(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タバコ薄片（２０）と、
このタバコ薄片を非燃焼形態により加熱するための電気抵抗式加熱部品（１８）と、
を備えた、ＨＮＢタバコ物品（１０）のための加熱ユニット（１３）であって、
この抵抗式加熱部品（１８）が、タバコ薄片（２０）に統合されているか、タバコ薄片と連結されているか、或いはその両方であり、それによって、タバコ・加熱体連結部品（２６）を形成し、
前記のタバコ・加熱体連結部品（２６）が、丸められた形又はカールされた形で加熱ユニット（１３）内に配置されているものにおいて、
複数のタバコ・加熱体連結部品（２６Ａ，２６Ｂ）が、同心状に加熱ユニット（１３）内に配置されており、前記の複数のタバコ・加熱体連結部品（２６Ａ，２６Ｂ）の電気接点（３０）が、加熱ユニット（１３）内の異なる周縁位置に配置されていることを特徴とする加熱ユニット。
【請求項２】
前記の抵抗式加熱部品（１８）が、少なくとも部分的に導電性の織物（３１）又は網構造であることを特徴とする請求項１に記載の加熱ユニット。
【請求項３】
前記の織物（３１）が、タバコ薄片（２０）の製造時に支持材料として使用されることを特徴とする請求項２に記載の加熱ユニット。
【請求項４】
前記の加熱部品（１８）が、抵抗式加熱導体（２４）としての導電性の緯糸を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の加熱ユニット。
【請求項５】
前記の加熱部品（１８）が、抵抗式加熱部品（１８）に電流を供給するための電源供給導体（２３）としての導電性の経糸を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の加熱ユニット。
【請求項６】
少なくとも一つの電源供給導体（２３）が、前記の織物（３１）の縁に沿って配置されていることを特徴とする請求項２又は３を引用する請求項５に記載の加熱ユニット。
【請求項７】
前記の少なくとも一つの電源供給導体（２３）が、前記の織物（３１）の縁をＵ字形状に包囲することを特徴とする請求項６に記載の加熱ユニット。
【請求項８】
前記の電源供給導体（２３）の中の少なくとも一つが、独立して駆動可能な二つ以上のセグメント（２７，２８）に分けられていることを特徴とする請求項５から７までのいずれか一つに記載の加熱ユニット。
【請求項９】
前記の加熱部品（１８）が、支持糸としての非導電性の経糸（２１）及び／又は非導電性の緯糸（２２）を有することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の加熱ユニット。
【請求項１０】
前記のタバコ薄片（２０）に加熱部品（１８）が、積層体として付加されて、その結果、タバコ薄片（２０）と加熱部品（１８）が、サンドイッチ式連結部品（２６）を形成することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の加熱ユニット。
【請求項１１】
前記の複数のタバコ・加熱体連結部品（２６Ａ，２６Ｂ）の電気接点（３０）が、加熱ユニット（１３）内の対向する周縁位置に配置されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の加熱ユニット。
【請求項１２】
前記の複数のタバコ・加熱体連結部品（２６Ａ，２６Ｂ）が、半径方向のスペーサー（２９）を用いて加熱ユニット（１３）内に保持されていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の加熱ユニット。
【請求項１３】
筐体（１１）と、この筐体（１１）内に配置された請求項１から１２までのいずれか一つに記載の加熱ユニット（１３）とを有するＨＮＢタバコ物品（１０）。
【請求項１４】
請求項１から１２までのいずれか一つに記載のＨＮＢタバコ物品のための加熱ユニット（１３）を製造する方法において、
抵抗式加熱部品（１８）が、タバコ薄片（２０）の製造時に支持材料として使用されるか、タバコ薄片（２０）に積層体として付加されるか、或いはその両方であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タバコ薄片と、このタバコ薄片を非燃焼形態により加熱するための電気抵抗式加熱部品とを備えた、非燃焼加熱式（ＨＮＢ）タバコ物品のための加熱ユニットに関する。この抵抗式加熱部品は、平坦な形でタバコ薄片に統合されているか、タバコ薄片と連結されているか、或いはその両方であり、それによって、少なくとも一つのタバコ・加熱体連結部品を形成する。本発明は、同じくＨＮＢタバコ物品のための加熱ユニットを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タバコ又はタバコ成分材料を加熱し、それによって、非燃焼形態により芳香物質とそれにより発生する煙気とを放出させるＨＮＢ（非燃焼加熱式）物品は、少し前から既に提案されている（例えば、特許文献１を参照）。そこでは、例えば、タバコを含有する、芳香物質を発生させる媒体が、棒形状の加熱部品の周りに円筒形状に配置されている。その加熱部品は、絶縁パイプ内に配置された抵抗線コイルである。
【０００３】
ＨＮＢタバコ物品の代替構造形状が特許文献２に開示されている。そこでは、喫煙可能な材料、例えば、タバコ混合物が一つの室内に配置されている。加熱体、例えば、セラミック製加熱体、赤外線加熱体又は抵抗式加熱体が、その室の周りに円筒形状に配置されている。
【０００４】
前述した二つの配置形態では、加熱体と接触するタバコ材料は直に加熱されるが、その加熱体から更に離れた材料は間接的に遅れてしか加熱されない。その結果得られる不均一な温度分布は、作用物質及び芳香物質の最適な放出と有害物質の放出削減に関して不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第０４３０５５９号明細書
【特許文献２】国際特許公開第２０１３／１３１７６４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、タバコ成分材料の均一な加熱を可能にする加熱ユニットと、その加熱ユニットを製造する方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、この課題を独立請求項の特徴により解決する。この加熱部品は、タバコ薄片に統合されているか、タバコ薄片と連結されているか、或いはその両方であり、それによって、加熱部品とタバコ薄片の間の密接な連結が得られる。それにより得られる平坦なタバコ・加熱体連結部品は、加熱部品とタバコ薄片の間の広い面による直接的な接触のために、加熱部品からタバコ薄片への直接的で均一な遅延の無い熱伝導を可能にし、そのことは、更に、有害物質の放出を削減した、作用物質と芳香物質の最適な放出を実現する。
【０００８】
本発明により、加熱ユニットは、清掃又は交換する必要が無くなり、それによって、ＨＮＢタバコ物品の清潔性と管理の容易性を改善することができる。
【０００９】
この加熱部品の有利に規定された抵抗監視形態によって、製品の最大温度を、そのため健康面（過熱による有害物質の防止）をより良好に制御、調節することができる。
【００１０】
有利には、抵抗式加熱部品は、少なくとも部分的に導電性の織物又は網構造である。経糸と緯糸から成る織物は、タバコ・加熱体連結部品における支持材料としての役割を果たして、その部品に機械的な安定性と強度を与える。この織物がタバコ薄片の製造時に支持材料としての役割を果たすのが特に有利である。それによって、タバコ薄片の製造を著しく用意にすることができる。
【００１１】
それに代わって、加熱部品をタバコ薄片に積層体として付加して、その薄片と連結することができ、その結果、タバコ薄片と加熱部品がサンドイッチ式連結部品を形成する。この場合、一つの変化形態による加熱部品は、特に、印刷又は噴射により、或いは導電性薄片として、均等又は均質なコーティングの形でタバコ薄片上に塗布することができる。そして、この導電性のコーティングは、第二の処理工程において、除去方法によって、その最終的な（加熱）構造に移行することができる。これは、例えば、レーザー彫刻を用いて行なうことができる。それにより、加熱部品を非常に薄くすると同時に非常に細かい複雑な加熱構造を実現することができ、そのことは、更に、熱分布を最適にする。
【００１２】
一つの実施構成では、タバコ薄片と織物の間の直接的な接触形態を実現することができる。
【００１３】
それに代わって、この織物は、中間工程において、タバコ薄片と織物の間の化学的に反応しない絶縁体を取得するために、絶縁物質をコーティングすることができる。これは、特に、加熱部品に関して得られた材料がタバコ薄片に対して望ましくない化学反応を引き起こす可能性が有る場合と関連する。これを製造するために、織物に絶縁物質を塗布する噴射方法も、絶縁物質の浴に網構造を浸した後、乾燥させる手法も適用することができる。そして、第二の過程において、そのようにして絶縁された網構造の上に、浸漬又は注入方法によりタバコ成分材料を塗布した後、乾燥工程を実施することができる。浸漬は、予め事前に網構造に最終的な形状、例えば、円筒形状を与えた後、浸漬方法により安定化させることを考える場合にも有利である。浸漬前に変形させることは、同じく、硬化後に脆くなる可能性が有る絶縁材料もコーティングに用いることができるとの利点を有する。
【００１４】
本発明は、織物式加熱部品に限定されない。例えば、複数の抵抗式加熱導体を、特に、互いに平行に、タバコ薄片に統合するか、或いはその薄片と連結することも可能である。
【００１５】
本発明の一つの実施構成では、加熱部品は、抵抗式加熱導体としての導電性の緯糸を有する。これは、有利には、簡単な手法で織物として加熱部品を実現することを可能にする。
【００１６】
この加熱導体は、一般的に金属製であるとすることができ、例えば、加熱線として、或いはそれ以外の導電性の材料から構成することができる。金属コーティング、或いは織物又は糸の被覆体の形の抵抗式加熱導体も可能である。更に、カーボンファイバーベースの材料が考えられる。
【００１７】
有利には、この加熱部品は、抵抗式加熱部品に電流を供給するための電源供給導体としての導電性の経糸を有し、これは、加熱部品への電流供給を簡単な手段により可能にする。この電源供給導体は、有利には、それぞれ織物の縁に沿って配置することができ、有利には、その縁をＵ字形状に包囲し、それによって、電源供給導体と抵抗式加熱導体の間の確実な接触形態が得られる。
【００１８】
この加熱部品は、有利には、支持糸としての非導電性の経糸及び／又は非導電性の緯糸を有する。好適な強固な材料から製作された支持糸は、加熱部品又は織物の十分な機械的な安定性と強度を提供する。
【００１９】
本発明の範囲内において、この織物は、完全に金属であるか、金属コーティングされるか、或いはその両方であることが可能である。この場合、それは（完全に）導電性の織物である。
【００２０】
有利な実施構成では、電源供給導体の中の少なくとも一つは、独立して駆動可能な二つ以上のセグメントに分けられている。そのようにして、例えば、順番に、タバコ薄片の相応の区画を消費することができる。このようにして、タバコ薄片の一つの区画を一つの紙巻きタバコの消費に対応させた場合に、複式紙巻きタバコ製品を提供することもできる。
【００２１】
この少なくとも一つのタバコ・加熱体連結部品は、有利には、丸められた形又はカールされた形で加熱ユニット内に配置することができる。そのようにして、ＨＮＢタバコ物品内に存在する構造空間の最適な活用形態を実現することができる。本発明の実施構成では、同じ目的で、特に、同心状に複数のタバコ・加熱体連結部品を加熱ユニット内に配置することができる。この場合、連結部品の電気接点は、有利には、加熱ユニット内の異なる、例えば、対向する周縁位置に配置することができる。それは、空気フロー内における作用物質成分の均一化に寄与することができる。
【００２２】
有利には、この少なくとも一つのタバコ・加熱体連結部品は、半径方向のスペーサーを用いて加熱ユニット内に保持され、それは特に簡単な構造形状を表す。
【００２３】
以下において、添付図面を参照して有利な実施構成に基づき本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＨＮＢ喫煙製品の模式的な縦断面図
【図２】ＨＮＢ喫煙製品用加熱ユニットの斜視図
【図３】加熱ユニットの模式的な横断面図
【図４】加熱ユニットの模式的な縦断面図又は側面図
【図５】加熱ユニットの領域内におけるＨＮＢ喫煙製品の模式的な横断面図
【図６】少なくとも一つの包装シートにタバコ・加熱体連結部品を組み込むための機械の側面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に図示されたＨＮＢタバコ物品１０は、例えば、棒形状の、有利には、絶縁性の筐体１１を有し、その中には、電気エネルギー源１２、加熱ユニット１３及び電子制御部１４が配置されている。電気エネルギー源又は電圧源１２は、例えば、バッテリー又は再充電可能な電池であるとすることができる。筐体１１は吸い口１５を有し、消費者は、空気フローを発生させるために、その吸い口を吸引することができる。筐体１１は、更に、一つ又は複数の吸気開口部１６を有し、消費者が吸い口１５の吸引により筐体１１内に負圧を発生させた場合、その開口部を介して、周囲の空気が筐体１１の内部に流入することができる。このようにして、制御形態による空気フロー１７を筐体１１内に発生させる。
【００２６】
加熱ユニット１３は、筐体１１内の軸方向の加熱区画１９に配置されている。加熱ユニット１３は、交換可能な使い捨て部分又はそのような使い捨て部分の一部であるとすることができる。ＨＮＢタバコ物品１０の本体部は、再利用可能であるとすることができる。従って、ＨＮＢタバコ物品１０は、再利用可能な本体部と使い捨ての加熱ユニット１３とから構成することができる。
【００２７】
この空気フロー１７は、加熱部品１８を用いてタバコ薄片２０から放出させた作用物質及び／又は芳香物質を取り込むために、加熱区画１９を通って流れる、そのため、加熱ユニット１３を通って、或いは加熱ユニット１３の近傍に沿って流れる。
【００２８】
本発明による加熱ユニット１３の有利な実施形態が図２に図示されている。この加熱ユニットは、タバコ薄片２０と加熱部品１８を有する。加熱部品１８は、縦方向に向けられた、有利には、非導電性の経糸２１と、それに対して交差して配置された緯糸２２とから成る平坦な織物である。緯糸２２は、抵抗式加熱導体２４を形成する導電性の緯糸を有する。緯糸２２は、更に、非導電性の支持糸２５を有することができる。図２及び４による実施構成では、抵抗式加熱導体２４としての導電性の緯糸２２と支持糸としての非導電性の緯糸２２とが交互に配備されている。それ以外の導電性と非導電性の緯糸２２の配置形態も可能である。全ての緯糸２２を抵抗式加熱導体２４として形成することも可能である。幾つか、或いはすべての経糸２１を金属製とするか、或いは金属コーティングすることも排除されない。
【００２９】
非導電性の経糸２１と非導電性の緯糸２２、並びに導電性コーティングした場合の糸は、好適な強固で耐熱性の材料、特に、プラスチックから構成される。好適な材料は、例えば、約３７０°Ｃまでの耐熱性を有するアラミドである。
【００３０】
加熱部品１８に、より正確には、抵抗式加熱導体２４に電流を供給するための電源供給導体２３が、加熱部品１８の二つの縦方向の縁に沿って配置されており、その目的のために、加熱導体は、電源供給導体２３と通電接続されている、例えば、半田接続又は溶接されているか、さもなければ、有利には、挟持又は圧着されている。電源供給導体２３は、図３に図示されている通り、有利には、Ｕ字形状に、抵抗式加熱導体２４の終端を包囲する。それによって、電源供給導体２３と抵抗式加熱導体２４の間の特に信頼できる接触形態が得られる。電源供給導体２３は、それぞれ加熱電圧源又はエネルギー源１２と接触させるための電気接点３０を有する。加熱導体２４又は織物３１の接触部は、例えば、挟持又は圧着によって、有利には、使い捨て部分として実現された加熱ユニット１３をＨＮＢタバコ物品１０に差し込んだ時に接触する線、接続ピン又は接触面により作り出すことができる。
【００３１】
加熱導体２４の抵抗と電源供給導体２３の抵抗は、有利には、加熱導体２４における加熱熱量が大量に発生するとともに、電源供給導体２３における損失熱量が出来る限り小さくなるように選定される。従って、加熱導体２４の抵抗は、電源供給導体２３の抵抗の少なくとも二倍の大きさ、有利には、少なくとも五倍の大きさ、更に有利には、少なくとも十倍の大きさである。
【００３２】
電源供給導体２３の中の少なくとも一つは、独立して駆動可能な互いに分離された二つのセグメント２７，２８に分けることができる。そのようにして、例えば、順番に、タバコ薄片２０の（この場合、二つの）相応の区画を消費することができる。このようにして、タバコ薄片２０の一つの区画を一つの紙巻きタバコの消費に対応させた場合に、複式紙巻きタバコ製品を提供することもできる。
【００３３】
経糸２１と緯糸２２は、図４において最も良く分かる通り、有利には、互いに織り合わされている。それ以外の経糸２１と緯糸２２の互いに相対的な配置形態も可能である。
【００３４】
図２と４から分かる通り、タバコ薄片２０は、有利には、加熱部品１８を包囲している。加熱部品１８は、平坦な形でタバコ薄片２０に統合されており、それによって、加熱部品１８とタバコ薄片２０の間の密接な連結部が得られる。それによって得られる平坦な連結部品２６は、ここでは、タバコ・加熱体連結部品２６と称する。これらの平坦な連結部品２６及び加熱部品１８とタバコ薄片２０の間の密接な接触部から、加熱部品１８からタバコ薄片２０への直接的で、均一な遅延の無い熱伝導が得られる。経糸２１と緯糸２２から成る織物は、連結部品２６内の支持材料としての役割を果たして、有利には、連結部品に機械的な安定性と強度を与える。
【００３５】
経糸２１と緯糸２２から成る織物がタバコ薄片２０の製造時に既に支持材料としての役割を果たす場合に、特に簡単に所望の特性を有する連結部品２６を製作することができる。しかし、それに代わって、先ずは経糸２１と緯糸２２から成る織物を製作し、その次にタバコ薄片２０の加熱部品１８を積層体として付加して、その結果、タバコ薄片２０と加熱部品１８がサンドイッチ式連結部品２６の二つの重なり合った積層体を形成する場合も可能である。
【００３６】
ＨＮＢタバコ物品１０の有利な構造が図５に図示されている。この実施構成では、円筒体に丸められた二つの連結部品２６Ａ，２６Ｂが使用されている。これらの連結部品２６Ａ，２６Ｂは、例えば、半径方向の四つのスペーサー２９を用いて、有利には、同心状に円筒形の絶縁部品３２内に保持されている。スペーサー２９の数は、４よりも多く、或いは４よりも少なくすることができる。スペーサー２９は、有利には、同じ角度間隔で、ここでは、９０°で互いに配置されている。絶縁部品３２は、ＨＮＢタバコ物品１０の筐体１１により形成することができる。それに代わって、特に、加熱ユニット１３が交換可能な使い捨て部分である場合、絶縁部品３２は、ＨＮＢタバコ物品１０の筐体１１と別個の部分であるとすることができる。
【００３７】
連結部品２６Ａ，２６Ｂの電気接点３０は、有利には、ＨＮＢタバコ物品１０の異なる周縁位置に、例えば、図５における対角線上の対向する周縁位置に配置される。それは、空気フロー１７内において作用物質成分を均一にする。しかし、例えば、接点３０と加熱電源１２の間の接続導線を出来る限り短くすることを考慮して、連結部品２６Ａ，２６Ｂの電気接点３０をＨＮＢタバコ物品１０の同じ周縁位置に配置することを排除しない。
【００３８】
別の実施構成では、たった一つの連結部品２６又は二つよりも多い連結部品２６を使用することができる。一つの実施構成では、例えば、螺旋形状に一緒に巻いた一つのタバコ・加熱体連結部品２６を使用することができる。
【００３９】
図６は、タバコ・加熱体連結部品２６を包装シート、特に、紙シートに組み込むためのタバコ処理産業の機械４０の側面図を図示している。タバコ薄片２０と加熱部品１８を統合した連結部品２６は、ここでは、リール４３から引き出されたエンドレスシートの形で出現する。この機械４０の下方の素材の流れ４１は、紙の積層体４２を連結部品２６に取り付ける。この場合、カウチングローラー４４は、有利に湿らせた紙４２に連結部品２６を押し付ける。この機械４０の上方の素材の流れ４５は、上側の紙の積層体４６を連結部品２６に取り付ける。この場合、カウチングローラー４７は、有利に湿らせた紙４６を連結部品２６に押し付ける。更に、連結部品２６と紙４２，４６から成る連結シート４８は、通常の乾燥成分の上に設置されて、プレス加工区画に移される。
【図１】
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【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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