JP7277607B2 - たばこ材料の製造方法、シート、非燃焼加熱型香味吸引器具及び非燃焼加熱型香味吸引システム - Google Patents
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Description
減圧環境下、液状の化合物中でたばこ原料を処理することで前記たばこ原料を乾燥し、たばこ材料を製造する工程を含み、
前記液状の化合物は、1atmにおいて180℃以上の沸点を有する。
水分量が4質量%以下であり、かつ、引張強度が5N/15mm以上である。
本実施形態に係る非燃焼加熱型香味吸引器具と、
前記シートを加熱する加熱装置と、
を備える。
本実施形態に係るたばこ材料の製造方法は、減圧環境下、液状の化合物(以下、液体ともいう。)中でたばこ原料を処理することで前記たばこ原料を乾燥し、たばこ材料を製造する工程(以下、乾燥工程ともいう。)を含む。ここで、前記液状の化合物は、1atmにおいて180℃以上の沸点を有する。
本実施形態に係る方法は、乾燥工程前に、たばこ原料を成型する工程をさらに含むことが好ましい。本実施形態に係る方法では、乾燥工程において前記液体を熱媒体として用いるため、乾燥工程後、たばこ材料中の水分が存在していた領域の一部は前記液体によって置換される。このため、乾燥後もたばこ原料の構造を維持しやすく、たばこ原料としてたばこを含む成型体を用いた場合にも、成型体の形状を十分に維持することができる。また、たばこ原料として成型体を用いることで、たばこ刻みを用いた場合よりも繊維間構造の分布を安定化させることができる。なお、本実施形態に係る方法では、たばこ原料としてたばこ刻みを用いてもよい。
本実施形態に係る方法は、たばこ原料を凍結する工程をさらに含むことが好ましい。たばこ原料を凍結させることにより、たばこ原料中の水分が氷となる。そのため、後の乾燥工程において減圧下で前記液体によって処理することで、該氷が昇華し、たばこ原料の構造をより維持しつつ、十分に乾燥することができる。なお、成型工程を実施する場合、凍結工程は、成型工程後、乾燥工程前に行うことができる。
本実施形態に係る方法は、減圧環境下、液状の化合物(液体)中でたばこ原料を処理することで前記たばこ原料を乾燥し、たばこ材料を製造する工程を含む。ここで、前記液状の化合物(液体)は、1atmにおいて180℃以上の沸点を有する。たばこ原料を減圧環境下、前記液体を熱媒体として用いて処理するため、短い処理時間で水分量を十分に低減することができる。また、乾燥後も前記液体が残存することでたばこ原料の構造を維持でき、強度が向上する。本工程では、たばこ原料を、減圧環境下、前記液体中で加熱することで前記たばこ原料を乾燥してもよい。
本実施形態に係る方法は、乾燥工程後に、たばこ材料から前記液体の一部を除去する工程をさらに含むことが好ましい。たばこ材料から余剰の前記液体を除去することにより、余剰の液体による処理後のたばこ材料の変性を抑えることができ、保存安定性を高めることができる。液体除去工程は、余剰の前記液体を除去する工程であり、たばこ材料に含まれる前記液体を全て除去するものではない。前記液体として、特に油やグリセリン、プロピレングリコールを用いた場合、乾燥処理もできる上に、残存した液体をエアロゾル生成基材として活用することもできる。このような観点から、前記液体は、飽和又は不飽和脂肪酸、グリセリン、及びプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。また、該飽和又は不飽和脂肪酸は、パーム油、ヤシ油、及びオリーブオイルからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。液体除去工程後のたばこ材料に含まれる前記液体の量は、1~50質量%であることが好ましい。液体除去工程は、例えば遠心分離等により行うことができる。
本実施形態に係る方法は、乾燥工程後に、たばこ材料にエアロゾル生成基材を添加する工程をさらに含むことが好ましい。乾燥工程後のたばこ材料は、たばこ原料中の繊維成分により形成される繊維間構造が維持されているため、エアロゾル生成基材を効率的にたばこ材料内部に取り込むことができる。
本実施形態に係る方法が、乾燥工程前に前述したたばこ原料をシート状に成型する工程を含む場合、本実施形態に係る方法は、乾燥工程後に、たばこ材料を調湿し、ボビンに巻き取る工程をさらに含むことが好ましい。既存の凍結乾燥により乾燥されたたばこ材料は、気体が占有する空隙の存在によりもろく、変形させようとするとその形状を維持することは困難である。しかし、本実施形態に係る方法により得られる乾燥後のたばこ材料では、前記空隙が前記液体により占められているため、柔軟性が付与されており、ボビンに巻き取る等の変形を行うことができる。また、乾燥後にたばこ材料の調湿を行い、一旦水分を付与することで、たばこ材料がさらに変形しやすくなるため好ましい。ここで、本実施形態に係る方法により得られる乾燥後のたばこ材料は、その繊維表面が前記液体によってコートされている。そのため、調湿を行っても余剰の水分は吸収されず、更なる柔軟性の付与に必要な水分量は付与されつつ、低水分量を維持することができる。このように、更なる柔軟性が付与されたシート状のたばこ材料はボビンに容易に巻き付けることができ、必要に応じてボビンからシートを供給し、所望のサイズに切断して非燃焼加熱型香味吸引器具の製造に活用することができる。例えば、ボビン巻き取り工程の後、巻かれたボビンをほどきながらシートを搬送し、シートにギャザー及び捲縮を施し、所定の長さにカットすることで、たばこ含有セグメントにおけるたばこ充填物を製造することが好ましい。
本実施形態に係るシートは、たばこを含むシートであって、水分量が4質量%以下であり、かつ、引張強度が5N/15mm以上であることが好ましい。本実施形態に係るシートは引張強度が高いため、該シートの充填密度が低くなるように該シートを巻いて、非燃焼加熱型香味吸引器具のたばこ含有セグメントに充填した場合にも、十分な硬さを示し、その形状を維持できる。また、充填密度を低くすることができるため、たばこ含有セグメントの内部におけるたばこ成分やエアロゾルのろ過を抑制することができる。さらに、使用時に巻かれたシートの収縮が起きにくいため、ヒーターとの当接を維持することができ、安定的にたばこ及びエアロゾル生成基材に熱を供給することができる。また、該シートは水分量が少ないため、前述したようにエアロゾルが効率的に発生し、かつ、吸引時の香味を良好にすることができる。本実施形態に係るシートは、例えば本実施形態に係るたばこ材料の製造方法により製造することができる。なお、本実施形態において、「たばこ」はたばこそのものを示し、「たばこ原料」及び「たばこ材料」はたばこに加えて、たばこ以外の成分を含み得る乾燥工程前後における材料をそれぞれ示す。
1.ガラス製の試料容器に、たばこ葉原料を1~2g量り取る。試料容器全体の質量を測定する。
2.試料容器を、ロータリー式乾燥機(松山工業社製、M-104AT)に入れ、回転させながら乾燥させる。その際、ロータリー式乾燥機は100℃に予熱しておく。
3.100℃で1時間乾燥させた後、試料容器を取り出し、デシケーター内で放冷させる。
4.放冷後、試料容器の質量を測定する。
5.水分量を下記の式で計算する。
水分量=(W1-W2)/(W1-W0)*100
W0:試料容器の空質量
W1:乾燥前試料と試料容器質量
W2:乾燥後試料と試料容器質量
本実施形態に係る非燃焼加熱型香味吸引器具は、本実施形態に係るシートを含むことが好ましい。本実施形態に係る非燃焼加熱型香味吸引器具は、例えば、本実施形態に係るシートを含むたばこ含有セグメントを備えることができる。本実施形態に係る非燃焼加熱型香味吸引器具は、たばこ含有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。
本実施形態に係る非燃焼加熱型香味吸引システムは、本実施形態に係る非燃焼加熱型香味吸引器具と、本実施形態に係るシートを加熱する加熱装置と、を備えることが好ましい。本実施形態に係る非燃焼加熱型香味吸引システムは、本実施形態に係る非燃焼加熱型香味吸引器具及び前記加熱装置以外の他の構成を有していてもよい。
たばこ材料の水分量は、以下の方法で測定した。
1.ガラス製の試料容器に、たばこ材料を1~2g量り取った。試料容器全体の質量を測定した。
2.試料容器を、ロータリー式乾燥機(松山工業社製、M-104AT)に入れ、回転させながら乾燥させた。その際、ロータリー式乾燥機は100℃に予熱しておいた。
3.100℃で1時間乾燥させた後、試料容器を取り出し、デシケーター内で放冷させた。
4.放冷後、試料容器の質量を測定した。
5.水分量を下記の式で計算した。
水分量=(W1-W2)/(W1-W0)*100
W0:試料容器の空質量
W1:乾燥前試料と試料容器質量
W2:乾燥後試料と試料容器質量
たばこ材料の引張強度は、ISO1924-2に準拠して測定した。
(成型工程)
粉砕したたばこ葉100gと、水溶性バインダーとしてのグアガム3.4gと、水1000gと、を混合し、スラリーを調製した。該スラリー中の水溶性バインダーの含有量は0.32質量%であった。該スラリーを200℃に調整したステンレス板上に薄くキャストし、10分間乾燥して、シート状のたばこ原料を得た。該シート状のたばこ原料の厚みは1.5mmであった。また、シート中の水分含有量は10質量%であった。
前記シート状のたばこ原料を、冷凍庫内で、-15℃で1時間保持することにより、前記シート状のたばこ原料を凍結した。
図1に示される真空フライヤーを用いて、前記凍結したシート状のたばこ原料を乾燥した。まず、内容積10Lの真空フライ釜1内に、液体4としてのパーム油1000gと、前記凍結したシート状のたばこ原料100gとを投入した。次に、真空ポンプ2により真空フライ釜1内の圧力を100hPaまで減圧した後、真空フライ釜1内の温度(液体の温度)を70℃まで上昇させた。前記圧力及び前記温度で10分保持し、たばこ原料由来の水分をコンデンサー3で回収した後、真空フライ釜1内の圧力及び温度を大気圧及び常温まで戻し、乾燥後のたばこ材料を取り出した。
前記乾燥後のたばこ材料について、遠心分離機で液体の一部を除去した。その後、たばこ材料100質量部に対してスプレーでグリセリンを33質量部となるように塗布した。
得られたたばこ材料の水分量及び引張強度を前記方法により測定した。結果を表1に示す。
乾燥工程における処理時間(保持時間)を1時間に変更した以外は、実施例1と同様にたばこ材料を製造し、評価した。結果を表1に示す。
成型工程におけるスラリー中の水溶性バインダーの含有量を0.52質量%に変更した以外は、実施例1と同様にたばこ材料を製造し、評価した。結果を表1に示す。
乾燥工程において、真空フライ釜内に液体を投入せずにたばこ原料を乾燥した(即ち、凍結乾燥を行った)以外は、実施例1と同様にたばこ材料を製造し、評価した。結果を表1に示す。
比較例1において得られた乾燥後のたばこ材料100質量部に対して、液体としてのパーム油を15質量部外添した。液体を外添したたばこ材料について、実施例1と同様に水分量及び引張強度を測定した。結果を表1に示す。
乾燥工程を行わなかった以外は、実施例1と同様にたばこ材料を製造し、評価した。結果を表1に示す。
凍結工程を行わず、乾燥工程において真空フライ釜内を減圧しなかった(即ち、液体中で単に加熱した)以外は、実施例1と同様にたばこ材料を製造し、評価した。結果を表1に示す。
実施例1で得られたたばこ材料を、22℃、60%RHで2日間保存することで調湿した。調湿後のたばこ材料の水分量を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表2に示す。
実施例2、3、比較例1~4で得られたたばこ材料を、実施例4と同様の方法で調湿し、調湿後の水分量を実施例1と同様の方法により測定した。結果を表2に示す。
市販の非燃焼加熱型香味吸引システム(商品名:Ploom S、日本たばこ産業株式会社製)を準備した。Ploom Sのたばこスティックのたばこ含有セグメントに含まれるシートを取り出し、代わりに実施例1で作製したシート状のたばこ材料を捲縮した後、ギャザーして充填した(充填密度:0.4g/cm3)。該たばこスティックを2本作製した。1本のたばこスティックについて、たばこ含有セグメント中のグリセリン量を測定した。グリセリン量は、たばこ材料をヘキサンで抽出しガスクロマトグラフィーで測定した。一方、他の1本のたばこスティックをPloom Sの加熱装置に挿入し、加熱操作を行った。その後、加熱後のたばこスティックについて、たばこ含有セグメント中のグリセリン量を前記方法により測定した。それぞれのたばこスティックにおける加熱前後のグリセリン量の差の割合((加熱前-加熱後)/加熱前)を算出した。結果を表3に示す。なお、表3において評価指標は以下の通りである。
4:12質量%以上
3:9質量%以上、12質量%未満
2:6質量%以上、9質量%未満
1:6質量%未満
実施例2、3、比較例1~4で作製したシート状のたばこ材料を用いた以外は、実施例7と同様に実施し、加熱前後のグリセリン量の差の割合を算出した。結果を表3に示す。
本発明は以下の実施態様を含む。
[1]減圧環境下、液状の化合物中でたばこ原料を処理することで前記たばこ原料を乾燥し、たばこ材料を製造する工程を含み、
前記液状の化合物は、1atmにおいて180℃以上の沸点を有するたばこ材料の製造方法。
[2]前記たばこ原料を前記液状の化合物中で処理する際の、前記液状の化合物の温度が60~100℃である[1]に記載のたばこ材料の製造方法。
[3]前記たばこ材料から前記液状の化合物の一部を除去する工程をさらに含む[1]又は[2]に記載のたばこ材料の製造方法。
[4]前記たばこ材料にエアロゾル生成基材を添加する工程をさらに含む[1]から[3]のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
[5]前記たばこ原料を乾燥する前に、たばこ原料を成型する工程をさらに含む[1]から[4]のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
[6]前記たばこ原料を成型する工程が、たばこ原料をシート状に成型する工程である[5]に記載のたばこ材料の製造方法。
[7]前記たばこ材料を調湿し、ボビンに巻き取る工程をさらに含む[6]に記載のたばこ材料の製造方法。
[8]前記たばこ原料がたばこ刻みである[1]から[4]のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
[9]前記たばこ原料を乾燥する前に、たばこ原料を凍結する工程をさらに含む[1]から[8]のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
[10]前記液状の化合物が、飽和又は不飽和脂肪酸、グリセリン、及びプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも一つである[1]から[9]のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
[11]前記飽和又は不飽和脂肪酸が、パーム油、ヤシ油、及びオリーブオイルからなる群から選択される少なくとも一つである[10]に記載のたばこ材料の製造方法。
[12]前記減圧環境における圧力が、500hPa以下である[1]から[11]のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
[13]前記乾燥において、前記たばこ材料の水分量を4質量%以下にする[1]から[12]のいずれかに記載のたばこ材料の製造方法。
[14]たばこを含むシートであって、
水分量が4質量%以下であり、かつ、引張強度が5N/15mm以上であるシート。
[15]前記シートが、水溶性バインダーと、1atmにおける沸点が180℃以上の化合物と、をさらに含み、
前記シートの外表面部よりも前記シートの中心部の方が、前記水溶性バインダーの濃度が高く、かつ、前記化合物の濃度が低い[14]に記載のシート。
[16][14]又は[15]に記載のシートを含む非燃焼加熱型香味吸引器具。
[17][16]に記載の非燃焼加熱型香味吸引器具と、
前記シートを加熱する加熱装置と、
を備える非燃焼加熱型香味吸引システム。
2 真空ポンプ
3 コンデンサー
4 液体
10 非燃焼加熱型香味吸引器具
11 たばこ含有セグメント
12 マウスピースセグメント
13 冷却セグメント
14 センターホールセグメント
15 フィルターセグメント
16 たばこ充填物
17 ラッパー
18 筒状部材
19 穿孔
20 第一の充填層
21 第一のインナープラグラッパー
22 第二の充填層
23 第二のインナープラグラッパー
24 アウタープラグラッパー
25 マウスピースライニングペーパー
30 非燃焼加熱型香味吸引器具
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 (12)
- たばこ原料を成型する工程と、
減圧環境下、液状の化合物中で前記たばこ原料を処理することで前記たばこ原料を乾燥し、たばこ材料を製造する工程と、
を含み、
前記液状の化合物は、1atmにおいて180℃以上の沸点を有するたばこ材料の製造方法。 - たばこ原料を凍結する工程と、
減圧環境下、液状の化合物中で前記たばこ原料を処理することで前記たばこ原料を乾燥し、たばこ材料を製造する工程と、
を含み、
前記液状の化合物は、1atmにおいて180℃以上の沸点を有するたばこ材料の製造方法。 - 前記たばこ原料を前記液状の化合物中で処理する際の、前記液状の化合物の温度が60~100℃である請求項1又は2に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記たばこ材料から前記液状の化合物の一部を除去する工程をさらに含む請求項1から3のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記たばこ材料にエアロゾル生成基材を添加する工程をさらに含む請求項1から4のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記たばこ原料を成型する工程が、たばこ原料をシート状に成型する工程である請求項1に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記たばこ材料を調湿し、ボビンに巻き取る工程をさらに含む請求項6に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記たばこ原料がたばこ刻みである請求項1から7のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記液状の化合物が、飽和又は不飽和脂肪酸、グリセリン、及びプロピレングリコールからなる群から選択される少なくとも一つである請求項1から8のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記飽和又は不飽和脂肪酸が、パーム油、ヤシ油、及びオリーブオイルからなる群から選択される少なくとも一つである請求項9に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記減圧環境における圧力が、500hPa以下である請求項1から10のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法。
- 前記乾燥において、前記たばこ材料の水分量を4質量%以下にする請求項1から11のいずれか一項に記載のたばこ材料の製造方法。
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