专利名称：具备碳质热源的非燃烧型吸烟物品的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备碳质热源的非燃烧型吸烟物品。
背景技术：
近年来，已开发出替代香烟的非燃烧型吸烟物品，其能够享受到香味，却不使烟草发生燃烧。非燃烧型吸烟物品具备热源部和香味发生部，所述热源部是设置于前端的放热构件，所述香味发生部包含使香味成分保持于适当的基体材料中的香味发生材料。而作为热源部，主要使用的是碳质热源。在迄今为止的碳质热源中，沿着轴向设置有多个贯通孔，这些贯通孔在气溶胶发生部受到加热时作为空气流路发挥作用，设置这些贯通孔的目的在于发挥初期燃烧特性(美国专利第4，881，556号说明书、美国专利第4，967，774号说明书、美国专利第 4，989，619号说明书、美国专利第4，991，606号说明书、美国专利第5，067，499号说明书)。 另外，还包括使热源部分形成为特殊的结构的例子(美国专利第5，183，062号说明书)。上述的多种非燃烧型吸烟物品用碳质热源由卷纸、绝热材料卷装。另外，对于现有的碳质热源而言，含有超过60重量％、优选超过80重量％的碳时较为理想。
发明内容
现有的碳质热源在将热有效传导至气溶胶发生部这一方面确实得到了改善。但是，对于由热源组合物的挤出成形品构成的加热源而言，除了设置的多个空气流路以外，均是实心物品，与常规的香烟相比，很难点燃。并且，由于所使用的碳量多，因此存在燃烧中碳质热源发生收缩，从吸烟物品上脱落的隐患。进一步，为了将热有效传导至气溶胶发生部、 并防止脱落，基本上要用绝热材料等将热源部包覆。由此，本发明的目的在于提供一种非燃烧型吸烟物品，其具有着火性提高、在吸烟中不易脱落、且其周围不需要绝热材料等包装材料的碳质热源。本发明提供具有下述特征的非燃烧型吸烟物品具备碳质热源和气溶胶发生部， 所述碳质热源具有圆筒状的外壁和设置于其内部的、横截面呈格子状的隔壁，且具有由所述隔壁划分的空气流路。
[图1]本发明的非燃烧型吸烟物品中使用的碳质热源的端面图。[图2]本发明的非燃烧型吸烟物品的截面图。[图3]示出本发明的一实施例中非燃烧型吸烟物品的碳质热源的单位截面积的流路周长与着火率之间的关系的图表。[图4]示出本发明的其它实施例中非燃烧型吸烟物品的碳质热源的单位截面积的流路周长与着火率之间的关系的图表。
具体实施例方式以下，对本发明进行具体说明。本发明的非燃烧型吸烟物品具备碳质热源和气溶胶发生部，所述碳质热源具有圆筒状的外壁和设置于其内部、横截面呈格子状的隔壁，且具有由所述隔壁划分的空气流路。上述格子可以是任何形式，可列举例如正方格子、六角格子、三角格子。图1示出了碳质热源的端面，所述碳质热源具有成形为下述格子的隔壁1为正方格子、2为三角格子、以及3为六角格子、4为放射状格子。另外，对于设置在碳质热源内的隔壁而言，其横截面无须成形为均勻的格子，也可以如图1中的碳质热源5所示地，成形为包含不均勻的格子的形式。可以使碳质热源的空隙率为50%以上。这里，所述的“碳质热源的空隙率”是指 在热源的横截面中，由隔壁划分而产生的、每单位热源截面积上空间的比例。空隙率低于 50%时，存在点燃时的着火性不会大幅提高的倾向。空隙率的上限受到将热源组合物挤出成形时模具设计的限制。碳质热源的空隙率优选为50% 78%、更优选为60 78%。这样的具备具有高空隙率的碳质热源的本发明的非燃烧型吸烟物品的着火性提高。碳质热源的流路周长优选为70mm以上。流路周长低于70mm时，可能导致着火性下降。流路周长的上限也受到模具设计的限制。这里，所述的“流路周长”是指在如图1 所示的热源的端面处，成格子的隔壁10的面向空气流路的长度的总和。碳质热源的流路周长优选为100 180mm。碳质热源的截面积优选为9mm2以上。截面积低于9mm2时，在制品设计上并不优选。碳质热源的单位截面积的流路周长优选为4mm/mm2以上。已确认到单位截面积的流路周长与着火率之间存在一定的关系。以下进行详细说明。已知当单位截面积的流路周长小于4mm/mm2时，在通常的着火法中，着火性不良。构成上述碳质热源的热源组合物优选包含10 60重量％的碳。碳量低于10重量％时，热源的燃烧性不足，因此不优选。含有60重量％的碳时，着火性、燃烧性均充分。对于所使用的碳的来源没有特殊限制，可使用已知的碳。如上所述，与现有技术相比，构成用于本发明的非燃烧型吸烟物品的碳质热源的热源组合物在低碳量下也具有充分的着火率。另外，热源组合物中可以含有用于使碳质热源的最高温度降低、以减少一氧化碳的产生量的碳酸钙(粒子)、其它无机添加剂。相对于碳1重量％，无机添加剂的配合比例通常为98重量％以下、优选为8. 0重量％以下、更优选为0. 100 3. 75重量％。本发明的热源组合物中可含有用于使碳酸钙和碳粘结的粘合剂。相对于碳1重量％，粘合剂的配合比例通常为0. 010 50重量％、优选为0. 017 2. 0重量％、更优选为 0. 10 0.75重量％。作为粘合剂，可使用藻酸盐、羧甲基纤维素或其盐、果胶或其盐、卡拉胶或其盐、瓜尔胶等。为了使初期吸烟时气溶胶的发生变得容易，热源组合物中可含有气溶胶发生物质，例如多元醇等。相对于碳1重量％，热源组合物中可以含有的气溶胶发生物质的配合比例通常为98重量％以下、优选为3. 0重量％以下、更优选为1. 5重量％。此外，热源组合物中还可以含有纸浆、烟末(夕K 二細粉)等。相对于碳1重量％， 纸浆、烟末的总的配合比例通常为98重量％以下、优选为3. 0重量％以下、更优选为0. 50重量％。此外，在碳质热源中，还可以将硼、铝、硅、钛、铁、钴、镍、锌、锗、锆、铌、钼、钌、铑、 钯、银、锡、铈、铪、钽、钨、铼、锇、铱、钼、金、它们的氧化物或上述物质的混合物之类的一氧化碳降低催化剂混合到碳质热源成形前的原料中。对于上述碳质热源，也可以用所需的物质包覆空气流路的部分或全部轴向表面。 特别是，通过包覆粒子层，还可以使碳质热源基本上具有空气不透过性。理想的包覆物质是导热系数低、具有热稳定性、在碳质热源发生燃烧的温度下也具有不燃性的物质。作为优选的包覆物质，可列举粘土、金属氧化物例如氧化铁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、硅酸铝、 氧化锆、二氧化铈、沸石、磷酸锆、其它陶瓷以及它们的组合。这些包覆物质优选含有粘土、 氧化铁。此外，这些包覆物质还可以含有对于从一氧化碳到二氧化碳的氧化反应具有促进作用的催化剂。作为所述催化剂，可列举例如钼、钯、其它过渡金属及其氧化物。为了用所需的物质包覆空气流路的部分或全部轴向表面，可采用美国专利第 5，040，551号说明书中公开的各种方法。还可以例如散布(spray)、浸润(wet)、涂布 (paint)包覆物质的溶液或悬浮液。或者，也可以将由包覆物质形成的衬套(，〃 t一)插入空气流路的部分或全部轴向表面。例如，可以将基本上不透过空气的中空管插入各个空气流路的轴向。本发明的非燃烧型吸烟物品中使用的碳质热源在保持横截面成格子的隔壁的形态的情况下进行燃烧。可以认为，这是为了如上所述地比现有技术更进一步地抑制热源组合物的碳量。这样，即使不利用如下所述的绝热材料等包覆热源，也能够防止在吸烟时发生热源从吸烟物品上的脱落。上述碳质热源可利用与所需要的格子对应的模具、通过挤出成形等成形方法来成形。就本发明中使用的碳质热源而言，无须像常规的非燃烧型吸烟物品那样在其周围设置绝热材料、卷纸等，可以在裸露的状态下进行充分燃烧，并且不易脱落。由此，可以省去在碳质热源的周围设置绝热材料等的工序，对于成本方面是非常有利的。本发明的非燃烧型吸烟物品中可以例如以与碳质热源成物理分离的状态设置气溶胶发生部。作为气溶胶发生部所含的气溶胶发生物质，可使用例如甘油、丙二醇、三乙二醇、四乙二醇等多元醇、硬脂酸甲酯、十二烷二酸二甲酯、十四烷二酸二甲酯等羧酸脂肪族酯。气溶胶发生物质通常由适当的载体负载。作为载体，可使用纸、活性炭等多孔性材料。 使气溶胶发生物质吸收或吸附于多孔性材料，从而制备气溶胶发生材料。或者，作为载体， 可以使用日本专利第3118462号说明书中记载的凝胶多糖(curdlan)等葡聚糖凝胶。艮口， 将气溶胶发生物质添加到热不可逆凝固性葡聚糖的水性分散液中，并使该分散液在例如不锈钢制带上流延成薄膜片状，然后，进行加热干燥以使葡聚糖发生凝胶化。该保持有气溶胶发生物质的葡聚糖凝胶可以在经过裁切或制成粉末后，作为气溶胶发生材料使用。将气溶胶发生物质保持于载体上而得到的气溶胶发生材料可收纳于圆筒体内，以构成气溶胶发生部，所述圆筒体由含有玻璃纤维的纸片、陶瓷、内镶有金属箔的纸片等不燃性材料形成。对于本发明的吸烟物品，为了对由气溶胶发生部产生的气溶胶赋予香味，可以在气溶胶发生部的后端附设包含香味发生材料的香味发生部。作为香味发生材料，可使用烟丝、或日本专利第3118462号说明书中记载的香味发生介质。香味发生材料收纳于与气溶
5胶发生部的圆筒体相同的圆筒体内。此外，本发明的吸烟物品可以在最后端部具有用于常规香烟的过滤嘴。以下，结合图2对本发明的使用由碳质热源组合物构成的热源的非燃烧型吸烟物品的一例进行说明。图2所示的吸烟物品100具备气溶胶发生部11、设置于气溶胶发生部11的前端的碳质热源12、设置于气溶胶发生部11的后端的香味发生部36、以及设置于香味发生部36 的后端的过滤嘴部14。气溶胶发生部11具有由不燃性材料形成的圆筒体111，在圆筒体111内收纳有由负载气溶胶发生物质的载体构成的例如粒子状的气溶胶发生材料112。碳质热源12的外形为圆形，其可以呈如上所述的各种格子形态。另外，香味发生部36具有由不燃性材料形成的圆筒体361，在圆筒体361内收纳有香味发生材料362。过滤嘴部14由用于常规香烟的过滤嘴构件141(例如，纤维素乙酸酯纤维丝束 (七Azr 一;^ 7·七〒一卜繊維卜々))构成，其外周被卷纸142卷装。气溶胶发生部11、香味发生部36及过滤嘴部14由包覆气溶胶发生部11的后端部外周、和香味发生部36及过滤嘴部14的整个外周的例如香烟卷纸这样的纸片20连接。需要说明的是，为了对主流烟成分(例如二氧化碳)加以稀释，吸烟物品100可以具有用于在吸烟时导入空气的开口。在图2所示的吸烟物品100中的过滤嘴部14处，形成有贯通纸片20和卷纸142的开口 0P。这样的非燃烧型吸烟物品100可具有常规的香烟外观。以下，结合实施例对本发明进行更为详细的说明，但本发明并不限定于这些实施例。实施例1针对碳质热源的空隙率、碳质热源的流路周长、热源截面积、以及热源单位截面积的流路周长与着火性的关系进行了研究。以与传统非燃烧型吸烟物品(日本烟草产业株式会社制；商品名A^S)中使用的热源组合物相同的组成，即，以59. 6重量％的碳粒子、12重量％的碳酸钙、8. 4重量％的石墨以及10重量％的烟末为原料，制备了热源组合物。使用各种模具将该热源组合物成形为隔壁的壁厚及格子的间隔不同的热源，从而制作了具有表1所示的端面形态的碳质热源样品1 6。表1.各种热源的规格和基本物性
权利要求
1.一种非燃烧型吸烟物品，其具备碳质热源和气溶胶发生部，所述碳质热源具有圆筒状的外壁和设置于其内部、横截面呈格子状的隔壁，且具有由所述隔壁划分的空气流路。
2.根据权利要求1所述的非燃烧型吸烟物品，其中，所述碳质热源的空隙率为50%以上。
3.根据权利要求1所述的非燃烧型吸烟物品，其中，在所述碳质热源中，所述隔壁的流路周长为70mm以上，所述流路周长是所述隔壁的面向所述空气流路的长度的总和。
4.根据权利要求1所述的非燃烧型吸烟物品，其中，所述碳质热源的截面积为9mm2以上。
5.根据权利要求1所述的非燃烧型吸烟物品，其中，所述碳质热源的单位截面积的流路周长为4mm/mm2以上。
6.根据权利要求1所述的非燃烧型吸烟物品，其中，构成所述碳质热源的热源组合物中的碳量为10 60重量％。
全文摘要
本发明涉及一种非燃烧型吸烟物品，其具备碳质热源和气溶胶发生部，所述碳质热源具有圆筒状的外壁和设置于其内部、横截面成格子的隔壁，且具有由所述隔壁划分的空气流路。
文档编号A24F47/00GK102458165SQ20098015991
公开日2012年5月16日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者大西正人, 秋山健, 西村学 申请人:日本烟草产业株式会社