JP5976637B2 - セグメント化喫煙物品 - Google Patents

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    • A24D1/22Cigarettes with integrated combustible heat sources, e.g. with carbonaceous heat sources

Description

本発明は、タバコから製造もしくは誘導されるか、またはタバコを内蔵し、人間による消費を目的とする製品に関する。本出願は、特に、セグメント型喫煙品の成分および構成に関する。
紙巻きタバコなどの一般的な喫煙物品は、実質的に円筒形の棒状構造を有し、ラップ紙に囲まれることで、所謂「喫煙可能ロッド」、「タバコロッド」または「紙巻きタバコロッド」を形成する細断タバコ(例えばカットフィラー型)などの喫煙可能材料の充填物、巻物または柱体を含む。通常、紙巻きタバコは、端と端を縦に繋いでタバコロッドと配列された円筒形のフィルタ要素を有する。好ましくは、フィルタ要素は、「プラグラップ」として知られる紙材料によって囲まれた可塑化酢酸セルローストウを含む。好ましくは、フィルタ要素は、「吸い口紙」として知られる包囲ラップ材料を使用してタバコロッドの一端に取りつけられる。吸い込まれる主流の煙を周囲空気で希釈させるために、吸い口材料およびプラグラップに孔をあけることも望ましくなった。紙巻きタバコおよびその様々な成分の説明が、参照により本明細書に組み込む「Tobacco Production、Chemistry and Technology」、Davisら(編)、(1999年)およびBorschkeらの米国特許第7,503,330号明細書に記載されている。紙巻きタバコは、喫煙者により、その一端を点火し、タバコロッドを燃焼させることによって採用される。次いで、喫煙者は、紙巻きタバコの反対端(例えばフィルタ端)で吸い込むことによって主流の煙をその口に受け入れる。
特定のタイプの炭素質燃料要素を採用する紙巻きタバコが、R.J.Reynolds Tobacco Company社により「Premier」および「Eclipse」の商品名で市販されてきた。例えば、「Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco」、R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph(1988年)およびInhalation Toxicology、12:5、1−58頁(2000年)に記載されているタイプの紙巻きタバコを参照されたい。より最近では、日本では、「Steam Hot One」の商品名で日本タバコ産業株式会社から紙巻きタバコが市販されている。セグメント型の紙巻きタバコの炭素質燃料要素は、金属および金属酸化物の超微粒子を内蔵し得ることも示唆されている。例えば、その全体を参照により本明細書に組み込むBanerjeeらの米国特許出願公開第2005/0274390号明細書を参照されたい。
化学的または電気的熱源から生成された熱をタバコまたは加工タバコに加えることによって、フレーバーの付いた蒸気を発するタイプの喫煙物品などのさらに他のタイプの喫煙物品が、その全体を参照により本明細書に組み込むBanerjeeらの米国特許第5,285,798号明細書、Banerjeeらの米国特許第7,290,549号明細書およびRobinsonらの米国特許出願公開第2008/0092912号明細書に記載されている。熱を生成するために電気エネルギーを採用した1つのタイプの喫煙物品が、「Accord」の商品名でPhilip Morris社から市販されている。
米国特許第7,503,330号明細書 米国特許出願公開第2005/0274390号明細書 米国特許第5,285,798号明細書 米国特許第7,290,549号明細書 米国特許出願公開第2008/0092912号明細書
「Tobacco Production、Chemistry and Technology」、Davisら(編)、(1999年) 「Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco」、R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988年) Inhalation Toxicology、12:5、1−58頁(2000年)
タバコフレーバーの付いた蒸気または可視のタバコフレーバーの付いたエアゾールを生成するためにタバコカットフィラー以外の熱源を採用した喫煙物品は、広範な商業的成功を受けていない。しかし、多量の不完全燃焼および熱分解生成物をもたらすことなく、従来の紙巻きタバコ喫煙の利点および長所の多くを喫煙者に提供することが可能であることを実証する喫煙物品を提供することが大いに望まれる。
本発明の実施形態は、喫煙物品、特に紙巻きタバコなどの棒状喫煙物品に関する。喫煙物品は、点火端(すなわち上流端)と口側端(すなわち下流端)とを含む。喫煙物品は、(i)発熱セグメントと、(ii)発熱セグメントの下流に位置するエアゾール生成領域またはセグメントとを含むエアゾール生成系をも含む。織物および/またはステッチボンドであってもなくてもよいガラス繊維もしくは非ガラス繊維材料、金属、セラミックおよびセラミック金属複合体(例えばサーメット)から選択される発泡モノリシック材料、または発熱セグメントとエアゾール生成セグメントとの間の緩衝領域に内蔵することができる他の材料の1種以上を含んでもよい発熱セグメントに関連する様々な絶縁構成を含めて、喫煙物品を多種多様に構成することができる。
本発明のさらなる特徴および利点については、以下の説明においてより詳細に記載される。
例示的であって限定的でない下記の図面を参照すると実施形態をより良く理解することができる。
代表的な喫煙物品を示す縦断面図である。 代表的な喫煙物品を示す縦断面図である。 代表的な燃料要素を示す図である。 代表的な燃料要素および絶縁体の実施形態を示す図である。 代表的な燃料要素および絶縁体の実施形態を示す図である。 代表的な燃料要素および絶縁体の実施形態を示す図である。 代表的な燃料要素および絶縁体の実施形態を示す図である。 代表的な燃料要素および絶縁体の実施形態を示す図である。 代表的な燃料要素および絶縁体の実施形態を示す図である。 代表的な燃料要素および絶縁体の実施形態を示す図である。 ステッチボンドされた多層を含んでもよい基体を含む別の代表的な喫煙物品の実施形態を示す図である。 代表的なモノリシック基体要素の実施形態を示す図である。 代表的なモノリシック基体要素の実施形態を示す図である。 代表的なモノリシック基体要素の実施形態を示す図である。 代表的なモノリシック基体要素の実施形態を示す図である。 モノリシック基体を含む代表的な喫煙物品を示す縦断面図である。 モノリシック基体を含む代表的な喫煙物品を示す縦断面図である。 モノリシック基体を含む代表的な喫煙物品を示す縦断面図である。
様々な喫煙物品に関する本発明の態様および実施形態、その様々な成分の配置、およびそれらの喫煙物品がオーバーラップ成分を内蔵する様式を、図1および図2を参照しながら説明する。図全体を通じて、同様の成分には同様の番号が付されている。それぞれの図について、それぞれの喫煙物品および喫煙物品成分のそれぞれのラッピング材料およびオーバーラップの厚さは、誇張されている。最も好ましくは、ラッピング材料およびオーバーラップ成分は、喫煙物品および喫煙物品成分にしっかりと巻きつけられて、締り嵌めを確保し、美的に快適な外観を提供する。例示的な喫煙物品構造は、繊維状フィルタ要素、絶縁体または燃料要素として形成された発泡セラミックモノリス、およびその全体を参照により本明細書に組み込む、2009年8月24日に出願されたSebastianらの米国特許出願第12/546,107号明細書に開示されている他の特徴などの特徴を含んでもよい。
図1を参照すると、紙巻きタバコの形の代表的な喫煙物品10が示されている。喫煙物品10は、棒状の形を有し、点火端14および口側端18を含む。
点火端14には、喫煙可能材料26を内蔵した、縦に伸びる全体的に円筒形の喫煙可能点火端セグメント22が配置されている。代表的な喫煙可能材料26は、植物由来材料(例えば、カットフィラー型タバコ材料)であり得る。例示的な円筒形喫煙可能点火端セグメント22は、ラッピング紙材料30内に巻きつけられるか、または配置され、それによって囲まれた喫煙可能材料26(例えばタバコカットフィラー)の充填物または巻物を含む。そのように、円筒形喫煙可能点火端セグメント22の縦に伸びる外面が、ラッピング材料30によって提供される。好ましくは、セグメント22の両端が、喫煙可能材料26を露出するように開放されている。喫煙可能点火端セグメント22は、喫煙可能材料26およびラッピング材料30が、それぞれその全長に沿って伸びるように構成され得る。
喫煙可能点火端セグメント22から下流には、縦に伸びる全体的に円筒形の発熱セグメント35が配置されている。発熱セグメント35は、ラッピング材料45によって共軸に取り囲まれてもよい絶縁体42によって囲まれた熱源40を含む。熱源40は、好ましくは、喫煙可能材料26の燃焼によって活性化されるように構成される。喫煙可能材料の着火および燃焼は、(少なくともフレーバーおよび喫煙物品10を点火するのに要する時間に関して)喫煙者に望ましい経験を提供する。喫煙可能材料が消費される際に生成する熱は、熱源40を着火または活性化させるのに十分なものであるのが最も好ましい。
熱源40は、全体的に円筒形の形状を有し、可燃性炭素質材料を内蔵し得る可燃性燃料要素を含んでもよい。炭素質材料は、一般には、高炭素含有量を有する。好適な炭素質材料は、主として炭素で構成され、炭素含有量が、乾燥重量ベースで、典型的には、約60パーセントを超え、一般には約70パーセントを超え、しばしば約80パーセントを超え、往々にして約90パーセントを超える。燃料要素は、可燃性炭素質材料以外の成分(例えば、粉末タバコまたはタバコ抽出物などのタバコ成分;香料;塩化ナトリウム、塩化カリウムおよび炭酸ナトリウムなどの塩;熱安定性グラファイト繊維;酸化鉄粉末;ガラスフィラメント;粉末状炭酸カルシウム;アルミナ粒子;アンモニア塩などのアンモニア源;および/またはグアガム、アルギン酸アンモニウムおよびアルギン酸ナトリウムなどの結合剤)を内蔵し得る。代表的な燃料要素は、約12mmの長さおよび約4.2mmの全外径を有する。代表的な燃料要素は、粉砕または粉末化された材料を使用して押し出すか、または成形することができ、乾燥重量ベースで約0.5g/cmを超え、しばしば約0.7g/cmを超え、往々にして約1g/cmを超える密度を有する。例えば、その全体を参照により本明細書に組み込むRiggsらの米国特許第5,551,451号明細書およびBorschkeらの米国特許出願公開第2009/0090373号明細書に記載されているタイプの燃料要素成分、配合物および設計を参照されたい。燃料要素の特定の実施形態を、図3を参照しながら以下に説明する。
燃料要素40の別の実施形態は、発泡過程で形成された発泡炭素モノリスを含んでもよい。別の実施形態において、燃料要素40を絶縁体42の層と共押し出しすることによって、製造時間および製造費用を低減することができる。燃料要素のさらに他の実施形態としては、それぞれ参照により本明細書に組み込むBrooksらの米国特許第4,922,901号明細書またはTakeuchiらの米国特許出願公開第2009/0044818号明細書に記載されているタイプのものを挙げることができる。
代表的な絶縁体42の層は、ガラスフィラメントまたは繊維を含み得る。絶縁体42は、喫煙物品10内にしっかりと配置された熱源40を維持するのに役立つジャケットとして作用することができる。不織布ガラスフィラメントの内層またはマット47、再構成タバコ紙48の中間層、および不織布ガラスフィラメント49の外層を含む多層成分として絶縁体42を設けることができる。これらは、同心配向されてもよいし、それぞれ熱源を包み、および/または囲んでもよい。
一実施形態において、絶縁体の内層47は、織られた、編まれた、または織られたおよび編まれたの両方である様々なガラスまたは非ガラスフィラメントまたは繊維(例えば、所謂三次元織り/編みハイブリッドマットなど)を含んでもよい。織った場合は、内層47を織りマットまたはチューブとして形成してもよい。織りまたは編みマットまたはチューブは、層に対して生じ得るあらゆる熱関連変化を含めて、絶縁層全体にわたる均一性に関する空気流の優れた制御を確保することができる。織り、編みまたはハイブリッド材料は、比較的不均一および/または少ない空気流をもたらし得る不規則に閉鎖および開放された空間を有する可能性がより大きな不織材料と比較して、フィラメントまたは繊維の間により規則的で一貫した空隙/ギャップをもたらすことができることを当業者なら理解する。様々な他の絶縁体実施形態を成形、押出、発泡または他の方法で形成することができる。絶縁構造体の特定の実施形態を、図4A−4Gを参照しながら以下に説明する。
好ましくは、発熱セグメント35の両端は、熱源40および絶縁体42を隣接するセグメントに対して露出するように開放される。熱源40および周囲の絶縁体42を、両材料の長さが同一の広がりを持つように(すなわち、絶縁体42の端が熱源40のそれぞれの端と、特に発熱セグメントの下流端において面一になるように)構成することができる。場合によって、必ずしも好ましくないが、絶縁体42は、熱源40のいずれか一端または両端をわずかに超えて(例えば、約0.5mmから約2mm超えて)伸びてもよい。さらに、喫煙可能点火端セグメント22が喫煙物品10の使用中に燃焼するときに生成する煙は、口側端18での喫煙者による吸い込み時に発熱セグメント35を容易に通過することができる。
発熱セグメント35は、好ましくは、それらのセグメントが端と端を縦に繋いで、好ましくは互いに当接して軸配列されるように、しかしそれらの間に(開放空隙以外の)障壁がないように、喫煙可能点火端セグメント22の下流端に隣接して配置される。発熱セグメント35と喫煙可能点火端セグメント22を密に近接させることにより、適切な熱交換関係が得られる(例えば、喫煙可能点火端セグメント22内の燃焼喫煙可能材料が、発熱セグメント35の熱源を着火させるように作用する。)。喫煙可能点火端および発熱セグメント22および35の外断面形状および寸法は、喫煙物品の縦軸に対して横方向に見ると、実質的に互いに同一であり得る(例えば、ともにそれぞれ実質的に同一の直径を有する円筒形を有するように見える。)。
燃焼前の発熱セグメント35の断面形状および寸法は、多様であり得る。好ましくは、熱源40の断面積は、セグメント35の全断面積の約10パーセントから約35パーセント、しばしば約15パーセントから約25パーセントを占めるのに対して、(絶縁体42および関連する外側ラッピング材料を含む)外側または周囲領域の断面積は、セグメント35の全断面積の約65パーセントから約90パーセント、しばしば約75パーセントから約85パーセントを占める。例えば、円周が約24mmから約26mmの円筒形喫煙物品については、代表的な熱源40は、外径が約2.5mmから約5mm、しばしば約3mmから約4.5mmの全体的に円形の断面形状を有する。
縦に伸びる円筒形のエアゾール生成セグメント51は、発熱セグメント35から下流に位置する。エアゾール生成セグメント51は、エアゾール形成剤または材料のための担体(図示せず)として作用する基体材料55を含む。例えば、エアゾール生成セグメント51は、処理助剤、香料およびグリセリンを含む再構成タバコ材料を含み得る。
エアゾール生成セグメント51の先述の成分を、ラッピング材料58内に配置し、それによって囲むことができる。ラッピング材料58を、喫煙物品10の点火端14から(例えば発熱セグメント35から)エアゾール生成セグメント51の成分への熱の伝達を容易にするように構成することができる。すなわち、エアゾール生成セグメント51および発熱セグメント35を互いの熱交換関係で構成することができる。熱交換関係は、エアゾール形成のためのエアゾール形成材料を揮発させるために熱源40からの十分な熱がエアゾール形成領域に供給されることである。いくつかの実施形態において、熱交換関係は、それらのセグメントを互いに密に近接して配置することによって達成される。熱源40の近傍から、エアゾール生成セグメント51が占める領域内またはその付近に熱伝導性材料を延在させることによって熱交換関係を達成することができる。基体の特定の実施形態を、図5を参照しながら以下に説明する。
基体材料55のための代表的なラッピング材料58は、その中に含まれるエアゾール形成成分を揮発させるために、発熱セグメント35からエアゾール生成セグメント51へ熱を伝導する熱伝導特性を含んでもよい。基体材料55は、長さが、約10mmから約22mであってもよく、特定の実施形態では約11mmから約12mmであってもよく、他の実施形態では約21mmまでの範囲であってもよい。
基体材料55をカットフィラー型のフレーバー豊かなおよび芳香タバコのブレンドから供給することができる。次に、それらのタバコをエアゾール形成材料および/または少なくとも1つの香料で処理することができる。基体材料をカットフィラー型の加工タバコ(例えば、キャストシートまたは抄紙型の処理を用いて製造された再構成タバコ)から供給することができる。特定のキャストシート構造体は、糸尺10mm当たり約270から約300mgのタバコを含んでもよい。エアゾール形成材料および/または少なくとも1つの香料、ならびに発熱セグメントによる着火および/または焦げを防止するのに役立つように構成される難燃剤(例えば、リン酸二アンモニウムまたは別の塩)でタバコを処理するか、またはそれらを内蔵させることができる。エアゾール生成セグメント51のラッピング材料58の金属内面は、エアゾール形成材料および/または少なくとも1つの香料のための担体として作用することができる。
他の実施形態において、基体55は、プラグ部として形成されたタバコ紙または非タバコ集成紙を含んでもよい。プラグ部には、エアゾール形成材料、香料またはタバコ抽出物等が様々な形(例えば、マイクロカプセル化、液体、粉末化の形)で装填されてもよい。難燃剤(例えば、リン酸二アンモニウムまたは別の塩)を基体の少なくとも末端/点火端部に施用して、発熱セグメントによる着火および/または焦げを防止するのに役立てることができる。
これらの実施形態および/または他の実施形態において、基体55は、ペレットまたはビーズに形成されたマルマライズドタバコを含んでもよい。マルマライズドタバコは、例えば、参照により本明細書に組み込むBanerjeeらの米国特許第5,105,831号明細書から知られる。マルマライズドタバコは、約20から約50(重量)パーセントの粉末状のタバコブレンドと、グリセロール(約20から約30重量パーセント)、炭酸カルシウム(約40から約60重量パーセント)とを、バインダーおよび香料とともに含んでもよい。ビーズ、ペレットまたは他のマルマライズド形を、基体部内に嵌合し、最適な空気流および所望のエアゾールの生成を確保するのに適する寸法で構成することができる。
これらの実施形態および他の実施形態において、基体55は、(図2に示すように)開放された内部66を含んでいてもよい。この開放領域は、エアゾール濃縮、および喫煙物品の使用時に熱によって放出される揮発性材料の輸送/エアゾール化の向上を可能にし得る。内部開口66の表面に香料、タバコ抽出物もしくは他の材料を塗布するか、またはそれらで処理して、そこを移動するエアゾールに望ましいフレーバーおよび/または官能特性を与えることができる。
さらに他の実施形態において、基体55は、押出材料を含むか、または該材料から構成することができる。押出基体は、他の押出成分に関して本明細書に記載されているのと同様にして形成することができる。押出基体は、タバコ、グリセリン、水およびバインダー材料を含むか、それらで実質的に構成されていてもよいが、特定の配合は、バインダーを除外してもよい。バインダーは、例えばCMC(カルボキシメチルセルロース)またはグアガムを含むタバコ配合物に広く使用される任意のバインダーであってもよく、またはリン酸二アンモニウムを含んでもよい。一部の実施形態において、モノリシック基体は、約10から約90重量パーセントのタバコ、約5から約50重量パーセントのグリセリン、約1から約30重量パーセントの水(乾燥後)および約0から約10重量パーセントのバインダーを含んでもよい。
一実施形態において、バインダーは、ここでは「T−1」と称する慣例のバインダーであってもよい。T−1バインダーは、タバコ、水およびリン酸二アンモニウムを含む。例示的なT−1配合物は、約70から約80(重量)パーセントの水、約1から約5パーセントのDAP(リン酸二アンモニウム)および約20から約30パーセントのタバコを含んでもよい。それらの成分を温水浴中で混合し、濃化スラリーが形成されるまで撹拌することによってT−1を作製することができる。スラリーを(例えば真空炉にて)乾燥させ、次いで粉砕し、バインダーとして使用することができる。
押出では、成分混合物をバッチ式押出機の胴に装填してもよい。好ましくは、胴の一端に、押出物をプラスチック塊として成形するための押出ダイが取りつけられる。雌型押出ダイに先細り面を設けて、プラスチック塊の円滑な流れを促進することができる。当該ダイは、例えば、5個、7個または10個以上のスロットを有し、長さが約5から約50mmであり、直径が約0.5から約5mmであり、質量が約50から約1000mgのセグメントに容易に分離可能な押出物を提供することができる。1つ以上の中心鋼ピンを使用して、押出物を貫通する1つ以上の対応する中心流路を設けることができる(例えば、以下の図6A−6Dに示されている通りである。)。例示的な押出基体は、望ましいフレーバープロファイルおよび空気流をもたらすように設定された質量および密度を有することになる。押出モノリシック基体または他のモノリシック基体は、その表面に0から約15個のスロットを有し、その本体を通じて0から約14個の縦穴/チャネルを有していてもよい。多数の内部チャネルを有する基体をハニカム、t字形、十字形または他の断面幾何学構造で押し出すことができる。約3000lbsのダイ圧力を押出に使用することができる。好ましくは、湿性押出ロッドを十分に換気されたトレーに約1時間にわたって配置し、次いで好ましくは押出物の形状および軸穴の保全性を保ちながら約5mmから約50mmの長さに注意深く切断することができる。
押出基体について本明細書に記載されている同じ配合物および成分を使用して基体を形成できることも理解されるべきである。しかし、当該代替的な実施形態を圧入または成形/鋳造によって成形することができる。したがって、一般的用語「モノリシック基体」は、本明細書では、押出または他の方法の1つによって形成された基体を含むように使用される。「押出基体」の言及は、文脈的に除外される場合を除いて同一または実質的に類似の組成の圧入および/または成形/鋳造基体を含むものと解釈されるべきである。
好適な喫煙物品では、エアゾール生成セグメント51の両端が、その基体材料55を露出させるように開放されている。喫煙物品の使用中に喫煙可能点火端セグメント22を燃焼することによって生成されたエアゾールの成分は、口側端18での吸い込み時に、エアゾール生成セグメント51を容易に通過することができる。
発熱セグメント35およびエアゾール生成セグメント51は、ともにエアゾール生成系60を形成する。エアゾール生成セグメント51は、セグメント51および35が、端と端を縦に繋いで軸配列されるように発熱セグメント35の下流端に隣接して配置される。それらのセグメントは、互いに接触し、または緩衝領域53を含んでもよいわずかな間隔を設けて配置され得る。それらのセグメントの外断面形状および寸法は、喫煙物品10の縦軸に対して横方向に見ると、互いに実質的に同一であり得る。それらの成分の物理的配置は、好ましくは、喫煙物品10の使用中に、熱源が活性化(例えば燃焼)している時間全体を通じて、熱が、熱源40から隣接する基体材料55へ(例えば、伝導性および対流熱伝達によって)熱が伝達されるものである。
緩衝領域53は、エアゾール生成セグメント51の部分の焦げまたは他の熱的分解の可能性を低減することができる。緩衝領域53は、主として、空気の空隙を含んでもよく、または例えば、金属材料、有機材料、無機材料、セラミック材料もしくはポリマー材料、またはそれらの任意の組合せなどの非可燃性材料で部分的または実質的に完全に充填されていてもよい。緩衝領域は、厚さが約1mmから約10mm以上であってもよいが、厚さがしばしば約2mmから約5mmである。
エアゾール生成系60および喫煙可能点火端セグメント22の成分は、好ましくは、互いに接着され、オーバーラップ材料64を使用して所定の位置に固定される。例えば、オーバーラップ材料64は、発熱セグメント35、エアゾール生成セグメント51の外側の縦に伸びる面の少なくとも一部、および発熱セグメントに隣接する点火端セグメント22の少なくとも一部の各々を囲むラップ紙材料または積層紙型材料を含み得る。オーバーラップ材料64の内面は、好適な接着剤によって、それが囲む成分の外面に固定されていてもよい。好ましくは、オーバーラップ材料64は、喫煙可能点火端セグメント22の長さの有意な部分にわたって伸びている。
喫煙物品10は、好ましくは、例えば、その口側端18に配置されたフィルタ要素65などの好適なマウス片を含む。フィルタ要素65は、好ましくは、フィルタ要素65とエアゾール生成セグメント51が、それらの間に障壁がないように、端と端を縦に繋いで、互いに当接して軸配列されるように、エアゾール生成セグメント51の一端に隣接する紙巻きタバコロッドの一端に配置される。好ましくは、セグメント51および65の全体的な断面形状および寸法は、喫煙物品の縦軸に対して横方向に見ると、互いに実質的に同一である。フィルタ要素65は、周囲プラグラップ材料72と、その縦に伸びる面に沿って包まれたフィルタ材料70を含んでもよい。一例において、フィルタ材料70は、可塑化酢酸セルローストウを含み、いくつかの例において、フィルタ材料は、不連続充填物として配置され、または「ダルマチア型」フィルタにおけるアセテートトウ全体を通じて分散された約20から約80mgの量の活性木炭をさらに含んでもよい。フィルタ要素65の両端は、好ましくは、そのエアゾールの流動を可能にするために開放されている。エアゾール生成系60は、吸い口材料78を使用して、フィルタ要素65に接着されている。フィルタ要素65は、その全体を参照により本明細書に組み込むThomasらの米国特許第7,479,098号明細書、Dubeらの米国特許出願公開第2006/0272663号明細書、およびAdemeらの同第2009/0194118号明細書に記載されているタイプの粉砕可能なフレーバーカプセル76を含んでもよい。
喫煙物品10は、それぞれがフィルタ要素吸い口材料78およびプラグラップ材料72を図示されるようにして貫通してもよく、および/または基体55、またはその内部に達していてもよい一連の穿孔81などの空気希釈手段を含んでもよい。
燃焼前の喫煙物品10の全体寸法は、多様であり得る。典型的には、喫煙物品10は、約20mmから約27mmの円周を有する円筒形のロッドであり、約70mmから約130mmの全長、しばしば約83mmから約100mmの全長を有する。喫煙可能点火端セグメント22は、典型的には、約3mmから約15mmの長さを有するが、約30mmまでであり得る。エアゾール生成システム60は、約20mmから約65mmの範囲であり得る全長を有する。エアゾール生成系60の発熱セグメント35は、約5mmから約30mmの長さを有していてもよく、エアゾール生成系60のエアゾール生成セグメント51は、約10mmから約60mmの全長を有していてもよい。
喫煙可能点火端セグメント22を製造するのに採用される喫煙可能材料26の量は、多様であり得る。典型的には、主にタバコカットフィラーから製造される喫煙可能点火端セグメント22は、乾燥重量ベースで、少なくとも約20mg、一般には少なくとも約50mg、しばしば少なくとも約75mg、往々にして少なくとも約100mgのタバコ材料を含む。喫煙可能点火端セグメント22内の喫煙可能材料26の充填密度は、好ましくは、燃料要素の密度(例えば、約100から約400mg/cm)より小さい。好ましくは、喫煙可能点火端セグメント22は、実質的に、喫煙可能材料26を含み、炭素質要素成分を含まない。
エアゾール生成セグメント51に採用されるエアゾール形成剤および基体材料55の混合量は、多様であり得る。材料は、好ましくは、約100から約400mg/cmの充填密度でエアゾール生成セグメント51の適切な部分(例えば、そのラッピング材料58内の領域)を埋めるように採用され得る。
使用中に、喫煙者は、従来の喫煙物品を点火するのと同様にして、マッチまたはシガレットライターを使用して喫煙物品10の点火端14を点火する。そのように、喫煙可能点火端セグメント22の喫煙可能材料26が燃焼し始める。喫煙物品10の口側端18は、喫煙者の唇に配置される。喫煙可能材料26を燃焼することによって生成される熱分解生成物(例えば、タバコ煙の成分)は、喫煙物品10からフィルタ要素65を通じて喫煙者の口の中に吸い込まれる。すなわち、喫煙すると、喫煙物品は、タバコ刻みフィラーを燃焼する従来の紙巻きタバコの主流タバコ煙に類似した可視の主流エアゾールを生じる。
喫煙可能点火端セグメント22を燃焼すると、それが着火または他の様式で活性化される(例えば、燃焼を開始する)ように、発熱セグメント35の燃料要素40が加熱される。エアゾール生成系60内の熱源40が燃焼し、それらの2つのセグメントの間の熱交換関係の結果としてエアゾール生成セグメント51内のエアゾール形成材料を揮発させるための熱を与える。特定の好適な熱源40は、活性化中に体積の減少が生じないのに対して、他の熱源は、それらの体積を減ずるように劣化し得る。好ましくは、エアゾール生成セグメント51の成分は、有意な程度まで熱分解(例えば、焦げまたは燃焼)が生じない。揮発成分は、エアゾール生成領域51を通じて吸い込まれる空気で運ばれる。そのようにして形成されたエアゾールは、フィルタ要素65を通じて喫煙者の口に吸い込まれる。
一定の使用時間を通じて、エアゾール生成セグメント51内で形成されたエアゾール、ならびに喫煙可能点火端セグメント22内の喫煙可能材料26の熱分解の結果として形成されたエアゾール(すなわち煙)は、喫煙可能点火端セグメント22内の喫煙可能材料26の熱分解の結果として形成されたエアゾール(すなわち煙)とともに、フィルタ要素65を通じて喫煙者の口に吸い込まれる。したがって、喫煙物品10によって生成された主流エアゾールは、タバコ刻みフィラーの熱分解、ならびに揮発したエアゾール形成材料によって生成されたタバコ煙を含む。初期の吹かし(すなわち、点火時および点火直後)では、主流エアゾールの大半が、喫煙可能点火端セグメント22の熱分解により生じる。後半の吹かし(すなわち、喫煙可能点火端セグメント22が消費され、エアゾール生成系60の熱源40が着火された後)では、与えられる主流エアゾールの大半は、エアゾール生成系60によって生成される。喫煙可能材料26が消費され、熱源40が消えたときに、喫煙物品の使用が終了する(すなわち、喫煙を終える。)。
図2を参照すると、紙巻きタバコの形の代表的な喫煙物品10が示されている。喫煙物品10は、点火端14に位置する発熱セグメント35と、他端(口側端18)に位置するフィルタセグメント65と、点火端付近でそれらの2つのセグメントの間に位置する(タバコを内蔵してもよい)エアゾール生成セグメント51とを含む。図2の発熱セグメント35は、図1に示されているものと類似の絶縁体によって囲まれた全体的に円筒形の炭素質熱源を内蔵することができる。図2の喫煙物品10のそれぞれのセグメントの組成および寸法は、図1を参照しながら先に記載したものと全体的に同様であるが、末端/点火端に喫煙可能材料の充填物が存在しないため、燃料要素は、着火および燃焼した喫煙可能材料によるのでなく、直接着火される。
フィルタ要素65は、好ましくは、図1を参照しながら先に記載した全般的な方法で、吸い口材料78を使用して、そのようにして形成された紙巻きタバコロッドに接着される。喫煙物品は、場合によって、当該技術分野で知られているように、口側端領域18の近傍に適切な穿孔81を設けることによって、空気希釈され得る。フィルタは、材料を含んでもよく、例えば、それぞれ参照により本明細書に組み込むNelsonらの米国特許出願公開第2008/0029118号明細書、Faggらの同第2008/0142028号明細書、Stokesらの第2008/0302373号明細書、Hutchensらの同第2009/028867号明細書、Thomasらの第2009/009037号明細書に開示されている方法などの方法によって製造されてもよい。
エアゾール生成セグメント51の基体材料の上またはその内部のカプセルもしくはマイクロカプセル材料(図1は、例示の目的で、その中に存在するマイクロカプセルを有すると見なされ得る。)、ラッピング材料、フィルタ要素65、または好ましくはフレーバーを不利に改変する熱分解を最小限にとどめながら、香料を保持および放出することが可能な任意の他の成分によってフレーバーを提供または強化することができる。フィルタに伴う他のフレーバー成分を使用してもよい。例えば、Faggらの米国特許第5,724,997号明細書を参照されたい。
図2を参照しながら説明した紙巻きタバコは、R.J.Reynolds Tobacco Company社により「Eclipse」の商品名で市販されている紙巻きタバコとほぼ同様にして使用されてもよい。日本タバコ産業株式会社により市販されている「Steam Hot One」をも参照されたい。
喫煙可能点火端セグメントの喫煙可能材料は、最も好ましくは、何らかの形のタバコを内蔵する。好適な喫煙可能材料は、主として、それらの材料の乾燥重量に基づくタバコで構成される。すなわち、それらの材料の乾燥重量の大半、およびそれらの材料を内蔵する混合物(材料のブレンド、または添加剤が添加、または内蔵された他の材料を含む)の重量の大半が、何らかの形のタバコによって占められる。それらの材料は、すべてタバコ材料で構成され、非タバコフィラー、代用物または増量剤を内蔵していなくてもよい。喫煙可能材料を、ケーシングおよび/またはトップドレッシング成分などの、紙巻きタバコの製造に従来使用されているタバコ添加剤で処理することができる。その全体を参照により本明細書に組み込むCrooksらの米国特許出願公開第2007/0215167号明細書に記載されている実施例および参考文献を参照すると、これらのタバコ成分を理解することができる。
発熱セグメントの燃料要素は、多様であってもよい。好適な燃料要素、代表的な成分、それらの設計および構成、ならびにそれらの燃料要素および成分を製造するための方法は、参照により本明細書に組み込むBanerjeeらの米国特許第4,714,082号明細書;Clearmanらの同第4,756,318号明細書;Clearmanらの同第4,881,556号明細書;Clearmanらの同4,989,619号明細書、Farrierらの第5,020,548号明細書;Clearmanらの同第5,027,837号明細書;Banerjeeらの同第5,067,499号明細書;Farrierらの同第5,076,297号明細書;Clearmanらの同第5,099,861号明細書;Banerjeeらの同第5,105,831号明細書;Whiteらの同第5,129,409号明細書;Bestらの同第5,148,821号明細書;Clearmanらの同第5,156,170号明細書;Riggsらの同第5,178,167号明細書;Shannonらの同第5,211,684号明細書;Clearmanらの第5,247,947号明細書;Clearmanらの第5,345,955号明細書;Barnesらの同第5,469,871号明細書;Riggsらの同第5,551,451号明細書;Meiringらの同第5,560,376号明細書;Meiringらの同第5,706,834号明細書;およびMeiringらの同第5,727,571号明細書;ならびにBanerjeeらの米国特許出願公開第2005/0274390号明細書および同第2010/0065075号明細書に記載されている。
燃料要素は、しばしば、炭素質材料を含み、グラファイトまたはアルミナなどの成分、ならびに高炭素含有率の炭素質材料を含んでもよい。炭素質燃料要素としては、R.J.Reynolds Tobacco Company社により「Premier」および「Eclipse」の商品名で市販されている紙巻きタバコに内蔵されたタイプが含まれる。日本タバコ産業株式会社により市販されている「Steam Hot One」をも参照されたい。燃料要素のいくつかの他の実施形態が、いずれもその全体を参照により本明細書に組み込むRiggsらの米国特許第5,178,167号明細書およびRiggsらの同第5,551,451号明細書に記載されているが、一部の実施形態は、それらに記載されている炭酸ナトリウム、グラファイトおよび/またはカルシウムを欠いてもよい。いくつかの燃料要素実施形態は、発泡炭素モノリスを含んでもよい。別の実施形態において、燃料要素40を絶縁体42の層と共押し出しすることによって、製造時間および製造費用を低減することができる。
図3は、熱源40に関して以上に説明したタイプの炭素質燃料要素340の例を示す。以下の例示的な実施形態は、それについて説明されるが、異なる幾何構造および/または基礎成分を有する燃料要素に適用されてもよい。
第1の実施形態において、燃料要素340に2つ以上の前駆体の混合物を浸漬塗布してもよい。例えば、硝酸銅ヘミ五水和物(Alfa Aesar社から入手可能)と、同量の硝酸セリウム六水和物(Alfa Aesar社から入手可能)とを混合する。次いで、その硝酸塩の混合物を水(50%w/w)に溶解させてもよい。次いで、燃料要素340にこの水溶液を塗布し、塗布燃料を約110℃で終夜乾燥する。
処理燃料要素340を、プログラム式Barnstead THERMOLYNE 62700加熱炉にて窒素下で、毎分約5℃の傾斜速度で約400℃に加熱することによって熱処理し、約4時間保持する。硝酸セリウム六水和物のセリアへの完全変換および硝酸銅ヘミ五水和物の酸化銅への完全変換が生じる最低温度を、Netzsch Instruments社の型式STA409 PC分析装置を使用して熱重量分析(TGA)によって測定することができる。いずれの転換も典型的には約300℃以下で生じる。
燃料要素340を周囲条件下で平衡化させ、図1に示されているものと構造が類似する紙巻きタバコ10に装入することができる。このように調製された紙巻きタバコ10を50/30/2喫煙(すなわち、28秒の間隔で50mlの吹かしを2秒間持続する)条件下で喫煙し、例えば、Rosemount社のNGA2000を使用する非分散赤外分光分析(NDIR)によって主流中のCOを測定することができる。燃料を硝酸セリウム六水和物と硝酸銅ヘミ五水和物の混合物で処理した後に、燃料を熱処理すると、水のみで処理した対照と比較して、主流COが少なくとも約65%(例えば約68%)低減される。紙巻きタバコのニコチンおよびタールの収量が、この改造型燃料要素によって有意に影響されることはない。このCOの低減は、2つの金属酸化物の触媒活性の相乗効果によるものと考えられる。硝酸銅ヘミ五水和物と硝酸セリウム六水和との比を、最大触媒活性に向けてさらに最適化することができる。同様の実施形態の他の調製法において、燃料要素340に水和物を順次浸漬塗布するか、または水和物を最終製品に対して、一緒にもしくは順次滴加するか、もしくは最終製品の燃料端を水和物溶液に浸漬することによって塗布することができる。
例えば、図3に示される燃料要素340などの燃料要素の製造に関して記載される別の実施形態において、2つ以上の金属硝酸塩または他の金属酸化物前駆体を混合し、水に溶解させることができる。次いで、溶液をグラファイトに塗布することができる。次いで、処理されたグラファイトを乾燥し、焼成して金属酸化物塗布グラファイトを得ることができる。金属酸化物および処理条件の適正な選択により、相乗的な触媒活性を得ることができる。本出願の変形実施形態において、前駆体溶液をグラファイトに順次添加することができる。すなわち、1つの金属硝酸塩溶液を前記のようにグラファイトに添加し、乾燥し、焼成して、金属硝酸塩を金属酸化物に変換する。次いで、得られた金属酸化物被覆グラファイトを第2の金属酸化物前駆体溶液に含浸した後、乾燥および焼成することができる。
例えば燃料要素340などの燃料要素に関して記載されるさらに別の実施形態において、約7.5グラムの硝酸セリウム(III)六水和物(Alfa Aesar社から入手可能)および約7.5グラムの硝酸銅(II)ヘミ五水和物(Alfa Aesar社から入手可能)を約7mlの水に溶解させることができる。次に、約18グラムのグラファイト粉末(Superior Graphite社から入手可能)を金属硝酸塩溶液に含浸させ、空気中で終夜乾燥することができる。次いで、処理されたグラファイトを、例えばプログラム式Barnstead THERMOLYNE 62700加熱炉にて、傾斜速度を約5℃/分に設定して窒素雰囲気下で約300度にて約1時間にわたって焼成することができる。焼成により、両金属硝酸塩がそれぞれの金属酸化物に分解される。
次いで、金属酸化物被覆グラファイトを乳鉢で磨り潰し、約72グラムの磨砕BKO炭素粉末(Barnaby and Suttcliffe社より入手可能)および約10グラムのグアガムと混合することができる。さらなる混合を、例えばSigmaブレードミキサー(Teledyne社)にて低速度で約1時間にわたって実施してもよい。次いで、水を添加して、さらに約2時間にわたって混合することによって粉末をプラスチック軟塊に変換することができる。プラスチック混合物が押出後にその形状を保持するのに十分な硬さになるように十分な水を添加するのが好ましい。この段階における軟塊の水分含有量は、典型的には約42から43%(w/w)である。好ましくは、軟塊を室温で密閉容器にて終夜熟成させる。
押出については、プラスチック混合物をバッチ式押出機の胴に装填することができる。好ましくは、胴の一端に、押出物を成形するための押出ダイが取りつけられる。雌型押出ダイに先細り面を設けて、プラスチック塊の円滑な流れを促進することができる。当該ダイは、例えば、5個または7個のスロットを有し、直径が約4.2mmである。場合による中心鋼ピンを使用して、押出物を貫通する中心流路を設けることができる(例えば、以下の図4B−4Cに示されている通りである。)。約3000lbsのダイ圧力を押出に使用することができる。好ましくは、湿性押出ロッドを約1時間にわたって、十分に換気されたトレー上に配置し、次いで好ましくは押出物の形状および軸穴の保全性を維持しながら約12mmの長さに注意深く切断することができる。次いで、切断された燃料ロッド340をほぼ室温で終夜乾燥することができる。本実施形態を用いて構成され、60/30/2の喫煙条件下で喫煙される紙巻きタバコ10は、未処理の対照燃料要素を含む紙巻きタバコと比較して、そのCOが少なくとも約50%(例えば約56%)低減された主流エアゾールを提供することができる。
金属酸化物前駆体溶液をグラファイトに添加すると、ときとして、グラファイト表面に金属酸化物が凝集して、触媒活性が低下することがある。当該凝集は、グラファイト表面の比較的小さな表面積および疎水性によるものと考えられる。前駆体溶液に含浸する前に炭素をグラファイトに添加すると、金属酸化物の凝集が最小限に抑えられ、触媒活性が高くなる。別の実施形態において、約18グラムのグラファイトを約18グラムの磨砕BKO炭素と混合することができる。約15グラムの硝酸銅ヘミ五水和物を約7.5mlの水に溶解させる。次いで、グラファイトと炭素との混合物を硝酸銅溶液に均一に含浸させ、室温で終夜乾燥することができる。その後、被覆炭素−グラファイト混合物を窒素雰囲気下で約300℃にて1時間焼成する。燃料要素を押し出し、先に述べたように切断することができる。この金属硝酸塩処理炭素−グラファイト混合物で製造された紙巻きタバコは、未処理の燃料要素を使用した対照紙巻きタバコより主流煙におけるCOが約50%少ない。
グラファイトと比較して、BKO磨砕炭素は、表面積が大きいため、金属酸化物触媒前駆体溶液に対する吸収能力が大きい。金属酸化物の凝集が最小限に抑えられているため、金属酸化物触媒の活性が良好である均一性の高い溶液が得られる。
さらに別の実施形態において、約7.5グラムの硝酸銅ヘミ五水和物を約7グラムの水に溶解させることができる。約18グラムの磨砕BKO炭素を溶液に含浸し、混合物を室温で終夜乾燥する。処理された炭素を窒素雰囲気下で約300℃にて1時間焼成する。焼成された炭素を他の燃料成分と混合し、先に記載したように燃料ロッドに押し出す。この燃料を用いて調製された紙巻きタバコは、未処理の燃料要素を用いて製造された紙巻きタバコと比較して主流COが約50%減少する。加えて、処理された磨砕炭素燃料を用いて製造された紙巻きタバコは、上記前駆体処理グラファイトを用いて作製された燃料を用いて製造された紙巻きタバコより点火が容易であり得る。
広く使用されている炭素質燃料要素は、典型的には、たいていは本質的に有機体であるバインダーとともに押し出される。いくつかの広く使用されているバインダーは、アルギン酸アンモニウム、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロースおよびグアガムを含む。これらのバインダーは、良好な流動特性、および押出物を加工するための向上した物理および機械特性をもたらす。しかし、燃焼すると、押出燃料は、煙の風味、芳香および化学的性質に悪影響を及ぼす揮発性有機化合物を生成し得る。押出燃料を紙巻きタバコに使用する前に焼成すると、これらの揮発性有機化合物をほぼ排除することができる。
よって、約30(重量)%の炭酸カルシウム、約10%のグアガム、約10%の硝酸銅処理グラファイトおよび約50%の炭素を使用して形成された特定の燃料実施形態を押し出すことができる。触媒前駆体によるグラファイトの処理および押出の方法を上記のように実施することができる。押出燃料を窒素雰囲気下で約500℃にて約2時間焼成することができる。焼成燃料で構成された試験紙巻きタバコにおいて、紙巻きタバコのタール、ニコチンおよび一酸化炭素の収量に対して有意な影響は観察されず、主流および側流の煙の風味および芳香に関して有意な向上が認められた。
燃料要素は、好ましくは、絶縁体または他の好適な材料によって囲まれるか、またはそうでなければ被覆される。燃料要素を喫煙物品内の所定の位置に支持、維持および保持するように絶縁体を構成および採用することができる。絶縁体は、さらに、吸い込まれた空気およびエアゾールがそれを容易に通過できるように構成されてもよい。絶縁体材料、絶縁体組立品の成分、発熱セグメント内の代表的な絶縁体組立品の構成、絶縁体組立品のためのラッピング材料、ならびにそれらの成分および組立品を製造するための方式および方法の例が、参照により本明細書に組み込むPryorらの米国特許第4,807,809号明細書;Hancockらの同第4,893,637号明細書;Barnesらの同第4,938,238号明細書、Shannonらの同第5,027,836号明細書;Lawsonらの同第5,065,776号明細書;Whiteらの同第5,105,838号明細書;Banerjeeらの同第5,119,837号明細書;Clearmanらの同第5,247,947号明細書;Banerjeeらの第5,303,720号明細書;Clearmanらの同第5,345,955号明細書;Casey,IIIらの同第5,396,911号明細書;Whiteの同第5,546,965号明細書;Meiringらの同第5,727,571号明細書;Wilkinsonらの同第5,902,431号明細書;およびCookらの同第5,944,025号明細書に記載されている。絶縁体組立品は、R.J.Reynolds Tobacco Company社により「Premier」および「Eclipse」の商品名で市販されている紙巻きタバコ、ならびに日本タバコ産業株式会社により市販されている「Steam Hot One」紙巻きタバコのタイプに内蔵されている。
図4A−4Gは、発熱セグメントの絶縁体および燃料要素の異なる実施形態を示す。一部の実施形態において、絶縁層は、約40から約50(重量)パーセントの黄色種タバコ葉層、約20から約25(重量)パーセントの水溶性黄色種タバコ茎抽出物および約20から約25(重量)パーセントの木材パルプを含んでもよい。一部の実施形態において、該層は、約20(重量)パーセントの炭素繊維、または約20(重量)パーセントのc−ガラス繊維を含んでもよい。このようにして形成された好適な絶縁層は、約5から約15パーセントの塩化アンモニウム(NHCl)、または約5パーセントのNHClと5パーセントの重炭酸ナトリウムとの50/50混合物の処理剤を含み、それにより該化合物が絶縁層シート上に存在することを意味する。これらの難燃剤および他の難燃剤を多様な量で使用することができる。このようにして形成された絶縁体を標準的な長網抄紙機で製造することができる。このようにして形成された好適な絶縁層シートは、約50から約150cfmの多孔度、約80から約150gsmの坪量および約2000から約3000gsmの引張強度を備える。
絶縁層42は、熱源40に係合し、それを縦に保持するように構成される内向きの幾何構造を含んでもよい。係合を、熱源と絶縁材料との圧縮嵌合、共押出、または当該技術分野で知られる、または開発された他の方法によって成すことができる。好適な熱源は、喫煙活動中に体積の減少が生じたとしてもわずかである熱源を含む。一部の熱源は、着火された後に劣化し、縦および/または円周方向に収縮し得るが、相補的に成形された絶縁要素を内蔵する好適な実施形態では、一般的に着火後に体積を保持するマトリックスまたは他の組成物を含む熱源実施形態が好ましい。
図4A−4Bは、それぞれ、絶縁材料442および熱源440の端面図、ならびに絶縁材料442を含まない熱源440の斜視図を示す。これらの要素は、鳩尾形接続部と連動係合するように構成されており、内向き面絶縁材料442は、熱源440の外向き凹溝幾何構造の相補的に成形されたフレア溝440cと鳩尾形に係合するように構成されたフレアタング突起442cを有する内向き幾何構造を含む。熱源440の外向き幾何構造は、空気流を促進するように構成された全体的に長形丸形の溝440dを含む。一実施形態において、鳩尾形溝440cは、(外側熱源面の上部/縁における)その最も狭い部分の幅がその溝の最も広い部分の半分にすぎない。フレアタングおよび溝を、例えば、鳩尾形要素の相対位置を逆にし、それらを縦方向以外の方向に配向させ、および/または他のタング/溝相互係合幾何構造を与えることなどによる別形で構成できることが理解されるべきである。
図4C−4Dは、それぞれ、熱源740の端面図、および絶縁材料742を含む熱源740の縦断面図を示す。これらの要素は、点火端714に保持リップまたはショルダー742aを形成する絶縁体と連動係合するように構成される。すなわち、絶縁材料742の内向き面は、熱源740の相補的に成形された点火端縮径円筒形セグメント740aの周囲に係合するように構成された突起742aを有する内向き幾何構造を含む。熱源740の外向き幾何構造は、空気流を促進するように構成された全体的に長形丸形の外側溝740dを含んでもよい。熱源740は、1つ以上の全体的に中心縦形のチャネル741を含んでもよい。
図4E−4Fは、それぞれ、全体的に錐台形の熱源840の斜視図、および絶縁材料842を含む熱源840の縦断面図を示す。これらの要素は、熱源840を収容し、相補的に嵌合する全体的に錐台形の空間を形成する絶縁体842の内向き幾何構造と係合するように構成される。熱源840の外向き幾何構造は、空気流を促進するように構成された全体的に長形丸形の外側溝840dを含んでもよい。多くの実施形態において、5個から8個の当該溝が、所望の空気流を提供し得る。本実施形態および他の実施形態は、本明細書における様々な他の実施形態のみに関して記載された特徴を含んでもよい。例えば、熱源840は、1つ以上の全体的に中心縦形のチャネル841を含んでもよい。
図4Gは、絶縁材料942を含む熱源940の縦断面図を示す。これらの要素は、熱源940を収容し、相補的に嵌合する全体に柱状の空間を形成する絶縁体942の内向き幾何構造と係合するように構成される。熱源940は、絶縁体942内にそれを縦に保持するように構成された点火端914に対向するフレアベース940eを含む。
1つの具体例において、約50(重量)パーセントの黄色種タバコ葉層、約25(重量)パーセントの水溶性黄色種タバコ茎抽出物および約25(重量)パーセントの木材パルプを含む絶縁材料を構成することができる。シートに形成した後に、該材料を約5から約15パーセントの塩化アンモニウム(NHCl)、または約5パーセントのNHClと約5パーセントの重炭酸ナトリウムとの50/50混合物で処理することができる。絶縁材料を標準的な抄紙機でシートとして製造することができる。シート絶縁体は、約50から約150cfmの多孔度、約80から約150gsmの坪量および約2000から約3000gsmの引張強度を備えてもよい。
別の例において、約40(重量)パーセントの黄色種タバコ葉層、約20(重量)パーセントの水溶性黄色種タバコ茎抽出物、約20(重量)パーセントの木材パルプおよび約20(重量)パーセントのc−ガラス繊維を含む絶縁材料を構成することができる。シートに形成した後に、該材料を約5から約15パーセントの塩化アンモニウム(NHCl)、または約5パーセントのNHClと約5パーセントの重炭酸ナトリウムとの50/50混合物で処理することができる。絶縁材料を標準的な抄紙機でシートとして製造することができる。シート絶縁体は、約50から約150cfmの多孔度、約80から約150gsmの坪量および約2000から約3000gsmの引張強度を備えてもよい。
さらに別の例において、約40(重量)パーセントの黄色種タバコ葉層、約20(重量)パーセントの水溶性黄色種タバコ茎抽出物、約20(重量)パーセントの木材パルプおよび約20(重量)パーセントの炭素繊維を含む絶縁材料を構成することができる。シートに形成した後に、該材料を約5から約15パーセントの塩化アンモニウム(NHCl)、または約5パーセントのNHClと約5パーセントの重炭酸ナトリウムとの50/50混合物で処理することができる。絶縁材料を標準的な抄紙機でシートとして製造することができる。シート絶縁体は、約50から約150cfmの多孔度、約80から約150gsmの坪量および約2000から約3000gsmの引張強度を備えてもよい。
絶縁に有用な防炎/難燃材料および接着剤は、シリカ、カーボン、セラミック、金属繊維および/または粒子を含んでもよい。セルロース繊維または他の繊維、例えば、木綿、ホウ酸または様々な有機リン酸塩化合物を処理すると、望ましい難燃特性を得ることができる。加えて、様々な有機または金属ナノ粒子は、リン酸二アンモニウムおよび/または他の塩のように所望の難燃特性を付与することができる。他の有用な材料としては、有機リン化合物、ホウ砂、水和アルミナ、グラファイト、トリポリリン酸カリウム、ジペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールおよびポリオールが挙げられる。窒素性リン酸塩、リン酸物モノアンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、塩化アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸エタノールアンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、ハロゲン化有機化合物、チオ尿素および酸化アンチモンなどの他の物質も使用できるが、好適な物質ではない。(単独であるか、互いのおよび/または他の材料との任意の組合せであるかにかかわらず)絶縁に使用される防炎材料、難燃材料および/または焦げ防止材料、基体材料および他の成分の各実施形態において、望ましい特性は、最も好ましくは、排ガスまたは溶融型挙動を伴わない。
上記方法のいずれか1つによって作製される絶縁布は、好ましくは、所望の使用時間中に紙巻きタバコなどの喫煙物品の点火を維持するのに十分な酸素拡散能力を有する。よって、絶縁布は、好ましくは、その構造により多孔性である。編み物、織物、または織物および編み物組合せ構造体において、熱源への酸素拡散を可能にするのに十分な(所望の大きさの)ギャップを繊維間に残すように組立機械を構成することによって、必要な多孔度を制御することができる。均一に維持される燃焼を促進するのに十分な多孔性を有し得ない不織布については、例えば、高温もしくは低温ピン穿孔、火炎穿孔、エンボス加工、レーザー切断、穴あけ、ブレード切断、化学的穿孔、打ち抜きおよび他の方法を含む当該技術分野で既知の方法による絶縁体に対する穿孔によって追加的な多孔性を達成することができる。緩衝材および絶縁体の各々は、織物、編み物またはそれらの組合せである非ガラス材料、発泡金属材料、発泡セラミック材料、発泡セラミック金属複合体およびそれらの任意の組合せを含んでもよく、絶縁体における材料は、緩衝材における材料と同一であっても異なっていてもよい。
エアゾール形成材料は、多様であり、様々な組合せ、ならびに(喫煙物品の主流エアゾールの感覚および/または官能的特性または性質を改変する様々な材料を含む)多種多様な香料、ラッピング材料、口側端部品、フィルタ要素、プラグラップおよび吸い口材料を使用できるように、様々なエアゾール形成材料の混合物を使用することができる。これらの成分の代表的なタイプが、その全体を参照により本明細書に組み込むCrooksらの米国特許出願公開第2007/0215167号明細書に記載されている。
基体材料は、何らかの形のタバコを内蔵することができ、通常は主にタバコで構成され、実質的にすべてタバコ材料によって提供され得る。基体材料の形は、多様であり得る。いくつかの実施形態において、基体材料は、実質的に(例えば刻みフィラーのような)従来のフィラー型で採用される。そうでなければ基体材料を所望の構成に形成することができる。その全体を参照により本明細書に組み込むPryorらの米国特許第4,807,809号明細書に全般的に記載されているタイプの技術を使用して、基体材料を集成ウェブまたはシートの形で使用することができる。その全体を参照により本明細書に組み込むPakerの米国特許第5,025,814号明細書に全般的に記載されているタイプの技術を使用して、基体材料を複数の縦に伸びる糸に細断されたウェブまたはシートの形で使用することができる。基体材料は、螺旋型の通気道がエアゾール生成セグメントを縦に貫通するように緩やかに巻かれたシートの形を有することができる。基体材料を含有する代表的なタイプのタバコを複数のタバコタイプの混合物、または1つの主たるタイプのタバコ(例えば、主にバーリータバコで構成されたキャストシート型もしくは紙型再構成タバコ、または主にオリエンタルタバコで構成されたキャストシート型もしくは紙型再構成タバコ)から製造することができる。
基体材料を、ケーシングおよび/またはトップドレッシング成分などの、紙巻きタバコの製造に従来使用されているタイプのタバコ添加剤で処理することもできる。例えば、その全体を参照により本明細書に組み込むCrooksらの米国特許出願公開第2004/0173229号明細書に記載されているタイプの成分を参照されたい。
エアゾール形成材料を基体材料(例えばタバコ材料)と接触させる方法は、多様であり得る。エアゾール形成材料を、形成されたタバコ材料に塗布するか、またはそれらの材料の製造中に、加工されたタバコ材料に内蔵することができる。エアゾール形成材料を水性液、または他の好適な溶媒もしくは液体担体に溶解または分散させ、基体材料に噴霧することができる。例えば、その全体を参照により本明細書に組み込むNestorらの米国特許出願公開第2005/0066986号明細書を参照されたい。採用されるエアゾール形成材料の基体材料の乾燥重量に対する量は、多様であり得る。極めて多量のエアゾール形成材料を含む材料は、従来のタイプの自動紙巻きタバコ製造装置を使用して紙巻きタバコロッドに加工するのが困難であり得る。
キャストシートタイプの材料は、比較的多量のエアゾール形成材料を内蔵し得る。抄紙型の処理を用いて製造された再構成タバコは、適量のエアゾール形成材料を内蔵し得る。タバコストリップおよびタバコ刻みフィラーは、より低量のエアゾール形成材料を内蔵し得る。集成、積層、積層金属/金属製ストリップ、ビーズ、例えばアルミナビーズ、連続気泡発泡体、発泡モノリス、通気性マトリックス、および他の材料を含む様々な紙および非紙基体を本発明の範囲内で使用することができる。例えば、それぞれ参照により本明細書に組み込むそれぞれClearmanの米国特許第5,183,062号明細書;同第5,203,355号明細書;および同第5,588,446号明細書を参照されたい。
一実施形態において、基体は、点火端514および口側端518を有する紙巻きタバコ510の縦断面図である図5を参照しながらここに説明したキャストシート構造を含まない新規の多層方式で構成されてもよい。(例えば図1および図2を参照しながら説明した実施形態などの他の実施形態に使用することができる)基体555は、互いにステッチボンドされていてもよい多層構造体を含む。
全体的に円筒形または他の形状の基体コア563が、基体555の中心に配置されてもよい。コア563は、(グリセリンで処理されていてもよい)布を含んでもよく、開放された縦形のチャネル566を含んでもよい。第1の外層593を基体コア563の周囲に共軸(すなわち全体的に円形)配置することができる。例えば木綿またはレーヨンなどの布材料を含む第1の外層593を構成することができる。布材料は、好ましくは、1つ以上の防炎剤、難燃剤および焦げ防止剤を含んでもよい布にグリセリンを吸収させるようにグリセリンで処理されている。第1の外層593を、2つ以上の層を有する多層構造体を含む複数の層として構成することができる。
中間層592を第1の外層593の周囲に全体的に同軸/同心配置することができる。中間層592は、芳香性タバコ紙592の層として構成される。刻みタバコ、タバコ紙の処理、および全般的にタバコの技術分野の範囲内で使用されることが知られているもの、ならびにさらに開発され得る物質を含む香料でタバコ紙を処理することができる。好適な香料は、望ましいフレーバーおよび芳香を含む主流エアゾールを供給するのに役立つ。第2の外層591を中間層592の周囲に共軸配置することができる。第1の外層593と同様に、第2の外層も、2つ以上の層を有する多層構造体を含む複数の層として構成することができる。そして、それは、好ましくは、1つ以上の防炎剤、難燃剤および焦げ防止剤を含んでもよい布にグリセリンを吸収させるようにグリセリンで処理された布材料で構成されていてもよい。
当該実施形態において、第1の外層593、第2の外層591および/または中間層592の少なくとも一部を、例えば、(一例としてアルミニウムを含む)金属材料などの基体熱伝導材料を使用して互いにステッチボンディングすることができる。ステッチボンディングは、(例えば、髭針を使用して、繊維同士を絡ませるか、または他の方法で結合させて、不織布またはウェブを形成する)不織布を製造する技術分野で既知である。ステッチボンディング法を用いて、1つ以上の層の1つ以上の部分を互いに接合することによって、少なくとも1つの第1の外層593、少なくとも1つの中間層592および少なくとも1つの第2の外層591を含む(例えば、図5に図示されている)三層基体を形成することができる。熱伝導材料は、基体555から望ましい芳香およびフレーバーを生成するように構成されたものにおいて発熱セグメント535から熱を伝達するのに役立つ。この構造は、焦げを生じ、および/または望ましくないフレーバー、風味、芳香等を導入し得るキャストシート基体より優れる可能性がある。グリセリンの存在、および図5の実施形態に関して説明した層状構造は、焦げを低減し、焦げに伴う望ましくないフレーバーおよび/または芳香を最小限に抑えるのに役立つ。この基体および他の基体の実施形態を含む実施形態を、喫煙可能材料を点火端に含む紙巻きタバコに使用することができる(例えば図1)。
さらに他の実施形態において、エアゾール生成セグメントの基体部分は、押出材料もしくは他のモノリシック材料を含んでもよく、またはそれから構成されてもよい。押出基体を、他の押出成分に関して本明細書に説明したのと同様にして形成することができる。押出基体または他のモノリシック基体は、タバコ、グリセリン、水およびバインダー材料を含んでもよく、または実質的にそれらから構成されてもよい。一部の実施形態において、モノリシック基体は、約10から約90重量パーセントのタバコ、約5から約50重量パーセントのグリセリン、約1から約30重量パーセントの水(乾燥および切断前)、および約0から約10重量パーセントのバインダーを含んでもよい。それは、例えば、炭酸カルシウムおよび/またはグラファイトなどのフィラーを含んでもよい。
押出については、成分混合物をバッチ式押出機の胴に装填することができる。胴の一端には、好ましくは、押出物をプラスチック塊として成形するための押出ダイが取りつけられる。雌型押出ダイに先細り面を設けて、プラスチック塊の円滑な流れを促進することができる。当該ダイは、例えば、1個、5個、7個または10個以上(またはそれ以下)のスロットを有し、外径が約5から約10mmの押出物を提供することができるが、外径は、より大きくてもよく、基体は、必ずしも円形の断面を有していなくてよい。1つ以上の中心鋼ピンを使用して、(例えば、以下に説明する図6A−6Dに示されるように)押出物を貫通する14個以上の流路を含んでもよい1つ以上の対応する中心流路を設けることができる。流路は、全体的にハニカムの断面の外観を有するモノリシック基体を設けることを含めて、断面が円形および/または多角形であってもよい。
例示的な押出基体および他のモノリシック基体は、望ましいフレーバープロファイルおよび空気流を提供するように構成された質量および密度を有する。モノリシック基体は、0または少なくとも1から約15個のスロット/溝をその外面に有し、その本体を通じて0から約14個の縦穴/チャネルを有してもよい。特定の好適な実施形態は、直径が約0.025から約0.1インチである少なくとも1つの全体的に中心に配置された流路を含んでもよい。一般に、流路は、0.001から約0.1インチ未満の内径を有してもよい。多数の内部チャネルを有する基体をハニカム幾何構造で押し出すことができる。約3000lbsのダイ圧力を押出に使用することができる。湿性押出ロッドを、好ましくは、十分に換気されたトレー上に約1時間にわたって配置し、次いで好ましくは押出物の形状および軸穴の保全性を維持しながら約5mmから約50mmの長さに注意深く切断することができる。基体ユニットの乾燥重量は、約50から約1000mgの範囲であってもよい。
押出、乾燥、および所望の長さへの切断に続いて、マニュアルの組立方法または紙巻きタバコ製造機(例えば、Hauni Maschinenbau AGによるKDFまたはProtus)を使用して、基体をEclipse型紙巻きタバコなどのセグメント化喫煙物品に組み立てることができる。より小さな径のモノリシック基体要素を、本明細書における他の基体の実施形態について記載されているように、喫煙物品に使用するためにラップ、接着または他の方法で互いに結集させることによって組み合わせることができる。好適な基体ラップとしては、箔紙、厚紙、プラグラップおよび/またはシガレットペーパーを挙げることができる。
図6Aは、複数の外側溝602を含む全体的に円筒形のスロット/溝付きモノリシック基体要素600を示す。図6Bは、複数の外側溝612と、その長さを通じて縦に伸びる中心穴614とを含む溝付きモノリシック基体要素610を示す。図6A−6Bに示されるように、溝/スロットは、互いに同じ形状を有する必要がない。図6Cは、中心穴624を含む全体的に円筒形の溝なしモノリシック基体要素620を示す(一部の実施形態において、「中心穴」は、実際に中心外であってもよいことが理解されるべきである。)。図6Dは、中心穴634と、ハニカム状に構成され、その長さを通じて伸びる複数の穴/チャネル636とを含む溝なしモノリシック基体要素630を示す。
一実施形態において、点火端714および口側端718を有する紙巻きタバコ710の縦断面図である図7を参照しながらここで説明するモノリシック基体763で喫煙物品を構成することができる。(例えば、図1、2および5を参照しながら説明した実施形態などの他の実施形態に使用することができる)モノリシック基体763は、任意の好適な押出方法によって形成されてもよく、それを縦に貫通する中心穴795で示される。長さに合わせて切断されたモノリシック基体は、紙巻きタバコの全長の約1/16から約5/8、しばしばその約1/10から約1/2を含んでもよい(例えば、85mmまたは130mm長の紙巻きタバコにおける10mm、12mmまたは50mm長の基体要素)。紙巻きタバコ本体の基体セグメント755は、基体767とフィルタ770との間に配置された中空間隔チューブ767を含む。フィルタ770は、プラグラップ772と吸い口紙778の重畳層で構成されたものとして示される。基体763およびチューブ767は、例えば、熱伝導材料(例えば箔紙)、厚紙、プラグラップまたはシガレットペーパーとして構成されてもよいラッピング材料758によって囲まれている。円筒状に包囲するラッピング材料764(例えば、シガレットペーパーまたは厚紙など)を、発熱セグメント735、中心基体セグメント755およびフィルタセグメント765を接続するように設けることができる。発熱セグメント735および他の成分を、本明細書、ならびに本発明の範囲内で実践されるように構成されたこの実施形態および他の実施形態の他の箇所に記載されているように構成することができる。
別の実施形態において、点火端814および口側端818を有する紙巻きタバコ810の縦断面図である図8を参照しながらここで説明する長形モノリシック基体863で喫煙物品を構成することができる。(他の実施形態に使用することができる)長形モノリシック基体863は、任意の好適な押出方法によって形成されてもよく、それを縦に貫通する中心穴895で示される。フィルタ870は、プラグラップ872と吸い口紙878の重畳層で構成されたものとして示される。基体863は、例えば、熱伝導材料(例えば箔紙)、厚紙、プラグラップまたはシガレットペーパーとして構成されてもよいラッピング材料858によって囲まれている。円筒状に包囲するラッピング材料(例えば、シガレットペーパーまたは厚紙など)を、発熱セグメント835、(本実施形態では実質的に基体からなる)中心基体セグメント855およびフィルタセグメント865を接続するように設けることができる。発熱セグメント835および他の成分を、本明細書、ならびに本発明の範囲内で実践されるように構成されたこの実施形態および他の実施形態の他の箇所に記載されているように構成することができる。
一実施形態において、点火端914および口側端918を有する紙巻きタバコ910の縦断面図である図9を参照しながらここで説明するモノリシック基体963で喫煙物品を構成することができる。(他の実施形態に使用することができる)モノリシック基体963は、任意の好適な押出方法によって形成されてもよく、それを縦に貫通する中心穴995で示される。紙巻きタバコ本体は、基体967とフィルタ970との間に配置されたタバコロッド969を含む。フィルタ970は、プラグラップ972と吸い口紙978の重畳層で構成されたものとして示される。基体963およびタバコロッド969によって形成された基体セグメント955は、例えば、熱伝導材料(例えば箔紙)、厚紙、プラグラップまたはシガレットペーパーとして構成されてもよいラッピング材料958によって囲まれている。円筒状に包囲するラッピング材料(例えば、シガレットペーパーまたは厚紙など)を、発熱セグメント935、中心基体セグメント955およびフィルタセグメント965を接続するように設けることができる。発熱セグメント935および他の成分を、本明細書、ならびに本発明の範囲内で実践されるように構成されたこの実施形態および他の実施形態の他の箇所に記載されているように構成することができる。
他の実施形態において、押出基体または他のモノリシック基体を、例えば図1および図2を参照しながら本明細書で説明した基体の代わりに使用することができる。例えば、一実施形態において、図1の基体55の代わりに、1つ以上の内部縦型チャネルおよび/または1つ以上の外側溝を有するモノリシック基体を使用してもよい。いずれも本発明の範囲内である、当該技術分野で既知の非セルラーアセテート材料で作製された穿孔フィルタ、ならびに現在既知の、または来るべき他のフィルタ構成を含む様々な他のフィルタ設計を使用することができる。押出基体または他のモノリシック基体で作製された紙巻きタバコの他の部分を現状技術に従って改造してもよく、さらに本発明の範囲内で実行してもよい。以下の実施例において、モノリシック基体は、約20から約60重量パーセントのタバコ、約20から約35重量パーセントのグリセリン、約1から約20重量パーセントの水および約1から約4重量パーセントのバインダーを含む。
実施例1
喫煙物品における押出基体
一実施例において、長さが約12mmの熱源、本明細書に記載の方法に従って押し出され、長さが約10mmである基体、長さが約50mmである基体とフィルタとの間の中空/空隙チューブ、および長さが約10mmの酢酸セルロースフィルタを使用して、長さが約83−85mmの喫煙物品を構成した。10個の外側スロットおよび0.032インチの中心穴を有する例示的な押出基体が形成され、それは、以下の成分を含んでいた。
図7に示される紙巻きタバコ710の構造を参照すると、実施例1の喫煙物品の物理的構造を理解することができる。
実施例2
喫煙物品における押出基体
別の実施例において、長さが約12mmの熱源、本明細書に記載の方法に従って押し出され、長さが約50mmである基体、および基体とフィルタとの間に最小限の空間を有する長さが約10mmの酢酸セルロースフィルタを使用して、喫煙物品を構成した。10個の外側スロットおよび0.032インチの中心穴を有する例示的な押出基体が形成され、それは、以下の成分を含んでいた。
図8に示される紙巻きタバコ810の構造を参照すると、実施例2の喫煙物品の物理的構造を理解することができる。
実施例3
喫煙物品における押出基体
別の実施例において、長さが約12mmの熱源、本明細書に記載の方法に従って押し出され、長さが約10mmである基体、長さが約50mmである基体とフィルタとの間のタバコロッド、および長さが約10mmの酢酸セルロースフィルタを使用して、喫煙物品を構成した。10個の外側スロットおよび0.032インチの中心穴を有する例示的な押出基体が形成され、それは、以下の成分を含んでいた。
図9に示される紙巻きタバコ910の構造を参照すると、実施例3の喫煙物品の物理的構造を理解することができる。
実施例4
喫煙物品における押出基体
別の実施例において、長さが約12mmの熱源、本明細書に記載の方法に従って押し出され、長さが約50mmである基体、基体とフィルタとの間に最小限の空間を有する長さが約10mmの酢酸セルロースフィルタを使用して、喫煙物品を構成した。10個の外側スロットおよび0.032インチの中心穴を有する例示的な押出基体が形成され、それは、以下の成分を含んでいた。
図8に示される紙巻きタバコ810の構造を参照すると、実施例4の喫煙物品の物理的構造を理解することができる。
実施例5
喫煙物品における押出基体
別の実施例において、長さが約12mmの熱源、本明細書に記載の方法に従って押し出され、長さが約50mmである基体、基体とフィルタとの間に最小限の空間を有する長さが約10mmの酢酸セルロースフィルタを使用して、喫煙物品を構成した。10個の外側スロットおよび0.032インチの中心穴を有する例示的な押出基体が形成され、それは、以下の成分を含んでいた。
図8に示される紙巻きタバコ810の構造を参照すると、実施例5の喫煙物品の物理的構造を理解することができる。
実施例6および7
T−1バインダーを有する基体
別の実施例において、本明細書に記載の方法に従って2つの基体を形成した。それらは、以下の成分を含んでいた。
実施例8および9
DAPを有する基体
別の実施例において、以下の成分を加熱混合機にて混合し、次いで押出、圧入または成形/鋳造することによって2つの基体を形成することができる。それらの基体は、以下の成分の混合物を含んでもよい。
本発明の紙巻きタバコを、空気希釈された紙巻きタバコの空気希釈量が約10パーセントから約80パーセントになり得るように、空気希釈または換気することができる。本明細書に使用されるように、「空気希釈」という用語は紙巻きタバコを通じて吸い込まれ、紙巻きタバコの口側端部を出る空気およびエアゾールの全体積に対する、空気希釈手段を通じて吸い込まれた空気の体積の(百分率で表される)比である。より大きな空気希釈量は、エアゾール形成材料の主流エアゾールへの伝送効率を低下させるように作用し得る。
本発明の紙巻きタバコの好適な実施形態は、喫煙する際に、許容可能な吹かし回数を与える。当該紙巻きタバコは、標準化された喫煙条件下で機械喫煙したときに、通常、紙巻きタバコ1つ当たり約6回を超える吹かし、一般には約8回を超える吹かしを与える。当該紙巻きタバコは、標準化された喫煙条件下で喫煙したときに、通常、紙巻きタバコ1つ当たり約15回未満の吹かし、一般には約12回未満の吹かしを与える。標準化された喫煙条件は、58秒の燻りによって隔てられた2秒間の35mlの吹かしからなる。
本発明の紙巻きタバコによって生成されるエアゾールは、蒸気、ガスおよび懸濁微粒子等の空気含有成分を含むものである。何らかの形のタバコ(および場合によって燃焼して発熱する他の成分)を燃焼させることにより;タバコを加熱し、タバコを焦がす(または他の方法でタバコを何らかの形に燻らせる)ことによってタバコを熱分解させることにより;およびエアゾール形成物質を蒸気化することによりエアゾール成分を生成することができる。そのように、エアゾールは、蒸気化成分、燃焼生成物(例えば、二酸化炭素および水)、不完全燃焼生成物および熱分解生成物を含み得る。
燃焼したタバコ材料および燃焼した他の成分と熱交換関係で配置された物質に対する、何らかの形のタバコ(および場合によって燃焼して発熱する他の成分)を燃焼させることによる熱の作用によってエアゾール成分を生成することもできる。エアゾール生成セグメントに対する発熱セグメントの作用の結果としてエアゾール生成系によってエアゾール成分を生成することもできる。いくつかの実施形態において、エアゾール生成セグメントの成分は、全体的な組成を有し、それらの成分が、通常使用の条件を通じて、(例えば燃焼、燻りまたは熱分解の結果として)有意な程度の熱分解を生じない傾向を有するように、喫煙物品内に配置される。
それぞれの実施形態を示す図における図面は、必ずしも縮尺比率が一定でない。いくつかの図面は、強調のために特定の詳細部が拡大されていることもあり、部分の任意の異なる数または割合は、1つ以上の請求項によって指定される場合を除いては、限定的であると見なされるべきでない。異なる実施形態について本明細書に記載されている特徴を、ここに提示する請求項の範囲内にとどめながら、互いに、および/または現在既知の技術または将来開発される技術と組み合わせてもよいことを含めて、本明細書に明示的に示されていない実施形態を本発明の範囲内で実践できることを当業者なら理解する。したがって、先述の詳細な説明は、限定的でなく例示的であると見なされることを意図するものである。そして、すべての均等物を含む以下の請求項は、本発明の主旨および範囲を規定することを意図することが理解されるべきである。

Claims (15)

  1. 点火端および口側端、
    口側端に配置された口側端片セグメント、および
    点火端と口側端片セグメントとの間に配置されたエアゾール生成系を含む紙巻きタバコであって、
    前記エアゾール生成系は、点火端の着火によって活性化されるように構成された熱源、および熱源の周囲に配置された難燃材料の絶縁層を含む、ある長さを有する、点火端に配置された発熱セグメント、および
    エアゾール形成材料を内蔵するエアゾール生成セグメントであって、ある長さを有し、発熱セグメントと口側端との間に、その各々から物理的に隔てて配置され、全体的に円筒形の発泡モノリシック基体を含むエアゾール生成セグメントを含み、
    前記発泡モノリシック基体は、その長さを通じて縦に配置された中心穴を含み、および、
    前記発泡モノリシック基体は、実質的に、タバコ、グリセリン、水およびバインダーから構成され、前記バインダーは、70から80重量パーセントの水、1から5重量パーセントのリン酸二アンモニウムおよび20から30重量パーセントのタバコを含む、前記紙巻きタバコ。
  2. 発泡モノリシック基体が、紙巻きタバコの全長の10分の1から2分の1を構成する、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  3. 発泡モノリシック基体が、炭酸カルシウムまたはグラファイトの選択される1つをフィラーとしてさらに含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  4. 発泡モノリシック基体が、10から90重量パーセントのタバコを含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  5. 発泡モノリシック基体が、黄色種タバコとバーリータバコとトルコタバコとの混合物を含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  6. 発泡モノリシック基体が、その外面に少なくとも1つのスロットを含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  7. 発泡モノリシック基体が、それを通じて縦に配置された複数のチャネルを含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  8. 発泡モノリシック基体と口側端との間に配置された中空間隔チューブをさらに含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  9. 発泡モノリシック基体と口側端との間に配置されたタバコロッドをさらに含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  10. 発泡モノリシック基体が、5mmから10mmの外径を含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  11. 点火端が、熱源のタバコ部末端を含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  12. 発泡モノリシック基体が、10から90重量パーセントのタバコ、5から50重量パーセントのグリセリン、1から30重量パーセントの水、および0から10重量パーセントのバインダーを含む、請求項1に記載の紙巻きタバコ。
  13. 喫煙物品に使用するように構成された発泡モノリシック基体部材であって、発泡モノリシック基体は、
    10から90重量パーセントのタバコ、5から50重量パーセントのグリセリン、1から30重量パーセントの水、および0から10重量パーセントのバインダーを含む組成物であって、前記バインダーは、70から80重量パーセントの水、1から5重量パーセントのリン酸二アンモニウムおよび20から30重量パーセントのタバコを含む組成物、
    長さが10mmから50mmの全体的に円筒形の外側幾何構造を有する本体、および
    本体を通じて縦型チャネルとして形成された少なくとも1つの中心穴を含むモノリシック基体部材。
  14. 外側本体表面上に複数の溝をさらに含む、請求項13に記載の発泡モノリシック基体部材。
  15. 請求項14に記載の発泡モノリシック基体部材を含む紙巻きタバコ。
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