JP2016500274A - 気流指向要素を含む喫煙物品 - Google Patents

Abstract

口側の端および遠位端を備える喫煙物品（100）が提供される。喫煙物品は、熱源（102）、エアロゾル形成基質（104）、エアロゾル形成基質の下流に透気性セグメント（128）を含み気流経路を定義する気流指向要素（106）、および透気性セグメント中に空気を吸い込むための少なくとも一つの吸気口（132）を含む。気流経路は、第1の部分および第2の部分を含み、気流経路の第1の部分は、少なくとも一つの吸気口からエアロゾル形成基質に向かって延び、気流経路の第2の部分はエアロゾル形成基質から喫煙物品の口側の端に向かって延びる。気流経路の第1の部分は、少なくとも一つの吸気口の近くから透気性セグメントの上流端へ延びる透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分によって定義され、透気性セグメントは、少なくとも一つの吸気口の近くから透気性セグメントの下流端へ延びる高吸い込み抵抗部分をさらに含み、高吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗と低吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗の比率は1：1よりも高く、約50：1よりも低い。使用において、ユーザーは、少なくとも一つの吸気口を通して喫煙物品中へ空気を吸い込む喫煙物品の口側の端から吸い込む。吸い込まれた空気は、エアロゾル形成基質に向かって気流経路の第1の部分に沿って上流に通過し、ここで形成されたエアロゾルが吸い込まれた空気に引き込まれる。吸い込まれた空気および引き込まれたエアロゾルは、喫煙物品の口側の端に向かって気流経路の第2の部分に沿って下流に通過し、ユーザーによって吸入される。

Description

本発明は、熱源およびエアロゾル形成基質を含む喫煙物品に関する。

たばこが燃焼式ではなく加熱式である数多くの喫煙物品が、当技術分野で提案されてきた。こうした「加熱式」喫煙物品の一つの目的は、従来型の紙巻きたばこにおいて燃焼および熱分解性劣化により生成される種類の既知の有害煙抗生物質を低減することである。加熱式喫煙物品の一つの公知の種類では、可燃性熱源から可燃性熱源の内部、その周り、またはその下流にあるエアロゾル形成基質への熱の移動によりエアロゾルが生成される。喫煙中、揮発性化合物は、可燃性熱源からの熱伝達によりエアロゾル形成基質から放出され、喫煙物品を通して引き込まれた空気中に混入される。放出された化合物が冷めるにつれて凝結したエアロゾルを形成し、これがユーザーによって吸い込まれる。空気は通常、可燃性熱源を通して提供された一つ以上の気流チャネルを通してこうした公知の加熱式喫煙物品中に引き込まれ、可燃性熱源からエアロゾル形成基質への熱の移動は、強制対流（すなわち、喫煙）および伝導によって起こる。

例えば、WO-A2-2009/022232号は、可燃性熱源と、可燃性熱源の下流にあるエアロゾル形成基質と、可燃性熱源の後方部分およびエアロゾル形成基質の隣接する前方部分の周りにあり、それらに直に接触する熱伝導素子とを備えた喫煙物品を開示している。制御された量のエアロゾル形成基質の強制対流による加熱を提供するには、少なくとも一つの長軸方向の気流チャネルが可燃性熱源を通して提供される。

熱源からエアロゾル形成基質への熱伝達が強制対流によって主に生じる公知の加熱式喫煙物品において、エアロゾル形成基質中の対流熱伝達およびそれによる温度は、ユーザーの喫煙行動に応じてかなり変化しうる。結果として、ユーザーによって吸入される主流エアロゾルの組成物およびそれによる感覚特性は、ユーザーのたばこの吸い方から不利に影響を受けうる。

加熱式喫煙物品を通して吸い込まれる空気が加熱式喫煙物品の可燃性熱源と直に接触するようになる公知の加熱式喫煙物品においては、ユーザーがたばこを吸うと、可燃性熱源の燃焼の活性化が生じる。従って、たばこの吸い方が激しいと、エアロゾル形成基質の温度のスパイクを生じさせるのに十分に高い対流熱伝達に達し、不利にエアロゾル形成基質の熱分解および可能性としてはさらに局所的燃焼につながりうる。「スパイク」という用語は、本明細書に使用される場合、エアロゾル形成基質の温度の短期間の上昇を描写するために使用される。

また、このような公知の加熱式喫煙物品によって生成される主流エアロゾルの望ましくない熱分解副生成物および燃焼副生成物のレベルは、ユーザーによって採用される特定のたばこの吸い方に応じて不利にかなり変化しうる。

エアロゾル形成基質の温度およびそれによるエアロゾルの組成物がユーザーのたばこの吸い方によってもほとんど影響を受けない、熱源および熱源の下流にあるエアロゾル形成基質を含む加熱式喫煙物品に対する需要が、未だに存在する。特に、現実的にユーザーが採用しうる最も広範囲な喫煙条件下で、エアロゾル形成基質の燃焼または熱分解が実質的に生じない、熱源および熱源の下流にあるエアロゾル形成基質を含む加熱式喫煙物品に対する需要が未だにある。

本発明によれば、口側の端および遠位端を持つ喫煙物品が提供されている。喫煙物品は、熱源、エアロゾル形成基質、エアロゾル形成基質の下流にある透気性セグメントを含み気流経路を定義する気流指向要素、および透気性セグメント中に空気を吸い込むための少なくとも一つの吸気口を含む。気流経路は、第1の部分および第2の部分を含み、気流経路の第1の部分は、少なくとも一つの吸気口からエアロゾル形成基質に向かって延び、気流経路の第2の部分は、エアロゾル形成基質から喫煙物品の口側の端に向かって延びる。気流経路の第1の部分は、少なくとも一つの吸気口のすぐ近くから透気性セグメントの上流末端へ延びる透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分によって定義され、透気性セグメントは、少なくとも一つの吸気口のすぐ近くから透気性セグメントの下流末端へ延びる吸い込みへの高抵抗性部分をさらに含む。高吸い込み抵抗部分と低吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗の比率は1：1よりも高く約50：1よりも低い。気流経路の第2の部分は、実質的に中空管によって定義されるのが好ましい。

使用において、空気は少なくとも一つの吸気口を通して気流指向要素中に吸い込まれる。吸い込まれた空気の少なくとも一部は、気流経路の第1の部分に沿って、上流にある透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分を通してエアロゾル形成基質に向かって流れる。空気は、エアロゾル形成基質を通して、次いで気流経路の第2の部分に沿って下流にある喫煙物品の口側の端に向かって流れる。好ましい実施形態において、空気の大部分は、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分を通って流れる。

「透気性セグメント」という用語は、本明細書に使用される場合、透気性セグメントを通る空気通過を完全に遮断する方法で遮断したり、塞いだり、密封しないセグメントをいう。従って、透気性セグメントのそれぞれの部分は、吸い込みに対して有限な抵抗性を持つ。このようなプラグまたはシールのない透気性セグメントの製造は、製造上の複雑さを有利に減少させる。加えて、このようなプラグまたはシールのない透気性セグメントの製造は、喫煙物品での使用に対する適合性を決定するために、シール形成にあたって使用するための材料の選択および試験という面倒な手順を行う必要性を有利に低下または取り除くことができる。一定の好ましい実施形態において、透気性セグメントは、透気性セグメントの上流端から下流端への空気の通過を可能にするように開放端となっている。

「気流経路」という用語は、本明細書に使用される場合、空気がユーザーによる吸入のために喫煙物品を通して吸い込まれうる経路を描写するために使用される。

「近くである」という用語は、本明細書に使用される場合、非常に近い、または互いの近くにある構成要素を指すために使用される。

吸い込み抵抗は、ISO 6565：2011に従って測定され、通常はmmH₂Oの単位で表現される。透気性セグメントの吸い込み抵抗は、気流指向要素の透気性セグメントを通してのみ空気が流れるように気流経路の第2の部分を密封しながら気流指向要素の一端からの吸い込みを行うことによって測定しうる。透気性セグメントの吸い込み抵抗は、セグメントの長さに沿って均一であるのが好ましい。このような実施形態において、低吸い込み抵抗部分および高吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗は、それぞれ、透気性セグメントのそれぞれの長さと比例する。好ましい実施形態において、少なくとも一つの吸気口が気流指向要素の上流端に向かって位置する。このように、少なくとも一つの吸気口の上流にある透気性セグメントの一部分の吸い込み抵抗は、少なくとも一つの吸気口の下流にある透気性セグメントの部分の一部分の吸い込み抵抗よりも低くなるはずである。

透気性セグメントの吸い込み抵抗がセグメントの長さに沿って均一でないその他の実施形態において、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗は、透気性セグメントの上流端に最も近い少なくとも一つの吸気口に対応する位置で気流指向要素を横方向に切断して、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分を透気性セグメントの残り部分から分離して、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分を通してのみ空気が流れるように気流経路の第2の部分を密封しながら切断された低抵抗性部分の一端から吸い込むことによって、測定しうる。同様に、透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗は、透気性セグメントの下流端に最も近い少なくとも一つの吸気口に対応する位置で気流指向要素を横方向に切断して、透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分を透気性セグメントの残り部分から分離して、透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分を通してのみ空気が流れるように気流経路の第2の部分を密封しながら切断された高抵抗性部分の一端から吸い込むことによって、測定しうる。

喫煙物品は、複数列の吸気口を含んでもよく、それぞれの列は複数の吸気口を含む。この実施形態において、列は気流指向要素を囲むのが好ましい。吸気口の列は、気流指向要素の長軸方向の長さに沿って約0.5mm〜約5.0mmで分離してもよい。吸気口の列は、約1.0mmで分離するのが好ましい。上から明らかなように、この実施形態において、低吸い込み抵抗部分は、透気性セグメントの上流端に最も近い吸気口の列から透気性セグメントの上流端へ延び、高吸い込み抵抗部分は、透気性セグメントの下流端に最も近い吸気口の列から透気性セグメントの下流端へ延びる。従って、吸気口の列間の透気性セグメント部分は、どの部分の吸い込み抵抗の測定にも組み込まれない。

このような気流指向要素を有する喫煙物品を提供することにより、少なくとも一つの吸気口を通して冷気が吸い込まれ、気流指向要素の低吸い込み抵抗部分を通してエアロゾル形成基質に向かって上流を主に通過する。有利にも、エアロゾル形成基質を通して吸い込まれた冷気は、喫煙物品のエアロゾル形成基質の温度を低下させる。これは、ユーザーがたばこを吸う間のエアロゾル形成基質の温度のスパイクを実質的に防止または阻止することができ、エアロゾル形成基質の燃焼または熱分解を非常に有利に防いだり減少させる。さらに、有利なことに、エアロゾル形成基質を通して吸い込まれた冷気は、主流エアロゾルの組成物に対するユーザーのたばこを吸い方の効果を減少させうる。

「冷気」という用語は、本明細書に使用される場合、ユーザーがたばこを吸う際に熱源によって有意に加熱されていない環境空気を説明するために使用される。

一定の特に好ましい実施形態において、熱源を気流経路から分離してもよい。これは、喫煙物品の保管中の、エアロゾル形成基質から熱源へのエアロゾル形成剤の移動を有利に実質的に防止または阻止する。熱源が可燃性熱源の場合は、可燃性熱源の点火中および燃焼中に形成された燃焼生成物および分解生成物が喫煙物品を通して吸い込まれる空気に入ることを有利に実質的に防止または阻止する。加えて、これは、たばこを吸う間の可燃性熱源の燃焼の増加を実質的に防止または阻止するため、たばこを吸う間のエアロゾル形成基質の温度の上昇を非常に有利に実質的に防止または阻止する。これは、ユーザーのたばこの吸い方がエアロゾル組成物に与える効果を低下させる。また、喫煙物品の使用中の少なくとも一つのエアロゾル形成剤の分解は、有利に実質的に回避または減少させる。

好ましい実施形態において、可燃性熱源は「ブラインド」（すなわち、任意の気流チャネルを含まない）であり、エアロゾル形成基質の加熱は主に伝導により行われ強制対流（すなわち、喫煙）によるエアロゾル形成基質の加熱が最小限に抑えられる。これはまた、ユーザーのたばこの吸い方がエアロゾル組成物に与える効果をさらに減少させる。

「エアロゾル形成基質」という用語は、本明細書に使用される場合、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を加熱した時点で放出されうる基質を説明するために使用される。本発明に従った喫煙物品のエアロゾル形成基質から生成されるエアロゾルは、目に見えるものでも目に見えないものでもよく、蒸気（例えば、室温では通常液体または固体である物質が気体状である場合の微粒子）、ならびに気体および凝縮蒸気の液滴を含んでもよい。

「上流」および「前方」、ならびに「下流」および「後方」という用語は、本明細書に使用される場合、ユーザーがその使用時に喫煙物品を吸う方向に関連して、喫煙物品の構成要素または構成要素の一部分の相対的位置を説明するために使用される。本発明に従った喫煙物品は、口側の端および反対の遠位端を含む。使用時に、ユーザーは喫煙物品の口側の端で吸い込む。口側の端は、遠位端の下流にある。熱源は、遠位端に、またはその近くに位置する。好ましい実施形態において、エアロゾル形成基質は、熱源の下流にある。

「長さ」という用語は、本明細書に使用される場合、喫煙物品の長軸方向での寸法を説明するために使用される。

「横方向」という用語は、本明細書に使用される場合、喫煙物品の長軸に対して垂直な方向を説明するために使用される。

「分離された熱源」という用語は、本明細書に使用される場合、気流経路に沿って喫煙物品を通して吸い込まれる空気とは直に接触しない熱源を説明するために使用される。

「直に接触」という用語は、本明細書に使用される場合、気流経路に沿って喫煙物品を通して吸い込まれる空気と熱源表面の間の接触を説明するために使用される。

さらに下記のように、本発明に従った喫煙物品は、ブラインドまたは非ブラインドの熱源を含んでもよい。

「ブラインド」という用語は、本明細書で使用される場合、ユーザーによる吸入のために喫煙物品を通して吸い込まれた空気が、熱源に沿ったどの気流チャネルも通過しない、本発明による喫煙物品の熱源を描写するために使用される。

「非ブラインド」という用語は、本明細書で使用される場合、ユーザーによる吸入のために喫煙物品を通して吸い込まれた空気が、熱源に沿った一つ以上の気流チャネルを通過する本発明による喫煙物品の熱源を描写するために使用される。

「気流チャネル」という用語は、本明細書に使用される場合、熱源の長さに沿って延びるチャネルであって、それを通ってユーザーによる吸入のために空気が下流に吸い込まれうるチャネルを説明するために使用される。

透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗は、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗よりも大きい。言い換えれば、透気性セグメントの下流端と少なくとも一つの吸気口との間の吸い込み抵抗は、透気性セグメントの上流端と少なくとも一つの吸気口との間の吸い込み抵抗を上回る。上記のように、高吸い込み抵抗部分と低吸い込み抵抗部分との間の吸い込み抵抗の比率は、1：1よりも高く、約50：1よりも低い。吸い込み抵抗の比率は、約2：1よりも高く、約50：1よりも低いのがより好ましく、約4：1〜約50：1の間であるのがさらにより好ましい。特に好ましい実施形態において、比率は約8：1〜約12：1である。約10：1の比率が特に有益であることが見出された。

一つの実施形態において、少なくとも一つの吸気口は気流指向要素の上流端から約2mm〜約5mmであり、気流指向要素の長さは約20mm〜約50mmである。特に好ましい実施形態において、少なくとも一つの吸気口は気流指向要素の上流端から約5mmにあり、気流指向要素の長さは約26〜約28mmである。

驚くべきことに、少なくとも一つの吸気口を気流指向要素の上流端のあまりにも近くに配置するのは不利であることが判明した。少なくとも一つの吸気口は、可燃性熱源からの熱の伝達の結果としてエアロゾル形成基質から放出される揮発性化合物の蓄積の減圧を補助する。少なくとも一つの吸気口を気流指向要素の上流端のあまりにも近くに配置するのは、支流エアロゾルが少なくとも一つの吸気口を通して逃げるのを可能にするため、望ましくない。この理由のため、一定の実施形態において、少なくとも一つの吸気口を気流指向要素の上流端から約2mmよりも近くに配置するのは望ましくない。

一定の好ましい実施形態において、透気性セグメントは、実質的に均一な酢酸セルローストウ、紙、多孔性セラミック、たばこ、多孔性プラスチックエレメント、多孔性炭素エレメント、多孔性金属、その他などの透気性多孔性材料を含む。加えて、さらにまたは別の方法として、透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分は、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分と比較して、気流が減少した横断面を備える。この実施形態において、透気性セグメントは、透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分の少なくとも一つの部分の気流横断面を減少させる材料を含むのが好ましい。透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分の少なくとも一部分の横断面を減少させることは、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分を比較して透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗を増加させる一つの方法または追加的な方法となりうる。適切な材料は、例えば、ホットメルト接着剤、シリコーン、プラスチックチップまたは喫煙物品における使用に適する任意のその他の材料を含みうる。一つの実施形態において、透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分の気流横断面を狭めるために、例えばホットメルト接着剤の層を透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分内の領域に適用してもよい。

「気流横断面」という用語は、本明細書に使用される場合、それを通って空気が流れうる透気性セグメントの横断面部分をいう。

透気性セグメントは、ディフューザーでもよく、または少なくとも一つの吸気口を通して吸い込まれた冷気を拡散するように配置されたディフューザーを少なくとも含む。ディフューザーは、空気を拡散するために気流経路の第1の部分に沿って流れるように配置されるのが好ましい。好ましい実施形態において、透気性セグメントは、一様に分布した酢酸セルローストウを実質的に含む。別の実施形態において、透気性セグメントに提供される酢酸セルローストウの密度を、透気性セグメントの一部分の吸い込み抵抗を制御するために使用してもよい。

別の実施形態において、透気性セグメントは、捲縮紙から形成される。捲縮紙は、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分の少なくとも一部に対応する少なくとも一つの吸気口からセグメントの上流端へ延びる第1の領域、および透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分の少なくとも一部に対応する少なくとも一つの吸気口からセグメントの下流端の方へ延びる第2の領域を備えるのが好ましい。第1の領域は、少なくとも一つの吸気口から透気性セグメントの上流端に延び、第2の領域は、少なくとも一つの吸気口から透気性セグメントの下流端に延びるのがより好ましい。第1の領域は第2の領域よりも低い吸い込み抵抗を有するのが好ましい。捲縮紙は、第2の領域から透気性セグメントの下流端へ延びる第3の領域を有してもよい。一つの好ましい実施形態において、第3の領域は、第1の領域と同じ吸い込み抵抗を実質的に有する。この実施形態において、第2および第3の領域の合計した吸い込み抵抗は、第1の領域の吸い込み抵抗を上回る。低吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗は、mm長さあたり約6mm H₂O〜約10mm H₂Oであり、高吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗は、mm長さあたり約10mm H₂O〜約18mm H₂Oであるのが好ましい。特に好ましい実施形態において、少なくとも一つの吸気口の上流にある透気性セグメントの一部分の吸い込み抵抗は約10mm H₂Oであり、少なくとも一つの吸気口の下流にある透気性セグメントの吸い込み抵抗は約20mm H₂Oである。

気流指向要素は、開放端の実質的に不透気性のラッパー材料によって外周方向に囲まれた中空体を含むのが好ましく、気流経路の第2の部分は、開放端で実質的に不透気性の中空体の内部により囲まれた容積によって定義される。好ましい実施形態において、開放端で実質的に不透気性の中空体は直円柱である。実質的に不透気性の中空体の横断面は任意の形状でもよく、とりわけ、円形、楕円形、正方形、三角形および長方形を含む。透気性セグメントは、開放端で実質的に不透気性の中空体の少なくとも一部を囲むのが好ましい。

気流経路の第1の部分は、少なくとも一つの吸気口からエアロゾル形成基質の少なくとも近くまで長軸方向に上流に延びてもよい。気流経路の第1の部分は、少なくとも一つの吸気口からエアロゾル形成基質へ長軸方向に上流に延びるのが好ましい。

気流経路の第2の部分は、エアロゾル形成基質の少なくとも近くから喫煙物品の口側の端の方へ長軸方向に下流に延びてもよい。気流経路の第2の部分は、エアロゾル形成基質から喫煙物品の口側の端に向けて長軸方向に下流に延びるのが好ましい。

一定の実施形態において、気流経路の第2の部分は、エアロゾル形成基質内から喫煙物品の口側の端に向けて長軸方向に下流に延びてもよい。

一つの好ましい実施形態において、気流経路の第1の部分は、少なくとも一つの吸気口からエアロゾル形成基質へ長軸方向に上流に延び、気流経路の第2の部分は、エアロゾル形成基質内から喫煙物品の口側の端の方へ長軸方向に下流に延びる。

使用において、熱源から本発明に従った喫煙物品のエアロゾル形成基質への熱の移動により、エアロゾルが生成される。エアロゾル形成基質に対して気流経路の第2の部分の上流端の位置を調整することによって、エアロゾルがエアロゾル形成基質を出る位置を制御することが可能である。これにより、本発明に従った喫煙物品が所望のエアロゾル送達を備えて製作されることが有利に可能となる。

好ましい実施形態において、少なくとも一つの吸気口を通して気流経路の第2の部分中に吸い込まれた冷気は、エアロゾル形成基質への気流経路の第1の部分を通って、エアロゾル形成基質を通って上流に通過し、次いで、気流経路の第2の部分を通して喫煙物品の口側の端に向かって下流に通過する。

好ましい実施形態において、気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分は、同心である。しかし、その他の実施形態において、気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分が非同心でもよいことが理解されよう。例えば、気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分は、平行かつ非同心でもよい。

気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分が同心の場合、気流経路の第1の部分が気流経路の第2の部分を囲むのが好ましい。しかし、その他の実施形態において、気流経路の第2の部分が気流経路の第1の部分を囲みうることが理解されよう。

一つの特に好ましい実施形態において、気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分は同心で、気流経路の第2の部分は喫煙物品内に実質的に中心に配置され、気流経路の第1の部分は気流経路の第2の部分を囲む。この配置は、本発明に従った喫煙物品が、熱源の後方部分の周りにありそれに直に接触する熱伝導性要素およびエアロゾル形成基質の隣接する前方部分をさらに含む場合に、特に有益である。

気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分は、実質的に一定の横断面でもよい。例えば、気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分が同心である場合、気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分の一つは、実質的に一定の円形横断面でもよく、気流経路の第1の部分および気流経路の第2の部分のもう一つの方は、実質的に一定の環状横断面でもよい。

実質的に不透気性の中空体を、熱源からエアロゾル形成基質への熱の伝達によって生成されるエアロゾル温度で実質的に熱安定性のある一つ以上の適切な不透気性材料から形成しうる。適切な材料は、当技術で公知であり、ボール紙、プラスチック、セラミック、金属、炭素およびこれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。

開放端で実質的に不透気性の中空体が円柱である場合、円柱は約2mm〜約5mmの直径、例えば約2.5mm〜約4.5mmの直径を有しうる。円柱は、喫煙物品の所望の全径に応じて、その他の直径を有してもよい。

本発明に従った喫煙物品は、熱源の少なくとも一つの後方部分、エアロゾル形成基質、およびエアロゾル形成基質の下流にある喫煙物品のその他の構成要素を囲む外側ラッパーを含むのが好ましい。外側ラッパーは、実質的に不透気性であるのが好ましい。本発明に従った喫煙物品は、任意の適切な材料または材料の組み合わせから形成される外側ラッパーを含んでもよい。適切な材料は当技術で周知であり、シガレットペーパーを含むが、これに限定されない。外側ラッパーは、喫煙物品の組立時に、喫煙物品の熱源およびエアロゾル形成基質を握持するべきである。

空気を気流経路の第1の部分中に吸い込むためのエアロゾル形成基質の下流にある少なくとも一つの吸気口は、それを通って空気が気流経路の第1の部分中に吸い込まれる、本発明に従った喫煙物品の構成要素を囲む外側ラッパーおよびその他の材料に提供されうる。「吸気口」という用語は、本明細書に使用される場合、それを通って空気が気流経路の第1の部分中に吸い込まれる、エアロゾル形成基質の下流にある本発明に従った喫煙物品の構成要素を囲む外側ラッパーおよびその他の材料一つ以上の穴、切れ込み、溝またはその他の開口部を説明するために使用される。

吸気口の数、形状、サイズおよび位置は、優れた喫煙性能を達成するように適切に調整しうる。

使用において、ユーザーが最も好ましい本発明に従った喫煙物品の口側の端から吸い込むときに、エアロゾル形成基質の下流の少なくとも一つの吸気口を通して冷気が喫煙物品中に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、中空管の外側と喫煙物品の外側ラッパーまたは気流指向要素の内側ラッパーとの間の透気性セグメントに沿って、エアロゾル形成基質へと上流に主に通過する。吸い込まれた空気はエアロゾル形成基質を通過し、次いで、ユーザーによる吸入のために喫煙物品の口側の端に向けて中空管内部を通って下流に通過する。

熱源は、可燃性熱源、化学的熱源、電気的熱源、ヒートシンクまたはそれらの組み合わせでもよい。

熱源は、可燃性熱源であることが好ましい。可燃性熱源は、炭素質熱源であるのがより好ましい。「炭素質」という用語は、本明細書に使用される場合、炭素を含む可燃性熱源を描写するために使用される。

本発明による喫煙物品で使用するための可燃性炭素質の熱源の炭素含有量は、可燃性熱源の乾燥重量で少なくとも約35パーセントであることが好ましく、少なくとも約40パーセントがより好ましく、少なくとも約45パーセントが最も好ましい。

一部の実施形態で、本発明による可燃性の熱源は、可燃性炭素系熱源である。「炭素系熱源」という用語は、本明細書で使用される場合、主に炭素を含む熱源を描写するために使用される。

本発明による喫煙物品で使用するための可燃性炭素系熱源の炭素含有量は、可燃性の炭素系熱源の乾燥重量で少なくとも約50パーセントであり、少なくとも約60パーセントであることが好ましく、少なくとも約70パーセントがより好ましく、少なくとも約80パーセントが最も好ましい。

本発明による喫煙物品は、一つ以上の適切な炭素含有材料から形成された可燃性炭素質熱源を含みうる。

希望に応じて、一つ以上の結合剤を、一つ以上の炭素含有材料と組み合わせうる。一つ以上の結合剤は、有機結合剤であることが好ましい。適切な公知の有機結合剤は、粘性物質（例えば、グアーガムなど）、変性セルロースおよ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およびヒドロキシプロピルメチルセルロースなど）、小麦粉、澱粉、砂糖、植物油、およびその組み合わせを含むが、これに限定されない。

一つ以上の結合剤の代わりに、またはそれに加えて、本発明による喫煙物品で使用するための可燃性の熱源は、可燃性熱源の属性を向上させるための一つ以上の添加剤を含みうる。適切な添加剤は、可燃性熱源の圧密を促進する添加剤（例えば、焼結助剤）、可燃性熱源の着火を促進する添加剤（例えば、過塩素酸塩、塩素酸塩、硝酸塩、過酸化物、過マンガン酸塩、ジルコニウムおよびその組み合わせなどの酸化剤）、可燃性熱源の燃焼を促進する添加剤（例えば、カリウム、およびクエン酸カリウムなどのカリウム塩）、ならびに可燃性熱源の燃焼によって生成される一つ以上のガスの分解を促進する添加剤（例えば、CuO、Fe₂O₃およびAl₂O₃などの触媒）を含むが、これに限定されない。

一つの好ましい実施形態において、可燃性熱源は、炭素および少なくとも一つの点火補助を含む円筒形の可燃性熱源であって、円筒形の可燃性熱源は、前方面（すなわち、上流端面）および対立した後方面（すなわち、下流端面）を備え、前方面と後方面との間の円筒形の可燃性熱源の少なくとも一部は燃焼抵抗性ラッパーに包まれ、円筒形の可燃性熱源の前方面の着火に応じて円筒形の可燃性熱源の後方面は第1の温度まで上昇し、円筒形の可燃性熱源のその後の燃焼中、円筒形の可燃性熱源の後方面は第1の温度よりも低い第2の温度を維持する。「点火補助」という用語は、本明細書に使用される場合、エネルギーおよび酸素の一方または両方の材料による放出速度の周囲酸素の有限拡散でない、可燃性熱源の点火中にエネルギーおよび酸素の一方または両方を放出する材料を意味するために使用される。言い換えれば、可燃性熱源の点火中の材料によるエネルギーおよび酸素の一方または両方の放出速度は、周囲酸素が材料に到達できる速度に非依存的である。また、「点火補助」という用語は、本明細書に使用される場合、可燃性熱源の点火中にエネルギーを放出する元素金属を説明するために使用され、元素金属の点火温度は約500℃よりも低く、元素金属の燃焼熱は少なくとも約5 kJ/gである。

「点火補助」という用語は、本明細書に使用される場合、これらは炭素燃焼を修飾すると考えられることから、カルボン酸のアルカリ金属塩（クエン酸アルカリ金属塩、酢酸アルカリ金属塩およびコハク酸アルカリ金属塩など）、ハロゲン化アルカリ金属塩（アルカリ金属塩化物塩など）、アルカリ金属炭酸塩、またはアルカリ金属リン酸塩のアルカリ金属塩を含まない。

適切な酸化剤の例は、硝酸塩（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、硝酸アルミニウムおよび硝酸鉄など）、亜硝酸塩、その他の有機および無機ニトロ化合物、塩素酸塩（例えば塩素酸ナトリウムおよび塩素酸カリウムなど）、過塩素酸塩（例えば過塩素酸ナトリウムなど）、亜塩素酸塩、臭素酸塩（例えば臭素酸ナトリウムおよび臭素酸カリウムなど）、過臭素酸塩、亜臭素酸、ホウ酸塩（例えばホウ酸ナトリウムおよびホウ酸カリウムなど）、鉄酸塩（例えば鉄酸バリウムなど）、亜鉄酸塩、マンガン酸塩（例えばマンガン酸カリウムなど）、過マンガン酸塩（例えば、過マンガン酸カリウムなど）、有機過酸化物（例えば過酸化ベンゾイルおよび過酸化アセトンなど）、無機過酸化物（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、過酸化亜鉛および過酸化リチウムなど）、超酸化物（例えば超酸化カリウムおよび超酸化ナトリウムなど）、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、ホスフィン酸塩（phospinates）、亜リン酸塩、および亜ホスフィン酸塩（phosphanites）を含むが、これに限定されない。

本発明に従った喫煙物品において、使用において喫煙物品を通して吸い込まれる空気が熱源に直に接触しないように、空気がユーザーによる吸入のために喫煙物品を通して吸い込まれてうる全ての気流経路から熱源を分離するのが好ましい。

熱源が可燃性熱源である実施形態において、喫煙物品を通して吸い込まれる空気からの可燃性熱源の分離は、本発明に従った喫煙物品の可燃性熱源の点火中および燃焼中に形成された燃焼および分解生成物、ならびにその他の材料が、喫煙物品を通して吸い込まれる空気に入ることを有利に実質的に防止または阻止する。

また、喫煙物品を通して吸い込まれる空気からの可燃性熱源の分離は、ユーザーがたばこを吸う間、本発明に従った喫煙物品の可燃性熱源の燃焼の活性化を有利に実質的に防止または阻止する。これは、ユーザーがたばこを吸う間、エアロゾル形成基質の温度のスパイクを実質的に防止または阻止する。

可燃性熱源の燃焼の活性化を防止または阻止すること、およびエアロゾル形成基質中の過剰な温度上昇をそのようにして防止または阻止することによって、激しくたばこを吸う状況でも、本発明に従った喫煙物品のエアロゾル形成基質の燃焼または熱分解を有利に回避しうる。加えて、本発明に従った喫煙物品の主流エアロゾルの組成物におけるユーザーのたばこの吸い方の影響を有利に最小にし、または減少させうる。

喫煙物品を通して吸い込まれる空気からの熱源の分離は、エアロゾル形成基質から熱源を分離する。エアロゾル形成基質からの熱源の分離は、喫煙物品の保管中、本発明に従った喫煙物品のエアロゾル形成基質の構成要素の熱源への移動を有利に実質的に防止または阻止しうる。

別の方法としてまたは追加的に、喫煙物品を通して吸い込まれる空気からの熱源の分離は、喫煙物品の使用中、本発明に従った喫煙物品のエアロゾル形成基質の構成要素の熱源への移動を有利に実質的に防止または阻止しうる。

さらに下記に記述するように、喫煙物品およびエアロゾル形成基質を通して吸い込まれる空気からの熱源の分離は、エアロゾル形成基質が少なくとも一つのエアロゾル形成剤を含む場合に、特に有益である。

熱源が可燃性熱源である実施形態で、喫煙物品を通して吸い込まれる空気から可燃性熱源を分離するために、本発明による喫煙物品は、可燃性熱源の下流端とエアロゾル形成基質の上流端との間に不燃性の実質的に不透気性のバリアを備えうる。

「不燃性」という用語は、本明細書で使用される場合、燃焼中または点火時に熱源が到達する温度で実質的に不燃性であるバリアを描写するために使用される。

バリアは、可燃性熱源の下流端およびエアロゾル形成基質の上流端のうち、一方または両方に接しうる。

バリアは、可燃性熱源の下流端およびエアロゾル形成基質の上流端のうち一方または両方に接着するか、またはその他の方法で貼り付けることができる。

一部の実施形態で、バリアは可燃性熱源の後方面上に提供されるバリアコーティングを含む。こうした実施形態で、第一のバリアは、少なくとも実質的に可燃性熱源の後方面全体に提供されるバリアコーティングを含むことが好ましい。バリアは可燃性熱源の後方面全体に提供されるバリアコーティングを含むことが、さらに好ましい。

「コーティング」という用語は、本明細書で使用される場合、可燃性熱源を覆いそれに接着する材料の層を描写するために使用される。

バリアは、可燃性熱源の点火中または燃焼中にエアロゾル形成基質が晒される温度を有利に制限し、そのようにして喫煙物品の使用中のエアロゾル形成基質の熱分解または燃焼の回避または減少を補助してもよい。これは、可燃性熱源が可燃性熱源の点火を補助するため一つ以上の添加剤を含む場合に、特に有益である。

喫煙物品の所望の特徴および性能に応じて、バリアは低い熱伝導度または高い熱伝導度を有してもよい。一定の実施形態において、バリアを含む材料は、改良非定常平面熱源（MTPS）法を使用して測定された場合に23℃および50%の相対湿度で約0.1W/m.K〜約200W/m.Kのバルク熱伝導度を有しうる。

バリアの厚みは、優れた喫煙性能を達成するように適切に調整しうる。一定の実施形態において、バリアは、約10ミクロン〜約500ミクロンの厚さを有しうる。

バリアは、点火および燃焼中に可燃性熱源が到達する温度で実質的に熱安定性があり不燃性である、一つ以上の適切な材料から形成しうる。適切な材料は、当技術で公知であり、粘土（例えば、ベントナイトおよびカオリナイト）、ガラス、鉱物、セラミック材料、樹脂、金属およびその組み合わせを含むが、これに限定されない。

バリアを形成しうる好ましい材料は、粘土およびガラスを含む。バリアを形成しうるより好ましい材料は、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、合金、アルミナ（Al₂O₃）、樹脂およびミネラル接着剤を含む。

一つの実施形態において、バリアは、可燃性熱源の後方面に提供される、ベントナイトおよびカオリナイトを50/50の割合で混ぜた混合物を含む粘土コーティングを含む。一つのより好ましい実施形態において、バリアは、可燃性熱源の後方面に提供されるアルミニウムコーティングを含む。もう一つの好ましい実施形態において、バリアは、可燃性熱源の後方面に提供されるガラスコーティング、より好ましくは焼結ガラスコーティングを含む。

バリアは、少なくとも約10ミクロンの厚みを有するのが好ましい。空気に対する粘土の透過性はわずかなため、バリアが可燃性熱源の後方面に提供される粘土コーティングを含む実施形態において、粘土コーティングの厚みは、少なくとも約50ミクロンがより好ましく、約50ミクロン〜約350ミクロンみを有するのが最も好ましい。透気性を減少させるために、例えば、レーザーフラッシュを含む当業者に公知の方法に従ってバリアを焼結してもよい。アルミニウムなど空気に対する不透気性がより高い一つ以上の材料から形成される実施形態において、バリアはより薄くでき、約100ミクロンより薄いのが一般に好ましく、約20ミクロンの厚さを有するのがより好ましい。バリアが可燃性熱源の後方面に提供されるガラスコーティングを含む実施形態において、ガラスコーティングの厚さは、約200ミクロンよりも薄いのが好ましい。バリアの厚みは、顕微鏡、走査型電子顕微鏡（SEM）または当技術で公知のその他の適切な測定方法を使用して測定しうる。

バリアが可燃性熱源の後方面上に提供されたバリアコーティングを含む場合、バリアコーティングは、吹き付け塗装、蒸着、浸漬、物質移動（例えば、ブラッシングまたは糊付け）、静電除滴またはその任意の組み合わせを含むがこれに限定されない、当技術で公知の適切な任意の方法により、可燃性熱源の後方面を覆い接着するために塗布されうる。

例えば、バリアコーティングは、可燃性熱源の後方面のおよそのサイズおよび形状にバリアを予め形成し、それを可燃性熱源の後方面に適用し、少なくとも実質的に可燃性熱源の後方面全体を覆い接着することで作成しうる。別の方法として、第一のバリアコーティングは、それが可燃性熱源の後方面に適用された後で、切断またはその他の方法で機械加工しうる。好ましい一つの実施形態で、可燃性熱源に糊付けまたは圧迫により、可燃性熱源の後方面にアルミ箔が適用され、そのアルミ箔が少なくとも実質的に可燃性熱源の後方面全体（可燃性熱源の後方面全体であることが好ましい）を覆い付着するように、切断またはその他の方法で機械加工される。

もう一つの好ましい実施形態において、一つ以上の適切なコーティング材料の溶液または懸濁液を可燃性熱源の後方面に塗布することによって、バリアコーティングを形成する。例えば、一つ以上の適切なコーティング材料の溶液または懸濁液中に可燃性熱源の後方面を浸漬することによって、または溶液または懸濁液をブラッシングまたは吹き付け塗装することによって、または一つ以上の適切なコーティング材料の粉末または粉末混合物を可燃性熱源の後方面上に静電除滴することによって、バリアコーティングを可燃性熱源の後方面に塗布してもよい。可燃性熱源の後方面上へ一つ以上の適切なコーティング材料の粉末または粉末混合物を静電除滴することによって、バリアコーティングが可燃性熱源の後方面に塗布される場合、可燃性熱源の後方面は、静電除滴の前に水ガラスで前処理されるのが好ましい。バリアコーティングは、吹き付け塗装によって塗布されるのが好ましい。

バリアコーティングは、可燃性熱源の後方面への一つ以上の適切なコーティング材料の溶液または懸濁液の単一の塗布により形成されうる。別の方法として、バリアコーティングは、可燃性熱源の後方面への一つ以上の適切なコーティング材料の溶液または懸濁液の複数の塗布により形成されうる。例えば、バリアコーティングは、可燃性熱源の後方面への一つ以上の適切なコーティング材料の溶液または懸濁液の1、2、3、4、5、6、7または8回の連続する塗布により形成されうる。

バリアコーティングは、可燃性熱源の後方面への一つ以上の適切なコーティング材料の溶液または懸濁液の1〜10回の間での塗布により通して形成されるのが好ましい。

その後方面への一つ以上のコーティング材料の溶液または懸濁液の複数回の塗布後、バリアコーティングを形成するために可燃性熱源を乾燥してもよい。

バリアコーティングが、その後方面への一つ以上の適切なコーティング材料の溶液または懸濁液の複数回の塗布により形成される場合、溶液または懸濁液の連続した塗布の間で可燃性熱源を乾燥する必要がありうる。

別の方法としてまたは追加的に、可燃性熱源の後方面への一つ以上のコーティング材料の溶液または懸濁液の塗布後、バリアコーティングを形成するために可燃性熱源上のコーティング材料を焼結してもよい。バリアコーティングの焼結は、バリアコーティングがガラスまたはセラミックコーティングである場合に、特に好ましい。バリアコーティングを約500℃〜約900℃の温度で焼結するのが好ましく、約700℃で焼結するのがさらに好ましい。

一定の実施形態において、本発明に従った喫煙物品は、いかなる気流チャネルを含まない熱源を含んでもよい。このような実施形態に従った喫煙物品の熱源は、本明細書においてブラインド熱源と呼ばれる。

ブラインド熱源を含む本発明に従った喫煙物品において、熱源からエアロゾル形成基質への熱の伝達は伝導によって主に生じ、強制対流によるエアロゾル形成基質の加熱は最小限に抑えられる、または低下される。これは、ブラインド熱源を含む本発明に従った喫煙物品の主流エアロゾルの組成物に対してユーザーのたばこの吸い方が与える影響を最小に抑える、または減少させるのを有利に補助する。

本発明に従った喫煙物品が、ユーザーによる吸入のために空気が吸い込まれない一つ以上の閉じたまたは遮断された経路を含むブラインド熱源を含んでもよいことが理解されよう。例えば、本発明に従った喫煙物品は、可燃性熱源の長さに沿って、可燃性熱源の上流端表面から途中までのみ延びた一つのまたは複数の閉じた経路を含むブラインド可燃性熱源を含んでもよい。

このような実施形態において、一つ以上の閉じた空気経路を含めることは、空気からの酸素に晒される可燃性熱源の表面領域を増加させ、可燃性熱源の点火および燃焼の持続を有利に促進しうる。

その他の実施形態において、本発明に従った喫煙物品は、一つ以上の気流チャネルを含む熱源を含んでもよい。このような実施形態に従って喫煙物品の熱源は、本明細書において非ブラインド熱源と呼ばれる。

非ブラインド熱源を含む本発明に従った喫煙物品において、エアロゾル形成基質の加熱は伝導および強制対流によって生じる。使用において、ユーザーが非ブラインド熱源を含む本発明に従った喫煙物品でたばこを吸うときに、空気は、熱源に沿って一つ以上の気流チャネルを通して下流に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、エアロゾル形成基質を通して、次いで気流経路の第2の部分を通して喫煙物品の口側の端に向けて下流に通過する。

本発明に従った喫煙物品は、熱源に沿って一つ以上の封入された気流チャネルを含む非ブラインド熱源を含んでもよい。

「封入された」という用語は、本明細書に使用される場合、その長さに沿って熱源によって囲まれた気流チャネルを描写するために使用される。

例えば、本発明に従った喫煙物品は、可燃性熱源の全長に沿って可燃性熱源の内部から延びる一つ以上の封入された気流チャネルを含む非ブラインド可燃性熱源を含んでもよい。

別の方法としてまたは追加的に、本発明に従った喫煙物品は、可燃性熱源に沿って一つ以上の封入されていない気流チャネルを含む非ブラインド熱源を含んでもよい。

例えば、本発明に従った喫煙物品は、可燃性熱源の長さの少なくとも下流部分に沿って可燃性熱源の外側に沿って延びる一つ以上の封入されていない気流チャネルを含む非ブラインド可燃性熱源を含んでもよい。

一定の実施形態において、本発明に従った喫煙物品は、1、2または3つの気流チャネルを含む非ブラインド熱源を含んでもよい。一定の好ましい実施形態において、本発明に従った喫煙物品は、可燃性熱源の内部を通して延びる単一の気流チャネルを含む非ブラインド可燃性熱源を含む。一定の特に好ましい実施形態において、本発明に従った喫煙物品は、可燃性熱源の内部を通して延びる単一の実質的に中心または軸型の気流チャネルを含む非ブラインド可燃性熱源を含む。このような実施形態において、単一の気流チャネルの直径は約1.5mm〜約3mmの間が好ましい。

本発明に従った喫煙物品が、可燃性熱源に沿って一つ以上の気流チャネルを含む非ブラインド可燃性熱源の後方面に提供されたバリアコーティングを含むバリアを含む場合、バリアコーティングにより、一つ以上の気流チャネルを通して空気が下流に吸い込まれることが可能になるはずである。

本発明に従った喫煙物品が非ブラインド可燃性熱源を含む場合、喫煙物品は、可燃性熱源と一つ以上の気流チャネルとの間に不燃性で実質的に不透気性のバリアをさらに含み、喫煙物品を通して吸い込まれる空気から非ブラインド可燃性熱源を分離してもよい。

一部の実施形態において、バリアは可燃性熱源に付着するかまたは別の方法で貼り付けうる。

バリアは、一つ以上の気流チャネルの内部表面に提供されたバリアコーティングを含むのが好ましい。バリアは、一つ以上の気流チャネルの少なくとも実質的に内部表面全体に提供されたバリアコーティングを含むのがさらに好ましい。バリアは、一つ以上の気流チャネルの内部表面全体に提供されたバリアコーティングを含むのが最も好ましい。

別の方法として、一つ以上の気流チャネル中へのライナーの挿入によって、バリアコーティングを提供してもよい。例えば、本発明に従った喫煙物品が可燃性熱源の内部から延びる一つ以上の気流チャネルを含む非ブラインド可燃性熱源を含む場合、不燃性で実質的に不透気性の中空管を一つ以上の気流チャネルのそれぞれの中に挿入してもよい。

バリアは、本発明に従った喫煙物品の可燃性熱源の点火中および燃焼中に形成される燃焼または分解生成物が一つ以上の気流チャネルに沿って下流に吸い込まれる空気に入ることを有利に実質的に防止または阻止しうる。

また、バリアは、ユーザーがたばこを吸う間、本発明に従った喫煙物品の可燃性熱源の燃焼の活性化を有利に実質的に防止または阻止しうる。

喫煙物品の所望の特徴および性能に応じて、バリアは、低い熱伝導度または高い熱伝導度を有しうる。バリアは、低い熱伝導度を有するのが好ましい。

バリアの厚みは、優れた喫煙性能を達成するように適切に調整してもよい。一定の実施形態において、バリアは、約30ミクロン〜約200ミクロンの厚さ有しうる。好ましい実施形態において、バリアは、約30ミクロン〜約100ミクロンの厚さを有する。

バリアは、点火中および燃焼中、可燃性熱源が達した温度で実質的に熱安定しており不燃性である一つ以上の適切な材料から形成しうる。適切な材料は、当技術で公知であり、例えば、粘土、酸化鉄、アルミナ、チタニア、シリカ、シリカ-アルミナ、ジルコニアおよびセリアなどの金属酸化物、ゼオライト、リン酸ジルコニウム、およびその他のセラミック製品またはこれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。

バリアを形成しうる好ましい材料は、粘土、ガラス、アルミニウム、酸化鉄およびこれらの組み合わせを含む。必要に応じて、一酸化炭素から二酸化炭素への酸化を促進する成分などの触媒成分をバリアに組み込んでもよい。適切な触媒成分は、例えば、白金、パラジウム、遷移金属およびこれらの酸化物を含むが、これに限定されない。

本発明に従った喫煙物品が、可燃性熱源の下流端とエアロゾル形成基質の上流端との間にあるバリア、および可燃性熱源と可燃性熱源に沿った一つ以上の気流チャネルとの間にあるバリアを含む場合、2つのバリアは同じまたは異なる材料から形成されてもよい。

可燃性熱源と一つ以上の気流チャネルとの間にあるバリアが一つ以上の気流チャネルの内部表面に提供されたバリアコーティングを含む場合、US-A-5,040,551号で説明した方法などの任意の適切な方法によって、バリアコーティングを一つ以上の気流チャネルの内部表面に塗布してもよい。例えば、一つ以上の気流チャネルの内部表面は、バリアコーティングの溶液または懸濁液で吹き付け、湿潤、または塗装されうる。好ましい実施形態において、バリアコーティングは、可燃性熱源の押し出しに伴い、WO-A2-2009/074870号で説明する過程によって一つ以上の気流チャネルの内部表面に塗布される。

本発明に従った喫煙物品での使用のための可燃性炭素質熱源は、一つ以上の結合剤およびその他の添加剤（含まれる場合）と一つ以上の炭素含有材料を混合することによって形成して、混合物を所望の形に予め成形するのが好ましい。一つ以上の炭素含有材料、一つ以上の結合剤および随意のその他の添加剤を含む一つ以上の混合物は、例えば流込み成形、押出、射出成形および型圧縮などの任意の適切な公知のセラミック形成方法を使用して、所望の形に予め成形してもよい。一定の好ましい実施形態において、混合物は所望の形に予め押出成形される。

一つ以上の炭素含有材料、一つ以上の結合剤およびその他添加剤の混合物は細長いロッドに予め成形されるのが好ましい。しかし、一つ以上の炭素含有材料、一つ以上の結合剤およびその他添加剤の混合物を、その他の所望の形に予め成形してもよいことが理解されよう。

形成後、特に押出後、細長いロッドまたはその他の所望の形は、その含水量を減少させるために乾燥させるのが好ましく、次いで、一つ以上の結合剤（存在する場合）を炭化するのに十分な温度で非酸化大気で熱分解し、細長いロッド中またはその他の形状中の揮発物を実質的に除去する。細長いロッドまたはその他の所望の形状は、約700℃〜約900℃の温度で窒素大気で熱分解されるのが好ましい。

一つの実施形態において、一つ以上の炭素含有材料、一つ以上の結合剤およびその他の添加剤の混合物中に少なくとも一つの金属硝酸塩前駆物質を含むことによって、少なくとも一つの金属硝酸塩が可燃性熱源に組み込まれる。次いで、熱分解され予め成形された円筒形ロッドまたはその他の形状を硝酸水性溶液で処理することによって、少なくとも一つの金属硝酸塩前駆物質は、少なくとも一つの金属硝酸塩中にその場で変換される。一つの実施形態において、可燃性熱源は、約600℃よりも低い、より好ましくは約400℃よりも低い熱分解温度を持つ少なくとも一つの金属硝酸塩を含む。少なくとも一つの金属硝酸塩は約150℃〜約600℃が好ましく、約200℃〜約400℃の分解温度を有するのがさらに好ましい。

使用において、従来の黄色炎ライターまたはその他の点火手段に可燃性熱源を晒すことにより、少なくとも一つの金属硝酸塩が分解し、酸素およびエネルギーを放出させるはずである。この分解が可燃性熱源の温度の初期ブーストを生じさせ、また可燃性熱源の点火を補助する。少なくとも一つの金属硝酸塩の分解に続いて、可燃性熱源は好ましくはより低い温度で燃焼し続ける。

少なくとも一つの金属硝酸塩を含むことにより、内部で開始される可燃性熱源の点火を、またその表面上にある地点だけでなく有利に生じさせる。少なくとも一つの金属硝酸塩は、可燃性熱源の乾燥重量で約20パーセント〜約50パーセントの量で可燃性熱源に存在するのが好ましい。

もう一つの実施形態において、可燃性熱源は、約600℃よりも低い温度で、より好ましくは約400℃よりも低い温度で酸素を活発に放出する少なくとも一つの過酸化物または超酸化物を含む。

少なくとも一つの過酸化物または超酸化物は、約150℃〜約600℃の温度で酸素を活発に放出するのが好ましく、約200℃〜約400℃の温度がより好ましく、約350℃の温度が最も好ましい。

使用において、従来の黄色炎ライターまたはその他の点火手段に可燃性熱源を晒すことにより、少なくとも一つのペルオキシドまたはスーパーオキシドが分解し、酸素を放出させるはずである。この分解が可燃性熱源の温度の初期ブーストを生じさせ、また可燃性熱源の点火を補助する。少なくとも一つのペルオキシドまたはスーパーオキシドの分解に続いて、可燃性熱源は好ましくはより低い温度で燃焼し続ける。

少なくとも一つのペルオキシドまたはスーパーオキシドを含むことにより、内部で開始される可燃性熱源の点火を、またその表面上にある地点だけでなく有利に生じさせる。

可燃性熱源は、約20パーセント〜約80パーセントの多孔度を有するのが好ましく、約20パーセント〜60パーセントがより好ましい。可燃性熱源が少なくとも一つの金属硝酸塩を含む場合、これは、少なくとも一つの金属硝酸塩が分解して燃焼が進む中で燃焼を持続するために十分な割合で可燃性熱源の塊に酸素が放散することを有利に可能にする。可燃性熱源は、例えば水銀多孔度測定またはヘリウム比重びん法によって測定される場合に約50パーセント〜約70パーセントのの多孔度を有するのがさらに好ましく、約50パーセント〜約60パーセントがさらにより好ましい。必要な多孔度は、従来の方法および技術を使用して可燃性熱源の生成中に容易に達成しうる。

有利には、本発明に従った喫煙物品への使用のための可燃性炭素質熱源は、約0.6 g/cm³〜約1 g/cm³の見掛け密度を有する。

可燃性熱源は、約300mg〜約500mgが好ましく、約400mg〜約450mgの質量がさらに好ましい。

可燃性熱源の長さは、約7 mm〜約17 mmのであることが好ましく、約7 mm〜約15 mmであることがさらに好ましく、約7 mm〜約13 mmであることが最も好ましい。

可燃性熱源の直径は、約5 mm〜約9 mmであることが好ましく、約7 mm〜約8 mmであることがさらに好ましい。

熱源の直径は実質的に一様であることが好ましい。ただし、別の方法として、熱源の後方部分の直径がその前方部分の直径よりも大きくなるように、熱源を漸減させうる。実質的に円筒形な熱源が特に好ましい。熱源は、例えば、実質的に円形断面の円筒形または漸減した円筒形、または実質的に楕円形断面の円筒形または漸減した円筒形としうる。

本発明による喫煙物品は、加熱に応答して揮発性化合物を発する能力のある材料を含むエアロゾル形成基質を含むことが好ましい。加熱に応答して揮発性化合物を発する能力のある材料は、一回分の植物性材料であることが好ましく、一回分の均質化された植物性材料であることがさらに好ましい。例えば、エアロゾル形成基質は植物に由来する一つ以上の材料を含みうるが、これは、たばこ、茶（例えば、緑茶）、ペパーミント、月桂樹、ユーカリ、メボウキ、セージ、クマツヅラ、およびカワラヨモギを含むが、これに限定されない。植物由来の材料は添加物を含み、これは湿潤剤、芳香成分、結合剤およびその混合物を含むが、これに限定されない。植物由来の材料は、本質的にたばこ材料、最も好ましくは均質化されたたばこ材料から成るのが好ましい。

本発明に従った喫煙物品は、少なくとも一つのエアロゾル形成体を含むエアロゾル形成基質を含むことがより好ましい。少なくとも一つのエアロゾル形成体は、使用時に、密度が高く安定したエアロゾルの形成を促進し、本発明に従った喫煙物品のエアロゾル形成基質によって達成される温度で実質的に熱劣化耐性のある任意の適切な公知の化合物または化合物の混合物としうる。適切なエアロゾル形成体は本技術で公知であり、例えば、多価アルコール、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテートまたはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチルおよびテトラデカン二酸ジメチルなど）を含む。当技術で例えば本発明に従った喫煙物品に使用する好ましいエアロゾル形成体は、多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、1,3-ブタンジオールおよびグリセリン（最も好ましい）など）である。

本発明による喫煙物品の熱源とエアロゾル形成基質は、実質的に互いに隣接しうる。別の方法として、本発明による喫煙物品の熱源とエアロゾル形成基質は、長軸方向に互いに間隙を置きうる。

本発明に従った喫煙物品は、熱源の後方部分およびエアロゾル形成基質の隣接する前方部分の周りにありそれらに直に接触する熱伝導性要素とを備えることが好ましい。熱伝導要素は、耐燃焼性であり酸素制限型であることが好ましい。

熱伝導性要素は、可燃性熱源の後方部分およびエアロゾル生成基質の前方部分の両方の周辺の周りにありそれらに直に接触する。熱伝導性要素は、本発明に従った喫煙物品のこれらの2つの構成要素との間の熱的なリンクを提供する。

本発明に従った喫煙物品での使用のための適切な熱伝導性要素は、金属箔ラッパー、例えばアルミ箔ラッパー、鋼鉄ラッパー、鉄箔ラッパーおよび銅箔ラッパーなど、また金属合金箔ラッパーを含むが、これに限定されない。

熱源が可燃性熱源である実施形態において、熱伝導性要素によって囲まれた可燃性熱源の後方部分は、約2mm〜約8mmの長さが好ましく、約3mm〜約5mmがより好ましい。

熱伝導性要素によって囲まれていない可燃性熱源の前方部分は、約4mm〜約15mmの長さが好ましく、約4mm〜約8mmがより好ましい。

エアロゾル形成基質は、約5mm〜約20mmの長さが好ましく、約8mm〜約12mmがより好ましい。

一定の好ましい実施形態において、エアロゾル形成基質は、熱伝導性要素を越えて下流に少なくとも約3mm延びる。

熱伝導性要素によって囲まれたエアロゾル形成基質の前方部分は、約2mm〜約10mmの長さが好ましく、約3mm〜約8mmがより好ましく、約4mm〜約6mmが最も好ましい。熱伝導性要素によって囲まれていないエアロゾル形成基質の後方部分は、約3mm〜約10mmの長さが好ましい。言い換えれば、エアロゾル形成基質は、熱伝導性要素を越えて下流に約3mm〜約10mm延びるのが好ましい。エアロゾル形成基質は、熱伝導性要素を越えて下流に少なくとも約4mm延びるのがより好ましい。

その他の実施形態において、エアロゾル形成基質は、熱伝導性要素を越えて下流に3mm未満短く延びてもよい。

さらに他の実施形態において、エアロゾル形成基質の全長が熱伝導性要素によって囲まれてもよい。

本発明に従った喫煙物品は、エアロゾル形成基質および気流指向要素の下流に膨張室をさらに含むのが好ましい。膨張室を含めることで、可燃性熱源からエアロゾル形成基質への熱の伝達によって生成されたエアロゾルのさらなる冷却が有利に可能になる。また、膨張室は、本発明に従った喫煙物品の全長が、例えば、膨張室の長さの適切な選択によって従来の紙巻きたばこの長さに似た長さなどの所望の値に調整することを有利に可能にする。膨張室は、細長い中空管であるのが好ましい。

別の方法としてまたは追加的に、喫煙物品は、エアロゾルをさらに冷却するように構成されたフィルターセグメントをさらに含んでもよい。フィルターセグメントは、PLA製でもよく、約10mm H₂Oの吸い込み抵抗を持つのが好ましい。

本発明による喫煙物品はまた、さらにエアロゾル形成基質と気流指向要素の下流にあるマウスピースと、存在する場合には膨張室の下流にあるマウスピースとを備える。マウスピースは、低濾過効率、より好ましくは、非常に低い濾過効率であるのが好ましい。マウスピースは、単一セグメント、または単一構成要素のマウスピースとしうる。別の方法として、マウスピースは、マルチセグメントまたは複数構成要素のマウスピースとしうる。

マウスピースは、例えば、酢酸セルロース、紙またはその他の適切な公知の濾過材料でできた一つのフィルターセグメントを含みうる。別の方法としてまたは追加的に、マウスピースは、吸収剤、吸着剤、およびその他のエアロゾル変性剤および添加物またはその組み合わせを含む一つ以上のセグメントを含みうる。

発明の一つの実施形態に関連して説明した特徴は、発明のその他の実施形態にも適用されうる。特に、本発明による喫煙物品および可燃性熱源に関連して説明した特徴は、本発明による方法にも適用することもできる。

ここで、本発明による喫煙物品の実施形態について、以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

本発明による喫煙物品の長軸方向の概略断面を示す。 吸い込みに対して抵抗性が異なる一部分を有する別の気流指向要素の、本発明による喫煙物品の長軸方向の概略断面図を示す。

図1に示す本発明の第一の実施形態による喫煙物品100は、同軸に配置され接している、ブラインドの可燃性炭素質熱源102、エアロゾル形成基質104、気流指向要素106、膨張室108、およびマウスピース110を備える。可燃性炭素質熱源102、エアロゾル形成基質104、気流指向要素106、細長い膨張室108およびマウスピース110は、紙巻たばこ用の空気透過率の低い紙で作られた外側ラッパー112で包まれる。

エアロゾル形成基質104は、可燃性炭素質熱源102のすぐ下流に位置し、エアロゾル形成体としてのグリセリンを含み、プラグラップ116で囲まれた、均質化されたたばこ材料の円筒形プラグ114を含む。

不燃性で実質的に不透気性のバリアは、可燃性熱源102の下流端とエアロゾル形成基質104の上流端との間に提供される。図1に示す通り、不燃性で実質的に不透気性のバリアは、可燃性炭素質熱源102の後方面全体にわたり提供される、不燃性で実質的に不透気性のバリアコーティング118から構成される。

アルミ箔の管状の層から成る熱伝導性要素120は、可燃性炭素質熱源102の後方部分122およびエアロゾル形成基質104の隣接した前方部分124を囲み、それらに直に接触する。図1に示す通り、エアロゾル形成基質104の後方部分は、熱伝導性要素120によって囲まれていない。

気流指向要素106はエアロゾル形成基質104の下流に位置し、開放端で実質的に不透気性の、例えば厚紙製の中空管126を含むが、これはエアロゾル形成基質104と比較して直径が小さい。開放端の中空管126の上流端は、エアロゾル形成基質104に隣接する。開放端の中空管126は、実質的にエアロゾル形成基質104と同じ直径の、例えば酢酸セルローストウ製の環状の透気性ディフューザー128により囲まれている。

開放端の中空管126、および環状の透気性ディフューザー128は、喫煙物品100の組立前に、接着またはその他の方法で一緒に結合して気流指向要素106を形成する、別個の構成要素としうる。なおさらなる実施形態で、開放端の中空管126および環状の透気性ディフューザー128は、単一構成要素の部分としうる。例えば、開放端の中空管126および環状の透気性ディフューザー128は、その内部表面に塗布された実質的に不透気性コーティングを持つ、透気性材料の単一の中空管の部分としうる。

図1に示す通り、開放端の中空管126および環状の透気性ディフューザー128は、透気性内側ラッパー130により囲まれている。

図1にも示す通り、円周方向に配列された吸気口132は、内側ラッパー130を囲む外側ラッパー112内に提供されている。図1で具現化された実施形態において、吸気口は透気性ディフューザーの上流端から約3mmの場所にあり、透気性ディフューザーの全長は約28mmである。この結果、吸気口と透気性ディフューザーの下流端、および吸気口と透気性ディフューザーの上流端との間の吸い込み抵抗の割合が約10：1となる。

膨張室108は、気流指向要素106の下流に位置し、例えば厚紙製の開放端の中空管134を含み、これは実質的にエアロゾル形成基質104と同じ直径である。

喫煙物品100のマウスピース110は、膨張室108の下流に位置し、フィルタープラグラップ136で囲まれた濾過効率が非常に低い酢酸セルローストウの円筒形プラグ138を含む。マウスピース110は、チッピングペーパー（図示せず）で囲まれうる。

気流経路は、喫煙物品100の吸気口132とマウスピース110との間に延びる。気流指向要素106の開放端の中空管126の外側および内側ラッパー130によって囲まれた容積は、吸気口132からエアロゾル形成基質104に上流に長軸方向に延びる気流経路の第1の部分を形成する。気流指向要素106の中空管126の内部によって囲まれた容積は、エアロゾル形成基質104と膨張室108との間で、喫煙物品100のマウスピース110に向かって長軸方向に下流に延びる気流経路の第2の部分を形成する。

使用において、ユーザーが喫煙物品100のマウスピース110を吸い込むときに、冷気（図1に破線矢印で表示）は、吸気口132および内側ラッパー130を通して喫煙物品100に吸い込まれる。吸気口と透気性ディフューザーの上流端との間にある透気性ディフューザー部分の低吸い込み抵抗のため、吸い込まれた空気は、気流指向要素106の開放端の中空管126の外側と内側ラッパー130との間の気流経路の第1の部分に沿って、また環状の透気性ディフューザー128を通って、エアロゾル形成基質104へと上流に通過する。

エアロゾル形成基質104の前方部分124は、可燃性炭素質熱源102および熱伝導性要素120の隣接した後方部分122を通して、伝導加熱される。エアロゾル形成基質104の加熱は、たばこ材料のプラグ114から揮発性および半揮発性の化合物およびグリセリンを放出し、エアロゾル形成基質104を通って流れる中でこれが吸い込まれた空気中に引き込まれたエアロゾルを形成する。吸い込まれた空気および引き込まれたエアロゾル（図1に破線および点の矢印で表示）は、気流指向要素106の開放端の中空管126の内部を通して気流経路の第2の部分に沿って、膨張室108へと下流に通過し、この膨張室で冷却・凝縮する。次いで、冷却されたエアロゾルは、喫煙物品100のマウスピース110を通してユーザーの口中へと下流に通過する。

可燃性炭素質熱源102の後方面上で提供された不燃性で実質的に不透気性のバリアコーティング118は、使用において、気流経路の第1の部分および第2の部分に沿って喫煙物品100を通して吸い込まれた空気が可燃性炭素質熱源102に直に接触しないように、喫煙物品100を通して気流経路から可燃性炭素質熱源102を分離する。

図2は、吸い込み抵抗が異なる部分を有する別の気流指向要素200を示す。別の気流指向要素は、3つの部分を含む。第1の部分202および第3の部分204の吸い込み抵抗は実質的に同じである。第2の部分206は、第1および第2の部分よりも高い吸い込み抵抗を有する。別の気流指向要素を含む喫煙物品は、吸気口が第1と第2の部分の間の接触面に隣接して提供されるように構成される。吸気口の下流の吸い込み抵抗は、吸気口の上流の吸い込み抵抗の約10倍となるように構成される。すなわち、第2の部分の吸い込み抵抗と第3の部分の吸い込み抵抗を足した総合抵抗は、第1の部分の吸い込み抵抗の約10倍である。別の気流指向要素はこのように対称的であるため、より容易な製造が可能である。

Claims (15)

1. 口側の端および遠位端を備える喫煙物品であって、喫煙物品が、
   熱源、
   エアロゾル形成基質、
   エアロゾル形成基質の下流に透気性セグメントを含む気流指向要素であって、気流経路を定義する前記気流指向要素、および
   透気性セグメント中に空気を吸い込むための少なくとも一つの吸気口
   を含み、
   前記気流経路が第1の部分および第2の部分を含み、前記気流経路の第1の部分は少なくとも一つの吸気口からエアロゾル形成基質に向かって延び、気流経路の第2の部分がエアロゾル形成基質から喫煙物品の口側の端に向かって延びており、
   前記気流経路の第1の部分が少なくとも一つの吸気口の近くから透気性セグメントの上流端へ延びる透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分によって定義され、前記透気性セグメントが少なくとも一つの吸気口の近くから前記透気性セグメントの下流端へ延びる高吸い込み抵抗部分をさらに含み、前記高吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗と前記低吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗の比率が1：1よりも高く、約50：1よりも低い、喫煙物品。
2. 前記高吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗と前記低吸い込み抵抗部分の吸い込み抵抗の比率が約4：1〜約50：1である、請求項1に記載の喫煙物品。
3. 前記気流指向要素が、開放端で実質的に不透気性の中空体を含み、前記気流経路の第2の部分が、開放端で実質的に不透気性の中空体の内部によって囲まれた容積によって定義される、請求項1または2に記載の喫煙物品。
4. 前記開放端で実質的に不透気性の中空体が直円柱である、請求項3に記載の喫煙物品。
5. 前記透気性セグメントが開放端で実質的に不透気性の中空体の少なくとも一部を囲む、請求項3または4に記載の喫煙物品。
6. 前記少なくとも一つの吸気口が前記気流指向要素の上流端から約2mm〜約5mmにあり、前記気流指向要素の長さは約20mm〜約50mmである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の喫煙物品。
7. 前記透気性セグメントが実質的に均一な透気性多孔性材料を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の喫煙物品。
8. 前記透気性セグメントが実質的に一様に分布した酢酸セルローストウを含む、請求項7に記載の喫煙物品。
9. 前記透気性セグメントが捲縮紙から形成され、前記捲縮紙が少なくとも一つの吸気口から透気性セグメントの上流端へ延びる第1の領域および少なくとも一つの吸気口から前記透気性セグメントの下流端に向かって延びる第2の領域を有し、前記第1の領域の吸い込み抵抗が前記第2の領域よりも低い、請求項1〜6のいずれかに記載の喫煙物品。
10. 前記捲縮紙が前記第2の領域から透気性セグメントの下流端まで延びる第3の領域を有し、前記第3の領域は、前記第1の領域と同じ吸い込み抵抗を実質的に有する、請求項9に記載の喫煙物品。
11. 前記第1の領域の吸い込み抵抗が、mm長さあたり約6mm H₂O〜約10mm H₂Oであり、前記第2の領域の吸い込み抵抗がmm長さあたり約10mm H₂O〜約18mm H₂Oである、請求項9または10に記載の喫煙物品。
12. 前記透気性セグメントの高吸い込み抵抗部分の気流横断面が、透気性セグメントの低吸い込み抵抗部分の気流横断面と比較してより小さい、請求項1〜11のいずれか1項に記載の喫煙物品。
13. 前記エアロゾル形成基質が熱源の下流である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の喫煙物品。
14. 熱源が可燃性熱源であり、喫煙物品が不燃性で実質的に不透気性の、前記可燃性熱源の下流端と前記エアロゾル形成基質の上流端との間に第1のバリアをさらに含む、請求項13に記載の喫煙物品。
15. 前記可燃性熱源の後方部分およびエアロゾル形成基質の前方部分の周りにあり、それに直に接触する熱伝導性要素、
    をさらに含む、請求項13または14に記載の喫煙物品。

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