炭素を含む。好ましいサセプタは、強磁性材料、例えばフェライト鉄、または強磁性の鋼またはステンレス鋼を含みうる。適切なサセプタは、アルミニウムであるか、またはそれを含みうる。好ましいサセプタは、４００シリーズのステンレス鋼、例えばグレード４１０、またはグレード４２０、またはグレード４３０のステンレス鋼から形成されうる。異なる材料は、類似した値の周波数および磁界強度を持つ電磁場内に置かれた時に、異なる量のエネルギーを分散させる。こうして、材料のタイプ、長さ、幅、および厚さなどのサセプタのパラメータはどれも、既知の電磁場内で望ましい電力分散を提供するように変化させうる。

好ましいサセプタは２５０℃を超える温度に加熱されうる。適切なサセプタは、非金属コア上に配置された金属層を持つ非金属コアを備えうるが、例えばセラミックコアの表面上に形成される金属トラックなどである。

サセプタは、例えば、細長いサセプタ材料を封入する保護用のセラミック層または保護用のガラス層など、保護用の外部層を持ちうる。サセプタは、サセプタ材料を含むコア上に形成されるガラス、セラミック、または不活性の金属によって形成される保護用の被覆を備えうる。

サセプタはエアロゾル形成基体と熱的に接触して配列される。こうして、サセプタの温度が高くなると、エアロゾル形成基体は加熱され、エアロゾルが形成される。サセプタは、例えばエアロゾル形成基体内で、エアロゾル形成基体と物理的に直接接触して配列されることが好ましい。

エアロゾル発生物品は単一の細長いサセプタを含みうる。別の方法として、エアロゾル発生物品は１つ以上の細長いエアロゾル発生物品を備えうる。

エアロゾル形成基体は固体の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、固体の、および液体の成分を含んでもよい。

エアロゾル形成基体はニコチンを含むことが好ましい。一部の好ましい実施形態で、エアロゾル形成基体はたばこを含む。例えば、エアロゾル形成材料は均質化したたばこシートとしうる。

別の方法として、または追加的に、エアロゾル形成基体はエアロゾル形成材料を含む非たばこを含んでもよい。例えば、エアロゾル形成材料はニコチン塩およびエアロゾル形成体を含むシートとしうる。

エアロゾル形成基体が固体のエアロゾル形成基体である場合、固体のエアロゾル形成基体は、薬草の葉、たばこ葉、たばこの茎、膨化たばこおよび均質化したたばこのうち１つ以上を含む、例えば、粉末、顆粒、ペレット、断片、より糸、細片またはシートのうち１つ以上を含みうる。

随意に、固体のエアロゾル形成基体は、たばこまたは非たばこ揮発性風味化合物を含んでもよく、それは固体のエアロゾル形成基体の加熱に応じて放出される。また、固体のエアロゾル形成基体は、例えば、さらなるたばこ揮発性風味化合物または非たばこ揮発性風味化合物を含む１つ以上のカプセルを含んでもよく、このようなカプセルは、固体のエアロゾル形成基体の加熱の間、溶解してもよい。

随意に、固体のエアロゾル形成基体は、熱的に安定な担体上に提供されてもまたはその中に包埋されてもよい。担体は、粉末、顆粒、ペレット、断片、より糸、細片またはシートの形態をとってもよい。固体のエアロゾル形成基体は、例えば、シート、泡、ゲルまたはスラリーの形態で担体の表面上に沈着してもよい。固体のエアロゾル形成基体は、担体の全表面上に沈着してもよく、または代わりに、使用中、均一でない風味送達を提供するために一定のパターンにおいて沈着してもよい。

本明細書で使用される「均質化したたばこ材料」という用語は、粒子状たばこを凝集することによって形成される材料を意味する。

本明細書に使用される「シート」という用語は、実質的にその厚さより大きい幅および長さを有する薄層状の要素を意味する。

本明細書に使用される「集められた」という用語は、巻き込まれ、折り畳まれ、または別途エアロゾル発生物品の長軸方向軸に対して実質的に横方向に圧縮され、または収縮したシートを記述するために使用される。

好ましい実施形態において、エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料のきめのあるシートの集合体を含む。

本明細書で使用される「きめのあるシート」という用語は、捲縮され、型押しされ、デボス加工され、穿孔され、または別途変形されたシートを意味する。エアロゾル形成基体は、複数の間隔を置いたへこみ、突起、穿孔またはそれらの組み合わせを含む均質化したたばこ材料のきめのあるシートの集合体を含んでもよい。

特に好ましい実施形態において、エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料の捲縮したシートの集合体を含む。

均質化したたばこ材料のきめのあるシートの使用は、均質化したたばこ材料シートの集結を都合よく容易にしてエアロゾル形成基体を形成してもよい。

本明細書に使用される「捲縮したシート」という用語は、複数の実質的に平行した隆起またはしわを有するシートを意味する。エアロゾル発生物品が組み立てられた時に、実質的に平行した隆起またはしわは、エアロゾル発生物品の長軸方向軸に沿って、または平行に延びることが好ましい。これは、均質化したたばこ材料の捲縮したシートの集合を都合良く容易にしてエアロゾル形成基体を形成する。しかし、エアロゾル発生物品に含めるための均質化したたばこ材料の捲縮したシートが、別の方法としてまたは追加的に、エアロゾル発生物品が組み立てられた時に、エアロゾル発生物品の長軸方向軸に鋭角または鈍角で配置される複数の実質的に平行した隆起またはしわを有してもよいことが認識される。

エアロゾル形成基体は、紙またはその他のラッパーによって取り囲まれたエアロゾル形成材料を含むプラグの形態であってもよい。エアロゾル形成基体がプラグの形態である場合、任意のラッパーを含めてプラグ全体がエアロゾル形成基体であると考えられる。

好ましい実施形態において、エアロゾル形成基体は、ラッパーによって取り囲まれた均質化したたばこ材料シートの集合体、またはその他のエアロゾル形成材料を含むプラグを含む。その細長いサセプタまたはそれぞれの細長いサセプタは、プラグ内でエアロゾル形成材料と直接接触する状態で配置されることが好ましい。

本明細書で使用される「エアロゾル形成体」という用語は、使用において、エアロゾルの形成を容易にし実質的にエアロゾル発生物品の使用温度にて熱分解に対して抵抗性である任意の適切な周知の化合物または化合物の混合物を記述するために使用される。

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（プロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオールおよびグリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノ－、ジ－またはトリアセテートなど）、およびモノ－、ジ－またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチルおよびテトラデカン二酸ジメチルなど）を含むが、これらに限定されない。

好ましいエアロゾル形成体は、多価アルコールまたはその混合物（例えばプロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオールおよび最も好ましくはグリセリン）である。

エアロゾル形成基体は単一のエアロゾル形成体を含んでもよい。別の方法として、エアロゾル形成基体は、２つ以上のエアロゾル形成体の組み合わせを含んでもよい。

エアロゾル形成基体は、乾燥質量ベースにおいて５％を超えるエアロゾル形成体の含有量を有することが好ましい。

エアロゾル形成基体は、乾燥質量ベースにおいておよそ５％～およそ３０％の間のエアロゾル形成体の含有量を有してもよい。

好ましい実施形態において、エアロゾル形成基体は乾燥質量ベースにおいておよそ２０％のエアロゾル形成体の含有量を有する。

エアロゾル発生物品で使用するための均質化したたばこのシートの集合体を含むエアロゾル形成基体は、当業界で周知の、例えばＷＯ ２０１２／１６４００９ Ａ２号で開示されている方法によって製造しうる。

エアロゾル形成基体の外径は少なくとも５ｍｍであることが好ましい。エアロゾル形成基体の外径は、およそ５ｍｍ～およそ１２ｍｍ、例えば、およそ５ｍｍ～およそ１０ｍｍ、またはおよそ６ｍｍ～およそ８ｍｍでもよい。好ましい実施形態において、エアロゾル形成基体は７．２ｍｍ、＋／－１０％の外径を有する。

エアロゾル形成基体の長さは、およそ５ｍｍ～およそ１５ｍｍ、例えば約８ｍｍ～約１２ｍｍとしうる。一つの実施形態において、エアロゾル形成基体はおよそ１０ｍｍの長さを有してもよい。好ましい実施形態において、エアロゾル形成基体はおよそ１２ｍｍの長さを有する。細長いサセプタは、エアロゾル形成基体とほぼ同じ長さであることが好ましい。

エアロゾル形成基体は実質的に円柱状であることが好ましい。

支持要素はエアロゾル形成基体のすぐ下流に位置することができ、またエアロゾル形成基体に隣接することができる。

支持要素は任意の適切な材料または材料の組み合わせから形成されてもよい。例えば、支持要素は、酢酸セルロース；ボール紙；捲縮された耐熱紙または捲縮された硫酸紙などの捲縮した紙；および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などの重合体材料から成る群より選択される１つ以上の材料から形成されてもよい。好ましい実施形態において、支持要素は酢酸セルロースから形成される。

支持要素は中空の管状要素を含んでもよい。好ましい実施形態において、支持要素は中空のセルロースアセテートチューブを含む。

支持要素はエアロゾル発生物品の外径にほぼ等しい外径を有することが好ましい。

支持要素は、およそ５ミリメートル～およそ１２ミリメートルの間、例えばおよそ５ミリメートル～およそ１０ミリメートルの間またはおよそ６ミリメートル～およそ８ミリメートル間の外径を有してもよい。好ましい実施形態において、支持要素は７．２ミリメートル＋／－１０％の外径を有する。

支持要素は、およそ５ミリメートル～およそ１５ｍｍの間の長さを有してもよい。好ましい実施形態において、支持要素は、およそ８ミリメートルの長さを有する。

エアロゾル冷却要素はエアロゾル形成基体の下流に位置することができるが、例えばエアロゾル冷却要素は支持要素のすぐ下流に位置することも、また支持要素と隣接することもできる。

エアロゾル冷却要素は、支持要素とエアロゾル発生物品の最端の下流端に位置するマウスピースとの間に位置してもよい。

エアロゾル冷却要素は、ミリメートル長さあたりおよそ３００～１０００平方ミリメートルの間の総表面積を有してもよい。好ましい実施形態において、エアロゾル冷却要素は、ミリメートル長さあたりおよそ５００平方ミリメートルの総表面積を有する。

エアロゾル冷却要素は、あるいは熱交換器と称され得る。

エアロゾル冷却要素は低引き出し抵抗を有するのが好ましい。すなわち、エアロゾル冷却要素は、エアロゾル発生物品を介して空気の通過に低抵抗性を提供することが好ましい。エアロゾル冷却要素はエアロゾル発生物品の引き出し抵抗に実質的に影響を及ぼさないことが好ましい。

エアロゾル冷却要素は複数の長軸方向に延びる経路を含んでもよい。複数の長軸方向に延びる経路は、捲縮、ひだ付け、集合、折り畳みのうち１つ以上の加工がなされて経路を形成するシート材料によって画定されうる。複数の長軸方向に延びる経路は、捲縮、ひだ付け、集合、折り畳みのうち１つ以上の加工がなされて複数の経路を形成する単一のシートによって定義され得る。別の方法として、複数の長軸方向に延びる経路は、捲縮、ひだ付け、集合、折り畳みのうち１つ以上の加工がなされて複数の経路を形成する複数のシートによって定義され得る。

いくつかの実施形態において、エアロゾル冷却要素は、金属箔、重合体材料および実質的に非多孔性の紙またはボール紙から成る群より選択される材料シートの集合体を含んでもよい。いくつかの実施形態において、エアロゾル冷却要素は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、酢酸セルロース（ＣＡ）およびアルミ箔から成る群より選択される材料シートの集合体を含んでもよい。

好ましい実施形態において、エアロゾル冷却要素は、生物分解性の材料シートの集合体を含む。例えば、非空隙性の紙のシートの集合体またはポリ乳酸またはＭａｔｅｒ－Ｂｉ（登録商標）の等級（デンプンベースのコポリエステルの市販のファミリー）などの生物分解性高分子材料シートの集合体。

特に好ましい実施形態において、エアロゾル冷却要素は、ポリ乳酸のシートの集合体を含む。

エアロゾル冷却要素は、重量ミリグラムあたりおよそ１０～１００平方ミリメートルの間の比表面積を有する材料シートの集合体から形成されてもよい。いくつかの実施形態において、エアロゾル冷却要素は、およそ３５ｍｍ²／ｍｇの比表面積を有する材料シートの集合体から形成されてもよい。

エアロゾル発生物品はエアロゾル発生物品の口側の端に位置するマウスピースを含んでもよい。マウスピースはエアロゾル冷却要素のすぐ下流に位置することも、またエアロゾル冷却要素に隣接することもできる。マウスピースはフィルターを含んでもよい。フィルターは、１つ以上の適切な濾過材料から形成されてもよい。多くのこのような濾過材料は当業界で周知である。一つの実施形態において、マウスピースは酢酸セルローストウから形成されるフィルターを含んでもよい。

マウスピースはエアロゾル発生物品の外径にほぼ等しい外径を有することが好ましい。

マウスピースは、およそ５ミリメートル～およそ１０ミリメートルの間、例えばおよそ６ミリメートル～およそ８ミリメートルの間の外径を有してもよい。好ましい実施形態において、マウスピースは７．２ミリメートル＋／－１０％の外径を有する。

マウスピースは、およそ５ミリメートル～およそ２０ミリメートルの間の長さを有してもよい。好ましい実施形態において、マウスピースは、およそ１４ミリメートルの長さを有する。

マウスピースは、およそ５ミリメートル～およそ１４ミリメートルの間の長さを有してもよい。好ましい実施形態において、マウスピースは、およそ７ミリメートルの長さを有する。

エアロゾル形成物品の要素、例えばエアロゾル形成基体およびエアロゾル発生物品のその他の任意の要素（支持要素、エアロゾル冷却要素、およびマウスピースなど）は、外側ラッパーによって取り囲まれる。外側ラッパーは任意の適切な材料または材料の組み合わせから形成されてもよい。外側ラッパーは紙巻たばこ用紙であることが好ましい。

エアロゾル発生物品は、およそ５ミリメートル～およそ１２ミリメートルの間、例えばおよそ６ミリメートル～およそ８ミリメートルの間の外径を有してもよい。好ましい実施形態において、エアロゾル発生物品は７．２ミリメートル＋／－１０％の外径を有する。

エアロゾル発生物品は、およそ３０ミリメートル～およそ１００ミリメートルの間の全長を有してもよい。好ましい実施形態では、エアロゾル発生物品の合計長さは４０ｍｍ～５０ｍｍ、例えばおよそ４５ミリメートルである。

エアロゾル発生システムのエアロゾル発生装置は、ハウジングと、エアロゾル発生物品を受けるためのくぼみと、そのくぼみ内に変動電磁場を発生させるために配列されたインダクタと、そのインダクタに接続された電力供給源と、電源からインダクタへの動力供給源を制御するよう構成された制御要素とを備えうる。

インダクタは変動電磁場を発生させる１つ以上のコイルを備えうる。コイル（単一または複数）はくぼみを囲みうる。

装置は１～３０ ＭＨｚの、例えば２～１０ ＭＨｚ、例えば５～７ ＭＨｚの変動電磁場を発生させる能力があることが好ましい。

装置は、１～５ ｋＡ／ｍの、例えば２～３ ｋＡ／ｍ、例えば約２．５ ｋＡ／ｍの磁界強度（Ｈ場）を持つ変動電磁場を発生させる能力があることが好ましい。

エアロゾル発生装置は、ユーザーが単一の手の指の間に持ちやすい、携帯用またはハンドヘルドのエアロゾル発生装置であることが好ましい。

エアロゾル発生装置は形状において実質的に円柱状でもよい。

エアロゾル発生装置は、およそ７０ミリメートル～およそ１２０ミリメートルの間の長さを有してもよい。

電力供給源は、任意の適切な電力供給源、例えば電池などの直流電圧供与源でもよい。一つの実施形態において、電力供給源はリチウムイオン電池である。あるいは、電力供給源は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池またはリチウムベースの電池、例えばリチウムコバルト、リチウム鉄リン酸、リチウムチタン酸またはリチウムポリマー電池でもよい。

制御要素は、単純なスイッチでもよい。あるいは、制御要素は電気回路でもよく、１つ以上のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含んでもよい。

エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置と、エアロゾル発生物品内に位置するサセプタがインダクタによって発生される変動電磁場内に位置付けられるようにエアロゾル発生装置のくぼみ内に受けられるように構成された１つ以上のエアロゾル発生物品とを備えうる。上述の通りエアロゾル発生物品を使用する方法は、物品の細長いサセプタが装置によって発生される変動電磁場内にあるように、電気的に動作するエアロゾル発生装置に関連させて物品を位置付ける工程と、第一の期間中に細長いサセプタ内で分散される電力が５～６ワットであるように変動電磁場の磁界強度を制御する工程と、第二の期間中に細長いサセプタ内で分散される電力が１．５～２ワットであるように変動電磁場の磁界強度を変化させる工程とを含みうる。

第一の期間中に、サセプタは、エアロゾルを送達するための使用温度までエアロゾル形成基体を急速に加熱する。第一の期間は、例えば、１～１０秒間持続しうる。第二の期間中、サセプタはエアロゾル形成基体をその使用温度に維持する。サセプタによって分散される電力を低減することにより、エアロゾル形成基体の過熱が阻止され、装置の電池寿命が改善されうる。

電気的に動作するエアロゾル発生装置は、本明細書で説明した任意の装置としうる。変動電磁場の周波数は１～３０ ＭＨｚ、例えば５～７ ＭＨｚに維持されることが好ましい。

本明細書で説明または定義されているエアロゾル発生物品を製造する方法は、口側の端と口側の端から上流の遠位端とを持つロッドの形態の複数の要素を組み立てる工程を含みうるが、その複数の要素はエアロゾル形成基体および細長いサセプタ素子がロッド内で実質的に長軸方向に配列されているサセプタを含み、エアロゾル形成基体と熱的に接している。サセプタはエアロゾル形成基体と直接接触することが好ましい。

有利なことに、エアロゾル形成基体は、少なくとも一つのエアロゾル形成材料シートを集結し、ラッパーでそのシートの集合体を取り囲むことにより製造されうる。加熱式エアロゾル発生物品のためのこうしたエアロゾル形成基体を製造する適切な方法が、ＷＯ２０１２１６４００９号に開示されている。エアロゾル形成材料シートは均質化したたばこのシートとしうる。別の方法として、エアロゾル形成材料シートは非たばこ材料、例えばニコチン塩およびエアロゾル形成体を含むシートでもよい。

細長いサセプタ、またはそれぞれの細長いサセプタは、エアロゾル形成基体をその他の要素と共に組み立ててエアロゾル発生物品を形成する前にエアロゾル形成基体内に挿入されうる。別の方法として、エアロゾル形成基体は、サセプタがエアロゾル形成基体に挿入される前に、その他の要素と組み立ててもよい。

また、一つの態様または実施形態に関して記述される特徴は、その他の態様および実施形態に適用できるかもしれない。具体的な実施形態について、ここで図を参照しながら説明する。

図１はエアロゾル発生物品の具体的な実施形態の概略断面図である。 図２は、図１に図示したエアロゾル発生物品と併用するための、電気的に動作するエアロゾル発生装置の具体的な実施形態の概略断面図である。 図３は、図３の電気的に動作するエアロゾル発生装置と連動する図１のエアロゾル発生物品の概略断面図である。

図１は好ましい実施形態によるエアロゾル発生物品１０を図示したものである。エアロゾル発生物品１０は、エアロゾル形成基体２０、支持要素３０、エアロゾル冷却要素４０およびマウスピース５０という、同軸に整列して配置される４つの要素を含む。これら４つの要素のそれぞれは実質的に円筒形の要素であり、それぞれが実質的に同一の直径を持つ。これらの４つの要素は連続して配列され、外側ラッパー６０によって取り囲まれ、円柱状のロッドを形成する。ブレード型のサセプタ２５はエアロゾル形成基体内に位置し、エアロゾル形成基体と接触している。サセプタ２５はエアロゾル形成基体の長さとほぼ等しい長さを持ち、エアロゾル形成基体の半径方向の中心軸に沿って位置する。

サセプタ２５は、長さ１０ｍｍ、幅３ｍｍおよび厚さ１ｍｍを持つフェライト鉄材料である。サセプタの一端または両端はエアロゾル形成基体への挿入を容易にするように鋭くするかまたは尖らせてもよい。

エアロゾル発生物品１０は近位または口側の端７０を有し、使用者は使用の間、自分の口の中に挿入し、遠位端８０は口側の端７０に対してエアロゾル発生物品１０の反対側の端に位置する。組み立てられたエアロゾル発生物品１０の合計長さは約４５ｍｍで直径は約７．２ｍｍである。

使用において、空気は、遠位端８０から口側の端７０へ使用者によってエアロゾル発生物品を介して引き出される。また、エアロゾル発生物品の遠位端８０は、エアロゾル発生物品１０の上流端として記述してもよく、エアロゾル発生物品１０の口側の端７０はまた、エアロゾル発生物品１０の下流端として記述してもよい。口側の端７０と遠位端８０との間に位置するエアロゾル発生物品１０の要素は、口側の端７０の上流に、または代わりに、遠位端８０の下流にあると記述することができる。

エアロゾル形成基体２０はエアロゾル発生物品１０の最端の遠位端または上流端８０に位置する。図１に図示した実施形態において、エアロゾル形成基体２０は、ラッパーによって取り囲まれる捲縮され均質化したたばこ材料シートの集合体を含む。均質化したたばこ材料の捲縮したシートはエアロゾル形成体としてグリセリンを含む。

支持要素３０はエアロゾル形成基体２０の下流に直接位置し、エアロゾル形成基体２０に隣接する。図１に示した実施形態において、支持要素は中空のセルロースアセテートチューブである。支持要素３０は、それがエアロゾル発生物品１０の製造時にサセプタ２５によって貫通されることができるように、エアロゾル発生物品１０の最端の遠位端８０にてエアロゾル形成基体２０を位置する。こうして、支持要素３０は、サセプタ２５がエアロゾル形成基体２０に挿入される時に、エアロゾル形成基体２０がエアロゾル冷却要素４０の方へエアロゾル発生物品１０内に下流へと押し込まれるのを防ぐのに役立つ。支持要素３０はまた、エアロゾル形成基体２０からエアロゾル発生物品１０のエアロゾル冷却要素４０に間隔を開けるスペーサーとして働く。

エアロゾル冷却要素４０は支持要素３０の下流に直接位置し、支持要素３０に隣接する。使用において、エアロゾル形成基体２０から放出される揮発性物質は、エアロゾル発生物品１０の口側の端７０の方へエアロゾル冷却要素４０に沿って通過する。揮発性物質は、エアロゾル冷却要素４０内で冷却してユーザーによって吸入されるエアロゾルを形成してもよい。図１に図示した実施形態において、エアロゾル冷却要素は、ラッパー９０によって取り囲まれたポリ乳酸の捲縮したシートの集合体を含む。ポリ乳酸の捲縮したシートの集合体は、エアロゾル冷却要素４０の長さに沿って延びる複数の長軸方向経路を定義する。

マウスピース５０はエアロゾル冷却要素４０の下流に直接位置し、エアロゾル冷却要素４０に隣接する。図１に示す実施形態で、マウスピース５０は低濾過効率の従来の酢酸セルローストウフィルターを含む。

エアロゾル発生物品１０を組み立てるために、上記の４つの円柱状要素は外側ラッパー６０内で整列させられ、密接に包まれる。図１に図示した実施形態において、外側ラッパーは、従来の紙巻たばこ用紙である。次に、サセプタ２５は、エアロゾル形成基体２０を貫通して完全なエアロゾル発生物品１０を形成するように、組立品の遠位端８０に挿入される。

組立の別の方法として、複数の要素を組み立ててロッドを形成する前に、サセプタ２５をエアロゾル形成基体２０に挿入してもよい。

図１に図示したエアロゾル発生物品１０は、使用者によって喫煙または消費されるための誘導コイル（すなわち、インダクタ）を含む、電気的に動作するエアロゾル発生装置と連動するように設計される。

電気的に動作するエアロゾル発生装置２００の概略断面図を図２に示す。エアロゾル発生装置２００はインダクタ２１０を備える。図２に示す通り、インダクタ２１０はエアロゾル発生装置２００の基体受入れチャンバ２３０の遠位部分２３１に隣接して位置する。使用時には、ユーザーは、エアロゾル発生物品１０のエアロゾル形成基体２０がインダクタ２１０に隣接した位置になるように、エアロゾル発生物品１０をエアロゾル発生装置２００の基体受入れチャンバ２３０に挿入する。

エアロゾル発生装置２００はインダクタ２１０を作動させるようにするバッテリー２５０および電子回路２６０を備える。このような作動は手動でもよく、またはエアロゾル発生装置２００の基体受入れチャンバ２３０の中に挿入されるエアロゾル発生物品１０での使用者の引き出しに応答して自動的に起こってもよい。

作動する時、高周波の交流電流がインダクタの一部を形成する巻線コイルを通過する。これにより、インダクタ２１０が装置の基体受け入れくぼみ２３０の遠位部分２３１内に変動電磁場を発生させる。電磁場の周波数は１～３０ ＭＨｚ、好ましくは２～１０ ＭＨｚ、例えば５～７ ＭＨｚで変動することが好ましい。エアロゾル発生物品１０が基体受け入れくぼみ２３０内に正しく位置付けられた時、物品１０のサセプタ２５はこの変動電磁場内に位置する。変動電磁場はサセプタ内に渦電流を発生させ、その結果これが加熱される。加熱されたサセプタはエアロゾルを形成するのに十分な温度まで、例えば約３４０℃に、エアロゾル発生物品１０のエアロゾル形成基体２０を加熱する。エアロゾルはエアロゾル発生物品１０を通して下流に引き出され、ユーザーによって吸い込まれる。図３は電気的に動作するエアロゾル発生装置と連動するエアロゾル発生物品を図示したものである。

図１に関連して説明した具体的な実施形態は、均質化したたばこから形成されるエアロゾル形成基体を含む。その他の実施形態で、エアロゾル形成基体は異なる材料から形成しうる。例えば、エアロゾル発生物品の第二の具体的な実施形態は、エアロゾル形成基体２０がピルビン酸ニコチン、グリセリン、および水を含む液剤に浸された紙巻たばこ用紙の非たばこシートから形成されることを除き、図１の実施形態に関連して上述したものと同一の要素を持つ。紙巻たばこ用紙は液剤を吸収し、そのため非たばこシートはピルビン酸ニコチン、グリセリンおよび水を含む。グリセリン対ニコチンの比は５：１である。使用時に、エアロゾル形成基体２０は摂氏約２２０度の温度に加熱される。この温度でピルビン酸ニコチン、グリセリン、および水を含むエアロゾルが放出され、フィルター５０を通してユーザーの口内に引き出されうる。基体２０は、エアロゾルがたばこ基体から放出されるのに必要な温度よりもかなり低い温度まで加熱されることが注記される。

エアロゾル発生物品の特定の一実施形態において、物品は、エアロゾル発生物品は、サセプタが長さ１２ｍｍ、幅４ｍｍ、および厚さ１２マイクロメートルを持つことを除き、図１に関連して上述した通りである。サセプタはグレード４３０ステンレス鋼で形成される。装置は、上述したとおり、電気的に動作するエアロゾル発生装置を使用して消費されうる。好ましい例において、装置は、約７ ＭＨｚの周波数および約２．５ ｋＡ／ｍの磁界強度（Ｈ場）を持つ変動電磁場を発生させる。好ましい例において、磁界強度は、物品の消費中に変動し、サセプタによって分散される電力を変化させ、そのため、物品の消費中にエアロゾル形成基体に供給されるエネルギーを変化させる。これにより、エアロゾル形成基体が使用温度、例えば約３４０℃に迅速に到達するようになり、またその後、少なめの量のエネルギーを供給することにより、その温度でまたはその温度付近に効率よく維持することができるようにしうる。

上述の模範的実施形態によって請求の範囲を制限する意図はない。上述の模範的実施形態と一貫性のあるその他の実施形態が、当業界の当業者にとって明らかとなる。

Claims (17)

1. 電気的に動作するエアロゾル発生装置と共に使用するためのエアロゾル発生物品であって、前記エアロゾル発生物品が、口側の端および前記口側の端から上流にある遠位端を持つロッドの形態に組み立てられた複数の要素を備え、前記複数の要素が、エアロゾル形成基体、支持要素およびマウスピースを含み、
   前記支持要素が、前記エアロゾル形成基体のすぐ下流に位置し、前記マウスピースが、前記エアロゾル発生物品の前記口側の端に位置し、
   前記エアロゾル形成基体が、エアロゾル形成材料を含む非たばこの細片またはシートのうちの１つ以上を含み、
   前記エアロゾル形成基体が、プロピレングリコールおよびグリセリンを含む２つ以上のエアロゾル形成体の組み合わせを含み、
   前記エアロゾル形成基体内に、電磁エネルギーを熱に変換するように構成されたサセプタ材料から成る単一の細長いサセプタが位置して前記エアロゾル形成基体と物理的に直接接触し、前記単一の細長いサセプタが前記ロッド内で半径方向に中央の部分に位置付けられ、かつ前記ロッドの長軸方向軸に沿って延び、
   前記単一の細長いサセプタが、１０～５００マイクロメートルの厚さを持ち、前記エアロゾル形成基体とほぼ同じ長さである、エアロゾル発生物品。
2. 前記単一の細長いサセプタがピン、ロッド、またはブレードの形状である、請求項１に記載のエアロゾル発生物品。
3. 前記単一の細長いサセプタが一定の断面を持つ、請求項１または２に記載のエアロゾル発生物品。
4. 前記サセプタ材料が強磁性材料を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
5. 前記サセプタ材料が金属を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
6. 前記エアロゾル形成基体が、紙ラッパーによって取り囲まれた前記エアロゾル形成材料を含むプラグの形態である、請求項１～５のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
7. 前記複数の要素が外側ラッパーによって取り囲まれる、請求項１～６のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
8. 前記マウスピースがフィルターを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
9. 前記フィルターが酢酸セルローストウから形成される、請求項８に記載のエアロゾル発生物品。
10. 前記マウスピースが長さ５ミリメートル～２０ミリメートルである、請求項１～９のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
11. 前記支持要素が重合体材料から形成される、請求項１～１０のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
12. 前記支持要素が長さ５ミリメートル～１５ｍｍである、請求項１～１１のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
13. 前記エアロゾル形成基体が長さ５ｍｍ～１５ｍｍである、請求項１～１２のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
14. 前記エアロゾル形成基体が長さ８ｍｍ～１２ｍｍである、請求項１３に記載のエアロゾル発生物品。
15. 前記エアロゾル発生物品の合計長さが４０ｍｍ～５０ｍｍである、請求項１～１４のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品。
16. 変動電磁場を発生させるためのインダクタと、請求項１～１５のいずれか１項で定義されたエアロゾル発生物品とを持つ、電気的に動作するエアロゾル発生装置を備えた、エアロゾル発生システムであって、前記エアロゾル発生物品が、前記インダクタによって発生する前記変動電磁場が前記サセプタ内で電流を誘起し前記サセプタを加熱するように前記エアロゾル発生装置と連動する、エアロゾル発生システム。
17. 請求項１～１５のいずれか１項に記載のエアロゾル発生物品を製造する方法であって、複数の要素を口側の端および前記口側の端の上流にある遠位端を持つロッドの形態に組み立てる工程を含む工程であって、前記複数の要素が、エアロゾル形成基体と、前記ロッド内で実質的に長軸方向に配置され、かつ前記エアロゾル形成基体と熱的接触状態にある単一の細長いサセプタとを含む工程を含む、方法。

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