JPS62224277A - 着脱なカ−トリツジを持つパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ この発明は、タバコの煙に似たエアロゾルを発生しかつ
最少型以下の不完全燃焼生成物または熱分解生成物を含
有するパイプに関する。

永年にわたり、特にこの２０〜３０年間にわたり、多く
の喫煙用物品が提案されているが、いずれも消費者の明
白な受認を獲得するには至っていない。

［従来の技術］ 例えば、ランジロツチ（Ｌ　ａｎｚｉ　１ｌｏｔｔｉ）
らによる米国特許第４，３４７，８５５号およびバーネ
ット（Ｂ　ｕｒｎｅｔ）らによる米国特許第４，３９１
゜２８５号明細書にはそれぞれ、エアロゾル発生用物質
を含有する押し出しタバコを使用するパイプ形喫煙用物
品を開示する。

同様にスタイナー（Ｓ　ｔｅｉｎｅｒ）が、米国特許第
４．４７４．１９１号明細書において、種々のパイプの
実施例を含む「喫煙装置」を開示しており、これは、耐
火壁により燃焼チャンバからほぼ隔離された吸気チャネ
ルを備える。スタイナーの装置では、燃料は伝熱壁によ
りエアロゾル発生物質から分離されている。装置の着火
を補助するために、燃焼チャンバと吸気チャネルとの間
に、短く一時的な空気の通過を許容するための手段が提
供される。

しかし、数十年にわたる関心および努力にもかかわらず
、著量の不完全燃焼生成物および熱分解生成物を供給せ
ずに通常のパイプ喫煙に関連する種々の利益および利点
を提供するパイプ形喫煙物品は未だ市販されていない。

［発明の概要］ 本発明は、著量の熱分解生成物もしくは不完全燃焼生成
物の存在なしに、好ましくは、エアロゾル形成剤の大き
な熱分解なく著量のエアロゾルを発生することのできる
パイプに関する。

以上の種々の利益は、（ａ）長さが約３０ｍｍ以下の短
い燃料部材（好ましくは炭素質）およびエアロゾル形成
物質を含み物理的に分離したエアロゾル発生手段を含有
する着脱可能なカートリッジと（ｂ）カートリッジをパ
イプ内に保持するための手段とを備えるパイプを提供す
ることにより得られる。

本発明のパイプは、燃料部材とエアロゾル形成物質の両
方が単一の交換可能なカートリッジ内に包含される点に
おいて特別の利益を有するものである。この種のカート
リッジの使用により、例えばスタイナーなどの従来のパ
イプ形喫煙物品の多段階の再充填問題を回避させる。

本発明のパイプの保持手段は、エアロゾル形成物質がカ
ートリッジからステムを通る通路へ自由に通過可能であ
りそして煙状のエアロゾルとして使用者に付与されるよ
う、ステム通路と整列されており、カートリッジの一端
部を収容するようになされている穴部を有する着脱可能
部材から構成可能である。好ましくは本発明のパイプの
ための保持手段は、用尽カートリッジがパイプ受け口か
ら容易に除去されるようにする取り出し手段を組み込ん
でいる。

好ましくは、カートリッジの燃料部材およびエアロゾル
発生手段は伝熱交換関係にあり、および／もしくはエア
ロゾル形成物質は、ガスおよび蒸気がパイプステムへ通
過できそして使用者に従来のバイブタバコ煙に類似する
ものが付与されるよう複数の通路が設けられる伝熱容器
内に配置される。

カートリッジで使用される燃料部材は、好ましくは長さ
が約２０ｍｍ以下より好ましくは約１５ｍｍ以下であり
、水銀押込みにより測定して少なくとも約０．５ｇ／ｃ
ｃ好ましくは少なくとも約０．７ｇ／ｃｃの密度を有す
る。好ましい燃料部材は通常、一つ以上の長手方向の通
路好ましくは５ないし９つの通路が設けられ、燃料部材
からエアロゾル形成物質への熱移動を制御するのを補助
する。

燃料部材とエアロゾル発生手段との間の伝熱交換関係は
、燃料部材および少なくともエアロゾル発生手段の一部
と接触し好ましくはエアロゾル形成物質のための伝熱容
器を形成する例えば金属性伝熱体などの伝熱部材を提供
することにより実現されるのが好ましい。

ここに開示されるタイプの好ましいカートリッジは特に
有利である。なぜなら高温の燃焼している火錐部が常に
エアロゾル発生手段に接近しており、これは、特に複数
通路の燃料部材および伝熱部材が設けられる実施例にお
いて、エアロゾル発生手段への伝熱を最大にしまた結果
として得られるエアロゾル生成を最大にするからである
。さらに、エアロゾル形成物質は、燃料部材から物理的
に分離されるので、エアロゾル形成物質は、燃焼してい
る火錐部にある温度よりも相当に低い温度に曝されるの
でエアロゾル形成物質の熱分解の可能性を最小限にする
。

エアロゾル発生手段は、エアロゾルに追加の種々のタバ
コ風味を添加するために、タバコの充填物を含むことが
できる。このタバコ充填物は、カートリッジのステム端
部に配置されおよび／もしくはエアロゾル形成物質のた
めの担持体と混合されるのが有効である。例えば着香剤
などの別の秤杆の物質は同様の方法で組み込むことが可
能である。ある実施例においては、タバコ充填物がエア
ロゾル形成物質のための担持体として使用可能である。

タバコまたはタバコ抽出物着香剤が、別のタバコ風味を
提供するために代替え的にまたは付加的に燃料部材に組
み込むことができる。

先に述べた種々の利益に加えて、本発明の好ましいパイ
プは、実質的に空気、炭素酸化物、水、エアロゾル形成
剤、所望される任意の着香剤または所望される揮発性材
料および微量の別の材料から構成される化学的に簡単な
エアロゾルを提供できる。このエアロゾルは、エイムズ
試験により測定される意味ある突然変異活性を何ら有さ
ない。

本明細書に使用する場合、単に説明の目的で、「エアロ
ゾル」という用語は、目に見えるものおよび目に見えな
いもの両者を含め、蒸気、気体、粒子など、特に燃焼し
ている燃料部材からの熱がエアロゾル発生手段内または
その他の物品中に含有される物質に対し作用して発生す
る「煙状物質」として使用者に感知されるような成分を
包含するよう定義される。このように定義される「エア
ロゾル」という用語は、さらにそれらが目に見えるエア
ロゾルを発生するか否かに関係なく、揮発付着香剤およ
び（または）医薬もしくは生理活性剤をも包含する。

本明細書に使用する「伝熱交換関係」という用語は、燃
料部材のほぼ全燃焼期間にわたり、燃焼している燃料部
材からエアロゾル発生手段へ熱を伝達するようなエアロ
ゾル発生手段と燃料部材との物理的配置として定義され
る。伝熱交換関係は、エアロゾル発生手段を燃料部材と
接触配置させこうして燃料部材の燃焼部分にだいし極め
て近傍に配置することにより、および／または燃焼する
燃料部材からエアロゾル発生手段まで熱を運ぶ伝熱部材
を使用することにより達成される。好ましくは、これら
両者の伝熱方法が使用される。

本明細書において、「炭素質」という用語は、主として
炭素からなることを意味する。

［好ましい実施例の詳細な説明］ 第１図および第２図に図示される本発明の実施例は、全
体の大きさが従来のバイブとほぼ同じである。それは、
受け口１２とステム１４と環状の受け口交換部材１６と
着脱可能なカートリッジ１８とを備える従来のバイブ１
０を含む。カートリッジ１８は、伝熱容器２２に挿入さ
れる短い燃焼性の炭素質燃料部材２０を包含し、この伝
熱容器２２は少なくとも一つのエアロゾル形成物質を保
持する支持体２４を包囲している。カートリッジ１８は
受け口交換部材１６にがん合しカートリッジを、従来の
いずれのパイプにおいても有用なものとする。

第１図および第２図に図示の実施例において、炭素質燃
料部材２０は長さが約２０ｍｍ直径が約４．５ｍｍであ
り、そして第４図に図示されるように、７つの通路が設
けられている。伝熱容器２２は、長さが約３０ｍｍ直径
が約４．５ｍｍのアルミニウムなどの金属製の管である
。支持体２４は、例えば２００ｍｇのアルミナ粒状物な
どとすることができ例えばグリセリン、タバコ抽出物お
よび／または着香剤などの一つ以上のエアロゾル形成物
質を保持する。容器２２の底部は支持体２４を保持する
ために封止されるがステム１４の通路２８へのエアロゾ
ル形成ガスの通過を許容するよう少なくとも一つの開口
２７を備える。燃料部材２０は容器２２の開口端部を超
えて約７ｍｍ延長する。

受け口交換部材１６は、カートリッジ１８の底部の約５
ｍｍ上を収容するよう企図されるほぼ環状の部材である
。受け口交換部材１６はまたパイプの受け口１２の底部
にかん合するよう企図されている。環状部材１６の穴部
はバイブのステム１４の通路２８への開口と整列される
ことが好ましい。

例えば図示の種々の実施例などの好ましい実施例におい
て、カートリッジは、バイブ受け口の周縁部を超えて延
長しない。通常、カートリッジの燃料部材の頂部からバ
イブ受け口の周縁部への距離は少なくとも約１ｍｍであ
り好ましくは約３ｍｍ以上である。このカートリッジの
凹みにより、使用者の不注意な操作による着火または燃
焼を招く可能性を減少させる。

第３図に図示されるように、パイプ受け口１２は、カー
トリッジ１８を収容するよう形成することもできまたカ
ートリッジ取出し手段３ｏを備えることもできる。第３
図に図示されるように、この種の−取り出し手段は、カ
ートリッジ１８の底部に係合するよう、バイブ受け口１
２の底部を通じて滑動自在に装着される延長部材３２を
備える。延長部材３２は、ステム１４の通路２８を妨害
することのないよう企図されまた大きめのつまみ３４を
備えることも可能である。

着火すると、燃料部材が燃焼し、エアロゾル発生手段の
エアロゾル形成物質などを揮発するのに使われる熱が発
生する。好ましい燃料部材は比較的短いので、高温の燃
焼している火錐部はエアロゾル発生手段に常に近接して
、エアロゾル発生手段への伝熱を最大化させ、特に好ま
しい伝熱部材を使用する場合には、結果的に得られるエ
アロゾル生成を最大にさせる。

本発明で採用される好ましい燃料部材の燃焼特性および
大きさの小ささは、燃料部材が、数回の吸引で、その暴
露長さの実質的に全長にわたり燃焼を開始することを保
証する。かくして、エアロゾル発生手段近傍の燃料部材
のこの部分は迅速に高温となり、特に初期および中間の
吸引中に、エアロゾル発生手段への伝熱を大幅に増大さ
せる。

エアロゾル発生手段への伝熱の制御は、十分なエアロゾ
ルを発生するために十分な熱を伝達する点および相当な
熱の伝達によりエアロゾル形成物質が分解されることを
回避する点の両方で重要である。伝熱が、エアロゾル形
成物質のための好ましい伝熱容器で使用される熱伝導材
料により促進され、これは、燃料部材から物理的に遠隔
のエアロゾル形成物質のこの部分への熱の分配を助ける
。

これは、特に初期および中間の吸引において、良好なエ
アロゾルの発生を促進する。燃料部材からエアロゾル発
生手段への伝熱の制御は、特に吸引中のエアロゾル発生
手段への高温のガスの迅速な通過を許容する燃料部材の
複数の通路の存在によっても促進される。

エアロゾル形成物質は、燃料部材から物理的に分離され
るので、エアロゾル形成物質は、燃焼している燃料部材
により発生される温度よりも相当に低い温度に曝される
ため、その熱分解の可能性を最小限なものとする。これ
はまた、くすぶり時間中のエアロゾル発生手段からのエ
アロゾル生成をほとんど伴わずに、はとんど吸引中のみ
のエアロゾル生成を生じさせる６ 本発明の好ましい実施例において、短い炭素質の燃料部
材およびエアロゾル発生手段は協働して、事実上各吸引
ごとに著量のエアロゾルを発生することのできるシステ
ムを提供する。数回の吸引の後のエアロゾル発生手段へ
の火錐部の近接は伝熱容器の熱伝導部材とともに、吸引
中および吸引間の比較的長いくすぶりの時間中の両方で
高い伝熱を生じさせる。

通常、本発明のカートリッジで使用される燃焼性の燃料
部材は、直径が少なくとも約２ｍｍ（好ましくは４ｍｍ
ないし８ｍｍ）でありまた長さが通常約３０ｍｍ以下で
ある。燃料部材は、長さが約２０ｍｍ以下が有益であり
、好ましくは長さが約１５ｍｍ以下である。ここに使用
される燃料部材の密度は、水銀ポロシメーター法により
測定して約０．５ｇ／ｃｃから約１．５ｇ／ｃｃの範囲
とされる。好ましくは密度は約０．７ｇ／ｃｃよりも大
きくさらに好ましくは約０．８ｇ／ｃｃよりも大きい。

ここに使用される好ましい燃料部材は、大部分が炭素質
材料から形成される。炭素質燃料材料は長さが約５ｍｍ
ないし１５ｍｍが好ましく、さらに好ましくは約８ｍｍ
ないし１２ｍｍである。これらの燃料部材の炭素含有率
は、好ましくは重量で少なくとも６０ないし７０％、最
も好ましいのは約８０％以上である。高い炭素含有率の
燃料部材が好ましい。なぜならば、それらは、熱分解生
成物および不完全燃焼生成物の発生が最小限でありまた
目に見える副流煙をほとんど発生せずまた灰の発生が最
小限でありまた高い熱容量を有するからである。しかし
、たとえば重量で５０ないし６０％の炭素の低い炭素含
有率の燃料部材は、とくに少量のタバコまたはタバコ抽
出物または非燃焼性の不活性充填物が使用される場合に
は、本発明の技術思想に含まれる。

また好ましくはないが、例えばタバコ、タバコ代替え物
などの別の燃料部材が、これらは先に示されたようにエ
アロゾル形成物質から所望されるレベルのエアロゾルを
発生するためにエアロゾル発生手段に十分な熱を発生お
よび伝達するので、カートリッジで使用可能である。こ
の種の別の材料が使用される場合には、炭素が、好まし
くは重量で少なくとも約２０ないし４０％、より好まし
くは重量で少なくとも約５０％またもつとも好ましくは
重量で少なくとも約６５ないし７０％であり残部が、任
意のバインダー、燃焼改質剤、水分などを含む別の燃料
成分である。

好ましい燃料部材としてまたはこれで使用される炭素質
材料は、当業者に知られている多数の炭素源のいずれか
らも事実上誘導される。好ましくは炭素質材料は、例え
ば木材、綿、レーヨン、タバコ、ココナツト、紙などの
セルロース系材料の熱分解または炭化により得られるが
、炭素質材料は別の種々のもと（５ｏｕｒｃｅ）からも
得られる。

たいていの場合、炭素質燃料部材は、酸化剤を使用する
ことなく、従来のライターにより点火されよう。このタ
イプの燃焼特性が通常、不活性雰囲気または真空のもと
で約４００ないし１０００℃、好ましくは約５００ない
し９５０℃、最も好ましくは約７５０℃の温度で、熱分
解されるセルロース系材料から得られよう、熱分解され
る塊の中央部での温度が、少なくとも例えば約１５分な
どの数分間のあいださきの温度範囲に達しているかぎり
、熱分解時間は重要であるとは考えられない。長時間に
わたり温度を徐々に増加させることによる緩慢な熱分解
により、高い炭素収量とともに均質な材料を生成するこ
とが考えられる。好ましくは、熱分解された材料は、そ
の後冷却され、微粉に粉砕され、そして以後の処理に先
だって、揮発物を除去するために約６５０ないし８５０
℃の温度で、不活性ガス流で加熱される。

たいていの場合で好ましくないけれども、ライターによ
る着火が可能なように、酸化剤の使用を必要とする炭素
質材料は本発明の技術思想に含まれる。なぜならそれら
は残しん防止剤または別のタイプの燃焼改質剤の使用を
必要とする炭素質材料だからである。この種の燃焼改質
剤は種々の特許明細書および刊行物で開示されておりま
た当業者にはよく知られている。

一定の好ましい実施例では、炭素質燃料部材は揮発性有
機材料を実質的に含まない。これにより燃料部材は、例
えば揮発性エアロゾル形成剤または看香剤などの、燃焼
している燃料部材で分解し得る著量の揮発性有機材料は
意図的に含浸ないし混合されないことを意味する。しか
し、燃料部材で炭素により自然に吸収される少量の例え
ば水などの材料はここに存在しつる。同様に、少量のエ
アロゾル形成物質もまたエアロゾル発生手段から移動し
得、かくして燃料部材に存在しつる。

別の好ましい実施例において、おもにエアロゾルに風味
を与えるために、燃料部材は少量のタバコ、タバコ抽出
物および／もしくは他の材料を含むことができる。これ
らの添加物の量は、添加物、燃料部材および所望される
燃焼特性に応じて約２５重量％まで変動しつる。タバコ
および／もしくはタバコ抽出物が、約１０ないし２０重
量％にて炭素質燃料部材に添加されることにより、生成
物のエイムズ試験活性に悪影響を与えることな〈従来の
タバコに似たタバコ風味を主流煙にタバコ芳香を副流煙
に提供する。

好ましい炭素質燃料部材は、圧縮成形または押出し技術
により、炭素粉末およびバインダーから用意される炭素
の圧縮または押出し塊である。この主の燃料部材のため
の好ましい活性炭が、ＰＣＢ−Ｇでありまた好ましい非
活性炭が、ＰｘＣであり、いずれもペンシルバニア州ピ
ッツバーグのカルボン　カーボン　コーボレイション（
ＣａｌｇｏｎＣａｒｂｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
より入手可能である。圧縮成形のための別の好ましい非
活性炭が、テネシー州メンフィスのバラキイ　セルロー
ス　コーボレイション（Ｂｕｃｋｅｙｅ　　Ｃｅ１ｌｕ
ｌｏｓｅ　　Ｃｏｒｐｏｒａ　−ｔｉｏｎｌ　より入手
可能な例えばＧ　ｒａｎｄｅ　Ｐ　ｒａｉｒｉｅＣａｎ
ａｄｉａｎ　Ｋ　ｒａｆｔというクルクを含有しない銘
柄など熱分解された綿または紙から用意される。

この主の燃料部材を用意するのに使用可能なバインダー
は当業者にはよく知られている。好ましいバインダーが
、ナトリウムカルボキシメチルセルロース（ＳＣＭＣ）
であり、これは単独でも使用可能であるが、好ましくは
例えば塩化ナトリウム、バーミキュライト、ベントナイ
ト、炭酸カルシウムなどの材料と一緒が好ましい。別の
有用なバインダーには、例えばグアーガムなどのガム類
および例えばメチルセルロースおよびカルボキシメチル
セルロース（ＣＭＣ）などのべつのセルロース誘導体が
含まれる。

広範な範囲のバインダー濃度が利用できる。バインダー
の量は、燃焼生成物にたいするバインダーの悪影響を最
小限にするために制限されるのが好ましい。一方、製造
中および使用中に燃料部材を一体に保持するためには、
十分な量のバインダーが含有されねばならない。かくし
て、使用される量は、燃料部材での炭素の凝集力に依存
する。

通常は、堅いドウのようなちょう度をもつペーストを作
るために、約５０ないし９９重量％好ましくは約８０な
いし９５重量％の炭素質材料を、約１ないし５０重量％
好ましくは約５ないし２０重量％のバインダーおよび十
分な水と混練りすることにより用意される。例えば約３
５重量％まで好ましくは約１０ないし２０重量％の少量
のタバコ、タバコ抽出物などが、堅ドウちょう度を維持
するために、もし必要ならば追加の水と一緒にペースト
に添加することも可能である。ドウは、次にたとえば標
準のラムまたはピストン押出機などを使用することによ
り所望の形に成形されそして含水率を約２ないし７重量
％へと減するために好ましくは約９５℃で乾燥される。

炭素質燃料部材には好ましくは−またはそれ以上の長手
方向に延長する通路が設けられる。これらの通路は、燃
料部材からエアロゾル発生手段への熱の伝達を助け、こ
れは、十分なエアロゾルを発生するために十分な熱を伝
達する点および大量の熱の伝達によりエアロゾル形成物
質が熱分解されることな回避する点の両方で重要である
。通常、これらの通路は空隙を提供しそして支持体に到
達する加熱ガスの量を増加することにより、支持体への
初期熱伝達を増加させる。これらはまた、燃焼の度合い
を増加するのに貢献する。

これらの通路は、押出し段階中に形成可能である。代替
え的にまたは付加的に、通路は従来の孔あけ技術を使用
して形成可能である。通常、複数の通路（たとえば約５
ないし９またはそれ以上）は、例えば第４図に図示され
るように、特に通路間の間隔が比較的広いのが好ましい
。もし所望されるならば、燃料部材の着火端部は、着火
能力を向上するために、機械加工または成形などにより
直径が減ぜられるかまたはテーパーを付けることも可能
である。

高品質の燃料部材が、（追加の成分と一緒かまたは追加
の成分無しの）炭素／バインダー混合物の薄いスラリー
をシートへ注入成形し、シートを乾燥し、乾燥されたシ
ートを粉末にし、水と一緒に堅ペーストを形成しそして
先に述べたようにべ−ストを押し出すことにより形成す
ることも可能である。

もし所望されるならば、（タバコなどのない）炭素／バ
インダー燃料部材を、成形後例えば２時間のあいだ約６
５０℃に加熱してバインダーを炭素に変換して事実上１
００％の炭素燃料部材を形成するよう熱分解することも
可能である。

本発明の燃料部材はまた、たとえばくすぶり特性を改善
するために残しん防止剤として５重量％までの塩化ナト
リウムなど−またはそれ以上の添加物を、燃焼を改善す
るために含有することも可能である。

また、易燃性を制御するために、約５重量％まで（好ま
しくは１ないし２重量％）の炭酸カルシウムを含むこと
も可能である。例えばカオリン、サーベンティン、アタ
パルジャイトなどのクレーのような物理的特性を改善す
るための添加物もまた使用可能である。

本発明のカートリッジで使用されるエアロゾル発生手段
は、燃料部材から物理的に分離されている。物理的分離
ということにより、エアロゾル形成物質を含有する支持
体ないし容器ないしチャンバは、燃料部材と混合されな
いしまたはその一部でないことを意味する。この配列は
、エアロゾル形成物質の熱分解および副流煙の存在を減
するかまたは除去することを助ける。

燃料部材の一部ではないが、エアロゾル発生手段は、エ
アロゾル発生９手段および燃料部材が伝熱交換関係にあ
るよう、一般に燃料部材に隣接または結合される。好ま
しくは、伝熱交換関係は、燃料部材の着火端部から後退
される、例えば金属箔などの熱伝導部材を提供すること
により実現され、これは、燃焼している燃料部材からエ
アロゾル発生手段へ熱を効率よく伝導または移動させる
。

エアロゾル発生手段のための好ましい容器は、長さが約
５ｍｍから約４０ｍｍ（好ましくは約１５ｍｍから約３
５ｍｍ、最も好ましくは約２０ｍｍから約３０ｍｍ）で
変化可能である。エアロゾル発生手段の直径は少なくと
も約２ｍｍとすべきであり好ましくは約４ｍｍから約８
ｍｍである。

好ましくは、エアロゾル発生手段は一以上のエアロゾル
形成物質を担持する一以上の熱的に安定な物質を包含す
る。ここに使用される「熱的に安定な」材料は、例えば
約４００℃ないし６００℃の制御されるとはいえ高温の
温度に耐えることができ重大な分解または焼けがなく燃
料部材の近傍で結果的に存在可能なものである。この種
の材料の使用は、好ましい実施例でのエイムズ試験活性
の不足により証明されるように、「煙」の組成を簡単な
ものに維持するのに役立つと考えられる。

好ましくはないが、例えば熱破壊可能なマイクロカプセ
ルまたは固体のエアロゾル形成物質などの別のエアロゾ
ル発生手段は、これらはタバコの煙に十分像た十分なエ
アロゾル形成蒸気を放出可能であるので、本発明の技術
思想に含まれる。

エアロゾル形成物質のために担持物（キャリヤ）または
支持体として使用可能な熱的に安定な材料が当業者によ
く知られている。有用な担持物は、多孔質でありまたエ
アロゾル形成化合物な保持しそして燃料部材による加熱
により潜在的なエアロゾル形成蒸気を放出できなくては
ならない。

有用な熱的に安定な材料には、例えば多孔品質炭素、グ
ラファイト、活性または不活性炭素などの吸着剤カーボ
ンおよびコネチカット州ダンバリーのユニオンカーバイ
ド社より入手可能な例えばＰＣ−２５およびＰＣ−６０
などの同様物ならびにカルボン（Ｃａｌｇｏｎ）より入
手可能なＳＱＬカーボンが含まれる。別の適当な材料に
は、例えばセラミック、ガラス、アルミナ、バーミキュ
ライト、ベントナイトなどのクレーなどが含まれる。

炭素およびアルミナ支持体が好ましい。

特に有用なアルミナ支持体が、名称ＳＭＲ−１４−１８
９６のちとにＷ、Ｒ，Ｇｒａｃｅ　＆　　Ｃｏ、の化学
部より入手可能である。使用のまえに、このアルミナは
例えば１０００℃以上の上昇された温度で焼結され、洗
浄され、そして乾燥される。

適当な微粒子支持体が、炭素もしくはタバコもしくは炭
素とタバコとの混合物から、日本のＦｕｊｉＰａｕｄａ
　ｌにＫにより製造され商品名ｒ　Ｍａｒｕｍｅｒｉｚ
ｅｒ」のもとに販売されている機械を使用して−ステッ
ププロセスで複数粒子の凝集物に成形されることも見出
された。この装置はドイツ国特許第３２７７５２０号米
国特許第３２７７５２０号（現在箱２７２１４号として
再発行されている）ならびに日本国発行明細書箱８６８
４／１９６７に開示されている。

本発明のカートリッジで使用されるーまたは複数のエア
ロゾル形成物質は、燃焼している燃料部材からの加熱に
よりエアロゾル発生手段にある温度でエアロゾルを形成
することができなければならない、この種の複数物質は
、炭素、水素および酸素から構成されるのが好ましいが
、別の種々の材料を含有することも可能である。この種
の複数物質は固体、半固体または液体の形態とされる。

複数物質の混合物および／もしくは一物質の沸点または
昇華点は約５００℃まで変化できる。これらの特性を有
する複数物質は、例えばグリセリン、トリエチレングリ
コールおよびプロピレングリコールなどの多価アルコー
ルならびに例えばステアリン酸メチル、ドデカンニ酸ジ
メチル、テトラドデカンニ酸ジメチルなどのモノ−、ジ
ーまたはポリ−カルボン酸の脂肪族エステルを含む。

好ましいエアロゾル形成物質は、多価アルコールまたは
これらの混合物である。より好ましいエアロゾル形成物
質がグリセリン、トリエチレングリコールおよびプロピ
レングリコールから選択される。

支持体材料が、担持体として使用される場合、エアロゾ
ル形成物質は、任意の知られている技術により、支持体
材料に浸透またはこれを被覆するのに十分な濃度で支持
体またはこのなかに分散可能である。例えば、エアロゾ
ル形成物質は、浸せき、噴霧、蒸着または同様の技術に
より稀薄溶液でまたは生のままで付加可能である。固体
の種々のエアロゾル形成成分が最終の支持体の形成に先
だって支持体材料と混合可能でありそして全体に均一に
分配可能である。

液体のエアロゾル形成物質の量は一般に約２０ｍｇから
約１２０ｍｇへ好ましくは約３５ｍｇから約８５ｍｇへ
最も好ましくは約４５ｍｇから約６５ｍｇへ変化可能で
あるが、エアロゾル形成物質の充填度は担持体ごとにお
よびエアロゾル形成物質ごとに変化する。支持体に担持
されるエアロゾル形成剤のできるだけ多くのものが、湿
潤な全粒状物質（ＷＴＰＭ）として使用者に与えられる
べきである。好ましくは支持体に担持されるエアロゾル
形成剤の約２重量％より好ましくは約１５重量％最も好
ましくは２０重量％以上が湿潤な全粒状物質として使用
者に与えられる。

エアロゾル発生手段もまたエアロゾルに風味を付与する
例えばメントール、バニリン、人工コーヒー、タバコ抽
出物、ニコチン、カフェイン、アルコール類などの−ま
たはそれ以上の揮発性の着香剤を含むことも可能である
。それはまた、別の任意の望ましい種々の揮発性の固体
または液体材料を含むことが可能である。

一つの特に好ましいエアロゾル発生手段が、噴霧乾燥さ
れるタバコ抽出物、レブリン酸などのタバコ風味改質剤
、−以上の看香剤およびグリセリンなどのエアロゾル形
成剤を含む先のアルミナ支持体を備える。一定の好まし
い実施例において、この支持体は、例えばｒ　Ｍ　ａｒ
ｕｍｅｒｉｚｅｒ」で製造されるようなタバコ粒子凝集
物と混合可能である。

ここに開示されるタイプの物品は、例えばエフェドリン
、メタプロチルノール（ｍｅｔａｐｒｏｔｅｒｅ　−ｎ
ｏｌ）、ターブタリン（ｔｅｒｂｕｔａｌｉｎ）などの
揮発性の薬理学ないし生理学的活性物質の付与のため、
薬用物品としての使用目的のために利用または修正可能
である。

本発明のカートリッジ製造にて好ましく使用される伝熱
部材は一般に、厚さが約０．０１ｍｍ以下から約０．１
ｍｍまたはそれ以上変化する例えばアルミニウム箔など
の金属製の箔である。伝熱材料の厚さおよび／もしくは
種類は、所望されるいずれの伝熱度をも事実上実現する
ために、（例えばユニオンカーバイド社からのＧ　ｒａ
ｆｏｉｌなどのように）変化可能である。例示の実施例
で示されるように、伝熱材料は好ましくは燃料部材の一
部と接触または重複しそしてエアロゾル形成物質を包囲
する容器を形成する。

好ましくは、伝熱部材は燃料部材の長さのわずか約半分
にわたり延長する。より好ましくは、伝熱部材は重複す
るかそうでなければ燃料部材のわずか後方的５ｍｍで接
°触する。この種の部材は、燃料部材が伝熱部材との接
触位置まで消費されたときに、ヒートシンク（熱引け）
として動作することにより、燃料部材の消火を助ける。

本発明のカートリッジの直径は付与されるべきエアロゾ
ルの量および発生されるべき吸引（Ｐ　ｕｆｆ）の所望
される回数に応じて変化可能である。例えば、例示の１
０ｍｍの燃料部材に対し３０ｍｍ長さの容器は、通常の
喫煙中に十分な量のエアロゾルと一緒に約１０ないし１
５回の吸引を提供する。カートリッジ部材および／もし
くはエアロゾル発生手段の大きさを調整することにより
、発生されるエアロゾル量および得られる吸引の数の両
方が調整できる。

本発明の一定の実施例では、カートリッジは、受け口交
換部材により従来のバイブの受け口に装着される。この
種の交換部材の一つが第１図および第２図に図示されて
いる。この受け口交換部材１６は、耐熱材料好ましくは
バイブに使用されている材料と同様の材料から用意され
るべきである。この種の材料の種々の例が、プライヤ、
クレーなどである。交換部材はバイブ受け口の内側にき
ちんと合うよう形作られねばならない、パイプ受け口の
底部の通気口は、交換部材により閉塞されてはならない
。カートリッジから引き出されるガスが、バイブ受け口
の通気口に流入し、ステムを通りそして従来のバイブタ
バコ煙に似たものが使用者に与えられる。

例えば第３図および第４図に図示されるバイブなどの別
の実施例では、バイブ受け口自体が、アダプター／交換
部材を何ら必要とせずに、本発明のカートリッジを収容
するよう企図可能である。

さらに、この種の実施例では用尽されたカートリッジが
パイプ受け口から容易に除去されるよう、カートリッジ
取出し手段が有効に設けられる。この取出し手段は、カ
ートリッジの底部と接触する滑動可能なシャフトとして
動作し、上方に押圧されるときに、カートリッジに力を
加えてこれを受け口でのその位置から除去する。当業者
はこの開示に基づいて別の取出し手段を容易に想到する
であろう。

本発明の好ましい種々の物品により生成されるエアロゾ
ルは、化学的に簡単であり、本質的に、空気、炭素の酸
化物、任意の所望される着香剤または別の所望される揮
発性材料を含むエアロゾル形成剤、水および微量の別の
材料から構成される６本発明の好ましい種々の物品によ
り生成される湿潤な全粒状物質（ＷＴＰＭ）は、エイム
ズ試験により測定される突然変異活性を全く持たない、
すなわち、本発明の好ましい物品により生成されるＷＴ
ＰＭとこの種の生成物に曝される標準試験微生物に生ず
る復帰突然変異体の数との間に意味のある量応答関係は
ない。エイムズ試験の提案者によれば、意味ある量依存
応答は、試験される生成物での突然変異材料の存在を示
す、エイムズらのＭｕｔ、　Ｒｅｓ、、３１巻、３４７
〜３６４ページ（１９７５）、ナガス　（Ｎａｇａｓｌ
らのＭｕｔ　、　Ｒｅｓ、、４２巻、３３５ページ（１
９７７）を参照されたい。

本発明の好ましい種々の実施例によるべつの利益が、従
来のバイブによる灰と比較して、使用中に生成される相
対的に少ない灰である。好ましい炭素燃料部材が燃焼さ
れると、それは相当に少ない灰の生成と付随して、本質
的に炭素の酸化物に変換される。

本発明の喫煙物品は、本発明の理解を助ける以下の例に
関連して、さらに例解されるが、本発明の限定として構
成されるものではない。ここに報告される全てのパーセ
ンテージは、もし別途に特定されていなければ、重量に
よるパーセントである。全ての温度は、セルシラス度で
表現されておりまた校正されていない。

例 第１図に大略図示されるバイブが以下の仕様にて用意さ
れた。

約４０ｍｍの深さと、約３０ｍｍの外径と約１８ｍｍの
内径を持つ従来のプライアバイブが、約１７ｍｍ幅と約
５ｍｍ厚さと約５ｍｍ直径の中央に穴開けされる穴とを
有しプライアの一部から構成されるアダプターをその内
に挿入することにより変更が加えられた。このアダプタ
ーは、パイプ受け口にきちんと合いそしてパイプ受け口
の底面の上で穴を中心に置く。

炭素は、８時間５５０℃の炭化温度で、Ｇ　ｒａｎｄｅ
　Ｐ　ｒａｉｒｉｅ　　Ｃａｎａｄｉａｎ　Ｋ　ｒａｆ
ｔ　　紙を熱分解することにより用意された。冷却後−
１炭素は約１０ミクロン以下の平均粒度に粉砕された。

粉末状の炭素は窒素掃引ガスの下で８５０℃の温度に加
熱されそして８時間この温度に保持された。約０．８６
ｇ／ｃｃの見掛けの（嵩）密度を有しく１０ｍｍ長、４
．５ｍｍ外径の）燃料部材が、押し出し可能なペースト
を作るために十分な水と一緒に、（８９重量％）の炭素
粉末と（１０重量％の）ＳＣＭＣバインダーと（１重量
％の）炭酸カルシウム（Ｋ、ＣＯ３）　　とを混練りす
ることにより用意された。

燃料部材は、（第４図と同様の）間隔のやや接近した配
列にて（各々約０．６ｍｍ径の）７つの穴と約２．６ｍ
ｍの（燃料部材でこれらの穴を包囲する最も小さい円の
径である）コア径と約０．３ｍｍの大間の間隔と一緒に
押し出された。

エアロゾル発生手段のためのカプセルは、約３２ｍｍ長
で約４．５ｍｍの外径をもつ（Ｎｉｅｍ−ａｎｄ社から
の）引抜きアルミニウム管類から用意された。カプセル
の口側端部を封止するために、カプセルの後方２ｍｍは
クリンプされた。口側端部で、各々約０．６５ｍｍＸ３
．４５ｍｍの二つのスロットが封止壁に切り出された。

８メツシユふるい下ないし１４メツシユふるい上（米国
標準ふるい）の網目大きさをもつ（ＳＭＲ−１４−１８
９６と呼称される）Ｗ、Ｒ。

Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ、社からの（表面積２８０ｍ”／ｇ）
の高表面積のアルミナが、約１４００℃以上好ましくは
約１４ｏＯ℃ないし１５５０℃の均熱温度（ｓｏａｋ　
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で約１時間焼結されそして冷
却された。アルミナは水洗された。

（６４０ｍｇの）アルミナは約１ないし５重量％好まし
くは約３．５重量％の含水率へ乾燥された。この材料は
次に、０．２５重量％のフェニルエチルアルコールと０
．３５重量％のＴ　ａｂａｃ　（チョコレート）とｏ、
３５重量％のコーヒーとから構成される着香混合物およ
び２３３ｍｇのグリセリンで処理される。カプセルは、
約１５重量％のグリセリンが充填され約０．８ｇ／ｃｃ
の密度を持って凝集される（すなわちＭａｒｕｍｅｒｉ
ｚｅｒで処理される）熱風乾燥タバコと先の被処理アル
ミナとの１対１の混合物２００ｍｇで満たされる。

燃料部材は充満されるカプセルの開口端部に約３ｍｍの
深さまで挿入されて、本発明の好ましいカートリッジを
形成した。このカートリッジはパイプ受け口交換部材に
約５ｍｍの深さまで挿入され、これにより燃料部材の頂
部とパイプ受け口の周縁部との間に約３ｍｍの隙間を残
した。

この物品を喫煙すると、行なわれる１１回の各吸引で良
好なエアロゾルの付与が実現した。風味は良好で副流煙
はほとんど無くまた燃料部材消費後の灰もほとんど無か
った。

４・　　の。を目 第１図は、受け口およびステムの一部を除去してカート
リッジおよび受け口交換部材を表示する本発明によるパ
イプの斜視図である。

第２図は、本発明の受け口交換部材およびカートリッジ
の配置を示す第１図のパイプの受けロ／ステム配列体の
断面図である。

第３図は、受け口が本発明のカートリッジを直接収容す
るよう修正され、一つのカートリッジ取り出し手段を図
示する本発明の別のパイプの斜視図である。

第４図は、受け口に対する燃料部材の好ましい相対的大
きさおよび複数の燃料部材通路の一つの好ましい実施例
を示す第３図のパイプの平面図である。

図中の各参照番号が示す名称を以下に掲げる。

１０　パイプ、１２　受け口、１４　ステム、１６　受
け口交換部材、１８　カートリッジ、２０　燃料部材、
２２　伝熱容器、２４　支持体２６　通路、２８　通路
、３０　カートリッジ取り出し手段、３２　長手方向部
材、３４　つまみＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、　４

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）長さが約３０ｍｍ以下の燃料部材と、この燃料部
   材と伝熱交換関係にあり少なくとも一つのエアロゾル形
   成物質を包含する物理的分離エアロゾル発生手段とから
   構成される着脱可能なカートリッジと、 カートリッジをパイプの受け口に保持し、カートリッジ
   の除去および再配置が許容されるようなされる保持手段
   とを備えるパイプ。
2. （２）パイプの受け口からカートリッジを取り出すため
   の手段を備える特許請求の範囲第１項記載のパイプ。
3. （３）保持手段は、パイプのステムの通路と連通する通
   路を有する着脱可能部材を備え、着脱可能部材の通路は
   着脱可能のカートリッジを収容するようなされる特許請
   求の範囲第１項記載のパイプ。
4. （４）カートリッジは、少なくともエアロゾル発生手段
   の一部を包囲する伝熱容器を備える特許請求の範囲第１
   項記載のパイプ。
5. （５）カートリッジは、パイプ受け口の周縁部を越えて
   延長しない特許請求の範囲第１項記載のパイプ。