JP7300255B2 - 喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材および構造体 - Google Patents

Description

本発明は喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材および構造体に関する。

紙巻きタバコ、シガーなどの喫煙品は使用時にタバコを燃やしてタバコ煙を発生させている。燃やさずに化合物を放出する製品を作製することによってタバコを燃やすこれらの喫煙品の代替え品を提供する試みがなされている。このような製品の例としては材料を燃やさず加熱することによって化合物を放出するタバコ加熱製品またはタバコ加熱装置としても知られている所謂発熱するが燃焼しない製品などがある。この材料は、例えばタバコまたはニコチンを含むまたは含まない他の非タバコ製品であってもよい。

本発明の第１の態様では喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材が提供され、この部材は第１および第２端部を有し、第１および第２端部の間を延びる複数の貫通孔を含むモノリシックロッドである。

ある実施態様では貫通孔はロッドの中心軸に対して実質的に平行に延びている。

ある実施態様では貫通孔は横断面で見て部材の半径方向に配置されている。即ち、一例では部材は貫通孔を画定し、２つの主要構造体、即ち放射状壁および中央壁を有する内部壁を有する。放射状壁は部材の断面の半径に沿って延びており、中央壁は部材の断面の中央の中心に位置する。１つの例では中央壁は円形であるが、他の規則的または不規則な断面形状のものを使用してもよい。同じように１つの例では部材の断面は円形であるが、他の規則的または不規則な断面形状であってもよい。

ある実施態様では貫通孔の大半は、六角形またはほぼ六角形の断面形状を有する。この実施態様において、一端から見たときに部材は「ハチの巣」構造と称される構造を有する。

ある実施態様では部材は実質的に非圧縮性である。

ある実施態様では部材はセラミック材で形成されている 。

ある実施態様では部材はポリマーで形成されている。部材は熱可塑性ポリマーで形成してもよい。

ある実施態様では部材は押し出し可能なプラスチック材で形成されている。

ある実施態様では部材の多孔度は６０％～７５％の範囲内にある。ここでいう多孔度は、貫通孔によって占められる部材の横断面積のパーセンテージであらわす尺度である。ある実施態様では部材の多孔度は約６９％～７０％である。

本発明の第２の態様では喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材が提供され、この部材は第１および第２端部を有し、少なくとも１つの管を含むロッドであり、この管はロッドの第１および第２端部の間を延びる貫通孔となるように第１お
よび第２端部の間を延びている。

ある実施態様ではロッドは第１の材料で形成され、少なくとも１つの管は第２の別の材料で形成されている。

ある実施態様ではロッドはセルロースアセテートで形成されている。

ある実施態様ではロッドはセルロースアセテートトウで形成されている。

ある実施態様では上記少なくとも１つの管はシリコーンゴム、エチレン酢酸ビニルおよびポリプロピレンの内の少なくとも１つで形成されている。

ある実施態様では部材はロッド内に第１および第２端部の間を延びる複数の管を含み、ロッドの第１および第２端部の間を延びる複数の貫通孔を供する。

本発明の第３の態様では喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材が提供され、この部材は第１および第２端部を有するロッドであり、ロッド内に複数の活性炭繊維を含み、活性炭繊維はロッドの第１および第２端部の間を延びている。

ある実施態様では活性炭繊維は実質的に互いに位置合わせされている。

ある実施態様ではロッドは外方ラッパーによって一緒に保持される活性炭繊維からなる。

ある実施態様では部材は第２の別の材料に埋め込まれたまたは分散された活性炭繊維を含む。

ある実施態様では第２の別の材料はセルロースアセテートを含む。

ある実施態様では第２の別の材料はセルロースアセテートトウを含む。

本発明の第４の態様では喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材が提供され、この部材は第１および第２端部を有するロッドであり、ロッドは第２の材料からなる粒子を含む第１の材料のマトリックスとして形成されている。

ある実施態様では第１の材料は少なくとも１つのポリマーを含む。

ある実施態様では第２の材料は炭素を含む。

喫煙材を加熱するための装置と使用するための冷却集合体が提供され、冷却集合体は、
揮発させた喫煙材を冷却するための上述のようなエアロゾル冷却部材と、
エアロゾル冷却部材の一端に管とを含む。

ある実施態様では前記管は中空の管であり、揮発させた喫煙材をろ過するフィルター機能を供する。

ある実施態様では冷却集合体はエアロゾル冷却部材の他端に第２の管を含む。

喫煙材を加熱するための装置と使用するための喫煙品が提供され、この喫煙品は、
喫煙材と、
喫煙材を加熱した際に発生する揮発させた喫煙材を冷却するための上述のエアロゾル冷却部材とを含む。

ある実施態様では喫煙品は喫煙材とエアロゾル冷却部材の間にスペーサーを含む。ある実施態様ではスペーサーは中空のスペーサー管である。

ある実施態様では喫煙品はエアロゾル冷却部材の端部に中空の吸い口端管を含む。ある実施態様では吸い口端管は、喫煙材を加熱した際に発生する揮発させた喫煙材をろ過するろ過機能を供するように構成されている。

本発明の実施態様を単に一例として添付図面を参照して説明する。
喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材の第１の例の略式斜視図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材の第２の例の略式斜視図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材の別の例の略式斜視図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材の別の例の略式斜視図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材の別の例の略式端面図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材の別の例の略式端面図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材の別の例の略式端面図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材の別の例の略式端面図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するための構成体の一例の略図である。 喫煙材を加熱するための装置と使用するための消耗品の一例の略図である。 ある程度完成した製品の一例の略図である。 喫煙材を加熱するための装置の一例の略式斜視図である。 図１２の装置の略式断面斜視図である。 図１２の装置に使用するのに好適なヒーター支持スリーブと加熱チェンバーの一例の略式断面斜視図である。

本明細書中で使用する「喫煙材」なる用語は、加熱されると典型的にはエアロゾルの形体で揮発成分を供する材料を含む。「喫煙材」はあらゆるタバコ含有材を含み、例えば、タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、刻みタバコ、再生タバコまたはタバコ代替え品の内の１つ以上を含んでもよい。また「喫煙材」は製品によってはニコチンを含むまたは含まない他の非タバコ製品を含んでもよい。

喫煙材を燃やさずにまたは燃焼させずに通常吸引可能なエアロゾルを形成するために喫煙品を加熱して喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させる装置が知られている。このような装置は時には「熱するが燃焼しない（hear-not-burn）」装置または「タバコ加熱製
品」または「タバコ加熱装置」またはこれらと類似するものとして説明される。当該装置は通常一般に長尺であり、時には吸い口端と呼ばれる開口端部を有する。喫煙材は装置内に挿入することができるカートリッジまたはカセットまたはロッドの形体またはそれらの
一部として提供されてもよい。フィルター構造を吸い口端に設けて、ユーザーによって喫煙材が吸引される際に揮発された材料をろ過および／または冷却するようにしてもよい。喫煙材を加熱し、揮発させるためのヒーターを装置の「永久」部品として設けてもよく、あるいは喫煙品または使用後破棄され、交換される消耗品の一部として設けてもよい。この明細書中での「喫煙品」は、喫煙材を含み、使用の際に加熱され、喫煙材および選択的に他の成分を揮発させる装置または物品または他の部材を意味する。使用時に特に重要な用途において喫煙材は燃えず、燃焼させない。

このような熱するが燃焼しない装置特有の問題は、揮発させた材料をユーザーに届く前に冷ますことである。喫煙材を加熱するのに高い温度が必要とされ、そして喫煙材は装置の吸い口端に極めて接近している場合がある。さらに例えば従来の紙巻きタバコと異なり、揮発させた材料は通常ユーザーに到達する前に比較的長い喫煙材の本体を通過しない。さらに熱するが燃焼しない装置の外方ハウジングが喫煙材が加熱されるチェンバーから、および揮発させた材料が通過する通路から断熱されている場合がある。その結果、揮発させた材料は、通常は装置を通過する間ほとんど冷まされない。

本発明の実施態様のいくつかの特定の例ではこのような装置によって使用の際に発生する揮発させた材料またはエアロゾルを冷却する。本発明の実施態様の特定の例では、このような冷却は、使用の際に装置に設けられる場合があるあらゆる付属のフィルターを超えるまたは加えるろ過機能をほとんどまたは全く、または少なくともろ過機能をほとんどまたは全く持たずに行ってもよい。即ち本発明の冷却部材の実施態様の例の優先事項は、揮発させた材料またはエアロゾルを冷却することであり、ろ過は優先事項ではなく、冷却部材自体では対処されない。この点において上述したように従来の紙巻きタバコにおいて煙はユーザーまでの経路において充分に冷却されているので煙を冷却することは、通常優先事項にはならない。従って、熱するが燃焼しない装置またはタバコ加熱製品／装置にはこの点に関しそれぞれ異なる独自の問題点を含み、そしてこれら装置はそれを行うことは困難である。本明細書で説明する冷却部材は、主装置（通常電力供給源、制御電気回路などを含む）の一部として、および／または消耗品（主装置内に挿入されるまたは主装置と係合させて、使用後破棄され、交換される）の一部として設けてもよく、消耗品のタバコまたは他の喫煙材を加熱するためのヒーターは主装置または消耗品または両方の一部として設けられる。

ここで図１を参照すると喫煙材を加熱し、揮発させるための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材１０の第１の例略式斜視図である。この例では部材１０は円形の断面を有する円筒状である。この例では部材１０はモノリシックロッド１２である。即ち、ロッド１２は単一材料からなるブロックである。ロッド１２は第１および第２端部１３、１４を有する。使用の際に、一端１３は喫煙材および部材１０が共に使用される加熱装置のヒーターの方に位置し、他端１４は吸い口端にまたは吸い口端の方に位置する。

図１の部材１０は第１および第２端部１３、１４の間を延びる複数の貫通孔１５を有する。図示の例では貫通孔１５は互いにほぼ平行に延び、ロッド１２の中央長手方向軸１６に実質的に平行に延びている。しかしながら、他の構成も可能である。例えば、全ての貫通孔１５が互いに平行である必要はない。別の例では貫通孔１５のいくつかまたは全てはロッド１２の中央長手方向軸１６に平行ではない。使用時、エアロゾルまたは揮発した材料は貫通孔１５を通過し、エアロゾルまたは揮発した材料から熱を伝導させてエアロゾルまたは揮発した材料を冷ます。

一例である図１の部材１０は実質的に非圧縮性である、即ち、部材１０は適度に硬質であり、部材１０を圧縮するのには比較的大きな力を必要とする。このようにして、部材１０は使用時に部材１０を支持するためのさらなる構成を必要とせず、自立可能である。

１つの例では図１の部材１０はセラミック材で形成される。セラミック材は無機の非金属材料、場合によっては酸化物結晶材料、窒化物結晶材料または炭化物結晶材料である。好適な例としては炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化チタンおよび二酸化ジルコニウム（ジルコニア）が挙げられるが、他のセラミックまたは非セラミック材を使用してもよい。他の例では図１の部材１０は少なくとも１つのポリマーで形成されている。ポリマーは、例えば熱可塑性物質であってもよく、例えばポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド（または例えばナイロン６などのナイロン）、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリビニル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルブロックアミド、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブチレンおよびポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアクリル酸、ポリスチレン、例えばエチレン酢酸ビニル、エチレンビニルアルコールおよびポリ塩化ビニルなどのポリビニルおよびこれらのあらゆる共重合体、これらのあらゆる派生物およびこれらのあらゆる組み合わせなどが挙げられる。

図１の部材１０は最初に中実のブロックとして形成してもよく、貫通孔１５はブロックに穴を開けるまたは穿孔することによって形成される。しかしながら、より効率的には図１の部材１０は最初に例えば選択的に例えば押し出しおよび／または引き抜きなどのいくつかの好適な成形技術によって貫通孔１５を設けて形成してもよい。

ここで図２を参照すると喫煙材を加熱し、揮発させるための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材２０の第２の例の略式斜視図が示されている。この例では部材２０は円形の断面を有する円筒状である。この例では部材２０は第１および第２端部２２、２３を有するロッド２１である。使用時、一端２２は喫煙材および部材２０が共に使用される加熱装置のヒーターの方に位置し、他端２３は吸い口端にまたは吸い口端の方に位置する。

図２の部材２０はロッド２１内に少なくとも１つの管２４を有し、管２４はロッド２１の第１および第２端部２２、２３の間を延びる貫通孔２５を供するために第１および第２端部２２、２３の間を延びている。ロッド２１を通る複数の貫通孔２５を供する複数のこのような管２４があるのが好ましい。図示の例では管２４と貫通孔２５は互いにほぼ平行に延び、ロッド２１の中央長手方向軸２６と実質的に平行に延びている。しかしながら、他の構成も可能である。例えば、全ての管２４と貫通孔２５が互いに平行である必要はない。別の例ではいくつかまたは全ての管２４および貫通孔２５はロッド２１の中央長手方向軸２６に平行ではない。使用時、エアロゾルまたは揮発した材料は貫通孔２５を通過し、エアロゾルまたは揮発した材料から熱を伝導させてエアロゾルまたは揮発した材料を冷ます。

１つの例では図２の部材２０は実質的に非圧縮性である。このようにして、部材２０は使用時に部材２０を支持するためのさらなる構成を必要とせず、自立可能である。

図２の部材２０の一例において、主胴体部分またはロッド２１は第１の材料で形成され、前記または各管２４は第２の別の材料で形成されている。一例では主胴体部分またはロッド２１はセルロースアセテートで形成される。一例では主胴体部分またはロッド２１はセルロースアセテートトウで形成される。それ自体よく知られているようにトウは連続フィラメントのねじられていない束、この例では多くのセルロースアセテート撚り糸からなるリボンである。一例では前記または各管２４はシリコーンゴム、エチレン酢酸ビニルおよびポリプロピレンの内の少なくとも１つで形成されている。他の材料を使用してもよい。種々の管２４の内の１つ以上は他とは異なる材料で形成してもよい。主胴体部分またはロッド２１および前記または各管２４はブロックとして形成し、その後所望の直径に延伸または同時に押し出ししてもよい。

ここで図３を参照すると喫煙材を加熱し、揮発させるための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材３０の別の例の略式斜視図が示されている。この例では部材３０は円形の断面を有する円筒状である。この例では部材３０は第１および第２端部３２、３３を有するロッド３１である。使用時、一端３２は喫煙材および部材３０が共に使用される加熱装置のヒーターの方に位置し、他端３３は吸い口端にまたは吸い口端の方に位置する。

図３の部材３０は第１および第２端部３２、３３の間を延びる複数の活性炭繊維または糸３２を有する。当然のことながらこれは図３で略式に示されているだけであり、数百または数千のこのような繊維３４が存在してもよい。それ自体はよく知られているように「活性」炭素は、劇的に炭素の表面積を増大させる非常に多くの小さい低容積の孔を有するように処理された炭素の形体である。図示の例では活性炭繊維３４は実質的に互いに位置合わせされている。使用時、エアロゾルまたは揮発した材料は活性炭繊維３４に沿って通過し、エアロゾルまたは揮発した材料から熱を伝導させてエアロゾルまたは揮発した材料を冷ます。活性炭繊維または糸３４は炭素のみから形成されてもよい。別の例では活性炭繊維または糸３４は、例えば糊または他の接着剤が入った槽を介して糸状材料を引っ張り、炭素繊維を糸に塗布して形成してもよく、炭素繊維は糊によって糸に接着される。この場合、糸状材は例えばセルロースアセテートであってもよい。

１つの構成において、ロッド３１は活性炭繊維３４からなり、これらは外方ラッパーまたは鞘３５によって一緒に保持され、他の材料は存在しない。ラッパー３５は紙などの材料で形成してもよい。別の構成ではロッド３１は活性炭繊維３４から形成され、これらは第２の別の材料に埋め込まれるまたは分散される。第２の別の材料は、例えばセルロースアセテートであってもよく、例えばセルロースアセテートトウであってもよい。

１つの例では図３の部材３０は実質的に非圧縮性である。このようにして、部材３０は使用時に部材３０を支持するためのさらなる構成を必要とせず、自立可能である。

ここで図４を参照すると喫煙材を加熱し、揮発させるための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材４０の別の例の略式斜視図が示されている。この例では部材４０は円形の断面を有する円筒状である。この例では部材４０は第１および第２端部４２、４３を有するロッド４１である。使用時、一端４２は喫煙材および部材４０が共に使用される加熱装置のヒーターの方に位置し、他端４３は吸い口端にまたは吸い口端の方に位置する。

図４の部材４０は第２の材料からなる粒子４５を含む第１の材料からなる本体部分４４で構成されたマトリックスとして形成されている。（当然のことながら図４は略図であり、通常は数千または数万以上の粒子４５が存在する。）

一例では胴体部分４４の第１の材料は少なくとも１つのポリマーを含む。ポリマーは、例えば、熱可塑性物質、例えばポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド（または例えばナイロン６などのナイロンを含む）、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリビニル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルブロックアミド、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンおよびポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアクリル酸、ポリスチレン、例えばエチレン酢酸ビニル、エチレンビニルアルコールおよびポリ塩化ビニルなどのポリビニルおよびこれらのあらゆる共重合体、これらのあらゆる派生物およびこれらのあらゆる組み合わせであってもよい。胴体部分４４の第１の材料は水溶性樹脂であってもよい。

一例では粒子４５の第２の材料は炭素を含む。炭素は活性炭であってもよい。

部材４０は、例えば粒子４５を本体部分４４の材料と混合し、混合物を押し出し、混合を物レンジ加熱して硬化させることによって形成してもよい。

ここで図５を参照すると喫煙材を加熱し、揮発させるための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材５０の別の例の略式端面図が示されている。この例でも部材５０は円筒状であり、この場合円形の断面を有するが（図５から明らかなように）、例えば方形、矩形または他の四辺形、規則的または不規則な他の多角形、例えば５角形、８角形など他の断面形状のものも可能である。この例では部材５０はモノリシックロッド、即ちロッドは単一材料からなるブロックである。使用時、ロッド状部材５０の一端は、部材５０が共に使用される喫煙材および加熱装置のヒーターの方に位置し、もう一方の端部は吸い口端にまたは吸い口端の方に位置する。

図５の部材５０は第１および第２端部の間を延びる複数の貫通孔または管腔５５を有する。図示の例では貫通孔５５は互いにほぼ平行に延び、ロッド状部材５０の中心軸に対して実質的に平行に延びている。しかしながら、他の構成も可能である。例えば、全ての貫通孔５５が互いに平行である必要はない。別の例ではいくつかまたは全ての貫通孔５５はロッド状エレメント５０の中央長手方向軸に平行ではない。使用時、エアロゾルまたは揮発した材料は貫通孔５５を通過し、エアロゾルまたは揮発した材料から熱を伝導させてエアロゾルまたは揮発した材料を冷ます。

この例では横断面で見て（図５に示すように）貫通孔５５は、ほぼ放射状に配置されている。即ち、貫通孔５５を画定する部材５０の内壁は２つの主要構造体を有する、即ち放射状壁５６および中央壁５７を有する。放射状壁５６は部材５０の断面の半径に沿って延びている。中央壁５７は部材５０の断面のほぼ中央を通過する。図示の例では中央壁５７は円形であるが、他の形状も可能であり、必要であれば部材５０全体の実質的な断面形状に従う規則的または不規則な多角形形状であってもよい。例えば、第１の最も内方の中央壁５７ａおよび第１の最も内方の中央壁５７ａの半径方向外方に位置する第２の中央壁５７ｂがあってもよい。さらに中央壁を設けてもよい。放射状壁５６は最も内方の中央壁５７と第２中央壁５７ｂの間を延びてもよい。さらに放射状壁５６は部材５０の第２中央壁５７ｂと最も外方にある壁５８の間を延びてもよい。要求される流れ構成および冷却効果によって、最も内方の中央壁５７ａと第２中央壁５７ｂの間を延びている放射状壁５６のいくつかまたは全ては、部材５０の第２中央壁５７ｂと最も外方にある壁５８の間を延びている放射状壁５６と半径方向に位置合わせされてもよい。同様に、図示の例では部材５０の中央が開口するように最も内方の中央壁５７ａの半径方向内方に設けられる放射状壁はないが、１つ以上の放射状壁および／または他の非放射状壁および／または他の突起が部材５０の中央内にまたは横断して延びてもよい。さらに放射状壁５６は、各対の放射状壁５６間の放射角度が同じになるように角度方向に規則的に互いに間隔を置いて位置するが、必ずしもこうある必要はなく、対応する対の放射状壁は異なる角度で離れてもよい。これにより部材５０を可撓性に設計することを可能にし、空気または蒸気の流れに対する部材５０の効果的な多孔度を所定のまたは所望の値に設定することができる。それに応じて通過する蒸気またはエアロゾルに晒される部材５０内の有効表面積を調整または所望の値に設定することができ、部材内の有効表面積は得られる冷却の量を決定する主要因の１つであることが分かっている。これらの要因の全てが使用時に得られる冷却を良好に調整することができ、場合によっては使用の際に部材５０を通過する蒸気の滴径、並びに部材５０を通過する間に凝縮するかもしれない蒸気の量などの特徴を良好に調整することを可能にする。

図５の具体例では最も内方の中央壁５７ａと第２中央壁５７ｂの間を延びている各放射状壁５６ａは、部材５０の第２中央壁５７ｂと最も外方にある壁５８の間を延びている放
射状壁５６ｂの対応する１つと半径方向に位置合わせされる。加えてさらなる放射状壁５６ｃが部材５０の第２中央壁５７ｂと最も外方にある壁５８の間に設けられている。この例ではさらに「中間」放射状壁５６ｃが部材５０の第２中央壁５７ｂと最も外方にある壁５８の間を延びている他の放射状壁５６ｂの間の中間に位置するが、他の構成も可能である。

図５の具体例では部材５０の長手方向の全体的な多孔度が約６９％になるような大きさを有し、配置された貫通孔５５が２８個ある（即ち貫通孔５５によって画定された総断面積は、総断面積の約６９％であり、放射状壁５６および中央壁５７によって画定された断面積は総断面積の約３１％である）。一般に約６０％～７５％、または特に約６５％～７２％およびさらに約６９％～７０％の多孔度が良好に機能することが分かっている。

ここで図６を参照すると喫煙材を加熱し、揮発させるための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材６０の別の例の略式端面図が示されている。この例では部材６０もまた円形の断面を有する円筒状であるが（図６から明らかなように）、ここでも他の断面形状が可能である。この例では部材６０はモノリシックロッドであり、即ちロッドは単一材料からなるブロックであり、および複数の貫通孔または管腔６５を有する。

図６の例は図５の例と多くの点で類似しており、上述したものと類似の選択肢および代替手段が利用可能である。従って、簡潔のために同じまたは類似の態様および選択肢または代替手段の説明はここでは繰り返さずに主な違いについてのみ説明する。

図６の例では最も内方の中央壁６７ａと第２の中央壁６７ｂの間を延びている各放射状壁６６ａは、部材６０の第２の中央壁６７ｂと最も外方の壁６８の間を延びている放射状壁６６ｂの対応する１つと半径方向に位置合わせされ、またその逆であってもよい。即ち、図５の例と比較すると、最も外方の放射状壁６６ｂの間に中間の放射状壁（上述のように最も内方の中央壁６７ａおよび第２の中央壁６７ｂの間を延びている放射状壁６６ａの対応する１つと位置合わせされる）がない。この例では部材６０の長手方向の全体的な多孔度が約６５％～６６％になるような大きさを有し、配置された貫通孔６５が３６個ある。

ここで図７を参照すると喫煙材を加熱し、揮発させるための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材７０の別の例の略式端面図が示されている。この例では部材７０もまた円形の断面を有する円筒状であるが（図７から明らかなように）、ここでも他の断面形状のものを使用してもよい。この例では部材７０はモノリシックロッドであり、即ちロッドは単一材料からなるブロックであり、複数の貫通孔または管腔７５を有する。

図７の例は図５の例と多くの点で類似しており、上述したものと類似の選択肢および代替手段が利用可能である。従って、簡潔のために同じまたは類似の態様および選択肢または代替手段の説明はここでは繰り返さずに主な違いについてのみ説明する。

図５の例と同じように図７の具体例では最も内方の中央壁７７ａと第２の中央壁７７ｂの間を延びている各放射状壁７６ａは、部材７０の第２の中央壁７７ｂと最も外方にある壁７８の間を延びている放射状壁７６ｂの対応する１つと半径方向に位置合わせされ、加えてさらなる放射状壁７６ｃが部材７０の第２の中央壁７７ｂと最も外方の壁７８の間に設けられている。この例ではさらなる「中間」放射状壁７６ｃが部材７０の第２の中央壁７７ｂと最も外方の壁７８の間を延びている他の放射状壁７６ｂの間の中間に位置するが、他の構成も可能である。この例では放射状壁の間の半径および角度方向の間隔は図５の例のものより小さく、従ってより多くの貫通孔７５がある。この特定の例では部材７０の長手方向の全体的な多孔度が約６４％になるような大きさを有し、配置された貫通孔７５、５５が４０個ある。

ここで図８を参照すると喫煙材を加熱し、揮発させるための装置と使用するためのエアロゾル冷却部材８０の別の例の略式端面図が示されている。この例でも部材８０は円形の断面を有する円筒状であるが（図８から明らかなように）、他の形状も可能である。この例では部材８０はモノリシックロッドであり、即ちロッドは単一材料からなるブロックであり、複数の貫通孔または管腔８５、８５’を有する。この例では部材８０の内部壁８６は、管腔８５の大半が端部から見たときに六角形の断面形状（図８に示すように）または少なくともほぼ六角形の断面形状を有するように配置されている。当然のことながら最も外方の壁８８に近い円周の管腔８５’は最も外方の壁８８の湾曲形状に適合するように異なる形状を有することになり、同様に一部の管腔８５の最も外方の周壁も最も外方の壁８８の形状に適合するように僅かに湾曲してもよい。それでも上述のように管腔８５の大半は六角形の断面形状または少なくともほぼ六角形の断面形状を有する。このようにして、部材８０はハチの巣状構造と称される構造を有し、一部の用途で利点を有する場合がある。この特定の例では１９個の六角形の主貫通孔８５と１２個の非六角形の小さい貫通孔８５’があり、これらは部材８０の長手方向の全体的な多孔度が約７０％になるような大きさで配置されている。

一例における図５～８の部材５０、６０、７０、８０のいずれも実質的に非圧縮性である、即ち部材５０、６０、７０、８０は適度に硬質であり、部材５０、６０、７０、８０を圧縮するには比較的大きな力を必要とする。このようにして部材５０、６０、７０、８０は、使用の際に部材５０、６０、７０、８０を支持するためのさらなる構成を必要とせず自立可能である。

一例において図５～８の部材５０、６０、７０、８０はセラミック材で形成される。セラミック材は無機の非金属材料であり、場合によって結晶性酸化物、窒化物または炭化物材料である。好適な例としては炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化チタンおよび二酸化ジルコニウム（ジルコニア）が挙げられるが、他のセラミックまたは非セラミック材を使用してもよい。他の例では 図５～８の部材５０、６０、７０、８０は少なくとも１つのポリマーで形成されている。ポリマーは、熱可塑性物質、例えばポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド（または例えばナイロン６を含むナイロン）、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリビニル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルブロックアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンおよびポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアクリル酸、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル、エチレンビニルアルコールおよびポリ塩化ビニルなどのポリビニルおよびこれらのあらゆる共重合体、これらのあらゆる派生物およびこれらのあらゆる組み合わせであってもよい。

図５～８の部材５０、６０、７０、８０は中実のブロックとして最初に形成してもよく、貫通孔５５、６５、７５、８５がブロックに穴を空けるまたは穿孔することによって形成される。しかしながら、特に図５～８の部材５０、６０、７０、８０が少なくとも１つのポリマーで形成される場合、より効率的には部材５０、６０、７０、８０に例えば押し出しおよび／または引き抜きを選択的に含むいくつかの好適な成形技術によって最初に貫通孔５５、６５、７５、８５を形成してもよい。

上述したようにここで説明した冷却部材の１つの用途は喫煙材を加熱するための加熱装置の主装置内にあり、主装置は通常電源、制御回路などを含む。また上述した別の用途は、主装置に挿入されるまたはそうでなければ主装置と係合し、使用後破棄され、交換される消耗品の一部となるここで説明した冷却部材のための用途である。消耗品のタバコまたは他の喫煙材を加熱するためのヒーターを主装置または消耗品の一部として設けてもよく、またはヒーターを場合によっては両方に設けてもよい。

図９は喫煙材を加熱するための装置と使用するためのものであり、上述したような冷却部材を組み込んだ装置９０の一例を略式に示している。この例では装置９０はマウスピース集合体９０である。マウスピース集合体９０は喫煙材を加熱するための加熱装置の主装置の一部であってもよく、または使用時に主装置と係合させてもよく、または主装置に挿入されるまたはそうでなければ主装置と係合し、使用後破棄され、交換される消耗品の一部であってもよい。明確化かつ単純化のために、ここで説明するマウスピース集合体９０が消耗品の一部であるという観点から以下に説明するが、当然のことながらここで説明するマウスピース集合体９０はこれとは別に加熱装置の主装置の一部または使用の際にこれと係合させてもよい。

この例ではマウスピース集合体９０は単独の冷却部材９１を有し、これは上述の例のいずれかによるものであってもよい。冷却部材９１の一方の側で（使用時に吸い口端になる）、第１の吸い口端中空管９２は冷却部材９１の一端と当接する。吸い口端の管９２は、例えば螺旋状に巻かれた紙の管の形体の紙、セルロースアセテート、板紙、耐熱クリンプ紙またはパーチメントクリンプ紙などのクリンプ紙および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などのポリマー材、または一部の他の好適な材料で形成してもよい。冷却部材９１のもう一方の側には第２の中空管９３があり、これは 喫煙材を加熱する主装置の非常に熱い部分から冷却部材９１を離し、従って冷却部材９１を高い温度から保護し、さらには縮合を防ぐのに役立つのでエアロゾルの生成を向上させる役割を果たす。第２の管９３も例えば螺旋状に巻かれた紙の管の形体の紙、セルロースアセテート、板紙、耐熱クリンプ紙またはパーチメントクリンプ紙などのクリンプ紙および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などのポリマー材、または一部の他の好適な材料で形成してもよい。吸い口端の管９２と第２の管９３は冷却部材９１を支持する。吸い口端の管９２はフィルター機能を有してもよく、場合によってはチューブフィルターと称してもよい。

この例の冷却部材９１はマウスピース９０のほぼ中央に位置するが、他の例ではマウスピース集合体９０の多少一端または他端の方に位置してもよい。図９の例では吸い口端管９２、冷却部材９１および第２の管９３は、吸い口端管９２、冷却部材９１および第２の管９３の周りにきつく巻かれて、これらを接合するチッピング紙９４によって一緒に保持される。この時点ではマウスピース集合体９０は、「組み立て済み」である。

１つの具体例において第１の吸い口端管９２の長さは１１ｍｍ、冷却部材９１の長さは１９ｍｍそして第２の管９３の長さは１１ｍｍであってもよく、マウスピース集合体９０全体としての外径は５．４ｍｍであってもよい。チッピング紙９４を除く冷却部材９１、吸い口端の管９２と第２の管９３の外径は、例えば５．１３ｍｍ～５．２５ｍｍの範囲内であってもよく、５．２５ｍｍは１つの好ましい選択肢である。例えば特定の用途、入ってくるエアロゾルまたは蒸気の通常の温度、エアロゾルまたは蒸気および喫煙材の特性
（材質）等に応じて、他の寸法のものも使用してもよい。

ここで図１０を参照すると喫煙材を加熱するための装置と使用するための消耗品１００の一例が略式に示されている。消耗品１００はマウスピース集合体１０１および円筒状の喫煙材ロッド１０２を有する。マウスピース集合体１０１は冷却部材を含み、これは本明細書で説明した冷却部材のいずれかによるものであってもよい。図示の例ではマウスピース集合体１０１は図９を参照して説明したマウスピース集合体９１とほぼ同じまたは類似する。即ちマウスピース集合体１０１は冷却部材１０４、吸い口端管１０５および第２管１０６の周りに巻かれたチッピング紙１０３によって「組み立て済み」である。この場合その後マウスピース集合体１０１をマウスピース集合体１０１と喫煙材１０２の少なくとも隣接する端部の周りに巻かれる別のチッピング紙１０７で喫煙材１０２に接合してもよ
い。他の例では、マウスピース集合体１０１を組み立て済みにせずに代わりに消耗品１００をマウスピース部分の部材用に設けられる別のチッピング紙を使わずに冷却部材１０４、吸い口端管１０５、第２の管１０６および喫煙材１０２をチッピング紙１０７で巻くことによって一回の操作で効果的に形成される。

図１１は喫煙材を加熱するための装置と使用するための装置を製造するための製造工程の一例中のある程度完成した製品１１０の例を略式に示しており、該装置はそれぞれ上述の冷却部材を含む。このある程度完成した製品１１０は２つの冷却部材１１１、１１２を有し、これらは同じものでも異なるものでもよく、それぞれここで説明した例の冷却部材のいずれかによるものであってもよい。２つの冷却部材１１１、１１２は、第１の比較的長い中空の管１１３によって互いに間隔を置いて位置する。別の中空の管１１４、１１５が冷却部材１１１、１１２の対向端に設けられている。管１１３、１１４、１１５は同じまたは異なる材料で形成してもよく、例えば図９の例に関して説明した材料のいずれかで形成されてもよい。冷却部材１１１、１１２および管１１３、１１４、１１５は、冷却部材１１１、１１２および管１１３、１１４、１１５の周りにきつく巻かれて、これらを接合するチッピング紙１１６を使用して互いに接合させてもよい。製造中、中央の中空管１１３は中央で切断され、喫煙材を加熱するための装置と使用するための２つの構造体が供され、それぞれが冷却部材１１１、１１２を含み、それぞれは図９を参照して説明した装置９０に類似するものであってもよい。当然のことながらさらに間隔を空ける管を有する冷却部材をある程度完成した製品に設けて本明細書中で説明した構造体を複数製造するためにこれを延ばすことも可能である。

必要であれば、風味材をここで説明したマウスピース集合体９０のいずれかに含有させてもよい。例えば、風味剤を一部の例ではマウスピース集合体の部材を接合するために使用されるチッピング紙のいずれかに添加してもよい。これとは別にまたはこれに加えて風味材からなる１つ以上のプラグをマウスピース集合体の管の１つ以上に導入してもよい。このようなプラグは、例えば風味剤が添加される風味剤キャリアーとしてのセルロースアセテートトウであってもよい。本明細書中で使用する「風味」および「風味剤」なる用語は各地の条例で許可されており、成人消費者が望む味や香りを製品に加えるのに用いることができる材料を指す。このような材料としては、抽出物（例えば、ユーカリ、カンゾウ、アジサイ、ホオノキの葉、カミツレ、フェヌグリーク、クローブ、メントール、ニホンハッカ、アニシード、シナモン、ハーブ、ヒメコウジ、サクランボ、ベリー、モモ、リンゴ、ドランブイ、バーボン、スコッチ、ウイスキー、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、サンダルウッド、ベルガモット、ゼラニウム、ハチミツエキス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、カシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイランノキ、セージ、ウイキョウ、ピメント、ショウガ、アニス、コリアンダー、コーヒー、ハッカ属のいずれかの種からのハッカ油など）、調味料、苦味受容体部位遮断剤、感覚受容器部位活性化剤または刺激剤、糖及び／または糖置換体（例えば、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、サッカリン、サイクラミン酸塩、ラクトース、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、マンニトールなど）や、木炭、クロロフィル、鉱物、植物息消臭剤などのその他の添加剤などが挙げられる。これら材料は模造品、合成または天然成分であってもよく、またはこれらのブレンドであってもよい。これら材料は、例えば油、液体、粉末などの任意の好適な形態であってもよい。

上述したように喫煙材、少なくとも１つの冷却部材および任意の少なくとも１つのスペーサーまたは支持管（フィルター機能も供するものでもよい）を含む「消耗品」は、それ自身のヒーターを有してもよく、これは使用後ユーザーによって処分される消耗部材または装置の一部として供される。これとは別に喫煙材を加熱するためのヒーターを消耗品を使用時に係合させる主装置（通常電源、制御回路などを含む）の部品として設けてもよい。本発明の実施態様のいくつかの例と使用可能な喫煙材を加熱するための後者のタイプの装置の一例が本出願人によるＰＣＴ／ＥＰ２０１４／０７２８２８および米国仮出願番号６１／８９７，１９３号に示されており、その全内容を参照することによってここに組み込むものとする。

図１２および１３は本出願人によるＰＣＴ／ＥＰ２０１４／０７２８２８および米国仮出願番号６１／８９７，１９３号に開示されている装置１２１の例の一部の略式斜視図および断面斜視図であり、図１４は図１２および１３の装置１２１に好適に使用されるヒーター支持スリーブと加熱チェンバーの一例を略式に示している断面斜視図である。図１２および１３では装置１２１内に挿入された消耗品１３０が示されており、この消耗品１３０はここで説明したいくつかの例のいずれかによる冷却部材１３１を少なくとも有する。装置１２１は喫煙材を加熱し、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させて、典型的には吸引することができるエアロゾルを形成するように構成されている。装置１２１は喫煙材を燃やさず加熱することによって化合物を放出する加熱装置１２１である。この例の装置１２１は円形の断面を有するほぼ長尺の円柱状の外方ハウジング１２２を有するほぼ長尺形状である。外方ハウジング１２２は開口端部１２３を有し、これをここでは吸い口端と称する場合もある。

特に図１３の断面を参照すると、装置１２１は加熱チェンバー１２４を有し、これは
使用の際に加熱され、揮発させる喫煙材１２５を含む。喫煙材１２５は円柱形状のロッド状の消耗品１３０の一部として供され、これはこの例では上述のように冷却部材１３１を有し、これは上述の例のいずれかによるものであってもよい。装置１２１は電力制御回路１２７および電源１２８を含む電子／電力チェンバー１２６をさらに有する。加熱チェンバー１２４と電子／電力チェンバー１２６は装置１２１の長手方向軸Ｘ－Ｘに沿って互いに隣接している。電力制御回路１２７は喫煙材１２５の加熱を制御するために構成、配置されたマイクロプロセッサー装置などのコントローラーを含んでもよい。電源１２８はバッテリーであってもよく、充電可能なバッテリーまたは充電不可のバッテリーであってもよい。

加熱チェンバー１２４はヒーター支持スリーブ１２９内に収容され、これは外方ハウジング１２２に収容される。この例ではヒーター支持スリーブ１２９は断面が円形のほぼ長尺の円筒である。さらにそして特に図１４を参照すると、この例のヒーター支持スリーブ１２９は壁が二重になっているスリーブである。従って、ヒーター支持スリーブ１２９は外方円筒状壁１２９’および内方円筒状壁１２９’’を有し、これらは小さな幅ｄによって隔てられている。外方および内方円筒状壁１２９’、１２９’’は各端部で接合されている。ヒーター支持スリーブ１２９の機能の１つは、加熱チェンバー１２４からの外方ハウジング１２２の断熱の補助であり、これにより外方ハウジング１２２は熱くならず、少なくとも使用中に触れても熱すぎることはない。外方および内方円筒状壁１２９’、１２９’’の間のスペースは、例えば空気を含んでもよく、あるいはヒーター支持スリーブ１２９の断熱性を向上させるために脱気してもよい。別例として外方および内方円筒状壁１２９’、１２９’’の間のスペースを例えば好適な発泡体型材料を含む何か別の断熱材で満たしてもよい。ヒーター支持スリーブ１２９は、その中に装着される部品に構造的安定性を供する。

ヒーター支持スリーブ１２９は、少なくとも１つの加熱エレメントを含む。図に示した例ではヒーター支持スリーブ１２９は複数の加熱素子または加熱セグメントを含む。少なくとも２つのヒーターセグメント１３５があることが好ましいが、他の数のヒーターセ
グメント１３５を有する構成も可能である。特に図示の例では４つのヒーターセグメント１３５がある。この例ではこれらヒーターセグメント１３５はヒーター支持スリーブ１２９の長手方向軸Ｘ－Ｘに沿ってまたはこれに平行に整列している。電力制御回路１２７お
よびヒーターセグメント１３５への電力接続部は、喫煙材１２５の選択された領域が例えば必要に応じて順番に（徐々に）または一緒に（同時に）独立して 加熱されるようにヒ
ーターセグメント１３５の少なくとも２つ、より好ましくは全てが互いに独立して給電されるように構成されるのが好ましい。この特定の例ではヒーターセグメント１３５は、使用の際に喫煙材１２５を収容する中空の内部を有するほぼ環状のまたは円筒状の形状を有する。一例ではヒーターセグメント１３５はセラミック材で作成してもよい。例としてはアルミナおよび窒化アルミニウムおよび窒化ケイ素セラミックが挙げられ、これはら積層し、焼結させてもよい。例えば赤外線照射によって加熱する赤外線ヒーターセグメント１３５または例えばヒーターセグメント１３５の周囲の抵抗性電気巻線によって形成された抵抗加熱エレメントなどの他の加熱構成も可能である。

一例では ヒーターセグメント１３５の内の１つ１３５’は低い熱容量または熱質量を
有する容積を含むまたは画定するようなものであってもよく、および／またはそれ自体が他のヒーターセグメント１３５より低い熱容量または熱質量を有してもよい。このことは少なくとも供給される電力が同じまたは類似する場合、小さい熱容量を有するおよび／
または小さい熱容量の容積を画定するヒーターセグメント１３５’の内部が他のヒーターセグメント１３５の内部より速く加熱することを意味する。このことは装置１２１が最初に使用されるとそのヒーターセグメント１３５’内の喫煙材１２５がより素早く揮発し、ユーザーがすぐに吸入することができるということを意味する。このヒーターセグメント１３５’は吸い口端１２３に近いことが好ましく、従って例えば吸い口端１２３から順番に離れるように移動して第１または第２のヒーターセグメント１３５であってもよい。図１３に示す例ではこのヒーターセグメント１３５’は吸い口端１２３に２番目に近い。ヒーターセグメント１３５は、機械的な遮断器１４０によってヒーター支持スリーブ１２９内に取り付けられ、支持される。機械的遮断器１４０はヒーターセグメント１３５を機械的、構造的に支持するような剛性を有する。機械的遮断器１４０は、ヒーターセグメント１３５からヒーター支持スリーブ１２９への熱損失を小さくするまたは最小限にするためにヒーターセグメント１３５とヒーター支持スリーブ１２９の間の隙間または空隙を維持する役割を果たす。

使用の際に、ユーザーは新しい消耗品１３０を装置１２１内に挿入する。それから装置１２１を作動させて喫煙材１２５を加熱する。使用後、ユーザーは使用済み消耗品１３０装置１２１から取り外して、通常その使用済み消耗品１３０を廃棄する。

図５～８を参照して説明したような冷却部材５０、６０、７０、８０を使用してエアロゾルの温度を約５０°Ｃに減少できることが分かっている。総論として管腔が多く存在するほど、冷却部材５０、６０、７０、８０の内部表面積が大きくなり、温度低下量が多くなる傾向にある。それでも、ある程度の構造的硬直性が冷却部材５０、６０、７０、８０に要求され、内部壁は熱を奪う役割を果たす。半径方向に配置された管腔を有する冷却部材の場合、管腔の数は一般に２０～５０の範囲にあり、六角形または他の多角形構造の管腔を有する冷却部材の場合、管腔の数は一般に１５～２５の範囲にある。

ここで説明した種々の実施態様は、特許請求された特徴の理解と教示の単なる補助に提供されている。これらの実施態様は単なる代表的な具体例であり、包括的でも排他的でもない。当然だが、本開示の利点、実施形態、具体例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は本開示を特許請求の範囲に規定されたとおりに限定するあるいは特許請求の範囲の均等物に限定すると考えるべきではなく、本開示の範囲および／または思想から乖離することなく他の実施形態を利用しても改変してもよいと考えるべきである。種々の実施形態は、開示された構成要素、成分、特徴、部品、工程、手段他の組合せを適切に備えても、これらで構成されても、基本的にこれらで構成されてもよい。また本開示は、現在は特許請求されていないが将来特許請求される可能性がある他の発明を含む。

Claims (9)

1. 第１および第２端部を有し、第２の材料からなる粒子を含む第１の材料のマトリックスを含むブロックとして形成されており、さらに第１および第２端部の間を延びる複数の貫通孔を含むロッドである、揮発させた喫煙材を冷却するためのエアロゾル冷却部材と、
   エアロゾル冷却部材の一端に管と、
   エアロゾル冷却部材の他端に中空の吸い口端管とを含む、喫煙材を加熱するための装置と使用するための冷却集合体。
2. 前記中空の吸い口端管は揮発させた喫煙材をろ過するフィルター機能を供するための中空の管であることを特徴とする請求項１記載の冷却集合体。
3. 貫通孔はロッドの中心軸に対して実質的に平行に延びていることを特徴とする請求項１記載の冷却集合体。
4. 貫通孔は横断面で見て部材の半径方向に配置されていることを特徴とする請求項１または３記載の冷却集合体。
5. 貫通孔の大半は、六角形またはほぼ六角形の断面形状を有することを特徴とする請求項１または３記載の冷却集合体。
6. 喫煙材と、
   第１および第２端部を有し、第２の材料からなる粒子を含む第１の材料のマトリックスを含むブロックとして形成されており、さらに第１および第２端部の間を延びる複数の貫通孔を含むロッドである、喫煙材を加熱した際に発生する揮発させた喫煙材を冷却するためのエアロゾル冷却部材と、
   エアロゾル冷却部材の一端に中空の吸い口端管とを含む、喫煙材を加熱するための装置と使用するための喫煙品。
7. 喫煙材とエアロゾル冷却部材の間にスペーサーを含むことを特徴とする請求項６記載の喫煙品。
8. スペーサーは中空のスペーサー管であることを特徴とする請求項７記載の喫煙品。
9. 前記中空の吸い口端管は、喫煙材を加熱した際に発生する揮発させた喫煙材をろ過するろ過機能を供するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の喫煙品。
   

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