WO2020100884A1 - 冷却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

冷却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

Info

Publication number
WO2020100884A1
WO2020100884A1 PCT/JP2019/044305 JP2019044305W WO2020100884A1 WO 2020100884 A1 WO2020100884 A1 WO 2020100884A1 JP 2019044305 W JP2019044305 W JP 2019044305W WO 2020100884 A1 WO2020100884 A1 WO 2020100884A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polymer
cooling segment
segment
smoking article
coated paper
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/044305
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲也 本溜
Original Assignee
日本たばこ産業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本たばこ産業株式会社 filed Critical 日本たばこ産業株式会社
Priority to CN201980075476.2A priority Critical patent/CN113038844A/zh
Priority to JP2020555714A priority patent/JP7197604B2/ja
Priority to KR1020217012621A priority patent/KR20210063422A/ko
Priority to EP19884909.3A priority patent/EP3881688B1/en
Publication of WO2020100884A1 publication Critical patent/WO2020100884A1/ja

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00Cigars; Cigarettes
    • A24D1/20Cigarettes specially adapted for simulated smoking devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24CMACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/01Making cigarettes for simulated smoking devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00Cigars; Cigarettes
    • A24D1/04Cigars; Cigarettes with mouthpieces or filter-tips
    • A24D1/045Cigars; Cigarettes with mouthpieces or filter-tips with smoke filter means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/04Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure
    • A24D3/048Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure containing additives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/062Use of materials for tobacco smoke filters characterised by structural features
    • A24D3/063Use of materials for tobacco smoke filters characterised by structural features of the fibers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/08Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/08Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent
    • A24D3/10Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent of cellulose or cellulose derivatives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/14Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as additive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/17Filters specially adapted for simulated smoking devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/20Devices using solid inhalable precursors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46Shape or structure of electric heating means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes

Definitions

  • the present invention relates to a cooling segment, a manufacturing method thereof, a non-combustion heating smoking article, and a non-combustion heating 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.
  • non-burning heating smoking articles and non-burning heating smoking systems that utilize heating instead of burning have been developed (for example, Patent Documents 1 to 6).
  • the heating temperature is lower than the combustion temperature in the burning smoking article, for example, it is heated at 400 ° C. or lower.
  • 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 aerosol-forming base material that is vaporized by heating (hereinafter also referred to as the aerosol vaporization component) is mainly cooled in the cooling segment and condensation from vapor to particles occurs to form an aerosol.
  • the aerosol vaporization component is mainly cooled in the cooling segment and condensation from vapor to particles occurs to form an aerosol.
  • a filter segment filled with a large amount of fiber or paper is used as a cooling segment as it is in order to secure the filtering function of smoke components and the hardness of the mouthpiece like a normal burning smoking article, cooling of the aerosol vaporization component is prevented.
  • the packing density is high, the aerosol is filtered and the user's satisfaction cannot be sufficiently secured.
  • the tobacco-containing segment contains a volatile fragrance component
  • some non-combustion heated smoking articles have a low heating temperature, so that the volatile fragrance component may be less volatile.
  • the packing density of fiber or paper is high, the volatile flavor component is also filtered, and the supply amount of the volatile flavor component becomes insufficient.
  • Patent Document 2 discloses a configuration including a low resistance supporting element such as a gather made of a polymer sheet such as a polylactic acid sheet.
  • Patent Document 4 discloses a configuration in which perforations are provided on the outer periphery of a hollow cylindrical portion, and external air is introduced from the perforations during suction, and the aerosol vaporization component and the external air are brought into contact with each other to cool.
  • a cooling segment for a non-combustion heated smoking article that can achieve both high cooling properties of aerosol vaporization components and low aerosol filtering properties.
  • An object of the present invention is to provide a cooling segment having a high cooling performance of an aerosol vaporization component and a low aerosol filterability, a non-combustion heating smoking article and a non-combustion heating smoking system including the cooling segment.
  • the cooling segment according to the present invention is a cooling segment for a non-combustion heated smoking article including a polymer-coated paper including a paper and a polymer layer including a polymer provided on the paper.
  • the non-combustion heated smoking article according to the present invention comprises a tobacco-containing segment and a cooling segment according to the present invention.
  • the non-combustion heating smoking system according to the present invention includes the non-combustion heating smoking article according to the present invention and a heating device for heating the tobacco-containing segment.
  • the method for producing a cooling segment according to the present invention comprises a step of applying a coating liquid containing the polymer onto the paper to produce the polymer-coated paper.
  • cooling segment having high cooling performance of an aerosol vaporization component and low aerosol filterability, a non-combustion heated smoking article and a non-combustion heated smoking system including the cooling segment.
  • FIG. 1 is an SEM image of a cross section of an example of a polymer layer having a porous structure according to the present invention. It is (a) perspective view and (b) sectional drawing which show 1 of 1st embodiment of the cooling segment which concerns on this invention. It is (a) perspective view and (b) sectional drawing which show 2 of 1st embodiment of the cooling segment which concerns on this invention. It is (a) perspective view and (b) sectional view showing a second embodiment of a cooling segment concerning the present invention. It is (a) perspective view and (b) sectional view which show 3rd embodiment of the cooling segment which concerns on this invention.
  • Examples 5 is a graph showing the maximum steam temperature in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 to 4. It is a graph which shows the amount of glycerin with respect to the puff number in Examples 2 and 3, and Comparative Examples 3 and 4. It is a graph which shows the amount of nicotine with respect to the puff number in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 3 and 4.
  • the cooling segment according to the present invention is a cooling segment for a non-combustion heated smoking article comprising a polymer coated paper.
  • the polymer-coated paper includes paper and a polymer layer containing a polymer provided on the paper.
  • the cooling segment is a segment that is located closer to the mouth end than the tobacco-containing segment in the non-combustion heated smoking article and cools the vaporized aerosol component.
  • the cooling segment includes a polymer-coated paper including paper and a polymer layer provided on the paper, and the polymer-coated paper has better moldability than a sheet made of a polymer.
  • a polymer layer is formed on a base of paper having a predetermined hardness and thickness, unlike a polymer sheet (film), even a small amount can be folded into a desired shape. . Therefore, even when the polymer-coated papers are collectively arranged in the cooling segment by gathering them, a high porosity can be maintained in the cooling segment. Thereby, low filterability of the aerosol can be realized.
  • the polymer-coated paper has good moldability, it is possible to form a structure in the cooling segment to enhance the cooling efficiency of the aerosol vaporization component. Furthermore, the polymer of the polymer layer provided on the polymer-coated paper comes into contact with the aerosol vaporization component and undergoes phase transition to generate heat, so that the cooling effect per unit area is high. In addition, even a material with excellent heat absorption that cannot be formed into a sheet (film) by itself can be used by applying it thinly on paper, and the cooling effect can be improved. The amount can be reduced and, as a result, low filterability of aerosol can be realized.
  • details of the present invention will be described.
  • the polymer-coated paper according to the present invention includes a paper and a polymer layer containing a polymer provided on the paper.
  • An example of the polymer coated paper according to the present invention is shown in FIG.
  • the polymer layer 2 is provided on the paper 1.
  • the polymer layer is provided only on one surface of the polymer-coated paper, but the polymer layer may be provided on both surfaces of the polymer-coated paper.
  • the paper is not particularly limited as long as it functions as a support, but the basis weight of the paper is preferably 35 g / m 2 or more, and preferably 35 to 70 g / m 2 from the viewpoint of filter winding suitability. 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 70 ⁇ m.
  • the polymer layer contains a polymer.
  • 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 more preferably 200 ° C. or lower, from the viewpoint that the polymer undergoes a phase transition at the temperature in the cooling segment to generate an endotherm. And more preferably 100 ° 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 a value specifically measured by a differential scanning calorimeter (trade name: "DSC7000", manufactured by Hitachi High-Tech Science).
  • polyvinyl alcohol PVA
  • cellulose acetate trehalose
  • maltose sucrose
  • maltitol glucose
  • WAX wax
  • hydrogenated oil PVA
  • PVA or polyvinyl alcohol / acrylic acid / methyl methacrylate copolymer POVACOAT is preferable as the polymer from the viewpoint of good coatability on paper.
  • PVA has a low Tg, so that an endothermic effect due to a phase transition is easily obtained.
  • PVA has a high affinity with water, water vapor in an aerosol is adsorbed and a cooling effect is easily obtained.
  • 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 70 mol% or more and 99 mol% or less.
  • the degree of saponification of PVA is 99 mol% or less, whereby the solubility in water is improved and the release performance of the volatile component is improved.
  • the degree of saponification of PVA is more preferably 75 mol% or more and 99 mol% or less, and further preferably 80 mol% or more and 99% mol% or less.
  • the degree of saponification of PVA is a value measured according to the JIS K6726-1994 polyvinyl alcohol test method.
  • the polymer layer further contains at least one of a volatile flavor component and an aerosol-forming base material (hereinafter, also referred to as a volatile component).
  • a volatile flavor component and an aerosol-forming base material (hereinafter, also referred to as a volatile component).
  • a volatile component an aerosol-forming base material
  • the volatile component Since the polymer layer of the polymer-coated paper placed in the cooling segment contains the volatile component, the volatile component is retained in the polymer layer, so that the volatilization of the volatile component before use is suppressed. You can Moreover, when the aerosol vaporization component is cooled, a part of the polymer layer becomes a rubber state or melts, and the volatile component is gradually released from the polymer layer. Thereby, the volatile component can be stably supplied throughout the suction. In addition, since the volatile component is contained in the cooling segment, the amount of heat in the smoke is absorbed by the vaporization and sublimation of the volatile component, and the cooling effect can be expected.
  • 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 base material is a material that can generate an aerosol by heating, and is not particularly limited, and examples thereof include glycerin, propylene glycol (PG), triethyl citrate (TEC), triacetin, and 1,3-butanediol. Be done. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the volatile component in the polymer layer is preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less based on 100% by mass of the polymer layer.
  • the content is more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, further preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less.
  • the thickness of the polymer layer is preferably 30 ⁇ m or less. When the thickness of the polymer layer is 30 ⁇ m or less, the volatile component is easily released, and the volatile component can be more stably supplied throughout the suction.
  • the thickness of the polymer layer is more preferably 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less, still more preferably 10 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • 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. 2 shows an 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 1500.
  • the polymer layer 2 formed on the paper 1 has a plurality of fine holes, and the volatile component exists 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, micelles are formed when the polymer and the volatile component are emulsified with an emulsifier during the preparation of the coating liquid for the polymer layer.
  • 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 cooling segment according to the present invention is not particularly limited as long as it includes the polymer-coated paper according to the present invention described above. Hereinafter, specific embodiments will be shown, but the cooling segment according to the present invention is not limited thereto.
  • FIGS. 3 and 4 are (a) perspective views and (b) cross-sectional views of 1 and 2 of the first embodiment of the cooling segment according to the present invention.
  • the cooling segment 5 shown in FIGS. 3 and 4 includes a polymer-coated paper 3 and a wrapper 4 that wraps the polymer-coated paper 3.
  • the polymer-coated paper 3 includes paper and a polymer layer containing a polymer provided on the paper, and is gathered and arranged in the wrapper 4 of the cooling segment 5.
  • the groove formed by the gather extends in the axial direction of the cooling segment 5, that is, in the horizontal direction of FIGS. 3 and 4.
  • the surface area of the polymer coated paper 3 can be increased while maintaining the permeability of the aerosol in the axial direction of the cooling segment 5.
  • the filterability of the aerosol becomes low, and the cooling performance of the aerosol vaporization component becomes high.
  • the number of grooves formed by gathers is not particularly limited.
  • a plurality of fold lines also called crimps or crepes
  • the polygonal line is not provided on the polymer-coated paper 3.
  • the polymer-coated paper 3 of FIG. 3 is provided with a plurality of fold lines in the axial direction of the cooling segment 5, so that the fold of the polymer-coated paper 3 is sharp. ..
  • the polymer layer-formed surface of the polymer-coated paper 3 preferably has a surface area of 100 to 280 mm 2 per 1 mm in the axial direction of the cooling segment 5.
  • the surface area of the polymer layer-formed surface of the polymer-coated paper 3 per 1 mm in the axial direction of the cooling segment 5 is the surface area (mm 2 of the polymer layer-formed surface of the polymer-coated paper 3 arranged in the cooling segment 5). ) Is divided by the axial length (mm) of the cooling segment 5.
  • the polymer layer may be formed only on one surface of the polymer-coated paper 3 or may be formed on both surfaces, but the polymer layer is formed only on one surface of the polymer-coated paper 3. If so, the surface area is preferably in the range of 100 to 150 mm 2 , more preferably in the range of 120 to 150 mm 2 , and even more preferably in the range of 130 to 150 mm 2 . On the other hand, when the polymer layer is formed on both surfaces of the polymer-coated paper 3, the surface area is preferably in the range of 200 to 300 mm 2 , and more preferably in the range of 240 to 300 mm 2. More preferably, it is in the range of 260 to 300 mm 2 .
  • FIG. 5 shows (a) a perspective view and (b) a cross-sectional view of a second embodiment of the cooling segment according to the present invention.
  • a plurality of rectangular polymer-coated papers 3 are included in the wrapper 4 of the cooling segment 5.
  • the length of the polymer-coated paper 3 in the longitudinal direction is longer than the diameter of the cooling segment 5 (cross-sectional length across the plane perpendicular to the axial direction of the cooling segment 5).
  • the longitudinal direction of the polymer-coated paper 3 is arranged so as to be substantially parallel to the axial direction of the cooling segment 5, that is, the horizontal direction of FIG.
  • substantially parallel refers to a direction within ⁇ 10 ° with respect to the target direction.
  • the length (width) of the polymer-coated paper 3 in the lateral direction is not particularly limited, but is preferably 0.2 mm or more and 5 mm or less, and more preferably 0.5 mm or more and 3 mm or less.
  • FIG. 6 shows (a) a perspective view and (b) a sectional view of a third embodiment of a cooling segment according to the present invention.
  • the wrapper 4 of the cooling segment 5 includes a plurality of strand-shaped (string-shaped) polymer-coated papers 3.
  • the polymer coated paper 3 is filled in the cooling segment 5.
  • the longitudinal direction of the polymer-coated paper 3 is not particularly limited and may be an unspecified direction with respect to the axial direction of the cooling segment 5 as shown in FIG. 6 (b). Since the polymer-coated paper 3 has such a structure in the cooling segment 5 and the polymer-coated paper 3 is short, the surface area of the polymer-coated paper 3 is increased and the aerosol permeability is maintained.
  • the length of the polymer-coated paper 3 in the longitudinal direction is not particularly limited, but can be shorter than the diameter of the cooling segment 5, and can be, for example, 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the length of the polymer-coated paper 3 in the lateral direction is not particularly limited, but can be, for example, 0.5 mm or more and 2 mm or less.
  • the shape of the cooling segment is not particularly limited, but can be, for example, a columnar shape.
  • the peripheral length of the cooling segment is preferably 16 to 25 mm, more preferably 20 to 24 mm, and further preferably 21 to 23 mm.
  • the axial length of the cooling segment is preferably 5 to 70 mm, more preferably 5 to 50 mm, and further preferably 5 to 30 mm.
  • the shape of the cross section of the cooling segment is not particularly limited, but may be, for example, a circle, an ellipse, a polygon, or the like. There may be perforations.
  • the method of manufacturing a cooling segment according to the present invention includes a step of manufacturing a polymer-coated paper by applying a coating liquid containing a polymer onto the paper. According to the method, the cooling segment according to the present invention can be suitably manufactured.
  • the method for preparing the coating liquid is not particularly limited, but for example, a dispersion liquid in which a polymer and a volatile component added as necessary are dispersed in an aqueous dispersion medium can be prepared.
  • a solid component such as menthol that is solid at room temperature
  • the solid component is dissolved in ethanol and added to a polymer liquid previously dispersed in water.
  • an emulsifier, an aerosol-forming base material such as glycerin, and the like 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.
  • the concentration of the volatile component in the dispersion is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the coating liquid can be applied on paper and dried.
  • the amount of the coating 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. Thereby, a polymer-coated paper having a polymer layer formed on the paper is obtained.
  • the obtained polymer coated paper can be placed in the wrapper.
  • the shape and the arrangement of the polymer-coated paper in the wrapper are not particularly limited, and examples thereof include the shape and the arrangement of the polymer-coated paper in the cooling segment of the first to third embodiments described above.
  • the polymer-coated paper can be formed into a desired shape by folding the polymer-coated paper in a bellows shape by a treatment such as crepe.
  • a treatment such as crepe.
  • polymer-coated paper is creped with a crepe roll, it starts gathering with a transport jet and finishes with a tongue to gather a cylinder size. After that, it is wrapped with a wrapper, and the end of the wrapper (the portion that overlaps when wrapped) is coated with hot melt with a wrap glue gun and cooled with a cooler bar. Finally, a cooling segment is obtained by cutting to a predetermined length with a cutter.
  • the crepe process in the crepe roll part can be omitted.
  • the polymer-coated paper is cut into strips, and a plurality of strip-shaped polymer-coated papers are put in a tubular wrapper or wrapped with the wrapper to obtain a cooling segment.
  • the polymer-coated paper is cut into strands (strings), and a plurality of strand-shaped polymer-coated papers is put in a tubular wrapper or wrapped with a wrapper to cool the polymer-coated paper.
  • the segment can be obtained.
  • a non-combustion heated smoking article according to the present invention comprises a tobacco-containing segment and a cooling segment according to the present invention. Since the non-combustion heated smoking article comprises the cooling segment according to the present invention, it has high cooling performance for the aerosol vaporization component and low aerosol filterability.
  • the non-combustion heated smoking article according to the present invention may have other segments in addition to the tobacco-containing segment and the cooling segment.
  • FIG. 7 An example of the first embodiment of the non-combustion heating smoking article according to the present invention is shown in FIG.
  • the non-combustion heated smoking article 30 shown in FIG. 7 comprises a tobacco-containing segment 10 and a mouthpiece segment 11.
  • the mouthpiece segment 11 includes a cooling segment 5 according to the present invention, a center hole segment 12, and a filter segment 13. During smoking, the tobacco-containing segment 10 is heated, and suction is performed from the end of the filter segment 13.
  • the position of the cooling segment 5 is not limited to the position shown in FIG. 7 and may be any segment of the mouthpiece segment 11.
  • the tobacco-containing segment 10 has a tobacco filling 14 including a tobacco and aerosol-generating substrate, and a tubular wrapper 15 that covers the tobacco filling 14.
  • the tobacco filling 14 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. ..
  • 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.
  • One is a papermaking sheet made using a papermaking process, and two are homogenized by mixing with a suitable solvent such as water and then thinly casting the homogenized product on a metal plate or metal plate belt, There are cast sheets that are made by drying, and three are rolled sheets that are formed by extruding a homogenized mixture of water and other suitable solvents into a sheet. Details of the type of the homogenizing sheet are disclosed in "Encyclopedia of Tobacco, Tobacco Research Center, 2009. 3.31".
  • Packing density of the tobacco filler 14 is not particularly limited, and guarantee the performance of the non-combustion heating smoking article 30, from the viewpoint of imparting a good taste, is usually 250 mg / cm 3 or more, preferably 320 mg / cm 3 or more,, and is generally 520 mg / cm 3 or less, preferably 420 mg / cm 3 or less.
  • the content range of the tobacco filler 14 in the tobacco-containing segment 10 may be 200 to 400 mg per tobacco-containing segment 10 in the case of the tobacco-containing segment 10 having a circumference of 22 mm and a length of 20 mm. , 250 to 320 mg is preferable.
  • the aerosol-forming base material and the volatile fragrance component may be the same as or different from the volatile component that can be contained in the polymer layer of the polymer-coated paper according to the present invention.
  • the amount of the aerosol-generating base material contained in the tobacco filler 14 can be, for example, 10 to 30% by mass based on 100% by mass of the tobacco filler 14.
  • the method for filling the tobacco filling 14 into the wrapper 15 is not particularly limited, but for example, the tobacco filling 14 may be wrapped with the wrapper 15, or the tubular wrapper 15 may be filled with the tobacco filling 14.
  • 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 15, and the tobacco is contained in the axial direction of the tobacco-containing segment 10 or It may be filled with being aligned so as to be a direction perpendicular to the axial direction.
  • the tobacco-containing segment 10 is heated, the tobacco component and the aerosol-forming base material contained in the tobacco filling 14 are vaporized, and these are transferred to the mouthpiece segment 11 by suction.
  • 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 12 includes a first filling layer 16 having a hollow portion and a first inner plug wrapper 17 that covers the first filling layer 16.
  • the center hole segment 12 has a function of increasing the strength of the mouthpiece segment 11.
  • the first filling layer 16 is, for example, an inner diameter ⁇ 5.0 to ⁇ 1.0 mm in which a cellulose acetate fiber is densely filled and a plasticizer containing triacetin is added in an amount of 6 to 20% by mass based on the mass of cellulose acetate and cured. It can be a rod.
  • the first packing layer 16 Since the first packing layer 16 has a high fiber packing density, during suction, air and aerosol flow only through the hollow portion, and the first packing layer 16 hardly flows.
  • the non-combustion heated smoking article 30 when it is desired to reduce the decrease due to the filtration of the aerosol component in the filter segment 13, shortening the length of the filter segment 13 and replacing it with the center hole segment 12 increases the delivery amount of the aerosol component. It is effective to let. Since the first filling layer 16 inside the center hole segment 12 is a fiber filling layer, the touch feeling from the outside during use rarely gives the user a feeling of strangeness.
  • the filter segment 13 includes a second filling layer 18 and a second inner plug wrapper 19 that covers the second filling layer 18.
  • the mouth end has an appearance similar to that of a normal burning smoking article.
  • air and aerosol pass through the inside of the second packed layer 18, and a part of the aerosol is filtered.
  • the second packed bed 18 can be, for example, a packed bed of cellulose acetate fibers.
  • the center hole segment 12 and the filter segment 13 are connected by an outer plug wrapper 20.
  • the outer plug wrapper 20 can be, for example, cylindrical paper.
  • the tobacco-containing segment 10, the cooling segment 5, and the connected center hole segment 12 and filter segment 13 are connected by a mouthpiece lining paper 21. These connections can be made, for example, by coating the inner surface of the mouthpiece lining paper 21 with a glue such as vinyl acetate glue and winding the three segments.
  • the length in the axial direction of the first embodiment of the non-combustion heated smoking article according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 40 mm to 90 mm, and preferably 50 mm to 75 mm. More preferably, it is more preferably 50 mm to 60 mm.
  • the peripheral length of the non-combustion heating type 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 5 has a length of 20 mm
  • the center hole segment 12 has a length of 8 mm
  • the filter segment 13 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 possible to function as the non-combustion heating smoking article 30 by disposing only the filter segment 13 on the downstream side of the cooling segment 5 without using the center hole segment 12. Further, the order of the cooling segment 5 and the center hole segment 12 may be exchanged. Further, from the viewpoint of the filterability of the aerosol, a center hole segment may be provided instead of the filter segment 13.
  • FIG. 11 An example of the second embodiment of the non-combustion heating smoking article according to the present invention is shown in FIG.
  • the non-combustion heated smoking article 30 shown in FIG. 11 includes a tobacco-containing segment 10 and a mouthpiece segment 11.
  • the mouthpiece segment 11 comprises a first cooling segment 22, a second cooling segment 5 according to the invention and a center hole segment 12.
  • filter segment 13 in the first embodiment since there is no filter segment having no hollow portion (filter segment 13 in the first embodiment), the filterability of aerosol can be further reduced.
  • the tobacco-containing segment 10 and the center hole segment 12 can be the same as the tobacco-containing segment and the center hole segment in the first embodiment.
  • the first cooling segment 22 is composed of a tubular member 23.
  • the tubular member 23 can be, for example, a paper tube obtained by processing cardboard into a cylindrical shape.
  • the cylindrical member 23 and the mouthpiece lining paper 21 are provided with perforations 24 penetrating them. Due to the presence of the perforations 24, ambient air is introduced into the first cooling segment 22 during suction. Thereby, the volatile component vaporized by heating the tobacco-containing segment 10 comes into contact with the outside air, and the temperature thereof can be lowered.
  • the diameter (passage length) of the perforations 24 is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 to 1.5 mm.
  • the number of perforations 24 is not particularly limited, and may be one or two or more. For example, a plurality of perforations 24 may be provided on the circumference of the first cooling segment 22.
  • the length of the second embodiment of the non-combustion heating smoking article according to the present invention in the axial direction, that is, the horizontal direction in FIG. 11 is not particularly limited, but is preferably 40 mm to 90 mm, and preferably 50 mm to 75 mm. More preferably, it is more preferably 50 mm to 60 mm. Further, the peripheral length of the non-combustion heating type 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 first cooling segment 22 has a length of 20 mm
  • the second cooling segment 5 has a length of 8 mm
  • the center hole segment 12 has a length of 7 mm.
  • the length of each of these segments can be appropriately changed depending on the manufacturing suitability, the required quality, and the like.
  • 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 has high cooling performance for aerosol vaporization components and low aerosol filterability.
  • 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.
  • the non-combustion heating smoking system shown in FIG. 8 includes a non-combustion heating smoking article 30 according to the first embodiment of the present invention, and a heating device 31 for heating the tobacco-containing segment of the non-combustion heating smoking article 30 from the outside.
  • FIG. 8A shows a state before the non-combustion heated smoking article 30 is inserted into the heating device 31, and
  • FIG. 8B 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. 8 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.
  • 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.
  • Example 1 (Preparation of polymer coated paper) 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 applied on one side to paper (trade name: 50NFB, made by Nippon Paper Papillia, basis weight: 50 g / m 2 , air permeability: 0CU, oil resistant paper) and dried at 60 to 90 ° C.
  • a polymer-coated paper on which a polymer layer having a thickness of 20 to 30 ⁇ m was formed was obtained.
  • the cross section of the polymer layer was observed by SEM, it was confirmed that the polymer layer had a porous structure.
  • the polymer-coated paper was wrinkled and molded in order to narrow it into a rod shape.
  • non-combustion heated smoking article 30 was prepared.
  • the non-combustion heating smoking article 30 is the same as the non-combustion heating smoking article 30 shown in FIG. 7 except that the order of the cooling segment 5 and the center hole segment 12 is changed in the non-combustion heating smoking article 30 shown in FIG. 7. It has a segment structure of.
  • the portion corresponding to the tobacco-containing segment of the non-combustion heated smoking article contains tobacco and glycerin as an aerosol-generating base material.
  • a gathered film of polylactic acid is arranged in a portion corresponding to the cooling segment of the non-combustion heated smoking article.
  • a film made of polylactic acid arranged in a portion corresponding to the cooling segment of the non-combustion heated smoking article is taken out, and the polymer coated paper after molding produced instead is arranged to obtain a non-combustion heated smoking article for evaluation. Obtained.
  • the surface area per 1 mm in the axial direction of the portion corresponding to the cooling segment on the polymer layer-formed surface of the polymer-coated paper was 106 mm 2 .
  • thermocouple (trade name: Type K 0.5 mm ⁇ , manufactured by Chino Co., Ltd.) was inserted immediately before and after the portion corresponding to the cooling segment of the non-combustion heated smoking article for evaluation.
  • the temperature detected by the thermocouple inserted immediately before the portion corresponding to the cooling segment is the cooling segment inlet temperature
  • the temperature detected by the thermocouple inserted immediately after the portion corresponding to the cooling segment is the cooling segment outlet temperature. Shown respectively.
  • a portion corresponding to the tobacco-containing segment of the non-combustion heating smoking article for evaluation is about It was heated at 350 ° C. and suctioned. Suction was performed at 55 ml / 2 seconds per puff (1 puff is at intervals of 30 seconds, that is, suction for 2 seconds and wait for 28 seconds), and a total of 10 puffs were performed.
  • the cooling segment inlet temperature and the cooling segment outlet temperature were measured for each puff, and the average value of 10 times was calculated (shown as the average inlet temperature and the average outlet temperature, respectively). The average outlet temperature was 63.6 ° C.
  • the cooling efficiency per unit area which is calculated by dividing the temperature ( ⁇ T (° C.)) lowered by cooling by the surface area (cm 2 ) of the polymer layer-formed surface of the polymer-coated paper, is 0.43 ° C./cm. It was 2 .
  • ⁇ T (° C) is a value obtained by subtracting the average outlet temperature from the average inlet temperature.
  • Suction was performed based on the CIR method (Canadian forced smoking condition method) at 55 ml / 2 seconds per puff (30 seconds per 1 puff, that is, suction for 2 seconds and wait for 28 seconds) for a total of 10 puffs.
  • the amount of glycerin and menthol collected by the Cambridge Filter Pad for each puff was quantified. Specifically, the collected components were extracted by shaking with isopropanol (IPA) 10 ml as an extraction solvent for 20 minutes under the condition of 200 rpm.
  • IPA isopropanol
  • the obtained extract was subjected to GC analysis under the following conditions to quantify the amounts of glycerin and menthol for each puff.
  • Inlet temperature 240 °C Oven temperature: Hold at 150 ° C for 1.3 minutes, then raise to 70 ° C / min up to 240 ° C and hold for 5 minutes
  • the amount of glycerin for each puff is shown in FIG. 9, and the amount of menthol is shown in FIG.
  • Example 1 A commercially available non-combustion heated smoking article (trade name: IQOS Menthol, manufactured by Philip Morris) was prepared.
  • the non-combustion heating smoking article 30 is the same as the non-combustion heating smoking article 30 shown in FIG. 7 except that the order of the cooling segment 5 and the center hole segment 12 is changed in the non-combustion heating smoking article 30 shown in FIG. 7. It has a segment structure of.
  • the portion of the non-combustion heated smoking article that corresponds to the tobacco-containing segment comprises tobacco, glycerin as an aerosol-generating substrate, and menthol as a volatile perfume ingredient. Further, a film made of polylactic acid is gathered in a portion corresponding to a cooling segment of the non-combustion heated smoking article.
  • the surface area per 1 mm in the axial direction of the portion corresponding to the cooling segment on the polymer layer forming surface of the film made of polylactic acid was 220 mm 2 .
  • the amount of menthol contained in the non-combustion heated smoking article (6 mg / 1 bottle) is smaller than the amount of menthol contained in the non-combustion heated smoking article for evaluation (12 mg / 1 bottle) produced in Example 1.
  • Example 2 Except for using the non-combustion heated smoking article, heating and suction were carried out in the same manner as in Example 1 to evaluate cooling performance and aerosol filterability.
  • the average outlet temperature was 59.2 ° C.
  • the cooling efficiency per unit area was 0.26 ° C / mm 2 .
  • the amount of glycerin for each puff is shown in FIG. 9, and the amount of menthol is shown in FIG.
  • the surface area of the film made of polylactic acid was calculated on the assumption that the polymer layer was formed on one surface.
  • Example 1 In the evaluation of cooling performance, in Example 1 using polymer-coated paper, the average outlet temperature was almost the same as that of Comparative Example 1 in which a film made of polylactic acid was used. However, since the surface area of the polymer-coated paper was smaller than that of the film made of polylactic acid, the cooling efficiency per unit area was higher in Example 1.
  • Example 1 since the surface area was small, the porosity was high in the cooling segment, and as shown in FIG. 9, the amount of glycerin supplied was large, that is, the filterability of the aerosol was low. Further, in Example 1, the menthol was stably supplied throughout the suction as shown in FIG. 10 without volatilizing the menthol before use.
  • Example 2 Preparation of non-combustion heated smoking article for evaluation
  • a commercially available non-combustion heated smoking article (trade name: Bloom S, manufactured by Japan Tobacco Inc.) was prepared.
  • the non-combustion heated smoking article is the same as the non-combustion heated smoking article 30 shown in FIG. 11, except that the second cooling segment 5 is replaced with a center hole segment and the center hole segment 12 is replaced with a cellulose acetate fiber-filled filter segment.
  • the center hole segment was replaced with the cooling segment filled with the polymer coated paper prepared in Example 1.
  • the filter segment was replaced with a center hole segment having a hollow portion with a diameter of 1.5 mm.
  • the tobacco-containing segment 10 had a length of 20 mm
  • the first cooling segment 22 had a length of 20 mm
  • the second cooling segment 5 had a length of 8 mm
  • the center hole segment 12 had a length of 7 mm.
  • thermocouple was provided at a position 7 mm downstream (user side) from the mouth end face of the non-combustion heated smoking article for evaluation, and the vapor temperature was measured.
  • a heating device commercial name: Ploom S, manufactured by Japan Tobacco Inc.
  • a portion corresponding to the tobacco-containing segment of the non-combustion heating smoking article for evaluation was set to 230. It was heated at 0 ° C. and suctioned. Suction was performed at 55 ml / 2 sec per puff (30 sec intervals for 1 puff, that is, suction for 2 sec and wait for 28 sec), and a total of 8 puffs were performed.
  • the maximum vapor temperature measured by the thermocouple is shown in FIG.
  • Suction was performed based on the CIR method (Canada forced smoking condition method) at 55 ml / 2 seconds per puff (30 seconds for 1 puff, that is, suction for 2 seconds and wait for 28 seconds) for a total of 8 puffs.
  • the glycerin and nicotine captured by the Cambridge Filter Pad were quantified for each puff.
  • Glycerin and nicotine were quantified by the same method as in Example 1. The amount of glycerin for each puff is shown in FIG. 13, and the amount of nicotine is shown in FIG.
  • Example 3 A polymer-coated paper was produced in the same manner as in Example 1 except that menthol was not added.
  • a non-combustion heated smoking article for evaluation was prepared in the same manner as in Example 2 except that the polymer-coated paper was used, and the cooling performance and aerosol filterability were evaluated. The evaluation results are shown in FIGS.
  • Example 2 A non-combustion heated smoking article for evaluation was prepared in the same manner as in Example 2 except that the paper used in the preparation of the polymer-coated paper of Example 1 was used as it was instead of the polymer-coated paper, and the cooling performance was evaluated. An evaluation was made. The evaluation result is shown in FIG.
  • Example 3 A commercially available non-combustion heated smoking article (trade name: Bloom S, manufactured by Japan Tobacco Inc.) was prepared.
  • the non-combustion heated smoking article is the same as the non-combustion heated smoking article 30 shown in FIG. 11, except that the second cooling segment 5 is replaced with a center hole segment and the center hole segment 12 is replaced with a cellulose acetate fiber-filled filter segment.
  • the center hole segment was replaced with a center hole segment having a hollow portion with a diameter of 1.5 mm.
  • the filter segment was replaced with a center hole segment having a hollow portion with a diameter of 4.5 mm.

Abstract

エアロゾル気化成分の冷却性能が高く、かつ、エアロゾルの濾過性が低い冷却セグメントを提供する。紙と、前記紙上に設けられたポリマーを含むポリマー層と、を含むポリマー塗工紙を含む非燃焼加熱喫煙物品用の冷却セグメント。

Description

冷却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、冷却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1~6)。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 国際公開第2017/198838号 特許第5877618号 特表2016-506729号公報
 前述したように、加熱により気化したエアロゾル生成基材(以下、エアロゾル気化成分とも示す)は、冷却セグメントにおいて主に冷却されて蒸気から粒子への凝縮が起こり、エアロゾルとなる。ここで、通常の燃焼喫煙物品のように煙成分の濾過機能や吸口の硬さを担保するために繊維や紙を多量に充填したフィルターセグメントを冷却セグメントとしてそのまま用いると、エアロゾル気化成分の冷却は十分に行われるが、充填密度が高いためエアロゾルが濾過されてしまい、使用者の満足感を十分に確保することができない。また、たばこ含有セグメントに揮発性香料成分が含まれる場合、非燃焼加熱喫煙物品では加熱温度が低いため、揮発性香料成分の揮発量が少ないものもある。同じように繊維や紙の充填密度が高いと揮発性香料成分も濾過されてしまい、揮発性香料成分の供給量が不十分となる。
 非燃焼加熱喫煙物品用の冷却セグメントとして、例えば特許文献2には、ポリ乳酸シート等のポリマーからなるシートをギャザー等した低抵抗支持要素を含む構成が開示されている。また、特許文献4には、空洞の円柱部の外周に穿孔を設け、吸引時に穿孔から外気を導入し、エアロゾル気化成分と外気とを接触させて冷却する構成が開示されている。しかしながら、エアロゾル気化成分の高冷却性と、エアロゾルの低濾過性とをより両立できる非燃焼加熱喫煙物品用の冷却セグメントの開発が望まれている。
 本発明は、エアロゾル気化成分の冷却性能が高く、かつ、エアロゾルの濾過性が低い冷却セグメント、該冷却セグメントを備える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。
 本発明に係る冷却セグメントは、紙と、前記紙上に設けられたポリマーを含むポリマー層と、を含むポリマー塗工紙を含む非燃焼加熱喫煙物品用の冷却セグメントである。
 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と、本発明に係る冷却セグメントと、を備える。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、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。
 本発明に係る冷却セグメントの製造方法は、前記紙上に前記ポリマーを含む塗工液を塗布して前記ポリマー塗工紙を製造する工程を備える。
 本発明によれば、エアロゾル気化成分の冷却性能が高く、かつ、エアロゾルの濾過性が低い冷却セグメント、該冷却セグメントを備える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。
本発明に係るポリマー塗工紙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。 本発明に係る冷却セグメントの第一の実施形態の1を示す(a)斜視図及び(b)断面図である。 本発明に係る冷却セグメントの第一の実施形態の2を示す(a)斜視図及び(b)断面図である。 本発明に係る冷却セグメントの第二の実施形態を示す(a)斜視図及び(b)断面図である。 本発明に係る冷却セグメントの第三の実施形態を示す(a)斜視図及び(b)断面図である。 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の第一の実施形態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におけるパフ毎のグリセリン量を示すグラフである。 実施例1及び比較例1におけるパフ毎のメンソール量を示すグラフである。 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の第二の実施形態の一例を示す断面図である。 実施例2及び3、並びに比較例2~4における蒸気温度の最高温度を示すグラフである。 実施例2及び3、並びに比較例3及び4におけるパフ数に対するグリセリン量を示すグラフである。 実施例2及び3、並びに比較例3及び4におけるパフ数に対するニコチン量を示すグラフである。
 [冷却セグメント]
 本発明に係る冷却セグメントは、ポリマー塗工紙を含む非燃焼加熱喫煙物品用の冷却セグメントである。前記ポリマー塗工紙は、紙と、前記紙上に設けられたポリマーを含むポリマー層と、を含む。冷却セグメントとは、非燃焼加熱喫煙物品において、たばこ含有セグメントより吸い口端側に位置し、エアロゾル気化成分を冷却するセグメントを示す。
 本発明では、冷却セグメントが、紙と、前記紙上に設けられたポリマー層とを含むポリマー塗工紙を含み、前記ポリマー塗工紙はポリマーからなるシートよりも成形性が良好である。具体的には、所定の硬さ及び厚みを有する紙の土台上にポリマー層が形成されているため、ポリマーからなるシート(フィルム)とは異なり、少量でも折りたたんで所望の形状とすることができる。そのため、前記ポリマー塗工紙にギャザーを施す等してまとめて冷却セグメント内に配置した場合にも、冷却セグメント内において高い空隙率を保持することができる。これにより、エアロゾルの低濾過性を実現することができる。また、前記ポリマー塗工紙は成形性が良好であるため、エアロゾル気化成分の冷却効率を高める構造を冷却セグメント内に形成することができる。さらに、ポリマー塗工紙に設けられたポリマー層のポリマーが、エアロゾル気化成分と接触して相転移し、吸熱を生じるため、単位面積当たりの冷却効果が高い。また、単独ではシート(フィルム)に成形できない吸熱性に優れる材料であっても、紙上に薄く塗工することで使用することができ、冷却効果を向上させることができるため、その分シートの使用量を低減でき、結果としてエアロゾルの低濾過性を実現できる。以下、本発明の詳細について説明する。
 (ポリマー塗工紙)
 本発明に係るポリマー塗工紙は、紙と、前記紙上に設けられたポリマーを含むポリマー層と、を含む。本発明に係るポリマー塗工紙の一例を図1に示す。図1に示されるポリマー塗工紙3は、紙1上にポリマー層2が設けられている。なお、図1ではポリマー層はポリマー塗工紙の一方の面にのみ設けられているが、ポリマー層はポリマー塗工紙の両方の面に設けられていてもよい。
 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、フィルター巻上適性の観点から、紙の坪量は35g/m以上であることが好ましく、35~70g/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30~70μmであることができる。
 ポリマー層は、ポリマーを含む。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、冷却セグメント内の温度においてポリマーが相転移し、吸熱を生じるようにできる観点から、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、200℃以下であることがより好ましく、100℃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)、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、WAX、蝋、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。特にPVAはTgが低いため相転移による吸熱効果が得られやすく、また水との親和性が高いためエアロゾル中の水蒸気を吸着し、冷却効果が得られやすい。
 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70モル%以上99モル%以下であることが好ましい。後述するようにポリマー層が揮発性成分を含む場合、PVAのけん化度が99モル%以下であることにより、水への溶解性が向上し、揮発性成分の放出性能が向上する。PVAのけん化度は75モル%以上99モル%以下であることがより好ましく、80モル%以上99%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。
 ポリマー層は、さらに揮発性香料成分及びエアロゾル生成基材の少なくとも一方(以下、揮発性成分とも示す)を含むことが好ましい。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。一方、揮発性成分をたばこ含有セグメントに続く冷却セグメント内に含ませる場合、使用前に揮発性成分が揮発して外部へ放出される可能性がある。
 冷却セグメント内に配置されたポリマー塗工紙のポリマー層が揮発性成分を含むことにより、揮発性成分はポリマー層内に保持されているため、使用前での揮発性成分の揮発を抑制することができる。また、エアロゾル気化成分を冷却する際にポリマー層の一部がゴム状態になる又は溶解し、徐々にポリマー層から揮発性成分が放出される。これにより、吸引の終始にわたって安定的に揮発性成分を供給することができる。また、揮発性成分が冷却セグメント内に含まれることで、揮発性成分の気化、昇華等により、煙中の熱量が吸収され、冷却効果が見込める。
 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。また、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、特に限定されないが、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。
 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20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20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安定的に供給することができる。また、前記含有量が60質量%以下であることにより、揮発性成分のポリマー層からの染み出しを十分に抑制することができる。前記含有量は10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上30質量%以下であることがさらに好ましい。
 ポリマー層の厚さは30μm以下が好ましい。ポリマー層の厚さが30μm以下であることにより、揮発性成分が放出されやすくなり、揮発性成分を吸引の終始にわたってより安定的に供給することができる。ポリマー層の厚さは5μm以上25μm以下がより好ましく、10μm以上25μm以下がさらに好ましい。
 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2に示す。図2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。
 (冷却セグメントの構成)
 本発明に係る冷却セグメントは、前述した本発明に係るポリマー塗工紙を含めば特に限定されない。以下、具体的な実施形態を示すが、本発明に係る冷却セグメントはこれらに限定されない。
 本発明に係る冷却セグメントの第一の実施形態の1及び2の(a)斜視図及び(b)断面図を図3及び図4に示す。図3及び図4に示される冷却セグメント5は、ポリマー塗工紙3と、ポリマー塗工紙3を包むラッパー4とを備える。ポリマー塗工紙3は、紙と、前記紙上に設けられたポリマーを含むポリマー層と、を含み、ギャザーされて冷却セグメント5のラッパー4内に配置されている。前記ギャザーにより形成された溝は、冷却セグメント5の軸方向、すなわち図3及び図4の水平方向に延びている。冷却セグメント5内においてポリマー塗工紙3がこのような構造を有することで、冷却セグメント5の軸方向におけるエアロゾルの通過性を維持しつつ、ポリマー塗工紙3の表面積を増加させることができるため、エアロゾルの濾過性が低くなり、かつ、エアロゾル気化成分の冷却性能が高くなる。なお、ギャザーにより形成される溝の数は特に限定されない。図3では、ポリマー塗工紙3がギャザーされて冷却セグメント5のラッパー4内に配置される前に、予め冷却セグメント5の軸方向に折れ線(クリンプ又はクレープとも呼ばれる)が複数設けられている。一方、図4では、ポリマー塗工紙3に前記折れ線は設けられていない。図3のポリマー塗工紙3は、図4のポリマー塗工紙3と比較して、冷却セグメント5の軸方向に折れ線が複数設けられているため、ポリマー塗工紙3の折れ曲がりがシャープである。
 前記第一の実施形態において、ポリマー塗工紙3のポリマー層形成面は、冷却セグメント5の軸方向1mm当たり100から280mmの表面積を有することが好ましい。ポリマー層形成面の表面積が前記範囲内であることにより、エアロゾルの低濾過性を維持しつつ、エアロゾル気化成分の冷却効率を向上させることができる。なお、ポリマー塗工紙3のポリマー層形成面の、冷却セグメント5の軸方向1mm当たりの表面積とは、冷却セグメント5内に配置されたポリマー塗工紙3のポリマー層形成面の表面積(mm)を、冷却セグメント5の軸方向の長さ(mm)で割った値である。
 ポリマー層はポリマー塗工紙3の一方の面にのみ形成されていてもよく、両方の面に形成されていてもよいが、ポリマー層がポリマー塗工紙3の一方の面にのみ形成されている場合、前記表面積は100から150mmの範囲内であることが好ましく、120から150mmの範囲内であることがより好ましく、130から150mmの範囲内であることがさらに好ましい。一方、ポリマー層がポリマー塗工紙3の両方の面に形成されている場合、前記表面積は200から300mmの範囲内であることが好ましく、240から300mmの範囲内であることがより好ましく、260から300mmの範囲内であることがさらに好ましい。
 本発明に係る冷却セグメントの第二の実施形態の(a)斜視図及び(b)断面図を図5に示す。図5では、冷却セグメント5のラッパー4内に矩形状のポリマー塗工紙3が複数含まれる。ポリマー塗工紙3の長手方向の長さは、冷却セグメント5の径(冷却セグメント5の軸方向と垂直な面における断面の差し渡し長さ)よりも長い。また、ポリマー塗工紙3の長手方向は、冷却セグメント5の軸方向、すなわち図5の水平方向と略平行となるように配置されている。ここで、「略平行」とは、対象となる方向に対して±10°以内の方向を示す。冷却セグメント5内においてポリマー塗工紙3がこのような構造を有することで、ポリマー塗工紙3の表面積を増加させつつ、冷却セグメント5の軸方向におけるエアロゾルの通過性を維持することができるため、エアロゾル気化成分の冷却性能が高くなり、かつ、エアロゾルの濾過性が低くなる。ポリマー塗工紙3の短手方向の長さ(幅)は特に限定されないが、0.2mm以上5mm以下であることが好ましく、0.5mm以上3mm以下であることがより好ましい。
 本発明に係る冷却セグメントの第三の実施形態の(a)斜視図及び(b)断面図を図6に示す。図6では、冷却セグメント5のラッパー4内にストランド状(ひも状)のポリマー塗工紙3が複数含まれる。ポリマー塗工紙3は冷却セグメント5内に充填されている。ポリマー塗工紙3の長手方向の方向は特に限定されず、図6(b)に示されるように冷却セグメント5の軸方向に対して不特定の方向であることができる。冷却セグメント5内においてポリマー塗工紙3がこのような構造を有することで、ポリマー塗工紙3が短いことにより、ポリマー塗工紙3の表面積を増加させつつ、エアロゾルの通過性を維持することができるため、エアロゾル気化成分の冷却性能が高くなり、かつ、エアロゾルの濾過性が低くなる。ポリマー塗工紙3の長手方向の長さは特に限定されないが、冷却セグメント5の径よりも短いことができ、例えば1mm以上10mm以下であることができる。また、ポリマー塗工紙3の短手方向の長さは特に限定されないが、例えば0.5mm以上2mm以下であることができる。
 冷却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。冷却セグメントが柱状である場合、冷却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、冷却セグメントの軸方向の長さは、5~70mmであることが好ましく、5~50mmであることがより好ましく、5~30mmであることがさらに好ましい。冷却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。また、穿孔があってもよい。
 [冷却セグメントの製造方法]
 本発明に係る冷却セグメントの製造方法は、紙上にポリマーを含む塗工液を塗布してポリマー塗工紙を製造する工程を備える。前記方法によれば、本発明に係る冷却セグメントを好適に製造することができる。
 前記塗工液の調製方法は特に限定されないが、例えば、ポリマーと、必要に応じて添加される揮発性成分とが水系分散媒に分散している分散液を調製することができる。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、あらかじめ水に分散させたポリマー液に添加する。必要に応じて乳化剤やグリセリンのようなエアロゾル生成基材等を添加して、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。分散液中の揮発性成分の濃度は5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
 次に、前記塗工液を紙上に塗布して乾燥することができる。前記塗工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ポリマー塗工紙が得られる。
 得られたポリマー塗工紙は、ラッパー内に配置することができる。ポリマー塗工紙の形状及びラッパー内での配置は特に限定されず、例えば前述した第一から第三の実施形態の冷却セグメントにおけるポリマー塗工紙の形状及び配置が挙げられる。
 第一の実施形態では、例えばポリマー塗工紙をクレープ等の処理によりじゃばら状に折り畳むことでポリマー塗工紙を所望の形状に成形することができる。具体的には、ポリマー塗工紙をクレープロールでクレープ加工した後、トランスポートジェットでギャザーし始めて、トングで仕上がり円柱サイズまでギャザーする。その後、ラッパーで巻装し、ラッパーの端(巻装した際に重なり合う部分)にラップ糊ガンでホットメルトを塗布し、クーラーバーで冷却する。最後に、カッターで所定の長さに切断することで、冷却セグメントが得られる。クレープを形成しない場合には、クレープロール部でのクレープ加工を省略することができる。
 また、第二の実施形態では、ポリマー塗工紙を短冊状に切断し、複数の短冊状のポリマー塗工紙を筒状のラッパー内に入れる、又はラッパーで巻くことにより、冷却セグメントを得ることができる。
 また、第三の実施形態では、ポリマー塗工紙をストランド状(ひも状)に切断し、複数のストランド状のポリマー塗工紙を筒状のラッパー内に入れる、又はラッパーで巻くことにより、冷却セグメントを得ることができる。
 [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、たばこ含有セグメントと、本発明に係る冷却セグメントと、を備える。前記非燃焼加熱喫煙物品は本発明に係る冷却セグメントを備えるため、エアロゾル気化成分の冷却性能が高く、かつ、エアロゾルの濾過性が低い。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冷却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。
 (第一の実施形態)
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の第一の実施形態の一例を図7に示す。図7に示される非燃焼加熱喫煙物品30は、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、本発明に係る冷却セグメント5と、センターホールセグメント12と、フィルターセグメント13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13の端部より吸引が行われる。なお、冷却セグメント5の位置は図7に示される位置に限定されず、マウスピースセグメント11のいずれのセグメントであってもよい。
 たばこ含有セグメント10は、たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物14と、たばこ充填物14を覆う筒状のラッパー15とを有する。たばこ充填物14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。たばこ充填物14の充填密度は、特に限定されないが、非燃焼加熱喫煙物品30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10中のたばこ充填物14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10の場合、たばこ含有セグメント10あたり200~400mgを挙げることができ、250~320mgが好ましい。エアロゾル生成基材及び揮発性香料成分は、本発明に係るポリマー塗工紙のポリマー層に含まれることができる揮発性成分と同様のものを用いることもできるし、異なるものを用いることもできる。たばこ充填物14に含まれるエアロゾル生成基材の量は、たばこ充填物14 100質量%に対して例えば10~30質量%であることができる。
 たばこ充填物14をラッパー15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14をラッパー15で包んでもよく、筒状のラッパー15にたばこ充填物14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15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10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10が加熱されることにより、たばこ充填物14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11へ移行する。
 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12は、中空部を有する第一の充填層16と、第一の充填層16を覆う第一のインナープラグラッパー17とで構成される。センターホールセグメント12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16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16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16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13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13の長さを短くしてセンターホールセグメント12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12内部の第一の充填層16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13は、第二の充填層18と、第二の充填層18を覆う第二のインナープラグラッパー19とで構成される。フィルターセグメント13では吸い口端まで第二の充填層18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18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18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12と、フィルターセグメント13とはアウタープラグラッパー20で接続されている。アウタープラグラッパー20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5と、接続済みのセンターホールセグメント12及びフィルターセグメント13とは、マウスピースライニングペーパー21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21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。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の第一の実施形態の軸方向、すなわち図7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、該非燃焼加熱型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5の長さは20mm、センターホールセグメント12の長さは8mm、フィルターセグメント13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12を用いずに、冷却セグメント5の下流側にフィルターセグメント13のみを配置しても、非燃焼加熱喫煙物品30として機能することもできる。また、冷却セグメント5とセンターホールセグメント12の順序を入れ替えてもよい。また、エアロゾルの濾過性の観点から、フィルターセグメント13の代わりにセンターホールセグメントを設けてもよい。
 (第二の実施形態)
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の第二の実施形態の一例を図11に示す。図11に示される非燃焼加熱喫煙物品30は、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、第一の冷却セグメント22と、本発明に係る第二の冷却セグメント5と、センターホールセグメント12とを備える。本実施形態では中空部を有さないフィルターセグメント(第一の実施形態におけるフィルターセグメント13)が存在しないため、エアロゾルの濾過性をより低減することができる。たばこ含有セグメント10及びセンターホールセグメント12は、第一の実施形態におけるたばこ含有セグメント及びセンターホールセグメントと同様であることができる。
 第一の冷却セグメント22は筒状部材23で構成される。筒状部材23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23及びマウスピースライニングペーパー21には、両者を貫通する穿孔24が設けられている。穿孔24の存在により、吸引時に外気が第一の冷却セグメント22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、その温度を低下させることができる。穿孔24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24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24は第一の冷却セグメント22の周上に複数設けられていてもよい。
 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の第二の実施形態の軸方向、すなわち図11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、該非燃焼加熱型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、第一の冷却セグメント22の長さは20mm、第二の冷却セグメント5の長さは8mm、センターホールセグメント12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。
 [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、エアロゾル気化成分の冷却性能が高く、かつ、エアロゾルの濾過性が低い。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8に示す。図8に示される非燃焼加熱喫煙システムは、本発明の第一の実施形態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8(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8(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8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8(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。
 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]
 (ポリマー塗工紙の作製)
 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、通気度:0CU、耐油紙)上に片面塗布し、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ポリマー塗工紙を得た。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。該ポリマー塗工紙を棒状に絞り込むために、皺付けし成形した。
 (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:IQOS regular、フィリップ・モリス社製)を準備した。該非燃焼加熱喫煙物品は、図7に示される非燃焼加熱喫煙物品30において、冷却セグメント5とセンターホールセグメント12の順序が入れ替わっている以外は、図7に示される非燃焼加熱喫煙物品30と同様のセグメント構成を有する。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は、たばこ、エアロゾル生成基材としてのグリセリンを含む。また、該非燃焼加熱喫煙物品の冷却セグメントに相当する部分には、ポリ乳酸からなるフィルムがギャザーされたものが配置されている。
 該非燃焼加熱喫煙物品の冷却セグメントに相当する部分内に配置されたポリ乳酸からなるフィルムを取り出し、代わりに作製した成形後のポリマー塗工紙を配置して、評価用の非燃焼加熱喫煙物品を得た。前記ポリマー塗工紙のポリマー層形成面の、冷却セグメントに相当する部分の軸方向1mm当たりの表面積は、106mmであった。
 (冷却性能の評価)
 前記評価用の非燃焼加熱喫煙物品の、冷却セグメントに相当する部分の直前及び直後に熱電対(商品名:Type K 0.5mmΦ、(株)チノー製)を挿入した。冷却セグメントに相当する部分の直前に挿入された熱電対により検出される温度を冷却セグメント入口温度、冷却セグメントに相当する部分の直後に挿入された熱電対により検出される温度を冷却セグメント出口温度とそれぞれ示す。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:IQOS2.4、フィリップ・モリス社製)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約350℃で加熱し、吸引を行った。吸引は1パフ当たり55ml/2秒とし(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10パフ行った。パフ毎に冷却セグメント入口温度と冷却セグメント出口温度を測定し、10回の平均値をそれぞれ算出した(それぞれ平均入口温度、平均出口温度と示す)。平均出口温度は63.6℃であった。また、冷却により低下した温度(ΔT(℃))をポリマー塗工紙のポリマー層形成面の表面積(cm)で割って算出される、単位面積当たりの冷却効率は、0.43℃/cmであった。なお、ΔT(℃)は、平均入口温度から平均出口温度を差し引いた値である。
 (エアロゾルの濾過性の評価)
 前記評価用の非燃焼加熱喫煙物品の吸い口端の直後に、Glass Fiber Filter(ガラス繊維フィルター)(商品名:Cambridge Filter 44mm、Borgwaldt社製)を配置した。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:IQOS2.4、フィリップ・モリス社製)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350℃で加熱し、吸引を行った。吸引は、CIR法(カナダ強制喫煙条件法)に基づき、1パフ当たり55ml/2秒とし(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10パフ行った。パフ毎にCambridge Filter Padで捕集されたグリセリン及びメンソールの量を定量した。具体的には、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、パフ毎にグリセリン及び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
 パフ毎のグリセリン量を図9に、メンソール量を図10にそれぞれ示す。
 [比較例1]
 市販の非燃焼加熱喫煙物品(商品名:IQOS Menthol、フィリップ・モリス社製)を準備した。該非燃焼加熱喫煙物品は、図7に示される非燃焼加熱喫煙物品30において、冷却セグメント5とセンターホールセグメント12の順序が入れ替わっている以外は、図7に示される非燃焼加熱喫煙物品30と同様のセグメント構成を有する。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は、たばこ、エアロゾル生成基材としてのグリセリン、及び揮発性香料成分としてのメンソールを含む。また、該非燃焼加熱喫煙物品の冷却セグメントに相当する部分には、ポリ乳酸からなるフィルムがギャザーされたものが配置されている。前記ポリ乳酸からなるフィルムのポリマー層形成面の、冷却セグメントに相当する部分の軸方向1mm当たりの表面積は、220mmである。なお、該非燃焼加熱喫煙物品に含まれるメンソール量(6mg/1本)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(12mg/1本)よりも少ない。
 前記非燃焼加熱喫煙物品を用いた以外は、実施例1と同様に加熱して吸引を行い、冷却性能及びエアロゾルの濾過性を評価した。平均出口温度は59.2℃であった。また、前記単位面積当たりの冷却効率は、0.26℃/mmであった。また、パフ毎のグリセリン量を図9に、メンソール量を図10にそれぞれ示す。なお、前記単位面積当たりの冷却効率の算出において、ポリ乳酸からなるフィルムは、ポリマー層が片面に形成されていると仮定してその表面積を算出した。
 冷却性能の評価において、ポリマー塗工紙を用いた実施例1では、ポリ乳酸からなるフィルムが用いられている比較例1と、平均出口温度はほぼ同等であった。しかしながら、ポリ乳酸からなるフィルムよりもポリマー塗工紙の方が、前記表面積が小さいため、実施例1の方が、前記単位面積当たりの冷却効率が高かった。
 また、実施例1では前記表面積が小さいため、冷却セグメント内において空隙率が高く、図9に示されるようにグリセリンの供給量が多い、すなわちエアロゾルの濾過性が低かった。さらに、実施例1では使用前にメンソールが揮発することなく、図10に示されるように吸引の終始にわたって安定的にメンソールが供給された。
 [実施例2]
 (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:Ploom S、日本たばこ産業株式会社製)を準備した。該非燃焼加熱喫煙物品は、図11に示される非燃焼加熱喫煙物品30において、第二の冷却セグメント5がセンターホールセグメントで置換され、センターホールセグメント12が酢酸セルロース繊維の充填されたフィルターセグメントで置換されている。該非燃焼加熱喫煙物品において、前記センターホールセグメントを、実施例1で作製されたポリマー塗工紙が充填された冷却セグメントで置換した。また、前記フィルターセグメントを、径が1.5mmの中空部を有するセンターホールセグメントで置換した。これにより、第二の冷却セグメント5内に実施例1で作製されたポリマー塗工紙が充填された、図11に示される非燃焼加熱喫煙物品30を作製した。たばこ含有セグメント10の長さは20mm、第一の冷却セグメント22の長さは20mm、第二の冷却セグメント5の長さは8mm、センターホールセグメント12の長さは7mmであった。
 (冷却性能の評価)
 前記評価用の非燃焼加熱喫煙物品の吸口端面から7mm下流側(使用者側)の位置に熱電対を設け、蒸気温度を測定した。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:Ploom S、日本たばこ産業株式会社製)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230℃で加熱し、吸引を行った。吸引は1パフ当たり55ml/2秒とし(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8パフ行った。前記熱電対により測定される蒸気温度の最高温度を図12に示す。
 (エアロゾルの濾過性の評価)
 前記評価用の非燃焼加熱喫煙物品の吸口端の直後に、Glass Fiber Filter(ガラス繊維フィルター)(商品名:Cambridge Filter 44mm、Borgwaldt社製)を配置した。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:Ploom S、日本たばこ産業株式会社製)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230℃で加熱し、吸引を行った。吸引は、CIR法(カナダ強制喫煙条件法)に基づき、1パフ当たり55ml/2秒とし(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8パフ行った。パフ毎にCambridge Filter Padで捕集されたグリセリン及びニコチンの定量を行った。グリセリン及びニコチンの定量は、実施例1と同様の方法により行った。パフ毎のグリセリン量を図13に、ニコチン量を図14にそれぞれ示す。
 [実施例3]
 メンソールを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にポリマー塗工紙を作製した。該ポリマー塗工紙を用いた以外は、実施例2と同様に評価用の非燃焼加熱喫煙物品を作製し、冷却性能及びエアロゾルの濾過性の評価を行った。評価結果を図12~図14に示す。
 [比較例2]
 ポリマー塗工紙の代わりに、実施例1のポリマー塗工紙の作製において使用した紙をそのまま用いた以外は、実施例2と同様に評価用の非燃焼加熱喫煙物品を作製し、冷却性能の評価を行った。評価結果を図12に示す。
 [比較例3]
 市販の非燃焼加熱喫煙物品(商品名:Ploom S、日本たばこ産業株式会社製)を準備した。該非燃焼加熱喫煙物品は、図11に示される非燃焼加熱喫煙物品30において、第二の冷却セグメント5がセンターホールセグメントで置換され、センターホールセグメント12が酢酸セルロース繊維の充填されたフィルターセグメントで置換されている。該非燃焼加熱喫煙物品において、前記センターホールセグメントを、径が1.5mmの中空部を有するセンターホールセグメントで置換した。また、前記フィルターセグメントを、径が4.5mmの中空部を有するセンターホールセグメントで置換した。得られた評価用の非燃焼加熱喫煙物品を用いて、実施例2と同様に冷却性能及びエアロゾルの濾過性の評価を行った。評価結果を図12~図14に示す。
 [比較例4]
 市販の非燃焼加熱喫煙物品(商品名:Ploom S、日本たばこ産業株式会社製)を評価用の非燃焼加熱喫煙物品としてそのまま用いて、実施例2と同様に冷却性能及びエアロゾルの濾過性の評価を行った。評価結果を図12~図14に示す。
 図12に示されるように、ポリマー塗工紙を含む冷却セグメントを用いた実施例2及び3では、ポリマー塗工紙を含む冷却セグメントを用いていない比較例2~4よりも蒸気温度が低く、冷却性能が高かった。
 また、図13及び図14に示されるように、ポリマー塗工紙を含む冷却セグメントと、その下流に中空部を有するセンターホールセグメントとを設けた実施例2及び3では、十分なグリセリン量及びニコチン量が供給され、エアロゾルの濾過性が低いことがわかった。一方、比較例4ではグリセリン量及びニコチン量が少なく、中空部を有さないフィルターセグメントが存在するとエアロゾル等の濾過性が増加することがわかった。なお、比較例3では十分なグリセリン量及びニコチン量が供給されているが、図12に示されるようにこの場合十分な冷却性能が得られなかった。
1  紙
2  ポリマー層
3  ポリマー塗工紙
4  ラッパー
5  冷却セグメント(第二の冷却セグメント)
10 たばこ含有セグメント
11 マウスピースセグメント
12 センターホールセグメント
13 フィルターセグメント
14 たばこ充填物
15 ラッパー
16 第一の充填層
17 第一のインナープラグラッパー
18 第二の充填層
19 第二のインナープラグラッパー
20 アウタープラグラッパー
21 マウスピースライニングペーパー
22 第一の冷却セグメント
23 筒状部材
24 穿孔
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 (13)

  1.  紙と、前記紙上に設けられたポリマーを含むポリマー層と、を含むポリマー塗工紙を含む非燃焼加熱喫煙物品用の冷却セグメント。
  2.  前記ポリマー層が、さらに揮発性香料成分及びエアロゾル生成基材の少なくとも一方を含む請求項1に記載の冷却セグメント。
  3.  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又は2に記載の冷却セグメント。
  4.  前記ポリマー層が多孔質構造を有する請求項1から3のいずれか一項に記載の冷却セグメント。
  5.  前記ポリマー塗工紙がギャザーされて前記冷却セグメント内に配置されており、前記ギャザーにより形成された溝が前記冷却セグメントの軸方向に延びている請求項1から4のいずれか一項に記載の冷却セグメント。
  6.  前記ポリマー塗工紙の前記ポリマー層形成面が、前記冷却セグメントの軸方向1mm当たり100から280mmの表面積を有する請求項5に記載の冷却セグメント。
  7.  前記ポリマー塗工紙の一方又は両方の面に前記ポリマー層が設けられている請求項1から6のいずれか一項に記載の冷却セグメント。
  8.  矩形状の前記ポリマー塗工紙を複数含み、
     前記矩形状のポリマー塗工紙の長手方向の長さが、前記冷却セグメントの径よりも長く、
     前記矩形状のポリマー塗工紙の長手方向が、前記冷却セグメントの軸方向と略平行となるように配置されている請求項1から7のいずれか一項に記載の冷却セグメント。
  9.  ストランド状の前記ポリマー塗工紙を複数含み、
     前記ストランド状のポリマー塗工紙の長手方向の長さが、前記冷却セグメントの径よりも短く、
     前記複数のストランド状のポリマー塗工紙が、前記冷却セグメント内に充填されている請求項1から7のいずれか一項に記載の冷却セグメント。
  10.  たばこ含有セグメントと、請求項1から9のいずれか一項に記載の冷却セグメントと、を備える非燃焼加熱喫煙物品。
  11.  請求項10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。
  12.  前記加熱装置による加熱温度が400℃以下である請求項11に記載の非燃焼加熱喫煙システム。
  13.  前記紙上に前記ポリマーを含む塗工液を塗布して前記ポリマー塗工紙を製造する工程を備える請求項1から9のいずれか一項に記載の冷却セグメントの製造方法。
     
PCT/JP2019/044305 2018-11-14 2019-11-12 冷却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 WO2020100884A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980075476.2A CN113038844A (zh) 2018-11-14 2019-11-12 冷却段及其制造方法、非燃烧加热吸烟物品、以及非燃烧加热吸烟系统
JP2020555714A JP7197604B2 (ja) 2018-11-14 2019-11-12 冷却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
KR1020217012621A KR20210063422A (ko) 2018-11-14 2019-11-12 냉각 세그먼트 및 그 제조 방법, 비연소 가열 흡연 물품, 그리고 비연소 가열 흡연 시스템
EP19884909.3A EP3881688B1 (en) 2018-11-14 2019-11-12 Cooling segment and method for producing same, noncombustible heating-smoking article and noncombustible heating-smoking system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018213392 2018-11-14
JP2018-213392 2018-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020100884A1 true WO2020100884A1 (ja) 2020-05-22

Family

ID=70730309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/044305 WO2020100884A1 (ja) 2018-11-14 2019-11-12 冷却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

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3881688B1 (ja)
JP (1) JP7197604B2 (ja)
KR (1) KR20210063422A (ja)
CN (1) CN113038844A (ja)
TW (1) TW202037290A (ja)
WO (1) WO2020100884A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023216330A1 (zh) * 2022-05-10 2023-11-16 乐智有限公司 加热不燃烧烟弹

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012065633A (ja) * 2010-09-27 2012-04-05 Satoshi Igarashi 無煙たばこ
JP2013532953A (ja) * 2010-07-30 2013-08-22 日本たばこ産業株式会社 無煙型香味吸引具
JP5292410B2 (ja) 2008-10-23 2013-09-18 日本たばこ産業株式会社 非燃焼タイプ香味吸引物品
JP5771338B2 (ja) 2012-02-13 2015-08-26 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 生物分解性香味発生成分を有するエアロゾル発生物品
JP5877618B2 (ja) 2012-02-13 2016-03-08 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム エアロゾル冷却要素を有するエアロゾル発生物品
WO2016162934A1 (ja) * 2015-04-06 2016-10-13 日本たばこ産業株式会社 香味吸引器
WO2017198838A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 British American Tobacco (Investments) Limited Article for use in apparatus for heating smokable material

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8157918B2 (en) * 2005-09-30 2012-04-17 Philip Morris Usa Inc. Menthol cigarette
GB0918129D0 (en) 2009-10-16 2009-12-02 British American Tobacco Co Control of puff profile
JP5555812B2 (ja) * 2011-09-27 2014-07-23 日本たばこ産業株式会社 フィルタ付きシガレット
TWI603682B (zh) * 2012-05-31 2017-11-01 菲利浦莫里斯製品股份有限公司 用於氣溶膠產生物品之功能性桿
AR091509A1 (es) * 2012-06-21 2015-02-11 Philip Morris Products Sa Articulo para fumar para ser usado con un elemento de calentamiento interno
EP2950674B1 (en) 2013-01-30 2023-08-30 Philip Morris Products S.A. Improved aerosol from tobacco
WO2015035137A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-12 Schweitzer-Mauduit International, Inc. Coated plug wrap for a smoking article
AU2014359189B2 (en) * 2013-12-05 2018-04-05 Philip Morris Products S.A. Heated aerosol generating article with thermal spreading endpiece
UA118857C2 (uk) * 2013-12-05 2019-03-25 Філіп Морріс Продактс С.А. Шаруваті стрижні, що зазнають впливу тепла, для використання у виробах, що генерують аерозоль
JP6707447B2 (ja) * 2013-12-05 2020-06-10 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 低抵抗気流経路を備えたエアロゾル発生物品
JP6700939B2 (ja) 2016-04-27 2020-05-27 キヤノン株式会社 定着装置、画像形成装置及び定着装置の製造方法
MX2018014310A (es) * 2016-05-31 2019-02-25 Philip Morris Products Sa Sistema generador de aerosol que comprende un articulo generador de aerosol calentado.
US11096415B2 (en) * 2016-05-31 2021-08-24 Philip Morris Products S.A. Heated aerosol-generating article with liquid aerosol-forming substrate and combustible heat generating element
CN108618194A (zh) * 2018-05-25 2018-10-09 湖北中烟工业有限责任公司 一种用于低温卷烟嘴棒的具低导热性能的成型纸
CN108523220A (zh) * 2018-06-20 2018-09-14 湖北中烟工业有限责任公司 一种改进的降温滤棒以及含有该滤棒的低温卷烟
KR102414661B1 (ko) * 2018-08-10 2022-06-29 주식회사 케이티앤지 궐련
CN109288123B (zh) * 2018-08-24 2021-08-20 湖南中烟工业有限责任公司 一种降温嘴棒及卷烟
CN109588771B (zh) * 2018-12-26 2020-09-11 湖南中烟工业有限责任公司 一种降温嘴棒、发烟制品及应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5292410B2 (ja) 2008-10-23 2013-09-18 日本たばこ産業株式会社 非燃焼タイプ香味吸引物品
JP2013532953A (ja) * 2010-07-30 2013-08-22 日本たばこ産業株式会社 無煙型香味吸引具
JP2012065633A (ja) * 2010-09-27 2012-04-05 Satoshi Igarashi 無煙たばこ
JP5771338B2 (ja) 2012-02-13 2015-08-26 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 生物分解性香味発生成分を有するエアロゾル発生物品
JP5877618B2 (ja) 2012-02-13 2016-03-08 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム エアロゾル冷却要素を有するエアロゾル発生物品
WO2016162934A1 (ja) * 2015-04-06 2016-10-13 日本たばこ産業株式会社 香味吸引器
WO2017198838A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 British American Tobacco (Investments) Limited Article for use in apparatus for heating smokable material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3881688A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023216330A1 (zh) * 2022-05-10 2023-11-16 乐智有限公司 加热不燃烧烟弹

Also Published As

Publication number Publication date
EP3881688B1 (en) 2024-04-10
KR20210063422A (ko) 2021-06-01
TW202037290A (zh) 2020-10-16
JPWO2020100884A1 (ja) 2021-09-02
CN113038844A (zh) 2021-06-25
EP3881688A1 (en) 2021-09-22
JP7197604B2 (ja) 2022-12-27
EP3881688A4 (en) 2022-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7034329B2 (ja) 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
WO2020100927A1 (ja) 非燃焼加熱喫煙物品および非燃焼加熱喫煙システム
WO2020100872A1 (ja) フィルターセグメント、非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システム
JP7150977B2 (ja) 冷却セグメント、非燃焼加熱型香味吸引物品、非燃焼加熱型香味吸引物品の使用方法及び非燃焼加熱型香味吸引システム
JP7258910B2 (ja) 非燃焼加熱喫煙物品および非燃焼加熱喫煙システム
JP2023116642A (ja) 非燃焼加熱型香味吸引器具用フィルターセグメント、非燃焼加熱型香味吸引器具、及び非燃焼加熱型香味吸引システム
WO2020100877A1 (ja) 非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システム
JP7197604B2 (ja) 冷却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
WO2020100876A1 (ja) 非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システム
KR102660689B1 (ko) 담배 함유 세그먼트 및 그 제조 방법, 비연소 가열 흡연 물품, 그리고 비연소 가열 흡연 시스템
RU2782008C1 (ru) Охлаждающий сегмент и способ его изготовления, курительное изделие с нагревом без горения и курительная система с нагревом без горения
RU2772648C1 (ru) Табакосодержащий сегмент и способ его изготовления, курительное изделие с нагревом без горения и курительная система с нагревом без горения
RU2779519C1 (ru) Курительное изделие с нагревом без горения и курительная система с нагревом без горения

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19884909

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020555714

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217012621

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019884909

Country of ref document: EP

Effective date: 20210614