JP2018527889A - エアロゾル発生システムおよびそのシステムにおける使用のためのエアロゾル発生物品 - Google Patents
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Abstract
エアロゾル発生システムは、ニコチン源と、第二の物質源と、ニコチン源を加熱するための第一のサセプタおよび第二の物質源を加熱するための第二のサセプタとを備える。システムはさらに、負荷ネットワークに接続された電源であって、負荷ネットワークが第一のサセプタおよび第二のサセプタに誘導結合するためのインダクタを含む、電源を備える。本発明はまた、ニコチン源および第一のサセプタを有する第一の区画ならびに第二の物質源および第二のサセプタを有する第二の区画を含むカートリッジを備えるエアロゾル発生物品に関連する。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本発明は、ニコチンを含むエアロゾルを発生させるためのニコチン源を含む誘導性の加熱エアロゾル発生システムに関連する。本発明はまた、そのようなエアロゾル発生システムで使用するためのニコチン源を含むエアロゾル発生物品に関連する。なおさらに、本発明は、ニコチン蒸気と第二の物質の蒸気との間の反応化学量論を制御するための方法に関連する。
ニコチンをニコチン源からユーザーに送達するための種々のエアロゾル発生システムおよび装置が、公知である。ここにおいて、発熱体はニコチン源および送達促進化合物を加熱する。２つの化合物の蒸気圧の差は、好ましくない反応化学量論につながりかねない。反応を改善するために、ニコチンと同様の蒸気圧を有する送達促進化合物が選択されてもよい。しかし、これは、ニコチンとの組み合わせで用いられる化合物の選択を制限する。
したがって、改善された加熱メカニズムを持つニコチン源を含むエアロゾル発生システムについての必要性がある。特に、そのようなエアロゾル発生システム、ならびに効率的な反応化学量論および好ましくは一定のエアロゾル形成を可能にし、蒸発される異なる化合物に適合可能なそのようなシステムで使用されるエアロゾル発生物品についての必要性がある。
本発明の態様によれば、エアロゾル発生システムが提供されている。エアロゾル発生システムは、ニコチン源および第二の物質源を備える。システムはさらに、ニコチン源を加熱するための第一のサセプタと、第二の物質源を加熱するための第二のサセプタと、負荷ネットワークに接続された電源であって、負荷ネットワークが第一のサセプタおよび第二のサセプタに誘導結合するためのインダクタを含む電源とを備える。
ニコチン源および第二の物質源のそれぞれに独自のサセプタを提供することによって、２つの源の両方の物質が、個別の発熱体を用いて加熱されうる。第一のサセプタは、ニコチン源を加熱するために適合され、かつ設計されうる。第二のサセプタは、第二の物質源を加熱するために適合され、かつ設計されうる。第一のサセプタおよび第二のサセプタは、エアロゾルを生成するためのニコチン蒸気および第二の物質の蒸気の効率的な反応化学量論を生成させる手法で加熱が実施されるように、構成されてもよい。第一のサセプタおよび第二のサセプタは、一定のニコチン送達をユーザーに提供する手法において加熱が実施されるように、構成されてもよい。未反応のニコチン蒸気および未反応の第二の物質蒸気は、ユーザーに送達されないことが好ましい。
第一のサセプタは、ニコチン源を第一の温度に加熱するように構成されてもよく、第二のサセプタは、第二の物質源を第二の温度に加熱するように構成されてもよい。第一の温度と第二の温度は、同一であってもよいが、異なっていてもよい。第一の温度と第二の温度は、異なっていることが好ましい。第一および第二の温度は、効率的な反応化学量論を達成するような、所望の量のニコチンを蒸発させるための温度および所望の量の第二の物質を蒸発させるための温度などでありうる。ニコチン源および第二の物質源が、相互に影響を受けずに異なる温度を達成できるので、物質の組み合わせが、物質の異なる蒸気圧に影響を受けないエアロゾル発生のために選択されうる。したがって、より多くの適応性および変形性が、エアロゾル形成において提供されうる。
ニコチン源および第二の物質源についての所望の温度であって、源において異なる絶対温度だけでなく異なる温度分布をも含みうる所望の温度を達成するために、第一および第二のサセプタは異なっていてもよい。
第一のサセプタおよび第二のサセプタは、形状、サイズ、材料、量および分布のうちの少なくとも１つにおいて異なっていてもよい。これらのパラメーターのすべては、サセプタの誘導性に影響を与え、例えば、加熱されるサセプタと源との間の接触境界面にも影響を与えうる。したがって、これらのパラメーターは、源の加熱に影響を与え、適宜に変えられうる。第一のサセプタおよび第二のサセプタは、例えば、キュリー温度において異なってもよい。異なるキュリー温度は、ニコチン源および第二の物質源の加熱を制御するための有効な手段を提供しうる。第一および第二のサセプタは、例えば、異なるキュリー温度を有する２つのフェライトで作られてもよく、またはその２つのフェライトを含んでいてもよい。
第一のサセプタおよび第二のサセプタは、前述のパラメーターの組み合わせによって異なっていてもよい。
サセプタの形状としては、例えば、細片、ピン、ロッド、ねじ状および粒子が挙げられうるが、これらに限定されない。
サセプタの量は、例えば、同一または非同一のサセプタ（例えば、形状、サイズ、材料およびキュリー温度において同一）の量を含みうる。異なる量は、例えば、重さまたは数が異なっていてもよい。
第一のサセプタの分布および第二のサセプタの分布は、均一または非均一であってもよい。分布は、局在的であっても散在的であってもよい。分布は、ニコチン源および第二の物質源の異なる領域におけるサセプタの配置を含みうる。例えば、異なる領域は、中央領域、周辺領域、上流領域もしくは下流領域、またはその組合せであってもよい。第一のサセプタおよび第二のサセプタの異なる分布は、適宜に前述の例の分布における差を含む。
第一および第二のサセプタは、例えば、同一の形状および同一の幾何学的形状を持っていてもよい。２つのサセプタは次に、例えば、異なる材料を含んでも、または異なる材料で作られてもよい。同一の形状およびサイズを有する第一および第二のサセプタは、それぞれの源の物質を接触させるための同一のサイズの接触面を有する。同一の接触面は、ニコチン源および第二の物質源の蒸発プロファイルの制御を促進しうる。
第一および第二のサセプタは、同一の材料で作られ、また他のサセプタ特質と異なっていてもよい。サセプタについての同一のサセプタ材料は、例えば、酸化による材料の経時変化プロセスの観点から有利でありうる。したがって、２つのサセプタの異なる材料変化によるニコチンおよび第二の物質の反応化学量論の変化は、サセプタについて同一の材料を選択することにより防がれうる。
「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することが可能な材料を意味する。交流電磁場内に位置するとき、典型的にサセプタ内で渦電流が誘導され、且つ、ヒステリシス損失が生じ、これはサセプタの加熱の原因となる。サセプタが、ニコチン源または第二の物質源と熱接触状態または熱近接状態に置かれるとき、それぞれの源は、蒸気が形成されるようにそれぞれのサセプタによって加熱される。サセプタは、それぞれの源と物理的に直接接触して配列されることが好ましい。
サセプタは、ニコチンおよび第二の物質を気化させるのに十分な温度に誘導加熱されうるあらゆる材料から形成されてもよい。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、例えばフェライト鉄、強磁性鋼またはステンレス鋼などの強磁性合金、強磁性粒子、およびフェライトなどの強磁性材料を含んでよく、またはその強磁性材料からなってよい。適切なサセプタはアルミニウムであってよく、またはアルミニウムを含んでよい。サセプタは、５%超の、好ましくは２０%超の、好ましくは５０%または９０%超の強磁性または常磁性の材料を含むことが好ましい。好ましいサセプタは５０℃を超える温度に加熱され得る。本発明によるシステムの使用において、サセプタは、以下の好ましい範囲の温度に加熱されうる。３０〜１５０℃、３５〜１４０℃、４５〜１３０℃、６５〜１２０℃、および８０〜１１０℃。適切なサセプタは非金属コアとその非金属コア上に配置された金属層、例えば、セラミックコアの表面に形成される金属帯を備え得る。サセプタは、そのサセプタを封入する保護用外部層、例えば保護用セラミック層または保護用ガラス層を有してよい。そのサセプタは、サセプタ材料のコアの上に形成される、ガラス、セラミック、または不活性金属によって形成される保護被覆を備え得る。
サセプタは細長い金属材料でありうる。サセプタはまた、例えば、金属粒子またはフェライト粒子などの粒子であってもよい。
サセプタは、固体、中空または多孔性であってもよい。サセプタは、固体であることが好ましい。
サセプタは、ニコチン源または第二の物質源のためのキャリアであってもよい。例えば、ニコチンまたは第二の物質は、サセプタ上に置かれてもよく、またはサセプタ内に置かれてもよい。例えば、サセプタは、海綿体様材料（例えば、金属海綿状）であってもよい。
したがって、異なる材料を含むまたは異なる材料で作られる第一のサセプタおよび第二のサセプタは、前述の例のサセプタ材料における差を含むことが好ましい。
サセプタ外形が一定の断面、例えば円形の断面を持つ場合、それは約１ｍｍと約５ｍｍの間の好ましい幅または直径を有する。サセプタ外形がシートまたはバンドの形態を有する場合、そのシートまたはバンドは好ましくは約２ｍｍと約８ｍｍの間、より好ましくは、約３ｍｍと約５ｍｍの間、例えば４ｍｍの幅、および好ましくは約０．０３ｍｍと約０．１５ｍｍの間、より好ましくは約０．０５ｍｍと約０．０９ｍｍの間、例えば約０．０７ｍｍの厚みを有する長方形の形状を有することが好ましい。
原則として、特定の値に関連して「約」という用語が本明細書全体を通して使用される時はいつでも、「約」という用語に続く値は、技術的な考慮事項のため、厳密に正確なその特定の値を持つ必要はないと理解される。ただし、特定の値に関連して使用される「約」という用語は常に、用語「約」に続く特定の値を含み、かつ明示的に開示するものと理解される。
サセプタが複数の粒子の形状である場合、粒子はニコチン源または第二の物質源内に、またはその周りに均一に分布されていることが好ましい。サセプタ粒子のサイズは、好ましくは約５マイクロメートル〜約１００マイクロメートルの範囲、より好ましくは約１０マイクロメートル〜約８０マイクロメートルの範囲であり、例えば２０マイクロメートル〜５０マイクロメートルの範囲のサイズである。
ニコチン源はニコチン、ニコチン塩基、ニコチン塩（ニコチン−ＨＣｌ、ニコチン酒石酸塩、またはニコチン二酒石酸塩など）、またはニコチン誘導体のうちの１つ以上を含んでもよい。ニコチン源は天然ニコチンまたは合成ニコチンを含んでもよい。ニコチン源は純粋なニコチン、水性溶剤または非水性溶剤中のニコチン溶液、あるいは液体たばこ抽出物を含んでもよい。
ニコチン源は電解質形成化合物をさらに含んでもよい。電解質形成化合物はアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、およびこれらの組み合わせから成る群より選択されてもよい。例えば、ニコチン源は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化バリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、硫酸アンモニウムおよびこれらの組み合わせから成る群より選択された電解質形成化合物を含んでもよい。
ニコチン源はニコチン、ニコチン塩基、ニコチン塩、またはニコチン誘導体および電解質形成化合物の水溶液を含んでもよい。
ニコチン源は、天然風味、人工風味、および酸化防止剤が挙げられるがこれに限定されない他の構成成分をさらに含んでもよい。
ニコチン源は収着要素および収着要素上に収着されたニコチンを含んでもよい。第一のサセプタは、収着要素と物理的に接触していることが好ましい。例えば、第一のサセプタは、収着要素に組み込まれる場合がある。
収着要素は任意の好適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、収着要素は、ガラス、セルロース、セラミック、ステンレス鋼、アルミニウム、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ（シクロヘキサンジメチレンテレフタラート）（PCT）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）およびＢＡＲＥＸ（登録商標）のうちの１つ以上を含んでもよい。
収着要素は、多孔性の収着要素としうる。例えば、収着要素は、多孔性プラスチック材料、多孔性高分子繊維、および多孔性ガラス繊維から成る群より選択される１つ以上の材料を含む多孔性収着要素であってもよい。
収着要素はニコチンに関して化学的に不活性であることが好ましい。
収着要素は任意の好適なサイズおよび形状を有してもよい。
ある特定の実施形態では、収着要素は実質的に円筒形のプラグとしうる。例えば、収着要素は多孔性の実質的に円筒形のプラグとしうる。
別の実施形態では、収着要素は実質的に円筒形の中空管であってもよい。例えば、収着要素は多孔性の実質的に円筒形の中空管としうる。
収着要素のサイズ、形状、および組成物は、所望の量のニコチンを収着要素上に収着できるように選んでもよい。
収着要素は、有利にもニコチンのための貯蔵部として作用する。
第二の物質は、ニコチン蒸気と反応する送達促進化合物または物質である。ニコチン蒸気は気相で第二の物質蒸気と反応してエアロゾルを形成する。形成されたエアロゾルは、エアロゾル発生物品の下流端に、およびユーザーに送達される。
送達促進化合物は酸であってもよい。送達促進化合物は、３−メチル−２−オキソ吉草酸、ピルビン酸、２−オキソ吉草酸、４−メチル−２−オキソ吉草酸、３−メチル−２−オキソブタン酸、２−オキソオクタン酸、２−オキソプロパン酸（乳酸）およびこれらの組み合わせから成る群より選択される酸であってもよい。送達促進化合物は、ピルビン酸または乳酸であることが好ましい。
第二の物質源（例えば、ピルビン酸源または乳酸源）は、収着要素および収着要素上に収着された第二の物質（例えば、乳酸）を含んでもよい。第二のサセプタは、収着要素と物理的に接触していることが好ましい。例えば、第二のサセプタは、収着要素に組み込まれる場合がある。
収着要素は、任意の好適な材料または材料の組み合わせ、例えば上記に列挙した材料から形成されうる。
収着要素は第二の物質に関して化学的に不活性であることが好ましい。
収着要素は任意の好適なサイズおよび形状を有してもよい。
第二の物質のための収着要素は、ニコチンのための収着要素に関して上記で説明されたような同一の形状、材料およびサイズを有してもよい。特に、２つの収着要素は同一であってもよい。
収着要素のサイズ、形状、および組成物は、所望の量の第二の物質を収着要素上に収着できるように選んでもよい。
収着要素は、有利にも第二の物質のための貯蔵部として作用する。
第二の物質源は乳酸源またはピルビン酸源を含むことが好ましく、エアロゾル発生システムにおいて発生したエアロゾルは、ニコチン塩粒子を含むことが好ましい。ニコチン塩粒子は、ニコチン乳酸塩粒子またはニコチンピルビン酸塩粒子であってもよい。
本発明によるエアロゾル発生システムの負荷ネットワークは、単一の誘導コイルであることが好ましい。これは、有利なことに単純な装置の構造および電子装置および装置の動作を提供する。単一のインダクタを用いることにより、インダクタは、１つの動作モードで同時に、第一のサセプタの加熱および第二のサセプタの加熱を可能にする。２つの物質の異なる加熱は、それぞれの源に割り当てられた１つのサセプタ、必要な場合２つのサセプタ（必要な場合、異なるサセプタ）、の提供によって得られる。さらに、ニコチン含有カートリッジを用いた使用のためのエアロゾル発生装置は、誘導加熱に適合されうる。そのような装置には、例えば、インダクタを含む電子装置および負荷ネットワークが提供されうる。したがって、例えば、加熱ブレードを備える従来のように加熱される装置よりも必要な電力が少なくてすみ、かつ、無接触式加熱の全ての利点（例えば、加熱ブレードが壊れることがなく、発熱体の残留物がなく、発熱体およびエアロゾル形成物質から電子装置が分離されており、また装置の掃除が容易である）が与えられる、そのような装置が製造されうる。サセプタは、一般的にシステムの使い捨て可能な部分の要素であるので、発熱体としてのサセプタの汚れまたは掃除は、本発明によるシステムにおいて問題はない。例えば、システムは、ニコチン源および第二の物質源のほか、第一および第二のサセプタを含むエアロゾル発生物品を備えうる。物品は、使用後交換可能であってもよい。
本発明によるエアロゾル発生システムは、使用時にユーザーに送達するために、エアロゾルがエアロゾル発生システムを抜け出る近位端を備えることが好ましい。近位端は口側の端と呼ばれることもある。使用時に、ユーザーはエアロゾル発生システムの近位端上で吸い出すことが好ましい。エアロゾル発生システムは、近位端と向かい合った遠位端を備えることが好ましい。
典型的に、ユーザーがエアロゾル発生システムの近位端で吸い込む時、空気はエアロゾル発生システムに引き出され、エアロゾル発生システムを通過し、近位端でエアロゾル発生システムから出る。エアロゾル発生システムの構成要素、または構成要素の部分は、エアロゾル発生システムの近位端と遠位端との間の相対的な位置に基づき、互いに上流または下流にあるものとして描写されうる。
「上流」「下流」「近位」および「遠位」という用語は本明細書で使用される時、本発明によるエアロゾル発生システムおよびエアロゾル発生物品の構成要素または構成要素の部分の相対的位置を描写するために使用される。
本発明によるエアロゾル発生システムは、エアロゾル発生物品を備えうる。一般的に、誘導加熱装置内に配置されている電力供給電子装置の対応するインダクタがカートリッジのサセプタにおいて熱を誘導することができるように、エアロゾル発生システムの誘導加熱装置の空洞の中にエアロゾル発生物品を導入する。
エアロゾル発生システム内に含まれるエアロゾル発生物品は、以下に記載されるようでありうる。
一態様によると、本発明はエアロゾル発生物品に関連する。エアロゾル発生物品は、ニコチン源を含む第一の区画および第二の物質源を含む第二の区画を含むカートリッジを含む。
本明細書で使用される場合、「第一の区画」という用語は、ニコチン源を含むエアロゾル発生物品内の１つ以上のチャンバーまたは容器を描写するために使用される。
本明細書で使用される場合、「第二の区画」という用語は、第二の物質源を含むエアロゾル発生物品内の1つ以上のチャンバーまたは容器を描写するために使用される。
第一の区画と第二の区画は互いに隣接しうる。別の方法として、第一の区画と第二の区画は互いに間隙を介しうる。
使用時、典型的には、ニコチン蒸気は第一の区画内のニコチン源から放出され、第二の物質蒸気は第二の区画内の第二の物質源から放出される。ニコチン蒸気は気相で第二の物質蒸気と反応してエアロゾルを形成し、これがユーザーに送達される。本発明によるエアロゾル発生システムはさらに、ニコチン蒸気と第二の物質蒸気との間の反応を促進するよう構成された第一の区画および第二の区画の下流にある反応チャンバーを備えることが好ましい。エアロゾル発生物品は、反応チャンバーを備えうる。エアロゾル発生装置が装置ハウジングおよびマウスピース部分を含む場合、エアロゾル発生装置のマウスピース部分は反応チャンバーを備えうる。
下記にさらに説明する通り、第一の区画と第二の区画はエアロゾル発生物品内に直列または並列に配置されうる。第一の区画および第二の区画は、カートリッジ内で並列に配置されることが好ましい。
「直列」は、使用時にエアロゾル発生物品を通して引き出される空気の流れが、第一の区画と第二の区画のうち一方を通過してから、第一の区画と第二の区画のうちもう一方を通過するように、第一の区画と第二の区画がエアロゾル発生物品内に配列されることを意味する。ニコチン蒸気は、第一の区画内のニコチン源からエアロゾル発生物品を通して引き出された気流内に放出され、第二の物質蒸気は、第二の区画内の第二の物質源からエアロゾル発生物品を通して引き出された気流内に放出される。ニコチン蒸気は気相で第二の物質蒸気と反応してエアロゾルを形成し、これがユーザーに送達される。
「並列」は本明細書で使用される時、使用時にエアロゾル発生物品を通して引き出される第一の気流が第一の区画を通過し、エアロゾル発生物品を通して引き出される第二の気流が第二の区画を通過するように、第一の区画と第二の区画がエアロゾル発生物品内に配置されることを意味する。ニコチン蒸気は、第一の区画内のニコチン源からエアロゾル発生物品を通して引き出された第一の気流内に放出され、第二の物質蒸気は、第二の区画内の第二の物質源からエアロゾル発生物品を通して引き出された第二の気流内に放出される。第一の気流内のニコチン蒸気は、第二の気流内の第二の物質蒸気と気相で反応してエアロゾルを形成し、これがユーザーに送達される。
カートリッジは、好ましくはエアロゾル修飾剤源を含む第三の区画をさらに備えうる。第一の区画、第二の区画および第三の区画は、カートリッジ内で並列に配置されることが好ましい。
エアロゾル発生物品が第三の区画を備える場合、第三の区画は、１つ以上のエアロゾル修飾剤を含んでもよい。例えば、第三の区画は、活性炭などの１つ以上の吸収材、メントールなどの１つ以上の風味剤、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。第三の区画はまた、追加的なニコチン源を備えうる。第三の区画に、第三のサセプタを提供することが好ましい。第三のサセプタは、第一のサセプタおよび第二のサセプタと同一であってもよく、または第一のサセプタおよび第二のサセプタと異なっていてもよい。第三のサセプタは、エアロゾル修飾剤源を加熱するために適合され、かつ設計されうる。第三のサセプタは、エアロゾル修飾剤源に直接接触（好ましくは、物理的に直接接触）していることが好ましい。
エアロゾル発生物品のカートリッジは、適切な任意の形状を持ちうる。カートリッジは実質的に円筒形でありうることが好ましい。第一の区画、第二の区画および、存在する場合には第三の区画は、カートリッジの向かい合った実質的に平面の端面間を長軸方向に延びることが好ましい。
カートリッジの向かい合った実質的に平面の端面のうち一方または両方は、１つ以上の壊れやすいまたは取り外し可能なバリアによってシールされうる。
ニコチン源を含む第一の区画および第二の物質源を含む第二の区画のうち一方または両方は、１つ以上の壊れやすいバリアによってシールされうる。1つ以上の壊れやすいバリアは適切な任意の材料で形成されうる。例えば、1つ以上の壊れやすいバリアは金属の箔またはフィルムで形成されうる。
壊れやすいバリアは、制限された量の強磁性材料もしくは常磁性材料を含まない材料またはその材料で形成されることが好ましい。詳細には、壊れやすいバリアは、２０パーセント未満、特に１０パーセント未満または５パーセント未満または２パーセント未満の強磁性材料または常磁性材料を含んでもよい。
エアロゾル発生装置は、第一の区画および第二の区画のうち一方または両方をシールする１つ以上の壊れやすいバリアを破壊するよう構成されている貫通部材をさらに含むことが好ましい。ニコチン源を含む第一の区画および第二の物質源を含む第二の区画のうち一方または両方は、１つ以上の取り外し可能なバリアによってシールされうる。例えば、ニコチン源を含む第一の区画および第二の物質源を含む第二の区画のうち一方または両方は、１つ以上の剥ぎ取り式シールによってシールされうる。
1つ以上の取り外し可能なバリアは適切な任意の材料で形成されうる。例えば、１つ以上の取り外し可能なバリアは金属の箔またはフィルムで形成されうる。
カートリッジは、適切な任意のサイズを持ちうる。カートリッジは、例えば、約５ｍｍ〜約３０ｍｍの長さを有しうる。ある一定の実施形態では、カートリッジは約２０ｍｍの長さを持ちうる。カートリッジは、例えば、約４ｍｍ〜約１０ｍｍの直径を有しうる。ある一定の実施形態では、カートリッジは約７ｍｍの直径を持ちうる。
本発明の別の態様によれば、本発明によるエアロゾル発生システムで使用するためのエアロゾル発生物品も提供されている。エアロゾル発生物品は、ニコチン源および第二の物質源のほか、第一のサセプタおよび第二のサセプタを含みうる。
エアロゾル発生物品はカートリッジを備える。カートリッジは、ニコチン源を含む第一の区画および第二の物質源を含む第二の区画を含む。第一のサセプタは第一の区画に配置され、第二のサセプタは第二の区画に配置される。
好ましくは第一のサセプタおよび第二のサセプタのうちの少なくとも１つは、より好ましくは第一および第二のサセプタの両方は、それぞれの第一の区画または第二の区画の中央部に配置される。
中央の配置は、区画における、例えば、区画に提供された材料（例えば、収着要素）における熱分布の観点から好ましくありうる。中央の配置は、例えば、区画または区画に提供された源のそれぞれにおける均一または対称的な熱分布のために好ましくありうる。その中央部において発生した熱は半径方向に散逸し、かつ、そのサセプタの円周全体の周囲にある源を加熱しうる。
中央部は、区画の領域、または区画の中心軸を包含する区画内に提供された源の領域であることが好ましい。サセプタは、区画内にまたは区画における源内に、実質的に長軸方向に配置されうる。これは、そのサセプタの縦寸法が区画の長軸方向とほぼ平行に、例えば、その区画の長軸方向に対してプラスマイナス１０度以内に平行に配置されることを意味する。第一のサセプタまたは第二のサセプタのそれぞれの区画の中央部における配置により、サセプタと外側カートリッジ壁との接触が避けられうる。したがって、カートリッジ壁の望ましくない加熱およびカートリッジの中から外への放熱が、このように制限されうる。
本発明に関連して本明細書で使用される場合、「長軸方向」という用語は、適宜に、エアロゾル発生システムまたはエアロゾル発生物品の近位端とそれに向かい合った遠位端との間の方向を記述するために使用される。
本発明に関連して本明細書で使用される場合、「長さ」という用語は、本発明によるエアロゾル発生システムの構成要素または構成要素の部分の遠位端と近位端との間の最大長軸方向寸法を意味する。
第一のサセプタおよび第二のサセプタは、細長いサセプタであってもよく、サセプタ細片の形状であることが好ましい。
カートリッジは、第一の区画と第二の区画を分離する分離壁を含む。分離壁は、断熱性材料を含んでいてもよく、または断熱性材料で作られてもよい。分離壁は、断熱性材料で作られることが好ましい。断熱性材料は、一方の区画から他方の区画への熱伝達を回避することができ、または制限することができる。したがって、２つの区画における２つの物質の分離独立した加熱が支持されうる。
熱伝導率は、熱を伝導することに対する材料の属性である。熱伝達は、高い熱伝導率の材料を横切るときよりも低い熱伝導率の材料を横切るときに、低いレートで起こる。材料の熱伝導率は、温度に依存しうる。
特に分離壁またはさらなるカートリッジ部分のために本発明で使用されるような断熱性材料は、１ワット毎（メートル×ケルビン）未満、好ましくは０．１ワット毎（メートル×ケルビン）未満、例えば１〜０．０１ワット毎（メートル×ケルビン）の熱伝導率を持つことが好ましい。
カートリッジまたはカートリッジの部分は、1つ以上の適切な材料から形成されうる。適切な材料には、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリイミド（Kapton（登録商標）など）、ポリエチレンテレフタラート（PET）、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）、フッ化エチレンプロピレン（FEP）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂およびビニル樹脂が含まれるがこれに限定されない。
カートリッジは、制限された量の強磁性材料もしくは常磁性材料を含まない材料またはその材料で形成されることが好ましい。詳細には、カートリッジは、２０パーセント未満、特に１０パーセント未満または５パーセント未満または２パーセント未満の強磁性材料または常磁性材料を含んでもよい。
カートリッジは、耐ニコチン性および例えば、耐乳酸性または耐ピルビン酸性などの第二の物質に対して耐性である、1つ以上の材料から形成されうる。
ニコチン源を含む第一の区画は、１つ以上の耐ニコチン性材料で被覆されてもよく、また第二の物質源を含む第二の区画は、例えば、耐乳酸性材料または耐ピルビン酸性材料などの１つ以上の第二の物質耐性材料で被覆されてもよい。
好適な耐ニコチン性材料および耐酸性材料の例としては、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）、フッ化エチレンプロピレン（FEP）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
1つ以上の耐ニコチン性材料および第二の物質耐性材料を使用してカートリッジを形成するか、または第一の区画および第二の区画の内部をそれぞれ被覆することで、有利には、エアロゾル発生物品の保存期間を延長しうる。
外側カートリッジ壁は、断熱性材料を含みうる。外側カートリッジ壁は、断熱性材料で作られることが好ましい。断熱性の外側カートリッジ壁は、システムのエネルギー消費の観点から好適でありうる。それは、そのようなシステムのより便利な取扱いの観点からも好適でありうる。
断熱性によって、カートリッジ内に発生した熱がカートリッジ内に保たれる。環境に対するより少ないまたは全くない熱損失は、熱伝導性を通じて得られる。さらに、エアロゾル発生装置のハウジングの加熱が、制限されまたは回避されうる。
カートリッジは、１つ以上の断熱性材料から形成されることが好ましい。これらの実施形態では、第一の区画および第二の区画の内部は、それぞれの区画内の熱分布を改善するために1つ以上の熱伝導性材料で被覆されてもよい。
１つ以上の熱伝導性材料を使用して第一の区画および第二の区画の内部を被覆することは、有利なことに、サセプタからニコチン源および第二の物質源への熱伝達を増大させる。
本発明で使用されるような熱伝導性材料は、１０ワット毎（メートル×ケルビン）より大きい、好ましくは１００ワット毎（メートル×ケルビン）より大きい、例えば１０〜５００ワット毎（メートル×ケルビン）の熱伝導率を持っていてもよい。
適切な熱伝導性材料には、例えば、アルミニウム、クロミウム、銅、金、鉄、ニッケルおよび銀などの金属、黄銅および鋼などの合金、およびその組み合わせが含まれるがこれに限定されない。
本発明によるエアロゾル発生システムおよび本発明によるエアロゾル発生物品で使用するためのカートリッジは、適切な任意の方法により形成されうる。適切な方法には、深絞り図面、射出成形、ブリスタリング、吹込み成形および押し出しが含まれるがこれに限定されない。
エアロゾル発生物品は、マウスピースを備えうる。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、低い粒子濾過効率または非常に低い粒子濾過効率を有する場合がある。マウスピースは中空管を備えてもよい。エアロゾル発生物品のマウスピースまたはエアロゾル発生装置のマウスピースは、反応チャンバーを備えうる。
本発明の態様によれば、ニコチンを含むエアロゾルを原位置（in situ）で発生させるための、エアロゾル発生システム内のニコチン蒸気と第二の物質蒸気との間の反応化学量論を制御する方法が提供される。方法は、ニコチン源を第一のサセプタによって加熱することおよび第二の物質源を第二のサセプタによって加熱することを個別に行うステップを含む。それにより、蒸発したニコチンの量と蒸発した第二の物質の量との比が、制御される。方法は、２つの分離区画に２つの物質源（ニコチン源と第二の物質源）を配置するステップを含みうる。方法はさらに、２つの区画の一方に第一のサセプタを配置し、かつ、２つの区画の他方に第二のサセプタを配置するステップを含みうる。
個々の加熱およびひいては蒸発した物質の量の比の制御は、エアロゾルを生成するためのニコチン蒸気および第二の物質の蒸気の効率的な反応化学量論を生成させるように、第一のサセプタおよび第二のサセプタを構成することによって実施されることが好ましい。一定のニコチン送達をユーザーへ提供するように、反応化学量論を制御することが好ましい。未反応のニコチン蒸気または未反応の第二の物質蒸気がユーザーに送達されないように、反応化学量論を制御することが好ましい。
方法のさらなる利点および態様は、本発明によるエアロゾル発生システムおよび本発明によるエアロゾル発生物品に関連してすでに説明してきたため、繰り返さない。
本発明を実施形態に関してさらに説明し、それらの実施形態を下記の図面によって例示する。
図１から図３では、管状のハウジング１を有するカートリッジが示される。ハウジング１は、分離壁１０によって、分離壁１０のいずれかの側面上に配置された半円形の横断面の２つのチャンバー１１、１２に分割される。チャンバー１１、１２は、カートリッジの向かい合った実質的に平面の端面間を長軸方向に延びる。２つのチャンバーのうち一方は、ニコチン源を含む第一の区画１１を形成する。２つのチャンバーのうち他方は、例えば、乳酸源などの第二の源を含む第二の区画１２を形成する。
分離壁１０は、カートリッジの長軸１５に沿って延びる。ニコチン源は、その上にニコチンが吸着され、第一の区画１１を形成するチャンバー内に配置された、多孔性プラスチック収着要素などの収着要素（図示せず）を含みうる。第二の物質源は、その上に乳酸が吸着され、第二の区画１２を形成するチャンバー内に配置された、多孔性プラスチック収着要素などの収着要素（図示せず）を含みうる。
第一のサセプタ２１は、第一の区画１１の長軸方向に沿って配置される。第二のサセプタ２２は、第二の区画１２の長軸方向に沿って配置される。第一および第二のサセプタ２１、２２の両方は、例えば、金属細片などのサセプタ細片の形状である。細片は、第一および第二の区画１１、１２のそれぞれの中央部に配置される。図１〜３に示す実施形態において、第一のサセプタ２１および第二のサセプタ２２は、図２で最もよく分かりうるような、カートリッジの長さに対応する長さを有する。
分離壁１０が断熱性材料で作られる一方、管状のハウジング１は、熱伝導性材料または断熱性材料から作られうることが好ましい。分離壁１０は、断熱性高分子材料で作られることが好ましい。管状のハウジングもまた、断熱性高分子材料で作られることが好ましい。ハウジング１および分離壁１０は、例えば、成形プロセスによって一体的に形成されうる。
カートリッジは、第一および第二の区画１１、１２にそれぞれ配置された第一のサセプタ２１および第二のサセプタ２２内の熱を誘導するために、単一の誘導コイル３の形状のインダクタによって取り囲まれる。
誘導コイル３は、エアロゾル発生装置の部分であることが好ましい。カートリッジまたはカートリッジのサセプタ２１、２２はそれぞれ、カートリッジを受けるために設けられた装置のくぼみ内にカートリッジを挿入することによって、コイル３の近傍に置かれる。
電気的に動作するエアロゾル発生装置６の長軸方向概略断面図を図４に示す。エアロゾル発生装置６は、例えば、誘導コイル３などのインダクタ６１を備える。インダクタ６１は、エアロゾル発生装置６のカートリッジ受入れチャンバー６３の遠位部分６３０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のカートリッジ内のサセプタ２１、２２がインダクタ６１に隣接した位置になるように、カートリッジ（例えば、図１〜図３で説明したような）を備えるエアロゾル発生物品を、エアロゾル発生装置６のカートリッジ受入れチャンバー６３０内に挿入する。
エアロゾル発生装置６は、インダクタ６１を作動させるようにするバッテリー６４および電子装置６５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６のカートリッジ受入れチャンバー６３の中に挿入されるエアロゾル発生物品でのユーザー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６１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６１が装置のカートリッジ受入れチャンバー６３の遠位部分６３０内に変動電磁場を発生させる。エアロゾル発生物品がカートリッジ受入れチャンバー６３内に正しく位置付けられた時、物品の第一および第二のサセプタはこの変動電磁場内に位置する。変動場は、結果として加熱されるサセプタ２１、２２内に、渦電流およびヒステリシス損失のうちの少なくとも１つを発生させる。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エアロゾル発生物品のそれぞれのニコチン源および第二の物質源を加熱する。異なる温度は、サセプタのタイプの選択により第一および第二のサセプタ内で達成されうる。サセプタのタイプは、例えば、それぞれの区画のサイズ、形状、材料または分布を通じて異なりうる。
２つの源を加熱することにより発生したエアロゾルは、例えば、マウスピースの方向に対してかつマウスピースを通じて、エアロゾル発生物品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。
Claims (15)
- ニコチン源と、第二の物質源と、前記ニコチン源を加熱するための第一のサセプタと、前記第二の物質源を加熱するための第二のサセプタと、負荷ネットワークに接続された電源であって、前記負荷ネットワークが前記第一のサセプタおよび前記第二のサセプタに誘導結合するためのインダクタを含む電源とを備える、エアロゾル発生システム。
- 前記第一のサセプタが、前記ニコチン源を第一の温度に加熱するように構成され、前記第二のサセプタが、前記第二の物質源を第二の温度に加熱するように構成され、前記第一の温度および前記第二の温度が異なる、請求項１に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記第一のサセプタおよび前記第二のサセプタが、形状、サイズ、材料、量および分布のうちの少なくとも１つにおいて異なる、請求項１または２に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記第二の物質源が乳酸源またはピルビン酸源であり、前記エアロゾル発生システムにおいて発生したエアロゾルが、ニコチン塩粒子を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記ニコチン源を含む第一の区画および前記第二の物質源を含む第二の区画を含むカートリッジを含むエアロゾル発生物品を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記第一の区画および前記第二の区画が、前記カートリッジ内に並列に配置される、請求項５に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記カートリッジがエアロゾル修飾剤源を含む第三の区画をさらに含む、請求項５または６に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記カートリッジが実質的に円筒形であり、かつ前記カートリッジの向かい合った実質的に平面の端面の一方または両方が、１つ以上の壊れやすいまたは取り外し可能なバリアによってシールされる、請求項５〜７のいずれか一項に記載のエアロゾル発生システム。
- カートリッジを備えるエアロゾル発生物品であって、前記カートリッジが、ニコチン源を含む第一の区画と、第二の物質源を含む第二の区画と、前記第一の区画に配置された第一のサセプタと、前記第二の区画に配置された第二のサセプタとを含む、エアロゾル発生物品。
- 前記第一のサセプタおよび前記第二のサセプタが、形状、サイズ、材料、キュリー温度、量および分布のうちの少なくとも１つにおいて異なる、請求項９に記載のエアロゾル発生システム。
- 前記第一のサセプタおよび前記第二のサセプタのうちの少なくとも１つが、それぞれの第一の区画または第二の区画の中央部に配置される、請求項９または１０に記載のエアロゾル発生物品。
- 前記第一のサセプタおよび前記第二のサセプタが、細長いサセプタであり、好ましくはサセプタ細片の形状である、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
- 前記カートリッジが、前記第一の区画と前記第二の区画を分離する分離壁を含み、前記分離壁が断熱性材料を含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
- 外側カートリッジ壁が断熱性材料を含む、請求項９〜１３のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
- ニコチンを含むエアロゾルの原位置（in situ）での発生のために、エアロゾル発生システム内のニコチン蒸気と第二の物質蒸気との間の反応化学量論を制御する方法であって、前記方法が、前記ニコチン源を第一のサセプタによって加熱することおよび前記第二の物質源を第二のサセプタによって加熱することを個別に行うステップを含み、それにより、蒸発したニコチンの量と蒸発した第二の物質の量との比が制御される、方法。
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