特許第5960342号(P5960342)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5960342燃焼型熱源、香味吸引器及び燃焼型熱源の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5960342
(24)【登録日】2016年7月1日
(45)【発行日】2016年8月2日
(54)【発明の名称】燃焼型熱源、香味吸引器及び燃焼型熱源の製造方法
(51)【国際特許分類】
   A24F 47/00 20060101AFI20160719BHJP
【FI】
   A24F47/00
【請求項の数】11
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2015-504292(P2015-504292)
(86)(22)【出願日】2014年3月3日
(86)【国際出願番号】JP2014055270
(87)【国際公開番号】WO2014136719
(87)【国際公開日】20140912
【審査請求日】2015年7月9日
(31)【優先権主張番号】特願2013-43279(P2013-43279)
(32)【優先日】2013年3月5日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004569
【氏名又は名称】日本たばこ産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001564
【氏名又は名称】フェリシテ特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】秋山 健
(72)【発明者】
【氏名】山田 敦郎
(72)【発明者】
【氏名】竹内 学
(72)【発明者】
【氏名】山田 学
【審査官】 西田 侑以
(56)【参考文献】
【文献】 特開昭63−214173(JP,A)
【文献】 特表2009−529872(JP,A)
【文献】 特表2011−505823(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A24F 47/00
A24B 15/28
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
着火端から非着火端に向かう第1方向に沿って延びており、前記第1方向に沿って延びる単一の長手空洞を有する燃焼型熱源であって、
前記長手空洞は、前記第1方向に直交する直交断面において第1断面積を有する第1空洞と、前記第1空洞よりも非着火端側に位置しており、前記直交断面において前記第1断面積よりも小さい第2断面積を有する第2空洞とを含み、
前記第1断面積は、1.77mm以上であることを特徴とする燃焼型熱源。
【請求項2】
前記第2空洞は、前記第2断面積がSであり、前記直交断面における前記第2空洞の周長がCであり、前記第1方向における前記第2空洞の長さがL2である場合に、S/(C×L2)<0.25の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の燃焼型熱源。
【請求項3】
前記第2空洞は、前記第2断面積がSであり、前記直交断面における前記第2空洞の周長がCであり、前記第1方向における前記第2空洞の長さがL2である場合に、S/(C×L2)≦0.06の条件を満たすことを特徴とする請求項2に記載の燃焼型熱源。
【請求項4】
前記第2空洞は、S/(C×L2)≧0.019の条件を満たすことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の燃焼型熱源。
【請求項5】
前記第2断面積は、1.54mm以下であり、
前記第1方向における前記第2空洞の長さは、2mm以上13mm以下であることを特徴とする請求項2に記載の燃焼型熱源。
【請求項6】
前記第2断面積は、1.13mm以下であり、
前記第1方向における前記第2空洞の長さは、5mm以上11mm以下であることを特徴とする請求項3に記載の燃焼型熱源。
【請求項7】
前記第2空洞を形成する内壁面は、不燃組成の物質によって構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の燃焼型熱源。
【請求項8】
前記燃焼型熱源は、前記第1方向に沿って延びる円筒形状を有しており、
前記燃焼型熱源の外径は、3mm以上かつ15mm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の香味吸引器。
【請求項9】
前記第1方向において、前記燃焼型熱源の長さは、5mm以上かつ30mm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の香味吸引器。
【請求項10】
着火端から非着火端に向かう第1方向に沿って延びており、前記第1方向に沿って延びる単一の長手空洞を有する燃焼型熱源と、前記燃焼型熱源を保持する保持部材とを備える香味吸引器であって、
前記長手空洞は、前記第1方向に直交する直交断面において第1断面積を有する第1空洞と、前記第1空洞よりも非着火端側に位置しており、前記直交断面において前記第1断面積よりも小さい第2断面積を有する第2空洞とを含み、
前記第1断面積は、1.77mm以上であることを特徴とする香味吸引器。
【請求項11】
着火端から非着火端に向かう第1方向に沿って延びる燃焼型熱源の製造方法であって、
前記第1方向に向けた二重押出成形によって、可燃性の物質によって構成される外層、前記外層の内側に積層されており、不燃性の物質によって構成される内層及び前記内層の内側に形成される空洞によって構成される第1筒状部材を成形する工程Aと、
前記第1方向における前記第1筒状部材の一方から、前記第1方向に沿って前記内層を切削する工程Bとを備えることを特徴とする燃焼型熱源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、着火端から非着火端に向かう方向に沿って延びる燃焼型熱源、燃焼型熱源を備える香味吸引器、及び、燃焼型熱源の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、シガレットに代わり、タバコ等の香味源を燃焼させることなく、香味を味わう香味吸引器(喫煙物品)が提案されている。例えば、着火端から非着火端に向かう方向(以下、長手軸方向)に沿って延びる燃焼型熱源と、燃焼型熱源を保持する保持部材とを有する香味吸引器が知られている。このような香味吸引器について種々の提案が行われている。
【0003】
例えば、特許文献1には、長手方向に沿って延びる空洞を有する燃焼型熱源が開示されている。燃焼型熱源の空洞の非着火端側には、エアロゾルを含む多孔質炭素等によって構成される基体が設けられる。
【0004】
ところで、香味吸引器に用いられる燃焼型熱源は、着火から消火までの間に行われる複数回のパフ(吸引)に亘って、十分かつ安定した熱量を供給できることが望ましい。
【0005】
発明者等は、鋭意検討の結果、例えば、長手軸方向に沿って延びる単一の空洞のみが形成された筒形状を有する燃焼型熱源を用いて、パフ時に流入する空気と燃焼領域との接触面積を低減することによって、非パフ時(自然燃焼時)における発熱量とパフ時における発熱量との変動量を抑制し、中盤から後半に行われるパフにおいて、安定した熱量を供給することができることを見出した。
【0006】
しかしながら、発明者等は、さらに検討を進めた結果、シガレットの着火に通常広く用いられているガスライターのような指向性が高くない炎を燃焼型熱源の着火に用いる場合に、吸引者の吸引に伴って燃焼型熱源の空洞からガスライターの炎が流入して、燃焼型熱源の後段に配置された部材の焦げや香喫味の悪化が懸念されることを見出した。
【0007】
このように、中盤から後半に行われるパフにおける安定的な熱量の供給と着火時におけるガスライターの炎の流入の抑制との両立は非常に困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】米国特許第5,119,834号
【発明の概要】
【0009】
第1の特徴に係る燃焼型熱源は、着火端から非着火端に向かう第1方向に沿って延びており、前記第1方向に沿って延びる単一の長手空洞を有する。前記長手空洞は、前記第1方向に直交する直交断面において第1断面積を有する第1空洞と、前記第1空洞よりも非着火端側に位置しており、前記直交断面において前記第1断面積よりも小さい第2断面積を有する第2空洞とを含む。前記第1断面積は、1.77mm以上である。
【0010】
第1の特徴において、前記第2空洞は、前記第2断面積がSであり、前記直交断面における前記第2空洞の周長がCであり、前記第1方向における前記第2空洞の長さがL2である場合に、S/(C×L2)<0.25の条件を満たす。
【0011】
第1の特徴において、前記第2空洞は、前記第2断面積がSであり、前記直交断面における前記第2空洞の周長がCであり、前記第1方向における前記第2空洞の長さがL2である場合に、S/(C×L2)≦0.06の条件を満たす。
【0012】
第1の特徴において、前記第2空洞は、S/(C×L2)≧0.019の条件を満たす。
【0013】
第1の特徴において、前記第2断面積は、1.54mm以下である。前記第1方向における前記第2空洞の長さは、2mm以上13mm以下である。
【0014】
第1の特徴において、前記第2断面積は、1.13mm以下である。前記第1方向における前記第2空洞の長さは、5mm以上11mm以下である。
【0015】
第1の特徴において、前記第2空洞を形成する内壁面は、不燃組成の物質によって構成される。
【0016】
第1の特徴において、前記燃焼型熱源は、前記第1方向に沿って延びる円筒形状を有する。前記燃焼型熱源の外径は、3mm以上かつ15mm以下である。
【0017】
第1の特徴において、前記第1方向において、前記燃焼型熱源の長さは、5mm以上かつ30mm以下である。
【0018】
第2の特徴に係る香味吸引器は、着火端から非着火端に向かう第1方向に沿って延びており、前記第1方向に沿って延びる単一の長手空洞を有する燃焼型熱源と、前記燃焼型熱源を保持する保持部材とを備える。前記長手空洞は、前記第1方向に直交する直交断面において第1断面積を有する第1空洞と、前記第1空洞よりも非着火端側に位置しており、前記直交断面において前記第1断面積よりも小さい第2断面積を有する第2空洞とを含む。前記第1断面積は、1.77mm以上である。
【0019】
第3の特徴に係る燃焼型熱源の製造方法は、着火端から非着火端に向かう第1方向に沿って延びる燃焼型熱源の製造方法である。燃焼型熱源の製造方法は、前記第1方向に向けた二重押出成形によって、可燃性の物質によって構成される外層、前記外層の内側に積層されており、不燃性の物質によって構成される内層及び前記内層の内側に形成される空洞によって構成される第1筒状部材を成形する工程Aと、前記第1方向における前記第1筒状部材の一方から、前記第1方向に沿って前記内層を切削する工程Bとを備える。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1図1は、第1実施形態に係る香味吸引器100を示す図である。
図2図2は、第1実施形態に係る保持部材30を示す図である。
図3図3は、第1実施形態に係る燃焼型熱源50を示す図である。
図4図4は、図3に示すA−A断面を示す図である。
図5図5は、図3に示すB−B断面を示す図である。
図6図6は、第1実施形態に係る燃焼型熱源50の製造方法を説明するための図である。
図7図7は、第1実施形態に係る燃焼型熱源50の製造方法を説明するための図である。
図8図8は、実験結果を説明するための図である。
図9図9は、実験結果を説明するための図である。
図10図10は、変更例1に係る香味吸引器を示す図である。
図11図11は、変更例1に係るカップ部材300を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【0022】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0023】
[実施形態の概要]
実施形態に係る燃焼型熱源は、着火端から非着火端に向かう第1方向に沿って延びており、前記第1方向に沿って延びる単一の長手空洞を有する。前記長手空洞は、前記第1方向に直交する直交断面において第1断面積を有する第1空洞と、前記第1空洞よりも非着火端側に位置しており、前記直交断面において前記第1断面積よりも小さい第2断面積を有する第2空洞とを含む。前記第1断面積は、1.77mm以上である。
【0024】
実施形態では、燃焼型熱源は、第1方向に沿って延びる単一の長手空洞を有しており、第1空洞の第1断面積は、1.77mm以上である。従って、パフ時に流入する空気と燃焼領域との接触面積を低減することによって、非パフ時(自然燃焼時)における発熱量とパフ時における発熱量との変動量を抑制し、中盤から後半に行われるパフにおける安定的な熱量を供給することができる。
【0025】
なお、第1空洞の第1断面が円形である場合には、第1断面積は、1.77mm(径φ=1.5mm)である。
【0026】
実施形態では、長手空洞は、第1断面積を有する第1空洞と、第1断面積よりも小さい第2断面積を有する第2空洞とを含む。第2空洞は、第1空洞よりも非着火端側に位置する。従って、着火端側から長手空洞に吸い込まれた空気は、第1空洞及び第2空洞を通って非着火端側に導かれる。第2空洞で絞り込まれた空気は、第2空洞を通過する際に流速が大きくなることで境膜が薄くなり、第2空洞管壁との熱交換が促進すると考えられる。これによって、着火時におけるガスライターの炎が長手空洞に流入することが抑制される。
【0027】
このように、中盤から後半に行われるパフにおける安定的な熱量の供給と着火時におけるガスライターの炎の流入の抑制との両立を図ることができる。
【0028】
[第1実施形態]
(香味吸引器)
以下において、第1実施形態に係る香味吸引器について説明する。図1は、第1実施形態に係る香味吸引器100を示す図である。図2は、第1実施形態に係る保持部材30を示す図である。図3は、第1実施形態に係る燃焼型熱源50を示す図である。図4は、図3に示す燃焼型熱源50のA−A断面を示す図である。図5は、図3に示す燃焼型熱源50のB−B断面を示す図である。
【0029】
図1に示すように、香味吸引器100は、保持部材30及び燃焼型熱源50を有する。第1実施形態において、香味吸引器100は、香味源の燃焼を伴わない香味吸引器であることに留意すべきである。
【0030】
図2に示すように、保持部材30は、燃焼型熱源50を保持する。保持部材30は、支持端部30A及び吸口側端部30Bを有する。支持端部30Aは、燃焼型熱源50を保持する端部である。吸口側端部30Bは、香味吸引器の吸口側に設けられる端部である。第1実施形態では、吸口側端部30Bは、香味吸引器100の吸口を構成する。但し、保持部材30とは別体として、香味吸引器100の吸口が設けられていてもよい。
【0031】
保持部材30は、支持端部30Aから吸口側端部30Bに向かう方向に沿って延びる空洞31を有する筒状形状を有する。例えば、保持部材30は、円筒形状、角筒形状を有する。
【0032】
第1実施形態において、保持部材30は、矩形形状の厚紙を円筒状に湾曲させて両側縁部を合わせて中空の筒体として形成された紙管によって構成されていてもよい。
【0033】
第1実施形態において、保持部材30は、香味源32及び整流部材33を収容する。香味源32は、例えば、通気性を有するシートによって粉粒状のたばこ葉を覆って円柱形状に成形したものである。整流部材33は、香味源32に対して、吸口側端部30B側に設けられる。整流部材33は、支持端部30Aから吸口側端部30Bに向かう方向に沿って延びる貫通孔を有する。整流部材33は、通気性を有していない部材によって形成される。
【0034】
第1実施形態では、保持部材30が筒状形状を有するケースについて例示するが、実施形態は、これに限定されるものではない。すなわち、保持部材30は、燃焼型熱源50を保持する構成を有していればよい。
【0035】
ここで、図1に示すように、保持部材30によって保持される燃焼型熱源50と保持部材30に設けられる香味源32との間には、空隙AGが設けられることが好ましい。
【0036】
図3に示すように、燃焼型熱源50は、着火端部50A及び非着火端部50Bを有する。着火端部50Aは、保持部材30に燃焼型熱源50が挿入された状態で保持部材30から露出する端部である。非着火端部50Bは、保持部材30内に挿入される端部である。
【0037】
具体的には、燃焼型熱源50は、着火端50Aeから非着火端50Beに向かう第1方向D1に沿って延びる形状を有する。燃焼型熱源50は、長手空洞51と、外層52と、内層53とを有する。
【0038】
長手空洞51は、着火端50Aeから非着火端50Beに向かう第1方向D1に沿って延びる。長手空洞51は、第1方向D1に直交する直交断面において、燃焼型熱源50の略中央に設けられることが好ましい。すなわち、第1方向D1に直交する直交断面において、長手空洞51を構成する壁体(外層52、又は外層52及び内層53)の厚みが一定であることが好ましい。
【0039】
第1実施形態において、長手空洞51は、第1空洞51Aと、第2空洞51Bとを有する。燃焼型熱源50に形成される長手空洞51の数は単数であることに留意すべきである。
【0040】
第1空洞51Aは、第1方向D1に直交する直交断面(例えば、図4に示す断面)において第1断面積を有する。第1空洞51Aの第1断面積は、1.77mm以上である。
【0041】
第2空洞51Bは、第1方向D1に直交する直交断面(例えば、図5に示す断面)において第2断面積を有する。第2断面積は、第1断面積よりも小さい。
【0042】
ここで、第2空洞51Bの第2断面積を“S”で表し、第1方向D1に直交する直交断面(例えば、図5に示す断面)における第2空洞51Bの周長を“C”で表し、第1方向D1における第2空洞51Bの長さを“L2”で表す。
【0043】
このようなケースにおいて、第2空洞51Bは、S/(C×L2)<0.25の条件を満たすことが好ましい。このような条件を満たすことによって、着火時におけるガスライターの炎が長手空洞51に流入することを抑制し、燃焼型熱源50の後段に配置された部材の焦げや香喫味の悪化を軽減する。
【0044】
さらには、第2空洞51Bは、S/(C×L2)≦0.06の条件を満たすことが好ましい。このような条件を満たすことによって、着火時におけるガスライターの炎が長手空洞51に流入することを抑制し、燃焼型熱源50の後段に配置された部材の焦げや香喫味の悪化をさらに軽減する。
【0045】
また、第2空洞51Bは、S/(C×L2)≧0.019の条件を満たすことが好ましい。このような条件を満たすことによって香味吸引器100の状態でユーザが空気を吸引する場合に、燃焼型熱源50(長手空洞51)の通気抵抗が上昇し過ぎず、空気の吸引の阻害が抑制される。
【0046】
S/(C×L2)<0.25の条件が少なくとも満たされている場合において、第2空洞51Bの第2断面積Sは、1.54mm以下であり、第1方向D1における第2空洞51Bの長さ(L2)は、2mm以上13mm以下であることが好ましい。
【0047】
S/(C×L2)<0.25の条件が少なくとも満たされている場合において、第1方向D1において、第1空洞51Aの長さ(L1)と第2空洞51Bの長さ(L2)との比率(L1/L2)は、0.769以上であることが好ましい。これによって、第1空洞51Aが短すぎることに伴うパフ回数の低減が抑制されるとともに、第2空洞51Bが長すぎることに伴う通気抵抗の低下が抑制される。
【0048】
さらには、S/(C×L2)<0.25の条件が少なくとも満たされている場合において、第1空洞51Aの長さ(L1)と第2空洞51Bの長さ(L2)との比率(L1/L2)は、1.000以上かつ5.000以下であることが好ましい。比率(L1/L2)が1.000以上であると、第1空洞51Aが短すぎることに伴うパフ回数の低減が適切に抑制されるとともに、第2空洞51Bが長すぎることに伴う通気抵抗の低下が適切に抑制される。一方で、比率(L1/L2)が5.000以下であると、第2空洞51Bによって空気が絞り込まれることによって、着火時におけるガスライターの炎が長手空洞51に流入することが適切に抑制される。
【0049】
或いは、S/(C×L2)≦0.06の条件が少なくとも満たされている場合において、第2空洞51Bの第2断面積Sは、1.13mm以下であり、第1方向D1における第2空洞51Bの長さ(L2)は、5mm以上11mm以下であることが好ましい。
【0050】
外層52は、可燃性の物質によって構成される。例えば、可燃性の物質は、炭素材料、不燃添加物、バインダ(有機バインダ又は無機バインダ)及び水を含む混合物である。炭素材料としては、加熱処理等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好ましい。
【0051】
外層52は、外層52の重量を100重量%とした場合に、10重量%〜99重量%の範囲の炭質材料を含むことが好ましい。十分な熱量の供給や灰締まり等の燃焼特性の観点から、外層52は、30重量%〜70重量%の範囲の炭質材料を含むことが好ましく、40重量%〜50重量%の範囲の炭質材料を含むことがより好ましい。
【0052】
有機バインダとしては、例えば、CMC−Na(カルボキシメチルセルロースナトリウム)、CMC(カルボキシメチルセルロース)、アルギン酸塩、EVA、PVA、PVAC及び糖類の少なくとも1つを含む混合物を使用することができる。
【0053】
無機バインダとしては、例えば、精製ベントナイト等の鉱物系、又は、コロイダルシリカや水ガラスやケイ酸カルシウム等のシリカ系バインダを使用することができる。
【0054】
例えば、香味の観点から、バインダは、外層52の重量を100重量%とした場合に、1重量%〜10重量%のCMC−Naを含むことが好ましく、1重量%〜8重量%のCMC−Naを含むことが好ましい。
【0055】
不燃添加物としては、例えば、ナトリウムやカリウムやカルシウムやマグネシウムやケイ素等からなる炭素塩又は酸化物を使用することができる。外層52は、外層52の重量を100重量%とした場合に、40重量%〜89重量%の不燃添加物を含んでもよい。さらに、不燃添加物として炭酸カルシウムを使用する場合において、外層52は、40重量%〜55重量%の不燃添加物を含むことが好ましい。
【0056】
外層52は、燃焼特性を改善する目的で、外層52の重量を100重量%とした場合に、塩化ナトリウム等のアルカリ金属塩を1重量%以下の割合で含んでもよい。
【0057】
第1実施形態において、外層52は、図4に示すように、第1空洞51Aを形成する内壁面を構成することに留意すべきである。
【0058】
内層53は、不燃性の物質によって構成される。例えば、不燃性の物質は、炭酸カルシウム、グラファイトなどのように、不燃性又は難燃性の無機鉱物である。不燃性の物質としては、一酸化炭素を低減することを目的として、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化鉄を使用することができる。
【0059】
第1実施形態において、内層53は、図5に示すように、第2空洞51Bを形成する内壁面を構成することに留意すべきである。
【0060】
第1実施形態において、第1方向D1における燃焼型熱源50のサイズ(図3に示すLt)は、5mm以上かつ30mm以下であることが好ましい。また、第1方向D1と直交する第2方向D2における燃焼型熱源50のサイズ(図3に示すR)は、3mm以上かつ15mm以下であることが好ましい。
【0061】
ここで、燃焼型熱源50が円筒形状を有している場合には、第2方向D2における燃焼型熱源50のサイズは、燃焼型熱源50の外径である。燃焼型熱源50が円筒形状を有していない場合には、第2方向D2における燃焼型熱源50のサイズは、第2方向D2における燃焼型熱源50の最大値である。
【0062】
このようなケースにおいて、第1方向D1において着火端50Ae側に位置する内層53の端部、すなわち、第1空洞51Aと第2空洞51Bとの間の境界は、燃焼停止位置を構成する。燃焼停止位置は、燃焼型熱源50が保持部材30で保持された状態で、保持部材30から露出することが好ましい。これによって、保持部材30の焦げ等が抑制される。
【0063】
(燃焼型熱源の製造方法)
以下において、第1実施形態に係る燃焼型熱源の製造方法について説明する。図6及び図7は、第1実施形態に係る燃焼型熱源50の製造方法を説明するための図である。
【0064】
図6に示すように、工程Aにおいて、空洞151、外層152及び内層153を有する第1筒状部材を成形する。第1筒状部材は、第1方向D1に沿って延びる形状を有する。
【0065】
空洞151は、長手空洞51と同様に、第1方向D1に沿って延びており、内層153によって形成される。また、第1方向D1に直交する直交断面において、空洞151は、第1筒状部材の略中央に設けられることが好ましい。
【0066】
外層152は、外層52と同様に、可燃性の物質によって構成される。内層153は、内層53と同様に、不燃性の物質によって構成される。内層153は、外層152の内側に積層される。
【0067】
例えば、工程Aでは、第1方向D1(例えば、図6に示すX方向)に向けた二重押出成形によって第1筒状部材を形成する。二重押出成形とは、外層152を構成する物質及び内層153を構成する物質が積層された状態で、外層152を構成する物質及び内層153を構成する物質を押し出す成形方法である。
【0068】
図7に示すように、工程Bにおいて、第1方向D1に1筒状部材の一方から、第1方向D1に沿って内層153を切削する。工程Bによって内層153が除去されなかった部位は、上述した第1空洞51Aに対応する。工程Bによって内層153が除去された部位は、上述した第2空洞51Bに対応する。
【0069】
これによって、上述した燃焼型熱源50、すなわち、第1空洞51A及び第2空洞51Bを有する長手空洞51を備える燃焼型熱源50を製造することができる。
【0070】
(作用及び効果)
第1実施形態では、燃焼型熱源50は、第1方向D1に沿って延びる単一の長手空洞51を有しており、第1空洞51Aの第1断面積は、1.77mm以上である。従って、パフ時に流入する空気と燃焼領域との接触面積を低減することによって、非パフ時(自然燃焼時)における発熱量とパフ時における発熱量との変動量を抑制し、中盤から後半に行われるパフにおける安定的な熱量を供給することができる。
【0071】
第1実施形態では、長手空洞51は、第1断面積を有する第1空洞51Aと、第1断面積よりも小さい第2断面積を有する第2空洞51Bとを含む。第2空洞51Bは、第1空洞51Aよりも非着火端50Be側に位置する。従って、着火端50Ae側から長手空洞51に吸い込まれた空気は、第1空洞51A及び第2空洞51Bを通って非着火端50Be側に導かれる。第2空洞51Bで絞り込まれた空気は、第2空洞51Bを通過する際に流速が大きくなることで境膜が薄くなり、第2空洞51Bを構成する管壁との熱交換が促進すると考えられる。これによって、着火時におけるガスライターの炎が長手空洞に流入することが抑制される。
【0072】
このように、中盤から後半に行われるパフにおける安定的な熱量の供給と着火時におけるガスライターの炎の流入の抑制との両立を図ることができる。
【0073】
第1実施形態では、保持部材30によって保持される燃焼型熱源50と保持部材30に設けられる香味源32との間には、空隙AGが設けられる。従って、第2空洞51Bで絞り込まれた空気は、第2空洞51Bを通り抜けた段階で拡散しやすい。
【0074】
[実験結果]
以下において、実験結果について説明する。図8は、実験結果を示す図である。
【0075】
ここでは、第1方向に直交する直交断面において、1.77mm(径φ=1.5mm)の断面積(第1断面積)を有する長手空洞(第1空洞)を備える複数のサンプル(比較例1、実施例1−6)、4.90mm(径φ=2.5mm)の断面積(第1断面積)を有する長手空洞(第1空洞)を備える複数のサンプル(比較例2、実施例7−18)を準備した。
【0076】
比較例1,2は、上述した第2空洞を有していないサンプルである。実施例1−18は、第2空洞を有するサンプルである。実施例1−18において、第1方向における第1空洞の長さは、10mmである。このようなケースにおいて、実施例1−18は、第2空洞の断面積(径φ)、第1方向における第2空洞の長さ(長さ)、第1方向に直交する直交断面における第2空洞の周長(流路周長)、第1方向に直交する直交断面における第2空洞の第2断面積(流路断面積)を図8に示すように変更したサンプルである。
【0077】
このようなケースにおいて、喫煙容量が55ml(シガレット相当)であるとした場合に、比較例1,2に対する絞り無しに対する温度低下率について実験を行った。
【0078】
図8に示すように、第2空洞を有する実施例1−18において、温度低下の効果が得られることが確認された。特に、“流路断面積/(流路周長×長さ)”、すなわち、上述した“S/(C×L2)”が0.06以下である場合に、絞り無しに対する温度低下率が70%以下となることが確認された(実施例5,7,8,11−15を参照)。
【0079】
また、実施例1−18に示すように、第2断面積(流路断面積)が1.54mm以下であり、第2空洞の長さは、2mm以上13mm以下である場合に、温度低下の効果が得られることが確認された。特に、第2断面積(流路断面積)が1.13mm以下であり、第2空洞の長さは、5mm以上11mm以下である場合に、絞り無しに対する温度低下率が70%以下となることが確認された(実施例5,7,8,11−15を参照)。
【0080】
なお、“流路断面積/(流路周長×長さ)”、すなわち、上述した“S/(C×L2)”が0.019未満である場合には、長手空洞の通気抵抗が上昇し過ぎて、空気の吸引の阻害が抑制されることが確認された。但し、このようなサンプルについては、図8では省略している。
【0081】
また、図8に示す一部のサンプルについて、“流路断面積/(流路周長×長さ)”及び絞り無しに対する温度低下率の関係を図9に示す。図9では、横軸が“流路断面積/(流路周長×長さ)”であり、縦軸が絞り無しに対する温度低下率である。
【0082】
図9に示すように、“流路断面積/(流路周長×長さ)”が小さいほど、絞り無しに対する温度低下率が小さいことが確認された。すなわち、“流路断面積/(流路周長×長さ)”が小さいほど、温度低下の効果が大きいことが確認された。
【0083】
言い換えると、喫煙容量が一定である場合には、“流路断面積”が小さいほど、温度低下の効果が大きい。また、“流路周長×長さ”が大きいほど、熱交換が促進されるため、温度低下の効果が大きい。
【0084】
[変更例1]
以下において、第1実施形態の変更例1について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
【0085】
第1実施形態では特に触れていないが、変更例1においては、図10に示すように、香味吸引器は、保持部材30及び燃焼型熱源50に加えて、熱伝導部材200及びカップ部材300を有する。
【0086】
熱伝導部材200は、保持部材30の支持端部30Aにおいて保持部材30の内面に設けられている。熱伝導部材200は、熱伝導性に優れた金属材料によって形成されることが好ましく、例えば、アルミニウムによって構成される。所定方向において、熱伝導部材200の長さは、少なくとも、カップ部材300の長さよりも長いことが好ましい。すなわち、熱伝導部材200は、カップ部材300よりも吸口側端部30B側に張り出している。熱伝導部材200の長さは、保持部材30の長さと同じであってもよい。
【0087】
カップ部材300は、カップ形状を有しており、香味源32(ここでは、香味源)を収容しており、燃焼型熱源50を保持する。カップ部材300は、保持部材30の支持端部30Aに挿入されるように構成される。詳細には、カップ部材300は、筒状の側壁310及び側壁310によって構成される一方の開口を塞ぐ底板320によって構成される。香味源32(ここでは、香味源)及び燃焼型熱源50は、側壁310によって構成される一方の開口からカップ部材300内に挿入される。底板320は、空気を通すための複数の通気孔320Aを有する。
【0088】
ここで、香味源32(ここでは、香味源)は、例えば、粉粒状のたばこ葉によって構成される。このようなケースにおいて、通気孔320Aのサイズは、たばこ葉の粒径よりも小さい。
【0089】
変更例1において、側壁310の厚みは、0.1mm以下であることが好ましい。これによって、側壁310の熱容量が小さくなり、燃焼型熱源50が発する熱が香味源に効率的に伝達される。また、側壁310は、SUS(例えば、SUS430)によって構成されることが好ましい。これによって、側壁310の厚みが0.1mm以下であっても、側壁310の強度として十分な強度が得られ、カップ部材300の形状が維持される。なお、底板320は、側壁310と同じ部材(例えば、SUS430)によって構成されることが好ましい。
【0090】
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この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形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0091】
実施形態では、保持部材30は、通気性を有するシートによって粉粒状のたばこ葉を覆って円柱形状に成形した香味源32を収容する。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。保持部材30は、メンソールなどを収容するカプセルを内蔵するフィルタ(以下、カプセルフィルタ)を収容していてもよい。カプセルフィルタは、香味源32よりも吸口側に配置される。
【0092】
実施形態では、香味源32は、通気性を有するシートによって粉粒状のたばこ葉を覆って円柱形状に成形したものである点について説明した。しかしながら、香味源32は、これに限定されるものではない。香味源32は、メンソールなどの香味成分を担持するものであってもよい。
【0093】
実施形態では、燃焼型熱源50の製造方法として、二重押出成形によって第1筒状部材(図6を参照)を成形するケースについて説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、第1筒状部材は、圧力(圧縮)成形、射出成形、機械加工等によって成形されてもよい。
【0094】
実施形態では、燃焼型熱源50が炭素熱源であるケースについて説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、燃焼型熱源50は、パルプ又はたばこ刻みによって構成されてもよい。
【0095】
実施形態では、外層52及び内層53が別体であるケースについて説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、外層52及び内層53は、上述した外層52と同様の物質によって一体として構成されていてもよい。このようなケースにおいて、内層53の内面は、不燃剤又は難燃剤によってコーティングされることが好ましい。
【0096】
なお、日本国特許出願第2013−43279号(2013年3月5日出願)の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
【産業上の利用可能性】
【0097】
本発明によれば、中盤から後半に行われるパフにおける安定的な熱量の供給と着火時におけるガスライターの炎の流入の抑制との両立を図ることを可能とする燃焼型熱源、香味吸引器及び燃焼型熱源の製造方法を提供することができる。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11