JP7198254B2 - 隔離された可燃性熱源を含む喫煙物品 - Google Patents
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Description
可燃性熱源の後面の下流側にあるエアロゾル形成基材と、エアロゾル形成基材及び可燃性熱源の少なくとも後方部分を囲む外側ラッパーと、ユーザによる吸入において喫煙物品を通って空気を吸い込むことができる1又はそれ以上の空気流路と、を備え、可燃性熱源が、使用時に1又はそれ以上の空気流路に沿って喫煙物品を通って吸い込まれる空気が可燃性熱源と直接接触しないように1又はそれ以上の空気流路から隔離されている、喫煙物品を提供するステップを含む。
本発明による喫煙物品で使用するための可燃性の円筒形炭素質熱源は、国際公開特許第2009/074870A2号又は当業者に公知の任意の他の先行技術で説明されるように前処理することができる。国際公開特許第2009/074870A2号で説明するような水性スラリは、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されて、可燃性熱源を作るようになっている。ダイオリフィスは、約20cmから約22cmの長さ及び約9.1cmから約9.2mmの直径を有する円筒形ロッドを形成するように8.7mmの直径を有する。単一の長手方向空気流チャネルは、ダイオリフィスの中心に装着されたマンドレルによって円筒形ロッド内に形成される。マンドレルは、好ましくは、約2mm又は約3.5mmの外径の円形断面を有する。もしくは、3つの空気流チャネルは、ダイオリフィス内に直角で取り付けられた外径約2mmの円形断面の3つのマンドレルを用いて円筒形ロッド内に形成される。円筒形ロッドの押し出し時に、1つ又は複数のマンドレルの中心を貫通して延びる供給通路を通して粘土系コーティングスラリ(自然緑色粘土のような粘土を用いて作られた)を圧送し、1つ又は複数の空気流チャネルの内側表面上に約150ミクロンから約300ミクロンの薄い第2の障壁コーティングを形成する。約12時間から約72時間の間、約40%から約50%の相対湿度で約20℃から約25℃の温度で、円筒形ロッドを乾燥させ、次に、約240分の間、約750℃の窒素雰囲気中で熱分解する。熱分解後、研磨機を用いて円筒形ロッドを所定の直径に切断及び成形し、個々の可燃性炭素質熱源を形成する。切断及び成形後のロッドは、約11mmの長さ、約7.8mmの直径、及び約400mgの乾燥質量を有する。その後、個々の可燃性炭素質熱源は、約1時間の間、約130℃で乾燥させる。
浸漬、ブラッシング、又は噴霧コーティングによって実施例1で説明したように前処理をした可燃性炭素質熱源の後面上に、ベントナイト/カオリナイトの不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングを設ける。浸漬は、濃縮ベントナイト/カオリナイト溶液中への可燃性炭素質熱源の後面の挿入を含む。浸漬のためのベントナイト/カオリナイト溶液は、3.8%のベントナイト、12.5%のカオリナイト、及び83.7%のH2O[m/m]を含有する。可燃性炭素質熱源の後面は、約1秒間ベントナイト/カオリナイト溶液に浸漬し、可燃性炭素質熱源の後面の表面での炭素細孔中への溶液の浸透の結果としてメニスカスが消失する。ブラッシングは、ブラシを濃縮されたベントナイト/カオリナイト溶液中へ浸漬すること、及びブラシ上の濃縮されたベントナイト/カオリナイト溶液を可燃性炭素質熱源の後面の表面が覆われるまで施工することを含む。ブラッシングのためのベントナイト/カオリナイト溶液は、3.8%のベントナイト、12.5%のカオリナイト、及び83.7%のH2O[m/m]を含有する。
実施例1で説明したように噴霧コーティングによって前処理した可燃性炭素質熱源の後面上に、ガラスの不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングを設ける。ガラスによる噴霧コーティングは、微粒子を用いた粉末ガラスの懸濁体で行なう。例えば、37.5%のガラス粉体(3μm)、2.5%メチルセルロース、及び120mPa・sの粘度を有する60%の水、又は37.5%のガラス粉体(3μm)、3.0%ベントナイト粉体、及び60~100mPa・sの粘度を有する59.5%の水のどちらかを含有する噴霧コーティング懸濁体を使用する。表3のガラス1、2、3及び4に対応する組成及び物理的特性を有するガラス粉体を使用することができる。
約20ミクロンの厚さを有するアルミニウムボビンバンドからアルミニウム障壁をレーザ切断することにより、実施例1で説明したように前処理をした可燃性炭素質熱源の後面上にアルミニウムの不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングを設ける。
アルミニウム障壁は、実施例1の可燃性炭素質熱源の断面に一致するよう、直径が約7.8mmで、中心に約1.8mmの外径の単一の孔を有する。代替の実施形態において、アルミニウム障壁は、3つの孔を有し、これらは、可燃性炭素質熱源に設けられた3つの空気チャネルと位置合わせされるように位置決めされる。アルミニウム障壁コーティングは、あらゆる好適な接着剤を用いて可燃性炭素質熱源の後面にアルミニウム障壁を取り付けることにより形成される。
喫煙するための条件
喫煙するための条件及び喫煙機械の規格は、ISO Standard 3308(ISO 3308:2000)に提示されている。調整及び試験するための雰囲気は、ISO Standard 3402に提示されている。ケンブリッジフィルタパッドを用いて、フェノールを閉じ込める。ホルムアルデヒド、アクロレイン、アセトアルデヒド、及びプロピオンアルデヒドを含むエアロゾル中のカルボニルの定量的決定は、UPLC-MSMSによって行なわれる。LC蛍光分析によって、カテーテル、ヒドロキノン、及びフェノールなどのフェノール樹脂の定量的測定を行なう。ISO Standard 8454(ISO 8454:2007)に提示されるように、煙中の一酸化炭素を、ガスサンプリングバッグを用いて閉じ込め非分散型赤外分析器を用いて測定する。
カナダ保健省喫煙形態下で試験したシガレットを、55mlの吸煙容積、2秒の吸煙持続時間、及び30秒の吸煙間隔によって12パフだけ喫煙する。強い喫煙形態の下で試験したシガレットを、80mlの吸煙容積、3.5秒の吸煙持続時間、及び23秒の吸煙間隔によって20パフだけ喫煙する。
本質的に国際公開特許第2009/074870A2号に開示するように、炭素粉体の525g、炭酸カルシウム(CaCO3)の225g、クエン酸カリウムの51.75g、改質セルロースの84g、小麦粉の276g、糖の141.75g、及び脱イオン水の579gを有するトウモロコシ油の21gを混合して水性スラリを形成することによって、点火助剤を含む炭素質可燃性熱源を前処理する。次に、約8.7mmの直径を有する円形断面の中心ダイオリフィスを有するダイを通して水性スラリを押し出すことで、約20cmから約22cmの長さ及び約9.1mmから約9.2mmの直径を有する円筒形ロッドを形成する。単一の長手方向空気流チャネルは、ダイオリフィスの中心に装着されたマンドレルによって円筒形ロッド内に形成する。マンドレルは、好ましくは、約2mm又は約3.5mmの外径を有する円形断面を有する。もしくは、3つの空気流チャネルは、ダイオリフィスに直角に取り付けられた約2mmの外径を有する円形断面の3つのマンドレルを用いて円筒形ロッド内に形成する。円筒形ロッドの押し出し時に、マンドレルの中心を通って延びる供給通路を通して緑色粘土系コーティングスラリを圧送し、単一の長手方向空気流チャネルの内側表面上に約150ミクロンから約300ミクロンの厚さを有する薄い第2の障壁コーティングを形成する。約12時間から約72時間の間、約40%から約50%の相対湿度、約20℃から約25℃で円筒形ロッドを乾燥させ、次に、約240分の間、約750℃の窒素雰囲気内で熱分解する。熱分解後、研磨機を用いて円筒形ロッドを所定の直径に切断及び成形し、約11mmの長さ、約7.8mmの直径、及び約400mgの乾燥質量を有する個々の可燃性炭素質熱源を形成する。個々の可燃性炭素質熱源は、約1時間の間、約130℃で乾燥させ、次に38重量パーセントの濃度を有する硝酸の水溶液中に放置し、硝酸カリウム(KNO3)で飽和させる。約5分後、個々の可燃性炭素質熱源は、溶液から取り出し、約1時間の間約130℃で乾燥させる。乾燥後、個々の可燃性炭素質熱源は、再度38重量パーセントの濃度の硝酸の水溶液中に放置し、硝酸カリウム(KNO3)で飽和させる。約5分後、個々の可燃性炭素質熱源は、溶液から取り出し、約1時間の間、約130℃で乾燥させた後、約1時間の間約160℃で乾燥させ、最後に約1時間の間約200℃で乾燥させる。
点火助剤を含み、1.85mmの直径でベントナイト/カオリナイトの第2の障壁コーティングを有する単一の長手方向空気流チャネルを備える可燃性の円筒形炭素質熱源を実施例6で説明したように前処理する。可燃性の円筒形炭素質熱源は、実施例2で説明したような粘土の不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングを備える。加えて、実施例6で説明したような点火助剤を含み、1.85mmの直径でガラスの第2の障壁コーティングを有する単一の長手方向空気流チャネルを備えた可燃性の円筒形炭素質熱源には、実施例3で説明したような焼結ガラスの不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングを設けた。何れの場合においても、可燃性の円筒形炭素質熱源の長さは、11mmであった。粘土の不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングは、約50ミクロンから約100ミクロンの厚さを有し、ガラスの不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングは、約20ミクロン、約50ミクロン又は約100ミクロンの厚さを有する。上述の可燃性円筒形炭素質熱源を含む70mmの全長を有する、図1a及び2に示す本発明の第1の実施形態による喫煙物品を手で組み立てた。喫煙物品のエアロゾル形成基材は、長さが10mmであり、黄色種タバコを約60重量%、オリエント種タバコを約10重量%、日干乾燥タバコを約20重量%含んでいた。喫煙物品の熱伝導要素は、長さが9mmであり、そのうちの4mmが可燃性熱源の後方部分を覆い、5mmが隣接するエアロゾル形成基材の前方部分を覆っていた。この実施例において、前述の説明で言及した以外は、喫煙物品の特性は、前記の表1に記載した特性と合致した。また、同じ構成であるが不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングを含まない喫煙物品を比較のために手で組み立てた。
実施例7で説明しように前処理され、長さが11mmで、直径1.85mmの単一の長手方向空気流チャネルと、雲母状酸化鉄コーティング(オーストリア国Wolfsberg所在のKaerntner Montanindustrie社によるMiox)である第2の障壁コーティングを有する可燃性の円筒形炭素質熱源は、実施例4で説明したように約20ミクロンの厚さを有するアルミニウムの不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングを備える。上述の可燃性円筒形炭素質熱源を含む70mmの全長を有する、図1a及び2に示す本発明の第1の実施形態による喫煙物品を手で組み立てた。喫煙物品のエアロゾル形成基材は、長さが10mmであり、黄色種タバコを約60重量%、オリエント種タバコを約10重量%、日干乾燥タバコを約20重量%含んでいた。喫煙物品の熱伝導要素は、長さが9mmであり、そのうちの4mmが可燃性熱源の後方部分を覆い、5mmが隣接するエアロゾル形成基材の前方部分を覆っていた。この実施例において、前述の説明で言及した以外は、喫煙物品の特性は、前記の表1に記載した特性と合致した。また、同じ構成であるが不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁コーティングを含まない喫煙物品を比較のために手で組み立てた。
4 可燃性熱源
6 エアロゾル形成基材
8 膨張チャンバ
10 マウスピース
12 外側ラッパー
Claims (13)
- 喫煙物品であって、
前端部及び後端部を有する可燃性熱源と、
前記可燃性熱源の後端部の下流側にあるエアロゾル形成基材と、
前記可燃性熱源の下流側端部と前記エアロゾル形成基材の上流側端部との間に不燃性で実質的に空気不透過性の第1の障壁と、
前記エアロゾル形成基材の下流側にある膨張チャンバと、
前記エアロゾル形成基材及び前記可燃性熱源の少なくとも後方部分を囲む外側ラッパーと、
1又はそれ以上の空気流路であって、ユーザによる吸入において前記1又はそれ以上の空気流路に沿って前記喫煙物品を通って空気を吸い込むことができる、前記1又はそれ以上の空気流路と、
を備え、
前記可燃性熱源が、使用時に前記1又はそれ以上の空気流路に沿って前記喫煙物品を通って吸い込まれる空気が前記可燃性熱源と直接接触しないように前記1又はそれ以上の空気流路から隔離されている、喫煙物品。 - 前記第1の障壁が、前記可燃性熱源の後面上に設けられた第1の障壁コーティングを含む、請求項1に記載の喫煙物品。
- 前記第1の障壁コーティングが蒸着により前記可燃性熱源の後面に起用される、請求項2に記載の喫煙物品。
- 前記1又はそれ以上の空気流路が、前記可燃性熱源に沿って1又はそれ以上の空気流チャネルを含む、請求項1から3の何れか1項に記載の喫煙物品。
- 前記可燃性熱源と、前記1又はそれ以上の空気流チャネルとの間に不燃性で実質的に空気不透過性の第2の障壁を備える、請求項4に記載の喫煙物品。
- 前記第2の障壁が、前記1又はそれ以上の空気流チャネルの内側表面上に設けられた第2の障壁コーティングを含む、請求項5に記載の喫煙物品。
- 前記膨張チャンバが細長い中空管である、請求項1から6の何れか1項に記載の喫煙物品。
- 前記1又はそれ以上の空気流路内に空気を吸い込むため前記可燃性熱源の後面の下流側に1又はそれ以上の空気入口を備える、請求項1~7の何れか1項に記載の喫煙物品。
- 前記可燃性熱源の下流側端部と、前記エアロゾル形成基材の上流側端部との間に1又はそれ以上の第1の空気入口を備える、請求項8に記載の喫煙物品。
- 前記1又はそれ以上の空気流路内に空気を吸い込むため前記エアロゾル形成基材の外周部の周りに1又はそれ以上の第2の空気入口を備える、請求項8又は9に記載の喫煙物品。
- 前記1又はそれ以上の空気流路内に空気を吸い込むため前記エアロゾル形成基材の下流側に1又はそれ以上の第3の空気入口を備える、請求項8、9又は10に記載の喫煙物品。
- 前記1又はそれ以上の空気流路が、前記1又はそれ以上の第3の空気入口から前記エアロゾル形成基材に延びた第1の部分と、前記エアロゾル形成基材から前記喫煙物品の唇側端部に延びた第2の部分とを含む、請求項11に記載の喫煙物品。
- 前記可燃性熱源の後方部分及び前記エアロゾル形成基材の前方部分の周りで直接接触状態にある熱伝導要素を更に備える、請求項1~12の何れか1項に記載の喫煙物品。
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