JP7313437B2 - 非燃焼加熱式たばこ及び電気加熱式たばこ製品 - Google Patents
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Description
本発明は、非燃焼加熱式たばこ及び電気加熱式たばこ製品に関する。
ヒーター部材と、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式デバイスと、該ヒーター部材に接触するように挿入される非燃焼加熱式たばことから構成される電気加熱式たばこ製品が開発されている。非燃焼加熱式たばこは、たばこ刻みとエアロゾル生成基材とを含み、これらが巻紙により巻装されてなるたばこロッドを含む。前記ヒーター部材の形状は、平板状または円筒状が一般的である。
電気加熱式たばこ製品を使用する際には、前記ヒーター部材が刺突するように前記非燃焼加熱式たばこを電気加熱式デバイスに挿入する。そしてヒーター部材を発熱させることにより、該ヒーター部材に接触する箇所を起点としてたばこロッドが内部から加熱され、たばこロッドが含むエアロゾル生成基材とともに、香喫味成分が使用者にデリバリーされる。
電気加熱式たばこ製品を使用する際には、前記ヒーター部材が刺突するように前記非燃焼加熱式たばこを電気加熱式デバイスに挿入する。そしてヒーター部材を発熱させることにより、該ヒーター部材に接触する箇所を起点としてたばこロッドが内部から加熱され、たばこロッドが含むエアロゾル生成基材とともに、香喫味成分が使用者にデリバリーされる。
非燃焼加熱式たばこを構成するたばこロッドには、前記のとおりエアロゾル生成基材が含まれる。エアロゾル生成基材は、通常、液体の成分から構成されている。そのため、非燃焼加熱式たばこにおいて、たばこロッドを巻装する巻紙として従来のシガレットで用いられてきた巻紙を用いると、エアロゾル生成基材がその巻紙に浸潤してしまい、染みが発生して外観を損なうことがあった。また、エアロゾル生成基材が巻紙に浸潤してしまうと、ヒーター部材からの熱が、たばこロッドを構成するたばこ刻みのうち、ヒーター部材から離れた巻紙側に位置するものに伝わりにくくなるため、その巻紙に浸潤したエアロゾル生成基材が揮発せず、使用後にも巻紙中に留まってしまうことがある。これにより、使用者に対するエアロゾルの十分なデリバリー量を確保できないことがある。
上記のように、電気加熱式たばこ製品の使用時に、使用者は、前記ヒーター部材に刺突するように非燃焼加熱式たばこを電気加熱式デバイスに挿入する。その際、ヒーター部材が非燃焼加熱式たばこのたばこロッドに刺突することで、たばこロッドを構成するたばこ刻みが、ヒーター部材の周囲に広がる方向、言い換えると、たばこロッドを巻装する巻紙に押し付けられる方向に圧力を受ける。これにより、たばこロッドを構成するたばこ刻みとエアロゾル生成基材とが巻紙に押し付けられることになり、巻紙へのエアロゾル生成基材の浸潤がより起こりやすい状況が形成される。たばこロッドの巻紙にたばこ刻みが押つけられる状態は、使用者がたばこロッドをヒータ部材に刺突させる動作の違いによって様々な程度となり、より強くたばこ刻みが巻紙に押し付けられた場合はエアロゾル生成基材の巻紙への湿潤が多くなる傾向がある。
このような状況を形成することなく、エアロゾル生成基材が巻紙に浸潤せず、外観が良好に保たれていると共に、加熱時のエアロゾルのデリバリー量を十分に確保できる非燃焼加熱式たばこが求められている。
そこで本発明では、エアロゾル生成基材が巻紙に浸潤せず、外観が良好に保たれていると共に、加熱時のエアロゾルのデリバリー量を十分に確保できる非燃焼加熱式たばこの提供を課題とする。
上記のように、電気加熱式たばこ製品の使用時に、使用者は、前記ヒーター部材に刺突するように非燃焼加熱式たばこを電気加熱式デバイスに挿入する。その際、ヒーター部材が非燃焼加熱式たばこのたばこロッドに刺突することで、たばこロッドを構成するたばこ刻みが、ヒーター部材の周囲に広がる方向、言い換えると、たばこロッドを巻装する巻紙に押し付けられる方向に圧力を受ける。これにより、たばこロッドを構成するたばこ刻みとエアロゾル生成基材とが巻紙に押し付けられることになり、巻紙へのエアロゾル生成基材の浸潤がより起こりやすい状況が形成される。たばこロッドの巻紙にたばこ刻みが押つけられる状態は、使用者がたばこロッドをヒータ部材に刺突させる動作の違いによって様々な程度となり、より強くたばこ刻みが巻紙に押し付けられた場合はエアロゾル生成基材の巻紙への湿潤が多くなる傾向がある。
このような状況を形成することなく、エアロゾル生成基材が巻紙に浸潤せず、外観が良好に保たれていると共に、加熱時のエアロゾルのデリバリー量を十分に確保できる非燃焼加熱式たばこが求められている。
そこで本発明では、エアロゾル生成基材が巻紙に浸潤せず、外観が良好に保たれていると共に、加熱時のエアロゾルのデリバリー量を十分に確保できる非燃焼加熱式たばこの提供を課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明者は、たばこロッドを構成するたばこ刻みを含む充填物（たばこ充填物ともいう）において、電気加熱式デバイスが有するヒーター部材が刺突する箇所に所定の開口部を持たせることを考案した。非燃焼加熱式たばこのたばこロッドは、たばこ充填物と巻紙とから構成されるものであり、たばこ充填物は、略均一に充填されたたばこ刻みから構成されることが通常であった。
これに対して、本発明では、略均一に充填されたたばこ刻みからたばこ充填物を構成するのではなく、ヒーター部材が刺突したときに抵抗が小さくなるように、かつ、使用者によるたばこロッドのヒータ部材への刺突動作のばらつきに関係なくたばこロッドの所定位置にヒータ部材が刺突するように、たばこ充填物の充填態様を変更した。具体的には、たばこロッドの先端面に開口する開口部を設けた。
これにより、電気加熱式デバイスに非燃焼加熱式たばこを挿入した際に、たばこ充填物を構成するたばこ刻みとエアロゾル生成基材とが、巻紙に押し付けられることを極力防ぐことができ、巻紙へのエアロゾル生成基材の浸潤の機会を減らすことができることが分かった。
さらに、本発明者は、非燃焼加熱式たばこを構成するたばこ刻みを含むたばこ充填物を巻装する巻紙にも着目した。具体的には、巻紙の２つの表面のうち、少なくともたばこ充填物に接する表面（単に充填物接触面ともいう）にコーティング剤を添加することを考案した。巻紙の少なくとも充填物接触面にコーティング剤を添加することで、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材が巻紙に接触しても、それが巻紙に浸潤することを防ぐことができ、たばこロッドの外部にエアロゾル生成基材が漏出することを防止できることが分かった。
本発明の課題は、電気加熱式デバイスにより加熱される非燃焼加熱式たばこ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。
これに対して、本発明では、略均一に充填されたたばこ刻みからたばこ充填物を構成するのではなく、ヒーター部材が刺突したときに抵抗が小さくなるように、かつ、使用者によるたばこロッドのヒータ部材への刺突動作のばらつきに関係なくたばこロッドの所定位置にヒータ部材が刺突するように、たばこ充填物の充填態様を変更した。具体的には、たばこロッドの先端面に開口する開口部を設けた。
これにより、電気加熱式デバイスに非燃焼加熱式たばこを挿入した際に、たばこ充填物を構成するたばこ刻みとエアロゾル生成基材とが、巻紙に押し付けられることを極力防ぐことができ、巻紙へのエアロゾル生成基材の浸潤の機会を減らすことができることが分かった。
さらに、本発明者は、非燃焼加熱式たばこを構成するたばこ刻みを含むたばこ充填物を巻装する巻紙にも着目した。具体的には、巻紙の２つの表面のうち、少なくともたばこ充填物に接する表面（単に充填物接触面ともいう）にコーティング剤を添加することを考案した。巻紙の少なくとも充填物接触面にコーティング剤を添加することで、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材が巻紙に接触しても、それが巻紙に浸潤することを防ぐことができ、たばこロッドの外部にエアロゾル生成基材が漏出することを防止できることが分かった。
本発明の課題は、電気加熱式デバイスにより加熱される非燃焼加熱式たばこ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。
本発明は、以下のとおりである。
［１］ たばこ刻みとエアロゾル生成基材とを含むたばこ充填物が、該たばこ充填物を巻装する巻紙で巻装されてなるたばこロッドを有する非燃焼加熱式たばこであって、
前記たばこロッドは、該たばこロッドの先端面側に開口すると共に該たばこロッドの軸方向に沿って存在する開口部を有し、
前記巻紙の少なくとも前記たばこ充填物と接触する面に、コーティング剤が添加されている、非燃焼加熱式たばこ。
［２］ 前記開口部が非貫通の陥凹部であり、該非貫通の陥凹部の形状が、非貫通の円筒形、または、たばこロッドの先端面から後端側に向かって縮径する円錐形もしくは円錐台形である、［１］に記載の非燃焼加熱式たばこ。
［３］ 前記陥凹部の周囲に、硬化層を有する、［２］に記載の非燃焼加熱式たばこ。
［４］ 前記充填物が複数のたばこシートから構成され、該複数のたばこシートは、長手方向に延在するとともに、該長手方向軸を中心として同心状に配置されており、該長手方向軸と、最内層のたばこシートとの間に、前記開口部として長手方向に延在する貫通口を有する、［１］に記載の非燃焼加熱式たばこ。
［５］ 前記たばこロッドとは反対側の端部を構成するマウスピース部をさらに有する、［１］～［４］のいずれかに記載の非燃焼加熱式たばこ。
［６］ 前記コーティング剤が、ニトロセルロースを含む、［１］～［５］のいずれかに記載の非燃焼加熱式たばこ。
［７］ ヒーター部材と、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式デバイスと、該ヒーター部材に接触するように挿入される、［１］～［６］のいずれかに記載の非燃焼加熱式たばこと、から構成される、電気加熱式たばこ製品。
［１］ たばこ刻みとエアロゾル生成基材とを含むたばこ充填物が、該たばこ充填物を巻装する巻紙で巻装されてなるたばこロッドを有する非燃焼加熱式たばこであって、
前記たばこロッドは、該たばこロッドの先端面側に開口すると共に該たばこロッドの軸方向に沿って存在する開口部を有し、
前記巻紙の少なくとも前記たばこ充填物と接触する面に、コーティング剤が添加されている、非燃焼加熱式たばこ。
［２］ 前記開口部が非貫通の陥凹部であり、該非貫通の陥凹部の形状が、非貫通の円筒形、または、たばこロッドの先端面から後端側に向かって縮径する円錐形もしくは円錐台形である、［１］に記載の非燃焼加熱式たばこ。
［３］ 前記陥凹部の周囲に、硬化層を有する、［２］に記載の非燃焼加熱式たばこ。
［４］ 前記充填物が複数のたばこシートから構成され、該複数のたばこシートは、長手方向に延在するとともに、該長手方向軸を中心として同心状に配置されており、該長手方向軸と、最内層のたばこシートとの間に、前記開口部として長手方向に延在する貫通口を有する、［１］に記載の非燃焼加熱式たばこ。
［５］ 前記たばこロッドとは反対側の端部を構成するマウスピース部をさらに有する、［１］～［４］のいずれかに記載の非燃焼加熱式たばこ。
［６］ 前記コーティング剤が、ニトロセルロースを含む、［１］～［５］のいずれかに記載の非燃焼加熱式たばこ。
［７］ ヒーター部材と、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式デバイスと、該ヒーター部材に接触するように挿入される、［１］～［６］のいずれかに記載の非燃焼加熱式たばこと、から構成される、電気加熱式たばこ製品。
本発明によれば、エアロゾル生成基材が巻紙に浸潤せず、外観が良好に保たれていると共に、加熱時のエアロゾルのデリバリー量を十分に確保できる非燃焼加熱式たばこを提供できる。
以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
＜非燃焼加熱式たばこ用の巻紙＞
本明細書において、「非燃焼加熱式たばこ用の巻紙」とは、後述する非燃焼加熱式たばこ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、「非燃焼加熱式たばこ用」とは、たばこ刻みを含むたばこ充填物を巻装してたばこロッドを作製するために用いられたり、たばこロッドに隣接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ことを意味する。
本明細書において、「非燃焼加熱式たばこ用の巻紙」とは、後述する非燃焼加熱式たばこ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、「非燃焼加熱式たばこ用」とは、たばこ刻みを含むたばこ充填物を巻装してたばこロッドを作製するために用いられたり、たばこロッドに隣接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ことを意味する。
本発明の実施形態にかかる巻紙としては、パルプが主成分のものを挙げることができる。パルプとしては、針葉樹パルプや広葉樹パルプなどの木材パルプで抄造される以外にも、亜麻パルプ、大麻パルプ、サイザル麻パルプ、エスパルトなど一般的に喫煙物品用の巻紙に使用される非木材パルプを混抄して製造して得たものでもよい。
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。
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。
上記パルプを用いて長網抄紙機、円網抄紙機、円短複合抄紙機等による抄紙工程の中で、地合いを整え均一化して巻紙を製造する。なお、必要に応じて、湿潤紙力増強剤を添加して巻紙に耐水性を付与したり、サイズ剤を添加して巻紙の印刷具合の調整を行ったりすることができる。さらに、硫酸バンド、各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性或いは、両性の歩留まり向上剤、濾水性向上剤、及び紙力増強剤等の抄紙用内添助剤、並びに、染料、ｐＨ調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、及びスライムコントロール剤等の製紙用添加剤を添加することができる。
本発明の実施形態にかかる巻紙原紙の坪量は、例えば通常２０ｇｓｍ以上であり、好ましくは２５ｇｓｍ以上である。一方、坪量は通常６５ｇｓｍ以下、好ましくは５０ｇｓｍ以下、さらに好ましくは４５ｇｓｍ以下、である。
上記の特性を有する巻紙の厚みは、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。
非燃焼加熱式たばこ用の巻紙として、その形状は正方形又は長方形を挙げることができる。たばこ充填物を巻装するため（たばこロッドを作製するため）の巻紙として利用する場合、一辺の長さとして１２～７０ｍｍ程度を挙げることができ、もう一辺の長さとして１５～２８ｍｍ、もう一辺の好ましい長さとして２２～２４ｍｍ、さらに好ましい長さとして２３ｍｍ程度を挙げることができる。たばこ充填物を巻紙で柱状に巻装する際は、例えば図１のｗ方向の巻紙の端部とその逆側の端部を２ｍｍ程度重ね合わせて糊付けされて柱状の紙管の形状となり、その中にたばこ充填物が充填されている形状となる。長方形形状の巻紙のサイズは、出来上がったたばこロッドのサイズによって決めることができる。
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１５～２８ｍｍを挙げることができる。
上記の特性を有する巻紙の厚みは、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。
非燃焼加熱式たばこ用の巻紙として、その形状は正方形又は長方形を挙げることができる。たばこ充填物を巻装するため（たばこロッドを作製するため）の巻紙として利用する場合、一辺の長さとして１２～７０ｍｍ程度を挙げることができ、もう一辺の長さとして１５～２８ｍｍ、もう一辺の好ましい長さとして２２～２４ｍｍ、さらに好ましい長さとして２３ｍｍ程度を挙げることができる。たばこ充填物を巻紙で柱状に巻装する際は、例えば図１のｗ方向の巻紙の端部とその逆側の端部を２ｍｍ程度重ね合わせて糊付けされて柱状の紙管の形状となり、その中にたばこ充填物が充填されている形状となる。長方形形状の巻紙のサイズは、出来上がったたばこロッドのサイズによって決めることができる。
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１５～２８ｍｍを挙げることができる。
上記のパルプの他に、本発明の実施形態にかかる巻紙には填料が含まれてもよい。填料の含有量は、本発明の実施形態にかかる巻紙の全重量に対して１０重量％以上６０重量％未満を挙げることができ、１５～４５重量％であることが好ましい。
本発明の実施形態にかかる巻紙では、好ましい坪量の範囲（２５～４５ｇｓｍ）において、填料が１５～４５重量％であることが好ましい。
さらに、坪量が２５ｇｓｍ以上３５ｇｓｍ以下のとき、填料が１５～４５重量％であることが好ましく、坪量が３５ｇｓｍを超えて４５ｇｓｍ以下のとき、填料が２５～４５重量％であることが好ましい。
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、喫味や白色度を高める観点等から炭酸カルシウムを使用することが好ましい。
本発明の実施形態にかかる巻紙では、好ましい坪量の範囲（２５～４５ｇｓｍ）において、填料が１５～４５重量％であることが好ましい。
さらに、坪量が２５ｇｓｍ以上３５ｇｓｍ以下のとき、填料が１５～４５重量％であることが好ましく、坪量が３５ｇｓｍを超えて４５ｇｓｍ以下のとき、填料が２５～４５重量％であることが好ましい。
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、喫味や白色度を高める観点等から炭酸カルシウムを使用することが好ましい。
＜本発明の実施形態にかかる巻紙に添加するコーティング剤＞
本発明の実施形態にかかる巻紙には、その表面及び裏面の２面うち、少なくとも充填物接触面にコーティング剤が添加されている。少なくとも充填物接触面にコーティング剤が添加されていることで、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材が巻紙に浸潤することを防止でき、ひいてはエアロゾル生成基材がたばこロッドの外部に揮散してしまうことを防止できる。
コーティング剤としては特に制限はないが、紙の表面に膜を形成し、液体の透過性を減少させることができるコーティング剤が好ましい。例えばアルギン酸及びその塩（例えばナトリウム塩）、ペクチンのような多糖類、エチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ニトロセルロースのようなセルロース誘導体、デンプンやその誘導体（例えばカルボキシメチルデンプン、ヒドロキシアルキルデンプン及びカチオンデンプンのようなエーテル誘導体、酢酸デンプン、リン酸デンプン及びオクテニルコハク酸デンプンのようなエステル誘導体）を挙げることができる。これらのなかでも、液体の透過性を減少させる能力、塗工の行ないやすさ、および、使用時の香味への影響が少ないといった点で、ニトロセルロースを少なくとも用いることが特に好ましい。
これらのコーティング剤は、通常１．０～３０．０重量％の水溶液もしくは酢酸エチル溶液として用いることができ、そのような水溶液もしくは酢酸エチル溶液を例えばグラビア印刷のような適当な印刷法を用いることにより、本発明の実施形態にかかる巻紙の、少なくとも充填物接触面に印刷することで添加できる。印刷以外の公知の手段によりコーティング剤を本発明の実施形態にかかる巻紙に添加してもよい。
上記のコーティング剤は、乾燥重量基準で巻紙表面に０．５～３．０ｇ／ｍ２となるように添加されることが好ましい。
より具体的には、コーティング剤がセルロース誘導体の場合には、その添加量として０．４～０．６ｇ／ｍ２程度を挙げることができ、コーティング剤が多糖類の場合には、その添加量として０．９～２．５ｇ／ｍ２程度を挙げることができる。
なお、充填物接触面だけでなく、反対側の面にもコーティング剤が添加されてもよい。コーティング剤は、充填物接触面の全面に添加されていることが好ましい。
本発明の実施形態にかかる巻紙には、その表面及び裏面の２面うち、少なくとも充填物接触面にコーティング剤が添加されている。少なくとも充填物接触面にコーティング剤が添加されていることで、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材が巻紙に浸潤することを防止でき、ひいてはエアロゾル生成基材がたばこロッドの外部に揮散してしまうことを防止できる。
コーティング剤としては特に制限はないが、紙の表面に膜を形成し、液体の透過性を減少させることができるコーティング剤が好ましい。例えばアルギン酸及びその塩（例えばナトリウム塩）、ペクチンのような多糖類、エチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ニトロセルロースのようなセルロース誘導体、デンプンやその誘導体（例えばカルボキシメチルデンプン、ヒドロキシアルキルデンプン及びカチオンデンプンのようなエーテル誘導体、酢酸デンプン、リン酸デンプン及びオクテニルコハク酸デンプンのようなエステル誘導体）を挙げることができる。これらのなかでも、液体の透過性を減少させる能力、塗工の行ないやすさ、および、使用時の香味への影響が少ないといった点で、ニトロセルロースを少なくとも用いることが特に好ましい。
これらのコーティング剤は、通常１．０～３０．０重量％の水溶液もしくは酢酸エチル溶液として用いることができ、そのような水溶液もしくは酢酸エチル溶液を例えばグラビア印刷のような適当な印刷法を用いることにより、本発明の実施形態にかかる巻紙の、少なくとも充填物接触面に印刷することで添加できる。印刷以外の公知の手段によりコーティング剤を本発明の実施形態にかかる巻紙に添加してもよい。
上記のコーティング剤は、乾燥重量基準で巻紙表面に０．５～３．０ｇ／ｍ２となるように添加されることが好ましい。
より具体的には、コーティング剤がセルロース誘導体の場合には、その添加量として０．４～０．６ｇ／ｍ２程度を挙げることができ、コーティング剤が多糖類の場合には、その添加量として０．９～２．５ｇ／ｍ２程度を挙げることができる。
なお、充填物接触面だけでなく、反対側の面にもコーティング剤が添加されてもよい。コーティング剤は、充填物接触面の全面に添加されていることが好ましい。
＜たばこ充填物＞
たばこロッドを構成するたばこ充填物は、たばこ刻みを含む組成物から構成されるもの（以下、第一のたばこ充填物ともい）と、後述する複数のたばこシートから構成されるもの（以下、第二のたばこ充填物ともいう）を挙げることができる。
なお、本発明において非燃焼加熱型式たばこの長手方向は、図１におけるｈの方向が長手方向である。また、非燃焼加熱式たばこがロッド状であるため、係る非燃焼加熱式たばこにおける長手方向をたばこロッドの長手方向と同一とみなしてもよい。本発明の非燃焼加熱式たばこにおけるたばこロッドは、以下のように定義されるアスペクト比が１以上である形状を満たす柱状形状を有していることが好ましい。
アスペクト比＝ｈ／ｗ
ｗは柱状体の底面の幅、ｈは高さであり、ｈ≧ｗであることが好ましい。しかし、本発明においては、上述した通り、長手方向はｈで示された方向であると規定している。したがって、ｗ≧ｈである場合においてもｈで示された方向を便宜上長手方向と呼ぶ。底面の形状は限定されず、多角、角丸多角、円、楕円等であってよく、幅ｗは当該底面が円形の場合は直径、楕円形である場合は長径、多角形または角丸多角である場合は外接円の直径または外接楕円の長径である。例えば、図１に示す態様においては、底面が円であるのでその直径を認定できる。当該直径が幅ｗ、これに直交する長さが高さｈとなる。たばこロッドを構成するたばこ充填物の高さｈは１２～７０ｍｍ程度、幅ｗは４～９ｍｍ程度であることが好ましい。
たばこロッドを構成するたばこ充填物は、たばこ刻みを含む組成物から構成されるもの（以下、第一のたばこ充填物ともい）と、後述する複数のたばこシートから構成されるもの（以下、第二のたばこ充填物ともいう）を挙げることができる。
なお、本発明において非燃焼加熱型式たばこの長手方向は、図１におけるｈの方向が長手方向である。また、非燃焼加熱式たばこがロッド状であるため、係る非燃焼加熱式たばこにおける長手方向をたばこロッドの長手方向と同一とみなしてもよい。本発明の非燃焼加熱式たばこにおけるたばこロッドは、以下のように定義されるアスペクト比が１以上である形状を満たす柱状形状を有していることが好ましい。
アスペクト比＝ｈ／ｗ
ｗは柱状体の底面の幅、ｈは高さであり、ｈ≧ｗであることが好ましい。しかし、本発明においては、上述した通り、長手方向はｈで示された方向であると規定している。したがって、ｗ≧ｈである場合においてもｈで示された方向を便宜上長手方向と呼ぶ。底面の形状は限定されず、多角、角丸多角、円、楕円等であってよく、幅ｗは当該底面が円形の場合は直径、楕円形である場合は長径、多角形または角丸多角である場合は外接円の直径または外接楕円の長径である。例えば、図１に示す態様においては、底面が円であるのでその直径を認定できる。当該直径が幅ｗ、これに直交する長さが高さｈとなる。たばこロッドを構成するたばこ充填物の高さｈは１２～７０ｍｍ程度、幅ｗは４～９ｍｍ程度であることが好ましい。
まず、第一の充填物から説明する。第一の充填物に含まれるたばこ刻みの材料は特に限定されず、ラミナや中骨等の公知のものを用いることができる。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たもの（以下、単に均一化シートともいう）を刻んだものであってもよい。たばこ刻の幅は０．５～２．０ｍｍ程度がたばこロッドに充填するうえで好ましい。たばこロッド中のたばこ充填物の含有量は、円周２２ｍｍ、長さ２０ｍｍのたばこロッドの場合、２００～８００ｍｇ／ロッドを挙げることができ、２５０～６００ｍｇ／ロッドが好ましい。前記たばこ刻み及び均一化シートの作製に用いるたばこ葉について、使用するたばこの種類は、様々なものを用いることができる。例えば、黄色種、バーレー種、オリエント種、在来種、その他のニコチアナ－タバカム系品種、ニコチアナ－ルスチカ系品種、及びこれらの混合物を挙げることができる。混合物については、目的とする味となるように、前記の各品種を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」に開示されている。前記均一化シートの製造方法、すなわち、たばこ葉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つ目は抄紙プロセスを用いて抄造シートを作製する方法である。２つ目は水等の適切な溶媒を、粉砕したたばこ葉に混ぜて均一化した後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、乾燥させてキャストシートを作製する方法である。３つ目は水等の適切な溶媒を、粉砕したたばこ葉に混ぜて均一化したものをシート状に押し出し成型して圧延シートを作製する方法である。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。
たばこ充填物の水分含有量は、たばこ充填物の全量に対して１０～１５重量％を挙げることができ、１１～１３重量％であることが好ましい。このような水分含有量であると、巻染みの発生を抑制し、たばこロッドの製造時の巻上適性を良好にする。
第一のたばこ充填物に含まれるたばこ刻み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０．５～２．０ｍｍに刻んだものを用いてもよい。
また、均一化シートの粉砕物を用いる場合、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０．５～２．０ｍｍに刻んだものを用いてもよい。
第一のたばこ充填物に含まれるたばこ刻み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０．５～２．０ｍｍに刻んだものを用いてもよい。
また、均一化シートの粉砕物を用いる場合、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０．５～２．０ｍｍに刻んだものを用いてもよい。
第一のたばこ充填物は、エアロゾル煙を生成するエアロゾル生成基材を含む。当該エアロゾル生成基材の種類は、特に限定されず、用途に応じて種々の天然物からの抽出物質および／またはそれらの構成成分を選択することができる。エアロゾル生成基材としては、グリセリン、プロピレングリコール、トリアセチン、１，３－ブタンジオール、及びこれらの混合物を挙げることができる。
第一のたばこ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、たばこ充填物の全量に対して通常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１５～２５重量％である。
第一のたばこ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、たばこ充填物の全量に対して通常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１５～２５重量％である。
第一のたばこ充填物は、香料を含んでいてもよい。当該香料の種類は、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、Ｎ－エチル－ｐ－メンタン－３－カルボアミド（ＷＳ－３）、エチル－２－（ｐ－メンタン－３－カルボキサミド）アセテート（ＷＳ－５）が挙げられ、特に好ましくはメンソールである。また、これらの香料は１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。
第一のたばこ充填物中の香料の含有量は、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。
第一のたばこ充填物における、開口部以外の部分の充填密度は、特に限定されないが、非燃焼加熱式たばこの性能を担保し、良好な喫味の付与の観点から、通常２５０ｍｇ／ｃｍ３以上であり、好ましくは３２０ｍｇ／ｃｍ３以上であり、また、通常８００ｍｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは６００ｍｇ／ｃｍ３以下である。
上記の第一のたばこ充填物は、それが内側になるように巻紙によって巻装されてたばこロッドを形成する。巻紙の２面のうち、少なくとも充填物接触面に、上記のコーティング剤が添加されている。
上記の第一のたばこ充填物は、それが内側になるように巻紙によって巻装されてたばこロッドを形成する。巻紙の２面のうち、少なくとも充填物接触面に、上記のコーティング剤が添加されている。
第二のたばこ充填物は、同心状に配置された複数のたばこシートから構成される。本発明において、同心状に配置されているとは、すべてのたばこシートの中心が略同じ位置にあるように配置されていることをいう。本発明においてシートとは、略平行な１対の主面、および側面を有する形状をいう。シートは抄紙によって製造されることが好ましい。第二の充填物は、非燃焼加熱式たばこの長手方向と直交する方向に、複数のたばこシートを同心状に巻き回して構成される。
シート基材としては、例えば、たばこ粉末等のたばこ材料等が挙げられる。本発明において、シート基材としてはたばこ材料が好ましい。たばこ材料の基材シートに、必要に応じて香味を発生じうる成分を担持したたばこシートであることが好ましい。たばこシートは、加熱に伴ってエアロゾルを生成する。エアロゾル生成基材としてグリセリン、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール等のポリオール等のエアロゾル源を添加する。かかるエアロゾル生成基材の添加量は、たばこシートの乾燥重量に対して５～５０重量％が好ましく、１５～２５重量％がより好ましい。
シート基材としては、例えば、たばこ粉末等のたばこ材料等が挙げられる。本発明において、シート基材としてはたばこ材料が好ましい。たばこ材料の基材シートに、必要に応じて香味を発生じうる成分を担持したたばこシートであることが好ましい。たばこシートは、加熱に伴ってエアロゾルを生成する。エアロゾル生成基材としてグリセリン、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール等のポリオール等のエアロゾル源を添加する。かかるエアロゾル生成基材の添加量は、たばこシートの乾燥重量に対して５～５０重量％が好ましく、１５～２５重量％がより好ましい。
同心状に配置される前の素材としてのたばこシートについて説明する。
たばこシートは抄造、スラリー、圧延、等の公知の方法で適宜製造できる。なお、第一のたばこ充填物で説明した均一化シートを用いることもできる。
抄造の場合は、以下の工程を含む方法で製造できる。１）乾燥たばこ葉を粗砕し、水で抽出して水抽出物と残渣に分離する。２）水抽出物を減圧乾燥して濃縮する。３）残渣にパルプを加え、リファイナで繊維化した後、抄紙する。４）抄紙したシートに水抽出物の濃縮液を添加して乾燥し、たばこシートとする。この場合、ニトロソアミン等の一部の成分を除去する工程を加えてもよい（特表２００４－５１０４２２号公報参照）。
スラリー法の場合は、以下の工程を含む方法で製造できる。１）水、パルプ及びバインダと、砕いたたばこ葉を混合する。２）当該混合物を薄く延ばして（キャストして）乾燥する。この場合、水、パルプ及びバインダと、砕いたたばこ葉を混合したスラリーに対して紫外線照射もしくはＸ線照射することでニトロソアミン等の一部の成分を除去除去する工程を加えてもよい。
この他、国際公開第２０１４／１０４０７８号に記載されているように、以下の工程を含む方法によって製造された不織布状のたばこシートを用いることもできる。１）粉粒状のたばこ葉と結合剤を混合する。２）当該混合物を不織布によって挟む。３）当該積層物を熱溶着によって一定形状に成形し、不織布状のたばこシートを得る。
前記の各方法で用いる原料のたばこ葉の種類は、第一の充填物で説明したものと同じものを用いることができる。
たばこシートの組成は特に限定されないが、例えば、たばこ原料（たばこ葉）の含有量はたばこシート全重量に対して５０～９５重量％であることが好ましい。また、たばこシートはバインダを含んでもよく、係るバインダとしては、例えば、グアーガム、キサンタンガム、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、ＣＭＣ－Ｎａ（カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩）等が挙げられる。バインダ量としては、たばこシート全重量に対して１～２０重量％であることが好ましい。たばこシートはさらに他の添加物を含んでもよい。添加物としては、例えばパルプなどのフィラーを挙げることができる。本発明においては複数のたばこシートを用いるが、係るたばこシートはすべて同じ組成あるいは物性であってもよいし、各たばこシートの中の一部または全部が異なる組成あるいは物性であってもよい。
たばこシートは抄造、スラリー、圧延、等の公知の方法で適宜製造できる。なお、第一のたばこ充填物で説明した均一化シートを用いることもできる。
抄造の場合は、以下の工程を含む方法で製造できる。１）乾燥たばこ葉を粗砕し、水で抽出して水抽出物と残渣に分離する。２）水抽出物を減圧乾燥して濃縮する。３）残渣にパルプを加え、リファイナで繊維化した後、抄紙する。４）抄紙したシートに水抽出物の濃縮液を添加して乾燥し、たばこシートとする。この場合、ニトロソアミン等の一部の成分を除去する工程を加えてもよい（特表２００４－５１０４２２号公報参照）。
スラリー法の場合は、以下の工程を含む方法で製造できる。１）水、パルプ及びバインダと、砕いたたばこ葉を混合する。２）当該混合物を薄く延ばして（キャストして）乾燥する。この場合、水、パルプ及びバインダと、砕いたたばこ葉を混合したスラリーに対して紫外線照射もしくはＸ線照射することでニトロソアミン等の一部の成分を除去除去する工程を加えてもよい。
この他、国際公開第２０１４／１０４０７８号に記載されているように、以下の工程を含む方法によって製造された不織布状のたばこシートを用いることもできる。１）粉粒状のたばこ葉と結合剤を混合する。２）当該混合物を不織布によって挟む。３）当該積層物を熱溶着によって一定形状に成形し、不織布状のたばこシートを得る。
前記の各方法で用いる原料のたばこ葉の種類は、第一の充填物で説明したものと同じものを用いることができる。
たばこシートの組成は特に限定されないが、例えば、たばこ原料（たばこ葉）の含有量はたばこシート全重量に対して５０～９５重量％であることが好ましい。また、たばこシートはバインダを含んでもよく、係るバインダとしては、例えば、グアーガム、キサンタンガム、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、ＣＭＣ－Ｎａ（カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩）等が挙げられる。バインダ量としては、たばこシート全重量に対して１～２０重量％であることが好ましい。たばこシートはさらに他の添加物を含んでもよい。添加物としては、例えばパルプなどのフィラーを挙げることができる。本発明においては複数のたばこシートを用いるが、係るたばこシートはすべて同じ組成あるいは物性であってもよいし、各たばこシートの中の一部または全部が異なる組成あるいは物性であってもよい。
第二のたばこ充填物は、幅の異なる複数のたばこシートを準備して、底部から頂部に向かって幅が小さくなるように積層した積層体を調製し、これを巻管に通して巻き上げ成形することで製造できる。この製造方法によれば、該複数のたばこシートが、長手方向に延在するとともに、該長手方向軸を中心として同心状に配置されるようになる。また、該長手方向軸と、最内層のたばこシートとの間に、前記開口部として長手方向に延在する貫通口が形成される。
この製造方法において、積層体は巻上げ成形後に隣接する前記たばこシート間に非接触部が形成されるように調製されることが好ましい。
複数のたばこシート間に、当該たばこシートが接触しない非接触部（隙間）が存在すると、香味流路を確保して香味成分のデリバリー効率を高めることができる。他方で、複数のたばこシートの接触部分を介してヒーターからの熱を外側のたばこシートに伝達できるので高い伝熱効率を確保することができる。
複数のたばこシート間に、当該たばこシートが接触しない非接触部を設けるために、例えば、エンボス加工したたばこシートを用いる、隣接するたばこシート同士の全面を接着せずに積層する、隣接するたばこシート同士の一部を接着して積層する、あるいは隣接するたばこシート同士の全面あるいは一部を、巻上げ成形後に剥がれるように軽度に接着して積層することで積層体を調製する方法を挙げることができる。
巻紙を含めたたばこロッドを調製する場合には、積層体の最底部に上記の巻紙を配置してもよい。その際、たばこシートに接触する面が上記コーティング剤が添加された面となるように巻紙を配置する。
また、積層体の最頂部にマンドレル等の筒状ダミーを載置して第二のたばこ充填物を形成した後に、当該ダミーを除去することで、開口部を形成することもできる。
各たばこシートの厚みについては制限されないが、伝熱効率と強度の兼ね合いから、２００～６００μｍが好ましい。各たばこシートの厚みについては、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
第二のたばこ充填物を構成するたばこシートの枚数は２枚以上であれば特に制限されないが、例えば２枚、３枚、４枚、５枚、または６枚を挙げることができる。
この製造方法において、積層体は巻上げ成形後に隣接する前記たばこシート間に非接触部が形成されるように調製されることが好ましい。
複数のたばこシート間に、当該たばこシートが接触しない非接触部（隙間）が存在すると、香味流路を確保して香味成分のデリバリー効率を高めることができる。他方で、複数のたばこシートの接触部分を介してヒーターからの熱を外側のたばこシートに伝達できるので高い伝熱効率を確保することができる。
複数のたばこシート間に、当該たばこシートが接触しない非接触部を設けるために、例えば、エンボス加工したたばこシートを用いる、隣接するたばこシート同士の全面を接着せずに積層する、隣接するたばこシート同士の一部を接着して積層する、あるいは隣接するたばこシート同士の全面あるいは一部を、巻上げ成形後に剥がれるように軽度に接着して積層することで積層体を調製する方法を挙げることができる。
巻紙を含めたたばこロッドを調製する場合には、積層体の最底部に上記の巻紙を配置してもよい。その際、たばこシートに接触する面が上記コーティング剤が添加された面となるように巻紙を配置する。
また、積層体の最頂部にマンドレル等の筒状ダミーを載置して第二のたばこ充填物を形成した後に、当該ダミーを除去することで、開口部を形成することもできる。
各たばこシートの厚みについては制限されないが、伝熱効率と強度の兼ね合いから、２００～６００μｍが好ましい。各たばこシートの厚みについては、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
第二のたばこ充填物を構成するたばこシートの枚数は２枚以上であれば特に制限されないが、例えば２枚、３枚、４枚、５枚、または６枚を挙げることができる。
＜非燃焼加熱式たばこ＞
本発明の実施形態にかかる非燃焼加熱式たばことして、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の非燃焼加熱式たばこ１０は、たばこ充填物１１と、たばこ充填物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と、該たばこロッドとは反対側の端部を構成するマウスピース部１７とを有し、前記たばこロッドと前記マウスピース部は、前記たばこ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。
図１の実施形態は、たばこ充填物として上記の第一のたばこ充填物を用いたものである。第一のたばこ充填物に含まれる刻み（たばこ葉を刻んだもの、または均一化シートを刻んだもの：例えば０．５～２．０ｍｍの幅）の長さは、１．０～４．０ｍｍ程度となることが多く、これらの刻みは、たばこ充填物中において、ランダムな配向で配置していることが多い。一方、刻みの長さをたばこロッドの長さと略同一の長さに加工して、たばこロッドの長手方向と同方向に刻みを配列して充填することもできる。
図１の実施形態は、たばこ充填物を充填した後でたばこロッドの先端面側に開口するとともに、該たばこロッドの軸方向に沿って存在する開口部１８を有する。図１の実施形態では、前記開口部１８が非貫通の陥凹部であり、該非貫通の陥凹部の形状が、たばこロッドの先端面から後端側に向かって縮径する円錐形であるが、後述するようにこの形状は特に限定されるものではない。
図１に示す態様では、マウスピース部１７は、支持部１６、エアロゾル冷却部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１７は３つのセグメントから構成されているが、マウスピース部１７は単一のセグメントから構成されていてもよく、図２のように２つのセグメントから構成されていてもよく、４つ以上のセグメントから構成されてもよい。また、マウスピース部を構成するセグメントは、エアロゾル冷却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。
本発明の実施形態にかかる非燃焼加熱式たばことして、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の非燃焼加熱式たばこ１０は、たばこ充填物１１と、たばこ充填物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と、該たばこロッドとは反対側の端部を構成するマウスピース部１７とを有し、前記たばこロッドと前記マウスピース部は、前記たばこ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。
図１の実施形態は、たばこ充填物として上記の第一のたばこ充填物を用いたものである。第一のたばこ充填物に含まれる刻み（たばこ葉を刻んだもの、または均一化シートを刻んだもの：例えば０．５～２．０ｍｍの幅）の長さは、１．０～４．０ｍｍ程度となることが多く、これらの刻みは、たばこ充填物中において、ランダムな配向で配置していることが多い。一方、刻みの長さをたばこロッドの長さと略同一の長さに加工して、たばこロッドの長手方向と同方向に刻みを配列して充填することもできる。
図１の実施形態は、たばこ充填物を充填した後でたばこロッドの先端面側に開口するとともに、該たばこロッドの軸方向に沿って存在する開口部１８を有する。図１の実施形態では、前記開口部１８が非貫通の陥凹部であり、該非貫通の陥凹部の形状が、たばこロッドの先端面から後端側に向かって縮径する円錐形であるが、後述するようにこの形状は特に限定されるものではない。
図１に示す態様では、マウスピース部１７は、支持部１６、エアロゾル冷却部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１７は３つのセグメントから構成されているが、マウスピース部１７は単一のセグメントから構成されていてもよく、図２のように２つのセグメントから構成されていてもよく、４つ以上のセグメントから構成されてもよい。また、マウスピース部を構成するセグメントは、エアロゾル冷却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。
図１において、支持部１６は、たばこロッドの直ぐ下流側に位置し、たばこロッドの後端と当接した状態で配置されている。支持部１６は、例えば、中空のセルロースアセテート管体であってもよい。言い換えると、支持部１６は、円柱状のセルロースアセテート繊維束の横断面中央にセンターホールを貫通形成したものであってもよい。また、支持部は、例えば篩目５～３５メッシュの金属性の網でもよい。支持部１６は、非燃焼加熱式たばこが適用される電気加熱式デバイスのヒーター部材がたばこロッド内に挿入された際に、たばこ充填物が非燃焼加熱式たばこ内でエアロゾル冷却部１４に向かって下流側に押し込まれるのを防ぐための要素である。支持部１６はたばこ充填物が下流側に押し込まれるのを防ぐ機能に加えて、通気抵抗が低くエアロゾル濾過能力が低いことが望ましい。支持部１６は、非燃焼加熱式たばこのエアロゾル冷却部１４をたばこロッドから離間させるためのスペーサとしても機能する。
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、エアロゾル冷却部１４を通過するのに従って、エアロゾル冷却部１４内の空気と触れ合って冷却されることで液化してエアロゾルが生成する。
図１において、非燃焼加熱式たばこ１０は、エアロゾル冷却部１４と、エアロゾル冷却部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、使用時に外部からエアロゾル冷却部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。微小孔は、径が１００～１０００μｍであることが好ましい。微小孔は、略円形もしくは略楕円形であることが好ましく、略楕円形の場合の前記径は長径を表す。微小孔は１つでもよいし、複数でもよい。複数の場合は第二の巻紙（チップペーパー）の円周上に列を形成して配置されることが好ましい。
エアロゾル冷却部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。この場合は円筒状の内側は空洞であり、エアロゾル生成基材とたばこ香味成分とを含む蒸気が空洞内の空気と接触して冷却される。前記微小孔を配置している場合はこの空洞内で前記蒸気が外部空気とも接触し、さらに冷却効果が増大する、また、円筒の内側に、紙、ポリマーフィルム、または金属箔などシート形状の部材をギャザー加工したものを充填してもよい。この場合、これら部材の比熱を利用して前記蒸気を冷却することもできる。
図１において、非燃焼加熱式たばこ１０は、エアロゾル冷却部１４と、エアロゾル冷却部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、使用時に外部からエアロゾル冷却部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。微小孔は、径が１００～１０００μｍであることが好ましい。微小孔は、略円形もしくは略楕円形であることが好ましく、略楕円形の場合の前記径は長径を表す。微小孔は１つでもよいし、複数でもよい。複数の場合は第二の巻紙（チップペーパー）の円周上に列を形成して配置されることが好ましい。
エアロゾル冷却部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。この場合は円筒状の内側は空洞であり、エアロゾル生成基材とたばこ香味成分とを含む蒸気が空洞内の空気と接触して冷却される。前記微小孔を配置している場合はこの空洞内で前記蒸気が外部空気とも接触し、さらに冷却効果が増大する、また、円筒の内側に、紙、ポリマーフィルム、または金属箔などシート形状の部材をギャザー加工したものを充填してもよい。この場合、これら部材の比熱を利用して前記蒸気を冷却することもできる。
フィルター部１５は、例えばセルロース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。セルロースアセテートトウの単糸繊度、総繊度は特に限定されないが、円周２２ｍｍのフィルター部の場合は、単糸繊度は５～１２ｇ／９０００ｍ、総繊度は１２０００～３００００ｇ／９０００ｍであることが好ましい。セルロースアセテートトウの繊維の断面形状は、Ｙ断面でもよいしＲ断面でもよい。セルロースアセテートトウを充填したフィルターの場合は、フィルター硬さを向上するためにトリアセチンをセルロースアセテートトウ重量に対して、５～１０重量％添加してもよい。
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セルロース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、非燃焼加熱式たばこ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、エアロゾル冷却部１４、フィルター部１５、及び必要に応じて支持部１６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。
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セルロース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、非燃焼加熱式たばこ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、エアロゾル冷却部１４、フィルター部１５、及び必要に応じて支持部１６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。
図２の実施形態では、たばこ充填物１１として、上記の第二のたばこ充填物を用いたことと、支持部１７が存在しないこと以外は図１の実施形態と同じ構成を有している。図２の実施形態では、第二のたばこ充填物を構成する複数のたばこシートが、長手方向に延在するとともに、該長手方向軸を中心として同心状に配置されており、該長手方向軸と、最内層のたばこシートとの間に、開口部１８として長手方向に延在する貫通口を有する。なお、図２の実施形態では図１の支持部１６を有さなくてもよいが、支持部１６を有していてもよい。
図１及び図２の実施形態では、第一の巻紙１２について、少なくとも充填物接触面に前記コーティング剤が添加されている。なお、本発明の実施形態において、第一の巻紙及び第二の巻紙は、それぞれ一枚のみから構成されているものであっても、加熱により焼失したりすることはない。それぞれが一枚のみから構成されている方が、コストを低減することができる。
図１及び２で示した実施形態においては、非燃焼加熱式たばこ１０の長手方向の長さは、４０ｍｍ～１００ｍｍであることが好ましく、４０ｍｍ～８０ｍｍであることがより好ましく、４５ｍｍ～６０ｍｍであることがさらに好ましい。また、非燃焼加熱式たばこの円周は１５ｍｍ～２５ｍｍであることが好ましく、１７ｍｍ～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。また、図１で示した実施形態においては、たばこロッドの長さは１２ｍｍ、エアロゾル冷却部の長さは２０ｍｍ、支持部の長さは８ｍｍ、フィルター部の長さは７ｍｍである態様を挙げることができるが、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。
本発明の実施形態にかかる非燃焼加熱式たばこの製造において、上記の本発明の実施形態にかかる巻紙を使用することができる。具体的には、たばこ刻みとエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物を成形し、その後、本発明の実施形態にかかる巻紙を用いて、成形された充填物を巻装することでたばこロッドを得ることができる。さらに、そのたばこロッドとマウスピース部を構成する部材とをチップペーパー（又は本発明の実施形態にかかる巻紙）で巻装することで、非燃焼加熱式たばこを得ることができる。なお、巻装の際には公知の巻取装置を用いることができる。
本発明の実施形態において、図１に示すように、たばこ充填物１１が、第一のたばこ充填物である場合、開口部１８は、非貫通の陥凹部であることが好ましい。さらに、該非貫通の陥凹部の形状は、非貫通の円筒形、または、たばこロッドの先端面から後端側に向かって縮径する円錐形もしくは円錐台形であることが好ましい。なお、これらの形状には、それぞれ、略円筒形、略円錐形、略円錐台形も含まれる。
また、開口部が非貫通の陥凹部である場合、陥凹部の周囲（側方）には、硬化層が形成されていることが好ましい。この硬化層が形成されていると、たばこ充填材に含まれるたばこ刻み同士が結合することで、たばこロッド（たばこ充填材）における陥凹部が閉塞することを抑制することができる。
ここで、たばこロッドを構成する第一のたばこ充填材は塑性体ではなく弾性体であるため、たばこロッドに陥凹部を形成する際、たばこロッドの先端面側から単に穿孔加工を施しただけでは、穿孔加工の直後から陥凹部を閉塞する方向（陥凹部の横断面が減少する方向）にたばこ充填材の弾性変形が起こりやすい。そして、例えば、非燃焼加熱式たばこを長期に亘り蔵置した場合に、たばこロッドの陥凹部が閉塞する虞がある。
そのため、たばこロッド（たばこ充填材）における陥凹部の周囲に、陥凹部の閉塞を抑制するための硬化層を形成することが好ましい。
その一態様を図３に示す。図３の態様は、図１の実施形態の一部を変更したものであり、開口部１８として非貫通の陥凹部を有しており、その形状はたばこロッドの先端面から後端側に向かって縮径する円錐形であることは図１の実施形態と同じである。図３の態様では、該陥凹部の周囲に（側方）に硬化層１９を有している。この硬化層１９を有している場合、製品製造後の陥凹部の閉塞を効果的に防ぐことができる。
また、開口部が非貫通の陥凹部である場合、陥凹部の周囲（側方）には、硬化層が形成されていることが好ましい。この硬化層が形成されていると、たばこ充填材に含まれるたばこ刻み同士が結合することで、たばこロッド（たばこ充填材）における陥凹部が閉塞することを抑制することができる。
ここで、たばこロッドを構成する第一のたばこ充填材は塑性体ではなく弾性体であるため、たばこロッドに陥凹部を形成する際、たばこロッドの先端面側から単に穿孔加工を施しただけでは、穿孔加工の直後から陥凹部を閉塞する方向（陥凹部の横断面が減少する方向）にたばこ充填材の弾性変形が起こりやすい。そして、例えば、非燃焼加熱式たばこを長期に亘り蔵置した場合に、たばこロッドの陥凹部が閉塞する虞がある。
そのため、たばこロッド（たばこ充填材）における陥凹部の周囲に、陥凹部の閉塞を抑制するための硬化層を形成することが好ましい。
その一態様を図３に示す。図３の態様は、図１の実施形態の一部を変更したものであり、開口部１８として非貫通の陥凹部を有しており、その形状はたばこロッドの先端面から後端側に向かって縮径する円錐形であることは図１の実施形態と同じである。図３の態様では、該陥凹部の周囲に（側方）に硬化層１９を有している。この硬化層１９を有している場合、製品製造後の陥凹部の閉塞を効果的に防ぐことができる。
硬化層は、陥凹部が閉塞する方向へのたばこロッドの変形を抑制するための硬化剤を、たばこ充填材に添加することで形成することができる。硬化剤としては、種々の材料を用いることができるが、例えば、炭酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、寒天、ゼラチン、ＣＭＣ、ＰＶＡ、ＥＶＡ、ペクチン、カラヤガム、ジェランガム、グアーガム、アラビアガム、キサンタンガム、コーンスターチ、アルギン酸ナトリウム、ポリウレタン、ポリアミド、ヒドロキシル含有化合物、デキストリンまたはデキストリン誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、コンニャク、コラーゲン、イヌリン、大豆タンパク質、乳清タンパク質、カゼイン、小麦グルテン、カラゲニン、アルギネート、アルギン酸プロピレングリコール、プルラン、カードラン、イナゴマメのガム、タラガム、トラガカントゴム、ゼイン、オオバコ種子、キチン、キトサン、アカシアゴム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等の単一物質または、その混合物を使用することが挙げられる。
ここで、硬化剤のハンドリングのし易さ、陥凹部へのヒーター部材の挿入時におけるたばこ充填材のヒーター部材への付着のし難さ、耐熱性、ヒーター加熱時における揮発成分の香味影響の観点から、硬化剤として炭酸カルシウムを含む水溶液、又はケイ酸ナトリウムを含む水溶液（水ガラス）を添加時に用いることが好ましい。
また、たばこロッド１本当たりに添加する硬化剤の添加量は、特に限定されないが、例えば乾燥物重量として５ｍｇ～６０ｍｇの範囲とする態様が挙げられ、具体的には、たばこロッドに含まれるたばこ充填材の径、長さ、充填するたばこ刻の充填密度・物性等に応じて決定することができる。
また、たばこロッド１本当たりに添加する硬化剤の添加量は、特に限定されないが、例えば乾燥物重量として５ｍｇ～６０ｍｇの範囲とする態様が挙げられ、具体的には、たばこロッドに含まれるたばこ充填材の径、長さ、充填するたばこ刻の充填密度・物性等に応じて決定することができる。
本発明の実施形態において、たばこ充填物が、第二のたばこ充填物（複数のたばこシートから構成されるもの）である場合、ヒーター部材を挿入するための開口部は長手方向軸に延在する貫通口であり、その形状は円筒形であることが好ましい。ここで円筒形は略円筒形も含む。
たばこ充填物が前記の開口部を有することで、非燃焼加熱式たばこを使用する際、具体的には、後述する電気加熱式たばこ製品が有するヒーター部材にたばこロッドを押し込んだ際に、たばこ充填物がヒーター部材により過度に圧縮されることを防止でき、これによって、たばこ充填物がそれを巻装する巻紙に押し付けれられることによる、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材の巻紙への浸潤を防止できる。
＜電気加熱式たばこ製品＞
電気加熱式たばこ製品の一態様を図４に図示する。電気加熱式たばこ製品３０は、電気加熱式デバイス２０の内部に配置された、ヒーター部材２４に、上記で説明した非燃焼加熱式たばこ１０が接触するように挿入されて使用される。
電気加熱式デバイス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。
非燃焼加熱式たばこ１０は、たばこ充填物１１と、たばこ充填物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と、該たばこロッドとは反対側の端部を構成するマウスピース部１７とを有し、前記たばこロッド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。非燃焼加熱式たばこのマウスピース部１７は、図１のようにエアロゾル冷却部１４、フィルター部１５、及び支持部１６とから構成されていてもよいし、図２のように、たばこロッドとエアロゾル冷却部１４の間の支持部１６が存在しないものであってもよい。なお、図４に示す非燃焼加熱式たばことして、図１に記載のもの（たばこ充填物１１として第一のたばこ充填物を使用）を示したが、図２（たばこ充填物１１として第二のたばこ充填物を使用）に記載のものを用いてもよい。
電気加熱式たばこ製品の一態様を図４に図示する。電気加熱式たばこ製品３０は、電気加熱式デバイス２０の内部に配置された、ヒーター部材２４に、上記で説明した非燃焼加熱式たばこ１０が接触するように挿入されて使用される。
電気加熱式デバイス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。
非燃焼加熱式たばこ１０は、たばこ充填物１１と、たばこ充填物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と、該たばこロッドとは反対側の端部を構成するマウスピース部１７とを有し、前記たばこロッド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。非燃焼加熱式たばこのマウスピース部１７は、図１のようにエアロゾル冷却部１４、フィルター部１５、及び支持部１６とから構成されていてもよいし、図２のように、たばこロッドとエアロゾル冷却部１４の間の支持部１６が存在しないものであってもよい。なお、図４に示す非燃焼加熱式たばことして、図１に記載のもの（たばこ充填物１１として第一のたばこ充填物を使用）を示したが、図２（たばこ充填物１１として第二のたばこ充填物を使用）に記載のものを用いてもよい。
非燃焼加熱式たばこを電気加熱式デバイスに挿入すると、たばこロッドの先端面が、電気加熱式デバイス２０のヒーター部材２４に到達し、やがてたばこロッドの開口部とヒーター部材が接触する。
電気加熱式デバイス２０のヒーター部材２４は、制御ユニット２２による制御により発熱する。その熱が非燃焼加熱式たばこのたばこロッドに伝わることで、たばこロッドのたばこ充填物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。
ヒーター部材２４は、例えばシート状ヒーター、平板状ヒーター、筒状ヒーターであってよい。シート状ヒーターとは柔軟なシート形のヒーターであり、例えばポリイミド等の耐熱性ポリマーのフィルム（厚み２０～２２５μｍ程度）を含むヒーターが挙げられる。平板状ヒーターとは剛直な平板形のヒーター（厚み２００～５００μｍ程度）であり、例えば平板基材上に抵抗回路を有し当該部分を発熱部とするヒーターが挙げられる。筒状ヒーターとは中空または中実の筒形のヒーターであり、例えば、外周面に抵抗回路を有し当該部分を発熱部とするヒーターが挙げられる。筒状ヒーターの断面形状は円、楕円、多角、角丸多角等であってよい。
ヒーター部材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。
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エアロゾル冷却部１４の内部でエアロゾル化し、非燃焼加熱式たばこ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。
電気加熱式デバイス２０のヒーター部材２４は、制御ユニット２２による制御により発熱する。その熱が非燃焼加熱式たばこのたばこロッドに伝わることで、たばこロッドのたばこ充填物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。
ヒーター部材２４は、例えばシート状ヒーター、平板状ヒーター、筒状ヒーターであってよい。シート状ヒーターとは柔軟なシート形のヒーターであり、例えばポリイミド等の耐熱性ポリマーのフィルム（厚み２０～２２５μｍ程度）を含むヒーターが挙げられる。平板状ヒーターとは剛直な平板形のヒーター（厚み２００～５００μｍ程度）であり、例えば平板基材上に抵抗回路を有し当該部分を発熱部とするヒーターが挙げられる。筒状ヒーターとは中空または中実の筒形のヒーターであり、例えば、外周面に抵抗回路を有し当該部分を発熱部とするヒーターが挙げられる。筒状ヒーターの断面形状は円、楕円、多角、角丸多角等であってよい。
ヒーター部材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。
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エアロゾル冷却部１４の内部でエアロゾル化し、非燃焼加熱式たばこ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。
本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨から逸脱しない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
＜巻紙の準備＞
巻紙として、１００％バージンパルプ（７０重量％）と填料として炭酸カルシウム（白石工業株式会社製ＰＣＸ８５０、３０重量％）を使用した通常のシガレット用巻紙を準備し、そのシガレット用巻紙の充填物接触面にコーティング剤としてニトロセルロースを添加した。ニトロセルロースの添加量は、乾燥重量で巻紙表面に０．５ｇ／ｍ２となるようにした。ニトロセルロースは酢酸エチル溶液として準備し、その溶液をグラビア印刷により巻紙の片面の全面に塗布した。
巻紙として、１００％バージンパルプ（７０重量％）と填料として炭酸カルシウム（白石工業株式会社製ＰＣＸ８５０、３０重量％）を使用した通常のシガレット用巻紙を準備し、そのシガレット用巻紙の充填物接触面にコーティング剤としてニトロセルロースを添加した。ニトロセルロースの添加量は、乾燥重量で巻紙表面に０．５ｇ／ｍ２となるようにした。ニトロセルロースは酢酸エチル溶液として準備し、その溶液をグラビア印刷により巻紙の片面の全面に塗布した。
＜たばこロッドの作成＞
たばこ充填物として、あらかじめ香料２ｇ／１００ｇ、エアロゾル生成基材（グリセリン）４０／１００ｇをシートたばこの刻みに混合したものを準備した。高速巻き上げ機を用い、充填物接触面がコーティング剤を添加した面になるように上記巻紙でたばこ充填物を巻き上げた。
１本あたりの刻み重量は０．８ｇ、巻円周は２２ｍｍ、巻き長さは６８ｍｍとした。
巻き上げたたばこロッドは各水準毎に２００本ずつプラスチックの密閉容器に入れて保管した。なお、巻き上げた直後のたばこロッドの表面には染みの発生が無いことを確認した。
これを実験例１のたばこロッドとした。
たばこ充填物として、あらかじめ香料２ｇ／１００ｇ、エアロゾル生成基材（グリセリン）４０／１００ｇをシートたばこの刻みに混合したものを準備した。高速巻き上げ機を用い、充填物接触面がコーティング剤を添加した面になるように上記巻紙でたばこ充填物を巻き上げた。
１本あたりの刻み重量は０．８ｇ、巻円周は２２ｍｍ、巻き長さは６８ｍｍとした。
巻き上げたたばこロッドは各水準毎に２００本ずつプラスチックの密閉容器に入れて保管した。なお、巻き上げた直後のたばこロッドの表面には染みの発生が無いことを確認した。
これを実験例１のたばこロッドとした。
実験例２で用いる巻紙として、コーティング剤を添加していない通常のシガレット用巻紙を準備した。実験例１と同じようにたばこ充填物を巻装して、実験例１と同様の寸法のたばこロッドを作製した。
実験例３で用いる巻紙として、コーティング剤ではなく市販のセロファンテープを、通常のシガレット用巻紙の、たばこ充填物と接触しない面のみに貼付したものを準備した。実験例１と同様にたばこ充填物を巻装して、実験例１と同様の寸法のたばこロッドを作製した。
実験例３で用いる巻紙として、コーティング剤ではなく市販のセロファンテープを、通常のシガレット用巻紙の、たばこ充填物と接触しない面のみに貼付したものを準備した。実験例１と同様にたばこ充填物を巻装して、実験例１と同様の寸法のたばこロッドを作製した。
＜非燃焼加熱式たばこの作成＞
前記方法で作製した実験例１～３のたばこロッドを長さ１２ｍｍに切断し、片方の端面に金属棒を刺すことで非貫通の陥凹部を形成した。その後、陥凹部周囲に水ガラスを塗布して硬化層を形成し、陥凹部の形状（略円筒形）を安定させた。前記１２ｍｍ長の、先端面側に陥凹部を有するたばこロッド、長さ８ｍｍの貫通孔を有したセンターホールフィルターで構成される支持部、長さ２０ｍｍの紙管の外周に希釈空気孔を施した冷却部、さらに、長さ７ｍｍの酢酸セルロース繊維が充填されたフィルター部とを、巻紙で手作りで接続して非燃焼加熱式たばこを作製した。
前記方法で作製した実験例１～３のたばこロッドを長さ１２ｍｍに切断し、片方の端面に金属棒を刺すことで非貫通の陥凹部を形成した。その後、陥凹部周囲に水ガラスを塗布して硬化層を形成し、陥凹部の形状（略円筒形）を安定させた。前記１２ｍｍ長の、先端面側に陥凹部を有するたばこロッド、長さ８ｍｍの貫通孔を有したセンターホールフィルターで構成される支持部、長さ２０ｍｍの紙管の外周に希釈空気孔を施した冷却部、さらに、長さ７ｍｍの酢酸セルロース繊維が充填されたフィルター部とを、巻紙で手作りで接続して非燃焼加熱式たばこを作製した。
＜使用試験＞
実験例１～３で作製した各非燃焼加熱式たばこを使用試験に供した。使用試験に供した電気加熱式たばこ製品として、上述した構成を有するものを使用した。非燃焼加熱式たばこのたばこロッドが挿入される際のヒータ温度を３５０℃に設定して使用試験を行なった。使用試験はボルグワルド社製１本がけ自動喫煙機を用いて、パフ容量５５ｍｌ／２秒、インターバル３０秒で行なった。冷却部の外周に施された外部空気導入孔はふさがずに使用試験を行なった。使用試験で発生した主流煙はケンブリッジパッドに捕集された。パフ動作を１２回行なった後でケンブリッジパッドを取り出し、重量測定および、ガスクロマトグラフィーにより水分とグリセリン量を測定した。
実験例１～３で作製した各非燃焼加熱式たばこを使用試験に供した。使用試験に供した電気加熱式たばこ製品として、上述した構成を有するものを使用した。非燃焼加熱式たばこのたばこロッドが挿入される際のヒータ温度を３５０℃に設定して使用試験を行なった。使用試験はボルグワルド社製１本がけ自動喫煙機を用いて、パフ容量５５ｍｌ／２秒、インターバル３０秒で行なった。冷却部の外周に施された外部空気導入孔はふさがずに使用試験を行なった。使用試験で発生した主流煙はケンブリッジパッドに捕集された。パフ動作を１２回行なった後でケンブリッジパッドを取り出し、重量測定および、ガスクロマトグラフィーにより水分とグリセリン量を測定した。
＜試験結果＞
使用試験時にたばこロッドからデリバリーされるエアロゾル量（グリセリン量）の測定結果を図５に示す。図５の縦軸の数値が大きいほど、デリバリーされたグリセリンの量が多いことを示す。図５に示されるように、実験例２及び実験例３のたばこロッドでは、実験例１のたばこロッドよりも明らかにエアロゾルのデリバリー量が少なかった。
使用試験時には、たばこ充填物のなかでも、ヒーター部材に接触した部分とその周囲を中心に加熱が行われる。その際、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材が揮発することでエアロゾルが生成する。生成したエアロゾルは、たばこ充填物の軸方向の中心からその外側である巻紙に向かって、言い換えるとたばこロッドの外側にも向かう。このとき、実験例１で準備した巻紙を用いると、コーティング剤が添加されていることにより、生成したエアロゾルが巻紙に浸潤せずにたばこロッド内にエアロゾルとして滞留できる。一方で、実験例２で用いた巻紙は、そのようなコーティング剤による作用が働かないので、発生したエアロゾルが巻紙に浸透してしまう。これにより、電気加熱式たばこ製品の使用者に対して十分な量のエアロゾルをデリバリーできない。
実験例３で準備した、たばこ充填物に接触しない面にセロファンテープを貼付した巻紙を用いた場合も、巻紙へのエアロゾルの浸潤を防止できない。たばこロッドの巻紙部分は、加熱部分よりも温度が低いため、巻紙に浸潤したエアロゾルがその場所で凝縮してしまう。これにより、たばこロッド内でエアロゾルとして存在することができなくなるので、電気加熱式たばこ製品の使用者に対して十分な量のエアロゾルをデリバリーできない。
使用試験時にたばこロッドからデリバリーされるエアロゾル量（グリセリン量）の測定結果を図５に示す。図５の縦軸の数値が大きいほど、デリバリーされたグリセリンの量が多いことを示す。図５に示されるように、実験例２及び実験例３のたばこロッドでは、実験例１のたばこロッドよりも明らかにエアロゾルのデリバリー量が少なかった。
使用試験時には、たばこ充填物のなかでも、ヒーター部材に接触した部分とその周囲を中心に加熱が行われる。その際、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材が揮発することでエアロゾルが生成する。生成したエアロゾルは、たばこ充填物の軸方向の中心からその外側である巻紙に向かって、言い換えるとたばこロッドの外側にも向かう。このとき、実験例１で準備した巻紙を用いると、コーティング剤が添加されていることにより、生成したエアロゾルが巻紙に浸潤せずにたばこロッド内にエアロゾルとして滞留できる。一方で、実験例２で用いた巻紙は、そのようなコーティング剤による作用が働かないので、発生したエアロゾルが巻紙に浸透してしまう。これにより、電気加熱式たばこ製品の使用者に対して十分な量のエアロゾルをデリバリーできない。
実験例３で準備した、たばこ充填物に接触しない面にセロファンテープを貼付した巻紙を用いた場合も、巻紙へのエアロゾルの浸潤を防止できない。たばこロッドの巻紙部分は、加熱部分よりも温度が低いため、巻紙に浸潤したエアロゾルがその場所で凝縮してしまう。これにより、たばこロッド内でエアロゾルとして存在することができなくなるので、電気加熱式たばこ製品の使用者に対して十分な量のエアロゾルをデリバリーできない。
１０ 非燃焼加熱式たばこ
１１ 充填物
１２ 第一の巻紙
１３ 第二の巻紙（チップペーパー）
１４ エアロゾル冷却部
１５ フィルター部
１６ 支持部
１７ マウスピース部
１８ 開口部
１９ 硬化層
２０ 電気加熱式デバイス
２１ 電池ユニット
２２ 制御ユニット
２３ 躯体
２４ ヒーター部材
３０ 電気加熱式たばこ製品
１１ 充填物
１２ 第一の巻紙
１３ 第二の巻紙（チップペーパー）
１４ エアロゾル冷却部
１５ フィルター部
１６ 支持部
１７ マウスピース部
１８ 開口部
１９ 硬化層
２０ 電気加熱式デバイス
２１ 電池ユニット
２２ 制御ユニット
２３ 躯体
２４ ヒーター部材
３０ 電気加熱式たばこ製品
Claims (9)
- たばこ刻みとエアロゾル生成基材とを含むたばこ充填物が、該たばこ充填物を巻装する巻紙で巻装されてなるたばこロッドを有する非燃焼加熱式たばこであって、
前記たばこロッドは、たばこ充填物と巻紙とから構成され、
前記たばこロッドは、該たばこロッドの先端面側に開口すると共に該たばこロッドの軸方向に沿って存在する開口部を有し、
前記巻紙の少なくとも前記たばこ充填物と接触する面に、コーティング剤が添加されている、非燃焼加熱式たばこ。 - 前記たばこ充填物が、前記開口部を有する、請求項１に記載の非燃焼式加熱式たばこ。
- 前記たばこ充填物が、たばこ刻みを含む組成物から構成されるもの、又は複数のたばこシートから構成されるものである、請求項１又は２に記載の非燃焼加熱式たばこ。
- 前記開口部が非貫通の陥凹部であり、該非貫通の陥凹部の形状が、非貫通の円筒形、または、たばこロッドの先端面から後端側に向かって縮径する円錐形もしくは円錐台形である、請求項１～３のいずれか一項に記載の非燃焼加熱式たばこ。
- 前記陥凹部の周囲に、硬化層を有する、請求項４に記載の非燃焼加熱式たばこ。
- 前記充填物が複数のたばこシートから構成され、該複数のたばこシートは、長手方向に延在するとともに、該長手方向軸を中心として同心状に配置されており、該長手方向軸と、最内層のたばこシートとの間に、前記開口部として長手方向に延在する貫通口を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の非燃焼加熱式たばこ。
- 前記たばこロッドとは反対側の端部を構成するマウスピース部をさらに有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の非燃焼加熱式たばこ。
- 前記コーティング剤が、ニトロセルロースを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載
の非燃焼加熱式たばこ。 - ヒーター部材と、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式デバイスと、該ヒーター部材に接触するように挿入される、請求項１～８のいずれか一項に記載の非燃焼加熱式たばこと、から構成される、電気加熱式たばこ製品。
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