JP7053810B2 - 非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙、非燃焼加熱型喫煙物品及び電気加熱型喫煙システム - Google Patents
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Description
従来のシガレットでは、たばこ刻みを巻装するための巻紙としては、ロゴなどが付されている場合はあるものの、白色(無色)の紙を用いることが一般的である。
そこで本発明では、加熱によって発生し得る見た目に関する不快感が生じない、非燃焼加熱型喫煙物品用巻紙を提供することを課題とする。
パルプを主材料とする紙は、一定以上の温度で加熱されれば焦げて茶系に変色するが、原因がパルプや紙の構成成分の熱分解による物理的なものであることから、そういった変色を簡単に防ぐことはできない。しかしながら、焦げによる変色が生じたとしても、その変色が不快な色として認識されないようにするために、予め特定の感熱材料を巻紙に添加しておき、加熱前と加熱後で一定以上の色差が生じるようにすることで、逆に不快な変色を目立たなくすることができることを見出した。
本発明の課題は、電気加熱型デバイスにより加熱される非燃焼加熱型喫煙物品に特有のものであり、従来の喫煙物品(シガレット等)では生じなかった課題である。
[1] 非燃焼加熱型喫煙物品の外周面となる面に、感熱材料が添加された部分を有する非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙であり、
加熱前の巻紙において感熱材料が添加されている部分と、前記巻紙を200℃で5分間加熱した後の感熱材料が添加されている部分の色差ΔE*が15以上である、巻紙。
[2] 前記感熱材料が、有機酸又はその塩、単糖、二糖、多糖およびアミノ酸から選択される1種以上である、[1]に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
[3] 前記有機酸又はその塩が、酢酸、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸、酒石酸カリウム、酒石酸ナトリウム、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リンゴ酸、リンゴ酸ナトリウム、リンゴ酸マグネシウム、乳酸、乳酸カルシウムから選ばれる1種以上である、[2]に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
[4] 前記単糖がフラクトース、ガラクトース、及びグルコースから選ばれる1種以上であり、前記二糖がマルトース、ラクトース、及びスクロースから選ばれる1種以上であり、前記多糖が、カルボキシメチルセルロース、カラギーナン、ペクチン、及びデンプンから選ばれる1種以上であり、前記アミノ酸が、バリン、ロイシン、イソロイシン、グルタミン、アラニン、アスパラギン及びアルギニンから選ばれる1種以上である、[2]に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
[5] 前記感熱材料が無色である、[1]~「4」のいずれかに記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
[6] 前記巻紙において、感熱材料を添加した部分における感熱材料の含有量が、0.007mg/cm2以上である、[1]~「5」のいずれかに記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
[7] 前記感熱材料が添加されている部分が、150~250℃に加熱される部分を含む、[1]~「6」のいずれかに記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
[8] 前記感熱材料が添加されている部分の面積の、巻紙の全面積に対する割合が1~50%である、[1]~[7]のいずれかに記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
[9] たばこ刻みとエアロゾル生成基材とを含む充填物が、該充填物を巻装する第一の巻紙で巻装されてなるたばこロッド部と、該たばこロッド部とは反対側の端部を構成するマウスピース部とを有し、前記たばこロッド部と前記マウスピース部は、前記充填物を巻装する巻紙と同じ又は別の第二の巻紙を用いて連結されている非燃焼加熱型喫煙物品であって、第1の巻紙と第2の巻紙の少なくとも一方が、[1]~[8]のいずれか一項に記載の巻紙である、非燃焼加熱型喫煙物品。
[10] ヒーター部材と、該ヒーター部材からの熱を伝熱する伝熱部材と、該ヒーター部材の電力源となる電池ユニットと、該ヒーター部材を制御するための制御ユニットとを備える電気加熱型デバイスと、該伝熱部材に接触するように嵌合される、[9]に記載の非燃焼加熱型喫煙物品と、から構成される、電気加熱型喫煙システム。
本明細書において、「非燃焼加熱型喫煙物品用巻紙」とは、後述する非燃焼加熱型喫煙物品に用いられる巻紙である。以下、単に本発明の実施形態にかかる巻紙ともいう。本発明の実施形態にかかる巻紙の用途について、「非燃焼加熱型喫煙物品用」とは、たばこ刻みを含む充填物を巻装してたばこロッドを作製するためのロッド用巻紙として用いたり、たばこロッドに隣接する部材(例えばマウスピース部を構成する部材)を連結するために、それらの外周面を巻装するために用いられるチップペーパーとして用いることを挙げることができる。
加熱前の巻紙において感熱材料が添加されている部分と、前記巻紙を200℃で5分間加熱した後の感熱材料が添加されている部分の色差ΔE*が15以上である。加熱前後でこのような色差が生じることで、非燃焼加熱型喫煙物品の通常の使用時に生じ得る不快な変色を目立たなくすることができる。
本発明の実施形態にかかる巻紙において、前記感熱材料が添加されているのは、非燃焼加熱型喫煙物品の外周面となる面である。言い換えると、例えば、本発明の実施形態にかかる巻紙をロッド用巻紙として用いる場合には、後述するたばこ充填物に接しない面に感熱材料が添加される。また、本発明の実施形態にかかる巻紙をチップペーパーとして用いる場合には、たばこロッドに隣接する部材(例えばマウスピース部の部材)に接しない面に感熱材料が添加される。
また、感熱材料が添加されている部分の面積の、巻紙の全面積における割合は、1~50%を挙げることができる。感熱材料が添加されている部分の面積の、巻紙の全面積における割合は、感熱材料が添加されている部分が例えばロゴや文字のようなものである場合には、1~10%程度であってもよく、1~5%程度であってもよい。また、巻紙において、加熱を受ける部分の多くの部分に感熱材料が添加されている態様では、巻紙の面積の40~50%に感熱材料が添加されていてもよい。
水溶液を調製する際の感熱材料の濃度は特に制限されず、例えば0.1~50重量%、好ましくは0.2~40重量%を挙げることができる。
前記有機酸又はその塩として、酢酸、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸、酒石酸カリウム、酒石酸ナトリウム、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リンゴ酸、リンゴ酸ナトリウム、リンゴ酸マグネシウム、乳酸、乳酸カルシウムから選ばれる1種以上を挙げることができる。これらの有機酸またはその塩を用いることで巻紙原紙のパルプの酸化反応に必要な熱量を下げることで発色が起こると考えられる。
前記単糖は、フラクトース、ガラクトース、及びグルコースから選ばれる1種以上であることが好ましい。前記二糖は、マルトース、ラクトース、及びスクロースから選ばれる1種以上であることが好ましい。
前記多糖は、カルボキシメチルセルロース、カラギーナン、ペクチン、及びデンプンから選ばれる1種以上であることが好ましい。
上記の単糖、二糖、多糖を用いた場合には、カラメル化反応による発色が起こると考えられる。
前記アミノ酸は、バリン、ロイシン、イソロイシン、グルタミン、アラニン、アスパラギン及びアルギニンから選ばれる1種以上であることが好ましい。これらのアミノ酸は、巻紙原紙のパルプに含まれるカルボニル基と、メイラード反応により発色すると考えられる。
なお、上記の感熱材料の水溶液は外観上、透明であった。またこれらの感熱材料を巻紙原紙に添加した際に、巻紙の色の変化はなかった。つまり上記の感熱材料は、加熱前は外観上、透明である。これにより、非燃焼加熱型喫煙物品の使用前には巻紙原紙に表れていなかった色を、使用時の加熱により巻紙上で発色させることができ、感熱材料の発色に起因しない巻紙原紙に生じる変色を目立たなくすることができる。
具体的には、分光光度計(X-Rite社製、品名SpectroEye)を用いる。計測は、光源D65、光源フィルタなし、視野角2°の条件下、ISO白色度92%の紙の上に試料1枚を置き、その上に分光光度計を押し当てて実施する。
印刷の方法は特に制限はなく、例えばグラビア印刷およびオフセット印刷を挙げることができる。
印刷は原紙となる紙全面に行う態様、または原紙の表面のうち、後述する電気加熱型デバイスにより加熱を受ける部分が少なくとも印刷されている態様を挙げることができる。
巻紙の表面において、少なくとも加熱される部分(電気加熱型デバイスによる加熱を受ける部分)が、加熱前後の色差ΔE*が15以上であることが好ましい。巻紙の表面の中でも、後述する電気加熱型デバイスにより加熱を受ける部分が上記の特性を有することで、加熱後の外観の印象の悪化を防ぐことができる。
チップペーパーのように、たばこロッドとたばこロッドに隣接するその他の部材を連結して巻装するものである場合、一辺の長さとして20~60mm、もう一辺の長さとして15~26.5mmを挙げることができる。
本発明の実施形態にかかる巻紙の厚みは、特に限定されず、剛性、通気性、及び製紙時の調整の容易性の観点から、通常10μm以上であり、好ましくは20μm以上であり、より好ましくは30μm以上であり、また、通常100μm以下であり、好ましくは75μm以下であり、より好ましくは50μm以下である。
パルプの種類としては、クラフト蒸解法、酸性・中性・アルカリ亜硫酸塩蒸解法、ソーダ塩蒸解法等による化学パルプ、グランドパルプ、ケミグランドパルプ、サーモメカニカルパルプ等を使用できる。
混合パルプを用いる場合、晒パルプとして針葉樹であるトウヒと広葉樹であるポプラ、未晒パルプとしてマツを用意する。所望割合の晒パルプと未晒パルプをパルパーに投入し、これらパルプを離解させる。次いで、離解したパルプをリファイナへ移し、リファイナにて叩解する。別途、填料として炭酸カルシウム、製造助剤として凝集剤を用意し、これらを叩解したパルプと混合させる。なお、晒パルプと、未晒パルプとを複数のパルパーを用いてそれぞれ単独に離解し、リファイナで叩解し、ミキシングボックスにて、それぞれ叩解した晒パルプ及び未晒パルプ、填料、製造助剤を混合させてもよい。
晒パルプと未晒パルプを混合して用いる場合、巻紙における未晒パルプの割合は、例えば1重量%以上90重量%以下であることが好ましく、より好ましくは5重量%以上86重量%未満、さらに好ましくは5重量%以上60重量%以下である。
填料としては、炭酸カルシウム、二酸化チタン、カオリン等を使用することができるが、喫味等から炭酸カルシウムを使用することが好ましい。
このような填料を含む紙は、通常は白色系の明るい色を呈する。一方で、混合パルプから構成される巻紙は、通常、未晒パルプに起因する色を有している。
シートたばことして、抄造法により得られる抄造シートたばこ、スラリーを乾燥して得られるスラリーシートたばこを挙げることができる。
抄造シートたばこの一般的な製法は、天然のたばこ材料(葉、刻み、中骨、茎、根等)を、水などの抽出溶媒を用いて抽出操作を行う工程と、抽出操作により得られた抽出液と残渣を分離する工程と、残渣を抄紙して再生たばこウェブを作製する工程と、必要に応じて分画処理が行われた抽出液を再生ウェブにかけ戻す工程を含むことができる。このような製法は、湿式抄紙法として、例えば国際公開第2004/006001号に記載されている。
シートたばこを本発明の実施形態にかかる巻紙原紙として用いる場合は、その坪量として30~80g/m2の範囲、通気度としては0~60CU(コレスタユニット)を挙げることができる。
シートたばこの別の製造方法としては、例えば特開昭61-52269号公報に記載された乾式抄紙法や、前者の乾式抄紙法により得られるシートたばこは、木材パルプの繊維と、接着剤とたばこの茎部とから構成される。
本発明の実施形態にかかる非燃焼加熱型喫煙物品として、例えば図1の構成を有するものを挙げることができる。
図1の非燃焼加熱型喫煙物品10は、充填物11と、充填物11を巻装する第一の巻紙12から構成されるたばこロッド部と、該たばこロッド部とは反対側の端部を構成するマウスピース部16とを有し、前記たばこロッド部と前記マウスピース部は、前記充填物を巻装する巻紙と同じ又は別の第二の巻紙13(図1ではチップペーパー)を用いて連結されている。
第一の巻紙及び第二の巻紙の少なくとも一方は、上記で説明した本発明の実施形態にかかる巻紙である。少なくとも第一の巻紙が、本発明の実施形態にかかる巻紙であることが好ましい。また、第一の巻紙12及び第二の巻紙の両方が上記で説明した本発明の実施形態にかかる巻紙であることも好ましい。
図1に示す態様では、マウスピース部16は、紙管部14及びフィルター部15とを備える。また、これらを連結するための第二の巻紙としてチップペーパー13を備える。なお、図1ではマウスピース部16は2つのセグメントから構成されているが、マウスピース部16は単一のセグメントから構成されていてもよく、3つ以上のセグメントから構成されていてもよい。また、マウスピース部を構成するセグメントは、紙管部とフィルター部の両方が含まれるように構成されていてもよいし、どちらかのみから構成されていてもよい。
また、非燃焼加熱型喫煙物品10は、紙管部14と、紙管部14の周囲を覆う第二の巻紙13(チップペーパー)の一部に、外部からの空気を取り入れるための微小孔を有してもよい(図示せず)。そのような微小孔が存在することで、使用時に外部から紙管部14の内部に空気が流入し、前記たばこロッドが加熱されることで生じるエアロゾル生成基材とたばこ香味成分とを含む蒸気が、外部からの空気と接触して温度が低下することで液化し、エアロゾルの生成がより確実になる。
紙管部14は、例えば厚紙を円筒状に加工したものを挙げることができる。
フィルター部15は、例えばアセテートトウを材料として用いたものを挙げることができる。アセテートトウの単糸繊度、総繊度は特に限定されない。
図1ではフィルター部15は単一のセグメントから構成されているが、複数のセグメントから構成されていてもよい。複数のセグメントから構成されている場合、例えば上流側に中空のセグメントを配置し、下流側(使用者の吸口端側)のセグメントとして吸口断面がアセテートトウで充填されている態様を挙げることもできる。このような態様によれば、生成するエアロゾルの無用な損失を防ぐとともに、非燃焼加熱型喫煙物品の外観を良好にすることができる。
また、フィルターの製造において、通気抵抗の調整や添加物(公知の吸着剤や香料、香料保持材等)の添加を適宜設計できる。
第二の巻紙13(チップペーパー)の材料は特に制限されないが、本発明の実施形態にかかる巻紙を一部または全部に用いてもよい。第二の巻紙13は、例えば酢酸ビニル系の糊を用いて、上記のたばこロッド、紙管部14、フィルター部15の周囲を巻装した後に固定する態様を挙げることができる。
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。
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。
充填物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重量%以上であり、好ましくは10重量%以上であり、また、通常50重量%以下であり、好ましくは20重量%以下である。
非燃焼加熱型喫煙物品の製造時に、本発明の実施形態にかかる巻紙を、たばこロッドの巻紙として、及び/又はチップペーパーとして使用することで、使用後(加熱後)に外観の印象が損なわれない非燃焼加熱型喫煙物品を提供できる。
電気加熱型喫煙システムの一態様を図2に図示する。電気加熱型喫煙システム30は、電気加熱型デバイス20の内部に配置された、ヒーター24に接する伝熱部材25に、上記で説明した非燃焼加熱型喫煙物品10が接触するように嵌装されて使用される。
電気加熱型デバイス20は、例えば樹脂性の躯体23の内部に、電池ユニット21と制御ユニット22とを有する。
上記のように非燃焼加熱型喫煙物品は、充填物11と、充填物11を巻装する第一の巻紙12から構成されるたばこロッド部と、該たばこロッド部とは反対側の端部を構成するマウスピース部16とを有し、前記たばこロッド部と前記マウスピース部は、前記充填物を巻装する巻紙と同じ又は別の第二の巻紙を用いて連結されている。非燃焼加熱型喫煙物品を電気加熱型デバイスに嵌装すると、該たばこロッドの外周面と、該たばこロッドと紙管部14とを接続する第二の巻紙(チップペーパー13)から構成される外周面の一部が、電気加熱型デバイス20の内部の伝熱部材25と接触する。
電気加熱型デバイス20の内部のヒーター24は、制御ユニット22による制御により発熱する。その熱が伝熱部材25を介して非燃焼加熱型喫煙物品のたばこロッドに伝わることで、たばこロッドの充填物11に含まれるエアロゾル生成基材と香味成分とが共に揮発する。
ヒーター24による加熱により、前記たばこロッドは概ね150~250℃にまで加熱される。
上記のΔE*を測定する際の、巻紙の加熱温度を200℃とし、その時間を5分間とするのは、本発明の実施形態にかかる電気加熱型喫煙システムの使用を前提として設定されたものである。
加熱により生じるエアロゾル生成基材と香味成分を含む蒸気は、前記で説明したメカニズムにより紙管部14の内部でエアロゾル化し、非燃焼型喫煙物品10のフィルター部15を通して使用者の口腔内に到達する。
市販のたばこロッド用の巻紙を5cm×5cm片に裁断した。
また、感熱材料として、以下の表1に示す物質を選択し、表1に示す濃度で各物質の水溶液を調製した。筆を用いて各水溶液を3cm幅で上記の裁断済みの巻紙に塗布した。
また、コントロールとして、上記の裁断済みの巻紙に対して何も塗布しなかったものを用いた。なお、市販のたばこロッド用の巻紙には、助燃剤としてクエン酸が巻紙全量に対して1.2重量%程度含まれている(表1では塗工量として記載しているが、塗工を行ったわけではない)。
さらに、市販の自己消化性のたばこロッド用の巻紙(たばこ刻みに接する面に、自己消火剤が塗布されている)を比較例1として準備した。
各試料について、家庭用アルミホイル(材質:アルミニウム箔 厚さ:11μm)に載せ、マッフル炉(品名:Muffle Furnace FO410型、ヤマト科学社製)で200℃、5分間加熱した。
加熱前後の各サンプルについて分光光度計(X-Rite社製、品名SpectroEye)を用いてΔE*を計測した。計測は、光源D65、光源フィルタなし、視野角2°の条件下、ISO白色度92%の紙の上に試料1枚を置き、その上に分光光度計を押し当てて実施した。
測定は、感熱材料を塗布した部分に対して5か所を繰り返し行い、平均値を解析に使用した。
色差測定の結果を表1に示す。
一方で、色差ΔE*が15に満たないコントロールや比較例1については、パネラーが観察したところ、加熱前に比べると加熱後の外観がやや不快な印象を与えるものであった。
11 充填物
12 第一の巻紙
13 第二の巻紙(チップペーパー)
14 紙管部
15 フィルター部
16 マウスピース部
20 電気加熱型デバイス
21 電池ユニット
22 制御ユニット
23 躯体
24 ヒーター
25 伝熱部材
30 電気加熱型喫煙システム
Claims (9)
- 非燃焼加熱型喫煙物品の外周面となる面に、感熱材料が添加された部分を有する非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙であり、
加熱前の巻紙において感熱材料が添加されている部分と、前記巻紙を200℃で5分間加熱した後の感熱材料が添加されている部分の色差ΔE*が15以上であり、
前記感熱材料が添加されている部分の面積の、巻紙の全面積における割合は、40~50%であり、
前記感熱材料が透明である、巻紙。 - 前記感熱材料が、有機酸又はその塩、単糖、二糖、多糖およびアミノ酸から選択される1種以上である、請求項1に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
- 前記有機酸又はその塩が、酢酸、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸、酒石酸カリウム、酒石酸ナトリウム、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リンゴ酸、リンゴ酸ナトリウム、リンゴ酸マグネシウム、乳酸、乳酸カルシウムから選ばれる1種以上である、請求項2に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
- 前記単糖がフラクトース、ガラクトース、及びグルコースから選ばれる1種以上であり、前記二糖がマルトース、ラクトース、及びスクロースから選ばれる1種以上であり、前記多糖が、カルボキシメチルセルロース、カラギーナン、ペクチン、及びデンプンから選ばれる1種以上であり、前記アミノ酸が、バリン、ロイシン、イソロイシン、グルタミン、アラニン、アスパラギン及びアルギニンから選ばれる1種以上である、請求項2に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
- 前記感熱材料が無色である、請求項1~4のいずれか一項に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
- 前記巻紙において、感熱材料を添加した部分における感熱材料の含有量が、0.007mg/cm2以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
- 前記感熱材料が添加されている部分が、150~250℃に加熱される部分を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の非燃焼加熱型喫煙物品用の巻紙。
- たばこ刻みとエアロゾル生成基材とを含む充填物が、該充填物を巻装する第一の巻紙で巻装されてなるたばこロッド部と、該たばこロッド部とは反対側の端部を構成するマウスピース部とを有し、前記たばこロッド部と前記マウスピース部は、前記充填物を巻装する巻紙と同じ又は別の第二の巻紙を用いて連結されている非燃焼加熱型喫煙物品であって、第1の巻紙と第2の巻紙の少なくとも一方が、請求項1~7のいずれか一項に記載の巻紙である、非燃焼加熱型喫煙物品。
- ヒーター部材と、該ヒーター部材からの熱を伝熱する伝熱部材と、該ヒーター部材の電力源となる電池ユニットと、該ヒーター部材を制御するための制御ユニットとを備える電気加熱型デバイスと、該伝熱部材に接触するように嵌合される、請求項8に記載の非燃焼加熱型喫煙物品と、から構成される、電気加熱型喫煙システム。
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