JP7492589B2 - たばこ製品用フィルター、並びにこれを有するたばこ製品及び電気加熱式たばこ製品 - Google Patents
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Description
通常のシガレット(紙巻きたばこ)は、たばこ乾燥葉を1mm程度の幅で刻んだものに香料、保湿剤、適度な水分を添加したものを、おもに紙でできたラッパーで円柱状に巻装したたばこロッドと、酢酸セルロース等からなる繊維、もしくは、ひだ付けした紙を、紙でできたラッパーで円柱状に巻装したマウスピースロッドとを、端と端で突き合わせてライニングペーパーで接続して作られている。通常のシガレット使用時は、たばこロッドの端部に使用者がライター等で着火し、マウスピース端部から吸引することで喫煙が行われる。たばこロッド先端の火種部は800℃を超える温度で燃焼する。
一方で、通常の電気加熱式たばこ製品は、通常のシガレットと類似した円柱状の電気加熱式たばこ製品用のたばこ香味吸引物品と、電池、コントローラ、及びヒーター等とを有する加熱デバイスからなる。ヒーターは電気抵抗によるものとIHによるものがあり、電気抵抗によるヒーターについては、非燃焼加熱型たばこ香味吸引物品との接点は、円柱状の非燃焼加熱型たばこ香味吸引物品の外側から加熱するように構成されたもの、もしくは、針状、ブレード状のものを非燃焼加熱型たばこ香味吸引物品の先端からたばこ充填層に挿入するものがある。
特許文献1には、喫煙用物品用フィルターに、顆粒基材、特定の温度以上の油脂、及びポリオールを含む顆粒状の吸着剤を付与することにより、油染みの抑制や特定範囲の炭化水素の吸着性の効果を付与することができる技術が開示されている。
そこで、上記の課題を解決するため、本発明では、従来の油脂含有吸着剤で得られる効果を同様に奏しつつも、コストを抑えることができ、脆さが改善されたたばこ製品用フィルター、並びにこれを有するたばこ製品及び電気加熱式たばこ製品を提供することを課題とする。
[1]融点が50℃以上の油脂を含む顆粒状の吸着剤を含むフィルターであって、100℃で10分間加熱した際の120mm当たりの通気抵抗の減少率が5%以上である、たばこ製品用フィルター。
[2]前記吸着剤の平均粒子径が、355μm以上、1400μm以下である、[1]に記載のたばこ製品用フィルター。
[3]たばこ製品用フィルターに含まれる濾材中の前記吸着剤の含有量が、5重量%以上、60重量%以下である、[1]又は[2]に記載のたばこ製品用フィルター。
[4]前記吸着剤全量を100重量%としたときの前記融点が50℃以上の油脂の含有量が、60重量%超である、[1]~[3]のいずれかに記載のたばこ製品用フィルター。
[5]前記融点が50℃以上の油脂が、融点が50℃以上の硬化油脂である、[1]~[4]のいずれかに記載のたばこ製品用フィルター。
[6]前記融点が50℃以上の硬化油脂が、ハイエルシン菜種極度硬化油、菜種極度硬化油、パーム極度硬化油、大豆極度硬化油、牛脂極度硬化油、及び豚脂極度硬化油から選ばれる1種以上である、[5]に記載のたばこ製品用フィルター。
[7][1]~[6]のいずれかに記載のたばこ製品用フィルターを有する、たばこ製品。
[8]シガレット用である、[7]に記載のたばこ製品。
[9]電気加熱式たばこ製品用である、[7]に記載のたばこ製品。
[10]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型デバイスと、該ヒーター部材に接触するように挿入される、[9]に記載のたばこ製品と、から構成される、電気加熱式たばこ製品。
また、本明細書において、「~」を用いてその前後に数値又は物性値を挟んで表現する場合、その前後の値を含むものとして用いることとする。
また、本明細書において、「複数」は、特段の断りがない限り、2以上であることを表す。
本発明の一実施形態であるたばこ製品用フィルター(単に「たばこ製品用フィルター」又は「フィルター」とも称する。)は、融点が50℃以上の油脂を含む顆粒状の吸着剤を含むフィルターであって、100℃で10分間加熱した際の120mm当たりの通気抵抗の減少率が5%以上である、たばこ製品用フィルターである。
また、電気加熱式たばこ製品は、シガレットと比較して、使用初期に対する使用後半の香味低下が大きくなる傾向があるが、本実施形態に係るフィルターを用いることにより、加熱後の通気抵抗の減少率を大きくすることができるため、使用後半における香味の低下を小さくすることができる。
さらに、従来の基材を含む吸着剤の製造では、少なくとも、基材を含む原材料の混合工程、顆粒の成形工程、及び粒径の選別工程が必要となるが、基材を含まない吸着剤の製造では、基材を含む原材料の混合工程を必須の工程としないため、本実施形態に係るフィルターの方が製造工程を簡略化することが容易となり、ひいてはコストを低く抑えることができる。
該アセテートフィルターの代わりに、シート状のパルプ紙を充填したペーパーフィルターを用いる態様でもよい。
フィルターは、そのサイズや、含み得る吸着剤以外の添加物、通気抵抗以外の特性等の条件は、適宜設計することができる。
吸着剤は、融点が50℃以上の油脂を含み、かつ、顆粒状であれば特段制限されない。
融点が50℃以上の油脂を含有することで、使用前における吸着剤の周囲への油染みを防止することができる。融点が50℃未満であり、常温で液状の油脂を含有させた場合には、使用前における吸着剤の周囲への油染みを防ぐことはできない。なお、通常、たばこ製品用フィルターを製造した後、倉庫等で保管する場合、夏場では倉庫等の内部の温度が40℃以上になることもあり、融点が高くない一般的な油脂を用いた場合には油染みが発生してしまう一方で、融点が50℃以上の油脂を用いた場合には油染みの発生を抑制することができる。つまり、本実施形態に係るたばこ製品用フィルターであれば、厳しい保管条件でも製品劣化が生じにくい。
融点が50℃以上の油脂の種類は特段制限されないが、好ましくは融点が50℃以上の硬化油脂を挙げることができる。
硬化油脂とは、原料となる常温で液状の油脂に水素を付加して得られる加工油脂のことであり、本実施形態では融点が50℃以上の硬化油脂を用いることが好ましい。
融点が50℃以上の硬化油脂としては、ハイエルシン菜種極度硬化油、菜種極度硬化油、パーム極度硬化油、大豆極度硬化油、牛脂極度硬化油、及び豚脂極度硬化油などから選ばれる1種以上の食用の硬化油を挙げることができ、特に、煙中成分の吸着特性の観点から、ハイエルシン菜種極度硬化油が好ましい。
融点が50℃以上の油脂は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を任意の種類及び比率で混合して用いることもできる。
本実施形態の吸着剤における、融点が50℃以上の油脂の含有量は、吸着剤全量を100重量%としたとき、加熱による通気抵抗の減少率の増加の観点から、60重量%超であることが好ましく、65重量%以上であることがより好ましく、70重量%以上であることがさらに好ましく、80重量%以上であることが特に好ましく、さらに、85重量%以上であってよく、90重量%以上であってもよく、95重量%以上であってもよく、また、顆粒化の容易性の観点から、通常100重量%以下であり、95重量%以下であることが好ましい。上記の吸着剤の含有量を60重量%超とすることで、従来の吸着剤を用いた態様と比較して、吸着剤の脆さが改善され、かつ、加熱時の油脂の融解が促進されるために通気抵抗の減少率を増加させることができる。
上記のような含有量の範囲は、吸着剤の形状を顆粒状にする観点からも好ましい。
顆粒状の吸着剤のサイズとしては、篩により分級される粒子のサイズが250μm以上、1400μm以下である態様を挙げることができ、250μm以上、500μm以下である態様も挙げることができ、355μm以上、1400μm以下である態様を挙げることができ、特に、355μm以上、600μm以下である態様が好ましい。これらの篩により分級される粒子のサイズは、最小粒子径及び最大粒子径として扱うこともでき、また、平均粒子径の範囲として扱うこともできる。吸着剤のサイズは、使用原料の量を調整することで変更することができる。
また、顆粒状の吸着剤は、顆粒を凝集させて一定の大きさに成形したものとして用いてもよい。
吸着剤には、上記の成分に加えて他の任意の成分、例えば香料等を加えてもよい。そのような任意成分の含有量は、吸着剤の全量を100重量%としたときに、20重量%以下である態様を挙げることができ、10重量%以下であることが好ましい。
ただし、吸着剤は、コストを抑える観点、及び脆さを改善する観点から、デキストリンや粉糖等の基材を含まないことが好ましい。本明細書において、基材とは、油脂を凝着させる吸着剤の核となるような材料であり、具体的には、デキストリン、デンプン、粉糖、又は結晶セルロース等が挙げられる。
本実施形態の吸着剤の製造方法は、融点50℃以上の油脂をオシレータ等を用いて解砕させる解砕工程、及び解砕した油脂を所望の粒径の範囲に整粒させる整粒工程を含む態様を挙げることができる。また、ポリオール等の油脂以外の材料を用いる場合、例えば、融点50℃以上の油脂を、その融点よりも高い温度で加熱して融解させる融解工程と、油脂以外の材料を添加して撹拌した後に冷却する冷却工程とを含む態様を挙げることができる。冷却後、上記の態様と同様に、固形化した顆粒塊を解砕させる工程、及び解砕した顆粒塊を整粒させる工程をさらに含んでいてもよい。
融点50℃以上の油脂を加熱する際の温度としては、例えば、70℃以上、80℃以下を挙げることができる。
吸着剤に含まれる濾材中の吸着剤含有量は、特段制限されないが、特定範囲の炭化水素の除去機能及び油染みの抑制効果を有しつつ、コストを抑えることができ、脆さが改善され、かつ、通気抵抗を低くすることができる観点から、通常5重量%以上であり、10重量%以上であることが好ましく、15重量%以上であることがより好ましく、20重量%以上であることがさらに好ましく、また、通常60重量%以下であり、55重量%以下であることが好ましく、50重量%以下であることがより好ましく、45重量%以下であることがさらに好ましい。吸着剤の含有量が少なすぎると、加熱による通気抵抗の減少利率が低くなり、香味の変化が小さくなり、また、吸着剤の含有量が多すぎると、加熱後の溶融した吸着剤がフィルターの表面まで染み出してしまうため、外観が悪くなってしまう。なお、本明細書における「濾材」は、フィルターから巻取紙を除いた部材の材料(具体的には、アセテートトウ等の繊維等からなる濾過能力を有する材料と、該材料に添加され得る任意の添加物とを含む材料)を意味する。また、上記の含有量は実質的に添加量とほぼ同じであるため、含有量と添加量とを同義で扱ってよい。
また、フィルター長10mm(フィルター円周16.8~25.8mm)当たりの吸着剤の重量は、特段制限されないが、特定範囲の炭化水素の除去機能及び油染みの抑制効果を有しつつ、コストを抑えることができ、脆さが改善され、かつ、通気抵抗を低くすることができる観点から、通常5.0mg/10mm以上であり、7.5mg/10mm以上であることが好ましく、10.0mg/10mm以上であることがより好ましく、12.5mg/10mm以上であることがさらに好ましく、また、通常60.0mg/10mm以下であり、57.5mg/10mm以下であることが好ましく、55.0mg/10mm以下であることがより好ましく、52.5mg/10mm以下であることがさらに好ましい。フィルターの周方向に対する断面の面積当たりの吸着剤の重量は、フィルターに含まれる吸着剤の重量をフィルターの軸方向の長さで割った値である。
フィルターの形状は、特段制限されず、公知の形状を採用することができ、通常は円柱状の形状とすることができ、以下の態様とすることができる。
また、フィルターは、周方向の断面が中空(空洞)となるキャビティ(センターホール等)やリセス等のセクションを設けていてもよい。なお、本発明の効果を得る観点からは、センターホール等の中空を有するキャビティを有する場合、該キャビティ以外のフィルターの部材に吸着剤を添加することが好ましい。
フィルターの軸方向の断面形状の周の長さは、製品のサイズに合わせて適宜変更し得るが、通常14.0mm以上、27.0mm以下であり、15.0mm以上、26.0mm以下であることが好ましく、16.0mm以上、25.0mm以下であることがより好ましい。
フィルターの軸方向の長さは、製品のサイズに合わせて適宜変更し得るが、通常15mm以上、35mm以下であり、17.5mm以上、32.5mm以下であることが好ましく、20.0mm以上、30.0mm以下であることがより好ましい。なお、通常、フィルターは、軸方向の長さが120mm程度の状態で販売され、その状態から、製品のサイズに合わせて所望の長さにカットされる。
フィルターの通気抵抗は、ISO標準法(ISO6565:2015)に従って、例えばセルリアン社製フィルター通気抵抗測定器を使用して測定される。フィルター通気抵抗は、フィルターの側面における空気の透過が行なわれない状態で一方の端面(第1端面)から他方の端面(第2端面)に所定の空気流量(17.5cc/min)の空気を流した際の、第1端面と第2端面との気圧差を指す。単位は、一般的にはmmWGで表す。フィルター通気抵抗とフィルター長さとの関係は、通常実施する長さ範囲(長さ5mm~200mm)においては比例関係であることが知られていて、長さが倍になれば、フィルターの通気抵抗は倍になる。
100℃で10分間加熱する方法は特段制限されず、例えば、100℃の乾燥機にフィルターを入れることで実施してよく、乾燥機に入れる前後でのフィルターの通気抵抗を測定して上記の通気抵抗の減少率を求めればよい。
カプセルの形態は、特段限定されず、例えば、易破壊性のカプセルであってよく、その形状は球であることが好ましい。カプセルに含まれる添加剤としては、上述した任意の添加剤を含んでいてもよいが、特に、香味剤や活性炭素を含むことが好ましい。また、添加剤として、煙を濾過する一助となる1種類以上の材料を加えてもよい。添加剤の形態は、特段限定されないが、通常、液体又は固体である。なお、添加剤を含むカプセルの使用は、当技術分野において周知である。また、易破壊性のカプセルおよびその製造方法は、本技術分野において周知である。
香味剤としては、例えば、メンソール、スペアミント、ペパーミント、フェヌグリーク、クローブ、もしくは中鎖脂肪酸トリグリセリド(MCT)等、又はこれらの組み合わせであってよい。
巻取紙の材料は特段制限されず、公知のものを用いることができ、また、炭酸カルシウム等の充填剤等を含んでいてよい。
巻取紙の厚さは、特段制限されず、通常20μm以上、140μm以下であり、30μm以上、130μm以下であることが好ましく、30μm以上、120μm以下であることがより好ましい。
巻取紙の坪量は、特段制限されず、通常20gsm以上、100gsm以下であり、22gsm以上、95gsm以下であることが好ましく、23gsm以上、90gsm以下であることがより好ましい。
また、巻取紙は、コーティングされていても、されていなくともよいが、強度や構造剛性以外の機能を付与できる観点からは、所望の材料でコーティングされることが好ましい。
本発明の別の実施形態であるたばこ製品(単に「たばこ製品」とも称する。)は、上述したたばこ製品用フィルターを有する、たばこ製品である。
たばこ製品は、フィルターを有する態様であれば特段制限されず、公知の態様とすることができ、例えば、たばこ刻を有するたばこロッド部、フィルターを備えるマウスピース部、及びこれらを巻装するチップペーパー等の部材から構成されるたばこ製品とすることができる。以下、この構成を有するたばこ製品の条件について詳細に説明する。
アスペクト比=h/w
wは柱状体の底面の幅(本明細書においては、たばこロッド部側の底面の幅とする。)、hは高さであり、h≧wであることが好ましい。本明細書においては、長軸方向はhで示された方向であると規定する。したがって、仮に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軸方向と称する。底面の形状は限定されず、多角、角丸多角、円、又は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。
たばこ製品の長軸方向の長さhは、特段制限されず、例えば、通常40mm以上であり、45mm以上であることが好ましく、50mm以上であることがより好ましい。また、通常100mm以下であり、90mm以下であることが好ましく、85mm以下であることがより好ましい。
たばこ製品の柱状体の底面の幅wは、特段制限されず、例えば、通常5mm以上であり、5.5mm以上であることが好ましい。また、通常10mm以下であり、9mm以下であることが好ましく、8mm以下であることがより好ましい。
たばこ製品の長軸方向の通気抵抗は、特段制限されないが、吸い易さの観点から、通常50mmWG以上であり、60mmWG以上であることが好ましく、70mmWG以上であることがより好ましく、また、通常200mmWG以下であり、190mmWG以下であることが好ましく、180mmWG以下であることがより好ましい。
この通気抵抗の測定方法は、上述のフィルターで説明した通気抵抗の測定方法を同様に適用することができる。
たばこロッド部の態様は、公知の態様であれば特段制限されないが、通常、たばこ充填物を巻紙で巻装してなる態様である。
たばこ充填物を巻紙で巻装してなるたばこロッド部は、柱状形状を有していることが好ましく、この場合には、たばこロッド部の底面の幅に対するたばこロッド部の長軸方向の高さで表されるアスペクト比が1以上であることが好ましい。
底面の形状は限定されず、多角、角丸多角、円、又は楕円等であってよく、幅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、また、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。たばこロッド部を構成するたばこ充填物の高さは10~70mm程度、幅は4~9mm程度であることが好ましい。
また、たばこロッド部は、電子加熱式たばこ製品用として用いられる場合、たばこ製品を加熱するためのヒーター部材等との嵌合部を有していてもよい。
(1)第一のたばこ充填物
まず、第一のたばこ充填物(単に「第一の充填部」とも称する。)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20μm以上、200μm以下になるように粉砕してたばこ粉砕物とし、これを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。さらに、たばこロッドの長手方向と同程度の長さを有する均一化シートを、たばこロッドの長手方向と略水平に刻んだものをたばこロッドに充填する、いわゆるストランドタイプであってもよい。たばこ刻の幅は0.5mm以上、2.0mm以下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、200mg/ロッド部以上、800mg/ロッド部以下を挙げることができ、250mg/ロッド部以上、600mg/ロッド部以下が好ましい。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、もしくはニコチアナ-ルスチカ系品種等、又は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。
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0.5mm以上、2.0mm以下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0.5mm以上、2.0mm以下に刻んだものを用いてもよい。
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、良好な香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重量%以上、25重量%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部を形成する。
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。本明細書において、「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。本明細書において「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。第二の充填物は、たばこ製品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が、特に、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し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。
該たばこシートは、加熱に伴ってエアロゾル煙を生成するエアロゾル生成基材を含んでいてもよい。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、又は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重量%以上、50重量%以下が好ましく、15重量%以上、25重量%以下がより好ましい。
たばこシートは、抄造、スラリー、又は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ーと、砕いたたばこ葉とを混合する。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ーと、砕いたたばこ葉と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する工程を加えてもよい。
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重量%以上、95重量%以下であることが好ましい。また、たばこシートはバインダーを含んでもよく、係るバインダーとしては、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)、又は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。バインダー量としては、たばこシート全重量に対して1重量%以上、10重量%以下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。本実施形態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。
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、たばこ製品を電気加熱式たばこ製品で用いる場合、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。
巻紙を含めたたばこロッド部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。
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、嵌合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、150μm以上、1000μm以下が好ましく、200μm以上、600μm以下がより好ましい。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、特段制限されないが、例えば2枚、3枚、4枚、5枚、6枚、または7枚を挙げることができる。
第三のたばこ充填物は、折りたたまれた単一のたばこシートから構成される。当該シートは、たばこロッド部の長手方向と同程度の長さを有し、たばこロッドの長手方向と水平に複数回折り返され充填される、いわゆるギャザーシートであってもよい。当該シートの厚さは伝熱効率と強度の兼ね合いから、150μm以上、1000μm以下が好ましく、200μm以上、600μm以下がより好ましい。
第三のたばこ充填物に用いられるシート基材は、上記第二のたばこ充填物と同様のものを用いることができる。
第四のたばこ充填物は、たばこ顆粒から構成される。
第四のたばこ充填物の原料は、特に限定されないが、(a)粉砕されたたばこ材料、(b)水分、(c)炭酸カリウムおよび炭酸水素ナトリウムからなる群の中から選ばれる少なくとも1種のpH調整剤、並びに(d)プルランおよびヒドロキシプロピルセルロースからなる群の中から選ばれる少なくとも1種のバインダーを挙げることができる。
第四のたばこ充填物の原料混合物は、粉砕されたたばこ材料を、通常、20重量%以上、80重量%以下の量で含有する。
第四のたばこ充填物の原料混合物は、水分を、通常、3重量%以上、13重量%以下の量で含有する。また、第四のたばこ充填物は、水分を、通常、乾燥減量の値が5重量%以上、17重量%以下となるような量で含有し得る。乾燥減量とは、試料の一部を測定のために採取し、採取された試料中の全水分を蒸発させることにより試料を完全乾燥させたとき(たとえば、一定の温度(105℃)で15分間乾燥させたとき)の乾燥前後での重量変化を指し、具体的には、試料に含まれている水分の量および上記乾燥条件で揮発する揮発性成分の量の合算値の、試料重量に対する割合(重量%)を指す。すなわち、乾燥減量 (重量%)は、以下の式で表すことができる。
乾燥減量(重量%)=
{(完全乾燥前の試料の重量)-(完全乾燥後の試料の重量)}×100/完全乾燥前の試料の重量
第四のたばこ充填物の原料混合物は、pH調整剤を、通常、5重量%以上、20重量%以下の量で含有し得る。
第四のたばこ充填物の原料混合物は、バインダーを、通常、0.5重量%以上、15重量%以下の量で含有し得る。
追加の成分としては、エアロゾル生成基材(成分(e))が挙げられる。エアロゾル生成基材は、エアロゾル煙を生成するものである。該エアロゾル生成基材は、多価アルコールから構成され、該多価アルコールには、グリセリン、プロピレングリコール、ソルビトール、キシリトール、又はエリスリトール等が含まれ得る。これらの多価アルコールは、単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
第四のたばこ充填物の原料混合物が、エアロゾル生成基材を含有する場合、5~15重量%の量で含有し得る。
また追加の成分としては、(f)香味成分以外の香味材(固体または液体)が挙げられる。かかる香味材には、糖(スクロース、フルクトース等)、ココア粉、キャロブ粉、コリアンダー粉、リコリス粉、オレンジピール粉、ローズピップ粉、カモミールフラワー(flower)粉、レモンバーベナ粉、ペパーミント粉、リーフ粉、スペアミント粉、紅茶粉、又はメントール等が含まれる。
第四のたばこ充填物の原料混合物は、上記香味材を、通常、0.5重量%以上、30重量%以下の量で含有し得る。上記香味材は、成分(a)、(b)、(c)、(d)および(e)と直接混練することにより上記成分に添加してもよいし、あるいは、サイクロデキストリンなどの公知の包接ホスト化合物に担持して包接化合物を調製してからそれを上記成分と混練することにより上記成分に添加してもよい。
第四のたばこ充填物は、上記成分(a)、(b)、(c)、(d)および(e)からなる場合、その第四のたばこ充填物の原料混合物は、成分(a)を、通常、約33重量%以上(約90重量%以下)の量で含有し得る。
押出し造粒に際しては、混練物を周囲温度で、2kN以上の圧力で押出すことが好ましい。この高圧での押出しにより、押出し造粒機出口での混練物は温度が周囲温度から例えば90~100℃まで瞬間的に急激に上昇し、水分および揮発性成分が2重量%以上、4重量%以下蒸発する。したがって、混練物を作るために配合する水は、得られるたばこ顆粒中の所望水分よりも上記蒸発量だけ多くの量で用いることができる。
巻紙の構成は、特段制限されず、一般的な態様とすることができ、例えば、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、又はエスパルトなど一般的にたばこ製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、又はサーモメカニカルパルプ等を使用できる。
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。
該非燃焼加熱式たばこの巻紙として、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(たばこロッド部を作製するため)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することで、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部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、たばこロッド部とたばこロッド部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。
本実施形態にかかる巻紙では、好ましい坪量の範囲(25gsm以上、45gsm以下)において、填料が15重量%以上、45重量%以下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重量%以上、45重量%以下であることが好ましく、坪量が35gsm超、45gsm以下のとき、填料が25重量%以上、45重量%以下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、又はカオリン等を使用することができるが、香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。
助剤として、紙力増強剤を添加してもよく、例えば、ポリアクリルアミド、カチオンでんぷん、酸化でんぷん、CMC、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、又はポリビニルアルコール等を挙げられる。特に、酸化でんぷんについては、極少量用いることにより、通気度が向上することが知られている(特開2017-218699号公報)。
また、巻紙は、適宜コーティングされていてもよい。
マウスピース部の態様は、上述のフィルターを有し、一般的なフィルターとしての機能を有していれば特段制限されない。
上記の開孔が存在することで、使用時に外部から冷却部の内部に空気が流入し、たばこロッド部から流入する成分や空気の温度を下げることができる。なお、たばこロッド部にエアロゾル生成基材が用いられる場合、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、エアロゾルが生成されることを促進させることができる。同心円状に存在する開孔の数は、特段制限されず、1つであってもよく、2つ以上であってもよい。
開孔は、径が100μm以上、1000μm以下であることが好ましく、300μm以上、800μm以下であることがより好ましい。開孔は、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。
また、開孔が配置される位置は特段制限されない。
チップペーパーの構成は、特段制限されず、一般的な態様とすることができ、例えば、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、又はエスパルトなど一般的にたばこ物品用のチップペーパー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。これらのパルプは、単独の種類で用いてもよく、複数の種類を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。
また、チップペーパーは一枚で構成されていてもよいが、複数枚以上で構成されていてもよい。
パルプの態様としては、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、又はサーモメカニカルパルプ等を使用できる。
なお、チップペーパーは、後述する製造方法により製造したものでも、市販品を用いてもよい。
チップペーパーの形状は、特段制限されず、例えば、正方形または長方形とすることができる。
上述したたばこ製品の製造方法は、特段制限されず、公知の方法を適用することができ、例えば、たばこロッド部及びマウスピース部をチップペーパーで巻き上げることで製造することができる。
上述したたばこ製品は、シガレット(紙巻きたばこ)用のたばこ製品として用いることができ、また電気加熱式たばこ製品用のたばこ製品として用いることができる。
電気加熱式たばこ製品では、使用の後半で香味が低下する傾向があるが、上記のフィルターを用いた場合、一般的なフィルターを用いた場合よりも、この使用の後半の香味の低下を少なくすることができる。
たばこ製品を電気加熱式たばこ製品たばこ製品用として用いる場合には、通常、加熱機能が備わった外部デバイスとともに使用する。電気加熱式たばこ製品は、例えば、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型デバイスと、該ヒーター部材に接触するように挿入される、上述のたばこ製品と、から構成される、電気加熱式たばこ製品とすることができる。以下、この電気加熱式たばこ製品の例を詳細に説明する。
電気加熱式たばこ製品の態様としては、たばこ製品におけるたばこロッド部の内部から加熱する態様(以下、「内部加熱型電気加熱式たばこ製品」ともいう)や、たばこ製品の外周面を加熱する態様(以下、「外部加熱型電気加熱式たばこ製品」ともいう)を挙げることができる。
以下、電気加熱式たばこ製品の実施形態の一例を示す。
電気加熱式たばこ製品は、電気加熱式デバイスに配置されたヒーター部材に、たばこ製品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は、例えば樹脂性の躯体の内部に、電池ユニットと制御ユニットとを有する。
たばこ製品が電気加熱式デバイスに挿入されると、まず、たばこロッド部中のたばこ充填物がヒーター部材と接触し、やがて、ヒーター部材の全部がたばこ充填物の内部に挿入された状態となる。
電気加熱式デバイスのヒーター部材は、制御ユニットによる制御により発熱する。その熱がたばこ製品10のたばこ充填物に伝わることで、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材や香味成分等が揮発する。
内部加熱型電気加熱式たばこ製品である場合は、上記の平板状ヒーター、柱状ヒーター、又は錐状ヒーターを用いることができる。一方で、外部加熱型電気加熱式たばこ製品である場合、上記のシート状ヒーター、平板状ヒーター、又は筒状ヒーターを用いることができる。
ヒーター部材の長軸方向の長さは、たばこ充填物及び巻紙から構成されるたばこロッド部の長軸方向の長さをTmmとしたときに、T±5.0mmの範囲内とすることができる。
上記X(℃)は、エアロゾルデリバリーの観点から150℃以上450℃以下であることが好ましい。具体的には、上記X(℃)は、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃とすることができる。
電気加熱式たばこ製品において、ヒーター部材の加熱により、たばこ製品のたばこ充填物から生じるエアロゾル生成基材や香味成分等を含む蒸気は、マウスピース部材を通して使用者の口腔内に到達する。
[吸着剤の作製]
オシレータ(株式会社菊水製作所社製のOG SERIES OG-1)を用いて、ハイエルシン菜種極度硬化油(横関油脂工業株式会社製、融点:59℃)を解砕し、分級した。オシレ一タ用金網としては、目開き1400のものを用い、篩としては、目開き355μm(顆粒のサイズの最小値)のJIS規格に従ったもの、および1400μm(顆粒のサイズの最大値))のJIS規格に従ったものを用いた。得られた吸着剤の平均粒子径は、355~1400μmであり、中心値は、650μmであった。
上記ハイエルシン菜種極度硬化油は、ケン化価177.5、ヨウ素価0.62、酸価0.04であり、脂肪酸としてエルシン酸を6~48%含有し、その他リノール酸、オレイン酸、およびステアリン酸などにより構成される。
フィルター長12mm当たりの添加量が10mgとなるように上記吸着剤を添加したセルロースアセテート繊維束を巻取紙で巻き取り、120mmの実施例1のフィルター(断面の円周:24.1mm)を得た。該巻取紙は、坪量 24.0±1.5g/m2であり、厚さが32±4μmのものを用いた。なお、セルロースアセテート繊維としては、トリアセチンが9重量%添加されたものを用いた。
上記のフィルター長12mm当たりの吸着剤の添加量を、10mgから、20mg、30mg、40mg、60mgに変更したこと以外は上記の実施例1と同様にしてフィルターを作製し、それぞれ実施例2~5のフィルターを得た。これらの平均粒子径の範囲は、実施例1と同様である。
[吸着剤の作製]
以下の条件に従い、吸着剤を作製した。
1)デキストリン60重量%、粉糖6重量%、および結晶セルロース1重量%の顆粒化基材を予めパン捏器にて撹拌混合した。
2)30重量%の油脂を秤量した。油脂はガラスビーカーに入れ、加温器にて融解した。設定温度は70℃~80℃に設定した。
3)完全融解した油脂を、1)の混合品に撹拌しながら添加した。
4)さらに撹拌しながら、グリセリン3重量%を添加した。
5)冷却して固形化した顆粒塊を、整粒を目的に、上記の実施例1と同様の条件でオシレータにて解砕および分級し、355μm以上、1400μm以下の粒子径からなる顆粒状の吸着剤を採取した。
フィルター長12mm当たりの添加量が30mgとなるように上記吸着剤を添加したセルロースアセテート繊維束を巻取紙で巻き取り、120mmの比較例1のフィルター(断面の円周:24.1mm)を得た。該巻取紙は、坪量 24.0±1.5g/m2であり、厚さが32±4μmのものを用いた。なお、セルロースアセテート繊維としては、トリアセチンが9重量%添加されたものを用いた。
上記で得られた各フィルターについて、初期のフィルター長120mm当たりの通気抵抗、及び低温乾燥機を用いて100℃で10分間加熱した後の加熱後のフィルター長120mm当たりの通気抵抗を、以下の方法で測定した。
フィルターの通気抵抗は、ISO標準法(ISO6565)に従って、セルリアン社製フィルター通気抵抗測定器を使用して測定した。通気抵抗の測定結果を下記の表1及び図1に示す。フィルター通気抵抗は、フィルターの側面における空気の透過が行なわれない状態で一方の端面(第1端面)から他方の端面(第2端面)に所定の空気流量(17.5cc/min)の空気を流した際の、第1端面と第2端面との気圧差を指す。なお、通気抵抗の評価は、各資料において評価数n=5で行い、フィルターの全重量及び通気抵抗の平均値、及び標準偏差を下記の表1に示す。
表1に示す減少率は、(初期の通気抵抗-加熱後の通気抵抗)×100/初期の通気抵抗、で算出される値である。
また、実施例1~5から、吸着剤の添加量の増加に伴い、加熱による通気抵抗の減少率が大きくなることが分かった。
Claims (10)
- 融点が50℃以上の油脂を含む顆粒状の吸着剤を含むフィルターであって、前記フィルターを100℃で10分間加熱した際の120mm当たりの通気抵抗の減少率が5%以上である、たばこ製品用フィルター。
- 前記吸着剤の平均粒子径が、355μm以上、1400μm以下である、請求項1に記載のたばこ製品用フィルター。
- たばこ製品用フィルターに含まれる濾材中の前記吸着剤の含有量が、5重量%以上、60重量%以下である、請求項1又は2に記載のたばこ製品用フィルター。
- 前記吸着剤全量を100重量%としたときの前記融点が50℃以上の油脂の含有量が、60重量%超である、請求項1~3のいずれか1項に記載のたばこ製品用フィルター。
- 前記融点が50℃以上の油脂が、融点が50℃以上の硬化油脂である、請求項1~4のいずれか1項に記載のたばこ製品用フィルター。
- 前記融点が50℃以上の硬化油脂が、ハイエルシン菜種極度硬化油、菜種極度硬化油、パーム極度硬化油、大豆極度硬化油、牛脂極度硬化油、及び豚脂極度硬化油から選ばれる1種以上である、請求項5に記載のたばこ製品用フィルター。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載のたばこ製品用フィルターを有する、たばこ製品。
- シガレット用である、請求項7に記載のたばこ製品。
- 電気加熱式たばこ製品用である、請求項7に記載のたばこ製品。
- 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型デバイスと、該ヒーター部材に接触する
ように挿入される、請求項9に記載のたばこ製品と、から構成される、電気加熱式たばこ製品。
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