JP5292461B2 - 非燃焼型喫煙物品用シートおよび非燃焼型喫煙物品、並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、非燃焼型喫煙物品用シートおよびこのシートを含む非燃焼型喫煙物品、並びにそれらの製造方法に関する。

シガレットは、タバコを燃焼させることによりヒトの味覚、嗅覚を通じて煙（エアロゾル）中の香喫味を味わう喫煙物品の代表的なものである。

近年、シガレットに代わり、タバコを燃焼させることなく、香味を味わう非燃焼型喫煙物品が開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。従来の非燃焼型喫煙物品は、先端に取付けた発熱部材である熱源部と、適当な基材に香味成分を保持させた香味発生材を含む香味発生部を備え、熱源部と香味発生部とは物理的に分離されている。つまり、非燃焼型喫煙物品の製造においては、熱源部と香味発生部とをそれぞれ別々に作製する工程を要するのが現状である。熱源としてはもっぱら炭素質熱源が使用され、これは炭素粒子とバインダを含む炭素質材料の押し出し円柱状中実成形品である。この炭素質熱源には、空気通路として機能し、熱源の初期の燃焼をしやすくさせ、かつ熱源を通過して暖められた空気が香味発生部に流入するように貫通孔が設けられている。しかし、上記熱源は、空気通路以外は中実の物品であり、通常のシガレットに比べて着火させることが困難である。また、押し出し中実成形品からなる熱源を備えた非燃焼型喫煙物品は、１本喫煙する際に、パフ毎の香味成分量について最大値と最小値との差が大きく、特に初めの２〜３パフにおける香味成分量が少なく、１本につき平均して一定の香味を味わえない。

特開昭６１−９２５５８号公報 特開昭６２−４８３７０号公報 特開平６−３１１８７７号公報

本発明は、非燃焼型喫煙物品を従来よりも簡便に作製することを可能にする非燃焼型喫煙物品用シートを提供することを第一の目的とする。また、本発明は、比較的容易に熱源が着火し、しかも１本につき平均してほぼ一定の香味を味わうことができる非燃焼型喫煙物品を提供することを第二の目的とする。

本発明の一つの側面によれば、互いに隣接して一体化された炭素質熱源シート部分および香味発生シート部分を含む非燃焼型喫煙物品用シートが提供される。

本発明の非燃焼型喫煙物品用シートは自己支持性のものであり得るし、または裏打ちシートにより支持されていてもよい。

本発明の他の側面によれば、円筒体と、この円筒中に折り畳まれて収容された本発明の非燃焼型喫煙物品用シートを備える非燃焼型喫煙物品が提供される。

本発明のさらに他の側面によれば、（ｉ）炭素質熱源組成物のスラリー（ａ）および香味発生組成物のスラリー（ｂ）をそれぞれ調製する工程と、（ｉｉ）支持体上にスラリー（ａ）および（ｂ）を隣接させてキャストする工程と、（ｉｉｉ）前記キャストしたスラリー（ａ）および（ｂ）を乾燥することによって炭素質熱源シートと香味発生シート部分とを隣接した状態で一体化させる工程とを含む非燃焼型喫煙物品用シートの製造方法が提供される。

前記工程（ｉｉ）において、支持体として裏打ちシートを用い、前記炭素質熱源組成物スラリーと前記香味発生組成物スラリーとを裏打ちシート上にキャストしてもよい。

本発明のさらに他の態様によれば、（ａ）上記の方法で喫煙物品用シートを製造する工程と、（ｂ）前記喫煙物品用シートを折り畳んで円筒中に収容する工程とを含む非燃焼型喫煙物品の製造方法が提供される。

本発明の非燃焼型喫煙物品用シートは、炭素質熱源組成物スラリーと炭素質熱源スラリーを隣接させてキャストし、乾燥するという非常に簡単な工程で簡便に作製することができる。本発明の非燃焼型喫煙物品用シートを用い、これを折り畳んで円筒体中に収容するだけで本発明の非燃焼型喫煙物品を簡便に作製することができる。本発明の非燃焼型喫煙物品は、非燃焼型喫煙物品用シートを折り畳んで円筒体中に収容しているので、中実の熱源を有するものと異なり、折り畳まれた炭素質熱源シートと空気との接触面積が増えるために比較的容易に着火させることができ、しかも喫煙物品１本につき平均してほぼ一定の香味を味わうことができる。

図１は、本発明の一つの態様による非燃焼型喫煙物品用シートを概略的に示す斜視図である。 図２は、本発明の非燃焼型喫煙物品の一例を概略的に示す斜視図である。 図３は、図２に示す非燃焼型喫煙物品を長手方向に直交する方向に切断した断面を示す断面図である。 図４は、市販されていた非燃焼型喫煙物品（日本たばこ産業（株）製、商品名：エアーズ）を長手方向に切断した断面を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明を説明する。

図１は本発明の一つの態様による非燃焼型喫煙物品用シート１０を示す斜視図である。

非燃焼型喫煙物品用シート１０は、裏打ちシート１１上に、炭素質熱源シート部分１２と香味発生シート部分１３とが横並びに隣接して一体化されたものである。炭素質熱源シート部分１２の幅Ｗ１は、通常、５〜２０ｍｍであり、香味発生シート部分１３の幅Ｗ２は、通常、２０〜４０ｍｍである。

裏打ちシート１１としては、紙、アルミニウム箔、アルミニウムラミネート紙などが用いられる。なお、一体化された炭素質熱源シート部分１２および香味発生シート部分１３が自己支持性を有する場合には、必ずしも支持基材は用いる必要はない。なお、裏打ちシート１１は、図１において、破線で示すように、炭素質熱源シート部分１２のみを全体に裏打ちする第１の部分１１ａと、香味発生シート部分１３のみを全体に裏打ちする第２の部分１１ｂとに分割することができる。その場合、シート１０を含むシガレットにおいて、炭素質熱源シート部分の燃焼に伴い、香味発生シート部分が燃えにくくするように、第１の部分１１ｂを、アルミニウム箔、アルミニウムラミネート紙等の不燃性材料で形成することができる。

炭素質熱源シート部分１２は、炭素質熱源組成物で作られる。炭素質熱源組成物は、基本的に、カーボン（粒子または繊維）とカーボンを結着させるためのバインダを含む。使用するカーボンの由来に特に制限はなく、既知のいずれのカーボンも用いることができる。カーボンは、炭素質熱源組成物の総重量の１重量％以上の割合で含まれ得る。通常、カーボンは、炭素質熱源組成物の総重量の８０％までを構成することができる。

カーボン粒子または繊維を結着させるバインダとしては、カルボキシメチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、アルギン酸塩（例えば、アルギン酸アンモニウム、アルギン酸カリウム）等を用いることができる。バインダは、カーボン１重量部に対し、一般的に０．０１〜５０重量部の割合で、好ましくは０．０１１〜２重量部の割合で、より好ましくは０．０８３〜１．５重量部の割合で配合することができる。バインダは、シート形成材として働く。

炭素質熱源組成物は、初期のパフにおけるエアロゾルの発生を容易にするために、エアロゾル発生物質を含有することができる。炭素質熱源組成物に含まれ得るエアロゾル発生物質は、非燃焼型喫煙物品用シートの成形の容易さの観点から、カーボン１重量部に対し、一般に９８重量部までの割合で、好ましくは０．０５３〜８．９重量部の割合で、より好ましくは０．１６７〜３．５重量部の割合で用いることができる。

また、炭素質熱源組成物は、熱源の最高燃焼温度を低下させて一酸化炭素の発生量を減少させるための炭酸カルシウム（粒子）、その他の無機添加材を含有することができる。かかる無機添加材は、本発明の非燃焼型喫煙物品用シートの成形の容易さの観点から、カーボン１重量部に対し、一般に９８重量部までの割合で、好ましくは８．４重量部までの割合で、より好ましくは０．４１７〜７．５重量部の割合で用いることができる。

さらに、炭素質熱源組成物は、パルプ、タバコ細粉等を含むこともできる。パルプ、タバコ細粉は、合計で、カーボン１重量部に対し、一般に９８重量部までの割合で、好ましくは３重量部までの割合で用いることができる。パルプは本発明の非燃焼型喫煙物品用シートの成形を容易にし、タバコ細粉は香味を改善することができる。

さらにまた、炭素質熱源組成物には、ホウ素、アルミニウム、ケイ素、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、スズ、セリウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、それらの酸化物あるいはそれらの混合物のような一酸化炭素低減触媒を含めることができる。一酸化炭素低減触媒は、カーボン１重量部に対し、一般に０．０１〜１重量部の割合で、好ましくは、０．０２〜０．２重量部の割合で用いることができる。

香味発生シート部分１３は、香味発生組成物で作られる。香味発生組成物は、シート形成材と香味発生剤を含む。シート形成材としては、炭素質熱源シート部分に使用されるバインダ、カードランのようなグルカン等の熱不可逆凝固性グルカンを使用することができる。熱不可逆凝固性グルカンは、ゲル化臨界温度以上の温度（例えば、カードランにあっては８０℃以上の温度）に加熱すると、ゲル化し、このゲルは、これを再び加熱しても溶融することがない。さらに、シート形成材としては、パルプと上記バインダとの組み合わせを用いることができる。

香味発生シート部分１３に含まれる香味発生剤には、葉たばこ抽出エキス、天然植物性香料（例えば、リコリス、セントジョンズブレッド、スモモエキス、ピーチエキス等）、酸類（例えば、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等）、糖類（例えば、グルコース、フルクトース、異性化糖等）、ニコチン塩（例えば、クエン酸ニコチン等）等の親水性香味発生剤、メントール、ココア類（パウダー、エキス等）、エステル類（例えば、酢酸イソアミル、酢酸リナリル、プロピオン酸イソアミル、酪酸リナリル等）、天然精油類（植物性として、例えば、バニラエキス、スペアミント、ペパーミント、カシア、ジャスミン等；動物性として、例えば、ムスク、アンバー、シベット、カストリウム等）、単体香料（例えば、アネトール、リモネン、リナロール、オイゲノール等）等の疎水性香味発生剤が含まれる。これら香味剤は、単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。これら香味発生剤の香味発生シート部分中の濃度は、香味発生材を加熱したときに、味覚・嗅覚を通じてヒトの嗜好を満足させるに充分な濃度であればよく、その濃度は、任意に調節することができる。より具体的には、香味発生剤は、最終香味発生材中に、極微量ないし２０重量％、好ましくは５ないし１０重量％の割合で存在する。さらに、香味発生剤としては、タバコ刻または粉末を用いることができる。タバコ刻または粉末は、香味発生シート部分中に、５〜８０重量％の量で配合することができる。

香味発生組成物は、加熱されることによりエアロゾルを発生するエアロゾル発生物質を含むことが好ましい。エアロゾル発生物質としては、例えば、グリセリン、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の多価アルコール、ステアリン酸メチル、ドデカン二酸ジメチル、テトラデカン二酸ジメチル等のカルボン酸脂肪族エステルを用いることができる。エアロゾル発生物質は、香味発生シート部分中に、
１〜８０重量％の量で用いることができる。

本発明の非燃焼型喫煙物品用シート１０は、（ｉ）炭素質熱源組成物のスラリー（ａ）および香味発生組成物のスラリー（ｂ）をそれぞれ調製する工程と、（ｉｉ）支持体上にスラリー（ａ）および（ｂ）を隣接させてキャストする工程と、（ｉｉｉ）前記キャストしたスラリー（ａ）および（ｂ）を乾燥することによって炭素質熱源シート部分と香味発生シート部分とを隣接した状態で一体化させる工程とを含む方法により製造することができる。

工程（ｉ）において、炭素質熱源組成物スラリーおよび香味発生組成物スラリーは、それぞれ、上記炭素質熱源組成物および上記香味発生組成物に水を加えて調製することができる。

工程（ｉｉ）において、支持体上に炭素質熱源組成物スラリーと香味発生組成物スラリーとを隣接させてキャストする。支持体としては、例えば金属プレートを用いることができる。あるいは、支持体として上記裏打ち材を用い、その裏打ち材上に炭素質熱源組成物スラリー（ａ）と香味発生組成物スラリー（ｂ）とを隣接させてキャストしてもよい。金属プレート上にキャストした場合には裏打ち材を含まない非燃焼型喫煙物品用シートを作製することができ、裏打ち材上でキャストした場合には裏打ち材を含む非燃焼型喫煙物品用シートを作製することができる。

工程（ｉｉｉ）において、工程（ｉｉ）でキャストしたスラリーを乾燥する。乾燥は６０〜１７０℃の温度で行うことができる。

図２に示すように、本発明の非燃焼型喫煙物品２０は、非燃焼型喫煙物品用シート１０を折り畳んで円筒体２１中に収容することで製造することができる。図３に、非燃焼型喫煙物品用シート１０の円筒体２１中での収容形態の一例を示す。図３では、１枚のシート１０が、先端の熱源部から後端の香味発生部へ延びる空気流路１０１を形成するように折り畳まれて円筒体２１中に収容されている。

本発明の非燃焼型喫煙物品２０は、上記のように非燃焼型喫煙物品用シート１０を折り畳んで円筒体２１中に収容するという、従来の方法と比べて非常に簡便な工程で製造することができ、例えばロボットによる製造も期待できる。

本発明の非燃焼型喫煙物品用シート１０を収容する円筒体２１は、例えば、通常のシガレット巻紙、再生タバコシート（圧延法、スラリー法、抄造法再生タバコシートあるいは不織再生タバコシート等）、高坪量の巻紙（坪量５０ｇ／ｍ²以上）のような紙シート、アルミニウムシート、アルミニウムラミネート紙等で構成することができる。円筒体２１は、着火端を含む先端部と、後に説明するフィルタが接続する基端を含む基端部と、先端部と基端部との間に位置する中間部を規定すると規定することができる。折り畳まれ、円筒体に収容されたたシートにおいて、炭素質熱源シート部分は、円筒体の先端部内に配置される。

さらに、本発明の非燃焼型喫煙物品２０は、熱源側と反対の端部に、通常のシガレットに用いられるフィルタ２２を有することができる。フィルタ２２は、通常のシガレットに用いられているフィルタ素材（例えば、セルロースアセテート繊維トウ）により構成され、その外周は巻取紙（図示せず）により巻かれている。本発明の非燃焼型喫煙物品用シート１０を収容した円筒体２１とフィルタ２２は、例えば外周全体を覆う巻紙により接続される。巻紙としては、通常のシガレット巻紙を用いることができる。また、フィルタ２２は、通常のシガレットと同様、チップペーパーで喫煙物品本体に接続することができる。

本発明の非燃焼型喫煙物品用シート１０の炭素質熱源シート部分１２は、折り畳まれた状態で通常のシガレットと同様にライターにより短時間（例えば２秒）で着火させることができる。着火後、喫煙物品１０を吸口端部（フィルタ２２）から吸引すると、円筒体２１に収容されたシートにより形成された空気流路を通って空気が吸引され、炭素質熱源シート部分１２の燃焼熱により加熱される。この加熱された空気は、香味発生シート部分１３を通る間にこれを加熱して香味を発生させる。発生した香味は、フィルタ２２を介して喫煙者によって味わわれる。本発明の非燃焼型喫煙物品用シート１０により構成される非燃焼型喫煙物品２０は、１、２パフ目から最後のパフまでほぼ一定の香味を呈することを可能にする。

なお、非燃焼型喫煙物品２０は、吸引成分（例えば二酸化炭素）を希釈するために、パフ時に空気を取り入れるための開孔を有していてもよい。

次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

実施例１および比較例１〜２
カーボン粒子３０重量％、炭酸カルシウム４５重量％、グリセリン１５重量％、およびアルギン酸アンモニウム（バインダ）１０重量％からなる炭素質熱源混合物と、タバコ粉末５８重量％、パルプ３０重量％、グリセリン５重量％、メチルヒドロキシエチルセルロース（バインダ）７重量％からなる香味発生混合物をそれぞれミキサで混合した。各混合物に、それらをスラリーとするのに必要な量の水を加えて、炭素質熱源混合物のスラリーと、香味発生混合物のスラリーとをそれぞれ調製した。これら２種のスラリーを、金属プレート上での厚さが０．１５ｍｍとなるように隣接させながら流延した後、８０℃に設定した恒温槽で約１時間乾燥した。こうして、炭素質熱源シート部分と香喫味発生シートが隣接して一体化した喫煙物品用シートを得た。炭素質熱源シート部分が幅（Ｗ１、図１参照）１０ｍｍで長さ９０ｍｍとなるように、香味発生シート部分が幅（Ｗ２、図１参照）３１ｍｍで長さ９０ｍｍとなるように切断した。

図４は、加熱源として炭素質材料の押し出し中実成形体（円柱体）を有する、市販されていた非燃焼型喫煙物品（商品名：エアーズ）３０の概略断面図である。この非燃焼型喫煙物品３０は、紙シート３４２で包まれた、炭素質材料の押し出し中実成形体３４１からなる加熱源４３を備える。加熱源３４に続いて、エアロゾル発生部３２が設けられている。このエアロゾル発生部３２は、不燃性円筒体３２１に収容された、グリセリンを含むエアロゾル発生材３２２からなる。エアロゾル発生部３２に続いて、香味発生部３６が設けられている。この香味発生部３６は、不燃性円筒体３６１に収容された、タバコ刻からなる香味発生材３６２からなる。香味発生部３６の基端には、紙シート３８２で包まれた、セルロースアセテート繊維のトウからなるフィルタ部材３８１を有するフィルタ部３８が接続されている。エアロゾル発生部３２の基端部分と、香味発生部３６と、フィルタ部３８は、それらの外周面が巻紙４０により包まれている。巻紙４０と紙シート３８２を貫通してフィルタ部材に至る開口ＯＰが設けられている。

さて、図４に示す非燃焼型喫煙物品３０から、加熱源３４とエアロゾル発生部３２を取り出し、その代わりに上記した通り炭素質熱源シート部分と香喫味発生シートが一体化したシートを図３に示すように畳んで挿入し、本発明の喫煙物品（実施例１）を作製した。

また、実施例１で用いた炭素質熱源混合物と同じ組成の混合物を中実円柱状に押し出し成形し、空気の流路となる軸方向の溝を外周面内に設けて加熱源を作製した。この加熱源を図４の非燃焼型喫煙物品の加熱源３４と入れ替えて、比較例１の喫煙物品を作製した。

比較例２の喫煙物品として、上記した通り、図４に示す市販されていた非燃焼型喫煙物品（商品名：エアーズ）を用いた。

以上の作製した実施例１の喫煙物品試料と、比較例１および比較例２の喫煙物品を、カナダ強制喫煙条件（喫煙容量５５ｍＬ／２秒；吸煙間隔３０秒；ベントブロック１００％）の下で吸煙させた。着火に際し、比較例１の喫煙物品および比較例２の喫煙物品は、日本たばこ協会（ＴＩＯＪ）法に準拠して電気式ライターで３０秒間加熱しなければならなかったのに対し、実施例１の喫煙物品試料は通常のシガレットと同様に２秒で着火することができた。

また、本発明の喫煙物品試料、比較例１および２の喫煙物品をそれぞれ７パフまで自動喫煙機により吸煙させた。パフ毎に煙を捕集し、総粒子状物質（ＴＰＭ）の量を測定した。結果を下記表１に示す。

表１に示す結果から、本発明の喫煙物品は、押し出し成形品からなる加熱源を用いた比較例１の喫煙物品に比べ、喫煙初期（３パフ目まで）のＴＰＭ量が改善されていることが確認された。特に、押し出し成形品からなる加熱源を用いた比較例１および２の喫煙物品では、中間のパフ（５パフ目近傍〜６パフ目）でＴＰＭ量が著しく増大し、高い極大値を有するプロファイルを示す。これに対し、本発明の喫煙物品である実施例１の喫煙物品は、パフ毎のＴＰＭ量の変化幅が小さく、パフ毎のＴＰＭ量についての極大値と極小値の階差が低減しており、１本につき平均してほぼ一定の喫味を味わうことができることがわかる。また、実施例１の本発明の喫煙物品は、比較例２の従来の喫煙物品に比べ、喫煙初期のＴＭＰ量が改善されていることが確認された。

Claims (6)

1. 平置きした状態で横並びになるように互いに隣接して一体化された炭素質熱源シート部分および香味発生シート部分を含む非燃焼型喫煙物品用シート。
2. 前記炭素質熱源シート部分および前記香味発生シート部分が支持基材上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の非燃焼型喫煙物品用シート。
3. 請求項１に記載の非燃焼型喫煙物品用シートを折り畳んで円筒体中に収容したことを特徴とする非燃焼型喫煙物品。
4. （ｉ）炭素質熱源組成物スラリーおよび前記香味発生組成物スラリーをそれぞれ調製する工程と、（ｉｉ）プレート上にそれぞれのスラリーを横並びになるように隣接させてキャストする工程と、（ｉｉｉ）前記キャストしたスラリーを乾燥することによって炭素質熱源シート部分と香味発生シート部分とを横並びになるように隣接した状態で一体化させる工程とを含む非燃焼型喫煙物品用シートの製造方法。
5. 前記（ｉｉ）の工程において、プレートとして支持基材を用い、前記炭素質熱源組成物スラリーと前記香味発生組成物スラリーとを支持基材上にキャストすることを特徴とする請求項４に記載の非燃焼型喫煙物品用シートの製造方法。
6. （ａ）請求項４または５に記載の方法で非燃焼型喫煙物品用シートを製造する工程と、（ｂ）前記非燃焼型喫煙物品用シートを折り畳んで円筒体中に収容する工程とを含む非燃焼型喫煙物品の製造方法。

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