JP2013532953A - 無煙型香味吸引具 - Google Patents

Abstract

本発明の無煙型香味吸引具は、香味発生体としてのたばこ原料（２０）と、このたばこ原料（２０）から煙を発生させることなくたばこ原料（２０）を加熱し、たばこ原料（２０）から香味成分を放出させる加熱装置、即ち、炭素熱源（１０）及び冷却要素（１６）とを有し、これら炭素熱源（１０）及び冷却要素（１６）は互いに協働してたばこ原料（２０）の加熱温度を５０〜２００℃に維持する。

Description

本発明は、エアロゾルを発生させることなく香味を吸引して味わうことができる無煙型香味吸引具に関する。

シガレットや葉巻等の喫煙物品は、たばこ葉の燃焼により発生した煙（エアロゾル）を媒体として、ユーザが味覚・嗅覚を通じてたばこの香味を味わうための代表的な香味発生製品である。

一方、近年では、たばこ葉を燃焼させることなく、たばこの香味を味わうことができる多様な代替喫煙物品が知られている。この種の代替喫煙物品は大きく分けて非加熱型及び加熱型の２種に分類されるが、何れにしてもたばこ葉を燃焼させないことから、副流煙やその臭気が周囲に及ぼす影響は回避される。

例えば、特許文献１に開示された非加熱型の代替喫煙物品は、空気取り入れ口及び吸い口部を備えたホルダと、このホルダ内に収容された通気性容器とを含み、この通気性容器内にはたばこの香味成分を含浸させたたばこ原料が充填されている。

特許文献１の代替喫煙物品によれば、ユーザはたばこ原料に着火することなく、吸い口部を通じてたばこ原料を通過した空気を吸引し、この空気に含まれたたばこの香味を味わうことができる。

一方、加熱型の代替喫煙物品は熱源の種類や熱源からたばこ原料又は香味発生体までの伝熱方式の相違によって更に細かく分類される。

具体的には、特許文献２〜６に開示された代替喫煙物品は炭素熱源を使用しており、この炭素熱源はその燃焼熱により空気を加熱し、たばこ原料又は香味発生体を加熱すべき高温ガス流を発生させる。加熱型の代替喫煙物品は何れにしても、たばこ原料又は香味発生体の加熱を通じてたばこの香味成分を気化・放出させる。

特許文献７，８に開示された代替喫煙物品もまた炭素熱源を使用している。この場合、炭素熱源の燃焼により発生した熱はたばこ原料又は香味発生体に伝熱され、たばこ原料又は香味発生体を加熱する。

特許文献９〜１３に開示された代替喫煙物品は、熱源として液体又はガスの燃料を使用する。

詳しくは、特許文献９の代替喫煙物品は、触媒を介して液体燃料を燃焼させ、ここでの燃焼熱により発生した高温ガス流はたばこ原料又は香味発生体を加熱する。

特許文献１０の代替喫煙物品は熱源としてアタッチメント型のマイクロガスバーナを備え、このマイクロガスバーナはシガレットを加熱する。

特許文献１０〜１２の代替喫煙物品は、触媒の下でブタンガスを燃焼させ、この燃焼により発生した熱はたばこ原料又は香味発生体に伝熱され、たばこ原料又は香味発生体を加熱する。

特許文献１３の代替喫煙物品はヒートシンクを備え、このヒートシンクはガスライタ（外部熱源）の使用により炙られ、その内部に熱を蓄える。ヒートシンクの熱は揮発コンポーネント（香味発生体）にヒートパイプを介して伝熱され、揮発コンポーネントを加熱する。

特許文献１４〜１７に開示された代替喫煙物品は化学反応熱を使用する熱源を備えている。詳しくは、特許文献１４，１５の代替喫煙物品の熱源は、２種の化学薬剤（例えば生石灰及び水）間の発熱相互作用に基づいて熱を発生し、たばこ原料又は香味発生体を加熱する。特許文献１６，１７の代替喫煙物品の熱源は金属の酸化熱に基づいて熱を発生し、たばこ原料又は香味発生体を加熱する。

特許文献１８〜２１に開示された代替喫煙物品は何れも電気エネルギを使用した熱源を備えている。この熱源は電気エネルギを発熱エネルギに変換し、この熱エネルギによりたばこ原料又は香味発生体を加熱する。

更に、特許文献２２に開示された代替喫煙物品は、たばこ原料への添加物やその加熱条件を規定することで、香味成分の放出効果を向上させている。

特開平02-2331号公報 特開昭63-35468号公報 特開平06-46818号公報 特公平03-45658号公報 特許第3012253号明細書 特開平02-84164号公報 特許第3013914号明細書 国際公開第2009/22232号パンフレット 国際公開第2008/113420号パンフレット 特表2006-504065号公報 国際公開第2007/12007号パンフレット 国際公開第2009/79641号パンフレット 特開2008-35742号公報 米国特許第4892109号明細書 特開平02-190171号公報 特開平06-114105号公報 国際公開第2009/92862号パンフレット 米国特許第5144962号明細書 米国特許第5060671号明細書 国際公開第2004/80216号パンフレット 特表2006-525798号公報 特表昭62-501050号公報

特許文献１の代替喫煙物品の場合、たばこ原料から煙は発生しないが、たばこ原料からの香味成分の放出は少なく、ユーザはたばこ原料の香味を味わううえで、物足りなさを感じる。

この点、特許文献２〜２１の代替喫煙物品は、たばこ原料又は香味発生体が加熱されるので、特許文献１の代替喫煙物品に比べて、たばこ原料又は香味発生体からの香味成分の放出をより増強させる。それ故、ユーザは通常のフィルタシガレットの喫煙から得られる香味感と同程度の香味感を提供できるものと考えられる。しかしながら、たばこ原料又は香味発生体の加熱はエアロゾルの発生を伴うので、特許文献２−特許文献２１の代替喫煙物品は完全な無煙化を達成していない。

一方、特許文献２２の代替喫煙物品は、無煙化及び香味成分の放出量の増強を同時に達成する。しかしながら、特許文献２２の代替喫煙物品には、たばこ原料に多量の水分量、具体的にはたばこ原料１ｇ当たり、０．２５〜７ｇ、好ましくは、１〜５ｇを含ませておくことが要求される。

通常のフィルタシガレットの場合、たばこ原料１ｇに含まれる水分量は０．１〜０．１５ｇであり、そして、比較的多くの水分を含むスヌース等の嗅ぎたばこでさえも、たばこ原料１ｇ当たり０．５ｇの水分量を含ませ得るのが保存性の観点から限界である。このことを考慮すれば、特許文献２２の代替喫煙物品は、たばこ原料の保存性の観点から商品化に好適しない。

一方、保存性を考慮する必要が無くとも、たばこ原料中の水分はたばこ原料の加熱により減少する。それ故、ユーザが吸引動作を繰り返す度に、たばこ原料からの香味成分の放出量が変化し、このことはユーザに違和感を与えてしまう。

本発明の目的は、無煙化と香味感の増強を両立させることができるばかりでなく、ユーザの吸引動作毎の香味成分の放出量を安定させることができる無煙型香味吸引具を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の無煙型香味吸引具は、マウスピースを有するケーシングであって、ユーザが前記マウスピースを通じて吸引したとき、内部に前記マウスピースに向けて導かれる空気流を発生させるケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、前記空気流に香味成分を放出可能な香味発生体と、
前記香味発生体からのエアロゾルの発生を阻止ししつつ香味成分の放出の可能にすべく前記香味発生体を５０〜２００℃の加熱温度に維持する加熱装置であって、
前記ケーシングの先端に取り付けられ、前記空気を加熱するための通気性の炭素熱源と、
前記ケーシング内にて前記炭素熱源と前記香味発生体との間に配置され、前記炭素熱源により加熱された空気を冷却するための通気性且つ不燃性の冷却要素とを含む、加熱装置と
を備える。

上述の無煙型香味吸引具によれば、加熱装置は香味発生体の加熱温度を５０〜２００℃に維持する。それ故、香味吸引具の吸引時、香味発生体はエアロゾル（煙）を発生させることなく、マウスピースに向かう空気流に香味成分を放出する。それ故、香味吸引具は無煙化を達成しつつ、ユーザに香味成分を提供する。

好ましくは、冷却要素は複数の貫通孔を含み、これら貫通孔は冷却要素に５００ｍｍ²以上の熱交換面積を提供する。このような冷却要素の存在は炭素熱源と香味発生体との間に要求される距離を短縮させ、香味吸引具の長さを短くする。

本発明の更なる具体的且つ好適な構成は、添付図面を参照して説明される後述の実施例及びその変形例の説明から明らかとなる。

本発明の無煙型香味吸引具は、香味発生体からエアロゾルを発生させることなく、香味発生体の香味成分を効果的に放出させ、ユーザに香味発生体の香味成分を十分に提供することができる。

第１実施例の無煙型香味吸引具を示した縦断面図である。 炭素熱源の端面の１つの例を示す図である。 炭素熱源の端面の１つの例を示す図である。 炭素熱源の端面の１つの例を示す図である。 第１実施例に係る変形例１(1)の熱源ホルダを示した縦断面図である。 第１実施例に係る変形例１(2)の香味吸引具を示した縦断面図である。 第２実施例の無煙型香味吸引具を示した縦断面図である。 第３実施例の無煙型香味吸引具を示した縦断面図である。 第３実施例に係る変形例３(1)の無煙型香味吸引具を示した縦断面図である。 第３実施例に係る変形例３(2)の無煙型香味吸引具を示した縦断面図である。 第４実施例の無煙型香味吸引具を示した縦断面図である。 第１試験装置の概略図である。 第２試験装置の概略図である。 第３試験装置の概略図である。 第３試験装置にて使用された炭素熱源の端面図である。 図１５の炭素熱源の斜視図である。 第３試験装置を使用して得られた試験結果を示すグラフである。 第４試験装置の概略図である。 第４試験装置にて使用される冷却要素の端面図である。 第４試験装置にて使用される他の冷却要素の端面図である。 第４試験装置を使用した得られた試験結果を示すグラフである。 熱交換面積と冷却要素の出口温度との関係を示したグラフである。

図１に示された第１実施例の無煙型香味吸引具は、炭素燃焼+高温ガス加熱+冷却のタイプに分類され、全体としてロッド形状をなしている。

炭素熱源：
図１の吸引具はその先端に炭素熱源１０を備え、この炭素熱源１０に関して以下に詳述する。

炭素熱源１０は円筒形状をなし、高純度な炭素粒子、不燃添加物、有機又は無機のバインダ及び水からなる混合物を型成形することよって得られる。具体的には、炭素熱源１０は１０〜９９ｗｔ％の炭素配合率を有するか又は１〜１２０ｍｇ／ｍｍの炭素量を有する。

なお、高純度な炭素粒子は、例えば、不活性ガスの雰囲気の下、７５０℃以上の高温で５分以上炭素を加熱して得られる。ここでの加熱処理は、炭素粒子中の不純物である揮発性成分を除去する。この結果、炭素粒子から発生する臭気が低減される。

不燃添加物にはナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム及びケイ素等の炭酸塩又は酸化物を使用でき、不燃添加物は炭素熱源１０中、４０〜８９ｗｔ％含まれている。好ましくは、不燃添加物は炭酸カルシウムである。不燃添加物は省略可能である。

有機バインダは、アルギン酸塩、CMC、EVA、PVA、PVAC及び糖類の何れか１つ、又は、これらのうちの２つ以上の混合物であり、炭素熱源１０中、１〜１０ｗｔ％含まれている。好ましくは、有機バインダはアルギン酸アンモニウムである。

一方、無機バインダは精製ベントナイト等の鉱物系バインダ、又は、コロイダルシリカ、水ガラス及びケイ酸カルシウム等のシリカ系バインダを使用できる。無機バインダは炭素熱源１０中、５〜２０ｗｔ％含まれる。

上述した無機バインダは、炭素熱源１０の燃焼時、煙を発生させないので、有機バインダに比べて優れている。しかしながら、有機バインダが使用される場合、炭素熱源１０は炭化焼成によって得られるのが好ましい。ここでの炭化焼成は炭素熱源１０から有機バインダを除去するので、炭素熱源１０の燃焼時、炭素熱願１０から臭気が発生することはない。なお、炭化焼成の詳細は例えば、特許第3024703号明細書に開示されている。

炭素熱源１０は少なくとも１本の貫通孔１２を有し、この貫通孔１２は炭素熱源１０の軸線方向に延びている。図２〜図４は、炭素熱源１の具体的な端面の形状をそれぞれ示す。図２〜図４から明らかなように、互いに隣接する貫通孔１２は隔壁によって区画され、この場合、隔壁は０．１〜０．５ｍｍの厚みを有する。

熱源ホルダ：
上述の炭素熱源１０は熱源ホルダ１４の先端に取り付けられており、この熱源ホルダ１４に関して以下に詳述する。

熱源ホルダ１４は耐熱性を有し且つ管状をなしている。好ましくは、熱源ホルダ１４はその先端から炭素熱源１０を所定の長さだけ突出させた状態で、炭素熱源１０を保持している。

例えば、熱源ホルダ１４の周壁は積層構造を有する。具体的には、周壁は金属層及び紙層を貼り合わせた貼合材を１枚又は複数枚、熱源ホルダ１４の径方向に重ね合わせることで得られる。しかしながら、周壁の内面は金属層から形成されていなければならない。金属層は例えばアルミニウム合金からなり、そして、周壁に含まれる金属層の合計の厚さは３０μm以上であるのが望ましい。また、紙層はシガレットに使用される巻紙やフィルタシガレットのためのチップペーパの他、一般紙、不燃紙又は難燃紙から得られる。

金属層は熱伝導性に優れているので、炭素熱源１０の燃焼時、紙層が炭素熱源１０からの熱で加熱されるとしても、金属層は紙層の加熱温度を紙層の燃焼温度よりも低い温度に維持する。それ故、紙層の焦げ付きに起因した臭気の発生は抑制される。

熱源ホルダ１４は上述した積層構造の周壁に代えて、不燃素材から形成された周壁、又は、上述した積層構造の周壁からなる周壁部分と不燃素材の周壁からなる周壁部分とを含む複合周壁を有することができる。不燃素材にはセラミック、海泡石、ガラス及び金属等の無機材料の何れか１つ、又は、これらのうちの２つ以上の混合物を使用可能である。

冷却部：
熱源ホルダ１４には冷却要素１６が収容されており、この冷却要素１６は通気性且つ耐熱性を有し、炭素熱源１０に隣接して位置付けられている。冷却要素１６に関して以下に詳述する。

冷却要素１６は、セラミック、海泡石、ガラス、金属、炭酸カルシウム等の無機物や水和物又は吸水性ポリマ等の材料からなる。詳しくは、冷却要素１６は、ハニカム構造、発泡構造又は充填構造を有し、この充填構造はペレット、粒又は繊維状の材料を型内に充填して得られる。
具体的には、冷却要素１６は内部流路を有し、この内部流路における内表面の総面積、即ち、熱交換面積は５００ｍｍ²以上である。好ましくは、冷却要素１６は９０〜９５ｗｔ％の無機物を含む。

更に、冷却要素１６は複合構造を有していてもよく、この複合構造は上述の構造から選択された異なる構造を含み、これら構造は熱源ホルダ１４の軸線方向に隣接又は空間を存して並置されている。なお、冷却要素１６は、水、香料、たばこ成分の抽出液等を含んでいてもよい。

原料ホルダ：
熱源ホルダ１４の基端には原料ホルダ１８が結合されている。この原料ホルダ１８は耐熱性を有し且つ管状をなしている。原料ホルダ１８は紙、金属、合成樹脂、又は、前述した貼合材の積層構造によって形成されている。

たばこ原料：
原料ホルダ１８内には香味発生体としてのたばこ原料２０が収容されている。このたばこ原料２０は、シガレットに使用される一般的な刻たばこ、嗅ぎたばこに使用される粒状のたばこ、ロールたばこ又は成形たばこである。ロールたばこは、シート状の再生たばこをロール状に成形して得られ、内部に流路を有する。成形たばこは粒状のたばこを型成形することによって得られる。

上述のたばこ原料２０には香味発現助剤が添加されていてもよく、この香味発現助剤は、アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属の炭酸塩、炭酸水素塩、酸化物及び水酸化物のうちの少なくとも１つを含む。好ましくは、香味発現助剤は炭酸カリウムである。更に、たばこ原料２０は所望の香料を含んでいてもよい。

詳しくは、たばこ原料２０は、５〜３０ｍｍの長さ及び１０〜１２０mmAqの通気抵抗を有する。ここで、たばこ原料２０の水分量が通常のシガレットに使用される刻たばこの水分量と同程度、即ち、１０〜２０wt%であることに留意すべきである。

なお、本実施例の場合、たばこ原料２０は原料ホルダ１８内にてフロンストッパ２２f及びリアストッパ２２r間に保持されており、これらストッパ２２f，２２rはディスク形状及び通気性を有する。詳しくは、ストッパ２２f，２２rは原料ホルダ１８内の両端にそれぞれ配置され、アセテートや紙等のフィルタ材料、不織布等のメンブレン材料、又は通気性の無機成形品から形成されている。

マウスピース：
原料ホルダ１８の後端にはマウスピース２４が接続されている。マウスピース２４は管状のフィルタホルダ２６を含み、このフィルタホルダ２６は紙又は合成樹脂から形成され、フィルタホルダ２６の後端は吸い口端を形成する。

フィルタホルダ２６にはフィルタ２８が収容されている。このフィルタ２８は中実の円筒形状状をなし、アセテート繊維又は紙等から形成されている。このようなアセテート繊維及び紙はたばこ原料２０の香味成分を吸着し難い性質を有する。フィルタ２８は少なくとも１つの貫通孔を有することもでき、この貫通孔はフィルタ２８をその軸線方向に貫通する。更に、フィルタ２８はシガレットのためのデュアルフィルタ等のように、複数種のフィルタ材の組合せであってもよい。

上述の第１実施例の香味吸引具によれば、ユーザは、香味吸引具の炭素熱源１０に着火した後、マウスピース２４を銜えて吸引することができる。ここでの吸引は、外部から炭素熱源１０の貫通孔１２、熱源ホルダ１４内の冷却要素１６、フロントストッパ２２f、たばこ原料２０、リアストッパ２２f、フィルタ２８及びマウスピース２４を通じてユーザの口腔内に流入する空気流を発生させる。

ここで、空気流が炭素熱源１０の貫通孔１２を通過するとき、空気流は炭素熱源１０の燃焼熱により加熱される。それ故、炭素熱源１０を通過した直後の空気流は高温ガス流を形成する。

高温ガス流は冷却要素１６を通過する際にある程度冷却され、加熱ガス流となる。この加熱ガス流は、たばこ原料２０を通過する際にたばこ原料２０を加熱するが、ここでのたばこ原料２０の加熱はたばこ原料２０を燃焼させないことは勿論、たばこ原料２０からエアロゾル（煙）を発生させることもない。

具体的には、たばこ原料２０の加熱温度は５０〜２００℃の温度範囲に維持される。この温度範囲は香味吸引具が使用される周囲温度（具体的には、５〜３５℃）よりも高いが、炭素熱源１０の発熱温度よりは十分に低い。即ち、冷却要素１６は、炭素熱源１０からたばこ原料２０に伝熱される熱量を抑制する機能を有する。

たばこ原料２０の加熱温度が上述の温度範囲に維持されていれば、たばこ原料２０に含まれる水分等の液がエアロゾル化することはなく、たばこ原料２０の香気成分はたばこ原料２０を通過する加熱ガス流に良好に放出される。しかも、前述の香味発現助剤は、たばこ原料２０から加熱ガス流への香気成分の放出を促進し、更には、マウスピース２４のフィルタ２８に吸着される香気成分の量は少ない。

それ故、香味吸引具はエアロゾルを発生させることなく、たばこ原料２０の香気成分を多量に含んだ加熱ガス流をユーザの口腔内に送り込むことができ、ユーザはたばこ原料２０の香気を十分に味わうことができる。

炭素熱源１０の燃焼時、前述したよう炭素源１０からの煙の発生は極力低減されているので、炭素熱源１０がエアロゾル（煙）の発生源になることもない。

ここで、本発明での無煙とは、香味吸引具の使用時、香味吸引具から発生するエアロゾルが１．０×１０⁵個／ｃｃ以下の濃度であることを示す。ここでのエアロゾルは実質的に不可視であるとともに、その濃度の測定は周囲の空気中のバックグランドの影響により実質的に不能である。

たばこ原料２０の水分量は通常のシガレットに含まれる刻たばこの水分量と同程度であるので、たばこ原料２０が上述の温度範囲で加熱され、たばこ原料２０の水分量が変化しても、ユーザが１回のパフ時に吸い込む加熱ガス流中の香気成分の量はほぼ一定となる。この結果、ユーザはパフを繰り返しても、たばこ原料２０の香味を確実且つ安定して味わうことができる。

なお、たばこ原料２０にたばこ本来の香気成分とは別の香料が含まれている場合、ユーザはその香料をも同時に味わうことになることは言うまでもない。

また、上述の第１実施例の場合、熱源ホルダ１４、原料ホルダ１８及びフィルタホルダ２６は香味引具のケーシングを形成する。これらホルダ１４，１８，２６を互いに連結する際、これらホルダのうち少なくとも２つは一体的に成形されていてもよいし、また、隣接するホルダはチップペーパ等により相互に連結されていてよい。更には、各ホルダは分離可能にして互いに連結されていてもよい。

本発明は上述の第１実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。

以下、変形例や他のタイプの実施例について順次説明する。これらの説明にあたり、説明の重複を避けるため、先に説明した部材や部位と同一の機能をなす部材や部位には同一の参照符号を付して、それらの説明を省略し、相違する点のみを説明する。

図５は、第１実施例の香味吸引具に係る変形例１(1)を示す。
この変形例１(1)の場合、図５から明らかなように炭素熱源１０と熱源ホルダ１４との間には断熱材３０が配置されている。この断熱材３０は管状をなし、例えば無機繊維や無機成形体等の無機物から形成されている。

断熱材３０は、炭素熱源１０から熱源ホルダ１４への伝熱を抑制し、熱源ホルダ１４の焦げ付きに起因した煙の発生を阻止する。また、断熱材３０は炭素熱源１０の外周全体を覆うことができる。この場合、炭素熱源１０の燃焼によって煙が僅かに発生しても、この煙は断熱材３０内にて分散されるので、煙が可視化することはない。

図６は第１実施例の無煙香味吸引具に係る変形例１(2)を示す。
この変形例１(2)の場合、香味吸引具は熱源ホルダ１４、原料ホルダ１８及びフィルタホルダ２６の少なくとも１つに複数の空気流入孔３２を備えている。空気流入孔３２は炭素熱源１０の下流に位置付けられ、対応するホルダの周方向に間隔を存して複配置されている。具体的には、図６の変形例１(2)の場合、空気流入孔３２は熱源ホルダ１４、原料ホルダ１８及びフィルタホルダ２６のそれぞれに配置されている。

ユーザが図６の香味吸引具のマウスピース２４を通じて吸引したとき、外部の空気が空気流入孔３２を通じて対応するホルダ内に流入する。このような空気の流入は前述の高温ガス流又は加熱ガス流の流量を低減させ、流入空気は高温ガス流又は加熱ガス流と混合され、高温ガス流又は加熱ガス流の温度を低下させる。即ち、空気流入孔３２を通じて流入する空気は前述した冷却要素１６の冷却機能を補い、たばこ原料２０の加熱温度を前述した温度範囲内に維持するうえで大きく役立つ。

図７は第２実施例の無煙型香味吸引具を示す。
具体的には、図７の香味吸引具は、炭素燃焼+高温ガス／熱伝導加熱+冷却のタイプに分類される。

この第２実施例の香味吸引具は熱伝導ホルダ５０を備えている。この熱伝導ホルダ５０は熱源ホルダ１４及び原料ホルダ１８を兼用するのみならず、炭素熱源１０の熱をたばこ原料２０まで伝熱する機能を有する。それ故、熱伝導ホルダ５０は高熱伝導材料から形成されている。

第２実施例の場合、ユーザのパフ間にて、炭素熱源１０からたばこ原料２０への加熱ガス流の供給が停止されていても、熱伝導ホルダ５０は炭素熱源１０からの熱をたばこ原料２０に伝熱することができる。それ故、パフ間にあっても、たばこ原料２０は加熱され続け、たばこ原料２０から芳醇な味及び香りを有する香味成分が放出される。

図８は第３実施例の無煙型香味吸引具を示し、この香味吸引具は炭素燃焼+熱伝導加熱のタイプに分類される。

第３実施例の香味吸引具もまた熱伝導ホルダ５０を備えているが、前述の冷却要素１６及びフロントストッパ２２fに代えて不燃材５２を使用する。

この不燃材５２は非通気性且つ耐熱性を有する。具体的には、不燃材５２は無機繊維の充填体又は無機成形体から形成され、図８から明らかなように熱伝導ホルダ５０内にて炭素熱源１０とたばこ原料２０との間に挟み込まれている。

不燃材５２は通気性を有していないので、熱伝導ホルダ５０はその外周に複数の空気流入孔３２を有する。

第３実施例の香味吸引具によれば、炭素熱源１０の燃焼により発生した熱は熱伝導ホルダ５０のみを通じてたばこ原料２０に伝熱され、この伝熱のみでたばこ原料２０は上述した温度範囲内にて加熱される。即ち、熱伝導ホルダ５０は前述した冷却要素１６と同様な働きをなす。この場合、ユーザは、炭素熱源１０の燃焼により生じた燃焼ガスを吸引することもない。

第３実施例の場合、炭素熱源１０は通気性を有する必要はない。このように炭素熱源が非通気性であれば、不燃材５２は通気性を有することができる。即ち、第３実施例の場合、たばこ原料２０内への燃焼ガスの流入を阻止するためには、炭素熱源１０及び不燃材５２の何れか一方が非通気性を有していればよい。

また、炭素熱源１０が通気性を有する場合、炭素熱源１０は図２又は図３に示されているような断面円形を有しているのが好ましい。図２又は図３の炭素熱源１０は図４の炭素熱源１０に比べて、熱伝導ホルダ５０の内周面に対し、広い有効伝熱面積を有する。

図９は、第３実施例の香味吸引具に係る変形例３(1)を示す。
この変形例３(1)の香味吸引具は前述の熱伝導ホルダ５０に代えて熱伝導ロッド５４を備えている。この熱伝導ロッド５４は、炭素熱源１０、不燃材５２及びたばこ原料２０の中央を貫通して延び、炭素熱源１０から突出した外端及びリアストッパ２２rに接触した内端を有する。それ故、この変形例３(1)の場合、炭素熱源１０、不燃材５２及びたばこ原料２０のそれぞれは管状又は環状をなす。

熱伝導ロッド５４は熱伝導率が高い金属、例えばアルミニウム合金から形成され、中実又は、少なくとも一端が閉塞された中空である。中空の熱伝導ロッド５４は中実の熱伝導ロッドに比べて小さい熱容量を有するので、炭素熱源１０からたばこ原料２０への熱伝導を良好且つ迅速に達成する。なお、この場合、熱伝導ロッド５４の外径は１〜５ｍｍ、たばこ原料２０の長さは５〜５０ｍｍである。

図１０は、第３実施例の香味吸引具に係る変形例３(2)を示す。
この変形例３(2)の場合、中空の炭素熱源１０内に熱伝導管５６が同心的に配置されている。この熱伝導管５６は原料ホルダ１８及び熱伝導ロッド５４を兼用する。

詳しくは、熱伝導管５６は、炭素熱源１０の先端面にて開口した空気流入口を有し、その先端部内にはフロントストッパ２２fが配置されている。このフロントストッパ２２fと空気流入口との間には５ｍｍ以上の間隔が確保されている。このような間隔の存在は、炭素熱源１０が着火される際、たばこ原料２０の燃焼を確実に防止する。

炭素熱源１０は外側断熱材５８によって覆われている。この外側断熱材５８は薄肉の管形状なし、通気性、即ち、空気透過性を有する。このような外側断熱材５８は炭素熱源１０からの熱放射を抑制することで、炭素熱源１０の燃焼維持に必要な熱量を保持し、炭素熱源１０の燃焼持続性を担保するうえで大きく役立つ。

熱伝導管５６の熱伝導性が良く、たばこ原料２０が前述の温度範囲を超えて加熱される虞がある場合、炭素熱源１０と熱伝導管５６との間及び熱伝導管５６とたばこ原料２０との間の少なくとも一方には薄肉且つ管状の断熱材（図示しない）が配置される。なお、熱伝導管５６は３〜８ｍｍの外径、２〜７ｍｍの内径を有する。

図１１は、第４実施例の無煙型香味吸引具を示し、この香味吸引具は、炭素燃焼+空気加熱のタイプに分類される。
第４実施例の場合、炭素熱源１０はその中央に空気流入孔６０を有する。この空気流入孔６０は炭素熱源１０の軸線に沿い炭素熱源１０を貫通して延びている。

更に、炭素熱源１０は空気流入孔６０の内面全体覆う耐熱コーティング６２を有する。この耐熱コーティング６２の材料には、例えば、粘土や、酸化鉄、アルミナ、チタニア、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、ゼオライト等の金属酸化物、そして、粘土と２種以上の金属酸化物との混合物を使用できる。

更に、不燃材５２はその中央に貫通孔６４を有し、この貫通孔６４は空気流入孔６０に接続されている。図１１から明らかなように、不燃材５２は延長部を有し、この延長部は炭素熱源１０の後端部を囲んでいる。この場合、不燃材５２は熱源ホルダ１４を兼用する。図１１中、参照符号L1，Ｌ2は、不燃材５２からの炭素熱源１０の突出長さ、不燃材５２による炭素熱源１０の被覆長さ（延長部の長さ）をそれぞれ示す。

第４実施例の香味吸引具によれば、ユーザが炭素熱源１０に着火した後、マウスピース２４を通じて吸引したとき、炭素熱源１０の空気流入孔６０及び不燃材５２の貫通孔６４を通じてたばこ原料２０内に空気が流入し、この空気は炭素熱源１０を通過する過程にて前述した温度範囲に加熱される。それ故、この実施例の香味吸引具もまたエアロゾルを発生させることになく、ユーザの口腔内にたばこ原料２０の香味成分を十分に送出することができる。

前述の説明から明らかなように、本発明の無煙型香味吸引具はその使用時、５０〜２００℃のたばこ原料２０の加熱を要求する。これを検証するため、図１２に示される第１試験装置が準備された。

第１試験装置は、たばこ原料２０が収容された耐熱性のチューブ１００と、このチューブ１００を囲むヒータ１０２とを備え、このヒータはチューブ１００、即ち、たばこ原料２０を２２℃又は５０℃に加熱することができる。なお、たばこ原料２０はバーレーのたばこ葉からなる２３０ｍｇのたばこ粒子及び１４ｍｇの炭酸カリウムを含み、たばこ粒子は０．５〜１．１８ｍｍの粒径を有する。

一方、第１試験装置は、吸引源１０４を更に備え、この吸引源１０４はインピンジャ１０６を介してチューブ１００に接続されている。吸引源１０４はチューブ１００からインピンジャ１０６を通じ、５５ｍｌ／２sec(１puffに相当)の流速にて空気、即ち、ガスを吸引する。

たばこ原料２０が２２℃に加熱された状態で、吸引源１０４はインピンジャ１０６にて吸引ガスをバブリングしながら吸引し、インピンジャ１０６に吸引ガスに含まれるたばこ原料の香味成分（ニコチン）を捕集させた。この結果、捕集された香味成分量は０．７μｇ／puffであった。

また、たばこ原料２０が５０℃に加熱された状態で、インピンジャ１０６に香味成分が同様にして捕集された結果、捕集された香味成分量は９．０μｇ／puffであった。

上述の２つの試験結果は、たばこ原料２０の加熱温度が５０℃である場合には、たばこ原料２０の加熱温度が２０℃である場合に比べて、香味成分の送出量が１桁以上増加されることを示し、このことは、ユーザに香味成分を十分に提供するには、たばこ原料２０が５０℃以上の加熱を要求することを意味する。

一方、図１３は第２試験装置を示す。
第２試験装置は、たばこ原料２０が収容された耐熱性のチューブ１０８を備え、ここのたばこ原料２０はバーレーのたばこ葉からなる３５ｍｇのたばこ粒子を含み、このたばこ粒子は０．５〜１．１８ｍｍの粒径を有する。

チューブ１０８は透明ケース１１０及びマスフローコントローラ１１２を介して吸引ポンプ１１４に接続されており、吸引ポンプ１１４はチューブ１０８から１６５０ｍｌ／minの空気を吸引することができる。

ここで、チューブ１０８に流入される空気の温度を徐々に上昇させながら、吸引ポンプ１１４による上述の吸引動作が繰り返されたとき、空気の温度、即ち、たばこ原料２０の温度が２００℃以下であれば、透明ケース１１０内でのエアロゾル（煙）の発生は確認されなかった。このことは、たばこ原料２０の加熱温度が２００℃以下に維持されているかぎり、たばこ原料２０から煙が発生しないことを保証する。

更に、本発明の無煙型香味吸引具の冷却要素１６は前述したように５００ｍｍ²の熱交換面積を要求する。これを検証するため、図１４に示される第３試験装置が準備された。

第３試験装置は、耐熱性を有した紙製のチューブ１１６を備え、このチューブ１１６はその先端に中空円筒形状の炭素熱源１０ａを有する。この場合、炭素熱源１０ａは押し出し成形によって得られ、８０ｗｔ％の活性炭、１５ｗｔ％の炭酸カルシウム及び５ｗｔ％のカルボキシメチルセルロース(CMC)を含む。詳しくは、図１５及び図１６に示されているように、炭素熱源１０ａは、３ｍｍの内径、６．８ｍｍの外径、１０ｍｍの長さを有する。

チューブ１１６の基端は吸引源（図示しない）に接続され、この吸引源はチューブ１１６から５５ｍｌ／２sec(１puffに相当)の流速にて空気を３０sec間隔で吸引する。更に、チューブ１１６には５個の温度センサ（図示しない）が取り付けられている。これら温度センサは炭素熱源１０ａから５ｍｍ，１０ｍｍ，１５ｍｍ，２０ｍｍ，５０ｍｍの距離をそれぞれ存して位置付けられ、チューブ１１６内の温度を測定可能である。

炭素熱源１０ａが着火された状態で、吸引源が上述の吸引動作を繰り返している間、前記各温度センサはチューブ１１６内の温度をそれぞれ測定し、ここでの測定結果は図１７に示されている。

図１７から明らかなように、チューブ１１６内の温度は炭素熱源１０ａからの距離の増加に連れ、低下される傾向にあるものの、チューブ１１６内の温度を２００℃以下まで低下させる位置は炭素熱源１０ａから５０ｍｍ以上が離れていなければならない。

換言すれば、冷却要素１６を含んでいない第３試験装置の場合、たばこ原料２０からの（エアロゾル）煙の発生を阻止するうえで要求されるたばこ原料２０の加熱温度を２００℃以下に制限するためには、炭素熱源１０ａとたばこ原料２０との間に５０ｍｍ以上の距離を確保しなければならない。

即ち、無煙型香味吸引具が冷却要素１６を含んでいない場合、炭素熱源１０ａとたばこ原料２０との間に５０ｍｍ以上の距離が要求されるのであれば、香味吸引具の長さは極端に長くなり、香味吸引具の実用化が不能となる。

図１８は冷却要素１６の働きを検証するための第４試験装置を示す。
第４試験装置は、第３試験装置に対し、チューブ１１６内に炭素熱源１０ａに隣接して通気性及び耐熱性を有した冷却要素１６が配置され、この冷却要素１６の出口端（下流端）のみに温度センサが配置されている。この温度センサは冷却要素１６の出口でのチューブ１１６内の温度を測定する。

ここで、第４試験装置のために図１９及び図２０にそれぞれ示されるような円筒状の冷却要素１６ａ，１６ｂがそれぞれ複数個ずつ準備された。これら冷却要素１６ａ，１６ｂは何れも押し出し成形によって得られ、９５ｗｔ％の炭酸カルシウム、５ｗｔ％のカルボキシメチルセルロース(CMC)を含む。

冷却要素１６ａ，１６ｂは同一の外径（６．５ｍｍ）を有するが、その内部通路の開口面積は互いに異なる。具体的には、冷却要素１６ａは１７．２ｍｍ²の開口面積を有し、この開口面積は例えば５２個の貫通孔によって実現され、個々の貫通孔は正方形（０．５７ｍｍ×０．５７ｍｍ）の断面形状を有する。この場合、全貫通孔の内面周長は１２０ｍｍである。

一方、冷却要素１６ｂは２４．１ｍｍ²の開口面積を有し、この開口面積は例えば２１個の貫通孔によって実現され、個々の貫通孔は正方形（１．２３ｍｍ×１．２３ｍｍ）の断面形状を有する。この場合、全貫通孔の内面周長は９０．９ｍｍである。

ここで、冷却要素１６ａ，１６ｂの熱交換面積は内面周長×長さで表れることから、長さの異なる冷却要素１６ａ，１６ｂがそれぞれ準備された。

第４試験装置に冷却要素１６ａが取り付けられ、第３試験装置での吸引試験と同様な吸引試験が実施され、この吸引試験は冷却要素１６ａの長さ毎に繰り返された。また、冷却要素１６ｂに対する吸引試験もまた同様に実施された。

図２１及び図２２は試験結果をそれぞれ示す。図２１から明らかなように冷却要素１６ａ，１６ｂの何れも、その長さが増加するに従い、冷却要素１６の出口温度は低下する。

一方、冷却要素１６ａ，１６ｂの熱交換面積に着目すると、冷却要素１６の出口温度、即ち、たばこ原料２０の加熱温度を２００℃以下に維持するためには５００ｍｍ²の熱交換面積が要求されることが分かる。ここで、冷却要素１６ａは４．１７ｍｍ以上の長さを有していれば、５００．４ｍｍ²（＝１２０ｍｍ×４．１７ｍｍ）以上の熱交換面積を有することができ、一方、冷却要素１６ｂは５．５ｍｍ以上の長さを有していれば、５００．５ｍｍ²（＝９１ｍｍ×５．５ｍｍ）以上の熱交換面積を有することができる。

それ故、無煙型香味吸引具に冷却要素１６ａ又は１６ｂが含まれていれば、炭素熱源１０とたばこ原料２０との間に要求される距離（冷却要素１６ａ又は１６ｂの長さ）が大幅に短縮され、無煙型香味吸引具の全長を実用化のレベルまで短くすることができる。

なお、冷却要素１６ａ又は１６ｂは炭素熱源１０とたばこ原料２０との間にて直接的に挟み込まれる必要はなく、炭素熱源１０と冷却要素１６ａ又は１６ｂとの間、又は、冷却要素１６ａ又は１６ｂとたばこ原料２０との間に所定の空間が確保されていてもよい。

また、上述した冷却要素１６ａ又は１６ｂの存在は、たばこ原料２０の加熱温度を２００℃以下に維持するあたり、たばこ原料２０の上流、即ち、炭素熱源１０とたばこ原料２０との間への外部空気の導入を不要にし、また、このような外部空気の導入に起因した炭素熱源１０の着火性の悪化を阻止する。詳しくは、炭素熱源１０の着火時、外部空気の導入は炭素熱源１０を通過する外部空気の量を低減させ、炭素熱源１０の着火性を悪化させる。

本発明は前述した実施例や変形例に制約されるものではなく、更なる変形が可能である。

例えば、香味発生体は、前述のたばこ原料に限らず、セルロース等の基材にたばこ原料の香味成分以外の液又は固形の香料を担持させたものであってよいし、本発明の香味吸引具はその目的から逸脱しない範囲内にて、前述の実施例及び変形例の要素や公知の手段を任意に組合せたものであってもよい。

１０ 炭素熱源
１２ 貫通孔（流路）
１４ 熱源ホルダ（ケーシング）
１６ 冷却要素
１８ 原料ホルダ
２０ たばこ原料（香味発生体）
２４ マウスピース
２８ フィルタ
３０ 断熱材
３２ 空気流入孔（流路）
５０ 熱伝導ホルダ（ケーシング）
５２ 不燃材
５４ 熱伝導ロッド
５６ 熱伝導管
６０ 空気流入孔（流路）

Claims (5)

1. マウスピースを有するケーシングであって、ユーザが前記マウスピースを通じて吸引したとき、内部に前記マウスピースに向けて導かれる空気流を発生させるケーシングと、
   前記ケーシング内に配置され、前記空気流に香味成分を放出可能な香味発生体と、
   前記香味発生体からのエアロゾルの発生を阻止しつつ香味成分の放出を可能とすべく前記香味発生体を５０〜２００℃の加熱温度に維持する加熱装置であって、
   前記ケーシングの先端に取り付けられ、前記空気を加熱するための通気性の炭素熱源と、
   前記ケーシング内にて前記炭素熱源と前記香味発生体との間に配置され、前記炭素熱源により加熱された空気を冷却するための通気性且つ不燃性の冷却要素とを含む、加熱装置と
   を備えた無煙型香味吸引具。
2. 前記冷却要素は複数の貫通孔を含み、これら貫通孔は前記冷却要素に５００ｍｍ²以上の熱交換面積を提供する請求項１に記載の無煙型香味吸引具。
3. 前記冷却要素は前記炭素熱源に隣接して配置されているか、又は、前記炭素熱源との間に所定の空間を介して配置されている請求項２に記載の無煙型香味吸引具。
4. 前記冷却要は無機物を含む請求項３に記載の無煙型香味吸引具。
5. 前記無機物は前記冷却要素に９０〜９５ｗｔ％含まれている請求項４に記載の無煙型香味吸引具。

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