WO2019092889A1 - 非燃焼型香味吸引器用の回路基板、及び非燃焼型香味吸引器 - Google Patents

非燃焼型香味吸引器用の回路基板、及び非燃焼型香味吸引器 Download PDF

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burning type
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哲哉 吉村
正人 宮内
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日本たばこ産業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a non-combustion flavor aspirator which tastes a flavor component without burning and a circuit board for the non-combustion flavor aspirator.
  • non-combustible flavor aspirators such as electronic cigarettes have been proposed which taste the aspirated components produced by vaporizing or atomizing a flavor source such as tobacco or an aerosol source with a heater (Patent Document 1 below) ⁇ 7).
  • the non-combustion type flavor suction device includes a heater for vaporizing or atomizing the flavor source and / or the aerosol source, a power supply for supplying power to the heater, and a control circuit for controlling the heater and the power supply.
  • the heaters described in the patent documents 1 to 5 comprise a circuit board including an electrical conductor printed on an electrically insulating substrate.
  • the electrically insulating substrate can comprise an electrically insulating material such as, for example, ceramic such as MICA, glass, or paper.
  • a first feature is a circuit board for a non-combustible flavor suction device, comprising a substrate and a conductive ink pattern printed on the substrate, the substrate comprising paper, Paper has a weight reduction rate from room temperature to 900 ° C. under the conditions of raising the temperature of the air at a speed of 10 ° C. per minute while flowing air at a flow rate of 100 ml per minute. It is summarized that it has the property of being less than 20% of the weight loss rate up to the temperature of ° C.
  • a second feature is the circuit substrate according to the first feature, wherein the surface of the paper on which the conductive ink pattern is to be printed is subjected to a smoothing process.
  • a third feature is the circuit substrate according to the first feature or the second feature, wherein the Beck's smoothness of the surface on which the conductive ink pattern is printed is 1.6 seconds or more.
  • a fourth feature is a circuit board according to any one of the first to third features, wherein the conductive ink pattern is formed on an intermediate layer included in the surface of the paper.
  • a fifth feature is the circuit substrate according to the fourth feature, wherein the intermediate layer is constituted by a layer containing cellulose nanofibers.
  • a sixth feature is the circuit substrate according to the fifth feature, wherein the intermediate layer further includes at least one of silica and calcium carbonate.
  • a seventh feature is a circuit board according to any one of the fourth feature to the sixth feature, wherein the intermediate layer has a plurality of openings.
  • An eighth feature is a circuit board according to any one of the first feature to the seventh feature, wherein the circuit board includes a heater circuit.
  • a ninth feature is a circuit board according to any one of the first to eighth features, wherein the conductive ink pattern is configured to be electrically disconnected at a temperature of 400 ° C. or higher. Make it a gist.
  • a tenth feature is the circuit board according to the ninth feature, wherein the conductive ink pattern has a weight reduction rate of the paper from 90 to 900 ° C. under the conditions.
  • the gist is configured to be broken at a temperature lower than the temperature reaching%.
  • An eleventh feature is a circuit board according to any one of the first to tenth features, comprising a coating layer formed on a surface of the conductive ink pattern, the coating layer comprising
  • the subject matter of the present invention is to include a material having a melting point or sol-gel transition temperature lower than ° C., and a flavor added in the material.
  • a twelfth feature is the circuit board according to any one of the first to eleventh features, wherein the base material has a liquid absorption rate of more than 1% with respect to glycerin. .
  • a thirteenth feature is a circuit board for a non-burning type flavor suction device including a liquid suction component source which is vaporized or atomized by the application of energy, and a substrate and a conductive printed on the substrate An ink pattern, wherein the substrate comprises paper, the paper flowing under the flow of air at a flow rate of 100 ml per minute under the condition that the temperature is raised at a speed of 10 ° C. per minute
  • the gist of the present invention is that the weight reduction rate from room temperature to the boiling point of the aspiration component source is less than 20% of the weight reduction rate from room temperature to 900 ° C.
  • a fourteenth feature is the circuit board according to the thirteenth feature, wherein the circuit board includes a heater circuit.
  • a fifteenth feature is the circuit board according to the thirteenth feature or the fourteenth feature, wherein the conductive ink pattern has a temperature reduction rate higher than the suction component source, and the reduction rate of the weight of the paper under the conditions. It is summarized that it is configured to break at a temperature lower than the temperature at which 90% of the weight reduction rate from room temperature to 900 ° C. is reached.
  • a sixteenth feature is a circuit board according to any one of the thirteenth to fifteenth features, comprising a coating layer formed on the surface of the conductive ink pattern, the coating layer comprising
  • the gist of the present invention is that it comprises a material having a melting point or sol-gel transition temperature not higher than the boiling point of the suction component source, and a flavor added in the material.
  • a seventeenth feature is a circuit board according to any one of the thirteenth feature to the sixteenth feature, wherein the base material has a liquid absorption rate higher than 1% with respect to the suction component source. It is a summary.
  • An eighteenth feature is a circuit board according to any one of the first feature to the seventeenth feature, wherein the conductive ink pattern includes a conductive material and a dielectric material.
  • a nineteenth feature is the circuit substrate according to the eighteenth feature, wherein the conductive material is selected from at least one of a conductive metal, a conductive ceramic, a carbon material and a conductive polymer, and the dielectric is The material is selected from at least one of ceramic, natural polymer, synthetic polymer and surfactant.
  • a twentieth feature is a circuit board according to any one of the first to nineteenth features, wherein the viscosity of the ink for forming the conductive ink pattern is 1 mPa ⁇ s to 300 Pa ⁇ s. The point is to be within the scope.
  • a twenty-first feature is the non-combustion flavor suction device including the circuit board according to any one of the first to twentieth features and a liquid suction component source that is vaporized or atomized by the application of energy.
  • a twenty-second feature is the non-burning type flavor suction device according to the twenty-first feature, wherein the circuit board includes a heater circuit configured to be capable of vaporizing or atomizing the suction component source.
  • a twenty-third feature is the non-burning type flavor suction device according to the twenty-first or twenty-second feature, wherein the base of the circuit board is arranged to be able to absorb the suction component source in use. Make it a gist.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a circuit board for a flavor suction device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a circuit board according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the substrate constituting the circuit board.
  • FIG. 4 is a view showing a conductive ink pattern used in a printability experiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a flavor suction device.
  • FIG. 6 is a view showing another example of the flavor suction device.
  • a circuit board for a non-burning type flavor aspirator has a substrate and a conductive ink pattern printed on the substrate.
  • the substrate comprises paper.
  • the weight reduction rate from room temperature to 290 ° C. is from room temperature to 290 ° C. under the conditions where the temperature is raised at a speed of 10 ° C. per minute while flowing air at a flow rate of 100 ml per minute. It has the property of being less than 20% of the weight loss rate up to a temperature of 900.degree.
  • the weight of the paper making up the substrate does not decrease much in the temperature range from room temperature to 290 ° C.
  • the liquid absorbed by the paper constituting the substrate is mainly composed of a compound that does not completely evaporate (vaporize) at a temperature of approximately 290 ° C. or less, it is possible to ensure that the paper sufficiently contains the liquid.
  • the circuit board of a general non-burning type flavor suction device is often used at a temperature of around 290 ° C. or less. Therefore, the heat resistance as a circuit board for a non-combustion type flavor suction device can be secured by using the paper having the above-mentioned characteristics as a base material.
  • non-burning flavor inhalers such as electronic cigarettes
  • non-burning flavor inhalers such as electronic cigarettes
  • glycerin Since glycerin is vaporized at the time of use, the temperature is raised to 290 ° C. which is the boiling point of glycerin. Even in this case, the temperature of the paper is kept at 290 ° C. or less as long as the paper constituting the circuit board absorbs and holds the liquid, ie, glycerin. Therefore, heat resistance as a circuit board for a non-combustion type flavor suction device containing glycerin, in particular, can be secured by using the paper having the above-described characteristics as a base material.
  • a circuit board for a non-burning type flavor aspirator including a liquid suction component source that is vaporized or atomized by the application of energy comprises a substrate and a conductive ink pattern printed on the substrate And.
  • the substrate comprises paper. This paper has a weight reduction rate from room temperature to the boiling point of the suction component source under the conditions where the temperature is raised at a speed of 10 ° C. per minute while flowing air at a flow rate of 100 ml per minute. It has the property of being less than 20% of the weight loss rate from room temperature to a temperature of 900 ° C.
  • the weight of the paper making up the substrate does not decrease much in the temperature range from room temperature to the boiling point of the suction component source.
  • the paper sufficiently contains the liquid suction component source in the temperature range from room temperature to the boiling point of the suction component source. Therefore, as long as the paper constituting the circuit board absorbs and holds the liquid suction component source, the temperature of the paper is kept below the temperature of the boiling point. Therefore, heat resistance as a circuit board for a non-combustion type flavor suction device can be secured by using paper having the above-described characteristics as a substrate.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a circuit board for a flavor suction device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a circuit board according to an embodiment.
  • the flavor suction device may be a non-combustion flavor suction device for suctioning a suction component (flavoring component) without combustion, as described later.
  • a flavor suction device may include a liquid suction component source which is vaporized or atomized by the application of energy.
  • the aspiration component source is vaporized or atomized by applying thermal energy, for example, by a heater.
  • the vaporized or atomized aspiration component is aspirated by the user.
  • the source of the aspiration component is not particularly limited, and may include, for example, glycerin.
  • the aspiration component source may also include, for example, a mixture of glycerin and water.
  • the boiling point of glycerin is about 290 ° C.
  • the liquid viscosity of glycerin at 20 ° C. is 1410 mPas.
  • the aspiration component source is typically one that vaporizes in the range of 100 ° C to 290 ° C.
  • the liquid viscosity of the suction component source is 1410 mPas or less.
  • the circuit board of the following embodiment is particularly suitable for a flavor suction device using such a suction component source.
  • the circuit board 200 has a base 210 and a conductive ink pattern 230 printed on the base 210.
  • the conductive ink pattern 230 is a pattern that constitutes an electric circuit.
  • the circuit board 200 may be used as a control circuit that controls the operation of the flavor suction device, or may be used as a heater circuit that applies heat energy to the suction component source.
  • the conductive ink pattern 230 is composed of a conductive paste containing at least a conductive material.
  • the conductive material is selected from at least one of a conductive metal, a conductive ceramic, a carbon material and a conductive polymer.
  • the conductive metal may include, for example, at least one material selected from Ag, Al, Ni, Pt, Au, Cu, W.
  • the carbon material may include, for example, at least one material selected from graphene, carbon nanotubes, graphite, activated carbon, acetylene black, and ketjen black.
  • the conductive polymer may include, for example, at least one material selected from polythiophene, polystyrene sulfonic acid, oligothiophene, polypyrrole and polyaniline.
  • the conductive ink pattern 230 can be formed on the substrate 210 by, for example, screen printing, screen offset printing, inkjet printing, flexographic printing, gravure printing, or male set printing.
  • the ink viscosity at room temperature is preferably in the range of 1 mPa ⁇ s to 300 Pa ⁇ s.
  • Particularly preferred is screen printing or screen offset printing in which the ink pattern is thick, and in this case, the viscosity at room temperature is preferably in the range of 1 Pa ⁇ s to 300 Pa ⁇ s suitable for screen printing.
  • the conductive ink pattern 230 may further include a dielectric material, as needed.
  • the dielectric material is preferably selected from ceramics, natural polymers, synthetic polymers or surfactants.
  • the ceramic may comprise, for example, at least one material selected from barium titanate, calcium carbonate, silica, aluminum oxide, magnesium oxide and calcium oxide.
  • the natural polymer may comprise, for example, at least one material selected from cellulosics, polysaccharides, acrylics, glycols, pectins, chitosan and chitin.
  • the dielectric material included in the conductive ink pattern 230 may be, for example, barium titanate.
  • the amount of the dielectric material added to the entire conductive ink pattern 230 is preferably in the range of 10 to 50% by weight.
  • the conductive ink pattern 230 may include a small amount of a diluent such as toluene.
  • the addition ratio of toluene to the entire conductive paste is preferably in the range of 0 to 5% by weight, more preferably 0 to 10% by weight.
  • the circuit board 200 can be suitably used as a heater circuit.
  • the electric resistance value of the conductive ink pattern can be increased, and the amount of heat generation can be increased even in a small heater circuit.
  • the electric resistance value of the heater circuit is preferably 0.01 to 10 ⁇ , more preferably 0.1 to 1 ⁇ .
  • the conductive ink pattern made of a material having a thin pattern and a high electric resistance is unit power.
  • the calorific value per unit can be increased, and efficient aerosol vaporization or atomization is likely to occur.
  • the conductive ink pattern can be thickened by controlling the electrical resistance, it is possible to prevent the disconnection due to the overcurrent which is a concern for the vaporization and atomization of the aerosol.
  • the conductive ink pattern may have any shape as long as it has continuity.
  • the shape is a shape capable of dispersing the stress on the conductive ink pattern, for example, a curved shape such as a wavy line or a spiral.
  • the substrate 210 constituting the circuit board 200 includes paper.
  • the paper is not particularly limited, but may be, for example, filter paper or glassine paper. Since the substrate 210 includes paper, a lightweight and thin circuit board 200 can be configured. Furthermore, since the circuit board 200 can be rounded or bent, the circuit board 200 can be easily mounted, for example, in a small-sized and portable flavor suction device.
  • the conductive ink pattern 230 is formed on the intermediate layer 220 provided on the surface of the paper.
  • the “intermediate layer” means a layer existing between the layer constituting the original material of the paper and the conductive ink pattern 230, and a part of the intermediate layer 220 is the conductive ink pattern 230. It may be exposed to the outside in the portion where there is no.
  • the intermediate layer 220 is preferably constituted by, for example, a layer containing at least one of silica, calcium carbonate and cellulose nanofibers. More preferably, the intermediate layer 220 is constituted by a layer containing silica, calcium carbonate and cellulose nanofibers.
  • the intermediate layer 220 may be made of a material such as a plastic film, rubber or glass bonded to the surface of the paper as the substrate 210.
  • the intermediate layer 220 may have a plurality of openings.
  • the size of the hole is preferably 3.0 ⁇ 10 4 ⁇ m 2 or more and 1.0 ⁇ 10 5 ⁇ m 2 or less, and the hole area ratio is preferably in the range of 10% to 50%.
  • the circuit board 200 may optionally have a coating layer 240 covering the conductive ink pattern 230.
  • the coating layer 240 may include a thermally responsive material having a melting point or sol-gel transition temperature equal to or lower than the boiling point of the suction component source, such as 70 ° C. or more and 290 ° C. or less, and a flavor added in the thermally responsive material.
  • the thermally responsive material may be, for example, a wax having a melting point of 70-100.degree.
  • the flavor is not particularly limited, and for example, citral can be used.
  • the heat responsive material melts upon heating and releases the perfume to the atmosphere.
  • perfume can be released to the atmosphere, and the user can feel the perfume.
  • the melting point or sol-gel transition temperature of the heat responsive material is equal to or lower than the boiling point of the suction component source, the fragrance can be released from the heat responsive material before the suction component source is atomized or vaporized.
  • the coating layer 240 may further have another coating material covering the heat responsive material described above.
  • the coating material is preferably composed of a material having a melting point or sol-gel transition temperature lower than the melting point or sol-gel transition temperature of the heat-responsive material described above.
  • the coating material may be, for example, a wax having a melting point of 60-70.degree.
  • FIG. 3 shows the results of thermogravimetric measurement of paper according to an example and cellulose as a reference example. Thermogravimetric measurements can be carried out, for example, by means of a differential thermal weight device.
  • the paper according to Example 1 is a glassine paper containing substantially 100% cellulose.
  • the paper according to Example 2 is a cigarette paper containing 73% cellulose.
  • Thermogravimetry was performed on the paper and cellulose under conditions where the temperature was increased at a speed of 10 ° C. per minute while flowing air at a flow rate of 100 ml per minute. More specifically, the temperature was first raised to 50 ° C. at a rate of 25 ° C. to 10 ° C./min, and maintained at 50 ° C. for 30 minutes. Then the temperature was raised again to 900 ° C. at a rate of 10 ° C./min. Then, it was maintained at 900 ° C. for 1 minute.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 3 indicates the temperature.
  • the vertical axis of the graph shows the change in weight (TG (%)) of the sample (paper or cellulose). Negative TG values indicate that the weight of the sample is decreasing. On the vertical axis of the graph, "0%” means that the weight of the sample has not changed. In addition, on the vertical axis of the graph, "-100%” means that the weight of the sample is zero.
  • the circuit board 200 applied to the non-burning type flavor suction device preferably has sufficient heat resistance in a temperature range of at least 290 ° C. or less.
  • the paper constituting the substrate 210 has a temperature of room temperature to 290 ° C. under the conditions of flowing air at a flow rate of 100 ml per minute while raising the temperature at a speed of 10 ° C. per minute. It has the property that the rate of weight loss up to is less than 20%, preferably less than 18%, more preferably less than 15% of the rate of weight loss from room temperature to a temperature of 900.degree.
  • the paper making up the substrate 210 is from room temperature to the boiling point of the source of the suction component under conditions where the temperature is increased at a speed of 10 ° C. per minute while flowing air at a flow rate of 100 ml per minute.
  • the weight loss rate at is less than 20%, preferably less than 18%, more preferably less than 15% of the weight loss rate from room temperature to a temperature of 900.degree.
  • the paper according to Example 1 (glassine paper)
  • the reduction in weight from room temperature to a temperature of 290 ° C. is less than 15%. Therefore, the paper concerning Example 1 is suitably used as base material 210 which constitutes circuit board 200 for a non-combustion type flavor suction machine.
  • the weight reduction rate from room temperature to a temperature of about 280 ° C. is 20%. Therefore, the paper concerning Example 2 can be used as base material 210 which constitutes circuit board 200 for a non-burning type flavor suction device using a suction ingredient source which has a boiling point of 280 ° C or less.
  • the paper containing a large amount of cellulose is more suitable as the substrate 210 constituting the circuit board 200 for the non-combustion type flavor suction device.
  • the paper comprises 50 to 100% by weight of cellulose.
  • the conductive ink pattern 230 formed on the circuit board 200 is of the weight of the substrate (paper) under the conditions of raising the temperature at a speed of 10.degree. C. per minute while flowing the air at a flow rate of 100 ml per minute. It is preferable to be configured to break at a temperature lower than the temperature at which the reduction rate reaches 90%, preferably 80%, of the weight reduction rate from room temperature to a temperature of 900 ° C. As a result, the conductive ink pattern is broken before the paper as the base material 210 burns, so the safety of the circuit board, particularly the heater circuit, can be enhanced.
  • the conductive ink pattern 230 formed on the circuit board 200 may be configured to be electrically disconnected at a temperature of 400 ° C. or higher, for example.
  • the circuit board 200 is preferably composed of a suction component source, for example, a paper capable of absorbing glycerin.
  • a suction component source for example, a paper capable of absorbing glycerin.
  • the paper constituting the substrate 210 has a liquid absorption rate of preferably 1%, more preferably 10%, still more preferably 15% with respect to the suction component source, particularly to glycerin.
  • the circuit board 200 can absorb and hold the suction component source in the flavor suction device. Therefore, the heat resistance of the circuit board 200 is further improved.
  • the circuit board 200 can be used as a heater circuit that vaporizes or atomizes the absorbed suction component source while absorbing the suction component source.
  • the circuit board 200 can be suitably used as a heater circuit that vaporizes or atomizes the absorbed suction component source while absorbing the suction component source.
  • Table 1 below shows the material constituting the base material and the liquid absorption rate with respect to glycerin. From Table 1, when using the circuit board 200 as a heater circuit which vaporizes or atomizes the liquid-absorbed glycerol, it turns out that the base material 210 is more preferable than a plastic film like a polypropylene film.
  • the evaluation of the liquid absorbability of the sample is measured as follows. First, 40 mg of glycerin is dropped on a harmonized sample (5 cm ⁇ 5 cm piece of paper) with a micropipette, and left still for 30 seconds. Next, filter paper (Whatman Filter paper No. 2) is placed on the sample, and a 200 g weight is placed on the filter paper and allowed to stand for 10 seconds. Then, the filter paper is made to absorb the glycerin which was not absorbed to the sample by another filter paper. Repeat this operation twice.
  • the surface of the paper constituting the substrate 210 on the side on which the conductive ink pattern 230 is printed is smoothed.
  • the surface of the paper constituting the substrate 210 on which the conductive ink pattern 230 is to be printed that is, the surface of the paper itself or the surface of the intermediate layer 220 preferably has a Beck smoothness of 1.6 seconds or more, more preferably It is over 3.0 seconds.
  • Table 2 below shows the material of the paper constituting the substrate 210, the Beck's smoothness of the paper, and the printability of the conductive ink pattern.
  • the inventor has found that, even when the substrate 210 contains paper, the conductive ink pattern 230 can be printed with high accuracy by improving the Bekk smoothness. .
  • coating the surface of the filter paper with cellulose nanofibers improves the printability of the conductive ink pattern.
  • the addition of the coating with cellulose nanofibers can maintain the Beck smoothness of the surface of the intermediate layer 220 at a sufficiently high level. I understand.
  • the printability was judged based on the variation in the electrical resistance of the conductive ink pattern when a plurality of specific circuit patterns were printed. Those with less variation in electrical resistance, specifically those with a variation coefficient of 10% or less, were evaluated as "o". Those with a somewhat large variation in electrical resistance, specifically those with a variation coefficient of 10% to 20%, were evaluated as “ ⁇ ”.
  • the coefficient of variation is defined by a value obtained by dividing the standard deviation by the average value.
  • Beck's smoothness is defined by a measurement method in accordance with JIS P8119.
  • Beck's smoothness is measured by "Beck's smoothness tester (made by Toyo Seiki Co., Ltd.)".
  • a test piece of a predetermined size is taken out of the paper that constitutes the substrate of the circuit board.
  • the measuring surface of the test piece is applied to the glass surface of the Beck's smoothness tester, and a rubber plate with a presser foot is placed thereon, and then the mercury column is raised slightly above the 380 mm (50.7 KPa) marking line.
  • smoothness In the present specification, the above measurement was repeated three times for each test piece, and the smoothness was derived three times. The average value of the three obtained values of smoothness was defined as "smoothness" in the present specification.
  • the printing pattern as shown in FIG. 4 was produced with a 350 mesh nylon plate, and was produced on a glassine paper (substrate) with a screen printing machine (WHT laboratory manufactured by Mino Group). Barium titanate was added to a predetermined amount of silver paste (manufactured by Mino Group), and 4% of toluene was added so as to be uniformly mixed by stirring and defoaming. Prior to the measurement of the electrical resistance, the battery lead wire and the heater are in contact with a force of 10 N or more, and the same electrical resistance as obtained by soldering the battery lead wire and the heater can be obtained in advance. confirmed.
  • the conductive ink pattern has linear portions 300 in the shape of thin lines, and the length L of the linear portions 300 is 10 mm, and the width of the linear portions 300 is 2 mm.
  • the electrical resistance increased as shown in the table below because the conductive ink pattern contained barium titanate as a dielectric material.
  • the resistance value increased in proportion to the decreasing rate of the proportion of the conductive material by the addition of barium titanate. Accordingly, it has been found that the electrical resistance of the conductive ink pattern can be controlled by the addition of a dielectric material such as barium titanate.
  • FIG. 5 is a schematic view showing an example of the flavor suction device.
  • the flavor suction device may be a non-burning type flavor suction device for suctioning suction components (scent and taste components) without combustion.
  • the flavor suction device 100 may have a power source 10, a circuit board 200, and a liquid aerosol source 20 which is vaporized or atomized by the application of energy.
  • the power source 40 may be a rechargeable battery, such as, for example, a lithium ion secondary battery.
  • the circuit board 200 may be as described above, and may have a heater circuit configured to be capable of vaporizing or atomizing the suction component source 20.
  • the power supply 10 is electrically connected to the circuit board 200 and supplies power to the circuit board 200.
  • the heater circuit generates heat when power is supplied.
  • the aerosol source 20 may be liquid at normal temperature.
  • polyhydric alcohols such as glycerin can be used.
  • the aerosol source 20 may have a flavor component.
  • the aerosol source may include a tobacco material which releases flavoring ingredients by heating, or an extract derived from the tobacco material.
  • the aerosol source 20 may be held by, for example, a porous body made of a material such as a resin web.
  • the base 210 of the circuit board 200 is in contact with the porous body.
  • the aerosol source 20 held by the porous body is absorbed by the paper constituting the base 210 of the circuit board 200.
  • the circuit board 200 generates heat to vaporize or atomize the aerosol source absorbed by the substrate 210.
  • the vaporized or atomized aerosol source is aspirated by the user.
  • the base 210 of the circuit board 200 have the openings as described above. This allows the substrate 210 to absorb and retain the aerosol source more. Thereby, the aerosol source can be easily vaporized or atomized.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example of a flavor suction device having another configuration.
  • the flavor suction device shown in FIG. 6 has an aerosol source 20 molded into a solid, and a tubular portion surrounding the aerosol source 20.
  • the aerosol source 20 shaped into a solid may include, for example, a polyhydric alcohol such as glycerin.
  • the circuit board 200 described above may be wound around a tubular portion surrounding the aerosol source 20. Instead of this, the tubular portion itself may be configured by the circuit board 200 wound in a tubular shape.
  • the aerosol source 20 can be vaporized or atomized by heating the heater circuit included in the circuit board 200.
  • circuit board 200 includes the heater circuit
  • the circuit board 200 described above can also be applied to a board that does not include a heater circuit, for example, one having a control circuit that controls the operation of the flavor suction device.

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Abstract

非燃焼型香味吸引器用の回路基板は、基材と、基材上に印刷された導電性インクパターンと、を有する。基材は紙を含む。この紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ前記空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から２９０℃の温度までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満である特性を有する。

Description

非燃焼型香味吸引器用の回路基板、及び非燃焼型香味吸引器
　本発明は、燃焼することなく香味成分を味わう非燃焼型香味吸引器と、非燃焼型香味吸引器用の回路基板に関する。
　シガレットに代わり、たばこ等の香味源やエアロゾル源をヒータによって気化又は霧化することによって生じた吸引成分を味わう電子シガレットのような非燃焼型香味吸引器が提案されている（下記の特許文献１～７）。非燃焼型香味吸引器は、香味源及び／又はエアロゾル源を気化又は霧化させるヒータ、ヒータに電力を供給する電源、ヒータや電源を制御する制御回路を備える。
　特許文献１～５に記載されたヒータは、電気絶縁基体に印刷された電気導体を含む回路基板を備える。特許文献１では、電気絶縁基体は、例えば、ＭＩＣＡのようなセラミック、ガラス、又は紙のような電気絶縁材料を含むことができるとされている。
国際公開第２０１１／０５０９６４号 米国特許第２０１４／００６０５５４号明細書 国際公開第２０１６／１６６６６１号 国際公開第２０１６／００７５１６号 国際公開第２０１７／００５４７１号 国際公開第２０１５／０３５５１０号 特開２０１６－１９００７１号
　第１の特徴は、非燃焼型香味吸引器用の回路基板であって、基材と、前記基材上に印刷された導電性インクパターンと、を有し、前記基材は紙を含み、前記紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ前記空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から２９０℃の温度までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満である特性を有することを要旨とする。
　第２の特徴は、第１の特徴における回路基板であって、前記紙の、前記導電性インクパターンが印刷される側の表面は、平滑処理されていることを要旨とする。
　第３の特徴は、第１の特徴又は第２の特徴における回路基板であって、導電性インクパターンが印刷される面のベック平滑度は、１．６秒以上であることを要旨とする。
　第４の特徴は、第１の特徴から第３の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記導電性インクパターンは、前記紙の表面に含まれる中間層上に形成されていることを要旨とする。
　第５の特徴は、第４の特徴における回路基板であって、前記中間層は、セルロースナノファイバーを含む層によって構成されることを要旨とする。
　第６の特徴は、第５の特徴における回路基板であって、前記中間層は、シリカ及び炭酸カルシウムの少なくとも一方をさらに含むことを要旨とする。
　第７の特徴は、第４の特徴から第６の特徴のいずれかにおける回路基板であって、前記中間層は、複数の開孔を有することを要旨とする。
　第８の特徴は、第１の特徴から第７の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記回路基板は、ヒータ回路を含むことを要旨とする。
　第９の特徴は、第１の特徴から第８の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記導電性インクパターンは、４００℃以上の温度で電気的に断線するよう構成されていることを要旨とする。
　第１０の特徴は、第９の特徴における回路基板であって、前記導電性インクパターンは、前記条件下において前記紙の重量の減少率が室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の９０％に達する温度よりも低い温度で断線するよう構成されていることを要旨とする。
　第１１の特徴は、第１の特徴から第１０の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記導電性インクパターンの表面に形成されたコーティング層を有し、前記コーティング層は、２９０℃以下の融点又はゾルゲル転移温度を有する材料と、前記材料内に添加された香料と、を含むことを要旨とする。
　第１２の特徴は、第１の特徴から第１１の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記基材は、グリセリンに対して１％より大きい吸液率を有することを要旨とする。
　第１３の特徴は、エネルギーの付与により気化又は霧化される液状の吸引成分源を含む非燃焼型香味吸引器用の回路基板であって、基材と、前記基材上に印刷された導電性インクパターンと、を有し、前記基材は紙を含み、前記紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ前記空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から前記吸引成分源の沸点までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満である特性を有することを要旨とする。
　第１４の特徴は、第１３の特徴における回路基板であって、前記回路基板は、ヒータ回路を含むことを要旨とする。
　第１５の特徴は、第１３の特徴又は第１４の特徴における回路基板であって、前記導電性インクパターンは、前記吸引成分源よりも高い温度、かつ前記条件下において前記紙の重量の減少率が室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の９０％に達する温度よりも低い温度で、断線するよう構成されていることを要旨とする。
　第１６の特徴は、第１３の特徴から第１５の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記導電性インクパターンの表面に形成されたコーティング層を有し、前記コーティング層は、前記吸引成分源の沸点以下の融点又はゾルゲル転移温度を有する材料と、前記材料内に添加された香料と、を含むことを要旨とする。
　第１７の特徴は、第１３の特徴から第１６の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記基材は、前記吸引成分源に対して１％より大きい吸液率を有することを要旨とする。
　第１８の特徴は、第１の特徴から第１７の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記導電性インクパターンは、導電性材料と誘電性材料を含む。
　第１９の特徴は、第１８の特徴における回路基板であって、前記導電性材料は、導電性金属、導電性セラミックス、炭素材料及び導電性ポリマーのうちの少なくとも１つから選択され、前記誘電性材料は、セラミック、天然高分子、合成高分子及び界面活性剤のうちの少なくとも１つから選択されることを要旨とする。
　第２０の特徴は、第１の特徴から第１９の特徴のいずれか１つにおける回路基板であって、前記導電性インクパターンを形成するためのインクの粘度は、１ｍＰａ・ｓから３００Ｐａ・ｓの範囲にあることを要旨とする。
　第２１の特徴は、第１の特徴から第２０の特徴のいずれか１つにおける回路基板と、エネルギーの付与により気化又は霧化される液状の吸引成分源と、を含む非燃焼型香味吸引器を要旨とする。
　第２２の特徴は、第２１の特徴における非燃焼型香味吸引器であって、前記回路基板は、前記吸引成分源を気化又は霧化可能に構成されたヒータ回路を含むことを要旨とする。
　第２３の特徴は、第２１の特徴又は第２２の特徴における非燃焼型香味吸引器であって、前記回路基板の前記基材は、使用時に前記吸引成分源を吸液可能に配置されていることを要旨とする。
図１は、一実施形態に係る香味吸引器用の回路基板の模式的平面図である。 図２は、一実施形態に係る回路基板の模式的断面図である。 図３は、回路基板を構成する基材の特性を示すグラフである。 図４は、印刷適性の実験に用いられた導電性インクパターンを示す図である。 図５は、香味吸引器の一例を示す図である。 図６は、香味吸引器の別の一例を示す図である。
　以下において、実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意すべきである。
　したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合があることは勿論である。
　［開示の概要］
　基材上に導電性インクパターンを印刷することによって電気回路を形成する研究開発が行われている。一般的な基材としてはフィルムやセラミックが挙げられる。基材としての紙は、耐熱性の観点からあまり利用されていない。
　一態様によれば、非燃焼型香味吸引器用の回路基板は、基材と、基材上に印刷された導電性インクパターンと、を有する。基材は紙を含む。この紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ前記空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から２９０℃の温度までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満である特性を有する。
　これにより、基材を構成する紙の重量は、室温から２９０℃の温度の範囲においてあまり減少しない。基材を構成する紙に吸収される液体が概ね２９０℃以下の温度で完全には蒸発（気化）しない化合物から主として構成される場合、この紙に当該液体が十分に含まれた状態を担保出来る。ここで、一般的な非燃焼型香味吸引器の回路基板は、概ね２９０℃付近の温度以下で使用されることが多い。よって、前述した特性を有する紙を基材として利用することで、非燃焼型香味吸引器用の回路基板としての耐熱性を確保することができる。
　特に、電子シガレットのような非燃焼型香味吸引器はグリセリンを含むことが多い。グリセリンは使用時に気化されるため、グリセリンの沸点である２９０℃まで昇温させられる。この場合であっても、回路基板を構成する紙が、液体、すなわちグリセリンを吸収保持している限り、紙の温度が２９０℃以下に保たれる。したがって、前述した特性を有する紙を基材として利用することで、特にグリセリンを含む非燃焼型香味吸引器用の回路基板としての耐熱性を確保することができる。
　別の態様によれば、エネルギーの付与により気化又は霧化される液状の吸引成分源を含む非燃焼型香味吸引器用の回路基板は、基材と、基材上に印刷された導電性インクパターンと、を有する。基材は紙を含む。この紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ前記空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から前記吸引成分源の沸点までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満である特性を有する。
　これにより、基材を構成する紙の重量は、室温から吸引成分源の沸点までの温度の範囲においてあまり減少しない。言い換えると、この紙は、室温から吸引成分源の沸点までの温度の範囲において、液状の吸引成分源を十分に含んだ状態となる。したがって、回路基板を構成する紙は、液状の吸引成分源を吸収保持している限り、紙の温度は当該沸点の温度以下に保たれる。したがって、前述した特性を有する紙を基板として利用することで、非燃焼型香味吸引器用の回路基板としての耐熱性を確保することができる。
　［第１実施形態］
　（非燃焼型香味吸引器用の回路基板）
　図１は、一実施形態に係る香味吸引器用の回路基板の模式的平面図である。図２は、一実施形態に係る回路基板の模式的断面図である。
　香味吸引器は、後述するように、燃焼を伴わずに吸引成分（香喫味成分）を吸引するための非燃焼型の香味吸引器であってよい。このような香味吸引器は、エネルギーの付与により気化又は霧化される液状の吸引成分源を含んでいてよい。吸引成分源は、例えばヒータによって熱エネルギーを付与されることにより気化又は霧化される。気化又は霧化された吸引成分は、ユーザによって吸引される。
　吸引成分源は、特に限定されないが、例えばグリセリンを含んでいてよい。また、吸引成分源は、例えばグリセリンと水の混合物を含んでいてもよい。ここで、グリセリンの沸点は約２９０℃であり、グリセリンの２０℃におけるリキッド粘度は１４１０ｍＰａｓである。したがって、吸引成分源は、典型的には、１００℃～２９０℃の範囲で気化するものである。さらに、１００～２９０℃の温度範囲においては、吸引成分源のリキッド粘度は１４１０ｍＰａｓ以下となる。下記実施形態の回路基板は、このような吸引成分源を用いる香味吸引器に特に適したものである。
　回路基板２００は、基材２１０と、基材２１０上に印刷された導電性インクパターン２３０と、を有する。導電性インクパターン２３０は、電気回路を構成するパターンである。回路基板２００は、香味吸引器の動作を制御する制御回路として利用されるものであってもよく、吸引成分源に熱エネルギーを付与するヒータ回路として利用されるものであってもよい。
　導電性インクパターン２３０は、少なくとも導電性材料を含む導電性ペーストによって構成される。導電性材料は、導電性金属、導電性セラミックス、炭素材料及び導電性ポリマーのうちの少なくとも１つから選択される。導電性金属は、例えば、Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｗから選択された少なくとも１つの材料を含んでいてよい。炭素材料は、例えば、グラフェン、カーボンナノチューブ、グラファイト、活性炭、アセチレンブラック、ケッチェンブラックから選択された少なくとも１つの材料を含んでいてよい。導電性ポリマーは、例えば、ポリチオフェン、ポリスチレンスルホン酸、オリゴチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンから選択された少なくとも１つの材料を含んでいてよい。導電性インクパターン２３０は、例えばスクリーン印刷、スクリーンオフセット印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷又はオスセット印刷により、基材２１０上に形成することができる。室温でのインク粘度は１ｍＰａ・ｓから３００Ｐａ・ｓの範囲にあることが好ましい。インクパターンが厚いスクリーン印刷あるいはスクリーンオフセット印刷が特に好ましく、この場合、室温での粘度はスクリーン印刷に適している１Ｐａ・ｓから３００Ｐａ・ｓの範囲にあることが好ましい。
　導電性インクパターン２３０は、必要に応じて、誘電性材料をさらに含んでいてもよい。誘電性材料は、セラミック、天然高分子、合成高分子又は界面活性剤から選択されることが好ましい。このセラミックは、例えば、チタン酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム及び酸化カルシウムから選択された少なくとも１つの材料を含んでいてよい。天然高分子は、例えば、セルロース系、多糖類系、アクリル系、グリコール系、ペクチン、キトサンおよびキチンから選択された少なくとも１つの材料を含んでいてよい。
　導電性インクパターン２３０に含まれる誘電性材料は、例えばチタン酸バリウムであってよい。この場合、導電性インクパターン２３０全体に対する誘電性材料の添加量は、１０～５０重量％の範囲であることが好ましい。さらに、導電性インクパターン２３０は、少量のトルエンなどの希釈剤を含んでいてもよい。導電性ペースト全体に対するトルエンの添加率は、好ましくは０～５重量％、より好ましくは０～１０重量％の範囲である。
　導電性インクパターン２３０が誘電性材料を含むことにより、導電性インクパターン２３０の電気抵抗値を増加させることができる。これにより、回路基板２００をヒータ回路として好適に利用することができる。特に、回路基板２００を小型、かつ携帯型の非燃焼型香味吸引器へ適用することを考慮すると、小型のヒータ回路で比較的高い電気抵抗値を実現する必要がある。前述したように、導電性インクパターン２３０が誘電性材料を含むことによって、導電性インクパターンの電気抵抗値を増大させ、小型のヒータ回路であっても発熱量を増大させることができる。
　ヒータ回路の非燃焼型香味吸引器への適用を考慮すると、ヒータ回路の電気抵抗値は、好ましくは０．０１～１０Ω、より好ましくは０．１～１Ωである。
　ヒータ回路の電気抵抗値が同じであり、それぞれの導電性インクパターンを流れる電流が同じであれば、細いパターンでかつ、電気抵抗の高い材料で構成された導電性インクパターンの方が、単位電力量あたりの発熱量を増大でき、効率的なエアロゾルの気化又は霧化を起こし易い。さらに、導電性インクパターンは、電気抵抗を制御することで厚くすることができるため、エアロゾルの気化および霧化に懸念される過電流による断線を防止できる。
　導電性インクパターンは連続性を有していれば形状は問わない。ただし、回路基板２００を折ったり曲げたりする時に配線が断線しないよう、導電性インクパターンへの応力を分散可能な形状、例えば、波線や渦巻きの様な曲線形状であることが好ましい。
　回路基板２００を構成する基材２１０は紙を含む。紙は、特に限定されないが、例えば、濾紙やグラシン紙によって構成されていてよい。基材２１０が紙を含むため、軽量かつ薄い回路基板２００を構成することができる。さらに、回路基板２００を丸めたり、折り曲げたりすることができるため、例えば小型、かつ携帯型の香味吸引器内に、回路基板２００を容易に搭載することもできる。
　本実施形態では、導電性インクパターン２３０は、紙の表面に設けられた中間層２２０上に形成されている。ここで、「中間層」は、紙本来の原料を構成する層と、導電性インクパターン２３０との間に存在する層を意味するものであり、中間層２２０の一部は導電性インクパターン２３０が存在しない部分において外部に露出していてもよい。
　中間層２２０は、例えば、シリカ、炭酸カルシウム及びセルロースナノファイバーの少なくとも１つを含む層によって構成されることが好ましい。より好ましくは、中間層２２０は、シリカ、炭酸カルシウム及びセルロースナノファイバーを含む層によって構成される。
　上記例の代わりに、中間層２２０は、基材２１０としての紙の表面に貼り合わせたプラスチックフィルム、ゴム又はガラスのような材料により構成されていてもよい。この場合、中間層２２０は、複数の開孔を有していてもよい。この場合、開孔のサイズは、３．０×１０４μｍ２以上、１．０×１０５μｍ２以下であり、開孔率は、１０％～５０％の範囲内であることが好ましい。
　回路基板２００は、必要に応じて、導電性インクパターン２３０を覆うコーティング層２４０を有していてもよい。コーティング層２４０は、吸引成分源の沸点以下、例えば７０℃以上２９０℃以下の融点又はゾルゲル転移温度を有する熱応答材料と、当該熱応答材料内に添加された香料と、を含んでいてよい。熱応答材料は、例えば７０～１００℃の融点を有するワックスであってよい。香料は、特に限定されないが、例えばシトラールを用いることができる。
　熱応答材料は、加熱により溶融し、香料を大気中へ放出する。これにより、回路基板、例えばヒータ回路の使用時に、香料が大気中へ放出され、ユーザに香料を感じさせることができる。特に、熱応答材料の融点又はゾルゲル転移温度が吸引成分源の沸点以下である場合、吸引成分源が霧化又は気化する前に、熱応答材料から香料を放出することができる。
　コーティング層２４０は、前述した熱応答材料を覆う別のコーティング材料をさらに有していてもよい。コーティング材料は、前述した熱応答材料の融点又はゾルゲル転移温度よりも低い融点又はゾルゲル転移温度を有する材料から構成されることが好ましい。コーティング材料は、例えば、６０～７０℃の融点を有するワックスであってよい。香料を含む熱応答材料をコーティング材料で覆うことによって、回路基板２００の非使用時に、香料が大気中に揮発することを抑制することができる。
　（基材の特性）
　本実施形態に係る基材２１０としての紙の特性について説明する。図３は、実施例に係る紙と、参考例としてのセルロースの熱重量測定の結果を示している。熱重量測定は、例えば示差熱熱重量装置によって実施することができる。
　実施例１に係る紙は、実質的に１００％のセルロースを含むグラシン紙である。実施例２に係る紙は、７３％のセルロースを含むたばこ用巻紙である。これらの紙とセルロースに対して、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下で熱重量測定を実施した。より具体的には、まず、２５℃から１０℃／分の割合で５０℃まで昇温し、５０℃で３０分間維持した。それから、再び１０℃／分の割合で９００℃まで温度を上昇させた。それから、９００℃で１分間維持した。
　図３に示すグラフの横軸は温度を示している。グラフの縦軸は、サンプル（紙又はセルロース）の重量の変化（ＴＧ（％））を示している。負のＴＧの値は、サンプルの重量が減少していることを示している。グラフの縦軸において、「０％」は、サンプルの重量が変化していないことを意味する。また、グラフの縦軸において、「－１００％」は、サンプルの重量が０になることを意味する。
　前述したように、吸引成分源は、典型的には１００℃～２９０℃の範囲で気化するものである。したがって、非燃焼型香味吸引器に適用される回路基板２００は、少なくとも２９０℃以下の温度範囲で十分な耐熱性を有することが好ましい。
　このような観点から、基材２１０を構成する紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から２９０℃の温度までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満、好ましくは１８％未満、より好ましくは１５％未満である特性を有する。
　より好ましくは、基材２１０を構成する紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から吸引成分源の沸点までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満、好ましくは１８％未満、より好ましくは１５％未満である特性を有する。
　図３に示すグラフを参照すると、実施例１に係る紙（グラシン紙）では、室温から２９０℃の温度までにおける重量の減少率が１５％未満である。したがって、実施例１に係る紙は、非燃焼型香味吸引器用の回路基板２００を構成する基材２１０として好適に用いられる。
　実施例２に係る紙では、室温から２８０℃程度の温度までにおける重量の減少率が２０％となる。したがって、実施例２に係る紙は、２８０℃以下の沸点を有する吸引成分源を用いる非燃焼型香味吸引器用の回路基板２００を構成する基材２１０として用いることができる。
　ここで、セルロース自体の熱重量測定の結果を見ると、セルロースの重量が減少し始める温度は、実施例に係る紙の温度よりも高い。したがって、セルロースを多く含む紙の方が、非燃焼型香味吸引器用の回路基板２００を構成する基材２１０に適していることが推測できる。好ましくは、紙は、５０～１００重量％のセルロースを含むことが好ましい。
　回路基板２００に形成された導電性インクパターン２３０は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において基材（紙）の重量の減少率が室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の９０％、好ましくは８０％に達する温度よりも低い温度で断線するよう構成されていることが好ましい。これにより、基材２１０としての紙が燃える前に、導電性インクパターンが断線するため、回路基板、特にヒータ回路の安全性を高めることができる。
　回路基板２００に形成された導電性インクパターン２３０は、例えば４００℃以上の温度で電気的に断線するよう構成されていてよい。
　（基材の吸液特性）
　回路基板２００は、吸引成分源、例えばグリセリンを吸液可能な紙から構成されることが好ましい。具体的には、基材２１０を構成する紙は、吸引成分源、特にグリセリンに対して好ましくは１％、より好ましくは１０％、さらに好ましくは１５％より大きい吸液率を有する。これにより、回路基板２００は、香味吸引器内の吸引成分源を吸収保持することができる。したがって、回路基板２００の耐熱性がより向上する。
　さらに、後述するように、回路基板２００は、吸引成分源を吸液しつつ、吸液した吸引成分源を気化又は霧化するヒータ回路として利用することができる。この場合には、回路基板２００は、吸引成分源を吸液しつつ、吸液した吸引成分源を気化又は霧化するヒータ回路として好適に利用することができる。
　以下の表１は、基材を構成する材料と、グリセリンに対する吸液率を示している。表１から、吸液したグリセリンを気化又は霧化するヒータ回路として回路基板２００を利用する場合、基材２１０は、ポリプロピレンフィルムのようなプラスチックフィルムよりも紙の方が好ましいことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から、紙は、ポリプロピレンフィルムのようなプラスチックフィルムよりも、グリセリンに対する吸液率が高いことがわかる。また、セルロースナノファイバー及び／又は炭酸カルシウムを濾紙の表面にコーティングした実施例３～８においても、グリセリンに対する吸液率が高く維持できている。したがって、実施例３～８では、コーティングによる基板の表面の平滑性と、グリセリンに対する吸液率を高く維持することができるというメリットが得られる。
　ここで、本明細書において、サンプル（基材）の吸液性の評価は、以下のように測定される。まず、調和させたサンプル（５ｃｍ×５ｃｍの紙片）にグリセリンをマイクロピペットで４０ｍｇ滴下し、３０秒間静置する。次に、濾紙(Whatman Filter paper No.2)をサンプルの上に乗せ、濾紙の上に２００ｇの重しを乗せ、１０秒間静置する。それから、サンプルに吸液されなかったグリセリンを別の濾紙に吸わせる。この操作を2回繰り返す。
　次に、予め測定していたサンプルの重量と、上記操作後のサンプルの重量の変化から、グリセリンの吸液量を算出し、吸水率を求めた。
　（平滑性）
　基材２１０を構成する紙の、導電性インクパターン２３０が印刷される側の表面は、平滑処理されていることが好ましい。基材２１０を構成する紙の、導電性インクパターン２３０が印刷される側の表面、すなわち紙自身の表面又は中間層２２０の表面のベック平滑度は、好ましくは１．６秒以上、より好ましくは３．０秒以上である。
　以下の表２は、基材２１０を構成する紙の材料と、紙のベック平滑度と、導電性インクパターンの印刷適性と、を示している。以下で示されるように、発明者は、基材２１０が紙を含む場合であっても、ベック平滑度を向上させることにより、導電性インクパターン２３０を高精度に印刷可能であることを見出した。特に、濾紙の表面をセルロースナノファイバーでコーティングすることによって、導電性インクパターンの印刷適性が向上することがわかった。
　また、導電性インクパターン２３０が炭酸カルシウム（インク受容層）を含んでいたとしても、セルロースナノファイバーでコーティングの添加により、中間層２２０の表面のベック平滑度を十分に高いまま維持することができることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　ここで、印刷適性は、特定の回路パターンを複数印刷した際の導電性インクパターンの電気抵抗のばらつきにより判断した。電気抵抗のばらつきが少ないもの、具体的には変動係数が１０％以下のものは「〇」と評価した。電気抵抗のばらつきがやや大きいもの、具体的には変動係数が１０％～２０％のものは「△」と評価した。ここで、変動係数は、標準偏差を平均値で割った値により定義される。
　本明細書において、ベック平滑度は、JIS P8119に準拠した測定方法によって規定される。例えば、ベック平滑度は、「ベック平滑度試験器（東洋精機製）」によって測定される。
　具体的には、まず、回路基板の基材を構成する紙から所定の寸法の試験片を取り出す。試験片の測定面をベック平滑度試験器のガラス面にあて、その上にゴム板つき押え金をおいた後、水銀柱を380ｍｍ(50.7KPa)標示線よりわずかに上まで上げる。
　次に、水銀柱が３８０ｍｍ (50.7KPa)の線まで下がった時、ストップウオッチを始動し、水銀柱が３６０ｍｍ（48.0KPa）に達するまでの時間を１秒単位で測定する。ここで測定された時間が、ベック平滑度を示す。なお、１０ｍＬの空気の通過に要する時間が３００秒以上の場合は、正確に１ｍＬの通過に要する時間を測定し、その時間を１０倍した値をベック平滑度としても良い。
　本明細書では、それぞれの試験片について上記の測定を３回繰り返し、平滑度を３回導出した。得られた３つの平滑度の数値の平均値を、本明細書における「平滑度」と規定した。
　(導電性インクの組成)
　図４のような印刷パターンを３５０メッシュナイロン版で作製し、スクリーン印刷機（ミノグループ製ＷＨＴラボ）にてグラシン紙（基板）上に作製した。所定量の銀ペースト（ミノグループ製）にチタン酸バリウムを加え、攪拌脱泡にて均一に混ざるようにトルエンを４％添加した。電気抵抗の測定の前に、電池のリード線とヒータが１０Ｎ以上の力で接触していること、及び電池のリード線とヒータとをはんだ付けした場合と同じ電気抵抗が得られることを事前に確認した。なお、導電性インクパターンは、細線状の直線部３００を有しており、直線部３００の長さＬを１０ｍｍ、直線部３００の幅を２ｍｍとした。
　導電性インクパターンが誘電性材料としてのチタン酸バリウムを含む事で電気抵抗は下の表に示している通り増加した。抵抗値はチタン酸バリウムの添加による導電性材料の割合の減少率に比例して増大した。したがって、チタン酸バリウムのような誘電性材料の添加によって、導電性インクパターンの電気抵抗を制御できることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（香味吸引器）
　以下において、一実施形態に係る香味吸引器について説明する。図５は、香味吸引器の一例を示す模式図である。香味吸引器は、燃焼を伴わずに吸引成分（香喫味成分）を吸引するための非燃焼型の香味吸引器であってよい。
　香味吸引器１００は、電源１０、回路基板２００、エネルギーの付与により気化又は霧化される液状のエアロゾル源２０を有していてよい。電源４０は、例えばリチウムイオン二次電池のような再充電可能な電池であってよい。
　回路基板２００は、前述したものであってよく、吸引成分源２０を気化又は霧化可能に構成されたヒータ回路を有していてよい。電源１０は、回路基板２００に電気的に接続されており、回路基板２００に電力を供給する。回路基板２００は、電力の供給によってヒータ回路が発熱する。
　エアロゾル源２０は、常温で液体であってよい。例えば、エアロゾル源としては、多価アルコール、例えばグリセリンを用いることができる。エアロゾル源２０は香味成分を有していてもよい。或いは、エアロゾル源は、加熱することによって香喫味成分を放出するたばこ原料やたばこ原料由来の抽出物を含んでいてもよい。
　エアロゾル源２０は、例えば、樹脂ウェブ等材料によって構成される孔質体に保持されていてもよい。好ましい態様では、回路基板２００の基材２１０は、孔質体に接している。孔質体に保持されたエアロゾル源２０は、回路基板２００の基材２１０を構成する紙に吸液される。
　回路基板２００は、発熱することによって、基材２１０に吸液されたエアロゾル源を気化又は霧化する。気化又は霧化されたエアロゾル源は、ユーザによって吸引される。
　上記態様の香味吸引器では、回路基板２００の基材２１０は、前述したような開孔を有することが好ましい。これにより、基材２１０がエアロゾル源をより吸収保持することができるようになる。これにより、エアロゾル源を気化又は霧化し易くすることができる。
　非燃焼型香味吸引器の構成は、上記のものに限定されない。例えば、図６は、別の構成を有する香味吸引器の一例を示す模式図である。図６に示す香味吸引器は、固形に成型されたエアロゾル源２０と、エアロゾル源２０を取り囲む筒状部を有する。固形に成型されたエアロゾル源２０は、例えばグリセリンのような多価アルコールを含んでいてよい。
　エアロゾル源２０を取り囲む筒状部のまわりに、前述した回路基板２００が巻かれていてよい。この代わりに、筒状部自体が、筒状に巻かれた回路基板２００によって構成されていてもよい。
　この場合であっても、回路基板２００に含まれるヒータ回路が加熱することによって、エアロゾル源２０を気化又は霧化することができる。
　本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　例えば、前述した実施形態では、回路基板２００がヒータ回路を含む場合について特に詳細に説明した。しかしながら、前述した回路基板２００は、ヒータ回路を含まない基板、例えば香味吸引器の動作を制御する制御回路を有するものに適用することもできる。

Claims (23)

  1. 　非燃焼型香味吸引器用の回路基板であって、
    　基材と、
    　前記基材上に印刷された導電性インクパターンと、を有し、
    　前記基材は紙を含み、
    　前記紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ前記空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から２９０℃の温度までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満である特性を有する、非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  2. 　前記紙の、前記導電性インクパターンが印刷される側の表面は、平滑処理されている、請求項１に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  3. 　前記導電性インクパターンが印刷される面のベック平滑度は、１．６秒以上である、請求項１又は２に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  4. 　前記導電性インクパターンは、前記紙の表面に含まれる中間層上に形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  5. 　前記中間層は、少なくともセルロースナノファイバーを含む層によって構成される、請求項４に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  6. 　前記中間層は、シリカ及び炭酸カルシウムの少なくとも一方をさらに含む、請求項５に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  7. 　前記中間層は、複数の開孔を有する、請求項４から６のいずれか一方に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  8. 　前記回路基板は、ヒータ回路を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  9. 　前記導電性インクパターンは、４００℃以上の温度で電気的に断線するよう構成されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  10. 　前記導電性インクパターンは、前記条件下において前記紙の重量の減少率が室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の９０％に達する温度よりも低い温度で断線するよう構成されている、請求項９に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  11. 　前記導電性インクパターンの表面に形成されたコーティング層を有し、
    　前記コーティング層は、２９０℃以下の融点又はゾルゲル転移温度を有する材料と、前記材料内に添加された香料と、を含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  12. 　前記基材は、グリセリンに対して１％より大きい吸液率を有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  13. 　エネルギーの付与により気化又は霧化される液状の吸引成分源を含む非燃焼型香味吸引器用の回路基板であって、
    　基材と、
    　前記基材上に印刷された導電性インクパターンと、を有し、
    　前記基材は紙を含み、
    　前記紙は、１分あたり１００ｍｌの流量で空気を流しつつ前記空気を１分あたり１０℃のスピードで温度を上昇させる条件下において、室温から前記吸引成分源の沸点までにおける重量の減少率が、室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の２０％未満である特性を有する、非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  14. 　前記回路基板は、ヒータ回路を含む、請求項１３に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  15. 　前記導電性インクパターンは、前記吸引成分源よりも高い温度、かつ前記条件下において前記紙の重量の減少率が室温から９００℃の温度までにおける重量の減少率の９０％に達する温度よりも低い温度で、断線するよう構成されている、請求項１３又は１４に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  16. 　前記導電性インクパターンの表面に形成されたコーティング層を有し、
    　前記コーティング層は、前記吸引成分源の沸点以下の融点又はゾルゲル転移温度を有する材料と、前記材料内に添加された香料と、を含む、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  17. 　前記基材は、前記吸引成分源に対して１％よりも大きい吸液性を有する、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  18. 　前記導電性インクパターンは、導電性材料と誘電性材料を含む、請求項１から１７のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。
  19. 　前記導電性材料は、導電性金属、導電性セラミックス、炭素材料及び導電性ポリマーのうちの少なくとも１つから選択され、
    　前記誘電性材料は、セラミック、天然高分子、合成高分子及び界面活性剤のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１８に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。 
  20. 　前記導電性インクパターンを形成するためのインクの粘度は、１ｍＰａ・ｓから３００Ｐａ・ｓの範囲にある、請求項１から１９のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板。 
  21. 　請求項１から２０のいずれか１項に記載の非燃焼型香味吸引器用の回路基板と、
    　エネルギーの付与により気化又は霧化される液状の吸引成分源と、を含む非燃焼型香味吸引器。
  22. 　前記回路基板は、前記吸引成分源を気化又は霧化可能に構成されたヒータ回路を含む、請求項２１に記載の非燃焼型香味吸引器。
  23. 　前記回路基板の前記基材は、使用時に前記吸引成分源を吸液可能に配置されている、請求項２１又は２２に記載の非燃焼型香味吸引器。
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