WO2023276111A1 - 香味吸引物品 - Google Patents

Abstract

非燃焼で加熱される香味要素２と、気流経路を形成する管状要素４とを備えた香味吸引物品１であって、管状要素４は、円筒状をなす中空の紙管２６と、紙管２６の軸線方向Ｘに亘って紙管２６内に配置される紙製のライナー２８とを備え、紙管２６の管径方向Ｙにおけるライナー２８の断面長の合計は、紙管２６の内径ｄよりも大きい。

Description

香味吸引物品

　本発明は、香味吸引物品に関する。

　特許文献１には、非燃焼加熱型のエアロゾル発生物品が開示されている。このエアロゾル発生物品、換言すると香味吸引物品は、互いに隣接した香味要素とフィルタ要素とを備える。香味要素は例えばたばこ原料を充填することにより形成される。フィルタ要素はフィルタ材料を充填することにより形成され、その径方向中央には中空部が形成されている。中空部の内周面には香味成分が収着されている。デバイス（香味吸引器）のヒータで香味要素を加熱することにより、揮発した香味成分がフィルタ要素で冷却され、これにより香味成分のエアロゾルが発生し、このエアロゾルをユーザが吸引する。

特表２０２０－５０８０７５号公報

　非燃焼加熱型の香味吸引物品は、燃焼加熱型の物品と比較して香味要素の加熱温度が低温となる。このため、香味要素から揮発する香味成分が減少し、発生する香味成分のエアロゾルも減少する。特許文献１に記載のフィルタ要素は、中空部が形成され、さらに中空部の内周面に香味成分が収着される。しかし、中空部の外周には濾過体としてのフィルタ材料が存在するため、香味要素で揮発した香味成分の一部は中空部で冷却されてエアロゾル化されるものの、残りの香味成分はフィルタ材料でエアロゾル化される前に濾過され得る。従って、ユーザに供給される香味成分がさらに減少するおそれがある。

　そこで、香味要素から揮発された香味成分を濾過前にエアロゾル化してユーザに供給するために、香味要素に隣接する冷却セグメントをフィルタ要素ではなく、紙管などの管状要素にすることが考えられる。しかし、単なる紙管は、揮発した香味成分が気流とともに通過するだけとなるため、エアロゾルが発生し難く、非燃焼加熱型の香味吸引物品に好適な冷却セグメントを提供することはできない。

　本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、香味要素の香味成分を極力減じることなくユーザに供給可能であるとともに、フィルタ要素に代わる冷却セグメント機能を有する香味吸引物品を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するべく、一態様に係る香味吸引物品は、非燃焼で加熱される香味要素と、気流経路を形成する管状要素とを備えた香味吸引物品であって、管状要素は、円筒状をなす中空の紙管と、紙管の軸線方向に亘って紙管内に配置される紙製のライナーとを備え、紙管の管径方向におけるライナーの断面長の合計は、紙管の内径よりも大きい。

　香味要素の香味成分を極力減じることなくユーザに供給可能であるとともに、フィルタ要素に代わる冷却セグメント機能を有する香味吸引物品を提供することができる。

香味吸引物品の横断面図である。 別形態に係る香味吸引物品の横断面図である。 管状要素の縦断面図である。 紙管を管径方向に展開したときの断面図である。 図３の別形態に係る管状要素の縦断面図である。 図３のさらに別形態に係る管状要素の縦断面図である。 図３の紙管を管径方向に展開したときの断面図である。 形態の異なる管状要素（ライナー縦断面がジグザグ形状）の模式図である。 形態の異なる管状要素（ライナー縦断面が別形態のジグザグ形状）の模式図である。 形態の異なる管状要素（ライナー縦断面がさらに別の形態のジグザグ形状）の模式図である。 形態の異なる管状要素（ライナー縦断面がスター形状）の模式図である。 形態の異なる管状要素（縦断面が円形状をなす独立した３つのライナー）の模式図である。 管状要素の製造装置の概略図である。 管状要素の製造方法を説明するフローチャートである。 ローターチューブの横断面図である。 香味要素から零れ落ちる香味原料の割合を示すグラフである。 図１６の結果を得た試験装置の概略図である。 管状要素をその軸線方向に押圧したときに座屈するまでの最大荷重を示すグラフである。 図１８の結果を得た試験装置の概略図である。 ライナーをその軸線方向に押圧したときに座屈するまでの最大荷重を示すグラフである。 図２０の結果を得た試験装置の概略図である。 物品の温度測定試験の試験装置の概略図である。 図２２の測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の時系列的な温度変化を示すグラフである。 香味成分送達試験の比較例及び実施例に用いる各物品の横断面図である。 図２４の各物品におけるパフ回数毎の香味成分の送達量を時系列で示すグラフである。 図２４の実施例２の管状要素のイメージ図である。 図２３の比較例１の香味要素のイメージ図である。

＜香味吸引物品＞
　以下、図１及び図２を参照して、香味吸引物品１について説明する。図１は、香味吸引物品１の横断面図を示す。香味吸引物品１（以下、物品ともいう）は、非燃焼加熱型であって、図１で見て左側から順に、香味要素２、管状要素４、及び第１フィルタ要素６、及び第２フィルタ要素８から構成されている。香味要素２は、香味原料１０を充填することにより形成されている。

　香味要素２を加熱するために使用するデバイス（香味吸引器）は、例えばニードル形状のヒータ１２を備えている。図１にはデバイスのヒータ１２のみが示される。デバイスに物品１をセットし、香味要素２にヒータ１２を差し込んで加熱する。これにより、香味要素２の香味原料１０に含浸される、又は顆粒として含まれる香味成分が揮発して気化する。香味要素２は、香味原料１０としてたばこ原料を含むたばこロッドであっても良い。たばこ原料は、例えば、刻たばこや細断したたばこシートから構成される。

　第１フィルタ要素６は、アセテートトウや不織布シートなどのフィルタ原料１４を充填した濾過体であり、径方向中央に中空部１６が形成されている。第２フィルタ要素８は、第１フィルタ要素６と同様の、或いは第１フィルタ要素６と異なるフィルタ原料１４を充填した濾過体である。香味要素２と第１及び第２フィルタ要素６、８との各周面は、それぞれ巻紙１８で巻き上げられる。

　各要素２、４、６、８は、同軸に並べて突き合せて配置され、各要素２、４、６、８から構成される連続体の周面にチップペーパ２０を巻き付けることにより互いに接続される。管状要素４及びチップペーパ２０には、物品１の吸引時に物品１内に空気を取り込むための通気孔２２が形成される。通気孔２２を介して外部から物品１内に取り込まれた空気により、香味要素２の香味成分や後述する添加剤の揮発成分が冷却され、これらの成分のエアロゾル化が促進される。なお、濾過体としてのフィルタ要素の構成は、第１及び第２フィルタ要素６、８を備えるものに限定されない。

　図２は、別形態に係る物品１の横断面図を示す。物品１は、香味要素２の管状要素４と反対側の隣接位置に第３フィルタ要素２４を備える。第３フィルタ要素２４は、第１及び第２フィルタ要素６、８と同様の、或いは第１及び第２フィルタ要素６、８と異なるフィルタ原料１４を充填して形成される。第３フィルタ要素２４は、香味要素２の香味原料１０に接触する位置、或いは接触し得る位置に位置付けられ、チップペーパ２０により香味要素２に接続される。

　香味要素２に、第３フィルタ要素２４を貫通させてヒータ１２を差し込んだとき、第３フィルタ要素２４は、香味要素２から香味原料１０がヒータ１２の根元側に零れ落ちることを抑制する。すなわち、第３フィルタ要素２４は、物品１において、香味要素２に充填された香味原料１０がヒータ１２側に零れ落ちないように支持する支持セグメントとして機能する。これにより、零れ落ちた香味原料１０によってデバイスのヒータ１２の根元周辺が汚れることを抑制可能である。

　管状要素４は、物品１の先端側とは反対側において香味要素２に隣接して配置され、物品１において気流経路を形成する。管状要素４は、円筒状をなす中空の紙管２６と、紙管２６の軸線方向Ｘに亘って紙管２６内に配置される紙製のライナー２８とを備えている。

＜管状要素＞
　以下、図３から図１１を参照して、物品１の管状要素４について詳しく説明する。図３は、管状要素４の縦断面図を示す。ライナー２８は一重のペーパウエブを紙管２６の内径ｄの方向、すなわち管径方向ＹにＳ字形状に湾曲して形成され、管径方向Ｙにおけるライナー２８の断面、すなわちライナー２８の縦断面はＳ字形状をなしている。

　ライナー２８は、０．０５ｍｍ～１ｍｍ、好ましくは０．０８ｍｍ～０．５ｍｍ、さらに好ましくは０．１ｍｍ～０．１５ｍｍの紙厚を有するとともに、８０ｇｓｍ（ｇｒａｍｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｅｒ）～１２０ｇｓｍの坪量を有する。紙管２６は、内側ペーパウエブ３０と外側ペーパウエブ３２とを接着部３４を介して重ねて接着した二重ペーパウエブから形成されている。なお、ライナー２８を二重ペーパウエブから形成しても良い。

　管状要素４は、ヒータ１２の熱により香味要素２で揮発した香味成分を冷却してエアロゾル化する。香味成分の冷却及びエアロゾル化は、揮発した香味成分が紙管２６内に確保された空間においてライナー２８の表面に接触することにより効率的に行われる。また、ライナー２８に隣接するヒータ１２によって、ライナー２８は迅速に加熱される。従って、ライナー２８に添加剤の一種として香味剤を収着させる場合、ライナー２８から揮発した香味成分は、紙管２６内に確保された空間において効率的に冷却されてエアロゾルとなる。

　紙管２６の管径方向Ｙにおけるライナー２８の断面長の合計は、紙管２６の内径ｄよりも大きい。より好ましくは、紙管２６の管径方向Ｙにおけるライナー２８の断面長の合計は、紙管２６の内径ｄの２倍以上である。これにより、ライナー２８の表面積が大きくなるため、香味成分の冷却及びエアロゾル化がさらに効率的に行われる。このように、物品１において、管状要素４は、香味要素２又はライナー２８で揮発した香味成分を即座に冷却してエアロゾル化する冷却セグメントとして機能する。

　管状要素４は、冷却セグメントとして機能して、第１及び第２フィルタ要素６、８に到達する前に香味成分のエアロゾル化を促進する。このため、エアロゾル化される前の香味成分が第１及び第２フィルタ要素６、８の繊維に吸着して濾過されることを抑制する。従って、非燃焼加熱型の物品１において、香味要素２の加熱温度が比較的低温となる場合であっても、第１及び第２フィルタ要素６、８における香味成分の濾過量を低減することができ、香味要素２の香味成分は、極力減じられることなくユーザに供給される。

　香味要素２に隣接する管状要素４がライナー２８を備えることにより、ライナー２８は香味要素２の香味原料１０に接触する位置、或いは接触し得る位置に位置付けられる。香味要素２にヒータ１２を差し込んだとき、ライナー２８は、香味要素２から香味原料１０が管状要素４側に零れ落ちることを抑制する。すなわち、物品１において、管状要素４は、香味要素２に充填された香味原料１０が零れ落ちないように支持する支持セグメントとして機能する。

　ライナー２８には添加剤が収着される。添加剤は、例えば、香味成分、活性炭、及びエアロゾル増量剤などを含む。ライナー２８は紙製であるため、香味要素２の香味原料１０に添加剤を収着させる場合と比較して、ライナー２８における添加剤の収着領域及び収着面積を容易に変更可能である。このため、添加剤の収着量の調整及び添加剤の成分の放出量、ひいては添加剤の成分のユーザへの送達量の調整を容易に行うことができる。すなわち、物品１において、管状要素４は、ユーザへの添加剤の送達、例えば香味成分送達を容易に制御可能とする香味成分送達セグメントとして機能する。

　ライナー２８の管径方向Ｙにおける両端部は、紙管２６の内周面２６ａに接着部３６で接着される。接着部３６は、ライナー２８の両端部の１ｍｍ～２ｍｍ程度の幅にライナー２８の軸線方向Ｘに亘って糊を塗布し、硬化することにより形成される。これにより、ライナー２８が紙管２６に固定されるため、ライナー２８の脱落が防止されるとともに、管状要素４の座屈強度が強化され、管状要素４の支持セグメントとしての機能が強化される。なお、接着部３６は、ライナー２８の管径方向Ｙにおける一端部のみに形成しても良い。

　図４は、紙管２６を管径方向Ｙに展開したときの断面図を示す。内側ペーパウエブ３０及び外側ペーパウエブ３２は、二重ペーパウエブ２７を構成する。内側ペーパウエブ３０及び外側ペーパウエブ３２は、展開された幅方向Ｚにおいて略同一の幅を有するストリップ状をなし、例えばライナー２８と同範囲の紙厚及び坪量を有する。

　内側ペーパウエブ３０及び外側ペーパウエブ３２は、幅方向Ｚにおいて互いに位置ずれして配置され、紙管２６の状態のときの外側ペーパウエブ３２の内周面３２ａと、紙管の状態のときの内側ペーパウエブ３０の外周面３０ａとは、互いに部分的に重なり合う重なり部３８を形成する。

　外側ペーパウエブ３２の内周面３２ａの重なり部３８以外の領域である内周縁部３２ｂには糊が塗布される。糊が塗布された内周縁部３２ｂと、内側ペーパウエブ３０の外周面３０ａの重なり部３８以外の領域である外周縁部３０ｂとを重ね合わせ、糊が硬化することにより継ぎ目接着部４０が形成される（図３参照）。

　このように、内側ペーパウエブ３０と外側ペーパウエブ３２とを幅方向Ｚにおいて位置をずらして配置し、重なり部３８、内周縁部３２ｂ、及び外周縁部３０ｂが形成された二重ペーパウエブ２７を湾曲して継ぎ目接着部４０で接着する。これにより、図３に示すように、紙管２６は、内側ペーパウエブ３０と外側ペーパウエブ３２とが継ぎ目接着部４０において凹凸無く接着されて形成される。

　従って、紙管２６の外周面２６ｂが凹凸の無い滑らかな面となり、管状要素４の品質が向上する。また、紙管２６が二重ペーパウエブ２７から形成されるため、一重のペーパウエブから形成する場合に比して、管状要素４の座屈強度が強化されるとともに、管状要素４の支持セグメントとしての機能が強化される。

　図５は、図３の別形態に係る管状要素４の縦断面図を示す。ライナー２８の管径方向Ｙ（幅方向Ｚ）の幅を大き目に形成した場合、図５に示すように、接着部３６をライナー２８の端部ではなく、ライナー２８のＳ字形状を形作る湾曲部の近傍に形成しても良い。すなわち、紙管２６の内周面２６ａに接触し得るライナー２８の部位にライナー２８の軸線方向Ｘに亘って糊を塗布すれば良い。

　図６は、図３の別形態に係る管状要素４の縦断面図を示し、図７は、図６の紙管２６を管径方向Ｙに展開したときの断面図を示す。図６に示すように、紙管２６は一重ペーパウエブ２９から形成しても良い。一重ペーパウエブ２９は、図７に示すように、糊を塗布した内周縁部２９ａと、糊を塗布していない外周縁部２９ｂとを重ね合わせることにより、図６に示すように、重なり部３８及び継ぎ目接着部４０が形成される。継ぎ目接着部４０において段差が生じるが、少なくともライナー２８が紙管２６に固定される。従って、ライナー２８の脱落が防止されるとともに、管状要素４の座屈強度が強化され、管状要素４の支持セグメントとしての機能が強化される。

　図８から図１２は、図３に示した形態とは異なる形態のライナー２８を有する管状要素４の縦断面を模式的に示す。なお、各図は、紙管２６が一重のペーパウエブから形成される形態を模式的に示している。図８は、縦断面がジグザグ形状をなすライナー２８を有する管状要素４を示す。このライナー２８は、ジグザグ形状が管径方向Ｙにおいて略同一幅で形成され、ジグザグ形状の凸条部２８ａは紙管２６の内周面２６ａに非接触である。

　図９は、別形態のジグザグ形状をなすライナー２８を有する管状要素４の縦断面図を示す。このライナー２８は、ジグザグ形状を形成する全ての凸条部２８ａが紙管２６の内周面２６ａに接触する位置、或いは接触可能な位置まで延設される。図１０は、さらに別形態のジグザグ形状をなすライナー２８を有する管状要素４の縦断面図を示す。

　このライナー２８は、ジグザグ形状の中央に位置する隣り合うライナー部分同士が接触する。このライナー部分同士の接触部を中心に他のライナー部分が管径方向Ｙに沿って扇形に拡開され、中心位置のライナー部分及び拡開されたライナー部分に形成された凸条部２８ａが紙管２６の内周面２６ａに接触する位置、或いは接触可能な位置まで延設される。

　図１１は、縦断面がスター形状をなすライナー２８を有する管状要素４の縦断面図を示す。このライナー２８は、スター形状を形成する全ての凸条部２８ａが紙管２６の内周面２６ａに接触するか、或いは接触可能である。図１２は、縦断面が円形状をなす独立した３つのライナー２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃから構成されたライナー２８を有する管状要素の縦断面図を示す。各ライナー２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃは、互いに離間しているものの、何れも紙管２６の内周面２６ａに接触するか、或いは接触可能である。

　図８から図１２の何れのライナー２８も、図３に示した形態と同様に、紙管２６の管径方向Ｙにおけるライナー２８の断面長の合計は、紙管２６の内径ｄよりも大きく、より好ましくは、紙管２６の内径ｄの２倍以上の大きさである。従って、図８から図１２に示したライナー２８の場合であっても、前述したＳ字形状のライナー２８と同様の作用効果を奏する。

＜管状要素の製造装置及び製造方法＞
　以下、図１３及び図１４を参照して、管状要素４の製造装置５０と、この製造装置５０を用いた管状要素４の製造方法とについて説明する。図１３は、管状要素４の製造装置５０の概略図を示し、図１４は、管状要素４の製造方法を説明するフローチャートを示す。

　製造装置５０は、第１ペーパウエブ供給セクション５２、第１ペーパウエブ裁断セクション５４、横方向搬送セクション５６、糊付けセクション５８、位置ずらしセクション６０、加熱セクション６２、管成形セクション６４、第２ペーパウエブ供給セクション６６、第２ペーパウエブ裁断セクション６８、ライナー成形セクション７０、切断セクション７２などを備えている。

　管状要素４の製造が開始されると、第１ペーパウエブ供給セクション５２において、ペーパロールがセットされた図示しないボビンから第１ペーパウエブ７４が引き出される。第１ペーパウエブ７４は、各ローラー７６を介して誘導されながら第１搬送経路７８を搬送される（Ｓ１：第１ペーパウエブ供給ステップ）。次に、第１ペーパウエブ裁断セクション５４において、第１ペーパウエブ７４は、長手方向に亘って、何れもストリップ状の内側ペーパウエブ３０と外側ペーパウエブ３２とに裁断される（Ｓ２：第１ペーパウエブ裁断ステップ）。

　次に、横方向搬送セクション５６において、裁断された内側ペーパウエブ３０と外側ペーパウエブ３２とが互いに分離され、第１搬送経路７８から分岐した第１搬送経路７８ａ、第１搬送経路７８ｂにそれぞれ搬送される（Ｓ３：横方向搬送ステップ）。次に、糊付けセクション５８において、外側ペーパウエブ３２の重なり部３８及び内周縁部３２ｂとなる領域が糊付けされる（Ｓ４：糊付けステップ）。

　次に、内側ペーパウエブ３０及び外側ペーパウエブ３２は、一対の引張りローラー８０において合流して、再び合流した第１搬送経路７８を搬送される。次に、位置ずらしセクション６０において、外側ペーパウエブ３２に対し内側ペーパウエブ３０がその搬送方向に対して交差する幅方向に位置ずれされる（Ｓ５：位置ずらしステップ）。内側ペーパウエブ３０及び外側ペーパウエブ３２は、位置ずれした状態で重ね合わされて重なり部３８が形成される。

　次に、加熱セクション６２において、重なり部３８に塗布された糊がヒータの熱により硬化されて接着部３４が形成される（Ｓ６：加熱ステップ）。なお、糊の硬化を確実に行うために、加熱セクション６２を通過した後に図示しない冷却セクションを通過させる冷却ステップを行っても良い。また、糊の硬化が確実に行われるのであれば、加熱セクション６２又は冷却セクションを通過させなくとも良い。

　内側ペーパウエブ３０及び外側ペーパウエブ３２は、重なり部３８が接着部３４において接着されて一体化した平坦な二重ペーパウエブ２７に成形され、二重ペーパウエブ２７は管成形セクション６４に搬送される。製造装置５０は、継ぎ目糊付けセクション８２をさらに備えている。継ぎ目糊付けセクション８２は、加熱セクション６２と管成形セクション６４との間に設けられる。内周縁部３２ｂの糊付けは、糊付けセクション５８で行なわず、継ぎ目糊付けセクション８２で行っても良い。

　管状要素４の製造が開始されると、前述したステップＳ１からＳ６と並行し、以下のステップＳ１０からＳ１２が行われる。先ず、第２ペーパウエブ供給セクション６６において、ペーパロールがセットされた図示しないボビンから第２ペーパウエブ８８が引き出される。第２ペーパウエブ８８は、各ローラー７６を介して誘導されながら第２搬送経路９０を搬送される（Ｓ１０：第２ペーパウエブ供給ステップ）。

　次に、第２ペーパウエブ裁断セクション６８において、第２ペーパウエブ８８は、長手方向に亘って、ストリップ状のストリップペーパウエブ９２に裁断される（Ｓ１１：第２ペーパウエブ裁断ステップ）。第２ペーパウエブ裁断ステップでは、第２ペーパウエブ６６を紙管２６の管径方向Ｙにおける断面長の合計が紙管２６の内径ｄよりも大きなストリップペーパウエブ９２に裁断し、より好ましくは、当該断面長の合計が紙管２６の内径ｄの２倍以上のストリップペーパウエブ９２に裁断する。

　次に、ライナー成形セクション７０において、ストリップペーパウエブ９２の管径方向Ｙにおける両端縁に摩擦力を作用させることにより、ストリップペーパウエブ９２を長手方向に亘って縦断面がＳ字形状をなすライナー２８に連続的に成形する（Ｓ１２：ライナー成形ステップ）。より詳しくは、ライナー成形セクション７０は、図１５に示すローターチューブ９４を備えている。

　図１５は、ローターチューブ９４の横断面図を示す。ローターチューブ９４は、支持部材９６にベアリング９８を介して回転自在に支持され、回転しながらストリップペーパウエブ９２を受け入れる。ローターチューブ９４は、ストリップペーパウエブ９２を受け入れる入口部９４ａと、成形したライナー２８を管成形セクション６４に向けて排出する出口部９４ｂと、入口部９４ａから出口部９４ｂに向けて徐々に縮径された内周面９４ｃとを有する。

　ライナー成形セクション７０では、ストリップペーパウエブ９２を受け入れるに際して、入口部９４ａの内周面９４ｃにストリップペーパウエブ９２の両端縁が接触する。これにより、ストリップペーパウエブ９２の両端縁に摩擦力が作用し、ストリップペーパウエブ９２がＳ字形状に湾曲されて湾曲部が形成され、縦断面がＳ字形状となるライナー２８に成形される。

　また、入口部９４ａは、ストリップペーパウエブ９２の紙幅の３０％～８０％の開口径Ｄとなる開口縁９４ｄを有する。開口縁９４ｄは内周面９４ｃに含まれる領域である。これにより、ストリップペーパウエブ９２を受け入れの初期において、開口縁９４ｄにストリップペーパウエブ９２の両端縁を接触させ、当該両対円に摩擦力を確実に作用させることができる。従って、ストリップペーパウエブ９２をＳ字形状のライナー２８に確実に成形可能である。

　また、ローターチューブ９４の内周面９４ｃは、算術平均粗さＲａで５μｍ～３０μｍに表面処理される。これにより、ストリップペーパウエブ９２の両端縁が入口部９４ａの内周面９４ｃ（開口縁９４ｄを含む）に接触したとき、当該両端縁に摩擦力をさらに効果的に作用させることができる。従って、ストリップペーパウエブ９２をＳ字形状のライナー２８に確実に成形可能である。

　ライナー成形セクション７０は、ライナー２８に添加剤を添加する添加器１００を備える。添加剤は、香味成分、活性炭、及びエアロゾル増量剤などを含んでいても良い。添加器１００は、ライナー２８の所定の収着領域及び収着面積に添加剤を添加し、ライナー２８に添加剤を収着させる（Ｐ１：添加プロセス）。なお、添加剤は、ライナー２８に成形される前のストリップペーパウエブ９２又は第２ペーパウエブ８８に予め添加しても良い。

　管成形セクション６４においては、第２搬送経路９０が第１搬送経路７８に合流し、ライナー成形セクション７０で成形されたライナー２８の受け入れが行われる。次に、管成形セクション６４は、第１ペーパウエブ７４を重ねて成形した二重ペーパウエブ２７で、ライナー２８を連続的に包み込みつつ、二重ペーパウエブ２７を円筒状をなす中空の紙管２６に連続的に成形する。これにより、紙管２６の軸線方向Ｘに亘って紙管２６内にライナー２８を配置した管状ロッド１０２が形成される（Ｓ７：管成形ステップ）。

　具体的には、管成形セクション６４は、成形ベッド１０４を備える。成形ベッド１０４は、第１搬送経路７８に沿って配置され、成形ベッド１０４上には無端状のガニチャーベルト１０６の往路部分が配置されている。成形ベッド１０４上から外れたガニチャーベルト１０６の復路部分は、各ローラー７６により誘導され、駆動ドラム１０８に巻き付けられる。駆動ドラム１０８は図示しない電動モータの駆動力により回転される。駆動ドラム１０８の回転は、ガニチャーベルト１０６の往路部分を第１搬送方向７８に沿って走行させる。

　二重ペーパウエブ２７は、ガニチャーベルト１０６の往路部分の上に導かれ、ガニチャーベルト１０６に重ね合わされる。成形ベッド１０４の始端部の上側には、押圧部材１１０が設けられている。押圧部材１１０は二重ペーパウエブ２７を成形ベッド１０４に形成された成形溝の溝底に押し付ける。これにより、二重ペーパウエブ２７は、ガニチャーベルト１０６との摩擦力によりガニチャーベルト１０６と一体に走行し、二重ペーパウエブ２７がＵ字形に連続的に成形され、最終的にライナー２８を包んだ紙管２６に成形される。

　管成形セクション６４は、ライナー２８に糊を塗布する塗布器１１２を備える。塗布器は１１２、少なくとも管状ロッド１０２が形成される前に、ライナー２８の管径方向Ｙにおける両端部に糊付けする（Ｐ２：糊付けプロセス）。なお、塗布器１１２は、ライナー２８の管径方向Ｙにおける一端部のみに糊を塗布しても良い。また、塗布器１１２をライナー成形セクション７０に配置し、ライナー２８の成形過程にてライナー２８に糊付けしても良い。また、糊は、ライナー２８の両端部、或いは一端部に限らず、紙管２６の内周面２６ａに接触し得るライナー２８の部位にライナー２８の軸線方向Ｘに亘って塗布すれば良い。

　管成形セクション６４は、ライナー２８に塗布された糊を加熱するヒータ１１４を備える。ヒータ１１４は、ライナー２８に塗布された糊を加熱により硬化して接着部３４及び継ぎ目接着部４０を形成する（Ｐ３：加熱プロセス）。なお、糊の硬化を確実に行うために、ヒータ１１４を通過した後に図示しない冷却器を通過させても良い。また、糊の硬化が確実に行われるのであれば、ヒータ１１４又は冷却器を設けなくとも良い。

　こうして、ライナー２８が紙管２６の内周面２６ａに接着されることにより、紙管２６とライナー２８とが一体化した管状ロッド１０２が形成される。次に、切断セクション７２において、管状ロッド１０２が所定長さに切断され、管状要素４が成形される（Ｓ８：切断ステップ）。これにより、管状要素４の製造が終了する。

＜支持セグメント機能試験＞
　図１６のグラフは、香味要素２から零れ落ちる香味原料１０の割合を示す。実施例１では、香味要素２と、紙管２６及びライナー２８から構成された管状要素４とを接続した物品１を用いる。比較例１では、香味要素２と、紙管２６のみから構成された管状要素４とを接続した物品１を用いる。実施例１及び比較例１の管状要素４に使用するペーパウエブの坪量は何れも８２ｇｓｍである。実施例１及び比較例１の香味要素２に充填する香味原料１０の充填量は何れも２６０ｍｇか、それ以上である。

　図１７は、図１６の結果を得た試験装置の概略図を示す。試験装置は、ピン状のヒータ１２を備えたデバイスであり、ヒータ１２の直径Ｄ１は２ｍｍであり、ヒータ１２の長さＬは１８ｍｍである。本試験では、この試験装置を用いて、ヒータ１２に実施例１及び比較例１の香味要素２を矢印方向に差し込んだとき、香味要素２に充填された香味原料１０のうち、香味要素２から零れ落ちる香味原料１０の割合（零れ割合）を測定する。

　図１６に示すように、実施例１の零れ割合は約４％であり、比較例１の零れ割合は約２８％である。実施例１のライナー２８を有する管状要素４は、比較例１のライナー２８を有さない管状要素４に比して、香味原料１０が管状要素４側に零れ落ちないように支持する支持セグメント機能が約７倍に強化される。これらの結果から、ライナー２８を有する管状要素４は、ヒータ１２を香味要素２に差し込んだときの香味原料１０の零れ落ちを抑制する支持セグメントとして有効に機能することが判明した。

＜管状要素の座屈強度試験＞
　図１８のグラフは、管状要素４をその軸線方向に押圧したときに座屈するまでの最大荷重を示す。実施例１では、紙管２６及びライナー２８から構成された管状要素４（ライナー２８の接着部３６無し）を用いる。実施例２では、紙管２６及びライナー２８から構成された管状要素４（ライナー２８の接着部３６有り）を用いる。比較例１では、紙管２６のみから構成された管状要素４（一重ペーパウエブ）を用いる。比較例２では、紙管２６のみから構成された管状要素４（二重ペーパウエブ）を用いる。各実施例及び各比較例の管状要素４に使用するペーパウエブの紙厚は０．１ｍｍ～０１３ｍｍであり、坪量は８２ｇｓｍ～１００ｇｓｍである。以降の各試験においても同様である。

　図１９は、図１８の結果を得た試験装置の概略図である。試験装置は、円柱状のプッシャー１１６を備え、プッシャー１１６の直径Ｄ２は、管状要素４の直径よりも大となる１５ｍｍである。本試験では、この試験装置を用いて、プッシャー１１６を矢印方向に降下させ、軸線方向Ｘに立設した管状要素４の一端を押圧し、このときに管状要素４が座屈するまでの最大荷重を測定する。これにより、管状要素４全体の座屈強度が測定される。なお、プッシャー１１６の降下速度は２０ｍｍ／ｍｉｎであり、プッシャー１１６の管状要素４の一端からの降下距離は２ｍｍである。

　図１８に示すように、実施例１の最大荷重は約６８Ｎであり、実施例２の最大荷重は約６１Ｎである。一方、比較例１の最大荷重は約２３Ｎであり、比較例２の最大荷重は約３８Ｎである。実施例１、２の結果から明らかなように、管状要素４の座屈強度は紙管２６の内周面２６ａにライナー２８を接着しない方が若干大きくなる。紙管２６にライナー２８を接着しないと、押圧されたときに紙管２６に対するライナー２８の変位が許容され、紙管２６とライナー２８とが個別に押圧力に抗する反力を発生させ、結果として押圧力が分散されるからである。

　比較例１、２の結果から明らかなように、紙管２６を内側及び外側ペーパウエブ３０、３２を重ねた二重ペーパウエブ２７から構成することにより、管状要素４の座屈強度は約１．７倍に強化される。実施例１のライナー２８を有する管状要素４は、比較例１の紙管２６のみから構成される管状要素４に比して、管状要素４の座屈強度が約３倍に強化される。また、実施例１のライナー２８を有する管状要素４は、比較例２の二重ペーパウエブ２７の紙管２６のみからなる管状要素４に比して、管状要素４の座屈強度が約１．８倍に強化される。

　香味要素２をデバイスのヒータ１２に差し込んだときの挿入抵抗によって物品１が管状要素４において座屈することが懸念される。しかし、前述した結果から、管状要素４に湾曲部を有するライナー２８を設けることにより、管状要素４の座屈強度が大幅に強化されることが判明した。また、紙管２６を二重ペーパウエブ２７から構成することにより、管状要素４の座屈強度がさらに強化されることが判明した。

＜ライナーの座屈強度試験＞
　図２０のグラフは、ライナー２８をその軸線方向Ｘに押圧したときに座屈するまでの最大荷重を示す。実施例１では、紙管２６と、接着部３６無しのライナー２８とから構成された管状要素４を用いる。実施例２では、紙管２６と、接着部３６有りのライナー２８とから構成された管状要素４を用いる。比較例１では、紙管２６と、湾曲しないストリップ形状のライナー２８とから構成された管状要素４を用いる。実施例３では、紙管２６と、二重ペーパウエブからなるライナー２８とから構成された管状要素４を用いる。

　図２１は、図２０の結果を得た試験装置の概略図である。試験装置は、円柱状のプッシャー１１６を備え、プッシャー１１６の直径Ｄ３は、管状要素４の直径よりも小となる５ｍｍである。本試験では、この試験装置を用いて、プッシャー１１６を矢印方向に降下させ、軸線方向Ｘに立設した管状要素４の一端を押圧し、このときに管状要素４が座屈するまでの最大荷重（座屈強度）を測定する。なお、プッシャー１１６の降下速度は２０ｍｍ／ｍｉｎであり、プッシャー１１６の管状要素４の一端からの降下距離は２ｍｍである。

　図２０に示すように、実施例１の最大荷重は約４．６Ｎであり、実施例２の最大荷重は約４．９Ｎであり、実施例３の最大荷重は約８．２Ｎである。一方、比較例１の最大荷重は約０．８Ｎである。実施例１、２の結果から明らかなように、紙管２６の内周面２６ａにライナー２８を接着した方がライナー２８の座屈強度が大きくなる。紙管２６にライナー２８を接着すると、ライナー２８に付与される押圧力が紙管２６にも分散されるからである。

　実施例１、２と比較例１との結果から明らかなように、ライナー２８をＳ字形状に形成することにより、ライナー２８を湾曲部のないストリップ形状とした場合に比して、ライナー２８の座屈強度は約５．７倍～約６．１倍に強化される。実施例３の二重ペーパウエブ２７からなるライナー２８は、実施例１の一重ペーパウエブからなるライナー２８に比して、ライナー２８の座屈強度が約１．８倍に強化される。

　香味要素２をデバイスのヒータ１２に差し込んだときの挿入抵抗によって物品１が管状要素４のライナー２８において座屈することが懸念される。しかし、前述した結果から、管状要素４に湾曲部を有するライナー２８を設けることにより、ライナー２８の座屈強度が大幅に強化されることが判明した。また、ライナー２８に接着部３６を形成し、さらにライナー２８を二重ペーパウエブから構成することにより、ライナー２８の座屈強度がさらに強化されることが判明した。

＜物品の温度測定試験＞
　図２２は、物品１の温度測定試験の試験装置の概略図を示し、図２３のグラフは、図２２の測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の時系列的な温度変化を示す。試験装置は、図１に示す物品１の香味要素２の周面をヒータ１１８で加熱し、管状要素４において香味要素２の近傍に位置する測定点Ｐ１、管状要素４の軸線方向中央に位置する測定点Ｐ２、管状要素４において第１フィルタ要素６の近傍に位置する測定点Ｐ３の温度をそれぞれ測定する。

　図２３に示すように、試験開始から約４０秒後に、測定点Ｐ１は約１４５℃、測定点Ｐ２は約９０℃、測定点Ｐ３は約５０℃となる。試験開始から約１８０秒後に、測定点Ｐ１は約１４５℃、測定点Ｐ２は約６５℃、測定点Ｐ３は約４２℃となる。試験開始から約２４０秒後に、測定点Ｐ１は約１４０℃、測定点Ｐ２は約６０℃、測定点Ｐ３は約４０℃となる。

　測定点Ｐ１は、ヒータ１１８に最も近いことから、測定点Ｐ２、Ｐ３に比して、初期に温度が急上昇し、全体として長時間に亘って高温に維持される。各測定点Ｐ１～Ｐ３の温度はハンチングするが、測定点Ｐ１のハンチングは測定点Ｐ２、Ｐ３に比して滑らかである。これらの結果から、管状要素４のライナー２８に添加剤を収着させるとき、ヒータ１１８に極力近い位置、すなわち香味要素２に隣接するライナー２８の香味要素２の近傍位置に添加剤の収着領域を形成すれば、当該収着領域が初期段階から比較的高温に維持されるため、添加剤の揮発、ひいてはエアロゾル化が継続して促進され得ることが判明した。

＜香味成分送達試験＞
　図２４は、香味成分送達試験の比較例及び実施例に用いる各物品１の横断面図を示す。本試験は、異なる形態の各物品１の香味要素２の周面をヒータ１１８で加熱しながら、第１フィルタ要素６又は第２フィルタ要素８の端面を吸引（パフ）し、当該端面から物品１の外部に送達される香味成分量を測定する。

　比較例１の物品１は、香味成分を含む香味要素２（たばこロッド）、紙管２６のみから構成される管状要素４、第１フィルタ要素６、及び香味成分を収着した第２フィルタ要素８から構成される。比較例２の物品１は、香味要素２（たばこロッド）、紙管２６のみから構成される管状要素４、第１フィルタ要素６、及び香味成分を収着した第２フィルタ要素８から構成される。

　比較例３の物品１は、香味要素２（たばこロッド）、紙管２６のみから構成される管状要素４、及び香味成分を収着した第１フィルタ要素６から構成される。実施例１の物品１は、香味要素２（たばこロッド）、紙管２６と折込形状であって香味成分を収着したライナー２８とから構成される管状要素４、及び香味成分を収着した第１フィルタ要素６から構成される。実施例２の物品１は、香味要素２（たばこロッド）、紙管２６とＳ字形状であって香味成分を収着したライナー２８とから構成される管状要素４、及び香味成分を収着した第１フィルタ要素６から構成される。なお、収着する香味成分はメントールを使用している。

　図２５のグラフは、図２４の各物品１におけるパフ回数毎の香味成分の送達量を時系列で示す。図２５に示すグラフの上部に位置する折れ線は、ヒータ１１８の温度を示し、グラフの右側の縦軸に温度目盛りを示す。実施例２の物品１は、１パフ目において最も多い約０．５７ｍｇ／ｓｔｋの香味成分を送達する。なお、単位を構成する「ｓｔｋ」は、物品１の吸引動作の１ストローク、つまり１パフのことを意味する。

　また、実施例２の物品１は、パフ初期からパフ終期に亘って少なくとも０．１ｍｇ／ｓｔｋ以上の香味成分を送達する。実施例１の物品１は、１パフ目における香味成分送達量が実施例２の物品１よりも若干少ないものの、パフ回数増加に伴う香味成分送達量の変化は実施例２の物品１とほぼ同じである。

　図２６は、実施例２の管状要素４のイメージ図を示す。実施例２において、図示するように、香味成分１２０をライナー２８の香味要素２の近傍位置に収着させた場合、香味要素２を加熱するヒータ１１８の熱が香味成分１２０に伝達され易い。このため、図２６に示すように、香味成分１２０が早期に揮発してエアロゾル１２２となり、初期のパフ段階で大量の香味成分１２０をユーザに供給可能である。

　また、実施例２のライナー２８は簡素なＳ字形状であるため、実施例１の折込形状のライナー２８に比して、紙管２６内により広いスペースが確保され、紙管２６の通気性が高まる。紙管２６の通気性の高まりにより、揮発した香味成分１２０の揮発及びエアロゾル化が促進されるため、１パフ目の香味成分送達量は、実施例１よりも実施例２の方が若干多くなる。

　図２７は、比較例１の香味要素２のイメージ図を示す。比較例１の香味要素２は、香味成分１２０の周囲に充填されたたばこ原料１２４が存在して密状態となり、香味要素２内の通気性が低下する。比較例１においては、通気性低下により香味成分１２０の揮発及びエアロゾル化がパフの初期段階で遅延し、１パフ目における香味成分送達量は実施例２の約６０％となる約０．３５ｍｇ／ｓｔｋである。

　しかし、比較例１においては、時間経過及びパフ回数の増加とともに、香味要素２がヒータ１１８により加熱されて徐々に温度上昇し、香味要素２における香味成分１２０の揮発及びエアロゾル化が徐々に促進される。また、加熱された気流により、第２フィルタ要素８に収着される香味成分の揮発及びエアロゾル化も促進される。従って、８パフ目から１１パフ目あたりにおける香味成分送達量は、実施例１、２の場合よりも多くなる。

　比較例２、３は、香味要素２から離間した第１フィルタ要素６や第２フィルタ要素８のみに香味成分が含まれる。このため、ヒータ１１８によって気流が加熱されるまでは時間を要する。また、第１フィルタ要素６や第２フィルタ要素８において香味成分が濾過されるという弊害もある。従って、比較例２、３の場合、香味成分の揮発量自体が少なく、時間経過及びパフ回数の増加によっても香味成分の送達量は少ないままである。

　これらの結果から、香味成分は、ヒータ１１８の直接の加熱対象である香味要素２のみに添加、収着させるよりも、香味要素２に隣接した管状要素４のライナー２８にも添加、収着させるのが好ましい。また、香味要素２から離間した第１フィルタ要素６又は第２フィルタ要素８のみに添加、収着させるよりも、香味要素２に隣接した管状要素４のライナー２８にも添加、収着させるのが好ましい。これにより、香味成分をより多く、より効率的にユーザに供給することができる。

　以上のように、実施形態の物品１は、非燃焼で加熱される香味要素２と、気流経路を形成する管状要素４とを備え、管状要素４は、円筒状をなす中空の紙管２６と、紙管２６の軸線方向Ｘに亘って紙管２６内に配置される紙製のライナー２８とを備え、ライナー２８の断面長の合計は、紙管２６の内径ｄよりも大きい。

　これにより、濾過機能がないライナー２８によって、香味要素２で揮発した香味成分を極力減じることなくユーザに提供することができる。また、ライナー２８の断面長の合計が紙管２６の内径ｄよりも大きいことにより、ライナー２８に湾曲部が形成され、ライナー２８の表面積を大きく確保することができる。従って、香味要素２で揮発した香味成分をライナー２８の表面において即座に冷却してエアロゾル化する、冷却セグメント機能を実現することができる。

　また、管状要素４を香味要素２に隣接して配置する場合、香味要素２に充填された香味原料１０の零れ落ちをライナー２８で抑制する、支持セグメント機能を実現することができる。また、ライナー２８には、添加剤、具体的には、香味成分、活性炭、及びエアロゾル増量剤などが収着される場合がある。この場合、ライナー２８への添加剤の収着は容易であり、ライナー２８における添加剤の収着領域及び収着面積を変更することにより、ユーザへの添加剤の送達、例えば香味成分送達を容易に制御可能とする香味成分送達セグメント機能を実現することができる。

　また、紙管２６の内周面２６ａに接触し得るライナー２８の部位は、ライナー２８の軸線方向Ｘに亘って紙管２６の内周面２６ａに接着される。これにより、ライナー２８が紙管２６に固定されるため、ライナー２８の脱落が防止されるとともに、管状要素４の座屈強度が強化され、管状要素４の支持セグメントとしての機能が強化される。

　また、ライナー２８の紙厚は０．０５ｍｍ～１ｍｍであり、ライナー２８の坪量は８０ｇｓｍ～１２０ｇｓｍである。これにより、ライナー２８の座屈強度が強化され、ライナー２８、ひいては管状要素４の支持セグメントとしての機能が強化される。なお、ライナー２８を二重ペーパウエブから形成することにより、上記紙厚及び坪量を実現しても良い。

　また、管径方向Ｙにおけるライナー２８の断面長の合計は、紙管２６の内径ｄの２倍以上の大きさである。これにより、ライナー２８の表面積がさらに増大するため、前述した冷却セグメント、支持セグメント、及び香味成分送達セグメントの機能をさらに強化することができる。

　また、ライナー２８の管径方向Ｙにおける断面が連続したＳ字形状をなすことにより、簡素な形状であるためライナー２８の製造が容易となる。また、簡素な形状であるため、紙管２６内における気流経路を香味成分などの揮発及びエアロゾル化のスペースとして十分に利用可能としつつ、前述した種々の作用効果を得ることができる。

　以上で実施形態についての説明を終えるが、上記実施形態は、限定的ではなく、趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。例えば、ライナー成形ステップにおいて、ストリップペーパウエブ９２の両端縁に摩擦力を作用させる手段は、前述したローターチューブ９４を用いる形態に限定されない。

　また、物品１の構成、及び物品１における管状要素４の位置は前述した各形態に限定されない。但し、前述したように、加熱対象である香味要素２の隣接位置に管状要素４を配置するのが好ましい。また、物品１は必ずしもフィルタ要素を備えるとは限らないし、香味要素２にたばこ原料を含まなくとも良い。また、ライナー２８の形状は、前述した条件を満たすのであれば、Ｓ字形状及び図示した各形状に限定されない。

　また、＜管状要素の座屈強度試験＞及び＜ライナーの座屈強度試験＞の結果から明らかなように、管状要素４の座屈強度を強化したい場合、管状要素４の紙管２６を二重ペーパウエブ２７から形成し、ライナー２８を二重ペーパウエブから形成しても良い。また、＜香味成分送達試験＞の結果から明らかなように、香味剤などの香味成分を含む添加剤は、加熱対象である香味要素２に隣接した管状要素４のライナー２８に添加、収着させるのが好ましい。しかし、管状要素４は必ずしも香味要素２に隣接配置されていなくとも良く、比較的近い位置に配置されていれば良い。

　また、＜物品の温度測定試験＞の結果から判明したように、添加剤の揮発、ひいてはエアロゾル化を促進するために、ライナー２８に添加剤を収着させる領域は、加熱対象であり香味要素２に極力近く高温となる位置、すなわち、香味要素２側、或いは香味要素２に接触し得るライナー２８の一端部であるのが好ましい。しかし、これに限らず、ライナー２８における添加剤の収着領域及び収着面積は、物品１の仕様に応じて種々の変更が可能である。

　　１　　香味吸引物品
　　２　　香味要素
　　４　　管状要素
　２６　　紙管
２６ａ　　内周面
　２８　　ライナー
　　ｄ　　内径
　　Ｘ　　軸線方向
　　Ｙ　　管径方向

 

Claims (8)

1. 　非燃焼で加熱される香味要素と、気流経路を形成する管状要素とを備えた香味吸引物品であって、
   　前記管状要素は、
   　円筒状をなす中空の紙管と、
   　前記紙管の軸線方向に亘って前記紙管内に配置される紙製のライナーと
   を備え、
   　前記紙管の管径方向における前記ライナーの断面長の合計は、前記紙管の内径よりも大きい、香味吸引物品。
2. 　前記管状要素は前記香味要素に隣接して配置される、請求項１に記載の香味吸引物品。
3. 　前記ライナーには添加剤が収着されている、請求項１又は２に記載の香味吸引物品。
4. 　前記紙管の内周面に接触し得る前記ライナーの部位は、前記ライナーの前記軸線方向に亘って前記紙管の前記内周面に接着されている、請求項１から３の何れか一項に記載の香味吸引物品。
5. 　前記ライナーの紙厚は０．０５ｍｍ～１ｍｍである、請求項１から４の何れか一項に記載の香味吸引物品。
6. 　前記ライナーの坪量は８０ｇｓｍ～１２０ｇｓｍである、請求項１から５の何れか一項に記載の香味吸引物品。
7. 　前記管径方向における前記ライナーの断面長の合計は、前記紙管の内径の２倍以上である、請求項１から６の何れか一項に記載の香味吸引物品。
8. 　前記管径方向における前記ライナーの断面はＳ字形状をなす、請求項１から７の何れか一項に記載の香味吸引物品。
   
    

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