JP7291240B2 - エアロゾル生成物品及びシステム - Google Patents

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Description

本発明は、エアロゾル生成物品及びシステムに関する。
最近、一般的なエアロゾル生成物品の短所を克服する代替方法に係わる需要が増加している。例えば、エアロゾル生成物品を燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではない、エアロゾル生成物品内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルを生成する方法に係わる需要が増加している。これにより、加熱式エアロゾル生成物品または加熱式エアロゾル生成装置に係わる研究が活発に進められている。
一方、衛生的であり、低温に加熱されても持続的で均一にニコチンを排出可能なエアロゾル生成物品が要求される。
本発明が解決しようとする課題は、低温に加熱されても持続的で均一にニコチンを排出可能なエアロゾル生成物品を提供することである。
本実施例が解決しようとする技術的課題は、前記のような技術的課題に限定されず、以下の実施例からさらに他の技術的課題が類推されうる。
上述した技術的課題を達成するための技術的手段として、本発明の一態様は、エアロゾル生成装置に挿入される上流側末端部に配置される第１セグメント；ユーザの口と接触する下流側末端部に配置される第２セグメント；及び前記第１セグメントと前記第２セグメントとの間に配置され、エアロゾルを冷却させる冷却要素を含む第３セグメント；を含み、前記第１セグメントは、第１フィルタ部；第２フィルタ部；及び前記第１フィルタ部と前記第２フィルタ部との間に配置され、エアロゾル生成基びｐＨ調整剤を含み、１２０℃以下の温度に加熱されれば、１回のパフ(puff)当たり２０μｇ以上のニコチンを含有するエアロゾルを排出する媒質部を含む、エアロゾル生成物品を提供することができる。
また、本発明の他の態様は、エアロゾル生成システムにおいて、エアロゾル生成物品；及び前記エアロゾル生成物品と結合するように構成され、前記エアロゾル生成物品を加熱するように構成されたヒータを含むエアロゾル生成装置を含み、前記エアロゾル生成物品は、前記エアロゾル生成装置に挿入される上流側末端部に配置される第１セグメント；ユーザの口と接触する下流側末端部に配置される第２セグメント；及び前記第１セグメントと前記第２セグメントとの間に配置され、エアロゾルを冷却させる冷却要素を含む第３セグメント；を含み、前記第１セグメントは、第１フィルタ部；第２フィルタ部；及び前記第１フィルタ部と前記第２フィルタ部との間に配置され、エアロゾル生成基質及びｐＨ調整剤を含み、１２０℃以下の温度に加熱されれば、１回のパフ(puff)当たり２０μｇ以上のニコチンを含有するエアロゾルを排出する媒質部を含む、エアロゾル生成システムを提供することができる。
本発明によれば、２つのフィルタ部の間にｐＨ調整剤を含む媒質部を配置することで媒質部の離脱が防止される。エアロゾル生成物品が使い捨てとして製造されるので、衛生状態を改善することができる。エアロゾル生成物品が低温で加熱されても持続的かつ均一であり、十分なニコチン移行が可能である。また、本発明によれば、エアロゾル生成物品がエアロゾル生成装置に挿入されたとき、ヒータが媒質部を取り囲むように配置されることで熱伝達の効率が高くなり、電力消耗量が減少しうる。
発明の効果は、以上で例示された内容によって制限されず、さらに多様な効果が本明細書内に含まれている。
エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。 エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。 エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。 一実施例によるエアロゾル発生物品の構成を示す図面である。 一実施例によるエアロゾル生成装置及びエアロゾル生成物品を説明するための図面である。
上述した技術的課題を達成するための技術的手段として、一態様によるエアロゾル生成物品は、エアロゾル生成装置に挿入される上流側末端部に配置される第１セグメント；ユーザの口と接触する下流側末端部に配置される第２セグメント；及び前記第１セグメントと前記第２セグメントとの間に配置され、エアロゾルを冷却させる冷却要素を含む第３セグメント；を含み、前記第１セグメントは、第１フィルタ部；第２フィルタ部；及び前記第１フィルタ部と前記第２フィルタ部との間に配置され、エアロゾル生成基質及びｐＨ調整剤を含み、１２０℃以下の温度に加熱されれば、１回のパフ(puff)当たり２０μｇ以上のニコチンを含むエアロゾルを排出する媒質部；を含んでもよい。
また、前記第１フィルタ部、前記媒質部、及び前記第２フィルタ部は、１枚のラッパによっても覆い包まれる。
また、前記ｐＨ調整剤は、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）を含んでもよい。
また、前記媒質部は、バインダをさらに含み、前記バインダは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(Hydroxypropyl Methylcellulose)類及びガム(GUM)類のうち、少なくとも１つを含んでもよい。
また、前記第１フィルタ部、前記媒質部、及び前記第２フィルタ部の長さは、それぞれ５ｍｍ～１０ｍｍの範囲内に含まれる。
また、前記媒質部の含量は、７０ｍｇ～１２０ｍｇの範囲内に含まれる。
また、前記媒質部のエアロゾル生成基質は、ニコチンを含み、加熱される以前の前記媒質部のニコチンの重量対比で加熱された後、前記媒質部から排出されたエアロゾルに含まれたニコチン重量のパーセントは、１０％～３０％である。
また、前記媒質部は、１２０℃以下の温度に加熱されれば、連続した少なくとも１０回のパフに対して、１回のパフ当たり２０μｇ～４０μｇのニコチンを含むエアロゾルを排出することができる。
他の態様によるエアロゾル生成システムは、エアロゾル生成物品；及び前記エアロゾル生成物品と結合するように構成され、前記エアロゾル生成物品を加熱するように構成されたヒータを含むエアロゾル生成装置を含み、前記エアロゾル生成物品は、前記エアロゾル生成装置に挿入される上流側末端部に配置される第１セグメント；ユーザの口と接触する下流側末端部に配置される第２セグメント；及び前記第１セグメントと前記第２セグメントとの間に配置され、エアロゾルを冷却させる冷却要素を含む第３セグメント；を含み、前記第１セグメントは、第１フィルタ部；第２フィルタ部；及び前記第１フィルタ部と前記第２フィルタ部との間に配置され、エアロゾル生成基質及びｐＨ調整剤を含み、１２０℃以下の温度に加熱されれば、１回のパフ(puff)当たり２０μｇ以上のニコチンを含むエアロゾルを排出する媒質部；を含んでもよい。
また、前記ヒータは、前記エアロゾル生成装置に前記エアロゾル生成物品を挿入するとき、前記媒質部の外面の少なくとも一部を取り囲むように配置されうる。
実施例で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは、当分野に従事する技術者の意図または判例、新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。したがって、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではない、その用語が有する意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されねばならない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。
本明細書で使用されたように、「少なくともいずれか１つの」のような表現が配列された構成要素の前にあるとき、配列されたそれぞれの構成ではない全体構成要素を修飾する。例えば、「ａ、ｂ、及びｃのうち、少なくともいずれか１つ」という表現はａ、ｂ、ｃ、またはａとｂ、ａとｃ、ｂとｃ、またはａとｂとｃとを含むと解釈せねばならない。
構成要素または層が他の構成要素または層の「上に」、「連結された」または「結合された」と言及されるとき、他の構成要素または層の直上に、直接連結されたまたは直接結合されたと解釈されるか、他の中間構成要素または中間層が存在すると解釈されねばならない。逆に、構成要素が異なる構成要素または層の「直上に」、「直接連結された」または「直接結合された」と言及されるとき、中間構成要素または中間層は存在しない。同じ番号は、全体として同じ構成要素を示す。
「エアロゾル生成物品」という用語は、エアロゾル生成装置と結合され、エアロゾル生成物質を含有する物品を称することができる。エアロゾル生成物品の形成、大きさ、材質及び構造は、実施例によっても異なる。エアロゾル生成物品の例は、タバコ形成基材（以下「タバコ」）及びカートリッジを含んでもよいが、それに制限されない。
また、本明細書で使用される「第１」または「第２」のように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するのに使用可能であるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としても使用される。
以下の実施例において、用語「上流」及び「下流」は、ユーザが喫煙物品を使用して空気を吸引するとき、外部からエアロゾル生成物品の内部に空気が入ってくる部分が「上流」であり、エアロゾル生成物品内部から外部に空気が排出される部分が「下流」である。用語「上流」及び「下流」は、エアロゾル生成物品を構成するセグメント間の相対的な位置または方向を示すために使用された用語である。
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能に詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な互いに異なる形態にも具現され、ここで説明する実施例に限定されない。
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１ないし図３は、エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
図１ないし図３を参照すれば、エアロゾル生成システム１００は、エアロゾル生成装置１及びエアロゾル生成装置１に挿入されるエアロゾル生成物品２を含む。
エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２、及びヒータ１３含む。図２及び図３を参照すれば、エアロゾル生成装置１は、蒸気化器１４をさらに含む。また、エアロゾル生成装置１の内部空間には、エアロゾル生成物品２が挿入されうる。
図１ないし図３に図示されたエアロゾル生成装置１には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図１ないし図３に図示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置１にさらに含まれるということを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
図１には、バッテリ１１、制御部１２及びヒータ１３が一列に配置されていることが示されている。また、図２には、バッテリ１１、制御部１２、蒸気化器１４及びヒータ１３が一列に配置されていることが示されている。また、図３には、ヒータ１３及び蒸気化器１４が並列に配置されていることが示されている。しかし、エアロゾル生成装置１の内部構造は、図１ないし図３に図示されたと限定されない。すなわち、エアロゾル生成装置１の設計によって、バッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３、及び蒸気化器１４の配置は変更されうる。
エアロゾル生成物品２がエアロゾル生成装置１に挿入されれば、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３及び／または蒸気化器１４を作動させ、エアロゾルを発生させうる。ヒータ１３及び／または蒸気化器１４によって発生したエアロゾルは、エアロゾル生成物品２を通過してユーザに伝達される。
必要に応じて、エアロゾル生成物品２がエアロゾル生成装置１に挿入されていない場合にも、エアロゾル生成装置１は、ヒータ１３を加熱することができる。
バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１１は、ヒータ１３または蒸気化器１４が加熱されるように電力を供給し、制御部１２の動作に必要な電力を供給することができる。また、バッテリ１１は、エアロゾル生成装置１に設けられたディスプレイ、センサ、モータなどの動作に必要な電力を供給することができる。
制御部１２は、エアロゾル生成装置１の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部１２は、バッテリ１１、ヒータ１３、及び蒸気化器１４だけではなく、エアロゾル生成装置１に含まれた異なる構成の動作を制御する。また、制御部１２は、エアロゾル生成装置１の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１が動作可能な状態であるか否かを判断することもできる。
制御部１２は、少なくとも１つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイとして具現され、汎用的なマイクロプロセッサと該マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組合わせによっても具現される。また、異なる形態のハードウェアによっても具現されるということを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
ヒータ１３は、バッテリ１１から供給された電力によって加熱されうる。例えば、エアロゾル生成物品２がエアロゾル生成装置１に挿入されれば、ヒータ１３は、エアロゾル生成物品２の外部に位置することができる。したがって、加熱されたヒータ１３は、エアロゾル生成物品２内のエアロゾル生成基質の温度を上昇させうる。
ヒータ１３は、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータ１３は、電気絶縁性基質及び電気伝導性トラック(track)を含み、電気伝導性トラックに電流が流れることにより、ヒータ１３が加熱されうる。しかし、ヒータ１３は、上述した例に限定されず、希望温度まで加熱されるものであれば、制限なしに利用することができる。ここで、希望温度は、エアロゾル生成装置１に予め設定されていてもよく、ユーザによって所望の温度に設定されうる。
一方、ヒータ１３は、円筒状加熱要素、管状加熱要素、板状加熱要素、針状加熱要素、または棒状加熱要素を含み、加熱要素の形状によって、エアロゾル生成物品２の内部または外部を加熱することができる。
また、エアロゾル生成装置１には、ヒータ１３が複数個配置されうる。この際、複数個のヒータ１３は、エアロゾル生成物品２の内部に挿入されるように配置されてもよいし、エアロゾル生成物品２の外部に配置されてもよい。また、複数個のヒータ１３の一部は、エアロゾル生成物品２の内部に挿入されるように配置され、残りは、エアロゾル生成物品２の外部に配置されうる。また、ヒータ１３の形状は、図１ないし図３に図示された形状に限定されず、多様な形状にも作製される。
蒸気化器１４は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成物品２を通過してユーザに伝達されうる。すなわち、蒸気化器１４によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置１の気流通路に沿って移動し、気流通路は、蒸気化器１４によって生成されたエアロゾルがエアロゾル生成物品２を通過してユーザに伝達されるように構成されうる。
例えば、蒸気化器１４は、液体保存部、液体伝達手段、及び加熱要素を含んでもよいが、それに限定されない。例えば、液体保存部、液体伝達手段、及び加熱要素は、独立したモジュールとして、エアロゾル生成装置１に含まれる。
液体保存部は、液状組成物を保存することができる。例えば、液状組成物は、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含有する液体でもあり、非タバコ物質を含有する液体でもある。液体保存部は、蒸気化器１４から／に脱／付着されるように作製され、蒸気化器１４と一体にも作製されうる。
例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、または、ビタミン混合物を含んでもよい。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含んでもよいが、それに制限されない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含んでもよい。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち、少なくとも１つが混合されたものでもあるが、それらに制限されない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。
液体伝達手段は、液体保存部の液状組成物を加熱要素に伝達することができる。例えば、液体伝達手段、綿繊維、セラミック繊維、ガラスファイバ、多孔性セラミックのような芯(wick)にもなるが、それらに限定されない。
加熱要素は、液体伝達手段によって伝達される液状組成物を加熱するための要素である。例えば、加熱要素は、金属熱線、金属熱板、セラミックヒータなどにもなるが、それらに限定されない。また、加熱要素は、ニクロム線のような伝導性フィラメントで構成され、液体伝達手段に巻かれる構造によっても配置されうる。加熱要素は、電流供給によって加熱され、加熱要素と接触された液体組成物に熱を伝達し、液体組成物を加熱することができる。その結果、エアロゾルが生成されうる。
例えば、蒸気化器１４は、カトマイザ(cartomizer)または霧化器(atomizer)とも称されるが、それらに限定されない。
一方、エアロゾル生成装置１は、バッテリ１１、制御部１２、ヒータ１３、及び蒸気化器１４以外に汎用的な構成をさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１は、視覚情報の出力が可能なディスプレイ及び／または触覚情報の出力のためのモータを含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１は、少なくとも１つのセンサを含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１は、エアロゾル生成物品２が挿入された状態でも外部空気が流入されるか、内部気体が流出される構造によっても作製される。
エアロゾル生成物品２は、エアロゾル生成物質を含有する第１セグメント、フィルタなどを含む第２セグメント及び冷却要素を含む第３セグメントに区分されうる。または、エアロゾル生成物品２の第１セグメントにもフィルタなどが含まれる。
エアロゾル生成装置１の内部には、第１セグメントの全体が挿入され、第３セグメント及び第２セグメント部分は、外部に露出されうる。または、エアロゾル生成装置１の内部に第１セグメントの一部だけ挿入されたり、第１セグメントの全体及び第３セグメントの一部が挿入されたりしてもよい。ユーザは、第２セグメントを口にした状態でエアロゾルを吸い込むことができる。この際、エアロゾルは、外部空気が第１セグメントを通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第３セグメント及び第２セグメントを通過してユーザの口に伝達する。
一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置１に形成された少なくとも１つの空気通路を通じて流入されうる。例えば、エアロゾル生成装置１に形成された空気通路の開閉及び／または空気通路の大きさは、ユーザによって調節されうる。これにより、霧化量、喫煙感などがユーザによっても調節される。他の例として、外部空気は、エアロゾル生成物品２の表面に形成された少なくとも１つの孔(hole)を通じて、エアロゾル生成物品２の内部に流入されうる。
以下、図４を参照して、エアロゾル生成物品２を詳細に説明する。
図４は、一実施例によるエアロゾル発生物品の構成を図示するための図面である。
図４を参照すれば、エアロゾル生成物品３００は、第１セグメント３１０、第２セグメント３３０、第３セグメント３２０及びラッパ３４０を含み、第１セグメント３１０は、媒質部３１２、第１フィルタ部３１１、及び第２フィルタ部３１３を含んでもよい。
エアロゾル生成物品３００は、エアロゾル生成装置に挿入される上流側末端部及びユーザの口と接触する下流側末端部を含む。第１セグメント３１０は、エアロゾル生成物品３００の上流側末端部に配置されうる。
第１セグメント３１０は、媒質部３１２、媒質部３１２の上流側末端部に対向するように配置される第１フィルタ部３１１、及び媒質部３１２の下流側末端部に対向するように配置される第２フィルタ部３１３を含んでもよい。第１フィルタ部３１１、媒質部３１２及び第２フィルタ部３１３が一列に配置され、第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３が両側に媒質部３１２を密閉する構造によって形成されることで、媒質部３１２の離脱が防止され、媒質部３１２が均一に分布されてニコチン移行量が均一である。
第１セグメント３１０の媒質部３１２は、エアロゾル生成基質（すなわち、エアロゾル生成物質）を含んでもよい。例えば、エアロゾル生成基質は、グリセリン、プロピレングリコール、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うち、少なくとも１つを含んでもよいが、それらに限定されない。エアロゾル生成基質は、ニコチンを含んでもよい。
また、媒質部３１２は、風味剤、湿潤剤及び／または有機酸(organic acid)のような他の添加物質を含有することができる。湿潤剤は、顆粒内の水分を適正レベルに保持して固有の味をマイルドにし、霧化量を豊富にする。また、例えば、風味剤は、甘草、ショ糖、果糖シロップ、イソ甘味剤（isosweet）、ココア、ラベンダ、シナモン、カルダモン、セロリ、フェヌグリーク、カスカリラ、白檀、ベルガモット、ゼラニウム、蜂蜜エッセンス、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、桂皮、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、カモマイル、メントール、桂皮、イランイラン、サルビア、スペアミント、生姜、コリアンダー、またはコーヒーなどを含んでもよい。
媒質部３１２は、ｐＨ調整剤を含んでもよい。例えば、ｐＨ調整剤は、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、及びそれらの混合物のうち、少なくとも１つを含んでもよい。ｐＨ調整剤は、エアロゾル生成基質のｐＨをアルカリ側に調整し、これにより、エアロゾル生成基質からの香味成分の放出が促進されうる。したがって、エアロゾル生成物品が低温で加熱される場合にも、エアロゾル生成物品が高い温度で加熱された場合と同一／類似した喫味を発現する効果が獲得されうる。
一実施例において、媒質部３１２の顆粒製造時、エアロゾル生成基質に炭酸カリウムが添加されうる。顆粒製造時、エアロゾル生成基質の含量対比で炭酸カリウムの含量のパーセントは、５％～１０％でもある。望ましくは、エアロゾル生成基質の含量対比で炭酸カリウムの含量は、６．５％でもあるが、それに制限されない。
媒質部３１２は、バインダをさらに含んでもよい。媒質部３１２にバインダが含まれることで、媒質部は、顆粒状にも形成されうる。例えば、バインダは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(Hydroxypropyl Methylcellulose、以下HPMC)、ガム(GUM)、プルラン（Pullulan）、カルボキシメチルセルロース(Carboxymethyl Cellulose)及び澱粉(Starch)のうち、少なくとも１つを含んでもよい。
一実施例において、媒質部３１２は、顆粒状にも形成される。エアロゾル生成基質、バインダ及び液状に溶かしたｐＨ調整剤を混合して乾燥させることで、媒質部３１２が顆粒状に形成されうる。例えば、顆粒状に形成された媒質部は、５．９％の水分、５．４１％のニコチンを含み、ｐＨは、８に該当する。
エアロゾル生成物品３００の媒質部３１２の含量は、７０ｍｇ～１２０ｍｇの範囲内で適切に採用されうる。例えば、エアロゾル生成物品３００の顆粒状に形成された媒質部３１２の含量は、１００ｍｇにもなるが、それに制限されない。
一方、媒質部３１２の加熱温度が過度に低い場合、ニコチン移行量が十分ではなくなるが、媒質部３１２がｐＨ調整剤を含むことにより、低温でも十分なニコチン移行量が提供されうる。これにより、媒質部３１２が１２０℃以下に加熱されても、十分なニコチン移行量が提供されうる。
エアロゾル生成装置にエアロゾル生成物品３００が挿入されれば、媒質部３１２は、媒質部３１２を取り囲んでいるヒータによって加熱されうる。媒質部３１２は、低温で加熱されても、十分なニコチン移行量を提供可能なので、ヒータが媒質部３１２を低温で加熱し、エアロゾル生成装置の電力消耗量が減少しうる。例えば、媒質部３１２は、媒質部３１２を取り囲んでいる円筒状ヒータによって１００℃に加熱されうる。
一実施例において、媒質部３１２は、１２０℃以下に加熱され、１回のパフ(puff)当たり２０μｇ以上のニコチンを含むエアロゾルを排出することができる。例えば、媒質部３１２は、１００℃に加熱され、１回のパフ当たり２８μｇのニコチンを含むエアロゾルを排出することができるが、それに制限されない。
一実施例において、媒質部３１２のエアロゾル生成基質は、ニコチンを含み、媒質部３１２が加熱される前の媒質部３１２のニコチンの重量対比で媒質部３１２が加熱された後、媒質部３１２から排出されたエアロゾルに含まれたニコチン重量のパーセントは、１０％～３０％である。例えば、媒質部３１２が加熱される前の媒質部３１２のニコチンの重量は、４．１４ｍｇであり、媒質部３１２が加熱された後、媒質部３１２から排出された１５パフのエアロゾルに含まれたニコチンの重量が０．７ｍｇである場合、媒質部３１２から排出されたエアロゾルに含まれたニコチン重量のパーセントは、１７％である。
一実施例において、エアロゾル生成物品３００の媒質部３１２が１２０℃以下の温度に加熱されれば、連続した少なくとも１０回のパフに対して、１回のパフ当たり２０μｇ～４０μｇのニコチンを含むエアロゾルを排出することができる。エアロゾル生成物品３００の媒質部３１２が低温で加熱されても、連続した少なくとも１０回のパフに対して、１回のパフ当たり均一で十分な量のニコチンが排出されうる。
媒質部３１２の長さは、５ｍｍ～１０ｍｍの範囲内で適切な長さが採用され、望ましくは、媒質部３１２の長さは、８ｍｍであるが、それに制限されない。
第１フィルタ部３１１は、媒質部３１２の上流側末端部に対向して配置され、第２フィルタ部３１３は、媒質部３１２の下流側末端部に対向して配置されうる。第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３は、酢酸セルロースフィルタでもある。
第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３の形状には制限がない。例えば、第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３は、円柱状や、内部に中空を含むチューブ状でもよい。また、第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３は、リセス状でもよい。第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３は、互いに異なる形状によっても作製されてもよい。
第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３は、香味が発生するようにも作製されてもよい。例えば、第１フィルタ部３１１に加香液が噴射されてもよいし、加香液が塗布された別途の繊維が第１フィルタ部３１１の内部に挿入されてもよい。
第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３は、媒質部３１２の両側に配置されることで、媒質部３１２が外部に離脱することを防止し、喫煙中に媒質部３１２から液状化されたエアロゾルがエアロゾル生成装置（図１ないし図３の１）に流れて行くことを防止することができる。
一実施例において、第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３の長さはそれぞれ５ｍｍ～１０ｍｍの範囲内に含まれる。望ましくは、第１フィルタ部３１１及び第２フィルタ部３１３の長さは、それぞれ７ｍｍにもなるが、それに制限されない。
一実施例において、第１セグメント３１０の第１フィルタ部３１１、媒質部３１２、及び第２フィルタ部３１３は、１枚のラッパ３４０によっても覆い包まれる。第１セグメント３１０が１枚のラッパ３４０によって包装されることで媒質部３１２の離脱を防止し、喫煙中に媒質部３１２から液状化されたエアロゾルがエアロゾル生成装置（図１ないし図３の１）にくっつくことを防止することができる。
第３セグメント３２０は、第１セグメント３１０と第２セグメント３３０との間に配置され、エアロゾルを冷却させる冷却要素を含んでもよい。第３セグメント３２０は、１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲内で適切に採用されうる。例えば、第３セグメント３２０の長さは、約１２ｍｍにもなるが、それに制限されない。
第３セグメント３２０は、媒質部３１２を加熱することで生成されたエアロゾルを冷却させる。したがって、ユーザは、適当な温度に冷却されたエアロゾルを吸い込むことができる。
一実施例において、第３セグメント３２０は、高分子物質または生分解性高分子物質だけで作製されうる。ここで、高分子物質は、ゼラチン、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリウレタン（ＰＵ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）及びそれらの組合わせが含まれるが、それらに限定されない。また、生分解性高分子物質としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリヒドロキシ酪酸（ＰＨＢ）、酢酸セルロース、ポリ－ε－カプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡｓ）及び澱粉系熱可塑性樹脂が含まれるが、それらに限定されない。
具体的に、第３セグメント３２０は、純粋なポリ乳酸のみによって作製され、押出方式または繊維の製織方式を通じて作製されうる。第３セグメント３２０は、単位面積当たり表面積（エアロゾルと接触する表面積）を増やすために、多様な形態にも作製される。例えば、第３セグメント３２０は、純粋なポリ乳酸によって作製された繊維ストランド（以下、「繊維ストランド」と称する）を１本以上用いて作製された３次元構造物形状でもある。ここで、繊維ストランドの太さ、長さ、第３セグメント３２０を構成する繊維ストランドの本数、繊維ストランドの形状は、多様である。第３セグメント３２０が純粋なポリ乳酸によって作製されることにより、エアロゾルが第３セグメント３２０を通過する過程で特定物質が発生することが防止されうる。
第２セグメント３３０は、ユーザの口と接触する下流側末端部に配置され、フィルタ要素を含んでもよい。第２セグメント３３０は、１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲内で適切に採用されうる。例えば、第２セグメント３３０の長さは、約１４ｍｍにもなるが、それに制限されない。
第２セグメント３３０は、酢酸セルロースフィルタでもある。一方、第２セグメント３３０の形状には制限がない。例えば、第２セグメント３３０は、円柱状でもよいし、内部に中空を含むチューブ状でもよい。また、第２セグメント３３０は、リセス状でもよい。もし、第２セグメント３３０が複数のセグメントで構成された場合、複数のセグメントのうち、少なくとも１つが異なる形状にも作製されてもよい。
第２セグメント３３０を作製する過程で、第２セグメント３３０に加香液を噴射することで香味が発生するようにも作製されてもよい。または、加香液が塗布された別途の繊維を第２セグメント３３０の内部に挿入することもできる。媒質部３１２で生成されたエアロゾルは、第３セグメント３２０を通過することにより、冷却され、冷却されたエアロゾルが第２セグメント３３０を通じてユーザに伝達される。したがって、第２セグメント３３０に加香要素が添加される場合、ユーザに伝達される香味の持続性が増進される効果が発生する。
また、第２セグメント３３０には、少なくとも１つのカプセルが含まれてもよい。ここで、カプセルは、香味を発生させる機能を遂行してもよく、エアロゾルを発生させる機能を遂行してもよい。例えば、カプセルは、香料を含む液体を被膜で覆い包む構造であってもよい。カプセルは、球状または円筒状を有することができるが、それに制限されない。
一実施例において、エアロゾル生成物品３００は、さらに他のラッパによっても包装される。例えば、第１セグメント３１０は、ラッパ３４０によって包装され、ラッパ３４０によって包装された第１セグメント３１０、第３セグメント３２０及び第２セグメント３３０が結合され、さらに他のラッパによって全体が再包装されうる。しかし、エアロゾル生成物品３００及びそれを構成する部分がラッパによって包装される方式は、それに制限されない。
表１は、一実験例によって、媒質部３１２の顆粒成分を示す表である。大きさが１．０ｍｍ～１．１２ｍｍである選別された顆粒を含む媒質部３１２が製造された。すなわち、製造時、１６Ｍｅｓｈ～１８Ｍｅｓｈサイズの顆粒を含む媒質部３１２が製造された。
Figure 0007291240000001
表１によれば、顆粒は、１００ｇのＫＦ１２５、１０ｇの１０％ ＨＰＭＣ液、６．５ｇのＫ２ＣＯ３、１８．４ｇの精製水及び３６．６ｇのエタノールを使用して湿式方式によっても製造される。ＫＦ１２５は、エアロゾル生成基質であり、ＨＰＭＣは、バインダであり、Ｋ２ＣＯ３は、ｐＨ調整剤でもある。
また、表１によって製造された顆粒は、約６時間乾燥し、乾燥された顆粒の水分含量は、５．９％、ニコチン含量は、５．４１％であり、ｐＨは、７．９８でもよい。
下記表２は、一実験例によって、１５回のパフについて、エアロゾル内のニコチン含量を示した表である。一実験例において媒質部３１２の顆粒含量は、約８０ｍｇである。媒質部３１２の顆粒の水分が７．０５％であり、媒質部３１２のニコチン含量は、４．１４ｍｇであり、ｐＨは、７．５であるエアロゾル生成物品３００を使用した。エアロゾル生成物品３００は、１０秒間予熱された後、１００℃に加熱された。表２は、１５回のパフ(puff)から発生したニコチンの量を示す。
Figure 0007291240000002
表２によれば、媒質部３１２の顆粒重量が８１．３ｍｇである場合、１５回のパフ後、エアロゾル内のニコチン量は、５０９μｇであり、顆粒に残っているニコチン量は、３０３３．２μｇであり、第１フィルタ部３１１、第２フィルタ部３１３、第３セグメント３２０及び第２セグメント３３０に残っているニコチン量は、６８３．６μｇである。
媒質部３１２の顆粒重量が８１．４ｍｇである場合、１５回のパフ後、エアロゾル内のニコチン量は、５４８．７μｇであり、顆粒に残っているニコチン量は、２９７７．４μｇであり、第１フィルタ部３１１、第２フィルタ部３１３、第３セグメント３２０及び第２セグメント３３０に残っているニコチン量は、６５８．８μｇである。
また、媒質部３１２の顆粒重量が８０．９ｍｇである場合、１５回のパフ後、エアロゾル内のニコチン量は、３７８．９μｇであり、顆粒に残っているニコチン量は、３０１３．３μｇであり、第１フィルタ部３１１、第２フィルタ部３１３、第３セグメント３２０及び第２セグメント３３０に残っているニコチン量は、６３２．１μｇである。また、同一条件のエアロゾル生成物品３００を１２０℃以下で加熱した場合にも、表２と類似したレベルの結果を獲得することができた。
エアロゾル生成物品３００を低温である１００℃で加熱した場合、媒質部３１２から排出されたエアロゾル内のニコチン含量の平均が４７８．９μｇであって、ニコチン移行量が十分である。また、パフ前エアロゾル生成基質のニコチン含量対比で媒質部３１２から排出されたエアロゾル内のニコチン含量が１２％であり、このため、エアロゾル生成基質のニコチン含量対比で媒質部３１２から排出されたエアロゾル内のニコチン含量を１０％～３０％に設定することが望ましい。
下記表３は、パフ回数によるエアロゾル内のニコチン含量を示した表である。一実験例において媒質部３１２の顆粒含量が約８０ｍｇであり、パフ前の顆粒の水分は、７．０５％であり、媒質部３１２のニコチン含量は、４．１４ｍｇであり、ｐＨは、７．５であるエアロゾル生成物品３００を使用した。エアロゾル生成物品３００は、１０秒間予熱された後、１００℃で加熱された。表３は、１パフ(puff)当たり発生したニコチンの量を示す。１４回目のパフ後、エアロゾル生成装置の動作を中断させたので、１５回目のパフ時には、ニコチンが検出されていない。
Figure 0007291240000003
表３によれば、１回目のパフ後、エアロゾル内のニコチン量は、２７．１μｇであり、連続した５回のパフ後、５回目の１パフ当たりエアロゾル内のニコチン量は、３１．０μｇであり、連続した１０回のパフ後、１０回目の１パフ当たりエアロゾル内のニコチン量は、２６．２μｇである。１１回目の１パフ当たりエアロゾル内のニコチン量と１２回目の１パフ当たりエアロゾル内のニコチン量とを比較すれば、それぞれ２７．３μｇ、２４．４μｇと同程度の量であることが分かる。
連続したパフにおいて、パフごとにエアロゾル内のニコチン量を測定した結果、ニコチン含量が２０μｇ～４０μｇであり、低温（１２０℃以下）でエアロゾル生成物品３００を加熱しても、ニコチン移行量が均一であることが分かる。
表４は、一実験例によって、エアロゾル生成物品３００でフィルタに捕集されるエアロゾルの量を示した表である。TPM(total particulate matter)は、パフ時、フィルタに捕集される成分の量を意味することができる。表４は、８回のパフ(puff)後、フィルタに捕集されるエアロゾルの総量を示す。一実験例において使用されたヒータは、円筒状ヒータであり、エアロゾル生成物品３００を加熱する温度が１００℃である場合、１１０℃である場合、１２０℃である場合、１３０℃である場合、１４０℃である場合、１５０℃である場合、及び１６０℃である場合について実験が行われた。
Figure 0007291240000004
表４によれば、加熱温度が１００℃、１１０℃及び１２０℃である場合、ＴＰＭは、０．０３１５ｍｇ、０．０３１１ｍｇ、及び０．０３２１ｍｇであり、一方、１４０℃及び１５０℃では、フィルタが変形され始めるので、ＴＰＭが０．０２８６ｍｇ及び０．０２７２ｍｇに急減し、１６０℃では、フィルタが激しい変形によって収縮されることで、ＴＰＭが０．０３１３ｍｇに再び増加したことが分かる。
加熱温度が１００℃、１１０℃及び１２０℃である場合、フィルタが損傷または変形が起こらず、機能が円滑であることが分かる。これにより、エアロゾル生成物品３００が加熱される温度を１２０℃以下に設定することが望ましい。
図５は、一実施例によるエアロゾル生成装置及びエアロゾル生成物品を説明するための図面である。
図５を参照すれば、エアロゾル生成システム４００は、エアロゾル生成装置４１０及びエアロゾル生成物品４２０を含んでもよい。図５のエアロゾル生成システム４００、エアロゾル生成装置４１０、バッテリ４１１、及びヒータ４１３は、図１ないし図３のエアロゾル生成システム１００、エアロゾル生成装置１、バッテリ１１、及びヒータ１３に対応し、図５の蒸気化器４１２は、図２及び図３の蒸気化器１４に対応し、図５のエアロゾル生成物品４２０、第１フィルタ部４２１、媒質部４２２、第２フィルタ部４２３、第３セグメント４２４及び第２セグメント４２５は、図４のエアロゾル生成物品３００、第１フィルタ部３１１、媒質部３１２、第２フィルタ部３１３、第３セグメント３２０及び第２セグメント３３０に対応するので、重複内容は省略する。
エアロゾル生成物品４２０は、エアロゾル生成装置４１０に挿入される上流側末端部及びユーザの口と接触する下流側末端部を含んでもよい。エアロゾル生成物品４２０は、上流側末端部に配置される第１セグメント４２１、４２２、４２３、下流側末端部に配置される第２セグメント４２５、及び第１セグメント４２１、４２２、４２３と第２セグメント４２５との間に配置される第３セグメント４２４を含んでもよい。第１セグメント４２１、４２２、４２３は、媒質部４２２、媒質部４２２の上流側末端部に対向するように配置される第１フィルタ部４２１及び媒質部４２２の下流側末端部に対向するように配置される第２フィルタ部４２３を含んでもよい。
エアロゾル生成装置４１０は、バッテリ４１１、蒸気化器４１２及びバッテリ４１１から供給された電力によって加熱されるヒータ４１３を含んでもよい。
一実施例において、ヒータ４１３は、エアロゾル生成装置４１０にエアロゾル生成物品４２０を挿入するとき、エアロゾル生成物品４２０の媒質部４２２の外面の少なくとも一部を取り囲むように配置されうる。例えば、エアロゾル生成物品４２０の媒質部４２２にだけヒータ４１３が位置されうるが、それに制限されない。
エアロゾル生成物品４２０の媒質部４２２にヒータが配置されることで、媒質部４２２が加熱されて十分な量のニコチンが発生し、媒質部４２２への熱伝達効率が向上し、電力消耗量が減少しうる。また、第１フィルタ部４２１及び第２フィルタ部４２３の高温での変形を防止することができる。
エアロゾル生成装置４１０の内部には、第１セグメント４２１、４２２、４２３全体が挿入され、第３セグメント４２４及び第２セグメント４２５は、外部に露出されうる。または、エアロゾル生成装置４１０の内部に第１セグメント４２１、４２２、４２３の全体及び第３セグメント４２４の一部が挿入されうる。
制御部１２のように図面でブロックで図示された構成要素、要素、モジュールまたはユニット（この段落で総じて「構成要素」）のうち、少なくとも１つは、例示的な実施例によって上述したそれぞれの機能を行う多様なハードウェア、ソフトウェア及び／またはファームウェア構造によっても具現される。例えば、そのような構成要素のうち、少なくとも１つは、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置のメモリ、プロセッサ、論理回路、ルックアップテーブルのような直接回路構造を使用することができる。また、そのような構成要素のうち、少なくとも１つは、特定論理機能を遂行するための１つ以上の実行可能な命令を含み、１以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置によって実行されるモジュール、プログラムまたはコードの一部によっても具体的に具現される。また、これらの構成要素のうち、少なくとも１つは、それぞれの機能を遂行する中央処理ユニット（ＣＰＵ）のようなプロセッサ、マイクロプロセッサなどを含むか、それによっても具現される。それらの構成要素のうち、２以上は、２以上の構成要素の全ての動作または機能を遂行する１つの単一構成要素によっても結合される。また、それらの構成要素のうち、少なくとも１つの機能のうち、少なくとも一部は、それらの構成要素のうち、他の構成要素によっても遂行される。また、前記ブロック図は、バスを図示していないが、バスを通じても構成要素間の通信が行われる。前記例示的な実施例の機能的側面は、１つ以上のプロセッサで遂行するアルゴリズムによっても具現される。また、ブロックまたは処理段階で表現される構成要素は、電子構成、信号処理及び／または制御、データ処理などのための任意の数の関連技術を使用することができる。
上述した実施例に係わる説明は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、それにより、多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならず、請求範囲に記載の内容と同等な範囲にある全ての差は、請求範囲によって決定される保護範囲に含まれると解釈されねばならない。

Claims (10)

  1. エアロゾル生成装置に挿入される上流側末端部に配置される第１セグメントと、
    ユーザの口と接触する下流側末端部に配置される第２セグメントと、
    前記第１セグメントと前記第２セグメントとの間に配置され、エアロゾルを冷却させる冷却要素を含む第３セグメントと、を含み、
    前記第１セグメントは、
    第１フィルタ部と、
    第２フィルタ部と、
    前記第１フィルタ部と前記第２フィルタ部との間に配置され、エアロゾル生成基質及びｐＨ調整剤を含み、１００℃以上１２０℃未満の温度に加熱されれば、１回のパフ(puff)当たり２０μｇ以上のニコチンを含有するエアロゾルを排出する媒質部と、を含み、
    前記第１フィルタ部及び前記第２フィルタ部は、両側で前記媒質部を密閉する構造で形成され、
    前記エアロゾル生成基質の含量対比で前記ｐＨ調整剤の含量のパーセントは、５％～１０％である、エアロゾル生成物品。
  2. 前記第１フィルタ部、前記媒質部、及び前記第２フィルタ部は、１枚のラッパによって覆い包まれる、請求項１に記載のエアロゾル生成物品。
  3. 前記ｐＨ調整剤は、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）を含む、請求項１に記載のエアロゾル生成物品。
  4. 前記媒質部は、バインダをさらに含み、
    前記バインダは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(Hydroxypropyl Methylcellulose)類及びガム(GUM)類のうち、少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエアロゾル生成物品。
  5. 前記第１フィルタ部、前記媒質部、及び前記第２フィルタ部の長さは、それぞれ５ｍｍ～１０ｍｍの範囲内に含まれる、請求項１に記載のエアロゾル生成物品。
  6. 前記媒質部の含量は、７０ｍｇ～１２０ｍｇの範囲内に含まれる、請求項１に記載のエアロゾル生成物品。
  7. 前記媒質部のエアロゾル生成基質は、ニコチンを含み、
    加熱される以前の前記媒質部のニコチンの重量対比で加熱された後、前記媒質部から排出されたエアロゾルに含まれたニコチン重量のパーセントは、１０％～３０％である、請求項１に記載のエアロゾル生成物品。
  8. 前記媒質部は、１２０℃以下の温度に加熱されれば、連続した少なくとも１０回のパフに対して、１回のパフ当たり２０μｇ～４０μｇのニコチンを含むエアロゾルを排出する、請求項１に記載のエアロゾル生成物品。
  9. エアロゾル生成システムにおいて、
    エアロゾル生成物品と、
    前記エアロゾル生成物品と結合するように構成され、前記エアロゾル生成物品を加熱するように構成されたヒータを含むエアロゾル生成装置と、を含み、
    前記エアロゾル生成物品は、
    前記エアロゾル生成装置に挿入される上流側末端部に配置される第１セグメントと、
    ユーザの口と接触する下流側末端部に配置される第２セグメントと、
    前記第１セグメントと前記第２セグメントとの間に配置され、エアロゾルを冷却させる冷却要素を含む第３セグメントと、を含み、
    前記第１セグメントは、
    第１フィルタ部と、
    第２フィルタ部と、
    前記第１フィルタ部と前記第２フィルタ部との間に配置され、エアロゾル生成基質及びｐＨ調整剤を含み、１００℃以上１２０℃未満の温度に加熱されれば、１回のパフ(puff)当たり２０μｇ以上のニコチンを含有するエアロゾルを排出する媒質部と、を含み、
    前記第１フィルタ部及び前記第２フィルタ部は、両側で前記媒質部を密閉する構造で形成され、
    前記エアロゾル生成基質の含量対比で前記ｐＨ調整剤の含量のパーセントは、５％～１０％である、エアロゾル生成システム。
  10. 前記ヒータは、
    前記エアロゾル生成装置に前記エアロゾル生成物品を挿入するとき、前記媒質部の外面の少なくとも一部を取り囲むように配置される、請求項９に記載のエアロゾル生成システム。
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