JP2023021044A - 喫煙具用カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】サセプタ部材により充填物集積体を全域に渡ってむらなく加熱できる喫煙具用カートリッジを提供する。【解決手段】誘導加熱式の喫煙具２に装着して使用される喫煙具用カートリッジ１であって、加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物集積体１０と、充填物集積体１０の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタ部材３０と、を有し、サセプタ部材３０は、充填物集積体１０の中心軸が貫通しない位置に配置され、充填物集積体１０を中心側領域αと外周側領域βとで体積等分した場合に、サセプタ部材３０の全体積のうち少なくとも半分以上は外周側領域βに位置している喫煙具用カートリッジ１である。【選択図】図４

Description

本発明は、誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジに関する。

近年、火炎を用いることなく、タバコの成分を含むタバコカートリッジを加熱して、気化したタバコ成分を吸引する方式のタバコ製品が広く知られている。また、嗜好の多様化から、タバコ成分を含まない植物の芳香や味わいを、タバコ同様に火炎を用いずに楽しむためのカートリッジ製品を使用した喫煙具も知られ始めている。

このような喫煙具においては、充填物が集積された充填物集積体を加熱することで、エアロゾルを発生させる。充填物集積体の加熱方法として、充填物集積体の内部に磁性体からなるサセプタ部材を設け、喫煙具からサセプタ部材を誘導加熱することで、充填物を加熱することが知られている。このように充填物集積体中にサセプタ部材を設けた喫煙具用カートリッジとして、例えば特許文献１に挙げるものがある。

特表２０１９－５１５６５９号公報

充填物集積体において、サセプタ部材は中央部に配置されるのが一般的である。この場合、充填物集積体は、中央部から周囲に向かって加熱される。このため、充填物集積体の外周部が十分に加熱されない可能性がある。また、充填物集積体の外周部にサセプタ部材からの熱が到達するのに時間を要するため、エアロゾルの発生量が不十分となる可能性もある。

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、サセプタ部材により充填物集積体を全域に渡ってむらなく加熱できる喫煙具用カートリッジを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジであって、加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物集積体と、前記充填物集積体の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタ部材と、を有し、前記サセプタ部材は、前記充填物集積体の中心軸が貫通しない位置に配置され、前記充填物集積体を中心側領域と外周側領域とで体積等分した場合に、前記サセプタ部材の全体積のうち少なくとも半分以上は前記外周側領域に位置していることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジであって、加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物集積体と、前記充填物集積体の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタ部材と、を有し、前記サセプタ部材は、前記充填物集積体の中心軸が貫通しない位置に配置され、前記充填物集積体を、当該充填物集積体と中心軸を共有し当該充填物集積体の半分の直径を有する中心側領域と、該中心側領域の外側に位置する外周側領域と、に分けた場合に、前記サセプタ部材の全体積のうち少なくとも半分以上は前記外周側領域に位置していることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、前記サセプタ部材は、前記充填物集積体の全長に対して占める割合は、２５％以上１００％以下の長さを有することを特徴として構成されている。

また、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、前記サセプタ部材は、複数個が前記外周側領域に配置されることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、前記サセプタ部材の全体積が前記充填物集積体の体積に対して占める割合は、２０％以上５０％以下であることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、前記サセプタ部材は、前記充填物集積体の長さ方向に沿う板状又は柱状であることを特徴として構成されている。

また、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、前記サセプタ部材は、表面に凹凸部を有することを特徴として構成されている。

また、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、前記サセプタ部材は、前記充填物集積体が前記喫煙具に挿入される側の先端部に鋭利部を有することを特徴として構成されている。

本発明に係る喫煙具用カートリッジによれば、サセプタ部材が充填物集積体の外周寄りの位置に配置されるので、充填物集積体の外周部に位置する充填物を確実に加熱し、充填物集積体の全体がむらなく加熱されるようにして、効率よくエアロゾルを発生させることができる。

本実施形態における充填物集積体を有する喫煙具用カートリッジの断面図である。 喫煙具用カートリッジの使用形態を表す断面図である。 板状の形態を有するサセプタ部材の部分斜視図である。 喫煙具用カートリッジの正面図である。 充填物集積体を加熱するための発熱体を有する喫煙具に喫煙具用カートリッジを挿入した状態の断面図である。 サセプタ部材を図４より内周寄りに配置した場合の喫煙具用カートリッジの正面図である。 円柱状の形態を有するサセプタ部材の部分斜視図である。 円柱状のサセプタ部材を有する喫煙具用カートリッジの正面図である。 変形例に係るサセプタ部材の斜視図であって、（ａ）は球状のサセプタ部材、（ｂ）はチェーン状のサセプタ部材を、それぞれ示している。 変形例に係るサセプタ部材を有する充填物集積体の透視斜視図であって、（ａ）は球状のサセプタ部材を、（ｂ）はチェーン状のサセプタ部材を、それぞれ有する場合を示している。 凹凸部を有するサセプタ部材の側面図である。 鋭利部を有するサセプタ部材と、充填物集積体に挿入される発熱体との位置関係を表した断面図である。 別の変形例に係るサセプタ部材の斜視図である。 図１３（ｃ）のサセプタ部材を有する充填物集積体の透視斜視図である。 変形例に係る喫煙具用カートリッジの正面図である。 シート部材の展開平面図である。

（喫煙具用カートリッジの全体構成）
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態における充填物集積体１０を有する喫煙具用カートリッジ１の断面図を示している。この図に示すように、喫煙具用カートリッジ１は、充填物２０が多数充填された略円筒状の充填物集積体１０と、充填物集積体１０からの気流を通すことのできる支持部材１２と、一端に吸口１４ａを有するフィルタ部材１４とが、長手方向に沿って配列され、シート状の包装部材１６で巻かれることで一体化されて形成されている。包装部材１６は、紙等で形成することができる。

本実施形態において喫煙具用カートリッジ１は、径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、より好ましくは５．０ｍｍ～７．０ｍｍ、長さが４０ｍｍ～８０ｍｍに形成される。喫煙具用カートリッジ１の外径を６．５～７．５ｍｍの範囲に設定すれば、喫煙具２に設けられた喫煙具用カートリッジ１を差し込む挿入部５１よりも小さな径となり、喫煙具用カートリッジ１を喫煙具２に挿入するのが容易となる。喫煙具用カートリッジ１の長さを４０～８０ｍｍの範囲に設定すれば、喫煙具２に設けられた喫煙具用カートリッジ１を受け入れる挿入部５１の長さよりも長くなるので、喫煙具用カートリッジ１を喫煙具２に差し込んでも吸口１４ａを喫煙具２から露出させることができ、喫煙者が喫煙するのに必要な長さを確保可能となる。

（支持部材の構成）
支持部材１２は、充填物集積体１０の支持部材１２側への移動を抑制するとともに、充填物集積体１０で発生したエアロゾルを含む気流をフィルタ部材１４側に流通させる。支持部材１２は、例えば円筒状かつ中実状に設けられ、その軸方向が中心軸に沿うように充填物集積体１０とフィルタ部材１４との間に配置される。支持部材１２は、例えば、外径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、中心軸に沿った長さが５０ｍｍ以下に形成される。なお、支持部材１２は、適宜機能および構成に応じて上記とは異なる寸法を有していてもよい。

支持部材１２は、樹脂材で形成される。支持部材１２を形成する樹脂材としては、例えば、ポリプロピレン、ポリ乳酸、シリコーンのようなものが挙げられる。ただし、支持部材１２はこれ以外の樹脂材、あるいは冷却効果が増す木材、金属（アルミニウム等）のような樹脂材以外の材料で形成されていてもよい。なお、支持部材１２は必ずしも必要ではなく、充填物集積体１０がフィルタ部材１４側に容易に動くことのない構成であれば、支持部材１２を設けなくてもよい。

（フィルタ部材の構成）
フィルタ部材１４は、円筒状に形成され、例えば直径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、中心軸に沿った長さが５０ｍｍ以下に形成される。フィルタ部材１４は、例えば紙等を用いて形成される。また、フィルタ部材１４は、例えば紙からなるシート状の部材を巻いて円筒状に設けられてもよいし、微粒子を取り除くセルロースアセテートフィルタ等を含んでいてもよい。フィルタ部材１４は、充填物集積体１０で生成された水蒸気やエアロゾル中の微粒子の一部を濾過する機能を有する。

（充填物集積体の構成）
充填物集積体１０は、長尺状の充填物２０が長さ方向に沿って束状とされ、シート状の包装部材２５で巻かれることで略円筒状となるように形成されている。充填物２０は、タバコ植物または非タバコ植物から形成される。充填物２０は、長尺状に限られず、粒状、ダスト状など他の形態であってもよい。充填物集積体１０は、１０～２５ｍｍの長さを有する。なお、喫煙具用カートリッジ１は、喫煙具２の形状に合わせて、上記とは異なる寸法を有していてもよい。

充填物集積体１０の外径は、支持部材１２やフィルタ部材１４の外径と等しく、また、中心軸に沿って概ね一定の値となっている。この外径の大きさは、例えば４．０ｍｍ～７．５ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは５．０ｍｍ～７．０ｍｍの範囲である。

充填物集積体１０の内部には、サセプタ部材３０が設けられる。サセプタ部材３０は、外部からの磁場によって誘導加熱されることができる。このため、サセプタ部材３０は、磁性体を含む金属材料で形成される。磁性体は、強磁性体、常磁性体、反磁性体に大別される。磁性体のうち強磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と同じ方向の磁性を強く帯び、外部磁界ゼロにしても強い磁気が残る材料であり、例えば、強磁性体の材料である鉄、フェライト鉄、フェライト粉末、フェライト粒子、フェライト系ステンレス、強磁性鋼、ステンレス鋼、ニッケル、あるいはコバルト等が挙げられる。強磁性体の比透磁率は、１よりも極めて大きく、例えば、鉄であれば５０００程度であり、ニッケルであれば６００程度であり、コバルトであれば２５０程度であり、フェライト系ステンレスであれば１０００～１８００程度である。

磁性体のうち常磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と同じ方向の磁気を弱く帯び、外部磁界をゼロにすると磁気を帯びなくなる材料であり、例えば、アルミニウム、白金およびマンガン等が挙げられる。常磁性体の比透磁率は１よりもわずかに大きく、例えば、アルミニウムであれば１．００００２１程度であり、白金であれば１．０００２６５程度であり、マンガンであれば１．０００８３０程度である。また、磁性体のうち反磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と反対方向の磁気を弱く帯び、外部磁界をゼロにすると磁気を帯びなくなる材料であり、例えば銅、グラファイト、クロムおよびビスマス等が挙げられる。反磁性体の比透磁率は、１よりもわずかに小さく、例えば、銅であれば０．９９９９９０程度であり、グラファイトであれば０．９９９８０程度であり、ビスマスであれば０．９９９８３４程度である。

強磁性体は、交流磁界が発生すると、誘導電流が流れてジュール熱が発生するだけでなく、分子同士の摩擦や振動によって熱（ヒステリシス損失）が発生するため、常磁性体や反磁性体に比べて容易に誘導加熱でき、充填物集積体１０を十分に加熱できる。

また、強磁性体は、キュリー温度が高く、例えば、ニッケルであれば３５８℃程度である。そのため、喫煙具用カートリッジ１を例えば２００℃の高温で加熱する際にも、加熱温度がキュリー温度に達することはなく、強磁性体として性質を維持でき、充填物集積体１０を安定して加熱できる。

サセプタ部材３０には、強磁性体の材料である、上述した鉄、フェライト鉄、フェライト粉末,フェライト粒子、フェライト系ステンレス、強磁性鋼、ステンレス鋼、ニッケル、コバルト、またはこれらを組み合わせた金属材料を採用してもよい。例えば、フェライト系ステンレスとニッケルを組み合わせたもの等が挙げられる。また、サセプタ部材３０は、強磁性体を主成分として含む金属材料によって構成されてもよく、例えば磁性体を、６０％以上、好ましくは８０％以上含む合金である強磁性合金を採用してもよい。例えば、ニッケル合金あるいはニッケル鉄合金等が挙げられ、より好ましくは、鉄とクロムおよびアルミニウムを組み合わせた合金である。この場合でも、強磁性体が誘導加熱されることで、充填物集積体１０を十分に加熱できる。なお、強磁性体の代わりに、常磁性体および反磁性体を含む金属材料を用いてもよい。この場合でも誘導加熱自体は可能である。ただし、加熱時間の短縮化や消費電力の低減の観点から強磁性体を含む金属材料を用いる方が好ましい。

サセプタ部材３０には、強磁性体、常磁性体または反磁性体の材料を組み合わせてもよい。例えば、強磁性体の材料であるニッケルで形成された第一のサセプタ部材と強磁性体の材料である鉄で形成された第二のサセプタ部材とを物理的に密着したもの、または第一のサセプタ部材と常磁性体の材料であるアルミニウムで形成された第三のサセプタ部材とを物理的に密着したもの、第一のサセプタ部材の外表面を第三のサセプタ部材で被覆する等が挙げられる。サセプタ部材３０の配置については、後述する。

サセプタ部材３０は、充填物集積体１０の全長に対して占める割合が１００％である。すなわち、サセプタ部材３０は、充填物集積体１０の全長に渡る長さを有している。サセプタ部材３０は、充填物集積体１０の全長に渡っていなくてもよく、充填物集積体１０の全長に対して占める割合が２５％以上１００％以下の長さであればよい。これにより、サセプタ部材３０によって充填物２０の温度を確実に上昇させることができる。

（喫煙具用カートリッジの使用態様）
図２には、喫煙具用カートリッジ１の使用形態を表す断面図を示している。喫煙具用カートリッジ１は、喫煙具２に装着されて使用される。喫煙具２は、喫煙具用カートリッジ１を挿入させる挿入部５１を有している。喫煙具２には、挿入部５１に沿うように誘導加熱部５２が設けられている。誘導加熱部５２は、誘導コイルを含んでおり、挿入部５１に挿入された充填物集積体１０に含まれるサセプタ部材３０と誘導結合して、サセプタ部材３０を加熱することができる。サセプタ部材３０が加熱されることで周囲の充填物２０が加熱され、エアロゾルを発生させることができる。この状態で、喫煙者がフィルタ部材１４から吸うことにより、エアロゾルを含む気流を吸引することができる。

（充填物の構成）
充填物２０は、乾燥・粉砕された非タバコ植物に、エアロゾルを発生させるエアロゾルフォーマや、微結晶セルロース、風味を追加する添加剤、保存料、粘着剤または増粘剤等を混合し、シート状に成形した上で、所定の幅及び長さを有するように切断されることで形成される。なお、充填物２０は長尺状に限定されず、多様な形状を有してもよい。例えば、ペースト状に形成されてもよいし、顆粒状に形成されてもよい。

充填物２０を長尺状で構成した場合、中心軸に直交する断面は略長方形状であり、その断面の長辺と短辺の比は、例えば、１：１～３０：１の範囲であることが好ましい。長辺の長さは、０．１ｍｍ～７．５ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは、０．１ｍｍ～３．０ｍｍの範囲である。短辺の長さは、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲である。また、充填物２０の長さは充填物集積体１０の長さと略同一であるのが好ましい。充填物２０の長さは１０ｍｍ～２５ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲である。このような充填物２０の寸法の一例を挙げると、長辺が１．５ｍｍ、短辺が０．３ｍｍ、長さが１２ｍｍである。

次に、充填物２０として用いられる原料の具体例について説明する。充填物２０は、以下に示す原料のうち任意の１つまたは複数の組み合わせで構成される。

充填物２０は、タバコ植物または非タバコ植物を原料とする。タバコ植物としては、タバコ葉、タバコ茎、膨張タバコ、均質化タバコ等が挙げられる。非タバコ植物としては、タバコ植物以外の植物が挙げられる。非タバコ植物の好ましい部位としては、葉、果肉、種子、根（鱗根、塊根等）、茎、塊茎、皮（茎皮、樹皮等）、花（花弁、雄蕊、雌蕊等）、幹、枝等が挙げられる。

なお、本明細書でいう「植物」とは動物に対する一群を意味し、草および木等のように、根があって場所が固定されて生きているような生物以外に、微細藻類および海藻等のような藻類、キノコ等の菌類等をも含む。

充填物２０は、例えば、乾燥・粉砕された非タバコ植物に、エアロゾルを発生させるエアロゾルフォーマ、微結晶セルロース、風味を追加する添加剤、保存料、結着剤または増粘剤等を適宜混合し、粉砕若しくは分級して粉状または粒状にしたり、ペースト状に成形される。また、エアロゾル形成基材２３は、シート状に成形した上で、所定の幅および長さを有するように切断して短冊状または棒状とされる。

例えば、非タバコ植物の部位が葉である場合は、好ましくは茶類を使用できる。茶類は茶になる植物が異なるだけでなく、同じ植物であっても加工法によって異なるお茶になる。具体的には、たとえば、日本茶、紅茶、明日葉茶、甘茶、アマチャヅル茶、アロエ茶、イチョウ葉茶、ウーロン茶、ウコン茶、ウラジロガシ茶、エゾウコギ茶、オオバコ茶、カキオドシ茶、柿の葉茶、カミツレ茶、カモミールティ、河原決明茶、カリン茶、菊花茶、ギムネマ茶、グァバ茶、クコ茶、柔の葉茶、黒豆茶、ゲンノショウコ茶、玄米茶、ゴボウ茶、コンフリー茶、毘布茶、桜茶、サフラン茶、シイタケ茶、シソ茶、ジャスミン茶、しょうが茶、スギナ茶、セキショウ茶、センブリ茶、ソバ茶、タラノキ茶、タンポポ茶、甜茶、ドクダミ茶、杜仲茶、ナタマメ茶、ニワトコ茶、ネズミモチ茶、ハトムギ茶、ハブ茶、ビワの葉茶、プーアル茶、紅花茶、松葉茶、マテ茶、麦茶、メグスリノキ茶、ヨモギ茶、ユーカリ茶、羅漢果茶、ルイボスティ、ゴーヤ茶などが挙げられる。これらお茶については飲用後の茶殻を使用しても良い。茶殻などを使用すれば高価なお茶などを再利用して有効活用できる。

さらに、上記に例示した非タバコ植物の抽出物、所謂エキスや加工品も使用することができる。抽出物の形態としては、液体、水あめ状、粉末、顆粒、溶液等が挙げられる。

充填物２０の原料としてのエアロゾルフォーマは、グリセリン、プロピレングリコール、ソルビトール、トリエチレングリコール、乳酸、ジアセチン（グリセリンジアセタート）、トリアセチン（グリセリントリアセタート）、トリエチレングリコールジアセタート、クエン酸トリエチル、ミリスチン酸イソプロピル、ステアリン酸メチル、ドデカンジオン酸ジメチル、テトラデカンサンジオン酸ジメチルなどが挙げられる。なかでも、グリセリン、プロピレングリコールが好ましい。

充填物２０の原料としての微結晶セルロースとは、例えば、繊維性植物のパルプから得られたα－セルロースを酸で部分的に解重合したものとして得られるものであり、セルロースから可溶性部分を取り除き、適宜、不溶性部分を結晶化したものである。

微結晶セルロースは、粉体のままでも良いし、水などの溶媒に分散させて懸燭液でも良い。この場合、溶媒ヘの分散は、高速攪拌機や高圧ホモジナイザーなどが使用できる。

さらに、必要に応じ充填物２０の原料として風味を追加する風味添加剤も好ましく用いられる。風味添加剤としては、はっか、ココア、コーヒー、紅茶のエキス、茶抽出物のカテキンの粉末等が挙げられる。保存料としては食品に使用されるものが好ましく、例えば、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、安息香酸、安息香酸ナトリウム等が挙げられる。

充填物２０に、メントールおよび非水溶性架橋ポリマー（好ましくはポリビニルポリピロリドン）を含有させても良い。メントールに非水溶性架橋ポリマーを組み合わせることで、メントールの昇華を効果的に抑制でき、メントールの風味を長期間保つことができる。ここで、メントールとは、天然物から得られたものに限られず、合成物でも良い。また、はっか、ミント、ハッカ油、その他のメントールを含むものを使用しても良い。

風味添加剤は、例えば、フィルタ部材１４の壁部に含浸させることによってフィルタ部材１４に設けられている。風味添加剤がフィルタ部材１４に設けられている態様は、このような態様に限られず、例えば、当該風味添加剤が封入されているカプセルをフィルタ部材１４の壁部に埋設することによって、フィルタ部材１４に風味添加剤が設けられているようにしても良い。または、フィルタ部材１４と充填物集積体２０との間に風味添加剤が封入されたカプセルが配置されるようにしても良い。風味添加剤がカプセルに封入されている場合、喫煙者は、カプセルを指で押圧することにより、カプセルを破壊することができ、所望のタイミングで風味添加剤の芳香成分を揮発させることが可能となる。

さらに、風味添加剤は、例えば、マイクロカプセルに封入されている場合、封入されているマイクロカプセルを充填物集積体１０に設けても良い。勿論、当該マイクロカプセルを支持部材１２に設けても良い。

充填物２０の原料としての結着剤または増粘剤としては、グアーガム、キサンタンガム、アラビアゴムおよびローカストビーンガムなどのゴム、例えばヒドロキシプロピルセルレロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースおよびエチルセルロースなどのセルロース結合剤、例えばデンプン、アルギン酸などの有機酸、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カラナギン、寒天およびペクチンなどの有機酸の共役塩基塩などの多糖類、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

（充填物の製造工程）
充填物２０の製造工程は、主原料となるタバコ植物または非タバコ植物を乾燥・粉砕し、秤量等を行う乾燥・粉砕工程と、その他の原料の前処理、秤量等を行う準備工程と、原料を混合して組成物とする混合工程と、組成物を成形する充填物成形工程と、を有する。

乾燥・粉砕工程では、主原料となるタバコ植物または非タバコ植物の使用部位（例えば、葉、種子、乾燥果実、茎、樹皮、根など）を組成物とするため、所定の粉砕物に加工する。その際、後に添加するエアロゾルフォーマ、水その他の成分を吸収あるいは担持するのに都合の良い水分量に調整することが好ましい。乾燥において、温度は６０℃以上８０℃以下が好ましい。この範囲とすることで、必要とする香味成分の散逸を避けながら、所望の水分量に到達させやすい。さらに、乾燥・粉砕工程には、粉砕物を篩分けする篩工程を設けることもでき、所望の粒度に調整して混合工程に投入することができる。

準備工程においては、充填物２０を作製するにあたり必要な原料を準備することができる。前述の微結晶セルロースは、準備工程において秤量され、混合工程に投入される。

混合工程においては、通常の混合機を使用することができる。例えば、混合槽中の原料を撹拌羽根にて、剪断力を加えつつ混合するような形態が好ましく用いられる。

充填物成形工程では、各種原料が混合された組成物を薄いシート状に成形してから、切断することで、短冊状または棒状の充填物２０が成形される。本実施形態では、薄いシートにするため、複数本のロールミルを用意する。複数本のロールミルを用いると、狭いロール間に押し込まれることによる圧縮と、ロール速度差による剪断により、混練、分散などを行いながら、ドクターブレードにより所望の厚さのシートとすることが可能であり、好ましい。また、プレスローラあるいはプレス機を用いて作製することもできる。

また、粉状または粒状の充填物２０とするには、上記組成物について、適宜粉砕若しくは分級を行うことが好ましい。粉状または粒状の充填物２０における平均粒子径は、例えば０．１～３．０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。当該平均粒子径は、例えばＪＩＳ Ｋ ００６９：１９９２に記載された篩分け法によって求められる。つまり、この平均粒子径は、複数の篩による試験結果について、目開きの大きいほうからの質量の積算を行い、その質量５０％に相当する径をいう。また、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を平均粒子径としても良い。

充填物成形工程では、組成物を加圧によりオリフィスを通過させて成形するなど、他の手段を用いても良い。また、充填物成形工程では、必要に応じて、非タバコ植物、エアロゾルフォーマ、結着剤または増粘剤等、風味添加剤、保存料をさらに添加しても良いし、水などを添加しても良い。

充填物成形工程で得られるシートの厚さは、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲である。得られたシートは、カッター、回転刃方式のロータリーカッター等により、所定の幅に切断される。

ここで、充填物２０の表面に粘着性を付与する場合は、粘着性を付与できる手段であれば特に限定されないが、既述の結着剤を少なくとも一部に付着させれば良い。粘着性を付与することで、短冊状または棒状の充填物２０と粉状、粒状またはペースト状の充填物２０と組み合わせる場合に、短冊状または棒状の充填物２０の表面に粉状、粒状またはペースト状の充填物２０を安定して保持することができる。

（サセプタ部材の形状と配置）
図３にはサセプタ部材３０の部分斜視図を、図４には喫煙具用カートリッジ１の正面図を、それぞれ示している。図３に示すように、サセプタ部材３０は、細長い板状に形成されている。サセプタ部材３０は、全長に渡って同じ長方形状の断面形状を有している。この場合に、サセプタ部材３０は、幅が０．１ｍｍよりも大きく６．０ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ～４．０ｍｍの範囲であり、厚さが０．１ｍｍよりも大きく２．０ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ～１．０ｍｍの範囲である。サセプタ部材３０は、充填物集積体１０の全長に対して占める割合が２５％以上１００％以下の長さとすることができる。

図４に示すように、充填物集積体１０の内部にサセプタ部材３０は複数、本例では５つが設けられる。サセプタ部材３０は、充填物集積体１０を中心側領域αと外周側領域βとで体積等分した場合に、サセプタ部材３０の全体積のうち少なくとも半分以上は外周側領域βに位置するように配置される。図４において一点鎖線は、中心側領域αと外周側領域βとの境界線である。また、サセプタ部材３０は、充填物集積体１０の中心軸Ｃが貫通しない位置に配置される。図４においてサセプタ部材３０は、全体積が外周側領域βに位置している。このため、サセプタ部材３０は、充填物集積体１０の径方向において外周寄りの位置に配置される。これにより、充填物集積体１０の外周部に位置する充填物２０を確実に加熱し、充填物集積体１０の全体がむらなく加熱されるようにして、効率よくエアロゾルを発生させることができる。

また、図５に示すように、喫煙具３には、挿入部６１に充填物集積体１０を加熱するための発熱体６０を有するタイプのものがある。このような喫煙具３に喫煙具用カートリッジ１を挿入したとしても、サセプタ部材３０が充填物集積体１０の中心軸にかからず、また、サセプタ部材３０が外周側領域βに配置されていることで、発熱体６０およびサセプタ部材３０の破損を防止でき、発熱体６０で充填物集積体１０を加熱してエアロゾルを発生させることができる。発熱体６０の一例としては、充填物集積体１０の中心軸を含み、幅が５ｍｍであることから、サセプタ部材３０は、充填物集積体１０の中心軸から２．５ｍｍ以上離れて配置されることが望ましい。

図６に示すように、サセプタ部材３０は、充填物集積体１０を、当該充填物集積体１０と中心軸Ｃを共有し当該充填物集積体１０の半分の直径を有する中心側領域α２と、中心側領域α２の外側に位置する外周側領域β２と、に分けた場合に、サセプタ部材３０の全体積のうち少なくとも半分以上が外周側領域β２に位置するようにしてもよい。図６において一点鎖線は、中心側領域α２と外周側領域β２との境界線である。図６では、サセプタ部材３０の全体積が外周側領域β２に位置している。この場合も、サセプタ部材３０は充填物集積体１０の径方向において外周寄りに配置されるので、充填物集積体１０の外周部に位置する充填物２０を確実に加熱できる。

サセプタ部材は、板状以外の形態であってもよい。図７に示すように、サセプタ部材３１は、円柱状であってもよい。この場合に、サセプタ部材３１は、直径が０．１ｍｍよりも大きく２．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ～２．０ｍｍの範囲であり、充填物集積体１０の全長に対して占める割合が２５％以上１００％以下の長さとすることができる。

図８に示すように、円柱状のサセプタ部材３１は、充填物集積体１０において全体積のうち半分以上が外周側領域βに位置するように配置される。また、サセプタ部材３１は、充填物集積体１０の中心軸Ｃが貫通しない位置に配置される。

直径が７ｍｍ、長さが１２ｍｍの充填物集積体１０の内部に、図３のような板状のサセプタ部材３０と、図７のような円柱状のサセプタ部材３１とをそれぞれ設けて喫煙具２で誘導加熱し、充填物２０が十分に加熱されるかを試験した。喫煙具２の誘導加熱に用いた周波数は４５０ｋＨｚである。板状のサセプタ部材３０においては、体積が７．２ｍｍ^３以上で充填物２０が十分に加熱された。円柱状のサセプタ部材３１においては、体積が５．７ｍｍ^３以上で充填物２０が十分に加熱された。この結果から、充填物集積体１０の体積に対するサセプタ部材３０、３１の体積の割合は、１～５０％の範囲で任意に設定することができる。

（サセプタ部材の変形例）
サセプタ部材の別の形態について説明する。図９（ａ）に示すように、サセプタ部材３２は球状であってもよい。この場合に、サセプタ部材３２の直径は０．０１ｍｍ～２．０ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ～２．０ｍｍの範囲である。また、図９（ｂ）に示すように、サセプタ部材３３は球体を一定の方向に沿って連結したチェーン状であってもよい。チェーン状のサセプタ部材３３を充填物集積体１０の長さ方向に沿って配置したときは、サセプタ部材３３を、充填物集積体１０の全長に対して占める割合が２５％以上１００％以下の長さとすることができる。

図１０（ａ）に示すように、球状のサセプタ部材３２は、充填物集積体１０の内部に分散して配置することができる。特に、球状のサセプタ部材３２は、充填物２０を粒状に成型した場合に、充填物集積体１０の内部に配置しやすい。また、図１０（ｂ）に示すように、チェーン状のサセプタ部材３３は、充填物集積体１０の長さ方向に沿って配置することができる。これらの場合も、サセプタ部材３２、３３は、充填物集積体１０を中心側領域αと外周側領域βとで体積等分した場合に、全体積のうち少なくとも半分以上は外周側領域βに位置する、あるいは、充填物集積体１０を、当該充填物集積体１０と中心軸Ｃを共有し当該充填物集積体１０の半分の直径を有する中心側領域α２と、中心側領域α２の外側に位置する外周側領域β２と、に分けた場合に、全体積のうち少なくとも半分以上が外周側領域β２に位置するように配置される。チェーン状のサセプタ部材３３の場合は、サセプタ部材３３を、充填物集積体１０の全長に対して占める割合が２５％以上１００％以下の長さとすることができる。

図１１に示すように、サセプタ部材３４の表面には、凹凸部３４ａが形成されていてもよい。凹凸部３４ａは、サセプタ部材３４の長さ方向に沿って複数が形成される。凹凸部３４ａにより、充填物集積体１０内において、充填物２０が凹凸部３４ａに引っ掛かるため、サセプタ部材３４の充填物集積体１０からの脱落を効果的に防止できる。なお、凹凸部３４ａの形状、数、寸法および配置については、図１１の例に限られず、任意に設定できる。凹凸部３４ａは、例えば、サセプタ３４の表面から最も高く突出した頂部までの距離を１．０ｍｍ以下、サセプタ３４の表面から中心に向かって最も深い位置にある深部までの距離を１．０ｍｍ以下の範囲とすることができる。

図１２に示すように、サセプタ部材３５は、充填物集積体１０が喫煙具２に挿入される側の先端部に鋭利部３５ａを有していてもよい。これにより、サセプタ部材３５の少なくとも１つが充填物集積体１０の中央に近い領域に配置されている場合に、充填物集積体１０に発熱体６０を挿入しやすくすることができる。なお、鋭利部３５ａの形状、寸法および角度については、図１２の例に限られず、任意に設定できる。

サセプタ部材は、薄板状であってもよい。図１３（ａ）に示すように、別の変形例に係るサセプタ部材４０は、四角形状の薄板であってもよい。また、図１３（ｂ）に示すように、サセプタ部材４１は、三角形状の薄板であってもよい。また、図１３（ｃ）に示すように、サセプタ部材４２は、円形状の薄板であってもよい。また、図１３（ｄ）に示すように、サセプタ部材４３は、星型形状の薄板であってもよい。薄板状のサセプタ部材は、これら以外の多角形、楕円形、図形等の形状とすることもできる。

図１４に示すように、薄板状のサセプタ部材４２は、充填物集積体１０において、ランダムに分散して分布する。充填物集積体１０は、充填物２０とサセプタ部材４２とを混合しておき、長尺な筒状部材を形成した上で、これを切断することで製造される。サセプタ部材４２は細かいので、充填物２０中に一定の密度で混合しておくことができる。このため、製造の際に、各充填物集積体１０に一定の密度でサセプタ部材４２を分布させることができる。このため、一定の品質を有する充填物集積体１０を容易に製造できる。なお、図１４には図１３（ｃ）に示す円形状のサセプタ部材４２を示したが、それ以外の形状の薄板状のサセプタ部材についても同様である。また、複数形状のサセプタ部材を充填物集積体１０に内包させてもよい。さらに、サセプタ部材は、薄板状より厚みを有する立体形状でもよく、例えば、円錐状、多角錐状、直方体状などとすることもできる。

喫煙具用カートリッジ１の変形例について説明する。図１５に示すように、サセプタ部材３０は、シート部材３６に保持されていてもよい。シート部材３６は、非磁性体をシート状に形成したものである。シート部材３６の材料には、アルミニウムやステンレスなどの非磁性体金属を用いることができる。ただし、シート部材３６の材料はこれら以外であってもよい。

図１６に示すように、サセプタ部材３０は、シート部材３６の表面に一定間隔で配列され、貼付固定されている。喫煙具用カートリッジ１を製造する際には、サセプタ部材３０を有するシート部材３６が平面の状態で包装部材１６上に配置され、充填物２０と共に巻かれる際に円筒状に変形する。巻かれた状態でシート部材３６の両端は間隔を有しており、シート部材３６は開いた状態に配置される。

サセプタ部材３０がシート部材３６に保持されていることで、サセプタ部材３０を加熱した際に、熱伝導によりシート部材３６の温度が上昇し、シート部材３６が喫煙具用カートリッジ１の周方向に沿って連続的に充填物２０を加熱することができる。このため、充填物２０をより均一に加熱することができる。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、処理の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

本発明の各実施形態において、喫煙具用カートリッジ１には、支持部材１２が設けられる例を示したが、本発明は、これに限定されない。喫煙具用カートリッジ１の充填物集積体１０は、例えば、支持部材１２がなくてもフィルタ部材１４側に移動するのを抑制するように、喫煙具用カートリッジ１の内周面と充填物集積体１０との間で固定されていれば、支持部材１２を有しなくてもよい。

１ 喫煙具用カートリッジ
２ 喫煙具
３ 喫煙具
１０ 充填物集積体
１２ 支持部材
１２ａ 貫通孔
１４ フィルタ部材
１４ａ 吸口
１６ 包装部材
２０ 充填物
２５ 包装部材
３０ サセプタ部材
３１ サセプタ部材
３２ サセプタ部材
３３ サセプタ部材
３４ サセプタ部材
３４ａ 凹凸部
３５ サセプタ部材
３５ａ 鋭利部
５１ 挿入部
５２ 誘導加熱部
６０ 発熱体
６１ 挿入部

Claims (8)

1. 誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジであって、
   加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物集積体と、
   前記充填物集積体の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタ部材と、を有し、
   前記サセプタ部材は、前記充填物集積体の中心軸が貫通しない位置に配置され、
   前記充填物集積体を中心側領域と外周側領域とで体積等分した場合に、前記サセプタ部材の全体積のうち少なくとも半分以上は前記外周側領域に位置していることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
2. 誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジであって、
   加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物集積体と、
   前記充填物集積体の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタ部材と、を有し、
   前記サセプタ部材は、前記充填物集積体の中心軸が貫通しない位置に配置され、
   前記充填物集積体を、当該充填物集積体と中心軸を共有し当該充填物集積体の半分の直径を有する中心側領域と、該中心側領域の外側に位置する外周側領域と、に分けた場合に、前記サセプタ部材の全体積のうち少なくとも半分以上は前記外周側領域に位置していることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
3. 前記サセプタ部材は、前記充填物集積体の全長に対して占める割合は、２５％以上１００％以下の長さを有することを特徴とする請求項１または２に記載の喫煙具用カートリッジ。
4. 前記サセプタ部材は、複数個が前記外周側領域に配置されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の喫煙具用カートリッジ。
5. 前記サセプタ部材の全体積が前記充填物集積体の体積に対して占める割合は、２０％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の喫煙具用カートリッジ。
6. 前記サセプタ部材は、前記充填物集積体の長さ方向に沿う板状又は柱状であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の喫煙具用カートリッジ。
7. 前記サセプタ部材は、表面に凹凸部を有することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の喫煙具用カートリッジ。
8. 前記サセプタ部材は、前記充填物集積体が前記喫煙具に挿入される側の先端部に鋭利部を有することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の喫煙具用カートリッジ。

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