JP2019070217A

JP2019070217A - 電子タバコチップ用のトウバンド及び電子タバコ用チップ

Info

Publication number: JP2019070217A
Application number: JP2017197909A
Authority: JP
Inventors: 一樹相原; Kazuki Aihara; 亜貴子柴垣; Akiko Shibagaki
Original assignee: Daicel Corp
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2019-05-09
Also published as: KR20190040885A

Abstract

【課題】電子タバコ用チップにおいて、硬度が低下するのを抑制しながら、エアロゾルの濾過度を抑制可能にする。【解決手段】複数本のフィラメントを束状に合一し且つ捲縮してなる、セルロースアセテートのトウバンドであって、トータルデニールが、２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定され、フィラメントのフェレエリアが、０．６以上０．８未満の範囲の値に設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電子タバコチップ用のトウバンド及び電子タバコ用チップに関する。

本書では、以下の定義された各用語を使用する。

ＴＤ：全繊維度（トータルデニール）であり、トウの集合体（トウバンド）の繊維度（９０００ｍ当たりのグラム数）を指す。

ＦＤ：単繊維度（フィラメントデニール）であり、単繊維（１本のフィラメント）の繊維度（９０００ｍ当たりのグラム数）を指す。単繊維デニールとも称する。

フィラメント：連続する長繊維（long fiber）を指す。特には、紡糸口金の紡糸孔から吐出された単繊維を指す。

紡糸孔：紡糸筒の紡糸口金に形成され、フィラメントを吐出（紡糸）する。

トウバンド：複数の紡糸筒のそれぞれから吐出されたフィラメント（単繊維）の集合体であるトウが合一され、ＴＤが所定の数値に設定される。この合一され且つＴＤが所定の数値に設定されたトウは捲縮される。この捲縮されたトウ（フィラメントの集合体）をトウバンドと称する。即ちトウバンドは、ＴＤと捲縮数を有する。トウバンドは、ベール状に梱包される。

トウ：紡糸孔から吐出された複数本のフィラメント集合体を指す。エンドやヤーンもトウのひとつの様態である。

エンド：複数の紡糸筒の紡糸孔から吐出された複数本のフィラメントが所定のトータルデニールを持つように合一（収束）されたフィラメントの集合体を指す。

ヤーン：１つの紡糸筒から吐出されたフィラメントの束を指す。従って、ヤーンは、合一される前のフィラメントの集合体である。

フェレエリア：フィラメントの断面の異形性を評価するために利用可能な指標の一つを指す。フェレエリアの導出に際し、フィラメントの任意位置にてフィラメント長軸方向に対して垂直に切断することでフィラメントの断面がとられる。この断面に外接する平行四辺形が仮想される。この仮想平行四辺形では、２組の対辺のうち一方が、フィラメントの断面に外接する２平行線であって線間距離が最大値（いわゆる最大フェレ径（maximum Feret diamater））となる２線である。また仮想平行四辺形では、２組の対辺のうち他方が、フィラメントの断面に外接する２平行線であって線間距離が最小値（いわゆる最小フェレ径（minimum Feret diamater））となる２平行線である。フェレエリアは、フィラメントの断面積を仮想平行四辺形の面積で除算することで求まる面積比、換言すれば、仮想平行四辺形におけるフィラメントの断面の占有率である。

比Ｓ／Ｌ：フィラメントの断面積をＳ、フィラメントの断面の周長をＬとした場合における、フィラメントの断面の異形性を評価するために利用可能な指標の一つを指す。

チップ：シガレットの喫煙時や電子タバコの使用時にタバコ成分を通過させるフィルターを指す。チップは、例えば、所定の通気性材料をロッド状に成形して、その外周に巻紙を巻回することで構成される。

セルロースアセテート、特にはセルロースジアセテートからなるフィラメントは、電子タバコを含むタバコ用のチップの材料として有用である。この用途には、例えば、捲縮された長繊維のセルロースアセテートのフィラメントにより構成されるセルロースアセテートトウバンドが用いられている。

タバコ用チップに用いられるトウバンドには、適度な通気抵抗（ＰＤ）を有することが求められる。このため、例えば特許文献１には、タバコ用チップに用いられるトウバンドとして、フィラメントデニールを５．０以上の値に設定し、フィラメントのフェレエリアを０．５以上の値に設定することで、通気抵抗を調整したトウバンドが開示されている。

近年、電子タバコが普及している。電子タバコは、例えば特許文献２に開示されるように、タバコ成分である揮発成分を含有する基材と、基材を加熱する加熱部と、加熱した基材からの揮発成分を冷却・凝集させてエアロゾルを形成する冷却部と、冷却部を通過したエアロゾルを濾過するチップとを備える。

チップは、電子タバコの使用時にユーザに咥えられる。チップは、例えば、セルロースアセテートトウバンド（以下、単にトウバンドとも称する。）により製造される。この場合、トウバンドを開繊して可塑剤を添着し、ロッド状に成形する。そして、このトウバンドの成形体の外周に巻紙を巻回して、成形体と巻紙とを所定寸法に切断することで、チップが製造される。

国際公開第２０１５／１３６５７３号公報特表２０１５−５０３３３５号公報

電子タバコでは、エアロゾルにタバコ成分が含まれるため、ユーザがチップを通過したエアロゾルを容易に吸引して味わうことができるように、チップのエアロゾルの濾過度は低いことが好ましい。また電子タバコには、通常のシガレットに近い吸い心地が得られることが望まれる。このため、電子タバコのチップは、通常のシガレットのチップのように、適度な硬度を有することが好ましい。

ここで、チップのエアロゾルの濾過度を抑制するために、例えばチップに含まれるトウバンドのフィラメント本数を減少させると、チップの硬度が低下して、通常のシガレットのような吸い心地が得られにくくなるおそれがある。

そこで本発明は、電子タバコ用チップにおいて、硬度が低下するのを抑制しながら、エアロゾルの濾過度を抑制可能にすることを目的としている。

電子タバコ用チップでは、エアロゾルは、トウバンドのフィラメントに衝突して捕集される。ここで本願発明者の検討により、フィラメントのエアロゾルの捕集能力は、前記した仮想平行四辺形を断面形状とする仮想フィラメントのエアロゾルの捕集能力と概略同等であることが分かっている。フィラメントの断面の異形性が大きくなるとフェレエリアが小さくなる。また、フィラメントの断面の異形性が小さくなるとフェレエリアは大きくなる。

また電子タバコ用チップでは、トウバンドのフィラメントの比Ｓ／Ｌが小さいほど、フィラメントの断面積、ひいてはチップに対するトウ詰め込み重量に対して、フィラメントのエアロゾルの捕集性能は高くなることが分かっている。フィラメントの断面の異形性が大きくなると、比Ｓ／Ｌは小さくなる。また、フィラメントの断面の異形性が小さくなると、比Ｓ／Ｌは大きくなる。

本願発明者らは、フェレエリアが比較的大きいフィラメントからなるトウバンドにより電子タバコ用チップを製造することで、異形断面を有するフィラメントからなる同等質量のトウバンドにより電子タバコ用チップを製造した場合と比較して、電子タバコ用チップにおけるフィラメントのエアロゾルの捕集能力を低下させてエアロゾルの濾過度を抑制できることを見出した。

また本願発明者らは、フィラメントデニールを特定範囲の値に設定することにより、比Ｓ／Ｌを適切な範囲の値に調整してエアロゾルの濾過度を抑制できることを見出した。本発明の以下の各態様は、このような観点に基づいてなされたものである。

即ち、本発明の一態様に係る電子タバコチップ用のトウバンドは、複数本のフィラメントを束状に合一し且つ捲縮してなる、セルロースアセテートのトウバンドであって、トータルデニールが、２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定され、前記フィラメントのフェレエリアが、０．６以上０．８未満の範囲の値に設定されている。

上記構成によれば、フィラメントのフェレエリアが０．６以上０．８未満の範囲の値に設定されているので、フィラメントの断面の異形性が抑えられている。このため、該トウバンドにより製造した電子タバコ用チップは、フェレエリアが０．６未満であり且つ同等質量のフィラメントからなるトウバンドにより製造した電子タバコ用チップに比べて、エアロゾルの濾過度を抑制できる。

また、トータルデニールが２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定されていることにより、フィラメントデニールが比較的大きなフィラメントを用いながら、フィラメント本数の減少によるチップの硬度の低下を防止できる。従って、通常のシガレットに近い優れた吸い心地を得ることができる。

また、本発明の別の態様に係る電子タバコチップ用のトウバンドは、複数本のフィラメントを束状に合一し且つ捲縮してなる、セルロースアセテートのトウバンドであって、トータルデニールが、２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定され、前記フィラメントの断面の面積をＳ、前記断面の周長をＬとした場合における前記面積と前記周長との比Ｓ／Ｌが、５．０以上の値に設定されている。

上記構成によれば、比Ｓ／Ｌが、５．０以上の値に設定されているので、フィラメントのフェレエリアを０．６以上０．８未満の範囲の値に設定した場合と同様に、フィラメントの断面の異形性が抑えられている。このため、該トウバンドにより製造した電子タバコ用チップは、比Ｓ／Ｌが５．０未満であり且つ同等質量のフィラメントからなるトウバンドにより製造した電子タバコ用チップに比べて、エアロゾルの濾過度を抑制できる。

また、本発明の別の態様に係る電子タバコ用チップは、上記いずれかの態様のトウバンドがロッド状に成形されてなる成形体と、前記成形体の周面に巻回された巻紙とを備える。これにより、通常のシガレットに近い優れた吸い心地を得ることが可能な電子タバコ用チップを製造できる。

チップの長さ寸法が、５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲の値に設定されていてもよい。これにより、ユーザがチップを咥えたときの感覚を、ユーザが通常のシガレットのチップを咥えたときの感覚に一層近づけることができ、電子タバコの吸い心地を更に向上できる。

エアロゾルの濾過度が２０％未満であってもよい。これにより、ユーザが電子タバコのエアロゾルを更に吸引し易くすることができる。

本発明の各態様によれば、電子タバコ用チップにおいて、硬度が低下するのを抑制しながら、エアロゾルの濾過度を抑制できる。

実施形態に係るトウバンド製造装置の全体図である。実施形態に係るチップ製造装置の全体図である。実施形態に係る電子タバコの断面図である。

（実施形態）
本発明の実施形態について、各図を参照しながら説明する。

［セルロースアセテートトウバンド製造装置］
図１は、セルロースアセテート（以下、ＣＡとも称する。）トウバンド製造装置１の全体図である。ＣＡトウバンド製造装置１は、乾式紡糸法によりＣＡフィラメント６１を紡糸する。またＣＡトウバンド製造装置１は、ＣＡフィラメント６１により、ヤーン６２、エンド６３、及びＣＡトウバンド６４を製造する。

ＣＡトウバンド製造装置１は、混合装置２、濾過装置３、紡糸ユニット４、油剤添着ユニット５、ゴデットロール６、ガイドピン７，８、捲縮装置９、及び乾燥装置１０を備える。

ＣＡトウバンド製造装置１では、セルロースジアセテート等のセルロースアセテートフレークが、所定濃度（例えば紡糸原液６０の２０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の範囲の重量濃度値）で有機溶媒に溶解された紡糸原液６０が用いられる。

紡糸原液６０は、混合装置２により混合された後、濾過装置３により濾過される。濾過装置３を通過した紡糸原液６０は、紡糸ユニット４の紡糸筒１４上に備えられた紡糸口金１５が有する複数の紡糸孔から吐出される。

紡糸孔は、円形に形成されている。紡糸孔の直径は、製造後のＣＡフィラメント６１のＦＤに合わせて適宜設定される。各紡糸孔から吐出された紡糸原液は、不図示の乾燥ユニットから紡糸筒１４内に供給される熱風により、有機溶媒を蒸発させられることで乾燥する。これにより、固体のＣＡフィラメント６１が形成される。

ここで、紡糸口金１５の紡糸孔が円形であることにより、ＣＡフィラメント６１の断面が円形となり、ＣＡフィラメント６１の断面の異形性が抑えられる。即ち、ＣＡフィラメント６１の断面形状は、紡糸孔を通過した紡糸原液６０の表面から有機溶媒が蒸発する速度である蒸発速度と、紡糸孔を通過した紡糸原液６０の有機溶媒が紡糸原液６０の中心から表面に拡散する拡散速度との関係によって変化する。紡糸孔を通過した紡糸原液６０の表面積である蒸発表面積が大きいと、蒸発速度が拡散速度に比べて速くなり、フィラメントの表面が固化した後にフィラメントの内部から有機溶媒が拡散することで、断面形状が異形になり易い。

これに対して本実施形態では、紡糸孔が円形であることにより、紡糸孔を通過した紡糸原液６０の蒸発表面積が低減されているので、蒸発速度が拡散速度に比べて速くなるのが抑えられる。これにより、ＣＡフィラメント６１の断面は円形となり、フェレエリアが後述する値に設定されて、ＣＡフィラメント６１の断面の異形性が抑えられる。

また、直径が適切に設定された円形の紡糸孔から吐出されることにより、ＣＡフィラメント６１のＳ／Ｌの値は、後述する値に設定される。なお、ＣＡフィラメント６１のフェレエリアとＳ／Ｌとの各値を調整して目的のＣＡフィラメント６１を紡糸する基本的方法については、前述した特許文献１の記載を参照できる。

１つの紡糸筒１４を通過した複数本のＣＡフィラメント６１は、ガイドピン７，８により集束されてヤーン６２となる。ヤーン６２は、油剤添着ユニット５により繊維油剤を添着された後、ゴデットロール６により巻き取られる。その後ヤーン６２は、所定の巻取装置により引き取られる。

ヤーン６２を製造する一連のユニット、即ち、紡糸口金１５からの紡糸原液６０を吐出してＣＡフィラメント６１を紡糸する紡糸ユニット４、乾燥ユニット、油剤添着ユニット５、及び、ゴデットロールを有する巻取ユニットは、併せてステーションと称される。通常では、複数のステーションが、一列に並べて配置されている。

ヤーン６２は、ゴデットロール６の周面から巻取装置により引き取られる。各ステーションを通過したヤーン６２は、ステーションの配列方向に沿って搬送され、順次集積又は積層される。これにより、複数のヤーン６２が収束されて、ヤーン６２の偏平な集合体であるエンド（トウ）６３が形成される。エンド６３は、複数のヤーン６２を収束して所定のＴＤに設定したものである。エンド６３は、搬送されて捲縮装置９へと導かれる。

捲縮装置９は、一対のニップロール１６，１７と、スタッフィングボックス（捲縮箱）１８とを有する。エンド６３は、一対のニップロール１６，１７間を通過した後、スタッフィングボックス１８内に押し込まれる。エンド６３がスタッフィングボックス１８内に押し込まれる際の抵抗よりも大きな力で、エンド６３がスタッフィングボックス１８内に押し込まれることにより、エンド６３に捲縮が付与される。これにより、ＣＡトウバンド６４が製造される。

捲縮装置９を通過したＣＡトウバンド６４は、乾燥装置１０により乾燥される。乾燥装置１０を通過したＣＡトウバンド６４は、集積された後、梱包容器１９に圧縮梱包されてベールとなる。図１の梱包容器１９は、断面構造を示している。

本実施形態のＣＡトウバンド製造装置１により製造されたＣＡトウバンド６４は、ＴＤが２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定され、ＣＡフィラメント６１のフェレエリアが、０．６以上０．８未満の範囲の値に設定されている。

またＣＡトウバンド６４は、ＴＤが２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定され、ＣＡフィラメント６１の比Ｓ／Ｌが、５．０以上の値に設定されている。

ＣＡトウバンド６４のＴＤの値は、上記範囲内において適宜設定可能であるが、２３０００以上４００００以下の範囲の値であることが好ましく、２３０００以上３８０００以下の範囲の値であることがより好ましく、２３０００以上３５０００以下の範囲の値であることが一層好ましい。

また、ＣＡトウバンド６４のＦＤの値は、上記範囲内において適宜設定可能であるが、７．０以上２９．０未満の範囲の値であることが好ましく、７．０以上２５．０以下の範囲の値であることがより好ましく、７．０以上２０．０以下の範囲の値であることが一層好ましい。

［チップ製造装置］
図２は、実施形態に係るチップ製造装置２０の全体図である。図２に示すように、チップ製造装置２０は、収束リング２１、第１開繊ユニット２２、ターンバッフル２３、第２開繊ユニット２４、プレテンションロール対２５、第１開繊ロール対２６、第２開繊ロール対２７、第３開繊ユニット２８、可塑剤添着装置２９、搬送ロール対３０、トランスポートジェット３１、巻管部３２、及び切断装置３３を備える。図２の梱包容器１９は、断面構造を示している。

チップ製造装置２０では、梱包容器１９内から繰り上げられたＣＡトウバンド６４が、収束リング２１に挿通された後、第１開繊ユニット２２において加圧空気により幅方向に開繊される。その後ＣＡトウバンド６４は、ターンバッフル２３により案内される。

次にＣＡトウバンド６４は、第２開繊ユニット２４において加圧空気により更に幅方向に開繊された後、プレテンションロール対２５間、第１開繊ロール対２６間、及び第２開繊ロール対２７間に順に挿通されることにより、ＣＡトウバンド６４の搬送方向に開繊される。

第２開繊ロール対２７間を通過したＣＡトウバンド６４は、第３開繊ユニット２８において加圧空気により更に幅方向に開繊された後、可塑剤添着装置２９により可塑剤を添着される。

可塑剤添着装置２９を通過したＣＡトウバンド６４は、搬送ロール対３０間に挿通された後、トランスポートジェット３１に導入されて、ジェット気流により巻管部３２に搬入される。

巻管部３２は、ファンネル４１、トング４２、及びガニチャー４３を有する。巻管部３２に搬入されたＣＡトウバンド６４は、ファンネル４１において渦巻状に巻き取られてロッド状に成形される。これにより、ＣＡトウバンド６４がロッド状に成形されてなる成形体６５が形成される。

また巻紙４０が、トング４２により成形体６５に向けて案内される。成形体６５は、ガニチャー４３により搬送されると共に、その外周に巻紙４０が巻回され且つ固定される。

切断装置３３は、成形体６５を間隔をあけて切断する。これによりプラグ６６が製造される。プラグ６６を更に切断することで、チップ６７が製造される。

［電子タバコ用チップ］
図３は、実施形態に係る電子タバコ５０の断面図である。電子タバコ５０は長尺状であり、電子タバコユニット５１と、エアロゾル発生物品５２とを備える。電子タバコユニット５１は、筐体５３、電源５４、表示部５５、制御部５６、加熱部５７、及び操作部５８を有する。

筐体５３は長尺状に形成されている。電源５４、制御部５６、及び加熱部５７は、筐体５３に収容されている。表示部５５と操作部５８とは、筐体５３の外表面（ここでは紙面裏側における筐体５３の側面）に配置されている。筐体５３の形状は、本実施形態では電子タバコユニット５１の長手方向一端が閉塞された直管状であるが、これに限定されない。

制御部５６は、配線６８により電源５４、表示部５５、及び加熱部５７に接続されている。制御部５６は、一例としてワンチップマイクロコンピュータであり、操作部５８からのユーザの操作入力を受け付ける。これにより制御部５６は、所定のタイミングで電源５４の電力を加熱部５７に供給、又は、該電力の加熱部５７への供給を遮断するように、電子タバコユニット５１の電源回路を制御する。また制御部５６は、ユーザに向けて所定情報を表示するように、表示部５５を制御する。

電源５４は、一例として二次電池であり、ここではリチウムイオン電池である。表示部５５は、ＬＣＤであるが、文字を表示しなくてもよい。表示部５５は、文字を表示しない場合は、例えばＬＥＤランプ等のランプでもよい。

加熱部５７は、エアロゾル発生物品５２の基材７０を、電源５４から供給される電力により加熱する。加熱部５７は、電子タバコユニット５１内において、基材７０と接触するように設けられている。本実施形態の加熱部５７は、基材７０内に差し込まれて基材７０を内部からジュール熱により加熱するためのブレード７０ａを有する。筐体５３と加熱部５７との間には、電子タバコ５０の使用時に差込口５１ａとエアロゾル発生物品５２との隙間から基材７０に向けて外気を流通させるための流通路５９が設けられている。

エアロゾル発生物品５２は、電子タバコ５０の使用時には、電子タバコユニット５１の長手方向他端に形成された差込口５１ａに差し込まれる。エアロゾル発生物品５２はロッド状であり、基材７０、セパレータパイプ７１、エアロゾル発生部７２、チップ６７、及び巻紙７３を有する。エアロゾル発生物品５２では、その長手方向一端から他端に向けて、基材７０、セパレータパイプ７１、エアロゾル発生部７２、及びチップ６７が、この順に配置されている。巻紙７３は、これらの要素６６，７０〜７２の外周を一体的に巻回している。

基材７０は、エアロゾル発生物品５２の長手方向一端に配置されている。基材７０は、タバコ成分である揮発成分を含有すると共に、電子タバコユニット５１の差込口５１ａから電子タバコユニット５１の内部に差し込まれる。基材７０は、電子タバコ５０の使用時に加熱部５７に加熱されることで揮発成分を発生する。

基材７０は、揮発成分を発生する香味材料、例えばニコチンを含む。具体的に基材７０は、タバコ葉、タバコリブ、膨張タバコ、均質化タバコ、及びハーブ葉の少なくともいずれかを含んでいることが好ましい。これらの材料は、例えば、細断片状、粉体状、糸状、又は帯状のいずれかの形状のような固体で含まれていてもよいし、液体で含まれていてもよいし、固体及び液体の両方の形態で含まれていてもよい。該材料が液体で含まれる場合、該材料の液体はカプセルに封入されていてもよい。このようなカプセルは、電子タバコ５０の使用時に加熱されて溶融される。

また基材７０は、ニコチン以外の香味材料を含んでいてもよい。香味材料は、熱的に安定した担持体に保持されていてもよい。また香味材料は、シート状、発泡体状、ゲル状、又はスラリー状の形態で、担持体に保持されていてもよい。また香味材料は、基材７０の全体に均一に含まれていてもよいし、基材７０中に偏在して含まれていてもよい。

セパレータパイプ７１は、エアロゾル発生物品５２の長手方向に延び、基材７０とエアロゾル発生部７２との間に配置されることで、基材７０とエアロゾル発生部７２とを離隔するセパレータとして機能する。これによりセパレータパイプ７１は、エアロゾル発生物品５２が差込口５１ａから電子タバコユニット５１の内部に差し込まれる際、エアロゾル発生物品５２が長手方向に圧縮されて基材７０がエアロゾル発生部７２に接触する程度まで押し潰されるのを防止する。

本実施形態のセパレータパイプ７１は、中空のロッド状に形成されている。セパレータパイプ７１の中空部には、電子タバコ５０の使用時に基材７０から発生した揮発成分が、チップ６７に向けて流通する。一例として、セパレータパイプ７１は、セルロースジアセテートにより構成されているが、これに限定されず、ポリプロピレン等の他の材料により構成されていてもよい。

エアロゾル発生部７２は、エアロゾル発生物品５２の長手方向に延び、セパレータパイプ７１を通過した基材７０からの揮発成分を冷却・凝集することで、エアロゾルを発生させる。

エアロゾル発生部７２は、例えば、エアロゾル発生物品５２の周方向に巻回された帯状のシート体、又は、各折り目がエアロゾル発生物品５２の長手方向に延びるように細かく折り畳まれた帯状のシート体により構成される。エアロゾル発生部７２では、このように巻回され又は細かく折り畳まれたシート体の間隙により、エアロゾルの流通経路が形成されている。

このエアロゾル発生部７２のシート体は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、ＰＥＴＧ（高強度ポリエチレンテレフタレート（ポリエチレンテレフタレート共重合体））、ポリ乳酸、セルロースアセテート、デンプン系ポリエステル、多孔性ペーパー、アルミホイル等のいずれかの材料により構成されている。エアロゾル発生物品５２が使い捨て物品であることを考慮すると、シート体は、生分解性を有するポリ乳酸や多孔性ペーパー等の材料により構成されることが好ましい。

本実施形態のチップ６７は、ＣＡトウバンド製造装置１により製造されたＣＡトウバンド６４を用いて、チップ製造装置２０により製造されたものである。チップ６７は、エアロゾル発生物品５２の長手方向他端に配置されている。

チップ６７は、成形体６５と、この成形体６５の周面に巻回された巻紙４０とを備える。チップ６７は、電子タバコ５０の使用時にユーザに咥えられ、エアロゾル発生部７２を通過したエアロゾルを濾過する。

ここで、電子タバコの吸い心地は、通常のシガレットの吸い心地に近いことが好ましい。このためチップ６７は、通常のシガレットのチップと同様に、複数本のＣＡフィラメント６１を束状に合一し且つ捲縮してなるＣＡトウバンド６４により構成されている。

チップ６７の長さ寸法（電子タバコ５０の差込口５１ａに対する差し込み方向におけるチップ６７の寸法）は、適宜設定可能であり、例えば５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲の値に設定されている。またチップ６７の長さ寸法は、例えば、下限値を５ｍｍ，７ｍｍ，１０ｍｍのいずれかとし、上限値を１７ｍｍ，２０ｍｍ，２５ｍｍ，２８ｍｍ，３０ｍｍ，３５ｍｍのいずれかとする範囲の値に設定できる。

ここで、チップ６７の通気抵抗（ＰＤ）は、チップ６７の長さ寸法に比例する。従って、製造しようとするチップ６７の通気抵抗は、当該チップ６７の長さ寸法を、通気抵抗が既知のチップ６７の長さ寸法と比較することで算出できる。チップ６７の周長は、適宜設定可能であるが、一例として、１９ｍｍより大きい値に設定されており、ここでは２４.５ｍｍに設定されている。

電子タバコ５０の使用時には、ユーザは、エアロゾル発生物品５２を差込口５１ａから電子タバコユニット５１の内部に差し込み、操作部５８を操作して、電子タバコユニット５１の電源をＯＮにする。

これにより制御部５６は、電源５４からの電力により加熱部５７を加熱するように電源回路を制御する。加熱部５７が所定温度まで加熱された状態で所定時間が経過すると、制御部５６は表示部５５を通じて喫煙可能になった旨をユーザに表示する。

ユーザがチップ６７を咥えて息を吸い込むことで、加熱部５７により加熱されて揮発した基材７０からの揮発成分が、セパレータパイプ７１を流通する。セパレータパイプ７１を通過した揮発成分は、エアロゾル発生部７２の間隙を流通する際に冷却・凝集される。これにより、揮発成分を含むエアロゾル（液滴）が発生する。

エアロゾル発生部７２を通過したエアロゾルは、チップ６７において適切に濾過された後、ユーザに吸引される。チップ６７に用いられたＣＡトウバンド６４にエアロゾルが衝突することで、エアロゾルは更に温度低下されてユーザに吸引される。

ここでＣＡトウバンド６４は、ＴＤが２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定され、ＣＡフィラメント６１のフェレエリアが、０．６以上０．８未満の範囲の値に設定されている。

このようにチップ６７では、ＣＡフィラメント６１のフェレエリアが０．６以上０．８未満の範囲の値に設定されているので、ＣＡフィラメント６１の断面の異形性が抑えられている。このため、トウバンド６４により製造されたチップ６７は、フェレエリアが０．６未満であり且つ同等質量のフィラメントからなるトウバンドにより製造した電子タバコ用チップに比べて、エアロゾルの濾過度を抑制できる。

またチップ６７によれば、比Ｓ／Ｌが、５．０以上の値に設定されていることによっても、ＣＡフィラメント６１の断面の異形性が抑えられている。このため、トウバンド６４により製造したチップ６７は、比Ｓ／Ｌが５．０未満であり且つ同等質量のフィラメントからなるトウバンドにより製造した電子タバコ用チップに比べて、エアロゾルの濾過度を抑制できる。

また、ＴＤが２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定されていることにより、ＦＤが比較的大きなＣＡフィラメント６１を用いながら、ＣＡフィラメント６１の本数の減少によるチップ６７の硬度の低下を防止できる。従って、通常のシガレットに近い優れた吸い心地を得ることができる。

また、チップ６７の長さ寸法が、５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲の値に設定されているので、ユーザがチップ６７を咥えたときの感覚を、通常のシガレットのチップを咥えたときの感覚に一層近づけることができ、電子タバコ５０の吸い心地を更に向上できる。

また、チップ６７のエアロゾルの濾過度が２０％未満であるため、ユーザが電子タバコ５０のエアロゾルを更に吸引し易くすることができる。

（確認試験）
次に、実施例及び比較例について説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。実施例に係るＣＡトウバンド６４は、次の手順で製造した。すなわち、平均酢化度５５．２％のセルロースジアセテートをアセトンに溶解し、濃度約２５質量％の紡糸原液６０を調製した。

この紡糸原液６０を温度５０〜６０℃に温度調整した状態で、紡糸口金１５に供給した。紡糸口金１５の紡糸孔は、直径７１μｍの円形とした。紡糸原液６０を紡糸口金１５より紡糸筒１４内に吐出し、ＣＡフィラメント６１を紡糸した。紡糸筒１４内では、アセトンを蒸発させるため、ＣＡフィラメント６１に１２０℃以上１５０℃以下の値に設定した加熱空気を当てた。

紡糸筒１４より排出されたヤーン６２に、油剤添着ユニット５によりオイルエマルジョンを付与し、ヤーン６２をゴデットロール６により巻き取った。ヤーン６２を合一して形成したエンド６３を捲縮装置９により捲縮し、乾燥装置１０により乾燥させた。これにより、ＦＤが８．６に設定され且つＴＤが３１０００に設定された実施例のＣＡトウバンド６４を得た。

比較例に係るＣＡトウバンドは、１辺が９６μｍ程度の三角形の紡糸孔を有する紡糸口金を用いた以外は、実施例と同様の手順で製造した。これにより、ＦＤが８．６に設定され且つＴＤが３１０００に設定された比較例のＣＡトウバンドを得た。次に、実施例及び比較例について、フェレエリア、通気抵抗、タール濾過率（濾過度）、及びニコチン濾過率（濾過度）を、以下に示す各測定方法により測定した。

［フェレエリア］
実施例及び比較例に係るＣＡトウバンドから、以下の手順でフィラメントサンプルを作製した。すなわち、ＣＡトウバンドから繊維束を一部抜き取り、繊維束を長尺状の芯体として配置し、この芯体の外周をパラフィンにより包んだ。このように作製したフィラメントサンプルを、ミクロトームにより、１μｍ以上１０μｍ以下の範囲の値の厚みにスライスしてサンプル切片を得た。

このサンプル切片を、光学顕微鏡（オリンパス株式会社（Olympus Corporation）製「ＢＸ−５１」）で観察し、観察で得た画像を画像処理装置に取り込んだ。この画像処理装置に、当該画像に含まれる１つのＣＡフィラメントの断面に外接する仮想平行四辺形を設定させると共に、ＣＡフィラメントの断面積と仮想平行四辺形の面積との測定を行わせた。このＣＡフィラメントの断面積と仮想平行四辺形の面積との測定値により、ＣＡフィラメントのフェレエリアを算出した。

［Ｓ／Ｌ比］
実施例及び比較例に係る上記サンプル切片を、上記光学顕微鏡により観察し、観察で得た画像を上記画像処理装置に取り込んだ。この画像処理装置に、当該画像に含まれる１つのＣＡフィラメントの断面積と、当該断面の周長との測定を行わせた。このＣＡフィラメントの断面積と周長との測定値により、ＣＡフィラメントのＳ／Ｌ比を算出した。

［通気抵抗］
実施例及び比較例に係るＣＡトウバンドにより、以下の手順でフィルターロッド（プラグ）サンプルを作製した。すなわち、ＣＡトウバンド製造装置を用いて製造した実施例及び比較例のＣＡトウバンドを、チップ製造装置を用いて所定の直径に集束した。このＣＡトウバンドをロッド状に成形し、その外周に巻紙を巻回して、巻紙をＣＡトウバンドに固定することで、フィルターロッドサンプルを得た。

このフィルターロッドサンプルは、ロッドの長さ寸法１２０ｍｍ、円周長２４．５ｍｍ、詰込み量（正味トウ重量）０．７０５ｇ／ｒｏｄに設定した。作製したフィルターロッドサンプルは、温度２０℃及び湿度６５％に設定された空調室内で、２４時間保管して調湿した。

次に、温度２２±１℃及び湿度６０±１０％に調整された空気を、毎秒１７．５ｃｃの流量で、フィルターロッドサンプルに長手方向に通過させた。このときのフィルターロッドサンプルの両端における圧力差［ｍｍＷＧ］（ミリメートルウォーターゲージ）を、通気抵抗として測定した。なお、フィルターロッドサンプルは巻紙を貫通する貫通孔を有していないものとした。

［タール・ニコチン濾過率］
実施例及び比較例に係るＣＡトウバンドから、以下の手順でシガレットサンプルを作成した。すなわち、フィルターロッドサンプルを径方向に切断し、この切断片に、フィルター付タバコのタバコ葉（日本たばこ産業株式会社製「ピースライト」）部分を接続することで、チップ（長さ寸法２５ｍｍ）を有するシガレットサンプルを作成した。

ロータリー喫煙機（Borgwaldt kc社製「ＭＲ２０Ｄ」）を用いて、このシガレットサンプルを喫煙させ、シガレットサンプルのチップ及び吸い口側に設置したケンブリッジフィルターにより、タール及びニコチンを含む揮発成分を濾過した。喫煙前後のチップとケンブリッジフィルターの重量差から、シガレットサンプルにおけるタバコ葉部分からの全揮発成分量を測定した。

メタノール３０ｍｌ及びアネトール（０．６５ｇ）／メタノール（１０００ｍｌ）混合液４ｍｌを混合し、チップ及びケンブリッジフィルターを混合液に浸し、超音波洗浄機で３０分間振動させて揮発成分を抽出した。水分測定器（日本測器株式会社製「カールフィッシャー水分測定器（ＣＡ−０６型）」）を用いて、各抽出液中の水分量を測定した。

ニコチン量は、ガスクロマトグラフ（株式会社島津製作所製「ＧＣ−２０１４ＧＡＳＣＨＲＯＭＡＴＯＧＲＡＰＨ」）を用いて測定した。得られた全揮発成分量、水分量、及びニコチン量の測定値から、以下に示す式により、タール濾過率とニコチン濾過率とを算出した。

ニコチン濾過率＝ＦＴＮ／（ＦＴＮ＋ＣＦＮ）
タール濾過率＝（ＦＴＶ−ＦＴＮ−ＦＴＷ）／〔（ＦＴＶ−ＦＴＮ−ＦＴＷ）＋（ＣＴＶ−ＣＴＮ−ＣＴＷ）〕
ここで、ＦＴＮはチップのニコチン量、ＣＦＮはケンブリッジフィルターのニコチン量、ＦＴＶはチップの全揮発成分量、ＣＦＶはケンブリッジフィルターの全揮発成分量、ＦＴＷはチップの水分量、ＣＦＷはケンブリッジフィルターの水分量である。

表１に、実施例及び比較例に係るＣＡトウバンド性状、フィルターロッドサンプル（シガレットサンプル）性状、及び各測定結果を示す。

表１に示すように、実施例のフィルターロッドサンプルは、ＣＡフィラメント６１のフェレエリアが０．７１に設定され、且つ、ＣＡフィラメント６１のＳ／Ｌ比が７．７に設定されていることが確認された。比較例のフィルターロッドサンプルは、ＣＡフィラメントのフェレエリアが０．４２に設定され、且つ、ＣＡフィラメントのＳ／Ｌ比が４．８に設定されていることが確認された。

このように、実施例のフェレエリアの値は、比較例のフェレエリアの値よりも大きく、実施例のＳ／Ｌの値は、比較例のＳ／Ｌの値よりも大きい。実施例のＣＡフィラメント６１の断面の異形性は、比較例のＣＡフィラメントの断面の異形性よりも抑制されていることが確認された。

また、実施例のフィルターロッドサンプルは、実施例のＣＡトウバンド６４と同等質量のＣＡトウバンドにより作製した比較例のフィルターロッドサンプルに比べて、タール濾過率とニコチン濾過率との両方が低減されることが分かった。

また、実施例及び比較例のフィルターロッドサンプルは、円周長が同等であり、ＣＡトウバンドの詰め込み量が共に比較的多い。しかしながら、実施例のシガレットサンプルの通気抵抗は、比較例のシガレットサンプルの通気抵抗よりも低く、具体的には比較例のシガレットサンプルの通気抵抗の２／３以下の値にまで低減されることが分かった。

これにより、実施例のＣＡトウバンド６４により製造した電子タバコ用チップ６７では、ユーザが咥えたときの硬度をある程度維持しながら、通気抵抗を良好に抑制でき、通常のシガレットに近い吸い優れた心地を得ることができると考えられる。

また、発明者らが行った別の検討によれば、実施例のＣＡトウバンド６４により製造した電子タバコ用チップ６７と同様の構成を有するチップにおいて、その長さ寸法を２５ｍｍ以外の５ｍｍ以上３５ｍｍ以内の範囲の値に設定した場合にも、実施例と同様の効果が得られることが、実施例の通気抵抗値に基づく計算により明らかになった。

このように、ＣＡトウバンド６４により製造した電子タバコ用チップ６７は、通気抵抗が比較的低いため、例えば、その長さ寸法を比較的長くすることができる。このため、電子タバコ用チップ６７の長さ寸法の設計自由度を向上できると考えられる。

また、発明者らが行った別の検討により、ＴＤを３１０００以外の２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定し、ＦＤを８．６以外の７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定し、ＣＡフィラメント６１のフェレエリアを０．７１以外の０．６以上０．８未満の範囲の値に設定したＣＡトウバンド６４により電子タバコ用チップ６７を製造すれば、実施例と同様の効果が得られることが分かった。

また、ＴＤを３１０００以外の２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定し、ＦＤを８．６以外の７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定し、ＣＡフィラメント６１の比Ｓ／Ｌを７．７以外の５．０以上の値に設定したＣＡトウバンド６４により電子タバコ用チップ６７を製造すれば、実施例と同様の効果が得られることが分かった。

本発明は、実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成及び方法を変更、追加、又は削除できる。

以上のように本発明は、電子タバコ用チップにおいて、硬度が低下するのを抑制しながら、エアロゾルの濾過度を抑制できる優れた効果を有する。従って、この効果の意義を発揮できる電子タバコチップ用のトウバンド、及び、電子タバコ用チップに本発明を広く適用すると有益である。

４０巻紙
５０電子タバコ
６１ＣＡフィラメント
６４ＣＡトウバンド
６５成形体
６７電子タバコ用チップ

Claims

複数本のフィラメントを束状に合一し且つ捲縮してなる、セルロースアセテートのトウバンドであって、
トータルデニールが、２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定され、前記フィラメントのフェレエリアが、０．６以上０．８未満の範囲の値に設定されている、電子タバコチップ用のトウバンド。
複数本のフィラメントを束状に合一し且つ捲縮してなる、セルロースアセテートのトウバンドであって、
トータルデニールが、２３０００以上４５０００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、７．０以上３０．０未満の範囲の値に設定され、前記フィラメントの断面の面積をＳ、前記断面の周長をＬとした場合における前記面積と前記周長との比Ｓ／Ｌが、５．０以上の値に設定されている、電子タバコチップ用のトウバンド。
請求項１又は２に記載のトウバンドがロッド状に成形されてなる成形体と、
前記成形体の周面に巻回された巻紙と、を備える、電子タバコ用チップ。
チップの長さ寸法が、５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲の値に設定されている、請求項３に記載の電子タバコ用チップ。
エアロゾルの濾過度が２０％未満である、請求項３又は４に記載の電子タバコ用チップ。