JP6016259B2 - 無煙シガレット - Google Patents

Description

本発明は、自己発熱性のサーマルユニットと、ニコチン又はニコチン含有化合物を含むニコチンリザーバーとを備える無煙シガレットに関する。

無煙シガレットとして、多くの異なった形態の先行技術が知られている。

特許文献１からは、ライターの炎によって加熱されるヒートチューブを備えた無煙シガレットが知られている。前記ヒートチューブは熱容量が高く、十分長い時間熱を放出することができるので、容器の中に入れられた嗜好品（ニコチン）は気化することができる。

特許文献２からは、ニコチン貯蔵部を備える無煙シガレットが知られている。この無煙シガレットは、前記ニコチン貯蔵部内を流れる空気が熱を必要とせずにニコチンを放出することを特徴とする。このニコチン貯蔵部は、常温で既に気体として存在しているキャリア物質を含んでいる。

特許文献３は、ニコチンが放出される貯蔵部を熱するため、導電性加熱ワイヤによって構成された加熱装置を備える無煙シガレットに関するものである。

特許文献４からは、視覚的、幾何学的に市販のシガレットに適合され、適切な連結手段によって、好ましくは互いに塞ぎ合うことによって連結された２つの部品からなる無煙シガレットが知られている。

特許文献５は、ニコチンを含有する挿入部を加熱するための蓄熱器を備えており、該蓄熱器がバーナーによって加熱される無煙シガレットに関する。

特許文献６からは、ニコチンを含有する貯蔵容器を加熱するための蓄熱器を備えており、該蓄熱器が白熱フィラメントによって加熱される無煙シガレットが知られている。

特許文献７は、ニコチンを含有する顆粒を備え、利用者がスリーブ（ｓｌｅｅｖｅ）を介して口中へ入れることができる無煙シガレットに関する。

特許文献８からは、再利用可能な部分と使い捨て部分とを備える無煙シガレットであって、該再利用可能な部分は熱源を含み、該使い捨て部分はニコチンリザーバーとマウスピースとを含むものが知られている。

独国特許出願公開第１０ ２００５ ０３４１５９号明細書（Ａ１） 国際公開第２００７／０９０５９４号明細書（Ａ１） 国際公開第２００７／０５４１５７号明細書（Ａ１） 独国実用新案第２０ ２００６ ００１６６３号明細書（Ｕ１） 独国特許出願公開第１０ ２００６ ０４７１４６号明細書（Ａ１） 独国特許出願公開第１０ ２００６ ００４４８４号明細書（Ａ１） 独国特許出願公開第６９０１２８２３号明細書（Ｔ２） 国際公開第２００４／０９８３２４号明細書（Ａ２）

本発明の課題は、比較的単純に構成され、且つ、利用者が吸い込む空気、及び／又はニコチンリザーバーを効果的に加熱することができる無煙シガレットを提供することである。

上記課題は、独立請求項の特徴を備える無煙シガレットによって解決される。

本発明の無煙シガレットは、自己発熱性の４０℃以上７０℃以下まで温度が上昇するサーマルユニットと、ニコチン又はニコチン含有化合物を含むニコチンリザーバーとを備え、前記サーマルユニットは、熱を放出して結晶化する結晶性物質を含み、前記結晶性物質は、酢酸ナトリウム三水和物、グラウバー塩、及び硝酸マグネシウム六水和物から選択される少なくとも一つの含水塩が過飽和した準安定溶液であり、利用者によって圧力が加えられることによって作動し、前記サーマルユニットに貫入して、前記結晶性物質の結晶化を開始させるトリガー機構をさらに備え、無煙シガレット全体が単品になっており且つ使い捨て可能になっていることを特徴とする。

本発明によれば、前記結晶性物質の結晶化によって熱が放出されると、この熱が前記ニコチンリザーバーを加熱してニコチンの放出を促し、及び／又は利用者が吸い込む空気を温める。

また、無煙シガレット全体が単品になっていることは、利用者が前記無煙シガレットの複数の部品を組み立てる必要がないということを意味するのではなく、それが既に完成した無煙シガレットとして使用できる状態にあるということを意味する。

さらに、前記無煙シガレットは全体を使い捨て可能なものとしているので、この無煙シガレット全体は、１回だけ使用され、捨てられる。特に、前記サーマルユニットは再利用されない。これによって、コストを抑えた構造を提供することができ、取り扱いを安易にすることができる。

前記サーマルユニットは、４０℃以上７０℃以下、好ましくは、４５℃以上５５℃以下まで熱せられる。従って、利用者が吸い込む空気及び／又は前記ニコチンリザーバーを十分に加熱することができ、しかも、無煙シガレットを快適に持つことができないほど該無煙シガレットが熱くなること、及び／又は高価な断熱材が必要となることがない。

有利には、前記サーマルユニットは、３分以上１５分以下、好ましくは５分以上１０分以下の時間、発熱し続ける。この時間内であれば、前記サーマルユニットは、有利には４０℃以上７０℃以下、さらに有利には４５℃以上５５℃以下の温度を維持する。

前記結晶性物質は、含水塩が過飽和した準安定溶液であり、この過飽和溶液は、結晶化反応が開始されたときに、熱を放出することで結晶を析出する。

前記含水塩は、酢酸ナトリウム三水和物、グラウバー塩、及び硝酸マグネシウム六水和物から選択される少なくとも一つであり、この含水塩が結晶化するとき熱を放出する。

前記結晶性物質（特に溶液状のもの）は、少なくとも常温では、準安定化した過飽和状態で存在しているので、常温で結晶化を開始することができる。

前記結晶性物質は、意図されない結晶化を防ぐために、安定剤を含んでいてもよい。しかしながら、前記結晶性物質は安定剤を含んでいなくてもよい。

前記結晶性物質は、さらに結晶核を含んでいてもよい。該結晶核は、結晶化反応の開始を容易にする。しかしながら、有利には、前記結晶性物質は実質的に結晶核を含まない。トリガー機構を介して前記結晶性物質へ結晶核を導入することによって、この結晶化反応を開始することができる。

前記無煙シガレットは、利用者によって圧力が加えられることによって作動する（前記サーマルユニットに貫入する）トリガー機構を備えており、利用者は該トリガー機構によって前記結晶性物質の結晶化を開始することができる。すなわち、結晶化を物理的操作によって開始することができる。これにより、前記サーマルユニットを活性化する（すなわち、結晶化反応が開始され、熱が放出される。）。

有利には、前記無煙シガレットは、前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットとを包む外側包装材をさらに備える。

前記無煙シガレットはマウスピース（特にフィルター状のもの）をさらに備え、前記マウスピースは、前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットとともに前記外側包装材に包まれていてもよい。前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットと前記マウスピースとは、前記外側包装材によって、一つのユニットとして組み合わされる。有利には、前記外側包装材が、前記マウスピースを、前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットとに物理的に結合する。

有利には、前記外側包装材は、利用者の吸い込む空気が中を通るエアダクトを形成している。有利には、利用者の吸い込む空気が、前記ニコチンリザーバーを通って、前記無煙シガレットの一端から他端へと通る。

有利には、前記無煙シガレットが複数の層を含む外側包装材を備え、前記外側包装材の最外層は、従来のシガレットの外観を構成し、他の一層は、ニコチン及び／又は着香料の脱離を防ぐように、又は、少なくとも実質的に脱離を制限するように構成された脱離バリアであり、他の一層は、使用に際して十分な物理的安定性を前記無煙シガレットに与えるように構成された安定層である。

本発明は、このような異なった機能を有する多層構造の外側包装材を備える無煙シガレットに関する。要求される保存期間を実現するために、多層構造を有する前記外側包装材は、ニコチン及び／又は着香料の脱離を完全に、あるいはそのほとんどを防ぐことが好ましい。すなわち、たとえ前記無煙シガレットが長期間保存されても、ニコチン及び／又は着香料が、前記外側包装材に包まれた空間に残っていることが好ましい。

前記外側包装材は、前述した三層を含むか、前述した三層からなるものとすることができる。

さらに、前記無煙シガレットが複数の層を含む外側包装材を備え、前記外側包装材の最外層は、紙製又は紙を含むものであり、他の一層は、金属製又は金属を含むものであり、他の一層は、プラスチック製又はプラスチック材を含むものとすることができる。

この紙層は、従来のシガレットの外観を構成する層であり、金属層は脱離を防ぐか、少なくとも実質的に脱離を妨害する層であり、プラスチック層は要求された物理的安定性を前記無煙シガレットに与える層とすることができる。

この外層を形成する紙層は、従来のシガレットの触覚的（ｈａｐｔｉｃ）、視覚的（ｏｐｔｉｃａｌ）及び触感的（ｔａｃｔｉｌｅ）な特徴を有する。前記紙層の内側に直接、又は間接に沿う金属層（好ましくは、アルミニウムの層）は、ニコチン及び着香料に対する脱離バリアを形成する。この金属層は、前記サーマルユニットの活性化時（すなわち前記無煙シガレットの利用時）に、放出された熱を調節するように働くことが好ましい。前記金属層の内側に位置するプラスチック層は、全体構造を安定化するとともに、好ましくは１回の吸引量（ｐｕｆｆ）を調節し、且つ、香りを安定化する。

全体の配置、すなわち多層構造を有する前記外側包装材は、単層で製造されてもよく、複数の要素で構成されて製造されてもよい。

本発明のさらなる形態において、前記脱離バリアを、外層と安定層との間に配置することができる。すなわち、金属製又は金属を含む層を、外層とプラスチック製又はプラスチック材を含む層との間に配置することができる。この場合、前記脱離バリアは、外層と内層との間に配置される「中間層」を形成する。

多層構造を有する前記外側包装材の各層は、直接互いに接していてもよい。しかしながら、原則として、各層の間に一又は複数のさらなる中間層が配置されていてもよい。しかしながら、前記外側包装材の各層は、直接互いに接していることが好ましい。さらに、必須ではないが、前記外側包装材が前述した三層からのみなることが好ましい。

前述したように、前記金属層の金属はアルミニウムであることが好ましい。従って、前記脱離バリアは、アルミニウムの層か、少なくともアルミニウムを含む層によって形成されることが好ましい。

前記脱離バリアは、箔状に構成されたものとすることができ、好ましくは金属箔形状、特に好ましくは、アルミ箔とすることができる。

本発明の好ましい形態において、前記外側包装材の少なくとも一層、好ましくは複数の層、又はすべての層が、シガレットの形状である円筒状に構成されていてもよい。

さらに、前記外側包装材の各層は、前記無煙シガレットの全長と同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。例えば、マウスピースを備える無煙シガレットにおいて、脱離バリア及び／又は安定層が、前記マウスピースの手前まで延び、外層がマウスピースの上まで延びることが考えられる。前記マウスピースを包む前記外層は、フィルターの領域において、従来のシガレットと同じ色であることが考えられる。温められた空気とともにニコチン及び／又は着香料を、利用者が前記マウスピースを通して摂取できるように、前記マウスピースを配置することが好ましい。例えば、前記ニコチンリザーバー及び／又は着香料のリザーバー及び／又は自己発熱性のサーマルユニットを配置した場所に、前記マウスピースを設けることが考えられる。

本発明のさらなる形態において、前記外側包装材の各層の厚みは等しくすることができる。しかしながら、一層を他の二層よりも薄くしてもよいし、厚くしてもよい。例えば、箔状に構成された脱離バリアを、他の二層のうち少なくとも一層、又は両方よりも薄くすることが考えられる。さらに、安定層を、他の二層のうち少なくとも一層、又は両方よりも厚くすることができる。

説明したように、前記外側包装材が、前記サーマルユニット及び／又は前記ニコチンリザーバーを配置したところを取り囲むことが好ましい。

本発明のさらなる形態において、多層構造を有する前記外側包装材は、複数の要素として製造されてもよく、それぞれ製造された後、結合手段によって結合されてもよい。

また、前記トリガー機構に関しては、その作動時に、前記サーマルユニットの中へ貫入するインジェクションピンなどを設けることが考えられる。「貫入」という用語によって、前記トリガー機構又はその一部が、前記サーマルユニットの包装に口を開ける（すなわち前記サーマルユニットの包装を破る）、あるいは、そのように包装に口を開けることなく、前記サーマルユニットを押し込むことが理解されうる。このような貫入によって結晶化反応が前記サーマルユニットの中で開始され、熱が放出される。この熱は、利用者が吸い込む空気を温めること、及び／又は、前記ニコチンリザーバーからのニコチンの放出を促すことができる。

有利には、利用者が前記トリガー機構に圧力をかけることにより、前記サーマルユニットの中へ前記トリガー機構が貫入する。

前記トリガー機構が前記無煙シガレットの中に配置され、前記無煙シガレットの外表面の１箇所又は複数箇所を押すことによって、前記トリガー機構を作動できるときに、特にコンパクトな形態が得られる。前記無煙シガレットの外側に指で圧力をかけることによって、前記トリガー機構が作動することが考えられる。

本発明のさらなる形態において、前記トリガー機構は、単数又は複数のインジェクション部材、特に、インジェクションピンや針を備え、前記トリガー機構が作動する際前記サーマルユニットへ貫入することができる。複数のインジェクション部材を備える場合には、これらを前記無煙シガレットの周方向に互いに間隔を開けて設けることができる。例えば、前記インジェクション部材２つを、前記サーマルユニットを挟む両側に配置することが考えられる。また、前記インジェクション部材３つ又は４つを、前記無煙シガレットの周方向に互いに間隔を開けて、それぞれ互いに１２０°又は９０°の角度をなすよう配置することが考えられる。もちろん、１つまたは４つ以上の前記インジェクション部材を設けることも考えられる。

前記インジェクション部材を、少なくとも一つのスプリングに配置することが考えられる。このスプリングは、例えば、板ばねである。このスプリングは前記インジェクション部材のガイドとしての役割を果たす。このスプリングを前記サーマルユニットの上に配置することができる。

本発明のさらなる形態において、前記インジェクション部材の位置を固定する固定部材を設けることができる。この固定部材によって、前記インジェクション部材の位置を調節することができる。

前記インジェクション部材を、前記固定部材又は、前記スプリングの上に配置することができる。

前記固定部材は、例えば、固定リングである。

本発明の好ましい形態において、前記固定部材は前記インジェクション部材、及び／又は少なくとも一つの前記スプリングを囲むことができる。

本発明のさらなる形態において、前記固定部材は変形可能な部材とすることができる。変形可能な前記固定部材に対して圧力を加えることによって、利用者は前記インジェクション部材を前記サーマルユニットの中へ押し込むことができる。

前記サーマルユニットの中へ前記インジェクション部材を貫入することによって、結晶化反応を開始することができる。前記インジェクション部材は結晶核を含んでおり、該インジェクション部材が前記サーマルユニットの中へ貫入すると前記結晶核を放出することが考えられる。

本発明のさらなる形態において、前記サーマルユニットは、前記無煙シガレットの周方向において、部分的又は完全に前記ニコチンリザーバーによって囲まれていてもよい。よって、前記サーマルユニットは、前記無煙シガレットの内部に位置し、部分的に又は完全に、前記ニコチンリザーバーによって囲まれる。

さらに、前記サーマルユニットは、利用者に接する後方部と、利用者から離れた前方部とを有し、前記後方部及び／又は前記前方部がタバコ要素に隣接するか、又は、少なくともその一部が前記タバコ要素に囲まれていてもよい。

本発明の代替的な形態として、前記サーマルユニットは中空の円筒形状であり、その内部に前記ニコチンリザーバーが配置されていてもよい。さらなる代替的な形態として、前記サーマルユニットと前記ニコチンリザーバーとを、直接的又は間接的に、前記無煙シガレットの縦方向に一方が他方の後ろに並ぶように配置することができる。

前記ニコチンリザーバーは、ニコチン又はニコチン含有化合物が表面に配置された基材、あるいは、ニコチン又はニコチン含有化合物を含む基材とすることができる。その基材は、タバコ、特にニコチン又はニコチン化合物を濃縮したタバコであることが考えられる。

前記ニコチンリザーバーは、前記サーマルユニットによって熱せられる位置に設けられていることが好ましい。前記ニコチンリザーバーを熱することにより、ニコチンを気化し易くする、すなわち、ニコチンが前記基材から脱離、あるいは分離することができ、それに対応して、利用者が吸い込む空気へとニコチンが入り込むのを容易にすることができる。

前述したように、本発明の形態は、代替的に又は付加的に、利用者が吸う空気を前記サーマルユニットによって温めることができる。これにより、冷たい空気を吸い込むときよりも、利用者に快適な感覚を与えることができる。

前記無煙シガレットはフィルターを備えることができる。それは実質的に、前記無煙シガレットを通る空気の流れを制限する役割を果たす。代替的に又は付加的に、利用者が吸い込む空気に混ざらない方がよい物質を前記フィルターが保持することができる。

前記無煙シガレットは、前記サーマルユニットを取り囲むシースをさらに備えていてもよい。本発明のこのような態様では、利用者が前記サーマルユニットに直接触れるのではなく、好ましくは断熱効果を有する前記シースを介して触れるので、その温度が前記サーマルユニットの温度よりも低くなっているという利点を有する。

さらに、前記無煙シガレットは、自己発熱性のサーマルユニットと、ニコチン又はニコチン含有化合物が含まれるニコチンリザーバーとを備え、前記サーマルユニットは、少なくとも部分的には前記ニコチンリザーバーを囲むように配置されることができる。それ故、前記サーマルユニットが前記ニコチンリザーバーよりも前記無煙シガレットの外側により近い位置に配置されることが考えられる。また、好ましくは断面形状が円形に構成された前記無煙シガレットの場合、前記サーマルユニットが半径方向において、前記ニコチンリザーバーよりも外側の領域に配置されることができる。

反対に、前記ニコチンリザーバーは、前記サーマルユニットよりも前記無煙シガレットの外側により近い位置に配置されていてもよい。断面形状が円形に構成された前記無煙シガレットの場合、前記サーマルユニットが、半径方向において、前記ニコチンリザーバーよりも内側の領域に配置されることができる。特に、前記ニコチンリザーバーは中空の円筒形の領域を有しており、その内部に前記サーマルユニットを配置することができる。

前記無煙シガレットは蓋部材、特に、キャップやキャップのようなものを備えていてもよい。前記蓋部材は、使用中に利用者の口に入る側の端部とは反対側の端部を塞ぐことが好ましい。このようにして、前記無煙シガレットの一端は、前記マウスピース（すなわち利用者の口に入る側の前記無煙シガレットの一部分）によって形成され、他端は、前記キャップによって塞がれている。前記蓋部材は、気密性を有するものであってもよい。

本発明は、さらに、以下のステップを有する無煙シガレットの製造方法を含む。すなわち、サーマルユニットを設け、ニコチンリザーバーを有利には前記サーマルユニットを囲むように設け、マウスピースを設け、そして前記マウスピースと前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットと前記トリガー機構とを、共通の外側包装材の中に配置する。ここに、前記結晶性物質は前記サーマルユニットに充填され、該サーマルユニットに充填している間の前記結晶性物質の温度は少なくとも５０℃である。このようにして、使用する準備が整えられた無煙シガレットが供給される。有利には、無煙シガレットは前述したように製造される。

本発明はさらに、前述した無煙シガレットにおいて用いられるサーマルユニットを製造する方法であって、前記結晶性物質は、該結晶性物質の少なくとも一部が溶液になる温度まで熱せられた後、前記サーマルユニットに充填されることを特徴とするものを含む。

有利には、前記含水塩は、該含水塩の少なくとも一部が自身の結晶水に溶解する温度まで熱せられる。

前記結晶性物質（特に酢酸ナトリウム又は酢酸ナトリウム溶液）を５０℃以上、好ましくは６０℃以上で維持、及び／又は処理すると、結晶核を添加した場合だけでなく、自発的な結晶化を防ぐことができると分かった。本発明によれば、この温度範囲内で処理が行われるため、自発的な結晶化が起こることなく、また前述した結晶核の添加をすることなく、前記結晶性物質を確実に前記自己発熱性サーマルユニットの容器の中に充填することができる。これによって、前記自己発熱性サーマルユニットによって構成された前記無煙シガレットに、高い信頼性がもたらされる。結晶化及びそれによる熱の発生は、誤って早期に起こることがなく、利用者によって望まれたときに起こるからである。

説明したように、前記結晶性物質は酢酸ナトリウム、又は酢酸ナトリウムを含む溶液であってもよい。しかしながら、本発明はこの物質に限定されることはなく、他の結晶性物質、特に塩、好ましくは水和した硫酸ナトリウム又は硝酸マグネシウム六水和物といった含水塩であればよい。

本発明の一つの態様において、前記結晶性物質が充填される容器は、内径の幅が２ｍｍ〜７ｍｍ、好ましくは、３ｍｍ〜６ｍｍ、特に好ましくは６ｍｍを超えないものである。容器の長さは、例えば、７０ｍｍ〜１１０ｍｍ、好ましくは８０ｍｍ〜１００ｍｍ、特に好ましくは１００ｍｍを超えないものである。これらの値は例示であり、本発明を限定するものではない。

この容器は、例えば、丸いあるいは角ばった断面形状を有するチューブ状に構成されることができる。このチューブは前記結晶性物質を充填された後に塞がれる。

活性化（すなわち結晶化反応の開始）は、前記無煙シガレットの利用者が、前記容器の外側表面に圧力をかけることによってもたらされる。

本発明のさらなる態様において、前記結晶性物質は、水和物及び／又は水を含んでおり、前記結晶性物質中の水の脱離圧よりも高い水蒸気圧の下で充填される。このようにして、含水塩溶液（すなわち、供給中及び／又は、充填中の物質）に生じる脱水反応を防ぐことができる。この脱水反応は、結晶化の可能性が増加してしまうという点で不利である。従って、供給及び／又は充填する過程は、含水塩溶液、すなわち前記結晶性物質に含まれる水の水蒸気圧よりも高い水蒸気圧下で行われることが好ましい。

貯蔵容器から充填カニューレを介して、前記自己発熱性サーマルユニットの容器の中へ、前記結晶性物質を充填することが考えられる。前記結晶性物質の意図されない結晶化を防ぎ、そして前記結晶性物質への意図されない結晶核の添加を防ぐために、前記充填カニューレは加熱される。それにより、前記充填カニューレ、及び／又は前記容器を、前述した温度範囲内の比較的高温で維持することが保障される。

前記結晶性物質は、充填する前に貯蔵容器の中に収容され、例えば、前述したカニューレや他の供給手段を用いて直接又は間接的に、充填機構、好ましくは水圧機械によって操作される充填機構によって、前記貯蔵容器から前記自己発熱性サーマルユニットの中へと充填される。

本発明はさらに、前述した方法によって充填された前記自己発熱性サーマルユニットを、単数又は複数備えた前記無煙シガレットに関する。

本発明はさらに、本発明に従う前記サーマルユニットを備えた前記無煙シガレットを充填する方法を含む。酢酸ナトリウム三水和物、及び／又は硫酸ナトリウム、及び／又はグラウバー塩、及び／又は硝酸マグネシウム六水和物が、その少なくとも一部が溶液になる温度まで熱せられ、そして、前記サーマルユニットのために設けられた前記無煙シガレットのスペースに、その溶液が充填される。

好ましくは、酢酸ナトリウム三水和物、及び／又は硫酸ナトリウム、及び／又はグラウバー塩、及び／又は硝酸マグネシウム六水和物は、少なくとも一部が自身の結晶水に溶解する温度まで熱せられる。

実施形態１の無煙シガレットを示す縦断面図である。 図１で示したトリガー機構の部分拡大図である。 実施形態２の無煙シガレットを示す縦断面図である。 実施形態３の無煙シガレットを示す縦断面図である。 実施形態４の無煙シガレットを示す縦断面図である。 無煙シガレットが有する外部包装材の三層構造を示す断面図である。 サーマルユニットの充填操作を示す模式図である。

本発明に係る無煙シガレットは、喫煙者に対してニコチンを供給すべきであるが、有害な発ガン性物質を供給すべきではない。無煙シガレット１０は、自己発熱性サーマルユニット１４、４０と、ニコチン含有基材１５、５０と、マウスピース２０とを備える。

本発明に係る無煙シガレット１０は、外部からの熱やエネルギーの供給なしに機能する自発的なものである。本発明に係る無煙シガレット１０は、利用者が望んだときにすぐ作動することができるように構成されたものである。特に、本発明に係る無煙シガレット１０は、１回だけ使用されてその後は捨てられる、使い捨てのシガレットである。

サーマルユニット１４、４０は、その内部に、結晶化する際に熱を放出する結晶性の液体を含む。その結晶化反応はトリガー機構の作動によって開始され、サーマルユニット１４、４０全体が、約４５℃〜５５℃の熱を５分〜１０分間放出し続ける。これらの値は例示的な値である。熱が放出されている時間及びその温度は、例えば、結晶化する塩の量によって調節できる。

有利には、サーマルユニット１４、４０は、少なくとも１分間、好ましくは２分〜４分間、熱を放出するような大きさに形成される。

利用者がマウスピース２０を介して空気を吸うと、その空気がタバコ（ニコチン含有基材）１５、５０を通り抜け、サーマルユニット１４、４０で発生した熱によって、無煙シガレット１０全体が温められる。その空気の流れは、気化したニコチンを着香料とともに取り込み、そしてフィルターとしても機能するマウスピース２０を通り抜ける。マウスピース２０は、空気の流れを制限する。また、マウスピース２０は、ニコチン摂取量が最大ニコチン制限値に達しないか、又はこれを超えないような大きさに形成されている。

本発明に係る無煙シガレット１０は、外部からの熱やエネルギーの供給なしに機能する、自発的なものである。サーマルユニットが活性化すると、過飽和準安定溶液が結晶化し始める。この溶液は、例えば、酢酸ナトリウム三水和物（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ３Ｈ_２Ｏ）溶液とすることができる。発熱反応中に放出される結晶化熱は、複数の段階において放出される。

サーマルユニットが活性化すると、酢酸ナトリウム三水和物は自発的に結晶が析出し、潜熱としてサーマルユニットに蓄えられていた熱を放出する（ＣＨ_３ＣＯＯ⁻（水溶液）＋Ｎａ^＋（水溶液）→ＣＨ_３ＣＯＯＮａ３Ｈ_２Ｏ（固体）＋熱）。このときまず最初に、サーマルユニットの中に存在するイオンがイオン格子を形成する。

この反応と同時に、このようにして形成されたイオン格子の格子間隙に、水分子がその双極子を正確に配置して入り込む。このようにして、水分子は結晶格子中の格子を形成する。

酢酸ナトリウム三水和物の場合には、化学式単位あたり３つの水分子が配置する。

結晶化反応中に放出される熱は、このように塩の潜熱（すなわち、溶解熱又は結晶化熱）からなる。一方、この反応と平行して起こる激しい発熱を伴う水分子の格子形成時にも熱が生産される。この水和物形成時の熱もまた潜熱である。

酢酸ナトリウム三水和物に代えて、あるいはこれに加えて、硫酸ナトリウム又はいわゆるグラウバー塩（すなわち、硫酸ナトリウム十水和物（Ｎａ_２ＳＯ_４１０Ｈ_２Ｏ））を用いることができる。また、代替的に又は付加的に、硝酸マグネシウム六水和物（Ｍｇ（ＮＯ_３）_２６Ｈ_２Ｏ）のようなもの、あるいは、硝酸マグネシウム六水和物と硝酸リチウム（ＬｉＮＯ_３）との混合物を使用することも考えられる。

マウスピース２０が、無煙シガレット１０内の空気の定量的吸引を確保する。

図１は、本発明の実施形態１を示す。無煙シガレット１０は、外側包装材２２を備えており、これには従来のシガレットに対応するようなデザインが施されていてもよい。外側包装材２２及び無煙シガレット１０の外形は円筒形が好ましい。外側包装材２２は、図６を参照しながら後に詳述するように構成することができる。

無煙シガレット１０は、利用者側の端部にフィルター（マウスピース）２０を備えている。これによって、単位時間あたりに吸引される空気の体積を制限する、あるいは一定に維持することができる。

フィルター（マウスピース）２０に隣接してタバコ部材３０が設けられており、そこにサーマルユニット４０の利用者側の端部が配置されている。サーマルユニット４０は、無煙シガレット１０の内部に位置しており、ニコチンを濃縮したタバコ５０によってその周縁方向を完全に囲まれている。このタバコ５０は、サーマルユニット４０を囲む環状の空間に配置されている。

ニコチンを濃縮したタバコ５０に隣接して、タバコ部材６０がさらに設けられ、利用者から離れた側の無煙シガレット１０の端部を形成している。

サーマルユニット４０の外側を取り囲むシースが、無煙シガレット１０にさらに備えられている。このシースは、例えば、プラスチックフィルムからなる。

実施形態１のトリガー機構については図２を参照して後に詳述するが、簡単に説明すると、単数又は複数の弾性ガイド７０が、サーマルユニット４０の利用者から離れた側の領域に固定されている。

このスプリング（弾性ガイド）７０は、サーマルユニット４０の長軸に対し鋭角をなして延びる傾斜部と、該傾斜部に続いてサーマルユニット４０又は無煙シガレット１０の長軸に対し平行に延びる平行部とを有する。

スプリング７０の一部は変形可能な固定リング８０に囲まれている。

サーマルユニット４０に対して垂直な、一又は複数のインジェクションピン９０が、固定リング８０もしくはスプリング７０に設けられる。

インジェクションピン９０をスプリング７０に設ける場合には、スプリング７０においてサーマルユニット４０の長軸に対し平行に延びる領域にインジェクションピン９０を設けることが好ましい。

スプリング７０は、サーマルユニット４０から離れる方向へ力を働かせており、これに対し固定リング８０が、スプリング７０及びインジェクションピン９０の位置決めをしている。すなわち、スプリング７０及びインジェクションピン９０は、活性化していない状態では、サーマルユニット４０の表面もしくはその付近に位置しており、固定リング８０及びインジェクションピン９０に外部から力を加えられたときには、サーマルユニット４０の中へ貫入する。

図２からも分かるように、インジェクションピン９０は、先が尖った端部を有しており、トリガー機構が作動されると、これを用いてサーマルユニット４０の中へと貫入する。

インジェクションピン９０の貫入によって、状態変化、特に結晶化が開始され、熱が放出される。状態変化はインジェクションピン９０がサーマルユニット４０の中へと貫入することによって引き起こされるか、あるいはインジェクションピン９０が、例えば、結晶核のような状態変化を促す手段を有することが考えられる。

本発明に係る無煙シガレットの構造は、比較的単純に構成され、容易に作動されるトリガー機構を備える。加えて、このトリガー機構は小さく組み立てることができ、その結果、無煙シガレットの小型化が可能となる。

図３は実施形態２を示している。実施形態２は、実施形態１とは、ニコチンリザーバー及びサーマルユニットの配置、及びトリガー機構の配置が異なるものである。

実施形態２では、ニコチンを若干濃縮した従来のタバコが、筒状の内部空間１５の中に配置されている。この従来のタバコは、中空を有する円筒状に配置されるか、構成されたサーマルユニット１４によって囲まれている。マウスピース２０は、そのシステム内の空気を定量的に吸引できるようにする。トリガー機構（図３に図示せず）を介して、結晶化が開始され、それによって、熱の放出が開始される。結晶化反応の開始は、例えば、金属製クリップ（ピン）を溶液中に貫入させることなどによってもたらされる。これは物理的に開始され、そしてこれにより結晶化が開始し、促される。

無煙シガレット１０は、さらに、サーマルユニット１４の外側を包むシース１２を備える。シース１２は、二重のプラスチックフィルムからなり、熱を蓄えることができる。シース１２の内部には、結晶質の液体又は結晶化する液体が含まれている。図３に示した実施形態２において、シース１２はサーマルユニット１４を包んでいるが、マウスピース２０を包んでいない。しかしながら、大体において、シース１２は、無煙シガレット１０の完全長にわたって設けられること、従ってマウスピース２０をも包むことが考えられる。

シース１２は、サーマルユニット１４の形をとる熱源に利用者が直接触れるのを防ぎ、及び／又は、従来のシガレットと外観が似るようにデザインされている。このシース１２については、図６を参照して後述するように構成される。

図３に示す実施形態２とは対照的に、図４に示す実施形態３は、マウスピース２０から離れた側のシガレット１０の端部がキャップ２５によって閉じられている。利用者は、使用する前にキャップ２５をシガレット１０から取り外すか、破り取るかすることによって、無煙シガレット１０、すなわち、ニコチン含有基材１５を通して空気を吸うことができるようになる。

図１から図４に示した実施形態とは別に、サーマルユニット及びニコチン含有基材の配置を変更することが考えられる。例えば、サーマルユニットとニコチン含有基材とを、無煙シガレットの長軸方向において一列になるように配置することが考えられる。例えば、サーマルユニットをマウスピースとは反対側の端部に配置し、サーマルユニットとマウスピースとの間にニコチン含有基材を配置することが考えられる。

無煙シガレットのこのような構成は図５に示されている。サーマルユニット１４とマウスピース２０との間に、ニコチン含有基材１５が配置されている。図５に示す実施形態４では、サーマルユニット１４はキャップ２５のすぐそばにある。キャップ２５は利用者によって取り外されるまでニコチン含有基材１５が空気に触れるのを防ぐ。

図５はさらに、サーマルユニット１４に、エアダクト１６が組み入れられているものを示す。エアダクト１６は、無煙シガレット１０の長軸方向に延びている。一又は複数のエアダクト１６が、空気を供給する、あるいは空気の供給を改良するために、サーマルユニット１４の中に配置されている。この特徴は、図５で示す実施形態４に限られるものではなく、原則的に実現可能な本発明の一態様である。

無煙シガレットに気密性を有するシースを設けることが考えられる。しかしながら、また、通気性を有するシースを設けることも考えられる。通気性シースであれば、シース表面を介して酸素がサーマルユニット１４又はニコチン含有基材１５の中を通ることができる。この場合には、利用者が望む前に無煙シガレットが活性化しないように、好ましくは気密性を有し、利用者が取り外すことのできる包装材でこのシースを包んでいてもよい。

図６は、無煙シガレットに三層構造の外側包装材を設けた実施形態の縦断面図を示す。このような外側包装材は、前述した各実施形態において用いることができる。

図示するように、外側包装材は３種類の材質の層からなる。外側の紙層１は、従来のシガレットが有する触覚的（ｈａｐｔｉｃ）、視覚的（ｏｐｔｉｃａｌ）、及び触感的（ｔａｃｔｉｌｅ）な特徴を有する。

この紙層１の内側には、アルミニウム層２が隣接している。このアルミニウム層２は、外側包装材で囲まれる空間に存在するニコチン及び着香料に対する脱離バリアを形成する。この無煙シガレットの使用中、すなわち自己発熱性サーマルユニットが熱を放出しているときには、このアルミニウム層２が熱を調節するように働く。

アルミニウム層２の内側には、プラスチック層３が隣接している。このプラスチック層３はプラスチックのシートからなり、無煙シガレットに必要とされる全体的安定性を与える一方で、１回の吸引量を調節し、着香料を安定化する。

図６から分かるように、このような三層構造が、外側包装材全体を形成するため提供される。

しかしながら、二層の間、もしくは、すべての層の間に、中間層があってもよい、これは、層どうしの結合を改良するなどの特定の機能的特徴を有している。

しかしながら、好ましくは、外側包装材は図６に図示された三層からのみ構成されるのが好ましい。図６に図示された実施形態の基本的な利点は、従来のシガレットが有する慣れ親しんだ触感をなくすことなく、ニコチン又は着香料の脱離が大いに妨げられた、もしくは完全に防がれた長期間保存可能な無煙シガレットを提供できることである。

紙層１は、多層構造を有する外側包装材の最外層となる。しかしながら、原則的に、コーティング層のようなさらなる層が紙層に設けられてもよい。また、プラスチック層３は、多層構造を有する外側包装材の最内層となる。しかしながら、原則的に、内側コーティング層のようなさらなる層がプラスチック層に設けられてもよい。

図中で、外側包装材の三層１、２、３の厚みは、等しいか、ほぼ等しいように描かれているが、これらの厚みは異なっていてもよい。例えば、他のものよりも薄いアルミニウム箔形状の脱離バリアを用いることもできる。この脱離バリアは、この三層のうち最も薄い層となる。

図６の縦断面図に示された外側包装材は、中空の円筒形状に構成されており、その内部には、ニコチン及び着香剤を含む基材が配置されている。その内部には、さらに自己発熱性サーマルユニットが結晶性物質の形状で設けられている。この自己発熱性サーマルユニットは、図示された外側包装材の外部から利用者が加える圧力によって活性化する。活性化した自己発熱性サーマルユニットでは、結晶性物質が結晶化し始め、熱が放出される。この放出された熱によって、無煙シガレット内部を通る空気、及びマウスピースが熱せられる。さらに、熱せられたことにより、ニコチン及び／又は着香料が、前記基材から脱離しやすくなる。

サーマルユニットの製造について詳述する。サーマルユニットに過飽和準安定溶液を充填するため、まずは塩が熱せられる。すると、最初に、結晶水格子が崩壊し、同時にイオン格子が崩壊する。この反応は、塩を約５８℃に熱したときに起こる。

この反応は溶解反応である。

酢酸ナトリウム三水和物の場合、この反応は約５８℃で起こる。まず最初に、無水酢酸ナトリウムが得られる。加熱を続けた場合には、得られた酢酸ナトリウムのうち少なくとも一部が自身の結晶水中に溶解する。グラウバー塩（すなわち硫酸ナトリウム十水和物）を用いたときや、硝酸リチウムとの混合物として存在する硝酸マグネシウム六水和物を用いたときにも同様の反応が起こる。

サーマルユニットの製造方法について図７を参照しつつ詳述する。図７について大まかに述べると、結晶性物質を充填されたサーマルパッドチューブ１００が、塞がれて、無煙シガレットの自己発熱性サーマルユニットとして用いられる。

図７に示すように、サーマルパッドチューブ１００は、最大直径が６ｍｍ、最大長が１００ｍｍであり、貯蔵容器１３０に連結された充填カニューレ１２０を用いて充填される。この貯蔵容器１３０は、充填用の水圧機械（不図示）に連結されており、これによってサーマルパッドチューブ１００の内部に、充填カニューレ１２０を介して結晶性物質を充填することができる。

図中に両方向の矢印で示すように、貯蔵容器１３０又は充填カニューレ１２０は、その軸方向に沿って、サーマルパッドチューブ１００に対して動くことができる。従って、例えば図に示すように、まずサーマルパッドチューブ１００の左側部分が充填されて、次にサーマルパッドチューブ１００の開口部方向へと隣接する領域が充填されていく。

ここで詳述する実施形態では、調製された溶液状態の酢酸ナトリウムが処理され、充填される。

組み立てられ、一端が塞がれたサーマルパッドチューブ１００の中に、１本もしくは複数本のカニューレ１２０を用いて、酢酸ナトリウムが導入されると、サーマルパッドチューブ１００が塞がれる。前述したように、意図されない自発的な結晶化、及び意図されない結晶核の添加を防ぐため、貯蔵容器１３０の中、さらに充填カニューレ１２０の中で、酢酸ナトリウムは６０℃以上に維持され、処理される。この処理によって自発的な結晶化及び結晶核の添加の両方を防ぐことができる。

酢酸ナトリウム溶液の水分量の変化を防ぐため、貯蔵容器１３０又は充填カニューレ１２０の中の含水塩溶液の水蒸気圧は、含水塩溶液の水の脱離圧よりも高くなるように調節される。原則的に、貯蔵容器１３０、及び／又は充填カニューレ１２０、及び／又はサーマルパッドチューブ１００においては、前述した温度条件及び水蒸気圧を調節することができる。このようにして、望まれない早い段階で結晶化が起こるのを確実に防ぐことができる。

本実施形態における、酢酸ナトリウムのサーマルパッドチューブ１００は、充填が終わるとすぐに使用され得る。前述した充填操作のために、サーマルパッド、又はサーマルパッドチューブ１００をさらに処理することは問題ない。そして、それら、すなわちそれとともにに提供される無煙シガレットは、意図されない酢酸ナトリウムの結晶化なしに、長期間保存することができる。

本発明は、文字通りシガレット（紙巻タバコ）に関するものだけでなく、シガー（葉巻）にも関するものである。このように、「シガレット」という単語は、シガレットとシガーの両方を指している。

１ 紙層
２ アルミニウム層
３ プラスチック層
１０ 無煙シガレット
１２ シース
１４、４０ サーマルユニット
１５、５０ ニコチン含有基材
１６ エアダクト
２０ マウスピース
２２ 外側包装材
２５ キャップ
７０ スプリング（弾性ガイド）
８０ 固定リング
９０ インジェクションピン
１００ サーマルパッドチューブ
１２０ 充填カニューレ
１３０ 貯蔵容器

Claims (20)

1. 自己発熱性の４０℃以上７０℃以下まで温度が上昇するサーマルユニットと、ニコチン又はニコチン含有化合物を含むニコチンリザーバーとを備え、
   前記サーマルユニットが熱を放出して結晶化する結晶性物質を含む無煙シガレットであり、
   前記結晶性物質は、酢酸ナトリウム三水和物、グラウバー塩、及び硝酸マグネシウム六水和物から選択される少なくとも一つの含水塩が過飽和した準安定溶液であり、
   利用者によって圧力が加えられることによって作動し、前記サーマルユニットに貫入して、前記結晶性物質の結晶化を開始させるトリガー機構をさらに備え、
   無煙シガレット全体が単品になっており且つ使い捨て可能になっている無煙シガレット。
2. 前記サーマルユニットは、４５℃以上５５℃以下まで温度が上昇することを特徴とする請求項１に記載の無煙シガレット。
3. 前記サーマルユニットは、３分以上１５分以下または５分以上１０分以下の時間、発熱し続けることを特徴とする請求項１又は２に記載の無煙シガレット。
4. 前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットとを包む外側包装材をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
5. フィルター状のマウスピースをさらに備え、
   前記マウスピースは、前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットとともに前記外側包装材に包まれ、且つ、該外側包装材によって前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットとに物理的に連結されていることを特徴とする請求項４に記載の無煙シガレット。
6. 複数の層を含む外側包装材を備え、
   前記外側包装材の最外層は、従来のシガレットの外観を構成し、
   他の一層は、ニコチン及び／又は着香料の脱離を防ぐように、又は、制限するように構成された脱離バリアであり、
   他の一層は、使用に際して十分な物理的安定性を前記無煙シガレットに与えるように構成された安定層である、請求項１から３のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
7. 複数の層を含む外側包装材を備え、
   前記外側包装材の最外層は、紙製又は紙を含むものであり、
   他の一層は、金属製又は、金属を含むものであり、
   他の一層は、プラスチック製又は、プラスチック材を含むものである、請求項１から４のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
8. 前記トリガー機構は、前記無煙シガレットの外表面の一箇所又は複数箇所に圧力が加えられることによって作動するように、前記無煙シガレットの内部に配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
9. 前記トリガー機構は、該トリガー機構が作動する際に前記サーマルユニットを突き刺す単数又は複数のインジェクションピン又は針を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
10. 前記サーマルユニットは、周方向において一部又は完全に前記ニコチンリザーバーよって囲まれ、及び／又は前記サーマルユニットは利用者側である後方部と、利用者から離れた側である前方部とを有し、前記後方部及び／又は前方部は、タバコ要素に隣接しているか、又は少なくとも一部は前記タバコ要素に囲まれていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
11. 前記ニコチンリザーバーは、前記サーマルユニットによって熱せられる位置に設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
12. 前記サーマルユニットは、中空の円筒状に形成され、その内部にはニコチンリザーバーが配置されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
13. 前記サーマルユニットは、利用者が吸い込む空気を温める位置に配置されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
14. 利用者が吸い込む空気の体積を制限するフィルターをさらに備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
15. 前記サーマルユニットを包むシースをさらに備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
16. キャップ状の蓋部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の無煙シガレット。
17. 請求項１から１６のいずれか一項に記載の無煙シガレットを製造する方法であって、
    サーマルユニットを設け、
    ニコチンリザーバーを設け、
    前記サーマルユニットを包むようにマウスピースを設け、
    前記マウスピースと前記ニコチンリザーバーと前記サーマルユニットと前記トリガー機構とを共通の外側包装材の中に配置する各段階を含み、
    前記結晶性物質が前記サーマルユニットに充填され、該サーマルユニットに充填している間の前記結晶性物質の温度が少なくとも５０℃であることを特徴とする無煙シガレットを製造する方法。
18. 前記結晶性物質は、該結晶性物質の少なくとも一部が溶液になる温度まで熱せられた後、前記サーマルユニットに充填されることを特徴とする請求項１７に記載の無煙シガレットを製造する方法。
19. 前記結晶性物質は、前記含水塩の少なくとも一部が自身の結晶水に溶解する温度まで熱せられることを特徴とする請求項１８に記載の無煙シガレットを製造する方法。
20. 前記結晶性物質は、水和物及び／又は水を含み、前記結晶性物質の水の脱離圧よりも高い水蒸気圧の下で前記サーマルユニットに充填されることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか一項に記載の無煙シガレットを製造する方法。

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