TWI507220B - 無煙型香味吸取具 - Google Patents

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TWI507220B
TWI507220B TW100126955A TW100126955A TWI507220B TW I507220 B TWI507220 B TW I507220B TW 100126955 A TW100126955 A TW 100126955A TW 100126955 A TW100126955 A TW 100126955A TW I507220 B TWI507220 B TW I507220B
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Yasuhiro Shinozaki
Kazuhiko Katayama
Takeshi Akiyama
Yoshiaki Ishikawa
Manabu Yamada
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Japan Tobacco Inc
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/22—Cigarettes with integrated combustible heat sources, e.g. with carbonaceous heat sources

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  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)

Description

無煙型香味吸取具
本發明係關於可不產生氣溶膠(aerosol)而吸取香味品嘗之無煙型香味吸取具。
香煙(cigarette)及雪茄(cigar)等吸煙物品係代表的香味產生製品，其係以燃燒煙葉所產生的煙(氣溶膠)作為媒體，通過使用者味覺、嗅覺而品嘗此香味。
另一方面，近年已知有各種替代吸煙物品，其不用燃燒煙葉(tabacco)而可品嘗煙草香味。此種替代吸煙物品大致可分類為非加熱型及加熱型兩種，但不論何者皆不需燃燒煙葉，因此可避免副流煙及其臭氣影響至周圍。
例如專利文獻1所揭示之非加熱型替代吸煙物品，其係含有具有空氣吸入口及吸口部之支柄(holder)，以及在此支柄內所收容之通氣性容器，此通氣性容器中充填有浸漬(impregnation)煙草香味成份之煙草原料。
根據專利文獻1之替代吸煙物品，使用者不需對煙草原料點火，而可通過吸口部吸取通過煙草原料之空氣，而可品嘗此空氣所含有之煙草香味。
另一方面，根據熱源種類、以及從熱源至煙草香料或香味產生體之傳熱方式不同，而可更細分加熱型替代吸煙物品。
具體來說，專利文獻2至6所揭示之替代吸煙物品係使用碳熱源，此碳熱源係藉由其燃燒熱加熱空氣，而產生 加熱煙草原料或香味產生體之高溫氣流。加熱型替代吸煙物品皆透過加熱煙草原料或香味產生體而將煙草之香味成份氣化、釋出。
專利文獻7、8所揭示之替代吸煙物品亦使用碳熱源。此時燃燒碳熱源產生的熱傳熱至煙草原料或香味產生體，而加熱煙草原料或香味產生體。
專利文獻9至13所揭示替代吸煙物品係使用液體或氣體之燃料作為熱源。
詳細來說，專利文獻9之替代吸煙物品係透過觸媒燃燒液體燃料，藉由此燃燒熱產生高溫氣流，而加熱煙草原料或香味產生體。
專利文獻10之替代吸煙物品具有附件(attachment)型微氣體燃燒器(micro gas burner)作為熱源，且用此微氣體燃燒器加熱香煙。
專利文獻10至12之替代吸煙物品係以觸媒燃燒丁烷氣體，藉由此燃燒產生的熱傳熱至煙草原料或香味產生體，而加熱煙草原料或香味產生體。
專利文獻13之替代吸煙物品具有吸熱器(heat sink)，藉由使用瓦斯點火器(gas lighter)(外部熱源)烘烤該吸熱器，並在其內部儲熱。吸熱器的熱係透過熱管(heat pipe)傳熱至揮發成份(volatile component)(香味產生體)，而加熱揮發成份。
專利文獻14至17所揭示之替代吸煙物品具有使用化學反應熱之熱源。詳細來說，專利文獻14、15之替代吸煙 物品的熱源係根據兩種化學藥劑(例如生石灰(quicklime)及水)間發熱相互作用產生熱，而加熱煙草原料或香味產生體。專利文獻16、17之替代吸煙物品的熱源係根據金屬氧化熱產生熱，而加熱煙草原料或香味產生體。
專利文獻18至21所揭示之替代吸煙物品皆具有使用電氣能之熱源。此熱源係轉換電氣能為發熱能，而藉由此熱能加熱煙草原料或香味產生體。
復專利文獻22所揭示之替代吸煙物品係限定對煙草原料之添加物及其加熱條件，因此可提升香味成份之釋出效果。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]JP H02-2331 A1
[專利文獻2]JP S63-35468 A1
[專利文獻3]JP H06-46818 A1
[專利文獻4]JP H03-45658 B1
[專利文獻5]JP 3012253 B1
[專利文獻6]JP H02-84164 A1
[專利文獻7]JP 3013914 B1
[專利文獻8]WO2009/22232
[專利文獻9]WO2008/113420
[專利文獻10]JP2006-504065 A1
[專利文獻11]WO 2007/12007
[專利文獻12]WO2009/79641
[專利文獻13]JP2008-35742 A1
[專利文獻14]US 4892109 B1
[專利文獻15]JP H02-190171 A1
[專利文獻16]JP H06-114105 A1
[專利文獻17]WO 2009/92862
[專利文獻18]US 5144962 B1
[專利文獻19]US 5060671 B1
[專利文獻20]WO 2004/80216
[專利文獻21]JP 2006-525798 A1
[專利文獻22]JP S62-501050 A1
專利文獻1之替代吸煙物品之情形，雖不會由煙草原料產生煙，但煙草原料所釋出之香味成份少，使用者品嘗煙草原料香味時會略感不足。
以此點來看，專利文獻2至21之替代吸煙物品因加熱煙草原料或香味產生體，故與專利文獻1之替代吸煙物品相比，其由煙草原料或香味產生體釋出之香味成份較為增強。因此認為此替代吸煙物品可提供使用者與通常抽香煙時所得香味感同等程度之香味感。但加熱煙草原料或香味產生體亦會伴隨產生氣溶膠，故專利文獻2至21之替代吸煙物品並無達成無煙化。
另一方面，專利文獻22之替代吸煙物品係可同時達成無煙化及增強香味成份之釋出量。但於專利文獻22之替代 吸煙物品中，要求煙草原料需含有大量水份，具體來說每1g煙草原料需含0.25至7g，較佳為1至5g水份。
通常的濾嘴香煙之情形，煙草原料1g所含水份量為0.1至0.15g，即使是含水份較多之***煙(snus)等聞式煙草，每1g煙草原料所含水份量可為0.5g，但由保存性的觀點來看此含量已為極限。若考慮此點，由煙草原料之保存性的觀點來看，專利文獻22之替代吸煙物品不適合商品化。
另一方面，即使不需考慮保存性，煙草原料中之水份會因加熱煙草原料而減少。因此，使用者每次重複吸取動作時，由煙草原料之香味成份釋出量會有所變化，此乃會使得使用者覺得不自然。
本發明之目的係提供一種無煙型香味吸取具：其不僅可兼顧無煙化與增強香味感，且使用者每次吸取動作之香味成份的釋出量亦安定。
為了達成上述目的，本發明無煙型香味吸取具具有：外殼(casing)，其係具有吸嘴(mouthpiece)，在使用者透過前述吸嘴吸取時，於前述吸嘴內部產生導向前述吸嘴之空氣流；香味產生體，其係配置於前述外殼內，而可釋出香味成份於前述空氣流；加熱裝置，其係既可阻止由前述香味產生體所產生之氣溶膠，又能將釋出香味成份之前述香味產生體維持於50 至200℃之加熱溫度，且此加熱裝置具有：通氣性碳熱源，其係裝設於前述外殼前端，用以加熱前述空氣；通氣性且不燃性的冷卻要素，其係於前述外殼內配置在前述碳熱源與前述香味產生體之間，用以冷卻經前述碳熱源所加熱之空氣。
根據上述無煙型香味吸取具，加熱裝置係將香味產生體之加熱溫度維持在50至200℃。因此，在吸取香味吸取具時，香味產生體不會產生氣溶膠(煙)，而可釋出香味成份於流向吸嘴之空氣流。因此香味吸取具既可達成無煙化，又可提供使用者香味成份。
較佳為冷卻要素含有複數個貫通孔，此等貫通孔提供冷卻要素500mm2以上之熱交換面積。存在此等冷卻要素可縮短碳熱源與香味產生體間所需距離，使香味吸取具長度減短。
本發明更具體且較佳之構成係由參照附加圖式而說明之後述實施例、以及其變化例之說明而可明瞭。
本發明無煙型香味吸取具係不會由香味產生體產生氣溶膠，且有效地釋出香味產生體之香味成份，而可充分提供使用者香味產生體之香味成份。
第1圖所示第1實施例之無煙型香味吸取具係分類為碳燃燒+高溫氣體加熱+冷卻之形式(type)，其整體為煙 草棒(rod)狀。
(碳熱源)
第1圖吸取具前端具有碳熱源10，以下詳述有關此碳熱源10。
碳熱源為圓筒狀，其係將高純度碳粒子、不燃性添加物、有機或無機黏合劑(binder)、及水所成之混合物藉由模具成形而獲得。具體來說，碳熱源10具有10至99wt%之碳混合率，或具有1至120mg/mm之碳量。
此外，例如可在惰性氣體環境下，以750℃以上高溫加熱碳5分鐘以上而得高純度碳粒子。此處之加熱處理係除去碳粒子中的屬於不純物之揮發性成份。結果，可降低碳粒子產生的臭氣。
不燃性添加物可使用鈉、鉀、鈣、鎂及矽等碳酸鹽或氧化物，碳熱源10中含有40至89wt%不燃性添加物。不燃性添加物較佳為碳酸鈣。可省略不燃性添加物。
有機黏合劑係海藻酸(alginic acid)、CMC、EVA、PVA、PVAC及醣類之任一者，或混合此等中兩者以上之混合物，碳熱源10中含有1至10wt%有機黏合劑。有機黏合劑較佳為海藻酸銨。
另一方面，無機黏合劑係可使用精製皂土(bentonite)等礦物性黏合劑，或是膠質氧化矽(colloidal silica)、水玻璃(water glass)及矽酸鈣等氧化矽系黏合劑。碳熱源10中含有5至20wt%無機黏合劑。
上述無機黏合劑係因在燃燒碳熱源10時不會產生煙， 故較有機黏合劑優異。但使用有機黏合劑時，碳熱源係可藉由碳化燒成獲得而較佳。此處之碳化燒成係因由碳熱源10除去有機黏合劑，故在燃燒炭熱源10時，不會由碳熱源10產生臭氣。此外，碳化燒成詳細係例如揭示於JP 3024703 B1。
碳熱源10至少具有一條貫通孔12，此貫通孔12係沿著碳熱源10之軸線方向延伸。第2圖至第4圖係分別表示碳熱源1具體的端面形狀。由第2圖至第4圖可明瞭，互相鄰接之貫通孔12係藉由隔壁區分，此時隔壁具有0.1至0.5mm之厚度。
(熱源支柄)
上述碳熱源10係裝設於熱源支柄14的前端，以下詳述有關此熱源支柄14。
熱源支柄14係具有耐熱性且為管狀。較佳為熱源支柄14係將碳熱源10從熱源支柄14前端突出預定長度，而以此狀態維持碳熱源10。
例如，熱源支柄14的周壁具有積層構造。具體來說，將1枚或複數枚貼合有金屬層及紙層之貼合材重疊於熱源支柄14徑方向而可得周壁。但是周壁的內面必須由金屬層所形成。金屬層例如為由鋁合金所成，且周壁所含金屬層之合計厚度較佳為在30μm以上。此外，紙層除了香煙所使用之捲紙及濾嘴香煙之外層紙(chip paper)以外，可由一般紙、不燃紙或難燃紙而得。
因金屬層熱傳導性優異，故燃燒碳熱源10時，即使由 碳熱源10的熱加熱紙層，金屬層亦可維持紙層之加熱溫度低於紙層之燃燒溫度。因此可抑制因紙層燒焦而產生之臭氣。
熱源支柄14係可由不燃性原料所形成之周壁取代上述積層構造之周壁，或是可具有複合周壁，此複合周壁含有上述積層構造之周壁所成周壁部分與不燃性原料之周壁所成周壁部分。不燃性原料可使用陶瓷、海泡石(meerschaum)、玻璃及金屬等無機材料之任一者，或是此等中兩者以上之混合物。
(冷卻部)
熱源支柄14收容有冷卻要素16，此冷卻要素16為具有通氣性與耐熱性，其配置於鄰接碳熱源10之位置。以下詳述有關此冷卻要素16。
冷卻要素16係由陶瓷、海泡石、玻璃、金屬、碳酸鈣等無機物或水合物，或是吸水性聚合物等材料所成。詳細來說，冷卻要素16具有蜂巢(honeycomb)構造、發泡構造或充填構造，此充填構造係於模具內充填丸狀(pellet)、粒狀或纖維狀之材料而得。
具體來說，冷卻要素16具有內部流路，此內部流路中的內表面之總面積，即熱交換面積為500mm2以上。冷卻要素16較佳為含有90至95wt%之無機物。
冷卻要素16復亦可具有複合構造，此複合構造係含有與由上述構造所選出者相異之構造，此等構造係鄰接或隔有空隙並置於熱源支柄14軸線方向。此外，冷卻要素16 可含有水、香料、煙草成份萃取液等。
(原料支柄)
原料支柄18結合於熱源支柄14的基端。此原料支柄18具有耐熱性且為管狀。原料支柄18係藉由紙、金屬、合成樹脂或前述貼合材之積層構造所形成。
(煙草原料)
原料支柄18內收容有煙草原料20作為香味產生體。此煙草原料20係香煙所使用的一般細切煙草(shredded tobacco)、鼻煙(snuff)所使用之粒狀煙草、捲狀煙草(roll tobacco)或成形煙草。捲煙草係將片狀再造煙草(reconstituted tobacco)成形為捲狀而得，其內部具有流路。成形煙草係將粒狀煙草模具成形所得。
上述煙草原料20中可添加香味顯現助劑，此香味顯現助劑至少含有以下一種：鹼金屬及/或鹼土金屬之碳酸鹽、碳酸氫鹽(hydrogencarbonate)、氧化物及氫氧化物。香味顯現助劑較佳為碳酸鉀。復煙草原料20可含有所需求之香料。
詳細來說，煙草原料20具有5至30mm長度及10至120mmAq之通氣阻力(ventilation resistance)。此處應留意煙草原料20水份量與通常香煙所使用細切煙草之水份量為相同程度，即10至20wt%。
此外，本實施例之情形，煙草原料20係維持於原料支柄18內之前阻塞片(front stopper)22f與後阻塞片(rear stopper)22r間，此等阻塞片22f、22r係圓盤狀且具有通 氣性。詳細來說，阻塞片22f、22r係各自配置在原料支柄18內兩端，且由醋酸鹽(acetate)及紙等過濾器材料、不織布等薄膜材料、或是通氣性無機成形品所形成。
(吸嘴)
原料支柄18的後端連接有吸嘴24。吸嘴24含有管狀過濾器支柄26，此過濾器支柄26係由紙或合成樹脂所形成，且過濾器支柄26後端係形成吸口端。
過濾器支柄26中收容有過濾器28。此過濾器28為實心圓筒狀，且由醋酸織維素(acetate cellulose)或紙等所形成。此等醋酸織維素及紙具有難以吸附煙草原料20的香味成份之性質。過濾器28可至少具有一個貫通孔，且此貫通孔係貫通過濾器28於其軸線方向。過濾器28係復可組合複數種香煙用雙重過濾器(dual filter)等之類的過濾器材料。
根據上述第1實施例之香味吸取具，使用者可在香味吸取具之碳熱源10點火後，銜著吸嘴24而吸取。此處的吸取係產生由外部經過碳熱源10之貫通孔12、熱源支柄14內之冷卻要素16、前阻塞片22f、煙草原料20、後阻塞片22r、過濾器28、及吸嘴24而流入使用者口腔內之氣流。
此處氣流通過碳熱源10之貫通孔12時，氣流係藉由碳熱源10的燃燒熱而加熱。因此，剛通過碳熱源10之後的氣流形成高溫氣流。
高溫氣流通過冷卻要素16時會有某種程度冷卻，而成為加熱氣流。此加熱氣流係於通過煙草原料20時加熱煙草 原料20，但此處之加熱煙草原料20當然不會使煙草原料20燃燒，也不會使煙草原料20產生氣溶膠(煙)。
具體來說，將煙草原料20之加熱溫度維持在50至200℃之溫度範圍。此溫度範圍雖較使用香味吸取具之周圍溫度(具體來說為5至35℃)為高，但遠低於碳熱源10之發熱溫度。即冷卻要素16具有以下功能：抑制由碳熱源10傳熱至煙草原料20之熱量。
只要將煙草原料20之加熱溫度維持在上述溫度範圍，煙草原料20所含水份等液體就不會氣溶膠化，且煙草原料20之香味成份會良好地釋出於通過煙草原料20之氣流。且前述香味顯現助劑係促進香味成份由煙草原料20釋放至加熱氣流，再者，吸嘴24之過濾器28所吸附香味成份之量少。
因此，香味吸取具係不會產生氣溶膠，且可將含有大量煙草原料20之香味成份之加熱氣流送入使用者口腔內，而使使用者可充分品嘗煙草原料20之香味。
燃燒碳熱源10時，因如前所述極力降低從碳熱源10所產生之煙，故碳熱源10不會成為氣溶膠(煙)之產生來源。
在此，本發明之無煙係指使用香味吸取具時，由香味吸取具所產生之氣溶膠為1.0×105個/cc以下之濃度。此處之氣溶膠為實質上不可見者，並且，實質上此濃度測定不受到周圍空氣之背景值(background)之影響。
因煙草原料20水份量係與通常香煙所使用細切煙草 之水份量為相同程度，故即使將煙草原料20於上述溫度範圍加熱而使煙草原料20之水份量變化，使用者一次吸吐(puff)時所吸入之加熱氣流中的香味成份量幾乎為固定的。結果，使用者即使重複吸吐，亦可確實且穩定的品嘗煙草原料20之香味。
此外，煙草原料20含有煙草本來之香味成分以外之其他香料時，使用者亦同時品嘗此香料，此係不贅言。
此外，上述第1實施例的情形，熱源支柄14與原料支柄18及過濾器支柄26形成香味吸引外殼。此等支柄14、18、26相互連結時，此等支柄之中至少兩者為一體的成形亦可，此外，鄰接支柄藉由外層紙等相互連結亦可。再者，各支柄可分離的互相連結著亦可。
本發明係不限制於上述第1實施例而可有種種變化。
以下，照順序說明變化例及其他類型。此等說明中為避免重複說明，與先前說明之構件與部位具相同功能的構件與部位係附以相同參照符號而省略說明，僅說明相異點。
第5圖係表示第1實施例之變化例1(1)。
此變化例1(1)之情形，由第5圖可明顯得知，於碳熱源10與熱源支柄14間配置有絕熱材30。此絕熱材30為管狀，由例如無機纖維或無機成形體等無機物所形成。
絕熱材30係抑制由碳熱源10傳熱至熱源支柄14，而阻止熱源支柄14因燒焦而產生煙。此外，絕熱材30可覆蓋碳熱源10整體外圍。此時即使因燃燒碳熱源10而產生少量煙，此煙也會於絕熱材30內被分散，而使煙不會可視 化。
第6圖係表示第1實施例之無煙香味吸取具的變化例1(2)，此香味吸取具係分類為碳燃燒+高溫氣體加熱+冷卻之類型。
此變化例1(2)之情形，香味吸取具係於熱源支柄14、原料支柄18及過濾器支柄26之至少一者具有複數個空氣流入孔32。空氣流入孔32配置在碳熱源10下游的位置，於對應支柄之周圍方向留有間隔而配置複數個空氣流入孔32。具體來說，第6圖變化例1(2)的情形，空氣流入孔32係分別配置在熱源支柄14、原料支柄18及過濾器支柄26。
使用者通過第6圖香味吸取具之吸嘴24吸取時，外部空氣通過空氣流入孔32而流入對應支柄內。此等空氣的流入係降低前述高溫氣流或加熱氣流的流量，且流入空氣與高溫氣流或加熱氣流混合而降低高溫氣流或加熱氣流之溫度。即通過空氣流入孔32而流入的空氣係補助前述冷卻要素16之冷卻功能，且對於將煙草原料20之加熱溫度維持在前述溫度範圍內有所貢獻。
第7圖係表示第2實施例之無煙香味吸取具。
具體來說，第7圖的香味吸取具係分類為碳燃燒+高溫氣體/熱傳導加熱+冷卻之類型。
此第2實施例之無煙香味吸取具具有熱傳導支柄50。此熱傳導支柄50不僅兼作為熱源支柄14、原料支柄18，其亦具有將碳熱源10的熱傳熱至煙草原料20之功能。因此，熱傳導支柄50係由高熱傳導材料所形成。
此第2實施例之情形，在使用者吸吐之間，即使由碳熱源供給至煙草原料20之加熱氣流停止，熱傳導支柄50可將來自碳熱源10的熱傳熱至煙草原料20。因此即使在吸吐之間亦持續加熱煙草原料20，使從煙草原料20釋出具有芳醇味及香味之香味成分。
第8圖係表示第3實施例之無煙香味吸取具，此香味吸取具係分類為碳燃燒+熱傳導加熱之類型。
第3實施例之香味吸取具亦具有熱傳導支柄50，但使用不燃材52取代前述冷卻要素16及前阻塞片22f。
此不燃材52係非通氣性且具有耐熱性。具體來說，不燃材52係由無機纖維充填體或無機成形體所形成，由第8圖可明顯得知，於熱傳導支柄50內，不燃材52夾於碳熱源10與煙草原料20之間。
因不燃材52不具有通氣性，故熱傳導支柄50其外圍具有複數個空氣流入孔32。
根據第3實施例之香味吸取具，燃燒碳熱源10產生的熱通過熱傳導支柄50而傳熱至煙草原料20，僅以此傳熱將煙草原料20加熱至上述溫度範圍內。即熱傳導支柄50係與前述冷卻要素16具相同作用。此時使用者不會吸取因燃燒碳熱源10所產生之燃燒氣體。
第3實施例之情形，碳熱源10不需要具有通氣性。如此若碳熱源為非通氣性，則不燃材52可具有通氣性。即第3實施例之情形，為了阻止燃燒氣體流入煙草原料20內，碳熱源10及不燃材52任何一者具有非通氣性皆可。
此外，碳熱源具有通氣性時，碳熱源10較佳為具有如第2圖或第3圖所示之圓形截面。與第4圖之碳熱源10相比，第2圖或第3圖之碳熱源10其熱傳導支柄50之內周面具有較寬廣之有效傳熱面積。
第9圖係表示第3實施例香味吸取具之變化例3(1)，此香味吸取具係分類為碳燃燒+熱傳導加熱之類型。
此變化例3(1)之香味吸取具係具有熱傳導棒54取代前述熱傳導支柄50。此熱傳導棒54係貫通碳熱源10、不燃材52及煙草原料20之中央而延伸，其具有由碳熱源10突出之外端及與後阻塞片22r接觸之內端。因此，此變化例3(1)之情形，碳熱源10、不燃材52及煙草原料20分別為管狀或環狀。
熱傳導棒54係由熱傳導率高之金屬，例如鋁合金所形成，且為實心或至少一端為閉塞之中空。與實心熱傳導棒相比，中空熱傳導棒54具有較小之熱容量，故由碳熱源10至煙草原料20之熱傳導可良好且迅速的達成。此外，此時熱傳導棒54的外徑為1至5mm，煙草原料20之長度為5至50mm。
第10圖係表示第3實施例香味吸取具之變化例3(2)，此香味吸取具係分類為碳燃燒+熱傳導加熱之類型。
此變化例3(2)之情形，於中空碳熱源10內以同心方式配置熱傳導管56。此熱傳導管56兼作為原料支柄18及熱傳導棒54。
詳細來說，熱傳導管56係於碳熱源10前端面具有開 口之空氣流入口，且於此前端部內配置有前阻塞片22f。確保此前阻塞片22f與空氣流入口之間有5mm以上之間隔。存在此等間隔係可確實防止碳熱源10點火時煙草原料20燃燒。
碳熱源10係以外側絕熱材58覆蓋。此外側絕熱材58係厚度薄之管狀，且具有通氣性，即空氣穿透性。此等外側絕熱材58係抑制來自碳熱源10之熱輻射，故對用以保持維持碳熱源10燃燒時所必要之熱量，且保證碳熱源10之燃燒持續性有所貢獻。
在熱傳導管56之熱傳導性佳，且煙草原料20有加熱超過前述溫度範圍之虞時，於碳熱源10與熱傳導管56間，以及熱傳導管56與煙草原料20間至少一處，配置厚度薄且為管狀之絕熱材(未圖示)。此外，熱傳導管56具有3至8mm之外徑，2至7mm之內徑。
第11圖係表示第4實施例之無煙型香味吸取具，此香味吸取具係分類為碳燃燒+空氣加熱之類型。
第4實施例之情形，碳熱源10其中央具有空氣流入孔60。此空氣流入孔60係沿著碳熱源10軸線，貫通碳熱源10而延伸。
更且，碳熱源10具有覆蓋空氣流入孔60整體內面之耐熱塗層62。此耐熱塗層62之材料可使用例如黏土及氧化鐵、氧化鋁、氧化鈦、氧化矽、氧化矽-氧化鋁、二氧化鋯、沸石(zeolite)等金屬氧化物，以及黏土與兩種以上金屬氧化物之混合物。
再者，不燃材52其中央具有貫通孔64，此貫通孔64係連接於空氣流入孔60。由第11圖可明顯得知，不燃材52具有延長部，此延長部係圍著碳熱源10後端部。此情形時不燃材52係兼作為熱源支柄14。第11圖中，參照符號L1、L2係個別表示不燃材52突出於碳熱源10的長度、碳熱源10由不燃材52被覆的長度(延長部之長度)。
根據第4實施例之香味吸取具，使用者將碳熱源10點火後通過吸嘴24吸取時，空氣通過碳熱源10之空氣流入孔60及不燃材52之貫通孔64流入煙草原料20內，且此空氣在通過碳熱源10之過程中可加熱至前述溫度範圍。因此，此實施例的香味吸取具亦不會產生氣溶膠，可充分地將煙草原料20之香味成分送出至使用者口腔內。
由前述說明可明顯得知，使用本發明無煙型香味吸取具時，係要求將煙草原料20加熱至50至200℃。為了檢證此要求而準備如第12圖所示之第1試驗裝置。
第1試驗裝置係具有收容煙草原料20之耐熱性試管(tube)100，以及圍繞此試管100之加熱器(heter)102，此加熱器係可將試管100，即煙草原料20加熱至22℃或50℃。此外，煙草原料20含有由柏萊(Burley)煙葉所成之煙草粒子230mg以及碳酸鉀14mg，煙草粒子具有0.5至1.18之粒徑。
另一方面，第1試驗裝置復具有吸取源104，此吸取源104係透過空氣採集器(impinger)106而連接於試管100。吸取源104係，以55ml/2sec(相當於1puff)之流速， 由試管100通過空氣採集器106而吸取空氣，此空氣即氣體。
煙草原料為加熱至22℃之狀態，吸取源104係以空氣採集器106將吸取氣體一邊通氣(bubbling)一邊吸取，而令空氣採集器106捕捉吸取氣體所含煙草原料的香味成分(尼古丁)。結果，所捕捉之香味成分量為0.7μg/puff。
此外，煙草原料為加熱至50℃之狀態，以同樣方式在空氣採集器106捕捉香味成分，所捕捉之香味成分量為9.0μg/puff。
上述兩個試驗結果顯示，與煙草原料20加熱溫度為20℃時相比，煙草原料20加熱溫度為50℃時，香味成分之釋出量會有一位數以上的增加，此係代表要充分提供使用者香味成分，煙草原料20係要求加熱至50℃以上。
另一方面，第13圖係表示第2試驗裝置。
第2試驗裝置係具有收容煙草原料20之耐熱性試管108，此煙草原料20含有由柏萊煙葉所成之煙草粒子35mg，此煙草粒子具有0.5至1.18之粒徑。
試管108係透過透明盒110及質流控制器(mass flow controller)112而連接吸取泵(pump)114，吸取泵114係可由試管108以1650ml/min之速率吸取空氣。
此處，於一面使流入試管108之空氣溫度慢慢的上升，一面藉由吸取泵114而重複上述吸取動作時，若空氣溫度，即煙草原料20之溫度在200℃以下，則透明盒110內沒有發現有產生氣溶膠(煙)。由此，只要煙草原料20之加 熱溫度維持在200℃以下，則保證煙草原料20不會產生煙。
更且，如前所述本發明的無煙型香味吸取具之冷卻要素16係要求500mm2的熱交換面積。為了檢證此要求而準備如第14圖所示之第3試驗裝置。
第3試驗裝置具有試管116，其係由具耐熱性的紙所製成，此試管116前端具有中空圓筒狀碳熱源10a。此情形時，碳熱源10a係藉擠壓成型所得，其含有80wt%活性碳、15wt%碳酸鈣及5wt%之羧甲基纖維素(CMC)。詳細來說係如第15圖及第16圖所示，碳熱源10a具有3mm之內徑、6.8mm之外徑、10mm之長度。
試管116之基端連接著吸取源(未圖示)，且此吸取源以55ml/2sec(相當於1puff)之流速，以30秒之間隔由試管116吸取空氣。復於試管116裝設有5個溫度感測器(未圖示)。此等溫度感測器分別裝設在與碳熱源10a距離5mm、10mm、15mm、20mm、50mm之位置，可測定試管116內之溫度。
吸取源在碳熱源10a為點火的狀態下重複上述吸取動作之期間，以前述各溫度感測器分別測定試管116內之溫度，其結果示於第17圖。
如第17圖可明顯得知，雖然隨著與碳熱源10a之距離增加，試管116內之溫度有降低的傾向，但要使試管116內溫度降低至200℃以下，則其位置必須與碳熱源10a距離50mm以上。
換言之，不含冷卻要素16之第3試驗裝置之情形，為 了阻止煙草原料20產生(氣溶膠)煙，且要求限制煙草原料20之加熱溫度在200℃以下，因此碳熱源10a與煙草原料20間必須確保50mm以上之距離。
即無煙型香味吸取具不含冷卻要素16時，若要求碳熱源10a與煙草原料20間要有50mm以上之距離，則香味吸取具的長度會變得極長，使香味吸取具無法實用化。
第18圖係表示為了檢證冷卻要素16作用之第4試驗裝置。
相對於第3試驗裝置，第4試驗裝置係於試管116內，鄰接碳熱源10a而配置具有通氣性及耐熱性之冷卻要素16，且僅於此冷卻要素16之出口端(下游端)配置溫度感測器。此溫度感測器係測定冷卻要素16出口之試管116內溫度。
在此，為了第4試驗裝置而分別準備複數個冷卻要素16a、16b，其係如第19圖及第20圖分別所示之圓筒狀冷卻要素。此等冷卻要素16a、16b皆為藉擠壓成型所得，其含有95wt%碳酸鈣及5wt%之羧甲基纖維素(CMC)。
冷卻要素16a、16b具有相同外徑(6.5mm)，但其內部通路之開口面積彼此相異。具體來說，冷卻要素16a具有17.2mm2之開口面積，且例如藉由52個貫通孔而實現此開口面積，而各個貫通孔具有正方形(0.57mm×0.57mm)之截面形狀。此情形時全貫通孔之內面周長為120mm。
另一方面，冷卻要素16b具有24.1mm2之開口面積，且例如藉由21個貫通孔而實現此開口面積，而各個貫通孔具有正方形(1.23mm×1.23mm)之截面形狀。此情形時，全貫 通孔之內面周長為90.9mm。
此時，冷卻要素16a、16b之熱交換面積係以內面周長×長度表示，故分別準備長度不同之冷卻要素16a、16b。
將冷卻要素16a裝設於第4實驗裝置，而實施與第3試驗裝置相同之吸取試驗，按每一個冷卻要素16a之長度重複此吸取試驗。此外，亦同樣對於冷卻要素16b實施吸取試驗。
第21圖及第22圖分別表示試驗結果。由第21圖可明顯得知，冷卻要素16a、16b之冷卻要素16的出口溫度皆隨著其長度增加而降低。
另一方面，若注目於冷卻要素16a、16b之熱交換面積，則可知為了將冷卻要素16之出口溫度，即煙草原料20之加熱溫度維持在200℃以下，則要求500mm2之熱交換面積。此處，若冷卻要素16a具有4.17mm以上長度，則可具有500.4mm2(=120mm×4.17mm)以上之熱交換面積，另一方面，若冷卻要素16b具有5.5mm以上長度，則可具有500.5mm2(=91mm×5.5mm)以上之熱交換面積。
因此，若無煙型香味吸取具含有冷卻要素16a或16b，則可大幅縮短所碳熱源10與煙草原料20間所要求之距離(冷卻要素16a或16b之長度)，而可使無煙型香味吸取具全長縮短為實用化程度。
此外，冷卻要素16a或16b不必直接夾於碳熱源10與煙草原料20間，於碳熱源10與冷卻要素16a或16b間，或是冷卻要素16a或16b與煙草原料20間確保預定之空間 即可。
此外，上述冷卻要素16a或16b之存在係將煙草原料20之加熱溫度維持在200℃以下時，則不需於煙草原料20上游，亦即於碳熱源10與煙草原料20之間導入外部空氣，此外亦阻止此等外部空氣之導入造成碳熱源10之點火性變差。詳細來說，碳熱源10點火時，導入外部空氣會使通過碳熱源10之外部空氣量減少，而使碳熱源10之點火性變差。
本發明係不限制於前述實施例及變化例而復可有變化。
例如香味產生體係不限於前述煙草原料，可為將煙草原料的香味成份以外之液體或固體香料載置於纖維素等基材者，且只要於不脫離本發明香味吸取具之目的之範圍內，可任意組合前述實施例及變化例之要素及公知手段。
10‧‧‧碳熱源
12‧‧‧貫通孔(流路)
14‧‧‧熱源支柄(外殼)
16、16a、16b‧‧‧冷卻要素
18‧‧‧原料支柄
20‧‧‧煙草原料(香味產生體)
22f、22r‧‧‧阻塞片
24‧‧‧吸嘴
26‧‧‧過濾器支柄
28‧‧‧過濾器
30‧‧‧絕熱材
32、60‧‧‧空氣流入孔(流路)
50‧‧‧熱傳導支柄(外殼)
52‧‧‧不燃材
54‧‧‧熱傳導棒
56‧‧‧熱傳導管
A‧‧‧吸取容量為55ml/2sec
B‧‧‧空氣為200℃、流速為1650ml/min
C‧‧‧流速為55ml/2sec、間隔30秒而吸取空氣
D‧‧‧溫度測量位置(由碳熱源之距離(mm))
E‧‧‧溫度測量位置
F‧‧‧流速為55ml/2sec、間隔30秒而吸取空氣
第1圖係表示第1實施例無煙香味吸取具的縱截面圖。
第2圖係表示碳熱源端面之一例圖。
第3圖係表示碳熱源端面之一例圖。
第4圖係表示碳熱源端面之一例圖。
第5圖係表示第1實施例之變化例1(1)之熱源支柄的縱截面圖。
第6圖係表示第1實施例之變化例1(2)之香味吸取具的縱截面圖。
第7圖係表示第2實施例之無煙香味吸取具的縱截面圖。
第8圖係表示第3實施例之無煙香味吸取具的縱截面圖。
第9圖係表示第3實施例之變化例3(1)之無煙香味吸取具的縱截面圖。
第10圖係表示第3實施例之變化例3(2)之無煙香味吸取具的縱截面圖。
第11圖係表示第4實施例之無煙香味吸取具的縱截面圖。
第12圖係第1試驗裝置的概略圖。
第13圖係第2試驗裝置的概略圖。
第14圖係第3試驗裝置的概略圖。
第15圖係在第3試驗裝置所使用之碳熱源的端面圖。
第16圖係第15圖之碳熱源的斜視圖。
第17圖係表示使用第3試驗裝置所得試驗結果的圖表。
第18圖係第4試驗裝置的概略圖。
第19圖係在第4試驗裝置所使用之冷卻要素的端面圖。
第20圖係在第4試驗裝置所使用之其他冷卻要素的端面圖。
第21圖係表示使用第4試驗裝置所得試驗結果的圖表。
第22圖係表示熱交換面積與冷卻要素之出口溫度之關係的圖表。
10‧‧‧碳熱源
14‧‧‧熱源支柄(外殼)
16‧‧‧冷卻要素
18‧‧‧原料支柄
20‧‧‧煙草原料(香味產生體)
22f、22r‧‧‧阻塞片
24‧‧‧吸嘴
26‧‧‧過濾器支柄
28‧‧‧過濾器

Claims (5)

  1. 一種無煙型香味吸取具，係具有：外殼，其係具有吸嘴，在使用者通過前述吸嘴吸取之吸吐時，於前述吸嘴內部產生導向前述吸嘴之氣流；通氣性碳熱源，裝設於前述外殼前端，用以加熱前述氣流，香味產生體，係於前述外殼內配置在前述碳熱源與前述吸嘴間，在前述吸吐時，若加熱前述香味產生體未超過200℃，則前述香味產生體之香味成份不會氣溶膠化而釋出於前述氣流；以及通氣性且不燃性之冷卻要素，係於前述外殼內配置在前述碳熱源與前述香味產生體間，用以將經前述碳熱源所加熱之前述氣流冷卻至50至200℃後供給於前述香味產生體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無煙型香味吸取具，其中，前述冷卻要素含有複數個貫通孔，此等貫通孔係提供前述冷卻要素500mm2以上且2000mm2以下之熱交換面積。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之無煙型香味吸取具，其中，前述冷卻要素係鄰接於前述碳熱源而配置。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之無煙型香味吸取具，其中，前述冷卻要素係含有無機物。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之無煙型香味吸取具，其中，前述冷卻要素中含有90至95wt%之前述無機物。
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