JP2023546653A - 非燃焼型エアロゾル供給システムにおける使用のための物品 - Google Patents
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Abstract
非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品であって、1種又は複数種の植物性物質材料から調製されたエアロゾル生成材料を備え、植物性物質材料のうちの少なくとも1つが約6mL/g超の充填値を有する、物品。【選択図】 図3
Description
本発明は、非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品、及びそのような物品において使用するためのエアロゾル生成材料に関する。
紙巻タバコ、葉巻などの喫煙品は、使用の間にタバコを燃やしてタバコの煙を生成する。代替の喫煙品は、燃焼することなく基体材料から化合物を放出することによって、吸入可能なエアロゾル又は蒸気を生成する。これらの物品は、非燃焼型喫煙品又はエアロゾル供給システムと称されることがある。そのような物品は、一般に、エアロゾル生成組成物を含む部分を備える。
本開示の第1の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品であって、1種又は複数種の植物性物質材料から調製されたエアロゾル生成材料を備え、植物性物質材料のうちの少なくとも1つが約6mL/g超の充填値を有する、物品が提供される。
本開示の第2の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品であって、1種又は複数種の植物性物質材料を含むエアロゾル生成材料を備え、植物性物質材料のうちの少なくとも1つが約6mL/g超の充填値を有する、物品が提供される。
本開示の第3の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品であって、第2の植物性物質材料からの流体の少なくとも一部の放出を引き起こすように第2の植物性物質材料の温度を上昇させて第1の植物性物質材料を形成するステップを含む方法によって調製された第1の植物性物質材料を含むエアロゾル生成材料を備える、物品が提供される。
本開示の第4の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品を製造するための方法であって、2種以上の植物性物質材料を組み合わせてエアロゾル生成材料を形成するステップであり、植物性物質材料のうちの少なくとも1つが少なくとも約6mL/gの充填値を有する、ステップと、エアロゾル生成材料を巻紙で巻いて、エアロゾル生成材料のロッドを形成するステップとを含む、方法が提供される。
本開示の第5の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品を製造するための方法であって、植物性物質材料からの流体の少なくとも一部の放出を引き起こすように植物性物質材料の温度を上昇させて、膨張植物性物質材料を形成するステップと、膨張植物性物質材料を含むエアロゾル生成材料を巻紙で巻いて、エアロゾル生成材料のロッドを形成するステップとを含む、方法が提供される。
本開示の第6の態様によると、第4又は第5の態様の方法に従って調製された非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品が提供される。
本開示の第7の態様によると、第1、第2又は第6の態様による物品と、非燃焼型エアロゾル供給デバイスとを備える非燃焼型エアロゾル供給システムが提供される。
本開示の第8の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品における、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料の使用が提供される。
本開示の第9の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品における、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料の使用が提供される。
本開示の第10の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品における、膨張法によって調製された植物性物質材料の使用が提供される。
本開示の態様によると、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品が提供される。非燃焼型エアロゾル供給システムは、エアロゾル生成材料を燃焼することなく、エアロゾル生成材料から化合物を放出する。それらは、多くの場合、「電子タバコ」、「タバコ加熱製品」、及び「ハイブリッドシステム」として公知であり、これらは、エアロゾル生成材料の組合せを使用してエアロゾルを生成する。
本開示によると、「非燃焼型」エアロゾル供給システムは、エアロゾル供給システムの成分エアロゾル生成材料(又はその構成成分)が、使用者への少なくとも1種の物質の送達を促進するために燃焼(combust)又は燃焼(burn)されないものである。
幾つかの実施形態において、送達システムは、非燃焼型エアロゾル供給システム、例えば、動力式非燃焼型エアロゾル供給システムである。
幾つかの実施形態において、非燃焼型エアロゾル供給システムは、電子喫煙デバイス又は電子ニコチン送達システム(END)としても公知の電子タバコであるが、エアロゾル生成材料中のニコチンの存在は要件ではないことに留意されたい。
幾つかの実施形態において、非燃焼型エアロゾル供給システムは、非燃焼加熱式システムとしても公知のエアロゾル生成材料加熱システムである。そのようなシステムの例は、タバコ加熱システムである。
幾つかの実施形態において、非燃焼型エアロゾル供給システムは、エアロゾル生成材料の組合せを使用してエアロゾルを生成するハイブリッドシステムであり、組合せのうちの1種又は複数種は加熱されてもよい。エアロゾル生成材料の各々は、例えば、固体、液体、若しくはゲルの形態であってもよく、又はニコチンを含有しても、若しくは含有しなくてもよい。幾つかの実施形態において、ハイブリッドシステムは、液体又はゲルエアロゾル生成材料及び固体エアロゾル生成材料を備える。固体エアロゾル生成材料は、例えば、タバコ又は非タバコ生成物を含んでもよい。
典型的には、非燃焼型エアロゾル供給システムは、非燃焼型エアロゾル供給デバイス及び非燃焼型エアロゾル供給デバイスと共に使用される物品を備えてもよい。
幾つかの実施形態において、非燃焼型エアロゾル供給システム、例えば、その非燃焼型エアロゾル供給デバイスは、電源及びコントローラーを備えてもよい。電源は、例えば、電力源又は発熱電源であってもよい。幾つかの実施形態において、発熱電源は、エアロゾル生成材料又は発熱電源に近接した伝熱材料に熱の形態の電力を分布させるように通電されてもよい炭素基体を備える。
幾つかの実施形態において、本開示は、エアロゾル生成材料を備え、非燃焼型エアロゾル供給デバイスと共に使用されるように構成された物品に関する。これらの物品は、本開示全体を通して、消耗品と呼ばれることがある。
本明細書で開示される物品は、非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための従来の物品よりもより低い全重量を有しうるが、なお許容される硬度/堅さ及び感覚特性を有しうる。非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品の全重量は、低減することが望ましい。全重量を低減することにより、輸送コストの削減などの多数の利益を提供することができる。さらに、物品の重量を低減することはまた、物品を輸送するために必要なエネルギーが低くなりうるため、環境に対して正の効果を有することがある。加えて、消費者は、より軽量の物品を持ち運び、使用することを好むことがある。
幾つかの実施形態において、非燃焼型エアロゾル供給システムは、消耗品を受容するエリア、エアロゾル生成器、エアロゾル生成エリア、ハウジング、マウスピース、フィルター及び/又はエアロゾル変性剤を備えてもよい。
消耗品は、送達されることになる物質を備え、そのうちの少なくとも1種はエアロゾル生成材料である。消耗品はまた、エアロゾル化されることが意図されない材料などの、送達されることになる別の物質も含んでもよい。適宜、いずれの材料も、1種若しくは複数の活性成分、1種若しくは複数の香料、1種若しくは複数のエアロゾル形成材料、及び/又は1種若しくは複数の他の機能性材料を含んでもよい。
幾つかの実施形態において、送達されることになる物質は活性物質を含む。
本明細書で使用される場合、活性物質は、生理反応を実現するか又は強化することを目的とした材料である生理活性材料であってもよい。活性物質は、例えば、栄養補助食品、向知性薬、向精神薬から選択してもよい。活性物質は、天然に存在するものであっても、又は合成により得られるものであってもよい。活性物質は、例えば、ニコチン、カフェイン、タウリン、テイン、ビタミン、例えばB6、B12、C、メラトニン、カンナビノイド、又はそれらの成分、誘導体、若しくは組合せを含んでもよい。活性物質は、タバコ、アサ又は他の植物性材料の1種又は複数種の成分、誘導体又は抽出物を含んでもよい。
幾つかの実施形態において、活性物質はニコチンを含む。幾つかの実施形態において、活性物質はカフェイン、メラトニン又はビタミンB12を含む。
非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品は、エアロゾル生成材料を備える。物品はまた、エアロゾル生成材料保存エリア、エアロゾル生成材料移行構成成分、エアロゾル生成器、エアロゾル生成エリア、ハウジング、巻紙、フィルター、マウスピース及び/又はエアロゾル変性剤を備えてもよい。
エアロゾル生成材料は、例えば、加熱、放射線照射又は任意の他の方法でエネルギー供給された場合、エアロゾルを生成することが可能な材料である。エアロゾル生成材料は、例えば、固体、液体又はゲルの形態であってもよく、これらは、活性物質及び/又は香味料を含有してもしなくてもよい。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、「非晶質固体」を含んでもよく、これは、あるいは、「モノリシック固体」(すなわち、非繊維質)と呼ばれることがある。幾つかの実施形態において、非晶質固体は乾燥ゲルであってもよい。非晶質固体は、幾らかの流体、例えば液体をその中に保持しうる固体材料である。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、例えば、約50wt%、60wt%又は70wt%の非晶質固体~約90wt%、95wt%又は100wt%の非晶質固体を含んでもよい。
エアロゾル生成材料は、1種又は複数種のエアロゾル形成剤を含んでもよく、1種又は複数種の活性物質及び/又は香料、並びに任意選択で1種又は複数種の他の機能性材料を含んでもよい。
エアロゾル形成剤は、エアロゾルを形成することが可能な1種又は複数種の成分を含んでもよい。幾つかの実施形態において、エアロゾル形成材料は、グリセリン、グリセロール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、エリスリトール、メソ-エリスリトール、バニリン酸エチル、ラウリン酸エチル、スベリン酸ジエチル、クエン酸トリエチル、トリアセチン、ジアセチン混合物、安息香酸ベンジル、フェニル酢酸ベンジル、トリブチリン、酢酸ラウリル、ラウリン酸、ミリスチン酸及びプロピレンカーボネートのうちの1種又は複数種を含んでもよい。好ましくは、エアロゾル形成剤は、グリセロール又はグリセリンである。
エアロゾル生成材料は、任意の好適な量のエアロゾル形成剤を含みうる。好ましい実施形態において、エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の約5重量%~約30重量%の量のエアロゾル形成剤を含む。好ましくは、エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の約10重量%~約20重量%の量のエアロゾル形成材料を含む。より好ましくは、エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の約13重量%~約18重量%の量、又はエアロゾル生成材料の約14重量%、約15重量%、約17重量%若しくは約18重量%の量のエアロゾル形成剤を含む。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の約15重量%の量で存在する。
エアロゾル生成材料の約5重量%~約30重量%の量のエアロゾル形成剤の含有は、エアロゾル生成デバイスによって加熱された場合、エアロゾル生成材料の感覚特性をさらに強化することが見出された。有利には、エアロゾル生成材料の約10重量%~約30重量%のエアロゾル形成剤の添加量により、組成物の感覚特性を、従来の燃焼型喫煙品の感覚特性と同様のものにすることができる。
エアロゾル生成材料は香料を含んでもよい。本明細書で使用される場合、「香料」及び「着香料」という用語は、現地の規制が許す場合、成人消費者向けの製品に所望の味又は香りを作り出すために使用してもよい材料を指す。それらには、抽出物(例えば、リコリス、アジサイ、ホオノキの葉、カモミール、フェヌグリーク、クローブ、メンソール、ハッカ、アニシード、シナモン、ハーブ、ウィンターグリーン、サクランボ、ベリー、モモ、リンゴ、ドランブイ、バーボン、スコッチ、ウィスキー、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、ビャクダン、ベルガモット、ゼラニウム、ハチミツエッセンス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、カシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイラン、セージ、ウイキョウ、ピーマン、ショウガ、アニス、コリアンダー、コーヒー又はメンタ属の任意の種由来のミント油)、香味強化剤、苦味受容体部位遮断剤、感覚受容体部位活性剤又は刺激剤、糖及び/又は代替糖(例えば、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、サッカリン、チクロ、ラクトース、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール又はマンニトール)、並びに他の添加剤、例えば、チャコール、クロロフィル、ミネラル、植物性物質又は息清涼剤が含まれる。それらは、模造成分、合成成分、若しくは天然成分、又はそれらのブレンドであってもよい。それらは、任意の好適な形態、例えば、油状物、液体又は粉末であってもよい。
エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の約0.1重量%~約5重量%の量の香料を含んでもよい。好ましくは、エアロゾル生成材料は、約0.5%~約1.5%の量の香料を含む。
エアロゾル生成材料は、1種又は複数種の植物性物質材料から調製される。1種又は複数種の植物性物質材料を使用して、エアロゾル生成材料が作製される。したがって、エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料を調製するために使用される1種又は複数種の植物性物質材料を含んでもよく、又はそれらからなってもよい。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成組成物は、1種又は複数種の植物性物質材料を含む組成物からなる。
エアロゾル生成材料は、1種の植物性物質材料又は2種以上の植物性物質材料、例えば、2、3、4若しくは5種以上の植物性物質材料を含む組成物から調製されてもよい。生成エアロゾル組成物は、2種以上の植物性物質材料をブレンドすることによって調製することができる。
本明細書中で使用される場合、「植物性物質」という用語は、植物に由来する任意の材料を含み、これらに限定されるものではないが、抽出物、葉、樹皮、繊維、茎、根、種子、花、果実、花粉、殻、皮などを含む。あるいは、この材料は、植物性物質中に天然に存在し、合成により得られる活性化合物を含んでもよい。材料は、液体、気体、固体、粉末、塵、粉砕粒子、顆粒、ペレット、細断物、ストリップ、シートなどの形態であってもよい。植物性物質の例は、タバコ、ユーカリノキ、スターアニス、麻(hemp)、カカオ、アサ(cannabis)、ウイキョウ、レモングラス、ペパーミント、スペアミント、ルイボス、カモミール、亜麻、ショウガ、イチョウ(ginkgo biloba)、ハシバミ、ハイビスカス、ローリエ、甘草(リコリス)、抹茶、マテ、オレンジの皮、パパイヤ、バラ、セージ、茶、例えば、緑茶又は紅茶、竹、タイム、クローブ、シナモン、コーヒー、アニシード(アニス)、バジル、ベイリーフ、カルダモン、コリアンダー、クミン、ナツメグ、オレガノ、パプリカ、ローズマリー、サフラン、ラベンダー、レモンピール、ミント、ジュニパー、エルダーフラワー、バニラ、ウィンターグリーン、シソ、ウコン、ターメリック、ビャクダン、シラントロ、ベルガモット、オレンジの花、ギンバイカ、カシス、バレリアン、ピメント、メース、ダミアン、マジョラム、オリーブ、レモンバーム、レモンバジル、チャイブ、カルヴィ、バーベナ、タラゴン、ゼラニウム、マルベリー、チョウセンニンジン、テアニン、テアクリン、マカ、アシュワガンダ、ダミアナ、ガラナ、クロロフィル、バオバブ、又はこれらの任意の組合せである。ミントは、以下のミント品種:メンタ・アルベンシス(Mentha Arventis)、メンタ c.v.(Mentha c.v.)、メンタ・ニリアカ(Mentha niliaca)、メンタ・ピペリタ(Mentha piperita)、メンタ・ピペリタ・シトラタ c.v.(Mentha piperita citrata c.v.)、メンタ・ピペリタ c.v.(Mentha piperita c.v.)、メンタ・スピカタ・クリスパ(Mentha spicata crispa)、メンタ・コルディフォリア(Mentha cardifolia)、メンタ・ロンギフォリア(Memtha longifolia)、メンタ・スアベオレンス・バリエガタ(Mentha suaveolens variegata)、メンタ・プレギウム(Mentha pulegium)、メンタ・スピカタ c.v.(Mentha spicata c.v.)、及びメンタ・スアベオレンス(Mentha suaveolens)から選択してもよい。好ましい実施形態において、植物性物質材料はタバコである。
本明細書で使用される場合、「タバコ材料」という用語は、ニコチアナ種の植物に由来する材料を指す。ニコチアナ種の植物の選択は限定されず、使用される1種又は複数種のタバコの種類は様々であってもよい。「タバコ材料」という用語は、タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ又はタバコ代替物のうちの1種又は複数種を含んでもよい。タバコ材料は、挽きタバコ、タバコ繊維、刻みタバコ、押出タバコ、葉タバコ、タバコ茎、再生タバコ及び/又はタバコ抽出物のうちの1種又は複数種を含んでもよい。本明細書で使用される場合、「葉タバコ」は、刻みラミナタバコを意味する。
幾つかの実施形態において、タバコ材料は、黄色種又はバージニア、バーレー、天日干し、メリーランド、暗色種(火煙乾燥)、暗色種(空気乾燥)、明色種(空気乾燥)、インディアン(空気乾燥)、赤色ロシア及びルスティカタバコ、並びにそれらの混合物の他、様々な他の希少又は特別なタバコ(緑色又は乾燥)から選択される。発酵タバコ又は遺伝子組み換え若しくは交配技術などの、タバコの味を変性することができる任意の他の種類のタバコ処理を介して生成されたタバコ材料もまた、本開示の範囲内である。例えば、タバコ植物は、構成成分、特性又は特質の生成が増加又は低減するように遺伝子操作又は交配されうることが想定される。
幾つかの実施形態において、タバコ材料は、イズミル、バスマ、サムスン、カテリーニ、プレリップ、コモティーニ、クサンティ及びヤンボルタバコを含むインディアンカルヌール及びオリエンタルタバコから選択される天日干しタバコである。幾つかの実施形態において、タバコ材料は、パッサンダ、クバノ、ジャティン及びベスキタバコから選択される暗色種(空気乾燥)タバコである。幾つかの実施形態において、タバコ材料は、ノースウィスコンシン及びガルパオタバコから選択される明色種(空気乾燥)タバコである。
幾つかの実施形態において、タバコ材料は、マタ・フィナ及びバヒアタバコを含むブラジリアンタバコから選択される。幾つかの実施形態において、タバコ材料は、クリオロ、ピロットクバノ、オロール、グリーンリバー、イサベラDAC、ホワイトパタ、エルル、ジャティム、マドゥラ、カストゥリ、コネチカットシード、ブロードリーフ、コネチカット、ペンシルバニア、イタリアン(空気乾燥)、パラグアイ(空気乾燥)及びワンサッカータバコから選択される。
喫煙/電子喫煙又は無煙タバコ製品の調製に関して、ニコチアナ種の植物は、乾燥法に供されてもよい。特定の種類のタバコは、火煙乾燥又は天日干しなどの別の種類の乾燥法に供されてもよい。必須ではないが好ましくは、乾燥された収穫されたタバコは、熟成される。
タバコは、成長の異なる段階、例えば、植物があるレベルの成熟に達し、下側の葉が収穫できる一方、上側の葉がなお成長中であるときに収穫できる。
幾つかの実施形態において、ニコチアナ種の植物の少なくとも一部(例えば、タバコ材料の少なくとも一部)は、未熟な形態で用いられる。つまり、幾つかの実施形態において、植物又はその植物の少なくとも一部は、熟した又は成熟したと通常考えられる段階に達する前に収穫される。
幾つかの実施形態において、ニコチアナ種の植物の少なくとも一部(例えば、タバコ材料の少なくとも一部)は、成熟形態で用いられる。つまり、幾つかの実施形態において、植物又はその植物の少なくとも一部は、その植物(又は植物部分)が、熟している、過熟した又は成熟したと伝統的に見られる点に達したときに収穫され、収穫は、農業従事者によって従来用いられるタバコ収穫技術の使用によりなされうる。オリエンタルタバコ及びバーレータバコ植物の両方が収穫できる。また、バージニアタバコ葉は、それらの葉柄の位置に応じて収穫する又は摘み取ることができる。
ニコチアナ種は、植物中に存在する様々な化合物の含有量について選択してもよい。例えば、植物は、それらの植物が、単離することが望ましい化合物(すなわち、目的の揮発性化合物)のうちの1種又は複数種を比較的大量に生成することに基づいて選択してもよい。ある特定の実施形態において、ニコチアナ種の植物は、葉表面化合物が豊富であるため、特に栽培される。タバコ植物は、温室、生育室又は屋外の畑で生育されても、又は水耕法で生育されてもよい。
ニコチアナ種の植物の様々な部位又は部分を利用してもよい。幾つかの実施形態において、全植物又は実質的に全植物が収穫され、そのまま用いられる。本明細書で使用される場合、「実質的に全植物」という用語は、植物の少なくとも90%、例えば植物の少なくとも95%、例えば植物の少なくとも99%が収穫されることを意味する。あるいは、幾つかの実施形態において、植物の様々な部位又は断片は、収穫後のさらなる使用のために収穫又は分離される。幾つかの実施形態において、タバコ材料は、植物の葉、茎、葉柄、及びこれらの部位の様々な組合せから選択される。したがって、本開示のタバコ材料は、ニコチアナ種の植物全体又は植物の任意の部分を含むことがある。
タバコ材料は、紙再生タバコ、押出タバコ、バンドキャスト再生タバコ、又はバンドキャスト再生タバコ及びタバコ顆粒などの別の形態のタバコの組合せでありうる。
紙再生タバコは、タバコ原料が溶媒で抽出されて、可溶分の抽出物及び繊維質材料を含む残渣を得、次いで、抽出を繊維質材料上に堆積することによって、抽出物(通常、濃縮後、及び任意選択でさらなる処理後)が残渣からの繊維質材料と再度組み合わせられる(通常、繊維質材料の精製後、及び任意選択で非タバコ繊維の一部を添加して)方法によって形成されたタバコ材料を指す。再度組み合わせる方法は、製紙のための方法と類似している。
紙再生タバコは、当技術分野で公知の任意の種類の紙再生タバコであってもよい。特定の実施形態において、紙再生タバコは、タバコストリップ、タバコ茎及び全葉タバコのうちの1種又は複数種を含む原料から作製される。さらなる実施形態において、紙再生タバコは、タバコストリップ及び/又は全葉タバコ、並びにタバコ茎からなる原料から作製される。しかしながら、他の実施形態では、スクラップ、細粒分及びもみ(winnowing)が、原料において、代わりに又は加えて用いられることがある。
幾つかの実施形態において、紙再生タバコは膨張タバコから作製される。例えば、紙再生タバコは挽き膨張タバコから作製されうる。膨張タバコの例は、本明細書において提供される。
本明細書に記載されるタバコ材料において使用するための紙再生タバコは、紙再生タバコを調製するための当業者に公知の方法によって調製されてもよい。
図1を参照すると、葉、ストリップ、茎、スクラップ、細粒分及び/又はもみ(幾つかの実施形態では、葉、ストリップ及び茎)などのタバコ供給材(furnish)は、最初に、水性溶媒(例えば、水、水及びエタノールなどの水混和性溶媒)と混合される。蒸留水、脱イオン水又は水道水を用いてもよい。例えば、タバコの繊維質部分からの可溶性部分の抽出の速度を上昇させるために、溶媒へのタバコの懸濁液は、撹拌又は振とうすることによってかき混ぜられる。かき混ぜは、典型的には、30分~6時間まで実施される。かき混ぜは、ベッセル及びかき混ぜを実現するためのブレードを備える撹拌機で実現されてもよい。懸濁液中の溶媒の量は、タバコ供給材、溶媒及びかき混ぜ機器の種類(特にブレードの種類)、並びに懸濁液の温度に応じて、懸濁液の約75~99重量%で幅広く様々でありうる。懸濁液温度の典型範囲は、約10℃~約100℃である。
タバコ供給材の可溶性部分は、例えば、空気圧、水圧若しくは機械プレスによる圧縮によって、又はろ過によって、タバコの不溶性繊維質部分から分離される。分離後、タバコの繊維部分は、典型的には、機械による精製に供されて、繊維パルプが生成される。好適な精製機は、典型的には、ディスク精製機又はコニカルリファイナーでありうる。次いで、繊維パルプは、長網式製紙機などの製紙ステーションでタバコ繊維パルプを含むベースウェブに形成される。ベースウェブは、典型的には、フラットワイヤベルトに載せられ、そこで過剰の水が、重力排液及び吸引排液によって除去される。セルロース、コムギ繊維又は木材繊維などの非タバコ繊維が、この段階で、タバコ由来の繊維部分と共に含まれてもよい。タバコ原料の可溶性部分は、フィルム蒸発器又は真空蒸発器などの任意の公知の種類の濃縮装置を使用して濃縮される。濃縮後、エアロゾル形成材料(本明細書において定義される通り)、ケーシング、例えば、ココア、リコリス及びリンゴ酸などの酸、又は香料(本明細書において定義される通り)などの成分が添加され、濃縮されたタバコ可溶分と混合されてもよい。次いで、エアロゾル形成材料及び/又はケーシング及び/又は香料を潜在的に含有する濃縮されたタバコ可溶分は、乾燥タバコ繊維質シートと再度組み合わせられて、再生タバコが形成される。濃縮された可溶分は、噴霧、コーティング、浸漬、サイジングなどの様々な方法により、繊維質ウェブに添加し戻すことができる。
最後に、再生タバコは乾燥される。任意選択で、再生タバコは、ストリップに切断されるか、又はロールに巻き取られ、次いで、ボビンに切り開かれるか、又は刻みラグに細断されてもよい。
再生タバコは、本明細書に記載される通りの、1種又は複数種のエアロゾル形成剤を含んでもよい。幾つかの実施形態において、再生タバコは、再生タバコの重量に基づいて、約5%~約40%の量のエアロゾル形成剤を含んでもよい。
エアロゾル生成材料は、組成物の約0重量%~約90重量%の量の紙再生タバコを含む組成物から調製されてもよく、及び/又はそれを含んでもよい。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、組成物の10重量%~90重量%、10重量%~80重量%、又は20重量%~70重量%の量の紙再生タバコを含む組成物から調製され、及び/又はそれを含む。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、組成物の約50重量%~約90重量%の量の紙再生タバコを含む組成物から調製され、及び/又はそれを含む。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、組成物の約10重量%~約89重量%、約20重量%~約88重量%、約30重量%~約87重量%、約40重量%~約86重量%、約50重量%~約85重量%、約60重量%~約84重量%、約70重量%~約83重量%の量の紙再生タバコを含む組成物から調製され、及び/又はそれを含む。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、組成物の約75重量%~約85重量%の量の再生タバコを含む組成物から調製され、及び/又はそれを含む。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、組成物の約70重量%、約71重量%、約72重量%、約73重量%、約74重量%、約75重量%、約76重量%、約77重量%、約78重量%、約79重量%、約80重量%、約81重量%、約82重量%、約83重量%、約84重量%又は約85重量%の量の再生タバコを含む組成物から調製され、及び/又はそれを含む。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、葉タバコ及び紙再生タバコを含む組成物から調製され、及び/又はそれを含む。紙再生タバコ材料に対する葉タバコの重量比は、10:90、11:89、12:88、13:87、14:86、15:85、16:84、17:83、18:82、19:81、20:80、21:79、22:78、23:77、24:76、25:75、26:74、27:73、28:72、29:71、30:70、31:69、32:68、33:67、34:66、35:65、36:64、37:63、38:62、39:61、40:60、41:59、42:58、43:57、44:56、45:55、46:54、47:53、48:52、49:51、50:50、51:49、52:48、53:47、54:46、55:45、56:44、57:43、58:42、59:41、60:40、61:39、62:38、63:37、64:36、65:35、66:34、67:33、68:32、69:31、70:30、71:29、72:28、73:27、74:26、75:25、76:24、77:23、78:22、79:21、80:20、81:19、82:18、83:17、84:16、85:15、86:14、87:13、88:12、89:11又は90:10(葉タバコの重量:紙再生タバコの重量)であってもよい。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、膨張植物性物質材料並びに再生タバコ及び葉タバコの混合物を含む組成物から調製され、及び/又はそれを含む。
組成物は、組成物の約10重量%の量の膨張植物性物質、並びに約90重量%の量の再生タバコ及び葉タバコの混合物を含んでもよい。再生タバコ対葉タバコの重量比は、90:10、80:20、70:30、60:40、50:50、40:60、30:70、20:80又は10:90でありうる。
再生タバコ材料は、立方センチメートル当たり約700ミリグラム(mg/cc)未満の密度を有してもよい。
そのようなタバコ材料は、より密度の高い材料と比較して、素早く加熱されてエアロゾルを放出することができるエアロゾル生成材料をもたらすのに、特に効果的であることが見出された。例えば、バンドキャスト再生タバコ材料及び紙再生タバコ材料などの様々なエアロゾル生成材料の特性を、加熱した場合に試験した。各々の所与のエアロゾル生成材料について、材料に熱が加えられている間、特定のゼロヒートフロー温度が存在し、それ未満では正味のヒートフローは吸熱性であり、言い換えると、材料は、材料が失うよりも多くの熱を得、それ超では正味のヒートフローは発熱性である、言い換えると、材料は、材料が得るよりも多くの熱を失うことが見出された。700mg/cc未満の密度を有する材料は、より低いゼロヒートフロー温度を有した。材料から出るヒートフローの大部分がエアロゾルの形成を介するため、より低いゼロヒートフロー温度は、エアロゾル生成材料からエアロゾルが最初に放出されるのに要する時間に対して有益な効果を有する。例えば、700mg/cc超の密度を有する材料が164℃超のゼロヒートフロー温度を有したことと比較して、700mg/cc未満の密度を有するエアロゾル生成材料は、164℃未満のゼロヒートフロー温度を有することが見出された。
植物性物質材料の密度はまた、材料を通して熱が伝導する速度に対する影響を有し、例えば、700mg/cc未満などのより低い密度では、熱は、材料を通してよりゆっくり伝導し、したがって、エアロゾルのより持続した放出が可能になる。
幾つかの実施形態において、植物性物質材料は押出タバコである。エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の10~30重量%、又は10~20重量%の量の押出タバコから調製されても、又はそれを含んでもよい。本明細書に記載されるタバコ組成物において使用されてもよい押出タバコは、押出タバコを調製するための当業者に公知の方法によって調製されてもよい。幾つかの実施形態において、押出タバコは、以下の通り調製することができる。タバコ供給材は、バージニア(黄色種)タバコ、バーレータバコ及び/又はオリエンタルタバコを含んでもよい。タバコ供給材は、茎、スクラップ、ストリップ、細粒分又はもみであってもよい。追加の構成成分は、非タバコ繊維、例えば、わら繊維又はコムギ繊維;結合剤、例えば、セルロース又は変性セルロース、例えば、ヒドロキシプロピルセルロース及びカルボキシメチルセルロース;並びにケーシング、例えば、酸、例えば、リンゴ酸を含んでもよい。
図2に示される通り、タバコ供給材及び任意の追加の構成成分は、混合サイロにおいて混合され、投入スクリュー及びコンベヤスクリューによって押出機に移送され、そこで、それらは水と混合され、この段階で、エアロゾル形成材料も添加されてもよい。押出後、押出タバコは、冷却ベルトで冷却される。
上記のセクションに記載されるものと類似であるが、非タバコ繊維のみを使用して作製された材料、例えば、コムギ繊維又は木材繊維を、タバコ組成物のフィルター構成成分において使用してもよい。
本明細書で使用される場合、「充填値」という用語は、材料が所与の水分量で特定の容積を占める能力の尺度である。高い充填値は、所与の周囲長、容積及び長さの許容される硬度/堅さレベルでロッドを生成するために、より低い充填値の材料で必要とされるよりも低重量の材料が必要であることを示す。
上記の植物性物質材料の多くは、典型的には、約6mL/g未満の充填値を有する。例えば、葉タバコ、紙再生タバコ及び押出タバコは、典型的には、6mL/g未満の充填値を有してもよい。これらの材料は、約3mL/g~約5.9mL/gの充填値を有してもよい。例えば、紙再生タバコは、典型的には、約2.5~約5.6mL/gの充填値を有してもよい。ラミナタバコ、例えば、バージニア葉は、典型的には、約4.5ml/g~約5.6mL/gの充填値を有してもよい。
植物性物質材料のうちの少なくとも1つは、約6mL/g超の充填値を有する。幾つかの実施形態において、植物性物質材料のうちの少なくとも1つは、少なくとも約7mL/g、少なくとも約8mL/g、又は少なくとも約9mL/g~約10mL/gまでの充填値を有する。例えば、植物性物質材料のうちの少なくとも1つの充填値は、約6mL/g~約10mL/gまで、約6.5mL/g~約9mL/gまで、又は約7mL/g~約8mL/gまででありうる。
少なくとも6mL/gの充填値を有する任意の植物性物質材料が、本発明において使用されてもよい。特に、植物性物質材料は、少なくとも約6mL/gの充填値を有する膨張植物性物質材料から形成されてもよい。
図3に示される通り、エアロゾル生成材料は、少なくとも6mL/gの充填値を有する植物性物質材料、及び6mL/g未満の充填値を有する植物性物質材料を組み合わせることによって調製されてもよい。任意選択で、1種又は複数種の香料又はエアロゾル形成剤を添加することができる。次いで、エアロゾル生成材料は、非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品に組み込まれうる。
組成物は、2種以上の異なる植物性物質材料をブレンドすることによって形成されうる。
例えば、葉タバコを含む第1の植物性物質材料は、膨張タバコ材料を含む第2の植物性物質材料と混合されてもよい。エアロゾル生成材料は、第3の植物性物質材料の第1及び第2の植物性物質材料との組合せから形成されてもよい。例えば、一実施形態において、エアロゾル生成材料は、葉タバコ、再生タバコ及び膨張タバコ材料を組み合わせることによって形成されうる。
エアロゾル生成材料は、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料、例えば膨張植物性物質材料から完全に形成されてもよい。例えば、エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の1重量%~10重量%、又は約10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、70重量%、80重量%若しくは90重量%の量の、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料から形成されてもよい。
比較的低充填値を有する植物性物質材料と比較して、より低質量膨張植物性物質材料が、所与の容積の物品を充填するために必要であるため、比較的高充填値を有する植物性物質材料を使用することにより、エアロゾル生成材料、したがって、物品の重量の低下につながることがある。
しかしながら、比較的高い充填値、例えば約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料(例えば、膨張タバコ)の使用が多すぎると、エアロゾル生成材料が非燃焼エアロゾル供給システムと共に使用するための物品において使用される場合、エアロゾル形成材料の感覚特性に負の影響を及ぼしうる。さらに、比較的低密度のこの植物性物質材料により、比較的大量に組み込まれた場合、物品のエアロゾル生成セクションの硬度又は堅さが低減され、物品のエアロゾル生成セクションにわたる圧力降下に負の影響を及ぼしうる。物品は非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するためのものであるため、物品のエアロゾル生成セクションの硬度が重要である。エアロゾル生成セクションの硬度が低すぎると、物品は不十分な構造完全性を有することがある。不十分な構造完全性を有する物品は、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するのに不適当でありうる。
本発明者らは、比較的高充填値を有する植物性物質材料を利用することによって得られる有益な軽量化と、比較的大量の材料を使用した場合に観察される負の効果との間でバランスをとることができることを見出した。
特に、本発明者らは、約30重量%まで、好ましくは約25%まで、より好ましくは約20%までの、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料を含む組成物からエアロゾル生成材料を調製することにより、満足のいく感覚の結果、及び許容される堅さの物品が得られる一方、重量の望ましい低減が実現されることを見出した。エアロゾル生成材料は、組成物の約1重量%~約30重量%、約25重量%、約20重量%又は約15重量%の量の、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料を含む組成物から調製することができる。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、組成物の約2重量%~約14重量%、約3重量%~約13重量%、約4重量%~約12重量%、又は約5重量%~約11重量%の量の、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料を含む組成物から調製される。幾つかの実施形態において、組成物は、組成物の約10重量%の量の、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料を含むか、又はそれから調製される。
物品に組み込まれる場合、エアロゾル生成材料を備えるエアロゾル生成セクションの硬度は、約55%~約75%でありうる。好ましくは、硬度は、約70%に可能な限り近い。幾つかの実施形態において、硬度は、約61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%又は70%である。
エアロゾル生成材料を形成するために使用される植物性物質材料は、好ましくは、2種以上の植物性物質材料の混合物である。植物性物質材料は、植物性物質材料の約1重量%~約30重量%、又は約1重量%~約25重量%の量の、6mL/g超の充填値を有する第1の植物性物質材料を含んでもよい。
エアロゾル生成材料を形成するために使用される組成物の残部は、本明細書に記載される1種又は複数種の他の植物性物質材料を含んでもよい。結果として、植物性物質材料は、異なる特性、例えば異なる充填値を有しうる。例えば、エアロゾル生成材料は、約6mL/g超の充填値を有する第1の植物性物質材料、及びより低充填値を有する第2の植物性物質材料を含む組成物から調製することができる。第1の植物性物質材料の比較的高充填値は、物品のエアロゾル生成セクションの容積を充填するのに必要なタバコ材料の全質量を低減することがある。その結果、物品の全重量は、比較的高充填値を有する植物性物質材料を使用することによって低減されうる。
物品のエアロゾル生成セクションは、エアロゾル生成材料を含む連続容積部を画定しうる。エアロゾル生成材料は、実質的にこの容積部を充填する。エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成セクションの容積部の少なくとも約30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%又は98%を充填してもよい。エアロゾル生成セクションは、エアロゾル生成材料からなっても、又はエアロゾル生成材料から本質的になってもよい。物品は、エアロゾル生成材料で実質的に充填された容積部を画定する単一の連続エアロゾル生成セクションを備えてもよい。
エアロゾル生成セクションは、さらなる構成成分、例えば、エアロゾル生成材料を取り囲む巻紙及び/又はサセプタなどのヒーターを備えてもよい。
エアロゾル生成セクション中のエアロゾル生成材料は、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料を含む。エアロゾル生成材料は、6mL/g未満の充填値を有する他の植物性物質材料を含んでもよい。したがって、エアロゾル生成セクション中のエアロゾル生成材料の充填値は、約6mL/g超、約6mL/g、又は約6mL/g未満であってもよい。エアロゾル生成材料は、約2mL/g~約10mL/g、2mL/g~約9mL/g、2mL/g~約8mL/g、2mL/g~約7mL/g、3mL/g~約6mL/g、又は約4mL/g~約6mL/gの充填値を有しうる。例えば、エアロゾル生成材料は、約5mL/g~約6mL/gの充填値を有してもよい。エアロゾル生成材料の充填値は、6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料及び6mL/g未満の充填値を有する植物性物質材料の相対量を変更することによって制御してもよい。
エアロゾル生成セクションのエアロゾル生成材料の充填値は、物品の他の構成成分(例えば、存在する場合、巻紙、サセプタ、フィルターなど)からそれを分離し、次いで、本明細書に記載される充填値測定方法に従って充填値を測定することによって、決定してもよい。
約6mL/g超の充填値を有する任意の植物性物質材料を使用してもよい。使用してもよい特定の材料は、膨張植物性物質材料である。
膨張植物性物質材料は、膨張法に供された植物性物質材料である。膨張は、植物性物質材料の面積及びその繊維間の間隔の増加を含む。膨張法に供された後、植物性物質材料は、膨張法前の植物性物質材料よりも高い充填値を有するが、密度は低くなる。
典型的には、膨張法は、材料から流体が急速に放出されるように、流体(例えば、水)を含む固体材料の温度及び/又は圧力を急速に上昇させることを含む。これは、通常、流体の相の変化(例えば、水は液体から気体に変わる)、及び流体の体積の増加を含む。流体における急速な放出及び膨張は、固体材料からの流体の放出を引き起こす。同時に、固体材料は膨張して、より大きな容積を占める。流体は、多くの場合、固体材料中に自然に存在するものの、追加の流体を、固体材料中への流体の含浸又は吸収(任意選択で、圧力下での)によって導入することができる。
植物性物質材料を調製するために使用することができる1種のそのような膨張法は、ドライアイス膨張である。
ドライアイス膨張は、植物性物質材料に液体二酸化炭素を浸透させた後、加温することを含む。生じた二酸化炭素ガスは、植物性物質材料を膨張させる。さらなる方法は、加熱された場合に、分解して植物性物質材料を膨張させるのに役立つ気体を生成する固体材料による植物性物質材料の処理を含む。他の方法は、圧力下で植物性物質材料を液体に含浸させる、二酸化炭素含有水などのガス含有液体による植物性物質材料の処理を含む。次いで、含浸された植物性物質材料は、加熱されるか又は圧力が低減されて、ガスの放出及びタバコの膨張が引き起こされる。さらなる技術が、植物性物質材料を膨張させるために開発されており、これは、植物性物質材料内で反応して固体化学反応生成物を形成するガス、例えば、炭酸アンモニウムを形成する二酸化炭素及びアンモニアによる植物性物質材料の処理を含む。これらの固体反応生成物は、続いて、加熱によって分解されて、植物性物質材料内でそれらの放出時に植物性物質材料の膨張を引き起こすガスを生成することがある。
膨張することになる植物性物質材料は、ラミナ又は茎などの種々の形態でありうる。例えば、タバコ茎は、様々な種類の加熱処理又はマイクロ波エネルギーを利用することによって膨張されてもよい。植物性物質材料の凍結乾燥もまた、容積(及びしたがって充填値)の増加を得るために用いられてもよい。風乾及び流動層乾燥などの連続乾燥技術もまた、刻み茎を膨張させるために使用してもよい。
植物性物質材料はタバコであってもよい。好ましい実施形態において、植物性物質材料は、ドライアイス膨張タバコ材料(DIET)又は膨張タバコ茎である。
膨張法により、植物性物質材料の密度が低減する。膨張法によりまた、膨張法前の植物性物質材料よりも高い充填値を有する植物性物質材料が得られる。
膨張植物性物質材料は、少なくとも約6mL/g、少なくとも約7mL/g、少なくとも約8mL/g、又は少なくとも約9mL/g~約15mL/gまで、約14mL/gまで、約13mL/gまで、約12mL/gまで、約11mL/gまで、又は約10mL/gまでの充填値を有してもよい。
図4は、ドライアイス膨張タバコを調製するための方法を示す。方法は、他の植物性物質材料に適用することができる。タバコ材料の梱はスライスされ、次いで、梱は、水及び蒸気を使用して調整される。タバコ材料は、本明細書に記載されるタバコ材料のうちの任意のものでありうる。ラミナタバコ、特にラミナバージニアタバコが、特に好ましい。この1つの理由は、バージニアタバコが、望ましい官能特性、及び他のタバコ品種と比較して、比較的低レベルの望ましくないと考えられる化合物を示すことである。バージニアタバコを使用することの別の利点は、バージニアタバコが、膨張法の間に容易に膨張する傾向があることである。幾つかの実施形態において、ラミナではなく、又はさらにはラミナに加えて、茎タバコが使用されうる。調整後、調整タバコ材料は、他の調整タバコ材料とブレンドされるか、又はカッターに供給される前に混合される。好ましくは、カッターは、タバコ材料を1インチ当たり25~28カット(CPI)で切断する。25CPIのカット幅が特に好ましいが、他のカット幅を使用することができる。タバコ材料を切断することにより、タバコ材料の表面積が増加し、したがって、タバコ材料が、含浸ステップの間に液体で含浸されるのに要する時間が短縮する。これらのカット幅により、最終材料の充填値も増加しうる。
カット材料を湿潤し、湿カット材料をブレンドした後、材料は約26%の含水量を有する。次いで、この材料は、含浸装置ベッセルに供給され、続いて含浸ベッセルに、加圧下で約6分間、-20℃の温度で二酸化炭素が投入される。これらの条件により、二酸化炭素が液体形態のままであり、タバコ材料に侵入し、吸収されるのに十分な時間を有することが確実になる。これに続いて、含浸タバコ材料は、昇華器に供給され、そこで、330℃の温度のガス流中で直ちに加熱される。この結果、タバコ材料中の水分及び二酸化炭素が急速に揮発し、タバコ材料の膨張が引き起こされる。
他のガス温度を使用してもよい。例えば、ガス温度は、約250℃~約400℃以上であってもよい。最高温度は、好ましくは、植物性物質材料の燃焼温度未満である。高温は、膨張速度、及びしたがって、プロセス効率を改善しうる。植物性物質材料の充填値はまた、温度を変化させることによっても制御することができる。温度を上昇させることにより、より多くの水分が材料から除去され、したがって、最終材料のより高い充填値がもたらされる。これとは逆に、より低温を使用することにより、最終材料の充填値を低減することができる。
高いガス温度は、任意の好適な手段によって(例えば、ホットプレート又はバーナーを使用して空気を加熱することによって)実現することができる。昇華の終了時のタバコ材料は、比較的乾燥しており、約6%の含水量を有する。水含有量は、タバコ材料を再構成シリンダーにおいて水和することによって、約12%~14%(目標値は多くの場合13.6%である)に増加されて、最終膨張タバコ材料が生成される。膨張材料は、少なくとも約6mL/gの充填値を有してもよい。
「水分」に言及するとき、使用時に多様で矛盾する定義及び用語法が存在することを理解することが重要である。「水分」又は「含水量」は、材料の水含有量を指すために使用されるのが一般的であるが、タバコ産業などの特定の産業に関して、水含有量としての「水分」と、オーブン揮発物としての「水分」とは区別する必要がある。水含有量は、固体物質の総質量中に含有される水のパーセンテージとして定義される。揮発物は、固体物質の総質量中に含有される揮発性構成成分のパーセンテージとして定義される。これは、水及びすべての他の揮発性化合物を含む。オーブン乾燥質量は、加熱することによって揮発性物質が除去された後に残留する質量である。これは、総質量のパーセンテージとして表される。オーブン揮発物(OV)は、除去された揮発性物質の質量である。
含水量(オーブン揮発物)は、サンプルが110℃±1℃に調節された温度で3時間±0.5分間、強制通気オーブンで乾燥された場合の、質量の減少として測定することができる。乾燥後、サンプルは乾燥器中で約30分間、室温に冷却して、サンプルを冷却させる。
別途述べられない限り、本明細書における含水量への言及は、オーブン揮発物(OV)への言及である。
植物性物質材料は、膨張植物性物質茎、例えば膨張タバコ茎を含んでもよい。膨張茎を形成する方法は、典型的には、茎を蒸気で処理し、これにより材料の膨張及びその充填値の増加を引き起こすことを含む。
図5は、タバコ茎を膨張するための1つのそのような方法を例示している。方法は、他の植物性物質材料に適用することができる。タバコは、フィーダーに添加される。タバコ茎は、本明細書に記載されるタバコの品種のうちの任意のものに由来しうる。水の添加後、蒸気の含水量は約34%である。次いで、混合物は、他のバッチからの茎とブレンドされ、及び/又は完全に混合され、この時点で、茎は、約30%~約40%、好ましくは約32%~約36%、好ましくは約36%の含水量を有する。次いで、材料は、茎の部分が確実に一定寸法になるように、切断される。この切断は、材料の充填値をさらに増加させるのを助けることができる。次いで、水がカット茎に適用されて、カット茎の含水量が約35%~約45%、好ましくは約38%~約40%に増加する。このステップで得られる比較的高い水分レベルは、後続の膨張ステップの間の茎の膨張を増加させるのを助ける。これに続いて、材料は、100℃を超える温度での蒸気処理(例えば、蒸気又は過熱蒸気を使用する)に供される。この結果、茎が膨張し、茎の充填値が増加する。茎は、少なくとも200kg/時、好ましくは300kg/時超、より好ましく350kg/時超の速度で適用されうる。幾つかの実施形態において、蒸気は、約375kg/時~約500kg/時の速度で適用される。より速い適用速度をまた、使用してもよい。スループット率は、より速い蒸気適用速度を使用することによって増加しうる。除塵機を使用した塵除去後、膨張茎は保存されうる。
植物性物質材料は、タバコ、例えば焦がし茎タバコなどの焦がし植物性物質材料を含んでもよい。
図6に示されるフローチャートは、焦がしタバコ材料を製造するための例示的な方法を要約している。タバコ出発材料は、任意選択で、従来の一次製造(PMD)法などの予備処理を受けており、これは、例えば、生茎の調整、続いて圧延、切断、及び膨張/乾燥、及び混合のうちの1つ又は複数を含む。幾つかの実施形態において、ラミナの予備処理は、スライシング、調整、ケーシング(任意選択)、切断、乾燥、冷却及び混合を含んでもよい。
タバコ出発材料の含水量は、例えば、14.5%OVの領域であってもよい。出発材料(例えば、茎)は、処理装置に供給され、そこで、加熱表面との断続的な接触によって処理される。処理の間、タバコ材料はかき混ぜられて、加熱表面との断続的な接触が作られる。処理の結果、含水量は0%OVの低さまで低減される。加熱表面との断続的な接触によるタバコ材料の処理が完了すると、処理されたタバコ材料は、任意選択で調整を受けてもよい。例示される方法では、これは、水又は蒸気を処理されたタバコ材料に添加して、その含水量を、例えば14.5%OVの領域に増加させ、焦がしタバコ材料を生成することを含む。
焦がし茎タバコは、約6mL/g超の充填値を有してもよい。幾つかの実施形態において、焦がし茎タバコは、約7mL/g超、8mL/g超、又は9mL/g超の充填値を有する。
幾つかの実施形態において、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料は、約10%~約20%オーブン揮発物(OV)の含水量を有する。一般に、この植物性物質材料の含水量は、約11%~約16%オーブン揮発物である。好ましくは、植物性物質材料の含水量は、約11.5%~約14.5%オーブン揮発物である。膨張タバコなどの膨張植物性物質材料は、典型的には、そのような含水量を有する。幾つかの実施形態において、植物性物質材料は、約7.4mL/gの充填値及び約13.4%オーブン揮発物(OV)の含水量を有する。幾つかの実施形態において、植物性物質材料は、約7.4mL/gの充填値及び約12.5%オーブン揮発物(OV)の含水量を有する。
幾つかの実施形態において、植物性物質材料は、約6mL/g~約10mL/g、6mL/g~約9mL/g、6mL/g~約8mL/g、又は約6mL/g~約7mL/gの充填値、及び約10%~約20%の含水量を有する。幾つかの実施形態において、植物性物質材料は、約6mL/g~約10mL/g、6mL/g~約9mL/g、6mL/g~約8mL/g、又は約6mL/g~約7mL/gの充填値、及び約10%~約15%の含水量を有する。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、非晶質固体、例えば乾燥ゲルを含む。
非晶質固体は、ゲル化剤を含んでもよい。幾つかの実施形態において、ゲル化剤は、アルギン酸塩、ペクチン、デンプン(及び誘導体)、セルロース(及び誘導体)、ガム、シリカ又はシリコーン化合物、クレイ、ポリビニルアルコール、及びこれらの組合せを含む群から選択される1種又は複数種の化合物を含む。例えば、幾つかの実施形態において、ゲル化剤は、アルギン酸塩、ペクチン、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、プルラン、キサンタンガム、グアーガム、カラギーナン、アガロース、アカシアガム、フュームドシリカ、PDMS、ケイ酸ナトリウム、カオリン、及びポリビニルアルコールのうちの1種又は複数種を含む。幾つかの実施形態において、ゲル化剤は親水コロイドを含む。一部の場合には、ゲル化剤は、アルギン酸塩及び/又はペクチンを含み、非晶質固体の形成の間に固化剤(例えばカルシウム源)と組み合わせられてもよい。一部の場合には、非晶質固体は、カルシウム架橋アルギン酸塩及び/又はカルシウム架橋ペクチンを含んでもよい。
幾つかの実施形態において、ゲル化剤は、アルギン酸塩を含み、アルギン酸塩は、スラリー/非晶質固体の10~30wt%、20~35wt%、又は25~30wt%の量(乾重量基準で計算)で非晶質固体中に存在する。幾つかの実施形態において、アルギン酸塩は、非晶質固体中に存在する唯一のゲル化剤である。他の実施形態では、ゲル化剤は、アルギン酸塩、及び少なくとも1種のさらなるゲル化剤、例えばペクチンを含む。
ゲル化剤は、セルロース系ゲル化剤、非セルロース系ゲル化剤、グアーガム、アカシアガム、及びこれらの混合物から選択される1種又は複数種の化合物を含んでもよい。
幾つかの実施形態において、セルロース系ゲル化剤は、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、メチルセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロース(CA)、酢酸酪酸セルロース(CAB)、酢酸プロピオン酸セルロース(CAP)、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
幾つかの実施形態において、ゲル化剤は、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、カルボキシメチルセルロース、グアーガム、又はアカシアガムのうちの1種又は複数種を含む(又はそれらのうちの1種又は複数種である)。
幾つかの実施形態において、ゲル化剤は、これらに限定されないが、アガー、キサンタンガム、アラビアガム、グアーガム、ローカストビーンガム、ペクチン、カラギーナン、デンプン、アルギン酸塩、及びこれらの組合せを含む1種又は複数種の非セルロース系ゲル化剤を含む(又は1種又は複数種の非セルロース系ゲル化剤である)。好ましい実施形態において、非セルロース系ゲル化剤は、アルギン酸塩又はアガーである。
非晶質固体は、スラリーを形成し、次いでスラリーを乾燥させて非晶質固体を形成することによって形成されうる。スラリーへのゲル化剤の含有の結果、乾燥ゲルから形成されたエアロゾル生成材料が得られる。エアロゾル生成材料中にゲルを含むことによって、香味料化合物、例えばメンソールが、ゲルマトリックス内で安定化されて、非ゲル組成物よりも高い香味料添加量を実現することが可能になることが見出された。着香料(例えば、メンソール)は、高濃度で安定化され、生成物は、良好な保存寿命を有する。
幾つかの例では、アルギン酸塩は、非晶質固体の約5~40wt%、又は15~40wt%の量でゲル化剤に含まれる。つまり、非晶質固体は、非晶質固体の乾重量で約5~40wt%、又は15~40wt%の量でアルギン酸塩を含む。幾つかの例では、非晶質固体は、非晶質固体の約20~40wt%、又は約15wt%~35wt%の量のアルギン酸塩を含む。
幾つかの例では、ペクチンは、非晶質固体の約3~15wt%の量でゲル化剤に含まれる。つまり、非晶質固体は、非晶質固体の乾重量で約3~15wt%の量のペクチンを含む。幾つかの例では、非晶質固体は、非晶質固体の約5~10wt%の量のペクチンを含む。
幾つかの例では、グアーガムは、非晶質固体の約3~40wt%の量でゲル化剤に含まれる。つまり、非晶質固体は、非晶質固体の乾重量で約3~40wt%の量のグアーガムを含む。幾つかの例では、非晶質固体は、非晶質固体の約5~10wt%の量のグアーガムを含む。幾つかの例では、非晶質固体は、非晶質固体の約15~40wt%、又は約20~40wt%、又は約15~35wt%の量のグアーガムを含む。
例では、アルギン酸塩は、ゲル化剤の少なくとも約50wt%の量で存在する。例では、非晶質固体は、アルギン酸塩及びペクチンを含み、アルギン酸塩対ペクチンの比は、1:1~10:1である。アルギン酸塩対ペクチンの比は、典型的には、>1:1であり、すなわち、アルギン酸塩は、ペクチンの量よりも多い量で存在する。例では、アルギン酸塩対ペクチンの比は、約2:1~8:1、若しくは約3:1~6:1であるか、又は約4:1である。
非晶質固体は、典型的には、非晶質固体の約80wt%までの量のエアロゾル形成剤(本明細書においてエアロゾル形成材料とも呼ばれる)、例えば、約0.1wt%、0.5wt%、1wt%、3wt%、5wt%、7wt%又は10%~約80wt%、75wt%、70wt%、65wt%、60wt%、55wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%、30wt%又は25wt%のエアロゾル形成材料を含む。幾つかの実施形態において、非晶質固体は、約40~80wt%、40~75wt%、50~70wt%、又は55~65wt%の量のエアロゾル形成剤を含む。
エアロゾル形成材料は、可塑剤として作用することができる。一部の場合には、エアロゾル形成材料は、エリスリトール、プロピレングリコール、グリセロール、トリアセチン、ソルビトール及びキシリトールから選択される1種又は複数種の化合物を含む。一部の場合には、エアロゾル形成材料は、グリセロールを含むか、グリセロールから本質的になるか、又はグリセロールからなる。可塑剤の含有量が高すぎると、非晶質固体が水を吸収し、その結果、使用中に適切な消費体験を生み出さない材料を得ることができることが確立された。可塑剤の含有量が低すぎると、非晶質固体が脆くなり、容易に壊れうることが確立された。本明細書で特定される可塑剤含有量は、シートをボビンに巻き取ることを可能にする非晶質固体の可撓性をもたらし、これは消耗品の製造に有用であるか、又は細断前にシートを輸送することを可能にしうる。
エアロゾル形成材料は、典型的には、グリセロール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、エリスリトール、メソ-エリスリトール、バニリン酸エチル、ラウリン酸エチル、スベリン酸ジエチル、クエン酸トリエチル、トリアセチン、ジアセチン混合物、安息香酸ベンジル、フェニル酢酸ベンジル、トリブチリン、酢酸ラウリル、ラウリン酸、ミリスチン酸及びプロピレンカーボネートのうちの1種又は複数種を含む。特定の例では、エアロゾル形成材料は、グリセロールを含むか、又はグリセロールからなる。
幾つかの実施形態において、エアロゾル形成材料は、1種又は複数種の多価アルコール、例えば、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、1,3-ブタンジオール及びグリセリン、多価アルコールのエステル、例えば、グリセロールモノ-、ジ-若しくはトリアセテート、並びに/又はモノ、ジ-若しくはポリカルボン酸の脂肪族エステル、例えば、ジメチルドデカンジオエート及びジメチルテトラデカンジオエートを含む。
エアロゾル形成剤は、特に、非晶質固体が比較的大量(例えば、>40wt%)のエアロゾル形成剤を含む場合、使用者によって加熱され、吸入された場合に、エアロゾル生成材料によって生成されたエアロゾルの口当たり、及び一般に官能特性を強化することができる。非晶質固体が大量のエアロゾル形成剤を保持する能力は、エアロゾル生成材料の他の構成成分、例えば、膨張植物性物質材料を大量のエアロゾル形成剤と共に添加する必要性を低減することができる。これにより、製造効率を改善することができる。
非晶質固体は、香料を含んでもよい。本発明者らは、本明細書に記載される構成成分割合を使用することが、ゲルが固化するにつれて、香料化合物がゲルマトリックス内で安定化し、非ゲル組成物よりも高い香味料添加量を実現することが可能になることを意味することを見出した。着香料(例えば、メンソール)は、高濃度で安定化され、生成物は、良好な保存寿命を有する。
非晶質固体は、充填剤を含んでもよい。一部の場合には、非晶質固体は、5~50wt%、10~40wt%、又は15~30wt%の充填剤を含む。一部のそのような場合には、非晶質固体は、少なくとも1wt%の充填剤、例えば、少なくとも5wt%、少なくとも10wt%、少なくとも20wt%、少なくとも30wt%、少なくとも40wt%、又は少なくとも50wt%の充填剤を含む。例示的な実施形態において、非晶質固体は、繊維を含む5~25wt%の充填剤を含む。好適には、充填剤は、繊維からなるか、又は繊維の形態である。
幾つかの実施形態において、非晶質固体は、60wt%未満、例えば、1wt%~60wt%、又は5wt%~50wt%、又は5wt%~30wt%、又は10wt%~20wt%の充填剤を含む。
他の実施形態において、非晶質固体は、20重量%未満、好適には10重量%未満、又は5重量%未満の充填剤を含む。
充填剤は、1種又は複数種の有機充填材料、例えば木材パルプ、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、ヒドロキシプロピルセルロース及びカルボキシメチルセルロース(CMC))を含んでもよい。炭酸カルシウム又はチョークなどの無機充填剤を使用してもよい。特定の場合には、非晶質固体は、チョークなどの炭酸カルシウムを含まない。
好適には、充填剤は繊維である。例えば、充填剤は、繊維質有機充填剤材料、例えば木材パルプ、麻繊維、セルロース又はセルロース誘導体(例えば、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及びカルボキシメチルセルロース(CMC))であってもよい。理論に縛られることを望むものではないが、非晶質固体中に繊維質充填剤を含むことで、材料の引張強度を増加させることができると考えられる。さらに、繊維質充填剤を含むことにより、製造の間の非晶質固体の取り扱いが改善されることが見出された。特に、得られた非晶質固体は、「粘着性」が低く、その結果、製造の間に容易に細断されることが見出された。したがって、繊維質充填剤を含むことにより、製造効率が上昇し、細断の間に機械が停止する確率が低下する。非晶質固体中に繊維質充填剤を含むことはまた、非晶質固体が、細断されると、一緒に凝集しにくい(例えば、塊になりにくい)ことを意味する。細断された非晶質固体が消耗品に含まれる場合、塊の低減により、消耗品中の細断された非晶質固体の分布が最適化される。したがって、各消耗品が同様の量の細断された非晶質固体を含有することで、消耗品のバッチ内及び/又は所与の消耗品内の香味料充填量の均質性を改善することができる可能性が高い。
幾つかの実施形態において、非晶質固体は、約80wt%、70wt%、60wt%、55wt%、50wt%又は45wt%までの香味料を含んでもよい。一部の場合には、非晶質固体は、少なくとも約0.1wt%、1wt%、10wt%、20wt%、30wt%、35wt%又は40wt%の香味料(すべて、乾重量基準で計算)を含んでもよい。例えば、非晶質固体は、1~80wt%、10~80wt%、20~70wt%、30~60wt%、35~55wt%、又は30~45wt%の香味料を含んでもよい。例示的な実施形態において、非晶質固体は、35~50wt%の香味料を含む。一部の場合には、香味料は、メンソールを含むか、メンソールから本質的になるか、又はメンソールからなる。
幾つかの実施形態において、非晶質固体は、代わりに又は加えて、活性物質を含む。例えば、一部の場合には、非晶質固体は、タバコ材料及び/又はニコチンをさらに含む。一部の場合には、非晶質固体は、5~60重量%(乾重量基準で計算)のタバコ材料及び/又はニコチンを含んでもよい。一部の場合には、非晶質固体は、約1wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%又は25wt%~約70wt%、60wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%又は30wt%(乾重量基準で計算)の活性物質を含んでもよい。一部の場合には、非晶質固体は、約1wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%又は25wt%~約70wt%、60wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%又は30wt%(乾重量基準で計算)のタバコ材料を含んでもよい。例えば、非晶質固体は、10~50wt%、15~40wt%、又は20~35wt%のタバコ材料を含んでもよい。一部の場合には、非晶質固体は、約1wt%、2wt%、3wt%又は4wt%~約20wt%、18wt%、15wt%又は12wt%(乾重量基準で計算)のニコチンを含んでもよい。例えば、非晶質固体は、1~20wt%、2~18wt%、又は3~12wt%のニコチンを含んでもよい。
一部の場合には、非晶質固体は、タバコ抽出物などの活性物質を含む。一部の場合には、非晶質固体は、5~60重量%(乾重量基準で計算)のタバコ抽出物を含んでもよい。一部の場合には、非晶質固体は、約5wt%、10wt%、15wt%、20wt%又は25wt%~約60wt%、50wt%、45wt%、40wt%、35wt%又は30wt%(乾重量基準で計算)のタバコ抽出物を含んでもよい。例えば、非晶質固体は、10~50wt%、15~40wt%、又は20~35wt%のタバコ抽出物を含んでもよい。タバコ抽出物は、非晶質固体が1wt%、1.5wt%、2wt%又は2.5wt%~約6wt%、5wt%、4.5wt%又は4wt%(乾重量基準で計算)のニコチンを含むような濃度でニコチンを含有してもよい。一部の場合には、タバコ抽出物から得られるもの以外のニコチンは、非晶質固体中に存在しなくてもよい。
幾つかの実施形態において、非晶質固体は、タバコ材料を含まないが、ニコチンを含む。一部のそのような場合には、非晶質固体は、約1wt%、2wt%、3wt%又は4wt%~約20wt%、18wt%、15wt%又は12wt%(乾重量基準で計算)のニコチンを含んでもよい。例えば、非晶質固体は、1~20wt%、2~18wt%、又は3~12wt%のニコチンを含んでもよい。
一部の場合には、活性物質及び/又は香味料の総含有量は、少なくとも約0.1wt%、1wt%、5wt%、10wt%、20wt%、25wt%、又は30wt%の非晶質固体であってもよい。一部の場合には、活性物質及び/又は香味料の総含有量は、約90wt%、80wt%、70wt%、60wt%、50wt%、又は40wt%未満(すべて乾重量基準で計算)であってもよい。
エアロゾル生成組成物又は非晶質固体は、酸を含んでもよい。酸は有機酸であってもよい。これらの実施形態のうちの幾つかにおいて、酸は、一塩基酸、二塩基酸、及び三塩基酸のうちの少なくとも1つであってもよい。幾つかのそのような実施形態において、酸は、少なくとも1つのカルボキシル官能基を含有してもよい。そのような幾つかの実施形態において、酸は、アルファ-ヒドロキシ酸、カルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸、及びケト酸のうちの少なくとも1種であってもよい。そのような幾つかの実施形態において、酸は、アルファ-ケト酸であってもよい。
幾つかのそのような実施形態において、酸は、コハク酸、乳酸、安息香酸、クエン酸、酒石酸、フマル酸、レブリン酸、酢酸、リンゴ酸、ギ酸、ソルビン酸、安息香酸、プロパン酸、及びピルビン酸のうちの少なくとも1種であってもよい。
好適には、酸は乳酸である。他の実施形態において、酸は安息香酸である。他の実施形態において、酸は無機酸であってもよい。これらの実施形態のうちの幾つかにおいて、酸は鉱酸であってもよい。幾つかのそのような実施形態において、酸は、硫酸、塩酸、ホウ酸、及びリン酸のうちの少なくとも1種であってもよい。幾つかの実施形態において、酸は、レブリン酸である。
酸の含有は、エアロゾル生成組成物又は非晶質固体がニコチンを含む実施形態において特に好ましい。そのような実施形態において、酸の存在は、エアロゾル生成組成物又は非晶質固体が形成されるスラリーに溶解した種を安定化させることができる。酸の存在は、スラリーの乾燥の間のニコチンの蒸発を低減するか、又は実質的に防止することができ、それによって、製造の間のニコチンの損失を低減する。
ある特定の実施形態において、エアロゾル生成組成物又は非晶質固体は、セルロース系ゲル化剤及び/又は非セルロース系ゲル化剤を含むゲル化剤、活性物質、並びに酸を含む。
非晶質固体は着色料を含んでもよい。着色料の添加により、非晶質固体の外見を変化させることができる。非晶質固体中の着色料の存在により、非晶質固体及びエアロゾル生成組成物の外見を向上することができる。非晶質固体に着色料を添加することによって、非晶質固体は、エアロゾル生成組成物の他の構成成分又は非晶質固体を備える物品の他の構成成分と色を一致させることができる。
非晶質固体の所望の色に応じて、様々な着色料を使用してもよい。非晶質固体の色は、例えば、白、緑、赤、紫、青、茶、又は黒であってもよい。他の色もまた想定される。天然又は合成着色料、例えば、天然又は合成染料、食品グレードの着色料、及び医薬品グレードの着色料を使用してもよい。ある特定の実施形態において、着色料はカラメルであり、カラメルは、非晶質固体に茶色の外見を付与することができる。そのような実施形態において、非晶質固体の色は、非晶質固体を含むエアロゾル生成組成物中の他の構成成分(例えば、タバコ材料)の色と同様であってもよい。幾つかの実施形態において、非晶質固体への着色料の添加により、非晶質固体がエアロゾル生成組成物中の他の構成成分と視覚的に区別できなくなる。
着色料は、非晶質固体の形成の間(例えば、非晶質固体を形成する材料を含むスラリーを形成する場合)に組み込まれてもよく、又は着色料は、その形成後に非晶質固体に適用されてもよい(例えば、着色料を非晶質固体上に噴霧することによって)。
非晶質固体は、1~60wt%のゲル化剤、0.1~70wt%のエアロゾル形成材料、繊維の形態の5~50%の充填剤、及び0.1~80wt%の香味料及び/又は活性物質を含んでもよい。
非晶質固体は、10~40wt%ゲル化剤、10~70wt%のエアロゾル形成材料、20~40wt%の充填剤、及び任意選択で10~50wt%の香味料を含んでもよい。
ある実施形態において、非晶質固体は、32.8w%の量のアルギン酸塩、19.2wt%の量のグリセロール、及び48wt%の量のメンソールを含む。
ある実施形態において、非晶質固体は、26.2wt%の量のアルギン酸塩、15.4wt%の量のグリセロール、38.4wt%の量のメンソール、及び20wt%の量の繊維(木材パルプ由来)を含む。
ある実施形態において、非晶質固体は、32wt%の量のアルギン酸塩、8wt%の量のペクチン、及び60wt%の量のグリセロールを含む。
ある実施形態において、非晶質固体は、24wt%の量のアルギン酸塩、6wt%の量のペクチン、10wt%の量のセルロース繊維、及び60wt%の量のグリセロールを含む。
ある実施形態において、非晶質固体は、約7wt%の量のカルボキシメチルセルロース(CMC)、約43wt%の量のセルロース繊維(木材パルプ由来)、及び約50wt%の量のグリセロールを含む。
非晶質固体は、(a)非晶質固体の構成成分又はその前駆体を含むスラリーを形成し、(b)スラリーの層を形成し、(c)スラリーを固化させてゲルを形成し、(d)乾燥させて非晶質固体を形成することによって調製されてもよい。任意選択で、スラリーを固化するステップは、スラリーに固化剤を適用することを含む。幾つかの実施形態において、固化剤は、スラリー、例えば、スラリーの上面に噴霧される。
例では、固化剤は、酢酸カルシウム、ギ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、又はこれらの組合せを含むか、又はそれらからなる。幾つかの例では、固化剤は、ギ酸カルシウム及び/又は乳酸カルシウムを含むか、又はそれらからなる。特定の例では、固化剤は、ギ酸カルシウムを含むか、又はギ酸カルシウムからなる。典型的には、ギ酸カルシウムを固化剤として用いることで、より高い引張強度及びより高い伸び抵抗を有する非晶質固体が得られることが特定された。
カルシウム源などの固化剤の総量は、0.5~5wt%(乾重量基準で計算)であってもよい。好適には、総量は、約1wt%、2.5wt%、又は4wt%~約4.8wt%、又は4.5wt%であってもよい。固化剤の添加量が少なすぎると、非晶質固体構成成分を安定化させず、その結果これらの構成成分が非晶質固体から脱落するような非晶質固体が得られうることが見出された。固化剤の添加量が多すぎると、非常に粘着性で、その結果取り扱い性に乏しい非晶質固体が得られることが見出された。
非晶質固体がタバコを含有しない場合、より大量の固化剤が適用される必要がありうる。したがって一部の場合には、固化剤の総量は、乾重量基準で計算して0.5~12wt%、例えば、5~10wt%であってもよい。好適には、総量は、約5wt%、6wt%、又は7wt%~約12wt%、又は10wt%であってもよい。この場合、非晶質固体は、一般に、タバコを含有しない。
(b)スラリーの層を形成するステップは、典型的には、スラリーを噴霧、キャスト又は押出することを含む。例において、スラリー層は、スラリーを静電噴霧することによって形成される。例において、スラリー層は、スラリーをキャストすることによって形成される。
幾つかの例では、(b)及び/又は(c)及び/又は(d)は、少なくとも部分的に、同時に(例えば、静電噴霧の間に)行われる。幾つかの例では、(b)、(c)及び(d)は、順次行われる。
幾つかの例では、スラリーは支持体に適用される。層は、支持体に形成されてもよい。
非晶質固体は、細断シートとして用意されてもよい。細断シートは、非晶質固体を乾燥した後に細断することによって形成されてもよい。特定の例において、非晶質固体を用意することは、非晶質固体のシートを細断して、非晶質固体を細断シートとして用意することを含む。
あるいは、非晶質固体は、非燃焼型エアロゾル供給デバイスにおける使用のための物品において内側ラップとして設けられてもよい。例えば、非晶質固体は、膨張植物性物質材料などのエアロゾル生成材料の他の構成成分を含むロッドを取り囲む材料の連続シートであってもよい。エアロゾル生成材料への非晶質固体の含有は、エアロゾル生成材料が加熱された場合に生成されるエアロゾルの口当たり及び味などの官能特性を強化するのを助けることができる。エアロゾル生成材料への膨張植物性物質材料の組込みの結果、膨張植物性物質材料を含まない組成物と比較して、エアロゾルの官能特性が低下することがある。膨張材料に加えて、エアロゾル生成材料への非晶質固体の含有は、膨張植物性物質材料の含有に寄与しうる官能特性の低下に対抗するのを助けることができる。
非晶質固体は、膨張植物性物質材料よりも低い充填値を有することがあるため、エアロゾル生成材料への非晶質固体の含有は、エアロゾル生成材料のロッドの堅さ及び構造完全性を維持するのに寄与しうる。
エアロゾル生成材料は、非晶質固体の細断シート及び膨張植物性物質材料を組み合わせ、ブレンドすることによって調製されてもよい。
エアロゾル生成材料は、膨張植物性物質材料及び非晶質固体を含んでもよい。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、DIET及び非晶質固体;DIET、膨張/焦がし茎及び非晶質固体;又は膨張/焦がし茎及び非晶質固体を含む。
ある実施形態において、エアロゾル生成材料は、DIET、膨張及び/又は焦がし茎、並びに32.8w%の量のアルギン酸塩、19.2wt%の量のグリセロール、及び48wt%の量のメンソールを含む非晶質固体を含む。
ある実施形態において、エアロゾル生成材料は、DIET、膨張及び/又は焦がし茎、並びに26.2wt%の量のアルギン酸塩、15.4wt%の量のグリセロール、38.4wt%の量のメンソール、及び20wt%の量の繊維(木材パルプ由来)を含む非晶質固体を含む。
ある実施形態において、エアロゾル生成材料は、DIET、膨張及び/又は焦がし茎、並びに32%の量のアルギン酸塩、8%の量のペクチン、及び60%の量のグリセロールを含む非晶質固体を含む。
ある実施形態において、エアロゾル生成材料は、DIET、膨張及び/又は焦がし茎、並びに24%の量のアルギン酸塩、6%の量のペクチン、10%の量のセルロース繊維、及び60%の量のグリセロールを含む非晶質固体を含む。
ある実施形態において、エアロゾル生成材料は、DIET、膨張及び/又は焦がし茎、並びに約7wt%の量のカルボキシメチルセルロース(CMC)、約43wt%の量のセルロース繊維(木材パルプ由来)、及び約50wt%の量のグリセロールを含む非晶質固体を含む。
非晶質固体は、任意の好適な量の膨張植物性物質材料と組み合わせて、エアロゾル生成材料に含まれてもよい。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、例えば、約1wt%~約90wt%、1wt%~約80wt%、1wt%~約70wt%、1wt%~約60wt%、1wt%~約50wt%、1wt%~約40wt%、1wt%~約30wt%、1wt%~約20wt%、又は1wt%~約10wt%の量の非晶質固体を含んでもよく、残部は、膨張植物性物質材料、並びにラミナ及び/又は再生タバコ材料を含んでも、又はそれらからなってもよい。
幾つかの実施形態において、非晶質固体は、約1%~約50%の非晶質固体、及び約1%~約50%の膨張植物性物質材料を含む。
非晶質固体対膨張植物性物質の重量比は、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8若しくは1:9であってもよく、又は膨張植物性物質材料対非晶質固体の重量比は、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8若しくは1:9であってもよい。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、約20wt%まで、又は約30wt%までの非晶質固体を含む。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、約10wt%~約25wt%の量の非晶質固体を含む。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、約30wt%までの非晶質固体、約1wt%~30wt%の膨張植物性物質材料、並びに残部としてラミナ及び/又は再生タバコを含む。例えば、エアロゾル生成材料は、約10wt%~約20wt%の非晶質固体、約10wt%の膨張植物性物質材料(例えば、DIET)、並びに約70wt%~80wt%のラミナ及び/又は再生タバコを含んでもよい。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、約30wt%までの非晶質固体、約1wt%~30wt%の膨張植物性物質材料、並びに残部としてラミナ及び再生タバコの混合物を含む。
例えば、エアロゾル生成材料は、約10wt%の非晶質固体、DIETを含む約10wt%の膨張植物性物質材料、並びに80%のラミナ及び再生タバコを含む混合物を含んでもよい。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、約10wt%の非晶質固体、DIETを含む約10wt%の膨張植物性物質材料、及び約80wt%のラミナタバコを含む。
再生タバコ対ラミナの重量比は、例えば、90:10、80:20、70:30、60:40、50:50、40:60、30:70、20:80又は10:90でありうる。再生タバコに対してより多い量のラミナを使用することにより、エアロゾル生成材料の感覚特性を改善し、よりしっかりした香りを得ることができる。
エアロゾル生成材料が、非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品に組み込まれる場合、エアロゾル生成材料は圧縮されてもよい。
エアロゾル生成材料に加えて、物品はまた、エアロゾル生成材料保存エリア、エアロゾル生成材料移行構成成分、エアロゾル生成器、エアロゾル生成エリア、ハウジング、巻紙、フィルター、マウスピース及び/又はエアロゾル変性剤を備えてもよい。
非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品が、図7に示されている。物品1は、マウスピース2、及び物品のエアロゾル生成セクションにおいてマウスピース2に接続されたエアロゾル生成材料3の円筒形ロッドを備える。
エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の約10重量%の量の膨張タバコ(この場合、DIET)を含む。物品のエアロゾル生成セクションは、約35~約70mmWgのエアロゾル生成セクションにわたる圧力降下を有しうる。
エアロゾル生成セクションは、約100mm3、200m3、300mm3、400mm4、500mm3、600mm3又は700mm3~約800mm3、900mm3、1000mm3、1100mm3、1200mm3、1300mm3、1400mm3又は1500mm3までの容積部を画定してもよい。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成セクションの容積部は、約800mm3~約1300mm3である。
例示される実施形態において、エアロゾル生成材料3は、少なくとも1種のエアロゾル形成剤を含む。本例において、エアロゾル形成剤はグリセロールである。代替の例において、エアロゾル形成剤は、本明細書に記載される別の材料又はこれらの組合せでありうる。エアロゾル形成剤は、香料化合物などの化合物をエアロゾル生成材料から消費者に移行するのを助けることによって、物品の感覚性能を改善することが見出された。しかしながら、非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品内でそのようなエアロゾル形成剤をエアロゾル生成材料に添加することに伴って、エアロゾル形成剤が加熱時にエアロゾル化されるという問題がありえ、これにより物品によって送達されるエアロゾルの質量が増加する可能性があり、この増加した質量は、マウスピースを通過するに際により高温を維持しうる。エアロゾルがマウスピースを通過する際、エアロゾルはマウスピースに熱を伝達し、これは、使用の間に消費者の唇と接触するエリアを含むマウスピースの外面を加温する。マウスピース温度は、消費者が、例えば従来の紙巻タバコを喫煙する場合に慣れていることがあるよりも大幅に高くなる可能性があり、これは、そのようなエアロゾル形成剤の使用によって引き起こされる望ましくない効果でありうる。
消費者の唇と接触するマウスピースの部分は、通常、中空であるか、又はフィルター材料の円筒体を取り囲むかのいずれかである紙管である。
図7に示される通り、物品1のマウスピース2は、エアロゾル生成基体3に隣接する上流端部2a、及びエアロゾル生成基体3から遠位の下流端部2bを備える。下流端部2bにおいて、マウスピース2は、フィラメントトウから形成された中空管状要素4を有する。これは、有利には、物品1が使用中である場合に消費者の口と接触するマウスピースの下流端部2bにおけるマウスピース2の外面の温度を大幅に低下させることが見出された。加えて、管状要素4はまた、管状要素4の上流でさえ、マウスピース2の外面の温度を大幅に低下させることが見出された。理論に縛られることを望むものではないが、このことは、管状要素4がエアロゾルをマウスピース2の中心により近くチャネリングし、したがって、エアロゾルからマウスピース2の外面への熱の伝達を低減することに起因すると推定される。
本例において、物品1は、約21mmの外周長を有する(すなわち、物品は、デミスリム形式である)。他の例において、物品は、例えば、15mm~25mmの外周長を有する、本明細書に記載される形式のうちの任意のもので提供されうる。物品は、エアロゾルを放出するために加熱されるため、加熱効率の改善が、この範囲内のより短い外周長、例えば、23mm未満の周囲長を有する物品を使用して実現することができる。加熱を介したエアロゾルの改善を実現する一方、好適な製品長さを維持するために、19mm超の物品の周囲長はまた、特に効果的であることが見出された。19mm~23mm、より好ましくは20mm~22mmの周囲長を有する物品は、効果的なエアロゾル送達をもたらす一方、効率的な加熱を可能にすることの間の良好なバランスを提供することが見出された。マウスピース2の外周長は、エアロゾル生成材料3のロッドの外周長と実質的に同じであり、これらの構成成分間に滑らかな遷移が存在する。本例において、マウスピース2の外周長は、約20.8mmである。チップペーパー5は、マウスピース2の全長の周り及びエアロゾル生成材料3のロッドの一部に対して巻かれ、その内面には、マウスピース2及びロッド3に接続するための接着剤を有する。本例において、チップペーパー5は、エアロゾル生成材料3のロッドに5mmにわたって延在するが、あるいはロッド3に対して3mm~10mm、又はより好ましくは4mm~6mm延在することができ、マウスピース2及びロッド3の間の確実な取付けがもたらされる。チップペーパー5は、物品1において使用されるプラグラップの坪量よりも高い坪量、例えば、40gsm~80gsm、より好ましくは50gsm~70gsm、本例では58gsmの坪量を有しうる。坪量のこれらの範囲の結果、許容される引張強度を有する一方、物品1の周りに巻くのに十分可撓性であり、ペーパーの長手方向ラップシームに沿ってそれ自体に接着するチップペーパーが得られることが見出された。マウスピース2の周りに巻かれたチップペーパー5の外周長は、約21mmである。
中空管状要素4の「壁厚」は、半径方向の管4の壁の厚さに対応する。これは、例えば、ノギスを使用して測定することができる。壁厚は、有利には、0.9mm超、より好ましくは1.0mm以上である。好ましくは、壁厚は、中空管状要素4の全壁の周りで実質的に一定である。しかしながら、壁厚が実質的に一定でない場合、壁厚は、好ましくは、中空管状要素4の周りの任意の点において0.9mm超、より好ましくは1.0mm以上である。
好ましくは、中空管状要素4の長さは、約20mm未満である。より好ましくは、中空管状要素4の長さは、約15mm未満である。なおより好ましくは、中空管状要素4の長さは、約10mm未満である。加えて又は代わりに、中空管状要素4の長さは、少なくとも約5mmである。好ましくは、中空管状要素4の長さは、少なくとも約6mmである。幾つかの好ましい実施形態において、中空管状要素4の長さは、約5mm~約20mm、より好ましくは約6mm~約10mm、さらにより好ましくは約6mm~約8mm、最も好ましくは約6mm、7mm又は約8mmである。本例において、中空管状要素4の長さは6mmである。
好ましくは、中空管状要素4の密度は、1立方センチメートル当たり少なくとも約0.25グラム(g/cc)、より好ましくは少なくとも約0.3g/ccである。好ましくは、中空管状要素4の密度は、1立方センチメートル当たり約0.75グラム(g/cc)未満、より好ましくは0.6g/cc未満である。幾つかの実施形態において、中空管状要素4の密度は、0.25~0.75g/cc、より好ましくは0.3~0.6g/cc、より好ましくは0.4g/cc~0.6g/cc、又は約0.5g/ccである。これらの密度は、より高密度材料によって得られる堅さの改善及びより低密度材料のより低い伝熱特性の間の良好なバランスをもたらすことが見出された。本発明の目的のために、中空管状要素4の「密度」は、組み込まれた任意の可塑剤とエレメントを形成するフィラメントトウの密度を指す。密度は、中空管状要素4の総重量を、中空管状要素4の総体積で割ることによって決定でき、総体積は、例えば、ノギスを使用してとられた、中空管状要素4の適切な測定値を使用して計算されうる。必要な場合、適切な寸法は、顕微鏡を使用して測定されてもよい。
中空管状要素4を形成するフィラメントトウは、好ましくは、45,000未満、より好ましくは42,000未満の総繊度を有する。この総繊度は、密度が高すぎない管状要素4の形成を可能にすることが見出された。好ましくは、総繊度は、少なくとも20,000、より好ましくは少なくとも25,000である。好ましい実施形態において、中空管状要素4を形成するフィラメントトウは、25,000~45,000、より好ましくは35,000~45,000の総繊度を有する。好ましくは、トウのフィラメントの断面形状は、「Y」字形であるが、他の実施形態では、「X」字形フィラメントなどの他の形状が使用されうる。
中空管状要素4を形成するフィラメントトウは、好ましくは、3超の単繊度を有する。この単繊度は、密度が高すぎない管状要素4の形成を可能にすることが見出された。好ましくは、単繊度は、少なくとも4、より好ましくは少なくとも5である。好ましい実施形態において、中空管状要素4を形成するフィラメントトウは、4~10、より好ましくは4~9の単繊度を有する。一例において、中空管状要素4を形成するフィラメントトウは、酢酸セルロースから形成され、18%の可塑剤、例えばトリアセチンを含む8Y40,000トウを有する。
中空管状要素4は、好ましくは、3.0mm超の内径を有する。これよりも小さな直径では、エアロゾルが消費者の口に向かってマウスピース2を通過する速度を望ましいものを超えて増加させ、その結果、エアロゾルが温まりすぎ、例えば、40℃超又は45℃超の温度に達することがある。より好ましくは、中空管状要素4は、3.1mm超、なおより好ましくは3.5mm又は3.6mm超の内径を有する。一実施形態において、中空管状要素4の内径は、約3.9mmである。
中空管状要素4は、好ましくは、15重量%~22重量%の可塑剤を含む。酢酸セルローストウの場合、可塑剤は、好ましくは、トリアセチンであるが、ポリエチレングリコール(PEG)などの他の可塑剤を使用することができる。より好ましくは、管状要素4は、16重量%~20重量%の可塑剤、例えば、約17%、約18%又は約19%の可塑剤を含む。
マウスピース、例えば、エアロゾル生成材料3の下流の物品1の部分にわたる圧力降下又は差異(引き抵抗とも呼ばれる)は、好ましくは、約40mmH2O未満である。そのような圧力降下は、香料化合物などの望ましい化合物を含む十分なエアロゾルが消費者に向かってマウスピース2を通過することを可能にすることが見出された。より好ましくは、マウスピース2にわたる圧力降下は、約32mmH2O未満である。幾つかの実施形態において、特に改善されたエアロゾルは、31mmH2O未満、例えば、約29mmH2O、約28mmH2O又は約27.5mmH2Oの圧力降下を有するマウスピース2を使用して実現された。あるいは又は加えて、マウスピースの圧力降下は、少なくとも10mmH2O、好ましくは少なくとも15mmH2O、より好ましくは少なくとも20mmH2Oでありうる。幾つかの実施形態において、マウスピースの圧力降下は、約15mmH2O~40mmH2Oでありうる。これらの値により、マウスピース2は、エアロゾルがマウスピース2を通過する際にそれを緩徐化し、マウスピース2の下流端部2bに達する前にエアロゾルの温度が低下する時間を有することを可能にする。
本例におけるマウスピース2は、この例では、中空管状要素4に隣接し、中空管状要素4と当接関係にある、中空管状要素4の上流の材料体6を含む。材料体6及び中空管状要素4は、各々、実質的に円筒状の全体的な外形状を画定し、共通の長手方向軸を共有する。材料体6は、第1のプラグラップ7に巻かれている。好ましくは、第1のプラグラップ7は、50gsm未満、より好ましくは約20gsm~40gsmの坪量を有する。好ましくは、第1のプラグラップ7は、30μm~60μm、より好ましくは35μm~45μmの厚さを有する。好ましくは、第1のプラグラップ7は、例えば、100コレスタ単位(Coresta unit)未満、例えば50コレスタ単位未満の通気性を有する非多孔質プラグラップである。しかしながら、他の実施形態では、第1のプラグラップ7は、例えば、200コレスタ単位超の通気性を有する多孔質プラグラップでありうる。
好ましくは、材料体6の長さは、約15mm未満である。より好ましくは、材料体6の長さは、約10mm未満である。加えて又は代替として、材料体6の長さは、少なくとも約5mmである。
好ましくは、材料体6の長さは、少なくとも約6mmである。幾つかの好ましい実施形態において、材料体6の長さは、約5mm~約15mm、より好ましくは約6mm~約12mm、さらにより好ましくは約6mm~約12mm、最も好ましくは約6mm、7mm、8mm、9mm又は10mmである。本例において、材料体6の長さは10mmである。本例において、材料体6は、フィラメントトウから形成される。本例において、材料体6において使用されるトウは、8.4の単繊度(d.p.f.)及び21,000の総繊度を有する。あるいは、トウは、例えば、9.5の単繊度(d.p.f.)及び12,000の総繊度を有しうる。本例において、トウは、可塑化酢酸セルローストウを含む。トウにおいて使用される可塑剤は、トウの約7重量%を構成する。本例において、可塑剤は、トリアセチンである。他の例では、異なる材料を使用して、材料体6が形成されうる。例えば、トウではなく、本体6が、例えば、紙巻タバコにおける使用が公知のペーパーフィルターと同様の方法で、紙から形成されうる。
あるいは、本体6は、酢酸セルロース、例えば、ポリ酢酸(PLA)以外のトウ、フィラメントトウに関して本明細書に記載される他の材料、又は同様の材料から形成されうる。トウは、好ましくは、酢酸セルロースから形成される。酢酸セルロースから形成されるか又は他の材料から形成されるかに関わらず、トウは、好ましくは、少なくとも5、より好ましくは少なくとも6、なおより好ましくは少なくとも7のd.p.f.を有する。単繊度のこれらの値により、より小さな表面積の比較的粗く、厚い繊維を有するトウが得られ、その結果、より低いd.p.f.値を有するトウよりもマウスピース2にわたる圧力降下が低くなる。好ましくは、十分に均一な材料体6を実現するために、トウは、12d.p.f.以下、好ましくは11d.p.f.以下、なおより好ましくは10d.p.f.以下の単繊度を有する。
材料体6を形成するトウの総繊度は、好ましくは、最大30,000、より好ましくは最大28,000、なおより好ましくは最大25,000である。総繊度のこれらの値により、マウスピース2の断面積の割合が低減したトウが得られ、その結果、より高い総繊度値を有するトウよりもマウスピース2にわたる圧力降下が低くなる。材料体6の適切な堅さのために、トウは、好ましくは、少なくとも8,000、より好ましくは少なくとも10,000の総繊度を有する。好ましくは、単繊度は5~12である一方、総繊度は10,000~25,000である。より好ましくは、単繊度は6~10である一方、総繊度は11,000~22,000である。好ましくは、トウのフィラメントの断面形状は、「Y」字形であるが、他の実施形態では、本明細書において提供されるのと同じd.p.f.及び総繊度値の「X」字形フィラメントなどの他の形状が使用されうる。
本例において、中空管状要素4は第1の中空管状要素4であり、マウスピースは、第1の中空管状要素4の上流に、冷却要素とも呼ばれる第2の中空管状要素8を含む。本例において、第2の中空管状要素8は、材料体6の上流にあり、材料体6に隣接しており、材料体6と当接関係にある。材料体6及び第2の中空管状要素8は、各々、実質的に円筒状の全体的な外形状を画定し、共通の長手方向軸を共有する。第2の中空管状要素8は、シームを付き合わせて平行に巻かれて管状要素8を形成する複数層の紙から形成される。本例において、第1及び第2の紙の層は、2層管で提供されるが、他の例では、3、4又はそれよりも多くの紙層を使用して、3、4又はそれよりも多くの層の管が形成されうる。他の構築物、例えば、渦巻状に巻かれた紙の層、厚紙管、張子式の方法を使用して形成された管、成形又は押出可塑性管又は類似物を使用することができる。第2の中空管状要素8はまた、本明細書に記載される第2のプラグラップ9及び/又はチップペーパー5として硬いプラグラップ及び/又はチップペーパーを使用して形成することもでき、つまり、別個の管状要素は必要ではない。硬いプラグラップ及び/又はチップペーパーは、製造の間及び物品1が使用されている間に生じうる軸圧縮力及び曲げモーメントに耐えるのに十分な剛性を有するように製造される。例えば、硬いプラグラップ及び/又はチップペーパーは、70gsm~120gsm、より好ましくは80gsm~110gsmの坪量を有しうる。加えて又はあるいは、硬いプラグラップ及び/又はチップペーパーは、80μm~200μm、より好ましくは100μm~160μm、又は120μm~150μmの厚さを有しうる。第2のプラグラップ9及びチップペーパー5がいずれもこれらの範囲の値を有することが、第2の中空管状要素8についての剛性の許容される全体的なレベルを実現するために望ましい場合がある。
第2の中空管状要素8は、好ましくは、第1の中空管状要素4の場合と同じ方法で測定することができる、少なくとも約100μm~約1.5mmまで、好ましくは100μm~1mm、より好ましくは150μm~500μm、又は約300μmの壁厚を有する。本例において、第2の中空管状要素8は、約290μmの壁厚を有する。
好ましくは、第2の中空管状要素8の長さは、約50mm未満である。より好ましくは、第2の中空管状要素8の長さは、約40mm未満である。なおより好ましくは、第2の中空管状要素8の長さは、約30mm未満である。加えて又は代替として、第2の中空管状要素8の長さは、好ましくは、少なくとも約10mmである。好ましくは、第2の中空管状要素8の長さは、少なくとも約15mmである。幾つかの好ましい実施形態において、第2の中空管状要素8の長さは、約20mm~約30mm、より好ましくは約22mm~約28mm、さらにより好ましくは約24~約26mm、最も好ましくは約25mmである。本例において、第2の中空管状要素8の長さは、25mmである。
第2の中空管状要素8は、冷却セグメントとして作用するマウスピース2内の空隙の周りに配置され、空隙を画定する。空隙は、エアロゾル生成材料3によって生成された加熱揮発構成成分が流動するチャンバーを提供する。第2の中空管状要素8は、エアロゾル蓄積のためのチャンバーを提供するように中空であるが、製造の間及び物品1が使用されている間に生じうる軸圧縮力及び曲げモーメントに耐えるのに十分な剛性を有する。第2の中空管状要素8は、エアロゾル生成材料3と材料体6との間に物理的変位をもたらす。第2の中空管状要素8によってもたらされる物理的変位は、第2の中空管状要素8の長さにわたる熱勾配をもたらす。
好ましくは、マウスピース2は、450mm3超の内容積部を有する空洞を備える。少なくともこの容積の空洞を備えることにより、改善されたエアロゾルの形成が可能になることが見出された。そのような空洞のサイズは、マウスピース2内に、加熱揮発構成成分を冷却するのに十分な空間をもたらし、したがって、それらは温まりすぎたエアロゾルをもたらしうるため、エアロゾル生成材料3の、そうでなければ可能であると考えられるよりも高温への曝露が可能になる。本例において、空洞は、第2の中空管状要素8によって形成されるが、代替の構成体では、空洞は、マウスピース2の異なる部分内に形成されうる。より好ましくは、マウスピース2は、500mm3超、なおより好ましくは550mm3超の内容積部を有する、例えば第2の中空管状要素8内に形成された空洞を備え、エアロゾルのさらなる改善が可能になる。幾つかの例では、内容積部は、約550mm3~約750mm3、例えば、約600mm3又は700mm3の容積を備える。
第2の中空管状要素8は、第2の中空管状要素8の第1の上流端部に入る加熱揮発構成成分と、第2の中空管状要素8の第2の下流端部を出る加熱揮発構成成分との間で少なくとも40摂氏度の温度差をもたらすように構成することができる。第2の中空管状要素8は、好ましくは、第2の中空管状要素8の第1の上流端部に入る加熱揮発構成成分と、第2の中空管状要素8の第2の下流端部を出る加熱揮発構成成分との間で、少なくとも60摂氏度、好ましくは少なくとも80摂氏度、より好ましくは少なくとも100摂氏度の温度差をもたらすように構成される。第2の中空管状要素8の長さにわたる温度差により、エアロゾル生成材料3が加熱された場合に、感温性の材料体6がエアロゾル生成材料3の高温から保護される。
代替の物品では、第2の中空管状要素8は、エアロゾルを長手方向に通過させ、また、エアロゾルを冷却する機能を実施する代替の冷却要素、例えば、材料体から形成された要素で置き換えられうる。
本例において、第1の中空管状要素4、材料体6及び第2の中空管状要素8は、3つのセクションすべての周りに巻かれた第2のプラグラップ9を使用して、組み合わせられている。好ましくは、第2のプラグラップ9は、50gsm未満、より好ましくは約20gsm~45gsmの坪量を有する。好ましくは、第2のプラグラップ9は、30μm~60μm、より好ましくは35μm~45μmの厚さを有する。第2のプラグラップ9は、好ましくは、100コレスタ単位未満、例えば50コレスタ単位未満の通気性を有する非多孔質プラグラップである。しかしながら、代替の実施形態では、第2のプラグラップ9は、例えば、200コレスタ単位超の通気性を有する多孔質プラグラップでありうる。
本例において、エアロゾル生成材料3は、巻紙10に巻かれている。巻紙10は、例えば、紙又は裏紙付きの箔巻紙でありうる。本例において、巻紙10は、実質的に空気不透過性である。代替の実施形態において、巻紙10は、好ましくは、100コレスタ単位未満、より好ましくは60コレスタ単位未満の通気性を有する。例えば、100コレスタ単位未満、より好ましくは60コレスタ単位未満の通気性を有する低通気性の巻紙により、エアロゾル生成材料3におけるエアロゾル形成の改善がもたらされることが見出された。理論に縛られることを望むものではないが、これは、巻紙10を通したエアロゾル化合物の損失の低減に起因すると推定される。巻紙10の通気性は、シガレットペーパー、フィルタープラグ巻取紙及びフィルター接合紙として使用される材料の通気性の決定に関するISO2965:2009に従って測定することができる。
本実施形態において、巻紙10はアルミニウム箔を備える。アルミニウム箔は、エアロゾル生成材料3内でのエアロゾルの形成を強化するのに特に効果的であることが見出された。本例において、アルミニウム箔は、約6μmの厚さを有する金属層を有する。本例において、アルミニウム箔は裏紙を有する。しかしながら、代替の構成体では、アルミニウム箔は、他の厚さ、例えば、4μm~16μmの厚さでありうる。アルミニウム箔はまた、裏紙を有する必要はないが、例えば、箔に適切な引張強度を備えるのを助けるために他の材料から形成された裏打ちを有する場合があり、又は裏打ち材料を有さない場合もある。アルミニウム以外の金属層又は箔を使用することもできる。巻紙の総厚さは、好ましくは、20μm~60μm、より好ましくは30μm~50μmであり、これにより、適切な構造完全性及び伝熱特性を有する巻紙を得ることができる。巻紙が破壊する前に巻紙に適用されうる引張力は、3,000重力グラム超、例えば、3,000~10,000重量グラム、又は3,000~4,500重力グラムでありうる。
物品は、物品を通して引かれるエアロゾルの約75%の換気レベルを有してもよい。代替の実施形態において、物品は、物品を通して引かれるエアロゾルの50%~80%、例えば65%~75%の換気レベルを有しうる。これらのレベルの換気は、マウスピース2を通して引かれるエアロゾル流を緩徐化するのを助け、それによって、エアロゾルがマウスピース2の下流端部2bに達する前にエアロゾルを十分に冷却することが可能になる。換気は、物品1のマウスピース2に直接もたらされる。本例において、換気は、第2の中空管状要素8にもたらされ、これは、エアロゾル生成方法を補助するのに特に有益であることが見出された。換気は、マウスピース2の下流の口側端部2bからそれぞれ17.925mm及び18.625mmの位置において、本例ではレーザー打ち抜き孔として形成された、打ち抜き孔12の第1及び第2の平行な列を介してもたらされる。これらの打ち抜き孔は、チップペーパー5、第2のプラグラップ9及び第2の中空管状要素8を貫通する。代替の実施形態において、換気は、他の位置においてマウスピースに、例えば、材料体6又は第1の管状要素4にもたらされうる。
本例において、エアロゾル生成基体3に添加されるエアロゾル形成剤は、エアロゾル生成基体3の15重量%を構成する。好ましくは、エアロゾル形成剤は、エアロゾル生成基体の少なくとも5重量%、より好ましくは少なくとも10%を構成する。好ましくは、エアロゾル形成剤は、エアロゾル生成基体の25重量%未満、より好ましくは20%未満、例えば、10%~20%、12%~18%、又は13%~16%を構成する。
好ましくは、エアロゾル生成材料3は、エアロゾル生成材料の円筒状ロッドとして提供される。エアロゾル生成材料の形態とは無関係に、エアロゾル生成材料は、好ましくは、約10mm~100mmの長さを有する。幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料の長さは、好ましくは、約25mm~50mmの範囲、より好ましくは、約30mm~45mmの範囲、なおより好ましくは約30mm~40mmである。
提供されるエアロゾル生成材料3の容積は、約200mm3~約4300mm3、好ましくは約500mm3~1500mm3、より好ましくは約1000mm3~約1300mm3で様々でありうる。エアロゾル生成材料をこれらの容積、例えば、約1000mm3~約1300mm3にすることにより、より低い端値の範囲から選択される容積で実現される可視性及び感覚性能と比較して、より高い可視性及び感覚性能を有する優れたエアロゾルが実現されることが、有利に示された。
提供されるエアロゾル生成材料3の質量は、200mg超、例えば、約200mg~400mg、好ましくは約230mg~360mg、より好ましくは約250mg~360mgでありうる。より高質量のエアロゾル生成材料を提供することにより、より低質量のタバコ材料から生成されたエアロゾルと比較して、感覚性能が改善されることが、有利に見出された。
好ましくは、エアロゾル生成材料は、タバコ構成成分を含む、本明細書に記載されるタバコ材料から形成される。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、第1及び第2の植物性物質材料を含む材料のシート又は細断シートである。
幾つかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、第1の植物性物質材料及び第2の植物性物質材料の完全混合物を含む。
約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料をロッド中に含むことにより、エアロゾル生成材料がロッドから脱落する又はこぼれ落ちる傾向が増加する。理論に縛られることを望むものではないが、これは、膨張植物性物質材料の比較的小さな粒径及びエアロゾル生成材料のより低い全対重量に起因しうる。ロッドから脱落するエアロゾル生成材料の量を制限するために、エアロゾル生成材料の充填密度は、ロッドの遠位端部においてより高くすることができる。
したがって、エアロゾル生成材料3の充填密度は、ロッド全体にわたって様々でありうる。特に、エアロゾル生成材料3の密度は、エアロゾル生成材料のロッドの遠位端部において、近位端部よりも高くすることができる。ロッドの遠位端部におけるエアロゾル生成材料の充填密度は、製造の間にロッドのこの領域におけるタバコ材料に圧力を適用することによって増加させてもよい。
非燃焼型エアロゾル供給デバイスは、本明細書に記載される物品のエアロゾル生成材料を加熱するために使用される。非燃焼型エアロゾル供給デバイスは、好ましくは、他の構成体と比較してコイルが物品への熱伝達を改善することが可能であることが見出されているため、コイルを備える。
幾つかの例では、コイルは、使用中、少なくとも1つの電気伝導性加熱要素の加熱を引き起こすように構成されるため、熱エネルギーが少なくとも1つの電気伝導性加熱要素からエアロゾル生成材料に伝導可能であり、それによって、エアロゾル生成材料の加熱が引き起こされる。
幾つかの例では、コイルは、使用中、少なくとも1つの加熱要素を貫く変動磁場を生成するように構成されて、それによって、少なくとも1つの加熱要素の誘導加熱及び/又は磁気ヒステリシス加熱が引き起こされる。そのような構成体において、加熱要素又は各々の加熱要素は、本明細書で定義される通り、「サセプタ」と呼ばれることがある。使用中、少なくとも1つの電気伝導性加熱要素を貫く変動磁場を生成するように構成されて、それによって少なくとも1つの電気伝導性加熱要素の誘導加熱を引き起こすコイルは、「誘導コイル」又は「インダクターコイル」と呼ばれることがある。
デバイスは、加熱要素(複数可)、例えば、電気伝導性加熱要素(複数可)を含んでもよく、加熱要素(複数可)は、好適には、加熱要素(複数可)のそのような加熱が可能になるようにコイルに対して配置されるか又は配置可能であってもよい。加熱要素(複数可)は、コイルに対して固定された位置にあってもよい。あるいは、少なくとも1つの加熱要素、例えば、少なくとも1つの電気伝導性加熱要素は、デバイスの加熱ゾーンに挿入するための物品に含まれてもよく、物品はまた、エアロゾル生成材料3を備え、使用後、加熱ゾーンから取外すことができる。あるいは、デバイス及びそのような物品はいずれも、少なくとも1つのそれぞれの加熱要素、例えば、少なくとも1つの電気伝導性加熱要素を備えてもよく、物品が加熱ゾーンにある場合、コイルは、デバイス及び物品の各々の加熱要素(複数可)の加熱を引き起こすことができる。
幾つかの例では、コイルはらせん状である。幾つかの例では、コイルは、エアロゾル生成材料を受容するように構成されたデバイスの加熱ゾーンの少なくとも一部を一周する。幾つかの例では、コイルは少なくとも加熱ゾーンの一部を一周するらせんコイルである。
幾つかの例では、デバイスは、加熱ゾーンを少なくとも部分的に取り囲む電気伝導性加熱要素を備え、コイルは、電気伝導性加熱要素の少なくとも一部を一周するらせんコイルである。幾つかの例では、電気伝導性加熱要素は管状である。幾つかの例では、コイルはインダクターコイルである。
幾つかの例では、コイルの使用により、非燃焼型エアロゾル供給デバイスは、非コイル式エアロゾル供給デバイスよりも素早く動作温度に達することが可能である。例えば、上記の通りのコイルを含む非燃焼型エアロゾル供給デバイスは、デバイス加熱プログラムの開始から30秒未満、より好ましくは25秒未満で第1のパフを供給できるように、動作温度に達することができる。幾つかの例では、デバイスは、デバイス加熱プログラムの開始から20秒未満で動作温度に達することができる。
エアロゾル生成材料の加熱を引き起こすためのデバイスにおける、本明細書に記載される通りのコイルの使用は、生成されるエアロゾルを強化することが見出された。例えば、消費者は、本明細書に記載されるコイルなどのコイルを含むデバイスによって生成されたエアロゾルが、他の非燃焼型エアロゾル供給システムによって生成されたエアロゾルではなく工場で作製された紙巻タバコ(FMC)製品において生成されるものに感覚的に近いと報告している。理論に縛られることを望むものではないが、これは、コイルが使用された場合、必要な加熱温度に達する時間が短縮されること、コイルが使用された場合、より高い加熱温度が実現可能であること、及び/又はコイルにより、そのようなシステムにおいて比較的大きな体積のエアロゾル生成材料を同時に加熱することが可能になり、FMCエアロゾル温度に類似するエアロゾル温度がもたらされることの結果であると推定される。FMC製品において、燃焼する炭は、エアロゾルがロッドを通して引かれる際に、炭の後ろでタバコロッド中のタバコを加熱する熱エアロゾルを生成する。この熱エアロゾルは、燃焼する炭の後ろでロッド中のタバコから香料化合物を放出することが理解される。本明細書に記載される通りのコイルを含むデバイスは、また、本明細書に記載されるタバコ材料などのエアロゾル生成材料を加熱して、香料化合物を放出することが可能であり、その結果FMCエアロゾルにより近く類似すると報告されているエアロゾルが得られると考えられる。
エアロゾル生成材料の少なくとも一部を少なくとも200℃、より好ましくは少なくとも220℃に加熱する、本明細書に記載されるコイル、例えば、誘導コイルを含むエアロゾル供給システムを使用することにより、FMC製品の特性により近く類似すると考えられる特定の特性を有するエアロゾル生成材料からのエアロゾルの生成が可能になりうる。例えば、誘導ヒーターを使用して、ニコチンを含むエアロゾル生成材料を2秒間、その間は少なくとも1.50L/mの気流下で少なくとも250℃に加熱した場合、1つ又は複数の以下の特性が観察された:
少なくとも10μgのニコチンがエアロゾル生成材料からエアロゾル化される;
生成されたエアロゾル中のエアロゾル形成材料対ニコチンの重量比が、少なくとも約2.5:1、好適には少なくとも8.5:1である;
少なくとも100μgのエアロゾル形成材料を、エアロゾル生成材料からエアロゾル化することができる;
生成されたエアロゾル中の平均粒径又は液滴サイズが、約1000nm未満である;及び
エアロゾル密度が少なくとも0.1μg/ccである。
少なくとも10μgのニコチンがエアロゾル生成材料からエアロゾル化される;
生成されたエアロゾル中のエアロゾル形成材料対ニコチンの重量比が、少なくとも約2.5:1、好適には少なくとも8.5:1である;
少なくとも100μgのエアロゾル形成材料を、エアロゾル生成材料からエアロゾル化することができる;
生成されたエアロゾル中の平均粒径又は液滴サイズが、約1000nm未満である;及び
エアロゾル密度が少なくとも0.1μg/ccである。
一部の場合には、少なくとも10μgのニコチン、好適には、少なくとも30μg又は40μgのニコチンが、その間は少なくとも1.50L/mの気流下でエアロゾル生成材料からエアロゾル化される。一部の場合には、約200μg未満、好適には約150μg未満、又は約125μg未満のニコチンが、その間は少なくとも1.50L/mの気流下でエアロゾル生成材料からエアロゾル化される。
一部の場合には、エアロゾルは、少なくとも100μgのエアロゾル形成材料を含み、好適には少なくとも200μg、500μg又は1mgのエアロゾル形成材料が、その間は少なくとも1.50L/mの気流下でエアロゾル生成材料からエアロゾル化される。好適には、エアロゾル形成材料は、グリセロールを含んでもよく、又はグリセロールからなってもよい。
本明細書において定義される通り、「平均粒径又は液滴サイズ」という用語は、エアロゾルの固体又は液体構成成分(すなわち、気体中に懸濁した構成成分)の平均サイズを指す。エアロゾルが懸濁液体の滴及び懸濁固体粒子を含有する場合、この用語は、すべての構成成分を一緒にした平均サイズを指す。
一部の場合には、生成されたエアロゾル中の平均粒径又は液滴サイズは、約900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、450nm又は400nm未満であってもよい。一部の場合には、平均粒径又は液滴サイズは、約25nm、50nm又は100nm超であってもよい。
一部の場合には、その間に生成されたエアロゾル密度は、少なくとも0.1μg/ccである。一部の場合には、エアロゾル密度は、少なくとも0.2μg/cc、0.3μg/cc又は0.4μg/ccである。一部の場合には、エアロゾル密度は、約2.5μg/cc、2.0μg/cc、1.5μg/cc又は1.0μg/cc未満である。
非燃焼型エアロゾル供給デバイスは、好ましくは、物品1のエアロゾル生成材料3を、少なくとも160℃の最高温度に加熱するように配置構成される。
好ましくは、非燃焼型エアロゾル供給デバイスは、非燃焼型エアロゾル供給デバイスによる加熱法の間に少なくとも1回、物品1のエアロゾル形成材料3を、少なくとも約200℃、又は約220℃、又は少なくとも約240℃、より好ましくは少なくとも約270℃の最高温度に加熱するように配置構成される。
エアロゾル生成材料の少なくとも一部を少なくとも200℃、より好ましくは少なくとも220℃に加熱する、本明細書に記載されるコイル、例えば、誘導コイルを含むエアロゾル供給システムを使用することにより、エアロゾルがマウスピース2の口側端部を離れる際に既存のデバイスよりも高い温度を有する、本明細書に記載される通りの物品1におけるエアロゾル生成材料からのエアロゾルの生成が可能になりえ、FMC製品の特性により近いと考えられるエアロゾルの生成に寄与する。例えば、物品1の口側端部において測定されるエアロゾルの最高温度は、好ましくは、50℃超、より好ましくは55℃超、なおより好ましくは56℃又は57℃超でありうる。加えて又はあるいは、物品1の口側端部において測定されるエアロゾルの最高温度は、62℃未満、より好ましくは60℃未満、より好ましくは59℃未満でありうる。幾つかの実施形態において、物品1の口側端部において測定されるエアロゾルの最高温度は、好ましくは、50℃~62℃、より好ましくは56℃~60℃でありうる。
図8は、本明細書に記載される物品1のエアロゾル生成材料3などのエアロゾル生成媒体/材料からエアロゾルを生成するための非燃焼型エアロゾル供給デバイス100の例を示す。大略を述べると、デバイス100は、エアロゾル生成媒体を備える置換可能な物品110、例えば、本明細書に記載される物品1を加熱して、デバイス100の使用者によって吸入されるエアロゾル又は他の吸入可能媒体を生成するために使用してもよい。デバイス100及び置換可能な物品110は一緒にシステムを形成する。
デバイス100は、デバイス100の様々な構成成分を取り囲み、収容するハウジング102(外側カバーの形態)を備える。デバイス100は、一端に開口104を有し、加熱アセンブリによって加熱するために、この開口を通して物品110を挿入することができる。使用中、物品110は、加熱アセンブリに完全に又は部分的に挿入されてもよく、そこで、ヒーターアセンブリの1つ又は複数の構成成分によって加熱されうる。ヒーターアセンブリは、物品に熱を供給し、エアロゾル生成材料の少なくとも一部を揮発するように構成されたヒーターを備える。
ヒーターは、例えば、1つ若しくは複数のニクロム抵抗ヒーター(複数可)及び/又は1つ若しくは複数のセラミックヒーター(複数可)を含む1つ又は複数の電気抵抗ヒーターを備えてもよい。1つ又は複数のヒーターは、使用中にエアロゾル化可能材料を備える物品が挿入されるか、又は他の方法で配置されるチャンバーを形成しうる1つ又は複数のサセプタを備える構成体を含む1つ又は複数の誘導ヒーターを備えてもよい。あるいは又は加えて、1つ又は複数のサセプタが、エアロゾル化可能材料中に設けられてもよい。他の加熱構成体をまた、使用してもよい。
この例のデバイス100は、物品110がその位置にない場合、第1の端部材106に対して開口104の近くに移動可能な蓋108を備える第1の端部材106を備える。図8において、蓋108は、開放構成で示されているが、しかしながら、蓋108は、閉鎖構成に移動することができる。例えば、使用者は、蓋108を矢印「B」の方向に摺動させることができる。
デバイス100はまた、ボタン又はスイッチなどの、使用者が操作可能なコントロール要素112を備えてもよく、これは、押された場合にデバイス100が動作する。例えば、使用者は、スイッチ112を操作することによってデバイス100を起動することができる。
デバイス100はまた、ソケット/ポート114などの電気構成成分を備えてもよく、これは、デバイス100のバッテリーを充電するためのケーブルを受容できる。例えば、ソケット114は、USB充電口などの充電口であってもよい。
図9は、外側カバー102を取外し、物品110が存在しない状態の、図8のデバイス100を示している。デバイス100は、長手方向軸134を画定する。
図9に示される通り、第1の端部材106は、デバイス100の一端に配置構成され、第2の端部材116は、デバイス100の反対側端部に配置構成される。第1及び第2の端部材106、116は一緒に、デバイス100の端面を少なくとも部分的に画定する。例えば、第2の端部材116の底面は、デバイス100の底面を少なくとも部分的に画定する。外側カバー102の縁部もまた、端面の一部を画定しうる。この例において、蓋108はまた、デバイス100の上面の一部を画定する。
デバイスの開口104に最も近い端部は、使用中、使用者の口に最も近くなるため、デバイス100の近位端部(又は口側端部)としても公知でありうる。使用中、使用者は、物品110を開口104に挿入し、使用者コントロール112を操作して、エアロゾル生成材料の加熱を開始し、デバイスで生成されたエアロゾルを吸引する。これにより、エアロゾルはデバイス100の近位端部に向かう流路に沿ってデバイス100を通って流動する。
デバイスの開口104から最も遠いもう一方の端部は、使用中、使用者の口から最も遠いため、デバイス100の遠位端部としても公知でありうる。使用者がデバイスにおいて生成されたエアロゾルを吸引する際、エアロゾルは、デバイス100の遠位端から流動し離れる。
デバイス100は、電源118をさらに備える。電源118は、例えば、充電式電池又は非充電式電池などのバッテリーであってもよい。好適なバッテリーの例には、例えば、リチウム電池(例えば、リチウムイオン電池)、ニッケル電池(例えば、ニッケル-カドミウム電池)及びアルカリ電池が含まれる。バッテリーは、加熱アセンブリに電気連結されて、必要なときに、コントローラー(図示せず)の制御下で電力を供給して、エアロゾル生成材料を加熱する。この例では、バッテリーは、バッテリー118をその位置に保持する中心支持体120に接続されている。
デバイスは、少なくとも1つの電子工学モジュール122をさらに備える。電子工学モジュール122は、例えば、プリント基板(PCB)を備えてもよい。PCB122は、プロセッサなどの少なくとも1つのコントローラー及びメモリを支持しうる。PCB122はまた、デバイス100の様々な電子工学構成成分を一緒に電気接続する1つ又は複数の電気トラックを備えてもよい。例えば、バッテリー端子は、PCB122に電気接続されてもよく、その結果、電力をデバイス100全体にわたって分布させることができる。ソケット114はまた、電気トラックを介してバッテリーに電気連結されてもよい。
この例のデバイス100では、加熱アセンブリは、誘導加熱アセンブリであり、誘導加熱法を介して物品110のエアロゾル生成材料を加熱する様々な構成成分を備える。誘導加熱は、電磁誘導によって電気伝導物(例えば、サセプタ)を加熱する方法である。誘導加熱アセンブリは、誘導要素、例えば、1つ又は複数のインダクターコイル、及び通る交流などの変動電流を誘導要素に通すデバイスを備えてもよい。誘導要素における変動電流により、変動磁場が生じる。変動磁場は、誘導要素に関して好適に配置されたサセプタを貫通し、サセプタ内部で渦電流を生成する。サセプタは、渦電流に対する電気抵抗を有し、したがって、この抵抗に対する渦電流の流れは、ジュール加熱によるサセプタの加熱を引き起こす。サセプタが、鉄、ニッケル又はコバルトなどの強磁性材料を備える場合、熱はまた、サセプタにおける磁気ヒステリシス損失によって、すなわち、変動磁場との磁気材料の整列の結果としての磁気材料における磁気双極子の変動配向によっても生成されることがある。誘導加熱において、例えば、伝導による加熱と比較して、熱は、サセプタ内部で生成され、急速な加熱が可能になる。さらに、誘導ヒーター及びサセプタの間は物理的接触がある必要はなく、構築物及び適用における自由度の強化が可能になる。
この例のデバイス100の誘導加熱アセンブリは、サセプタ構成体132(本明細書において「サセプタ」と呼ばれる)、第1のインダクターコイル124、及び第2のインダクターコイル126を備える。第1及び第2のインダクターコイル124、126は、電気伝導材料から作製される。この例では、第1及び第2のインダクターコイル124、126は、らせん形式に巻かれて、らせんインダクターコイル124、126をもたらすリッツ線/ケーブルから作製される。リッツ線は、個々に絶縁され、一緒により合わされて単一の線を形成する複数の個々の線を備える。リッツ線は、コンダクターにおけるスキン効果損失を低減するように設計される。この例のデバイス100において、第1及び第2のインダクターコイル124、126は、長方形断面を有する銅リッツ線から作製される。他の例では、リッツ線は、円形などの他の形状の断面を有しうる。
第1のインダクターコイル124は、サセプタ132の第1のセクションを加熱するための第1の変動磁場を生成するように構成され、第2のインダクターコイル126は、サセプタ132の第2のセクションを加熱するための第2の変動磁場を生成するように構成される。この例では、第1のインダクターコイル124は、デバイス100の長手方向軸134に沿った方向に、第2のインダクターコイル126と隣接している(つまり、第1及び第2のインダクターコイル124、126は重ならない)。サセプタ構成体132は、単一のサセプタ又は2つ以上の別個のサセプタを備えてもよい。第1及び第2のインダクターコイル124、126の端部130は、PCB122に接続されうる。
幾つかの例では、第1及び第2のインダクターコイル124、126は、互いに異なる少なくとも1つの特性を有してもよいことが認識される。例えば、第1のインダクターコイル124は、第2のインダクターコイル126とは異なる少なくとも1つの特性を有してもよい。より具体的には、一例では、第1のインダクターコイル124は、第2のインダクターコイル126とは異なる値のインダクタンスを有してもよい。図9において、第1及び第2のインダクターコイル124、126は異なる長さのものであるため、第1のインダクターコイル124は、第2のインダクターコイル126よりも小さい、サセプタ132のセクションに対して巻かれる。したがって、第1のインダクターコイル124は、第2のインダクターコイル126とは異なる巻き数を備えることがある(個々の巻き間の間隔は実質的に同じであると想定する)。なお別の例では、第1のインダクターコイル124は、第2のインダクターコイル126とは異なる材料から作製されてもよい。幾つかの例では、第1及び第2のインダクターコイル124、126は、実質的に同一であってもよい。
この例では、第1のインダクターコイル124及び第2のインダクターコイル126は、反対方向に巻かれる。これは、インダクターコイルが異なる時点に活性である場合、有用でありうる。例えば、最初、第1のインダクターコイル124が動作して物品110の第1のセクション/部分を加熱してもよく、後の時点では、第2のインダクターコイル126が動作して物品110の第2のセクション/部分を加熱してもよい。反対方向にコイルを巻くことは、特定のタイプのコントロール回路と併せて使用される場合、不活性コイルにおいて誘導される電流を低減するのを助ける。図9のデバイス100において、第1のインダクターコイル124は、右巻きらせんであり、第2のインダクターコイル126左巻きらせんである。しかしながら、別の実施形態では、インダクターコイル124、126は、同じ方向に巻かれてもよく、又は第1のインダクターコイル124は左巻きらせんであってもよく、第2のインダクターコイル126は右巻きらせんであってもよい。
この例のサセプタ132は中空であり、したがって、エアロゾル生成材料を受容する容器を画定する。例えば、物品110がサセプタ132に挿入されうる。この例では、サセプタ120は、円形断面の管状である。
サセプタ132は、1種又は複数種の材料から作製されてもよい。好ましくは、サセプタ132は、ニッケル又はコバルトのコーティングを有する炭素鋼を備える。
幾つかの例では、サセプタ132は、少なくとも2種の材料の選択的エアロゾル化のための2つの異なる頻度で加熱されることが可能な少なくとも2種の材料を備えてもよい。例えば、サセプタ132の第1のセクション(第1のインダクターコイル124によって加熱される)は、第1の材料を備えてもよく、第2のインダクターコイル126によって加熱されるサセプタ132の第2のセクションは、第2の異なる材料を備えてもよい。別の例では、第1のセクションは、第1及び第2の材料を備えてもよく、第1及び第2の材料は、第1のインダクターコイル124の操作に基づいて別々に加熱されうる。第1及び第2の材料は、サセプタ132によって画定される軸に沿って隣接していてもよく、又はサセプタ132内の異なる層を形成してもよい。同様に、第2のセクションは、第3及び第4の材料を備えてもよく、第3及び第4の材料は、第2のインダクターコイル126の操作に基づいて別々に加熱されうる。第3及び第4の材料は、サセプタ132によって画定される軸に沿って隣接していてもよく、又はサセプタ132内の異なる層を形成してもよい。例えば、第3の材料は第1の材料と同じであってもよく、第4の材料は第2の材料と同じであってもよい。あるいは、材料の各々は異なっていてもよい。サセプタは、例えば、炭素鋼又はアルミニウムを備えてもよい。
図9のデバイス100は、概して管状であり、サセプタ132を少なくとも部分的に取り囲んでもよい絶縁部材128をさらに備える。絶縁部材128は、例えばプラスチックなどの任意の絶縁材料から構築されてもよい。この特定の例では、絶縁部材は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)から構築される。絶縁部材128は、サセプタ132において生成される熱からデバイス100の様々な構成成分を絶縁するのを助けることができる。
絶縁部材128はまた、第1及び第2のインダクターコイル124、126を完全に又は部分的に支持しうる。例えば、図9に示される通り、第1及び第2のインダクターコイル124、126は、絶縁部材128の周りに配置され、絶縁部材128の放射方向に外向きの表面と接触している。幾つかの例では、絶縁部材128は、第1及び第2のインダクターコイル124、126に当接しない。例えば、絶縁部材128の外面と、第1及び第2のインダクターコイル124、126の内面との間に小さな間隙が存在することがある。
特定の例では、サセプタ132、絶縁部材128、並びに第1及び第2のインダクターコイル124、126は、サセプタ132の中心長手方向軸周りに同軸である。
図10は、デバイス100の部分断面における側面図を示している。この例では、外側カバー102が存在する。第1及び第2のインダクターコイル124、126の長方形断面形状をより明らかに見ることができる。
デバイス100は、サセプタ132の一端と嵌合してサセプタ132をその位置に保持する支持体136をさらに備える。支持体136は、第2の端部材116に接続されている。
デバイスはまた、コントロール要素112内で関連する第2のプリント基板138を備えてもよい。
デバイス100は、デバイス100の遠位端に向けて配置構成された第2の蓋/キャップ140、及びばね142をさらに備える。ばね142により、第2の蓋140を開放して、サセプタ132への接続をもたらすことが可能である。使用者は、第2の蓋140を開放して、サセプタ132及び/又は支持体136を清浄することができる。
デバイス100は、デバイスの開口104に向けてサセプタ132の近位端から延在する膨張チャンバー144をさらに備える。デバイス100内に受容された場合に物品110に当接し、保持する把持クリップ146が、少なくとも部分的に膨張チャンバー144内に配置される。膨張チャンバー144は、端部材106に接続される。
図11は、外側カバー102を省略した、図8のデバイス100の分解立体図である。
図12Aは、図8のデバイス100の一部の横断面図を示す。図12Bは、図12Aのある領域の拡大図を示す。図12A及び12Bは、サセプタ132内に受容された物品110を示し、物品110は、物品110の外面がサセプタ132の内面に当接するように寸法決めされる。これは、加熱が最も効率的であることを確実にする。この例の物品110は、エアロゾル生成材料110aを備える。エアロゾル生成材料110aは、サセプタ132内に配置される。物品110はまた、フィルター、包装材料及び/又は冷却構造などの他の構成成分を備えてもよい。
図12Bは、サセプタ132の外面が、インダクターコイル124、126の内面から、サセプタ132の長手方向軸158に対して垂直方向に測定して距離150だけ離間していることを示している。特定の例において、距離150は、約3mm~4mm、約3~3.5mm、又は約3.25mmである。
図12Bは、絶縁部材128の外面が、インダクターコイル124、126の内面から、サセプタ132の長手方向軸158に対して垂直方向に測定して距離152だけ離間していることをさらに示している。特定の一例では、距離152は約0.05mmである。別の例では、距離152は実質的に0mmであり、インダクターコイル124、126は絶縁部材128に当接し、接触する。
一例では、サセプタ132は、約0.025mm~1mm、又は約0.05mmの壁厚154を有する。
一例では、サセプタ132は、約40mm~60mm、約40mm~45mm、又は約44.5mmの長さを有する。
一例では、絶縁部材128は、約0.25mm~2mm、0.25mm~1mm、又は約0.5mmの壁厚156を有する。
使用中、本明細書に記載される物品1は、図8~12を参照して記載されるデバイス100などの非燃焼型エアロゾル供給デバイスに挿入することができる。物品1のマウスピース2の少なくとも一部は、非燃焼型エアロゾル供給デバイス100から突出し、使用者の口内に配置されうる。エアロゾルは、デバイス100を使用してエアロゾル生成材料3を加熱することによって生成される。エアロゾル生成材料3によって生成されたエアロゾルは、使用者の口に向かって、マウスピース2を通過する。
本明細書に記載される物品1は、例えば、図8~12を参照して記載されるデバイス100などの非燃焼型エアロゾル供給デバイスと共に使用される場合、特定の利点を有する。特に、フィラメントトウから形成された第1の管状要素4は、驚くべきことに、物品1のマウスピース2の外面の温度に大きな影響を有することが見出された。例えば、フィラメントトウから形成された中空管状要素4は、外側巻紙、例えば、チップペーパー5で巻かれ、外側巻紙の外面は、使用の間に42℃未満、好適には40℃未満、より好適には38℃未満、又は36℃未満の最高温度に達することが見出された。
試験方法A
以下の例において、植物性物質材料の充填値は、以下の方法に従って測定した。
植物性物質材料の15gのサンプルを、密度計の60mm直径シリンダーに入れ、次いで、植物性物質材料を1kgピストンで30秒間圧縮した。密度計のピストンの高さ及びサンプルの含水量を測定した。サンプルの充填値は、以下の式に従って計算した。
以下の例において、植物性物質材料の充填値は、以下の方法に従って測定した。
植物性物質材料の15gのサンプルを、密度計の60mm直径シリンダーに入れ、次いで、植物性物質材料を1kgピストンで30秒間圧縮した。密度計のピストンの高さ及びサンプルの含水量を測定した。サンプルの充填値は、以下の式に従って計算した。
圧縮したときに植物性物質材料が占める容積を、以下の式1を使用して決定した:
式1
r=シリンダーの半径(cm)
h=測定した高さ
式1
r=シリンダーの半径(cm)
h=測定した高さ
次いで、充填値を、以下の式2に従って測定した容積及び植物性物質材料の質量を使用して決定した:
式2
式2
充填値を、以下の式3を使用し、その含水量を考慮して較正した:
式3
FvO=含水量MO%における充填値
FV=含水量M%において決定した充填値(cm3/10g)
MO=13.5%(目標含水量)
M=植物性物質材料の実際の含水量(%)
0.8=定数
式3
FvO=含水量MO%における充填値
FV=含水量M%において決定した充填値(cm3/10g)
MO=13.5%(目標含水量)
M=植物性物質材料の実際の含水量(%)
0.8=定数
含水量(オーブン揮発物)は、サンプルが110℃±1℃に温度調節して3時間±0.5分間、強制通気オーブンで乾燥された場合の、質量の減少として測定する。乾燥後、サンプルは乾燥器中で約30分間、室温に冷却して、サンプルを冷却させる。
実施例1
エアロゾル生成材料の選択を行った。これらを表1に示す。各材料は、材料の15重量%の量のグリセロール、及び材料の2重量%の香料を含んだ。膨張材料(DIET)の充填値は、12.5%水分において7.3mL/gであった。
エアロゾル生成材料の選択を行った。これらを表1に示す。各材料は、材料の15重量%の量のグリセロール、及び材料の2重量%の香料を含んだ。膨張材料(DIET)の充填値は、12.5%水分において7.3mL/gであった。
非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品の選択は、表1に列挙されるエアロゾル生成材料を使用して行った。これらの物品の特性を表2に示す。硬度は、Sodimatデバイスを使用して測定した。
表2は、膨張タバコ材料を含むエアロゾル生成材料が、物品のエアロゾル生成セクションの硬度に大幅に有害な影響を及ぼすことなしに、膨張タバコ材料を含有しないエアロゾル生成材料よりも低重量で物品に組み込むことができることを示している。さらに、比較的高レベルの膨張タバコ材料の含有は、エアロゾル化された場合に、エアロゾル生成材料の感覚(例えば、官能)特性に有害な影響を及ぼさなかった。
実施例2
2種の非晶質固体、非晶質固体A及び非晶質固体Bを、水中で構成成分のスラリーを形成し、スラリーを固化し、スラリーを乾燥させてシートを形成し、次いで、シートを細断することによって調製した。
2種の非晶質固体、非晶質固体A及び非晶質固体Bを、水中で構成成分のスラリーを形成し、スラリーを固化し、スラリーを乾燥させてシートを形成し、次いで、シートを細断することによって調製した。
非晶質固体Aは、アルギン酸塩/ペクチン混合物(26.2%)、グリセロール(15.4%)、セルロース繊維(20%)、及びメンソール(38.4%)を含んだ。スラリーを、その表面に乳酸カルシウムを噴霧することによって固化した。
非晶質固体Bは、アルギン酸塩(24%)、ペクチン(6%)、セルロース繊維(10%)、及びグリセロール(60%)を含んだ。
非燃焼型エアロゾル供給システムにおいて使用するための物品の選択は、表3に示されるものなど、非晶質固体A又は非晶質固体B及びDIETを含むエアロゾル生成材料を含んで行うことができる。
比較物品と比較して、非晶質固体A及びBは、非燃焼型エアロゾル供給デバイスにおいて加熱された場合、エアロゾル生成材料によって生成されたエアロゾルの官能特性を強化すると予測される。加えて、物品は、許容される堅さを示すと予測される。
様々な問題に対処し、当技術分野を前進させるために、本開示の全体を、特許請求される本発明が実施され、優れた方法、装置、並びに処理されたタバコ材料及びその抽出物を提供しうる様々な実施形態の例示によって示す。本開示の利点及び特徴は、単なる実施形態の代表的なサンプルのものであり、網羅的及び/又は排他的ではない。それらは、特許請求される特徴の理解及び教示を補助するためにのみ提示される。本開示の利点、実施形態、例、機能、特徴、構造及び/又は他の態様は、特許請求の範囲によって定義される本開示、又は特許請求の範囲の等価物への制限とはみなされないこと、並びに他の実施形態が利用されてもよく、本開示の範囲及び/又は趣旨から逸脱することなく変更がなされてもよいことが理解される。様々な実施形態は、好適には、本開示の要素、構成成分、特徴、部分、ステップ、手段などの様々な組合せを含むか、それらからなるか、又はそれらから本質的になってもよい。さらに、本開示は、現在特許請求されていないが、将来特許請求されうる他の発明を含む。
Claims (56)
- 非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品であって、1種又は複数種種の植物性物質材料から調製されたエアロゾル生成材料を備え、前記植物性物質材料のうちの少なくとも1つが約6mL/g超の充填値を有する、物品。
- 前記エアロゾル生成材料が、前記1種又は複数種の植物性物質材料を含む組成物から調製され、約6mL/g超の充填値を有する前記1種又は複数種の植物性物質材料が、前記組成物の約1重量%~約30重量%、又は約5重量%~約25重量%の量で存在する、請求項1に記載の物品。
- 前記植物性物質材料のうちの少なくとも1つが膨張植物性物質材料である、請求項1又は2に記載の物品。
- 前記膨張植物性物質材料が、膨張ラミナ及び/又は膨張茎タバコである、請求項3に記載の物品。
- 前記植物性物質材料のうちの少なくとも1つが約6mL/g未満の充填値を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の物品。
- 前記植物性物質材料のうちの少なくとも1つが約4mL/g~6mL/gの充填値を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の物品。
- 前記植物性物質材料のうちの少なくとも1つが紙再生植物性物質材料である、請求項1~6のいずれか一項に記載の物品。
- 前記植物性物質材料のうちの少なくとも1つがラミナタバコである、請求項1~7のいずれか一項に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成材料が、前記エアロゾル生成材料の少なくとも約10重量%の量のエアロゾル形成剤を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成材料が、前記1種又は複数種の植物性物質材料を含む組成物からなる、請求項1~9のいずれか一項に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成材料を備えるエアロゾル生成セクションを備える、請求項1~10のいずれか一項に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成セクションが、前記エアロゾル生成材料を取り囲む巻紙を備える、請求項11に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成セクションが、約50%~80%の硬度を有する、請求項11又は12に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成セクションにわたる圧力降下が、約35~約70mmWgである、請求項11~13のいずれか一項に記載の物品。
- 前記植物性物質材料のうちの前記少なくとも1つが、第1の植物性物質材料から流体の少なくとも一部の放出を引き起こすように前記第1の植物性物質材料の温度を上昇させて第2の植物性物質材料を形成するステップを含む方法によって調製される、請求項1~14のいずれか一項に記載の物品。
- 前記第2の植物性物質材料が、約6mL/g超の充填値を有する前記植物性物質材料である、請求項15に記載の物品。
- 非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品であって、1種又は複数種の植物性物質材料を含むエアロゾル生成材料を備え、前記植物性物質材料のうちの少なくとも1つが約6mL/g超の充填値を有する、物品。
- 約6mL/g超の充填値を有する前記植物性物質材料が、前記エアロゾル生成材料の約1重量%~約30重量%、又は約5重量%~約25重量%の量で前記エアロゾル生成材料中に存在する、請求項17に記載の物品。
- 約200mg~約400mgの量の前記エアロゾル生成材料を備える、請求項1~18のいずれか一項に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成材料が、約2mL/g~約10mL/gの充填値を有する、請求項1~19のいずれか一項に記載の物品。
- 連続体積を画定するエアロゾル生成セクションを備え、前記体積が、前記エアロゾル生成材料で実質的に充填されている、請求項1~20のいずれか一項に記載の物品。
- 前記体積が、約100mm3~約1500mm3である、請求項21に記載の物品。
- 非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品であって、第2の植物性物質材料からの流体の少なくとも一部の放出を引き起こすように前記第2の植物性物質材料の温度を上昇させて第1の植物性物質材料を形成するステップを含む方法によって調製された前記第1の植物性物質材料を含むエアロゾル生成材料を備える、物品。
- 前記方法が膨張法である、請求項23に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成材料が非晶質固体を含む、請求項1~24のいずれか一項に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成材料が、約5wt%~約30wt%の量の前記非晶質固体を含む、請求項25に記載の物品。
- 前記エアロゾル生成材料が、約5wt%~約30wt%の量の前記非晶質固体、約6mL/g超の充填値を有する、約1wt%~約30wt%の量の植物性物質材料、並びに約70wt%までの量のラミナタバコ及び/又は再生タバコを含むタバコ材料を備える、請求項25又は26に記載の物品。
- 前記非晶質固体が、
1~60wt%のゲル化剤、及び
0.1~80wt%のエアロゾル形成剤
を含む、請求項25~27のいずれか一項に記載の物品。 - 前記非晶質固体が、
0.1~80%の香料及び/又は活性物質
を含む、請求項28に記載の物品。 - 前記非晶質固体が、
0~50wt%の充填剤
を含む、請求項28又は29に記載の物品。 - 約6mL/g超の充填値を有する前記植物性物質材料の含水量が、約8%~約15%である、請求項1~30のいずれか一項に記載の物品。
- 前記充填値が、試験方法Aに従って測定される、請求項1~31のいずれか一項に記載の物品。
- 非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品を製造するための方法であって、
2種以上の植物性物質材料を組み合わせてエアロゾル生成材料を形成するステップであり、前記植物性物質材料のうちの少なくとも1つが少なくとも約6mL/gの充填値を有する、ステップと、
前記エアロゾル生成材料を巻紙で巻いて、エアロゾル生成材料のロッドを形成するステップと
を含む、方法。 - 非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品を製造するための方法であって、
植物性物質材料からの流体の少なくとも一部の放出を引き起こすように前記植物性物質材料の温度を上昇させて、膨張植物性物質材料を形成するステップと、
前記膨張植物性物質材料を含むエアロゾル生成材料を巻紙で巻いて、エアロゾル生成材料のロッドを形成するステップと
を含む、方法。 - 植物性物質材料を流体に含浸して、含浸植物性物質材料を形成するステップと、
植物性物質材料からの流体の少なくとも一部の放出を引き起こすように前記含浸植物性物質材料の温度を上昇させて、前記膨張植物性物質材料を形成するステップと
を含む、請求項34に記載の方法。 - 前記植物性物質材料を含浸する前記ステップが、大気圧未満の圧力で実施される、請求項35に記載の方法。
- 前記膨張植物性物質材料が、前記処理法前の前記植物性物質材料の充填値よりも高い充填値を有する、請求項34~36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記植物性物質材料を含浸する前記ステップが、0℃未満の温度で実施される、請求項35~37のいずれか一項に記載の方法。
- 前記含浸植物性物質材料の温度が、約250℃~約400℃、約290℃~約350℃、又は約200℃~約240℃の温度に上昇する、請求項35~38のいずれか一項に記載の方法。
- 前記流体が液体である、請求項35~39のいずれか一項に記載の方法。
- 前記膨張植物性物質材料が、少なくとも1つの他の植物性物質材料と組み合わせられて、前記エアロゾル生成材料を形成する、請求項34~40のいずれか一項に記載の方法。
- 前記植物性物質材料へのエアロゾル形成剤の添加を含む、請求項33~41のいずれか一項に記載の方法。
- 前記物品が、請求項1~24のいずれか一項に記載の物品のいずれか1つである、請求項33~42のいずれか一項に記載の方法。
- 前記エアロゾル生成材料が、請求項25~28のいずれか一項に記載の非晶質固体を含む、請求項33~43のいずれか一項に記載の方法。
- 前記非晶質固体が細断シートである、請求項44に記載の方法。
- 非晶質固体の前記細断シートが、前記植物性物質材料とブレンドされる、請求項45に記載の方法。
- 前記非晶質固体がシートの形態であり、前記方法が、前記植物性物質材料の少なくとも一部を前記非晶質固体の前記シートで取り囲むステップを含む、請求項46に記載の方法。
- 請求項33~47のいずれか一項に記載の方法に従って調製された、非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品。
- 請求項1~30、48のいずれか一項に記載の物品と、非燃焼型エアロゾル供給デバイスとを備える非燃焼型エアロゾル供給システム。
- 非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品における、約6mL/g超の充填値を有する植物性物質材料の使用。
- 非燃焼型エアロゾル供給システムと共に使用するための物品における、膨張法によって調製された植物性物質材料の使用。
- 前記物品がロッドであり、前記植物性物質材料が巻紙によって取り囲まれる、請求項50又は41に記載の使用。
- 前記物品が電気加熱物品である、請求項50又は52に記載の使用。
- 前記電気加熱物品が、エアロゾル生成器を備える、電気により動作するエアロゾル生成デバイスにおいて加熱される、請求項53に記載の使用。
- 前記エアロゾル生成器が、前記エアロゾル生成材料に熱を供給し、かつ前記エアロゾル生成材料の少なくとも一部を揮発させる、請求項54に記載の使用。
- 電気加熱エアロゾル生成システムへの前記物品の挿入と、前記電気加熱エアロゾル生成システムからの前記物品の取外しとを含む、請求項50~55のいずれか一項に記載の使用。
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