(57)【要約】【解決手段】エアロゾル生成基材、支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースを含んでいるエアロゾル発生物品を備えているエアロゾル発生装置。エアロゾル冷却要素およびフィルターの少なくとも１つは、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生装置であって、
エアロゾル発生物品であって、
エアロゾル生成基材；
支持要素；
エアロゾル冷却要素；および
マウスピース、
を含んでいるエアロゾル発生物品
を含んでおり、
前記支持要素、前記エアロゾル冷却要素および前記マウスピースの少なくとも１つが、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいる、エアロゾル発生装置。
【請求項２】
前記支持要素が前記多孔質体を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記エアロゾル冷却要素が前記多孔質体を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記マウスピースが前記多孔質体を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記支持要素および前記エアロゾル冷却要素が、前記多孔質体を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記支持要素および前記マウスピースが、前記多孔質体を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記エアロゾル冷却要素および前記マウスピースが、前記多孔質体を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記支持要素、前記エアロゾル冷却要素および前記マウスピースが、前記多孔質体を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記バインダーが、非常に高い分子量のポリエチレン、超高分子量ポリエチレンまたはこれらの組み合わせを含んでいる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記バインダーが、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、アクリルポリマー、ポリスチレン類、ポリビニル、セルロース化合物およびこれらの組み合わせから成る群から選ばれる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記バインダーが、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、アクリルポリマー、ポリスチレン類、ポリビニル、セルロース化合物またはこれらの組み合わせをさらに含んでいる、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記活性粒子が、イオン交換樹脂、乾燥剤、ケイ酸塩、モレキュラーシーブ、シリカゲル、活性アルミナ、パーライト、セピオライト、酸性白土、ケイ酸マグネシウム、金属酸化物、活性炭、活性化された木炭およびこれらの組み合わせから成る群から選ばれる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記不活性粒子が、熱安定性材料を含んでいる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記不活性粒子が、多孔性等級炭素、黒鉛、低活性炭素および非活性化炭素から成る群から選ばれた吸着炭素を含んでいる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記不活性粒子が、セラミック、ガラス、アルミナ、バーミキュライト、クレー、ベントナイトおよび不活性材料から成る群から選ばれた無機固体を含んでいる
、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前期多孔質体が、３．０ｍｍ水柱／ｍｍ長さ未満の封入圧力低下を有する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記バインダーが、繰り返し熱サイクルを受けても構造的変形を起こさないように構成されている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記バインダーが、１０％未満の封入圧力低下の変化を受けるように構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記多孔質体が、多数の流路の空気流れを提供するように構成されている、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前期支持要素および前記エアロゾル冷却要素が、単一の装置へと組み合わせられ、前記封入圧力低下が、前記支持要素および前記エアロゾル冷却要素が個別の装置である場合と比較されて実質的に同じである、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、２０１７年９月２２日に出願された米国特許仮出願第６２／５６２，２９０号の優先権を主張し、その内容および開示の全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本開示発明は一般に、バインダーおよび任意的に活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいるエアロゾル発生装置に関する。特に、本発明は、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいるエアロゾル発生装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの喫煙物品は、タバコの煙に似ているエアロゾルを喫煙者に提供する。いくつかの喫煙物品は、エアロゾル生成手段からエアロゾル蒸気を、そのエアロゾル生成手段を燃料源、たとえばタバコで加熱することによって生成する。タバコは十分に加熱されまたは燃やされて、ニコチンを蒸発させ、ニコチンを含有するエアロゾル流れを生成する。喫煙物品は、良好なくすぶり特性を備えた燃料、好ましくは刻みタバコまたは再構成タバコの外側円筒を有し、それがタバコ、再構成タバコその他のニコチンと水蒸気との源を含有する金属チューブを取り囲んでいるものでもよい。
【０００４】
別の喫煙物品では、吸入可能なエアロゾルは、熱源から物理的に分離されたエアロゾル生成基材または材料への熱の移動によって生成され、エアロゾル生成基材または材料は熱源の内に、そのまわりに、またはその上流に置かれてもよい。エアロゾル発生物品の消費の間に、揮発性化合物が伝熱によって熱源から放出され、エアロゾル発生物品を通して吸引された空気の中に同伴される。放出された化合物は冷却要素を通り抜けることによって冷却されるので、それは凝縮してエアロゾルを形成し、エアロゾルが使用者によって吸入される。
【０００５】
合成繊維、たとえばセルロースエステルは、標準的なシガレット生産装置でフィルターロッドへと製造されるのが容易であるために、喫煙物品用の煙フィルターに広く使用されている。これらの合成繊維は一般に、酢酸セルロースを捲縮された連続の繊維またはフィラメントの形態で含んでいる。セルロースエステル繊維から作られたフィルターは一般に、繊維を通り抜ける煙から微粒子状物質の一部を取り除くことによって機能を果たす。フィルター内の繊維の捲縮その他の物理的な配置形状は、煙に接触するフィラメントの表面積を増加させる役目をする。しかし、そのような繊維単独から成るフィルターは、高温度のエアロゾル流れを顕著には冷却せず、エアロゾルを冷却するためのさらなる構成要素が多くの場合に要求される。
【０００６】
従来のシガレットはタバコを燃やして、揮発性化合物を放出する温度を生み出す。タバコを燃焼させる温度は８００℃超に達することがあり、そのような高い温度は、タバコから放出された煙に含まれる水の多くを追い出してしまう。従来のシガレットによって生成される主流煙は、比較的乾燥しているので、低い温度を有すると喫煙者によって知覚される傾向がある。燃焼の有無にかかわらずエアロゾル生成基材の加熱によって生成されたエアロゾルは、その温度まで基材が加熱される温度がより低いので、より高い含水量を有する可能性がある。エアロゾル生成のより低い温度にもかかわらず、そのようなシステムによって生成されたエアロゾル流れは、従来のシガレットの煙よりも高い温度が知覚される可能性がある。したがって、生成されたエアロゾルを吸入の前に許容される温度まで冷却するために、エアロゾル発生物品の全長は、より長い。
【０００７】
したがって、望ましい喫煙特性を維持しながら、冷却効率が向上された、改善されたエアロゾル発生装置の必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００８】
いくつかの様相では、本開示発明は、エアロゾル発生物品を備えているエアロゾル発生装置に関する。エアロゾル発生物品は、エアロゾル生成基材、支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースを含んでいてもよい。支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースの少なくとも１つの少なくとも一部は、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいる。いくつかの実施形態では、支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースの各々は、多孔質体を含んでいる。他の実施形態では、支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースの１つまたは２つの組み合わせのみが、多孔質体を含んでいる。バインダーは、非常に高い分子量のポリエチレン、超高分子量ポリエチレンまたはこれらの組み合わせを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、バインダーは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、アクリルポリマー、ポリスチレン類、ポリビニル、セルロース化合物およびこれらの組み合わせを含む群から選ばれてもよい。いくつかの実施形態では、粒子は、イオン交換樹脂、乾燥剤、ケイ酸塩、モレキュラーシーブ、シリカゲル、活性アルミナ、パーライト、セピオライト、酸性白土、ケイ酸マグネシウム、金属酸化物、活性炭、活性化された木炭およびこれらの組み合わせを含む群から選ばれてもよい活性粒子である。他の実施形態では、多孔質体は、熱安定性材料、たとえば吸着炭素を含んでいる不活性粒子を含んでいてもよい。吸着炭素は、多孔性等級炭素、黒鉛、低活性炭素および非活性化炭素を含む群から選ばれてもよい。他の実施形態では、不活性粒子は、セラミック、ガラス、アルミナ、バーミキュライト、クレー、ベントナイトおよび不活性材料を含む群から選ばれた無機固体を含んでいる。多孔質体は３０〜８０重量％のバインダーおよび２０〜７０重量の活性または不活性粒子、３０〜７０重量％のバインダーおよび３０〜７０重量％の活性または不活性粒子、または４０〜７０重量％のバインダーおよび３０〜６０重量％の活性または不活性粒子を含んでいてもよい。他の実施形態では、多孔質体は７０〜１００重量％のバインダーおよび０〜３０重量％の活性または不活性粒子を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、バインダーは非常に高い分子量のポリエチレンであってもよく、また活性粒子は活性炭であってもよい。多孔質体は３．０ｍｍ水柱／ｍｍ長さ未満、または１．０ｍｍ水柱／ｍｍ長さ未満の封入圧力低下を有してもよい。バインダーは、繰り返し熱サイクルを受けても構造的変形がないように構成されてもよい。バインダーは１０％未満の封入圧力低下の変化を受けるように構成されてもよい。バインダーは疎水性であってもよい。多孔質体は、多数の流路の空気流れを提供するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、多孔質体は１００重量％のバインダーを含んでいる。支持要素およびエアロゾル冷却要素は、単一の装置へと組み合わせられてもよく、その封入圧力低下は、個別の装置としての支持要素およびエアロゾル冷却要素と比較されて実質的に同じであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明は、添付された非限定的な図面を考慮することによってより良く理解され、図面の説明は以下のとおりである：
【００１０】
【図１】本発明のいくつかの実施形態に従うエアロゾル発生装置の断面図である。
【００１１】
【図２】本発明のいくつかの実施形態に従うエアロゾル発生物品の断面図である。
【００１２】
【図３】本発明のいくつかの実施形態に従う、加熱要素および図２のエアロゾル発生物品を備えているエアロゾル発生装置の断面図である。
【００１３】
【図４】本発明のいくつかの実施形態に従う、図２のエアロゾル発生装置のマウスピースの断面図である。
【００１４】
【図５】本発明のいくつかの実施形態に従う、図２のエアロゾル発生装置のマウスピースの別の断面図である。
【００１５】
【図６】本発明のいくつかの実施形態に従う、図２のエアロゾル発生装置のマウスピースのさらに別の断面図である。
【００１６】
【図７】本発明のいくつかの実施形態に従う、図２のエアロゾル発生装置のマウスピースのまたさらに別の断面図である。
【００１７】
【図８】本発明のいくつかの実施形態に従う、図２のエアロゾル発生装置のマウスピースのなおまたさらに別の断面図である。
【００１８】
【図９】本発明のいくつかの実施形態に従う、多孔質体の１区画の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ｉ．序論
本開示発明は、エアロゾル生成基材、支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースを含んでいるエアロゾル発生装置に関する。支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースの少なくとも１つの少なくとも一部は、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいてもよい。いくつかの様相では、支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースの一部は、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を各々含んでいる。多孔質体は、多数の流路の空気流れを提供し、それはエアロゾル冷却要素の温度を下げる改善をして、エアロゾル発生装置の全長の低減を可能にする。
【００２０】
いくつかの実施形態では、多孔質体のこの構造は、エアロゾルがバインダーおよび活性または不活性粒子とする相互作用を最大限にしながら、最小限の封入圧力低下（すなわち、多孔質体を通り抜けて移動する間の圧力損失）を提供する。バインダーは、相変化は受けるが、有意な変形をしないで相変化を受けて、フィルターの性能または構造を劣化させることなく融解熱が熱除去のために利用されることを可能にすることによって、エアロゾルの迅速な冷却を促進することを手助けする。バインダーは、軟化して迅速に熱を除去し、次にタバコをふかしている間に、バインダーが固化するにつれてその熱を徐々に放出する。この設計構造は、バインダーの中に含められた活性または不活性材料によって増強され、修正され、または補完されて、その結果、選択されたろ過が促進されまたは熱の吸着および放出のプロファイルが修正されることができる。
【００２１】
有利なことに、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいる支持要素、エアロゾル冷却要素および／またはマウスピースを使用することは、エアロゾルの迅速な冷却を促進する。さらに、マウスピースまたはエアロゾル冷却要素の圧力低下値もまた減少して、マウスピースの所望の固さおよび支持要素、エアロゾル冷却要素および／またはマウスピースによる冷却特性を維持しながら、繰り返し使用の後でさえもタバコ煙の吸引の改善をもたらす。具体的には、多孔質体の構造特性は、その構造を有意に変更しまたは変形することなく融解熱の変化を受けるのによく適している。多孔質体は熱を低減することに優れているが、所望であれば肯定的な官能特性も同時に提供することができる。
【００２２】
ＩＩ．エアロゾル発生装置
図１〜３を参照すると、エアロゾル発生装置のいくつかの実施形態が示されている（これらは代表的なものではあるが、以下に検討される装置に限定されるものではない。）。いくつかの実施形態では、エアロゾル発生装置は、電子喫煙装置、可燃性源を有するエアロゾル発生装置、無煙喫煙装置等を含んでいてもよいが、これらに限定されない。ここ以降では、エアロゾル発生装置が参照される（特に他様に規定がない限り）。
【００２３】
図１は、本発明のいくつかの実施形態に従うエアロゾル発生装置１を示す。エアロゾル発生装置1は、喫煙材料ロッド２およびマウスピース３を含んでいる。マウスピース３は、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいてもよい。マウスピース３は、先端包み紙４によって喫煙材料ロッド２に取り付けられている。喫煙材料ロッド２は、外側包み紙５、同軸に配置された燃焼性燃料源６、および燃料源６と包み紙５との間に配置された刻み喫煙材料７を含んでいる。
【００２４】
使用に際しては、エアロゾル発生装置１は火を点けられ、燃料源の長さに沿って燃えて、ほとんど見えない副流煙を生成する。視認される生成された副流煙は、喫煙物品中の有機成分に由来するものであり、タバコをふかす行為の最後に最もよく視認される。実質的に不燃性の包み紙は炭化して、従来のシガレットの灰に似た壊れやすい白い灰を生成し、これは喫煙者によって必要に応じてはたき落される。不燃性の外側包み紙５もまた、炭化した後、濃い燃焼線を生成し、これは燃焼が進むにつれて喫煙物品に沿って前進する。喫煙物品の燃焼は、燃料源６に沿って後退する。燃焼が生じるに従い、エアロゾルが、エアロゾルを生成する刻み喫煙材料７から生成され、このエアロゾルは喫煙者の口の中に引き込まれる。多孔質体の迅速な冷却特性の故に、エアロゾルは吸入の前に冷却される。
【００２５】
図２は、典型的なエアロゾル発生物品１０を示す。エアロゾル発生物品１０は、同軸配列に配置された４つの要素を含んでいてもよい：エアロゾル生成基材２０、支持要素３０、エアロゾル冷却要素４０およびマウスピース５０。これらの４つの要素は一連に配置され、外側包み紙６０によって取り囲まれてエアロゾル発生物品１０を形成してもよい。支持要素３０、エアロゾル冷却要素４０およびマウスピース５０は、集合的に「フィルター」と呼ばれてもよい。エアロゾル発生物品１０は、近位端または口端７０、および口端７０に対してエアロゾル発生物品１０の反対端に遠位端８０を有し、口端７０を使用者は使用の間自分の口の中に挿入する。しかし、エアロゾル発生物品中の構成要素はそのような仕方で配置される必要はなく、他の可能な配置であってもよいことは理解されなければならない。実際、エアロゾル発生物品中の構成要素は、他の構成要素と同軸でない代わりとなる配置、たとえばオフセット配置、重ね合わせ配置、これらの組み合わせ等に配置されることができる。さらに、多孔質体の迅速な冷却特性の故に、これらの構成要素のいくつかは短くされ、またはエアロゾル発生物品１０から完全に取り除かれてもよい。
【００２６】
使用に際しては、空気が、遠位端８０から口端７０または近位端までエアロゾル発生物品１０を通して使用者によって引かれる。エアロゾル発生物品１０の遠位端８０はまた、エアロゾル発生物品１０の下流端と説明されてもよく、また、エアロゾル発生物品１０の口端７０もまた、エアロゾル発生物品１０の上流端と説明されてもよい。口端７０と遠位端８０との間に位置するエアロゾル発生物品１０の要素は、必要に応じて口端７０の下流にある、またはその代わりに遠位端８０の上流にあると説明されることができる。
【００２７】
エアロゾル生成基材２０は、エアロゾル発生物品１０の最遠位または下流端に位置する。図２に示された実施形態では、エアロゾル生成基材２０は、包み紙によって取り囲まれた捲縮され均質化されたタバコ材料のギャザー付きシートを含んでいてもよい。均質化されたタバコ材料の捲縮シートは、エアロゾル生成剤、たとえばグリセリンを含んでいてもよい。
【００２８】
支持要素３０は、エアロゾル生成基材２０の直ぐ上流に位置し、エアロゾル生成基材２０に隣接していてもよい。いくつかの様相では、エアロゾル生成基材２０は、支持要素３０の近位にあるが隣接していない。図２に示された実施形態では、支持要素３０は、中空の酢酸セルロースチューブであってもよい。エアロゾル生成基材２０がエアロゾル発生装置の加熱要素によって浸透されることができるように、支持要素３０は、エアロゾル生成基材２０をエアロゾル発生物品１０の最遠位端８０に置く。さらに以下で説明されるように、エアロゾル発生装置の加熱要素がエアロゾル生成基材２０の中に挿入されたときに、支持要素３０は、エアロゾル生成基材２０がエアロゾル発生物品１０内でエアロゾル冷却要素４０に向かって上流へと押し込まれるのを防ぐように作用し、またはそのような仕方ではなくて熱がエアロゾル生成基材２０に加えられてもよい。いくつかの実施形態では、支持要素３０はまた、エアロゾル発生物品１０のエアロゾル冷却要素４０をエアロゾル生成基材２０から間隔を空けて置くためのスペーサーとしても働く。いくつかの実施形態では、支持要素３０およびエアロゾル冷却要素４０は、エアロゾル発生物品１０の単一の装置を形成することができ、それは、マウスピースが長くされることを可能にしてもよく、および／または支持要素３０、エアロゾル冷却要素４０およびマウスピース５０の全長が縮小されることを可能にしてもよい。たとえば、マウスピースが多孔質体を含んでいるフィルターロッドを含んでいる場合には、この単一の装置が形成されてもよい。いくつかの様相では、単一の装置が形成される場合に、封入圧力低下は、支持要素およびエアロゾル冷却要素の各々が個別の装置である場合と比較して実質的に同じであり、たとえば０．５％以内である。
【００２９】
図２に示されたように、エアロゾル冷却要素４０は、支持要素３０の直ぐ上流に位置し、支持要素３０の近位端に隣接する。他の実施形態では、エアロゾル冷却要素４０は、支持要素３０の近位端に隣接しない。使用に際しては、エアロゾル生成基材２０から放出された揮発性物質は、エアロゾル冷却要素４０に沿って上流にエアロゾル発生物品１０の口端７０に向かって移動する。揮発性物質は、エアロゾル冷却要素４０内で冷却してエアロゾルを形成し、それが使用者によって吸入されてもよい。エアロゾル冷却要素は、包み紙９０によって取り囲まれた２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいてもよい。多孔質体は、エアロゾル冷却要素４０の長さに沿って延在する、空気流のための複数の通路を画定してもよい。
【００３０】
マウスピース５０は、エアロゾル冷却要素４０の直ぐ上流に位置し、エアロゾル冷却要素４０の近位端に隣接する。いくつかの実施形態では、マウスピースは、エアロゾル冷却要素４０の近位端に隣接しなくてもよい。いくつかの様相では、エアロゾル発生装置は、エアロゾル冷却要素４０とマウスピース５０との間に別の支持要素をさらに含んでいてもよい。図２に示されたように、マウスピース５０は、２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいる。
【００３１】
エアロゾル発生物品１０を組み立てるために、上に記載された４つの要素は整列させられ、外側包み紙６０内にしっかりと包まれる。図２に示された実施形態では、外側包み紙は従来のシガレットペーパーである。
【００３２】
いくつかの実施形態では、エアロゾル発生物品１０の外側包み紙６０の遠位端の部分は、先端包み紙のバンド（図示せず）によって取り囲まれる。
【００３３】
図２に示されたエアロゾル発生物品１０は、使用者によって消費されるエアロゾルを形成するために、加熱要素を含んでいるエアロゾル発生装置と係合するように設計される。使用に際しては、エアロゾル発生装置の加熱要素は、エアロゾル発生物品１０のエアロゾル生成基材２０を、エアロゾルを形成することができる化合物を揮発させるのに十分な温度まで加熱し、それはエアロゾル発生物品１０を通して下流に引かれ、使用者によって吸入される。
【００３４】
図３は、上に記載され図２に示された実施形態に従って、エアロゾル発生装置１１０およびエアロゾル発生物品１０を備えている、典型的なエアロゾル発生システム１００の一部を示す。
【００３５】
１つの実施形態では、エアロゾル発生装置１１０は加熱要素１２０を備えている。図３に示されたように、加熱要素１２０は、エアロゾル発生装置１１０のエアロゾル発生物品を受け入れるチャンバー内にはめ込まれる。使用に際しては、使用者は、加熱要素１２０が図３に示されたようにエアロゾル発生物品１０のエアロゾル生成基材２０の中に直接挿入されるように、エアロゾル発生装置１１０のエアロゾル発生物品を受け入れるチャンバー内にエアロゾル発生物品１０を挿入する。図３に示された実施形態では、エアロゾル発生装置１１０の加熱要素１２０はヒーターブレードである。もちろん、他のエアロゾル発生装置の形態が、本開示発明の範囲から逸脱することなく使用されてもよい。
【００３６】
エアロゾル発生装置１１０は、加熱要素１２０が始動するのを可能にする電源および電子機器（図示せず）を備えている。そのような始動は手動操作でもよいし、またはエアロゾル発生装置１１０のエアロゾル発生物品を受け入れるチャンバーの中に挿入されたエアロゾル発生物品１０を使用者が利用することに応じて自動的に生じてもよい。複数の開口部がエアロゾル発生装置に任意的に設けられており、空気がエアロゾル発生物品１０に流れることを可能にする。図３は、矢印によって示されたような１つの典型的な空気流れの方向を提供する。他の様相では、エアロゾル冷却要素、支持要素、マウスピースのいずれか、またはそれらの任意の組み合わせの中の多孔質体は、複数の流路の空気流れを提供してもよい。多孔質体の構造は、複数方向の空気流れのための１つ以上の通路を含んでいてもよい。従来のエアロゾル発生装置では、空気は、冷却効果をほとんどまたは全く有しない支持要素を最初に通り抜けなければならない。空気は次にエアロゾル冷却要素、そして最後にマウスピースを通り抜ける。理論に拘束されることなく、多孔質体はそのような多方向の空気流れを可能にすると考えられている。と言うのは、空気流れと平行にのみ配向されている捲縮繊維と異なり、多孔質体の細孔はランダムであるからである。したがって、多孔質体は空気流れの方向を限定せず、代りに曲がりくねった通路を提供して、改善された冷却をもたらす。このようにして、多孔質体は、エアロゾル冷却要素、支持要素および／またはマウスピースについて温度低下を改善する。このような改善された温度の低下はまた、捲縮繊維と比較して、多孔質体がそれらの要素の１つの中に使用される場合に、エアロゾル冷却要素、支持要素および／またはマウスピースの長さがより短くされることを可能にしてもよい。これらの効果は、バインダーおよび任意的な活性または不活性成分粒子の効率によってさらに増大される。さらに、比較的高い温度におけるバインダーの安定性は、フィルターがエアロゾル発生セグメントに対向して直接置かれた場合に、フィルターが機能することを可能にすることができる。エアロゾル発生物品１０の支持要素４０は、エアロゾル発生装置１１０の加熱要素１２０がエアロゾル生成基材２０の中に挿入されている間にエアロゾル発生物品１０が被る穿通力に抵抗する。その結果、エアロゾル発生物品１０の支持要素４０は、エアロゾル生成基材の中にエアロゾル発生装置の加熱要素が挿入している間、エアロゾル発生物品１０内でエアロゾル生成基材が下流に押し込まれることに抵抗する。
【００３７】
いったん内部加熱要素１２０がエアロゾル発生物品１０のエアロゾル生成基材２０の中に挿入され始動されれば、エアロゾル発生物品１０のエアロゾル生成基材２０は、エアロゾル発生装置１１０の加熱要素１２０によって４００℃未満の温度（または本明細書で議論されるような他の温度）まで加熱される。この温度で、揮発性化合物が、エアロゾル発生物品１０のエアロゾル生成基材２０から放出される。使用者がエアロゾル発生物品１０の口端７０から吸うと、エアロゾル生成基材２０から放出された揮発性化合物は、エアロゾル発生物品１０を通って下流に引かれ、凝縮してエアロゾルを形成し、このエアロゾルはエアロゾル発生物品１０のマウスピース５０を通って使用者の口内へと吸引される。
【００３８】
エアロゾルがエアロゾル冷却要素４０を通って下流へと進むと、エアロゾルからエアロゾル冷却要素４０への熱エネルギーの移動の故に、エアロゾルの温度は下げられることができる。エアロゾルがエアロゾル冷却要素４０の中に入るときに、その温度は大略６０℃であってもよい。エアロゾル冷却要素４０内で冷却されることにより、エアロゾルの温度は、それがエアロゾル冷却要素を出るときには、大略４０℃であってもよい。このようにして、少なくとも１０℃、たとえば少なくとも２０℃、または少なくとも３０℃の温度低下が達成されてもよい。
ＩＩＩ．多孔質体
【００３９】
本明細書に記載されるように、本開示発明は、喫煙装置、特にエアロゾル発生装置に使用される多孔質体に関する。具体的には、多孔質体は、エアロゾル発生装置の支持要素、エアロゾル冷却要素、マウスピースまたはこれらの任意のまたは全てのある組み合わせの少なくとも一部を形成してもよい。
【００４０】
図４〜８に示された実施形態では、多孔質体を有するマウスピースの様々な配置が示され説明される。これらの実施形態は、マウスピースにおける従来の材料、たとえば酢酸セルロースと、多孔質体との任意の組み合わせを例示するものである。支持要素およびエアロゾル要素もまた、様々な配置において多孔質体を含んでいてもよいことが意図されているが、これらは図４〜８には示されていない。
【００４１】
図４〜８は、本発明の実施形態に従う図２のエアロゾル発生装置のマウスピースの様々な実施形態を示す。マウスピースに言及して記載されているように、「フィルター５１」は、本明細書で言及されたマウスピース、支持要素およびエアロゾル冷却要素の組み合わせ「フィルター」とは異なる。マウスピース５０はフィルター５１を含んでおり、フィルター５１は２０〜１００重量％のバインダーおよび０〜８０重量％の活性または不活性粒子を含んでいる多孔質体を含んでいてもよい。たとえば、図４では、マウスピース５０のフィルター５１の全体は実質的に均一の多孔質体を含んでいてもよい。
【００４２】
図５では、マウスピース５０は２つのセグメントを含んでいるフィルター５１を有する。この実施形態では、多孔質体５３はマウスピース５０の口端７０に隣接する位置にある。従来のフィルター材料５２は、エアロゾル冷却要素に隣接して下流に位置していてもよい。多孔質体５３がエアロゾル冷却要素４０に隣接して下流に位置することができることもまた、意図されている。たとえば、図６はマウスピース５０の１つの実施形態を示し、そこでは従来のフィルター材料５３が口端７０に隣接して上流にあり、多孔質体５２がエアロゾル冷却要素４０に隣接して下流にある。
【００４３】
図７では、マウスピース５０は、３つのセグメントを含んでいる多セグメント化されたフィルター５１を含んでいる。この実施形態では、複数の従来のフィルター材料５３は多孔質体５２の側面に位置してもよい。たとえば、１つの従来のフィルター材料５３は口端７０に隣接して近位端に設けられてもよく、また、別の従来のフィルター材料がエアロゾル冷却要素４０に隣接して下流に設けられて、多孔質体５２がそれらの間にはさまれてもよい。同じ様に、図８に示されたように、１つの多孔質体５２が口端７０に隣接して近位端にあり、また、別の多孔質体５２がエアロゾル冷却要素４０の近位の下流に設けられ、従来のフィルター材５３がそれらの間にはさまれるという同様な配置で、１つ以上の多孔質体５２が従来のフィルター材５３の側面に位置してもよい。図７および８に示された実施形態では、フィルターセグメントは、従来の材料と多孔質体との任意の組み合わせ（それらの区画の少なくとも１つが多孔質体である限り）であってもよい。いくつかの実施形態では、支持要素およびエアロゾル冷却要素は多孔質体を含んでおり、また、マウスピースは酢酸セルロースを含んでいてもよい。
【００４４】
上記の実施形態は代表的なものであり、限定するものではない。もちろん、本発明のフィルターは任意の数の区画、たとえば２、３、４、５、６またはそれより多くの区画を有してもよい。さらに、これらの区画は互いに同じまたは互いに異なってもよい。たとえば、区画は、フィルター材料の積み重ねられた配置を有してもよい。フィルターは、５〜１０ｍｍの範囲の直径および５〜１００ｍｍの長さを有してもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態では、支持要素は多孔質体を含んでいてもよい。他の実施形態では、エアロゾル冷却要素は多孔質体を含んでいる。いくつかの実施形態では、マウスピースは多孔質体を含んでいる。他の実施形態では、支持要素およびエアロゾル冷却要素は多孔質体を含んでいる。他の実施形態では、支持要素およびマウスピースは多孔質体を含んでいる。さらなる実施形態では、エアロゾル冷却要素およびマウスピースは多孔質体を含んでいる。他の実施形態では、支持要素、エアロゾル冷却要素およびマウスピースは多孔質体を含んでいる。
【００４６】
本明細書に記載された多孔質体は、エアロゾル発生装置の中でフィルターとして使用されることになるフィルターロッドとして準備されてもよい。いくつかの実施形態では、フィルターおよび／またはフィルター区画を製造する工程は、長尺フィルターロッドをフィルターロッドに切断する工程を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、フィルター区画を製造する工程は、長尺フィルターロッド、フィルターロッドまたはフィルターを切断する工程を含んでいてもよい。長尺フィルターロッド、フィルターロッドおよび／またはフィルター区画は、任意の断面形状、たとえば円形、実質的に円形、卵形、実質的に卵形、多角形（丸みを帯びた角を有するものを含む。）またはこれらの任意の混成物を有してもよいが、これらに限定されない。
【００４７】
上記の実施形態では、従来の材料および多孔質体が隣り合わされる。本明細書で使用される「隣り合わされ」とは、多孔質体がタバコカラムと一列に並んで（またはタバコカラムと直列にされて）おり、その結果、使用者が加熱されたシガレットを吸ったときに、タバコカラムからの煙が多孔質体を（たとえば、直列に）、また、ほとんどの場合には多孔質体および従来のフィルター材料の両方を（たとえば、直列に）通り抜けなければならないことを意味する。図５〜８に示されたように、多孔質体および従来のフィルター材料は、同軸であり、（隣り合って並ぶが接触せずに）並置され、隣接しており、また等価な断面積（または実質的に等価な断面積）を有している。しかし、そのような方法で多孔質体および従来の材料が隣り合わされる必要はなく、他の可能な配置があってもよいことは理解される。その上、図５〜８に示されたように、多孔質体はほとんどの場合、組み合されたまたは多セグメント化されたフィルター配置で使用されることが意図されているけれども、図４に関して上で議論されたように、本発明はそのようには限定されておらず、またフィルターは多孔質体のみを含んでいてもよい。さらに、図２に示されたように、多孔質体はタバコカラムに並置されることが意図されているけれども、本発明はそのようには限定されていない。たとえば、多孔質体は、空洞（たとえば、管または通路）によってタバコから分離されていてもよい。
【００４８】
使用される従来のフィルター材料としては、繊維トウ（たとえば、酢酸セルローストウ、ポリオレフィントウおよびこれらの組み合わせ）、紙、（紙またはプラスチックのような剛性の要素によって形成された）空洞のチャンバー、バッフル付き空洞のチャンバーおよびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。同様に挙げられるのは、繊維トウおよび紙であって、活性成分（それらに付着されたもの、それらの中に含浸されたもの、またはそれらに他様に組み入れられたもの）を備えたものである。そのような活性材料としては、活性炭（または活性化された木炭）、イオン交換樹脂、乾燥剤およびタバコの煙に影響を与えるように適合化された他の材料が挙げられる。空洞のチャンバーは、活性成分またはその活性成分を組み込んでいる材料で満たされて（または部分的に満たされて）いてもよい。そのような有効成分としては、活性炭（または活性化された木炭）、イオン交換樹脂、乾燥剤およびタバコの煙に影響を与えるように適合化された他の材料が挙げられる。さらに、従来の材料はバインダーの多孔質体（すなわち、何らの活性粒子も含んでいない単独のバインダー）であってもよい。たとえば、活性粒子を含んでいないこの多孔質体は、多孔質の円筒形状へと一緒に結合されまたはモールド成形された熱可塑性の粒子（たとえば、ポリオレフィン粉体、例として以下で議論されるバインダー）を用いて作られてもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、多孔質体は、熱安定性材料である不活性粒子を含んでいてもよい。不活性粒子は、吸着炭素を含んでおり、たとえば多孔性等級炭素、黒鉛、低活性炭素および非活性化炭素が挙げられるが、これらに限定されない。他の実施形態では、不活性粒子は無機固体を含んでおり、たとえばセラミック、ガラス、アルミナ、バーミキュライト、クレー、ベントナイトおよび不活性材料が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５０】
多孔質体は、バインダーと一緒に結合された活性または不活性粒子を含んでいる。たとえば、図９は、多孔質体の1つの実施形態の顕微鏡写真を示し、そこでは活性粒子（たとえば、活性化炭素粒子）５７がバインダー５８によって多孔質体へと結合されている。（活性粒子およびバインダーは、以下でより詳しく議論される。）多孔質体は、活性粒子の表面積を最大限にしながら（すなわち、活性粒子の機能は活性粒子の表面積が露出されることによって増加される。）、多孔質体が最小の封入圧力低下（すなわち、多孔質体を通り抜ける間の圧力損失）を有するように構築される。
注記：この実施形態（図９）では、バインダーおよび活性粒子は接触点で結合され、この接触点は多孔質体の全体にわたってランダムに分布されており、また、バインダーはその元の物理的形状を保持していた（またはその元の形状を実質的に、たとえば元の形状から１０％以下の形状の変化（たとえば、収縮）を保持していた。）
【００５１】
範囲に関しては、多孔質体は０〜８０重量％、たとえば０．０１〜８０重量％、５〜７５重量％、１０〜７５重量％、２０〜７０重量％、０〜３０重量％、３０〜７０重量％、３０〜６０重量％、または４０〜５０重量％の活性または不活性粒子を含んでいてもよい。いくつかの様相では、粒子が存在してもよいが、多孔質体は８０重量％未満、たとえば７０重量％未満、６０重量％未満、５０重量％未満、４０重量％未満、３０重量％未満、２０重量％未満、１０重量％未満、または５重量％未満の活性または不活性粒子を含んでいてもよい。多孔質体は２０〜１００重量％、たとえば７０〜１００重量％、２０〜９９．９重量％、２５〜９５重量％、２５〜９０重量％、３０〜７０重量％、３０〜８０重量％、４０〜７０重量％、または５０〜６０重量％のバインダーを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、多孔質体は１００重量％のバインダーを含んでいてもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、多孔質体は４０〜９０％の範囲の空隙容積を有する。別の実施形態では、それは６０〜９０％の空隙容積を有する。さらに別の実施形態では、それは６０〜８５％の空隙容積を有する。空隙容積とは、多孔質体が形成された後の活性粒子とバインダーとの間の空きスペースを指す。
【００５３】
本明細書で使用される用語「封入圧力低下」または「ＥＰＤ」とは、空気が包装紙を通り抜けることができないように試料が測定装置の中に完全に封入され、定常条件の下で空気が試料の中を流れ、体積流量が出力端で１７．５ｍｌ／秒であるときの試料の２つの端間の静水圧差を指す。ＥＰＤは本明細書では、ＣＯＲＥＳＴＡ（「タバコに関する科学的調査協力センター」）推奨の２００７年６月付けの方法番号４１の下で測定された。より高いＥＰＤ値は、喫煙者がより大きい力で喫煙装置を吸わなければなければならないことにつながる。多孔質体は、任意的に多孔質体１ｍｍ長さ当たり３．０ｍｍ水柱未満の封入圧力低下（ＥＰＤ）を有する。別の実施形態では、多孔質体は、多孔質体１ｍｍ長さ当たり１．０ｍｍ水柱未満のＥＰＤを有する。また、さらに別の実施形態では、多孔質体は、多孔質体１ｍｍ長さ当たり０．６ｍｍ水柱以下の（すなわち、多孔質体１ｍｍ長さ当たり０．６ｍｍ水柱超でない）または多孔質体１ｍｍ長さ当たり０．５ｍｍ水柱以下の（すなわち、多孔質体１ｍｍ長さ当たり０．５ｍｍ水柱超でない）ＥＰＤを有する。いくつかの実施形態では、所望のＥＰＤを得るためには、活性粒子はバインダーよりも大きい粒子サイズを有していなければならない。１つの実施形態では、バインダー粒子サイズと活性粒子サイズとの比は１：１．５〜４．０の範囲にある。
【００５４】
いくつかの実施形態では、多孔質体は２〜２５ｍｍ、たとえば５〜２０ｍｍ、または１５〜２０ｍｍの長さを有する。
【００５５】
多孔質体は任意の物理的形状を有し、１つの実施形態では、それは円筒形状をしている。
【００５６】
活性または不活性粒子は、その上を流れる煙を改善するのに適合した、および熱の除去または逸散を促進するのに適合した任意の材料、たとえば高い熱容量材料であってもよい。「その上を流れる煙を改善するのに適合した」とは、煙の成分を除去しまたは煙に成分を加えることができる任意の材料であることが意図されている。この除去は選択的であってもよい。シガレットからのタバコ煙の中で、たとえばカルボニル化合物（たとえば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、プロピオンアルデヒド、クロトンアルデヒド、ブチルアルデヒド、メチルエチルケトン、アクロレイン）および他の化合物（たとえば、ベンゼン、1，３−ブタジエンおよびベンゾ［ア］ピレン（またはＢａピレン））が選択的に除去されてもよい。そのような材料の１つの例は、活性炭（または活性化された木炭または活性化された石炭）である。活性炭は、低活性のもの（５０〜７５％のＣＣｌ４吸着量）または高活性のもの（７５〜９５％のＣＣｌ４吸着量）または両方の組み合わせであってもよい。そのような材料の他の例としては、イオン交換樹脂、乾燥剤、ケイ酸塩、モレキュラーシーブ、シリカゲル、活性アルミナ、パーライト、セピオライト、酸性白土、ケイ酸マグネシウム、金属酸化物（たとえば、酸化鉄）および（活性炭を含めて）先のものの組み合わせが挙げられる。イオン交換樹脂としては、たとえば骨格を備えたポリマー、例としてスチレンジビニルベンゼン（ＤＶＢ）コポリマー、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、フェノールホルムアルデヒド縮合物、およびエピクロルヒドリンアミン縮合物；およびポリマー骨格に結合された複数の荷電官能基が挙げれる。１つの実施形態では、活性粒子は様々な活性粒子の組み合わせである。
【００５７】
いくつかの実施形態では、活性粒子は０．５〜５０００ミクロン、たとえば１０〜１０００ミクロン、または２００〜９００ミクロン、またはこれらの粒子サイズの混合物の平均粒子サイズを有する。さらなる実施形態では、活性粒子は、０．５〜５０００ミクロン、たとえば１０〜１０００ミクロン、または２００〜９００ミクロンの平均粒子サイズを有する様々な粒子サイズの混合物であってもよい。
【００５８】
バインダーは、エアロゾル発生装置の使用の間に生じる熱サイクル、たとえば３００℃までの温度での繰り返し加熱に耐える任意のバインダーであってもよい。本明細書で使用される、エアロゾル発生装置の「熱サイクル」とは、１４回の「タバコを吸って吐き出す回数」すなわち装置の利用回数または６分間の装置の使用時間（のどちらか最初に生じる方）を指す。1つの実施形態では、バインダーはその融解温度で実質的に流れを示さない。これは、その融解温度に加熱されたときに、ポリマー流れをほとんどまたは全く示さない材料を意味する。ほとんどまたは全くポリマー流れがないことは有利である。なぜならば、バインダーの融点より高い温度でさえも、バインダーはエアロゾル発生装置内で著しく位置を変えたり移動したりしないからである。これらの判断基準を満たす材料としては、超高分子量ポリエチレン、非常に高い分子量のポリエチレン、高分子量ポリエチレンおよびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。バインダーは、３５０℃以下で構造的変形を起こさないで繰り返し熱サイクルを受けるように構成されている。たとえば、バインダーの構造は、繰り返し熱サイクルの間に１０％未満の封入圧力低下の変化を受ける。バインダーはまた疎水性であってもよく、このことは水蒸気の凝縮が熱の除去、および有利なことに、フェノールのある選択的なろ過を促進することを可能にする。
【００５９】
いくつかの実施形態では、バインダーは、１９０℃および１５ｋｇで３．５ｇ／１０分未満（または１９０℃および１５ｋｇで０〜３．５ｇ／１０分）のメルトフローインデックス（ＭＦＩ、Ｄ１２３８ ２０１３）を有する。いくつかの実施形態では、バインダーは、１９０℃および１５ｋｇで２．０ｇ／１０分未満（または１９０℃および１５ｋｇで０〜２．０ｇ／１０分）のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する。そのような材料の１つの例は、超高分子量ポリエチレン、ＵＨＭＷＰＥであり、これはポリマー流れを起こさず、１９０℃および１５ｋｇでおよそ０ｇ／１０分、または１９０℃および１５ｋｇで０〜１．０ｇ／１０分のＭＦＩを有する。もう１つの材料は、非常に高い分子量のポリエチレン、ＶＨＭＷＰＥであってもよく、これは、たとえば１９０℃および１５ｋｇで２．０〜３．５ｇ／１０分の範囲のＭＦＩを有してもよい。たとえば、多孔質体はバインダーおよび活性粒子を含んでいてもよく、その場合にバインダーは非常に高い分子量のポリエチレンであり、また活性粒子は活性炭である。バインダーは、繰り返し熱サイクルを受けても構造的変形を起こさないように構成されている。
【００６０】
分子量に関しては、本明細書で使用される「超高分子量ポリエチレン」とは、少なくとも３×１０６ｇ／モルの重量平均分子量を有するポリエチレン組成物を指す。いくつかの実施形態では、超高分子量ポリエチレン組成物の分子量は、約３×１０６ｇ／モル〜約３０×１０６ｇ／モル、または約３×１０６ｇ／モル〜約２０×１０６ｇ／モル、または約３×１０６ｇ／モル〜約１０×１０６ｇ／モル、または約３×１０６ｇ／モル〜約６×１０６ｇ／モルである。「非常に高い分子量のポリエチレン」とは、３×１０６ｇ／モル未満および１×１０６ｇ／モル超の重量平均分子量を有するポリエチレン組成物を指す。いくつかの実施形態では、非常に高い分子量のポリエチレン組成物の分子量は２×１０６ｇ／モル〜３×１０６ｇ／モルである。「高分子量ポリエチレン」とは、少なくとも３×１０５ｇ／モルの重量平均分子量を有するポリエチレン組成物を指し、３×１０５ｇ／モル〜１×１０６ｇ／モルの範囲であってもよい。本明細書の目的のためには、本明細書で参照される分子量は、Ｍａｒｇｏｌｉｅｓの式（「Ｍａｒｇｏｌｉｅｓの分子量」）に従って決定される。
【００６１】
適当なポリエチレン材料は、いくつかの出所から市販で入手可能であり、たとえば米国、ダラス、Ｃｅｌａｎｅｓｅ社の１部門、Ｔｉｃｏｎａポリマーズ社製のＧＵＲ（商標）ＵＨＭＷＰＥ； およびＤＳＭ社（オランダ国）；Ｂｒａｓｋｅｍ社（ブラジル国）；北京第二工場（ＢＡＡＦ）、上海ケミカル社および斉魯社（中華人民共和国）；三井化学社および旭化成社（日本国）が挙げられる。具体的には、ＧＵＲポリマーは以下のものを含んでいてもよい：ＧＵＲ ２０００シリーズ（２１０５、２１２２、２１２２〜５、２１２６）、ＧＵＲ ４０００シリーズ（４１２０、４１３０、４１５０、４１７０、４０１２、４１２２〜５、４０２２〜６、４０５０〜３／４１５０〜３）、ＧＵＲ ８０００シリーズ（８１１０、８０２０）およびＧＵＲ Ｘシリーズ（Ｘ１２７、Ｘ１４３、Ｘ１８４、Ｘ１６８、Ｘ１７２、Ｘ１９２）。
【００６２】
適当なポリエチレン材料の１つの例は、米国特許出願公開第２００８／００９００８１号に記載された５ｄｌ／ｇ〜３０ｄｌ／ｇの範囲の固有粘度および８０％以上の結晶化度を有するものである。適当なポリエチレン材料の別の例は、国際公開第ＷＯ ２０１１／１４００５３号に記載されたＡＳＴＭ−Ｄ ４０２０（２０１１年）によって測定された３００，０００ｇ／モル〜２，０００，０００ｇ／モルの範囲の分子量、３００〜１５００μｍの平均粒子サイズ、Ｄ５０および０．２５〜０．５ｇ／ｍｌの嵩密度を有するものである。
【００６３】
１つの実施形態では、バインダーは様々なバインダーの組み合わせである。１つの実施形態では、バインダーは０．５〜５０００ミクロン、たとえば１０〜１０００ミクロン、２０〜６００ミクロン、１２５〜５０００ミクロン、１２５〜１０００ミクロン、１５０〜６００ミクロン、２００〜６００ミクロン、２５０〜６００ミクロン、または３００〜６００ミクロンの範囲の粒子サイズを有する。別の実施形態では、バインダーは様々な粒子サイズの混合物であってもよい。別の実施形態では、バインダーは１２５〜５０００ミクロン、たとえば１２５〜１０００ミクロンまたは１２５〜６００ミクロンの範囲の平均粒子サイズを有する様々な粒子サイズの混合物であってもよい。
【００６４】
さらに、バインダーは０．１０〜０．５５ｇ／ｃｍ３、たとえば０．１７〜０．５０ｇ／ｃｍ３または０．２０〜０．４７ｇ／ｃｍ３の範囲の嵩密度を有してもよい。
【００６５】
上記のバインダーに加えて、他の従来の熱可塑性物がバインダーとして使用されてもよい。そのような熱可塑性物としては、たとえばポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド（またはナイロン（商標））、アクリルポリマー、ポリスチレン類、ポリビニルおよびセルロース化合物が挙げられる。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、これらのコポリマー、これらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６６】
ポリエチレンとしては、さらに低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、これらのコポリマー、これらの混合物等が挙げられる。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、これらのコポリマー、これらの混合物等が挙げられる。アクリルポリマーとしては、ポリメチルメタクリレート、これらのコポリマー、これらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されない。ポリスチレン類としては、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル、スチレン−ブタジエン、スチレン−無水マレイン酸、これらのコポリマー、これらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されない。ポリビニルとしては、エチレン酢酸ビニル、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、これらのコポリマー、これらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されない。セルロース化合物としては、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、プロピオン酸セルロース、エチルセルロース、これらのコポリマー、これらの混合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６７】
バインダーは任意の形状をとってもよい。そのような形状としては、球状、ヒペリオン状、小惑星状、クロンジュール状または惑星間塵様、粒状、じゃがいも状、不規則形状またはこれらの組み合わせが挙げられる。
【００６８】
多孔質体は、好ましくはタバコ煙由来の成分の除去に有効である。多孔質体は、世界保健機構（ＷＨＯ）によって標的とされたあるタバコ煙成分または米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によってＨＰＨＣ（有害なまたは潜在的に有害な化合物）として分類されたある化合物の放出を低減するために使用されることができる。たとえば、バインダー、および活性炭のような活性粒子を含んでいる多孔質体は、タバコ煙またはエアロゾルのある成分の放出をＷＨＯの推奨値未満のレベルまで低減する。
【００６９】
多孔質体は任意の手段によって作られてもよい。１つの実施形態では、活性粒子およびバインダーは一緒にブレンドされ、金型の中に導入される。金型はバインダーの融点より上の温度、たとえば１つの実施形態では約２００℃に加熱され、一定時間（１つの実施形態では４０±１０分間）その温度に保持される。その後、多孔質体は金型から取り出され、室温まで冷却される。１つの実施形態では、この工程は自由な焼結プロセスと特徴付けられる。というのは、バインダーがその融解温度では流れず（またはほとんど流れず）、金型内の混合された材料に圧力が加えられないからである。この実施形態では、点結合が活性粒子とバインダーとの間で形成される。これは、自由流動性の融解されたバインダーが活性粒子の表面を塞ぐことを最小限にしながら、優れた結合を可能にし、隙間スペースを最大限にする。また、米国特許第６，７７０，７３６号、第７，０４９，３８２号および第７，１６０，４５３号も見よ。これらは参照によって本明細書に組み込まれる。
【００７０】
あるいは、多孔質体は、圧力下での焼結プロセスを使用しても作られ得る。活性粒子とバインダーとの混合物が加熱されるときに（またはバインダーの融解温度未満、融解温度または融解温度超でもよい温度において）、多孔質体の癒着を促進するために混合物に圧力がかけられる。
【００７１】
また、多孔質体は押出焼結法によって作られてもよく、押出焼結法では混合物が押出機バレル内で加熱され、多孔質体へと押し出される。
【００７２】
本発明は、以下の非限定的な実施例を考慮すると、よりよく理解される。
【実施例１】
【００７３】
実施例１
【００７４】
エアロゾル冷却要素を有しないエアロゾル発生装置との比較で、エアロゾル発生装置が、エアロゾル冷却要素および／または支持要素に多孔質体を使用して構成された。このエアロゾル発生装置は、「主流タバコ煙中のタール、ニコチンおよび一酸化炭素の測定法」に関する１９９９年１２月付けカナダ保健省の手順書を使用して、Ｃｅｒｕｌｅａｎ ＳＭ４５０喫煙機械を用いて試験された。タバコを吸って吐き出すときの最高温度（最高喫煙温度）が、マウスピース内に挿入された熱電対温度計を使用して１１回のタバコを吸って吐き出す行為にわたって測定された。サンプルＡ〜Ｃ内の多孔質体は、超高分子量ポリエチレンおよび吸着炭素から成っていた。多孔質体は、サンプルＡおよびＢでは支持要素を備えたエアロゾル生成基材に取り付けられ、サンプルＣでは支持要素のないエアロゾル生成基材に取り付けられた。サンプルＢおよびＣでは多孔質体は基材の直後に置かれ、サンプルＡでは多孔質体は支持要素の後に置かれた。多孔質体（Ａ〜Ｃ）を備えたサンプルが、冷却要素のない装置（サンプルＤ）と比較された。各構成物の最高喫煙温度が下の表１に示される。
【表１】
2021500009.tif 000002
【００７５】
表１に示されたように、多孔質体を含んでいないサンプルＤは、サンプルＤと同じ成分を含んでいるが多孔質体を追加されているサンプルＡおよびＢよりも高い最高喫煙温度を有していた。サンプルＤはまた、多孔質体およびマウスピースを含んでいるが支持要素を含んでいないサンプルＣよりも高い最高喫煙温度を有していた。したがって、多孔質体を含めることにより、最高喫煙温度の低下がもたらされ、サンプルＣでは支持要素が省略されることさえも可能にした。
【実施例２】
【００７６】
実施例２
【００７７】
多孔質体は、下の表２に示された成分を使用して製造された。多孔質体の封入圧力低下は、Ｃｅｒｕｌｅａｎ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｓｏｌｏ Ｖ卓上圧力低下試験機を使用して測定された。結果が下の表２に示される。
【表２】
2021500009.tif 000003
【００７８】
表２に示されたように、封入圧力低下は、サンプル５からサンプル４に炭素を４０％加えることによって減少した。可塑化酢酸セルロースプラスチックを含有する多孔質体の封入圧力低下は、サンプル４および５のそれよりもさらに小さかった。
【００７９】
本発明が詳細に記載されてきたが、本発明の趣旨および範囲内の修正が当業者には直ちに明らかであろう。本発明の様相及び上におよび／または添付された特許請求の範囲に記載された様々な実施形態および様々な特徴の一部が、全体としてまたは部分的に、組み合わされまたは置き換えられてもよいことは理解されるべきである。様々な実施形態の先の記載において、実施形態であって、もう一つの実施形態を参照するものは、当業者によって正しく理解されるように、それ以外の他の実施形態とも適切に組み合わされてもよい。さらに、当業者は、先の記載が実施例のつもりだけであり、本発明を限定する意図はないことを認識すべきである。本明細書に引用された全ての米国特許および刊行物は、参照によってそれらの全体が組み入れられる。
【図１】
2021500009.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【国際調査報告】
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