JP2018032628A

JP2018032628A - 電子たばこ用加熱素子

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Publication number: JP2018032628A
Application number: JP2017160162A
Authority: JP
Inventors: ポイヒャートウルリヒ; Peuchert Ulrich; ヴィンターシュテラーフリッツ; Wintersteller Fritz; クルーゲミヒャエル; Michael Dr Kluge
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2037-08-23
Also published as: JP6979829B2; EP3287021A2; US20180064170A1; ES2822002T3; DE102016115574A1; DE102016115574B4; EP3287021B1; US10321719B2; EP3287021A3

Abstract

【課題】殊に電子たばこ内で使用するために適している加熱素子に関する。【解決手段】ガラスまたはガラスセラミックからなる少なくとも１つの支持体材料２ａと、金属製のヒートコンダクタ構造部３とを備え、ヒートコンダクタ構造部は支持体材料上に施されていて、かつ支持体材料は、熱伝導率＜２Ｗ／Ｋ・ｍ、熱容量＜１０００Ｊ／Ｋ・ｋｇおよび粗さＲa＜５００ｎｍを有する、加熱素子。【選択図】図２

Description

本発明は、一般に、加熱用途のための加熱素子に関する。特に、本発明は、電子たばこにおいて、蒸発可能な物質および／またはたばこ含有の物質の制御された加熱および蒸発のための加熱素子に関する。

電子たばこ（以後、Ｅ−たばこともいう）は、紙巻きたばこの代用品として次第に多く使用されている。一般に、Ｅ−たばこは、吸い口、および加熱素子を含む蒸発器ユニットを備える。

この加熱素子は、この場合、蒸発可能な液体を加熱するので、この液体を利用者が吸入することができる。この液体は、既にニコチンを含むことができる。あるいは、この液体は、ニコチン不含である。この場合、形成されるエアロゾルは、次いで、ニコチン含有のおよびニコチン放出性のボディを通して流れることができる。

例えば、先行技術から、槍状の加熱素子は公知である。この加熱素子を特別に設計されたたばこピースに突き刺し、それにより蒸発させるべき物質と接触させ、この物質を５０℃〜３５０℃の範囲の温度に加熱する。それにより、エアロゾル形成が行われる。相応する加熱槍部は、この場合、支持体材料なしの加熱ワイヤからなることができる。しかしながら、この場合、加熱素子の必要とされる機械的安定性に基づいて、加熱素子の寸法を任意に小さく構成できないことが欠点である。さらに、相応する加熱素子は利用の際に容易に汚れる。

したがって、これとは別に、先行技術において、ヒートコンダクタ構造部が支持体材料上に施されている加熱槍部が記載されている。この加熱槍部は、セラミック支持体材料を備える、というのもこのセラミック支持体材料は、高い温度安定性の他に電気絶縁性を示すためである。例えば、EP 2 469 969には、ＺｒＯ₂セラミックを基礎とする支持体材料を備えた加熱槍部が記載されている。

しかしながら、セラミック支持体材料を使用する場合に、高い製造コストの他に、その高い表面粗さおよび高い気孔率が欠点である。粗さおよび気孔率は、この場合、導電性被覆の形で施されるヒートコンダクタ構造部に不利な影響を及ぼす。例えば、粗い表面は、支持体材料上での導電性被覆の付着に不利な影響を及ぼす。

さらに、公知のセラミック支持体材料は、高い熱伝導率を示す。このことは、加熱素子内で使用するために欠点である、というのも、それにより加熱素子の加熱領域内で生じる熱を、加熱すべき媒体に適切には引き渡すことができず、セラミックを通した熱伝導が行われ、それによりこのように伝導された熱は、もはや物質の蒸発または加熱のために利用されないためである。したがって、より多くの加熱出力を加熱素子によってもたらさなければならず、このことが、エネルギー消費、ならびにそれにより例えばＥ−たばこのバッテリー作動時間または蓄電池作動時間に不利な影響を及ぼすばかりか、Ｅ−たばこ内で温度上昇を引き起こし、それにより加熱素子の寿命に不利な影響を及ぼしかねない。

別の構造のＥ−たばこの場合、Ｅ−たばこ内の加熱素子は、この加熱素子がたばこピースもしくは蒸発させるべき物質内に直接導入されず、たばこピースもしくは蒸発させるべき物質を備えた容器を円筒状に取り囲むように配置されていることができる。相応する配置は、例えばUS 2005/0172976に記載されている。この種の外部加熱素子は、蒸発させるべき物質またはたばこピースを簡単に交換できるという利点を提供する。一般に慣用の紙巻きたばこの寸法に倣って作成されるＥ−たばこの望ましい僅かな寸法に基づいて、加熱素子のこの種の配置の場合に、極めて僅かな寸法、それにより極めて僅かな曲げ半径が生じる。支持体材料は、さらに電気絶縁体でなければならないため、今まで支持体材料として、例えばポリイミドまたはポリアミドのような高性能プラスチックだけが使用されている。

この配置の場合に、加熱素子の性能ならびに寿命は、プラスチックの比較的低い温度安定性により制限される。さらに、Ｅ−たばこ内で使用された有機溶剤により、溶出効果が生じかねない。このことは、加熱素子の寿命を考慮して不利である。さらに、支持体材料の成分が有機溶剤中に溶解し、かつ使用者により吸入されかねない。

発明の課題
したがって、本発明の課題は、高い加熱性能および長い寿命の他に、多様な構造を示す多くのＥ−たばこにおいても使用することができるような加熱素子、殊にＥ−たばこ内で使用するための加熱素子を提供することにある。

発明の説明
本発明の課題は、独立請求項の主題により解決される。好ましい実施形態および実施態様は、従属請求項の主題である。

本発明による加熱素子は、殊に、Ｅ−たばこ内での使用に適しており、かつガラスまたはガラスセラミックからなる支持体材料、および金属製のヒートコンダクタ構造部を備える。

ガラスまたはガラスセラミックからなる支持体材料は、この場合、３００℃を越える、またはそれどころか４００℃を越える高い温度安定性を示す。これは、例えば高いガラス転移温度Ｔ_gを示すガラスの使用の際に達成される。

同時に、この支持体材料は、＜２Ｗ／（Ｋ・ｍ）の極めて低い熱伝導率を示す。この支持体材料の低い熱伝導率ならびに低い熱容量は、この場合、加熱素子から生じる熱の支持体材料への伝播を低減または抑制し、かつこうして加熱素子から蒸発されるべき物質への適切な熱伝導を可能にする。本発明の好ましい実施形態の場合に、支持体材料は、＜１．８Ｗ／（Ｋ・ｍ）またはそれどころか＜１．５Ｗ／（Ｋ・ｍ）の熱伝導率を示す。

同時に、支持体材料の比熱容量は、１２００Ｊ／Ｋ・ｋｇ未満、好ましくはそれどころか１０００Ｊ／Ｋ・ｋｇ未満である。この低い熱容量により、加熱素子内で生じる熱を迅速にかつできる限り完全に、蒸発させるべき物質に送ることが補償される。このことは、蒸発プロセスにおけるエネルギー需要を考慮して好ましい。同時に、これにより加熱素子の過度の加熱も避けられ、このことは、加熱素子の寿命に有利な影響を及ぼす。

したがって、好ましくは、加熱素子の良好な加熱性能を達成するために、支持体材料の低い熱伝導率および低い熱容量が必要である。したがって、本発明の一実施態様は、加熱素子が、２０〜１００℃の例示的な温度で、１８００Ｊ²／Ｋ²・ｍ・ｓ・ｋｇ未満、またはそれどころか１５００Ｊ²／Ｋ²・ｍ・ｓ・ｋｇ未満、特に好ましくはそれどころか１２００Ｊ²／Ｋ²・ｍ・ｓ・ｋｇ未満、全く特に好ましくはそれどころか１０００Ｊ²／Ｋ²・ｍ・ｓ・ｋｇ未満の、熱伝導率と熱容量の積を示すＦＯＭ
ＦＯＭ＝熱伝導率・比熱容量
を示すことが予定される。それに対して、本発明による支持体材料とは異なり、今までに先行技術において支持体材料として挙げられたセラミックは、比較的高い熱伝導率または比較的高い熱容量を示す。例えば、Ａｌ₂Ｏ₃セラミックの場合に、熱伝導率は２０〜３０Ｗ／Ｋ・ｍであり、したがって本発明による支持体材料の場合よりも２０倍高い。ＺｒＯ₂セラミックは、２〜３Ｗ／Ｋ・ｍで、それでもまだ、ガラスと比べて少なくとも１．５倍高い値を示す。

この支持体材料は、加熱素子の機械的安定性を提供する。支持体材料の表面上に、金属製のヒートコンダクタ構造部が施されている。この構造部は、例えば支持体材料上の被覆の形で施されてよい。本発明による支持体材料は極めて平滑な表面を示し、かつ粗さＲ_aは、５００ｎｍ未満、またはそれどころか２５０ｎｍ未満、特に好ましくはそれどころか２０ｎｍ未満であるため、支持体材料と金属製のヒートコンダクタ構造部との間に特に良好な付着を達成することができる。このことは、例えば加熱素子の高い機械的耐久性の形で現れる。

使用された支持体材料の高い機械的強度に基づいて、この支持体材料は相応して薄く形成することができる。このことは、加熱素子、ならびに全体のＥ−たばこの特にコンパクトな構造様式を可能にする。

本発明による加熱素子の製造の際に、ガラス（または支持体材料としてガラスセラミックを使用する場合には相応するグリーンガラス）は、引き出し法により所望の形状または寸法にもたらすことができる。これは、Ｅ−たばこのその都度の構造に支持体材料を柔軟に適合させることの他に、加熱素子の低コストの製造も可能にする。

本発明の一実施形態の場合に、支持体材料は、直径＜２０ｍｍを示す管材または棒材として形成されている。この管材または棒材は、この場合、円形、楕円形、三角形または多角形の横断面を示すことができる。支持体材料を、中空のガラス異形材の形で形成することもできる。相応するガラス管またはガラス棒は、引き出し法により得ることができる。この実施形態の一実施態様の場合に、ガラス管は、５ｍｍ未満の壁厚を示す。

本発明の他の実施形態の場合に、支持体材料のガラスは、薄型ガラスまたは超薄型ガラスとして形成され、２０００μｍ未満、１０００μｍ未満、またはそれどころか５００μｍ未満の厚みを示す。支持体材料は、この場合、平板ガラスとして形成することができる。それどころか、支持体材料として、１００μｍ未満の、またはそれどころか５０μｍ未満の厚みを示す薄型ガラスの使用も可能である。

この実施形態の一実施態様の場合に、薄型ガラスは、それに対して、直径＜２０ｍｍを示すガラス管に変換される。このことは、例えば相応する平板ガラスの巻き付けにより行うことができる。この場合、支持体材料を、１０ｍｍ未満の直径を示す薄型ガラス管の形状で得ることもできる。

殊にケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルミニウムケイ酸塩ガラス、またはアルミニウムホウケイ酸塩ガラスが、支持体材料として使用するために適したガラスであることが判明した。これらから熱処理を介して作成されたガラスセラミックも使用可能である。

本発明の一実施形態の場合に、支持体材料は、次の成分（質量％で表す）を含むガラスである：
ＳｉＯ₂ ５０〜６６
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜７
Ａｌ₂Ｏ₃ １０〜２５
ＭｇＯ０〜７
ＣａＯ５〜１６
ＳｒＯ０〜８
ＢａＯ６〜１８
Ｐ₂Ｏ₃ ０〜２
ＺｒＯ₂ ０〜３
ＴｉＯ₂ ０〜５

この場合、次の成分（質量％で表す）を含むガラスが特に好ましいことが判明した：
ＳｉＯ₂ ５２〜６４
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜５．５
Ａｌ₂Ｏ₃ １２〜１８
ＭｇＯ０〜５
ＣａＯ９〜１４．５
ＳｒＯ０〜４
ＢａＯ８〜１２
Ｐ₂Ｏ₃ ０〜１
ＺｒＯ₂ ０〜２
ＴｉＯ₂ ０〜３

ケイ酸塩ガラスとして、Ｚｎ−Ｔｉ−ホウケイ酸塩ガラスのようなホウケイ酸塩ガラス、Ｚｎ−ケイ酸塩ガラス、または高いＳｉＯ₂含有率を示すナトリウムケイ酸塩ガラスも使用することができる。

本発明の別の実施形態は、次の成分（質量％で表す）を含むアルカリ含有ホウケイ酸塩ガラスを使用することが予定される：
ＳｉＯ₂ ７０〜８５
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１５
Ａｌ₂Ｏ₃ １〜１０
Ｎａ₂Ｏ１〜１０
Ｋ₂Ｏ０〜５
ＣａＯ０〜５、好ましくは≧０．１

本発明の他の実施形態の場合に、ガラスは、次の成分（ｍｏｌ％で記載）を含む：
ＳｉＯ₂ ６４〜７８
Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜１４
Ｎａ₂Ｏ４〜１２
Ｋ₂Ｏ０〜５
ＭｇＯ０〜１４
ＣａＯ１〜１２
ＺｒＯ₂ ０〜２
ＴｉＯ０〜４．５
ただし、
Ａｌ₂Ｏ₃／Ｎａ₂Ｏ ≧１ｍｏｌ％、および
ΣＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃ ≦８２ｍｏｌ％

本発明の他の実施形態の場合に、ガラスは、次の成分（質量％で記載）を含む：
ＳｉＯ₂ ５８〜６５
Ｂ₂Ｏ₃ ６〜１０．５
Ａｌ₂Ｏ₃ １４〜２５
ＭｇＯ０〜５
ＣａＯ０〜９
ＢａＯ０〜８、好ましくは３〜８
ＳｒＯ０〜８
ＺｎＯ０〜２

本発明の他の実施形態の場合に、ガラスは、次の成分（質量％で記載）を含む：
ＳｉＯ₂ ５０〜６５
Ａｌ₂Ｏ₃ １５〜２０
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜６
Ｌｉ₂Ｏ０〜６
Ｎａ₂Ｏ８〜１５
Ｋ₂Ｏ０〜５
ＭｇＯ０〜５
ＣａＯ０〜７、好ましくは０〜１
ＺｎＯ０〜４、好ましくは０〜１
ＺｒＯ₂ ０〜４
ＴｉＯ₂ ０〜１、好ましくはほぼＴｉＯ₂不含

本発明の他の実施形態の場合に、ガラスは、次の成分（質量％で記載）を含む：
ＳｉＯ₂ ３０〜８５
Ｂ₂Ｏ₃ ３〜２０
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜１５
Ｎａ₂Ｏ３〜１５
Ｋ₂Ｏ３〜１５
ＺｎＯ０〜１２
ＴｉＯ₂ ０．５〜１０
ＣａＯ０〜０．１

本発明の他の実施形態の場合に、ガラスは、次の成分（質量％で記載）を含む：
ＳｉＯ₂ ５５〜７５
Ｎａ₂Ｏ０〜１５
Ｋ₂Ｏ２〜１４
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜１５
ＭｇＯ０〜４
ＣａＯ３〜１２
ＢａＯ０〜１５
ＺｎＯ０〜５
ＴｉＯ₂ ０〜２

本発明の他の実施形態の場合に、ガラスは、次の成分（質量％で記載）を含む：
ＳｉＯ₂ ５０〜７０
Ｎａ₂Ｏ０〜５
Ｋ₂Ｏ０〜５
Ａｌ₂Ｏ₃ １７〜２７
ＭｇＯ０〜５
ＢａＯ０〜５
ＳｒＯ０〜５
ＺｎＯ０〜５
ＴｉＯ₂ ０〜５
ＺｒＯ₂ ０〜５
Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜８
Ｐ₂Ｏ₅ ０〜１０
Ｆｅ₂Ｏ₃ ０〜５
ＣｅＯ₂ ０〜５
Ｂｉ₂Ｏ₃ ０〜３
ＷＯ₃ ０〜３
ＭｏＯ₃ ０〜３

ならびに、０〜４質量％の量の通常の清澄剤、例えばＳｎＯ₂、ＳＯ₄、Ｃｌ、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃

本発明の他の実施形態の場合に、ガラスは、次の成分（質量％で記載）を含む：
ＳｉＯ₂ ３５〜７０、好ましくは３５〜６０
Ａｌ₂Ｏ₃ １４〜４０、好ましくは１６．５〜４０
ＭｇＯ０〜２０、好ましくは４〜２０、特に好ましくは６〜２０
ＢａＯ０〜１０、好ましくは０〜８
ＳｒＯ０〜５、好ましくは０〜４
ＺｎＯ０〜１５、好ましくは０〜９、特に好ましくは０〜４
ＴｉＯ₂ ０〜１０、好ましくは１〜１０
ＺｒＯ₂ ０〜１０、好ましくは１〜１０
Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜８、好ましくは０〜２
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１０、好ましくは＞４〜１０
ＣａＯ０〜＜８、好ましくは０〜５、特に好ましくは＜０．１
Ｐ₂Ｏ₅ ０〜１０、好ましくは＜４
Ｆｅ₂Ｏ₃ ０〜５
ＣｅＯ₂ ０〜５
Ｂｉ₂Ｏ₃ ０〜３
ＷＯ₃ ０〜３
ＭｏＯ₃ ０〜３

殊にアルカリ含有アルミノケイ酸塩を、この場合、イオン交換により化学的に強化することができ、かつ支持体材料の機械的安定性をさらに高めることができる。殊に、破損確率を明らかに低下することができる。ガラスの６００℃を越える高いガラス転移温度Ｔ_gに基づき、この場合、イオン交換を４００℃より高い温度で行うことができるため、短いイオン交換時間が必要なだけである。したがって、本発明の一実施態様は、支持体材料が化学的に強化されたガラスであることが予定される。

これは、殊に薄型ガラスまたは超薄型ガラスを基礎とする支持体材料の場合に特に好ましい。例えば、０．１〜０．５ｍｍの範囲の厚みを示す平坦または超平坦の支持体構成要素は、ダウンドロー法またはオーバフローフュージョン法により得ることができ、かつ事前の更なる薄化なしで化学的に強化することができる。

これとは別にまたは付加的に、支持体構成要素の機械的強度を、例えば、化学的および／または機械的なエッジ加工、例えば輪郭削りまたはエッジエッチングによって高めることができる。したがって、本発明の一実施態様は、支持体構成要素のエッジを化学的および／または機械的に加工することを予定する。このことは、殊にアルカリ不含ガラスからなる支持体構成要素を備えた加熱素子の場合に好ましい、というのも、ここではイオン交換による機械的強度の向上を行うことができないためである。支持体材料としてアルカリ不含ガラス、例えばアルカリ不含アルミノホウケイ酸塩ガラスを使用することは、この場合、その高い化学的耐久性および良好な加工性、殊に相応するガラスを超薄型形状に引き出すことができる可能性に基づいて、特に好ましい。

本発明の他の実施形態の場合に、支持体構成要素として、ガラスセラミック、好ましくはＬＡＳガラスセラミック（リチウムアルミニウムケイ酸塩ガラスセラミック）またはＭＡＳガラスセラミック（マグネシウムアルミニウムケイ酸塩ガラスセラミック）が使用される。例えば、ＬＡＳガラスセラミックは、１．１Ｗ／Ｋ・ｍの極めて低い熱伝導率を示し、このことは、加熱性能に有利な影響を及ぼす。同時に、ガラスセラミックは、高い機械的安定性を示す。

ヒートコンダクタ構造部は、支持体材料の表面上に、例えばスパイラル状またはメアンダ状に施されていてよい。本発明の別の実施形態は、支持体材料上にヒートコンダクタ構造部を全面的に施すことを予定する。

管状の支持体材料の場合には、加熱素子ならびに相応するＥ−たばこの構成に応じて、ヒートコンダクタ構造部は、支持体材料の内周面または外周面に施されていてよい。

本発明の一実施形態の場合に、ヒートコンダクタ構造部は、導電性被覆の形で、好ましくは白金含有被覆またはＩＴＯ被覆として、支持体材料の表面に施されている。

発明の詳細な説明
次に、本発明を、実施例ならびに図１〜５を用いて詳細に説明する。

支持体材料が管状に形成されていて、かつヒートコンダクタ構造部が管の外周面上に存在する本発明による加熱素子の実施例の線図。支持体材料が棒状に形成されている本発明による加熱素子の実施態様の線図。支持体材料が平板ガラスとして形成されていて、かつメアンダ状のヒートコンダクタ構造部を備える別の実施例の線図。支持体材料が平板ガラスとして形成されていて、かつ全面のヒートコンダクタ構造部を備える別の実施例の線図。電子たばこの図式的構造。

実施例
表１〜４は、使用された支持体材料用の１３の異なる実施例を示す。個々の実施例は、この場合、ガラスの組成に関して異なる。表１に記載された実施例１〜５は、アルカリイオンを含み、かつ化学的に強化することができ、表２に記載された実施例６および７は、アルカリ不含のガラスである。この場合、例えば機械的強度の更なる向上を、化学的および／または機械的エッジ処理により行うことができる。

表１：アルカリ含有の実施例

表２：アルカリ不含の実施例

表３：実施例８〜１１

表４：例示的なアルカリ含有ガラスセラミック組成

表４は、ＬＡＳガラスセラミック系からの例示的な出発ガラス組成を示す。セラミック化された状態では、膨張率は０±０．５ｐｐｍ／Ｋの範囲にある。熱伝導率は、１．７Ｗｍ^-1Ｋ^-1である。

図１は、支持体材料２が管状に形成されている本発明による加熱素子１の実施例の線図を示す。この実施例の場合に、ヒートコンダクタ構造部３は管２の外周面４上にあり、かつスパイラル状に配置されている。このガラス管２は、２０ｍｍ未満の直径５を示し、管の壁厚は、５ｍｍ未満である。中空部６により、この加熱素子１は、例えば、いわゆるヒートノットバーン型たばこ用の外側から当接する円筒状の加熱素子として使用するために適している。

図１に示された、加熱素子１の構造は、支持体材料として超薄型ガラスを用いて実現することもできる。例えば、相応する超薄型ガラス、例えばアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを、まず平板ガラスとして準備することができる。次の製造工程において、このガラスにヒートコンダクタ構造部３を備え付け、かつ巻いて管にすることができる。

図２には、加熱素子１の別の実施形態が図示されている。この実施形態の場合に、支持体材料２ａは、２０ｍｍ未満の直径を備えたガラス棒またはガラスセラミック棒の形に形成されている。ヒートコンダクタ構造部３は、支持体材料２ａの表面上にスパイラル状の被覆として施されている。支持体材料２ａの端部７は、ここで示された実施形態の場合には平坦に形成されている。しかしながら、支持体材料２ａは、加熱素子のデザインに関する要求に依存して、丸い端部または尖った端部を示してもよい。支持体材料２ａの両方の端部の異なる寸法形状の構成も可能である。

図３は、支持体材料２ｃが平板ガラスとして形成されていて、かつメアンダ状のヒートコンダクタ構造部３を備える別の実施例の線図を示す。この支持体材料は、この場合、端部が尖端部となるように形成されている。このことは、例示的に、図３中に示された加熱素子がたばこピース内に差し込まれることを可能にする。

ヒートコンダクタ構造部３は、接触部８ａおよび８ｂを介して、エネルギー源（図示されていない）と接続されることができる。図３に示された実施形態は、支持体材料２ｃとして超薄型平板ガラスを用いて実現することもできる。この場合、１００μｍ未満、またはそれどころか５０μｍ未満のガラス厚みが可能である。

図４は、支持体材料２ｄが平板ガラスとして形成されていて、かつ全面のヒートコンダクタ構造部３を備える別の実施例の線図を示す。この支持体材料は、この場合、端部が尖端部となるように形成されている。このことは、例示的に、図４中に示された加熱素子がたばこピース内に差し込まれることを可能にする。

図５には、電子たばこ９が示されている。たばこ９は、前方部１０および吸い口１９を備え、利用者は、このたばこ内で蒸発器１５によって作り出されたエアロゾルを吸入するためにこの吸い口１９を吸う。本発明の好ましい実施形態の場合に、吸い口１９は前方部１０から取り外し可能である。

たばこ９は、蒸発器１５内での有機液体の蒸発のための電気エネルギーを提供するために、電気エネルギー貯蔵装置１２を含む。図示された実施形態の場合に、電気エネルギー貯蔵装置１２は、たばこ９の前方部１０内に取り付けられている。

電子たばこ９は、さらに、蒸発器１５内で加熱素子の加熱出力を調節する制御ユニット１３を備える。殊に、制御ユニット１３は、利用者が吸入するかどうかを確認し、かつそれに依存して加熱素子１６の加熱出力を調節するために設置されていてよい。

前方部１０内には、さらに、同様に制御ユニット１３により調節される発光ダイオード１１が取り付けられていてもよい。制御ユニット１３は、利用者がたばこ９を吸うことを確認すると、発光ダイオード１１を作動させることができるので、この発光ダイオード１１は点灯する。それにより、慣用のたばこを吸う際の火先に対応する視覚的効果が達成される。

蒸発器ユニット１５は、液体貯蔵部１７およびその中に収容された有機担持液１８を含む。液体貯蔵部１７を加熱するため、およびそれにより有機担持液１８をその有機担持液内に溶解する成分、例えばニコチン、香料および／または芳香物質と共に蒸発させるために、この蒸発ユニット１５は、電気的に加熱可能な加熱素子１６を備える。加熱素子１６は、制御ユニット１３を介して電気エネルギー貯蔵装置１２から電流が制御されて供給される。１００℃より高い運転温度に加熱することにより、液体貯蔵部が収容する有機担持液１８、殊にグリセリンまたはプロピレングリコールのような高沸点アルコールが蒸発可能となる。

Claims

ガラスまたはガラスセラミックからなる少なくとも１つの支持体材料と、金属製のヒートコンダクタ構造部とを備える加熱素子、殊に電子たばこ内で使用するために適した加熱素子において、前記ヒートコンダクタ構造部は前記支持体材料上に施されていて、かつ前記支持体材料は、熱伝導率＜２Ｗ／Ｋ・ｍ、熱容量＜１０００Ｊ／Ｋ・ｋｇおよび粗さＲ_a＜５００ｎｍを有する、加熱素子。
前記支持体材料の熱伝導率は、＜１．８Ｗ／Ｋ・ｍ、好ましくは＜１．５Ｗ／Ｋ・ｍである、請求項１記載の加熱素子。
前記支持体材料は、管状または棒状に形成されていて、かつ好ましくは直径＜２０ｍｍおよび／または壁厚＜５ｍｍを有する、請求項１または２記載の加熱素子。
前記支持体材料は、三角形または多角形の横断面を有するガラス管として形成されている、請求項３記載の加熱素子。
前記支持体材料は、円形または楕円形の横断面を有するガラス管として、または中空のガラス異形材として形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記支持体材料は、薄型ガラスから、好ましくは厚み＜２０００μｍ、好ましくは＜１０００μｍ、特に好ましくは≦５００μｍを有する薄型ガラスから形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記支持体材料は、薄型ガラスから、好ましくは厚み＜１００μｍ、好ましくは＜５０μｍを有する薄型ガラスから形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記薄型ガラスは、直径＜２０ｍｍ、好ましくは＜１０ｍｍを有する巻体に巻かれているかまたは巻くことができる、請求項７記載の加熱素子。
前記支持体材料は、ケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、アルミニウムケイ酸塩ガラスまたはアルミニウムホウケイ酸塩ガラスである、請求項１から８までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記支持体材料は、次の成分（質量％で表す）
Ａｌ₂Ｏ₃ １〜１０
Ｎａ₂Ｏ１〜１０
Ｋ₂Ｏ０〜５
ＣａＯ０〜５、好ましくは≧０．１
を含むガラスである、請求項１から９までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記支持体材料は化学的に強化されたガラスである、請求項１から１０までのいずれか１項記載の加熱素子。
熱伝導率と熱容量の積
ＦＯＭ＝熱伝導率・比熱容量
は、２０〜１００℃の温度区間で、１８００Ｊ²／Ｋ²・ｍ・ｓ・ｋｇ未満、またはそれどころか１５００Ｊ²／Ｋ²・ｍ・ｓ・ｋｇ未満、好ましくは１２００Ｊ²／Ｋ²・ｍ・ｓ・ｋｇ未満である、請求項１１記載の加熱素子。
前記薄型ガラスのエッジが化学的および／または機械的に加工されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記支持体材料は、ガラスセラミック、好ましくはＬＡＳガラスセラミックまたはＭＡＳガラスセラミックである、請求項１から３までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記支持体材料は、粗さ２５０ｎｍ未満、好ましくは＜２０ｎｍを有する、請求項１から１４までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記ヒートコンダクタ構造部は、導電性被覆として、好ましくは白金含有被覆またはＩＴＯを基礎とする被覆として形成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記ヒートコンダクタ構造部は、前記支持体材料の表面上にスパイラル状またはメアンダ状に配置されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記ヒートコンダクタ構造部は、前記支持体材料の表面上に全面的に配置されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記ヒートコンダクタ構造部は、前記支持体材料の外周面上に配置されている、請求項１から１８までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記支持体材料は、管状に形成されていて、かつ前記ヒートコンダクタ構造部は、前記支持体材料の内周面上に配置されている、請求項１から１８までのいずれか１項記載の加熱素子。
前記支持体材料は、平板ガラスとして形成されている、請求項１から１８までのいずれか１項記載の加熱素子。
電子たばこ内での、請求項１から２１までのいずれか１項記載の加熱素子の使用。