WO2020100879A1 - たばこ含有セグメント及びその製造方法、非燃焼加熱喫煙物品、並びに非燃焼加熱喫煙システム - Google Patents

たばこ含有セグメント及びその製造方法、非燃焼加熱喫煙物品、並びに非燃焼加熱喫煙システム Download PDF

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tobacco
containing segment
heating
aerosol
wrapper
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哲也 本溜
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日本たばこ産業株式会社
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    • D21H5/14Special paper or cardboard not otherwise provided for characterised by the use of special fibrous materials of cellulose fibres only
    • D21H5/16Tobacco or cigarette paper

Definitions

  • the present invention relates to a tobacco-containing segment, a manufacturing method thereof, a non-combustion heated smoking article, and a non-combustion heated smoking system.
  • An ordinary burning smoking article that smokes by using combustion is made of paper with a tobacco filler, which is a tobacco dry leaf carved into a width of about 1 mm, to which a flavoring agent, a moisturizing agent, and an appropriate amount of water are added.
  • the cigarette-containing segment is wound in a cylindrical shape with a wrapper made of paper
  • the mouthpiece segment is wound in a cylindrical shape with a paper wrapper with fibers or pleated paper made of cellulose acetate or the like.
  • the tobacco-containing segment and the mouthpiece segment are connected by a lining paper.
  • Smoking is performed by the user igniting the end of the tobacco-containing segment with a lighter or the like and sucking from the end of the mouthpiece segment.
  • the tobacco-containing segment tip burns at a temperature above 800 ° C.
  • the tobacco fill of the tobacco-containing segment comprises an aerosol-forming substrate such as glycerin, propylene glycol (PG), triethyl citrate (TEC), triacetin.
  • PG propylene glycol
  • TEC triethyl citrate
  • the aerosol-generating substrate is vaporized by heating and moved by suction to a cooling segment in the mouthpiece segment, where it is cooled to more reliably produce an aerosol. At the time of inhalation, the aerosol is also inhaled, so that the user's satisfaction can be secured.
  • the non-combustion heating smoking system generally includes a cylindrical non-combustion heating smoking article having a shape similar to that of a normal combustion smoking article, and a heating device including a battery, a controller, a heater, and the like.
  • the heater include a heater based on electric resistance and a heater based on IH.
  • a method of heating the heater by electric resistance a method of heating with a heater from the outside of the non-combustion heating smoking article, a needle-like or blade-shaped heater from the tip of the non-combustion heating smoking article into a tobacco-containing segment containing a tobacco filler. Examples include a method of inserting and heating.
  • the tobacco-containing segment of the non-combustion heated smoking article contains the aerosol-generating base material, the cigarette component, the fragrance component, etc. (including the aerosol component itself exuding) are contained in the paper wrapper around which the tobacco filler is wrapped. It may ooze out and stain on the outer surface of the wrapper.
  • the present invention is capable of reducing stains generated in the wrapper of the tobacco-containing segment, and a volatile component contained in the tobacco-containing segment can be uniformly supplied throughout the suction, a tobacco-containing segment, a non-combustion heated smoking article, And a non-combustion heating smoking system.
  • a tobacco-containing segment according to the present invention is a tobacco-containing segment for a non-combustion heated smoking article, which comprises a tobacco filling containing a tobacco and an aerosol-forming substrate, and a wrapper covering the tobacco filling, wherein the wrapper is , Paper and a polymer layer provided on the inner surface of the paper, the polymer layer comprising a polymer and a volatile perfume component or an aerosol-forming substrate.
  • a non-combustion heated smoking article according to the present invention comprises the tobacco-containing segment and a mouthpiece segment.
  • a non-combustion heating smoking system includes the non-combustion heating smoking article and a heating device that heats the tobacco-containing segment.
  • the method for producing a tobacco-containing segment according to the present invention the polymer, the dispersion liquid in which the volatile perfume component or the aerosol-forming substrate is dispersed in an aqueous dispersion medium, the step of applying on the paper and drying. And the step of manufacturing the wrapper.
  • the spot containing a wrapper of a tobacco containing segment can be reduced, and the volatile component contained in a tobacco containing segment can be supplied uniformly over the whole period of suction, the tobacco containing segment, non-combustion heating smoking.
  • Articles and non-combustion heated smoking systems can be provided.
  • the tobacco-containing segment according to the present invention is a tobacco-containing segment for a non-combustion heated smoking article, which comprises a tobacco filler containing a tobacco and an aerosol-forming substrate and a wrapper covering the tobacco filler.
  • the wrapper includes paper and a polymer layer provided on an inner surface of the paper. Further, the polymer layer contains a polymer and a volatile perfume component or an aerosol-forming base material (hereinafter, also referred to as a volatile component).
  • the wrapper has a polymer layer on the inner surface of the paper.
  • the presence of the polymer layer makes it possible to suppress the exudation of the aerosol-forming base material, the tobacco component and the volatile fragrance component, which are often contained in the tobacco filler, and reduce the stains generated on the wrapper.
  • the polymer layer contains a polymer and a volatile perfume component which is a volatile component or an aerosol-forming substrate. Since the polymer layer contains the volatile flavor component or the aerosol-forming base material, the volatile flavor component or the aerosol-forming base material is gradually volatilized and released from the polymer layer by heating. Therefore, the volatile fragrance component or the aerosol-generating base material is volatilized uniformly throughout the suction and is supplied to the user.
  • the structure of the tobacco-containing segment according to the present invention is a tobacco-containing segment for a non-combustion heated smoking article, which comprises a tobacco filler containing a tobacco-containing segment and a tobacco filler, and a wrapper covering the tobacco filler.
  • the wrapper includes paper and a polymer layer provided on an inner surface of the paper, and is not particularly limited as long as the polymer layer includes a polymer and a volatile perfume component or an aerosol-forming substrate. ..
  • An example of the tobacco-containing segment according to the present invention is shown in FIG. The tobacco-containing segment shown in FIG.
  • the wrapper 3 has a paper 1 on the outer surface side and a polymer layer 2 on the inner surface side.
  • the polymer layer 2 comprises a polymer and a volatile perfume ingredient or aerosol-generating substrate.
  • the shape of the tobacco-containing segment is not particularly limited, but may be, for example, a columnar shape.
  • the circumference length of the tobacco-containing segment is preferably 16 to 25 mm, more preferably 20 to 24 mm, and even more preferably 21 to 23 mm.
  • the length of the tobacco-containing segment in the axial direction, that is, the horizontal direction in FIG. 1, is preferably 20 to 70 mm, more preferably 20 to 50 mm, and further preferably 20 to 30 mm.
  • the shape of the cross section of the tobacco-containing segment is not particularly limited, but may be, for example, a circle, an ellipse, a polygon, or the like.
  • the tobacco filling according to the present invention includes a cigarette and an aerosol-generating base material.
  • the tobacco filler may further contain a volatile flavor component, water and the like.
  • dried tobacco leaves may be chopped to have a width of 0.8 to 1.2 mm. When carved into the width, the carved length is about 5 to 20 mm. Further, dried tobacco leaves may be crushed to have an average particle size of about 20 to 200 ⁇ m and homogenized, and then processed into a sheet, which is then cut into a width of 0.8 to 1.2 mm. .. When carved into the width, the carved length is about 5 to 20 mm.
  • the above-described sheet-processed product may be used as a filling product without gathering the gather-processed product.
  • various kinds of tobacco contained in the tobacco filler can be used. Yellow variety, Burley variety, Orient variety, native variety, and other Nicotiana tabacum variety and Nicotiana rustica variety can be appropriately blended and used to obtain a desired taste. Details of the tobacco variety are disclosed in "Encyclopedia of Tobacco, Tobacco Research Center, 2009.3.31". There are several conventional methods for crushing tobacco and processing it into a uniformized sheet.
  • the aerosol-generating base material is a material capable of generating an aerosol by heating, and examples thereof include glycerin, propylene glycol (PG), triethyl citrate (TEC), triacetin, and 1,3-butanediol.
  • the packing density of the tobacco packing is not particularly limited, but is usually 250 mg / cm 3 or more, preferably 320 mg / cm 3 or more from the viewpoint of ensuring the performance of the non-combustion heated smoking article and imparting a good taste. There also is usually 520 mg / cm 3 or less, preferably 420 mg / cm 3 or less. Specifically, the range of the content of the tobacco filler in the tobacco-containing segment is 200 to 400 mg per tobacco-containing segment in the case of a tobacco-containing segment having a circumference of 22 mm and a length of 20 mm, and 250 to 320 mg. Is preferred.
  • the content of the aerosol-forming base material in the tobacco filler is not particularly limited, and is usually 5 to 50% by mass, preferably 10 to 20% from the viewpoint of sufficiently producing the aerosol and imparting a good taste. It is% by mass.
  • the content of the volatile flavor component in the tobacco filler is not particularly limited and is usually 10000 ppm or more, preferably 20000 ppm or more, from the viewpoint of imparting a good taste. And more preferably 25,000 ppm or more, usually 50,000 ppm or less, preferably 40,000 ppm or less, and more preferably 33,000 ppm or less.
  • the method of filling the tobacco filling into the wrapper is not particularly limited, but, for example, the tobacco filling may be wrapped with the wrapper, or the tubular wrapper may be filled with the tobacco filling.
  • the shape of the cigarette has a longitudinal direction such as a rectangular shape
  • the tobacco may be packed so that the longitudinal directions are in unspecified directions in the wrapper, and the axial direction of the tobacco-containing segment or the axial direction thereof. It may be arranged and filled so as to be in a direction perpendicular to.
  • the wrapper according to the present invention comprises a paper and a polymer layer provided on the inner surface of the paper.
  • An example of the wrapper according to the present invention is shown in FIG.
  • the wrapper 3 shown in FIG. 2 has a polymer layer 2 provided on a paper 1.
  • the polymer layer 2 contains a volatile fragrance component or an aerosol-forming substrate as the volatile component 5.
  • the paper is not particularly limited as long as it functions as a support, but from the viewpoint of forming a thick polymer layer, the basis weight of the paper is preferably 25 g / m 2 or more, and 35 to 50 g / m 2. Is more preferable. Further, the air permeability of the paper is preferably low, and the air permeability of 0 is more preferable.
  • the thickness of the paper is not particularly limited, but can be, for example, 30 to 60 ⁇ m.
  • the polymer layer contains a polymer and either a volatile perfume ingredient or an aerosol-forming base material, and may contain both a volatile perfume ingredient and an aerosol-forming base material.
  • the volatile component contained in the polymer layer is gradually released from the polymer layer by heating or causing the polymer to become rubber-like or to dissolve, or the aerosol vaporized from the tobacco filler comes into contact with the polymer layer. Guessed.
  • the type of polymer is not particularly limited, but biodegradable polymers and edible polymers are preferable.
  • the glass transition temperature (Tg) of the polymer is preferably 400 ° C or lower, and 300 ° C or lower. It is more preferable that the temperature is 200 ° C. or lower.
  • the lower limit of Tg of the polymer is not particularly limited, but can be, for example, 40 ° C. or higher.
  • the Tg of the polymer is specifically a value measured by a differential scanning calorimeter (trade name: "DSC7000", manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.).
  • polyvinyl alcohol PVA
  • polyvinyl alcohol / acrylic acid / methyl methacrylate copolymer POVACOAT
  • cellulose acetate trehalose
  • maltose sucrose
  • maltitol glucose
  • wax wax
  • Hardened oil etc. PVA or polyvinyl alcohol / acrylic acid / methyl methacrylate copolymer (POVACOAT) is preferable as the polymer from the viewpoint of good coatability on paper.
  • the average degree of polymerization of PVA is preferably 1500 or less.
  • the average degree of polymerization of PVA is 1500 or less, coatability on paper is improved and a polymer layer can be uniformly formed on the paper.
  • the average degree of polymerization of PVA is more preferably 100 or more and 1300 or less, still more preferably 300 or more and 1200 or less, and particularly preferably 500 or more and 1000 or less.
  • the average degree of polymerization of PVA is a value measured according to the JISK6726-1994 polyvinyl alcohol test method.
  • the degree of saponification of PVA is preferably 90 mol% or more.
  • the degree of saponification of PVA is more preferably 90 mol% or more and 99 mol% or less, and further preferably 93 mol% or more and 98% mol% or less.
  • the degree of saponification of PVA is a value measured according to the JIS K6726-1994 polyvinyl alcohol test method.
  • the type of the volatile flavor component is not particularly limited, and from the viewpoint of imparting a good taste, acetanisol, acetophenone, acetylpyrazine, 2-acetylthiazole, alfalfa extract, amyl alcohol, amyl butyrate, trans-anethole, and star.
  • the aerosol-generating substrate contained in the polymer layer the same aerosol-generating substrate contained in the tobacco filler can be used.
  • the aerosol-generating substrate contained in the polymer layer may be the same as or different from the aerosol-generating substrate contained in the tobacco filling.
  • the polymer layer preferably has a porous structure.
  • a part of the porous structure is destroyed by heating and the volatile component inside is gradually released. Thereby, the volatile component can be uniformly supplied throughout the suction.
  • FIG. 3 shows a SEM image of a cross section of an example of the polymer layer having a porous structure according to the present invention, which is taken at a magnification of 1,500.
  • the polymer layer 2 formed on the paper 1 has a plurality of fine holes, and volatile components are present inside the holes.
  • the average pore diameter of the porous structure is preferably 0.5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the average pore diameter of the porous structure is a value measured by CD-SEM.
  • the method for forming the porous structure is not particularly limited, but for example, as described below, when the polymer and the volatile component are emulsified with an emulsifier during the preparation of the coating liquid for the polymer layer, micelles are formed, so that the micelles are formed.
  • a porous structure derived from can be formed. In this case, the average pore diameter and porosity of the porous structure can be adjusted by the amount of the emulsifier used.
  • the content of the volatile component in the polymer layer is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less based on 100% by mass of the polymer layer. When the content is 10% by mass or more, the volatile component can be more uniformly supplied throughout the suction. The content is more preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less.
  • the thickness of the polymer layer is preferably 10 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
  • the volatile component can be retained on the paper in a sufficient amount, and the volatile component can be more uniformly supplied throughout the suction.
  • the thermal conductivity from the heater can be improved when the heater is heated from the outside of the tobacco-containing segment.
  • the thickness of the polymer layer is more preferably 15 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, still more preferably 20 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • Method of manufacturing tobacco-containing segment The method for producing a tobacco-containing segment according to the present invention, the polymer, the dispersion liquid in which the volatile perfume component or the aerosol-forming substrate is dispersed in an aqueous dispersion medium, the step of applying on the paper and drying. And the step of manufacturing the wrapper.
  • the tobacco-containing segment according to the present invention can be preferably produced.
  • a dispersion liquid in which a polymer and a volatile fragrance component or an aerosol-forming base material are dispersed in an aqueous dispersion medium You may prepare the dispersion liquid in which the polymer, the volatile perfume ingredient, and the aerosol-forming base material are dispersed in the aqueous dispersion medium.
  • the solid component such as menthol that is solid at room temperature
  • the solid component is preferably dissolved in ethanol or the like in advance.
  • the solid component can be dissolved in ethanol, and a polymer and, if necessary, an emulsifier can be added to prepare a dispersion liquid.
  • the emulsifier include glycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, lecithin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the solid component is dissolved in ethanol, and the dissolved product and the polymer are dispersed in the dispersion liquid (ethanol aqueous solution).
  • the dispersion liquid is applied and dried, ethanol and water are volatilized and removed, so that the portions where ethanol and water were present become pores. Therefore, it is considered that the formed polymer layer has a porous structure, and the solid component is present inside the pores.
  • an emulsifier is used, micelles containing ethanol, the emulsifier and the solid component are formed.
  • pores are formed in the micelle portion, and the solid component remains inside the pores.
  • the formed polymer layer has a porous structure, and the solid component is present inside the pores.
  • the pore size of the porous structure can be adjusted by the amount of the emulsifier used, etc. For example, the smaller the amount of the emulsifier used, the larger the pore size. From the viewpoint of sufficiently holding the volatile components in the pores and gradually releasing them by heating, the pore diameter is preferably large. That is, it is preferable that the amount of the emulsifier used is small.
  • the concentration of the emulsifier in the dispersion is preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the concentration of the polymer in the dispersion is preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less.
  • the concentration of ethanol in the dispersion is preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • concentration of the volatile fragrance component or the aerosol-forming base material in the dispersion is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the amount of the dispersion liquid applied to the paper can be appropriately selected according to the thickness of the polymer layer to be formed.
  • the temperature during drying can be, for example, 60 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. This gives a wrapper with a polymer layer formed on the paper.
  • the method for filling the tobacco filler in the obtained wrapper is not particularly limited, for example, the tobacco filler may be wrapped with a wrapper containing an aerosol-forming base material, etc., the tobacco filler in a tubular wrapper. May be filled.
  • the shape of the cigarette has a longitudinal direction such as a rectangular shape
  • the tobacco may be filled so that the longitudinal direction is in a non-specific direction in the wrapper, and the tobacco is contained in the axial direction of the tobacco-containing segment or in the axial direction.
  • they may be aligned and filled so as to be in a direction perpendicular to them.
  • a non-combustion heated smoking article according to the present invention comprises the tobacco-containing segment according to the present invention and a mouthpiece segment. Since the non-combustion heated smoking article comprises the tobacco-containing segment according to the present invention, it is possible to reduce stains generated on the wrapper and to supply the volatile component uniformly throughout the suction.
  • the non-combustion heated smoking article according to the present invention may have other segments in addition to the tobacco-containing segment and the mouthpiece segment.
  • the non-combustion heated smoking article 30 shown in FIG. 4 comprises a tobacco-containing segment 10 according to the present invention and a mouthpiece segment 11.
  • the mouthpiece segment 11 includes a cooling segment 12, a center hole segment 13, and a filter segment 14. During smoking, the tobacco-containing segment 10 is heated, and suction is performed from the end of the filter segment 14.
  • the cooling segment 12 is composed of a tubular member 15.
  • the tubular member 15 can be, for example, a paper tube obtained by processing cardboard into a cylindrical shape.
  • the tubular member 15 and the mouthpiece lining paper 22 described below are provided with perforations 16 penetrating them. Due to the presence of the perforations 16, ambient air is introduced into the cooling segment 12 during suction. As a result, the volatile component vaporized by heating the tobacco-containing segment 10 comes into contact with the outside air, and the temperature thereof is lowered so that it is liquefied and an aerosol is formed.
  • the diameter (passage length) of the perforations 16 is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 to 1.5 mm.
  • the number of perforations 16 is not particularly limited and may be one or two or more. For example, a plurality of perforations 16 may be provided on the circumference of the cooling segment 12.
  • the center hole segment is composed of a packing layer having one or more hollow parts and an inner plug wrapper covering the packing layer.
  • the center hole segment 13 includes a first filling layer 17 having a hollow portion and a first inner plug wrapper 18 that covers the first filling layer 17.
  • the center hole segment 13 has a function of increasing the strength of the mouthpiece segment 11.
  • the first filling layer 17 has, for example, an inner diameter of ⁇ 5.0 to ⁇ 1.0 mm, which is obtained by filling cellulose acetate fibers at a high density and adding a plasticizer containing triacetin in an amount of 6 to 20% by mass based on the mass of cellulose acetate and curing the mixture. It can be a rod.
  • the first packing layer 17 has a high fiber packing density, during suction, air and aerosol flow only through the hollow portion, and the first packing layer 17 hardly flows.
  • the length of the filter segment 14 is shortened and the center hole segment 13 is replaced to increase the delivery amount of the aerosol component. It is effective to let.
  • the first filling layer 17 inside the center hole segment 13 is a fiber filling layer, the feeling of touch from the outside during use rarely gives the user a feeling of strangeness.
  • the filter segment 14 includes a second filling layer 19 and a second inner plug wrapper 20 that covers the second filling layer 19.
  • the mouth end has an appearance similar to that of a normal burning smoking article.
  • the second packing layer 19 can be, for example, a packing layer of cellulose acetate fibers.
  • the center hole segment 13 and the filter segment 14 are connected by an outer plug wrapper 21.
  • the outer plug wrapper 21 can be, for example, cylindrical paper.
  • the tobacco-containing segment 10, the cooling segment 12, and the connected center hole segment 13 and filter segment 14 are connected by a mouthpiece lining paper 22. These connections can be made by, for example, applying an adhesive such as vinyl acetate adhesive to the inner surface of the mouthpiece lining paper 22, inserting the three segments, and winding. After connection, the cooling segment 12 may be provided with perforations 16.
  • the length of the non-combustion heated smoking article according to the present invention in the axial direction is not particularly limited, but is preferably 40 mm to 90 mm, more preferably 50 mm to 75 mm, and more preferably 50 mm to 60 mm. Is more preferable.
  • the peripheral length of the non-combustion heated smoking article is preferably 16 mm to 25 mm, more preferably 20 mm to 24 mm, and further preferably 21 mm to 23 mm.
  • the tobacco-containing segment 10 has a length of 20 mm
  • the cooling segment 12 has a length of 20 mm
  • the center hole segment 13 has a length of 8 mm
  • the filter segment 14 has a length of 7 mm.
  • each of these segments can be appropriately changed depending on the manufacturing suitability, the required quality, and the like. Furthermore, it is also possible to function as a non-combustion heated smoking article by disposing only the filter segment on the downstream side of the cooling segment without using the center hole segment.
  • a non-combustion heating smoking system includes the non-combustion heating smoking article according to the present invention, and a heating device for heating the tobacco-containing segment. Since the non-combustion heating smoking system includes the non-combustion heating smoking article according to the present invention, it is possible to reduce stains generated on the wrapper and to uniformly supply the volatile component throughout the suction.
  • the non-combustion heating smoking system according to the present invention is not particularly limited as long as it includes the non-combustion heating smoking article according to the present invention and the heating device, and may have other configurations.
  • FIG. 5 An example of the non-combustion heating smoking system according to the present invention is shown in FIG.
  • the non-combustion heating smoking system shown in FIG. 5 comprises a non-combustion heating smoking article 30 according to the invention and a heating device 31 for heating the tobacco-containing segment of the non-combustion heating smoking article 30 from the outside.
  • FIG. 5A shows a state before the non-combustion heated smoking article 30 is inserted into the heating device 31, and
  • FIG. 5B shows a state where the non-combustion heated smoking article 30 is inserted into the heating device 31 and heated.
  • the heating device 31 shown in FIG. 5 includes a body 32, a heater 33, a metal tube 34, a battery unit 35, and a control unit 36.
  • the body 32 has a cylindrical recess 37, and the heater 33 and the metal tube 34 are provided on the inner side surface of the recess 37 at a position corresponding to the tobacco-containing segment of the non-combustion heating smoking article 30 inserted into the recess 37. It is arranged.
  • the heater 33 may be a heater based on electric resistance, and electric power is supplied from the battery unit 35 in response to an instruction from the control unit 36 that controls the temperature to heat the heater 33.
  • the heat generated by the heater 33 is transferred to the tobacco-containing segment of the non-combustion heated smoking article 30 through the metal tube 34 having high thermal conductivity. Since it is schematically illustrated in FIG.
  • the heating device 31 heats the tobacco-containing segment of the non-combustion heated smoking article 30 from the outside, but may heat the tobacco-containing segment from the inside.
  • the heating temperature by the heating device is not particularly limited, but is preferably 400 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and further preferably 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
  • the heating temperature refers to the temperature of the heater of the heating device.
  • a polymer layer containing a volatile component is provided on the inner surface of the wrapper of the tobacco-containing segment. Since the polymer layer is located in the vicinity of the heater of the heating device during heating, the volatile component contained in the polymer layer is gradually released, but a sufficient amount is released over a long period of time.
  • Example 1 (Preparation of wrapper) A liquid prepared by dissolving 21 g of menthol in 9 g of ethanol was prepared (hereinafter referred to as liquid A). 45 g of PVA (Tg: 58 ° C., average degree of polymerization: 500, degree of saponification: 85 to 89 mol%) was dispersed and mixed in 116 g of water heated to 80 ° C. Liquid A was added to this while stirring sufficiently with a stirrer to prepare a dispersion liquid.
  • liquid A liquid prepared by dissolving 21 g of menthol in 9 g of ethanol was prepared (hereinafter referred to as liquid A). 45 g of PVA (Tg: 58 ° C., average degree of polymerization: 500, degree of saponification: 85 to 89 mol%) was dispersed and mixed in 116 g of water heated to 80 ° C. Liquid A was added to this while stirring sufficiently with a stirrer to prepare a dispersion liquid.
  • the dispersion is coated on one side (brand name: 50NFB, made by Nippon Paper Papillia, basis weight: 50 g / m 2 ) on one side (engraving side), and dried at 60 to 90 ° C. to give a thickness of 20 to 20 on the paper.
  • a wrapper having a 30 ⁇ m polymer layer was obtained. When the cross section of the polymer layer was observed by SEM, it was confirmed that the polymer layer had a porous structure.
  • non-combustion heated smoking article for evaluation A commercially available non-combustion heated smoking article (trade name: glo regular, manufactured by British American Tobacco Co., Ltd.) was prepared.
  • the non-combustion heated smoking article contains no volatile perfume ingredients and the portion corresponding to the tobacco containing segment contains tobacco and glycerin as an aerosol generating substrate.
  • the wrapper corresponding to the tobacco-containing segment is made of paper only.
  • the wrapper corresponding to the tobacco-containing segment of the non-combustion heated smoking article was removed, and the wrapper produced instead was wrapped to obtain a non-combustion heated smoking article for evaluation.
  • FIG. 6 shows the menthol supply efficiency showing the ratio of the amount of menthol in the inhaled aerosol to the amount of menthol contained in the non-combustion heated smoking article for each puff.
  • Table 1 shows the total amount of menthol in the aerosol sucked during the four puffs (total menthol amount) and the total menthol supply efficiency of the four puffs.
  • the stain unit is each stain that can be approximated to an ellipse (including a circle) regardless of whether it is independent of other stains.
  • the degree of generation of stains is indicated by the number of stains generated in the evaluation of 200 non-combustion heated smoking articles, the size of the stains, and the generation rate% at each level.
  • Example 1 A commercially available non-combustion heated smoking article (trade name: glo Menthol, manufactured by British American Tobacco Co., Ltd.) was prepared. The portion corresponding to the tobacco-containing segment of the non-combustion heated smoking article contains menthol as a volatile perfume ingredient and glycerin as an aerosol-generating base material. The wrapper corresponding to the tobacco-containing segment is made of paper only. The amount of menthol contained in the non-combustion heated smoking article is larger than the amount of menthol contained in the evaluation non-combustion heated smoking article produced in Example 1.
  • Example 1 in which the wrapper was provided with the polymer layer containing menthol, the menthol supply efficiency was substantially uniform in the first to fourth puffs. It is speculated that menthol was gradually released from the polymer layer.
  • Comparative Example 1 in which the tobacco filler contained menthol and the wrapper was not provided with the menthol-containing polymer layer, the menthol supply efficiency decreased linearly from the first puff to the fourth puff. Most of the menthol contained in the tobacco filling was vaporized in the first half of the suction.
  • Example 1 in the total of 4 puffs, the menthol supply efficiency in Example 1 was higher than that in Comparative Example 1. This is presumably because in Example 1, the menthol was contained in the polymer layer of the wrapper, and the polymer layer of the wrapper was located near the heater of the heating device during heating. In addition, since the initial amount of menthol contained in the non-combustion heating smoking article is different between Example 1 and Comparative Example 1, the comparison was performed based on the menthol supply efficiency in FIG. 6 and Table 1.
  • Example 1 no stain was confirmed on the surface of the wrapper, whereas in Comparative Example 1, a stain was confirmed. It is speculated that in Example 1, the presence of the polymer layer could suppress the exudation of the aerosol-forming base material, the tobacco component and the volatile fragrance component contained in the tobacco filler.

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Abstract

たばこ含有セグメントのラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、たばこ含有セグメントに含まれる揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができるたばこ含有セグメントを提供する。たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物と、前記たばこ充填物を覆うラッパーと、を含む非燃焼加熱喫煙物品用のたばこ含有セグメントであって、前記ラッパーが、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層と、を含み、前記ポリマー層が、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含むたばこ含有セグメント。

Description

たばこ含有セグメント及びその製造方法、非燃焼加熱喫煙物品、並びに非燃焼加熱喫煙システム
 本発明は、たばこ含有セグメント及びその製造方法、非燃焼加熱喫煙物品、並びに非燃焼加熱喫煙システムに関する。
 燃焼を利用して喫煙を行う通常の燃焼喫煙物品(たばこ)は、1mm程度の幅に刻まれたたばこ乾燥葉に、香料、保湿剤及び適度な水分等が添加されたたばこ充填物を、紙製のラッパーで円柱状に巻装したたばこ含有セグメントと、酢酸セルロース等からなる繊維又はひだ付けした紙を、紙製のラッパーで円柱状に巻装したマウスピースセグメントとを有する。前記たばこ含有セグメントと前記マウスピースセグメントとはライニングペーパーで接続されている。使用者が前記たばこ含有セグメント端部にライター等で着火し、前記マウスピースセグメント端部から吸引することで喫煙が行われる。前記たばこ含有セグメント先端は800℃を超える温度で燃焼する。
 このような通常の燃焼喫煙物品の代替として、燃焼の代わりに加熱を利用した非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システムが開発されている(例えば特許文献1~3)。加熱温度は燃焼喫煙物品における燃焼温度よりも低く、例えば400℃以下で加熱される。非燃焼加熱喫煙物品では、たばこ含有セグメントのたばこ充填物は、グリセリン、プロピレングリコール(PG)、トリエチルシトレート(TEC)、トリアセチン等のエアロゾル生成基材を含む。エアロゾル生成基材は加熱により気化し、吸引によりマウスピースセグメント内の冷却セグメントに移動し、冷却されてエアロゾルの生成をより確実にする。吸引時、該エアロゾルも一緒に吸引されるため、使用者の満足感を確保することができる。
 非燃焼加熱喫煙システムは一般的に、通常の燃焼喫煙物品と類似した形状を有する円柱状の非燃焼加熱喫煙物品と、電池、コントローラー、ヒーター等を含む加熱装置とを備える。ヒーターは、電気抵抗によるヒーターや、IHによるヒーターが挙げられる。電気抵抗によるヒーターの加熱方法としては、非燃焼加熱喫煙物品の外側からヒーターで加熱する方法、針状やブレード状のヒーターを非燃焼加熱喫煙物品の先端からたばこ充填物を含むたばこ含有セグメント内に挿入して加熱する方法等が挙げられる。
特許第5292410号 特許第5771338号 特表2013-507906号公報
 しかしながら、非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントはエアロゾル生成基材を含むため、たばこ充填物を巻装する紙製のラッパーにたばこ成分や香料成分等(エアロゾル成分そのものが染み出すことも含む)が染み出して、ラッパーの外表面にシミが発生する場合がある。
 また、通常の燃焼喫煙物品では、高温の燃焼部が燃え進むにつれて、たばこ含有セグメントのうち燃焼部近傍のみが加熱され、その部分に存在する揮発性成分が揮発して使用者に吸引される。すなわち、燃焼喫煙物品のたばこ含有セグメント長手方向に存在する揮発性成分は、吸引の終始にわたってほぼ均一に揮発して供給される。一方、非燃焼加熱喫煙物品では、ヒーターによりたばこ含有セグメントの長手方向全体が加熱されるため、たばこ含有セグメントに含まれる揮発性香料成分やエアロゾル生成基材等の揮発性成分は、前半の吸引でその多くが揮発してしまう場合がある。
 本発明は、たばこ含有セグメントのラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、たばこ含有セグメントに含まれる揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができるたばこ含有セグメント、非燃焼加熱喫煙物品、及び非燃焼加熱喫煙システムを提供することを目的とする。
 本発明に係るたばこ含有セグメントは、たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物と、前記たばこ充填物を覆うラッパーと、を含む非燃焼加熱喫煙物品用のたばこ含有セグメントであって、前記ラッパーが、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層と、を含み、前記ポリマー層が、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含む。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、前記たばこ含有セグメントと、マウスピースセグメントと、を備える。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、前記非燃焼加熱喫煙物品と、前記たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、を備える。
 本発明に係るたばこ含有セグメントの製造方法は、前記ポリマーと、前記揮発性香料成分又は前記エアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を、前記紙上に塗布して乾燥する工程を経て前記ラッパーを製造する工程を備える。
 本発明によれば、たばこ含有セグメントのラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、たばこ含有セグメントに含まれる揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができるたばこ含有セグメント、非燃焼加熱喫煙物品、及び非燃焼加熱喫煙システムを提供することができる。
本発明に係るたばこ含有セグメントの一例を示す断面図である。 本発明に係るラッパーの一例を示す断面図である。 本発明に係る多孔質構造を有するポリマー層の一例の断面を撮影したSEM像である。 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の一例を示す断面図である。 本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムの一例であって、(a)非燃焼加熱喫煙物品を加熱装置に挿入する前の状態、(b)非燃焼加熱喫煙物品を加熱装置に挿入して加熱する状態を示す模式図である。 実施例1及び比較例1におけるパフ毎のメンソール量供給効率を示すグラフである。
 [たばこ含有セグメント]
 本発明に係るたばこ含有セグメントは、たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物と、前記たばこ充填物を覆うラッパーと、を含む非燃焼加熱喫煙物品用のたばこ含有セグメントである。ここで、前記ラッパーは、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層と、を含む。また、前記ポリマー層は、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材(以下、揮発性成分とも示す)とを含む。
 本発明では、ラッパーが紙の内表面上にポリマー層を有する。前記ポリマー層の存在により、たばこ充填物に多く含まれるエアロゾル生成基材やたばこ成分や揮発性香料成分の染み出しを抑制することができ、ラッパーに発生するシミを低減することができる。また、本発明ではポリマー層が、ポリマーと、揮発性成分である揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含む。ポリマー層が揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材を含むことにより、加熱により徐々にポリマー層から揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材が揮発して放出される。したがって、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材が吸引の終始にわたって均一に揮発し、使用者に供給される。以下、本発明の詳細について説明する。
 (たばこ含有セグメントの構成)
 本発明に係るたばこ含有セグメントの構成は、たばこ含有セグメントがたばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物と、前記たばこ充填物を覆うラッパーと、を含む非燃焼加熱喫煙物品用のたばこ含有セグメントであり、前記ラッパーが、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層と、を含み、前記ポリマー層が、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含めば特に限定されない。本発明に係るたばこ含有セグメントの一例を図1に示す。図1に示されるたばこ含有セグメントは、たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物4と、たばこ充填物4を覆う筒状のラッパー3とを有する。ラッパー3は外面側に紙1、内面側にポリマー層2を有する。ポリマー層2は、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含む。
 たばこ含有セグメントの形状は特に限定されないが、例えば柱状であることができる。たばこ含有セグメントが柱状である場合、たばこ含有セグメントの周の長さは16~25mmであることが好ましく、20~24mmであることがより好ましく、21~23mmであることがさらに好ましい。また、たばこ含有セグメントの軸方向、すなわち図1における水平方向の長さは、20~70mmであることが好ましく、20~50mmであることがより好ましく、20~30mmであることがさらに好ましい。たばこ含有セグメントの断面の形状は特に限定されないが、例えば円形、楕円形、多角形等であることができる。
 (たばこ充填物)
 本発明に係るたばこ充填物は、たばこと、エアロゾル生成基材とを含む。前記たばこ充填物は、さらに揮発性香料成分、水等を含んでもよい。充填物として用いるたばこ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0.8~1.2mmに刻んだものを用いてもよい。前記幅に刻んだ場合、刻の長さは、おおよそ、5~20mm程度となる。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。前記幅に刻んだ場合、刻の長さは、おおよそ、5~20mm程度となる。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。乾燥したたばこ葉を刻んで使用する場合であっても、粉砕して均一化したシートとして用いる場合でも、たばこ充填物に含まれるたばこの種類は、様々なものを用いることができる。黄色種、バーレー種、オリエント種、在来種、および、その他のニコチアナ・タバカム系品種やニコチアナ・ルスチカ系品種を、目的とする味となるように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」に詳細が開示されている。たばこ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つは抄紙プロセスを用いて作られる抄造シートであり、2つは水等の適切な溶媒を混ぜて均一化したのち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、乾燥させて作られるキャストシートであり、3つは水等の適切な溶媒を混ぜて均一化したものをシート状に押し出し成型した圧延シートがある。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。エアロゾル生成基材は、加熱によりエアロゾルを生成し得る材料であり、例えばグリセリン、プロピレングリコール(PG)、トリエチルシトレート(TEC)、トリアセチン、1,3-ブタンジオール等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。たばこ充填物の充填密度は、特に限定されないが、非燃焼加熱喫煙物品の性能を担保し、良好な喫味の付与の観点から、通常250mg/cm以上であり、好ましくは320mg/cm以上であり、また、通常520mg/cm以下であり、好ましくは420mg/cm以下である。具体的には、たばこ含有セグメント中のたばこ充填物の含有量の範囲は、円周22mm、長さ20mmのたばこ含有セグメントの場合、たばこ含有セグメントあたり200~400mgを挙げることができ、250~320mgが好ましい。
 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、通常5~50質量%であり、好ましくは10~20質量%である。たばこ充填物が揮発性香料成分を含む場合、たばこ充填物中の揮発性香料成分の含有量は、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。
 たばこ充填物をラッパー内に充填する方法は特に限定されないが、例えばたばこ充填物をラッパーで包んでもよく、筒状のラッパーにたばこ充填物を充填してもよい。たばこの形状が矩形状のように長手方向を有する場合、たばこは該長手方向がラッパー内でそれぞれ不特定の方向となるように充填されていてもよく、たばこ含有セグメントの軸方向又は該軸方向に対して垂直な方向となるように整列させて充填されていてもよい。たばこ含有セグメントが加熱されることにより、たばこ充填物に含まれるたばこ成分、エアロゾル生成基材が気化し、吸引によりこれらはマウスピースセグメントへ移行する。
 (ラッパー)
 本発明に係るラッパーは、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層とを含む。本発明に係るラッパーの一例を図2に示す。図2に示されるラッパー3は、紙1上にポリマー層2が設けられている。ポリマー層2は、揮発性成分5として揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材を含む。
 紙は支持体として機能するものであれば特に限定されないが、ポリマー層を厚く形成できる観点から、紙の坪量は25g/m以上であることが好ましく、35~50g/mであることがより好ましい。また紙の通気性は低いことが好ましく、通気度0がより好ましい。紙の厚さは特に限定されないが、例えば30~60μmであることができる。
 ポリマー層は、ポリマーと、揮発性香料成分及びエアロゾル生成基材のいずれかを含み、揮発性香料成分及びエアロゾル生成基材の両方ともを含んでもよい。ポリマー層に含まれる揮発性成分は、加熱によりポリマーがゴム状になる又は溶解する、或いは、たばこ充填物から気化したエアロゾルがポリマー層に接触する、ことにより、ポリマー層から徐々に放出されると推測される。
 ポリマーの種類は特に限定されないが、生分解性ポリマーや、可食性ポリマーが好ましい。また、たばこ含有セグメントの加熱温度においてポリマー層から揮発性成分が放出されるようにする観点から、ポリマーのガラス転移温度(Tg)は400℃以下であることが好ましく、300℃以下であることがより好ましく、200℃以下であることがさらに好ましい。ポリマーのTgの下限は特に限定されないが、例えば40℃以上であることができる。なお、ポリマーのTgは、具体的には示差走査熱量計(商品名:「DSC7000」、日立ハイテクサイエンス社製)で測定される値である。このようなポリマーの具体例としては、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルアルコール・アクリル酸・メタクリル酸メチル共重合体(POVACOAT)、セルロースアセテート、トレハロース、マルトース、スクロース、マルチトール、グルコース、蝋、ワックス、硬化油等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、紙への塗工性が良好である観点から、ポリマーとしてはPVAもしくはポリビニルアルコール・アクリル酸・メタクリル酸メチル共重合体(POVACOAT)が好ましい。
 ポリマーがPVAである場合、PVAの平均重合度は1500以下であることが好ましい。PVAの平均重合度が1500以下であることにより、紙への塗工性が向上し、紙上に均一にポリマー層を形成することができる。PVAの平均重合度は100以上1300以下であることがより好ましく、300以上1200以下であることがさらに好ましく、500以上1000以下であることが特に好ましい。なお、PVAの平均重合度はJISK6726-1994ポリビニルアルコール試験方法に準拠して測定される値である。
 また、ポリマーがPVAである場合、PVAのけん化度は90モル%以上であることが好ましい。PVAのけん化度が90モル%以上であることにより、PVAの水への溶解性が低下し、PVAが水に溶解することによる揮発性成分の放出が抑制されるため、安定して揮発性成分をポリマー層内に保持することができる。PVAのけん化度は90モル%以上99モル%以下であることがより好ましく、93モル%以上98%モル%以下であることがさらに好ましい。なお、PVAのけん化度はJISK6726-1994ポリビニルアルコール試験方法に準拠して測定される値である。
 揮発性香料成分の種類は、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、たばこ植物(たばこ葉、たばこ茎、たばこ花、たばこ根、およびたばこ種)の抽出物が挙げられ、特に好ましくはメンソールである。また、これらの揮発性香料成分は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。ポリマー層に含まれるエアロゾル生成基材としては、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材と同様のものを用いることができる。ポリマー層に含まれるエアロゾル生成基材は、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材と同一であってもよく、異なっていてもよい。
 ポリマー層は多孔質構造を有することが好ましい。例えば、揮発性成分が多孔質構造の孔の内部に存在することで、加熱により該多孔質構造の一部が破壊され、内部の揮発性成分が徐々に放出される。これにより、吸引の終始にわたって揮発性成分を均一に供給することができる。本発明に係る多孔質構造を有するポリマー層の一例の断面を1500倍で撮影したSEM像を図3に示す。図3において、紙1上に形成されたポリマー層2は複数の微細な孔を有し、孔の内部に揮発性成分が存在する。
 ポリマー層が多孔質構造を有する場合、多孔質構造の平均孔径は、0.5μm以上20μm以下が好ましく、1μm以上10μm以下がより好ましい。なお、多孔質構造の平均孔径はCD-SEMにより測定される値である。
 多孔質構造の形成方法は特に限定されないが、例えば後述するように、ポリマー層用の塗工液の調製時に、ポリマーと、揮発性成分とを乳化剤により乳化するとミセルが形成されるため、該ミセル由来の多孔質構造を形成することができる。この場合、多孔質構造の平均孔径及び空孔率は、前記乳化剤の使用量により調整することができる。
 ポリマー層中の揮発性成分の含有量は、ポリマー層100質量%に対して10質量%以上60質量%以下であることが好ましい。前記含有量が10質量%以上であることにより、揮発性成分を吸引の終始にわたってより均一に供給することができる。前記含有量は20質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。
 ポリマー層の厚さは10μm以上60μm以下が好ましい。ポリマー層の厚さが10μm以上であることにより、紙上に揮発性成分を十分な量保持することができ、揮発性成分を吸引の終始にわたってより均一に供給することができる。また、ポリマー層の厚さが60μm以下であることにより、たばこ含有セグメントの外側からヒーターにより加熱する場合にヒーターからの熱伝導性を向上させることができる。ポリマー層の厚さは15μm以上50μm以下がより好ましく、20μm以上40μm以下がさらに好ましい。
 [たばこ含有セグメントの製造方法]
 本発明に係るたばこ含有セグメントの製造方法は、前記ポリマーと、前記揮発性香料成分又は前記エアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を、前記紙上に塗布して乾燥する工程を経て前記ラッパーを製造する工程を備える。前記方法によれば、本発明に係るたばこ含有セグメントを好適に製造することができる。
 まず、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を調製する。ポリマーと、揮発性香料成分及びエアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を調製してもよい。例えば揮発性香料成分としてメンソール等の常温において固体の成分を用いる場合、前記固体の成分をエタノール等に予め溶解させることが好ましい。具体的には、例えば前記固体の成分を、エタノールに溶解させ、これにポリマーと、必要に応じて乳化剤を添加して分散液を調製することができる。乳化剤としては、例えばグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、レシチン等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
 前記分散液では、前記固体の成分はエタノール中に溶解しており、溶解物とポリマーが分散液(エタノール水溶液)に分散している。前記分散液を塗布して乾燥すると、エタノールと水は揮発して除去されるため、エタノールと水が存在していた部分は孔となる。したがって、形成されるポリマー層は多孔質構造を有し、孔の内部には前記固体の成分が存在すると考えられる。また、乳化剤を用いる場合には、エタノール、乳化剤及び前記固体の成分を含むミセルが形成される。エタノール及び水が除去されるとミセル部分には孔が形成され、該孔の内部には前記固体の成分が残留する。したがって、形成されるポリマー層は多孔質構造を有し、孔の内部には前記固体の成分が存在すると考えられる。多孔質構造の孔径は乳化剤の使用量等により調節することができ、例えば乳化剤の使用量が少ないほど孔径は大きくなる。孔内に揮発性成分を十分に保持して加熱により徐々に放出させる観点から、孔径は大きい方が好ましい。すなわち、乳化剤の使用量は少ない方が好ましい。分散液中の乳化剤の濃度は0質量%以上10質量%以下であることが好ましい。また、分散液中のポリマーの濃度は10質量%以上30質量%以下であることが好ましい。また、エタノールを用いる場合、分散液中のエタノール濃度は、5質量%以上15質量%以下であることが好ましい。分散液中の揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材の濃度は5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
 次に前記分散液を紙上に塗布して乾燥する。前記分散液の紙への塗布量は、形成されるポリマー層の厚さに応じて適宜選択することができる。乾燥時の温度は例えば60℃以上200℃以下であることができる。これにより、紙上にポリマー層が形成されたラッパーが得られる。
 たばこ充填物を得られたラッパー内に充填する方法は特に限定されないが、例えばたばこにエアロゾル生成基材等を含ませたたばこ充填物をラッパーで包んでもよく、筒状のラッパーに前記たばこ充填物を充填してもよい。たばこの形状が矩形状のように長手方向を有する場合、たばこを該長手方向がラッパー内でそれぞれ不特定の方向となるように充填してもよく、たばこ含有セグメントの軸方向又は該軸方向に対して垂直な方向となるように整列させて充填してもよい。
 [非燃焼加熱喫煙物品]
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、本発明に係るたばこ含有セグメントと、マウスピースセグメントと、を備える。前記非燃焼加熱喫煙物品は本発明に係るたばこ含有セグメントを備えるため、ラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができる。本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、たばこ含有セグメント及びマウスピース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。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の一例を図4に示す。図4に示される非燃焼加熱喫煙物品30は、本発明に係るたばこ含有セグメント10と、マウスピースセグメント11とを備える。マウスピースセグメント11は、冷却セグメント12と、センターホールセグメント13と、フィルターセグメント14とを備える。喫煙時、たばこ含有セグメント10が加熱され、フィルターセグメント14の端部より吸引が行われる。
 冷却セグメント12は筒状部材15で構成される。筒状部材15は例えば厚紙を円筒状に加工した紙管であることができる。筒状部材15及び後述するマウスピースライニングペーパー22には、両者を貫通する穿孔16が設けられている。穿孔16の存在により、吸引時に外気が冷却セグメント12内に導入される。これにより、たばこ含有セグメント10が加熱されることで気化した揮発性成分が外気と接触し、その温度が低下するため液化し、エアロゾルが形成される。穿孔16の径(差し渡し長さ)は特に限定されないが、例えば0.5~1.5mmであることができる。穿孔16の数は特に限定されず、1つでも2つ以上でもよい。例えば穿孔16は冷却セグメント12の周上に複数設けられていてもよい。
 センターホールセグメントは1つまたは複数の中空部を有する充填層と、充填層を覆うインナープラグラッパーとで構成される。例えば、センターホールセグメント13は、中空部を有する第一の充填層17と、第一の充填層17を覆う第一のインナープラグラッパー18とで構成される。センターホールセグメント13は、マウスピースセグメント11の強度を高める機能を有する。第一の充填層17は、例えば酢酸セルロース繊維が高密度で充填されトリアセチンを含む可塑剤が酢酸セルロース質量に対して、6~20質量%添加されて硬化された内径φ5.0~φ1.0mmのロッドとすることができる。第一の充填層17は繊維の充填密度が高いため、吸引時は、空気やエアロゾルは中空部のみを流れることになり、第一の充填層17内はほとんど流れない。非燃焼加熱喫煙物品30において、フィルターセグメント14でのエアロゾル成分の濾過による減少を少なくしたいときに、フィルターセグメント14の長さを短くしてセンターホールセグメント13で置き換えることはエアロゾル成分のデリバリー量を増大させるために有効である。センターホールセグメント13内部の第一の充填層17が繊維充填層であることから、使用時の外側からの触り心地は、使用者に違和感を生じさせることが少ない。
 フィルターセグメント14は、第二の充填層19と、第二の充填層19を覆う第二のインナープラグラッパー20とで構成される。フィルターセグメント14では吸い口端まで第二の充填層19が存在するため、該吸い口端は通常の燃焼喫煙物品と同様の外観を有する。吸引時は空気及びエアロゾルが第二の充填層19内を通過し、エアロゾルの一部が濾過される。第二の充填層19は例えば酢酸セルロース繊維の充填層であることができる。
 センターホールセグメント13と、フィルターセグメント14とはアウタープラグラッパー21で接続されている。アウタープラグラッパー21は、例えば円筒状の紙であることができる。また、たばこ含有セグメント10と、冷却セグメント12と、接続済みのセンターホールセグメント13及びフィルターセグメント14とは、マウスピースライニングペーパー22により接続されている。これらの接続は、例えばマウスピースライニングペーパー22の内側面に酢酸ビニル系糊等の糊を塗り、前記3つのセグメントを入れて巻くことで接続することができる。接続後、冷却セグメント12に穿孔16を設けることができる。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の軸方向、すなわち図4における水平方向の長さは特に限定されないが、40mm~90mmであることが好ましく、50mm~75mmであることがより好ましく、50mm~60mmであることがさらに好ましい。また、非燃焼加熱喫煙物品の周の長さは16mm~25mmであることが好ましく、20mm~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。例えば、たばこ含有セグメント10の長さは20mm、冷却セグメント12の長さは20mm、センターホールセグメント13の長さは8mm、フィルターセグメント14の長さは7mmである態様を挙げることができる。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。さらには、センターホールセグメントを用いずに、冷却セグメントの下流側にフィルターセグメントのみを配置しても、非燃焼加熱喫煙物品として機能することもできる。
 [非燃焼加熱喫煙システム]
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品と、たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、を備える。前記非燃焼加熱喫煙システムは本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品を備えるため、ラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができる。本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品と、前記加熱装置とを備えれば特に限定されず、他の構成を有していてもよい。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムの一例を図5に示す。図5に示される非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品30と、非燃焼加熱喫煙物品30のたばこ含有セグメントを外側から加熱する加熱装置31とを備える。図5(a)は非燃焼加熱喫煙物品30を加熱装置31に挿入する前の状態を示し、図5(b)は非燃焼加熱喫煙物品30を加熱装置31に挿入して加熱する状態を示す。図5に示される加熱装置31は、ボディ32と、ヒーター33と、金属管34と、電池ユニット35と、制御ユニット36とを備える。ボディ32は筒状の凹部37を有し、凹部37の内側側面であって、凹部37に挿入される非燃焼加熱喫煙物品30のたばこ含有セグメントと対応する位置に、ヒーター33及び金属管34が配置されている。ヒーター33は電気抵抗によるヒーターであることができ、温度制御を行う制御ユニット36からの指示により電池ユニット35より電力が供給され、ヒーター33の加熱が行われる。ヒーター33から発せられた熱は、熱伝導度の高い金属管34を通じて非燃焼加熱喫煙物品30のたばこ含有セグメントへ伝えられる。図5(b)においては、模式的に図示しているため、非燃焼加熱喫煙物品30の外周と金属管34の内周との間に隙間があるが、実際は、熱を効率的に伝達する目的で非燃焼加熱喫煙物品30の外周と金属管34の内周との間に隙間は無い方が望ましい。なお、加熱装置31は非燃焼加熱喫煙物品30のたばこ含有セグメントを外側から加熱するが、内側から加熱するものであってもよい。
 加熱装置による加熱温度は特に限定されないが、400℃以下であることが好ましく、150℃以上400℃以下であることがより好ましく、200℃以上350℃以下であることがさらに好ましい。なお、加熱温度とは加熱装置のヒーターの温度を示す。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムでは、たばこ含有セグメントのラッパー内表面に揮発性成分を含むポリマー層が設けられている。該ポリマー層は加熱時、加熱装置のヒーター近傍に位置するため、該ポリマー層に含まれる揮発性成分は、徐々に放出されるものの長期にわたって十分な量が放出される。
 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
 [実施例1]
 (ラッパーの作製)
 メンソール21gをエタノール9gに溶解した液を用意した(以下、液Aと示す)。PVA(Tg:58℃、平均重合度:500、けん化度:85~89モル%)45gを80℃に加熱した水116gに分散混合した。この中にスターラーにて十分撹拌しながら液Aを添加して分散液を調製した。該分散液を紙(商品名:50NFB、日本製紙パピリア製、坪量:50g/m)上に片面塗布(刻側)し、60~90℃で乾燥することで、紙上に厚さ20~30μmのポリマー層が形成されたラッパーを得た。該ポリマー層の断面をSEMで観察したところ、該ポリマー層は多孔質構造を有することが確認された。
 (評価用の非燃焼加熱喫煙物品の作製)
 市販の非燃焼加熱喫煙物品(商品名:glo regular、ブリティッシュ・アメリカン・タバコ社製)を準備した。該非燃焼加熱喫煙物品は揮発性香料成分を含まず、たばこ含有セグメントに相当する部分は、たばこ及びエアロゾル生成基材としてのグリセリンを含む。また、該たばこ含有セグメントに相当する部分のラッパーは、紙のみから構成される。該非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントに相当する部分のラッパーを外し、代わりに作製したラッパーを巻いて、評価用の非燃焼加熱喫煙物品を得た。
 (喫煙におけるメンソール供給評価)
 前記市販の非燃焼加熱喫煙物品に対応した加熱装置(商品名:glo、ブリティッシュ・アメリカン・タバコ社製)を用いて、前記評価用の非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントに相当する部分を220℃で加熱した。カナダ強制喫煙条件に基づいて喫煙を行い、吸引されたエアロゾル中の成分を捕集し、イソプロパノール(IPA)にて振とう抽出した試料をGC分析した。具体的には、CIR法(カナダ強制喫煙条件法)に基づき、1パフ当たり55ml吸引し(1パフは30秒間隔、すなわち2秒間吸引して28秒間待機すること)、計4パフ行った。吸引されたエアロゾル中の成分をケンブリッジフィルタに捕集した。ケンブリッジフィルタに捕集された成分をイソプロパノール(IPA) 10mlを抽出溶媒とし、20分間、200rmpの条件で振とう抽出した。得られた抽出液を以下の条件でGC分析し、パフ毎にメンソール量を定量した。
  注入口温度:240℃
  オーブン温度:150℃で1.3分間保持後、70℃/minで240℃まで昇温し、5分間保持
  カラム:商品名:DB-WAX 10m×0.18mm×0.18μm、Agilent社製
 検出器:FID
 パフ毎の、非燃焼加熱喫煙物品に含まれるメンソール量に対する吸引されたエアロゾル中のメンソール量の割合を示すメンソール供給効率を図6に示す。また、4パフの間に吸引されたエアロゾル中の合計のメンソール量(合計メンソール量)と、4パフの合計でのメンソール供給効率を表1に示す。
 (シミの評価)
 前記評価用の非燃焼加熱喫煙物品を入れた密閉容器を、温度22℃、相対湿度60%の環境下で、4週間蔵置した後、容器から非燃焼加熱喫煙物品を取り出し、ラッパー表面に発生しているシミの数を目視で評価した。当該評価において、シミの最大径(L)が、0.9mm≦L<2.7mmを満たすもの(小さいシミ)と、2.7mm≦Lを満たすもの(大きいシミ)とを、それぞれ区別して計測を行った。この評価の結果を表2に示す。なお、本評価において、シミの単位とは、他のシミと独立しているか否かに関わらず、楕円(円形を含む)に近似し得る各々のシミである。また、シミの発生程度は、非燃焼加熱喫煙物品を200本評価した中でのシミ発生本数と、大小無、各レベルの発生割合%で示した。
 [比較例1]
 市販の非燃焼加熱喫煙物品(商品名:glo Menthol、ブリティッシュ・アメリカン・タバコ社製)を準備した。該非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントに相当する部分は、揮発性香料成分としてのメンソールと、エアロゾル生成基材としてのグリセリンを含む。また、該たばこ含有セグメントに相当する部分のラッパーは、紙のみから構成される。なお、該非燃焼加熱喫煙物品に含まれるメンソール量は、実施例1で作製した評価用の非燃焼加熱喫煙物品に含まれるメンソール量よりも多い。
 前記非燃焼加熱喫煙物品を用いた以外は、実施例1と同様に評価した。結果を図6並びに表1及び2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 図6に示されるように、ラッパーにメンソールを含むポリマー層が設けられた実施例1では、1回目から4回目のパフにおいてメンソール供給効率がほぼ均一であった。該ポリマー層からメンソールが徐々に放出されたためと推測される。一方、たばこ充填物がメンソールを含み、ラッパーにはメンソールを含むポリマー層が設けられていない比較例1では、1回目から4回目のパフにかけてメンソール供給効率が直線的に減少した。たばこ充填物に含まれるメンソールが、吸引前半においてその多くが気化したためと推測される。
 また、表1に示されるように、4パフの合計において実施例1では比較例1よりもメンソール供給効率が高かった。これは、実施例1ではメンソールがラッパーのポリマー層内に含まれており、ラッパーのポリマー層は加熱時、加熱装置のヒーター近傍に位置するためと推測される。なお、実施例1と比較例1では、非燃焼加熱喫煙物品に含まれる初期のメンソール量が異なるため、図6及び表1ではメンソール供給効率に基づいて比較を行った。
 また、表2に示されるように、実施例1ではラッパー表面にシミが確認されなかったのに対し、比較例1ではシミが確認された。実施例1ではポリマー層の存在により、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材やたばこ成分や揮発性香料成分の染み出しを抑制することができたためと推測される。
1  紙
2  ポリマー層
3  ラッパー
4  たばこ充填物
5  揮発性成分
10 たばこ含有セグメント
11 マウスピースセグメント
12 冷却セグメント
13 センターホールセグメント
14 フィルターセグメント
15 筒状部材
16 穿孔
17 第一の充填層
18 第一のインナープラグラッパー
19 第二の充填層
20 第二のインナープラグラッパー
21 アウタープラグラッパー
22 マウスピースライニングペーパー
30 非燃焼加熱喫煙物品
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)

  1.  たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物と、前記たばこ充填物を覆うラッパーと、を含む非燃焼加熱喫煙物品用のたばこ含有セグメントであって、
     前記ラッパーが、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層と、を含み、
     前記ポリマー層が、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含むたばこ含有セグメント。
  2.  前記ポリマーのガラス転移温度が400℃以下である請求項1に記載のたばこ含有セグメント。
  3.  前記ポリマーがポリビニルアルコールである請求項1又は2に記載のたばこ含有セグメント。
  4.  前記ポリビニルアルコールの平均重合度が1500以下である請求項3に記載のたばこ含有セグメント。
  5.  前記ポリビニルアルコールのけん化度が90モル%以上である請求項3又は4に記載のたばこ含有セグメント。
  6.  前記ポリマー層が多孔質構造を有する請求項1から5のいずれか一項に記載のたばこ含有セグメント。
  7.  前記揮発性香料成分又は前記エアロゾル生成基材が前記多孔質構造の孔の内部に存在する請求項6に記載のたばこ含有セグメント。
  8.  前記ポリマー層が、前記揮発性香料成分及び前記エアロゾル生成基材を含む請求項1から7のいずれか一項に記載のたばこ含有セグメント。
  9.  請求項1から8のいずれか一項に記載のたばこ含有セグメントと、マウスピースセグメントと、を備える非燃焼加熱喫煙物品。
  10.  請求項9に記載の非燃焼加熱喫煙物品と、
    前記たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、
    を備える非燃焼加熱喫煙システム。
  11.  前記加熱装置による加熱温度が400℃以下である請求項10に記載の非燃焼加熱喫煙システム。
  12.  前記ポリマーと、前記揮発性香料成分又は前記エアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を、前記紙上に塗布して乾燥する工程を経て前記ラッパーを製造する工程を備える請求項1から8のいずれか一項に記載のたばこ含有セグメントの製造方法。
     
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