(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙者にタバコ香味物質を送るため、空洞部に電気加熱手段を配置された喫煙物品内で用いるタバコ香味装置であって；
おもて面と裏面を有し、かつ上記電気加熱手段に隣接した領域に配置されるよう構成された炭素繊維マット；および
前記マットのおもて面上に配置されたタバコ香味媒体；からなり
前記電気加熱手段が作動されると、この加熱手段と熱伝達関係にある前記タバコ香味媒体のそれぞれの一部分が加熱され、所定量のタバコ香味物質を発生して喫煙者に送る；タバコ香味装置。
【請求項２】
炭素繊維マットが、レーヨン、ピッチ及びポリアクリロニトリルからなる群から選択される前駆物質から製造される炭素繊維のマットで構成されている請求の範囲第１項記載のタバコ香味装置。
【請求項３】
炭素繊維が90重量％を越える炭素を含有している請求項２記載のタバコ香味装置。
【請求項４】
炭素繊維マットが不織布であり；およびその炭素繊維マットがさらに炭素繊維を結合する結合剤を含有している請求の範囲第２又は３項記載のタバコ香味装置。
【請求項５】
結合剤が、ポリビニルアルコール、糖類、デンプン類、加工デンプン類、アルギネート類、セルロースベースの接着剤類、人工ガム類および天然ガム類からなる群から選択され；ならびに
その結合剤が喫煙物品に使用するのに適している請求の範囲第４項記載のタバコ香味装置。
【請求項６】
タバコ香味媒体がおもて面と裏面を有する１枚のシートのタバコ香味材からなり、該シートのおもて面が上記マットのおもて面と密接な熱接触を行い；および
マットの裏面が上記電気加熱手段と密接な物理的接触を行うよう構成されている；
請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載のタバコ香味装置。
【請求項７】
炭素繊維マットが6g/m2〜12g/m2の坪量で炭素繊維を含み、炭素繊維が一緒に結合されてそれら自体の繊維マットを形成する請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載のタバコ香味装置。
【請求項８】
マットの厚みが0.05mm〜0.11mmの範囲内にある請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載のタバコ香味装置。
【請求項９】
繊維の直径が実質的に７μｍ〜30μｍの範囲内にある請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載のタバコ香味装置。
【請求項１０】
喫煙者にタバコ香味物質を送るため、空洞部に電気加熱手段を配置された喫煙物品内で用いるタバコ香味装置であって；
炭素繊維を含む繊維マットであって、おもて面と裏面を有し、かつ上記電気加熱手段に隣接した領域に配置されるよう構成された繊維マット；および
前記マットのおもて面上に配置されたタバコ香味媒体；からなり
前記電気加熱手段が作動されると、この加熱手段と熱伝達関係にある前記タバコ香味媒体のそれぞれの一部分が加熱され、所定量のタバコ香味物質を発生して喫煙者に送り；炭素繊維が、ホストマトリックス中に混合されているタバコ香味装置。
【請求項１１】
炭素繊維が、炭素繊維マットの全坪量の約20重量％〜約90重量％を構成している請求の範囲第10項記載のタバコ香味装置。
【請求項１２】
ホストマトリックスがセルロースベースのマトリックスである請求の範囲第11項記載のタバコ香味装置。
【請求項１３】
セルロースベースのマトリックスがタバコベースのマトリックスである請求の範囲第12項記載のタバコ香味装置。
【請求項１４】
結合剤がペクチンである請求の範囲第１項〜第13項のいずれかに記載のタバコ香味装置。
【請求項１５】
結合剤がコンジャック粉である請求の範囲第１項〜第14項のいずれかに記載のタバコ香味装置。
【請求項１６】
喫煙者にタバコ香味物質を送る喫煙物品であって；
複数の電気ヒータ；
複数のヒータに動力を供給する電気エネルギー源；
前記複数のヒータの少なくとも一つを選択的に加熱するため前記電気エネルギーを前記ヒータに加える制御手段；ならびに
おもて面と裏面を有しかつ複数の電気ヒータに隣接した領域に配置されるよう構成された炭素繊維マット、および
前記マットのおもて面上に配置されたタバコ香味媒体、からなるタバコ香味装置；を備え、
前記複数の電気ヒータのいずれか一つが作動されたとき、前記ヒータのうちの前記一つと熱伝達関数にある前記タバコ香味媒体のそれぞれの一部分が加熱され、所定量のタバコ香味物質を発生して喫煙者に送る；喫煙物品において、
炭素繊維がセルロースベースのホストマトリックス中に混合されており、炭素繊維が炭素繊維マットの全坪量の約20重量％〜約90重量％を構成している喫煙物品。
【請求項１７】
複数の電気ヒータが各々おもて面と裏面を有し、および各ヒータのおもて面がタバコ香味装置と密接な物理的接触を行うよう構成されている請求の範囲第16項記載の喫煙物品。
【請求項１８】
各ヒータの裏面が、タバコ香味媒体から離れる方向への熱の伝熱を減少させるため、断熱層で実質的に囲まれるよう構成されている請求の範囲第17項記載の喫煙物品。
【請求項１９】
タバコ香味媒体がおもて面と裏面を有する１枚のシートのタバコ香味材からなり、該シートのおもて面が前記マットのおもて面と密接な熱接触を行い；および
マットの裏面が前記電気加熱手段と密接な物理的接触を行うよう構成されている；
請求の範囲第16項〜第18項のいずれかに記載の喫煙物品。
【請求項２０】
シートの裏面に、その有効表面積を増大するため型押しがなされている請求の範囲第19項記載の喫煙物品。
【請求項２１】
シートの裏面にエンボス加工がなされている請求の範囲第19項記載の喫煙物品。
【請求項２２】
シートの裏面に網目スクリーンで型押しがなされている請求の範囲第19項記載の喫煙物品。
【請求項２３】
タバコ香味材に孔をあけてタバコ香味材の多孔度を増大させた請求の範囲第19項〜第22項のいずれかに記載の喫煙物品。
【請求項２４】
タバコ香味媒体が前記マット上に付着されたスラリーを含有する請求の範囲第23項記載の喫煙物品。
【請求項２５】
タバコ香味媒体が第一スラリーの上面に付着された第二スラリーを更に含有する請求の範囲第24項記載の喫煙物品。
【請求項２６】
タバコ香味媒体がスラリーの表面上にタバコ粉砕物を更に含有し、前記タバコ粉砕物がタバコ香味材の有効表面積を増大させる請求の範囲第24項記載の喫煙物品。
【請求項２７】
前記タバコ粉砕物の少なくともいくらかが前記付着スラリー中に埋込まれている請求の範囲第26項記載の喫煙物品。
【請求項２８】
タバコ香味媒体が、タバコ粉砕物をスラリーへ接着させる追加の結合剤を更に含有している請求の範囲第26項又は第27項記載の喫煙物品。
【請求項２９】
空洞部に配置された電気加熱手段を含む別個の熱源と協働するよう構成されたタバコ香味装置であって；
炭素繊維マットおよびタバコ香味材からなるタバコ香味装置において、
タバコ香味材は前記炭素繊維マットのおもて面にそって配置され、前記炭素繊維のマットの裏面にはタバコ香味材は実質的に存在せず、そして前記炭素繊維マットは、前記裏面にそって少なくとも一つの場所で熱を受けかつその熱のかなりの部分を、前記の場所の近くの前記タバコ香味材の部分に伝達するよう構成されているタバコ香味装置。
【請求項３０】
喫煙者にタバコ香味物質を送る喫煙物品であって；
喫煙物品は、複数の電気ヒータからなる電気加熱手段に動力を供給する電気エネルギー源；
前記複数のヒータの少なくとも一つを選択的に加熱するため前記電気エネルギーを前記ヒータに加える制御手段；ならびに
請求の範囲第３項記載のタバコ香味装置；を備える喫煙物品。
【請求項３１】
炭素繊維が製織されて製織マットを形成している請求の範囲第３項記載のタバコ香味装置。
【請求項３２】
請求の範囲第29項記載のタバコ香味装置を含むタバコ製品。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明はタバコ香味媒体が加熱されてタバコ香味を放出する喫煙物品に関する。さらに詳しくは本発明は電気加熱式喫煙物品に関する。
電気加熱式喫煙物品は、譲受人が本願発明と共通している米国特許第5060671号に記載されている。なおこの特許は全体を本願に援用するものである。その特許には、電気発熱体の使い捨てセットを備えた電気加熱式喫煙物品が記載されており、その各発熱体の上に、例えばタバコまたはタバコ由来の材料の一回分の量を入れる。この使い捨てヒータ／香味装置は、喫煙者の喫煙物品に対する一回のパフ（puff）および手動スイッチの押圧に応答して発熱体を作動させるため、電池もしくはコンデンサのような電気エネルギー源ならびに制御回路を有する多少永久的な装置に接続されている。この回路は、少なくとも一つのしかも全部より少ない発熱体がいずれか一回のパフで作動し、所定の数のパフ（各々予め決定された量の香味物質を含有している）が喫煙者に送られるよう設計されている。またこの回路は、特定のヒータが二回以上作動するのを防止し、ヒータ上のタバコ香味媒体が過熱しその結果、異味を生成する好ましくない化合物が産生するのを防止する回路が好ましい。
このような喫煙物品の場合、発熱体は消費された香味媒体とともに廃棄される。このため喫煙者にとっては経費が増大し、喫煙者はタバコ香味媒体の各補充品つきの新しい発熱体を購入しなければならない。また廃棄される物質の容積は、発熱体を廃棄しなければならない場合一層大きくなる。
その上、発熱体は、使い捨ての場合、その性質によって、取外し可能でなければならない。その結果、取外し可能なヒータが電気エネルギー源に電気的に接続されている接続部で接触抵抗が過大になり電力消費量が増大する場合がある。さらに、その接続部は、使用済になる度毎に新しい発熱体を繰返し挿入することに耐えるように設計しなければならない。
また発熱体が使い捨ての場合、ヒータの電気抵抗はヒータ毎に変化しそのため電力消費量が変動して温度の変動をもたらすことがある。タバコ香味物質の特性を決定するのは、タバコ香味媒体が加熱される温度であるから、この特性も変動する。
米国特許第5060671号に関連する上記の欠点は、譲受人が本願発明と共通している同時係属出願の米国特許願第07/666926号（出願日は1991年３月11日）によって処理されている。なおこの特許願は現在放棄され、1993年２月２日に出願されたファイルラッパー継続特許願第08/012799号になっており、この出願は全体を本願に援用するものである。この出願には、再使用可能な発熱体およびタバコ香味を発生させる使い捨て部分を備えた電気加熱式喫煙物品が記載されている。その使い捨て部分は、プラグラップ（plug  wrap）などの固定手段によって取付けられた香味セグメントとフィルターセグメントを備えていることが好ましい。
再使用可能な発熱体の欠点は、残留エーロゾルが喫煙物品の発熱体および他の永久的構造要素の上に沈降し凝縮する場合があり、新しい使い捨てタバコ香味媒体が喫煙物品に挿入された後、残留エーロゾルが再加熱されると好ましくないエーロゾル成分が発生するようになるということである。このような残留物は“固着汚染物（fixture contaminature）”と呼ばれている。
凝縮残留エーロゾルに関連する欠点は、譲受人が本願発明と共通している同時係属中の米国特許願第07/943504号（PM−1550）（本願と同時に出願した）で処理されている。なおこの出願は全体を本願に援用するものである。その出願には、永久ヒータ取付け具および消費者にタバコ香味物質を送る取外し可能なタバコ香味装置を備えた電気喫煙器具が記載されている。そのヒータ取付け具とタバコ香味装置は、所定の部品上にエーロゾルが凝縮するのを防止して望ましくないエーロゾル成分の発生を最少にするよう設計し配置されている。
喫煙物品に、使い捨てかまたは永久的な電気ヒータのいずれが採用されても、そのヒータは、タバコ香味媒体と熱接触しているとき、最少の電気エネルギー入力によって約200℃〜約700℃の作動温度に到達できることが望ましい。このような作動温度は、効率的にタバコ香味物質を発生させるのに有効である。
また喫煙物品は、望ましくない香味の発生と、非タバコ香味材の加熱を最少にすることが望ましい。
喫煙物品のタバコ香味材は大量のエーロゾルと香味物質を、最少の電気エネルギー入力で発生することがさらに望ましい。
発明の要約
本発明の目的は、使い捨てまたは永久的な電気ヒータを用い、そのヒータはタバコ香味媒体と熱接触しているとき、最少の電気エネルギー入力で約200℃〜約700℃の作動温度に到達できる喫煙物品を提供することである。このような作動温度はタバコ香味物質を効率的に発生させるのに有効である。
また本発明の目的は、望ましくない香味の発生と非タバコ香味材の加熱を最少にする喫煙物品を提供することである。
本発明のその外の目的は、喫煙物品のタバコ香味材に、大量のエーロゾルと香味を、最少の電気エネルギー入力で発生させることである。
本発明によれば、喫煙者にタバコ香味物質を送る喫煙物品に用いるタバコ香味装置が提供され、その喫煙物品は空洞部内に電気加熱手段が設置されている。そのタバコ香味装置は、おもて面と裏面を有する炭素繊維のマットを有し、そのマットは電気加熱手段に隣接して配置されるよう構成されている。タバコ香味媒体はマットのおもて面上に配置される。電気加熱装置を作動させると、加熱手段と熱伝達の関係にあるタバコ香味媒体のそれぞれの一部分が加熱され、所定量のタバコ香味物質を発生して喫煙者に送る。上記の炭素のマットは、レーヨン、ピッチおよびポリアクリロニトリルからなる群から選択される前駆物質から製造される炭素繊維で構成されている。
本発明によれば、本発明のタバコ香味装置を組込んだ喫煙物品が提供される。この喫煙物品では、エーロゾルの発生は、タバコ香味材の炭素繊維マットへの塗布を制御することによって選択的に制御することができる。本発明の喫煙物品は最少のエネルギー浪費量で効率的にエーロゾルを発生する。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記およびその外の目的と利点は、添付図面とともに下記の詳細な説明を検討すれば明らかになるであろう。なお図面中の類似の参照文字は全体を通じて類似の部品を意味する。
図１は本発明のタバコ香味装置の第一実施態様に部分斜視図である。
図２は図１のタバコ香味装置の２−２断面図である。
図３は本発明のタバコ香味装置の第二実施態様の部分斜視図である。
図４は図３のタバコ香味装置の４−４断面図である。
図5A〜図5Dは本発明による各種のヒータ取付け形態を示す。
図６は各種のタイプのバリヤーの場合のバリヤー表面のピーク温度対ヒータエネルギー入力の関係を示すグラフである。
図７と図８はそれぞれ、ヒータ入力エネルギーが16.3W−secおよび18.0W−secでの試験作動時における減量対複合体の初期坪量の関係を示すグラフである。
図９と図10はそれぞれ、図７と図８に示す試験作動についてのタバコの減量百分率対計算加熱重量の関係を示すグラフである。
発明の詳細な説明
本発明の基本的なタバコ香味装置では、タバコ香味材が繊維マットの表面上に置かれ、そのマットはタバコ香味物質を有効に発生させる。本発明のタバコ香味装置を組込んだ喫煙物品は例えば紙巻タバコのシミュレートするのに使用することができる。このような場合、そのタバコ香味材はタバコまたはタバコ誘導体を含有する材料である。
本発明によれば、好ましくは喫煙物品は、一つ以上の電気ヒータ、一つ以上の本発明のタバコ香味装置、一つ以上のフィルター、電気エネルギー源、および手動による作動またはパフで誘発される作動に応答して適正なシーケンスで該物品のヒータを付勢する制御回路を備えている。本発明のタバコ香味装置を組込むことができる物品は、上記の譲受人が本願発明と共通している、米国特許第5060671号、米国特許願第07/666926号、米国特許願第08/012799号および米国特許願第07/943504号（PM−1550）に記載されている。
本発明によれば、タバコ香味装置とともに用いるヒータは使い捨て用または永久的なものでもよい。ヒータが永久的または使い捨て用であっても、そのタバコ香味材は、加熱されたときに香味を放出する材料であればよい。このような材料としては、連続シート、泡状物、ゲルまたは流延スラリー（cast slurry）〔スプレー沈着スラリー（spray deposited slurry）を含む〕があり、タバコまたはタバコ由来の材料を含有していてもいなくてもよい。
タバコ香味材は、各種の量と組合せのタバコ混合物、保湿剤、香味、ガム添加物などの結合剤を含有している。タバコ香味材はタバコ香味物質をエーロゾルとして放出するエーロゾル前駆物質を含有し、その結果喫煙者がタバコ香味物質を吐き出すときに、目視可能な凝縮エーロゾルが紙巻タバコの煙の外観に似ていることが好ましい。
タバコ香味材に加えて、本発明のタバコ香味装置は、タバコ香味物質を有効に発生させる炭素繊維のマットを備えている。以下により詳細に考察するように、この炭素繊維マットは、タバコ香味材を支持する構造になっている担体もしくは望ましくない香味の発生を最少にするバリヤーとして、またはその両方として使用される。
炭素繊維マットは、担体またはバリヤーとして使用される場合、結合されて一つのマットを形成する複数の炭素繊維で製造される。本発明の炭素繊維マットは、高温下で構造が保全されかつ熱に対して安定であり、ならびに坪量が小さいという特性をもっている。本発明のこれらの特徴は、マットを構成している炭素繊維によるものである。
本発明の炭素繊維マットは種々の方法で製造することができる。例えば炭素繊維を製織して繊維のマトリックスが実質的に構成されたマットを製造することができる。しかし、本発明に用いられる炭素繊維は、結合剤を用いてともに結合させて実質的に繊維のマトリックスで構成された不織布のマットを形成させることが一層好ましい。さらに、本発明の炭素繊維は他のホストマトリックス中に組込んでホストマトリックスの特性を改質することができる。後者の実施態様では、炭素繊維は、これを組込まれたホストマトリックスに高温下での熱安定性と構造保全を付与するのに用いられる。
本発明によれば、炭素繊維は実質的に炭素で構成されている。このような繊維は、レーヨン、ピッチおよびより好ましくはポリアクリロニトリル（PAN）からなる群から選択される炭素繊維前駆物質を炭化することによって製造される。このような前駆物質を炭化すると、炭素繊維を製造するのに用いられる前駆物質によって、レーヨンベース、ピッチベース、またはポリアクリロニトリルベースの炭素繊維が得られる。特定のタイプの炭素繊維の特性は、ある程度、前駆物質およびそれを製造するのに利用される方法に依存しているが、炭素繊維は、一般に、高い炭素含有量（通常約90％を越える）、中程度の可撓性、熱不活性性、著しい化学的不活性性、および優れた熱伝導性と導電性が特徴である。
炭素繊維がレーヨンベース、ピッチベースまたはポリアクリロニトリルベースであっても、実質的に繊維のマトリックスで構成されているマットを製造するのに用いられる結合剤は、マットを形成することができかつ喫煙物品に用いるのに適した（すなわち容認できる独自の特性を有する）いずれのタイプの結合剤でもよい。これらの好ましい特徴を有するいくつかの結合剤としては、ポリビニルアルコール（PVA）、糖類、デンプン類もしくは加工デンプン類、アルギネート類、セルロースベースの接着剤、ならびにコンジャック粉（Konjac flour）、ペクチンおよびグアーガムのような人工もしくは天然のガム類がある。また他の結合剤も使用できることは明らかである。例えば結合が一般に機械的な結合である高度にフィブリル化されたパルプ繊維、またはタバコのスラリーベースの結合剤を使用することができる。結合剤は、マットの全坪量の約３％〜６％を構成していることが好ましいが、この範囲の上と下の百分率でも利用できる。
本発明の繊維が、ホストマトリックスの特性を改質するため他のホストマトリックスに組込まれる場合、そのマトリックスは喫煙物品に使用するのに適したマット（すなわち容認可能な独自の特性を有する）を形成できなければならない。これらの好ましい特徴を有するいくつかのホストマトリックスとしては、紙のようなセルロースベースのマトリックス、または繊維織物のガーゼのような紙様マトリックスがある。さらにタバコベースのマトリックスも使用できる。他のホストマトリックスも使用できることは明らかである（例えば比較的防湿性でかつ耐熱性のゲル、またはカルシウムで処理されたアルギネートのような結合剤フィルム）。
どのようなタイプのホストマトリックスが使用されても、本発明の繊維は約100％までの重量％でマトリックスに組込むことができる。必要に応じて、繊維の結合を容易に行えるように、上記の結合剤に類似の結合剤を、高い重量百分率でマットに混合してもよい。
繊維はそれ自身のマットを形成するのに使用するかまたは他のホストマトリックスに組込むかにかかわらず、直径は約７μｍ〜約30μｍの範囲が好ましい。また繊維は、その繊維マットが、喫煙物品にマットを組込むために必要な加工に耐えることができるような長さのものが好ましい。したがって、繊維が、それ自身のマットを形成するのに使用されるかまたはホストマトリックスに組込まれるかにかかわらず、得られる繊維マットは好ましくは約35〜40N/mまでの一般的な加工引張り荷重に耐えることができなければならない（なおこの荷重は、幅が2.5cmで応力方向の長さが15cmのマットについて約2.54cm/minのランプ速度で行う引張り応力試験で決定した）。
繊維がホストマトリックスに組込まれる場合、好ましい繊維長は、繊維が組込まれるホストマトリックスのタイプおよび添加される繊維の重量％に依存していることは当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。繊維をともに結合させて、先に本願に援用した米国特許願第07/943504号（PM−1550）に示されているような喫煙物品に用いるそれ自体の繊維マットを製造する場合、繊維の長さのいかんにかかわらず、得られるマットは好ましくは厚みが約0.05mm〜約0.11mmの範囲内で炭素繊維成分の坪量が約6g/m2〜約12g/m2の範囲内でなければならない。このような厚みと重量によって、非タバコ香味材に対する熱損失が減少するため、最少の電力消費量でタバコ香味物質を有効に発生させることができる。上記の特定の厚みおよび炭素繊維の坪量のマットは、タバコ香味材を支持するのに充分に強力でしかも、著しい放熱体にならないよう充分に薄くて軽い。好ましい範囲を外れた厚みと坪量も使用できることは当該技術分野の当業者にとって明らかなことであろう。
本発明のタバコ香味装置10の第一の好ましい実施態様の概略図を図１と図２に示す。装置10は、電気ヒータ12、タバコ香味材14およびタバコ香味材14の担体として用いられる繊維マット16を備えている。ヒータ12の端子12a,12bへの電気接続はそれぞれ接点11,13を通じて行われる。
本発明によれば、繊維マット16はタバコ香味材14を構造的に支持するのに使用される。繊維マット16は電気ヒータ12に大きな熱負荷を与えない低坪量のものが有利である。その結果、タバコ香味材14は、高坪量の場合より少ない電力消費量で、ヒータ12によって、所定の予め決められた温度に加熱することができる。
さらに、上記のように、繊維マット16は、構造保全性を有しかつ高温下で熱に対して安定である。したがって、タバコ香味材14と繊維マット16が約200℃〜約700℃の温度に暴露されても、繊維マット16はその構造保全性を実質的に保持しているのでバラバラに分解することがなくさらにヒータ12が作動中に望ましくない香味が発生する原因には実質的にならない。本発明のこれらの特徴、特に繊維マット16の構造保全性は、ヒータ12が永久的で一方タバコ香味材14と繊維マット16が使い捨ての場合特に重量である。これらの条件下で、構造保全性は、廃棄物を残すことなく、タバコ香味材をヒータから取外すことができるようにするのに重要である。
図１と図２に示す本発明の追加の特徴は、ヒータ12が大きな放熱体に暴露されないので、所定のヒータ温度を達成するのに多量の電力を浪費することなく、タバコ香味物質を有効に発生させることができることである。本発明によれば、ヒータ12を、タバコ香味装置10の他の部品および装置10が組込まれている喫煙物品（図示せず）の他の部品から断熱するのに空気が用いられる。
例えば、この実施態様のヒータ12は実質的に平坦で二つの面21cと12dがある。面12cはタバコ香味材14と密接な熱伝達関係にある。本発明によれば、ヒータ12は空隙14a,14bおよび14cで囲まれている。これらの空隙はタバコ香味装置10内にヒータ12の幾何学的配列によって形成されている。
特に空隙14aは、ヒータ面12dと電気接点11および13で形成されている。空隙14aが存在し優れた断熱を行うので、ヒータ12が発生する熱は空隙14aに向かってタバコ香味材14から離れる方向に直接伝播することはできない。したがって、空隙14aの断熱性のため、所定のヒータ温度を達成するのに必要な電力は、ヒータ面12dが支持材料と直接接触しているときには必要量よりも低い。
さらに空隙14bと14cはそれぞれ、ヒータ12、タバコ香味材14および電気接点13と11で形成されている。これらの空隙には断熱性があるので、ヒータ12と直接物理的に接触してタバコ香味材14の領域からはなれて熱が横方向に伝播することは最少になる。したがって、空隙14bと14cが、他の材料で取替えられてヒータ12またはタバコ香味材12と直接物理的に接触したならば、ヒータ12を所定の温度まで加熱するのに大きな電力消費量が必要であろう。
ヒータの効率を達成する際の空隙例えば14b,14cの影響については以下の実施例Ｉで詳細に考察する。
図１と図２に示す接点11、13は“電気接点”として特定したが、接点11,13は、構造的にヒータ12を支持するのに用いるヒータ支持体でもあると解すべきである。このよな場合、そのヒータ支持体が電気接点として役立たない場合は、図１と図２には図示していない何らかの他の手段で、電気接点をヒータ端子12a,12bに対して作ることができる。さらに、ヒータ12を支持するのに一つの構造支持体しか必要でない場合は、図１と図２に示す接点11,13の一方はその構造支持体を表し、接点11,13の第二の一つは電気接点を表す。
図１と図２は、繊維マット16がタバコ香味材を構造的に支持する“担体”として利用されているタバコ香味装置を示す。ヒータ12が永久ヒータの場合のこの特定の実施態様の欠点は、ヒータがタバコ香味材に直接暴露されて物理的に接触していることである。永久ヒータ設計の場合、この直接暴露は望ましくない香味の発生をもたらす。というのはタバコ香味物質が永久ヒータ上に凝縮し、次いで再び加熱すると望ましくない香味を発生するからである。さらにいくつかの特定のタバコ香味材は、加熱された後ヒータに粘着する傾向がある。このような粘着が起こると、ヒータが喫煙物品の永久部品の場合、使い捨てタバコ香味材は、ヒータを作動させた後、ヒータ領域から除くことが困難になる。充分に除去されなかった残渣は、新しく供給されたタバコ香味材とともに再び加熱されて、やはり望ましくない香味が発生する原因になる。
本発明の第二のより好ましい実施態様のタバコ香味装置20を図３と図４に示す。装置20は電気ヒータ12、タバコ香味材24および繊維マット26を備え、一方このマット26はタバコ香味材24の担体として用いられている。しかし図１と図２に示す装置10に反して、装置20は、繊維マット26を、ヒータ12をタバコ香味材24に対して直接暴露しないよう絶縁する“バリヤー”としても利用している。それ以外は、タバコ香味装置20はタバコ香味装置10に類似している。
繊維マット26は、ヒータ12をタバコ香味材24から分離しているので、材料24のヒータ12への接着が最少になる。さらにタバコ香味材24が発生するタバコ香味物質とエーロゾルは、ヒータ12がタバコ香味材24に直接暴露される場合と比べてヒータ12上に堆積することが少ないので望ましくない香味の発生が少ないようである。エーロゾルなどの香味の繊維マット26を通過する浸透性は、かような望ましくない香味の堆積と発生の量を決定する一つの因子である。
装置20は、タバコ香味材の挿入体を使用後ヒータから取外す永久ヒータ式喫煙物品に特に有用である。タバコ香味装置20を組込むことができる好ましい喫煙物品は、本願に援用した上記の米国特許願第07/943504号（PM−1550）に記載されている。
さきに検討したように、本発明のタバコ香味材は、加熱されたときに香味を放出するいずれの材料でもよい。タバコ香味材が連続シートの場合、本発明によれば、そのシートの坪量、シート密度または流延の厚みを変えることによって、エーロゾルおよび香味の発生を選択的に制御することができる。さらに、エーロゾルと香味の発生は、エーロゾルと香味が脱出できる表面部位の数が増大するようにタバコ香味材の有効表面積を増大させることによっても制御することができる。本発明によれば、この有効表面積は、シートの表面に型模様を施すことによって（例えば表面にエンボス加工するかもしくは網目の型押しを行う）増大することができる。さらにエーロゾルと香味の発生は、エーロゾルと香味がタバコ香味材から脱出し易いようにタバコ香味材の多孔度を増大させることによっても制御することができる。本発明のこの特徴は、例えば前記シートに孔をあけることによって達成することができる。本発明の上記特徴は以下の実施例でより詳細に考察する。
またタバコ香味材の有効表面積は、多層タバコ香味材系を提供することによって増大させることができる。例えば、大きさの小さなタバコ粉砕物、結合剤および／または他の望ましい成分の混合物を含有するタバコスラリーの薄い基層を、下記のようにして担体またはバリヤー上に流延してもよい。この基層の上面に大きさが大きいタバコ粉砕物を加え（すなわち、分散散布（broadcast sprinkling）するかまたはタバコ粉砕物のベット上にマット／スラリー複合体をロールすることによる）次いでローリングまた押圧の工程でスラリーの基層中に部分的に埋込む。得られた多層香味発生系は、部分的に埋込まれたタバコ粉砕物のために有効表面積が大きいので、エーロゾルと香味が脱出できる表面部位の数が多い。この種の香味発生系は最少の浪費エネルギーでエーロゾルを発生する。
タバコ香味材が、泡状物、ゲルまたはスラリー（スプレー堆積スラリーを含む）の場合、エーロゾルの発生は、可溶性物質の含量また組成を変えるかまたは結合剤の組成（例えばガムの組成）を変えることによって選択的に制御することができる。さらに塗布する方法も、エーロゾル産生部位と香味産生部位の制御された量の組込みを変えることによってエーロゾルと香味の発生を制御するのに使用できる。また発生したエーロゾルと香味を脱出し易くすると、エーロゾルと香味の発生を選択的に制御することができる。例えば、密度を低下させることによって、泡状物、ゲルまたはスラリーの多孔度を増大させると（すなわち泡状物、ゲルまたはスラリー内の空気の濃度を増大すると）発生したエーロゾルと香味の脱出が容易になる。塗布法はタバコ香味材の密度に影響を与えるので、本発明のマットへのタバコ香味材の塗布法は、エーロゾルと香味の発生を制御するのに使用できる。本発明のこの特徴によって、エーロゾルおよび香味の喫煙者への放出を、タバコ香味材自体の含量または組成を変えることなく制御することができる。この特徴によってさらに、最少のエネルギー浪費で、エーロゾルと香味を有効に発生させることができる。本発明のこららの特徴は以下の実施例で一層詳細に考察する。
実施例  Ｉ
この実施例は、本発明のヒータ支持構造が（空隙を利用している）が、他のヒータ支持構造と比べて、熱損失をどの程度小さくしているかを示す。
カーボンヒータ（carbon heater）（10mm×1.5mm×0.51mm、約1.5mm×６〜7mmの活性加熱表面積を有している）を、二つの異なるエネルギーレベルで１秒間加熱した。平均最高表面温度を、四つの異なるヒータ取付け形態Ｉ〜IVについて比較した。これら形態はそれぞれ図5A〜図5Dに示す。図5Aの場合、ヒータはいずれの支持構造体にも取付けられていないが、ヒータ支持構造体を通じての熱損失の作用を比較するため静止空気中で加熱した。図5Bの場合は、ヒータは、固体セラミック管に取付けた。図5Cの場合は、ヒータは、溝付き中空セラミック管の“フィンガー”に取付けられ、その溝はヒータの各長辺に隣接している。この形態は、ヒータから溝方向への熱拡散を最少にするのを目的としている。図5Dの場合、ヒータは溝の上に取付けられ、ヒータの各長辺はセラミック管と熱接触しているが、ヒータの下面は、セラミック材料ではなく空隙に暴露されている。この形態は、横方向の熱拡散の作用を分離するのを目的とするものである。
ヒータ表面の平均最高温度および図5Aの形態（すなわち静止空気中の支持体なしのヒータ）の最高ヒータ温度に対する上記平均最高温度の百分率をエネルギー入力の関数として表Ｉに示す。
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表Ｉに示すように、支持体なしのヒータ（図5A）のヒータ表面温度は最高であった。固体セラミック管上（図5B）またはヒータの各辺から材料が除かれたセラミック支持体上（図5C）に支持されたヒータの表面温度は類似していたが、支持体なしのヒータの温度よりかなり低かった。これらの場合、ヒータの下面は支持材料と直接物理的に接触していた。セラミック支持体を通じての横方向への熱の伝達は、図5Cの場合最少であるが、したがってヒータ表面温度が低下した主原因ではなかった。溝付きセラミック管の溝の上に取付けられたヒータ（図5D）は、最高表面温度が支持体なしのヒータの場合に近く、上記の結論を確証している。したがって、ヒータの下側の支持体塊への直接熱伝達は、ヒータの辺から横方向への熱伝達より一層重要な因子であった。
実施例Ｉは、図１〜図４について先に考察したタバコ香味装置に空隙を利用することの利点を示している。空隙によって、与えられた所定の電力消費量に対して、より高いヒータ温度を得ることができる。あるいは、空隙によって、より少ない電力消費量で与えられた所定のヒータ温度を得ることができる。
実施例  II
この実施例は、バリヤー材料が、与えられた電力消費量でタバコ香味材が到達する温度にどの程度影響するかを示す。カーボンヒータ（10mm×1.5mm×0.51mm）を、図5Dに示したのと類似の形態で、溝付きセラミック管上に支持した。各種のバリヤーを、カーボンヒータ（ほぼ1.5mm×６〜7mmの活性加熱面積をもっていた）の暴露上面と密着熱接触させた。バリヤー材料の上面（タバコ香味材が通常置かれる場所）の温度を、各種のヒータ入力エネルギーに対して測定した。
バリヤー“A"は5mm×20mm×0.006mmのアルミニウムホイルの連続シート（坪量は約17g/m2）で構成され、ヒータの10mm長の各辺上に約9.25mm突出するようにヒータの上に置いた（すなわちバリヤーＡを、バリヤーの5mmの辺をヒータの10mmの辺と平行にしてヒータの中央に置いた）。
バリヤー“B"は、5mm×5mmの大きさであることを除いてバリヤー“A"と同じで、その結果ヒータの各辺は2.5mmがカバーされずに残った。
バリヤー“C"は、アルミニウムホイルの厚みが0.0065mmの代わりに0.013mmである（坪量約34g/m2）ことを除いてバリヤー“A"と類似している。
バリヤー“D"は、追加の0.070紙層をアルミホイルに積層し（ケイ酸ナトリウムを使用する）て、坪量が約71g/m2で全厚みが約0.076mmのホイル／紙積層バリヤーを作製したことを除いてバリヤー“A"と類似している。バリヤーのアルミホイル面を、ヒータの10mm辺がバリヤー“A"の場合と同様にバリヤーの5mm辺と平行になるように、ヒータ面に対して置いた。
バリヤー“E"は積層体の紙の面がヒータ面に対面して配置されているのを除いてバリヤー“D"に類似している。
バリヤー“F"は、紙層を、紙マトリックスに9.6g/m2のポリアクリロニトリルベースの炭素繊維を混合して製造した連続炭素繊維紙で代替したことを除いてバリヤー“E"と類似しており、その炭素繊維紙は、全厚みが約0.089mm、坪量が約33.3g/m2であり、約57重量％の亜麻繊維、14重量％の炭酸カルシウムおよび29重量％の炭素繊維で構成されている。炭素繊維はPanex（登録商標）炭素繊維であり、Stackpole  Fibers  Company社（米国、マサチューセッツ州、ローウェル）から購入した。この会社はStackpole  Corporation社の小会社であったが現在は、Zoltek  Corporation社（米国、ミズーリ州、セントルイス）が所有している。
バリヤー“G"は、アルミホイルが非連続で周期的に中断され、アルミニウムホイルなしの1mmずつの領域で分離された2mm幅のアルミニウムストリップが形成されていることを除いてバリヤー“E"に類似している。
図６は、“A"〜“G"のバリヤーのバリヤー表面のピーク温度対ヒータエネルギー入力の関係を、バリヤーで覆わなかった時のヒータ（すなわち静止空気中の裸ヒータ）の温度と比較して示す。図６から判るように、ヒータの上面にいずれかのタイプのバリヤーを置くと、ヒータの表面温度が低下ししたがってバリヤー自体の表面温度が低下する。しかし温度低下の程度はバリヤー材料のタイプと厚みによってきまる。例えば、図６は、エネルギー効率のよいバリヤーとしては、熱伝導性の連続ホイルと厚い断熱紙の使用はできるだけ少なくしなければならないことを示している。あるいは図６のデータから、バリヤーをタバコ香味材とヒータの間に挿入すると、与えられた所定の温度を維持するためにより多量のヒータエネルギーを用いなければならないと解される。
実施例  III
上記実施例IIでは、ヒータとタバコ香味材の間のバリヤーが、タバコ香味材の上昇する温度をどの程度低下できるかを示した。本実施例ではこのような温度低下によって、バリヤーの上面に置いたタバコシートを加熱した後のタバコの減量がどの程度少なくなるかを示す。この減量は、実用時に、放出されて喫煙者に送られるタバコ香味物質が主な原因である。
実施例IIと同様に各種のタイプのバリヤーを使用した。本実施例に用いたバリヤー“A",“C",“D"および“F"は上記実施例IIに詳しく述べたものと同じ物である。
バリヤー“H"は、20mmの辺がわずかに2mmなのでヒータの各辺上への突出部が9.25mmでなくて約0.25mmであることを除いてバリヤー“A"と同じである。
バリヤー“I"は、アルミニウムホイルの厚みが0.013mmであることを除いてバリヤー“H"と類似している。
バリヤー“J"は、アルミホイルシートを除いたためバリヤーは単に炭素繊維強化紙だけであることを除いてバリヤー“F"に類似している。
バリヤー“K"は、炭素繊維（Panex）が全坪量の約19.1g/m2を占め、得られた炭素繊維紙は全厚みが約0.17〜0.18mm、坪量が約42.6g/m2で、ならびに約44重量％の亜麻繊維、11重量％の炭酸カルシウムおよび45重量％の炭素繊維で構成されていることを除いてバリヤー“J"に類似している。
バリヤー“L"は、リン酸塩（KH2PO4溶液由来）で処理した多孔度の低い紙巻タバコオーバラップ紙（約64重量％の亜麻および36％の炭酸カルシウムで構成され初期坪量が約63g/m2）で製造されたバリヤーで、最終坪量が約126g/m2、厚みが約0.15mmでかつ約50重量％のリン酸塩を含有している。
バリヤー“M"は、リン酸塩（KH2PO4溶液由来）で処理した多孔度の低い紙巻タバコオーバーラップ紙（約67重量％の亜麻および33％炭酸カルシウムで構成され初期坪量が約47.5g/m2）で製造されたバリヤーで、最終坪量が73.7g/m2、厚みが約0.089mmでかつ約35.5重量％のリン酸塩を含有している。
バリヤー“N"は、リン酸塩で処理した多孔度の低い紙巻タバコのオーバーラップ紙（約53.7重量％の亜麻、33重量％の炭酸カルシウムおよび13.3重量％のリン酸塩で構成され、初期坪量が約47.5g/m2）に、コンジャック粉および追加のリン酸塩の溶液をコートして製造したバリヤーで、最終坪量が約175g/m2で厚みが約0.13mmである。コンジャック粉はNuricol（登録商標）ブランドのもので、米国、ペンシルベニア州、フィラデルフィアのFMC  Corporation社Marine  Colloids  Divisionから入手できる。
上記バリヤー類をヒータの表面の上に置いた。バリヤーの上面の上に、対照のタバコシート（坪量320g/m2;厚み0.18mm;400メッシュ粉砕タバコ1.0g、グリセリン0.07gおよび２％コンジャック粉溶液3.3g）を置いた。タバコ香味材の減量をヒータエネルギー入力（17W−secおよび22W−sec）の関数として測定し、バリヤーを使用しない対照試料と比較した。結果を表IIに示す。
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表IIは、タバコ香味材の減量もヒータとタバコ香味材との間のバリヤーのタイプに影響されることを示している。表IIのデータを図６のデータと比較すると、減量はバリヤーの表面温度と相関関係があると結論づけられる。予想どおりに、バリヤーの表面温度が高ければ高い程、タバコ香味材の減量が大きくなる。
表IIの紙ベースのバリヤー系を改良するため、各種のコーティングをバリヤーに塗布して減量に対する該コーティングの効果を確認した。このようなコーティングとしては下記のものの各種の混合物が挙げられる。すなわち１）ケイ酸ナトリウム〔Formula D（登録商標）、米国、ペンシルベニア州、バリーフォージュのPQ  Corporation社から入手可能）、２）Cepree（登録商標）（溶融温度の範囲が約350℃〜約750℃のガラスフリット、米国、デラウエア州、ウィルミントンのICI  Americas  Inc.社から入手可能）、３）シリカのゾル−ゲル〔Snowtex−40（登録商標）、米国、ニューヨーク州、タリータウンのNissan  Chemical  America  Corporation社から入手可能〕、４）コンジャック粉ベースの接着剤溶液（タバコをバリヤーに接着するのに使用）、５）カルボキシメチルセルローズナトリウムベースの接着剤溶液（タバコをバリヤーに接着するのに使用）、６）アルミナのゾル−ゲル（バリヤーのヒータとの接着を低下させるのに用いる）、および７）Al2O3の粉末（バリヤーのヒータとの接着を低下させのに用いる）の混合物である。
上記タイプの、コートされた紙がベースのバリヤーの減量のデータを得た。一般に、ゾル−ゲルだけでコートされた紙巻タバコ用の紙は、ケイ酸ナトリウムとCeepreeの混合物をコートした同じ紙よりバリヤーの効率特性が劣っている。しかし、より効果的なバリヤーコーティングの追加量をタバコ材とヒータの間に加えると熱伝達が減少し、したがってタバコ材の減量も減少する。紙ベースのバリヤーの場合、バリヤー効率と熱伝達の間に妥協点があり、ゾル−ゲルでコートされた紙によってタバコの減量が大きくなることで立証されている。
実施例  IV
この実施例は、タバコ香味材の坪量およびタバコ香味材に用いた結合材のタイプが、所定の電力量で加熱した後タバコの減量にどの程度影響するかを示す。
この実施例では、タバコ香味材は、粉砕タバコ1.0g、グリセリン0.1g、結合剤のコンジャックもしくはペクチンの２％水溶液3.4gおよび追加の水2gで製造したスラリーを流延して製造した。この流延スラリーには２種類の大きさの粉砕タバコを使用した。すなわち（１）“小":メッシュサイズ200を通過可能な粉砕物に相当する（以後“＜200メッシュ”または“小”と呼ぶ）、または（２）“大":メッシュサイズ200を通過できない粉砕物に相当する（以後“＞200メッシュ”または“大”と呼ぶ）である。スラリーは以下に述べるように“大”または“小”の大きさのタバコ粉砕物で製造した。
試験用のタバコ香味材／担体複合体は、タバコスラリーを炭素繊維マットの上面に直接手で流延することによって製造した。そのマットはタイプ8000015のCarbon  Fiber  Mat（熱硬化ラテックス結合剤を用いてシート形に結合したポリアクリロニトリルベースの繊維で構成されている不織布マット）であり、米国、ニューヨーク州、タキシードのInternational  Paper  Company社から入手した。これらのマットは全坪量が約９×10-3mg/mm2（約85〜95％が炭素繊維である）で厚みが約0.06mmであった。マットの上面に置いたスラリーの呼称流延湿潤厚みは約0.13mmから約0.3mmまで変えた。
マット上に単一層のタバコスラリーを流延することに加えて、いくつかの二重層流延試料も製造して、タバコの粒径のエーロゾルおよび香味の発生に対する影響を定量的に測定した。これらの特定試料については、まず第一に、“小”タバコ粒子スラリーの0.13mmまたは0.2mmの湿潤流延をマット上に行った。この第一層を風乾した後、“大”タバコ粒子スラリーの第二層を上記第一層の上面に流延した。この第二層はペクチン結合剤含有スラリーの場合は0.13mmで流延し、コンジャック粉結合剤含有スラリーの場合は0.2mmもしくは0.3mmで流延した。というのは後者のスラリーは、ペクチン結合剤を含有する同様のスラリーより粘度が高いからである。次いで複合体を風乾した。
複合体試料は、幅が12.5mmで、長さはヒータスプール取付具の周囲を完全に包むのに充分な長さで裁断した。このヒータ取付具は三つのヒータを有し各ヒータの表面の大きさは12.5mm×1.5mmであった。上記ストリップはヒータスプール取付具のまわりに取付けられ、そのとき炭素マットの面は図３および図４と同様の形態でヒータに対面していた（すなわち炭素マットは担体およびバリヤーとして使用した）。電源を用いて、三つのヒータを１秒のパルスで順に作動させた。それ故、各複合体のピースは３×（12.5mm×1.5mm）の面積上で加熱された。加熱する前後の全試料の重量、したがって三つのヒータ当りの減量を記録した。
試料の銘柄、複合体の平均坪量および２種のヒータエネルギー入力16.3W−secおよび18.0W−sec）での全減量を表IIIに列挙した。複合体の平均坪量は、個々の試験片を裁断してスリップを作ってヒータ取付具に取付ける前の複合体片について測定した。さらに、加熱後の減量を測定するために、第二の坪量を各試験片を加熱した後に測定した。
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一般に表IIIの結果は、初期の坪量が低い試料については結合剤の種類にかかわらず絶対減量が低いことを示している。坪量が中間の範囲内にある試料はすべて減量は類似していた。初期坪量が高い試料の場合、減量は幾分低下した。減量対複合体の初期坪量のこのような傾向を、ヒータエネルギー入力16.3W−secおよび18.0W−secそれぞれについて図７と図８にグラフで示す。図７と図８から判るように、データは一般に、減量が、初期坪量が低いときに最初増大し次いで初期坪量が中間の場合に最大に到達し、次に坪量が増大を続けるにつれて減少する曲線をたどっている。図７と図８を比較すると、最適減量の範囲は、ヒータエネルギーが高い場合（18.0W−sec）坪量の高い方にシフトしている。
図７と図８に見られる傾向についてなしうる説明は次のとおりである。タバコの初期坪量が非常に低い場合、減量は利用可能なタバコによって限定される。それ故に減量は利用可能なタバコが増加するにつれて（すなわち坪量が増大するにつれて）増大する。しかし坪量が非常に高い場合、過剰のタバコはそれ自体の放熱体として作用するので、さきに考察した表Ｉと図５に見られる作用と同様に、タバコに隣接するヒータの温度を有効に低下させる。
図７と図８に示すデータを比較する他の方法は、タバコ減量百分率を、加熱されるタバコの面積が実際のヒータ表面積に等しいと仮定し計算した加熱重量に対してプロットする方法である。したがって計算加熱重量（CHW）は下記式：
CHW＝SBW（mg/mm2）×ASUR（mm2）
（式中、SBWは試料の坪量であり、ASURはヒータの全表面積である）を用いて誘導される。タバコ減量百分率（％TWL）は下記式：
％TWL＝［ATWL/CHW］×100
（式中、ATWLは絶対タバコ減量である）を用いて計算される。これらの誘導された結果は、ヒータエネルギー入力16.3W−secおよび18.0W−secの場合についてそれぞれ図９と図10にグラフで示す。
図９と図10から判るように、計算減量百分率は、加熱重量領域が低い場合（すなわち初期坪量が低い試料の場合）100％より大になった。各ヒータ部位において利用可能なタバコの量が少ないので、ヒータ面積より大きいタバコの面積が高温に暴露された。このことは低坪量の試料についての黒くこげたタバコ面積の幅（実際のヒータ面積より大きい）から明らかであった。
計算減量百分率は、加熱重量（すなわち坪量）が増大するにつれて徐々に減少した。坪量が高い場合、過剰のタバコは、先に述べたように放熱体として作用するので加熱されずその結果浪費される。この傾向は、タバコ粉砕物の粒度および結合剤のタイプとは無関係のようである。図９と図10は、タバコ香味材を浪費しないように（すなわちタバコ減量百分率が約100％になるように）喫煙物品のタバコ香味装置を最適化するためには、担体上のタバコ香味材の量を最適化しなければならないことを示している。
上記試料に加えて、シリカのゾル−ゲル（米国、ニューヨーク州、タリータウンのNissan  Clemical  America  Corporation社から入手できるSnowtex−40）でコートした炭素マットも減量の効率を求めるのに使用した。一般に類似のタバコ坪量の場合、炭素マット上のゾル−ゲルコーティングによって全減量は減少した。この効果は、コートされたマットへのタバコの浸透が減少したことが原因である。しかしこの作用は、タバコ系への熱伝達の効果を低下させる余分のゾル−ゲルの量も原因になっているであろう。
実施例  Ｖ
実施例IVは、タバコ香味材の坪量が、所定量の電力で加熱中、タバコ香味材の減量にどの程度影響するかを示した。本実施例は、連続シートのタバコ香味材の表面に型押しすることによってどの程度エーロゾルなどの香味の発生を制御できるかを示す。
実施例IVでさきに考察したタイプの各種スラリー組成物を炭素繊維マット（International  Paper社から入手できるType  8000015Cabon  Fiber  Mat）上に流延した。これらのスラリーの上面に、下記の各種方法を用いて型押しを行った。ヒータは該複合体の炭素マットの面に隣接して配置した（図２と図３に示したのと同様）。下記の傾向が見られた。
スラリーの湿潤表面に、網目スクリーンのパターン（すなわち直径が0.14〜0.17mmのスクリーンワイヤによる１インチ当り17〜20個の開口のパターン）を型押ししたところ、その乾燥された流延シートのエーロゾル発生が改善されることが視覚で観察された（すなわち表面の型押しがなされていない時に比べてより多くのエーロゾルがタバコ香味材の上面から放出された）。
スラリーの湿潤表面に、直径が1mmまたは1.3mmのワイヤのローラを具備する“ロールコータ”（例えば米国、メリーランド州、シルバー・スプリングのBYK  Gardner社から入手できるLeneta  Wire−Cators）でエンボスを行うことによって型押しした所、このように表面をエンボス加工した乾燥流延シートのエーロゾル発生が改善されることが視覚で観察された。
乾燥流延シートにピンで孔をあけたところ（約1mmの間隔で）、このような孔をあけることによってエーロゾルの発生が改善されることが視覚で観察された。
実施例  VI
実施例Ｖは、タバコ香味材の表面に型押しすることまたは孔をあけることがエーロゾルと香味の発生を選択的に制御するのにどの程度利用できるかを示した。本実施例は、タバコ香味材系の有効表面積を増大させる別の方法を示す。√９重量％のコンジャック粉タイプ結合剤、小＜200メッシュタバコ粉砕物、グリセリンおよび水を含有するタバコスラリーの湿潤ベースコートの上にタバコ粉砕物のトップコートを塗布することによって各種のタバコ／炭素繊維マット複合体を製造した。タバコスラリーの上記ベースコートを、まずType 8000015 Carcon  Fiber  Mat（International  Paper社）上に延流したが、そのマットには低年度のタバコスラリーの薄い層を予め任意に塗布しておいてもよく、この低粘度のスラリーは多孔性の繊維マットに実質的に浸透しそのためベースコートはマットに接着しやすくなる。次にベースコートを熱で密着させる。次に分散散布する（シーブスクリーンを用いて）か、またはマット／湿潤スラリー複合体をタバコ粉砕物のベットの上にロールさせることによって、タバコ粉砕物を湿潤ベースコートに付着させる。タバコ粉砕物を付着させた後、ローリングステップを実施して粉砕タバコを湿潤スラリー中に部分的に埋込んだ。さらにオーバースプレーステップ〔例えば多糖：（C6H10O5）ｎであるデキストリンの５％溶液を使用する。なおこのデキストリンは米国、ペンシルベニア州、ベスレヘムのPharmachem  Corporation社から入手できる〕を任意に使用して粉砕タバコの湿潤スラリーへの接着を補助した。このオーバースプレーは、該複合体の坪量を実質的に変化させないように充分薄く塗布した（空気アトマイザーによる）。
表IVは、各種のベースコートの厚みとトップコートのタバコ粉砕物の粒度の場合の平均坪量と減量（ヒータ入力エネルギーが183.2W−secの場合）を示す。
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表IVのデータに加えて、タバコ香味材の上面からのエーロゾルの発生は上記の各種の試料の場合非常に優れており、および小＜200メッシュ粉砕物を用いた場合、厚みが大きいベースコートは厚みが小さいベースコートよりエーロゾルの発生が劣っていることが視覚で観察された。
上記の繊維マットは炭素繊維で製造したが、他の熱に対して安定な繊維も本発明のタバコ香味装置に同様に使用できるということは明らかである。例えば金属繊維のような無機繊維は、上記の炭素繊維マットと類似の方式で担体またはバリヤーとして機能できるマットが形成されるように、紙または紙様マトリックスを強化するのに使用できるであろう。
したがって、喫煙物品に用いるタバコ香味装置が提供されることがわかる。本発明のタバコ香味装置は、タバコ香味材、およびタバコ香味物質を有効に発生させる繊維マットを備えている。また本発明は、本発明のタバコ香味装置を組込んだ喫煙物品を提供するものである。
当該技術分野の当業者であれば、本発明は上記実施態様以外の実施態様で実施できることが判るであろう。そして上記実施態様は例示を目的として提供したもので本発明を限定するものではなく、本発明は以下の請求の範囲のみによって限定される。
【図２】
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【図１】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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