JP6998451B2 - HNB Tobacco article heating unit and manufacturing method of heating unit - Google Patents
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Description
本発明は、タバコ含有材料と、このタバコ含有材料を非燃焼形態により加熱するための電気抵抗式加熱部品とを備えた、非燃焼加熱式(HNB)タバコ物品のための加熱ユニットに関する。本発明は、同じく、HNBタバコ物品のための加熱ユニットを製造する方法に関する。 The present invention relates to a heating unit for a non-combustion heated (HNB) tobacco article comprising a tobacco-containing material and an electrical resistance heating component for heating the tobacco-containing material in a non-combustible form. The present invention also relates to a method of manufacturing a heating unit for HNB tobacco articles.
タバコ又はタバコ含有材料を加熱し、それによって、非燃焼形態により芳香物質とそれにより発生する煙気とを放出させるHNB(非燃焼加熱式)物品は、少し前から既に提案されている(例えば、特許文献1を参照)。そこでは、例えば、タバコを含有する、芳香物質を発生させる媒体が、棒形状の加熱部品の周りに円筒形状に配置されている。その加熱部品は、絶縁パイプ内に配置された抵抗線コイルである。 HNB (non-combustion heating) articles that heat tobacco or tobacco-containing materials, thereby releasing aromatics and the resulting smoke in a non-combustible form, have already been proposed for some time (eg, for example). See Patent Document 1). There, for example, a medium that generates an aromatic substance, including tobacco, is arranged in a cylindrical shape around a rod-shaped heating component. The heating component is a resistance wire coil arranged in an insulated pipe.
HNBタバコ物品の代替構造形状が特許文献2に開示されている。そこでは、喫煙可能な材料、例えば、タバコ混合物が一つの室内に配置されている。加熱体、例えば、セラミック製加熱体、赤外線加熱体又は抵抗式加熱体が、その室の周りに円筒形状に配置されている。 An alternative structural shape of the HNB tobacco article is disclosed in Patent Document 2. There, smokeable materials, such as tobacco mixtures, are placed in one room. A heating body, for example, a ceramic heating body, an infrared heating body or a resistance type heating body, is arranged in a cylindrical shape around the chamber.
前述した二つの配置形態では、加熱体と接触するタバコ材料は直に加熱されるが、その加熱体から更に離れた材料は間接的に遅れてしか加熱されない。その結果得られる不均一な温度分布は、作用物質及び芳香物質の最適な放出と有害物質の放出削減に関して不利である。 In the two arrangements described above, the tobacco material in contact with the heating body is heated directly, but the material further away from the heating body is heated only indirectly with a delay. The resulting non-uniform temperature distribution is disadvantageous in terms of optimal release of active and aromatic substances and reduction of release of harmful substances.
本発明の課題は、タバコ含有材料の均一な加熱を可能にする加熱ユニットと、その加熱ユニットを製造する方法とを提供することである。 An object of the present invention is to provide a heating unit that enables uniform heating of a tobacco-containing material, and a method for manufacturing the heating unit.
本発明は、この課題を独立請求項の特徴により解決する。抵抗式加熱部品を導電性の懸濁物から製作することは、その懸濁物が依然として移動又は流動可能であり、製造時点においてタバコ含有材料と直に接触する、加熱部品の任意の所望の配置形態を可能にする。加熱部品とタバコ含有材料の間の広い面による直接的な接触のために、タバコ含有材料の均一で直接的な遅延の無い加熱が可能になり、そのことは、更に、有害物質の放出を削減した、作用物質と芳香物質の最適な放出を実現する。 The present invention solves this problem by the characteristics of the independent claims. Making a resistant heating component from a conductive suspension allows any desired placement of the heating component in which the suspension is still mobile or fluid and is in direct contact with the tobacco-containing material at the time of manufacture. Enables morphology. The wide surface direct contact between the heating component and the tobacco-containing material allows for uniform, direct and delay-free heating of the tobacco-containing material, which further reduces the emission of harmful substances. Achieves optimal release of active and aromatic substances.
有利には、抵抗式加熱部品は、導電性のペーストから製作される。この動かず流動しない実施構成では、より容易に懸濁物を処理できる。しかし、本発明は、加熱部品を製作するための液体又は流動性の懸濁物も包含する。 Advantageously, the resistance heating component is made from a conductive paste. In this static and non-fluid embodiment, suspensions can be processed more easily. However, the invention also includes liquid or fluid suspensions for making heated parts.
有利な実施構成では、この導電性の懸濁物は黒鉛を含有する。黒鉛に代わって、金属又はそれ以外の物質をベースとする別の導電性の材料を使用することもできる。 In an advantageous embodiment, this conductive suspension contains graphite. Instead of graphite, another conductive material based on metal or other material can also be used.
本発明の有利な実施構成では、この導電性の懸濁物が支持材料の上に塗布される。この支持材料は、有利には、部分的にセラミックであるか、或いはセラミック層を有することができる。それ以外の好適な支持材料も可能である。黒鉛と支持材料としてのセラミックとを組み合わせた場合、炭素層の抵抗を製造するために用いられる製作技術を有利に使用することができる。 In an advantageous embodiment of the invention, this conductive suspension is applied onto the supporting material. The supporting material can advantageously be partially ceramic or have a ceramic layer. Other suitable support materials are also possible. When graphite is combined with ceramic as a supporting material, the manufacturing techniques used to produce the resistance of the carbon layer can be advantageously used.
本発明の有利な変化形態では、加熱部品を形成する導電層が、複数層から成る支持材料内に、例えば、セラミック積層の間に組み込まれる。一つの実施構成では、セラミック、導電層、セラミック、タバコ材料の層シーケンスから成る層体系を得ることができる。そのように、製造プロセスに応じて、複雑な幾何学的構造も考えられる。例えば、支持材料が、少なくとも部分的に導電性の材料で充たされた三次元の支持構造、例えば、パイプ構造を形成することができる。そのような幾何学的形状は、従来の加熱体よりも著しく大きな表面による加熱を可能にする。 In an advantageous variation of the invention, the conductive layer forming the heated component is incorporated within the support material consisting of the plurality of layers, for example, between the ceramic laminates. In one embodiment, a layer system consisting of a layer sequence of ceramic, conductive layer, ceramic, tobacco material can be obtained. As such, complex geometric structures are conceivable, depending on the manufacturing process. For example, the support material can form a three-dimensional support structure, eg, a pipe structure, which is at least partially filled with a conductive material. Such geometry allows heating with significantly larger surfaces than conventional heating bodies.
本発明の別の有利な実施構成では、導電性の懸濁物が支持材料の上に塗布される。 In another advantageous embodiment of the invention, a conductive suspension is applied onto the supporting material.
支持材料の上に、或いは支持材料に直に導電性の懸濁物を塗布することは、特に有利には、印刷方法により、特に、シルクスクリーン印刷により実施することができる。この場合、二つの変化形態が考えられる。一つの手法では、抵抗式加熱部品を支持材料上の(加熱)パターンとして印刷することができる(パターン印刷)。それに代わる手法では、特に、印刷又は噴射によって、均一又は均質な層を支持材料の上に塗布した後、第二の処理工程で除去方法により、その最終的な(加熱)構造に移行することができる。これは、例えば、レーザー彫刻を用いて行なうことができる。それにより、加熱部品を非常に薄くすると同時に非常に細かい複雑な加熱構造を実現することができ、そのことは、更に、熱分布を最適にする。 Applying the conductive suspension onto or directly on the support material can be carried out particularly advantageously by printing methods, especially silk screen printing. In this case, two forms of variation are conceivable. In one technique, resistance-type heating components can be printed as a (heating) pattern on the supporting material (pattern printing). An alternative approach is to apply a uniform or homogeneous layer onto the supporting material, in particular by printing or spraying, and then move to its final (heated) structure by the removal method in a second treatment step. can. This can be done, for example, using laser engraving. Thereby, it is possible to realize a very fine and complicated heating structure at the same time as making the heating component very thin, which further optimizes the heat distribution.
この加熱部品は、有利には、例えば、異なる温度を発生させるために、個別に電気的に駆動可能な複数の区画を有する。それに代わって、これらの区画は、例えば、消費時の一貫性を保証するために、例えば、順番に加熱することもできる。一つの区画を、例えば、一つの紙巻きタバコの消費体験に対応させた場合、そのようにして、複式紙巻きタバコ製品を実現することができる。 This heating component advantageously has a plurality of compartments that can be electrically driven individually, eg, to generate different temperatures. Alternatively, these compartments can be heated in sequence, for example, to ensure consistency during consumption. If one compartment corresponds to, for example, the consumption experience of one cigarette, the compound cigarette product can be realized in that way.
このタバコ含有材料は、例えば、タバコ混合物であるとすることができるが、例えば、セルロースをベースとする、それ以外の構成要素を含有することもできる。薄片タバコ及び/又は再構成タバコ材料(所謂、再構成材料)も含有される。 The tobacco-containing material can be, for example, a tobacco mixture, but can also contain, for example, other components based on cellulose. Flaky tobacco and / or reconstituted tobacco material (so-called reconstituted material) is also included.
本発明は、抵抗式加熱部品を導電性の懸濁物から製作することを特徴とする、HNBタバコ物品を製造する方法も提供する。 The present invention also provides a method of making an HNB tobacco article, characterized in that the resistance heating component is made from a conductive suspension.
以下において、添付図面を参照して有利な実施構成に基づき本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on advantageous embodiments with reference to the accompanying drawings.
図1に図示された吸引器10は、例えば、棒形状の筐体11を有し、その中には、電気エネルギー源12、加熱ユニット13及び電子制御部14が配置されている。電気エネルギー源12は、例えば、バッテリー又は再充電可能な電池であるとすることができる。筐体11は吸い口15を有し、消費者は、空気フローを発生させるために、その吸い口を吸引することができる。筐体11は、更に、一つ又は複数の吸気開口部16を有し、消費者が吸い口15の吸引により筐体11内に負圧を発生させた場合、その開口部を介して、周囲の空気が筐体11の内部に流入することができる。このようにして、制御形態による空気フロー17を筐体11内に発生させる。
The
加熱ユニット13は、筐体11内の軸方向の加熱区画19に配置されている。加熱ユニット13は、交換可能なカートリッジ又はそのようなカートリッジの一部であるとすることができる。吸引器10の本体部は、再利用可能であるとすることができる。この実施構成では、吸引器10は、再利用可能な本体部と使い捨てのカートリッジとから構成される。
The
この空気フロー17は、加熱部品18を用いてタバコ含有材料26から放出させた作用物質及び/又は芳香物質を取り込むために、加熱区画19を通って流れる、そのため、加熱ユニット13を通って、或いは加熱ユニット13の近傍に沿って流れる。以下において、そのことを詳しく説明する。
The
本発明による加熱ユニット13の有利な実施形態が図2に図示されている。この加熱ユニット13は、加熱部品18を有し、この実施構成では、加熱部品は、好適な非導電性の支持材料20の上に塗布されている。支持材料20は、例えば、セラミックであるか、或いはセラミック層又はセラミックコーティングを備えることができる。それ以外の多数の好適な材料、例えば、ポリイミドなどのプラスチック薄膜は、支持材料20に関して考慮される対象である。支持材料20は、加熱部品18を支持し、弾力的であるか、或いは弾力的でないとすることができる。支持材料20は、吸引器の動作範囲内、即ち、加熱制御形態の範囲内において、熱的に反応してはならない。
An advantageous embodiment of the
加熱部品18は、加熱ユニット13の製造時において、液体内に導電性粒子が存在する懸濁物、即ち、固体と液体の混合物として存在する。有利には、この懸濁物はペーストである、即ち、懸濁物内の導電性粒子の割合は、懸濁物が最早流動的ではなく、動かないほどの高さである。導電性粒子は、有利には、黒鉛であるとすることができる。金属粒子及びそれ以外の多数の好適な導電粒子も、懸濁物に関して考慮される対象である。そのため、黒鉛の場合、加熱部品18は当初から黒鉛ペーストとして存在する。
The
懸濁物又はペーストは、加熱ユニット13の製造時において、その後の加熱部品18に対応する形状により支持材料20の上に塗布される。支持材料20上への懸濁物又はペーストの塗布は、有利には、印刷、特に、スクリーン印刷によって、或いはそれ以外の如何なる好適な方法によっても行なうことができる。そして、空気中又は乾燥機内での懸濁物又はペーストの乾燥によって、加熱部品18が得られる。
The suspension or paste is applied onto the
それに続いて、タバコ含有材料26が、加熱部品18を備えた支持材料20の上に設置される。タバコ含有材料26は、特に、タバコ混合物であるとすることができる。タバコ含有材料26は、加熱部品18と直に接触して存在し、加熱部品により均一に加熱することができる。
Subsequently, the tobacco-containing
電子制御部14が消費者による吸引を好適な手法で検出した場合、電子制御部は、加熱ユニット13内の加熱部品18を駆動して、タバコ含有材料26を好適な温度にまで加熱する。このようにして、タバコの芳香物質が、非燃焼式に有害な煙気無しに放出されて、空気フロー17に添加される。この実施構成では、それは、所謂HNB(非燃焼加熱式)紙巻きタバコ製品10である。
When the
加熱部品18を形成する、支持材料20上の導電層の配置形態は、幾何学的に可変に実現することができる。有利には、加熱部品18は、複数の、ここでは、六つの互いに平行に配置された加熱導体22から構成される。加熱導体構造18のリード終端23には、電気端子24が配備されている。加熱導体構造18のそれと反対側の終端では、加熱導体22が、例えば、互いに導通形態で接続されており、そのようにして、それぞれ二つの加熱導体22から一つの加熱導体ループ21が形成されている。それぞれ二つの端子24に加熱電圧を印加することによって、それらの端子24の間を延びる加熱ループ21を個別に加熱することができる。
The arrangement of the conductive layer on the
従って、加熱導体ループ21は、例えば、異なる温度を発生させるために、有利には、個別に電気的に駆動することが可能である、加熱部品18の複数の区画21を形成する。それに代わって、これらの区画21は、例えば、喫煙時の一貫性を保証するために、例えば、順番に加熱することもできる。例えば、一つの区画21を一つの紙巻きタバコの喫煙経験に対応させた場合、そのようにして、複式紙巻きタバコ製品を実現することができる。
Thus, the
タバコ含有材料26と平坦な加熱部品18の間の最大限の重なり合いが得られて、それにより、加熱部品の熱エネルギーがタバコ含有材料26全体に直に均一に作用することができるように、加熱部品18上へのタバコ含有材料26の配置は、出来る限り平坦かつ均等に分布するように行なわれる。タバコ含有材料26が繊維である場合、それは、図2に図示されている通り、加熱導体22の延びに対して交差するように配置される。
Maximum overlap between the tobacco-containing
図3による実施構成では、タバコ含有材料26は、同時に支持材料20を形成する。このことは、タバコ含有材料26が加熱ユニット13内での支持機能を果たすのに十分な強度を有する場合に有利である。タバコ含有材料26は、例えば、セルロースを含有する基材、例えば、紙を備えることができ、その中には、例えば、粉砕された、細かく砕かれた、或いは挽いて細かくされたタバコが取り込まれている。
In the embodiment according to FIG. 3, the tobacco-containing
この場合でも、加熱部品18は、導電性の懸濁物又はペーストとして存在し、例えば、シルクスクリーン印刷により、タバコ含有材料26の上に直に塗布される。この実施構成では、加熱部品18を備えた支持材料20の上にタバコ含有材料26を塗布する作業工程を省略することができる。タバコ含有材料26と加熱部品18の間の最大限の重なり合いは、同様に支持材料20からのタバコ材料の剥離が不可能であることを保証する。
Even in this case, the
図2による実施構成の変化形態が図4に図示されている。この場合、加熱ユニット13は、例えば、セラミックから成る二つの支持層20A,20Bを備え、それらの層の間に、導電層18、例えば、黒鉛が組み込まれた層体系である。セラミック層20Aの上には、タバコ含有材料26が塗布されている。
A variation of the implementation configuration according to FIG. 2 is illustrated in FIG. In this case, the
加熱ユニット13に関する代替層体系が図6に図示されている。この場合、各積層が支持材料20、加熱部品18及びタバコ含有材料26から成る二積層式層体系が図示されており、タバコ含有材料26は、図示されている通り内側に有るか、それに代わって、加熱部品18に対して外側に配置することができる。
An alternative layer system for the
加熱ユニット13に関する別の複式層体系が図7に図示されている。先ず最初に、例えば、筐体11又はカートリッジ筐体の一部であるとすることができる外側の絶縁層27が配備される。これらの絶縁層27の間に、例えば、それぞれタバコ含有材料26、支持材料20、加熱部品18、支持材料20、タバコ含有材料26の層シーケンスから成る二つの層体系が配備されている。これらの層体系の間及び各層体系と絶縁層27の間に、空気フロー17のための空気通路28が設けられている。
Another multi-layer system for the
図4、6又は7に図示された通りの層構造は、より複雑な幾何学的気化器構造を実現するために使用することができる。 The layered structure as illustrated in FIGS. 4, 6 or 7 can be used to realize a more complex geometric vaporizer structure.
例えば、図5は、部分的又は完全に導電性材料18で充たされたパイプ形状の支持体20の上にコーティングとしてのタバコ含有材料26を備えたパイプ構造を図示している。
For example, FIG. 5 illustrates a pipe structure with a tobacco-containing
外側から内側に、絶縁層27、空気通路28、タバコ含有材料26、支持材料20、加熱部品18、支持材料20、タバコ含有材料26、空気通路28から成る円筒形の層構造である代替のパイプ構造が図8に図示されている。加熱部品18の内部には、絶縁性のコア部29を配備することができる。
An alternative pipe that is a cylindrical layered structure consisting of an insulating
Claims (11)
このタバコ含有材料(26)を非燃焼形態により加熱するための電気抵抗式加熱部品(18)と、
を備えた、HNBタバコ物品(10)のための加熱ユニット(13)において、
加熱ユニット(13)は、外側から内側に、絶縁層(27)、空気通路(28)、たばこ含有材料(26)、支持材料(20)、加熱部品(18)、支持材料(20)、たばこ含有材料(26)、空気通路(28)から成る円筒形の層構造を形成し、
抵抗式加熱部品(18)が導電性の懸濁物から製作されたものであり、
前記の導電性の懸濁物が支持材料(20)の上に塗布されていて、
加熱部品を形成する導電層が複層式の支持材料(20)内に組み込まれていて、
前記の支持材料(20)が前記の加熱部品(18)を支持することを特徴とする加熱ユニット。 Tobacco-containing material (26) and
An electric resistance type heating component (18) for heating the tobacco-containing material (26) in a non-combustion form, and
In the heating unit (13) for the HNB tobacco article (10), comprising.
The heating unit (13) has an insulating layer (27), an air passage (28), a tobacco-containing material (26), a supporting material (20), a heating component (18), a supporting material (20), and a cigarette from the outside to the inside. Forming a cylindrical layered structure consisting of the contained material (26) and the air passage (28),
The resistance heating component (18) is made of a conductive suspension.
The conductive suspension is applied onto the support material (20).
The conductive layer forming the heating component is incorporated in the multi-layer support material (20).
A heating unit characterized in that the support material (20) supports the heating component (18).
加熱ユニット(13)は、外側から内側に、絶縁層(27)、空気通路(28)、たばこ含有材料(26)、支持材料(20)、加熱部品(18)、支持材料(20)、たばこ含有材料(26)、空気通路(28)から成る円筒形の層構造を形成し、
抵抗式加熱部品(18)が導電性の懸濁物の形で支持材料(20)の上に塗布されていて、
加熱部品を形成する導電層が複層式の支持材料(20)内に組み込まれていて、
前記の支持材料(20)が前記の加熱部品(18)を支持することを特徴とする方法。 A heating unit (13) for an HNB tobacco article (10), comprising a tobacco-containing material (26) and an electrical resistance heating component (18) for heating the tobacco-containing material (26) in a non-combustible form. ) In the method of manufacturing
The heating unit (13) has an insulating layer (27), an air passage (28), a tobacco-containing material (26), a supporting material (20), a heating component (18), a supporting material (20), and a cigarette from the outside to the inside. Forming a cylindrical layered structure consisting of the contained material (26) and the air passage (28),
The resistance heating component (18) is coated on the support material (20) in the form of a conductive suspension.
The conductive layer forming the heating component is incorporated in the multi-layer support material (20).
A method characterized in that the support material (20) supports the heating component (18).
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