JP6106161B2 - 喫煙物品のための可燃性熱源 - Google Patents

Description

本発明は、喫煙物品内で使用する可燃性熱源、及び本発明による可燃性熱源を含む喫煙物品に関する。

当業では、タバコを燃焼させるのではなく加熱する喫煙物品がいくつか提案されてきた。このような加熱式喫煙物品の目的は、従来のシガレットにおけるタバコの燃焼及び熱分解劣化によって発生する既知の有害な煙成分を減少させることである。通常、加熱式喫煙物品では、可燃性燃料要素又は熱源から、この熱源の内部、周囲又は下流に位置することができる物理的に分離したエアロゾル発生材料に熱が伝達されることによりエアロゾルが発生する。使用時には、加熱された喫煙物品の可燃性熱源が発火し、加熱された喫煙物品を通じて吸い込まれる空気に、燃料要素からの熱伝達によってエアロゾル発生材料から放出された揮発性化合物が同伴する。この放出された化合物は、冷めるにつれ凝縮してエアロゾルを形成し、これを消費者が吸入する。

例えば、米国特許第４，７１４，０８２号には、高密度可燃性燃料要素と、物理的に分離したエアロゾル発生手段と、熱伝導部材とを含む喫煙物品が開示されている。熱伝導部材は、燃料要素及びエアロゾル発生手段の周囲面の少なくとも一部の周囲に接触し、燃焼中の燃料要素からエアロゾル発生手段に熱を伝える。米国特許第４，７１４，０８２号の喫煙物品では、熱伝導部材が、燃料要素の発火端部から奥まった位置に存在し、エアロゾル発生手段をその全長に沿って封入する伝導性容器を形成することが好ましいとされる。

国際公開第２００９／０２２２３２号には、可燃性熱源と、この可燃性熱源の下流にあるエアロゾル発生基質と、可燃性熱源の後部及び隣接するエアロゾル発生基質の前部を取り囲んでこれらに接触する熱伝導要素とを含む喫煙物品が開示されている。国際公開第２００９／０２２２３２号の喫煙物品では、エアロゾル発生基質が、熱伝導要素を越えて少なくとも約３ｍｍ下流に延びる。

加熱式喫煙物品内で使用する可燃性熱源の燃焼温度は、加熱式喫煙物品の使用中にエアロゾル形成材料が燃焼又は熱劣化するほど高くすべきでないことが有利である。しかしながら、可燃性熱源の燃焼温度は、特に初期吸煙中には、エアロゾル形成材料から十分な揮発性化合物を放出して満足できるエアロゾルを生成するのに十分な熱を生じるほど十分に有利に高くすべきでもある。消費者が可燃性熱源を発火させてから満足できるエアロゾルが生成されるまでの遅延を避けるために、可燃性熱源は、その発火後に適切な燃焼温度に素早く到達すべきである。

当業では、これまで、加熱式喫煙物品内で使用する様々な可燃性炭素系及び非炭素系熱源が提案されてきた。可燃性炭素系及び非炭素系熱源、並びにこのような熱源の製造方法は、例えば、米国特許第５，０７６，２９７号及び米国特許第５，１４６，９３４号に記載されている。

当業では多くの可燃性炭素系熱源が知られているが、このような熱源は、従来の黄色い炎のシガレットライターで発火させるのが困難なことが多い。また、既知の可燃性炭素系熱源は、加熱式喫煙物品内で使用した場合、その発火後に、初期吸煙中に満足できるエアロゾルを生成するのに十分な熱を生じないことも多い。

当業では、可燃性炭素系熱源の発火特性及び燃焼特性を改善するために、可燃性炭素系熱源に酸化剤及びその他の添加剤を含めることが提案されてきた。しかしながら、一般にこのような添加剤は、可燃性炭素系熱源の総重量に対してわずかな量しか含まれていなかった。例えば、欧州特許公開第１０６２１７４号には、この特許公開において開示される炭素系熱源に、過塩素酸塩、塩素酸塩、硝酸塩及び過マンガン酸塩などの酸化剤を熱源の約０．０５重量パーセント〜約１０重量パーセントの量で、好ましくは約０．２重量パーセント〜約４重量パーセントの量で含めることが開示されている。

米国特許第４，７１４，０８２号明細書 国際公開第２００９／０２２２３２号 米国特許第５，０７６，２９７号明細書 米国特許第５，１４６，９３４号明細書 欧州特許公開第１０６２１７４号明細書

加熱式喫煙物品の初期吸煙中に満足できるエアロゾルを生成するのに十分な熱を生じながら、エアロゾル形成材料が燃焼又は熱劣化するほど多くの熱は生じない可燃性熱源が依然として必要とされている。さらに、周囲温度及び周囲湿度において機械的及び化学的に安定し、従来の黄色い炎のシガレットライターで容易にかつ素早く発火できる可燃性熱源が必要とされている。

本発明によれば、炭素及び少なくとも１種類の発火補助剤を含む、喫煙物品のための可燃性熱源が提供され、この少なくとも１種類の発火補助剤は、可燃性熱源の少なくとも約２０乾燥重量パーセントの量で存在する。可燃性熱源は、第１の部分及び対向する第２の部分を有し、可燃性熱源の第１の部分と第２の部分の間の少なくとも一部は、熱伝導性及び実質的に酸素不透過性の一方又は両方である耐燃焼性ラッパーで包まれる。可燃性熱源の第１の部分の発火時には、可燃性熱源の第２の部分の温度が第１の温度まで上昇し、その後の可燃性熱源の燃焼中には、可燃性熱源の第２の部分が第１の温度よりも低い第２の温度を維持する。

本明細書で使用する「発火補助剤」という用語は、可燃性熱源の発火中にエネルギー及び酸素の一方又は両方を放出する材料を意味するために使用するものである。

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

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

本明細書で使用する「第１の部分」及び「第２の部分」という用語は、可燃性熱源の相隔たる２つの領域を意味するために使用するものである。

本明細書で使用する「耐燃焼性ラッパー」という用語は、可燃性熱源の燃焼を通じて実質的に劣化しない状態を保つラッパーを意味するために使用するものである。

本明細書で使用する「包まれた（ｗｒａｐｐｅｄ）」という用語は、耐燃焼性ラッパーが可燃性熱源を取り巻いて可燃性熱源に直接接触することを意味するために使用するものである。

本発明によれば、本発明による可燃性熱源を含む喫煙物品も提供される。

具体的には、本発明によれば、本発明による可燃性熱源及びエアロゾル発生基質を含む喫煙物品が提供される。

本発明によれば、本発明による可燃性熱源と、この可燃性熱源の下流のエアロゾル発生基質とを含む喫煙物品がさらに提供され、可燃性熱源の第１の部分は可燃性熱源の上流端であり、可燃性熱源の第２の部分は可燃性熱源の下流端である。

本明細書で使用する「上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）」及び「前部（ｆｒｏｎｔ）」、並びに「下流（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）」及び「後部（ｒｅａｒ）」という用語は、本発明による喫煙物品の構成要素又はその各部分の相対位置を、喫煙物品の使用中に喫煙物品を通じて吸い込まれる空気の方向に対して説明するために使用するものである。

可燃性熱源の少なくとも後部は、耐燃焼性ラッパーで包まれることが好ましい。

可燃性熱源の少なくとも後部及びエアロゾル発生基質の少なくとも前部は、耐燃焼性ラッパーで包まれることが好ましい。このような実施形態では、耐燃焼性ラッパーが、可燃性熱源の少なくとも後部の周囲及びエアロゾル発生基質の少なくとも前部の周囲を取り巻いてこれらと直接接触することが好ましい。

エアロゾル発生基質の少なくとも後部は、耐燃焼性ラッパーで包まれないことが好ましい。

可燃性熱源の少なくとも前部は、耐燃焼性ラッパーで包まれないことが好ましい。

本発明による可燃性熱源は、その第１の部分の発火時に二段階燃焼過程をたどる。最初の第１段階では、本発明による可燃性熱源が温度の「上昇（ｂｏｏｓｔ）」を示し、その後の第２段階では、可燃性熱源がより低い温度で持続的に燃焼する。この二段階燃焼過程は、本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度プロファイルに反映される。本発明による可燃性熱源の第２の部分は、最初に温度が第１の「上昇」温度まで上昇し、その後、第１の温度よりも低い第２の「巡航（ｃｒｕｉｓｉｎｇ）」温度まで低下する。本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度と第２の温度との差分は、可燃性熱源の第１の燃焼段階中における可燃性熱源の第２の部分の温度の「上昇」の大きさを定める。

本発明による可燃性熱源の第２の部分自体は、可燃性熱源の第１の燃焼段階と第２の燃焼段階の間に燃焼していても、又はしていなくてもよい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の最初の温度の「上昇」は、可燃性熱源の第１の部分の発火時に、熱が可燃性熱源全体を通じて非常に急速に伝播することによって生じる。この非常に急速な熱の伝播は、可燃性熱源の発火した部分がその隣接する未発火部分の発火を引き起こす連鎖反応の結果であると考えることができる。

本発明による喫煙物品内での使用時には、本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度が第１の「上昇」温度まで急速に上昇することで、喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度が、エアロゾル発生基質から揮発性有機アロマ及び香味化合物が発生するレベルまで素早く上昇する。これにより、本発明による喫煙物品が最初の吸煙時に感覚的に満足できるエアロゾルを生成することを確実にする。その後、本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度が第２の巡航温度まで低下することにより、喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度が、エアロゾル発生基質の燃焼又は熱劣化を生じるレベルに到達しないことを確実にする。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度を上述したように制御することで、本発明による喫煙物品が、初期吸煙中に感覚的に満足できるエアロゾルを生成するだけでなく、エアロゾル発生基質の燃焼又は熱劣化を実質的に回避することも有利に可能になる。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の少なくとも約２０乾燥重量パーセントの量で含まれる少なくとも１種類の発火補助剤を含む。

この少なくとも１種類の発火補助剤によって可燃性熱源の発火中に放出されるエネルギー及び酸素の一方又は両方の量は、可燃性熱源が上述した二段階燃焼過程をたどるほど十分なものでなければならない。

上述した二段階燃焼過程を達成するために本発明による可燃性熱源に含めなければならない少なくとも１種類の発火補助剤の量は、可燃性熱源に含まれる特定の少なくとも１種類の発火補助剤によって異なると理解されるであろう。

一般に、少なくとも１種類の発火補助剤により放出されるエネルギー及び酸素の一方又は両方の単位質量当たりの量が多ければ多いほど、上述した二段階燃焼過程を達成するために本発明による可燃性熱源に含めなければならない少なくとも１種類の発火補助剤の量は少なくなる。

いくつかの実施形態では、少なくとも１種類の発火補助剤が、可燃性熱源の少なくとも約２５乾燥重量パーセントの量で存在することが好ましく、少なくとも約３０乾燥重量パーセントの量で存在することがさらに好ましく、少なくとも約４０乾燥重量パーセントの量で存在することが最も好ましい。

少なくとも１種類の発火補助剤は、可燃性熱源の約６５乾燥重量パーセント未満の量で存在することが好ましい。

いくつかの実施形態では、少なくとも１種類の発火補助剤が、可燃性熱源の約６０乾燥重量パーセント未満の量で存在することが好ましく、約５５乾燥重量パーセント未満の量で存在することがさらに好ましく、約５０乾燥重量パーセント未満の量で存在することが最も好ましい。

特に明記しない限り、以下の本発明の説明で示す本発明による可燃性熱源の温度は、単独で測定した可燃性熱源の温度である。本明細書で使用する「単独で（ｉｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）」及び「単独の（ｉｓｏｌａｔｅｄ）」という用語は、本発明による可燃性熱源を本発明による喫煙物品の残り部分から分離した場合を記述するために使用するものである。

本発明の以下の説明で示す本発明による単独の可燃性熱源の温度は、可燃性熱源の第２の端部の遠位領域に約１ｍｍ〜約２ｍｍの短い距離だけ挿入した熱電対を使用して測定したものである。

本明細書で使用する「遠位領域（ｄｉｓｔａｌ ｒｅｇｉｏｎ）」という用語は、可燃性熱源の第２の部分の、可燃性熱源の発火する第１の部分から最も遠くに位置する領域を意味するために使用するものである。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度は、少なくとも約４００℃であることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度は、約１２００℃以下であることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度は、約４００℃〜約１２００℃であることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第２の温度は、本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度よりも低いことが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第２の温度は、少なくとも約２００℃であることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第２の温度は、約１０００℃以下であることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第２の温度は、約２００℃〜約１０００℃であることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度は少なくとも約４００℃であり、かつ本発明による可燃性熱源の第２の部分の第２の温度は少なくとも約２００℃であることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度は約１２００℃以下であり、かつ本発明による可燃性熱源の第２の部分の第２の温度は約１０００℃以下であることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の第２の温度は、本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度よりも低い約２００℃〜約１０００℃であることが好ましい。本発明による可燃性熱源の第２の部分の第２の温度は、本発明による可燃性熱源の第２の部分の第１の温度よりも低い約２００℃〜約５００℃であることがさらに好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の最初の温度の「上昇」は、低エネルギーのライター又はその他の発火手段を使用して可燃性熱源の第１の部分を発火させることにより低温から開始することが好ましい。

本発明による可燃性熱源の第１の部分の発火温度は、約２００℃〜約１０００℃であることが好ましく、約３００℃〜約８００℃であることがさらに好ましく、約３００℃〜約５００℃であることが最も好ましい。

本発明の特に好ましい実施形態では、可燃性熱源の第１の部分が、従来の黄色い炎のシガレットライターを用いて１５秒以下で発火することができ、１０秒以下で発火できることがさらに好ましく、５秒以下で発火できることが最も好ましい。

本明細書で使用する「発火した（ｉｇｎｉｔｅｄ）」という用語は、可燃性熱源の第１の部分の少なくとも一部が持続的に燃焼しており、しかもこの燃焼が可燃性熱源のその他の部分に伝播していることを意味するために使用するものである。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度は、可燃性熱源の第１の部分を発火させるために使用するライター又はその他の発火手段の温度に直接影響されることはない。

本発明による可燃性熱源の第１の部分の発火時には、可燃性熱源の第２の部分の温度は、約１００℃／秒〜約１０００℃／秒の速度で第１の温度まで上昇することが好ましく、この速度は約４００℃／秒〜約８００℃／秒であることがさらに好ましい。

本発明による可燃性熱源の第１の部分の発火時には、可燃性熱源の第２の部分の温度は、約Ｌ／２０秒〜約２Ｌ秒で第１の温度まで上昇することが好ましく、この時間は約Ｌ／１０秒〜約Ｌ秒であることがさらに好ましく、約Ｌ／１０秒〜約Ｌ／２秒であることが最も好ましい。本明細書で使用する「Ｌ」とは、本発明による可燃性熱源の発火する第１の部分と、可燃性熱源の対向する第２の部分との間の距離をｍｍで示すために使用するものである。

例えば、本発明による可燃性熱源の第１の部分と第２の部分の間のｍｍで表した距離が約１０ｍｍである場合、可燃性熱源の第１の部分の発火時に、可燃性熱源の第２の部分の温度は、約０．５秒〜約２０秒で第１の温度まで上昇することが好ましく、この時間は約１秒〜約１０秒であることがさらに好ましく、約１秒〜約５秒であることが最も好ましい。

上述したように、本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度は、第１の「上昇」温度まで急速に上昇した後に第２の「巡航」温度まで低下する。本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度は、第１の温度から第２の温度まで約１秒〜約３０秒で低下することが好ましく、この時間は約１秒〜約２０秒であることがさらに好ましく、約１秒〜約１５秒であることが最も好ましい。本発明の特に好ましい実施形態では、可燃性熱源の第２の部分の温度が、第１の温度から第２の温度まで約１秒〜約１０秒で低下し、約１秒〜約５秒で低下することがさらに好ましい。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度は、少なくとも３分間にわたって第２の温度で実質的に安定した状態を保つことが好ましく、この時間は少なくとも４分間であることがさらに好ましく、少なくとも５分間であることが最も好ましい。

本明細書で使用する「実質的に安定する」という用語は、温度変化が約５０℃以下であることを記述するために使用するものである。

本発明による可燃性熱源の第２の部分の、本発明による喫煙物品内で測定した第１及び第２の温度は、本発明による可燃性熱源の第２の部分の単独で測定した第１及び第２の温度と同じとすることができる。

しかしながら、本発明による喫煙物品内で可燃性熱源を使用する際には、本発明による可燃性熱源の第２の部分の温度は、例えば喫煙物品のエアロゾル発生基質及びその他の構成要素の組成、量、形状、寸法及び位置に影響されることがあると理解されるであろう。従って、本発明による可燃性熱源の第２の部分の、本発明による喫煙物品内で測定した第１及び第２の温度は、本発明による可燃性熱源の第２の部分の単独で測定した第１及び第２の温度とは異なる場合もある。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の使用目的に応じて異なる形状及び寸法で製造することができる。

本発明による可燃性熱源は、細長い可燃性熱源であることが好ましい。本発明による細長い可燃性熱源の第１の部分は、細長い可燃性熱源の第１の端部であり、本発明による細長い可燃性熱源の第２の部分は、細長い可燃性熱源の対向する第２の端部である。

本発明の好ましい実施形態によれば、炭素及び少なくとも１種類の発火補助剤を含む、喫煙物品のための細長い可燃性熱源が提供され、少なくとも１種類の発火補助剤は、可燃性熱源の少なくとも２０乾燥重量パーセントの量で存在し、細長い可燃性熱源は、上流端及び対向する下流端を有し、細長い可燃性熱源の上流端と下流端の間の少なくとも一部は、熱伝導性及び実質的に酸素不透過性の一方又は両方である耐燃焼性ラッパーで包まれ、細長い可燃性熱源の上流端の発火時には、細長い可燃性熱源の下流端の温度が第１の温度まで上昇し、細長い可燃性熱源のその後の燃焼中には、細長い可燃性熱源の下流端が第１の温度よりも低い第２の温度を維持する。

本発明による細長い可燃性熱源は、実質的にロッド状であることが好ましい。

本発明による細長い可燃性熱源は、実質的に円柱状であることがさらに好ましい。本発明による円柱状の可燃性熱源の第１の部分は、円柱状の可燃性熱源の第１の端面であり、本発明による円柱状の可燃性熱源の第２の部分は、円柱状の可燃性熱源の対向する第２の端面である。

本発明の特に好ましい実施形態によれば、炭素及び少なくとも１種類の発火補助剤を含む、喫煙物品のための円柱状の可燃性熱源が提供され、少なくとも１種類の発火補助剤は、可燃性熱源の少なくとも２０乾燥重量パーセントの量で存在し、円柱状の可燃性熱源は、上流端面及び対向する下流端面を有し、円柱状の可燃性熱源の上流端面と下流端面の間の少なくとも一部は、熱伝導性及び実質的に酸素不透過性の一方又は両方である耐燃焼性ラッパーで包まれ、円柱状の可燃性熱源の上流端面の発火時には、円柱状の可燃性熱源の下流端面の温度が第１の温度まで上昇し、円柱状の可燃性熱源のその後の燃焼中には、円柱状の可燃性熱源の下流端面が第１の温度よりも低い第２の温度を維持する。

本発明による細長い可燃性熱源は、断面が実質的に円形、長円形又は楕円形であることが好ましい。

本発明による細長い可燃性熱源は、直径が約５ｍｍ〜約９ｍｍであることが好ましくは、約７ｍｍ〜約８ｍｍであることがさらに好ましい。本明細書で使用する「直径」という用語は、本発明による細長い可燃性熱源の最大横寸法を意味する。

本発明による細長い可燃性熱源は、直径が実質的に均一であることが好ましい。しかしながら、本発明による細長い可燃性熱源にテーパ付けして、細長い可燃性熱源の下流端の直径が細長い可燃性熱源の上流端の直径よりも大きくなるようにすることもできる。

本発明による細長い可燃性熱源は、長さが約７ｍｍ〜約１７ｍｍであることが好ましく、約１１ｍｍ〜約１５ｍｍであることがさらに好ましく、約１１ｍｍ〜約１３ｍｍであることが最も好ましい。本明細書で使用する「長さ」という用語は、本発明による細長い可燃性熱源の上流端と下流端の間の最大長手方向寸法を意味する。

本発明による細長い可燃性熱源は、実質的にその全長に沿って耐燃焼性ラッパーで包むことができる。或いは、本発明による細長い可燃性熱源は、その長さの一部のみに沿って耐燃焼性ラッパーで包むこともできる。

本発明による細長い可燃性熱源の少なくとも下流部分は、耐燃焼性ラッパーで包まれることが好ましい。

本発明による細長い可燃性熱源の上流部分は、耐燃焼性ラッパーで包まれないことが好ましい。

本発明による可燃性熱源は、熱伝導性の耐燃焼性ラッパーで包むことができる。

本発明による喫煙物品内で使用する際には、耐燃焼性ラッパーで包まれた本発明による可燃性熱源の燃焼中に発生する熱が、伝導により熱伝導性の耐燃焼性ラッパーを介して喫煙物品のエアロゾル発生基質に伝わることができる。これにより、可燃性熱源の第２の部分の温度に大きな影響が及ぶ可能性がある。この伝導性熱伝達の作用による熱損失により、可燃性熱源の第２の部分の温度が大きく低下することがある。これにより、可燃性熱源の第２の部分の第１の温度と第２の温度の差分、従って可燃性熱源の第２の部分の温度の「上昇」の大きさが増す。

このような実施形態では、使用時に、熱伝導性の耐燃焼性ラッパーを介した伝導性熱伝達の作用による熱損失により、可燃性熱源の第２の部分の第２の温度を、可燃性熱源の第２の部分の自己発火温度よりもかなり低く保つことができる。

これとは別に又はこれに加えて、本発明による可燃性熱源を酸素制限耐燃焼性ラッパーで包み、包んだ可燃性熱源の少なくとも一部に酸素が触れるのを制限又は防止することもできる。例えば、本発明による可燃性熱源を、実質的に酸素不透過性の耐燃焼性ラッパーで包むことができる。

このような実施形態では、酸素制限耐燃焼性ラッパーで包まれた可燃性熱源の少なくとも一部は、実質的に酸素に触れることができない。従って、このような実施形態では、酸素制限耐燃焼性ラッパーで包まれた可燃性熱源の少なくとも一部は、可燃性熱源の第２の燃焼段階中にそれ自体が燃焼することはない。

本発明による可燃性熱源は、熱伝導性及び酸素制限性の両方である耐燃焼性ラッパーで包まれることが好ましい。

本発明で使用するのに適した耐燃焼性ラッパーとしては、以下に限定されるわけではないが、例えば、アルミ箔ラッパー、鋼箔ラッパー、鉄箔ラッパー及び銅箔ラッパーなどの金属箔ラッパー、金属合金箔ラッパー、グラファイト箔ラッパー、ガラス繊維ラッパー、セラミック繊維ラッパー、及びいくつかのペーパラッパーが挙げられる。

本発明による可燃性熱源は、組成が実質的に均質であることが好ましい。

一方で、本発明による可燃性熱源は、複合可燃性熱源であってもよい。

本発明による可燃性熱源は、炭素含有量が可燃性熱源の少なくとも約３５乾燥重量パーセントであることが好ましく、少なくとも約４０乾燥重量パーセントであることがさらに好ましく、少なくとも約４５乾燥重量パーセントであることが最も好ましい。

いくつかの実施形態では、本発明による可燃性熱源を可燃性炭素系熱源とすることができる。

本明細書で使用する「可燃性炭素系熱源」という用語は、炭素を主成分とする可燃性熱源を意味するために使用するものである。

本発明による可燃性炭素系熱源は、炭素含有量が可燃性炭素系熱源の少なくとも約５０乾燥重量パーセントであることが好ましく、少なくとも約６０乾燥重量パーセントであることがさらに好ましく、少なくとも約８０乾燥重量パーセントであることが最も好ましい。

本発明による可燃性熱源は、気孔率が約２０パーセント〜約８０パーセントであることが好ましく、約４０パーセント〜約６０パーセントであることがさらに好ましい。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の部分の発火中にエネルギーを放出する少なくとも１種類の発火補助剤を含むことが好ましい。

このような実施形態では、可燃性熱源の第１の部分の発火時における少なくとも１種類の発火補助剤によるエネルギーの放出が、直接的に可燃性熱源の第１の燃焼段階中の温度の「上昇」を引き起こす。このことは、可燃性熱源の第２の部分の温度プロファイルに反映される。

上述したように、本明細書で使用する「発火補助剤」という用語は、（アルカリ金属クエン酸塩、アルカリ金属アセテート塩及びアルカリ金属コハク酸エステル塩などの）カルボン酸のアルカリ金属塩、（アルカリ金属塩化物塩などの）アルカリ金属ハロゲン化物塩、アルカリ金属炭酸塩又はアルカリ金属リン酸塩を含まない。図９に示すように、このようなアルカリ金属燃焼塩は、たとえ可燃性熱源に対して大量に存在していたとしても、可燃性熱源の発火中に、可燃性熱源の第１の燃焼段階中に温度の「上昇」を引き起こすほどの十分なエネルギーを放出しない。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の部分の発火時にエネルギーを放出する単一元素又は化合物から成る１種類又はそれ以上の発火補助剤を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、本発明による可燃性熱源が、可燃性熱源の第１の端部の発火時に酸素と発熱反応する単一元素又は化合物から成る１種類又はそれ以上のエネルギー物質を含むことができる。好適なエネルギー物質の例としては、以下に限定されるわけではないが、アルミニウム、鉄、マグネシウム及びジルコニウムが挙げられる。

これとは別に又はこれに加えて、本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の部分の発火時に互いに反応してエネルギーを放出する２種類又はそれ以上の元素又は化合物を含む１種類又はそれ以上の発火補助剤を含むこともできる。例えば、いくつかの実施形態では、本発明による可燃性熱源が、可燃性熱源の第１の端部の発火時に互いに反応してエネルギーを放出する、例えば金属などの還元剤と、例えば金属酸化物などの酸化剤とを含む１種類又はそれ以上のテルミット又はテルミット化合物を含むことができる。好適な金属の例としては、限定するわけではないが、マグネシウムが挙げられ、好適な金属酸化物の例としては、限定するわけではないが、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）及び酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）が挙げられる。

他の実施形態では、本発明による可燃性熱源が、可燃性熱源の第１の端部の発火時に発熱反応するその他の物質を含む１種類又はそれ以上の発火補助剤を含むことができる。好適な金属の例としては、以下に限定されるわけではないが、金属間物質及び二金属物質、金属炭化物及び金属水素化物が挙げられる。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の端部の発火中に酸素を放出する少なくとも１種類の発火補助剤を含むことが好ましい。

このような実施形態では、可燃性熱源の第１の端部の発火時における少なくとも１種類の発火補助剤による酸素の放出が、可燃性熱源の燃焼速度を高めることにより、間接的に可燃性熱源の第１の燃焼段階中における温度の「上昇」を引き起こす。このことは、可燃性熱源の第２の部分の温度プロファイルに反映される。

例えば、本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の部分の発火時に分解して酸素を放出する１種類又はそれ以上の酸化剤を含むことができる。本発明による可燃性熱源は、有機酸化剤、無機酸化剤又はこれらの組み合わせを含むことができる。好適な酸化剤の例としては、以下に限定されるわけではないが、例えば硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸ナトリウム、硝酸バリウム、硝酸リチウム、硝酸アルミニウム及び硝酸鉄などの硝酸塩、亜硝酸塩、その他の有機又は無機ニトロ化合物、例えば塩素酸ナトリウム及び塩素酸カリウムなどの塩素酸塩、例えば過塩素酸ナトリウムなどの過塩素酸塩、亜塩素酸塩、例えば臭素酸ナトリウム及び臭素酸カリウムなどの臭素酸塩、過臭素酸塩、亜臭素酸塩、例えばホウ素酸ナトリウム及びホウ素酸カリウムなどのホウ素酸塩、例えば鉄酸バリウムなどの鉄酸塩、フェライト、例えばマンガン酸カリウムなどのマンガン酸塩、例えば過マンガン酸カリウムなどの過マンガン酸塩、例えば過酸化ベンゾイル及び過酸化アセトンなどの有機過酸化物、例えば過酸化水素、過酸化ストロンチウム、過酸化マグネシウム、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、過酸化亜鉛及び過酸化リチウムなどの無機過酸化物、例えば超酸化カリウム及び超酸化ナトリウムなどの超酸化物、ヨード酸塩、過ヨード酸塩、亜ヨード酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、その他のスルホキシド、リン酸塩、ホスホン酸塩、亜リン酸塩及び亜ホスフィン酸エステルが挙げられる。

これとは別に又はこれに加えて、本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の端部の発火時に酸素を放出する１種類又はそれ以上の酸素貯蔵材又は封鎖材を含むこともできる。本発明による可燃性熱源は、カプセル化、物理吸着、化学吸着、構造変化又はこれらの組み合わせによって酸素を貯蔵及び放出する酸素貯蔵材又は封鎖材を含むことができる。好適な酸素貯蔵材又は封鎖材の例としては、以下に限定されるわけではないが、金属銀面又は金属金面などの金属面、混合金属酸化物、分子篩、ゼオライト、金属有機構造体、共有結合有機構造体、スピネル及びペロブスカイトが挙げられる。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の端部の発火時に酸素を放出する単一元素又は化合物から成る１種類又はそれ以上の発火補助剤を含むことができる。これとは別に又はこれに加えて、本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の部分の発火時に互いに反応してエネルギーを放出する２種類又はそれ以上の元素又は化合物を含む１種類又はそれ以上の発火補助剤を含むこともできる。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の端部の発火時にエネルギーと酸素の両方を放出する１種類又はそれ以上の発火補助剤を含むことができる。例えば、本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の部分の発火時に発熱分解して酸素を放出する１種類又はそれ以上の酸化剤を含むことができる。

これとは別に又はこれに加えて、本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の第１の端部の発火時にエネルギーを放出する１種類又はそれ以上の第１の発火補助剤と、この１種類又はそれ以上の第１の発火補助剤とは異なる、可燃性熱源の第１の端部の発火時に酸素を放出する１種類又はそれ以上の第２の発火補助剤とを含むこともできる。

１つの実施形態では、本発明による可燃性熱源が、熱分解温度が約６００℃未満の、さらに好ましくは約４００℃未満の少なくとも１種類の金属硝酸塩を含む。

この少なくとも１種類の金属硝酸塩は、熱分解温度が約１５０℃〜約６００℃であることが好ましく、約２００℃〜約４００℃であることがさらに好ましい。

このような実施形態では、可燃性熱源の第１の部分が従来の黄色い炎のライター又はその他の発火手段にさらされると、少なくとも１種類の金属硝酸塩が分解して酸素及びエネルギーを放出する。これにより、可燃性熱源の初期温度上昇が引き起こされるとともに、可燃性熱源の発火にも役立つ。可燃性熱源は、少なくとも１種類の金属硝酸塩が完全に分解した後は低温で燃焼し続ける。

少なくとも１種類の金属硝酸塩を含めることにより、可燃性熱源の発火がその表面の一点からのみでなく内部からも有利に開始するようになる。少なくとも１種類の金属硝酸塩は、可燃性熱源全体にわたって実質的に均一に分布することが好ましい。

上述したように、使用時には、可燃性熱源の第１の部分の発火時における少なくとも１種類の金属硝酸塩の分解による可燃性熱源の温度の上昇が、可燃性熱源の第２の部分の温度が第１の「上昇」温度まで上昇する一因となる。本発明による喫煙物品内で使用する際には、これにより喫煙物品の可燃性熱源からエアロゾル発生基質に十分な熱が伝達されてその初期吸煙中に満足できるエアロゾルが確実に生成されるという利点がある。

やはり上述したように、少なくとも１種類の金属硝酸塩の分解後における可燃性熱源の温度の低下も、可燃性熱源の第２の部分の温度が第２の「巡航」温度まで低下する一因となる。本発明による喫煙物品内で使用する際には、これにより喫煙物品のエアロゾル発生基質が熱劣化又は燃焼しないことが確実になるという利点がある。

少なくとも１種類の金属硝酸塩の分解に起因する温度上昇の大きさ及び持続時間は、可燃性熱源の少なくとも１種類の金属硝酸塩の性質及び量によって有利に制御することができる。

少なくとも１種類の金属硝酸塩は、可燃性熱源内に、可燃性熱源の約２０乾燥重量パーセント〜約５０乾燥重量パーセントの量で存在することが好ましい。

少なくとも１種類の金属硝酸塩は、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム、硝酸リチウム、硝酸アルミニウム及び硝酸鉄から成る群から選択されることが好ましい。

本発明による可燃性熱源は、少なくとも２種類の異なる金属硝酸塩を含むことが好ましい。

１つの実施形態では、本発明による可燃性熱源が、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム及び硝酸ストロンチウムを含む。硝酸カリウムは、可燃性熱源の約５乾燥重量パーセント〜約１５乾燥重量パーセントの量で存在することが好ましく、硝酸カルシウムは、可燃性熱源の約２乾燥重量パーセント〜約１０乾燥重量パーセントの量で存在することが好ましく、硝酸ストロンチウムは、可燃性熱源の約１５乾燥重量パーセント〜約２５乾燥重量パーセントの量で存在することが好ましい。

別の実施形態では、本発明による可燃性熱源が、約６００℃未満の温度で、さらに好ましくは約４００℃未満の温度で活発に酸素を放出する少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物を含む。

この少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物が活発に酸素を放出する温度は、約１５０℃〜約６００℃であることが好ましく、約２００℃〜約４００℃であることがさらに好ましく、約３５０℃であることが最も好ましい。

使用時には、可燃性熱源の第１の部分が従来の黄色い炎のライター又はその他の発火手段にさらされると、少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物が分解して酸素を放出する。これにより、可燃性熱源の初期温度上昇が引き起こされるとともに、可燃性熱源の発火にも役立つ。可燃性熱源は、少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物が完全に分解した後は低温で燃焼し続ける。

少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物を含めることにより、可燃性熱源の発火がその表面の一点からのみでなく内部からも有利に開始するようになる。少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物は、可燃性熱源全体にわたって実質的に均一に分布することが好ましい。

上述したように、使用時には、可燃性熱源の第１の部分の発火時における少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物の分解による可燃性熱源の温度の上昇が、可燃性熱源の第２の部分の温度が第１の「上昇」温度まで上昇する一因となる。本発明による喫煙物品内で使用する際には、これにより本発明による喫煙物品の可燃性熱源からエアロゾル発生基質に十分な熱が伝達されてその初期吸煙中に満足できるエアロゾルが確実に生成されるという利点がある。

やはり上述したように、少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物の分解後における可燃性熱源の温度の低下も、可燃性熱源の第２の部分の温度が第２の「巡航」温度まで低下する一因となる。本発明による喫煙物品内で使用する際には、これにより喫煙物品のエアロゾル発生基質が熱劣化又は燃焼しないことが確実になるという利点がある。

少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物の分解に起因する温度上昇の大きさ及び持続時間は、可燃性熱源の少なくとも１種類の過酸化物の性質及び量によって有利に制御することができる。

少なくとも１種類の過酸化物又は超酸化物は、可燃性熱源中に、可燃性熱源の約２０乾燥重量パーセント〜約５０乾燥重量パーセントの量で存在することが好ましく、約３０乾燥重量パーセント〜約５０乾燥重量パーセントの量で存在することがさらに好ましい。

本発明による可燃性熱源に含めるのに適した過酸化物及び超過酸化物としては、以下に限定されるわけではないが、カルシウム過酸化物、ストロンチウム過酸化物、マグネシウム過酸化物、バリウム過酸化物、リチウム過酸化物、亜鉛過酸化物、カリウム超過酸化物及びナトリウム超過酸化物が挙げられる。

少なくとも１種類の過酸化物は、カルシウム過酸化物、ストロンチウム過酸化物、マグネシウム過酸化物、バリウム過酸化物及びこれらの混合物から成る群から選択されることが好ましい。本発明による可燃性熱源が可燃性炭素系熱源である場合には、少なくとも１つ過酸化物及び超過酸化物を含めることが特に好ましい。

本発明による可燃性熱源は、１種類又はそれ以上の好適な炭素含有材料から形成することができる。当業では、好適な炭素含有材料が周知であり、限定ではないが炭素粉末が挙げられる。

必要に応じて、１種類又はそれ以上の炭素含有材料に１種類又はそれ以上の結合剤を組み合わせることができる。１種類又はそれ以上の結合剤は、有機結合剤、無機結合剤又はこれらの組み合わせとすることができる。既知の好適な有機結合剤としては、以下に限定されるわけではないが、例えばグアルゴムなどのゴム、例えばメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ハイドロキシプロピルセルロース及びハイドロキシプロピルメチルセルロースなどの変性セルロース及びセルロース誘導体、小麦粉、でんぷん、砂糖、植物油及びこれらの組み合わせが挙げられる。

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

１つの実施形態では、本発明による可燃性熱源が、炭素粉末、例えばカルボキシメチルセルロースなどの変性セルロース、例えば小麦粉などの粉、及び例えばビートを原料とする白色結晶糖などの砂糖の混合物から形成される。

別の実施形態では、本発明による可燃性熱源が、炭素粉末、例えばカルボキシメチルセルロースなどの変性セルロース及び任意にベントナイトの混合物から形成される。

１種類又はそれ以上の結合剤の代わりに、又はこれに加えて、可燃性熱源の特性を改善するためにその他の添加剤を炭素含有材料と組み合わせることもできる。好適な添加剤としては、以下に限定されるわけではないが、可燃性熱源の圧密化を促す添加剤（例えば炭酸カルシウムなどの焼結助剤）、可燃性熱源の燃焼を促す添加剤（例えばカリウム、及びアルカリ金属燃焼塩、例えば塩化カリウム及びクエン酸カリウムなどのカリウム塩）、及び可燃性熱源の燃焼により発生する１種類又はそれ以上のガスの分解を促す添加剤（例えば酸化銅（ＣｕＯ）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化鉄ケイ酸粉末及び酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）などの触媒）が挙げられる。

１種類又はそれ以上の炭素含有材料は、１種類又はそれ以上の結合剤及び含まれている場合にはその他の添加剤と混合されて、予め所望の形状に形成されることが好ましい。１種類又はそれ以上の炭素含有材料、１種類又はそれ以上の結合剤及びその他の添加剤の混合物は、例えばスリップ鋳造、押し出し成形、射出成形及びダイ圧縮又は加圧成形などのあらゆる既知の好適なセラミック形成法を使用して予め所望の形状に形成することができる。この混合物は、加圧成形又は押し出し成形によって予め所望の形状に形成されることが好ましい。

１種類又はそれ以上の炭素含有材料、１種類又はそれ以上の結合剤及びその他の添加剤の混合物は、予め円柱ロッドに形成されることが好ましい。しかしながら、１種類又はそれ以上の炭素含有材料、１種類又はそれ以上の結合剤及びその他の添加剤の混合物を、予めその他の所望の形状に形成することもできると理解されるであろう。

円柱ロッド又はその他の所望の形状は、形成後に乾燥させてその含水量を減少させることが好ましい。

熱源製造過程の第１の実施形態では、乾燥した円柱ロッドを非酸化性雰囲気内で、１種類又はそれ以上の結合剤が存在する場合にはこれらが炭化するのに十分な温度で熱分解し、円柱ロッド又はその他の形状内のあらゆる揮発性物質を実質的に排除する。円柱ロッド又はその他の所望の形状は、窒素雰囲気内で約７００℃〜約９００℃の温度で熱分解されることが好ましい。本発明による可燃性熱源には、１種類又はそれ以上の炭素含有材料、１種類又はそれ以上の結合剤及びその他の添加剤の混合物に少なくとも１種類の金属硝酸塩前駆体を含めた後で、熱分解された予め形成された円柱ロッド又はその他の形状を硝酸水溶液で処理することによって少なくとも１種類の金属硝酸塩前駆体を原位置で少なくとも１種類の金属硝酸塩に転化させることにより、少なくとも１種類の金属硝酸塩を混和することができる。

少なくとも１種類の金属硝酸塩前駆体は、硝酸と反応して金属硝酸塩を形成する、例えば金属酸化物又は金属炭酸塩などのいずれの金属又は金属含有化合物であってもよい。好適な金属硝酸塩前駆体としては、以下に限定されるわけではないが、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、酸化カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸リチウム及びドロマイト（炭酸カルシウムマグネシウム）が挙げられる。

硝酸塩水溶液の濃度は、約２０重量パーセント〜約５０重量パーセントであることが好ましく、約３０重量パーセント〜約４０重量パーセントであることがさらに好ましい。少なくとも１種類の金属硝酸塩前駆体を少なくとも１種類の金属硝酸塩に転化させることに加え、本発明による可燃性熱源を硝酸で処理することにより、可燃性熱源の気孔率が高まり、炭素構造の表面積が広がることによって炭素構造が活性化し、可燃性熱源全体にわたって少なくとも１種類の金属硝酸塩が実質的に均一に分布するようになるという利点が得られる。

硝酸水溶液は、熱分解温度が約４００℃未満である１種類又はそれ以上の水溶性金属硝酸塩をさらに含むことができる。例えば、硝酸水溶液は、硝酸カリウムをさらに含むことができる。少なくとも１種類の金属硝酸塩前駆体を少なくとも１種類の金属硝酸塩に転化させることに加え、本発明による可燃性熱源を１又はそれ以上の実質的に水溶性の金属塩を含む硝酸で処理することにより、可燃性熱源に１又はそれ以上の実質的に水溶性の硝酸塩が有利に浸透するようになる。

これとは別に又はこれに加えて、熱分解した予め形成した形状に少なくとも１種類の金属硝酸塩を含む溶液を直接浸透させることにより、本発明による可燃性熱源に少なくとも１種類の金属硝酸塩を混和することもできる。

本発明による可燃性熱源には、少なくとも１種類の金属硝酸塩の水溶液を浸透させることが好ましい。本発明の特に好ましい実施形態では、本発明による可燃性熱源に、硝酸カリウム、硝酸カルシウム及び硝酸ストロンチウムを含む水溶液を浸透させる。

本発明による可燃性熱源には、少なくとも１種類の金属硝酸塩を含む水溶液を浸透させることが好ましい。少なくとも１種類の金属硝酸塩の水中溶解度は、２５℃で少なくとも約３０ｇ／１００ｍＬであることが好ましい。

一方で、本発明による可燃性熱源には、少なくとも１種類の金属硝酸塩を含む非水溶液を浸透させることもできると理解されるであろう。

熱源製造過程の第２の実施形態では、１種類又はそれ以上の炭素含有材料、１種類又はそれ以上の結合剤、その他の添加剤及び少なくとも１種類の発火補助剤を混合し、熱分解ステップを伴わずに、例えば加圧成形又は押し出し成形によって所望の形状に形成する。この方法は、少なくとも１種類の発火補助剤が、過酸化物、テルミット、金属間化合物、マグネシウム、アルミニウム及びジルコニウムから成る群から選択された材料の１つを含む場合に使用することが好ましい。

本発明による可燃性熱源は、少なくとも１種類の金属硝酸塩を含む溶液を浸透させる前に、質量が約３００ｍｇ〜約５００ｍｇであることが好ましく、約４００ｍｇ〜約４５０ｍｇであることがさらに好ましい。

可燃性熱源の気孔率は、可燃性熱源の発火特性及び燃焼特性に大きな影響を与える。本発明による可燃性熱源は、気孔率が約２０パーセント〜約８０パーセントであることが好ましく、約２０パーセント〜約６０パーセントであることがさらに好ましい。これにより、可燃性熱源が少なくとも１種類の金属硝酸塩を含む場合、この少なくとも１種類の金属硝酸塩が分解して燃焼が進むので、可燃性熱源の質量内に、燃焼を維持するのに十分な速度で酸素が拡散できるようになるという利点が得られる。

必要な気孔率は、本発明による可燃性熱源の製造中に従来の方法及び技術を使用して容易に達成することができ、Ｈｇポロシメトリー法及びＨｅピクノメトリー法によって既知の方法で測定することができる。

例えば、炭素含有材料及び１種類又はそれ以上の既知の好適なポア形成体を含む混合物を熱分解することにより、約２０パーセント〜約８０パーセントの気孔率を有する本発明による可燃性熱源を準備することができる。既知の好適なポア形成体としては、以下に限定されるわけではないが、トウモロコシ、セルロースフレーク、ステアリン酸塩、炭酸塩、ポリエチレン及びポリプロピレンビード、木材ペレット及びコルクが挙げられる。

これとは別に又はこれに加えて、所望の気孔率を達成するために、本発明による可燃性熱源を酸で処理することもできる。

本発明による可燃性熱源は、見かけ密度が約０．６ｇ／ｃｍ³〜約１．０ｇ／ｃｍ³であることが有利である。

本発明による可燃性熱源は、「非貫通（ｂｌｉｎｄ）」可燃性熱源とすることができる。本明細書で使用する「非貫通可燃性熱源」という用語は、長手方向空気流チャネルを全く含まない可燃性熱源を意味するために使用するものである。本明細書で使用する「長手方向空気流チャネル」という用語は、可燃性熱源の内部を通って可燃性熱源の全長に沿って延びる穴を意味するために使用するものである。

或いは、本発明による可燃性熱源は、少なくとも１つの長手方向空気流チャネルを含むこともできる。例えば、本発明による可燃性熱源は、１つ、２つ又は３つの長手方向空気流チャネルを含むことができる。このような実施形態では、本発明による可燃性熱源は、単一の長手方向空気流チャネルを含むことが好ましく、単一の実質的に中心性の長手方向空気流チャネルを備えることがさらに好ましい。単一の長手方向空気流チャネルの直径は、約１．５ｍｍ〜約３ｍｍであることが好ましい。

本発明による可燃性熱源の少なくとも１つの長手方向空気流チャネルの内面は、部分的に又は全体的にコーティングすることができる。このコーティングは、全ての長手方向空気流チャネルの内面を覆うことが好ましい。

このコーティングは、固体粒状物質の層を含み、実質的に空気不透過性であることが好ましい。この実質的に空気不透過性のコーティングは、低熱伝導性であることが有利である。このコーティングは、可燃性熱源の燃焼温度において実質的に熱的に安定しかつ不燃性である１又はそれ以上の好適な材料から形成することができる。当業では、好適な材料が知られており、例えば、粘土、酸化鉄などの金属酸化物、アルミナ、チタニア、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア及びセリア、ゼオライト、リン酸ジルコニウム及びその他のセラミック材料、又はこれらの組み合わせが挙げられる。好ましいコーティング材料としては、粘土、ガラス及び酸化鉄が挙げられる。必要に応じて、一酸化炭素から二酸化炭素への酸化を促す成分などの触媒成分をコーティング材料に混和することもできる。好適な触媒成分としては、例えば白金、パラジウム、遷移金属及びこれらの酸化物が挙げられる。

このコーティングは、厚みが約３０ミクロン〜約２００ミクロンであることが好ましく、約５０ミクロン〜約１５０ミクロンであることがさらに好ましい。

コーティングは、米国特許第５，０４０，５５１号に記載される方法などのあらゆる好適な方法によって可燃性熱源の少なくとも１つの長手方向空気流チャネルの内面に施すことができる。例えば、各長手方向空気流チャネルの内面には、コーティング溶液又は懸濁液を噴霧し、湿潤させ又は塗装することができる。或いは、１又はそれ以上の長手方向空気流チャネルにライナを挿入することによってコーティングを行うこともできる。例えば、各長手方向空気流チャネルに、実質的に空気不透過性の中空管を挿入することができる。

１つの実施形態では、可燃性熱源が押し出し成形された時に、国際公開第２００９／０７４８７０号に記載される処理により、可燃性熱源の少なくとも１つの長手方向空気流チャネルの内面にコーティングを施すことができる。

任意に、本発明による可燃性熱源は、１つ又はそれ以上の、好ましくは最大６つまでの、可燃性熱源の一部又は周囲全体に沿って延びる長手方向溝を含むことができる。必要に応じて、本発明による可燃性熱源は、１又はそれ以上の長手方向溝及び少なくとも１つの長手方向空気流チャネルを含むことができる。或いは、本発明による可燃性熱源を、１又はそれ以上の長手方向溝を含む非貫通可燃性熱源とすることもできる。

本発明による可燃性熱源は、国際公開第２００９／０２２２３２号に開示されるタイプの喫煙物品で使用するのに特に適している。一方で、本発明による可燃性熱源を、異なる構造を有する喫煙物品において使用することもできると理解されるであろう。

本発明による喫煙物品は、本発明による可燃性熱源と、可燃性熱源の直ぐ下流に位置するエアロゾル発生基質とを含むことができる。このような実施形態では、エアロゾル発生基質が、可燃性熱源の第２の部分に当接する。

或いは、本発明による喫煙物品は、本発明による可燃性熱源と、可燃性熱源の直ぐ下流に可燃性熱源から離れて位置するエアロゾル発生基質とを含むこともできる。

本発明による喫煙物品は、熱伝導性かつ酸素制限性のラッパーで包まれた本発明による可燃性熱源を含むことが好ましい。

本発明による喫煙物品の可燃性熱源の少なくとも後部は、耐燃焼性ラッパーで包まれることが好ましい。

本発明による喫煙物品は、耐燃焼性ラッパーで実質的に全長に沿って包まれた本発明による可燃性熱源を含むことができる。

しかしながら、本発明による喫煙物品の可燃性熱源は、その後部のみが耐燃焼性ラッパーで包まれ、可燃性熱源の前部は耐燃焼性ラッパーで包まれないようにすることが好ましい。

耐燃焼性ラッパーで包まれない可燃性熱源の前部は、長さが４ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましく、４ｍｍ〜８ｍｍであることがさらに好ましい。

耐燃焼性ラッパーで包まれた可燃性熱源の後部は、長さが２ｍｍ〜８ｍｍであることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍであることがさらに好ましい。

本発明による喫煙物品は、可燃性熱源の少なくとも後部と、エアロゾル発生基質の少なくとも前部とが耐燃焼性ラッパーで包まれることが好ましい。このような実施形態では、耐燃焼性ラッパーが、喫煙物品の可燃性熱源の少なくとも後部の周囲と、エアロゾル発生基質の少なくとも前部の周囲とを取り囲んでこれらと直接接触する。上述したように、耐燃焼性ラッパーが熱伝導性である場合、この耐燃焼性ラッパーは、喫煙物品のこれらの２つの構成要素間に熱リンクを形成する。

本発明による喫煙物品は、可燃性熱源の少なくとも後部及びエアロゾル発生基質全体を耐燃焼性ラッパーで包むことができる。

しかしながら、本発明による喫煙物品は、エアロゾル発生基質の前部のみが耐燃焼性ラッパーで包まれ、エアロゾル発生基質の後部は耐燃焼性ラッパーで包まれないようにすることが好ましい。

耐燃焼性ラッパーで包まれないエアロゾル発生基質の後部は、長さが少なくとも約３ｍｍであることが好ましい。換言すれば、エアロゾル発生基質は、耐燃焼性ラッパーを越えて少なくとも約３ｍｍ下流に延びることが好ましい。

エアロゾル発生基質は、長さが約５ｍｍ〜約２０ｍｍであることが好ましく、約８ｍｍ〜約１２ｍｍであることがさらに好ましい。耐燃焼性ラッパーで包まれたエアロゾル発生基質の前部は、長さが約２ｍｍ〜約１０ｍｍであることが好ましく、約３ｍｍ〜約８ｍｍであることがさらに好ましく、約４ｍｍ〜約６ｍｍであることが最も好ましい。耐燃焼性ラッパーで包まれないエアロゾル発生基質の後部は、長さが約３ｍｍ〜約１０ｍｍであることが好ましい。換言すれば、エアロゾル発生基質は、耐燃焼性ラッパーを越えて約３ｍｍ〜約１０ｍｍ下流に延びることが好ましい。エアロゾル発生基質は、耐燃焼性ラッパーを越えて少なくとも約４ｍｍ下流に延びることがさらに好ましい。

本発明による喫煙物品のエアロゾル発生基質は、少なくとも１種類のエアロゾル形成体と、加熱に反応して揮発性化合物を放出できる材料とを含むことが好ましい。エアロゾルは、目に見えるものであっても、又は見えないものであってもよく、蒸気、ガス及び凝縮蒸気の液滴を含む。

少なくとも１種類のエアロゾル形成体は、使用時に濃密かつ安定したエアロゾルの形成を容易にするとともに、作動温度において実質的に熱劣化に耐性を示す既知のあらゆる好適な化合物又は化合物の混合物とすることができる。当業では、好適なエアロゾル形成体が周知であり、例えば、多価アルコール、グリセロールモノ、ジ又はトリアセテートなどの多価アルコールのエステル、並びに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などのモノ、ジ又はポリカルボン酸の脂肪族エステルが挙げられる。本発明による喫煙物品内で使用するのに好ましいエアロゾル形成体は、トリエチレングリコール、１、３−ブタンジオールなどの多価アルコール又はこれらの混合物であり、グリセリンであることが最も好ましい。

加熱に反応して揮発性化合物を放出できる材料は、植物性材料の充填物であることが好ましく、均質化した植物性材料の充填物であることがさらに好ましい。例えば、エアロゾル発生基質は、以下に限定されるわけではないが、タバコ、例えば緑茶などの茶、ペパーミント、月桂樹、ユーカリ、バジル、セージ、バーベナ及びタラゴンを含む植物に由来する１又はそれ以上の材料を含むことができる。植物性材料は、以下に限定されるわけではないが、保湿剤、香味料、結合剤及びこれらの混合物を含む添加剤を含むことができる。植物性材料は、基本的にタバコ材料から成ることが好ましく、均質化されたタバコ材料から成ることが最も好ましい。

本発明による喫煙物品は、エアロゾル発生基質の下流に拡張チャンバをさらに含むことが好ましい。拡張チャンバを含めることにより、可燃性熱源からエアロゾル発生基質への熱伝達によって発生するエアロゾルをさらに冷却できるようになるという利点が得られる。この拡張チャンバには、拡張チャンバの長さの適切な選択を通じて、本発明による喫煙物品の全長を、例えば従来のシガレットの長さと同様の長さなどの所望の値に調整できるという利点もある。拡張チャンバは、細長い中空管であることが好ましい。

本発明による喫煙物品は、エアロゾル発生基質の下流に、及び存在する場合には拡張チャンバの下流に、マウスピースをさらに含むこともできる。このマウスピースは、例えば１又はそれ以上のセグメントを有するフィルタを含むことができる。フィルタは、セルロースアセテート、紙又はその他の既知の好適なフィルタ材料の１又はそれ以上のセグメントを含むことができる。この一体型マウスピースは、濾過効率が低いことが好ましく、濾過効率が非常に低いことがさらに好ましい。これとは別に又はこれに加えて、フィルタは、吸収剤、吸収剤、香味料及びその他のエアロゾル調節剤、並びに従来のシガレットのフィルタ内で使用される添加剤、又はこれらの組み合わせを含むこともできる。

必要に応じて、本発明による喫煙物品の可燃性熱源の下流の位置に換気部を設けることもできる。換気部を有する場合には、例えば本発明による喫煙物品の一体型マウスピースに沿った位置に設けることができる。

本発明による喫煙物品は、既知の方法及び機械を使用して組み立てることができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明をほんの一例としてさらに説明する。

本発明による喫煙物品の概略的な長手方向断面図である。 本発明の第１の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源のその後の燃焼中における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の燃焼中におけるエアロゾル発生基質の温度を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態による喫煙物品によって発生するエアロゾルの３２０ｎｍにおける吸収度を吸煙回数の関数として示すグラフである。 本発明の第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源のその後の燃焼中における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態による喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度示すグラフである。 本発明の第２の実施形態による喫煙物品によって発生するエアロゾルの３２０ｎｍにおける吸収度を吸煙回数の関数として示すグラフである。 本発明の第３の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の平面図である。 本発明の第３の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の長手方向断面図である。 本発明の第４の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 （ｉ）本発明の第５の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）本発明の第６の実施形態による喫煙物品、（ｉｉｉ）第１の比較用喫煙物品、及び（ｉｖ）第２の比較用喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源のその後の燃焼中における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 本発明の第８の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 本発明の第９の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を示すグラフである。 （ｉ）本発明の第９の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）第３の比較用喫煙物品、及び（ｉｉｉ）第４の比較用喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源を示すグラフである。 （ｉ）本発明の第４の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）第５の比較用喫煙物品、及び（ｉｉｉ）第６の比較用喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源を示すグラフである。

図２ａ、図２ｂ、図３ａ、図４ａ、図４ｂ、図５ａ、図７、図８、図９ａ、図９ｂ、図１０、図１１、図１２及び図１３のグラフでは、最初の吸煙時を時間ゼロで示す。

図１に示す喫煙物品２は、全長が７０ｍｍ、直径が７．９ｍｍであり、本発明による可燃性熱源４、エアロゾル発生基質６、細長い拡張チャンバ８及びマウスピース１０を含む。図１に示すように、可燃性熱源４、エアロゾル発生基質６、細長い拡張チャンバ８及びマウスピースは、当接して同軸上に位置合わせされ、低空気透過性のシガレット紙１２の外側ラッパーで上包装される。

可燃性熱源４は、長さが１１ｍｍ、直径が７．８ｍｍであり、可燃性熱源４内を長手方向に延びる円形断面の中心空気流チャネル１６を含む。直径が２ｍｍの中心空気流チャネル１６の内面には、実質的に空気不透過性で耐熱性の、部分的に焼結された８０ミクロンの厚みを有するガラスコーティング１４が施される。

エアロゾル発生基質６は、長さが１０ｍｍ、直径が７．８ｍｍ、及び密度が０．８ｇ／ｃｍ³であり、可燃性熱源４の直ぐ下流に位置する。エアロゾル発生基質６は、エアロゾル形成体としてグリセリンを含みフィルタプラグラップ２０によって包まれた、均質化されたタバコ材料１８の円柱プラグを含む。この均質化されたタバコ材料１８は、長手方向に整列した押し出しタバコ材料のフィラメントから成る。

耐燃焼性ラッパー２２は、２０ミクロンの厚み、９ｍｍの長さ、及び７．８ｍｍ周囲の直径を有するアルミ箔の管から成り、可燃性熱源４の長さ４ｍｍの後部４ｂ及びエアロゾル発生基質６の長さ５ｍｍの当接する前部６ａを取り囲んでこれらに接触する。図１に示すように、可燃性熱源４の長さ７ｍｍの前部４ａ及びエアロゾル発生基質６の長さ５ｍｍの後部６ｂは、耐燃焼性ラッパー２２に取り囲まれていない。

細長い拡張チャンバ８は、長さが４２ｍｍ、直径が７．８ｍｍであり、エアロゾル発生基質６の下流に位置し、厚紙２４から成る円柱状の開口管を含む。喫煙物品２のマウスピース１０は、長さが７ｍｍ、直径が７．８ｍｍであり、拡張チャンバ８の下流に位置し、フィルタプラグラップ２８に取り巻かれた濾過効率の非常に低いセルロースアセテートトウ２６の円柱プラグを含む。マウスピース１０は、チップペーパー（図示せず）で取り巻くことができる。

使用時には、消費者が、可燃性熱源４に点火した後に、中心空気流チャネル１６を通じてマウスピース１０の方向へ下流に空気を吸い込む。エアロゾル発生基質６の前部６ａは、当接する可燃性熱源４の非燃焼後部４ｂ及び耐燃焼性ラッパー２２を通じた伝導によって主に加熱される。吸い込まれた空気は、中心空気流チャネル１６を通過するにつれて加熱され、その後対流によってエアロゾル発生基質６を加熱する。エアロゾル発生基質６の加熱により、エアロゾル発生基質１８からエアロゾル形成体を含む揮発性及び準揮発性化合物が放出され、これらは、エアロゾル発生基質内を流れる時に、加熱された吸い込み空気に同伴する。加熱空気及び同伴化合物は、拡張チャンバ８内を下流に通過し、冷えて凝縮してエアロゾルを形成し、これがマウスピースを通じてほぼ大気温度で消費者の口に入る。

喫煙物品２を製造するには、耐燃焼性ラッパー２２の矩形片をシガレット紙１２に接着する。この耐燃焼性ラッパー２２を取り付けたシガレット紙１２上に、可燃性熱源４、エアロゾル発生基質６のプラグ及び拡張チャンバ８を適切に位置合わせして配置する。耐燃焼性ラッパー２２を取り付けたシガレット紙１２を、可燃性熱源４の後部４ｂ、エアロゾル発生基質６及び拡張チャンバ８に巻き付けて接着する。既知のフィルタ結合技術を使用して、拡張チャンバの開放端にマウスピース１０を取り付ける。

実施例１に従って製造した本発明の第１の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第１の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例２に従って製造した本発明の第２の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第２の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例３に従って製造した本発明の第３の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第３の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例４に従って製造した本発明の第４の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第４の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例５に従って製造した本発明の第５の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第５の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例５に従って製造した本発明の第５の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第６の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例５に従って製造した第１の比較用可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する第１の比較用喫煙物品を組み立てた。

実施例５に従って製造した第２の比較用可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する第２の比較用喫煙物品を組み立てた。

実施例６に従って製造した本発明の第７の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第７の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例７に従って製造した本発明の第８の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第８の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例８に従って製造した本発明の第９の実施形態による可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する本発明の第９の実施形態による喫煙物品を組み立てた。

実施例９に従って製造した第３の比較用可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する第３の比較用喫煙物品を組み立てた。

実施例９に従って製造した第４の比較用可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する第４の比較用喫煙物品を組み立てた。

実施例１０に従って製造した第５の比較用可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する第５の比較用喫煙物品を組み立てた。

実施例１０に従って製造した第６の比較用可燃性熱源を使用して、図１に示す上述した構造を有する第６の比較用喫煙物品を組み立てた。

５２５ｇの炭素粉末、２２５ｇの炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、５１．７５ｇのクエン酸カリウム、８４ｇの変性セルロース、２７６ｇの小麦粉、１４１．７５ｇの砂糖及び５７９ｇのコーンオイルを５７９ｇの脱イオン水と混合して水性スラリーを形成することにより、本発明の第１の実施形態による可燃性熱源を準備した。

次に、この水性スラリーを、直径が８．７ｍｍの円形断面の中心ダイオリフィスを有するダイを通じて押し出し、長さが約２０〜２２ｍｍ、直径が約９．１〜９．２ｍｍの円柱ロッドを形成した。この円柱ロッド内に、ダイオリフィスの中心に装着された外径が約２ｍｍの円形断面のマンドレルによって単一の長手方向空気流路を形成した。円柱ロッドの押し出し中には、マンドレルの中心を延びる給送路を通じてガラスコーティングスラリーを圧送し、単一の長手方向空気流路の内面上に約１５０〜３００ミクロンの薄いコーティングを形成した。

円柱ロッドを、約２０℃〜２５℃、４０％〜５０％の相対湿度で約１２時間〜約７２時間にわたって乾燥させた後、窒素雰囲気内で７５０°で約２４０分間にわたって熱分解させた。

熱分解後、円柱ロッドを切断し、研磨機を使用して規定直径に成形し、長さが約１１ｍｍ、直径が約７．８ｍｍ及び乾燥質量が約４００ｍｇの個々の可燃性熱源を形成した。

個々の可燃性熱源を１３０°で約１時間にわたって乾燥させた後、硝酸カリウム（ＫＮＯ₃）で飽和した３８重量パーセントの濃度の硝酸水溶液に入れた。

約５分後に個々の可燃性熱源を溶液から取り出し、１３０°で約１時間にわたって乾燥させた。

乾燥後、再び個々の可燃性熱源を、硝酸カリウム（ＫＮＯ₃）で飽和した３８重量パーセントの濃度の硝酸水溶液に入れた。

約５分後に個々の可燃性熱源を溶液から取り出し、１３０°で約１時間、その後１６０°で約１時間、最後に２００°で約１時間乾燥させた。

乾燥した個々の可燃性熱源は、可燃性熱源の約３９乾燥重量パーセントの発火補助剤（硝酸カリウム）含有量を有していた。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第１の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図２ａに示す。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第１の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源のその後の燃焼中における可燃性熱源の下流端の温度も喫煙物品内で測定した。この結果を図２ｂに示す。

喫煙物品の表面の可燃性熱源の２ｍｍ下流の位置（図１に線Ｐ₂で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第１の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の燃焼中におけるエアロゾル発生基質の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図３ａに示す。

３２０ｎｍの近紫外領域のデータを記録するように設定した分光セルを有する紫外可視光学分光計を使用して、本発明の第１の実施形態による喫煙物品の各吸煙中に発生したエアロゾルの吸収度を測定した。この発生したエアロゾルの濃度を示す結果を図３ｂに示す。

図２ａ〜図３ｂに示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して本発明の第１の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

６３９ｇの炭素粉末、５１．７５ｇのクエン酸カルシウム、１９５．５ｇの酸化銅（ＣｕＯ）、１１１ｇのトウモロコシ、８４ｇの変性セルロース、２７６ｇの小麦粉、２１ｇのコーンオイル及び１４１．７５ｇの砂糖を５７９ｇの脱イオン水と混合して水性スラリーを形成することにより、本発明の第２の実施形態による可燃性熱源を準備した。

次に、この水性スラリーを、直径が８．７ｍｍの円形断面の中心ダイオリフィスを有するダイを通じて押し出し、長さが約２０〜２２ｍｍ、直径が約９．１〜９．２ｍｍの円柱ロッドを形成した。この円柱ロッド内に、ダイオリフィスの中心に装着された外径が約２ｍｍの円形断面のマンドレルによって単一の長手方向空気流路を形成した。円柱ロッドの押し出し中には、マンドレルの中心を延びる給送路を通じてガラスコーティングスラリーを圧送し、単一の長手方向空気流路の内面上に約１５０〜３００ミクロンの薄いコーティングを形成した。

円柱ロッドを、約２０℃〜２５℃、４０％〜５０％の相対湿度で約１２時間〜約７２時間にわたって乾燥させた後、窒素雰囲気内で７５０°で約２４０分間にわたって熱分解させた。

熱分解後、円柱ロッドを切断し、研磨機を使用して規定直径に修正し、長さが約１１ｍｍ、直径が約７．８ｍｍ及び乾燥質量が約４２５ｍｇの個々の可燃性熱源を形成した。これらの可燃性熱源の元素分析の結果を以下の表１に示す。

表１

可燃性熱源のＸ線回折分析により、熱分解中にＣｕＯの大部分がＣｕ金属に還元し、少量相のＣｕ₂Ｏ及びＣｕＯが存在することが示された。

個々の可燃性熱源を１３０°で約１時間にわたって乾燥させた後、３４重量パーセントの硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ₃）₂）、１６重量パーセントの硝酸カリウム（ＫＮＯ₃）及び１１重量パーセントの硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ₃）₂＊４Ｈ₂Ｏ）を含む、約８０℃〜約８５℃の温度に予熱した水溶液に入れた。

約１５分後に個々の可燃性熱源を溶液から取り出し、約５秒〜３０秒にわたって脱イオン水に入れた。その後、個々の可燃性熱源を脱イオン水から取り出し、まず大気温度で約１時間、次に１３０℃で約１時間乾燥させた。

乾燥した個々の可燃性熱源は、可燃性熱源の約３３乾燥重量パーセントの発火補助剤（硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム及び硝酸カルシウム）含有量を有していた。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図４ａに示す。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｔ１で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源のその後の燃焼中における可燃性熱源の下流端の温度も喫煙物品内で測定した。この結果を図４ｂに示す。

喫煙物品の表面の可燃性熱源の２ｍｍ下流の位置（図１に線Ｐ₂で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の燃焼中におけるエアロゾル発生基質の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図５ａに示す。

３２０ｎｍの近紫外領域のデータを記録するように設定した分光セルを有する紫外可視光学分光計を使用して、本発明の第２の実施形態による喫煙物品の各吸煙中に発生したエアロゾルの吸収度を測定した。この発生したエアロゾルの濃度を示す結果を図５ｂに示す。

図４ａ〜図５ｂに示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して本発明の第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

図２ａ及び図４ａには、本発明の第１及び第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、発火時に可燃性熱源内の金属硝酸塩が分解することにより、それぞれ約６５０℃〜約７５０℃まで急速に上昇することが示されている。

両実施形態では、可燃性熱源内の金属硝酸塩が分解すると同時に、黄色い炎のライターが位置する可燃性熱源の上流端から可燃性熱源の全長にわたって可燃性熱源内の炭素の燃焼が伝播する。このことは、爆燃前部が可燃性熱源の上流端から下流端に向かって下流に移動することに起因して生じる可燃性熱源の表面の色の変化によって明確に示される。

本発明の第１及び第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は、金属硝酸塩の分解に起因する初期温度上昇後に、図２ｂ及び図４ｂに示すようにそれぞれ約２００℃〜約３５０℃の温度まで有利に低下する。

図３ａ及び図３ｂ、並びに図６ａ及び図６ｂに示すように、本発明の第１及び第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源内の金属硝酸塩の分解に起因する可燃性熱源の初期温度上昇及び急速な発火は、喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度を、最初の吸煙時にエアロゾル発生基質から十分な量の揮発性有機アロマ及び香味化合物が発生して感覚的に満足できるエアロゾルが生成されるレベルまで急速に上昇させるという利点をもたらす。

さらに、本発明の第１及び第２の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源内の金属硝酸塩の分解後における可燃性熱源の温度の低下は、喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度が、エアロゾル発生基質の燃焼又は熱劣化が生じるレベルまで到達しないことを確実にするという利点をもたらす。

７５０ｇの炭素粉末、５１．７５ｇのクエン酸カルシウム、８４ｇの変性セルロース、２７６ｇの小麦粉、１４１．７５ｇの砂糖及び２１ｇのコーンオイルを５７９ｇの脱イオン水と混合して水性スラリーを形成することにより、本発明の第３の実施形態による可燃性熱源を準備した。

次に、この水性スラリーを、直径が８．７ｍｍの円形断面の中心ダイオリフィスを有するダイを通じて押し出し、長さが約２０〜２２ｍｍ、直径が約９．１〜９．２ｍｍの円柱ロッドを形成した。この円柱ロッド内に、ダイオリフィスの中心に装着された外径が約２ｍｍの円形断面のマンドレルによって単一の長手方向空気流路を形成した。円柱ロッドの押し出し中には、マンドレルの中心を延びる給送路を通じてガラスコーティングスラリーを圧送し、単一の長手方向空気流路の内面上に約１５０〜３００ミクロンの薄いコーティングを形成した。

円柱ロッドを、約２０℃〜２５℃、４０％〜５０％の相対湿度で約１２時間〜約７２時間にわたって乾燥させた後、窒素雰囲気内で７５０°で約２４０分間にわたって熱分解させた。

熱分解後、円柱ロッドを切断し、研磨機を使用して規定直径に成形し、長さが約１１ｍｍ、直径が約７．８ｍｍ及び乾燥質量が約４２５ｍｇの個々の可燃性熱源を形成し、その後１３０℃で約１時間乾燥させた。

図６ａ及び図６ｂに示すように、電気ドリルを使用して、可燃性熱源の上流端から測定した長さが９ｍｍ、直径が１．５ｍｍ〜約１．８ｍｍの４つの等間隔の長手方向溝を各個々の可燃性熱源の円周外面に沿って形成した。注射器を使用して、個々の可燃性熱源の円周外面に沿った長手方向溝の各々の中に、アセトンに１重量パーセントのニトロセルロース結合剤及び６６重量パーセントのジルコニウムを懸濁させた懸濁液を加えた。

その後、個々の可燃性熱源を１３０℃で約１時間乾燥させた。

乾燥した個々の可燃性熱源は、可燃性熱源の約２０乾燥重量パーセントの発火補助剤（ジルコニウム）含有量を有していた。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第３の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第３の実施形態による喫煙物品のその後の燃焼中における可燃性熱源の下流端の温度も喫煙物品内で測定した。

どちらの場合も、従来の黄色い炎のライターを使用して本発明の第３の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

発火時には、本発明の第３の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は可燃性熱源の円周の周囲に配置された４つの長手方向溝内のジルコニウムが酸素と反応した結果、約５００℃まで上昇した。以下の反応スキームに示すように、この反応は強い発熱を伴い、不活性酸化ジルコニウム粒子を生成する。
Ｚｒ＋Ｏ₂→ＺｒＯ₂＋ΔＥ（−１０８１ｋＪ／ｍｏｌ)

図６ｂに示すように、４つの長手方向溝は、可燃性熱源の上流端から下流端までは延びていないが、本発明の第３の実施形態による喫煙物品の耐燃焼性ラッパーの下方までは確実に延びる。従って、この実施形態では、可燃性熱源の上端部の発火時にジルコニウムが酸素と反応した結果生じる熱が、伝導により耐燃焼性ラッパーを介してエアロゾル発生基質に直接伝わる。これにより、本発明の第３の実施形態による喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度が、最初の吸煙時にエアロゾル発生基質から十分な量の揮発性有機アロマ及び香味化合物が発生して感覚的に満足できるエアロゾルが生成されるレベルまで急速に上昇するという利点が得られる。

可燃性熱源の４つの長手方向溝内のジルコニウムと酸素の発熱反応は、耐燃焼性ラッパーを介して喫煙物品のエアロゾル発生基質に伝わる熱と同様に、エネルギーが可燃性熱源全体を通じて半径方向に放射されるほど十分に高エネルギー性のものである。これにより、可燃性熱源内の炭素が燃焼し始める。

ジルコニウムが酸素と反応して酸化ジルコニウムを形成することに起因する初期温度上昇の後には、本発明の第３の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度も、その後の可燃性熱源の燃焼中に約２００℃〜約４００℃の温度まで有利に低下する。本発明の第３の実施形態による可燃性熱源内のジルコニウムと酸素の反応後における可燃性熱源の温度の低下は、本発明の第３の実施形態による喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度が、エアロゾル発生基質の燃焼又は熱劣化が生じるレベルまで到達しないことを確実にするという利点をもたらす。

上述した本発明の第３の実施形態では、可燃性熱源の円周の周囲に配置された４つの等間隔の長手方向溝内にジルコニウムを堆積させた。一方で、本発明による可燃性熱源の円周の周囲に配置した４つよりも多くの又は少ないチャネル内に、可燃性熱源の上流端の発火時にエネルギーを放出するジルコニウム及びその他の材料を堆積又は別様に供給することもできると理解されるであろう。

また、本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の上流端の発火時に他の場所でエネルギーを放出する１種類又はそれ以上の材料を含むこともできると理解されるであろう。

１３５ｇの炭素粉末、１５０ｇの過酸化カルシウム（７５パーセント純度）、１５ｇのカルボキシメチルセルロースを１８０ｇの脱イオン水と混合して粒状混合物を形成することにより、本発明の第４の実施形態による可燃性熱源を準備した。

次に、この粒状混合物を、直径が７．６ｍｍの円形断面の中心ダイオリフィスを有するダイを通じて押し出し、長さが約２０〜２５ｍｍ、直径が約７．８ｍｍの円柱ロッドを形成した。この円柱ロッド内に、ダイオリフィスの中心に装着された外径が約２ｍｍの円形断面のマンドレルによって単一の長手方向空気流路を形成した。単一の長手方向空気流路の内面に粘土コーティングスラリーを施して、単一の長手方向空気流路の内面に約１５０〜３００ミクロンの薄いコーティングを形成した。

この円柱ロッドを、約２０〜２５℃、４０〜５０％の相対湿度で約１２時間〜約４８時間にわたって乾燥させた。乾燥後、円柱ロッドを切断して、長さが約１３ｍｍ、直径が約７．８ｍｍの個々の可燃性熱源を形成した。その後、これらの個々の可燃性熱源を１３０℃で約１時間にわたって乾燥させた。乾燥した個々の可燃性熱源の質量は、約５００ｍｇであった。

乾燥した個々の可燃性熱源は、可燃性熱源の約３８乾燥重量パーセントの発火補助剤（過酸化カルシウム）含有量を有していた。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第４の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図７に示す。

図７に示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して本発明の第４の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

図７には、発火時に本発明の第４の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、可燃性熱源内の過酸化カルシウムが分解した結果、約５００℃〜約６００℃まで急速に上昇することが示されている。

可燃性熱源内の過酸化カルシウムが分解すると同時に、黄色い炎のライターが位置する可燃性熱源の上流端から可燃性熱源の全長にわたって可燃性熱源内の炭素の燃焼が伝播する。このことは、爆燃前部が可燃性熱源の上流端から下流端に向かって下流に移動することに起因して生じる可燃性熱源の表面の色の変化によって明確に示される。

本発明の第４の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は、過酸化カルシウムの分解に起因する初期温度上昇後に、約３７５℃未満の温度まで有利に低下する。

本発明の第４の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源内の過酸化カルシウムの分解に起因する可燃性熱源の初期温度上昇及び急速な発火は、喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度を、最初の吸煙時にエアロゾル発生基質から十分な量の揮発性有機アロマ及び香味化合物が発生して感覚的に満足できるエアロゾルが生成されるレベルまで急速に上昇させるという利点をもたらす。

さらに、本発明の第４の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源内の過酸化カルシウムの分解後における可燃性熱源の温度の低下は、喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度が、エアロゾル発生基質の燃焼又は熱劣化が生じるレベルまで到達しないことを確実にするという利点をもたらす。

表２に示す成分を混合して粒状混合物を形成することにより、表２に示す発火補助剤（過酸化カルシウム）含有量を有する本発明の第５の実施形態及び本発明の第６の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源を実施例４と同様にして準備した。

表２の成分を混合して粒状混合物を形成することにより、表２に示す発火補助剤（過酸化カルシウム）含有量を有する第１の比較用可燃性熱源及び第２の比較用可燃性熱源も実施例４と同様にして準備した。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の上流１ｍｍの位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、（ｉ）本発明の第５の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）本発明の第６の実施形態による喫煙物品、（ｉｉｉ）第１の比較用喫煙物品、及び（ｉｖ）第２の比較用喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図８に示す。

表２

図８に示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して、（ｉ）本発明の第５の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）本発明の第６の実施形態による喫煙物品、（ｉｉｉ）第１の比較用喫煙物品、及び（ｉｖ）第２の比較用喫煙物品、の可燃性熱源の上流端に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

図８には、発火時に、可燃性熱源の約３８乾燥重量パーセントの過酸化カルシウム含有量を有する本発明の第５の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、可燃性熱源内の過酸化カルシウムが分解した結果、約６５０℃〜約７５０℃まで急速に上昇することが示されている。

また、図８には、発火時に、可燃性熱源の約３０乾燥重量パーセントの過酸化カルシウム含有量を有する本発明の第６の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、可燃性熱源内の過酸化カルシウムが分解した結果、約４５０℃〜約５００℃まで急速に上昇することも示されている。

しかしながら、発火時には、可燃性熱源の約２６乾燥重量パーセントの過酸化カルシウム含有量を有する第１の比較用喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度、及び可燃性熱源の約２３乾燥重量パーセントの過酸化カルシウム含有量を有する第２の比較用喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は温度の「上昇」を示していない。

図８に示すように、可燃性熱源内の過酸化カルシウムの量を減らすと、可燃性熱源の上流端の発火時に得られる可燃性熱源の下流端の温度の「上昇」の大きさが減少する。また、やはり図８に示すように、可燃性熱源中の過酸化カルシウムの量を減らすと、可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端が「上昇」温度に達するまでの時間が延びる。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の少なくとも２０乾燥重量パーセントの量の少なくとも１種類の発火補助剤を含んでいなければならない。一方、図８には、可燃性熱源に含まれる特定の少なくとも１種類の発火補助剤に依存して、本発明による可燃性熱源の第１の部分の発火時に可燃性熱源の第２の部分が必要な温度の「上昇」を示すために含まれていなければならない少なくとも１種類の発火補助剤の量を可燃性熱源の約２０乾燥重量パーセントより多くできることが示されている。

１８０ｇの炭素粉末、９０ｇの過酸化カルシウム（７５パーセント純度）、１５ｇのマグネシウム及び１５ｇのカルボキシメチルセルロースを１８０ｇの脱イオン水と混合して粒状混合物を形成することにより、本発明の第７の実施形態による可燃性熱源を準備した。

次に、この粒状混合物を、直径が７．６ｍｍの円形断面の中心ダイオリフィスを有するダイを通じて押し出し、長さが約２０〜２５ｍｍ、直径が約７．８ｍｍの円柱ロッドを形成した。この円柱ロッド内に、ダイオリフィスの中心に装着された外径が約２ｍｍの円形断面のマンドレルによって単一の長手方向空気流路を形成した。単一の長手方向空気流路の内面に粘土コーティングスラリーを施して、単一の長手方向空気流路の内面に約１５０〜３００ミクロンの薄いコーティングを形成した。

この円柱ロッドを、約２０〜２５℃、４０〜５０％の相対湿度で約１２時間〜約４８時間にわたって乾燥させた。乾燥後、円柱ロッドを切断して、長さが約１３ｍｍ、直径が約７．８ｍｍの個々の可燃性熱源を形成した。その後、これらの個々の可燃性熱源を１３０℃で約１時間にわたって乾燥させた。乾燥した個々の可燃性熱源の質量は、約５００ｍｇであった。

乾燥した個々の可燃性熱源は、可燃性熱源の約２８乾燥重量パーセントの発火補助剤（過酸化カルシウム及びマグネシウム）含有量を有していた。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図９ａに示す。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源のその後の燃焼中における可燃性熱源の下流端の温度も喫煙物品内で測定した。この結果を図９ｂに示す。

図９ａ及び９ｂに示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

図９ａには、発火時に、本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、可燃性熱源内の過酸化カルシウムが分解してマグネシウムが酸素と発熱反応した結果、約６００℃〜約７００℃まで急速に上昇することが示されている。

可燃性熱源内の過酸化カルシウムが分解してマグネシウムが酸素と反応すると同時に、黄色い炎のライターが位置する可燃性熱源の上流端から可燃性熱源の全長にわたって可燃性熱源内の炭素の燃焼が伝播する。このことは、爆燃前部が可燃性熱源の上流端から下流端に向かって下流に移動することに起因して生じる可燃性熱源の表面の色の変化によって明確に示される。

本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は、過酸化カルシウムの分解及びマグネシウムと酸素の反応に起因する初期温度上昇後に、図９ｂに示すように約２５０℃〜約４００℃の温度まで有利に低下する。

本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源内の過酸化カルシウムの分解及びマグネシウムと酸素の反応に起因する可燃性熱源の初期温度上昇及び急速な発火は、喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度を、最初の吸煙時にエアロゾル発生基質から十分な量の揮発性有機アロマ及び香味化合物が発生して感覚的に満足できるエアロゾルが生成されるレベルまで急速に上昇させるという利点をもたらす。

さらに、本発明の第７の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源内の過酸化カルシウムの分解及びマグネシウムと酸素の反応後における可燃性熱源の温度の低下は、喫煙物品のエアロゾル発生基質の温度が、エアロゾル発生基質の燃焼又は熱劣化が生じるレベルまで到達しないことを確実にするという利点をもたらす。

５２５ｇの炭素粉末、２２５ｇの炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、５１．７５ｇのクエン酸カリウム、８４ｇの変性セルロース、２７６ｇの小麦粉、１４１．７５ｇの砂糖及び２１ｇのコーンオイルを５７９ｇの脱イオン水と混合して水性スラリーを形成することにより、本発明の第８の実施形態による可燃性熱源を準備した。

次に、この水性スラリーを、直径が８．７ｍｍの円形断面の中心ダイオリフィスを有するダイを通じて押し出し、長さが約２０〜２２ｍｍ、直径が約９．１〜９．２ｍｍの円柱ロッドを形成した。この円柱ロッド内に、ダイオリフィスの中心に装着された外径が約２ｍｍの円形断面のマンドレルによって単一の長手方向空気流路を形成した。円柱ロッドの押し出し中には、マンドレルの中心を延びる給送路を通じてガラスコーティングスラリーを圧送し、単一の長手方向空気流路の内面上に約１５０〜３００ミクロンの薄いコーティングを形成した。

この円柱ロッドを、約２０℃〜２５℃、４０％〜５０％の相対湿度で約１２時間〜約７２時間にわたって乾燥させた後、窒素雰囲気内で７５０°で約２４０分間にわたって熱分解させた。

熱分解後、円柱ロッドを切断し、研磨機を使用して規定直径に成形し、長さが約１１ｍｍ、直径が約７．８ｍｍ及び乾燥質量が約４００ｍｇの個々の可燃性熱源を形成した。

個々の可燃性熱源を１３０°で約１時間にわたって乾燥させた後、硝酸カリウム（ＫＮＯ₃）で飽和した３８重量パーセントの濃度の硝酸水溶液に入れた。

約５分後に個々の可燃性熱源を溶液から取り出し、１３０°で約１時間にわたって乾燥させた。

乾燥後、個々の可燃性熱源を、０．９８ｍｏｌ／Ｌの濃度の塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ₃）水溶液中に入れた。

約３０秒後に個々の可燃性熱源を溶液から取り出し、室温で約１０分、その後１２０°で約１時間乾燥させた。

乾燥した個々の可燃性熱源は、可燃性熱源の約３０〜４０乾燥重量パーセントの発火補助剤（硝酸カルシウム、硝酸カリウム及び塩素酸ナトリウム）含有量を有していた。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第８の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図１０に示す。

図１０に示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して本発明の第８の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

図１０には、発火時に、本発明の第８の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、可燃性熱源内の金属硝酸塩及び金属塩化物塩が分解した結果、約６５０℃〜約７００℃まで急速に上昇することが示されている。

本発明の第８の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は、金属硝酸塩及び金属塩化物塩の分解に起因する初期温度上昇後に、約５００℃未満の温度まで有利に低下する。

３５ｇの炭素粉末、３５．９ｇの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、１６．４ｇのマグネシウム、６ｇのベントナイト及び６．７ｇのカルボキシメチルセルロースを７３．３ｇの脱イオン水と混合して粒状混合物を形成することにより、本発明の第９の実施形態による可燃性熱源を準備した。

次に、この粒状混合物を、直径が７．６ｍｍの円形断面の中心ダイオリフィスを有するダイを通じて押し出し、長さが約２０〜２５ｍｍ、直径が約７．８ｍｍの円柱ロッドを形成した。

この円柱ロッドを、約２０〜２５℃、４０〜５０％の相対湿度で約１２時間〜約４８時間にわたって乾燥させた。乾燥後、円柱ロッドを切断して、長さが約１１ｍｍ、直径が約７．８ｍｍの個々の可燃性熱源を形成した。その後、これらの個々の可燃性熱源を１３０℃で約１時間にわたって乾燥させた。乾燥した個々の可燃性熱源の質量は、約４００ｍｇであった。

乾燥した個々の可燃性熱源は、可燃性熱源の約５２乾燥重量パーセントの発火補助剤（酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）及びマグネシウム）含有量を有していた。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の１ｍｍ上流の位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、本発明の第９の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図１１に示す。

図１１に示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して本発明の第９の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の上流端に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

図１１には、発火時に、本発明の第９の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、可燃性熱源内の酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）とマグネシウムが発熱反応した結果、約１０００℃〜約１１００℃まで急速に上昇することが示されている。

本発明の第９の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）とマグネシウムの発熱反応に起因する初期温度上昇後に、約５００℃未満の温度まで有利に低下する。

表３の成分を混合して粒状混合物を形成することにより、表２に示す発火補助剤（酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）及びマグネシウム）含有量を有する第３の比較用可燃性熱源及び第４の比較用可燃性熱源を実施例８と同様にして準備した。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の上流１ｍｍの位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、（ｉ）本発明の第９の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）第３の比較用喫煙物品、及び（ｉｉｉ）第４の比較用喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図１２に示す。

図１２に示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して、（ｉ）本発明の第９の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）第３の比較用喫煙物品、及び（ｉｉｉ）第４の比較用喫煙物品の可燃性熱源の上流端に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

表３

図１２には、発火時に、可燃性熱源の約５２乾燥重量パーセントの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）及びマグネシウム含有量を有する本発明の第９の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、可燃性熱源内の酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）とマグネシウムが発熱反応した結果、約１０００℃〜約１１００℃まで急速に上昇することが示されている。

しかしながら、発火時には、可燃性熱源の約４８乾燥重量パーセントの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）及びマグネシウム含有量を有する第３の比較用喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度、及び可燃性熱源の約４３乾燥重量パーセントの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）及びマグネシウム含有量を有する第３の比較用喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は温度の「上昇」を示していない。

図１２に示すように、可燃性熱源内の酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）及びマグネシウムの含有量を減らすと、可燃性熱源の上流端の発火時に得られる可燃性熱源の下流端の温度の「上昇」の大きさが減少する。

本発明による可燃性熱源は、可燃性熱源の少なくとも２０乾燥重量パーセントの量の少なくとも１種類の発火補助剤を含んでいなければならない。一方、図１２には、可燃性熱源に含まれる特定の少なくとも１種類の発火補助剤に依存して、本発明による可燃性熱源の第１の部分の発火時に可燃性熱源の第２の部分が必要な温度の「上昇」を示すために含まれていなければならない少なくとも１種類の発火補助剤の量を可燃性熱源の約２０乾燥重量パーセントより多くできることが示されている。

表４の成分を混合して粒状混合物を形成することにより、第５の比較用可燃性熱源及び第６の比較用可燃性熱源を実施例４と同様にして準備した。

喫煙物品の表面の、エアロゾル発生基質の上流１ｍｍの位置（図１に線Ｐ₁で示す）に取り付けた熱電対を使用して、（ｉ）本発明の第４の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）第５の比較用喫煙物品、及び（ｉｉｉ）第６の比較用喫煙物品の可燃性熱源の上流端の発火時における可燃性熱源の下流端の温度を喫煙物品内で測定した。この結果を図１３に示す。

図１３に示すプロファイルを生成するにあたっては、従来の黄色い炎のライターを使用して、（ｉ）本発明の第４の実施形態による喫煙物品、（ｉｉ）第５の比較用喫煙物品、及び（ｉｉｉ）第６の比較用喫煙物品の可燃性熱源の上流端に点火した。その後、喫煙機を使用して、３０秒毎（吸煙頻度）に２秒間（吸煙持続時間）で５５ｍｌの吸煙（吸煙体積）を採取した。

図１３には、発火時に、可燃性熱源の約３８乾燥重量パーセントの過酸化カルシウム含有量を有する本発明の第４の実施形態による喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度が、可燃性熱源内の過酸化カルシウムが分解した結果、約７５０℃〜約８００℃まで急速に上昇することが示されている。

しかしながら、発火時には、発火補助剤を含まない第５の比較用喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度、及び可燃性熱源の約５０乾燥重量パーセントのアルカリ金属燃焼塩（クエン酸カリウム）含有量を有する第６の比較用喫煙物品の可燃性熱源の下流端の温度は温度の「上昇」を示していない。

図１３に示すように、可燃性熱源の少なくとも２０乾燥重量パーセントの量の少なくとも１種類の発火補助剤が存在しなければ、可燃性熱源の第２の部分は、可燃性熱源の第１の部分の発火時に温度の「上昇」を示さない。

また、やはり図１３に示すように、アルカリ金属クエン酸燃焼塩は、たとえ可燃性熱源の少なくとも２０乾燥重量パーセントよりもはるかに多い量が含まれている場合でも、可燃性熱源の第１の部分の発火時に、可燃性熱源の第２の部分の温度の「上昇」を生じるのに十分なエネルギーを放出しない。

２ 喫煙物品
４ 可燃性熱源
４ａ 前部
４ｂ 後部
６ エアゾル発生基質
６ａ 前部
６ｂ 後部
８ 拡張チャンバ
１０ マウスピース
１２ シガレット紙
１４ ガラスコーティング
１６ 中心空気流チャネル
１８ タバコ材料
２０ フィルタプラグラップ
２２ 耐燃焼性ラッパー
２４ 厚紙
２６ セルロースアセテートトウ
２８ フィルタプラグラップ

Claims (20)

1. 喫煙物品（２）のための可燃性熱源（４）であって、炭素と、熱分解温度が約６００℃よりも低い金属硝酸塩、塩素酸塩、過酸化物、テルミット材料、金属間材料、マグネシウム、ジルコニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、前記可燃性熱源の少なくとも約２０乾燥重量パーセントの量で存在する少なくとも１種類の発火補助剤とを含み、
   前記可燃性熱源（４）は、第１の部分及び対向する第２の部分を有し、前記可燃性熱源の前記第１の部分と前記第２の部分の間の少なくとも一部（４ｂ）は、熱伝導性及び実質的に酸素不透過性の一方又は両方である耐燃焼性ラッパー（２２）で包まれ、
   前記可燃性熱源（４）の前記第１の部分の発火時には、前記可燃性熱源（４）の前記第２の部分の温度が第１の温度まで上昇し、前記可燃性熱源（４）のその後の燃焼中には、前記可燃性熱源（４）の前記第２の部分が、前記第１の温度よりも低い第２の温度を維持する、
   ことを特徴とする可燃性熱源（４）。
2. 前記少なくとも１種類の発火補助剤は、前記可燃性熱源の約６５乾燥重量パーセント未満の量で存在する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
3. 前記少なくとも１種類の発火補助剤は、過酸化物を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
4. １種類又はそれ以上の結合剤を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
5. ゴム、変性セルロース及びセルロース誘導体、小麦粉、でんぷん、砂糖、植物油及びこれらの組み合わせから成る群から選択される、１種類又はそれ以上の結合剤と、
   粘土、アルミノケイ酸塩誘導体、アルカリ活性アルミノケイ酸塩、アルカリケイ酸塩、石灰石誘導体、アルカリ土類化合物及び誘導体、並びにアルミニウム化合物及び誘導体から成る群から選択される、１種類又はそれ以上の無機結合剤と、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項４に記載の可燃性熱源（４）。
6. 前記可燃性熱源（４）は、実質的に円柱状であり、前記可燃性熱源の前記第１の部分は、該可燃性熱源の第１の端面であり、前記可燃性熱源の前記第２の部分は、該可燃性熱源の対向する第２の端面である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
7. 前記可燃性熱源の前記第２の部分の前記温度は、少なくとも約３分にわたって前記第２の温度で実質的に安定した状態を保つ、
   ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
8. 前記第１の温度は、約４００℃〜約１２００℃である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
9. 前記第２の温度は、約２００℃〜約１０００℃である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
10. 前記第２の温度は、前記第１の温度よりも低い約２００℃〜約１０００℃である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
11. 前記第１の部分の発火温度は、約２００℃〜約１０００℃である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
12. 前記可燃性熱源の前記第１の部分の発火時には、前記可燃性熱源の前記第２の部分の温度は、約１００℃／秒〜約１０００℃／秒の速度で前記第１の温度まで上昇する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の可燃性熱源（４）。
13. 請求項１から１２のいずれかに記載の可燃性熱源（４）を含む、
    ことを特徴とする喫煙物品（２）。
14. 喫煙物品（２）であって、
    請求項１から１２のいずれかに記載の可燃性熱源（４）と、
    前記可燃性熱源（４）の下流のエアロゾル発生基質（６）と、
    を含み、前記可燃性熱源の前記第１の部分は、該可燃性熱源の上流端であり、前記可燃性熱源の前記第２の部分は、該可燃性熱源の対向する下流端である、
    ことを特徴とする喫煙物品（２）。
15. 前記可燃性熱源の少なくとも後部（４ｂ）は、前記耐燃焼性ラッパー（２２）で包まれる、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の喫煙物品（２）。
16. 前記可燃性熱源の少なくとも後部（４ｂ）及び前記エアロゾル発生基質（６）の少なくとも前部（６ａ）は、前記耐燃焼性ラッパー（２２）で包まれる、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の喫煙物品（２）。
17. 前記エアロゾル発生基質（６）の少なくとも後部（６ｂ）は、前記耐燃焼性ラッパー（２２）で包まれていない、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の喫煙物品（２）。
18. 前記可燃性熱源（４）の前部（４ａ）は、前記耐燃焼性ラッパー（２２）で包まれていない、
    ことを特徴とする請求項１４のいずれかに記載の喫煙物品（２）。
19. 前記可燃性熱源（４）は、実質的にその全長にわたって前記耐燃焼性ラッパー（２２）で包まれる、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の喫煙物品（２）。
20. 前記可燃性熱源（４）は、実質的に円柱状である、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の喫煙物品（２）。

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