JPWO2018002989A1 - 香味吸引器用カートリッジおよびその香味吸引器用カートリッジを有する香味吸引器 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、香味吸引器に収容される液体の霧化を行うための発熱体として、面状複合体が記載されている。特許文献1に記載された面状複合体は、その構造に起因して液体の毛管輸送にも寄与し、液体の吸い上げにも利用されていることが記載されている。また、特許文献1に記載の発明では、発熱体が面状複合体であることで、高い比気化容量で、かつ高い気化器効率で霧化を行えることが記載されている。特許文献1には、面状複合体の空隙率と、気化器効率の関係が記載され、発熱体である面状複合体の空隙率が高いほど、その発熱によって生じる熱の大部分が、面状複合体が有する細孔に吸収された液体の霧化に利用されると記載されている。
特許文献1に記載の発明では、高い気化器効率を達成するために、面状複合体の空隙率を高めることに注力されており、それを達成するために、面状複合体の構造として、織物構造、開放孔を有する繊維構造、開放孔を有する焼結構造、開放孔を有するフォーム、開放孔を有する析出構造などの構造を採用することが記載されている。
当該面状複合体については、その空隙率を高めることで霧化率を向上させることは記載されているものの、その面状複合体の構造と、面状複合体全体での均一な発熱との関係については記載されていない。
香味吸引器の使用において、香味源を含む液体の霧化を行う際に、特許文献1に記載されているような空隙率の高い材料を、液体の吸い上げ及び発熱体として用いた場合には、その材料において、局所的な発熱が起こりうることが分かってきた。液体の吸い上げ及び発熱体としての材料において、局所的な発熱が起こることは、その材料の劣化を早め、その機能を損なわれることにつながるとともに、液体の霧化量にばらつきが生じることがある。
[1] エアロゾル生成液を貯留する液貯留部と、
正極及び負極が設けられ、前記正極及び負極間に通電された際に発熱することで前記液貯留部から供給されるエアロゾル生成液を霧化する多孔質発熱体と、
を備え、
前記多孔質発熱体は、以下に示す試験条件で測定された抵抗値の相対標準偏差が5.0%以下である、香味吸引器用カートリッジ。
試験条件:電路の長さが8mmとなるように前記多孔質発熱体に正極及び負極を配置して抵抗値を合計で30回測定する。抵抗値の測定は、電路の長さが8mmを維持できるように前記正極又は負極の位置を測定回ごとに変えて行う。
[2] 前記多孔質発熱体の呼び孔径が1000μm以下である、[1]に記載の香味吸引器用カートリッジ。
[3] 前記多孔質発熱体の気孔率が、50%以上である、[1]に記載の香味吸引器用カートリッジ。
[4] 前記多孔質発熱体が、多孔質樹脂に導電化処理を施す工程と、導電化処理された多孔質樹脂に金属のめっきを施す第1のめっき工程と、多孔質樹脂を除去する熱処理工程とを含む製造方法により作製されたものである、[1]〜[3]のいずれかに記載の香味吸引器用カートリッジ。
[5] 第1のめっき工程で用いる金属が、ニッケルまたはクロムである、[4]に記載の香味吸引器用カートリッジ。
[6] 熱処理工程の後に、第1のめっき工程で用いる金属とは異なる金属でめっきを施す第2のめっき工程を含む、[4]または[5]に記載の香味吸引器用カートリッジ。
[7] 前記多孔質発熱体が、炭素源と、シリコン粉末を混合したスラリーを、多孔質構造体の骨格上に保持させ、その後スラリーを乾燥させる工程と、
乾燥させた多孔質構造体を真空下または不活性雰囲気下で加熱し、多孔質複合体を得る第1の加熱工程と、
第1の加熱工程で得た多孔質複合体を真空下または不活性雰囲気下で加熱し、多孔質焼結体を得る第2の加熱工程と、
得られた多孔質焼結体を、真空下または不活性雰囲気下で加熱して、多孔質発熱体を得る第3の加熱工程、を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の香味吸引器用カートリッジ。
[8] 前記炭素源が、フェノール樹脂である、[7]に記載の香味吸引器用カートリッジ。
[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の香味吸引器用カートリッジを備える、香味吸引器。
図1及び図2は、実施形態1に係るエアロゾル吸引器(香味吸引器)の一例としての電子シガレット1の概略図である。電子シガレット1は、本体部2及びマウスピース部4を備えている。本体部2は本体側ハウジング20を有し、この本体側ハウジング20内にバッテリ21、電子制御部22等を収容している。バッテリ21は、例えばリチウムイオン二次電池等といった充電式電池であってもよい。
なお、本発明で用いる多孔質発熱体7については、下記で詳述する。
図5は、実施形態2に係るカートリッジ3Aを示す図である。図5に示すカートリッジ3Aは、液タンク31(液貯蔵空間31d)に液供給部材32が設けられていない。そして、実施形態2に係る多孔質発熱体7Aは、吸い上げ部72が液タンク31の底部近傍まで延在しており、液貯蔵空間31dに貯留されているエアロゾル生成液を吸い上げ部72が直接的に吸い上げる構成となっている。
図6は、実施形態3に係るカートリッジ3Bを示す図である。図6に示すカートリッジ3Bにおける多孔質発熱体7Bは、ヒータ部71のみから構成されており、吸い上げ部72を有していない。カートリッジ3Bには、例えば円柱状に成形された液供給部材32が液タンク31に設けられており、多孔質発熱体7Bが液供給部材32の上面に載置されている。多孔質発熱体7Bにおけるヒータ部71は、実施形態1における多孔質発熱体7のヒータ部71と同一構造である。本実施形態における多孔質発熱体7Bは、液供給部材32の上面に当接するヒータ部71の裏面からエアロゾル生成液を吸い上げ、保持することができる。なお、液供給部材32の形状は上記の例に限定されない。
図7は、実施形態4に係るカートリッジ3Cを示す図である。カートリッジ3Cに係る多孔質発熱体7Cは側面視U字形状を有する点で、側面視略C字形状に折り込まれている実施形態1に係る多孔質発熱体7と相違するが、その他の構造は同一である。
図8は、実施形態5に係るカートリッジ3Dを示す図である。カートリッジ3Dに係る多孔質発熱体7Dは、ヒータ部71の右辺71bに単一の吸い上げ部72が接続されている。その他の構造は、実施形態1における多孔質発熱体7と同一である。
図11Aは、実施形態6に係る電子シガレット1Gを示す図である。図11Bは、実施形態6に係るカートリッジ3Gを示す図である。カートリッジ3Gは、図4で説明した多孔質発熱体7を有している。カートリッジ3Gにおける液タンク31は環形状を有しており、その中心部に中空貫通路33が設けられている。図示のように、カートリッジ3Gにおける液タンク31の中空貫通路33は、液タンク31を上下方向に貫通している。多孔質発熱体7は、実施形態1と同様、液タンク31の蓋部31bに設けられている挿入孔31eを通じて吸い上げ部72を液貯蔵空間31d内に挿入することで、エアロゾル生成液に接触している。
本発明で用いられる上記多孔質発熱体7は、エアロゾル生成液を、少なくとも一時的に保持することが可能であり、液体の吸い上げを行う機能と発熱する機能を有する多孔質発熱体である。
本発明の香味吸引器のカートリッジに用いる多孔質発熱体7は、以下の試験条件で測定された抵抗値の相対標準偏差が5.0%以下である。
試験条件:電路の長さが8mmとなるように前記多孔質発熱体に正極及び負極を配置して抵抗値を合計で30回測定する。抵抗値の測定は、電路の長さが8mmを維持できるように前記正極又は負極の位置を測定回ごとに変えて行う。
本発明者らが検討を行ったところ、多孔質発熱体を、エアロゾル生成液を霧化するために用いる場合においても、その電路長はおおむね20mm以上である。
したがって、本発明の規定する試験条件における、8mmという電路の距離は、極めて短い距離であることがわかる。
ある物質の抵抗値を測るに際しては、通常、物質の端部から他端部に、即ち正極と負極との電路の長さが略最大になるように電極が配置される。例えばコイル等の一般的な発熱体のように中実且つ内部構造が均一な場合には、係る方法(発熱体の全長)で取得した抵抗値のばらつきと、8mmという電路の距離で取得した場合の抵抗値のばらつきとは略同一である。一方で、発熱抵抗体が多孔質体であった場合には、係る方法(発熱体の全長)で取得した抵抗値のばらつきと、8mmという電路の距離で取得した場合の抵抗値のばらつきが異なる場合がある。これは、多孔質発熱体の孔の大きさ、ばらつき等が抵抗値に影響を与えるためである。
このような多孔質発熱体において、8mmという電路長(多孔質発熱体の略最大の電路の長さより小さい)での抵抗値のばらつきを、正極、負極の場所を変更しながら複数回取得することで、多孔質発熱体が局所的に抵抗が高くなっている場所があるか否かを検証することができる。
本発明者等が検討を行ったところ、電路の長さを8mmに設定した際に、各抵抗の相対標準偏差、即ちばらつきが5.0%以下であれば、多孔質発熱体は極小領域においても尚、抵抗のばらつきが少ないことが見出され、そのため多孔質発熱体をエアロゾルを霧化するために用いる場合、多孔質発熱体の全体に渡って均一な加熱を行うことができる。
また、多孔質発熱体の抵抗を測定するに際しては、試験に用いる試料の条件を同一にする。具体的には、多孔質発熱体が折り曲げられたり、電路の途中でスリット等を入れたりせずに、上記した試験を行い、相対標準偏差を算出する。
また、多孔質発熱体の抵抗を測定するに際しては、平板状の多孔質発熱体を用いる。
なお、本発明においては、多孔質発熱体を実際に電子シガレットの香味吸引器のカートリッジに用いるときには、多孔質発熱体を折り曲げたり、スリットを入れたりして抵抗値を変動させることは許容される。
さらに、香味吸引器のカートリッジに用いる多孔質発熱体の寸法については、上記の試験で用いる際の試料の大きさとは直接関係はない。つまり、上記試験で用いる試料の寸法と、香味吸引器のカートリッジに用いる多孔質発熱体の寸法は異なっていてもよい。
上記の抵抗値の相対標準偏差が5.0%を超えると、多孔質発熱体において局所的な発熱が起こり得る。
抵抗値の相対標準偏差が5.0%以下である多孔質発熱体は、例えば後述する製造方法を用いることで得ることができる。
多孔質発熱体の見掛け体積抵抗率は、所定の形状、寸法において約1〜10V、好ましくは約3〜4Vの電圧を印加した際に抵抗発熱する特性を有していれば特に制限されないが、1×10−9〜1×108Ω・mである態様を挙げることができ、1×10−7〜1×1×10−3Ω・mであることが好ましい。見掛け体積抵抗率は、空隙を含む寸法で導出した見掛けの抵抗率であり、抵抗値×(幅×厚さ)/長さで算出することができる。
そのような多孔質発熱体を構成する材料としては、例えば、ニッケル、例えばニクロム、例えばSUS(ステンレススチール)などの多孔質金属体、あるいはセラミックを用いることもできる。
多孔質発熱体は、少なくともニッケル(以下、Niとも記載する)及びクロム(以下、Crとも記載する)を含むものであることが好ましい。
多孔質発熱体がニッケルとクロムを含む多孔質金属体である場合、多孔質金属体におけるニッケルとクロムの重量比は、例えば20:80〜90:10を挙げることができ、60:40〜85:15であることが好ましい。
一方、多孔質発熱体がセラミックである場合は、炭化ケイ素から構成されるものを挙げることができる。
空隙の大きさは呼び孔径として表すことができ、本発明に用いる多孔質発熱体の呼び孔径は、1000μm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましい。
呼び孔径の下限値は、オープンセル構造が維持される限り(空隙がつぶれて閉塞しない限り)、特に限定されないが、例えば100μm以上とすることができる。
本発明の香味吸引器に備えられる多孔質発熱体7では、その内部の空隙分布の均一性が高いと考えられる。多孔質発熱体において、空隙が均一に存在しているかどうかは、後述するように、多孔質発熱体において特定幅の間隔で電極を配置して抵抗値を測定するという操作を、30個所で行って複数の抵抗値を取得し、その相対標準偏差を算出することで確認できる。
多孔質発熱体の体積(空隙を含む)は、1〜300mm3である態様を挙げることができ、3〜50mm3であることが好ましい。内部の空隙を含む多孔質発熱体の体積は、霧化する液体を保持する量、抵抗率、目標抵抗値に応じて調整する。
本発明の香味吸引器に用いられる多孔質発熱体は、実装時の厚さが0.2〜2.0mmである態様を挙げることができ、0.2〜1.0mmであることが好ましい。多孔質発熱体の厚さは、霧化する液体を保持する量、抵抗率、目標抵抗値に応じて調整する。
また、多孔質発熱体は、長方形、正方形などの形状でシート状(平板状)に成形されている態様を挙げることができる。
多孔質発熱体が長方形である場合、その長手方向の長さは5〜50mmである態様を挙げることができ、10〜40mmであることが好ましい。一方、短手方向の長さは0.1〜30mmである態様を挙げることができ、0.5〜10mmであることが好ましい。
多孔質発熱体の気孔率は50%以上である態様をあげることができ、60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましい。
また、香味吸引器用カートリッジに適用する多孔質発熱体7では、その電路長は20mm以上80mm以下が好ましく、30mm以上60mm以下がより好ましい。上述した長手方向の長さを変えずに電路長を長くする方法としては電極間にスリットを設けて電路を蛇行させたりする方法を好適に用いることができる。
なお、本発明において電路長とは、多孔質発熱体7において、電流が流れると推測される電極間の距離のことである。
一方、気孔率の上限は特に限定されないが、例えば99%以下を挙げることができる。
気孔率の測定は、JIS Z 2501:2000(ISO/DIS 2738 : 1996)に準拠して行うことができる。
また、多孔質発熱体7において、ヒータとして機能する部分の総面積は1〜250mm2であることが好ましく、3〜150mm2であることがより好ましい。また、多孔質発熱体7が矩形であった場合、ヒータとして機能する部分のアスペクト比(長辺:短辺)は1:1〜3:1であることが好ましく、1:1〜2:1であることがより好ましい。
よって行うことができる。
これらの製造方法では、予め成形された三次元網目状構造を有する多孔質樹脂を骨格として多孔質発熱体の形成に用いることで、得られる多孔質発熱体の内部構造が、多孔質樹脂の内部の空隙分布を反映したものになる。したがって、均一な空隙分布を内部に有する多孔質樹脂を用いることで、均一な空隙分布を内部に有する多孔質発熱体を得ることができる。
これによれば、多孔質発熱体において、8mm間隔といった極小領域における空隙分布の均一性が高まり、局所的な抵抗値のばらつきが低減される。
多孔質発熱体における均一な空隙分布は、後述する比較例で用いるSUS316スラリー発泡の製造方法では得られない特性である。比較例で用いるSUS316スラリー発泡の製造方法では、上記のような多孔質樹脂を用いずに、樹脂による多孔質構造の形成と、金属粉末から多孔質金属体を得る工程とを同時に行わせている。SUS316スラリー発泡の製造方法では、樹脂と金属粉末とを含むスラリーを原料として用いるが、これらが均一に混合されたスラリーの形成は困難であり、SUS316スラリー発泡の製造方法のように、多孔質金属体の骨格が製造工程における最後の方の工程で形成される場合は、得られる多孔質金属体の内部における空隙分布は均一にはならないと考えられる。
なお、以下で説明する第一の製造方法、第二の製造方法のいずれにおいても、工程中に発泡材料を用いない(添加しない)ことが好ましい。多孔質発熱体の内部において、均一な空隙分布が得られなくなることがあるからである。
第一の製造方法として、少なくとも、多孔質樹脂に導電化処理を施す工程と、導電化処理された多孔質樹脂に金属のめっきを施す第1のめっき工程と、多孔質樹脂を除去する熱処理工程と、を含む製造方法を挙げることができる。
この製造方法として、特開2012−149282号公報、特開平8−232003号公報に記載された方法を挙げることができる。
なお、多孔質発熱体がニッケルおよびクロムなど複数種類の金属を含有する多孔質金属体である場合、上記の熱処理工程の後に、第1のめっき工程で用いる金属とは異なる金属でめっきを施す第2のめっき工程を含む態様を挙げることもできる。
上述した製造方法によって製造された多孔質発熱体としては、例えば、住友電工社製のセルメット(商品名)が挙げられる。セルメットという商品名は複数種の多孔質金属体をラインナップとして含んでおり、係るラインナップの中には、ニッケルを含む多孔質金属体や、ニクロムの合金を含む多孔質金属体がある。
本発明においては、多孔質樹脂として樹脂発泡体を用いることが好ましい。樹脂発泡体は、多孔性のものであればよく公知又は市販のものを使用でき、例えば、発泡ウレタン、発泡スチレン等が挙げられる。これらの中でも、特に多孔度が大きい観点から、発泡ウレタンが好ましい。発泡状樹脂の厚み、多孔度、平均孔径は限定的でなく、用途に応じて適宜に設定することができる。発泡ウレタンは、防爆チャンバ内で真空引きした後に、水素:酸素=2:1の混合比のガスでチャンバ内を真空置換し、点火することによって、爆風でウレタンフォーム内のほとんどすべての気泡を破れさせることで(除膜処理)、連続気泡を有するウレタンフォームを作製することで形成できる。
また、多孔質樹脂は、上記のような樹脂発泡体だけなく、3Dプリンタを用いて作製することもできる。
導電被覆層を構成する材料として、例えば、ニッケル、チタン、ステンレススチール等の金属の他、カーボンブラックを用いることができる。導電化処理の具体例としては、導電被覆層を構成する材料として例えば、ニッケルを用いる場合は、無電解めっき処理、スパッタリング処理等が好ましく挙げられる。また、チタン、ステンレススチール等の金属、カーボンブラック、黒鉛などの材料を用いる場合は、これら材料の微粉末にバインダを加えて得られる混合物を、樹脂製多孔体の表面に塗着する処理を挙げることができる。
導電被覆層は樹脂製多孔体表面に連続的に形成されていればよく、その目付量は限定的でなく、通常0.1g/m2以上、20g/m2以下程度を挙げることができる。
第1のめっき工程で用いる金属としては、例えばニッケルやクロムを用いることができ、ニッケルであることは好ましい。
ニッケルを用いる場合、電気ニッケルめっき層は導電被覆層が露出しない程度に当該導電被覆層上に形成されていればよく、その目付量は限定的でなく、通常100g/m2以上、600g/m2以下程度を挙げることができる。
第2のめっき工程で用いる金属としては、例えば、第1のめっき工程でニッケルをめっきした場合、第2のめっき工程ではクロムをめっきする金属として用いることができる。
この場合、Ni層上にCrめっきを施す第2のめっき工程としては、公知のめっき法によってクロムめっきを施す工程であれば特に限定されず、例えば電気めっき法を用いる態様を挙げることができる。
電気クロムめっき層の目付量は限定的でなく、通常10g/m2以上、600g/m2以下程度を挙げることができる。
Ni層とCr層を合金化する第2の熱処理工程としては、ステンレスマッフル内でCOやH2等の還元性ガス雰囲気のもと800℃以上、1100℃以下で熱処理する工程を挙げることができる。
多孔質発熱体7として、セラミックを原料とするものである場合、セラミックとしては炭化ケイ素(SiC)を挙げることができ、多孔質発熱体の第二の製造方法として例えば以下の工程を含むものを挙げることができる。
多孔質発熱体の第二の製造方法は、炭素源と、シリコン粉末を混合したスラリーを、多孔質構造体の骨格上に保持させ、その後スラリーを乾燥させる工程と、乾燥させた多孔質構造体を真空下または不活性雰囲気下で加熱し、多孔質複合体を得る第1の加熱工程と、第1の加熱工程で得た多孔質複合体を真空下または不活性雰囲気下で加熱し、多孔質焼結体を得る第2の加熱工程と、得られた多孔質焼結体を、真空またはアルゴンなどの不活性雰囲気下で加熱して、多孔質発熱体を得る第3の加熱工程を含む。
炭化ケイ素から構成される多孔質発熱体の製造方法としては、例えば特開2003−119085号公報を参考にすることができる。
フェノール樹脂のような樹脂から構成される炭素源と、シリコン粉末を混合したスラリーを、伸縮可能な多孔質樹脂の有形骨格に塗布するか、あるいはそのスラリーに多孔質構造体を含侵させることにより、スラリーを多孔質構造体の骨格上に保持させる工程である。その後、スラリー液が連続気孔部を塞がない程度にまで、その多孔質構造体を絞り、乾燥させる。多孔質樹脂としては、樹脂またはゴム製等のスポンジ、あるいはスポンジ形状のプラスチック類を挙げることができる。
乾燥後の多孔質構造体を、真空下、あるいはアルゴンなどの不活性雰囲気化で、例えば900〜1350℃程度で加熱する工程である。これにより、多孔質複合体が得られる。多孔質樹脂を構成する骨格部分は、フェノール樹脂等の樹脂から構成される炭素部分と、シリコン粉末が混ざり合っている状態である。
シリコン粉末としては、概ね30μm以下のものを用いることができる。
第1の加熱工程で得られた多孔質複合体を真空またはアルゴンなどの不活性雰囲気下で、例えば1350℃以上の温度で加熱し、炭素とシリコンとを反応させて溶融シリコンと濡れ性のよいポーラスな炭化ケイ素を多孔質樹脂の有形骨格部分上に形成させ、多孔質焼結体を得る工程である。
この反応は体積減少反応であるため、その体積減少反応に起因する開気孔が生成する。これにより、マトリックス部が、気孔を有する炭化ケイ素及び残留炭素により形成された多孔質焼結体が得られる。
第2の加熱工程で得られた多孔質焼結体について、真空またはアルゴンなどの不活性雰囲気下において、例えば1300〜1800℃程度に加熱する工程である。この工程により、骨格上にあるポーラスな炭化ケイ素と炭素部分にシリコンを溶融含侵することにより、炭化ケイ素から構成される多孔質発熱体が得られる。
上記の方法において用いるシリコン粉末と樹脂などの炭素源の混合の割合は、シリコンと炭素との原子比がSi/C=0.05〜4である態様を挙げることができる。
本発明に用いる多孔質発熱体は、上記のような特定範囲の抵抗値の相対標準偏差を有すること以外には、その物性を正確に表現することは困難である。したがって、物性で多孔質発熱体を表現する代わりに、本明細書では上記のような製造方法で作製することが、本発明で用いる多孔質発熱体の物性を得ることに寄与することを記載している。
呼び孔径450μmの商品名:セルメット(住友電工社製;ニッケル−クロム合金を含む多孔質金属であり、ニッケル:クロム=80:20、気孔率:約95%)の厚さ1mmのサンプルを、1.5mm幅にレーザーカットしたものを準備した。なお、セルメットは上記で説明した多孔質発熱体の製造方法を用いて作製されたものである。セルメットについては、製造方法を調整(Crめっき工程の調整)することにより、見掛け体積抵抗率の異なるサンプルを3種類用意した。
厚さ2mmのSUS316スラリー発泡(三菱マテリアル社製)を2種類(呼び孔径が異なるもの、気孔率:比較例1:約90%、比較例2:約82%)用いた。
このSUSスラリー発泡は、上記で説明した多孔質発熱体の製造方法ではなく、概略すると金属材料前駆体と、発泡材料とを混合してスラリー状にしたものに対して加熱を行い、発泡構造を有する金属材料(ステンレス)を得る、という方法により作製されたものである。
各材料の寸法、物性を表1にまとめた。
なお、多孔質発熱体の空間構造のランダムさは、抵抗値のばらつきとして発現され得る。
多孔質発熱体の端から端までの抵抗を測定した場合にはその多孔質発熱体の全体としての抵抗値となるが(図13の(1))、電極間の距離を短くすることで、局所的な抵抗値のばらつきがどの程度なのかを判別することができる(図13の(2))。
上記の試験において得られた相対標準偏差は、測定間隔における抵抗値のばらつきを%で表現した値である。即ち、相対標準偏差が大きいほど、当該測定間隔における抵抗値のばらつきが大きい、ということになる。
今回の試験において、測定間隔8mm、20mmにおける相対標準偏差では、サンプル間で差違があった。具体的には、比較例1、2のサンプルの測定間隔が短い場合に急激に相対標準偏差が増大していたのに対し、実施例1〜3のサンプルでは、係る相対標準偏差の増大が抑制されていた。これは即ち、比較例1、2のサンプルにおいては、短い測定間隔における抵抗値のばらつきが大きいのに対し、実施例1〜3のサンプルでは短い測定間隔における抵抗値のばらつきが低いということを示している。
本発明者等の検討によれば、上述した実施例と比較例との結果の差は、内部の空隙分布の均一性に依るものであると推察している。一方で、上述した抵抗値の相対標準偏差は種々の因子による影響を受けうる。そこで、3次元網目構造の均一性以外の因子による抵抗値の相対標準偏差に対する寄与度を調べることで、上述した実施例と比較例との結果の差が内部の空隙分布の均一性に大きく依存するものであることを間接的に示すこととした。
(孔径)
表2からも明らかなとおり、孔径150μmのSUSサンプルの抵抗CV値は、孔径600μmのSUSサンプルよりも小さいが、孔径450μmのセルメットサンプルよりも大きいことがわかる
即ち、孔径の異なるSUSサンプル間の結果から、孔径のサイズが小さいほど、抵抗値の相対標準偏差は低下する傾向にあることが示唆されている反面、孔径150μmのSUSサンプルに比して、孔径450μmのセルメットサンプルの方が低い相対標準偏差を具備していることから、係る孔径のサイズは、上述した実施例と比較例との結果の差において支配的な因子とは言えないことがわかる。
(厚さ)
セルメット_1とセルメット_3とは、それぞれ厚さが0.2mm、0.5mmという点で相違する。一方で、係るサンプル間で、CV値に顕著な変化はなかった(表1及び表2)。
即ち、多孔質発熱体の厚さは、少なくとも上述した実施例と比較例との結果の差に対する支配因子とは言えないことがわかる。
(サンプルの寸法誤差)
上述した通り、本実施例及び比較例に係るサンプルは、長手方向の長さ:約40mm、短手方向の長さ(幅)約1.0〜1.5mm、厚さ:約0.2〜0.5mmの略長方形状を具備している。
作成時の寸法バラつき(寸法CV)について検証するために、短手方向の長さ(幅)、厚さを、長手方向における位置をずらしながら15回測定を行い、サンプルにおける寸法上のバラつき(寸法CV)を測定した。結果を表3に示す。
(抵抗測定誤差)
測定位置を固定して電気抵抗値を30回測定した場合、セルメットとSUSのCV値は同程度であった(以下の表4参照)。
また、実施例1及び比較例1のサンプル(電極間距離40mm)を、液体を保持させずに電圧を印加し、加熱動作を行いその挙動を目視にて観測したところ、最終的にいずれのサンプルもサンプル全体が赤熱したが、その状態に至る前の挙動に差違が見られた。具体的には、実施例1のサンプルにおいては均一に赤熱し出したのに対し、比較例1のサンプルにおいては局所的に赤熱が観測されたのちに、全体が赤熱した。即ち、実施例1のサンプルでは、比較例1のサンプルに対してより均一に発熱していることを確認した。
2・・・本体部
21・・バッテリ
22・・電子制御部
24・・収容キャビティ
3・・・カートリッジ
31・・液タンク
32・・液供給部材
4・・・マウスピース部
42・・吸引口
5・・・ヒンジ
7・・・多孔質発熱体
71・・ヒータ部
72・・吸い上げ部
9・・・電極
9A・・正極
9B・・負極
Claims (9)
- エアロゾル生成液を貯留する液貯留部と、
正極及び負極が設けられ、前記正極及び負極間に通電された際に発熱することで前記液貯留部から供給されるエアロゾル生成液を霧化する多孔質発熱体と、
を備え、
前記多孔質発熱体は、以下に示す試験条件で測定された抵抗値の相対標準偏差が5.0%以下である、香味吸引器用カートリッジ。
試験条件:電路の長さが8mmとなるように前記多孔質発熱体に正極及び負極を配置して抵抗値を合計で30回測定する。抵抗値の測定は、電路の長さが8mmを維持できるように前記正極又は負極の位置を測定回ごとに変えて行う。 - 前記多孔質発熱体の呼び孔径が1000μm以下である、請求項1に記載の香味吸引器用カートリッジ。
- 前記多孔質発熱体の気孔率が、50%以上である、請求項1に記載の香味吸引器用カートリッジ。
- 前記多孔質発熱体が、多孔質樹脂に導電化処理を施す工程と、導電化処理された多孔質樹脂に金属のめっきを施す第1のめっき工程と、多孔質樹脂を除去する熱処理工程とを含む製造方法により作製されたものである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の香味吸引器用カートリッジ。
- 第1のめっき工程で用いる金属が、ニッケルまたはクロムである、請求項4に記載の香味吸引器用カートリッジ。
- 熱処理工程の後に、第1のめっき工程で用いる金属とは異なる金属でめっきを施す第2のめっき工程を含む、請求項4または5に記載の香味吸引器用カートリッジ。
- 前記多孔質発熱体が、炭素源と、シリコン粉末を混合したスラリーを、多孔質構造体の骨格上に保持させ、その後スラリーを乾燥させる工程と、
乾燥させた多孔質構造体を真空下または不活性雰囲気下で加熱し、多孔質複合体を得る第1の加熱工程と、
第1の加熱工程で得た多孔質複合体を真空下または不活性雰囲気下で加熱し、多孔質焼結体を得る第2の加熱工程と、
得られた多孔質焼結体を、真空下または不活性雰囲気下で加熱して、多孔質発熱体を得る第3の加熱工程、を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の香味吸引器用カートリッジ。 - 前記炭素源が、フェノール樹脂である、請求項7に記載の香味吸引器用カートリッジ。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の香味吸引器用カートリッジを備える、香味吸引器。
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