JP7741864B2 - エアロゾル発生物品 - Google Patents

Description

本発明は、エアロゾル発生物品に関し、より詳細には、非着火性断熱材を有するエアロゾル発生物品に関する。

近年、エアロゾル発生物品を燃焼させるのではなく、加熱して、吸入用の蒸気を発生させる装置が消費者に人気になってきている。例えば、放射又は伝導加熱によって、かかる装置内のエアロゾル発生物品に熱を提供するために、多くの異なるアプローチが開発されている。かかる「加熱非燃焼」方法は、一端において点火され、反対端で吸い込むことによって吸入される従来の紙巻たばことは対照的である。一般に、加熱非燃焼式装置と共に用いるように設計されるエアロゾル発生物品は、従来の紙巻たばこのように消費されるべきではない。従来の方法で、即ち、たばこロッドに点火することによって、加熱非燃焼式エアロゾル発生物品を消費することをユーザに思いとどまらせることが重要である。しかし、消費者体験を妨げないことを確実にすることも重要であり、エアロゾル発生物品を加熱する改善された方法を提供することが望ましい。

本発明は、従って、安全な消費を促すが、改善された蒸気プロファイル及びエアロゾル送達を提供するエアロゾル発生物品を提供することを目的とする。

第１の態様によれば、エアロゾル発生物品であって、第１の端部及び第１の端部に対向する第２の端部を有するエアロゾル発生材料のロッドと、ロッドの第１の端部に取り付けられるフィルタと、外層を提供するようにロッドの周囲に巻回される紙ラップと、ロッドの第２の端部に提供される非着火性断熱材であって、第２の端部におけるエアロゾル発生材料の着火を防止するよう配置され、第２の端部におけるエアロゾル発生材料をマイクロ波放射の外部源によって加熱することができるように、マイクロ波放射の伝達を可能にする、非着火性断熱材と、を備えるエアロゾル発生物品が存在する。

非着火性であるが、マイクロ波放射に対して透過性でもある断熱材を用いることによって、マイクロ波加熱によって加熱することができ、従来の紙巻たばこのようにユーザがエアロゾル発生材料を燃焼させることを防止するエアロゾル発生物品を提供することが可能である。言い換えれば、マイクロ波加熱を用いて加熱することができるが、燃焼しない加熱非燃焼式消耗品を要求する規制に準拠するエアロゾル発生物品が提供される。

「マイクロ波放射の伝達を可能にする」断熱材によって、エアロゾル発生物品がマイクロ波放射により加熱される場合の使用に材料が適していなければならないことを意味することを意図している。例えば、材料は、マイクロ波放射に曝露される場合に空気の絶縁破壊を引き起こさない。材料はまた、エンドユーザに有害である可能性がある毒性要素を放出しないように、加熱非燃焼動作のために必要とされる温度、通常、摂氏約２００～３５０度において安全であるべきである。断熱材料がこれらの特性を有すると同時に、着火を防止することに適していることが重要である。断熱材の役割は、エアロゾル発生物品が従来の紙巻きたばこのように着火され、喫煙されることを防止する一方で、物品がマイクロ波放射によって加熱され、加熱非燃焼式エアロゾル製品として消費されることを可能にすることである。

非着火性材料として用いるのに特に適した材料の１つはセラミックであることが判明している。セラミックを備える非着火性材料を有することの１つの利点は、セラミックが強力な断熱特性を有する一方で、マイクロ波加熱を受けやすいことにある。従って、セラミック断熱材は、エアロゾル発生物品のマイクロ波加熱を可能にする（又は改善する）一方で、直火による着火に対する良好な保護を提供する。更に、セラミック材料は、廃棄される場合に環境への悪影響が少ないことが知られている。非着火性断熱材は、全体がセラミックで作成されてもよいか、又は１つのコンポーネントとしてセラミックを含む複合材料を含んでいてもよい。

非着火性断熱材は、多数の異なる形態の１つ又はそれらの組み合わせでエアロゾル発生物品内部に実装されてもよい。１つの単純な実施例において、断熱材は、物品の長さに沿って載置される断熱材料の１つ以上のブロックからなっていてもよい。別の実施例において、断熱材は、物品の長さに沿って位置決めされる断熱材料の１つ以上のリングからなっていてもよい。別の実施例において、断熱材は、物品の長さに沿って載置される中空又は充填される１つ以上のシリンダからなっていてもよい。

通常、断熱材料は、ロッドの第２の端部においてエアロゾル発生材料の一部を取り囲むように物品内部に配置される断熱材料のシートを備えていてもよい。利点は、断熱材料のシートをエアロゾル発生物品の製造プロセスに組み込むことがより容易にすることができることである。例えば、断熱材料のシートは、紙ラップの一部を重ね合わせるよう成形及び位置決めすることができ、エアロゾル発生材料（及び適用される場合にはフィルタ）が所定位置に配置されると、紙ラップ及び断熱材料のシートは、１つの動作で共に巻かれてロッド形状のエアロゾル発生物品を形成することができる。好ましくは、非着火性断熱材は、セラミック材料のシートであってもよく、シートは、ロッドの第２の端部においてエアロゾル発生材料の一部を取り囲むように物品内部に配置されてもよい。

シート状断熱材料の別の利点は、断熱材の所望の厚さを達成することがより容易である（又は、幾つかの実施例において、可能となる）ことである。断熱材料は、例えば、所望の均一な厚さを有するシートを作製するよう打たれるか又はスタンピングすることができ、次いで、シートは、エアロゾル発生物品に１つ又は複数の層のいずれかで適用されて、所望の量の断熱を提供することができる。通常、断熱材料のシートは、約０．１ｍｍ～約１ｍｍの間、好ましくは約０．１ｍｍ～０．５ｍｍの間の厚さを有していてもよい。

上で検討したように、非着火性断熱材は、任意の適切な材料を備えていてもよいが、以下の態様は、セラミック材料を有する非着火性断熱材に関して検討する。以下で検討する特徴の多くは、材料が排他的に又は任意の部分においてセラミックではない場合に、等しく適用することができることは正しく認識されるであろう。セラミック材料のシートは、第２の端部においてエアロゾル発生材料の一部を取り囲むようにロッドの周囲に巻回されてもよい。紙ラップは、紙ラップがロッドの第２の端部においてエアロゾル発生材料及び断熱材の両方を取り囲むようにセラミック材料のシートの周囲に巻回されてもよい。

上述のように、断熱材は、中空又は充填されたシリンダとしてエアロゾル発生物品内部に提供されてもよい。シリンダは、シリンダとして巻き上げられ、添着されるシートから構成されてもよいか、又は、シリンダとして特別に製造されてもよい。非着火性断熱材は、１つ以上の中空セラミックシリンダを備えていてもよく、各シリンダは、ロッドの第２の端部においてエアロゾル発生材料の一部分を囲んでもよく、好ましくは、１つ以上の中空セラミックシリンダのそれぞれが、約０．１ｍｍ～０．５ｍｍの間の径方向厚さを有する。

断熱材は、通常、着火を防止する機能を提供しながらも、エアロゾル発生物品の消費に対する妨害を最小限にするような形状及び大きさであってもよい。通常、断熱材は、ロッドの長さに沿って約０．５ｃｍ～約１．０ｃｍの間の距離に延在してもよい。

「エアロゾル発生材料」は、特にマイクロ波放射によって加熱される場合にエアロゾルが生成されてもよいように加熱されることに適したコンポーネントとして理解されるべきである。エアロゾル発生材料はたばこを備えていてもよい。紙ラップは、通常、たばこ用巻紙を備えていてもよい。

第２の態様によれば、エアロゾル発生システムであって、加熱チャンバと、加熱チャンバに熱を提供するよう配置されるヒータとを有するエアロゾル発生装置と、ロッドの第２の端部の少なくとも一部が加熱チャンバ内部に挿入されるように装置と係合される、上記特徴のいずれか１つ以上を有する第１の態様によるエアロゾル発生物品と、を備え、ヒータは、マイクロ波放射源を備え、物品内のエアロゾル発生材料を加熱するように物品にマイクロ波放射を選択的に提供するよう配置される、エアロゾル発生システムが存在する。

ヒータは、エアロゾル発生材料のロッドの全長にマイクロ波放射を提供するよう配置されてもよい。

第３の態様によれば、エアロゾル発生物品を提供する方法であって、エアロゾル発生材料のロッドを提供するステップと、ロッドの第１の端部にフィルタを取り付けるステップと、ロッドの第２の端部に非着火性断熱材を提供するステップと、外層を形成するように、ロッド、断熱材、及び／又はフィルタを紙ラップにより巻回させるステップであって、断熱材は、第２の端部におけるエアロゾル発生材料の着火を防止するよう配置され、断熱材は、第２の端部におけるエアロゾル発生材料をマイクロ波放射の外部源によって加熱することができるように、マイクロ波放射の伝達を可能にする、ステップと、を含む方法が存在する。

ロッドの第２の端部に非着火性断熱材を提供するステップは、ロッドの第２の端部においてエアロゾル発生材料の一部をセラミックシートにより巻回させること、又は、ロッドの第２の端部においてエアロゾル発生材料の一部の周囲に１つ以上の中空セラミックリングを位置決めすること、を含んでいてもよい。

ここで、例示的なエアロゾル発生物品を、添付の図面を参照して例として説明する。

組み立てられた構成での例示的なエアロゾル発生装置を略図で示す。 例示的なエアロゾル発生物品の製造方法において実行されるステップを概略的に示す。

非着火性断熱材４を有するエアロゾル発生物品１は、概して、図１において組み立てられた構成で示されている。

エアロゾル発生物品１は、エアロゾル発生材料のロッド３と、ロッドの端部（「フィルタ端部」）に取り付けられるフィルタ５とを備えている。紙ラップ２は、エアロゾル発生材料３とフィルタ５の一部又は全体とを取り囲み、収容する。ここで、エアロゾル発生物品１は「喫煙物品」であり、これは従来の紙巻たばこに類似しているが、加熱非燃焼式装置を用いる消費を意図している。エアロゾル発生材料３のロッドは、従って、たばこを含むロッドである。他の実施例において、エアロゾル発生物品１は、電子たばこ等の蒸気発生装置とすることができ、或いは代替として、物品は、加熱非燃焼式技術以外の他の手段を採用する喫煙物品とすることができる。

エアロゾル発生物品１は、更に、非着火性断熱材４の層を備えている。この実施例において、断熱材４は、不燃性／着火性材料、特にセラミックからなる薄いシートである。セラミックシート層は、断熱材シート４がエアロゾル発生材料３をそれが位置する位置において取り囲むように、紙ラップ２とエアロゾル発生材料３との間に配置される。この実施例において、セラミックシートは、フィルタ端部とは反対側の端部に位置決めされ、ロッドの長さに沿って延在する。図１において、点線４ａは、セラミックシートが延在する長さを示している。この実施例において、遠位端（即ち、フィルタ端部の反対側の端部）と線４ａとの間の距離は、約０．５ｃｍである。他の実施例において、点線４ａは、物品の長さに沿った任意の点に位置決めすることができ、例えば、断熱材がロッドの全長に略沿って延在するように、エアロゾル発生材料３のロッドとフィルタ５との間の接合部と一致させることができる。他の実施例において、断熱材４は、ロッドの一部が遠位端において「曝露」するように、遠位端から離間して位置決めすることができる。断熱材層４の大きさ及び位置は、異なる効果を提供するよう調整することができる。他の実施例において、断熱材４は、最も外側の層であってもよく、即ち、断熱材４は、エアロゾル発生材料３及び紙ラップ２の両方を取り囲み、包囲してもよい。

使用時には、物品１の少なくとも一部は、ヒータからの熱の印加によって加熱されて、ある量のエアロゾル発生材料３を揮発させ、それによってエアロゾルを発生させる。幾つかの実施例において、ロッド３の端部は、端部のエアロゾル発生材料を揮発させるために加熱される。通常、ロッドの特定の長さが、その長さに近接して位置決めされるヒータによって加熱される。通常、物品１は、エアロゾル発生装置の加熱チャンバ内に挿入される。

より詳細には、物品１は、通常、マイクロ波ヒータを用いて加熱される。使用時には、物品１にマイクロ波放射が照射される。セラミック断熱材４は、マイクロ波放射を通過させ、その内部に囲まれるエアロゾル発生材料３を加熱する。エアロゾル発生材料３は、次いで、加熱されて所望の物質を含むエアロゾルを放出し、ユーザはフィルタ端部５においてフィルタ５を吸い込むことによって吸入することができる。

エアロゾル発生材料３は、通常、加熱されるとガス又はガス中の固体及び／若しくは液体浮遊物を生成するが、本明細書では、用語「蒸気」及び「エアロゾル」は交換可能に用いられ、一般に、エアロゾル発生材料３を加熱する場合に生成される物質を指すことを正しく認識されたい。

通常、物品１は、電子たばこ等のエアロゾル発生装置の加熱チャンバ内に挿入される。かかる装置は、通常、ユーザによって、又は物品１を通したユーザの吸い込みの検出時のどちらか一方によって起動することができる（充電可能な）電源に接続されるヒータを備える。この場合、ヒータは、マイクロ波放射を放出して加熱非燃焼式消費のための物品内のエアロゾル発生材料３を加熱するよう構成されるマイクロ波ヒータである。通常、マイクロ波ヒータはエアロゾル発生材料３を約２００～３５０℃の範囲の温度で加熱する。物品１は、通常、物品１の少なくとも一部分がエアロゾル発生装置の加熱チャンバと相補的になるような形状及び大きさにされる。この場合、物品１は略円筒形の形態であり、このため、エアロゾル発生装置の加熱チャンバも略円筒形である。

電子たばこは、「加熱式たばこ装置」、「加熱非燃焼式たばこ装置」、「たばこ製品気化用装置」等と等しく称することができるエアロゾル発生装置であり、これらの効果を実現するのに好適な装置として解釈されることを理解すべきである。本明細書中に開示する特徴は、任意のエアロゾル発生媒体を気化させるよう設計される装置に等しく適用可能である。

従来の喫煙物品として物品を消費するために、ユーザが誤って又は他の方法で物品１の遠位端に点火しようとした場合、セラミック断熱材４は、遠位端のエアロゾル発生材料３が燃焼することを防ぐ。断熱材４によって覆われる部分、即ち、遠位端と点線４ａとの間の部分は、直火によってアクセスすることができず、このため、物品１は、従来の紙巻たばこのようにユーザによって消費することができない。

着火を防止する上述の特徴に加えて、断熱材４は、断熱材４の内容積部中に熱エネルギーを閉じ込めるよう働く、物品１内部の内部チャンバを作成する。このため、エアロゾル発生材料３が加熱される場合、熱エネルギーは、概して、断熱材４によって作成される内部チャンバ内に閉じ込められ、これは、より少ない熱エネルギーが周囲に放散又は浪費されることを意味する。断熱材４が円筒形ではないか、又は異なる形状を形成する他の実施例において、断熱材４は、加熱される場合に物品１内部の熱伝導を改善する熱保持特性を依然として提供することができる。

上で説明したエアロゾル発生物品１は、統合プロセスにおいて製造することができる。図２のフロー図は、かかるエアロゾル発生物品１を製造するための例示的な方法を概略的に示している。第１のステップ１０において、エアロゾル発生材料が提供される。この場合、たばこのロッドは、物品１に一体化されるよう提供される。次いで、フィルタがロッドの一端に位置決めされる。フィルタは、フィルタを取り付けるためにプラグラップによってエアロゾル発生材料のロッドに添着することができる。非着火性断熱材は、次いで、薄いセラミックシートの形態で提供される。エアロゾル発生材料のロッド及び／又はフィルタは、セラミックシート上に載置することができるか、又はその逆も可能である。次いで、ロッドは、例えば、セラミックシートをロッドの周りに巻回させ、次いで紙ラップで包むことによって、又はセラミックシートの上に紙ラップを重ね、次いでセラミック及び紙を同時にエアロゾル発生材料のロッドの上に巻回させることによって巻回される。紙ラップは、ボビン上に位置決めされる紙ラップの連続ロールから提供され、次いで物品１を取り囲む大きさに切断されてもよい。同様に、セラミックシートも、ボビン上に位置決めされ、次いで物品１内部に一体化される必要に応じてスピンアウトされるセラミックシートの連続ロールとして提供されてもよい。

Claims (10)

1. エアロゾル発生物品であって、
   第１の端部及び前記第１の端部に対向する第２の端部を有するエアロゾル発生材料のロッドと、
   前記ロッドの前記第１の端部に取り付けられるフィルタと、
   外層を提供するように前記ロッドの周囲に巻回される紙ラップと、
   前記ロッドの前記第２の端部に提供される非着火性断熱材であって、前記第２の端部における前記エアロゾル発生材料の着火を防止するよう配置され、前記第２の端部における前記エアロゾル発生材料をマイクロ波放射の外部源によって加熱することができるように、マイクロ波放射の伝達を可能にする、非着火性断熱材と、を備え、
   前記非着火性断熱材は、前記ロッドの前記第２の端部において前記エアロゾル発生材料の一部を取り囲むように前記物品内部に配置されるセラミック材料のシートである、
   エアロゾル発生物品。
2. 前記セラミック材料のシートは、約０．１ｍｍ～約０．５ｍｍの間の厚さを有する、請求項１に記載のエアロゾル発生物品。
3. 前記セラミック材料のシートは、前記第２の端部において前記エアロゾル発生材料の前記一部を取り囲むように前記ロッドの周囲に巻回され、前記紙ラップは、前記紙ラップが前記ロッドの前記第２の端部において前記エアロゾル発生材料及び前記断熱材の両方を取り囲むように前記セラミック材料のシートの周囲に巻回される、請求項１又は２に記載のエアロゾル発生物品。
4. 前記断熱材は、前記ロッドの長さに沿って約０．５ｃｍ～約１．０ｃｍの間の距離に延在する、請求項１～３のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
5. 前記エアロゾル発生材料はたばこを備え、前記紙ラップはたばこ用巻紙を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
6. エアロゾル発生システムであって、
   加熱チャンバと、前記加熱チャンバに熱を提供するよう配置されるヒータとを有するエアロゾル発生装置と、
   エアロゾル発生物品と、を備え、
   前記エアロゾル発生物品は、
   第１の端部及び前記第１の端部に対向する第２の端部を有するエアロゾル発生材料のロッドと、
   前記ロッドの前記第１の端部に取り付けられるフィルタと、
   外層を提供するように前記ロッドの周囲に巻回される紙ラップと、
   前記ロッドの前記第２の端部に提供される非着火性断熱材であって、前記第２の端部における前記エアロゾル発生材料の着火を防止するよう配置され、前記第２の端部における前記エアロゾル発生材料をマイクロ波放射の外部源によって加熱することができるように、マイクロ波放射の伝達を可能にする、非着火性断熱材と、を備え、
   前記エアロゾル発生物品は、前記ロッドの前記第２の端部の少なくとも一部が前記加熱チャンバ内部に挿入されるように前記装置と係合され、
   前記ヒータは、マイクロ波放射源を備え、前記物品内の前記エアロゾル発生材料を加熱するように前記物品にマイクロ波放射を選択的に提供するよう配置される、
   エアロゾル発生システム。
7. エアロゾル発生システムであって、
   加熱チャンバと、前記加熱チャンバに熱を提供するよう配置されるヒータとを有するエアロゾル発生装置と、
   前記ロッドの前記第２の端部の少なくとも一部が前記加熱チャンバ内部に挿入されるように前記装置と係合される、請求項１～５のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品と、を備え、
   前記ヒータは、マイクロ波放射源を備え、前記物品内の前記エアロゾル発生材料を加熱するように前記物品にマイクロ波放射を選択的に提供するよう配置される、
   エアロゾル発生システム。
8. 前記ヒータは、前記エアロゾル発生材料のロッドの全長にマイクロ波放射を提供するよう配置される、請求項６または７に記載のエアロゾル発生システム。
9. エアロゾル発生物品を提供する方法であって、
   エアロゾル発生材料のロッドを提供するステップと、
   前記ロッドの第１の端部にフィルタを取り付けるステップと、
   前記ロッドの第２の端部に非着火性断熱材を提供するステップと、
   外層を形成するように、前記ロッド、断熱材、及び／又は前記フィルタを紙ラップにより巻回させるステップであって、前記断熱材は、前記第２の端部における前記エアロゾル発生材料の着火を防止するよう配置され、前記断熱材は、前記第２の端部における前記エアロゾル発生材料をマイクロ波放射の外部源によって加熱することができるように、マイクロ波放射の伝達を可能にする、ステップと、を含む、
   方法。
10. 前記ロッドの第２の端部に非着火性断熱材を提供する前記ステップは、
    前記ロッドの前記第２の端部においてエアロゾル発生材料の一部をセラミックシートにより巻回させること、又は、
    前記ロッドの前記第２の端部においてエアロゾル発生材料の一部の周囲に１つ以上の中空セラミックリングを位置決めすること、を含む、
    請求項９に記載の方法。