JP2015512266A - 可燃性熱源の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明によれば、障壁（１２０）を有する可燃性熱源（１１８）の製造方法が提供される。この方法は、キャビティ（１０２）を定めるモールド（１００）を準備するステップと、このモールドキャビティ内に粒子成分（１０８）を導入するステップと、モールドに隣接させてキャビティ開口部を覆うように層状要素（１１４）を配置するステップと、粒子成分を圧縮して可燃性熱源を形成するステップとを含み、圧縮ステップ中、パンチ（１１２）及びモールドを用いて層状要素を打ち抜くことによって障壁が形成され、このパンチは、障壁に対し、粒子成分を圧縮して障壁を可燃性熱源に固定するように作用する。【選択図】図１

Description

本発明は、障壁を有する可燃性熱源の製造方法に関する。

当業では、タバコを燃焼させるのではなく加熱する喫煙物品が数多く提案されている。このような「加熱式」喫煙物品の１つの目的は、従来のシガレットにおけるタバコの燃焼及び熱分解による劣化によって生じる種類の既知の有害な煙成分を減少させることである。１つの既知のタイプの加熱式喫煙物品では、可燃性熱源からこの可燃性炭素質熱源の下流に位置するエアロゾル形成基材に熱が伝達されることによってエアロゾルが発生する。喫煙中、可燃性熱源からの熱伝達によってエアロゾル形成基材から揮発性化合物が放出され、喫煙物品を通じて吸い込まれる空気に同伴する。この放出された化合物は、冷えると凝縮してエアロゾルを形成し、これをユーザが吸入する。

例えば、国際公開第２００９／０２２２３２号には、可燃性熱源と、この可燃性熱源の下流のエアロゾル形成基材と、可燃性熱源の後部及び隣接するエアロゾル形成基材の前部を取り囲んでこれらに接する熱伝導要素とを含む喫煙物品が開示されている。

このような喫煙物品で使用される可燃性熱源は、粒子状材料を押圧して固体熱源を形成することによって熱源を形成する多段階工程で製造されることが知られている。この粒子状材料は、炭素系及び非炭素系であることが知られており、熱源の構造特性を改善するためにバインダも含むこともできる。その後、次の工程において、この熱源に熱伝導要素が取り付けられる。

国際公開第２００９／０２２２３２号

従って、本発明は、製造効率の高い可燃性熱源の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の１つの態様によれば、熱源とエアロゾル形成基材の間の分離部として使用される障壁を有する可燃性熱源の製造方法が提供される。この方法は、キャビティを定めるモールドを準備するステップと、このモールドキャビティ内に粒子成分を導入するステップと、モールドに隣接させてキャビティの開口部を覆うように層状要素を配置するステップと、粒子成分を圧縮して可燃性熱源を形成するステップとを含み、圧縮ステップ中、パンチ及びモールドを用いて層状要素を打ち抜くことによって障壁が形成され、パンチは、障壁に対し、粒子成分を圧縮して障壁を可燃性熱源に固定するように作用する。

このような方法を提供することにより、障壁を有する可燃性熱源の製造に関わるステップ数が有利に減少する。従って、より安価でより速く熱源を製造することができる。また、障壁要素によって熱源の粒子成分が圧縮装置と直接接触しないようにする方法を提供することにより、粒子成分がパンチに付着する可能性が有利に抑えられる。このことは、後述するように粒子状材料がバインダを含む場合に特に有利となり得る。

「障壁」は「バックコーティング」としても知られており、従って本発明は、バックコーティングを有する熱源を一段階工程で製造する方法である。

本明細書で使用する「粒子成分」という用語は、限定するわけではないが粉体及び粒体を含むいずれかの流動性粒子状材料又は粒子状材料の組み合わせを示すために使用するものである。本発明による方法で使用する粒子成分は、種類の異なる２種類又はそれ以上の粒子状材料を含むことができる。これとは別に、又はこれに加えて、本発明による方法で使用する粒子成分は、組成の異なる２種類又はそれ以上の粒子状材料を含むこともできる。

この障壁は、使用時に、可燃性熱源の発火時又は燃焼時にエアロゾル形成基材が曝される温度を有利に制限し、従って喫煙物品の使用中にエアロゾル形成基材が熱劣化又は燃焼するのを回避又は低減する役に立つことができる。

好ましい実施形態では、方法が、可燃性熱源と障壁の間に接着剤を与えるステップをさらに含む。この接着剤は、障壁の可燃性熱源に対する付着性を高める。接着剤は、層状要素がモールドに隣接して配置される前に層状要素に適用されることが好ましい。接着剤は、スプレーガン、ローラ、スロットガン又は他のいずれかの好適な方法で適用することができる。接着剤は、圧縮された粒子状材料に障壁材料を恒久的に固定するのに適したいずれかの接着剤とすることができる。接着剤は、可燃性熱源の発火時又は燃焼時の高温に耐えるものであることが好ましい。接着剤は、ＰＶＡ（ポリ酢酸ビニル）接着剤であることが好ましい。これに加えて、又はこれとは別に、例えばＣＭＣ又はケイ酸カリウムなどの、熱源内の結合剤などの添加剤が接着剤として機能することもできる。

特に好ましい実施形態では、層状材料に予め接着剤が適用される。

粒子成分は結合剤を含むことが好ましい。結合剤は、可燃性熱源を障壁に結合するように構成することができる。結合剤が可燃性熱源を障壁に結合するように構成されている場合には、可燃性熱源と障壁の間に接着剤を与えなくてもよい。さらに別の実施形態では、粒子成分が、１種類又はそれ以上のこのような結合剤を含むことができる。

この１種類又はそれ以上の結合剤は、有機バインダ、無機バインダ、又はこれらの組み合わせとすることができる。既知の好適な有機バインダとしては、以下に限定されるわけではないが、ガム（例えば、グアーガム）、変性セルロース及びセルロース誘導体（例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロース）粉、でんぷん、砂糖、植物油及びこれらの組み合わせが挙げられる。

既知の好適な無機バインダとしては、以下に限定されるわけではないが、例えばベントナイト及びカオリナイトなどの粘土、例えばセメント、アルカリ活性アルミノケイ酸塩などのアルミノケイ酸塩誘導体、例えばケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムなどのアルカリケイ酸塩、例えば石灰及び消石灰などの石灰石誘導体、例えばマグネシアセメント、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム及び第二リン酸カルシウムなどのアルカリ土類化合物及び誘導体、並びに例えば硫酸アルミニウムなどのアルミニウム化合物及び誘導体が挙げられる。

障壁は、可燃性熱源の側面に沿って少なくとも部分的に延びてキャップを形成することが好ましい。このキャップは、可燃性熱源の長手方向側面に沿って延びることが好ましい。キャップは、可燃性熱源の長手方向側面に沿って約５００ミクロン未満の距離にわたって延びることが好ましい。いくつかの好ましい実施形態では、キャップが、可燃性熱源の長手方向側面に沿って、障壁の厚みの約５倍未満の距離にわたって、より好ましくは障壁の厚みの約３倍未満の距離にわたって延びる。このような構成の障壁を提供すると、キャップに覆われた可燃性熱源の角部の構造的剛性が高まるという利点が得られる。

障壁に接するパンチの輪郭は凹状であることが好ましい。凹状輪郭の使用は、熱源の先端部の周囲に丸みを帯びた又は断ち切られた縁部を形成する役に立つ。凹状のパンチ輪郭を提供すると、障壁が可燃性熱源上に凸状のキャップを形成することも可能になる。凹状輪郭は、約０．２５ｍｍ〜約１ｍｍの深さを有することが好ましく、約０．４ｍｍ〜約０．６ｍｍの深さを有することがより好ましい。凹状輪郭の面取りされた縁部の角度は、約３０度〜約８０度であることが好ましい。パンチ及びモールドは、対応する円形断面を有することが好ましい。或いは、パンチ及びモールドは、対応する楕円形断面を有することもできる。

パンチに凹状輪郭を与えることにより、熱源と障壁の間の変形又はエアロックのリスクが抑えられるという利点が得られる。

本発明の障壁は、不燃性であることが好ましい。本明細書で使用する「不燃性」という用語は、可燃性熱源がその燃焼時又は発火時に到達する温度において実質的に不燃性である障壁を示すために使用するものである。

障壁は、実質的に空気不透過性であることが好ましい。本明細書で使用する「空気不透過性」という用語は、以下でさらに詳述するように、障壁を有する可燃性熱源が喫煙物品内で使用されている時に障壁を通じて空気が吸い込まれるのを実質的に防ぐ障壁を示すために使用するものである。実質的に空気不透過性の障壁を提供すると、喫煙物品を通じて燃焼生成物が吸い込まれるレベルを低下させることができるという利点が得られる。

障壁は、喫煙物品の所望の特性及び性能に応じて、低い熱伝導率を有することも、又は高い熱伝導率を有することもできる。いくつかの実施形態では、改良された非定常平面熱源（ＭＴＰＳ）法を用いて測定した時に、２３℃及び５０％の相対湿度で約０．１ワットパーメートルケルビン（Ｗ／（ｍ・ｋ））〜約２００ワットパーメートルケルビン（Ｗ／（ｍ・ｋ））のバルク熱伝導率を有する材料から障壁を形成することができる。障壁の熱伝導率は、少なくとも約２００ワットパーメートルケルビン（Ｗ／（ｍ・ｋ））であることが好ましい。

上述したように可燃性熱源が喫煙物品内に提供されている場合、障壁の厚みは、良好な喫煙性能を達成するように適宜に調整することができる。いくつかの実施形態では、障壁が、約１０ミクロン〜約５００ミクロンの厚みを有することができる。障壁の厚みは、約１０ミクロン〜約５０ミクロンであることが好ましく、約３０ミクロンであることがより好ましい。

障壁は、発火及び燃焼時に可燃性熱源が到達する温度において実質的に熱的に安定する不燃性の１種類又はそれ以上の好適な材料から形成することができる。障壁は、パンチ及びダイを用いて切断するのに適した材料から形成されることが好ましい。障壁を形成できる好ましい材料としては、銅、アルミニウム、ステンレス鋼及び合金が挙げられる。障壁は、アルミニウムから形成されることが最も好ましい。特に好ましい実施形態では、このアルミニウムが、＞９９％純アルミニウムＥＮＡＷ１２００又はＥＮＡＷ８０７９合金である。

障壁は、可燃性熱源の裏面全体に沿って延びることが好ましい。

障壁の厚みは、顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、又は当業で周知の他のいずれかの好適な測定方法を用いて測定することができる。

本方法は、ホッパを用いて粒子成分をモールドキャビティに導入するステップを含むことが好ましい。このホッパは、モールドキャビティ上を摺動自在に前進して粒子状材料を供給し、その後モールドキャビティから摺動自在に後退することが好ましい。１つの実施形態では、ホッパがモールドキャビティ上を摺動自在に前進する際に、ホッパの外面を利用して、前工程の障壁を有する可燃性熱源を作業領域から除去する。ホッパの出口は、モールドキャビティに隣接するまで、モールドに対して実質的に密封することができる。

本明細書で使用する「密封された」という用語は、ホッパ内に供給された粒子状物質がホッパから排出するのを防がれることを示す。

方法は、連続する層状材料を供給することにより、キャビティの開口部を覆うように層状要素を配置するステップを含むことが好ましい。この連続する層状材料は、モールドキャビティの幅の約１．５倍〜３倍の幅を有することが好ましい。この連続する層状材料は、ホッパの摺動方向と実質的に平行な方向に供給されることが好ましい。この実施形態では、層状材料がホッパの頂部よりも上方から供給される。別の実施形態では、層状材料が、ホッパの摺動方向と実質的に垂直な方向に供給される。

方法は、層状要素を打ち抜くステップ中に、モールドキャビティに隣接して層状材料を拘束するステップをさらに含むことが好ましい。打ち抜き作業中に層状要素を拘束すると、障壁の品質が改善されるという利点が得られる。層状材料を拘束するステップは、パンチを受け入れるための貫通穴を含む板を使用して、層状材料をキャビティに隣接させてモールド上に押圧するステップを含むことが好ましい。

方法は、形成された障壁を有する可燃性熱源をキャビティから排出するステップをさらに含むことが好ましい。形成された熱源は、キャビティの基部を形成するモールド部分をキャビティの開口部に向けて相対的に移動させることによって排出されることが好ましい。１つの実施形態では、キャビティ壁を定めるモールド部分が下向きに移動し、キャビティの基部を定めるモールド部分が、キャビティ壁を定める部分に対して静止した状態を保つ。モールドキャビティからの熱源の排出は、熱源がホッパの外面によって作業領域から除去されるように、ホッパのモールドを横切る摺動自在な前進に対応することが好ましい。

モールドが複数のキャビティを定めて、同時に複数のキャビティを製造できるようにすることもできる。複数のキャビティは、一列で、複数列で、又は互い違いの列で設けることができる。この実施形態では、各々が１つのキャビティに対応する複数のパンチが設けられる。

別の実施形態では、この方法が、連続回転マルチキャビティプレス機、いわゆるタレットプレス機を利用するステップを含む。この実施形態では、キャビティが中心軸の周囲を回転する。このキャビティには、粒子成分を受け入れるキャビティに対して静止したホッパから粒子成分が供給される。従って、ホッパは、円弧によって定められる線に沿って往復運動する。その後、キャビティの開口部を覆うようにキャビティに隣接して層状材料が供給され、回転マルチキャビティプレス機の実質的に接線方向に供給される。パンチは、層状材料の垂直方向上方に設けられ、材料を打ち抜くステップ中は、打ち抜かれているキャビティに対して静止する。従って、パンチは、垂直方向と、円弧によって定められる線に沿った方向の両方に往復運動する。その後、形成された障壁を有する可燃性熱源がモールドから排出される。

以下でさらに説明するように、可燃性熱源は、非貫通型であっても、又は貫通型であってもよい。

本明細書で使用する「非貫通型」という用語は、熱源を含む喫煙物品を通じてユーザに吸入されるために吸い込まれた空気が、可燃性熱源に沿ったいずれの空気流チャネルも通過しない可燃性熱源を示すために使用するものである。

本明細書で使用する「貫通型」という用語は、熱源を含む喫煙物品を通じてユーザに吸入されるために吸い込まれた空気が、可燃性熱源に沿った１又はそれ以上の空気流チャネルを通過する可燃性熱源を示すために使用するものである。

いくつかの実施形態では、可燃性熱源が複数の層を含むことができる。この実施形態では、異なる特性を有する異なる層が形成されるように、これらの層が異なる粒子状材料から形成されることが好ましい。この複数の層は、第１の粒子状材料をモールドキャビティに導入した後に、第２の粒子状材料をモールドキャビティに導入することによって形成することができる。第１の粒子状材料は第１の層に対応し、第２の粒子状材料は第２の層に対応する。

本明細書で使用する「１つの層」及び「複数の層」という用語は、本発明による方法によって形成される多層物品の、互いに境界面に沿って交わる異なる部分を示すために使用するものである。「１つの層」及び「複数の層」という用語の使用は、本発明による方法によって形成される多層物品の、いずれかの特定の絶対的寸法又は相対的寸法を有する異なる部分に限定されるものではない。具体的には、本発明による方法によって形成される多層物品の各層は、層状であっても、又は非層状であってもよい。

粒子成分は、可燃性炭素質材料を含むことが好ましい。本発明による可燃性炭素質熱源の形成方法で使用する炭素質粒子成分は、１種類又はそれ以上の好適な炭素含有材料から形成することができる。

本明細書で使用する「炭素質」という用語は、炭素を含む熱源及び粒子成分を示すために使用するものである。

粒子成分が炭素質である実施形態では、第１の粒子成分の炭素含有量が、この第１の粒子成分の少なくとも約３５乾燥重量パーセントであることが好ましく、少なくとも約４５乾燥重量パーセントであることがより好ましく、少なくとも約５５乾燥重量パーセントであることが最も好ましい。いくつかの好ましい実施形態では、第１の粒子成分の炭素含有量が、この第１の粒子成分の少なくとも約６５乾燥重量パーセントであることが好ましい。

本発明による可燃性炭素質熱源の形成方法で使用する炭素質粒子成分は、可燃性炭素質熱源の特性を改善するために、１種類又はそれ以上のバインダの代わりに、又はこれに加えて、１種類又はそれ以上の添加剤を含むこともできる。好適な添加剤としては、以下に限定されるわけではないが、可燃性炭素質熱源の圧密化を促すための添加剤（例えば、焼結助剤）、可燃性炭素質熱源の発火を促すための添加剤（例えば、過塩素酸塩、塩素酸塩、硝酸エステル、過酸化物、過マンガン酸塩、ジルコニウム及びこれらの組み合わせなどの酸化剤）、可燃性炭素質熱源の燃焼を促すための添加剤（例えば、クエン酸カリウムなどのカリウム及びカリウム塩）及び可燃性炭素質熱源の燃焼によって生成される１種類又はそれ以上のガスの分解を促すための添加剤（例えば、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３などの触媒）が挙げられる。

本発明による方法を使用して喫煙物品のための可燃性炭素質熱源を形成する場合、粒子成分の少なくとも１種類が炭素を含む。粒子成分の少なくとも１種類は、発火補助剤を含むことが好ましい。いくつかの実施形態では、粒子成分の少なくとも１種類が、炭素及び発火補助剤を含むことができる。

第１の粒子成分が発火補助剤を含む実施形態では、第１の粒子成分の発火補助剤含有量が、約６０乾燥重量パーセント以下であることが好ましく、約５０乾燥重量パーセント以下であることがより好ましく、約４０乾燥重量パーセント以下であることが最も好ましい。いくつかの好ましい実施形態では、第１の粒子成分の発火補助剤含有量が、約３０乾燥重量パーセント以下であることが好ましい。

本明細書で使用する「発火補助剤」という用語は、可燃性熱源の発火中にエネルギー及び酸素の一方又は両方を放出する材料を示すために使用するものであり、この材料が放出するエネルギー及び酸素の一方又は両方の放出速度は、周囲酸素の拡散律速ではない。換言すれば、可燃性熱源の発火中にこの材料が放出するエネルギー及び酸素の一方又は両方の放出速度は、周囲酸素がこの材料に到達できる速度とほとんど無関係である。本明細書で使用する「発火補助剤」という用語は、可燃性熱源の発火中にエネルギーを放出する元素金属を示すためにも使用され、この元素金属の発火温度は約５００℃未満であり、燃焼熱は少なくとも約５ｋＪ／ｇである。

本明細書で使用する「発火補助剤」という用語は、炭素燃焼を修正すると考えられている（アルカリ金属クエン酸塩、アルカリ金属酢酸塩及びアルカリ金属コハク酸エステル塩などの）カルボン酸のアルカリ金属塩、（アルカリ金属塩化物塩などの）アルカリ金属ハロゲン化物塩、アルカリ金属炭酸塩又はアルカリ金属リン酸塩を含まない。このようなアルカリ金属燃焼塩は、たとえ可燃性熱源の総重量に対して大量に存在する場合でも、可燃性熱源の発火中に、初期吸煙中に満足できるエアロゾルを生成するほど十分なエネルギーを放出しない。

好適な酸化剤の例としては、以下に限定されるわけではないが、例えば硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸ナトリウム、硝酸バリウム、硝酸リチウム、硝酸アルミニウム及び硝酸鉄などの硝酸塩、亜硝酸塩、その他の有機及び無機ニトロ化合物、例えば塩素酸ナトリウム及び塩素酸カリウムなどの塩素酸塩、例えば過塩素酸ナトリウムなどの過塩素酸塩、亜塩素酸塩、例えば臭素酸ナトリウム及び臭素酸カリウムなどの臭素酸塩、過臭素酸塩、亜臭素酸塩、例えばホウ酸ナトリウム及びホウ酸カリウムなどのホウ酸塩、例えば鉄酸バリウムなどの鉄酸塩、フェライト、例えばマンガン酸カリウムなどのマンガン酸塩、例えば過マンガン酸カリウムなどの過マンガン酸塩、例えば過酸化ベンゾイル及び過酸化アセトンなどの有機過酸化物、例えば過酸化水素、過酸化ストロンチウム、過酸化マグネシウム、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、過酸化亜鉛及び過酸化リチウムなどの無機過酸化物、例えば超酸化カリウム及び超酸化ナトリウムなどの超酸化物、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、亜ヨウ素酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、その他のスルホキシド、リン酸塩、スルホン酸エステル、亜リン酸塩及び亜ホスフィン酸エステルが挙げられる。

本発明による方法によって形成される可燃性熱源の見掛け密度は、約０．８〜約１．１ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、約０．９ｇ／ｃｍ３であることがより好ましい。

本発明による方法によって形成される可燃性熱源の長さは、約２ｍｍ〜約２０ｍｍであることが好ましく、約３ｍｍ〜約１５ｍｍであることがより好ましく、約９ｍｍ〜約１１ｍｍであることが最も好ましい。

本発明による方法によって形成される可燃性熱源の直径は、約５ｍｍ〜約１０ｍｍであることが好ましく、約７ｍｍ〜約８ｍｍであることがより好ましく、約７．８ｍｍであることが最も好ましい。

本発明による方法によって形成される可燃性熱源の直径は、実質的に均一であることが好ましい。しかしながら、本発明による方法を使用して、可燃性熱源の第１の端部の直径が反対側の第２の端部の直径よりも大きくなるようなテーパ状の可燃性熱源を形成することもできる。

本発明による方法によって形成される可燃性熱源は、実質的に円筒状であることが好ましい。例えば、本発明による方法を使用して、実質的に円形断面の、又は実質的に楕円形断面の円筒状可燃性熱源を形成することができる。

本明細書で使用する「長さ」という用語は、喫煙物品の長手方向の寸法を示すために使用するものである。

本発明のさらに別の態様によれば、障壁を有する可燃性熱源の製造方法が提供される。この方法は、キャビティを定めるダイを準備するステップと、このダイキャビティに圧縮した粒子状可燃性熱源を導入するステップと、ダイに隣接してキャビティの開口部を覆うように層状要素を配置するステップと、パンチ及びダイを用いて層状要素を打ち抜くことによって障壁を形成するステップとを含み、パンチは、障壁に対し、障壁を可燃性熱源に固定するように作用する。

可燃性熱源に障壁を適用する工程と同じ工程で層状材料を打ち抜くことによって障壁を形成すると、障壁を有する可燃性熱源の製造効率が改善されるという利点が得られる。

本明細書で説明するような障壁を有する可燃性熱源は、喫煙物品で使用することができる。この喫煙物品は、上述したような障壁を有する可燃性熱源と、エアロゾル形成基材と、膨張チャンバなどの伝達部分と、フィルタ部分と、マウスピースとを含むことができる。可燃性熱源は、喫煙物品の第１の端部に、エアロゾル形成基材に隣接して設けられることが好ましい。可燃性熱源の障壁は、熱源とエアロゾル形成基材の間に設けられる。マウスピースは、喫煙物品の第２の端部に設けられる。喫煙物品の各構成要素はラッパーに包まれる。ラッパーは、可燃性熱源に隣接する領域内に追加の障壁を含むことができる。

本明細書で使用する「エアロゾル形成基材」という用語は、加熱時にエアロゾルを形成できる揮発性成分を放出することができる基材を示す。

本発明による方法は、上述したタイプの喫煙物品のための障壁を有する可燃性熱源を形成するために有利に使用することができる。具体的には、本発明による方法は、喫煙物品のための可燃性炭素質熱源を形成するために有利に使用することができる。

或いは、本明細書におけるミーンズプラスファンクションの機能を、これらの機能の対応する構造面から表すこともできる。

１つの態様に関するあらゆる特徴は、あらゆる適切な組み合わせで他の態様に適用することができる。具体的には、方法の態様を装置の態様に適用することができ、逆もまた同様である。さらに、１つの態様におけるいずれかの、一部の又は全部の特徴を、他のいずれかの態様におけるいずれかの、一部の又は全部の特徴にあらゆる適切な組み合わせで適用することもできる。

また、本発明のいずれかの態様において説明し定義する様々な特徴の特定の組み合わせを単独で実装又は供給又は使用することもできると理解されたい。

以下の添付図面を参照しながら、本発明をほんの一例としてさらに説明する。

本発明の方法によって製造されている障壁を有する可燃性熱源の概略図である。 障壁を有する可燃性熱源の側面図である。 障壁を有する可燃性熱源の上面図である。

図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に、障壁を有する可燃性熱源の製造の概略図を示す。手短に言えば、障壁を有する可燃性熱源は、ガムなどのバインダを有する炭素系の粒子状材料が導入されたモールドを用いて製造される。この障壁は、実質的に空気不透過性、不燃性であり、可燃性熱源からの熱を伝達するように構成される。好適な材料はアルミニウムである。可燃性熱源上に障壁、いわゆるバックコーティングを提供するためには、層状材料を使用する。障壁は、この層状材料を打ち抜くことによって形成される。障壁材料を通じて力を加えるパンチにより、同時に粒子状材料が圧縮される。障壁と熱源の間には、障壁を熱源に固定するために接着剤が与えられる。形成された障壁を有する可燃性熱源は、実質的に円形の断面を有する。

熱源の製造に利用する機械は、以下のように構成される。可燃性熱源を形成するためのキャビティの側壁を定めるモールド１００が設けられる。キャビティの底壁は、セグメント１０４によって定められる。モールドの側壁及び底壁は、互いに対して移動可能である。ホッパ出口１１０を介してモールドキャビティ１０２内に粒子状物質１０８を提供するように構成されたホッパ１０６が設けられる。ホッパ１０６は、キャビティ１０２の長手方向軸に垂直な線に沿って往復運動できるように、モールド１００に対して摺動自在に装着される。キャビティ１０２の垂直方向上方にはパンチ１１２が設けられ、このパンチの長手方向軸とキャビティの長手方向軸とが整列するように配置される。層状材料１１４は、層状材料を含むボビン１１６から供給される。この層状材料は、ホッパが往復運動する方向に対して実質的に平行な方向に供給される。

図１（ａ）には、出口１１０がキャビティ開口部の上方に位置するように配置されたホッパ１０６を示している。ホッパは、この位置において、ホッパ内に貯蔵された粒子状物質１０８をキャビティ１０２内に提供する。キャビティ内には、単一の可燃性熱源を形成するのに十分な粒子状材料が提供される。モールド１０２の充填中、層状材料１１４は、ホッパ１０６によってモールドキャビティから離れて移動する。層状材料が熱源に確実に固定されるように、層状材料には、パンチが障壁を形成する前に接着剤が適用される。接着剤は、層状材料の片側に予め適用され、従ってボビン１１６から供給される層状材料は既に接着剤を有している。

図１（ｂ）には、図１（ａ）に示す充填位置から後退するホッパを示している。ホッパがモールドキャビティ開口部から離れて摺動すると、パンチがキャビティに向かって図示の方向に前進する。層状材料１１４は、障壁を打ち抜くのに適した位置に確実に存在するように、パンチ１１２に弾性的に取り付けられた板（図示せず）によって抑えられる。パンチがキャビティに向かって前進すると、この板が層状材料に係合してキャビティ１０２の開口部の上方に層状材料を拘束する。係合すると、板はモールドに対する移動を停止し、パンチは、板及びキャビティに対して移動しながら前進し続ける。パンチは、キャビティ開口部をダイとして使用することにより、層状材料から障壁を形成する。パンチは、形成された障壁を通じて粒子状材料に力を加える。従って、障壁が形成されると同時に粒子状材料がパンチによって圧縮される。熱源及び障壁を形成することに加え、パンチは、障壁に使用する層状材料の切断を可能にする凹状の断面輪郭を備える。事実上、凹状のパンチ輪郭を提供することによってパンチにナイフ状の縁部が形成され、層状材料の切断を容易にすることができる。この凹状の輪郭は、熱源の先端におけるキャップの成形も容易にすることができる。凹状の輪郭を提供することにより、粒子状材料は、パンチとモールド側壁の間の境界面から離れて移動する。粒子状材料を境界面から離れて移動させることにより、残骸が粒子状材料から一掃されてパンチとモールド壁の間の摩擦を低減することができ、この凹状パンチは、事実上モールドの側壁に沿ったスクレーパとして機能する。さらに、凹状のパンチ輪郭は、熱源の周囲に丸みを帯びた又は断ち切られた縁部を形成する。従って、以下でさらに詳述するような凸形状の障壁がもたらされる。圧縮ステップが終了すると、パンチは垂直方向に後退する。

図１（ｃ）には、後退中のパンチを示している。パンチが後退すると、キャビティの壁を定めるモールド部分が、キャビティの底部を形成するモールド部分に対して降下する。このようにして、熱源１１８がモールドキャビティから放出される。キャビティの側壁を定めるモールド部分が降下すると、ホッパがモールドの上面に沿って摺動自在に前進してさらなる熱源の製造工程を開始する。ホッパが前進すると、形成された熱源は、このホッパの前縁部を利用して作業領域から除去される。このようにして連続工程が行われる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に、障壁２００を有する形成された熱源１１８を示す。図示のように、この障壁は、側壁２０２を有する凸状キャップの形に形成される。この凸状キャップは、パンチの凹状輪郭によって形成され、凸状キャップの形状は、実質的にパンチの凹状輪郭の形状に対応する。凸状キャップを提供することにより、キャップと熱源の間の接着性を高めることができる。これに加えて、又はこれとは別に、凸状キャップを提供することにより、キャップと熱源の境界面において粒子状材料が砕けるリスクを抑えることができる。この熱源は、圧縮された粒子状材料２０４によって形成される。この熱源は、直径が約７．８ｍｍ、長さが約９ｍｍである。図２（ｂ）に示すように、障壁２００を有する可燃性熱源１１８は、断面が実質的に円形である。

この熱源は、喫煙物品で使用される。この喫煙物品は、上述のように形成された熱源と、この熱源の障壁に隣接して設けられたエアロゾル形成基材と、ディフューザと、伝達部分と、蒸気を凝縮するフィルタと、マウスピースフィルタとを含む。これらの構成要素は、熱源及びエアロゾル形成基材に隣接する追加のアルミニウム製ラップを含むことができるチップペーパーに包まれる。使用時には、ユーザが熱源を燃焼させ、これによりエアロゾル形成基材が加熱されて基材が発生する。ユーザが喫煙物品を吸引すると、エアロゾル形成基材の上流の通気孔を通じて空気が吸い込まれ、これにエアロゾルが同伴する。

上述した実施形態及び実施例は、本発明を例示するものであり限定するものではない。本発明の思想及び範囲から逸脱することなく本発明の他の実施形態を生じることもでき、従って本明細書で説明した特定の実施形態は限定的なものではないと理解されたい。

１００ モールド
１０２ キャビティ
１０４ セグメント
１０６ ホッパ
１０８ 粒子状物質
１１０ ホッパ出口
１１２ パンチ
１１４ 層状材料
１１６ ボビン
１１８ 熱源

Claims (15)

1. 障壁を有する可燃性熱源の製造方法であって、
   キャビティを定めるモールドを準備する準備ステップと、
   前記モールドのキャビティ内に粒子成分を導入する導入ステップと、
   前記モールドに隣接させて前記キャビティの開口部を覆うように層状要素を配置する配置ステップと、
   前記粒子成分を圧縮して前記可燃性熱源を形成する圧縮ステップと、
   を含み、前記圧縮ステップ中、パンチ及び前記モールドを用いて前記層状要素を打ち抜くことによって前記障壁が形成され、前記パンチは、前記障壁に対し、前記粒子成分を圧縮して前記障壁を前記可燃性熱源に固定するように作用する、
   ことを特徴とする製造方法。
2. 前記可燃性熱源と前記障壁の間に接着剤を与えるステップをさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記接着剤は、前記層状要素が前記モールドに隣接して配置される前に前記層状要素に適用される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 前記接着剤は、スプレーガン、ローラ及びスロットガンのうちの少なくとも１つによって適用される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
5. 前記粒子成分は、結合剤を含む、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
6. 前記結合剤は、前記可燃性熱源を前記障壁に結合するように構成される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
7. 前記障壁は、前記可燃性熱源の側面に沿って少なくとも部分的に延びてキャップを形成する、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の製造方法。
8. 前記パンチの輪郭は凹状である、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の製造方法。
9. 前記障壁は熱伝導性である、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の製造方法。
10. 前記障壁の熱伝導率は、少なくとも約２００Ｗ／ｍ．ｋ．である、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
11. 前記障壁は不燃性である、
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の製造方法。
12. 前記障壁は、実質的に空気不透過性である、
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の製造方法。
13. 連続回転マルチキャビティプレス機を利用する、
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の製造方法。
14. 前記粒子成分は、可燃性炭素質材料を含む、
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の製造方法。
15. 喫煙物品のための可燃性熱源の製造方法である、
    ことを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の製造方法。

Images