JPH07145395A - 金属酸化物を含有する炭素質熱源の改良製造方法 - Google Patents
金属酸化物を含有する炭素質熱源の改良製造方法Info
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Abstract
熱源を製造する方法を提供する。熱源は従来の炭素質熱
源よりも実質的に低い発火温度を有し、同時に燃焼した
とき実質的に一酸化炭素を生成しない。 【構成】 炭素及び結合剤材料を所望の形に予備形成
し、次いでこの成形物を金属酸化物プリカーサーを含有
するゾルで処理することによって熱源を作る。金属酸化
物プリカーサーは予備成形した炭素成形物に付着する。
更に処理は付着した金属酸化物プリカーサーを金属酸化
物に変える。
Description
により生成する一酸化炭素の如きガス状副生成物の変
換、及びかかる熱源を製造する方法に関する。本発明の
方法及び熱源は特に米国特許第4991606号に記載
されている喫煙物品の如き喫煙物品に使用するのに好適
である。本発明の熱源は炭素質材料及び重量基準で少量
の金属酸化物を含む。本発明の熱源は低い発火温度及び
高燃焼温度を有する。燃焼したとき、熱源の金属酸化物
成分は、一酸化炭素の実質的に全部を化学的に無害の物
質に変換する。
変換されうる材料は付形品に予備成形される。予備成形
炭素質材料は、続いて金属酸化物に変換されうる金属酸
化物プリカーサーを含むゾルで処理する。これは予備成
形炭素質材料への金属酸化物プリカーサーの付着を生ぜ
しめる。予備成形炭素質材料は更に処理して付着した金
属酸化物プリカーサーを金属酸化物に変換され、かくし
て低発火温度、取扱いに対する耐久性、燃焼中の大発
熱、及び燃焼中の一酸化炭素の低放出を有する熱源を作
り、これは簡単な方法で作ることができる。
に計画された。これらの計画は、熱源を提供するが、本
発明の利点の全てを有する熱源を作らなかった。
6号には、燃焼中不透過性層を形成する濃厚砂糖溶液で
被覆された木炭棒が記載されている。この層は喫煙中形
成されたガスを含有し、形成された熱を集中させると考
えられた。
びEllis 等の米国特許第3356094号には、ニコチ
ン源及びタバコ熱源を含有する喫煙具が記載されてい
る。
は、燃料及び燃料を含浸した少なくとも1種の揮発性物
質からなるタバコ代替物が記載されている。燃料は少な
くとも80重量%の炭素を含有する炭素質材料から作ら
れた可燃性、可撓性かつ自己凝集性の繊維から本質的に
なっている。炭素は、炭素、水素及び酸素のみを含有す
るセルロース基繊維の制御された熱分解の生成物であ
る。
は、タバコ、タバコ代替物、タバコ代替物と炭素の混合
物、他の可燃性材料例えば木材パルプ、ストロー、及び
熱処理されたセルロース又はカルボキシメチルセルロー
スナトリウム(SCMC)及び炭素混合物から押出され
又は成形された環状燃料棒が記載されている。
は、炭素質燃料源を有する置換できるカートリッジを有
するパイプが記載されている。燃料源は少なくとも60
〜70%の炭素、最も好ましくは80%以上の炭素を含
有し、木材、木綿、レーヨン、タバコ、ココナッツ、紙
等の如きセルロース材料の熱分解又は炭素化によって作
られる。
には、0.5g/ccより大なる密度を有する可燃性燃
料要素が記載されている。燃料要素は粉砕された又は再
構成されたタバコ及び/又はタバコ代替物からなり、好
ましくは20〜40重量%の炭素を含有する。
第0117355号には、熱分解したタバコ又は他の炭
素質材料例えばピーナッツ殻、コーヒー豆殻、紙、カー
ドボード、竹又はオークの葉から形成した炭素熱源が記
載されている。
願第0236992号には、炭素燃料要素及び炭素燃料
要素の製造法が記載されている。炭素燃料要素は炭素粉
末、結合剤及び他の追加成分を含有し、炭素60〜70
重量%からなる。
第0245732号には、密度の変化した炭素材料を含
有する急速燃焼セグメントと低速燃焼セグメントを利用
した二重燃焼速度炭素質燃料要素が記載されている。
レーバー床への熱伝達を提供し、満足できぬ喫煙物品、
即ち従来のシガレットの吹かしの数、フレーバー、感覚
に擬することに失敗したものを生ぜしめる欠点がある。
ー床への熱伝達を最大にし、これによって喫煙者による
吸入のためフレーバー床からフレーバーを含んだエアロ
ゾルを放出し、しかも生成する一酸化炭素の量を最少に
した木炭から形成した炭素質熱源を提供することによっ
てこの問題を解した。
発火したとき或る量の一酸化炭素ガスを放出する。更に
これらの熱源中に含有された炭素は、比較的高い発火温
度を有し、従来の炭素質熱源の発火を、通常のシガレッ
トのための正常な点火条件下で困難にしている。
がなされた、この場合熱は電気的に発生せしめられる
(例えばBurruss の米国特許第4303083号、Burr
usの米国特許第4141369号、Gilbert の米国特許
第3200819号、McCormick の米国特許第2104
266号及びWyss等の米国特許第1771366号参
照)。これらの道具は実施不可能で、産業的に成功して
いるのはない。
究ミサイルのデコイ(decoy )として使用可能にする金
属アルミナイドを含有する発火材料を作る計画がなされ
た(例えばBaldi の米国特許第4799979号参
照)。しかしながらこれらの装置は、喫煙物品における
熱源として使用するためには、急速すぎる燃焼と強力す
ぎる熱を生ぜしめる。
れた。
素熱源よりも10倍少ない一酸化炭素を生成する金属炭
化物熱源を目的にしている。
とき一酸化炭素又は酸化窒素を実質的に生成しない金属
窒化物熱源に関する。
第07/556732号は、これも燃焼したとき実質的
に一酸化炭素又は酸化窒素を生成しない炭素及び金属炭
化物を含有する熱源を目的としている。
07/639241号は、これも燃焼したとき実質的に
一酸化炭素を生じない金属炭化物熱源を目的としてい
る。
された発火法を受ける金属炭化物、金属窒化物及び金属
の混合物を含む熱源を目的としている。
第07/732619号は、燃焼したとき一酸化炭素を
実質的に生成しない金属種を含有する炭素質熱源を目的
としている。
とが尚計画されている。
固体支持体上に吸着された酸化触媒が記載されている。
触媒は喫煙物品又はフィルターチップの何れの中にも入
れることができる。
〜313頁(1986年)にはLeary 等が内燃機関によ
って生成される一酸化炭素の酸化のための触媒を述べて
いる。しかしながらこれらの触媒は高価な金属から誘導
される。
〜309頁(1989年)にはHaruta等が、一酸化炭素
の低温変換のための酸化触媒の製造を述べている。
〜309頁(1988年)にはWalker等が、一酸化炭素
及びプロパンの同時酸化のための酸化鉄基触媒を述べて
いる。
04930には、表面上に、一酸化炭素放出を減ずる金
属触媒を被覆した炭素質燃料要素を記載している。
る組成物を作っていない。
ない熱源を提供することが望ましい。
下で容易に点火することができる低い発火温度を有し、
一方で同時にフレーバー床からフレーバーを放出するの
に充分な熱を提供する熱源を提供することも望まれてい
る。
源を提供することも望まれている。
離しない熱源を提供することにある。
って代表的な条件で点火を可能にする低発火温度を有
し、同時にフレーバー床からフレーバーを放出するのに
充分な熱を与える熱源を提供することにある。
で作ることができる耐久性ある熱源を提供することにあ
る。
物を付着させるためゾルを用いることにより、作ること
ができる少量の金属酸化物を含有する耐久性ある炭素質
熱源を提供する。
面との関連における以下の説明から明らかになるであろ
う。各図面において同じ部分は同じ参照符号を用いた。
る。
の長手方向断面図である。
浸漬時間の関数としての炭素質熱源の重量増加%を示
す。
漬時間の関数としてのCO/CO2放出ガスの比を示
す。
ない。燃焼即ち熱及び火を作るため吸入中熱源と酸素の
相互作用は無炎かつ無煙燃焼であるべきである。
もしも多過ぎる熱が、熱源の燃焼帯域から、他の部分へ
導き去られると、その点で燃焼は、温度が熱源の消火温
度以下に下ったときに止まり、点火を困難にし、かつ点
火後も早すぎる自己消火を受ける熱源を生ぜしめる、か
かる早すぎる自己消火は又本質的に100%の燃焼を受
ける熱源を有することによって防止される。
物品のために熱源は多くの追加の要件に合致すべきであ
る。それは喫煙物品の内側に嵌合するのに充分な小ささ
であるべきであり、更に喫煙者にフレーバーを与えるた
めフレーバー床から充分なフレーバーを放出するのに充
分な程ガス流が加熱されることを確実にするに充分な燃
焼熱さでなければならない。従来のシガレットのための
正常な条件の下で容易に点火できるよう充分に低い点火
温度を有する熱源を有することにより、喫煙物品の容易
な点火が達成される。
棒を作るため炭素質材料を使用し、これを次いで本発明
の完成熱源を作るために使用する。炭素は、高炭素収量
を有する各種の炭素質材料、例えば木材、木の皮、ピー
ナッツ殻、ココナッツ殻、タバコ、米殻、又は任意のセ
ルロースもしくはセルロース誘導材料から誘導できる。
これらの炭素生成プリカーサーは、米国特許第3152
985号に記載されている如き、木の皮のフライアッシ
ュ法又は木炭を作るため使用される方法と同様の半酸化
法を用いて炭化する。好ましくは中間物炭素棒を作るた
め、軟木木炭を使用する。軟木木炭は、堅木木炭と同じ
ような密度ではなく、これによって燃焼を容易にする軟
木木炭を作る。
よい。一般に炭素の活性化は炭素の有効表面積を増大す
る。増大した有効表面積は重要である、何故なら、これ
は燃焼点で存在すべき酸素を更に多くすることを可能に
し、従って発火及び燃焼を容易にし、最少の残渣を与え
る。高表面積を有する炭素が望ましい、何故なら、それ
はより熱い燃焼熱源を生ぜしめるからである。しかしな
がら極度に高い表面積材料、即ち1500m2 /gより
上の表面積は、炭素質熱源に不利益である。これは、炭
素材料が大きすぎる有孔度を有し、かかる炭素から作っ
た熱源は構造的に弱く、続く製造中の取り扱いに要求さ
れる耐久性を有しないためである。炭素粒子の表面積は
約200m2 /g〜約800m2 /gの範囲にあるべき
である。これは、熱源の孔中へのゾルの適切な浸入を可
能にし、同時に熱源に充分な構造的安定性を提供する。
するのに重要である。粒子が小さければ小さい程大きな
表面積を与える。これらの炭素粒子の大きさは約300
ミクロンまでであることができる。好ましくはこれらの
炭素粒子は、サブミクロン及び約40ミクロンの平均粒
度を有する。
又はそれらは大きな大きさで作り、所望の大きさに粉砕
することもできる。種々の形成の微粉砕機又は他の粉砕
機を使用して所望の大きさに炭素を粉砕できる。好まし
くはジェットミルを使用する。
剤と混合する。炭素粒子を結合するため使用する結合剤
は、比較的純粋な原材料を用いた2成分結合剤系である
のが好ましい。好ましい結合剤は小麦、大麦、とうもろ
こし、オート麦、米、こうりゃん、マイヨ(Mayo)、又
は大豆の微粉の如き微粉末である。前述したものの中高
蛋白質(12〜16%)又は高グルテン(12〜16
%)の微粉末が好ましい。更に好ましいのは高蛋白質小
麦粉である。粉末中の高蛋白質レベルは、高蛋白質レベ
ルが粉の結合性を増大し、かくして最終の炭素熱源の物
理的強度を増大するから好ましい。別の好ましい結合剤
にはモノサッカライド又はジサッカライド糖があり、好
ましくはシュクロース(テーブルシュガー)がある。シ
ュクロースの使用は必要な粉末の量を減少する。又混合
物の押出しも助ける。これらの結合剤は炭化したとき比
較的反応性の炭素材料を形成する。又1種の粉末の結合
剤又は他の良く知られた結合剤は、例えばナトリウムカ
ルボキシメチルセルロース(SCMC)を用いて炭素熱
源を作ることもできる。SCMCは他の添加剤、例え
ば、塩化ナトリウム、バーミキュル石、ベントナイト又
は炭酸カルシウムと組合せて使用できる。使用できる他
の結合剤には、ガム例えばグアーガム、他のセルロース
誘導体(即ちメチルセルロース、カルボキシメチルセル
ロース及びヒドロキシプロピルセルロース)、澱粉、ア
ルギネート、及びポリビニルアルコールを含む。
の熱伝導率を低下し及び燃焼特性を改良するため結合剤
濃度を最少にすることが好ましい。使用する結合剤は加
熱したとき炭化され、炭素粒子を結合するのに充分な炭
素スケルトン後に残す。炭化法は、熱源の燃焼中非炭化
結合剤から望ましからぬ複雑な生成物が形成される可能
性を最少にする。小さい炭素粒子の使用は少ない結合剤
材料の使用を可能にする。
ため又はさもなくとも熱源の燃焼を助けるために使用す
ることもできる。このことは、低温での又は酸素の低濃
度での又は両方により熱源の燃焼を促進する形をとる。
かかる燃焼添加剤には代表的には酸化剤例えば過塩素酸
塩、塩素酸塩、硝酸塩、過マンガン酸塩、又は燃料要素
よりも急速に燃焼する物質を含む。燃焼添加剤は熱源中
に、熱源の約0.05〜10重量%、好ましくは約0.
2〜4重量%の量で存在させることができる。
1種以上の燃焼添加剤と混合する。好ましい例において
は、約4%〜約45%の高蛋白質小麦粉;約1%〜約1
4%の糖;約20%〜約95%の炭素;及び約8%まで
のクエン酸カリウムを使用する。更に好ましくは約7%
〜約30%の高蛋白質小麦粉;約3%〜約20%の糖;
約50%〜約85%の炭素;及び約2.7%〜約5%の
クエン酸カリウムを使用する。水は、混合物から押出し
できるペーストを形成するのに充分な量で加える。
ができる。混合は各成分の完全分布を確実にすべきであ
る。好ましくは、バッチ式で大容量を混合すべきときに
は、混合は約15分〜約1時間であるべきである。連続
式に少容量を混合すべきときには、混合は僅か数秒を必
要とするにすぎない。
物を形成する任意の方法を使用できる。好ましい方法に
はスリップキャスティング、射出成形、ダイ圧縮を含
み、最も好ましくは押出しである。
混合物に加える結合剤の量を決定する。例えばダイ圧
縮、射出成形及びスリップキャスティングの如き圧力に
依存する製造法は、押出しの如き方法よりも結合剤の少
ない量を必要とする。
ることは当業者には判るであろう。熱源を喫煙物品に使
用すべきときには、熱源からフレーバー床への熱の伝達
を最大にするため、一つ以上の長手方向の空気流通路を
熱源中に形成するとよい。長手方向空気流通路は、熱源
を通って流れる空気への熱伝達を助けるため大きな幾何
学的表面積を有すべきである。長手方向空気流通路の形
及び数は、熱源の内部幾何学的表面積が外部幾何学的表
面積に等しいか又はそれより大であるように選択すべき
である。好ましくは図1に示した如き長手方向空気流通
路を使用するとき、多頂点星形で、各長手方向空気流通
路22を形成することによってフレーバー床への熱伝達
の最高化が達成される。更に好ましくは、図2に示す如
く、各多頂点星は、星の最も内側の縁によって規定され
る小さい内側円周及び長く狭い頂点を有すべきである。
これらの星形長手方向空気流通路は、大きな燃焼面積を
提供し、より大容積の炭素が燃焼中に含まれ、従ってよ
り熱い熱源を生ぜしめる。
)棒と称される細長くされた棒に形成する。生棒の長
さは、静的燃焼時間の量及び喫煙者の吸入数を決定す
る。熱源の好ましい長さは、通常のシガレットの場合と
同じ喫煙者の吸入数及び同じ静的燃焼時間を提供するよ
うにする。従って、好ましくは生棒は長さ約30cmで
ある。熱源のための直径は約3.0mm〜約8.0m
m、好ましくは約4.0mm〜約5.0mmの範囲であ
るとよい。約4.0mmの最終直径が、通常のシガレッ
トの直径より、喫煙物品の直径を大きくすることなく熱
源の周囲の環状空気間隙を可能にする。従って生棒の直
径は約4.0mmであるのが好ましい。
くは約4%〜約6%の水分含有率に乾燥する。乾燥した
生棒は、次いで結合剤を炭化し、生棒から揮発性物質を
追い出すに十分な温度で不活性雰囲気中で焼く。代表的
には、生棒は約260℃〜約1650℃、好ましくは約
760℃〜約980℃の温度で焼く。焼成温度は生棒中
に含有された溶媒を揮発させるのに充分な高さでなけれ
ばならない。この焼成工程で形成する生成物は中間物炭
素棒と称する。
間物炭素棒に変えられたら、それらはゾルで処理する。
適な金属酸化物プリカーサーは一酸化炭素と反応する金
属酸化物に変換できるものである。一酸化炭素と反応す
る金属酸化物は、アルミニウム、クロム、コバルト、バ
ナジン、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウ
ム、白金及びパラジウムの酸化物である。更に好ましく
は金属酸化物は酸化鉄であり、最も好ましくは酸化第二
鉄である。従って好ましい例において、金属酸化物プリ
カーサーには、金属硫酸塩、金属硝酸塩、金属しゅう酸
塩、鉄アセチルアセトネート、水和金属硝酸塩及び金属
塩化物を含み、最も好ましくは硝酸鉄及び水和硝酸鉄で
ある。
ましくはヒドロキシル化有機薬品にはジオール又はトリ
オールがあり、更に好ましくはエチレングリコール又は
プロピレングリコールである。金属酸化物プリカーサー
はヒドロキシル化有機薬品に加える、この場合約60℃
〜150℃に加熱したとき、それは反応して鉄及び有機
種を含有する重合体又はオリゴマー種を形成する。ゾル
粘度は炭素質材料をそれが容易に浸透できない程高くて
はならない。更にゾルは中間物炭素棒によるゾルの吸収
を助けるため良好な湿潤特性を有するのが望ましい。
の方法で製造する。金属酸化物プリカーサーを、金属酸
化物プリカーサー濃度が10重量%になるようエチレン
グリコール中に溶解する。この溶液を、溶液がその粘度
を増大するまで、乾燥雰囲気下に約60℃〜150℃の
高温で撹拌する。この加熱時間は、ゾルが加熱される温
度によって変化する。例えば80℃で加熱されたゾル
は、約10時間後にその粘度の実質的な増大を達成す
る。
が中間物炭素棒を浸透するよう中間物炭素棒を処理する
任意の方法を用いうる。好ましくは中間物炭素棒はゾル
で塗布又は浸漬する。更に好ましくは高速製造を容易に
するため、炭素棒がコンベヤーベルト上で移動するとき
中間炭素棒をゾルで噴霧する。ゾルの噴霧は幾つかの異
なる種類のノズルの何れか一つで達成できる。ガスで助
けられたゾルの高圧噴霧はゾルの多孔質中間物炭素棒中
へゾルの浸透を助長するであろう。ゾルの高圧噴霧は、
製造速度の増大を可能にし、同時に常圧噴霧よりもゾル
を中間物炭素棒中へより深く浸透するのを可能にする。
噴霧は、約0.05μ〜200μ、好ましくは約0.0
5μ〜40μの大きさの範囲でゾルの非常に微細な滴を
作るノズルを用いて行うべきである。
ればなる程、中間物炭素棒中へ浸透するゾルの量(従っ
て金属酸化物プリカーサーの量)が大となる。中間物炭
素棒の処理時間が増大すると、最終熱源の触媒変換特性
を改良する。しかし熱源の発火特性及び物理強度を低下
する。従って最終熱源の所望の触媒特性とその発火及び
物理特性の間のバランスに突き当らなければならない。
このバランスは日常の実験によって見出すことができ
る。
0.5重量%〜6重量%のゾルを噴霧することで所望の
特性を達成することが見出された。中間物炭素棒にゾル
を適用するため浸漬法を用いるときには、5分〜10分
の浸漬時間が、所望の特性を達成することを見出した。
浸漬処理を用いるとき、15分より長い浸漬時間は粉末
状である炭素棒を生ぜしめるであろう。
それは焼いて最終炭素熱源を作る。好ましくは処理した
中間物炭素棒は、ランプ(ramp)加熱サイクルで約90
分間約100℃〜約400℃の温度で焼成する。初め
は、処理した中間物炭素棒から全ての流体を実質的に除
くため、約0.5℃/分〜10℃/分の速度での遅い加
熱を必要とする。液体の蒸発後、ゾルの残存成分は分解
を受けて金属酸化物を形成する。金属硝酸塩を用いたと
き、金属硝酸塩は金属酸化物に分解できなければならな
い、さもないと熱源の燃焼中分解したとき金属硝酸塩
は、熱源を喫煙物品に使用したとき望ましからぬ副生成
物である酸化窒素を発生する。ゾルの酸化物への分解百
分率は熱重量分析(TGA)で測定できる。
理した中間物炭素棒の加熱は付着した金属酸化物プリカ
ーサーを金属酸化物又は混合金属酸化物に変換するばか
りでなく、処理した中間物炭素棒を乾燥する。更に酸化
鉄プリカーサーをゾル中で使用したとき、この低温処理
は、高度に活性な状態で酸化鉄(Fe3 O3 )の形成を
可能にする。
〜6%以下で熱源の燃焼時に発生する一酸化炭素の量に
対して逆に関係することが判った。中間物炭素棒の重量
を越えて最終熱源の重量での検知しうる増大があるべき
である。この重量増大は金属酸化物の添加によって生ず
る。発火特性を最良にし、一酸化炭素発生の減少につい
ての有利な効果を最大にするため、この重量増加は約
0.1%〜約20%であるべきである。好ましくは熱源
は、約4%〜約6%の金属酸化物により重量増大を受け
る。
金属酸化物及び有効酸素の量を最適なものにする。理論
的には密度は、グラファイトの形での純粋炭素に実質的
に類似した2.25g/ccという大きさであることが
できる。しかしながら密度が大きすぎるようになると、
熱源の低空隙容積は、燃焼時点での利用しうる酸素が少
なくなり、点火及び燃焼維持を難しくする。しかしこの
問題は熱源に燃焼添加剤を加えることによって解決でき
る。使用できる燃焼添加剤は前述したものが挙げられ、
硝酸カリウム、塩素酸カリウム、過塩素酸カリウム、硝
酸アンモニウム及び過塩素酸アンモニウムを含み、点火
温度を触媒するのに非常に少量で非常に有効である。燃
焼添加剤は結合剤と同時に加える。燃焼添加剤を熱源に
加えるならば、密な熱源、即ち2.25g/ccに近い
密度を有する小さい空隙容積を有する熱源を使用するこ
とができる。好ましくは熱源の密度は約0.4g/cc
〜2.25g/ccであり、最も好ましくは約0.5g
/cc〜1.5g/ccである。
と、及び棒をゾルに曝す回数は、熱源中に付着し、最終
的に見出される金属酸化物の量に効果を有することは当
業者には判るであろう。例えば2分未満の1回浸漬は一
般に約5%未満の重量増大を生ぜしめる。より大なる量
の金属酸化物は、棒をゾルに曝す回数、曝露時間又はそ
の両方を増大することによって付着させることができ
る。
O〕をエチレングリコールに溶解することによって作っ
た。エチレングリコール中の硝酸鉄の濃度は10重量%
であった。次に溶液を窒素流の下で80℃で撹拌した。
80℃で10時間後、溶液はその流動性を失い、実質的
にその粘度を増大した。ゾルを3時間200℃で空気中
で乾燥したとき、それは暗褐色粉末を形成した。ゾル及
び形成した暗褐色粉末の特性化を、TGA及びX線粉末
回折を用いて行った。この結果、220℃で全てのエチ
レングリコールが蒸発し、ゾル中に存在する重合体又は
オリゴマー種が分解したことを示した。赤外分光分析及
びX線粉末回折は、得られた粉末が結晶質Fe2 O3 で
あることを示した。ゾルのTGAは鉄金属の濃度の計算
を可能にし、作られたゾルが鉄金属2.0重量%を含有
することを示した。
処理 実施例1の酸化鉄ゾル中に2分間中間物炭素棒を浸漬
し、次いで2時間空気中で150℃で乾燥して中間物炭
素棒内に酸化鉄を付着させた。付着した酸化鉄から、最
終炭素熱源の5%の重量増加が生じた。
実施例2と同じ方法を行った。浸漬時間に対する最終炭
素熱源の形成された重量増加を図3に示す。
い)、20%酸素/80%窒素雰囲気中で行った。浸漬
時間に対するCO/CO2 放出ガスの比の変動(FTI
R分光分析法で測定)を図4に示す。CO/CO2 比
は、対照炭素ペレット(酸化鉄を充填しなかった)に対
するよりも、酸化鉄充填炭素ペレットに対する方が非常
に低い。2分の浸漬時間が、CO/CO2 比(1%)に
ついて最小の観察を生じた。
トのくん煙中に放出された熱を測定した。結果を下表1
に示す。
い一酸化炭素を形成する熱源を作るため、金属酸化物プ
リカーサーを含有するゾルと炭素質材料を接触させる方
法を提供することが判る。当業者は、例示のために示
し、限定するものでない望ましい例以外に本発明を実施
できることは認めるであろう。
断面図である。
数としての炭素質熱源の重量増加%を示す。
数としてのCO/CO2 放出ガスの比を示す。
Claims (29)
- 【請求項1】 炭素質材料を金属酸化物プリカーサーを
含有するゾルで処理することを特徴とする炭素質材料及
び金属酸化物を含有する熱源の製造方法。 - 【請求項2】 (a) ヒドロキシル化有機薬品及び金属酸
化物プリカーサーを混合してゾルを形成し; (b) 工程(a) からの混合物を加熱し; (c) 炭素質材料をゾルで処理し;そして (d) 工程(c) の生成物を加熱する ことを含むことを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項3】 炭素質材料を、工程(c) 及び工程(d) 中
で連続的に輸送することを特徴とする請求項2の方法。 - 【請求項4】 工程(c) の生成物を、約60分間150
℃〜300℃で加熱することを特徴とする請求項2又は
3の方法。 - 【請求項5】 ヒドロキシル化有機薬品が、エチレング
リコール又はプロピレングリコールであることを特徴と
する請求項2,3又は4の方法。 - 【請求項6】 金属酸化物プリカーサーが、金属しゅう
酸塩、金属アセチルアセトネート、金属硫酸塩、金属硝
酸塩、水和金属硝酸塩又は金属塩化物であることを特徴
とする請求項1〜5の何れか1項の方法。 - 【請求項7】 金属酸化物プリカーサーが水和硝酸鉄で
あることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項の方
法。 - 【請求項8】 金属酸化物プリカーサーが、硝酸鉄であ
ることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項の方法。 - 【請求項9】 金属酸化物プリカーサーがしゅう酸鉄で
あることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項の方
法。 - 【請求項10】 金属酸化物プリカーサーが鉄アセチル
アセトネートであることを特徴とする請求項1〜6の何
れか1項の方法。 - 【請求項11】 炭素質材料を、1分〜10分間ゾルで
処理することを特徴とする請求項1〜10の何れか1項
の方法。 - 【請求項12】 炭素質材料を、塗布、又は浸漬により
ゾルで処理することを特徴とする請求項1〜11の何れ
か1項の方法。 - 【請求項13】 炭素質材料を噴霧によりゾルで処理す
ることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項の方
法。 - 【請求項14】 炭素質材料が約30cmの長さ及び
3.0mm〜8.0mmの直径を有する炭素棒であるこ
とを特徴とする請求項1〜13の何れか1項の方法。 - 【請求項15】 ゾルで処理する前の炭素質材料より生
成物の重量増加が0.1%〜20%であることを特徴と
する請求項1〜14の何れか1項の方法。 - 【請求項16】 ゾルで処理する前の炭素質材料より生
成物の重量増加が2%〜15%であることを特徴とする
請求項1〜15の何れか1項の方法。 - 【請求項17】 ゾルで処理する前の炭素質材料より生
成物の重量増加が4%〜8%であることを特徴とする請
求項1〜16の何れか1項の方法。 - 【請求項18】 生成物の密度が0.5g/cm3 〜7
g/cm3 であることを特徴とする請求項1〜17の何
れか1項の方法。 - 【請求項19】 生成物の密度が1g/cm3 〜4g/
cm3 であることを特徴とする請求項1〜18の何れか
1項の方法。 - 【請求項20】 炭素質材料が燃焼添加剤を含むことを
特徴とする請求項1〜19の何れか1項の方法。 - 【請求項21】 燃焼添加剤が、過塩素酸塩、塩素酸
塩、硝酸塩又は過マンガン酸塩であることを特徴する請
求項20の方法。 - 【請求項22】 炭素質材料の表面積が0.5m2 /g
〜2000m2 /gであることを特徴とする請求項1〜
21の何れか1項の方法。 - 【請求項23】 炭素質材料の表面積が100m2 /g
〜800m2 /gであることを特徴とする請求項1〜2
2の何れか1項の方法。 - 【請求項24】 金属酸化物の表面積が4.0m2 /g
〜200m2 /gであることを特徴とする請求項1〜2
3の何れか1項の方法。 - 【請求項25】 金属酸化物の粒度が20nm〜40μ
mであることを特徴とする請求項1〜24の何れか1項
の方法。 - 【請求項26】 金属酸化物の粒度が80nm〜5μm
であることを特徴とする請求項1〜25の何れか1項の
方法。 - 【請求項27】 金属酸化物が、アルミニウム、クロ
ム、コバルト、バナジウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガ
リウム、インジウム、白金、パラジウム、又は鉄の酸化
物例えば酸化第二鉄であることを特徴とする請求項1〜
27の何れか1項の方法により作った炭素及び金属酸化
物を含有する炭素質熱源。 - 【請求項28】 請求項1〜27の何れか1項の方法に
より作った炭素質熱源を含有することを特徴とする喫煙
物品。 - 【請求項29】 炭素質熱源が請求項27によるもので
あることを特徴とする請求項28の喫煙物品。
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