JP5816360B2 - 香味吸引具及び炭素熱源 - Google Patents
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Description
(1−1)香味吸引具の全体概略構成
図1は、第1実施形態に係る香味吸引具10の全体概略構成図である。また、図2は、香味吸引具10の軸線方向に沿った断面図である。
次に、炭素熱源20の構成について具体的に説明する。上述したように、炭素熱源20は、軸線AX方向において、ホルダ30に隣接し、かつ少なくとも一部がホルダ30から突出するように設けられる第1部分21と、第1部分21に隣接し、かつホルダ30から突出するように設けられる第2部分22とを有する。第1実施形態では、第1部分21と第2部分22とは、一体として形成されている。
次に、炭素熱源20の第1部分21に含まれる延焼防止剤の特性について説明する。第1部分21に含まれる延焼防止剤は、炭素熱源20の燃焼温度において不燃性であり、炭素熱源20の燃焼温度以下において吸熱反応を生じることが好ましい。また、吸熱反応として熱分解を生じる場合、熱分解生成物の少なくとも一つが炭素熱源20の燃焼温度において不燃性かつ不揮発性であることが好ましい。
・ 炭素熱源の燃焼温度(800℃〜1200℃)において不燃性である
・ 当該燃焼温度以下で融解ないしは熱分解などによる吸熱反応を生じる
・ 熱分解を生じる場合、少なくとも一つの熱分解生成物は当該燃焼温度において不燃性かつ不揮発性である。
次に、延焼防止剤の添加方法について説明する。延焼防止剤を含む第1部分21は、炭素熱源20の一部に延焼防止剤の溶液、懸濁液、ペースト、粉粒体を浸漬、噴霧、溶射、湿潤、塗工などの方法で添加することで作製できる。
次に、炭素熱源20のその他の特徴について説明する。
炭素熱源20の第2部分22には、表1で挙げた無機物質のうちの少なくとも一種をさらに含んでもよい。この場合、第2部分22に含まれる無機物質の炭素熱源20に対する含有率は、第1部分21に含まれる延焼防止剤の炭素熱源20に対する含有率よりも小さいことが好ましい。
・ 炭素熱源の燃焼温度(800℃〜1200℃)において不燃性
・ 無機物質または炭素熱源の燃焼温度以下で生成する少なくとも一つの熱分解物が、炭素熱源の燃焼温度以下で融解する。
炭質材料は、加熱処理などによって揮発性の不純物を除去したものを用いることが望ましいが、これに限定されるものではない。炭質材料は、10wt%〜99wt%の範囲で含むことができ、30wt%〜70wt%であることが好ましく、40wt%〜50wt%とすることが、十分な熱量供給及び灰の飛散防止などの燃焼特性の観点から望ましい。
バインダとしては、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、アルギン酸アンモニウムなどの有機系バインダ、精製ベントナイトなどの鉱物系、またはコロイダルシリカ、水ガラス及びケイ酸カルシウムなどのシリカ系バインダを含む無機系バインダといった、当業者に公知のバインダを用い得る。
不燃添加物としては、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ケイ素などからなる炭酸塩または酸化物を使用でき、40〜89wt%含むことができる。特に、炭酸カルシウムを炭素熱源20中に40wt%〜55wt%含むことが好ましい。
次に、香味吸引具10を構成する炭素熱源20の実施例について説明する。
(1−6.1.1)炭素熱源の組成・作製方法
以下の方法によって、表2に示す組成の炭素熱源20を作製した。
・ 活性炭86g、炭酸カルシウム(CaCO3)117gにエーテル化度0.6のCMC10.8gを混合し、さらに塩化ナトリウム2.2gを含む水250gを混合する
・ 上述した混合物を混練の後、外径6mm、内径4mmの円筒形状となるよう押出成型する
・成型物を乾燥後、13mmの長さに切断し、炭素熱源20を得る。
上述した方法で作製した炭素熱源にNaCl水溶液を含浸させ、表3に示す試験用熱源A〜Fを作製した。
・ 内径5mmのチューブに13mmの熱源を10mm挿し込み、1000ml/分の空気を流しながら、それぞれのサンプルについて表3に示した濃度のNaCl水溶液に210秒間浸する
・ 試験用熱源を取り出し後、60℃で6時間乾燥し、NaCl含浸熱源を得る
1mm当NaCl含有量=
(含浸後熱源乾燥重量−未含浸熱源乾燥重量)/ 熱源中NaCl含浸部長さ
以下の方法によって、模擬喫煙評価を実施した。
・ 内径6mmの紙管に熱源を3mm挿し込み、ボルグワルド社製喫煙器にセットする
・ 電気ライターで熱源を8秒間加熱後、それぞれのサンプルについて表3に示した容量で吸引し着火する
・ 上記容量で吸引する操作を30秒間隔で繰り返す
・ NaCl含浸部位にて延焼の防止可否を目視で確認する
上述した評価の結果を表4に示す。
(1−6.2.1)試験サンプル
CaCO3、Mg(OH)2、液体ガラスの効果を検証するため、押出成形により、表5に示す組成であり、図3に示す形状を有する炭素熱源20の試験サンプルを作製した。
・1mm当延焼防止剤含有量=延焼防止剤添加量/熱源中の含浸部長さ
以下の方法によって、模擬喫煙評価を実施した。
・ 内径6mmの紙管に熱源を3mm挿し込み、ボルグワルド社製喫煙器にセットする
・ 電気ライターで熱源を8秒間加熱後、それぞれのサンプルについて55ml/2secで吸引し着火する
・ 上記容量で吸引する操作を15秒間隔で繰り返す
・ 延焼防止剤の含有部において燃焼が停止した場合、当該含有部と非含有部の境界から燃焼停止位置までの長さを測定する(図4参照)。
上述した評価の結果を表7に示す。
・ 使用する延焼防止剤の種類によって、燃焼停止に必要な添加量は異なる。例えば、Mg(OH)2は、CaCO3よりも燃焼停止の効果が高いと考えられる。Mg(OH)2の方が、熱分解における吸熱量が大きいためと推察される。
・ 開孔内部と外周部への添加量の比率により、延焼防止効果が異なる。
(1−6.3.1)試験サンプル
低濃度の可溶性アルカリ金属塩含有による火種落ち防止効果の検証するため、押出成形により、表8に示す組成の炭素熱源20(全長15mm、外径6mm)の試験サンプルを作製した。
以下の方法によって、模擬喫煙評価を実施した。
・ 作製した炭素熱源20を、外径6mmの紙管に3mm挿入し、評価サンプルとする
・ 炭素熱源20を着火し、燃焼中に任意のタイミングで、シガレットの灰を落とす要領で、評価サンプルを金属製灰皿に衝打する
・ 衝打時に炭素熱源20が非燃焼部で折れた場合は火種落ちが生じたと判定する
各サンプルの評価結果は以下のとおりであった。
K:火種落ちが生じた。
L:火種落ちは生じなかった。
M:火種落ちは生じなかった。
N:火種落ちは生じなかった。使用中に可視煙が生じた。
O:火種落ちは生じなかった。使用中に可視煙が生じた。
以上説明したように、香味吸引具10及び炭素熱源20によれば、ホルダ30から突出した第1部分21には、炭素熱源20の延焼を防止する延焼防止剤が含まれる。このため、香味発生源40を内包したホルダ30との接触部分まで炭素熱源20の燃焼が進行してしまうことを防止し得る。
上述したように、第1実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
(2−1)香味吸引具の全体概略構成
図6は、第2実施形態に係る香味吸引具10の全体概略構成図である。また、図7は、香味吸引具10の軸線方向に沿った断面図である。
次に、炭素熱源20の構成について具体的に説明する。炭素熱源20は、第1実施形態と同様に、軸線AX方向において、ホルダ30に隣接し、かつ少なくとも一部がホルダ30から突出するように設けられる第1部分21と、第1部分21に隣接し、かつホルダ30から突出するように設けられる第2部分22とを有する。第2実施形態では、第1部分21と第2部分22とは、一体として形成されている。
次に、塩化ナトリウム(NaCl)の添加方法について説明する。高濃度のNaClを含む第1部分21は、炭素熱源20の一部にNaClの溶液、懸濁液、ペースト、粉粒体を浸漬、噴霧、溶射、湿潤、塗工などの方法で添加することで作製できる。
上述したように、炭素熱源20には、低濃度の塩化ナトリウム(NaCl)による火種(炭素熱源20)落ち防止機能を付与することができる。このような低濃度のNaClは、例えば、押出などの成形時に炭質材料やバインダなどを混合する際に固体や液体の形状で加えることができる。また、第1部分21を除く第2部分22のNaCl濃度は、着火性及びその他の燃焼特性を阻害しない範囲で十分な効果を得られる数値が選択されるが、例えば1wt%以下であることが好ましく、0.5wt%以下であることがより好ましい。
次に、炭素熱源20のその他の特徴について説明する。
炭質材料は、加熱処理などによって揮発性の不純物を除去したものを用いることが望ましいが、これに限定されるものではない。炭質材料は、10wt%〜99wt%の範囲で含むことができ、30wt%〜70wt%であることが好ましく、40wt%〜50wt%とすることが、十分な熱量供給及び灰の飛散防止などの燃焼特性の観点から望ましい。
バインダとしては、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、アルギン酸アンモニウムなどの有機系バインダ、精製ベントナイトなどの鉱物系、またはコロイダルシリカ、水ガラス及びケイ酸カルシウムなどのシリカ系バインダを含む無機系バインダといった、当業者に公知のバインダを用い得る。
不燃添加物としては、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ケイ素などからなる炭酸塩または酸化物を使用でき、40〜89wt%含むことができる。特に、炭酸カルシウムを炭素熱源20中に40wt%〜55wt%含むことが好ましい。
次に、香味吸引具10を構成する炭素熱源20の実施例について説明する。
(2−6.1.1)炭素熱源の組成・作製方法
以下の方法によって、表9に示す組成の炭素熱源20を作製した。
・ 活性炭86g、炭酸カルシウム(CaCO3)117gにエーテル化度0.6のCMC10.8gを混合し、さらに塩化ナトリウム2.2gを含む水250gを混合する
・ 上述した混合物を混練の後、外径6mm、内径4mmの円筒形状となるよう押出成型する
・成型物を乾燥後、13mmの長さに切断し、炭素熱源20を得る。
上述した方法で作製した炭素熱源にNaCl水溶液を含浸させ、表10に示す試験用熱源A〜Fを作製した。
・ 内径5mmのチューブに13mmの熱源を10mm挿し込み、1000ml/分の空気を流しながら、それぞれのサンプルについて表11に示した濃度のNaCl水溶液に210秒間浸する
・ 試験用熱源を取り出し後、60℃で6時間乾燥し、NaCl含浸熱源を得る
1mm当NaCl含有量=
(含浸後熱源乾燥重量−未含浸熱源乾燥重量)/ 熱源中NaCl含浸部長さ
以下の方法によって、模擬喫煙評価を実施した。
・ 内径6mmの紙管に熱源を3mm挿し込み、ボルグワルド社製喫煙器にセットする
・ 電気ライターで熱源を8秒間加熱後、それぞれのサンプルについて表11に示した容量で吸引し着火する
・ 上記容量で吸引する操作を30秒間隔で繰り返す
・ NaCl含浸部位にて延焼の防止可否を目視で確認する
上述した評価の結果を表11に示す。
(2−6.2.1)試験サンプル
低濃度のNaCl含有による火種落ち防止効果の検証するため、押出成形により、表12に示す組成の炭素熱源20(全長15mm、外径6mm)の試験サンプルを作製した。
以下の方法によって、模擬喫煙評価を実施した。
・ 作製した炭素熱源20を、外径6mmの紙管に3mm挿入し、評価サンプルとする
・ 炭素熱源20を着火し、燃焼中に任意のタイミングで、シガレットの灰を落とす要領で、評価サンプルを金属製灰皿に衝打する
・ 衝打時に炭素熱源20が非燃焼部で折れた場合は火種落ちが生じたと判定する
各サンプルの評価結果は以下のとおりであった。
G:火種落ちが生じた。
H:火種落ちは生じなかった。
I:火種落ちは生じなかった。
J:火種落ちは生じなかった。使用中に可視煙が生じた。
K:火種落ちは生じなかった。使用中に可視煙が生じた。
以上説明したように、炭素熱源20は、少なくとも一部にNaClを含み、第1部分21におけるNaClの炭素熱源20に対する含有率は、第2部分22におけるNaClの炭素熱源20に対する含有率よりも大きい。このため、第1部分21におけるNaClの延焼防止効果により、香味発生源40を内包したホルダ30との接触部分まで炭素熱源20の燃焼が進行してしまうことを防止し得る。また、第2実施形態によれば、炭素熱源20の着火端側において当該物質の濃度を薄く、ホルダ30側が濃くなるよう濃度勾配を実現できる。これにより、より精密に炭素熱源20が発する熱量を制御し得る。
上述したように、第2実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
(3−1)香味吸引具の全体概略構成
図9は、第3実施形態に係る香味吸引具10の全体概略構成図である。また、図10は、香味吸引具10の軸線方向に沿った断面図である。
次に、炭素熱源20の構成について具体的に説明する。炭素熱源20は、植物由来の炭質材料、不燃添加物、有機バインダ及び水を含む混合物を押出などの方法で成形することで得られる。
次に、炭素熱源20のその他の特徴について説明する。
炭素熱源20は、軸線AX方向で異なる補強剤濃度としてもよい。例えば、炭素熱源20の他端部20b側における補強剤の炭素熱源20に対する含有率は、炭素熱源20の一端部20a側における補強剤の含有率よりも大きくしてもよく、より具体的には、炭素熱源20の一部、具体的には、他端部20b寄りにおいて、一端部20aを含む部分(突出部分)よりも高濃度の可溶性のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含有させてもよい。このような高濃度の可溶性のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含有する部分(第2部分)では、含有部において炭素熱源20の燃焼を自律的に停止せしめ、炭素熱源20のホルダへの延焼をより確実に防止しうる。
炭質材料は、加熱処理などによって揮発性の不純物を除去したものを用いることが望ましいが、これに限定されるものではない。炭質材料は、10wt%〜99wt%の範囲で含むことができ、30wt%〜70wt%であることが好ましく、40wt%〜50wt%とすることが、十分な熱量供給及び灰の飛散防止などの燃焼特性の観点から望ましい。
不燃添加物としては、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ケイ素などからなる炭酸塩または酸化物を使用でき、40〜89wt%含むことができる。特に、炭酸カルシウムを炭素熱源20中に40wt%〜55wt%含むことが好ましい。
炭素熱源20の全長は、10mmから30mmの範囲が好ましく、13mmから20mmの範囲とすることがより好ましい。また、炭素熱源20の外径は、4mmから8mmの範囲が好ましく、5mmから7mmの範囲とすることがより好ましい。これにより、香味吸引具10の熱源として好適に用い得る。
次に、香味吸引具10を構成する炭素熱源20の実施例について説明する。
低濃度の塩化ナトリウム(NaCl)による火種落ち防止効果の検証するため、押出成形により、表13に示す組成の炭素熱源20(全長15mm、外径6mm)の試験サンプルを作製した。
以下の方法によって、模擬喫煙評価を実施した。
・ 作製した炭素熱源20を、外径6mmの紙管に3mm挿入し、評価サンプルとする
・ 炭素熱源20を着火し、燃焼中に任意のタイミングで、シガレットの灰を落とす要領で、評価サンプルを金属製灰皿に衝打する
・ 衝打時に炭素熱源20が非燃焼部で折れた場合は火種落ちが生じたと判定する
各サンプルの評価結果は以下のとおりであった。
A:火種落ちが生じた。
B:火種落ちは生じなかった。
C:火種落ちは生じなかった。
D:火種落ちは生じなかった。使用中に可視煙が生じた。
E:火種落ちは生じなかった。使用中に可視煙が生じた。
以上説明したように、炭素熱源20は、ホルダ30から突出した突出部分23を有する。このため、ユーザが炭素熱源20の燃焼状態を容易に視認できる。また、炭素熱源20は、補強剤及びカルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)を含み、CMCのエーテル化度は、0.3以上である。このため、製造・使用に耐え得る強度を炭素熱源20に付与しつつ、香味吸引具10を灰皿などに一定以上の力で叩いても燃焼部分(火種)の落下を防止できる。
上述したように、第3実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
Claims (14)
- 香味発生源と、前記香味発生源を内包する筒状のホルダと、前記ホルダの軸線方向における一端部に設けられる炭素熱源とを備える香味吸引具であって、
前記炭素熱源は、前記軸線方向において、
前記ホルダによって保持され、かつ少なくとも一部が前記ホルダから突出した第1部分と、
前記香味発生源と逆側の端部を含む第2部分と
を有し、
前記第1部分の少なくとも一部は、前記炭素熱源の延焼を防止する延焼防止剤を含む香味吸引具。 - 前記延焼防止剤は、
前記炭素熱源の燃焼温度において不燃性であり、
前記炭素熱源の燃焼温度以下において吸熱反応を生じ、
前記吸熱反応として熱分解を生じる場合、熱分解生成物の少なくとも一つが前記炭素熱源の燃焼温度において不燃性かつ不揮発性である請求項1に記載の香味吸引具。 - 前記延焼防止剤は、可溶性または難溶性のアルカリ金属塩、或いは可溶性または難溶性のアルカリ土類金属塩である請求項2に記載の香味吸引具。
- 前記延焼防止剤は、可溶性のアルカリ金属塩または可溶性のアルカリ土類金属塩であり、
前記可溶性のアルカリ金属塩または可溶性のアルカリ土類金属塩は、塩化物、炭酸塩または硫酸塩の何れかである請求項3に記載の香味吸引具。 - 前記延焼防止剤は、難溶性のアルカリ金属塩または難溶性のアルカリ土類金属塩であり、
前記難溶性のアルカリ金属塩または難溶性のアルカリ土類金属塩は、水酸化物、炭酸塩または硫酸塩の何れかである請求項3に記載の香味吸引具。 - 前記延焼防止剤は、液体ガラスを含む請求項1に記載の香味吸引具。
- 前記第2部分は、前記可溶性アルカリ金属塩または可溶性アルカリ土類金属塩のうちの少なくとも一方をさらに含み、
前記第2部分に含まれる前記可溶性アルカリ金属塩または可溶性アルカリ土類金属塩の前記炭素熱源に対する含有率は、前記第1部分に含まれる延焼防止剤の前記炭素熱源に対する含有率よりも小さい請求項3に記載の香味吸引具。 - 前記延焼防止剤として、塩化ナトリウムを含み、
前記第1部分における前記塩化ナトリウムの前記炭素熱源に対する含有率は、前記第2部分における前記塩化ナトリウムの前記炭素熱源に対する含有率よりも大きい請求項1に記載の香味吸引具。 - 前記第1部分における前記塩化ナトリウムと可燃物との重量比は、0.35以上である請求項8に記載の香味吸引具。
- 前記第1部分における前記塩化ナトリウムと炭質材料との重量比は、0.40以上である請求項8に記載の香味吸引具。
- 前記第2部分は塩化ナトリウムを含み、前記第2部分における前記塩化ナトリウムの質量パーセント濃度は、1wt%以下である請求項8に記載の香味吸引具。
- 前記ホルダから突出している前記炭素熱源の前記軸線方向に沿った長さは、8mm以上、15mm以下であり、
前記第1部分の長さは、前記ホルダから突出している部分において、1mm以上、5mm以下であり、好ましくは1.5mm以上、3mm以下である請求項1に記載の香味吸引具。 - 前記第1部分と前記第2部分とは、一体として形成されている請求項1に記載の香味吸引具。
- 香味発生源を内包する筒状のホルダの軸線方向における一端部に設けられる炭素熱源であって、
前記軸線方向において、前記ホルダによって保持され、かつ少なくとも一部が前記ホルダから突出するように設けられる第1部分と、
前記香味発生源と逆側の端部を含むように設けられる第2部分と
を有し、
前記第1部分の少なくとも一部は、前記炭素熱源の延焼を防止する延焼防止剤を含む炭素熱源。
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