JP2024081617A - エアロゾル吸引カートリッジ用のエアロゾル形成部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】 誘導加熱部材による充填物の加熱効率の向上が可能で、エアロゾル発生を促進が可能なエアロゾル形成部材を提供することを目的とする。【解決手段】 エアロゾル吸引カートリッジ10に使用される円柱形状のエアロゾル形成部材1であって、筒形状の包装部材11と、包装部材11の筒形状の内部に収納され、交番磁界に反応して熱を発生させる誘導加熱部材12と、加熱することでエアロゾルを発生させる素材よりなる充填物13と、を備え、誘導加熱部材12は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮してなる、ことを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、誘導加熱式向けのエアロゾル吸引カートリッジに使用されるエアロゾル形成部材に関する。
近年、火炎を用いることなく、タバコの成分を含むタバコカートリッジを加熱して、気化したタバコ成分を吸引する方式のタバコ製品が広く知られている。また、嗜好の多様化から、タバコ成分を含まない植物の芳香や味わいを、タバコ同様に火炎を用いずに楽しむためのカートリッジ製品を使用したエアロゾル吸引カートリッジも知られ始めている。
このようなエアロゾル吸引カートリッジは、充填物が集積されたエアロゾル形成部材を加熱することで、エアロゾルを発生させる。エアロゾル形成部材の加熱方法として、(1)加熱装置内部に設置された加熱ブレードに、エアロゾル吸引カートリッジを挿入して、加熱ブレードを電気的に加熱することで充填物を加熱する方式(抵抗加熱式)と(例えば特許文献1参照)の他に、(2)エアロゾル形成部材の充填物の内部に予め強磁性体を主成分とした部品である誘導加熱部材を設け、誘導加熱装置で発生させた交番磁界により、誘導加熱部材内部にヒステリシス損及びジュール熱を発生させて加熱(誘導加熱)することで、充填物を加熱する方式(誘導加熱式)が知られている(例えば特許文献2参照)。
ここで、従来は、誘導加熱部材と充填物の接触状態にはバラつきが内在するので、これにより熱伝導が十分でない箇所や製品が混在することで、エアロゾル発生効率を低下させるといった問題があった。
本発明は、誘導加熱部材による充填物の加熱効率の向上が可能で、エアロゾル発生を促進が可能なエアロゾル形成部材を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、エアロゾル吸引カートリッジに使用される円柱形状のエアロゾル形成部材であって、筒形状の包装部材と、前記包装部材の筒形状の内部に収納され、交番磁界に反応して熱を発生させる誘導加熱部材と、加熱することでエアロゾルを発生させる素材よりなる充填物と、を備え、前記誘導加熱部材は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮してなる、ことを特徴とする、エアロゾル形成部材である。
請求項2に記載の発明は、前記充填物は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮した形態であり、前記誘導加熱部材は、その一部または全部が前記充填物に接触しながら追従して捲縮している、ことを特徴とする、請求項1に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項3に記載の発明は、前記充填物は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮した形態である、ことを特徴とする、請求項2に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項4に記載の発明は、前記誘導加熱部材の一部または全部を形成する薄膜は、その厚さが0.005~0.05mmである、ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項5に記載の発明は、前記充填物は、短冊状、ペースト状、粒状または粉状の形状を含む、ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項6に記載の発明は、前記誘導加熱部材は、その表面に、その厚さと同じまたは厚さ未満の深さの線が、前記薄膜を捲縮したときに形成される線に沿って形成されている、
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項2に記載の発明は、前記充填物は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮した形態であり、前記誘導加熱部材は、その一部または全部が前記充填物に接触しながら追従して捲縮している、ことを特徴とする、請求項1に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項3に記載の発明は、前記充填物は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮した形態である、ことを特徴とする、請求項2に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項4に記載の発明は、前記誘導加熱部材の一部または全部を形成する薄膜は、その厚さが0.005~0.05mmである、ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項5に記載の発明は、前記充填物は、短冊状、ペースト状、粒状または粉状の形状を含む、ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材である。
請求項6に記載の発明は、前記誘導加熱部材は、その表面に、その厚さと同じまたは厚さ未満の深さの線が、前記薄膜を捲縮したときに形成される線に沿って形成されている、
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材である。
この発明によれば、シート状の誘導加熱部材が充填物に接触しながら追従しているので、両者の接触面積が大きくなり、加熱効率を向上させてエアロゾル発生を促進することが可能となる。
本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、図面において、図面中の各部の構成の大きさ、間隔、数、その他詳細は、視認と理解の助けのために 、実際の物に比べて大幅に簡略化して表現している。
図1は、実施の形態に係るエアロゾル形成部材1であり、図2はそれを使用したエアロゾル吸引カートリッジ10の概略の側面断面図である。エアロゾル吸引カートリッジ10は、エアロゾル形成部材1と、支持部材14と、フィルタ15と、フィルタ15の反対側の端に配置されるシール部材17とが直線的に配列され、外装部材16で巻かれて細長い円柱形状に形成されている。
エアロゾル吸引カートリッジ10は、全体として細長い円柱形状をしており、加熱することでエアロゾルを発生する素材からなる充填物13を有するエアロゾル形成部材1と、エアロゾル形成部材1が外装部材16の内部で動くことを防止するための支持部材14と、エアロゾル形成部材1からの気流を通すことのできるフィルタ15とが、長手方向に沿って配列されており、シート状の外装部材16で円柱形状に巻かれることで一体的に形成されている。外装部材16は、紙等の柔軟な素材で形成されているが、円筒形状に形成した場合には、その形状を保持できる程度の硬さを有することが好ましい。ここで、「細長い」とは、立体形状において、一方向が他の方向より長いことを意味する。本実施の形態において、「細長い円柱形状(円筒形状)」とは、円柱(円筒)の底面である円の直径より、円柱(円筒)の高さ(すなわち底面に垂直な成分)の方が長いことを意味する。以降の実施の形態においても同様である。
本実施の形態におけるエアロゾル吸引カートリッジ10は、直径が4.0mm~7.5mm、より好ましくは5.0mm~7.0mm、(円柱の高さ方向の)長さが40mm~80mmに形成される。エアロゾル吸引カートリッジ10の外径を6.5~7.5mmの範囲に設定すれば、誘導加熱装置に設けられたエアロゾル吸引カートリッジ10を差し込む挿入部と適度な力で嵌合するため、エアロゾル吸引カートリッジ1を誘導加熱装置に好適に保持させることを可能にしつつ、エアロゾル吸引カートリッジ10の着脱を容易にすることができる。エアロゾル吸引カートリッジ10の長さを40mm以上に設定すれば、誘導加熱装置に設けられたエアロゾル吸引カートリッジ10を受け入れる挿入部の長さよりも長くなるので、エアロゾル吸引カートリッジ10を誘導加熱装置に差し込んでも、吸口を誘導加熱装置から露出させることができ、使用者がエアロゾルを吸引するのに必要な長さを確保可能となる。
エアロゾル形成部材1は、図1に示すように、円筒形状の包装部材11の内部に収納され、外部の交番磁界に反応して熱を発生させる誘導加熱部材12と、エアロゾル発生源である素材からなる充填物13を備える。また、(円筒の高さ方向の)長さは概ね10~30mmに設定されてるのが好ましい。
エアロゾル形成部材1の外径は、中心軸に沿って概ね一定の値となっている。この外径の大きさは、例えば4.0mm~7.5mmの範囲が好ましく、さらに好ましくは5.0mm~7.0mmの範囲である。
<充填物13について>
充填物13は、乾燥・粉砕されたタバコ植物または非タバコ植物に、エアロゾルを発生させるエアロゾルフォーマや、微結晶セルロース、風味を追加する添加剤、保存料、粘着剤または増粘剤等を混合し、シート状に成形した上で、所定の幅及び長さを有するように切断されることで形成された素材よりなる。なお、充填物13は多様な形状を有してもよい。例えば、シート状、短冊状、ペースト状に形成されても良いし、顆粒状に形成されてもよい。さらにこれらの形状が混合していても良い。
充填物13は、乾燥・粉砕されたタバコ植物または非タバコ植物に、エアロゾルを発生させるエアロゾルフォーマや、微結晶セルロース、風味を追加する添加剤、保存料、粘着剤または増粘剤等を混合し、シート状に成形した上で、所定の幅及び長さを有するように切断されることで形成された素材よりなる。なお、充填物13は多様な形状を有してもよい。例えば、シート状、短冊状、ペースト状に形成されても良いし、顆粒状に形成されてもよい。さらにこれらの形状が混合していても良い。
なお、充填物13を短冊状で構成した場合、中心軸に直交する断面は略長方形状であり、その断面の長辺と短辺の比は、例えば、1:1~30:1の範囲であることが好ましい。長辺の長さは、0.1mm~7.5mmの範囲が好ましく、さらに好ましくは、0.1mm~3.0mmの範囲である。短辺の長さは、0.1mm~1.0mmの範囲が好ましく、さらに好ましくは0.1mm~0.5mmの範囲である。また、充填物13の長さは、エアロゾル形成部材1の高さ方向の長さと略同一、例えば10mm~25mmの範囲が好ましく、さらに好ましくは10mm~20mmの範囲である。このような充填物13の寸法の一例を挙げると、長辺が1.5mm、短辺が0.3mm、長さが12mmである。
また、充填物13を粉末状または粒状にする場合には、上記組成物について、適宜粉砕若しくは分級を行うことが好ましい。粉末状または粒状の充填物13における平均粒子径は、例えば0.1~3.0mmであることが好ましく、0.5mm以下であることがより好ましい。
次に、充填物13として用いられる原料の具体例について説明する。充填物13は、以下に示す原料のうち任意の1つまたは複数の組み合わせで構成される。
充填物13は、タバコ植物または非タバコ植物を原料とする。タバコ植物としては、タバコ葉、タバコ茎、膨張タバコ、均質化タバコ等が挙げられる。非タバコ植物としては、タバコ植物以外の植物が挙げられる。非タバコ植物の好ましい部位としては、葉、果肉、種子、根(鱗根、塊根等)、茎、塊茎、皮(茎皮、樹皮等)、花(花弁、雄蕊、雌蕊等)、幹、枝等が挙げられる。
なお、本明細書でいう「植物」とは動物に対する一群を意味し、草および木等のように、根があって場所が固定されて生きているような生物以外に、微細藻類および海藻等のような藻類、キノコ等の菌類等をも含む。
充填物13は、例えば、乾燥・粉砕された非タバコ植物に、エアロゾルを発生させるエアロゾルフォーマ、微結晶セルロース、風味を追加する風味添加剤、保存料、結着剤または増粘剤等を適宜混合し、粉砕若しくは分級して粉末状または粒状にしたり、ペースト状に成形されても良い。また、充填物13は、シート状に成形した上で、所定の幅および長さを有するように切断して短冊状または棒状とされても良い。ここで、また、シートの厚さは、0.1mm~1.0mmの範囲が好ましく、さらに好ましくは0.1mm~0.5mmの範囲である。また、充填物13は、シート状、短冊状、粒状、粉状、ペースト状のうちいずれか一種類でもよいし、これらのうち二種以上を混合したものであってもよい。
充填物13がシート状の場合には、その形状は一辺の長さがエアロゾル形成部材1の高さ方向の長さと略同じで、他方の辺がそれより長い、長尺の矩形状であることが好ましい。また、シートの厚さは、前述と同様に0.1mm~1.0mmの範囲が好ましく、さらに好ましくは0.1mm~0.5mmの範囲である。この形態にすることで、後述する捲縮や変形がしやすくなる。ここで、充填物13の長手方向(エアロゾル形成部材1の高さ方向と略垂直な方向)の辺の長さは、誘導加熱部材12とともに捲縮や変形をした状態で、包装部材11の円筒の内部の空間に収納可能な長さであることが好ましく、空間の容積と略同じになる長さであることがさらに好ましい。さらに、折り畳みや旋回、捲縮などの変形をしやすくするために、その表面にある程度の深さを有する線を形成することが好ましい。ここで線の深さは、シートの厚さと同じにして(すなわちシートに貫通孔を形成する)、スリット形状の線を形成しても良いし、シートの厚さ未満として(すなわちシートに非貫通孔を形成する)トレンチ形状の線を形成してもよい。トレンチ形状の線の場合、形状保持性と変形性を考慮すると、シートの厚さの30~70%の深さに形成することが好ましい。また、線は、カッターを用いて切込みを形成したり、型を用いて形成してもよい。さらに、線の方向は、シートを折り畳んだり、旋回させたり、捲縮させたりして変形したときに形成される線に沿って形成されることが好ましい。言い換えれば、シートを変形させたい形状に合わせて線を形成することが好ましい。なお、本明細書で「捲縮」という用語は、折り畳みや旋回といった所定のパターンでシートを変形させる場合の他、折り畳み、旋回を含むその他の変形パターンを併用して、規則的または不規則にシートを変形させる場合も含む意味で使用する。
また、非タバコ植物が原材料である場合は、茶葉を使用できる。茶葉は茶になる植物が異なるだけでなく、同じ植物であっても加工法によって異なる茶葉になる。具体的には、たとえば、日本茶、紅茶、ウーロン茶等が挙げられる。
エアロゾルフォーマは、例えばグリセリン、プロピレングリコール等が好ましく使用される。
次に、微結晶セルロースとは、例えば、繊維性植物のパルプから得られたα-セルロースを酸で部分的に解重合したものとして得られるものであり、セルロースから可溶性部分を取り除き、適宜、不溶性部分を結晶化したものである。
微結晶セルロースは、粉体のままでも良いし、水などの溶媒に分散させて懸燭液でも良い。この場合、溶媒ヘの分散は、高速攪拌機や高圧ホモジナイザーなどが使用できる。
さらに、必要に応じ充填物13として風味を追加する風味添加剤も用いられる。風味添加剤としては、はっか、ココア、コーヒー、紅茶のエキス、茶抽出物のカテキンの粉末等が挙げられる。保存料としては食品に使用されるものが好ましく、例えば、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、安息香酸、安息香酸ナトリウム等が挙げられる。
結着剤または増粘剤としては、グアーガム等のゴム、ヒドロキシプロピルセルレロースなどのセルロース結合剤、デンプンなどの有機酸の共役塩基塩などの多糖類、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
ここで、ペースト状に形成する場合には、粉末状または粒状の組成物に増粘剤や水などを適量添加して混練することで流動性を付与することができる。
また、充填物13の表面に粘着性を付与する場合は、粘着性を付与できる手段であれば特に限定されないが、既述の結着剤を少なくとも一部に付着させれば良い。粘着性を付与することで、短冊状または棒状の充填物13と粉末状、粒状またはペースト状の充填物13と組み合わせる場合に、短冊状または棒状の充填物13の表面に粉末状、粒状またはペースト状の充填物13を安定して保持することができる。
<誘導加熱部材12について>
誘導加熱部材12は、図1のように薄膜状(シート状)を加工したものである。このシートは、厚さが0.005~0.05mm、好ましくは0.01~0.03mmである。ここで、誘導加熱部材12が厚すぎると、後述するような捲縮形態がとりにくくなり、薄すぎると、取り扱い中に破損やすくなるとともに発熱量の低下につながるので、捲縮しやすく、また破損しにくく、さらに発熱量を確保できる厚さにすることが好ましい。長さは、長すぎると、加熱されるエリアが広くなり、加熱過剰により誘導加熱装置の動作に支障をきたしたり、熱くなり過ぎて使用者が触れなくなったりする危険性があり、一方で短すぎると加熱が十分に行われない恐れがあるので、エアロゾルの形成を阻害しない程度、例えばエアロゾル形成部材1の高さ方向の長さと同じか、±1~3mm程度であることが好ましい。また、誘導加熱部材12がシート状の場合、充填物13と同様に、折り畳みや旋回、その他の捲縮をしやすくするために、その表面にある程度の深さを有する線を形成することが好ましい。ここで線の深さは、シートの厚さと同じにして(すなわちシートに貫通孔を形成する)、スリット形状の線を形成しても良いし、シートの厚さ未満として(すなわちシートに非貫通孔を形成する)トレンチ形状の線を形成してもよい。トレンチ形状の線の場合、形状保持性と変形性を考慮すると、シートの厚さの30~70%の深さに形成することが好ましい。また、線は、カッターを用いて切込みを形成したり、型を用いて形成してもよい。さらに、線の方向は、シートを折り畳んだり、旋回させたり、その他の捲縮をしたときに形成される線に沿って形成されることが好ましい。言い換えれば、シートを変形させたい形状に合わせて線を形成することが好ましい。
誘導加熱部材12は、図1のように薄膜状(シート状)を加工したものである。このシートは、厚さが0.005~0.05mm、好ましくは0.01~0.03mmである。ここで、誘導加熱部材12が厚すぎると、後述するような捲縮形態がとりにくくなり、薄すぎると、取り扱い中に破損やすくなるとともに発熱量の低下につながるので、捲縮しやすく、また破損しにくく、さらに発熱量を確保できる厚さにすることが好ましい。長さは、長すぎると、加熱されるエリアが広くなり、加熱過剰により誘導加熱装置の動作に支障をきたしたり、熱くなり過ぎて使用者が触れなくなったりする危険性があり、一方で短すぎると加熱が十分に行われない恐れがあるので、エアロゾルの形成を阻害しない程度、例えばエアロゾル形成部材1の高さ方向の長さと同じか、±1~3mm程度であることが好ましい。また、誘導加熱部材12がシート状の場合、充填物13と同様に、折り畳みや旋回、その他の捲縮をしやすくするために、その表面にある程度の深さを有する線を形成することが好ましい。ここで線の深さは、シートの厚さと同じにして(すなわちシートに貫通孔を形成する)、スリット形状の線を形成しても良いし、シートの厚さ未満として(すなわちシートに非貫通孔を形成する)トレンチ形状の線を形成してもよい。トレンチ形状の線の場合、形状保持性と変形性を考慮すると、シートの厚さの30~70%の深さに形成することが好ましい。また、線は、カッターを用いて切込みを形成したり、型を用いて形成してもよい。さらに、線の方向は、シートを折り畳んだり、旋回させたり、その他の捲縮をしたときに形成される線に沿って形成されることが好ましい。言い換えれば、シートを変形させたい形状に合わせて線を形成することが好ましい。
誘導加熱部材12の素材は、強磁性体を含む金属材料で形成される。強磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と同じ方向の磁性を強く帯び、特に磁石に吸着する性質を持つ素材であり、例えば、強磁性体の材料である鉄、フェライト鉄、フェライト粉末、フェライト粒子、フェライト系やマルテンサイト系ステンレス(例えばSUS430、SUS410)の様な磁性を有するステンレス鋼、ニッケル、ニッケル鉄合金(例えば42アロイ、36インバー)、あるいはコバルト等が挙げられる。強磁性体の比透磁率は、1よりも極めて大きく、例えば、鉄であれば5000程度であり、ニッケルであれば600程度であり、コバルトであれば250程度であり、フェライト系ステンレスであれば1000~1800程度である。
磁性体のうち常磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と同じ方向の磁気を弱く帯び、外部磁界をゼロにすると磁気を帯びなくなる材料であり、例えば、アルミニウム、白金およびマンガン等が挙げられる。常磁性体の比透磁率は1よりもわずかに大きく、例えば、アルミニウムであれば1.000021程度であり、白金であれば1.000265程度であり、マンガンであれば1.000830程度である。
また、磁性体のうち反磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と反対方向の磁気を帯び、外部磁界をゼロにすると磁気を帯びなくなる材料であり、例えば銅、グラファイト、ビスマス等が挙げられる。反磁性体の比透磁率は、1よりもわずかに小さく、例えば、銅であれば0.999990程度であり、グラファイトであれば0.99980程度であり、ビスマスであれば0.999834程度である。
強磁性体は、向きや大きさが時間と共に変化する磁界(交番磁界)内部に置いたとき、電磁誘導により流れる渦電流によるジュール熱が発生するだけでなく、強磁性体内部の磁化の向きが変化するときに発生するエネルギー損失(ヒステリシス損)に起因する熱が発生するため、常磁性体や反磁性体に比べて容易に誘導加熱ができ、エアロゾル吸引カートリッジ10を十分に加熱できる。
また、強磁性体がその磁気秩序を失い、常磁性体に転移する温度であるキュリー温度は、例えば、ニッケルであれば358℃程度である。そのため、エアロゾル吸引カートリッジを例えば200℃の高温で加熱する際にも、加熱温度がキュリー温度に達することはなく、強磁性体としての性質を維持でき、エアロゾル吸引カートリッジ10を安定して加熱できる。
誘導加熱部材12の素材は、強磁性体の材料である、鉄、フェライト鉄、フェライト粉末、フェライト粒子、フェライト系ステンレス、強磁性鋼、ステンレス鋼、ニッケル、コバルト、またはこれらを組み合わせた金属材料を採用してもよい。例えば、フェライト系ステンレスとニッケルを組み合わせたもの等が挙げられ、より好ましくは、鉄、クロム、アルミを組合せた合金(鉄クロムアルミ合金)である。
ここで、鉄及びクロムの温度と磁性の関係性について説明する。鉄は、キュリー温度が約770℃、クロムは、反強磁性体から常磁性体に変わる温度であるネール温度が約35℃である。
また、誘導加熱部材12は、強磁性体を主成分として含む金属材料によって構成されてもよく、例えば強磁性体を、好ましくは60%以上、さらに好ましくは80%以上含む合金である強磁性合金を採用してもよい。例えば、ニッケル合金あるいはニッケル鉄合金等が挙げられる。この場合でも、強磁性体が誘導加熱されることで、エアロゾル吸引カートリッジ10を十分に加熱できる。なお、強磁性体の代わりに、常磁性体および反磁性体を含む金属材料を用いてもよい。この場合でも誘導加熱自体は可能である。ただし、加熱時間の短縮化や消費電力の低減の観点から強磁性体を含む金属材料を用いる方が好ましい。
本実施の形態において、誘導加熱部材12は、その一部または全部がシート状の素材が捲縮する形態をとっている。例えば、図1(b)のようなエアロゾル形成部材1の高さ方向視(すなわち円柱の正面視)したときに、旋回状すなわち渦巻形状に捲縮してもよい。また、図3(b)のように、交互に重なった折り畳み形状に捲縮してもよい。さらに、図4(b)のように、旋回状、折り畳み形状やその他の形状が組み合わされた、不規則形状であってもよい。この場合、上述した線は、エアロゾル形成部材1の高さ方向に沿って、シート状の素材の変形パターン(旋回や折り畳み、その他捲縮した形状)に合わせて形成することが好ましい。ここで、図5に示したシート状の誘導加熱部材12の概略の斜視図のように、スリット状またはトレンチ状の線Lは、誘導加熱部材12長手方向をX方向、他方の辺をY方向としたとき、Y方向はエアロゾル形成部材1の高さ方向に略一致し、線LはY方向に沿って、シートを変形した際に形成される線に合わせて形成されることが好ましい。これは充填物13に線Lを形成する場合も同様である。
また、充填物13も同様の視点で見たときに、その一部または全部が薄膜状(シート状)の素材が捲縮する形態をとっており、誘導加熱部材12は、その一部または全部が充填物13に接触しながら追従して捲縮した形状を形成している。従って、充填物13も、誘導加熱部材12と同様に、旋回状、折畳形状であったり、旋回状、折畳形状やその他の形状が組み合わされた、不規則形状であったりしてもよい。この場合、上述した線Lは、エアロゾル形成部材の高さ方向に沿って、シート状の素材の変形パターン(旋回や折り畳み、その他捲縮した形状)に合わせて形成することが好ましい。
また、誘導加熱部材12、充填物13とも線Lの本数は、1本または複数本形成されてもよいが、その捲縮の形態に合わせて適当な本数形成されることが好ましい。また、線Lの間隔は、捲縮の形態に合わせて調整されることが好ましいが、間隔が狭すぎるとシートがもろくなって製造中の破断の原因となる一方、広すぎるとシートが捲縮しにくくなるので適正な範囲、具体的には1mm以上であり、エアロゾル形成部材1の直径より狭い範囲であることが好ましい。特に、誘導加熱部材12と充填物13の線Lは同じ間隔で同じ本数形成されることが好ましい。
支持部材14は、エアロゾル形成部材1の支持部材14側への移動や外装部材16の折れ曲がりを抑制するとともに、エアロゾル形成部材1で発生したエアロゾルを含む気流をフィルタ15側に流通させる。支持部材14は、例えば円柱状に形成され、その高さ方向の軸がエアロゾル吸引カートリッジ10の中心軸に沿うようにエアロゾル形成部材1とフィルタ15との間に配置される。支持部材14は、例えば、直径が4.0mm~7.5mm、中心軸に沿った長さが50mm以下に形成される。なお、支持部材14は、適宜機能および構成に応じて上記とは異なる寸法を有していてもよい。本実施の形態では、樹脂材で形成された支持部材本体に、空気の流路となる挿通孔が形成された形態である。支持部材14を形成する素材としては、例えば、ポリプロピレン、ポリ乳酸、シリコーンのようなものが挙げられる。また、紙を捲縮させたものでもよい。
フィルタ15は、円柱状に形成されており、高さ方向の長さは、10~50mmに設定されている。フィルタ15の素材は、例えば紙等を用いて形成される。また、紙からなるシート状の部材を巻いて円柱状に設けられてもよいし、微粒子を取り除くセルロースアセテートフィルタ等を含んでいてもよい。また、シリコーンを含む多孔質材料で形成されてもよい。フィルタ15は、エアロゾル形成部材1で生成された水蒸気やエアロゾル中の微粒子の一部を濾過する機能を有する白色のフィルタである。なお、充填物13が非タバコ植物を原料としている場合、フィルタ15は必ずしも必要ではない。
次に、シール部材17は、円柱状に形成され、例えば直径が4.0mm~7.5mm、高さ方向の長さが3.0~7.0mmに設定されることが好ましい。シール部材17は、フィルタ15と同様に、例えば紙からなるシート状の部材を巻いて円管状に設けられてもよいし、通気性を有する紙を包装部材11の端に貼り付けてもよい。シール部材17は、カートリッジの外部からエアロゾル形成部材1に向かって空気を通過させる機能を有する。また、シール部材17は、エアロゾル形成部材1で生成された水蒸気やエアロゾルのうち、エアロゾル形成部材1に留まって液化した残留液を吸収することができる。このシール部材17は、フィルタ15とは異なる色(例えば黒)にすることで、エアロゾル吸引用カートリッジ10の上流側と下流側を簡単に判断可能にすることができる。また、通気性を向上させるために、エアロゾルの通路となる貫通孔を設けても良い。
この発明によれば、シート状の誘導加熱部材12が充填物13に接触しながら追従しているので、両者の接触面積が大きくなり、加熱効率を向上させてエアロゾル発生を促進することが可能となる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本願発明の範囲は以上の実施の形態に限られるものではなく、これと同視しうる他の形態に対しても及ぶ。
例えば、エアロゾル形成部材1に含まれる誘導加熱部材12は一個に限られず、複数個含まれていてもよい。これにより、エアロゾル発生効率の向上が可能となる。
また、充填物13は、シート状だけに限られず、短冊状、ペースト状、粒状または粉状、多孔質状、棒状など様々な形態を含んでもよい。
また、誘導加熱部材12は、充填物13の全部に対して追従している必要はなく、一部でも良い。さらに、エアロゾル形成部材1の高さ方向で考えたとき、誘導加熱部材12と充填物13の形状は常に一様である(例えば一定の渦巻状など)必要はなく、所々変化していても良い(例えば、あるところの正面断面視では渦巻状であるが、別のところの正面断面視では不規則な形状をしているなど)。
これ以外にも、支持部材14やシール部材17は、エアロゾル形成部材1が支持部材14側へ移動することが無い場合には、必ずしも設置する必要はない。例えば、フィルタ15をエアロゾル形成部材1と隣接させたり、支持部材14のあった場所を空間とし(すなわち、エアロゾル形成部材1とフィルタ15の間が全て空洞となっている)たりしてもよい。これにより、部品点数の削減ができるので、コスト削減に有効である。特に空間を設ける場合は、通気性の向上に有効である。また、シール部材17や支持部材14がなくなることで、エアロゾル形成部材1を長くすることもできるので、使用者の使用感を向上させることが可能となる。
さらに、外装部材16は、必ずしも一体的ではなく、2つ以上の外装要素を接合して用いても良い。例えば、シール部材17と、エアロゾル形成部材1と支持部材15を筒状の外装要素に収納し、ここにフィルタ16をシート状の外装要素で巻いて円柱状に形成する形態でもよい。なお、この場合、筒状の外装要素とシート状の外装要素をもって、外装部材16となる。一方で、別に外装部材16を使う必要は必ずしもなく、包装部材11を、エアロゾル吸引カートリッジ10と同程度に長く形成して、包装部材11の円筒の内部にシール部材17、支持部材15及びフィルタ16をエアロゾル形成部材1と一緒に収納することで、エアロゾル吸引カートリッジ10を形成することが可能であり、これによりさらなる製造工程の簡略化と製造コストの低減を図ることが可能である。
なお、充填物13の原材料である茶葉は、実施の形態に挙げたもの以外に、一般に使用されている全ての茶葉を使用できる。また、これら茶葉については飲用後の茶殻を使用しても良い。茶殻などを使用すれば高価な茶葉などを再利用して有効活用できる。
また、上記に例示した非タバコ植物の抽出物、所謂エキスや加工品も使用することができる。抽出物の形態としては、液体、水あめ状、粉末、顆粒、溶液等が挙げられる。
また、充填物13の原料としてのエアロゾルフォーマは、実施の形態に挙げたもの以外に、ソルビトール、トリエチレングリコール、乳酸、ジアセチン(グリセリンジアセタート)、トリアセチン(グリセリントリアセタート)、トリエチレングリコールジアセタート、クエン酸トリエチル、ミリスチン酸イソプロピル、ステアリン酸メチル、ドデカンジオン酸ジメチル、テトラデカンサンジオン酸ジメチルなども使用できる。
また、風味添加剤として、メントールおよび非水溶性架橋ポリマー(好ましくはポリビニルポリピロリドン)を含有させても良い。メントールに非水溶性架橋ポリマーを組み合わせることで、メントールの昇華を効果的に抑制でき、メントールの風味を長期間保つことができる。ここで、メントールとは、天然物から得られたものに限られず、合成物でも良い。また、はっか、ミント、ハッカ油、その他のメントールを含むものを使用しても良い。
また、風味添加剤は、例えば、フィルタ15の壁部に含浸させることによってフィルタ15に設けられている。風味添加剤がフィルタ15に設けられている態様は、このような態様に限られず、例えば、当該風味添加剤が封入されているカプセルをフィルタ15の壁部に埋設することによって、フィルタ15に風味添加剤が設けられているようにしても良い。または、フィルタ15とエアロゾル吸引カートリッジ10等との間に風味添加剤が封入されたカプセルが配置されるようにしても良い。風味添加剤がカプセルに封入されている場合、使用者は、カプセルを指で押圧することにより、カプセルを破壊することができ、所望のタイミングで風味添加剤の芳香成分を揮発させることが可能となる。
また、風味添加剤は、例えば、マイクロカプセルに封入されている場合、封入されているマイクロカプセルをエアロゾル吸引カートリッジ10等に設けても良い。勿論、当該マイクロカプセルを支持部材14に設けても良い。
また、充填物13の原料としての結着剤または増粘剤としては、実施の形態に挙げたものの他、キサンタンガム、アラビアゴムおよびローカストビーンガムなどのゴム、例えばカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースおよびエチルセルロースなどのセルロース結合剤、または、アルギン酸などの有機酸、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カラナギン、寒天およびペクチンなどの有機酸の共役塩基塩などの多糖類、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
また、充填物13や誘導加熱部材12がシート状の場合、必ずしもエアロゾル形成部材1の全体に渡って一枚構成である必要はなく、数枚に分割されていてもよい。この場合には、製造コストの低減に効果的である。
また、充填物13と誘導加熱部材12はともにシート状である必要は必ずしもなく、例えば誘導加熱部材12がシート状であるが、充填物13は粉状、顆粒状、ペースト状、短冊状、小片状といった他の形態をとることもできる。一方、誘導加熱部材12においても、平板状、球状、円管状、線状といった他の形態をとることもできる。
また、線Lは、必ずしも連続した線ではなく、シートを貫通する線または非貫通の線が形成されている部分と、線が形成されていない部分が直線状に連続的に配列する破線状に形成されてもよい。さらにシートを貫通する線と非貫通の線が直線状に連続的に並んでもよい。また、シートを貫通する線と、非貫通の線、さらに線が形成されていない部分が規則的または不規則に直線状に配列するようなパターンでもよい。
1 エアロゾル形成部材
10 エアロゾル吸引カートリッジ
11 包装部材
12 誘導加熱部材
13 充填物
14 支持部材
15 フィルタ
16 外装部材
17 シール部材
10 エアロゾル吸引カートリッジ
11 包装部材
12 誘導加熱部材
13 充填物
14 支持部材
15 フィルタ
16 外装部材
17 シール部材
Claims (6)
- エアロゾル吸引カートリッジに使用される円柱形状のエアロゾル形成部材であって、
筒形状の包装部材と、
前記包装部材の筒形状の内部に収納され、交番磁界に反応して熱を発生させる誘導加熱部材と、
加熱することでエアロゾルを発生させる素材よりなる充填物と、を備え、
前記誘導加熱部材は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮してなる、
ことを特徴とする、エアロゾル形成部材。 - 前記充填物は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮した形態であり、
前記誘導加熱部材は、その一部または全部が前記充填物に接触しながら追従して捲縮している、
ことを特徴とする、請求項1に記載のエアロゾル形成部材。 - 前記充填物は、その一部または全部が薄膜状の素材が捲縮した形態である、
ことを特徴とする、請求項2に記載のエアロゾル形成部材。 - 前記誘導加熱部材の一部または全部を形成する薄膜は、その厚さが0.005~0.05mmである、
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材。 - 前記充填物は、短冊状、ペースト状、粒状または粉状の形状を含む、
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材。 - 前記誘導加熱部材は、その表面に、その厚さと同じまたは厚さ未満の深さの線が、前記薄膜を捲縮したときに形成される線に沿って形成されている、
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のエアロゾル形成部材。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022195159 | 2022-12-06 | ||
JP2022195159 | 2022-12-06 |
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JP2023204999A Pending JP2024081617A (ja) | 2022-12-06 | 2023-12-05 | エアロゾル吸引カートリッジ用のエアロゾル形成部材 |
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2023
- 2023-12-05 JP JP2023204999A patent/JP2024081617A/ja active Pending
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