JP2024026476A - 電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ、これを含む電気加熱式喫煙物品、並びに、このためのエアロゾル発生装置及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電気加熱式喫煙物品、このためのエアロゾル発生装置及びシステムを提供する。【解決手段】常温を含む第１の温度範囲でゲル状、半固状又は固状で存在し、７０℃を含む第２の温度範囲で液状に変化し、１５０乃至４００℃の温度範囲でエアロゾルに気化する、グリセリン及びゼラチンを含むゲル状エアロゾル発生基材と、ゲル状エアロゾル発生基材が収容されるゲル収容体と、ゲル収容体を７乃至２０ｍｍの長さ及び５乃至８ｍｍの直径を有するシリンダ形状で側面をラッピングする、ラッピングペーパー６０とを含む電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを特徴とする。フィルター５２と、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６と、タバコ刻葉を含むタバコ体５８とを含み、ラッピングペーパーでラッピングされて巻きタバコを形成する電気加熱式喫煙物品、このためのエアロゾル発生装置及びシステムを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ、これを含む電気加熱式喫煙物品、並びに、このためのエアロゾル発生装置及びシステムに関し、より具体的には、燃焼方式ではない加熱方式によりエアロゾルを発生させることができるタバコ媒質体を含む電気加熱式喫煙物品内に挿入されて、加熱によりさらにエアロゾルを発生させることができる、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ、これを含む電気加熱式喫煙物品、並びに、このためのエアロゾル発生装置及びシステムに関する。

近年、一般の巻きタバコの短所が克服できる代替方法に関する需要が増加している。例えば、巻きタバコを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではない、巻きタバコ内のエアロゾル発生物質の加熱によりエアロゾルを生成させる方法に関する需要が増加している。

一般に、タバコ媒質の主原料であるスラリー板状葉シートの場合、引張力が弱くて製造適性が困難であり、タバコ媒質に保湿剤も多量含まれているため、物理性が脆弱である。また、グリセリン等のような液状を含有したタバコ媒質は、親水性により周囲環境の湿度にも敏感であるため、製造工程の環境を制御することに困難がある。タバコ媒質内に含有させることができる液状の量にも限界がある。

タバコ媒質を含む巻きタバコの以外に、別途のカトマイザー（cartomizer）に液状を保管して、エアロゾルをさらに発生させてユーザが巻きタバコの吸入時に液状から由来するエアロゾルを巻きタバコを通じて吸入する場合（所謂、ハイブリッドタイプ）も提案されているが、カトマイザーに含まれた液状を管理することに困難（流通期限や変質など）があり、カトマイザーから生成されたエアロゾルが移動する気流パスに凝縮物が発生し、汚染が発生する恐れがある。

これにより、使い捨ての電気加熱式喫煙物品内に液状を提供し、これからエアロゾルを得るためのニーズが存在する。

本発明の目的は、従来技術の問題点が解決できる電気加熱式喫煙物品に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ、これを含む電気加熱式喫煙物品、及び、このためのエアロゾル発生装置を提供することにある。

よって、本発明は、常温を含む第１の温度範囲でゲル状、半固状又は固状で存在し、７０℃を含む第２の温度範囲で液状に変化し、１５０乃至４００℃の温度範囲でエアロゾルに気化する、グリセリン及びゼラチンを含むゲル状エアロゾル発生基材と、ゲル状エアロゾル発生基材が収容されるゲル収容体と、ゲル収容体を７乃至２０ｍｍの長さ及び５乃至８ｍｍの直径を持つシリンダ形状で側面をラッピング（wrapping）する、ラッピングペーパーとを含む電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを提供する。

また、本発明は、フィルターと、フィルターに対して上流に提供される前記のようなゲル状エアロゾル発生基材カートリッジと、フィルターに対して上流に提供されながら、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに対して上流又は下流に提供されるタバコ刻葉を含むタバコ体とを含むが、フィルター、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体は、ラッピングペーパーでラッピングされて巻きタバコを形成する電気加熱式喫煙物品を提供する。

また、本発明は、前記のような電気加熱式喫煙物品のための、把持及び携帯が可能なサイズのエアロゾル発生装置であって、装置内に提供される喫煙物品が挿入可能な空洞と、装置内に提供される、喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体の内部又は外部が加熱できる抵抗加熱方式のヒータ及び誘導加熱方式のヒータの少なくとも一つと、装置内に提供され、直流電源として働く再充電可能なバッテリと、装置内に提供され、バッテリから直流電源を供給されてヒータを制御する制御部とを含むエアロゾル発生装置を提供する。

また、本発明は、前記のような電気加熱式喫煙物品と、喫煙物品が挿入可能な空洞と、喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体の内部又は外部が加熱できる抵抗加熱方式のヒータ及び誘導加熱方式のヒータの少なくとも一つと、直流電源として働く再充電可能なバッテリと、バッテリから直流電源を供給されてヒータを制御する制御部とを、装置内に含むエアロゾル発生装置からなり、電気加熱式喫煙物品を空洞に挿入して、電気加熱式喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体を電気加熱式で加熱させ、喫煙物品内でエアロゾルを発生させるエアロゾル発生システムを提供する。

本発明によれば、電気加熱式喫煙物品に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ、及び、これを含む電気加熱式喫煙物品を提供することで、ユーザがゲル状エアロゾル発生基材から由来するエアロゾルと、タバコ基材から由来するエアロゾルとを共に吸入する際に、従来技術の問題点が解決できるようになる。

本発明の好適な一実施形態による電気加熱式喫煙物品の一部分解斜視図及び断面図を概念的に示す。 図１に示す喫煙物品の構成要素及びこれを囲むラッピングペーパーの構成を概念的に示す。 図２に示すゲル収容体を得るためにゲル収容体ロッドが製造される過程を示す概念図である。 図３に示すゲル収容体ロッドから本発明によるゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを製造するためにゲル状エアロゾル発生基材カートリッジをカットするカット工程を概念的に示す。 ［図５］乃至［図１２］本発明による電気加熱式喫煙物品からエアロゾルを発生させるためのエアロゾル発生装置の多様な実施形態の次のような概念図である。 第１の実施形態により、パイプ形状抵抗加熱ヒータと、侵入式抵抗加熱ヒータとを組み合わせるエアロゾル発生装置に電気加熱式喫煙物品が適用された断面図を概略的に示す。 第２の実施形態により、一つのピースからなるパイプ形状の抵抗加熱ヒータを有するエアロゾル発生装置に電気加熱式喫煙物品が適用された断面図を概略的に示す。 第３の実施形態により、二つのピースからなるパイプ形状の抵抗加熱ヒータを有するエアロゾル発生装置に電気加熱式喫煙物品が適用された断面図を概略的に示す。 第４の実施形態により、パイプ形状の抵抗加熱ヒータと、侵入式抵抗加熱ヒータとを組み合わせるが、第１の実施形態とは異なる、エアロゾル発生装置に電気加熱式喫煙物品が適用された断面図を概略的に示す。 第５の実施形態により、誘導加熱によって発熱するサセプタ材質のヒートパイプ及びサセプタ材質のヒットブレードを有するエアロゾル発生装置に電気加熱式喫煙物品が適用された断面図を概略的に示す。 第６の実施形態により、誘導加熱によって発熱するサセプタ材質のヒートパイプと、パイプ形状の抵抗加熱ヒータとを組み合わせるエアロゾル発生装置に電気加熱式喫煙物品が適用された断面図を概略的に示す。 第７の実施形態により、誘導加熱によって発熱する一つのピースからなるサセプタ材質のヒートパイプを有するエアロゾル発生装置に電気加熱式喫煙物品が適用された断面図を概略的に示す。 第８の実施形態により、誘導加熱によって発熱する二つのピースからなるサセプタ材質のヒートパイプを有するエアロゾル発生装置に電気加熱式喫煙物品が適用された断面図を概略的に示す。

本発明は、常温を含む第１の温度範囲でゲル状、半固状又は固状で存在し、７０℃を含む第２の温度範囲で液状に変化し、１５０乃至４００℃の温度範囲でエアロゾルに気化する、グリセリン及びゼラチンを含むゲル状エアロゾル発生基材と、ゲル状エアロゾル発生基材が収容されるゲル収容体と、ゲル収容体を７乃至２０ｍｍの長さ及び５乃至８ｍｍの直径を有するシリンダ形状で側面をラッピングする、ラッピングペーパーとを含む、電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを提供する。

ここで、ゲル状エアロゾル発生基材は、水、寒天（agar）、増粘剤、澱粉粉末、セルロース類、カルボキシメチルエーテル類、天然食品香料又は果物抽出物の一つ以上をさらに含むことができる。

また、ゲル状エアロゾル発生基材において、グリセリンの含有量は５０重量％以上であることが望ましい。

ここで、ゲル状エアロゾル発生基材は、重量％として、８０乃至１００％のグリセリンＶＧ、及び、０乃至２０％のグリセリンＰＧからなる液状組成物を含むが、６０乃至８０％の液状組成物、及び、２０乃至４０％の水の体積割合で混合された混合物１００ｍｌ対比１乃至６ｇの重量のゼラチンを含み、選択的に液状組成物の全体重量対比１０％以下に加味される香味剤を含むことができる。

ここで、液状組成物は、ゲル収容体内に７０乃至１２０ｍｇの量で含まれることができる。

また、ゲル状エアロゾル発生基材は、第２の温度範囲で液体状態でゲル収容体内に導入され、第１の温度範囲でゲル状、半固状又は固状で存在することが望ましい。

ここで、ゲル収容体は、メラミン系発泡樹脂からなる厚さ２乃至３ｍｍの帯を折り又は巻きによりシリンダ形状で作ったり、メラミン系発泡樹脂をシリンダ形状で加工して作ったりしたものであり、選択的に単位体積当たりの重量が０．０１乃至０．０１３ｍｇ／ｍｍ^３であり得る。

ここで、ゲル収容体は、パルプ又はパルプを含む生地を折り又は巻きによりシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して作ったりしたものであり、選択的に単位体積当たりの重量が０．２５乃至０．４ｍｇ／ｍｍ^３であり得る。

ゲル収容体は、綿の織造生地又は不織布生地を折り又は巻きによりシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して作ったりしたものであり、選択的に単位体積当たりの重量が０．２乃至０．３５ｍｇ／ｍｍ^３であり得る。

ゲル収容体は、竹繊維の織造生地又は不織布生地を折り又は巻きによりシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して作ったりしたものであり、選択的に単位体積当たりの重量が０．１５乃至０．２５ｍｇ／ｍｍ^３であり得る。

８０乃至１００％のグリセリンＶＧ、及び、０乃至２０％のグリセリンＰＧからなる液状組成物は、ゲル収容体の単位体積当たり０．１３乃至０．３２ｍｇ／ｍｍ^３の量でゲル収容体に存在することが望ましい。

ラッピングペーパーは、アルミニウムフォイルが紙に付着されて形成され、アルミニウムフォイルがゲル収容体に接触するようにシリンダ形状でラッピングされることができる。

また、本発明は、フィルターと、フィルターに対して上流に提供される前記のようなゲル状エアロゾル発生基材カートリッジと、フィルターに対して上流に提供されながら、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに対して上流又は下流に提供されるタバコ刻葉を含むタバコ体とを含むが、フィルター、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体は、ラッピングペーパーでラッピングされて巻きタバコを形成する電気加熱式喫煙物品を提供する。

ここで、フィルターの直上流にはチューブ体が提供されることが望ましい。

また、本発明は、前記のような電気加熱式喫煙物品のための、把持及び携帯が可能なサイズのエアロゾル発生装置であって、装置内に提供される喫煙物品が挿入可能な空洞と、装置内に提供される、喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体の内部又は外部が加熱できる抵抗加熱方式のヒータ及び誘導加熱方式のヒータの少なくとも一つと、装置内に提供され、直流電源として働く再充電可能なバッテリと、装置内に提供され、バッテリから直流電源を供給されてヒータを制御する制御部とを含むエアロゾル発生装置を提供する。

ここで、抵抗加熱方式のヒータは、喫煙物品の外部を加熱するパイプヒータ及び喫煙物品に挿入されて内部を加熱する侵入式ヒータの何れか一つであり、パイプヒータはゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及び／又はタバコ体を加熱し、侵入式ヒータはタバコ体に挿入されてタバコ体内を加熱することができる。

ここで、装置内に提供されてヒータの温度をセンシングする温度センサをさらに含み、制御部は、温度センサからのセンシング値によって抵抗加熱方式のヒータを制御することができる。

ここで、誘導加熱方式のヒータは、装置内に別途に提供される励磁コイルにより発熱する、喫煙物品の外部を加熱するサセプタ材質のヒートパイプ、及び、喫煙物品に挿入されて内部を加熱するサセプタ材質のヒットブレードの何れか一つであり、ヒートパイプはゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及び／又はタバコ体を加熱し、ヒットブレードはタバコ体に挿入されてタバコ体内を加熱することができる。

ここで、装置内に提供されて誘導加熱ヒータの温度を得る温度獲得部をさらに含み、制御部は、温度獲得部の入力によって励磁コイルに印加される電流を制御することができる。

また、本発明は、前記のような電気加熱式喫煙物品と、喫煙物品が挿入可能な空洞と、喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体の内部又は外部が加熱できる抵抗加熱方式のヒータ及び誘導加熱方式のヒータの少なくと一つと、直流電源として働く再充電可能なバッテリと、バッテリから直流電源を供給されてヒータを制御する制御部とを、装置内に含むエアロゾル発生装置からなり、電気加熱式喫煙物品を空洞に挿入して、電気加熱式喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体を電気加熱式により加熱させて、喫煙物品内でエアロゾルを発生させるエアロゾル発生システムを提供する。

本発明は、多様な変換が可能であり、色々な実施形態を持つが、特定の実施形態を図に例示し、詳細な説明に詳しく説明する。本発明の効果及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、図と共に詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になる。ところが、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されず、多様な形態で具現できる。

以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上において明確に特定しない限り、複数の表現を含む。

以下の実施形態において、「含む」又は「有する」などのような用語は、明細書上に記載された特徴や構成要素が存在することを意味し、一つ以上の異なる特徴や構成要素が付加される可能性を予め排除するものではない。

以下の実施形態において、「上流」及び「下流」とは、ユーザが喫煙物品を用いて空気を吸引する方向を基準として、喫煙物品を構成するセグメント等の相対的な位置を示すために使用された用語である。喫煙物品は、上流端部（即ち、空気が入る部分）及びこれに対向する下流端部（即ち、空気が出る部分）を含む。喫煙物品の使用時、ユーザは喫煙物品の下流端部を銜え、喫煙物品の上流端部を通じて吸入されて喫煙物品内を通過して下流端部に出る空気が吸入できるようになる。下流端部は上流端部の下流に位置し、一方、「端部」という用語も「末端」として記述できる。

図では、説明の便宜上、構成要素等がその大きさが誇張又は縮小され得る。例えば、図に示す各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に示すので、本発明が必ずしも示すものに限定されない。

以下では、添付図面に基づき、本発明の実施形態に関して、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳細に説明する。ところが、本発明は、ここで説明する実施形態に限定されず、多様な異なる形態で具現できる。

以下では、本発明の好適な一実施形態による加熱によってエアロゾルを発生させることができる電気加熱式喫煙物品に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジと、このようなゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを含む電気加熱式喫煙物品とを添付図面を参照して説明するが、説明の便宜上、電気加熱式喫煙物品の構成要素を各々説明しながら、それに含まれるゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを説明する。ここで、電気加熱式喫煙物品とは、燃焼によらず、電気抵抗加熱方式や誘導加熱方式などにより喫煙物品を加熱することで、喫煙物品からエアロゾルを生成させ、ユーザがこのようなエアロゾルを吸入して使用する形態である。このような喫煙物品は、従来の巻きタバコ一本と類似な回数の吸入行為をするのに適当な量のエアロゾル発生基材及び ／又はタバコ刻葉を喫煙物品内に含み、既定の量だけエアロゾルが発生した後には、それ以上エアロゾルを発生させず、ユーザによって使い捨てられる。

本発明による電気加熱式喫煙物品は、エアロゾル発生基材として、後述するように、通常のタバコ刻葉及びグリセリンなどのような液状組成物を含むゲル状エアロゾル発生基材を含む。本発明の好適な一実施形態による電気加熱式喫煙物品５０は、上流端部にエアロゾル発生基材としてタバコ刻葉を含むタバコ体５８、その直下流にもう一つのエアロゾル発生基材として液状組成物を含むゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６、その直下流にエアロゾル移動通路を提供するペーパーチューブ５４、及び、マウスピースとして働くフィルター５２が積層された構造を有し、これらはラッピングペーパー６０によりラッピングされる。液状組成物によるゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ刻葉によるタバコ体５８の相対的な位置は反対になり得る。

本発明によるゲル状エアロゾル発生基材カートリッジは、常温を含む第１の温度範囲（例えば、５０℃の温度範囲）でゲル状、半固状又は固状（以下、簡略に「ゲル状」とする）で存在し、７０℃を含む第２の温度範囲（例えば、５０～１００℃の温度範囲）で液状又は液体に変化し、１５０乃至４００℃の温度範囲でエアロゾルに気化する、グリセリン及びゼラチンを含むゲル状エアロゾル発生基材と、ゲル状エアロゾル発生基材が収容されるゲル収容体５６ａと、ゲル収容体５６ａを７乃至２０ｍｍの長さ及び５乃至８ｍｍの直径を有するシリンダ形状で側面をラッピングするラッピングペーパー６１とを含む。７乃至２０ｍｍの長さ及び５乃至８ｍｍの直径を有するシリンダ形状は、現在使用されている通常のタバコ又は電気加熱式喫煙物品の規格に符合するサイズであって、このような規格を持つゲル状エアロゾル発生基材カートリッジは、電気加熱式喫煙物品５０に挿入されて別途のラッピングペーパー６０でラッピングされる場合、ユーザの立場から見れば、通常のタバコ又は電気加熱式喫煙物品と差異がない。

タバコ刻葉５８ａはタバコ刻葉だけで形状が維持できないので、別個のラッピングペーパー６２によりラッピングされてタバコ体５８を形成し、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６と同等なサイズ（直径）で用意して、前述したフィルター５２、ペーパーチューブ５４、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８をラッピングペーパー６０でラッピングすることで、図１に示すような電気加熱式喫煙物品５０が得られる。

具体的に、ゲル状エアロゾル発生基材は、グリセリン及びゼラチンの混合物であるが、一例として、グリセリンＰＧ（Proplylene Glycol)又はＶＧ（Vegetable Glycerine）、もしくはＰＧ及びＶＧの混合物を加熱し、３０分間攪拌して粘度を低下させ、ここにゲル化できる添加物であるゼラチン及び／又は水を１０～５０重量％添加して、添加物がグリセリンに溶解されるまで攪拌し、グリセリンとゼラチン及び／又は水とが混合された混合物が得られる。混合物は、常温を含む第１の温度範囲（約５０℃未満の温度範囲）ではゲル状、半固状又は固状を維持し、加熱して７０℃を含む第２の温度範囲（５０～１００℃の温度範囲）では液状に変化して液状で存在し、さらに加熱される場合、約１５０℃以上でエアロゾルを発生させる。

以上のように、ゲル状エアロゾル発生基材は、水、寒天(agar)、増粘剤、澱粉粉末、セルロース類、カルボキシメチルエーテル類、天然食品香料又は果物抽出物の一つ以上をさらに含むことができる。合わせて、ゲル状エアロゾル発生基材において、グリセリンの含有量は５０重量％以上であることが望ましい。水を含む場合、ゼラチンを軟化させてゲル状エアロゾル発生基材の混合物を形成する時間が低減できる。また、混合物は寒天（agar）をさらに含むことができ、この場合にもゲル状エアロゾル発生基材の混合物を形成するのに有利に作用する。これに付加して、ゲル状エアロゾル発生基材の混合物は、添加物として増粘剤、澱粉粉末、セルロース類及びカルボキシメチルエーテル類を含むことができる。また、ゲル状エアロゾル発生基材の混合物は、天然食品香料又は果物抽出物をさらに含むことができる。この場合、発生したエアロゾルを通してユーザに多様な味を加味することが可能となる。どのような場合でも、ゲル状エアロゾル発生基材の混合物におけるグリセリンの含有量は、５０重量％以上であることが望ましいが、これにより、発生したエアロゾルから焦げた味が最小化できるようになる。ゲル状エアロゾル発生基材混合物は、ニコチンをさらに含んでもよく、含まなくてもよい。

ここで、ゲル状エアロゾル発生基材は、重量％として、８０乃至１００％のグリセリンＶＧ、及び、０乃至２０％のグリセリンＰＧからなる液状組成物を含むが、６０乃至８０％の液状組成物、及び、２０乃至４０％の水の体積割合で混合された混合物１００ｍｌ対比１乃至６ｇの重量のゼラチンを含み、選択的に液状組成物の全体重量対比１０％以下に加味される香味剤を含む。ここで、液状組成物は、ゲル収容体に７０乃至１２０ｍｇの量で含まれることが望ましい。このような数値範囲は、一本の電気加熱式喫煙物品に提供されるタバコ刻葉によるタバコ体５８からエアロゾルをユーザが吸入する時、液状組成物から由来するエアロゾルを共に提供できる液状組成物の量を示す。前記下限値（７０ｍｇ）未満の液状組成物がゲル収容体５６ａにゲル状エアロゾル発生基材として含まれる場合には、ユーザが電気加熱式喫煙物品に提供されるタバコ刻葉によるタバコ体５８から由来するエアロゾルを吸入する過程において、液状組成物から由来するエアロゾルが不足になり得るため、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に含まれる液状組成物が、前記下限値（７０ｍｇ）以上にならなければならない。前記上限値（１２０ｍｇ）を超過する液状組成物がゲル収容体５６ａに含まれる場合、混合物であるゲル状エアロゾル発生基材の体積が大き過ぎるため、前記の規格を持つゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６内のゲル収容体が液状組成物を保有し難しくなる。したがって、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに含まれる液状組成物は、前記上限値（１２０ｍｇ）以下にならなければならない。望ましい範囲は８０乃至１１０ｍｇであり、より望ましい範囲は９０乃至１０５ｍｇである。

本発明のもう一つの特徴は、ゲル状エアロゾル発生基材が、後述するように、製造プロセス上では液体状態で存在できるが、液状化しても前記のような規格を持つゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内のゲル収容体５６ａが前記のような造成範囲を持つ液状組成物をゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内に維持させるのに充分な吸湿率を持つことにある。すなわち、液状組成物は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内のゲル収容体５６ａに吸湿されたままに維持され、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジの外部に流出されない。ここで、吸湿とは、ゲル収容体が液状組成物により吸湿されるが、これが外部に流出されないことを示す。後述するように、フィルター５２－ペーパーチューブ５４－ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６－タバコ体５８は、ラッピングペーパー６０でラッピングされて電気加熱式喫煙物品５０を形成し、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６は、上流又は下流の方に別個の部材なしにタバコ体５８やペーパーチューブ５４やフィルター５２と直接的に接触するようになるが、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６内のゲル収容体５６ａに吸湿された液状組成物は、ゲル収容体に吸湿されて保存されるだけであり、タバコ体５８やペーパーチューブ５４やフィルター５２の方に流出されない。このために、液状組成物は、ゲル収容体の単位体積当たり０．１３乃至０．３２ｍｇ／ｍｍ^３の量でゲル収容体に吸湿されることが望ましい。この数値限定の理由は、本発明のゲル収容体５６ａに吸湿される液状組成物の量に対する数値限定の理由と類似する。すなわち、前記下限値（０．１３ｍｇ／ｍｍ^３）未満の場合には、ゲル収容体５６ａに吸湿される液状組成物の量が不充分になるため、ユーザが電気加熱式喫煙物品に提供されるタバコ刻葉から由来するエアロゾルを吸入する過程において、ゲル状エアロゾル発生基材から由来するエアロゾルが不足になり得るので、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに吸湿される液状組成物は、前記下限値（０．１３ｍｇ／ｍｍ^３）以上にならなければならない。前記上限値（０．３２ｍｇ／ｍｍ^３）を超過する液状組成物がゲル収容体に吸湿される場合には、液状組成物が前記の規格を持つゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内のゲル収容体が液状組成物を吸湿したままに維持し難いため、液状組成物がゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６から流出される恐れがある。

本発明で使用される「ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ」は、常温でゲル状で存在し、一例として７０℃を含む５０～１００℃の温度範囲で液状化し、追加の加熱により、一例として約１５０乃至３５０℃の温度範囲でエアロゾルに気化する、ゲル状エアロゾル発生基材を有するカートリッジ５６を示す。一例として、ゲル状エアロゾル発生基材は、常温を含む第１の温度範囲でゲル状で存在し、７０℃を含む第２の温度範囲で液状に変化するグリセリンＶＧ（選択的にグリセリンＰＧを含む）のような液状組成物とゼラチン及び水とのゲル状混合物であるが、別途のエアロゾル発生装置により電気誘導式や抵抗加熱式により加熱されることで、ゲル状エアロゾル発生基材が液状に変化し、追加の加熱により液状組成物がエアロゾルを生成させる。本発明の好適な一実施形態によれば、液状組成物は、重量％として、１００％のグリセリンＶＧであり、好適な他の実施形態によれば、液状組成物は、重量％として、８０％のグリセリンＶＧ、及び、２０％のグリセリンＰＧである。

好適な他の実施形態によれば、前記のような液状組成物に熱を加え、３０分間攪拌して粘度を低下させ、ここにゲル化できる添加物であるゼラチン及び／又は水を添加し、添加物がグリセリンに溶解されるまで攪拌して、グリセリンとゼラチン及び／又は水とが混合されたゲル状混合物が得られる。このとき、６０乃至８０％の液状組成物、及び、２０乃至４０％の水の体積割合で混合された混合物１００ｍｌ対比１乃至６ｇの重量のゼラチンを含むようにした。

好適なまた他の実施形態によれば、ゼラチン１ｇ、１．５ｇ、２ｇを各々冷水１０ｍｌに入れてゼラチンをふやかし、重量％として８０％のグリセリンＶＧと、２０％のグリセリンＰＧとが混合された液状組成物５０ｍｌを混合して溶解した後、常温で６時間以上放置した。常温で放置してもゲル化がよく進行され、ゼラチンの量が増加するほどゲル化がよく進行された。ゼラチン１ｇ以上１．５ｇ以下で粘度上昇及び弱い水準のゲル化が進行された。

好適なまた他の実施形態によれば、ゼラチン５ｇを冷水５０ｍｌに入れて３０分間ふやかし、重量％として８０％のグリセリンＶＧと、２０％のグリセリンＰＧとが混合された液状組成物１００ｍｌを投入して、７５℃で９０分間攪拌及び加熱して、ゲル状エアロゾル発生基材が得られた。

ゲル状エアロゾル発生基材は、常温を含む第１の温度範囲（約５０℃未満）ではゲル状を維持し、加熱して７０℃を含む第２の温度範囲（５０℃乃至１００℃の温度範囲）では液状に変化して液状で存在し、追加の加熱により、約１２０℃以上でエアロゾルを発生させる。後述するように、ゲル状エアロゾル発生基材をゲル収容体５６ａに注入するために、製造プロセスの中に、ゲル状エアロゾル発生基材を第２の温度範囲で加熱して液体化し、液体をゲル収容体５６ａにスプレイしたり、ニードルなどで注入したりして、液体をゲル収容体５６ａに吸湿させる。以後、液体は、低温、一例として約４℃で５分～１０分維持させたり、常温で１時間以上維持させたりすることで、ゲル収容体５６ａに吸湿された液体がゲル状に変化して、ゲル収容体５６ａ内の表面、気孔、ネットワークなどに微細粒状に分散される。

一方、ゲル収容体は、液状化したエアロゾル発生器質の液状組成物に対して充分な吸湿性を持つので、液状組成物がゲル収容体から流出されない。ゲル状エアロゾル発生基材は、前述したように、グリセリン及びゼラチンを主な構成要素とするが、水をさらに含むことが望ましい。水を含む場合、ゼラチンを軟化させてゲル状エアロゾル発生基材を形成する時間が低減できる。また、ゲル状エアロゾル発生基材は、寒天（agar）をさらに含むことができ、この場合にもゲル状を形成するのに有利に作用する。これに付加して、ゲル状エアロゾル発生基材は、添加物として増粘剤、澱粉粉末、セルロース類及びカルボキシメチルエーテル類を含むことができる。また、ゲル状エアロゾル発生基材には、天然食品香料又は果物抽出物をさらに含むことができる。このとき、発生したエアロゾルを通してユーザに多様な味を加味することが可能となる。どのような場合でも、ゲル状エアロゾル発生基材におけるグリセリンの含有量は、５０重量％以上であることが望ましいが、これにより、発生したエアロゾルから焦げた味が最小化できるようになる。

前述したように、液状組成物は、重量％として、８０乃至１００％のグリセリンＶＧ及び０乃至２０％のグリセリンＰＧを含み、このように得られた液状組成物の全体重量対比１０％以下に加味される香味剤をさらに含む。好適な一実施形態によれば、本発明は、重量％として、１００％のグリセリンＶＧからなる液状組成物を使用する。好適なまた他の実施形態によれば、本発明は、重量％として、８０％のグリセリンＶＧ及び２０％のグリセリンＰＧからなる液状組成物を使用する。好適なまた他の実施形態によれば、本発明は、このように得られた液状組成物全体重量対比１０％以下に加味される香味剤をさらに含む。例えば、香味剤（flavorant）としては、甘草、蔗糖、果糖シロップ、イソスイート（isosweet）、ココア、ラベンダ、シナモン、カルダモン、セロリ、コロハ、カスカリラ、白檀、ベルガモット、ゼラニウム、ハニーエッセンス、ローズオイル、バニラ、レモンオイル、オレンジオイル、ミントオイル、キャラウェー、コニャック、ジャスミン、カモマイル、メントール、カッシア、イランイラン、セージ、スペアミント、ジンジャー、コリアンダー又はコーヒーなどを含むことができる。さらに、液状組成物はニコチンを含んでもよく、含まなくてもよい。

本発明によれば、多様な材質のゲル収容体５６ａが適用できる。図１及び図２では、ゲル収容体５６ａを巻き取るものと示したが、これは、便宜のために表現されるだけであり、ゲル収容体５６ａの構成はそれに限定されない。次のような多様な種類のゲル収容体５６ａが考慮可能であり、基本的には図３に示すパイプ構造物４０の一側にゲル収容体５６ａを折り又は巻きにより押入れ、他側で多少断面が狭くなった形状で圧出しながら、ラッピングペーパー６１でラッピングして、ゲル収容体ロッド５７が得られるようになる。パイプ構造物４０に導入される前に、ニードルのような液体注入部を通じて液体化したゲル状エアロゾル発生基材をゲル収容体５６ａ内に吸湿させ、ゲル収容体５６ａはパイプ構造物４０を通過しながら、液体化したゲル状エアロゾル発生基材を吸湿又は含有した状態になり、パイプ構造物４０の他側で直ちにラッピングペーパー６１によりラッピングされながら、適当な長さ、一例として８０ｍｍ又は１４０ｍｍ程度でカットされて、ゲル収容体ロッド５７を形成する。すなわち、ゲル状エアロゾル発生基材混合物は、７０℃を含む第２の温度範囲で加熱して液体状態になり、ニードルのような注入部を通じてゲル収容体５６ａ内に注入されて、ゲル収容体５６ａに吸湿される。ゲル収容体ロッド５７に切断する前に、適切な冷却過程を経ることもでき、ゲル収容体５６ａが液体状態のゲル状エアロゾル発生基材に対して充分な 吸湿力を持つので、切断の後に常温で適切な時間、一例として１時間維持したり、低温、一例として４℃で５分～１０分維持したりすることで、ゲル収容体５６ａ内に導入された液体状態のゲル状エアロゾル発生基材がゲル化になり、後続作業（カートリッジに切断する作業や喫煙物品でラッピングする作業）中に液状組成物がゲル収容体５６ａから流出されることを防止及び最小化できる。すなわち、ゲル収容体ロッド５７は、ゲル状エアロゾル発生基材を液体状態で含有したゲル収容体５６ａを、ラッピングペーパー６１でラッピングした状態で提供されることもでき、パイプ構造物に適切な冷却構造を提供することで、ゲル収容体ロッド５７が、ゲル状エアロゾル発生基材をゲル状でゲル収容体５６ａ内に存在したままにラッピングペーパー６１でラッピングされることもできる。これとは異なり、ゲル収容体ロッド５７は、前述したように、所定時間常温を含む第１の温度範囲で維持するたけで、ゲル収容体内に導入されたエアロゾル発生基材を含む混合物をゲル化させて保有でき、後述するように、個別の喫煙物品５０に挿入可能なサイズでカットされる。

このような構成は、既存の巻きタバコの製造ラインにおいて一般化したプロセスであり、既存の巻きタバコの製造プロセス及び装備をそのまま用いられるという長所がある。すなわち、既存のフィルター、ペーパーチューブ及びタバコ刻葉の製造において、前記のようなプロセスがそのまま適用され、そのような現在の装備及び工程をそのまま用いてカートリッジ５６が得られる。

ゲル状エアロゾル発生基材は、７０℃を含む、一例として５０～１００℃の第２の温度範囲で液体状態でゲル収容体内に導入されるため、後述するゲル収容体内に容易に吸湿され、常温を含む、一例として５０℃未満の第１の温度範囲でゲル収容体内でゲル収容体に存在する表面、気孔及びネットワーク間の空間にゲル状で存在する。したがって、常温を含む第１の温度範囲でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジが維持される場合、ゲル状エアロゾル発生基材に含まれた液状組成物がゲル状エアロゾルカートリッジから流出又は漏出される可能性がなかったり最小化したりできる。

好適な一実施形態によれば、本発明によるゲル収容体は、メラミン系発泡樹脂からなる厚さ２乃至３ｍｍの帯を折り又は巻きにより前述したパイプ構造物４０に導入してシリンダ形状で作ったものであり、好適な他の実施形態によれば、本発明によるゲル収容体は、メラミン系発砲樹脂をシリンダ形状で加工して前述したパイプ構造物４０に導入して圧出させて作られたものであるが、メラミン系発泡樹脂からなるゲル収容体は、より望ましくは０．０１乃至０．０１３ｍｇ／ｍｍ^３である単位体積当たりの重量を有する。１００ｍｇの液状組成物に対応するゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを含む電気加熱式喫煙物品に対して行なった実験の結果によれば、実験中に液状組成物が外部に流出される問題なしにゲル収容体に吸湿されたままに維持され、既存の加熱式タバコよりも非常に豊富なエアロゾルが確認され、既存のハイブリッドタイプや液状組成物を吸湿した場合よりも、多くの液状組成物から由来する充分なエアロゾルが確認された。

好適な他の実施形態によれば、本発明によるゲル収容体は、パルプ又はパルプを含む生地を折り又は巻きにより前述したパイプ構造物４０に導入してシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して前述したパイプ構造物４０に導入して圧出させて作ったりしたものであるが、パルプ又はパルプを含む生地で作られたゲル収容体は、より望ましくは０．２５乃至０．４ｍｇ／ｍｍ^３の単位体積当たりの重量を有する。１００ｍｇの液状組成物に対応するゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを含む電気加熱式喫煙物品に対して行なった実験の結果によれば、実験中に液状組成物が外部に流出される問題なしにゲル収容体に吸湿されたままに維持され、既存の加熱式タバコよりも非常に豊富なエアロゾルが確認され、既存のハイブリッドタイプや液状組成物を吸湿した場合よりも、多くの液状組成物から由来する充分なエアロゾルが確認された。

好適な他の実施形態によれば、本発明によるゲル収容体は、綿の織造生地又は不織布生地を折り又は巻きにより前述したパイプ構造物４０に導入してシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して前述したパイプ構造物４０に導入して圧出させて作ったりしたものであるが、綿の織造生地又は不織布生地で作られたゲル収容体は、より望ましくは０．２乃至０．３５ｍｇ／ｍｍ^３の単位体積当たりの重量を有する。１００ｍｇの液状組成物に対応するゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを含む電気加熱式喫煙物品に対して行なった実験の結果によれば、実験中に液状組成物が外部に流出される問題なしにゲル収容体に吸湿されたままに維持され、既存の加熱式タバコよりも非常に豊富なエアロゾルが確認され、既存のハイブリッドタイプや液状組成物を吸湿した場合よりも、多くの液状組成物から由来する充分なエアロゾルが確認された。

好適な他の実施形態によれば、本発明によるゲル収容体は、竹繊維の織造生地又は不織布生地を折り又は巻きにより前述したパイプ構造物４０に導入してシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して前述したパイプ構造物４０に導入して圧出させて作ったりしたものであるが、竹繊維の織造生地又は不織布生地で作られたゲル収容体は、より望ましくは０．１５乃至０．２５ｍｇ／ｍｍ^３の単位体積当たりの重量を有する。１００ｍｇの液状組成物に対応するゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを含む電気加熱式喫煙物品に対して行なった実験の結果によれば、実験中に液状組成物が外部に流出される問題なしにゲル収容体に吸湿されたままに維持され、既存の加熱式タバコよりも非常に豊富なエアロゾルが確認され、既存のハイブリッドタイプや液状組成物を吸湿した場合よりも、多くの液状組成物から由来する充分なエアロゾルが確認された。

好適な一実施形態によれば、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を形成するラッピングペーパー６１は、アルミニウムフォイルが紙に付着されて形成された合紙として提供でき、アルミニウムフォイルがゲル収容体５６ａに接触するようにシリンダ形状でラッピングされる。これにより、アルミニウムフォイルは、ゲル収容体５６ａに含有された液体状態のゲル状エアロゾル発生基材がゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面を通じて流出される可能性がなかったり最小化したりできる。すなわち、図１及び図２に示すゲル状エアロゾル発生基材カートリッジの構成から分かるように、ゲル収容体５６ａは喫煙物品形成のためのラッピングペーパー６０によりラッピングされる前に、別個のラッピングペーパー６１によりラッピングされるが、このとき、ラッピングペーパー６１はアルミニウムフォイルが紙に付着された形態で提供でき、アルミニウムフォイルがゲル収容体５６ａに接触するようにシリンダ形状でラッピングされることが望ましい。

タバコ体５８は、板状葉タバコ、刻葉及び再構成タバコなどのようなタバコ原料に基づく固体物質を含むことができる。一実施形態において、タバコ体５８は、しわを持つ板状葉シートで充填できる。板状葉シートは、シリンダ軸に実質的に横方向に巻き、折り、圧縮又は収縮によってしわが形成できる。しわを持つ板状葉シートの谷の間隔などの調節により、多孔度を決定することができる。

他の実施形態において、タバコ体５８はタバコ刻葉等で充填できる。ここで、タバコ刻葉等は、タバコシート（或いは、スラリー板状葉シート）を小切ることにより生成できる。また、タバコ体５８は、複数のタバコストランドが互いに同一の方向（平行）に、或いは、ランダムに合わせて形成できる。具体的に、タバコ体５８は、複数のタバコストランドを合わせて形成し、エアロゾルが通過できる縦方向の複数のチャンネルが形成できる。このとき、タバコストランドの大きさ及び配列により、縦方向のチャンネルは均一又は不均一になり得る。

タバコ体５８は、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールの少なくとも一つをさらに含むことができる。また、タバコ体は、グリセリン及びプロピレングリコールをさらに含むこともできる。

また、タバコ体５８は、香味剤及び／又は有機酸（organic acid）のような他の添加物質が含有できる。例えば、香味剤としては、甘草、蔗糖、果糖シロップ、イソスイート（isosweet）、ココア、ラベンダ、シナモン、カルダモン、セロリ、コロハ、カスカリラ、白檀、ベルガモット、ゼラニウム、ハニーエッセンス、ローズオイル、バニラ、レモンオイル、オレンジオイル、ミントオイル、キャラウェー、コニャック、ジャスミン、カモマイル、メントール、カッシア、イランイラン、セージ、スペアミント、ジンジャー、コリアンダー又はコーヒーなどを含むことができる。一方、タバコ媒質収容部１１ａ、１１ｂは、グリセリン又はプロピレングリコールを一部含むこともできる。

場合に応じては、タバコ刻葉からなるタバコ体なしに液状組成物がニコチンを含み、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジにチューブ及びフィルターを順次積層し、ラッピングペーパーでラッピングして、電気加熱式喫煙物品を製造することもできる。

本発明による電気加熱式喫煙物品５０は、図１及び図２に示すように、エアロゾルの移動通路を提供するペーパーチューブ５４を含むことのできるが、チューブには、ＰＬＡが挿入されてエアロゾルの温度を低下させて、ユーザがエアロゾルの吸入時に火傷を負うことを防止することもできる。ペーパーチューブ５４も、別個のラッピングペーパー（図示せず）によりラッピングできる。このとき、ペーパーチューブ５４のためのラッピングペーパーは、ペーパー、すなわち紙も充分である。

マウスピースの役割を果たすフィルター５２は、図１及び図２に示すように、エアロゾルは通過し、液流入は防止する役割を果たす。前述したように、ゲル収容体５６ａに維持されるゲル状エアロゾル発生基材は、常温を含む第１の温度範囲でゲル状でゲル収容体５６ａ内に維持されるが、喫煙物品が保管される周辺環境が第２の温度範囲に達する場合や、その状況で過度な外力がゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６だけに作用する場合のような、非正常な環境で一部の液状組成物が外部に流出される恐れがある。このとき、フィルターが液流入を防止する役割を遂行する（ペーパーチューブも類似に働く）。フィルターは、パルプで製作でき、円筒形又はチューブ形態で製作できる。一方、フィルターは香味剤を含み、ユーザの満足感を向上させることができる。香味剤は、例えば、甘草、蔗糖、果糖シロップ、イソスイート、ココア、ラベンダ、シナモン、カルダモン、セロリ、コロハ、カスカリラ、白檀、ベルガモット、ゼラニウム、ハニーエッセンス、ローズオイル、バニラ、レモンオイル、オレンジオイル、ミントオイル、キャラウェー、コニャック、ジャスミン、カモマイル、メントール、カッシア、イランイラン、セージ、スペアミント、ジンジャー、コリアンダー又はコーヒーなどを含むことができる。

本質的に、前述したゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６は、前記のように、フィルター５２に香味剤を含有させるプロセス及び装備をそのまま用いて作られる。このとき、既存のプロセス及び装備をそのまま用いるので、量産性及び品質管理を充足させることに困難がない。

電気加熱式喫煙物品５０は、通常、複数層のラッピングペーパー６０、６１、６２でラッピングされるが、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジが位置した部分をラッピングする第１のラッピングペーパー６１、その下流又は上流にゲル状エアロゾル発生基材カートリッジとタバコ刻葉によるタバコ体とを共にラッピングする第２のラッピングペーパー６２、その上にチューブを共にラッピングする第３のラッピングペーパー（図示せず）、及び、その上に電気加熱式喫煙物品の全ての部分をラッピングする第４のラッピングペーパー６０のように、複数層のラッピングペーパーでラッピングできる。このように、色んな段階のラッピングにより電気加熱式喫煙物品が得られるが、場合に応じてはゲル状エアロゾル発生基材カートリッジを形成する工程が別個に行われてもよく、連続ラインを介して行われてもよい。

これとは異なり、製造時間の短縮且つ製造コストの節減のために、電気加熱式喫煙物品の全ての部分をラッピングする最外周に位置したラッピングペーパー内に、互いに異なる材質又は互いに異なる厚さの包装材を重ねて一度にラッピングすることもできる。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態によるゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６は、液状組成物を含むゲル状エアロゾル発生基材が収容されたゲル収容体５６ａをハウジングの役割を果たすラッピングペーパー６１がラッピングする。また、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の下流端部にはペーパーチューブ５４及びフィルター５２が順次積層されるように設置される。フィルター及びチューブは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジと共にラッピングペーパー６０によりラッピングされる。

ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６内のゲル状エアロゾル発生基材は、第１の温度範囲でゲル収容体にゲル状でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６内に維持され、ゲル状エアロゾル発生基材に含まれる液状組成物がゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６から流出されず、加熱により気化してエアロゾルを発生させる。

ラッピングペーパー６０、６１、６２は、高熱及び液状との接触によって変形されない、或いは、人体に有害な成分を発生させない、素材で製造されることが望ましい。又は、ラッピングペーパーは、金属薄膜や金属薄板（foil）で製造されることも可能であり、前述したように、紙材質のラッピングペーパーに金属薄膜や金属薄板が重畳した形態、或いは、合紙した形態であり得る。本発明の好適な実施形態によれば、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６のハウジングの役割を果たすラッピングペーパー６１は、ペーパーとアルミニウムフォイルの合紙からなり、アルミニウムフォイルがゲル収容体５６ａと当接して、製造工程中や保管中に第２の温度範囲でゲル収容体５６ａが置かれることで、ゲル状エアロゾル発生基材が液体状態に変化して、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面に流出されることを防止する。

ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジの下流側に提供されるフィルター５２は、気流形成のために中空部を有するが、中空部を有していない形態のフィルターを使用してもよい。フィルターは少なくとも一つのセグメントからなり、例えば、チューブフィルター、冷却構造物及びリセスフィルターの少なくとも一つを含むことができる。チューブフィルターは内部に中空を含む形態を持つ。チューブフィルター及びリセスフィルターは酢酸セルロースで製作され、冷却構造物として働くチューブは純粋なポリ乳酸で製作されたり、異なる分解性ポリマーとポリ乳酸とを組み合せて製作されたりできる。

より具体的に、フィルター５２は酢酸、紙、ＰＰなどの材質で製造でき、フィルターをラッピングするフィルター巻紙（ラッピングペーパー）は、一般紙、多孔紙、穿孔紙及びＮＷＡ(Non Wrapped Acetate)などに分類できる。また、フィルターの形態は一つのセグメントからなるモノフィルター、多数のセグメントからなる複合（二重や三重等）フィルターに分類できる。フィルターは酢酸トウ（acetate tow）、可塑剤、活性炭、Ｘ－ＤＮＡ、巻紙で製造できる。酢酸トウは、酢酸セルロースの連続フィラメントの集合体と言い、フィルターの最も重要な特性である吸引抵抗を決定するのに決定的な役割を果たす。酢酸トウの性質はデニアにより決定される。

可塑剤は、 酢酸セルロース繊維を軟らかくて柔らかくすることで、繊維間の接触点で結合を形成し、繊維束を一層堅固になるようにする。タバコフィルター用可塑剤はトリアセチンを使用する。

吸着剤の一つである活性炭は炭素を主成分とする物質であり、粒子の大きさ及び性状によって区分できる。活性炭に使用される原料としては、植物性原料として木材、木粉、果実殻（ヤシ殻、竹、桃の種）などが挙げられる。

Ｘ－ＤＮＡは海藻類から抽出した後に濃縮加工した機能性粒子である。タバコフィルターに主に用いられる活性炭に比べてタバコ味に影響を及ぼさず、各種発癌物質の除去機能に優れる。

巻紙（ラッピングペーパー）の機能は、フィルター製造の際に、フィルターフロックの形状を維持させる。巻紙の製造の際には、気孔度、引張強度、伸び率、厚さ、粘着性などの物性を満足させなければならない。

例えば、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の長さは１４．０ｍｍであり、フィルター５２又はチューブ５４の長さは各々２．５ｍｍであり、タバコ刻葉を含むタバコ体５８の長さは９．０ｍｍであり得る。これとは異なり、一例として、フィルター５２は１０ｍｍ、ペーパーチューブ５４は１６ｍｍ、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６は１０ｍｍ、タバコ体５８は１２ｍｍになり得る。

フィルター５２、ペーパーチューブ５４、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な長さと、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な配置とは、後述するエアロゾル発生装置１００により電気加熱式喫煙物品で発生するエアロゾルをユーザが吸入する過程においてエアロゾルの温度と関連する。ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６で発生するエアロゾルの温度と、タバコ体５８で発生するエアロゾルの温度とが異なり、ペーパーチューブ５４の長さが長くなることにより、高温のエアロゾルをさらに冷却させることができるため、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８で発生するエアロゾルの温度と、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な配置とを考慮して、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の体積に依存する液状組成物及びタバコ刻葉の量と、後述するエアロゾル発生装置の加熱方式等とに基づいて、これらの相対的な長さ及び配置が変化し得る。現在市販中の電気加熱式喫煙物品と同様な大きさで電気加熱式喫煙物品を製造しながら、前記の多様な条件を充足させることが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に困難でない。

前述したように、図３に示すゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を製造するための好適な一実施形態によれば、まず、ゲル状エアロゾル発生基材を第２の温度範囲で加熱して液体に作った後、パイプ構造物４０によりシリンダ形状で形成されるゲル収容体５６ａがパイプ構造物４０に導入される前に、スプレイ装備又はニードルのような液体注入部を通過して、液体が充分にスプレイ又は注入されて、液体がゲル収容体５６ａ内に提供され、ゲル収容体５６ａは、パイプ構造物４０を通過しながら液体を含有するか、又は、液体により吸湿状態になる。以後、液体が吸湿されたゲル収容体は、例えば、紙（又は、アルミニウムフォイルが合紙されたペーパー）からなるラッピングペーパーによりラッピングされ、必要な長さ（一例として、１４０ｍｍ、１００ｍｍ又は８０ｍｍ）に切断され、ゲル収容体ロッド５７を形成する。ゲル収容体ロッド５７は、後述するように、所望の長さのゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６（一例として、１４ｍｍ、１０ｍｍ、８ｍｍ）に切断された後、他の電気加熱式喫煙物品のセグメント（チューブ、フィルター、タバコ体）と共にパッキング（ラッピング）して、エアロゾル発生用電気加熱式喫煙物品５０として製造できる。前述したように、ゲル収容体５６ａ内に導入された液体は、パイプ構造物４０を通過する際や、ゲル収容体ロッド５７に切断された後に保管される際や、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に切断された後に保管される際、第１の温度範囲で維持されながらゲル化して、ゲル収容体５６ａ内の表面、気孔及びネットワーク上に微細粒状に分散されて存在することになる。

図４は、本発明のまた他の好適な実施形態によりゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を製造するためにゲル収容体ロッド５７をカットするカット工程を概略的に示す図である。前述したように、一例として１４０ｍｍ、１００ｍｍ又は８０ｍｍの長さを有するゲル収容体ロッド５７は、インデックステーブル７０の溝内に流入され、インデックステーブルの回転によってコンベヤーベルト９０に移動される。このとき、インデックステーブル７０に沿って移動する経路上に回転刃８０が配置され、回転刃により、ゲル収容体ロッド５７は、所望の長さ、一例として１４ｍｍ、１０ｍｍ、８０ｍｍの長さに１０個のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に切断される。回転刃８０は、１０個が等間隔に配置され、１４０ｍｍのゲル収容体ロッド５７を１０個の１４ｍｍのゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に切断したり、１００ｍｍのゲル収容体ロッド５７を１０個の１０ｍｍのゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に切断したり、８０ｍｍのゲル収容体ロッド５７を１０個の８ｍｍのゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に切断したりできる。前述したように、前記のプロセス及び装備は、既存の巻きタバコの製造において、フィルターに香味剤などを含有させる場合に適用されたものをそのまま利用するため、量産性及び品質管理をそのまま充足させることに困難がない。

本発明の好適な一実施形態によれば、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の下流端にマウスピースとして働くフィルター５２が位置し、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の上流端にタバコ刻葉を含むタバコ体５８が位置する。これらの各セグメント（フィルター、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ、タバコ体）を共にパックキングして、エアロゾル発生用電気加熱式喫煙物品が製造できる。前述したように、フィルター５２及びゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６間には、必要に応じてエアロゾルの移動通路を提供するチューブ５４が位置できる。これらの各セグメントであるフィルター、チューブ、液状カートリッジ、タバコ体が並んで配列され、これらを共にパックキングしてエアロゾル発生用電気加熱式喫煙物品５０が得られる。実際の製造ラインでは、これらが並んで１０個セット以上に羅列されて、ラッピングの後に多数個の電気加熱式喫煙物品に切断できる。

どのような場合でも、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に含まれるエアロゾル発生基材である液状組成物は、ゲル化してゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内のゲル収容体の表面、気孔、ネットワークなどに微細粒状に分散されて存在し、液状化してもゲル収容体５６ａに吸湿されるので、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジの外部に流出されないが、電気加熱式喫煙物品を製造する過程又は電気加熱式喫煙物品を完成した後に、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに付加される高温や物理的圧力により、液状組成物が外部に流出される場合や、エアロゾルに気化して外部に出る場合を考慮し得る。まず、本発明の好適な実施形態によれば、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジの上流にはタバコ体が位置し、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジの下流にはフィルターが位置するので、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに高温が付加されたり外部から物理的圧力が付加されたりしても、液状組成物がフィルター又はタバコ体を経て外部に流出される可能性は低い。ゲル状エアロゾル発生基材は７０℃を含む第２の温度範囲で液体化し、液状組成物は約１２０℃以上でエアロゾルを発生し始めるので、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジのラッピング又は製造工程において、工程管理を１００℃以下、望ましくは５０℃未満の第１の温度範囲にすることで、製造過程中の液状組成物の損失が防止できる。製造工程中において不可避に液状組成物の気化開始温度以上の高温が必要な場合は、工程中に損失し得る液状組成物の量を推算し、要求量に損失予想量を加算して、さらに液状組成物を吸湿させて管理できる。

以下では、本発明による電気加熱式喫煙物品５０を加熱によりエアロゾルを発生させることができるエアロゾル発生装置１００の実施形態を説明する。以下で説明するエアロゾル発生装置１００は、本発明で説明した電気加熱式喫煙物品５０のように、喫煙物品内に液状組成物やタバコ刻葉のようなエアロゾル形成基材を含み、既存の巻きタバコ形態でラッピングペーパーによりラッピングされた電気加熱式喫煙物品５０が挿入可能な空洞を有し、空洞に挿入された喫煙物品のエアロゾル形成基材をエアロゾル発生装置内に提供されるヒータにより加熱してエアロゾルを形成させる、把持及び携帯が可能なサイズのエアロゾル発生装置である。ヒータは、後述するように、抵抗加熱方式又は誘導加熱方式により提供できるが、一例として１００～４００℃の温度まで加熱して、エアロゾル発生装置の空洞内に挿入される電気加熱式喫煙物品５０内に提供されるエアロゾル形成基材を加熱させてエアロゾルを発生させる。望ましい一例によれば、そのターゲット温度は２００乃至３５０℃の範囲になり得、より望ましい一例によれば、そのターゲット温度は２５０乃至３２０℃の範囲になり得る（一例として２８０℃をターゲットとする）。場合に応じては、そのターゲット温度が１５０乃至２５０℃の範囲であり得るが（一例として１８０℃をターゲット温度とする）、これは、エアロゾルを発生させようとする対象が、液状組成物（グリセリン等）であるか、タバコ体であるか、もしくはグリセリンのような液状組成物が吸湿されたタバコ体であるかによって変化し得る。どのような場合でも、電気加熱式喫煙物品５０内で発生したエアロゾルは、チューブ５４及びフィルター５２を介してユーザの口の中に吸入されるので、吸入過程で冷却されることを考慮しても、発生したエアロゾルの温度が過度に高くなると、ユーザに不快感を与えるか、或いは、火傷の危険があり、過度なエアロゾルの発生による数回のパフに困難があるので、このような点を勘案して発熱体のターゲット温度が予め決定されなければならない。また、前記理由のため、発熱体のターゲット温度の上限が前記のように制限される。

好適な実施形態によれば、発生したエアロゾルがチューブ５４及びフィルター５２を経て出る温度がマウスエンド温度（mouth end temperature）として測定できるが、ユーザに不快感を与えないために、エアロゾルの温度は５０℃未満、望ましくは４５℃以下の温度にならなければならない。望ましいエアロゾルのマウスエンド温度は２５乃至４５℃の温度範囲を有し、より望ましいエアロゾルのマウスエンド温度は３０乃至４０℃の温度範囲を有する。

エアロゾル発生装置１００は、装置内に提供されて直流電源として働く再充電可能なバッテリ１１０と、バッテリ１１０からの出力を制御する制御部１２０とを含む。図５では、このようなエアロゾル発生装置１００の概念図を電気加熱式喫煙物品５０と共に示し、各々の実施形態において加熱方式を説明するための用途で断面図として概略的に示す。説明の便宜のために、喫煙物品である電気加熱式喫煙物品５０は、基本的にフィルター５２－チューブ５４－ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６－タバコ体５８の順に配列されて、ラッピングペーパー６０でラッピングされて構成されたものを基準として説明する。各々の場合において、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な位置が互いに変化し得ることは既に説明した。

また、次の説明は例示のために提供されるだけであり、本発明の範囲はこれに限定されるものではい。本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者であれば、次に例示したエアロゾル発生装置の構成から、一部を削除したり、一部を追加したり、他の装置と組み合せたりして、本発明の範囲に属するエアロゾル発生システムが構成できることを容易に分かるはずである。

図５は、前述したように、本発明が適用できる一例のエアロゾル発生システムの概念図と共に、本発明の第１の実施形態によるエアロゾル発生装置１００の断面を概略的に示す図である。

エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置１００及び電気加熱式喫煙物品５０を含む。ここで、喫煙物品である電気加熱式喫煙物品５０は、前述したように、フィルター５２、ペーパーチューブ５４、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８がラッピングペーパー６０によりラッピングされて構成され、エアロゾル発生装置１００に提供される中空に挿入される。

エアロゾル発生装置１００は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に吸湿された液状組成物を加熱してエアロゾルを発生させるための電気抵抗によるパイプヒータ１３０ｂと、タバコ体５８のタバコ刻葉などを加熱してエアロゾルを発生させるための電気抵抗による侵入式ヒータ１３０ａとを含む。合せて、これらのヒータ１３０ａ、１３０ｂに電力を供給するためのバッテリ１１０と、このバッテリ１１０からヒータ１３０ａ、１３０ｂへの電力供給を制御するように構成された制御部１２０とを含む。

前述した第１の実施形態による侵入式ヒータ１３０ａは、ヒータパターンが外部に印刷されたブレード形状、或いは、棒針形状であり得る。どのような場合にもヒータパターンと共に温度センサパターンも提供され、侵入式ヒータ１３０ａの表面での温度がセンシングされ、そのセンシング値によって侵入式ヒータ１３０ａに電力供給が制御できるようにする。第１の実施形態のように、侵入式ヒータがタバコ体５８内に挿入され、タバコ体５８を加熱して、タバコ体５８内でエアロゾルを形成させる場合、タバコ体５８と接触して加熱するため、直ぐにエアロゾルを発生させるのに役立つ。ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６は、前述したように、互いに物理的に連結された材質を折り又は巻きにより形成したので、侵入式ヒータ１３０ａが正しく挿入されない場合や、挿入されても再除去する時にゲル収容体が正しく分離されない場合があり得るため、侵入式ヒータ１３０ａはタバコ体５８だけまで挿入されることが望ましい。

前述した第１の実施形態によるパイプヒータ１３０ｂも、ヒータ線や面状発熱体パターンが外部に印刷又は提供されたパイプである。パイプヒータ１３０ｂにも侵入式ヒータ１３０ａのように温度センサパターンが提供されて温度がセンシングされ、そのセンシング値によってパイプヒータ１３０ｂに電力供給が制御できるようにする。パイプヒータ１３０ｂは、電気加熱式喫煙物品５０のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を加熱することで、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内にゲル状で存在するエアロゾル発生基材が加熱されて、エアロゾルを発生させるようにする。

前記のヒータにより１５０～３５０℃の温度範囲までエアロゾル発生基材を加熱させてエアロゾルが発生でき、ユーザの吸入により発生されたエアロゾルは、ペーパーチューブ５４及びフィルター５２を経て、ユーザの口を通じて吸入される。一例として、侵入式ヒータ１３０ａがタバコ体５８のタバコ刻葉を１５０～２５０℃の温度範囲で加熱して、タバコ刻葉から由来するエアロゾルを発生させることができ、パイプヒータ１３０ｂがゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６のゲル収容体を２５０～３５０℃の温度範囲で加熱して、ゲル収容体の液状組成物から由来するエアロゾルを発生させることができる。前記の温度条件は互いに反対であり得る。前記の温度範囲で加熱させても、ラッピングペーパーが燃焼せず、ラッピングペーパーの一部が焦げることができる。

勿論、各ヒータ１３０ａ、１３０ｂのヒータパターン、センシング部及び制御部は各々電気的に連結され、バッテリ及び制御部も電気的に連結される。

図６は、本発明の第２の実施形態によるエアロゾル発生システムの断面を概略的に示す図である。

電気加熱式喫煙物品５０の構成は、第１の実施形態の場合と同様である。

第２の実施形態によるエアロゾル発生装置１００は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８に対応する一つの抵抗加熱方式のパイプヒータ１３２を有する場合である。前述した第１の実施形態によるパイプヒータ１３０ｂのように、ヒータ線や面状発熱体パターンが外部に印刷又は提供されたパイプである。第２の実施形態によるパイプヒータ１３２にも温度センサパターンが提供されて温度がセンシングされ、そのセンシング値によってパイプヒータ１３２に電力供給が制御できるようにする。パイプヒータ１３２は、電気加熱式喫煙物品５０のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を加熱して、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内にゲル状で存在するエアロゾル発生基材からエアロゾルを発生させるだけでなく、電気加熱式喫煙物品５０のタバコ体５８の側面でタバコ体５８を加熱して、タバコ体５８内に提供されるタバコ刻葉等からエアロゾルを発生させる。第２の実施形態のパイプヒータ１３２は、本質的に同一の温度でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８を加熱することになる。その目標温度は１５０～３５０℃の温度範囲であり得、温度センシング値によってその温度が調節できる。前記の温度範囲で加熱させても、ラッピングペーパーが燃焼せず、ラッピングペーパーの一部が焦げることができる。

このような装置に使用するための電気加熱式喫煙物品のために、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な位置を調整したり、これらの相対的な体積（又は高さ）を調整したりすることで、液状組成物から発生するエアロゾルの量と、タバコ刻葉から発生するエアロゾルの量とを適切に調整できる。

勿論、パイプヒータ１３２のヒータパターン、センシング部及び制御部１２０は各々電気的に連結され、バッテリ及び制御部も電気的に連結され、パイプヒータ１３２は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８だけを囲むことが望ましく、ペーパーチューブ５４やフィルター５２を囲まないことが望ましい。

図７は、本発明の第３の実施形態によるエアロゾル発生システムの断面を概略的に示す図である。

電気加熱式喫煙物品５０の構成は、前述した実施形態の場合と同様である。

第３の実施形態によるエアロゾル発生装置１００は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に対応する抵抗加熱方式のパイプヒータ１３２ａ及びタバコ体５８に対応する抵抗加熱方式のパイプヒータ１３２ｂを各々有する場合である。前述した実施形態によるパイプヒータのように、ヒータ線や面状発熱体パターンが外部に印刷又は提供されたパイプである。第３の実施形態によるパイプヒータ１３２ａ、１３２ｂにも温度センサパターンが提供されて温度がセンシングされ、そのセンシング値によってパイプヒータ１３２ａ、１３２ｂに電力供給が制御できるようにする。パイプヒータ１３２ａは、電気加熱式喫煙物品５０のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を加熱して、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内にゲル状で存在するエアロゾル発生基材からエアロゾルを発生させ、パイプヒータ１３２ｂは、電気加熱式喫煙物品５０のタバコ体５８の側面でタバコ体５８を加熱して、タバコ体５８内に提供されるタバコ刻葉等からエアロゾルを発生させる。第３の実施形態のパイプヒータ１３２ａ、１３２ｂは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８を互いに異なる温度で加熱することができる。その目標温度は１５０～３５０℃の温度範囲であり得、温度センシング値によってその温度が調節でき、発生されたエアロゾルは、ユーザの吸入によりペーパーチューブ５４及びフィルター５２を経て、ユーザの口を通じて吸入される。一例として、パイプヒータ１３２ｂがタバコ体５８のタバコ刻葉を１５０～２５０℃の温度範囲で加熱して、タバコ刻葉から由来するエアロゾルを発生させることができ、パイプヒータ１３２ａがゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６のゲル収容体を２５０～３５０℃の温度範囲で加熱して、ゲル収容体の液状組成物から由来するエアロゾルを発生させることができる。前記の温度条件は互いに反対であり得る。前記の温度範囲で加熱させても、ラッピングペーパーが燃焼せず、ラッピングペーパーの一部が焦げることができる。

第３の実施形態の構成を採用する場合、侵入式ヒータが持つ問題点（使用後の電気加熱式喫煙物品から発生する残留物の問題点や、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに容易に挿入されないという問題点）を持つことなく、図に示す構成を持つ電気加熱式喫煙物品において、並びに、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な位置が変化した電気加熱式喫煙物品においても、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８から適切にエアロゾルを発生させると同時に、各エアロゾル形成基材の最適のエアロゾル発生温度に合うようにパイプヒータ１３２ａ 、１３２ｂの温度を設定及び制御することが可能となる。

勿論、パイプヒータ１３２ａ 、１３２ｂのヒータパターン、センシング部及び制御部１２０は各々電気的に連結され、バッテリ及び制御部も電気的に連結され、パイプヒータ１３２ａ 、１３２ｂは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８だけを囲むことが望ましく、ペーパーチューブ５４やフィルター５２を囲まないことが望ましい。

図８は、本発明の第４の実施形態によるエアロゾル発生システムの断面を概略的に示す図である。

電気加熱式喫煙物品５０の構成は、前述した実施形態の場合と同様である。

第４の実施形態によるエアロゾル発生装置１００は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８に対応する高さを持つ一つの抵抗加熱方式のパイプヒータ１３４ｂと、タバコ体５８に挿入可能な侵入式ヒータ１３４ａとを有する。

パイプヒータ１３４ｂには、前述したパイプヒータのように、ヒータ線や面状発熱体パターンが外部に印刷又は提供され、温度センサパターンも提供されて温度がセンシングされ、そのセンシング値によってパイプヒータ１３４ｂに電力供給が制御できるようにする。パイプヒータ１３４ｂは、電気加熱式喫煙物品５０のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を加熱して、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内にゲル状で存在するエアロゾル発生基材からエアロゾルを発生させるだけでなく、電気加熱式喫煙物品５０のタバコ体５８の側面でタバコ体５８を加熱して、タバコ体５８内に提供されるタバコ刻葉等からエアロゾルを発生させる。第４の実施形態のパイプヒータ１３４ｂも、本質的に同一の温度でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８を加熱することになる。しかしながら、第２の実施形態とは異なり、第４の実施形態では、タバコ体５８に挿入可能な前述したような構成を持つ侵入式ヒータ１３４ａがさらに提供される。このような構成は、タバコ体５８に追加の加熱源が提供できるという意味であるので、電気加熱式喫煙物品内に提供されるエアロゾル発生基材により効果的に対応できる。どのような場合でも、その目標温度は１５０～３５０℃の温度範囲であり得、温度センシング値によってその温度が調節できる。一例として、パイプヒータ１３４ｂがゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６のゲル収容体にゲル状で存在するエアロゾル発生基材及びタバコ体５８のタバコ刻葉を１５０～２５０℃の温度範囲で加熱して、これらから由来するエアロゾルを発生させることができ、さらに、侵入式ヒータ１３４ａがタバコ体５８のタバコ刻葉を２５０～３５０℃の温度範囲で加熱して、タバコ刻葉から由来するエアロゾルを発生させることができる。前記の温度条件は互いに反対であり得る。前記の温度範囲で加熱させても、ラッピングペーパーが燃焼せず、ラッピングペーパーの一部が焦げることができる。

勿論、侵入式ヒータ１３４ａ及びパイプヒータ１３４ｂのヒータパターン、センシング部及び制御部１２０は各々電気的に連結され、バッテリ及び制御部も電気的に連結され、パイプヒータ１３４ｂは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８だけを囲むことが望ましく、ペーパーチューブ５４やフィルター５２を囲まないことが望ましく、 侵入式ヒータ１３４ａは、前述した理由のため、タバコ体５８だけに挿入されることが望ましい。

図９乃至図１２による本発明の第５の実施形態乃至第８の実施形態は、誘導加熱方式のヒータを適用したエアロゾル発生システムの例示である。誘導加熱のために使用される電装品等は、誘導加熱のための部品として、円筒形で数回巻線された励磁コイル１３６ａ、１３６ｃ、１３８ｂ、１４０ａ、１４０ｂと、励磁コイル１３６ａ、１３６ｃ、１３８ｂ、１４０ａ、１４０ｂと反応して渦電流損失によって誘導加熱されるサセプタ（susceptor：磁化発熱体）とが具備される。ここで、サセプタは、装置内において励磁コイル１３６ａ、１３６ｃ、１３８ｂ、１４０ａ、１４０ｂにより囲まれるように、励磁コイル１３６ａ、１３６ｃ、１３８ｂ、１４０ａ、１４０ｂ内に提供される、喫煙物品である電気加熱式喫煙物品５０が挿入可能な空洞を定義する中空円筒形状の薄板からなり、励磁コイル１３６ａ、１３６ｃ、１３８ｂ、１４０ａ、１４０ｂと反応して渦電流損失による誘導加熱によって４００℃以下の温度まで加熱される金属材質のヒートパイプ１３６、１３６ｄ、１３８ａ、１４２ａ、１４２ｂである。励磁コイル１３６ａ、１３６ｃ、１３８ｂ、１４０ａ、１４０ｂに印加される交流電流の大きさにより、サセプタの温度は１０００℃以上の温度まで加熱できるが、本発明は前述したように発熱体として働くサセプタを４００℃以下の温度まで加熱する。ヒートパイプ１３６、１３６ｄ、１３８ａ、１４２ａ、１４２ｂの温度は、ヒートパイプ１３６、１３６ｄ、１３８ａ、１４２ａ、１４２ｂの表面に物理的に接触する温度センサによりセンシングされるか、或いは、ヒートパイプ１３６、１３６ｄ、１３８ａ、１４２ａ、１４２ｂとして働くサセプタの温度変化によって変化するインダクタンス又はリアクタンスの値によってサセプタを加熱する電流と電圧が変化することを測定する電流センサ及び電圧センサからの電流と電圧の変化によってサセプタの温度を計算することもできる。

誘導加熱のためには、制御部が、バッテリ１１０から直流電源を供給されて、共振周波数の交流電流又は共振周波数と差がある周波数の交流電流を励磁コイルに供給するが、サセプタの温度変化によって励磁コイルに印加される交流電流を制御して、サセプタを所望の温度で発熱させ、維持させ、変化させることができる。

図９は、本発明の第５の実施形態によるエアロゾル発生システムの断面を概略的に示す図である。

電気加熱式喫煙物品５０の構成は、前述した実施形態の場合と同様である。

第５の実施形態によるエアロゾル発生装置１００は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに対応する誘導加熱方式のヒートパイプ１３６と、タバコ体５８に対応する誘導加熱方式のヒットブレード１３６ｂとを各々有する場合である。ヒートパイプ１３６及びヒットブレード１３６ｂの全部がサセプタからなり、誘導加熱により発熱される。ヒートパイプ１３６は、電気加熱式喫煙物品５０のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を加熱して、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内にゲル状で存在するエアロゾル発生基材からエアロゾルを発生させ、ヒットブレード１３６ｂは、電気加熱式喫煙物品５０のタバコ体５８内のタバコ刻葉などを加熱してエアロゾルを発生させる。

サセプタとして働くヒートパイプ１３６及びヒットブレード１３６ｂは、互いに別個に提供されるので、その材質や厚さなどを調節して所望の加熱温度条件をなすことも可能である。

制御によりなされる温度条件は、前述と同様又は類似であり得る。すなわち、第５の実施形態のヒートパイプ１３６及びヒットブレード１３６ｂは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８を互いに異なる温度で加熱することができる。その目標温度は１５０～３００℃の温度範囲であり得、温度センシング値によってその温度が調節でき、発生されたエアロゾルはユーザの吸入によりペーパーチューブ５４及びフィルター５２を経て、ユーザの口を通じて吸入される。一例として、ヒットブレード１３６ｂがタバコ体５８のタバコ刻葉を１５０～２００℃の温度範囲で加熱して、タバコ刻葉から由来するエアロゾルを発生させることができ、ヒートパイプ１３６がゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６のゲル収容体を２５０～３００℃の温度範囲で加熱して、ゲル収容体の液状組成物から由来するエアロゾルを発生させることができる。前記の温度条件は互いに反対であり得る。前記の温度範囲で加熱させても、ラッピングペーパーが燃焼せず、ラッピングペーパーの一部が焦げることがあり得る。

勿論、励磁コイル１３６ａ、センシング部及び制御部１２０は各々電気的に連結され、バッテリ及び制御部も電気的に連結され、ヒートパイプ１３６は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６だけを囲むことが望ましく、ペーパーチューブ５４やフィルター５２を囲まないことが望ましい。また、ヒットブレード１３６ｂは、電気抵抗方式の侵入式ヒータのように、タバコ体５８だけまで挿入されることが望ましい。

図１０は、本発明の第６の実施形態によるエアロゾル発生システムの断面を概略的に示す図である。

電気加熱式喫煙物品５０の構成は、前述した実施形態の場合と同様である。

第６の実施形態によるエアロゾル発生装置１００は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに対応する誘導加熱方式のヒートパイプ１３６ｄと、タバコ体５８に対応する抵抗加熱方式のパイプヒータ１３６ｅとを組み合わせる例である。

サセプタとして働くヒートパイプ１３６ｄは、電気加熱式喫煙物品５０のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を加熱して、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内にゲル状で存在するエアロゾル発生基材からエアロゾルを発生させる。

合わせて、抵抗加熱によるパイプヒータ１３６ｅは、電気加熱式喫煙物品５０のタバコ体５８の側面でタバコ体５８を加熱して、タバコ体５８内にあるタバコ刻葉等からエアロゾルを発生させる。

このような装置に使用するための電気加熱式喫煙物品のために、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な位置を調整したり、これらの相対的な体積（又は高さ）を調整したりすることで、液状組成物から発生するエアロゾルの量と、タバコ刻葉から発生するエアロゾルの量とを適切に調整できる。

第６の実施形態のヒートパイプ１３６ｄ及びパイプヒータ１３６ｅは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８を互いに異なる温度で加熱することができる。その目標温度は１５０～３５０℃の温度範囲であり得、温度センシング値によってその温度が調節でき、発生されたエアロゾルは、ユーザの吸入によりペーパーチューブ５４及びフィルター５２を経て、ユーザの口を通じて吸入される。一例として、ヒットブレード１３６ｂがタバコ体５８のタバコ刻葉を１５０～２５０℃の温度範囲で加熱して、タバコ刻葉から由来するエアロゾルを発生させることができ、ヒートパイプ１３６ｄがゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６のゲル収容体を２５０～３５０℃の温度範囲で加熱して、ゲル収容体の液状組成物から由来するエアロゾルを発生させることができる。前記の温度条件は互いに反対であり得る。前記の温度範囲で加熱させても、ラッピングペーパーが燃焼せず、ラッピングペーパーの一部が焦げることができる。

勿論、励磁コイル１３６ｃ、パイプヒータ１３６ｅのヒータパターン、センシング部及び制御部１２０は各々電気的に連結され、バッテリ及び制御部も電気的に連結され、ヒートパイプ１３６ｄ及びパイプヒータ１３６ｅは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８だけを囲むことが望ましく、ペーパーチューブ５４やフィルター５２を囲まないことが望ましい。

図１１は、本発明の第７の実施形態によるエアロゾル発生システムの断面を概略的に示す図である。

電気加熱式喫煙物品５０の構成は、前述した実施形態の場合と同様である。

第７の実施形態によるエアロゾル発生装置１００は、誘導加熱方式のヒートパイプ１３８ａにより、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の全部が加熱される方式を示す。ヒートパイプ１３８ａの発熱によりゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６のゲル収容体内にゲル状で存在するエアロゾル発生基材からエアロゾルが発生されるだけでなく、タバコ体５８内にあるタバコ刻葉等からエアロゾルが発生される。第７の実施形態のヒートパイプ１３８ａは、本質的に同一の温度でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８を加熱することになる。その目標温度は１５０～３５０℃の温度範囲であり得、温度センシング値によってその温度が調節できる。前記の温度範囲で加熱させても、ラッピングペーパーが燃焼せず、ラッピングペーパーの一部が焦げることができる。

このような装置に使用するための電気加熱式喫煙物品のために、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な位置を調整したり、これらの相対的な体積（又は高さ）を調整したりすることで、液状組成物から発生するエアロゾルの量と、タバコ刻葉から発生するエアロゾルの量とを適切に調整できる。

勿論、励磁コイル１３８ｂ、センシング部及び制御部１２０は各々電気的に連結され、バッテリ及び制御部も電気的に連結され、ヒートパイプ１３８ａは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８だけを囲むことが望ましく、ペーパーチューブ５４やフィルター５２を囲まないことが望ましい。

図１２は、本発明の第８の実施形態によるエアロゾル発生システムの断面を概略的に示す図である。

電気加熱式喫煙物品５０の構成は、前述した実施形態の場合と同様である。

第８の実施形態によるエアロゾル発生装置１００は、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６に対応する誘導加熱方式のヒートパイプ１４２ａと、タバコ体５８に対応する誘導加熱方式のヒートパイプ１４２ｂとを各々有する場合である。これを誘導加熱するための励磁コイル１４０ａ、１４０ｂも各々別個に提供される。ヒートパイプ１４２ａは、電気加熱式喫煙物品５０のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６の側面でゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６を加熱して、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ内にゲル状で存在するエアロゾル発生基材からエアロゾルを発生させ、ヒートパイプ１４２ｂは、電気加熱式喫煙物品５０のタバコ体５８の側面でタバコ体５８を加熱して、タバコ体５８内に提供されるタバコ刻葉等からエアロゾルを発生させる。第８の実施形態のヒートパイプ１４２ａ、１４２ｂは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８を互いに異なる温度で加熱することができる。その目標温度は１５０～３５０℃の温度範囲であり得、温度センシング値によってその温度が調節でき、発生されたエアロゾルは、ユーザの吸入によりペーパーチューブ５４及びフィルター５２を経て、ユーザの口を通じて吸入される。一例として、ヒートパイプ１４２ｂがタバコ体５８のタバコ刻葉を１５０～２５０℃の温度範囲で加熱して、タバコ刻葉から由来するエアロゾルを発生させることができ、ヒートパイプ１４２ａがゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６のゲル収容体を２５０～３５０℃の温度範囲で加熱して、ゲル収容体の液状組成物から由来するエアロゾルを発生させることができる。前記の温度条件は互いに反対であり得る。前記の温度範囲で加熱させても、ラッピングペーパーが燃焼せず、ラッピングペーパーの一部が焦げることができる。

このような装置に使用するための電気加熱式喫煙物品のために、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８の相対的な位置を調整したり、これらの相対的な体積（又は高さ）を調整したりすることで、液状組成物から発生するエアロゾルの量と、タバコ刻葉から発生するエアロゾルの量とを適切に調整できる。

勿論、励磁コイル１４０ａ、１４０ｂ、センシング部及び制御部１２０は各々電気的に連結され、バッテリ及び制御部も電気的に連結され、ヒートパイプ１４２ａ、１４２ｂは、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ５６及びタバコ体５８だけを囲むことが望ましく、ペーパーチューブ５４やフィルター５２を囲まないことが望ましい。

本実施形態による技術分野における通常の知識を有した者は、前記の記載の本質的な特性から逸脱しない範囲内で変形された形態で具現できることを理解することができる。したがって、開示の方法等は、限定的な観点でなく、説明的な観点で考慮しなければならない。本発明の範囲は、前述した説明でなく、特許請求の範囲に記載されており、これと同等な範囲内にある全ての差異点は本発明に含まれたものと解析されるべきである。

本発明によれば、電気加熱式喫煙物品に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジと、これを含む電気加熱式喫煙物品とを提供することで、ユーザが液状から由来するエアロゾル及びタバコ基材から由来するエアロゾルを共に吸入するのに用いられる。

Claims (20)

1. 常温を含む第１の温度範囲でゲル状、半固状又は固状で存在し、７０℃を含む第２の温度範囲で液状に変化し、１５０乃至４００℃の温度範囲でエアロゾルに気化する、グリセリン及びゼラチンを含むゲル状エアロゾル発生基材と、
   ゲル状エアロゾル発生基材が収容されるゲル収容体と、
   ゲル収容体を７乃至２０ｍｍの長さ及び５乃至８ｍｍの直径を有するシリンダ形状で側面をラッピングする、ラッピングペーパーとを含むことを特徴とする、電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
2. ゲル状エアロゾル発生基材は、
   水、寒天、増粘剤、澱粉粉末、セルロース類、カルボキシメチルエーテル類、天然食品香料又は果物抽出物の一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
3. ゲル状エアロゾル発生基材において、グリセリンの含有量は５０重量％以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
4. ゲル状エアロゾル発生基材は、
   重量％として、８０乃至１００％のグリセリンＶＧ、及び、０乃至２０％のグリセリンＰＧからなる液状組成物を含むが、
   ６０乃至８０％の液状組成物、及び、２０乃至４０％の水の体積割合で混合された混合物１００ｍｌ対比１乃至６ｇの重量のゼラチンを含み、
   選択的に液状組成物の全体重量対比１０％以下に加味される香味剤を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
5. 液状組成物は、ゲル収容体内に７０乃至１２０ｍｇの量で含まれることを特徴とする、請求項４に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
6. ゲル状エアロゾル発生基材は、第２の温度範囲で液体状態でゲル収容体内に導入され、第１の温度範囲でゲル状、半固状又は固状で存在することを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
7. ゲル収容体は、メラミン系発泡樹脂からなる厚さ２乃至３ｍｍの帯を折り又は巻きによりシリンダ形状で作ったり、メラミン系発泡樹脂をシリンダ形状で加工して作ったりしたものであり、選択的に単位体積当たりの重量が０．０１乃至０．０１３ｍｇ／ｍｍ^３であることを特徴とする、請求項１に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
8. ゲル収容体は、パルプ又はパルプを含む生地を折り又は巻きによりシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して作ったりしたものであり、選択的に単位体積当たりの重量が０．２５乃至０．４ｍｇ／ｍｍ^３であることを特徴とする、請求項１に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
9. ゲル収容体は、綿の織造生地又は不織布生地を折り又は巻きによりシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して作ったりしたものであり、選択的に単位体積当たりの重量が０．２乃至０．３５ｍｇ／ｍｍ^３であることを特徴とする、請求項１に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
10. ゲル収容体は、竹繊維の織造生地又は不織布生地を折り又は巻きによりシリンダ形状で作ったり、シリンダ形状で加工して作ったりしたものであり、選択的に単位体積当たりの重量が０．１５乃至０．２５ｍｇ／ｍｍ^３であることを特徴とする、請求項１に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
11. ８０乃至１００％のグリセリンＶＧ、及び、０乃至２０％のグリセリンＰＧからなる液状組成物は、ゲル収容体の単位体積当たり０．１３乃至０．３２ｍｇ／ｍｍ^３の量でゲル収容体に存在することを特徴とする、請求項７乃至１０の何れか一項に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
12. ラッピングペーパーは、アルミニウムフォイルが紙に付着されて形成され、アルミニウムフォイルがゲル収容体に接触するようにシリンダ形状でラッピングされることを特徴とする、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の電気加熱式喫煙物品内に挿入可能なゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ。
13. フィルターと、
    フィルターに対して上流に提供される請求項１乃至１２の何れか一項によるゲル状エアロゾル発生基材カートリッジと、
    フィルターに対して上流に提供されながら、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジに対して上流又は下流に提供されるタバコ刻葉を含むタバコ体とを含むが、
    フィルター、ゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体は、ラッピングペーパーでラッピングされて巻きタバコを形成することを特徴とする、電気加熱式喫煙物品。
14. フィルターの直上流にはチューブ体が提供されることを特徴とする、請求項１３に記載の電気加熱式喫煙物品。
15. 請求項１３又は１４による電気加熱式喫煙物品のための、把持及び携帯が可能なサイズのエアロゾル発生装置であって、
    装置内に提供される喫煙物品が挿入可能な空洞と、
    装置内に提供される、喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体の内部又は外部が加熱できる抵抗加熱方式のヒータ及び誘導加熱方式のヒータの少なくとも一つと、
    装置内に提供され、直流電源として働く再充電可能なバッテリと、
    装置内に提供され、バッテリから直流電源を供給されてヒータを制御する制御部とを含むことを特徴とする、エアロゾル発生装置。
16. 抵抗加熱方式のヒータは、喫煙物品の外部を加熱するパイプヒータ及び喫煙物品に挿入されて内部を加熱する侵入式ヒータの何れか一つであり、パイプヒータはゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及び／又はタバコ体を加熱し、侵入式ヒータはタバコ体に挿入されてタバコ体内を加熱することを特徴とする、請求項１５に記載のエアロゾル発生装置。
17. 装置内に提供されてヒータの温度をセンシングする温度センサをさらに含み、制御部は、温度センサからのセンシング値によって抵抗加熱方式のヒータを制御することを特徴とする、請求項１６に記載のエアロゾル発生装置。
18. 誘導加熱方式のヒータは、装置内に別途に提供される励磁コイルにより発熱する、喫煙物品の外部を加熱するサセプタ材質のヒートパイプ、及び、喫煙物品に挿入されて内部を加熱するサセプタ材質のヒットブレードの何れか一つであり、ヒートパイプはゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及び／又はタバコ体を加熱し、ヒットブレードはタバコ体に挿入されてタバコ体内を加熱することを特徴とする、請求項１５に記載のエアロゾル発生装置。
19. 装置内に提供されて誘導加熱ヒータの温度を得る温度獲得部をさらに含み、制御部は温度獲得部の入力によって励磁コイルに印加される電流を制御することを特徴とする、請求項１８に記載のエアロゾル発生装置。
20. 請求項１３又は１４による電気加熱式喫煙物品と、
    喫煙物品が挿入可能な空洞、喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体の内部又は外部が加熱できる抵抗加熱方式のヒータ及び誘導加熱方式のヒータの少なくと一つ、直流電源として働く再充電可能なバッテリ、並びに、バッテリから直流電源を供給されてヒータを制御する制御部を装置内に含むエアロゾル発生装置とからなり、
    電気加熱式喫煙物品を空洞に挿入して、電気加熱式喫煙物品のゲル状エアロゾル発生基材カートリッジ及びタバコ体を電気加熱式により加熱させて、喫煙物品内でエアロゾルを発生させることを特徴とする、エアロゾル発生システム。

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