JP7259146B2 - フィルターセグメント、非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システム - Google Patents

Description

本発明は、フィルターセグメント、非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システムに関する。

燃焼を利用して喫煙を行う通常の燃焼喫煙物品（たばこ）は、１ｍｍ程度の幅に刻まれたたばこ乾燥葉に、香料、保湿剤及び適度な水分等が添加されたたばこ充填物を、紙製のラッパーで円柱状に巻装したたばこ含有セグメントと、酢酸セルロース等からなる繊維又はひだ付けした紙を、紙製のラッパーで円柱状に巻装したマウスピースセグメントとを有する。前記たばこ含有セグメントと前記マウスピースセグメントとはライニングペーパーで接続されている。使用者が前記たばこ含有セグメント端部にライター等で着火し、前記マウスピースセグメント端部から吸引することで喫煙が行われる。前記たばこ含有セグメント先端は８００℃を超える温度で燃焼する。

このような通常の燃焼喫煙物品の代替として、燃焼の代わりに加熱を利用した非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システムが開発されている（例えば特許文献１～６）。加熱温度は燃焼喫煙物品における燃焼温度よりも低く、例えば４００℃以下で加熱される。非燃焼加熱喫煙物品では、たばこ含有セグメントのたばこ充填物は、グリセリン、プロピレングリコール（ＰＧ）、トリエチルシトレート（ＴＥＣ）、トリアセチン等のエアロゾル生成基材を含む。エアロゾル生成基材は加熱により気化し、吸引によりマウスピースセグメント内の冷却セグメントに移動し、冷却されてエアロゾルの生成をより確実にする。マウスピースセグメント内の吸口側の端部に設けられたフィルターセグメントから吸引を行う際、該エアロゾルも一緒に吸引されるため、使用者の満足感を確保することができる。

非燃焼加熱喫煙システムは一般的に、通常の燃焼喫煙物品と類似した形状を有する円柱状の非燃焼加熱喫煙物品と、電池、コントローラー、ヒーター等を含む加熱装置とを備える。ヒーターは、電気抵抗によるヒーターや、ＩＨによるヒーターが挙げられる。電気抵抗によるヒーターの加熱方法としては、非燃焼加熱喫煙物品の外側からヒーターで加熱する方法、針状やブレード状のヒーターを非燃焼加熱喫煙物品の先端からたばこ充填物を含むたばこ含有セグメント内に挿入して加熱する方法等が挙げられる。

特許第５２９２４１０号 特許第５７７１３３８号 特表２０１３－５０７９０６号公報 国際公開第２０１７／１９８８３８号 特許第５８７７６１８号 特表２０１６－５０６７２９号公報

前述したように、加熱により気化したエアロゾル生成基材（以下、エアロゾル気化成分とも示す）は、冷却セグメントにおいて主に冷却されて蒸気から粒子への凝縮が起こり、エアロゾルとなる。ここで、エアロゾル気化成分は、吸口側の端部に設けられたフィルターセグメントから使用者が吸引できるように十分に冷却されることが求められる。非燃焼加熱喫煙物品用の冷却セグメントとして、例えば特許文献４には、空洞の円柱部の外周に穿孔を設け、吸引時に穿孔から外気を導入し、エアロゾル気化成分と外気とを接触させて冷却する構成が開示されている。

しかしながら、エアロゾル気化成分の冷却を、前記冷却セグメントに設けられた穿孔から導入される外気のみで行う場合、前記冷却を十分に行うためには多量の外気を導入する必要があるため、香喫味が損なわれる。そのため、香喫味を損なわずにエアロゾル気化成分を十分に冷却可能な方法の開発が望まれている。

本発明は、香喫味を損なわずにエアロゾル気化成分を十分に冷却可能なフィルターセグメント、該フィルターセグメントを備える非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システムを提供することを目的とする。

本発明に係るフィルターセグメントは、セグメント当たりの通気抵抗が１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇである非燃焼加熱喫煙物品用のフィルターセグメントである。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、たばこ含有セグメントと、周上に穿孔を有する筒状の冷却セグメントと、前記フィルターセグメントと、を備える。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、前記非燃焼加熱喫煙物品と、前記たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、を備える。

本発明によれば、香喫味を損なわずにエアロゾル気化成分を十分に冷却可能なフィルターセグメント、該フィルターセグメントを備える非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システムを提供することができる。

本発明に係るフィルターセグメントの構成の一例を示す断面図である。 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の一例を示す断面図である。 本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムの一例であって、（ａ）非燃焼加熱喫煙物品を加熱装置に挿入する前の状態、（ｂ）非燃焼加熱喫煙物品を加熱装置に挿入して加熱する状態を示す模式図である。

［フィルターセグメント］
本発明に係るフィルターセグメントは、非燃焼加熱喫煙物品用のフィルターセグメントである。ここで、前記フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗は１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇである。

本発明では、前記セグメント当たりの通気抵抗が１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇの範囲内であることにより、香喫味を損なわずにエアロゾル気化成分を十分に冷却することができる。具体的には、前記セグメント当たりの通気抵抗が１５ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇ以上であることにより、フィルターセグメントにおいてエアロゾルや水蒸気が十分に捕捉されるため、熱も一緒に捕捉される。また、捕捉されたエアロゾルや水蒸気が冷却効果を示す。したがって、これらによりフィルターセグメントにおいて冷却効果が得られる。また、前記セグメント当たりの通気抵抗が６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇ以下であることにより、エアロゾルが不必要に捕捉されることが抑制され、エアロゾル中に含まれるたばこ成分や香料成分が十分に使用者へ供給されるため、香喫味が損なわれない。さらに、冷却セグメントに設けられた穿孔から導入される外気によって冷却を行う場合においても、フィルターセグメントにおいて冷却効果が得られるため、穿孔から導入する外気量を低減でき、十分な香喫味が得られる。以下、本発明の詳細について説明する。

本発明に係るフィルターセグメントの構成の一例を図１に示す。図１に示されるフィルターセグメント１は、第一の充填層２と、第一の充填層２を覆う第一のインナープラグラッパー３とで構成される。フィルターセグメント１では端部まで第一の充填層２が存在するため、該端部は通常の燃焼喫煙物品と同様の外観を有する。第一の充填層２の充填物としては、例えば可塑剤（トリアセチン）を添加した酢酸セルロース繊維束、パルプを主原料とする紙等であることができる。これらの充填物は一種を用いてもよく、二種を併用してもよい。

本発明においてフィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗は、１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇであり、２０～４０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇが好ましく、２５～３０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇがより好ましい。例えば、フィルターセグメントの軸方向（図１の水平方向）の長さが７ｍｍである場合、セグメント当たりの通気抵抗は１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／７ｍｍである。前記通気抵抗は、フィルターセグメントに充填される充填物の量、材料等により適宜変更することができる。例えば、充填物が酢酸セルロース繊維である場合、フィルターセグメントに充填される酢酸セルロース繊維の量を増加させれば、通気抵抗を増加させることができる。充填物が酢酸セルロース繊維である場合、酢酸セルロース繊維の充填密度は０．１３～０．１８ｇ／ｃｍ^３であることができる。なお、前記通気抵抗は通気抵抗測定器（商品名：ＳＯＤＩＭＡＸ、ＳＯＤＩＭ製）により測定される値である。

フィルターセグメントの周の長さは特に限定されないが、１６～２５ｍｍであることが好ましく、２０～２４ｍｍであることがより好ましく、２１～２３ｍｍであることがさらに好ましい。フィルターセグメントの軸方向（図１の水平方向）の長さは４～１０ｍｍを選択可能であり、その通気抵抗が１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇとなるように選択される。フィルターセグメントの軸方向の長さは５～９ｍｍが好ましく、６～８ｍｍがより好ましい。フィルターセグメントの断面の形状は特に限定されないが、例えば円形、楕円形、多角形等であることができる。また、フィルターセグメントには香料を含んだ破壊性カプセル、香料ビーズ、香料を直接添加していてもよい。

［非燃焼加熱喫煙物品］
本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、たばこ含有セグメントと、周上に穿孔を有する筒状の冷却セグメントと、本発明に係るフィルターセグメントと、を備える。前記非燃焼加熱喫煙物品は本発明に係るフィルターセグメントを備えるため、香喫味を損なわずにエアロゾル気化成分を十分に冷却することができる。本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、たばこ含有セグメント、冷却セグメント及びフィルターセグメント以外にも、他のセグメントを有していてもよい。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の一例を図２に示す。図２に示される非燃焼加熱喫煙物品３０は、たばこ含有セグメント１０と、マウスピースセグメント１１とを備える。マウスピースセグメント１１は、冷却セグメント１２と、センターホールセグメント１３と、吸口側の端部に配置された本発明に係るフィルターセグメント１とを備える。喫煙時、たばこ含有セグメント１０が加熱され、フィルターセグメント１の端部より吸引が行われる。なお、冷却セグメント１２とセンターホールセグメント１３の位置を入れ替えてもよく、センターホールセグメント１３とフィルターセグメント１の位置を入れ替えてもよい。また、マウスピースセグメント１１はセンターホールセグメント１３を有さなくてもよい。

たばこ含有セグメント１０は、たばこと、エアロゾル生成基材と、を含むたばこ充填物１４と、たばこ充填物１４を覆う筒状のラッパー１５とを有する。たばこ充填物１４は、さらに揮発性香料成分、水を含んでもよい。充填物として用いるたばこの大きさやその調製法については特に制限はない。例えば、乾燥したたばこ葉を、幅０．８～１．２ｍｍに刻んだものを用いてもよい。前記幅に刻んだ場合、刻の長さは、おおよそ、５～２０ｍｍ程度となる。また、乾燥したたばこ葉を平均粒径が２０～２００μｍ程度になるように粉砕して均一化したものをシート加工し、それを幅０．８～１．２ｍｍに刻んだものを用いてもよい。前記幅に刻んだ場合、刻の長さは、おおよそ、５～２０ｍｍ程度となる。さらに、上記のシート加工したものについて刻まずにギャザー加工したものを充填物として用いてもよい。また、円筒状に成型した複数のシートを同心円状に配置してもよい。乾燥したたばこ葉を刻んで使用する場合であっても、粉砕して均一化したシートとして用いる場合でも、たばこ充填物に含まれるたばこの種類は、様々なものを用いることができる。黄色種、バーレー種、オリエント種、在来種、および、その他のニコチアナ・タバカム系品種やニコチアナ・ルスチカ系品種を、目的とする味となるように適宜ブレンドして用いることができる。前記たばこの品種の詳細は、「たばこの事典、たばこ総合研究センター、２００９．３．３１」に詳細が開示されている。

たばこを粉砕して均一化シートに加工する方法は従来の方法が複数存在している。１つは抄紙プロセスを用いて作られる抄造シートであり、２つは水等の適切な溶媒を混ぜて均一化したのちに金属製板もしくは金属製板ベルトの上に均一化物を薄くキャスティングし、乾燥させて作られるキャストシートであり、３つは水等の適切な溶媒を混ぜて均一化したものをシート状に押し出し成型した圧延シートがある。前記均一化シートの種類については、「たばこの事典、たばこ総合研究センター、２００９．３．３１」に詳細が開示されている。

たばこ充填物１４の充填密度は、特に限定されないが、非燃焼加熱喫煙物品３０の性能を担保し、良好な喫味の付与の観点から、通常２５０ｍｇ／ｃｍ^３以上であり、好ましくは３２０ｍｇ／ｃｍ^３以上であり、また、通常５２０ｍｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは４２０ｍｇ／ｃｍ^３以下である。具体的には、たばこ含有セグメント１０中のたばこ充填物１４の含有量の範囲は、円周２２ｍｍ、長さ２０ｍｍのたばこ含有セグメント１０の場合、たばこ含有セグメント１０あたり２００～４５０ｍｇを挙げることができ、２８０～４００ｍｇが好ましい。

エアロゾル生成基材は加熱によりエアロゾルを生成し得る材料であり、特に限定されないが、例えばグリセリン、プロピレングリコール（ＰＧ）、トリエチルシトレート（ＴＥＣ）、トリアセチン、１，３－ブタンジオール等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。

揮発性香料成分の種類は、特に限定されず、良好な喫味の付与の観点から、アセトアニソール、アセトフェノン、アセチルピラジン、２－アセチルチアゾール、アルファルファエキストラクト、アミルアルコール、酪酸アミル、トランス－アネトール、スターアニス油、リンゴ果汁、ペルーバルサム油、ミツロウアブソリュート、ベンズアルデヒド、ベンゾインレジノイド、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、フェニル酢酸ベンジル、プロピオン酸ベンジル、２，３－ブタンジオン、２－ブタノール、酪酸ブチル、酪酸、カラメル、カルダモン油、キャロブアブソリュート、β－カロテン、ニンジンジュース、Ｌ－カルボン、β－カリオフィレン、カシア樹皮油、シダーウッド油、セロリーシード油、カモミル油、シンナムアルデヒド、ケイ皮酸、シンナミルアルコール、ケイ皮酸シンナミル、シトロネラ油、ＤＬ－シトロネロール、クラリセージエキストラクト、ココア、コーヒー、コニャック油、コリアンダー油、クミンアルデヒド、ダバナ油、δ－デカラクトン、γ－デカラクトン、デカン酸、ディルハーブ油、３，４－ジメチル－１，２－シクロペンタンジオン、４，５－ジメチル－３－ヒドロキシ－２，５－ジヒドロフラン－２－オン、３，７－ジメチル－６－オクテン酸、２，３－ジメチルピラジン、２，５－ジメチルピラジン、２，６－ジメチルピラジン、２－メチル酪酸エチル、酢酸エチル、酪酸エチル、ヘキサン酸エチル、イソ吉草酸エチル、乳酸エチル、ラウリン酸エチル、レブリン酸エチル、エチルマルトール、オクタン酸エチル、オレイン酸エチル、パルミチン酸エチル、フェニル酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ステアリン酸エチル、吉草酸エチル、エチルバニリン、エチルバニリングルコシド、２－エチル－３，（５または６）－ジメチルピラジン、５－エチル－３－ヒドロキシ－４－メチル－２（５Ｈ）－フラノン、２－エチル－３－メチルピラジン、ユーカリプトール、フェネグリークアブソリュート、ジェネアブソリュート、リンドウ根インフュージョン、ゲラニオール、酢酸ゲラニル、ブドウ果汁、グアヤコール、グァバエキストラクト、γ－ヘプタラクトン、γ－ヘキサラクトン、ヘキサン酸、シス－３－ヘキセン－１－オール、酢酸ヘキシル、ヘキシルアルコール、フェニル酢酸ヘキシル、ハチミツ、４－ヒドロキシ－３－ペンテン酸ラクトン、４－ヒドロキシ－４－（３－ヒドロキシ－１－ブテニル）－３，５，５－トリメチル－２－シクロヘキセン－１－オン、４－（パラ－ヒドロキシフェニル）－２－ブタノン、４－ヒドロキシウンデカン酸ナトリウム、インモルテルアブソリュート、β－イオノン、酢酸イソアミル、酪酸イソアミル、フェニル酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、フェニル酢酸イソブチル、ジャスミンアブソリュート、コーラナッツティンクチャー、ラブダナム油、レモンテルペンレス油、カンゾウエキストラクト、リナロール、酢酸リナリル、ロベージ根油、マルトール、メープルシロップ、メンソール、メントン、酢酸Ｌ－メンチル、パラメトキシベンズアルデヒド、メチル－２－ピロリルケトン、アントラニル酸メチル、フェニル酢酸メチル、サリチル酸メチル、４’－メチルアセトフェノン、メチルシクロペンテノロン、３－メチル吉草酸、ミモザアブソリュート、トウミツ、ミリスチン酸、ネロール、ネロリドール、γ－ノナラクトン、ナツメグ油、δ－オクタラクトン、オクタナール、オクタン酸、オレンジフラワー油、オレンジ油、オリス根油、パルミチン酸、ω－ペンタデカラクトン、ペパーミント油、プチグレインパラグアイ油、フェネチルアルコール、フェニル酢酸フェネチル、フェニル酢酸、ピペロナール、プラムエキストラクト、プロペニルグアエトール、酢酸プロピル、３－プロピリデンフタリド、プルーン果汁、ピルビン酸、レーズンエキストラクト、ローズ油、ラム酒、セージ油、サンダルウッド油、スペアミント油、スチラックスアブソリュート、マリーゴールド油、ティーディスティレート、α－テルピネオール、酢酸テルピニル、５，６，７，８－テトラヒドロキノキサリン、１，５，５，９－テトラメチル－１３－オキサシクロ（８．３．０．０（４．９））トリデカン、２，３，５，６－テトラメチルピラジン、タイム油、トマトエキストラクト、２－トリデカノン、クエン酸トリエチル、４－（２，６，６－トリメチル－１－シクロヘキセニル）２－ブテン－４－オン、２，６，６－トリメチル－２－シクロヘキセン－１，４－ジオン、４－（２，６，６－トリメチル－１，３－シクロヘキサジエニル）２－ブテン－４－オン、２，３，５－トリメチルピラジン、γ－ウンデカラクトン、γ－バレロラクトン、バニラエキストラクト、バニリン、ベラトルアルデヒド、バイオレットリーフアブソリュート、たばこ植物（たばこ葉、たばこ茎、たばこ花、たばこ根、およびたばこ種）の抽出物が挙げられ、特に好ましくはメンソールである。また、これらの揮発性香料成分は１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。

たばこ充填物１４中のエアロゾル生成基材の含有量は、特に限定されず、十分にエアロゾルを生成させるとともに、良好な喫味の付与の観点から、通常５～５０質量％であり、好ましくは１０～２０質量％である。たばこ充填物１４が揮発性香料成分を含む場合、たばこ充填物中の揮発性香料成分の含有量は、特に限定されず、良好な喫味の付与の観点から、通常たばこ充填物質量に対して１００００ｐｐｍ以上であり、好ましくは２００００ｐｐｍ以上であり、より好ましくは２５０００ｐｐｍ以上であり、また、通常５００００ｐｐｍ以下であり、好ましくは４００００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは３３０００ｐｐｍ以下である。

たばこ充填物１４をラッパー１５内に充填する方法は特に限定されないが、例えばたばこ充填物１４をラッパー１５で包んでもよく、筒状のラッパー１５にたばこ充填物１４を充填してもよい。たばこの形状が矩形状のように長手方向を有する場合、たばこは該長手方向がラッパー１５内でそれぞれ不特定の方向となるように充填されていてもよく、たばこ含有セグメント１０の軸方向又は該軸方向に対して垂直な方向となるように整列させて充填されていてもよい。たばこ含有セグメント１０が加熱されることにより、たばこ充填物１４に含まれるたばこ成分、エアロゾル生成基材及び水が気化し、吸引によりこれらはマウスピースセグメント１１へ移行する。

冷却セグメント１２は筒状部材１６で構成される。筒状部材１６は例えば厚紙を円筒状に加工した紙管であることができる。筒状部材１６及び後述するマウスピースライニングペーパー２１には、両者を貫通する穿孔１７が設けられている。穿孔１７の存在により、吸引時に外気が冷却セグメント１２内に導入される。これにより、たばこ含有セグメント１０が加熱されることで生成したエアロゾル気化成分が外気と接触し、その温度が低下するため液化し、エアロゾルが形成される。穿孔１７の径（差し渡し長さ）は特に限定されないが、例えば０．５～１．５ｍｍであることができる。穿孔１７の数は特に限定されず、１つでも２つ以上でもよい。例えば穿孔１７は冷却セグメント１２の周上に複数設けられていてもよい。穿孔１７から導入される外気量は、使用者により吸引される気体全体の体積に対して８５体積％以下が好ましく、８０体積％以下がより好ましい。前記外気量の割合が８５体積％以下であることにより、外気によって希釈されることによる香喫味の低減を十分に抑制することができる。前記外気量の割合の範囲の下限は、冷却性の観点から、５５体積％以上が好ましく、６０体積％以上がより好ましい。

センターホールセグメントは１つまたは複数の中空部を有する充填層と、該充填層を覆うインナープラグラッパーとで構成される。例えば、センターホールセグメント１３は、中空部を有する第二の充填層１８と、第二の充填層１８を覆う第二のインナープラグラッパー１９とで構成される。センターホールセグメント１３は、マウスピースセグメント１１の強度を高める機能を有する。第二の充填層１８は、例えば酢酸セルロース繊維が高密度で充填されトリアセチンを含む可塑剤が酢酸セルロース質量に対して、６～２０質量％添加されて硬化された内径φ５．０～φ１．０ｍｍのロッドとすることができる。第二の充填層１８は繊維の充填密度が高いため、吸引時は、空気やエアロゾルは中空部のみを流れることになり、第二の充填層１８内はほとんど流れない。センターホールセグメント１３内部の第二の充填層１８が繊維充填層であることから、使用時の外側からの触り心地は、使用者に違和感を生じさせることが少ない。なお、センターホールセグメント１３が第二のインナープラグラッパー１９を持たず、熱成型によってその形が保たれていてもよい。

センターホールセグメント１３と、フィルターセグメント１とはアウタープラグラッパー２０で接続されている。アウタープラグラッパー２０は、例えば円筒状の紙であることができる。また、たばこ含有セグメント１０と、冷却セグメント１２と、接続済みのセンターホールセグメント１３及びフィルターセグメント１とは、マウスピースライニングペーパー２１により接続されている。これらの接続は、例えばマウスピースライニングペーパー２１の内側面に酢酸ビニル系糊等の糊を塗り、前記３つのセグメントを入れて巻くことで接続することができる。なお、これらのセグメントは複数のライニングペーパーで複数回に分けて接続されていてもよい。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の軸方向、すなわち図２における水平方向の長さは特に限定されないが、４０ｍｍ～９０ｍｍであることが好ましく、５０ｍｍ～７５ｍｍであることがより好ましく、５０ｍｍ～６０ｍｍであることがさらに好ましい。また、非燃焼加熱型喫煙物品の周の長さは１６ｍｍ～２５ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ～２４ｍｍであることがより好ましく、２１ｍｍ～２３ｍｍであることがさらに好ましい。例えば、たばこ含有セグメント１０の長さは２０ｍｍ、冷却セグメント１２の長さは２０ｍｍ、センターホールセグメント１３の長さは８ｍｍ、フィルターセグメント１の長さは７ｍｍである態様を挙げることができる。なお、フィルターセグメント１の長さは４～１０ｍｍの範囲内で選択可能である。また、その際のフィルターセグメント１の通気抵抗は、セグメント当たり１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇであるように選択される。これら個々のセグメント長さは、製造適性、要求品質等に応じて、適宜変更できる。さらには、センターホールセグメントを用いずに、冷却セグメントの下流側にフィルターセグメントのみを配置しても、非燃焼加熱喫煙物品として機能することもできる。

［非燃焼加熱喫煙システム］
本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品と、たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、を備える。前記非燃焼加熱喫煙システムは本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品を備えるため、香喫味を損なわずにエアロゾル気化成分を十分に冷却することができる。本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品と、前記加熱装置とを備えれば特に限定されず、他の構成を有していてもよい。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムの一例を図３に示す。図３に示される非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品３０と、非燃焼加熱喫煙物品３０のたばこ含有セグメントを外側から加熱する加熱装置３１とを備える。図３（ａ）は非燃焼加熱喫煙物品３０を加熱装置３１に挿入する前の状態を示し、図３（ｂ）は非燃焼加熱喫煙物品３０を加熱装置３１に挿入して加熱する状態を示す。図３に示される加熱装置３１は、ボディ３２と、ヒーター３３と、金属管３４と、電池ユニット３５と、制御ユニット３６とを備える。ボディ３２は筒状の凹部３７を有し、凹部３７の内側側面であって、凹部３７に挿入される非燃焼加熱喫煙物品３０のたばこ含有セグメントと対応する位置に、ヒーター３３及び金属管３４が配置されている。ヒーター３３は電気抵抗によるヒーターであることができ、温度制御を行う制御ユニット３６からの指示により電池ユニット３５より電力が供給され、ヒーター３３の加熱が行われる。ヒーター３３から発せられた熱は、熱伝導度の高い金属管３４を通じて非燃焼加熱喫煙物品３０のたばこ含有セグメントへ伝えられる。図３（ｂ）においては、模式的に図示しているため、非燃焼加熱喫煙物品３０の外周と金属管３４の内周との間に隙間があるが、実際は、熱を効率的に伝達する目的で非燃焼加熱喫煙物品３０の外周と金属管３４の内周との間に隙間は無い方が望ましい。なお、加熱装置３１は非燃焼加熱喫煙物品３０のたばこ含有セグメントを外側から加熱するが、内側から加熱するものであってもよい。

加熱装置による加熱温度は特に限定されないが、４００℃以下であることが好ましく、１５０℃以上４００℃以下であることがより好ましく、２００℃以上３５０℃以下であることがさらに好ましい。なお、加熱温度とは加熱装置のヒーターの温度を示す。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

（冷却性能評価）
冷却セグメントに設けられた穿孔を閉じた非燃焼加熱喫煙物品のフィルターセグメントを、チューブを介して喫煙機と接続した。また、フィルターセグメントの直後に熱電対を配置した。前記非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントをヒーターにより加熱して、前記喫煙機により吸引を行った。ヒーターによる加熱は、２３０℃で５０秒間保持し、２００℃で１３０秒間保持した後、１７０℃で保持するようにした。吸引は、加熱開始から４０秒後に開始し、ＨＣＩ法（Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｎａｄａ Ｉｎｔｅｎｓｅ、カナダ強制喫煙条件法）に基づき、１パフ当たり５５ｍｌ／２秒とし（１パフは３０秒間隔、すなわち２秒間吸引して２８秒間待機すること）、計５パフ行った。１パフ目において前記熱電対により検出された最大温度を測定し、冷却性能を評価した。結果を表１に示す。なお、１パフ目のエアロゾル温度が最も高いので、１パフ目が官能的に喫煙に適する温度であれば実用上問題ない。ＨＣＩ法については、カナダ保険省が示す方法であり、Ｈａｅｌｔｈ Ｃａｎａｄａ－ＴｏｂａｃｃｏＲｅｐｏｒｔｉｎｇ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ＳＯＲ／２０００－２７３に書いてある。なお、穿孔を閉じて評価試験を行ったのは、穿孔から導入される空気による冷却をなくし、フィルターセグメント単体での冷却能力を評価するため、また、ＨＣＩ法では穿孔を閉じて吸引することが条件の一つとして規定されているため、である。

（官能評価）
冷却セグメントに設けられた穿孔を開いた、フィルターセグメントを有する非燃焼加熱喫煙物品を、十分に訓練されたパネラー４人によって前記冷却性能評価と同じ喫煙間隔で喫煙し、官能評価（香喫味、官能温度の評価）を行った。官能評価は以下の基準で行った。
Ａ：香喫味、官能温度の両方で喫煙に適している。
Ｂ：官能温度で喫煙に適しているものの、香喫味がやや弱い。
Ｃ：香喫味で喫煙に適しているものの、官能温度がやや適さない。

（実施例１）
以下のたばこ含有セグメント、冷却セグメント、センターホールセグメント、及びフィルターセグメントを準備した。

＜たばこ含有セグメント＞
抄紙工程により作製されたたばこシートを幅０．８ｍｍに裁断し、エアロゾル生成基材としてグリセリンを１６質量％添加して、たばこ充填物を得た。幅０．８ｍｍに裁断した際の縦方向の長さは約５ｍｍ～２０ｍｍ程度であった。また、たばこ充填物の水分含有量は約１２質量％であった。該たばこ充填物を、木材パルプを主成分とする坪量３５ｇ／ｍ^２、厚さ５０μｍのラッパーで巻装して、たばこ含有セグメントを製造した。巻装するための装置としては通常のシガレット製造機を用いた。たばこ含有セグメントは円柱状であり、円周は２２ｍｍ、軸方向の長さは２０ｍｍであった。ラッパーで巻装されたたばこ充填物は、ロッド内でランダムな方向性で充填されていた。たばこ含有セグメント中のたばこ充填物の質量は２８０ｍｇ／ｓｅｇであった。

＜冷却セグメント＞
Ｈａｕｎｉ社製の紙管製造装置により、坪量１００ｇ／ｍ^２、厚さ１２５μｍの厚紙を用いて紙管である冷却セグメントを製造した。冷却セグメントは円柱状であり、円周は約２１．７５ｍｍ、軸方向の長さは２０ｍｍであった。また、該紙管製造装置は厚紙を２枚張り合わせて紙管とする機構であるため、得られた冷却セグメントの厚さは約２５０μｍであった。

＜センターホールセグメント＞
Ｈａｕｎｉ社製のセンターホールセグメント製造装置により、酢酸セルロース繊維束を充填材、酢酸セルロース繊維同士を接着してセグメント硬さを担保するためのトリアセチンを可塑剤として用いて、中空のセンターホールセグメントを製造した。酢酸セルロース繊維束の単繊度は８．０デニール、総繊度は４００００デニール、繊維断面形状はＹ断面であった。対酢酸セルロース繊維束質量で１５質量％のトリアセチンが酢酸セルロース繊維束に噴霧された。センターホールセグメントは円柱状であり、円周は約２１．５ｍｍ、軸方向の長さは８ｍｍであった。また、円柱の中央部分に内径約φ５ｍｍの中空部が１つ形成された。酢酸セルロース繊維束を巻装するためのラッパーは用いずに、いわゆる「ノンラップロッド」としてセンターホールセグメントを作製した。中空形状で充填された酢酸セルロース繊維束の充填密度は０．２８０ｇ／ｃｍ^３であった。

＜フィルターセグメント＞
Ｈａｕｎｉ社製のフィルター製造装置により、酢酸セルロース繊維束を充填材、酢酸セルロース繊維同士を接着してセグメント硬さを担保するためのトリアセチンを可塑剤として用いて、中実のフィルターセグメントを製造した。前記トリアセチンが噴霧された酢酸セルロース繊維束は、フィルター製造装置により、坪量２７ｇ／ｍ^２のインナープラグラッパーで巻装された。酢酸セルロース繊維束の単繊度は５デニール、総繊度は３５０００デニール、繊維断面形状はＹ断面であった。対酢酸セルロース繊維束質量で６質量％のトリアセチンが酢酸セルロース繊維束に噴霧された。フィルターセグメントは円柱状であり、円周は約２１．５ｍｍ、軸方向の長さは７ｍｍであった。酢酸セルロース繊維束の充填密度は０．１３５ｇ／ｃｍ^３であった。

前記センターホールセグメントと前記フィルターセグメントとをアウタープラグラッパーで接続した。前記たばこ含有セグメントと、前記冷却セグメントと、接続された前記センターホールセグメント及び前記フィルターセグメントとを、コンバイナーにおいて１枚のマウスピースライニングペーパーによって接続した。接続後、コンバイナーに設置されているレーザー開孔機により、マウスピースライニングペーパーと冷却セグメント（紙管）とを貫通する穿孔を形成した。穿孔は縦約２５０μｍ、横約２００μｍの形状であり、円周上に１列、ほぼ等間隔で１７個形成された。使用者により吸引される気体全体の体積に対する、該穿孔から導入される外気量の割合は約７５％であった。これにより、非燃焼加熱喫煙物品を得た。フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗は２１．８ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇであった。得られた非燃焼加熱喫煙物品を用いて前記冷却性能評価及び前記官能評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例２）
酢酸セルロース繊維の充填量を増加させたフィルターセグメントを用いた以外は、実施例１と同様に非燃焼加熱喫煙物品を作製した。フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗は２５．０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇであった。得られた非燃焼加熱喫煙物品を用いて前記冷却性能評価及び前記官能評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例３）
酢酸セルロース繊維の充填量を増加させたフィルターセグメントを用いた以外は、実施例１と同様に非燃焼加熱喫煙物品を作製した。フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗は３０．８ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇであった。得られた非燃焼加熱喫煙物品を用いて前記冷却性能評価及び前記官能評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例１）
フィルターセグメントとして、酢酸セルロース繊維が充填されていない筒状のセグメントを用いた以外は、実施例１と同様に非燃焼加熱喫煙物品を作製した。フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗は０．０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇであった。得られた非燃焼加熱喫煙物品を用いて前記冷却性能評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例２）
前記フィルターセグメントの長さを半分にした以外は、実施例１と同様に非燃焼加熱喫煙物品を作製した。フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗は１０．９ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇであった。得られた非燃焼加熱喫煙物品を用いて前記冷却性能評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例３）
前記フィルターセグメントの長さを２倍にした以外は、実施例３と同様に非燃焼加熱喫煙物品を作製した。フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗は６１．６ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇであった。得られた非燃焼加熱喫煙物品を用いて前記冷却性能評価を行った。結果を表１に示す。

表１に示されるように、実施例１～３では１パフ目の最大温度が十分に低く、エアロゾル気化成分が十分に冷却されていることが確認された。また、実施例１～３において官能評価を行った結果、実施例２が香喫味、官能温度の両方で喫煙に適しており、最適であることが確認された。一方、実施例３では香喫味が実施例２よりもやや弱く、実施例１では官能温度が実施例２よりもやや高いことが確認されたが、実用上問題ない程度であった。なお、比較例３では冷却性能評価における１パフ目の最大温度は十分に低いが、セグメント当たりの通気抵抗が実施例３の２倍であるため、官能評価を行った場合香喫味が実施例３よりもさらに弱いことが予測される。
本発明は以下の実施態様を含む。
［１］セグメント当たりの通気抵抗が１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇである非燃焼加熱喫煙物品用のフィルターセグメント。
［２］前記セグメント当たりの通気抵抗が２０～４０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇである［１］に記載のフィルターセグメント。
［３］前記セグメント当たりの通気抵抗が２５～３０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇである［１］又は［２］に記載のフィルターセグメント。
［４］軸方向の長さが４～１０ｍｍである［１］～［３］のいずれかに記載のフィルターセグメント。
［５］前記セグメント当たりの通気抵抗が１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／７ｍｍである［１］に記載のフィルターセグメント。
［６］たばこ含有セグメントと、
周上に穿孔を有する筒状の冷却セグメントと、
［１］～［５］のいずれかに記載のフィルターセグメントと、
を備える非燃焼加熱喫煙物品。
［７］前記穿孔が複数設けられている［６］に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
［８］前記たばこ含有セグメントが、たばこと、エアロゾル生成基材と、を含む［６］又は［７］に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
［９］［６］～［８］のいずれかに記載の非燃焼加熱喫煙物品と、
前記たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、
を備える非燃焼加熱喫煙システム。
［１０］前記加熱装置による加熱温度が１５０～４００℃である［９］に記載の非燃焼加熱喫煙システム。

１ フィルターセグメント
２ 第一の充填層
３ 第一のインナープラグラッパー
１０ たばこ含有セグメント
１１ マウスピースセグメント
１２ 冷却セグメント
１３ センターホールセグメント
１４ たばこ充填物
１５ ラッパー
１６ 筒状部材
１７ 穿孔
１８ 第二の充填層
１９ 第二のインナープラグラッパー
２０ アウタープラグラッパー
２１ マウスピースライニングペーパー
３０ 非燃焼加熱喫煙物品
３１ 加熱装置
３２ ボディ
３３ ヒーター
３４ 金属管
３５ 電池ユニット
３６ 制御ユニット
３７ 凹部

Claims (13)

1. たばこ含有セグメントと、
   周上に穿孔を有する筒状の冷却セグメントと、
   セグメント当たりの通気抵抗が１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇである非燃焼加熱喫煙物品用のフィルターセグメントと、
   を備える非燃焼加熱喫煙物品であって、
   前記穿孔から導入される外気量が、使用者により吸引される気体全体の体積に対して８５体積％以下であり、
   前記フィルターセグメントには酢酸セルロース繊維が充填されており、前記酢酸セルロース繊維の充填密度が０．１３～０．１８ｇ／ｃｍ ^３ である、非燃焼加熱喫煙物品。
2. 前記フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗が２０～４０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇである請求項１に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
3. 前記フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗が２５～３０ｍｍＨ_２Ｏ／ｓｅｇである請求項１又は２に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
4. 前記フィルターセグメントの軸方向の長さが４～１０ｍｍである請求項１～３のいずれか一項に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
5. 前記フィルターセグメントのセグメント当たりの通気抵抗が１５～６０ｍｍＨ_２Ｏ／７ｍｍである請求項１に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
6. 前記穿孔が複数設けられている請求項１～５のいずれか一項に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
7. 前記たばこ含有セグメントが、たばこと、エアロゾル生成基材と、を含むたばこ充填物を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
8. 前記たばこ充填物中の前記エアロゾル生成基材の含有量が１０～２０質量％である、請求項７に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
9. 前記たばこ充填物の充填密度が２５０ｍｇ／ｃｍ^３以上４２０ｍｇ／ｃｍ^３以下である、請求項７又は８に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
10. 前記たばこ含有セグメント中の前記たばこ充填物の含有量の範囲が２００～４５０ｍｇである、請求項７～９のいずれか一項に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
11. 前記穿孔の径が０．５～１．５ｍｍである、請求項１～１０のいずれか一項に記載の非燃焼加熱喫煙物品。
12. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の非燃焼加熱喫煙物品と、
    前記たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、
    を備える非燃焼加熱喫煙システム。
13. 前記加熱装置による加熱温度が１５０～４００℃である請求項１２に記載の非燃焼加熱喫煙システム。

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