WO2024009358A1 - エアロゾル生成装置、及びエアロゾル生成システム - Google Patents

エアロゾル生成装置、及びエアロゾル生成システム Download PDF

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WO2024009358A1
WO2024009358A1 PCT/JP2022/026612 JP2022026612W WO2024009358A1 WO 2024009358 A1 WO2024009358 A1 WO 2024009358A1 JP 2022026612 W JP2022026612 W JP 2022026612W WO 2024009358 A1 WO2024009358 A1 WO 2024009358A1
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WO
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microwave
aerosol
shield
tobacco
microwave shield
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/026612
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光史 松本
学 山田
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.)
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Publication date
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Classifications

    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an aerosol generation device and an aerosol generation system that use microwave heating.
  • Aerosol generating devices such as heat-not-burn cigarettes are equipped with a heating unit that heats an aerosol-forming article (capsule, stick, etc.) containing a built-in aerosol source.
  • Patent Documents 1 to 4 disclose an aerosol generating device in which a heating part is a high-frequency oscillator that oscillates microwaves (electromagnetic waves with a frequency between 300 MHz and 300 GHz), and a configuration in which an aerosol source is heated by microwaves is disclosed. Disclosed.
  • the heating method using microwaves can uniformly heat the aerosol source, and since it is non-contact heating, it has the advantage of suppressing the accumulation of residue from the aerosol source on the heating part.
  • a microwave shield is provided in the housing part in which the aerosol source is housed and heated by microwaves to prevent the microwaves from leaking to the outside.
  • the microwave shield is made of metal, there is a risk that the microwave will generate heat. Specifically, a high-frequency alternating current flows through a microwave shield that has absorbed microwaves, and the alternating current is concentrated on the surface of the microwave shield due to the skin effect, which tends to cause the surface to become hot.
  • microwave shield becomes hot, there is a risk that the heat will be transferred to other members and the aerosol generation device will become hot. Additionally, there is a risk that unnecessary heat will be applied to the aerosol source.
  • the present invention provides an aerosol generation device and an aerosol generation system that can suppress a microwave shield from becoming high temperature.
  • the present invention An aerosol generation device in which an aerosol source can be inserted and removed, a housing section capable of housing at least a portion of the aerosol source; A microwave oscillator that oscillates microwaves, an antenna that supplies the microwave to the housing section; a microwave shield provided along a side surface of the accommodating portion and blocking the microwave;
  • the microwave shield is composed of a metal linear member or a metal mesh.
  • the present invention An aerosol generation system, The above aerosol generation device, an aerosol-forming article including the aerosol source.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an aerosol generation system 1 of the present invention. It is a sectional view of litz wire 16A wound into a cylinder in a 1st embodiment of the present invention. It is a sectional view of cylindrical metal mesh 16B in a 2nd embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the microwave shield 16 as seen from the insertion/extraction direction of the cigarette stick 100 in Modification 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the material of the support part 17.
  • 1 is a perspective view showing the configuration of a tobacco stick 100.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a tobacco stick 100.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a tobacco stick 100.
  • the aerosol generation system 1 includes a tobacco stick 100 with a built-in flavor source and an aerosol source, and an aerosol generation device 10 for heating the aerosol source with microwaves to generate aerosol and sucking the generated aerosol. .
  • the aerosol generation system 1 is preferably of a size that fits in your hand.
  • the tobacco stick 100 has a substantially cylindrical rod shape.
  • the tobacco stick 100 includes a tobacco rod part 110, a mouthpiece part (sucket part) 120, and a tip paper 130 that connects these parts together.
  • the mouthpiece portion 120 is coaxially connected to the tobacco rod portion 110 by being wrapped together with the tobacco rod portion 110 using tipping paper 130 .
  • the shape of the tobacco stick 100 is not limited to a substantially cylindrical shape, and may be, for example, a square shape, an elliptical shape, a plate shape, etc., depending on the aerosol generation system 1.
  • the tobacco stick 100 may have a plug section formed of a filter segment or the like at the end upstream of the tobacco rod section 110 to prevent the tobacco filler from falling off.
  • the tobacco stick 100 corresponds to the "aerosol-forming article" in the present invention.
  • the tobacco rod portion 110 corresponds to an "aerosol source" in the present invention.
  • Reference numeral 101 indicates the mouth end of the tobacco stick 100 (mouthpiece portion 120).
  • Reference numeral 102 indicates the tip of the tobacco stick 100 on the opposite side from the mouth end 101.
  • the tobacco rod portion 110 is arranged on the tip 102 side of the tobacco stick 100.
  • the mouthpiece portion 120 is provided with a microwave shield 140 that blocks microwaves and allows air to pass through.
  • the tobacco stick 100 can be inserted into and removed from the aerosol generation device 10 such that the microwave shield 140 and the tobacco rod portion 110 are arranged inside the aerosol generation device 10 .
  • the direction in which the tobacco stick 100 is inserted into and removed from the aerosol generating device 10 is simply referred to as the insertion and removal direction. A more detailed explanation of the tobacco stick 100 will be given later using FIGS. 6 and 7.
  • the aerosol generation device 10 includes a microwave oscillator 20, an antenna 21, a control section 30, a power supply section 40, and a case 11 that accommodates these.
  • the case 11 is provided with an accommodating section 12 that can accommodate at least a portion of the tobacco stick 100 through an opening 13, and an air flow path 14 that communicates with the accommodating section 12 and can introduce air into the accommodating section 12.
  • the accommodating portion 12 has a side surface 12a extending in the insertion/extraction direction, and a bottom surface 12b provided on the opposite side to the opening 13 in the insertion/extraction direction.
  • the air flow path 14 has an air introduction part 14a that opens to the outside, and a communication part 14b that opens to the housing part 12.
  • the arrangement of the air flow path 14 can be arbitrarily determined; for example, in the example shown in FIG.
  • the microwave oscillator 20 is, for example, a solid state oscillator, and generates microwaves (high frequency electromagnetic field between 300 MHz and 300 GHz).
  • Semiconductor oscillators are, for example, LDMOS transistors, GaAs FETs, SiC MESFETs, GaN HFETs.
  • the microwave oscillator 20 may generate microwaves having a frequency of, but not limited to, 2.40 to 2.50 GHz. In this embodiment, the microwave oscillator 20 generates microwaves having a frequency of 2.45 GHz.
  • the microwave oscillator 20 may include an amplifier for amplifying the high frequency electromagnetic field.
  • the microwave oscillator 20 itself may have the function of an amplifier, or an electronic component other than the microwave oscillator 20 may be used to provide the amplifier.
  • magnetron oscillator As a device that generates a high-frequency electromagnetic field, but when a semiconductor oscillator is used as the microwave oscillator 20, the main body can be made smaller compared to when a magnetron oscillator is used. Additionally, semiconductor oscillators can operate at lower operating voltages and have higher frequency stability and output stability than magnetron oscillators. However, the microwave oscillator 20 of this embodiment only needs to be able to generate microwaves, and may be a magnetron type oscillator.
  • Microwaves generated by the microwave oscillator 20 are guided to the antenna 21.
  • Antenna 21 radiates microwaves into housing 12 for heating the aerosol source.
  • a waveguide or a coaxial cable is provided between the microwave oscillator 20 and the antenna 21. Note that when the microwave oscillator 20 and the antenna 21 are directly connected, the waveguide and coaxial cable may be omitted.
  • the antenna 21 has a rod shape, for example, and radiates microwaves radially outward.
  • the antenna length can be appropriately set depending on the frequency of the high-frequency electromagnetic waves to be radiated. For example, if the antenna 21 is a rod-shaped antenna (dipole antenna) and the frequency of the generated microwave is 2.45 GHz (wavelength is approximately 120 mm), the antenna length is approximately 30 mm (i.e., 1/4 wavelength). ). Further, the antenna diameter is, for example, 1 mm. Note that the shape of the antenna 21 is not limited to a rod shape, and for example, a planar antenna (such as a patch antenna) may be used.
  • the antenna 21 is arranged, for example, on the bottom surface 12b of the housing part 12, with the microwave oscillation point facing the housing part 12.
  • the antenna 21 has a rod shape and is arranged so as to be inserted into or punctured by the tobacco stick 100 inside the accommodating portion 12 .
  • various aspects can be adopted for the arrangement of the antenna 21.
  • At least a portion of the antenna 21 may be arranged to be located within the housing section 12.
  • the antenna 21 may be placed in contact with the tobacco stick 100, or may be placed apart from the tobacco stick 100.
  • the antenna 21 does not need to be located within the housing section 12; in that case, the antenna 21 and the housing section 12 may be connected through a waveguide.
  • an isolator may be provided between the microwave oscillator 20 and the antenna 21 to protect the microwave oscillator 20 by absorbing reflected waves that are not absorbed by the cigarette stick 100 and return toward the microwave oscillator 20. . Also, between the microwave oscillator 20 and the antenna 21, there is a power monitor that detects the power of the incident wave from the microwave oscillator 20 and the power of the reflected wave from the cigarette stick 100, and a power monitor that detects the power of the incident wave from the microwave oscillator 20 and the power of the reflected wave from the cigarette stick 100, and the impedance of the microwave oscillator 20 side and the cigarette stick. An impedance matching section may be provided that matches the impedance of the 100 side and reduces the power of the reflected wave.
  • the control unit 30 functions as an arithmetic processing device and a control device, and controls overall operations within the aerosol generation device according to various programs.
  • the control unit 30 is realized by, for example, an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or a microprocessor.
  • the power supply section 40 supplies power to the microwave oscillator 20 under the control of the control section 30.
  • the power supply section 40 is configured by, for example, a rechargeable battery such as a lithium ion secondary battery.
  • microwave blocking structure Next, a microwave blocking structure formed by the tobacco stick 100 and the housing section 12 will be described.
  • the microwave shield 140 provided on the cigarette stick 100 is made of a metal material that is impervious to microwaves, such as aluminum, stainless steel, silver, gold, copper, nickel, chromium, and alloys containing these. It is formed of at least one selected from the group consisting of:
  • the microwave shield 140 made of these metal materials (i.e., they are not transmitted), but some of the microwaves penetrate inside the microwave shield 140 and are exposed to the microwaves. may pass through the wave shield 140. Further, the depth to which microwaves penetrate (skin depth) differs depending on the metal material. In order to reliably block microwaves, it is preferable that the thickness of the microwave shield 140 be equal to or greater than the skin depth depending on the metal material.
  • the microwave shield 140 is formed with a plurality of holes through which air passes. Generally, if the diameter of the hole is smaller than the half wavelength of the microwave, the microwave will not pass through the hole and will be blocked, so the diameter of the hole needs to be smaller than the half wavelength of the microwave. In this embodiment, the wavelength of microwaves with a frequency of 2.45 GHz is approximately 120 mm, so the diameter of the hole may be smaller than 60 mm.
  • a metal mesh is used as the microwave shield 140 that blocks microwaves and allows air to pass through.
  • a metal mesh is a metal member, such as a wire mesh or punched metal, that has a plurality of holes on its surface.
  • the microwave shield 140 may be formed by coating the surface of a material such as a resin with the above metal material so that the thickness thereof is equal to or greater than the skin depth. Thereby, a lightweight and inexpensive microwave shield 140 can be formed.
  • the microwave shield 140 is located inside the housing section 12. As a result, microwaves propagating toward the opening 13 of the accommodating portion 12 are blocked by the microwave shield 140.
  • the housing portion 12 is provided with a microwave shield 15 provided on the bottom surface 12b and a microwave shield 16 provided on the side surface 12a.
  • the microwave shield 15, like the microwave shield 140, is made of a metal material that is opaque to microwaves.
  • the microwave shield 15 is, for example, a metal plate, a metal film, or the like. Further, the microwave shield 15 is provided with a metal mesh that blocks microwaves and allows air to pass through, at least at a position corresponding to the communication portion 14b. As a result, microwaves propagating toward the bottom surface 12b of the accommodating portion 12 and the air flow path 14 are blocked by the microwave shield 15.
  • the microwave shield 15 may be formed of a metal mesh to cover the entire bottom surface 12b.
  • the microwave shield 16 like the microwave shields 140 and 15, is made of a metal material that is opaque to microwaves.
  • the microwave shield 16 is provided along the side surface 12a of the accommodating portion 12, and has a cylindrical shape extending in the insertion/extraction direction of the tobacco stick 100 (hereinafter also referred to as the axial direction).
  • a housing cavity 12c in which the tobacco stick 100 is housed is provided on the radially inner side of the microwave shield 16 (that is, on the side opposite to the side surface 12a of the housing section 12).
  • the microwave shield 16 extends in the axial direction from the bottom surface 12b of the accommodating portion 12 toward the opening 13.
  • the axial length Ls of the microwave shield 16 may be longer than the axial length La of the antenna 21.
  • Ls is preferably La+10 mm or more, more preferably La+20 mm or more.
  • microwave shield 16 having such a configuration, microwaves propagating toward the side surface 12a of the housing portion 12 are blocked by the microwave shield 16. Details of the microwave shield 16 will be described later.
  • the microwave shields 140, 15, and 16 configured as described above cooperate with each other to confine the microwave from the microwave oscillator 20 in the housing part 12 and prevent the microwave from leaking to the outside.
  • the microwave shield As mentioned above, in general, most of the microwaves are reflected by the microwave shield, but some of the microwaves penetrate the microwave shield. This may generate high-frequency alternating current inside the microwave shield. Because the high-frequency alternating current generated by the microwave shield flows concentrated on the metal surface due to the skin effect, the apparent resistance value of the metal constituting the microwave shield becomes large. Therefore, the surface of the microwave shield generates heat due to Joule heat and can reach a high temperature.
  • the microwave shield 16 in order to suppress the surface of the microwave shield 16 from becoming high temperature, is formed of a metal linear member wound into a cylindrical shape.
  • a linear member is, for example, a litz wire 16A formed by twisting a plurality of conductive wires together.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the accommodating portion 12 along the axial direction, and shows a part of the litz wire 16A.
  • the inner surface of the microwave shield 16 (the surface facing the cigarette stick 100) has unevenness formed by twisting each conducting wire, so the microwave shield 16 absorbs microwaves over a wide area.
  • seven conductive wires constitute the Litz wire 16A, but the number of conductive wires constituting the Litz wire 16A is not limited to seven, but is arbitrary. Further, in FIG. 2, the cigarette stick 100 is omitted.
  • the accommodating portion 12 is provided with a cylindrical support portion 17 extending in the axial direction.
  • the support part 17 is provided on the side opposite to the side surface 12a of the housing part 12 (that is, on the inside in the radial direction) with respect to the microwave shield 16, that is, it is provided in the housing cavity 12c.
  • the litz wire 16A is wound so as to extend in the axial direction along the outer surface 17a of the support portion 17, and is supported by the support portion 17.
  • the inner diameter of the support part 17 is slightly larger than the outer diameter of the tobacco stick 100 so that the tobacco stick 100 can be inserted and removed.
  • the support portion 17 is made of a material that has heat insulation properties and does not substantially absorb microwaves. A detailed description of the support portion 17 will be given later.
  • the surface area of the Litz wire 16A is the sum of the surface areas of each conducting wire. Therefore, the surface area of the litz wire 16A is larger than the surface area of a metal plate in the case where the microwave shield 16 is a metal plate wound in a cylindrical shape along the outer surface 17a of the support portion 17.
  • the microwave shield 16 is formed of the Litz wire 16A, the area through which the alternating current flows becomes larger, so the apparent resistance value of the microwave shield 16 becomes smaller, and heat generation due to Joule heat is suppressed. Therefore, the temperature rise of the microwave shield 16 can be suppressed.
  • a heat insulating layer 18 may be formed between the Litz wire 16A and the side surface 12a of the housing portion 12.
  • the heat insulating layer 18 is an air layer. Thereby, it is possible to suppress the heat generated in the litz wire 16A from being transmitted to the outside of the housing portion 12.
  • the heat insulating layer 18 is not limited to an air layer, and may be a layer provided with a heat insulating material such as airgel.
  • the litz wire 16A is used as the linear member constituting the microwave shield 16, but the present invention is not limited to this.
  • the linear member may be a single conducting wire wound into a cylindrical shape.
  • the surface area of one conducting wire is also larger than the surface area of a metal plate in the case where the microwave shield 16 is a metal plate wound in a cylindrical shape along the outer surface 17a of the support portion 17. Therefore, as in the case of the litz wire 16A, the temperature rise of the microwave shield 16 can be suppressed.
  • the microwave shield 16 is configured with a metal mesh 16B in order to prevent the surface of the microwave shield 16 from becoming high temperature.
  • the metal mesh 16B is a metal member, such as a wire mesh or punched metal, that has a plurality of through holes 16a on its surface.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the accommodating portion 12 along the axial direction, showing a part of the metal mesh 16B.
  • the metal mesh 16B is wound around the outer surface 17a of the support part 17 in a cylindrical shape, and is supported by the support part 17.
  • both ends of the microwave shield 16 in the circumferential direction may be connected, or both ends may be spaced apart to form a gap to form a substantially C-shape.
  • the gap formed by separating both ends is of a size that blocks microwaves, and is specifically made smaller than a half wavelength of microwaves. Note that in FIG. 3, the cigarette stick 100 is omitted.
  • the metal mesh 16B When an alternating current flows concentratedly on the surface of the metal mesh 16B due to the skin effect, the metal mesh 16B generates heat. Since the plurality of through holes 16a are provided on the surface of the metal mesh 16B, the surface of the metal mesh 16B is cooled by the air in the through holes 16a, and temperature rise due to heat generation is suppressed. Therefore, compared to the case where the microwave shield 16 is a metal plate wound in a cylindrical shape along the outer surface 17a of the support portion 17, the temperature rise of the microwave shield 16 can be suppressed.
  • a heat insulating layer 18 may be formed between the metal mesh 16B and the side surface 12a of the accommodating portion 12, as in the first embodiment.
  • the microwave shield 16 is composed of a single member, but may be composed of a plurality of members.
  • the microwave shield 16 is composed of four shield members 16b corresponding to each side surface 12a.
  • the shield members 16b may be arranged along the entire circumference of the side surface 12a.
  • Each shield member 16b has a rectangular shape corresponding to each side surface 12a of the housing portion 12.
  • a gap large enough to block microwaves (specifically, a gap smaller than a half wavelength of the microwave) may be provided between adjacent shield members 16b.
  • the microwave shield 16 may be composed of a plurality of shield members 16b.
  • each shield member 16b is formed into a circular arc shape curved along the side surface 12a of the accommodating part 12, and the plurality of shield members 16b are arranged in the accommodating part 12. By arranging them along the entire circumference of the side surface 12a, the microwave shield 16 having a substantially circular cross section may be formed.
  • a plurality of shield members 16b may be arranged along the entire circumference of the side surface 12a of the accommodating portion 12 without curving each shield member 16b, to form the microwave shield 16 having an approximately circular cross section. Note that a gap large enough to block microwaves (specifically, a gap smaller than a half wavelength of the microwave) may be provided between adjacent shield members 16b.
  • the microwave shield 16 is constituted by a plurality of shield members 16b in this way, the shield members 16b can be arranged more flexibly according to the shape of the housing portion 12.
  • the gap between the adjacent shield members 16b is small, and it can be said that the microwave shield 16 has a cylindrical shape, but the shape is not limited to this.
  • the gap is large enough to block microwaves (specifically, it is smaller than half the wavelength of the microwave). (small size), the microwave shield 16 can be constituted by a plurality of shield members 16b.
  • the support portion 17 is cylindrical, and its outer surface 17a is provided along the inner surface of the microwave shield 16. Further, the support portion 17 is provided coaxially with the microwave shield 16 and the side surface 12a of the housing portion 12.
  • the support portion 17 has an internal space on the inside in a cross section perpendicular to the axial direction.
  • the shape of this internal space is substantially the same as that of the cigarette stick 100, and constitutes a part of the accommodation cavity 12c. That is, the inner diameter of the support portion 17 is formed to be approximately the same as the outer diameter of the tobacco stick 100.
  • the support portion 17 does not have to have a strictly circular cross section perpendicular to the axial direction as long as it has a generally circular shape and a shape that allows the tobacco stick 100 to be inserted therein.
  • the support portion 17 may have an elliptical or prismatic shape so that the internal space has the same shape as the tobacco stick 100. may be formed.
  • the microwave shield 16 may also be formed into an elliptical cylinder shape or a prismatic shape.
  • the support part 17 is formed of a material having a lower thermal conductivity than the microwave shield 16, the support part 17 is disposed at a position in contact with the tobacco stick 100 as described above, and the support part 17 is in contact with the tobacco stick 100. By separating the tobacco stick 100 from the microwave shield 16, the heat generated when the tobacco stick 100 is heated is prevented from escaping to the microwave shield 16.
  • the support portion 17 may be formed to have a shorter axial length than the accommodation cavity 12c, and may be disposed near the opening 13 of the accommodation portion 12. That is, the support portion 17 may be arranged at a position where the end portion close to the bottom surface 12b of the accommodating portion 12 is spaced apart from the bottom surface 12b in the insertion/extraction direction of the tobacco stick 100. According to such a configuration, in the axial direction of the housing portion 12, a gap is formed between the support portion 17 and the bottom surface 12b, in which the support portion 17 is not provided.
  • the support portion 17 is formed of a material with sufficiently low thermal conductivity, the diffusion of heat can be more effectively suppressed by providing the above-mentioned void without providing a heat-conducting member.
  • the support portion 17 is provided only in a portion of the tobacco stick 100 that requires a guide, and can be formed so that the contact area with the tobacco stick 100 is the minimum necessary.
  • the arrangement of the support portion 17 may be determined by taking into consideration not only the heat insulation effect but also the strength, weight balance, coefficient of thermal expansion, and the like.
  • the support part 17 has a cylindrical shape with the same diameter from the opening 13 side to the bottom surface 12b side, but the support part 17 is not limited to this. You can. Thereby, the tobacco stick 100 can be easily inserted, and the inner surface 17b is in contact with the outer peripheral surface of the tobacco stick 100 at the bottom surface 12b side portion of the support section 17, so that the insertion of the tobacco stick 100 can be appropriately guided. .
  • the thickness of the support portion 17 in the direction (radial direction) perpendicular to the insertion/extraction direction of the tobacco stick 100 is formed to be larger than the thickness of the microwave shield 16, for example, 0.5 mm to 2.0 mm. It becomes. In this way, the support part 17 is formed thicker than the microwave shield 16, thereby suppressing heat escaping to the support part 17.
  • the support portion 17 is a dielectric material, and if it absorbs too much microwaves radiated from the antenna 21, it is considered that heating of the tobacco stick 100 by the microwaves will be inhibited.
  • the support portion 17 is formed of a material having a relative dielectric constant of 10 or less and a dielectric loss angle of 0.1 or less.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the material of such a support portion 17.
  • materials with a dielectric constant of 4 or less and a dielectric loss angle of 0.001 or less are particularly preferred.
  • Materials belonging to Group I include quartz glass, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, and polylactic acid. , syndiotactic polystyrene, polyphenylene ether, polyimide, and polyetherimide.
  • materials with a relative permittivity of more than 4 and a relative permittivity of 6 or less, and a dielectric loss angle of 0.1 or less are the next most preferred.
  • Materials belonging to this group II include soda glass, steatite, Examples include paper, epoxy, polycarbonate, ABS resin (acrylonitrile butadiene styrene copolymer synthetic resin), polyacetal, copolyester, polyether ether ketone, polyamideimide, silicone, ethylene propylene diene rubber (EPDM), and ethylene propylene rubber (EPM). .
  • It may be a substance with a dielectric constant of 10 or less and a dielectric loss angle of more than 0.001 and less than 0.002.
  • Materials belonging to this group III include alumina, borosilicate glass, and fluoride. Examples include stellite and polypropylene.
  • the amount of microwaves absorbed by the support portion 17 is reduced, and a decrease in heating efficiency is suppressed.
  • the support portion 17 may be made of a single material or may be made of a composite material.
  • the support portion 17 may be formed using a composite material in which a main material such as resin containing glass fiber contains filler or fiber as an additive material.
  • a main material such as resin containing glass fiber contains filler or fiber as an additive material.
  • both the main material and the additive material are selected from Groups I to III, but if the main material is selected from Groups I to III, other materials may be used as the additive material. good.
  • the support portion 17 may be made of a structural combination of different materials, such as a surface of quartz glass coated with resin or a mesh of quartz glass and resin bonded together. This makes it possible to prevent fragments from scattering even if the support portion 17 is damaged.
  • the microwave shield 16 when placing the support part 17 inside the microwave shield 16, by bonding the outer surface 17a of the support part 17 and the inner surface of the microwave shield 16, the microwave shield 16 can be used as a reinforcing material for the support part 17. It can function as As a result, even if a crack occurs in the supporting part 17, the broken part is supported by the microwave shield 16, so that the broken part is prevented from falling into the accommodation cavity 12c. In this case, even a brittle material can be selected as the material for forming the support portion 17.
  • the surfaces of the support portion 17, the microwave shield 16, and the antenna 21 may be subjected to surface processing.
  • this surface treatment include surface polishing, application of a coating agent, resin coating, and the like.
  • the surface treatment may be application of silicone oil or coating with polytetrafluoroethylene. This prevents dirt from adhering to the inner surface of the accommodating portion 12, making cleaning easier.
  • the surface of the support part 17 more slippery through this surface treatment, the guiding function of the support part 17 is improved.
  • the surface of the antenna 21 more slippery, the load on the antenna 21 when inserting the tobacco stick 100 can be suppressed, and the tobacco stick 100 can be inserted easily.
  • the tobacco stick 100 includes a tobacco rod portion 110, a mouthpiece portion (sucking portion) 120, and a tip paper 130.
  • the cigarette stick 100 has a substantially constant diameter over the entire length in the longitudinal direction (hereinafter also referred to as the axial direction or Z direction) from the mouth end 101 to the tip 102.
  • the X direction and the Y direction in FIGS. 6 and 7 are directions orthogonal to the Z direction.
  • the material of the chip paper 130 is not particularly limited, and may include paper made of general vegetable fibers (pulp), sheets made of polymer-based chemical fibers (polypropylene, polyethylene, nylon, etc.), and sheets made of polymer-based chemical fibers (polypropylene, polyethylene, nylon, etc.). A sheet, a metal foil, etc., or a composite material combining these can be used.
  • the chip paper 130 may be made of a composite material in which a polymer sheet is bonded to a paper base material.
  • the tip paper 130 herein refers to a sheet-like material that connects a plurality of segments in the tobacco stick 100, such as connecting the tobacco rod portion 110 and the mouthpiece portion 120, for example.
  • the basis weight of the tip paper 130 is not particularly limited, but is usually 32 gsm or more and 40 gsm or less, preferably 33 gsm or more and 39 gsm or less, and more preferably 34 gsm or more and 38 gsm or less.
  • the air permeability of the chip paper 130 is not particularly limited, but is usually 0 Coresta units or more and 30,000 Coresta units or less, preferably more than 0 Coresta units and 10,000 Coresta units or less. Air permeability is a value measured in accordance with ISO 2965:2009, and is expressed as the flow rate (cm3) of gas that passes through an area of 1 cm2 every minute when the differential pressure on both sides of the paper is 1 kPa. .
  • One Coresta unit (1 Coresta unit, 1 C.U.) is cm3/(min ⁇ cm2) under 1 kPa.
  • the chip paper 130 may contain fillers in addition to the above-mentioned pulp, such as metal carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate, metal oxides such as titanium oxide, titanium dioxide, and aluminum oxide, barium sulfate, Examples include metal sulfates such as calcium sulfate, metal sulfides such as zinc sulfide, quartz, kaolin, talc, diatomaceous earth, gypsum, etc. In particular, calcium carbonate is used from the viewpoint of improving whiteness and opacity and increasing heating rate. It is preferable that it contains. Further, these fillers may be used alone or in combination of two or more.
  • the chip paper 130 may contain various auxiliary agents.
  • the chip paper 130 may have a water resistance improver.
  • Water resistance improvers include wet paper strength agents (WS agents) and sizing agents.
  • wet paper strength agents include urea formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, and polyamide epichlorohydrin (PAE).
  • PAE polyamide epichlorohydrin
  • sizing agents include rosin soap, alkyl ketene dimer (AKD), alkenyl succinic anhydride (ASA), and highly saponified polyvinyl alcohol with a saponification degree of 90% or more.
  • a coating agent may be added to at least one of the front and back sides of the chip paper 130.
  • the coating agent is not particularly limited, but a coating agent that forms a film on the surface of paper and can reduce liquid permeability is preferred.
  • the method for producing the chip paper 130 is not particularly limited, and a general method can be applied.
  • pulp is used in a fourdrinier paper machine, a cylinder paper machine, In the paper making process using a circular short-circle composite paper machine, etc., there is a method of adjusting the texture and making it uniform.
  • a wet paper strength enhancer may be added to impart water resistance to the wrapping paper, or a sizing agent may be added to adjust the printing quality of the wrapping paper.
  • the structure of the tobacco rod portion 110 is not particularly limited, and may be of a general form.
  • the tobacco filling 111 is wrapped with wrapping paper 112 can be used.
  • the tobacco filler 111 contains, for example, tobacco leaves, tobacco leaf extracts, and processed products thereof as flavor sources.
  • the tobacco filler 111 includes shredded tobacco.
  • the material of the shredded tobacco contained in the tobacco filling 111 is not particularly limited, and known materials such as lamina and backbone can be used.
  • dried tobacco leaves are crushed to have an average particle size of 20 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less to obtain a crushed tobacco product, which is homogenized and processed into a sheet (hereinafter also simply referred to as a homogenized sheet). It may be chopped.
  • a so-called strand type may be used in which the tobacco rod is filled with a homogenized sheet having a length comparable to the longitudinal direction of the tobacco rod and cut approximately horizontally to the longitudinal direction of the tobacco rod.
  • the width of the shredded tobacco is preferably 0.5 mm or more and 2.0 mm or less for filling the tobacco rod portion 110.
  • the content of dried tobacco leaves contained in the tobacco rod portion 110 is not particularly limited, but may be 200 mg/rod or more and 800 mg/rod or less, and 250 mg/rod or more and 600 mg/rod or less. is preferred. This range is particularly suitable for the tobacco rod portion 110 having a circumference of 22 mm and a length of 20 mm.
  • Various types of tobacco can be used for the tobacco leaves used for shredding tobacco and producing the homogenized sheet.
  • Examples include yellow varieties, burley varieties, orient varieties, native varieties, other Nicotiana tabacum varieties, Nicotiana rustica varieties, and mixtures thereof.
  • the above-mentioned varieties can be appropriately blended and used so as to obtain the desired taste. Details of the tobacco varieties are disclosed in "Tobacco Encyclopedia, Tobacco Research Center, March 31, 2009."
  • There are a number of conventional methods for producing the homogenized sheet that is, a method for pulverizing tobacco leaves and processing them into a homogenized sheet.
  • the first method is to produce a paper sheet using a papermaking process.
  • the second method is to mix an appropriate solvent such as water with crushed tobacco leaves to homogenize it, then cast the homogenized product thinly on a metal plate or metal plate belt and dry it to create a cast sheet. It is.
  • the third method is to prepare a rolled sheet by mixing an appropriate solvent such as water with crushed tobacco leaves, homogenizing the mixture, and extruding the mixture into a sheet. Details of the types of the homogenizing sheet are disclosed in "Tobacco Encyclopedia, Tobacco Research Center, March 31, 2009."
  • the moisture content of the tobacco filler 111 can be 10% by weight or more and 15% by weight or less, and preferably 11% by weight or more and 13% by weight or less based on the total amount of the tobacco filler 111. Such a moisture content suppresses the occurrence of winding stains and improves the winding suitability during manufacture of the tobacco rod portion 110.
  • dry tobacco leaves are pulverized and homogenized to an average particle size of about 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, processed into a sheet, and then processed into a sheet with a width of 0.5 mm or more, You may use one cut into pieces of .0 mm or less.
  • the tobacco filler 111 includes an aerosol base material that produces aerosol smoke.
  • the type of the aerosol base material is not particularly limited, and extracts from various natural products and/or their constituent components can be selected depending on the purpose. Aerosol base materials can include glycerin, propylene glycol, triacetin, 1,3-butanediol, and mixtures thereof.
  • the content of the aerosol base material in the tobacco filling 111 is not particularly limited, and is usually 5% by weight or more based on the total amount of the tobacco filling from the viewpoint of sufficiently generating aerosol and imparting good flavor. The content is preferably 10% by weight or more, and usually 50% by weight or less, preferably 15% by weight or more and 25% by weight or less.
  • the tobacco filler 111 may contain a flavoring agent.
  • the type of flavoring agent is not particularly limited, and from the viewpoint of imparting good flavor, acetanisole, acetophenone, acetylpyrazine, 2-acetylthiazole, alfalfa extract, amyl alcohol, amyl butyrate, trans-anethole, star anise oil.
  • apple juice Peruvian balsam oil, beeswax absolute, benzaldehyde, benzoin resinoid, benzyl alcohol, benzyl benzoate, benzyl phenylacetate, benzyl propionate, 2,3-butanedione, 2-butanol, butyl butyrate, butyric acid, caramel, cardamom oil , carob absolute, ⁇ -carotene, carrot juice, L-carvone, ⁇ -caryophyllene, cassia bark oil, cedarwood oil, celery seed oil, chamomile oil, cinnamaldehyde, cinnamic acid, cinnamyl alcohol, cinnamyl cinnamate, citronella.
  • the content of the flavoring material in the tobacco filling 111 is not particularly limited, and from the viewpoint of imparting good flavor, it is usually 10,000 ppm or more, preferably 20,000 ppm or more, more preferably 25,000 ppm or more, and usually It is 70,000 ppm or less, preferably 50,000 ppm or less, more preferably 40,000 ppm or less, and still more preferably 33,000 ppm or less.
  • the wrapping paper 112 is a sheet material for wrapping the tobacco filler 111, and its structure is not particularly limited, and a general paper can be used.
  • cellulose fiber paper can be used, and more specifically, hemp, wood, or a mixture thereof can be used.
  • the basis weight of the base paper in the wrapping paper 112 is, for example, usually 20 gsm or more, preferably 25 gsm or more. On the other hand, the basis weight is usually 65 gsm or less, preferably 50 gsm or less, and more preferably 45 gsm or less.
  • the thickness of the wrapping paper 112 having the above characteristics is not particularly limited, and from the viewpoint of rigidity, air permeability, and ease of adjustment during paper manufacturing, it is usually 10 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more, and more preferably 30 ⁇ m. or more, and is usually 100 ⁇ m or less, preferably 75 ⁇ m or less, and more preferably 50 ⁇ m or less.
  • the wrapping paper 112 of the tobacco rod portion 110 may have a square or rectangular shape.
  • the length of one side can be about 6 mm to 70 mm, and the length of the other side can be about 15 mm to 70 mm.
  • the preferred length of the other side is 22 mm to 24 mm, and the more preferred length is approximately 23 mm.
  • the wrapping paper 112 may also contain filler.
  • the content of the filler can be 10% by weight or more and less than 60% by weight based on the total weight of the wrapping paper 112, and preferably 15% by weight or more and 45% by weight or less.
  • the filler content is preferably 15% by weight or more and 45% by weight or less within a preferable basis weight range (25 gsm or more and 45 gsm or less).
  • the filler when the basis weight is 25 gsm or more and 35 gsm or less, the filler is preferably 15 wt% or more and 45 wt% or less, and when the basis weight is more than 35 gsm and 45 gsm or less, the filler is 25 wt% or more and 45 wt% % or less.
  • the filler calcium carbonate, titanium dioxide, kaolin, etc. can be used, but calcium carbonate is preferably used from the viewpoint of improving flavor and whiteness.
  • auxiliary agents other than base paper and filler may be added to the wrapping paper 112.
  • a water resistance improver may be added.
  • Water resistance improvers include wet paper strength agents (WS agents) and sizing agents.
  • wet paper strength agents include urea formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, and polyamide epichlorohydrin (PAE).
  • PAE polyamide epichlorohydrin
  • sizing agents include rosin soap, alkyl ketene dimer (AKD), alkenyl succinic anhydride (ASA), and highly saponified polyvinyl alcohol with a saponification degree of 90% or more.
  • a paper strength enhancer may be added as an auxiliary agent, and examples thereof include polyacrylamide, cationic starch, oxidized starch, CMC, polyamide epichlorohydrin resin, polyvinyl alcohol, and the like.
  • polyacrylamide, cationic starch, oxidized starch, CMC, polyamide epichlorohydrin resin, polyvinyl alcohol, and the like examples thereof include polyacrylamide, cationic starch, oxidized starch, CMC, polyamide epichlorohydrin resin, polyvinyl alcohol, and the like.
  • oxidized starch improves air permeability (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-218699).
  • the wrapping paper 112 may be appropriately coated.
  • a coating agent may be added to at least one of the front and back surfaces of the wrapping paper 112.
  • the coating agent is not particularly limited, but a coating agent that forms a film on the surface of paper and can reduce liquid permeability is preferred.
  • examples include alginic acid and its salts (e.g. sodium salt), polysaccharides such as pectin, cellulose derivatives such as ethylcellulose, methylcellulose, carboxymethylcellulose, nitrocellulose, starch and its derivatives (e.g. carboxymethyl starch, hydroxyalkyl starch and cationic starch).
  • ester derivatives such as starch acetate, starch phosphate and starch octenylsuccinate).
  • the axial length of the tobacco rod portion 110 can be changed as appropriate depending on the size of the product, but is, for example, 5 mm or more, preferably 10 mm or more, more preferably 12 mm or more, and 18 mm or more. It is more preferably 70 mm or less, preferably 50 mm or less, more preferably 30 mm or less, and even more preferably 25 mm or less.
  • the mouthpiece portion 120 includes two segments: a cooling segment 121 and a filter segment 122.
  • the cooling segment 121 is placed in contact with the tobacco rod portion 110 and the filter segment 122 and is sandwiched between them. In other embodiments, gaps may be formed between the tobacco rod portion 110 and the cooling segment 121 and between the tobacco rod portion 110 and the filter segment 122.
  • the mouthpiece portion 120 may be formed from a single segment, and may not include the filter segment 122, for example.
  • the configuration of the cooling segment 121 is not particularly limited as long as it has the function of cooling mainstream tobacco smoke, and for example, it may be made of cardboard processed into a cylindrical shape.
  • the inside of the cylinder is hollow, and the vapor containing the aerosol base material and tobacco flavor component is cooled by contacting the air within the hollow.
  • the cooling segment 121 may be a paper tube formed by processing a single sheet of paper or a paper made by laminating multiple sheets of paper into a cylindrical shape. Further, in order to increase the cooling effect by bringing the outside air at room temperature into contact with the high-temperature steam, it is preferable that there are holes around the paper tube for introducing outside air.
  • the cooling segment 121 is provided with ventilation holes 103, which are openings for taking in air from the outside.
  • the number of ventilation holes 103 in cooling segment 121 is not particularly limited. In this embodiment, the plurality of ventilation holes 103 are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the cooling segment 121.
  • the groups of ventilation holes 103 arranged in the circumferential direction of the cooling segment 121 may be formed in multiple stages along the axial direction of the cooling segment 121.
  • the cooling effect can be increased by utilizing the heat of dissolution associated with the heat absorption and phase change of the coating. can.
  • the ventilation resistance of this cylindrical cooling segment is zero mmH2O.
  • the total surface area of the cooling segment 121 is not particularly limited, and is, for example, 300 mm2/mm or more. , 1000 mm2/mm or less. This surface area is the surface area per length (mm) of the cooling segment 121 in the ventilation direction.
  • the total surface area of the cooling segment 121 is preferably at least 400 mm2/mm, more preferably at least 450 mm2/mm, while preferably at most 600 mm2/mm, more preferably at most 550 mm2/mm. preferable.
  • the cooling segment 121 has a large total surface area in its internal structure.
  • the cooling segment 121 may be formed by a thin sheet of material that is wrinkled and then pleated, gathered, and folded to form channels. The more folds or folds within a given volume of the element, the greater the total surface area of the cooling segment 121.
  • the thickness of the material forming the cooling segment 121 is not particularly limited, and may be, for example, 5 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, or 10 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less.
  • the paper used as the material for the cooling sheet preferably has a basis weight of 30 to 100 g/m2 and a thickness of 20 to 100 ⁇ m. From the viewpoint of reducing the removal of flavor source components and aerosol base material components in the cooling segment, it is desirable that the paper used as the material for the cooling sheet has a low air permeability, and the air permeability is preferably 10 Coresta or less.
  • polymer porting such as polyvinyl alcohol or coating with polysaccharide such as pectin
  • the ventilation holes 103 in the cooling segment 121 be arranged at a position 4 mm or more away from the boundary between the cooling segment 121 and the filter segment 122. This not only improves the cooling capacity of the cooling segment 121, but also suppresses retention of components generated by heating in the cooling segment 121, and improves the amount of the components delivered.
  • the chip paper 130 is provided with an opening at a position directly above the ventilation hole 103 provided in the cooling segment 121 (a position that is vertically overlapped with the opening). The openings of the cooling segment 121 are determined by the rate of air inflow from the openings when sucking at 17.5 ml/sec with an automatic smoking machine (when the rate of air sucked from the mouth end is 100% by volume).
  • the volume ratio of the inflowing air is 10 to 90% by volume, preferably 50 to 80% by volume, more preferably 55 to 75% by volume, for example, the number of holes per hole group
  • This can be achieved by selecting the number of V from the range of 5 to 50, selecting the diameter of the opening V from the range of 0.1 to 0.5 mm, and combining these selections.
  • the above air inflow rate can be measured using an automatic smoking machine (for example, a single-stick automatic smoking machine manufactured by Borgwaldt) by a method based on ISO9512.
  • the length of the cooling segment 121 in the axial direction is not particularly limited, but is usually 10 mm or more, preferably 15 mm or more, and usually 40 mm or less, preferably 35 mm or less, 30 mm or more. It is more preferable that it is below. It is particularly preferable that the length of the cooling segment 121 in the axial direction is 20 mm.
  • the structure of the filter segment 122 is not particularly limited as long as it has a function as a general filter, and for example, it may be formed by processing cellulose acetate tow into a cylindrical shape.
  • the single yarn fineness and total fineness of the cellulose acetate tow are not particularly limited, but when the filter segment 122 has a circumference of 22 mm, the single yarn fineness is preferably 5 to 20 g/9000 m, and the total fineness is 12000 to 30000 g/9000 m.
  • the cross-sectional shape of the cellulose acetate tow fibers may be either a Y cross-section or an R cross-section.
  • the filter segment 122 When filling cellulose acetate tow to form the filter segment 122, triacetin may be added in an amount of 5 to 10% by weight based on the weight of the cellulose acetate tow in order to improve filter hardness.
  • the filter segment 122 is composed of a single segment, but the filter segment 122 may be composed of a plurality of segments.
  • a hollow segment such as a center hole is arranged on the upstream side (tobacco rod portion 110 side), and a segment on the downstream side (on the mouthpiece end 101 side) is made of cellulose.
  • An embodiment may be mentioned in which an acetate filter filled with acetate tow is arranged.
  • an acetate filter is placed on the upstream side (tobacco rod portion 110 side), and a hollow segment such as a center hole is placed on the downstream side (tobacco end 101 side). It is also possible to do so.
  • the filter segment 122 may also be configured using other alternative filter materials, such as a paper filter filled with a sheet of pulp paper, instead of an acetate filter.
  • General functions of the filter in the filter segment 122 include, for example, adjusting the amount of air mixed in when aerosol etc. are inhaled, reducing flavor, reducing nicotine and tar, etc., but the filter segment 122 has all of these functions. It is not necessary to be present.
  • electrically heated tobacco products tend to produce fewer components and tend to have a lower filling rate of tobacco filler. Prevention is also an important function.
  • the cross-sectional shape of the filter segment 122 is substantially circular, and the diameter of the circle can be changed as appropriate depending on the size of the product, but is usually 4.0 mm or more and 9.0 mm or less, and 4.5 mm or more. , is preferably 8.5 mm or less, and more preferably 5.0 mm or more and 8.0 mm or less.
  • the cross section is not circular, if the above-mentioned diameter is assumed to be a circle having the same area as the area of the cross section, the diameter in that circle is applied.
  • the circumferential length of the filter segment 122 can be changed as appropriate depending on the size of the product, but is usually 14.0 mm or more and 27.0 mm or less, preferably 15.0 mm or more and 26.0 mm or less, and 16. More preferably, it is 0 mm or more and 25.0 mm or less.
  • the length of the filter segment 122 in the axial direction can be changed as appropriate depending on the size of the product, but is usually 5 mm or more and 35 mm or less, and preferably 10.0 mm or more and 30.0 mm or less.
  • the shape and dimensions of the filter medium can be adjusted as appropriate so that the shape and dimensions of the filter segment 122 fall within the above range.
  • the ventilation resistance per 120 mm of axial length of the filter segment 122 is not particularly limited, but is usually 40 mm H2O or more and 300 mm H2O or less, preferably 70 mm H2O or more and 280 mm H2O or less, and preferably 90 mm H2O or more and 260 mm H2O or less. More preferred.
  • the above-mentioned airflow resistance is measured according to the ISO standard method (ISO6565) using, for example, a Cerulean filter airflow resistance meter.
  • the ventilation resistance of the filter segment 122 is determined by a predetermined air flow rate (17.5 cc/cm) from one end surface (first end surface) to the other end surface (second end surface) in a state where air does not permeate through the side surfaces of the filter segment 122. Refers to the pressure difference between the first end surface and the second end surface when air of 10 min) is flowed.
  • the unit of ventilation resistance can generally be expressed in mmH2O. It is known that the relationship between the ventilation resistance of the filter segment 122 and the length of the filter segment 122 is proportional in the length range (5 mm to 200 mm) that is usually used. If it doubles, the ventilation resistance will also double.
  • the density of the filter medium in the filter segment 122 is not particularly limited, but is usually 0.10 g/cm3 or more and 0.25 g/cm3 or less, and should be 0.11 g/cm3 or more and 0.24 g/cm3 or less. is preferable, and more preferably 0.12 g/cm3 or more and 0.23 g/cm3 or less.
  • the filter segment 122 may include a web (filter plug web) around which a filter medium or the like is wound.
  • the form of the web is not particularly limited and may include one or more rows of adhesive-containing seams.
  • the adhesive may include a hot melt adhesive, and the hot melt adhesive may further include polyvinyl alcohol.
  • the filter segment 122 consists of two or more segments, it is preferable that the paper roll is wound together with these two or more segments.
  • the material for the paper roll in the filter segment 122 is not particularly limited, and any known material may be used, and it may also contain a filler such as calcium carbonate.
  • the thickness of the web is not particularly limited, and is usually 20 ⁇ m or more and 140 ⁇ m or less, preferably 30 ⁇ m or more and 130 ⁇ m or less, and more preferably 30 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less.
  • the basis weight of the web is not particularly limited, and is usually 20 gsm or more and 100 gsm or less, preferably 22 gsm or more and 95 gsm or less, and more preferably 23 gsm or more and 90 gsm or less.
  • the web may or may not be coated, but from the viewpoint of imparting functions other than strength and structural rigidity, it is preferably coated with a desired material.
  • the center hole segment and the filter medium may be connected by, for example, an outer plug wrapper (outer web).
  • the outer plug wrapper can be, for example, a cylindrical piece of paper.
  • the tobacco rod portion 110, the cooling segment 121, and the connected center hole segment and filter medium may be connected by, for example, mouthpiece lining paper.
  • These connections can be made, for example, by applying a glue such as vinyl acetate glue to the inner surface of the mouthpiece lining paper, inserting the tobacco rod portion 110, the cooling segment 121, the already connected center hole segment, and the filter material, and wrapping the paper. can do.
  • these may be connected in multiple times using multiple lining papers.
  • the filter media of filter segment 122 may include a breakable additive release container (eg, a capsule) that includes a breakable shell such as gelatin.
  • a breakable additive release container eg, a capsule
  • the form of the capsule (also referred to in the art as an "additive release container") is not particularly limited and any known form may be adopted, such as a frangible additive release capsule comprising a frangible outer shell such as gelatin. It can be a container.
  • the shape of the capsule is not particularly limited, and for example, it may be an easily breakable capsule, and the shape is preferably spherical.
  • the additives contained in the capsule may include any of the above-mentioned additives, but it is particularly preferable to include flavoring agents and activated carbon. Additionally, one or more materials may be added as additives to help filter smoke.
  • the form of the additive is not particularly limited, but is usually liquid or solid. Note that the use of capsules containing additives is well known in the art. Frangible capsule
  • the flavoring agent may be, for example, menthol, spearmint, peppermint, fenugreek, or clove, medium chain triglyceride (MCT), or a combination thereof.
  • the flavoring agent of this embodiment is menthol.
  • a fragrance may be added to the filter medium of the filter segment 122.
  • the amount of flavoring agent delivered during use is increased compared to the conventional technique in which the flavoring agent is added to the tobacco filler constituting the tobacco rod portion 110.
  • the degree of increase in the amount of perfume delivered further increases depending on the position of the apertures provided in the cooling segment 121.
  • the method of adding the fragrance to the filter medium is not particularly limited, and the fragrance may be added so as to be substantially uniformly dispersed in the filter medium to which the fragrance is added.
  • the amount of flavor added may include an embodiment in which it is added to 10 to 100% by volume of the filter medium.
  • the filter media may be added to the filter media in advance before constructing the filter segments, or it may be added after constructing the filter segments.
  • the type of flavor is not particularly limited, but the same flavor as the flavor contained in the tobacco filler 111 described above may be used.
  • the filter segment 122 includes a filter medium, and activated carbon may be added to at least a portion of the filter medium.
  • the amount of activated carbon added to the filter medium is 15.0 m2/cm2 or more as the value of the specific surface area of activated carbon x the weight of activated carbon/the cross-sectional area of the filter medium in the direction perpendicular to the ventilation direction in one tobacco stick 100, 80 It may be less than .0m2/cm2.
  • the above-mentioned "specific surface area of activated carbon x weight of activated carbon/cross-sectional area of the filter medium in the direction perpendicular to the ventilation direction” may be expressed as "surface area of activated carbon per unit cross-sectional area.”
  • the surface area of the activated carbon per unit cross-sectional area can be calculated based on the specific surface area of the activated carbon added to the filter medium of one tobacco stick 100, the weight of the added activated carbon, and the cross-sectional area of the filter medium. Note that activated carbon may not be uniformly dispersed in the filter medium to which it is added, so the above range must be satisfied in all cross sections of the filter medium (cross sections perpendicular to the ventilation direction). It's not a request.
  • the surface area of the activated carbon per unit cross-sectional area is more preferably 17.0 m2/cm2 or more, and even more preferably 35.0 m2/cm2 or more. On the other hand, it is more preferably 77.0 m2/cm2 or less, and even more preferably 73.0 m2/cm2 or less.
  • the surface area of activated carbon per unit cross-sectional area can be adjusted by, for example, adjusting the specific surface area of activated carbon, its addition amount, and the cross-sectional area of the filter medium in the direction perpendicular to the ventilation direction. The above calculation of the surface area of activated carbon per unit cross-sectional area is calculated based on the filter medium to which activated carbon is added. When the filter segment 122 is composed of a plurality of filter media, the cross-sectional area and length of only the filter media to which activated carbon is added are used as a reference.
  • activated carbon examples include those made from wood, bamboo, coconut shells, walnut shells, coal, etc. as raw materials. Further, as the activated carbon, one having a BET specific surface area of 1100 m2/g or more and 1600 m2/g or less, preferably 1200 m2/g or more and 1500 m2/g or less, can be used, and Preferably, it is 1250 m2/g or more and 1380 m2/g or less.
  • the BET specific surface area can be determined by the nitrogen gas adsorption method (BET multipoint method).
  • the activated carbon one whose pore volume is 400 ⁇ L/g or more and 800 ⁇ L/g or less, more preferably 500 ⁇ L/g or more and 750 ⁇ L/g or less, can be used, More preferably, it is 600 ⁇ L/g or more and 700 ⁇ L/g or less.
  • the pore volume can be calculated from the maximum adsorption amount obtained using a nitrogen gas adsorption method.
  • the amount of activated carbon added per unit length in the ventilation direction of the filter medium to which activated carbon is added is preferably 5 mg/cm or more and 50 mg/cm or less, and preferably 8 mg/cm or more and 40 mg/cm or less.
  • the surface area of activated carbon per unit cross-sectional area can be adjusted to a desired value.
  • the cumulative 10 volume % particle diameter (particle diameter D10) of activated carbon particles is 250 ⁇ m or more and 1200 ⁇ m or less.
  • the cumulative 50 volume % particle diameter (particle diameter D50) of the activated carbon particles is 350 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less.
  • the particle diameters D10 and D50 can be measured by a laser diffraction scattering method.
  • An example of an apparatus suitable for this measurement is Horiba's laser diffraction/scattering particle size distribution measuring apparatus "LA-950". Powder is poured into the cell of this device together with pure water, and the particle size is detected based on light scattering information of the particles.
  • Measurement mode Manual flow cell
  • Measurement Dispersion medium Ion exchange water Dispersion method: Measured after 1 minute of ultrasonic irradiation Refractive index: 1.92-0.00i (sample refraction) / 1.33-0.00i (dispersion medium refractive index) Number of measurements: Measured twice with different samples
  • the method of adding activated carbon to the filter medium of the filter segment 122 is not particularly limited, and the activated carbon may be added so as to be substantially uniformly dispersed in the filter medium to which activated carbon is added.
  • a part of the outer surface of the tip paper 130 may be covered with a lip release material.
  • the lip release material is such that when the user holds the mouthpiece portion 120 of the tobacco stick 100 in the mouth, the contact between the lips and the tipping paper 130 assists in the easy separation without substantial stickiness.
  • a material composed of Lip release materials may include, for example, ethylcellulose, methylcellulose, and the like.
  • the outer surface of the tip paper 130 may be coated with a lip release material by applying ethyl cellulose-based or methyl cellulose-based ink to the outer surface of the tip paper 130.
  • the lip release material of the tip paper 130 is disposed at least in a predetermined mouth area that comes into contact with the user's lips when the user holds the mouthpiece portion 120 in his or her mouth. More specifically, of the outer surface of the tip paper 130, the lip release material placement region R1 (see FIG. 6) covered with the lip release material is located between the mouthpiece end 101 of the mouthpiece portion 120 and the ventilation hole 103. It is defined as an area located in between.
  • each tobacco stick 100 configured as described above is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of smoking, it is usually 8 mmH2O or more, and preferably 10 mmH2O or more. , more preferably 12 mmH2O or more, and usually 100 mmH2O or less, preferably 80 mmH2O or less, and more preferably 60 mmH2O or less.
  • Airflow resistance is measured according to the ISO standard method (ISO 6565:2015) using, for example, a Cerulean filter airflow resistance meter.
  • the ventilation resistance is defined as the airflow resistance when a predetermined air flow rate (17.5 cc/min) is applied from one end surface (first end surface) to the other end surface (second end surface) in a state where air does not permeate through the side surfaces of the tobacco stick 100. Refers to the difference in air pressure between the first end face and the second end face when .
  • the unit is generally expressed in mmH2O. It is known that the relationship between the ventilation resistance and the tobacco stick 100 is proportional within the length range that is usually used (length 5 mm to 200 mm), and if the length of the tobacco stick 100 is doubled, The ventilation resistance also doubles.
  • the rod-shaped tobacco stick 100 has a columnar shape that satisfies a shape with an aspect ratio defined as below of 1 or more.
  • Aspect ratio h/w
  • w is the width of the tip 102 of the tobacco stick 100
  • h is the length in the axial direction, and preferably h ⁇ w.
  • the cross-sectional shape of the tobacco stick 100 is not particularly limited, and may be a polygon, a rounded polygon, a circle, an ellipse, or the like.
  • the width w of the tobacco stick 100 is the diameter when the cross-sectional shape of the tobacco stick 100 is circular, the major axis when the cross-sectional shape is oval, and the diameter of the circumscribed circle or the major axis of the circumscribed ellipse when the cross-sectional shape is polygonal or rounded polygon. be.
  • the length h of the tobacco stick 100 in the axial direction is not particularly limited, and is, for example, usually 40 mm or more, preferably 45 mm or more, and more preferably 50 mm or more. Moreover, it is usually 100 mm or less, preferably 90 mm or less, and more preferably 80 mm or less.
  • the width w of the tip 102 of the tobacco stick 100 is not particularly limited, and is, for example, usually 5 mm or more, preferably 5.5 mm or more. Moreover, it is usually 10 mm or less, preferably 9 mm or less, and more preferably 8 mm or less.
  • the ratio of the length of the cooling segment 121 and the filter segment 122 (cooling segment: filter segment) in the length of the tobacco stick 100 is not particularly limited, but from the viewpoint of the amount of flavor delivered and the appropriate aerosol temperature, it is usually 0. 60-1.40: 0.60-1.40, 0.80-1.20: preferably 0.80-1.20, 0.85-1.15: 0.85-1 .15 is more preferable, 0.90 to 1.10: 0.90 to 1.10 is even more preferable, 0.95 to 1.05: 0.95 to 1.05 is more preferable. Particularly preferred.
  • the cooling effect By setting the ratio of the lengths of the cooling segment 121 and the filter segment 122 within the above range, the cooling effect, the effect of suppressing the loss caused by generated steam and aerosol adhering to the inner wall of the cooling segment 121, and the effect of suppressing the filter air
  • the amount and flavor adjustment functions are well-balanced, and good flavor and flavor intensity can be achieved.
  • the tobacco stick 100 is shown as an example of the "aerosol forming article" in the present invention, but the present invention is not limited thereto.
  • the "aerosol-forming article” may be any filler containing an aerosol source.
  • the aerosol source includes the aerosol substrate described above.
  • the aerosol source may contain a flavor source, but the flavor source may be a plant other than tobacco, such as mint, Chinese medicine, herbs, etc.
  • the "aerosol-forming article” does not have to be stick-shaped, but may be capsule-shaped or cartridge-shaped.
  • the tobacco stick 100 has the microwave shield 140 in each of the above embodiments, it may not have the microwave shield 140.
  • a lid portion provided with a microwave shield may be provided to cover the opening 13 and the mouthpiece portion 120.
  • the heat insulating layer 18 was provided on the side surface 12a side with respect to the microwave shield 16, but it may be provided on the side opposite to the side surface 12a side with respect to the microwave shield 16. Further, the heat insulating layer 18 may be provided on both the side surface 12a side and the opposite side with respect to the microwave shield 16.
  • the support portion 17 is formed of a material that has heat insulating properties, but it may not have heat insulating properties. In this case, a member having heat insulation properties may be provided separately from the support portion 17.
  • the support portion 17 is provided on the side opposite to the side surface 12a with respect to the microwave shield 16, but it may be provided on the side surface 12a side with respect to the microwave shield 16. Further, the support portion 17 may not be provided.
  • the air flow path 14 communicating with the accommodating part 12 was provided independently of the accommodating part 12, but the present invention is not limited to this. That is, at least a portion of the air flow path 14 may be provided in the housing section 12.
  • the air flow path 14 may include a gap between the tobacco stick 100 and the support portion 17, or may include a penetration portion that penetrates the microwave shield 16 in the radial direction.
  • An aerosol generation device in which an aerosol source (tobacco rod portion 110) can be inserted and removed, a housing part (housing part 12) capable of housing at least a portion of the aerosol source; a microwave oscillator (microwave oscillator 20) that oscillates microwaves; an antenna (antenna 21) that supplies the microwave to the housing section; a microwave shield (microwave shield 16) provided along a side surface (side surface 12a) of the housing section and blocking the microwave;
  • the microwave shield is composed of a metal linear member (Litz wire 16A) or a metal mesh (metal mesh 16B). Aerosol generator.
  • the microwave shield when the microwave shield is a metal linear member, the area through which the current flows can be increased and the temperature rise of the entire microwave shield can be suppressed. Furthermore, when the microwave shield is a metal mesh, the presence of the air layer cools the shield and suppresses the temperature rise of the shield as a whole.
  • the microwave shield is composed of the linear member wound into a cylindrical shape or the metal mesh having a cylindrical shape. Aerosol generator.
  • the microwave shield since the microwave shield is cylindrical, the microwave shield can be provided so as to surround the inside of the housing part. Therefore, microwaves can be blocked more reliably.
  • the microwave shield is composed of the linear member wound into a cylindrical shape,
  • the linear member is a litz wire (litz wire 16A), Aerosol generator.
  • the area through which current flows can be increased and the temperature rise of the entire shield can be suppressed.
  • the microwave shield is composed of a plurality of shield members (shield members 16b) arranged along the entire circumference of the side surface of the accommodating part, A gap large enough to block the microwave is provided between the adjacent shield members, Aerosol generator.
  • the microwave shield is constituted by a plurality of shield members arranged along the entire circumference of the side surface of the accommodating part, the shield member can be used more flexibly according to the shape of the accommodating part. can be placed. Moreover, since the gap between adjacent shield members has a size that blocks microwaves, leakage of microwaves to the outside can be prevented.
  • the aerosol generation device according to any one of (1) to (4), Further comprising a support part (support part 17) that supports the microwave shield,
  • the supporting portion is provided on at least one side of the accommodating portion and a side opposite to the side surface with respect to the microwave shield. Aerosol generator.
  • the linear member or metal mesh can be wound along the support portion.
  • the aerosol generation device according to (5), The support part is made of a heat insulating material. Aerosol generator.
  • heat from the microwave shield is suppressed from being transferred to the outer surface of the aerosol generating device or the aerosol source.
  • the microwave shield further includes a heat insulating layer (insulating layer 18) provided on at least one side of the side surface of the accommodating portion and the side opposite to the side surface side. Aerosol generator.
  • a heat insulating layer is provided on at least one side of the accommodating portion and the side opposite to the lateral side of the microwave shield, so that the heat generated in the microwave shield is accommodated. transmission to the outside of the body can be suppressed.
  • aerosol generation device according to any one of (1) to (7), an aerosol-forming article (tobacco stick 100) including the aerosol source; Aerosol generation system (aerosol generation system 1).
  • the microwave shield when the microwave shield is a metal linear member, the area through which current flows can be increased and the temperature rise of the entire microwave shield can be suppressed. Furthermore, when the microwave shield is a metal mesh, the presence of the air layer cools the shield and suppresses the temperature rise of the shield as a whole.
  • Aerosol generation device 12 Storage section 12a Side surface 16 Microwave shield 16A Litz wire 16b Shield member 17 Support section 18 Heat insulating layer 20 Microwave oscillator 21 Antenna 100 Cigarette stick (aerosol forming article)

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Abstract

エアロゾル生成装置(10)は、エアロゾル源の少なくとも一部を収容可能な収容部(12)と、マイクロ波を発振するマイクロ波発振器(20)と、マイクロ波を収容部(12)に供給するアンテナ(21)と、収容部(12)の側面(12a)に沿って設けられ、マイクロ波を遮断するマイクロ波シールド(16)と、を備える。マイクロ波シールド(16)は、金属の線状部材16A又は金属メッシュ16Bで構成される。

Description

エアロゾル生成装置、及びエアロゾル生成システム
 本発明は、マイクロ波による加熱方式であるエアロゾル生成装置、及びエアロゾル生成システムに関する。
 加熱式たばこ等のエアロゾル生成装置には、エアロゾル源が内蔵されたエアロゾル形成物品(カプセルやスティック等)を加熱する加熱部が搭載されている。特許文献1から4には、マイクロ波(300MHzから300GHzの間の周波数の電磁波)を発振する高周波発振器を加熱部としたエアロゾル生成装置が開示されており、マイクロ波によりエアロゾル源を加熱する構成が開示されている。マイクロ波による加熱方式は、エアロゾル源を均一に加熱することができ、また、非接触加熱であるため、エアロゾル源の残留物が加熱部に堆積していくことを抑制することができるといった利点を有する。
 マイクロ波による加熱方式では、マイクロ波がエアロゾル生成装置の外部に漏洩した場合、使用者や周囲の電子機器等に対して意図しない影響を及ぼす虞がある。そのため、エアロゾル源が収容されてマイクロ波による加熱が行われる収容部には、マイクロ波が外部に漏洩しないようにマイクロ波シールドが設けられている。
国際公開第2020/015223号 中国特許出願公開第110279151号明細書 中国特許出願公開第110141002号明細書 中国特許出願公開第108777893号明細書
 しかしながら、マイクロ波シールドが金属から形成される場合、マイクロ波により発熱する虞がある。具体的には、マイクロ波を吸収したマイクロ波シールドには高周波の交流電流が流れ、交流電流が表皮効果によりマイクロ波シールドの表面に集中し、表面が高温となり易い。
 マイクロ波シールドが高温になると、他の部材に伝熱してエアロゾル生成装置が高温となる虞がある。また、エアロゾル源に対して不要な熱を与えてしまう虞もある。
 本発明は、マイクロ波シールドが高温となることを抑制できるエアロゾル生成装置、及びエアロゾル生成システムを提供する。
 本発明は、
 エアロゾル源を挿抜可能なエアロゾル生成装置であって、
 前記エアロゾル源の少なくとも一部を収容可能な収容部と、
 マイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、
 前記マイクロ波を前記収容部に供給するアンテナと、
 前記収容部の側面に沿って設けられ、前記マイクロ波を遮断するマイクロ波シールドと、を備え、
 前記マイクロ波シールドは、金属の線状部材又は金属メッシュで構成される。
 また、本発明は、
 エアロゾル生成システムであって、
 上記エアロゾル生成装置と、
 前記エアロゾル源を含むエアロゾル形成物品と、を備える。
 本発明によれば、マイクロ波シールドが高温となることを抑制できる。
本発明のエアロゾル生成システム1の概略図である。 本発明の第1実施形態における、筒状に巻かれたリッツ線16Aの断面図である。 本発明の第2実施形態における、筒状の金属メッシュ16Bの断面図である。 本発明の変形例2における、たばこスティック100の挿抜方向から見たマイクロ波シールド16の断面図である。 支持部17の材料の一例を示す図である。 たばこスティック100の構成を示す斜視図である。 たばこスティック100の構成を示す断面図である。
 以下、本発明の各実施形態のエアロゾル生成システムについて図面を参照しながら説明する。
《第1実施形態》
 エアロゾル生成システム1は、香味源及びエアロゾル源が内蔵されたたばこスティック100と、マイクロ波によりエアロゾル源を加熱してエアロゾルを生成し、生成したエアロゾルを吸引するためのエアロゾル生成装置10と、を備える。エアロゾル生成システム1は、手中におさまるサイズであることが好ましい。
 本実施形態に係るたばこスティック100は略円筒形のロッド形態である。たばこスティック100は、たばこロッド部110と、マウスピース部(吸口部)120と、これらを一体に連結するチップペーパー130を含む。マウスピース部120は、たばこロッド部110と共にチップペーパー130によって巻装されることによってたばこロッド部110と同軸に連結されている。なお、たばこスティック100の形状は、略円筒形状に限られず、エアロゾル生成システム1に応じて、例えば、角形状や、楕円形状、板状等であってもよい。また、特に図示しないが、たばこスティック100は、たばこロッド部110よりも上流側の端部に、たばこ充填物の脱落を抑制する、フィルタセグメントなどで構成されるプラグ部を有していてもよい。ここで、たばこスティック100は、本発明における「エアロゾル形成物品」に相当する。また、たばこロッド部110は、本発明における「エアロゾル源」に相当する。
 符号101は、たばこスティック100(マウスピース部120)の吸い口端である。符号102は、たばこスティック100における吸い口端101とは反対側の先端である。たばこロッド部110は、たばこスティック100における先端102側に配置されている。
 マウスピース部120には、マイクロ波を遮断し且つ空気を通過させるマイクロ波シールド140が設けられている。たばこスティック100は、マイクロ波シールド140及びたばこロッド部110がエアロゾル生成装置10の内部に配置されるようにして、エアロゾル生成装置10に挿抜可能である。ここで、たばこスティック100をエアロゾル生成装置10に対して挿抜する方向を、単に挿抜方向と称する。たばこスティック100のより詳細な説明については、図6及び図7を用いて後述する。
[エアロゾル生成装置の構成]
 エアロゾル生成装置10は、マイクロ波発振器20と、アンテナ21と、制御部30と、電源部40と、これらを収容するケース11を備える。
 ケース11には、開口部13からたばこスティック100の少なくとも一部を収容可能な収容部12と、収容部12に連通して収容部12に空気を導入可能な空気流路14と、が設けられている。収容部12は、挿抜方向に延びる側面12aと、挿抜方向において開口部13とは反対側に設けられる底面12bと、を有する。空気流路14は、外部に開口する空気導入部14aと、収容部12に開口する連通部14bとを有する。空気流路14の配置は任意に決めることができ、例えば、図1の一例では、連通部14bが収容部12の底面12bに位置するように設けている。
 マイクロ波発振器20は、例えば半導体式(solid state)発振器であり、マイクロ波(300MHzから300GHzの間の高周波電磁界)を生成する。半導体式発振器は、例えばLDMOSトランジスタ、GaAs FET、SiC MESFET、GaN HFETである。マイクロ波発振器20は、特に限定されるものではないが、周波数が2.40~2.50GHzであるマイクロ波を生成し得る。本実施形態では、マイクロ波発振器20は、周波数が2.45GHzであるマイクロ波を生成する。
 マイクロ波発振器20は、高周波電磁界を増幅するための増幅器を備えてもよい。マイクロ波発振器20そのものが増幅器の機能を有するものであってもよいし、マイクロ波発振器20とは別の電子部品を使用して、増幅器を備えてもよい。
 高周波電磁界を生成する装置としてマグネトロン式発振器もあるが、マイクロ波発振器20として半導体式発振器を用いる場合、マグネトロン式発振器を用いる場合と比較して本体を小型化することが可能である。また、半導体式発振器は、マグネトロン式発振器と比較してより低い動作電圧で動作が可能であり、周波数安定度や出力安定度が高い。ただし、本実施形態のマイクロ波発振器20は、マイクロ波を生成できればよく、マグネトロン式発振器であってもよい。
 マイクロ波発振器20で発生したマイクロ波はアンテナ21へ導かれる。アンテナ21は、エアロゾル源を加熱するためのマイクロ波を収容部12内に放射する。マイクロ波をマイクロ波発振器20からアンテナ21へ導くために、マイクロ波発振器20とアンテナ21との間には導波管や同軸ケーブルが設けられる。なお、マイクロ波発振器20とアンテナ21を直接接続する場合には、導波管や同軸ケーブルを省略してもよい。
 アンテナ21は、例えばロッド状であって、その径方向の外側に向けてマイクロ波を放射する。アンテナ長は、放射する高周波電磁波の周波数に応じて適宜設定することができる。例えば、アンテナ21がロット状のアンテナ(ダイポール型アンテナ)であり、生成されるマイクロ波の周波数が2.45GHz(波長は約120mm)である場合、アンテナ長は約30mm(すなわち、1/4波長)に設定することができる。また、アンテナ径は、例えば1mmである。なお、アンテナ21の形状は、ロッド状に限定されるものではなく、例えば、平面上のアンテナ(パッチアンテナなど)を用いてもよい。
 アンテナ21は、マイクロ波の発振箇所が収容部12に向くようにして、例えば、収容部12の底面12bに配置される。本実施形態では、アンテナ21はロッド状であり、収容部12の内部でたばこスティック100に挿入または穿刺されるように配置されている。ただし、アンテナ21の配置については、様々な態様を採用することができる。アンテナ21の少なくとも一部は、収容部12内に位置するように配置されてもよい。例えば、アンテナ21は、たばこスティック100と接するように配置されてもよく、または、たばこスティック100と離間して配置されてもよい。さらに、アンテナ21は、収容部12内に位置していなくてもよく、その場合、アンテナ21と収容部12とを導波管で繋げばよい。
 なお、マイクロ波発振器20とアンテナ21の間に、たばこスティック100に吸収されずマイクロ波発振器20に向かって戻ってくる反射波を吸収して、マイクロ波発振器20を保護するアイソレータを設けてもよい。また、マイクロ波発振器20とアンテナ21の間に、マイクロ波発振器20からの入射波の電力とたばこスティック100からの反射波の電力を検出するパワーモニタや、マイクロ波発振器20側のインピーダンスとたばこスティック100側のインピーダンスとを整合させて、反射波の電力を低減させるインピーダンス整合部を設けてもよい。
 制御部30は、演算処理装置及び制御装置として機能し、各種プログラムに従ってエアロゾル生成装置内の動作全般を制御する。制御部30は、例えばCPU(Central Processing Unit)、又はマイクロプロセッサ等の電子回路によって実現される。
 電源部40は、制御部30による制御に基づいて、マイクロ波発振器20に電力を供給する。電源部40は、例えば、リチウムイオン二次電池等の充電式バッテリにより構成される。
[マイクロ波の遮断構造]
 次に、たばこスティック100及び収容部12により形成されるマイクロ波の遮断構造について説明する。
 たばこスティック100に設けられるマイクロ波シールド140は、マイクロ波が不透過である金属材料から構成されており、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、銀、金、銅、ニッケル、クロム、及びこれらを含む合金からなる群から選択される少なくとも一つで形成される。
 マイクロ波の大部分はこれらの金属材料により構成されたマイクロ波シールド140に反射される(すなわち、不透過である)が、マイクロ波の一部はマイクロ波シールド140の内部に浸透して、マイクロ波シールド140を通過し得る。また、マイクロ波が浸透する深さ(表皮深さ)は金属材料によって異なる。マイクロ波を確実に遮断するためには、マイクロ波シールド140の厚みを金属材料に応じた表皮深さ以上とすることが好ましい。
 また、マイクロ波シールド140には、空気を通過させる複数の孔が形成されている。一般に、孔の径がマイクロ波の半波長より小さい場合にはマイクロ波は孔を通過せず遮断されるため、孔の径はマイクロ波の半波長より小さくする必要がある。本実施形態において、周波数が2.45GHzであるマイクロ波の波長は約120mmであるため、孔の径は60mmより小さいものとすればよい。
 このようなマイクロ波を遮断し且つ空気を通過させるマイクロ波シールド140として、例えば、金属メッシュが用いられる。金属メッシュは、金網やパンチングメタル等、表面に複数の孔を有する金属部材である。また、マイクロ波シールド140は、樹脂などの材料の表面に上記の金属材料を厚みが表皮深さ以上となるようにコーティングすることで形成されてもよい。これにより、軽量で安価なマイクロ波シールド140を形成することができる。
 たばこスティック100がエアロゾル生成装置10に装着されたとき、マイクロ波シールド140は収容部12の内部に位置する。これにより、収容部12の開口部13に向かって伝播するマイクロ波は、マイクロ波シールド140により遮断される。
 収容部12には、底面12bに設けられるマイクロ波シールド15と、側面12aに設けられるマイクロ波シールド16と、が設けられている。
 マイクロ波シールド15は、マイクロ波シールド140と同様に、マイクロ波が不透過である金属材料から形成される。マイクロ波シールド15は、例えば、金属プレートや金属フィルム等である。また、マイクロ波シールド15には、少なくとも連通部14bに対応する位置に、マイクロ波を遮断し且つ空気を通過させる金属メッシュが設けられる。これにより、収容部12の底面12b及び空気流路14に向かって伝播するマイクロ波は、マイクロ波シールド15により遮断される。なお、マイクロ波シールド15を金属メッシュで形成し、底面12b全体を覆ってもよい。
 マイクロ波シールド16は、マイクロ波シールド140、15と同様に、マイクロ波が不透過である金属材料から形成される。マイクロ波シールド16は、収容部12の側面12aに沿って設けられており、たばこスティック100の挿抜方向(以下、軸方向とも称する)に延びる筒形状を有する。マイクロ波シールド16の径方向内側(すなわち、収容部12の側面12a側とは反対側)には、たばこスティック100が収容される収容キャビティ12cが設けられる。
 マイクロ波シールド16は、収容部12の底面12bから開口部13に向かって軸方向に延びている。アンテナ21が底面12bから開口部13に向かって軸方向に延びるロッド状アンテナである場合、マイクロ波シールド16の軸方向の長さLsは、アンテナ21の軸方向の長さLaよりも長いことが好ましい。具体的には、Lsは、La+10mm以上が好ましく、La+20mm以上がより好ましい。
 このような構成を有するマイクロ波シールド16によると、収容部12の側面12aに向かって伝播するマイクロ波は、マイクロ波シールド16により遮断される。マイクロ波シールド16の詳細については、後述する。
 以上のようにして構成されたマイクロ波シールド140、15、16は、互いに協同してマイクロ波発振器20からのマイクロ波を収容部12に閉じ込め、マイクロ波の外部への漏洩を防止する。
 上述のとおり、一般に、マイクロ波の大部分はマイクロ波シールドにより反射されるが、マイクロ波の一部はマイクロ波シールドに浸透する。これにより、マイクロ波シールドの内部で高周波の交流電流が発生することがある。マイクロ波シールドで発生した高周波の交流電流は表皮効果により金属の表面に集中して流れるため、マイクロ波シールドを構成する金属の見かけ上の抵抗値が大きくなる。よって、マイクロ波シールドの表面は、ジュール熱により発熱し、高温となり得る。
 第1実施形態では、マイクロ波シールド16の表面が高温となることを抑制するために、マイクロ波シールド16を、筒状に巻かれた金属の線状部材により構成する。このような線状部材は、例えば、複数の導線を撚り合わせて構成されるリッツ線16Aである。
 図2は、軸方向に沿った収容部12の断面図であり、リッツ線16Aの一部を示している。マイクロ波シールド16の内側面(たばこスティック100に対向する面)には、各導線を撚り合わせたことによる凹凸が形成されるため、マイクロ波シールド16は広い面積でマイクロ波を吸収する。なお、図2の一例では、7本の導線がリッツ線16Aを構成しているが、リッツ線16Aを構成する導線の数は7本に限られず、任意である。また、図2では、たばこスティック100を省略している。
 収容部12には、軸方向に延びる筒形状の支持部17が設けられている。支持部17は、マイクロ波シールド16に対して、収容部12の側面12a側とは反対側(すなわち、径方向内側)に設けられており、すなわち、収容キャビティ12c内に設けられている。リッツ線16Aは、支持部17の外側面17aに沿って軸方向に延びるように巻かれ、支持部17に支持されている。
 支持部17の内径は、たばこスティック100が挿抜できるようにたばこスティック100の外径よりわずかに大きい。支持部17は、断熱性を有し、且つ、実質的にマイクロ波を吸収しない材料で形成されている。支持部17の詳細な説明については後述する。
 図2において太線で示すように、リッツ線16Aの表面積は、各導線の表面積の和となる。したがって、リッツ線16Aの表面積は、仮にマイクロ波シールド16が支持部17の外側面17aに沿って筒状に巻かれた金属プレートである場合における金属プレートの表面積よりも大きい。表皮効果によりリッツ線16Aの表面に集中して交流電流が流れるとき、リッツ線16Aの表面積が大きいことで交流電流が流れる面積も大きくなる。よって、マイクロ波シールド16がリッツ線16Aにより構成される場合、交流電流が流れる面積が大きくなることでマイクロ波シールド16の見かけ上の抵抗値は小さくなり、ジュール熱による発熱が抑制される。したがって、マイクロ波シールド16の温度上昇を抑制することができる。
 リッツ線16Aと収容部12の側面12aとの間には、断熱層18を形成してもよい。本実施形態では、断熱層18は空気層である。これにより、リッツ線16Aで発生した熱が収容部12の外部に伝達することを抑制することができる。なお、断熱層18は空気層に限られず、エアロゲル等の断熱材を設けた層であってもよい。
《変形例1》
 上記の第1実施形態では、マイクロ波シールド16を構成する線状部材として、リッツ線16Aを用いたが、これに限られない。例えば、線状部材が筒状に巻かれた一本の導線であってもよい。一本の導線の表面積も、仮にマイクロ波シールド16が支持部17の外側面17aに沿って筒状に巻かれた金属プレートである場合における金属プレートの表面積よりも大きい。したがって、リッツ線16Aの場合と同様に、マイクロ波シールド16の温度上昇を抑制することができる。
《第2実施形態》
 続いて、本発明の第2実施形態であるエアロゾル生成システム1について、図3を参照しながら説明する。第1実施形態と共通する部材は、共通の符号を付してその説明を省略する。
 第2実施形態では、マイクロ波シールド16の表面が高温となることを抑制するために、マイクロ波シールド16は、金属メッシュ16Bにより構成される。金属メッシュ16Bは、金網やパンチングメタル等、表面に複数の貫通孔16aを有する金属部材である。
 図3は、軸方向に沿った収容部12の断面図であり、金属メッシュ16Bの一部を示している。金属メッシュ16Bは支持部17の外側面17aに筒状に巻かれており、支持部17に支持されている。マイクロ波シールド16を筒状に巻くとき、マイクロ波シールド16の周方向における両端を繋げてもよいし、両端を離隔させて隙間を形成し、略C字形状としてもよい。ただし、両端を離隔させて形成された隙間は、マイクロ波が遮断される大きさであり、具体的にはマイクロ波の半波長より小さくする。なお、図3では、たばこスティック100を省略している。
 表皮効果により金属メッシュ16Bの表面に集中して交流電流が流れるとき、金属メッシュ16Bは発熱する。金属メッシュ16Bの表面には複数の貫通孔16aが設けられているため、金属メッシュ16Bの表面は、貫通孔16a内の空気により冷却され、発熱による温度上昇が抑制される。よって、マイクロ波シールド16が支持部17の外側面17aに沿って筒状に巻かれた金属プレートである場合と比べて、マイクロ波シールド16の温度上昇を抑制できる。
 金属メッシュ16Bと収容部12の側面12aとの間には、第1実施形態と同様に、断熱層18を形成してもよい。
《変形例2》
 上記の各実施形態では、マイクロ波シールド16は単一の部材から構成されたが、複数の部材により構成されていてもよい。
 例えば、図4に示すように、挿抜方向に直交する収容部12の断面が矩形状であるとき、マイクロ波シールド16は、各側面12aに対応する4つのシールド部材16bから構成され、これら4つのシールド部材16bが側面12aの全周に沿って並ぶように設けられてもよい。各シールド部材16bは、収容部12の各側面12aに対応する矩形状を有する。このとき、隣り合うシールド部材16bの間には、マイクロ波が遮断される大きさの隙間(具体的には、マイクロ波の半波長より小さい大きさの隙間)が設けられてもよい。
 また図示は省略するが、挿抜方向に直交する収容部12の断面が円形や楕円形等であるときも同様に、マイクロ波シールド16は複数のシールド部材16bから構成され得る。例えば、挿抜方向に直交する収容部12の断面が円形である場合、各シールド部材16bを収容部12の側面12aに沿って湾曲した円弧形状に形成し、複数のシールド部材16bを収容部12の側面12aの全周に沿って並べることで、略円形断面と近似できるマイクロ波シールド16を形成してもよい。また、各シールド部材16bを湾曲させずに複数のシールド部材16bを収容部12の側面12aの全周に沿って並べ、略円形断面と近似できるマイクロ波シールド16を形成してもよい。なお、隣り合うシールド部材16bの間には、マイクロ波が遮断される大きさの隙間(具体的には、マイクロ波の半波長より小さい大きさの隙間)が設けられてもよい。
 このようにマイクロ波シールド16は複数のシールド部材16bにより構成されることで、収容部12の形状に応じてより柔軟に、シールド部材16bを配置することができる。
 なお、図4に示す一例では、隣り合うシールド部材16bの間の隙間が小さく、マイクロ波シールド16が筒形状を有していると言えるが、これに限られない。例えば、当該隙間が大きくなり、マイクロ波シールド16が筒形状であるとは言えない場合であっても、当該隙間がマイクロ波が遮断される大きさ(具体的には、マイクロ波の半波長より小さい大きさ)を有していれば、複数のシールド部材16bによりマイクロ波シールド16が構成され得る。
[支持部の構成]
 次に、上記の各実施形態における支持部17の構成について、その詳細を説明する。
 上述のとおり、支持部17は、筒状であり、その外側面17aが、マイクロ波シールド16の内側面に沿って設けられている。また、支持部17は、マイクロ波シールド16、及び収容部12の側面12aと同軸に設けられている。
 支持部17は、軸方向と直交する断面において、内側が内部空間となっている。この内部空間の形状は、たばこスティック100と略同一に形成され、収容キャビティ12cの一部を構成する。即ち、支持部17の内径が、たばこスティック100の外径と略同一に形成されている。なお、支持部17は、軸方向と直交する断面が厳密に円形でなくても概ね円形で、たばこスティック100を挿入可能な形状であればよい。また、たばこスティック100の挿抜方向と直交する断面の形状が、楕円形や矩形であった場合、支持部17は、内部空間が、たばこスティック100と同形状となるように、楕円柱状や角柱状に形成されてもよい。この場合、マイクロ波シールド16も同様に、楕円柱状や角柱状に形成されてもよい。これにより、たばこスティック100が収容キャビティ12cに挿入される際、支持部17の内側面17bが、たばこスティック100の外周面と接して、たばこスティック100の挿入をガイドする。また、支持部17は、マイクロ波シールド16と比べて熱伝導率の低い材料で形成されているため、上述のように支持部17が、たばこスティック100と接する位置に配置され、たばこスティック100とマイクロ波シールド16とを隔てることにより、たばこスティック100が加熱された際の熱がマイクロ波シールド16へ逃げるのを抑制する。
 支持部17は、軸方向の長さが、収容キャビティ12cよりも短く形成され、収容部12の開口部13付近に配置されてもよい。即ち、支持部17は、たばこスティック100の挿抜方向において、収容部12の底面12bに近い端部が底面12bから離間した位置に配置されてもよい。このような構成によると、収容部12の軸方向において、支持部17と底面12bとの間には、支持部17が設けられていない空隙が形成される。支持部17は、十分に熱伝導率の低い材料で形成されるが、熱を伝える部材を設けず上記空隙とした方が、より効果的に熱の拡散を抑制できる。このため、支持部17は、たばこスティック100のガイドが必要な部分のみに設けられ、たばこスティック100との接触面積が必要最小限となるように形成できる。なお、支持部17の配置は、断熱効果だけでなく、強度や重量バランス、熱膨張率などを加味して決定されてもよい。
 支持部17は、開口部13側から底面12b側にかけて同径の筒状であるが、これに限らず、支持部17は、開口部13側の径が大きくなるようにテーパ―状に形成されてもよい。これにより、たばこスティック100が挿入され易くなり、且つ支持部17の底面12b側部分では、内側面17bがたばこスティック100の外周面と接して、たばこスティック100の挿入を適切にガイドすることができる。
 また、支持部17は、たばこスティック100の挿抜方向と直交する方向(径方向)における厚さ寸法が、マイクロ波シールド16の厚さ寸法よりも大きく形成され、例えば、0.5mm~2.0mmとなっている。このように支持部17は、マイクロ波シールド16に対して厚く形成されることで、支持部17へ逃げる熱を抑制する。
 支持部17は、誘電体であり、アンテナ21から放射されるマイクロ波を過度に吸収すると、マイクロ波によるたばこスティック100の加熱を阻害することが考えられる。例えば、誘電損失P1は、次式のように求められる。
 P1=K・εr・tanδ・f・E [W/m]
 K:0.556×10-10
 εr:誘電体の比誘電率
 tanδ:誘電体の誘電損失角(誘電正接とも称する)
 f:周波数 [Hz]
 E:電解強度 [V/m]
 このため、支持部17は、比誘電率10以下、且つ誘電体損失角が0.1以下の物質で形成されている。図5は、このような支持部17の材料の一例を示す図である。このうち、比誘電率4以下、且つ誘電体損失角が0.001以下の物質が特に好ましく、このグループIに属する材料としては、石英ガラス、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリ乳酸、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミドが挙げられる。
 また、比誘電率が4を超え比誘電率が6以下であり、且つ誘電体損失角が0.1以下の物質が次に好ましく、このグループIIに属する材料としては、ソーダガラス、ステアタイト、紙、エポキシ、ポリカーボネート、ABS樹脂(アクリロニトリル ブタジエン スチレン共重合合成樹脂)、ポリアセタール、コポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、シリコーン、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)が挙げられる。
 更に、比誘電率が10以下であり、且つ誘電体損失角が0.001を超え0.002以下の物質であってもよく、このグループIIIに属する材料としては、アルミナ、ホウケイ酸ガラス、フォルステライト、又はポリプロピレンが挙げられる。
 グループI~IIIに属する材料のうち、少なくとも一つを用いて支持部17が形成されることにより、支持部17で吸収されるマイクロ波を少なくし、加熱効率の低下を抑えている。
 支持部17は、単一の材料で形成されても、複合材料で構成されてもよい。例えば、樹脂にガラス繊維を含有させたもの等、主要な材料に、添加材料としてフィラーや繊維を含有させた複合材料を用いて、支持部17が形成されてもよい。この場合、主要な材料と添加材料が共にグループI~IIIから選択されることが望ましいが、主要な材料がグループI~IIIから選択したものであれば、添加材料は他の材料を用いてもよい。また、支持部17は、石英ガラスの表面を樹脂でコーティングしたものや、石英ガラスと樹脂のメッシュを貼り合わせたものなど、異種の材料を構造的に組み合わせたものであってもよい。これにより、万一、支持部17が破損した場合でも破片の飛散を防止すること等が可能になる。なお、支持部17をマイクロ波シールド16の内側に配置する際、支持部17の外側面17aとマイクロ波シールド16の内側面とを接着することで、マイクロ波シールド16を支持部17の補強材として機能させることができる。これにより、支持部17に割れが生じた場合でもマイクロ波シールド16に担持されるので、収容キャビティ12c内への破片の脱落が防止される。この場合、支持部17を形成する材料として、脆い材料であっても選択することが可能になる。
 また、支持部17、マイクロ波シールド16、及びアンテナ21の表面には、表面加工が施されてもよい。この表面加工としては、表面の研磨、コート剤の塗布、樹脂コーティング等が挙げられる。例えば表面加工は、シリコンオイルの塗布や、ポリテトラフルオロエチレンによるコーティングであってもよい。これにより、収容部12の内面への汚れの付着が抑えられ、掃除が容易となる。更に、この表面加工によって支持部17の表面の滑りを良くすることで、支持部17のガイド機能が向上する。また、アンテナ21の表面の滑りを良くすることで、たばこスティック100挿入時のアンテナ21への負荷が抑えられると共に、たばこスティック100の挿入が容易となる。
[たばこスティックの構成]
 次に、図6及び図7を参照し、上記の各実施形態におけるたばこスティック100の構成について、その詳細を説明する。
 前述のとおり、たばこスティック100は、たばこロッド部110と、マウスピース部(吸口部)120と、チップペーパー130と、を含む。図6及び図7に示す例では、たばこスティック100は吸い口端101から先端102に沿った長手方向(以下、軸方向又はZ方向とも称す)の全長に亘って略一定の直径を有している。また、図6及び図7中のX方向及びY方向は、Z方向に直交する方向である。
<チップペーパー>
 チップペーパー130の材料は、特段制限されず、一般的な植物性の繊維(パルプ)で作製された紙や、ポリマー系(ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンなど)の化学繊維を用いたシート、ポリマー系のシート、金属箔等、或いは、これらを組み合わせた複合材料を用いることができる。例えば、紙基材にポリマー系シートを貼り合せた複合材料によってチップペーパー130を作製してもよい。なお、ここでいうチップペーパー130とは、例えば、たばこロッド部110とマウスピース部120とを連結するなど、たばこスティック100における複数のセグメントを接続するシート状材料を意味する。
 チップペーパー130の坪量は、特段制限されないが、通常32gsm以上、40gsm以下であり、33gsm以上、39gsm以下であることが好ましく、34gsm以上、38gsm以下であることがより好ましい。チップペーパー130の通気度は、特段制限されないが、通常0コレスタユニット以上、30000コレスタユニット以下であり、0コレスタユニット超、10000コレスタユニット以下であることが好ましい。通気度は、ISO 2965:2009に準拠して測定される値であり、紙の両面の差圧が1kPaのときに、1分ごとに面積1cm2を通過する気体の流量(cm3)で表される。1コレスタユニット(1コレスタ単位、1C.U.)は、1kPa下においてcm3/(min・cm2)である。
 チップペーパー130は、上記のパルプ以外に、填料が含有されていてもよく、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの金属炭酸塩、酸化チタン、二酸化チタン、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウムなどの金属硫酸塩、硫化亜鉛などの金属硫化物、石英、カオリン、タルク、ケイソウ土、石膏等が挙げられ、特に、白色度・不透明度の向上及び加熱速度の増加の観点から炭酸カルシウムを含んでいることが好ましい。また、これらの填料は1種を単独で、又は2種以上を併用してもよい。
 チップペーパー130は、上記のパルプや填料以外に、種々の助剤を添加してもよく、例えば、耐水性を向上させるために、耐水性向上剤を有することができる。耐水性向上剤には、湿潤紙力増強剤(WS剤)及びサイズ剤が含まれる。湿潤紙力増強剤の例を挙げると、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン(PAE)等である。また、サイズ剤の例を挙げると、ロジン石けん、アルキルケテンダイマー(AKD)、アルケニル無水コハク酸(ASA)、ケン化度が90%以上の高ケン化ポリビニルアルコール等である。
 チップペーパー130には、その表面及び裏面の2面うち、少なくとも1面にコーティング剤が添加されてもよい。コーティング剤としては特に制限はないが、紙の表面に膜を形成し、液体の透過性を減少させることができるコーティング剤が好ましい。
 チップペーパー130の製造方法は、特段制限されず、一般的な方法を適用することができ、例えば、パルプを主成分とする態様の場合、パルプを用いて長網抄紙機、円網抄紙機、円短複合抄紙機等による抄紙工程の中で、地合いを整え均一化する方法が挙げられる。なお、必要に応じて、湿潤紙力増強剤を添加して巻紙に耐水性を付与したり、サイズ剤を添加して巻紙の印刷具合の調整を行ったりすることができる。
<たばこロッド部>
 たばこロッド部110の構成は、特段制限されず、一般的な態様とすることができる。例えば、たばこ充填物111が巻紙112により巻装されたものを用いることができる。
[たばこ充填物]
 たばこ充填物111は、香味源として、例えば、たばこ葉や、たばこ葉の抽出物、これらの加工品を含む。本実施形態において、たばこ充填物111は、たばこ刻みを含んで構成されている。たばこ充填物111に含まれるたばこ刻みの材料は特に限定されず、ラミナや中骨等の公知のものを用いることができる。また、乾燥したたばこ葉を平均粒径が20μm以上、200μm以下になるように粉砕してたばこ粉砕物とし、これを均一化したものをシート加工したもの(以下、単に均一化シートともいう)を刻んだものであってもよい。さらに、たばこロッドの長手方向と同程度の長さを有する均一化シートを、たばこロッドの長手方向と略水平に刻んだものをたばこロッドに充填する、いわゆるストランドタイプであってもよい。また、たばこ刻みの幅は、たばこロッド部110に充填するうえで0.5mm以上、2.0mm以下であることが好ましい。また、たばこロッド部110に含まれる乾燥たばこ葉の含有量は、特段制限されないが、200mg/ロッド部以上、800mg/ロッド部以下を挙げることができ、250mg/ロッド部以上、600mg/ロッド部以下が好ましい。この範囲は、特に、円周22mm、長さ20mmのたばこロッド部110において好適である。
 たばこ刻み及び均一化シートの作製に用いるたばこ葉について、使用するたばこの種類は、様々なものを用いることができる。例えば、黄色種、バーレー種、オリエント種、在来種、その他のニコチアナ-タバカム系品種、ニコチアナ-ルスチカ系品種、及びこれらの混合物を挙げることができる。混合物については、目的とする味となるように、前記の各品種を適宜ブレンドして用いることができる。前記たばこの品種の詳細は、「たばこの事典、たばこ総合研究センター、2009.3.31」に開示されている。前記均一化シートの製造方法、すなわち、たばこ葉を粉砕して均一化シートに加工する方法は従来の方法が複数存在している。1つ目は抄紙プロセスを用いて抄造シートを作製する方法である。2つ目は水等の適切な溶媒を、粉砕したたばこ葉に混ぜて均一化した後に金属製板もしくは金属製板ベルトの上に均一化物を薄くキャスティングし、乾燥させてキャストシートを作製する方法である。3つ目は水等の適切な溶媒を、粉砕したたばこ葉に混ぜて均一化したものをシート状に押し出し成型して圧延シートを作製する方法である。前記均一化シートの種類については、「たばこの事典、たばこ総合研究センター、2009.3.31」に詳細が開示されている。
 たばこ充填物111の水分含有量は、たばこ充填物111の全量に対して10重量%以上、15重量%以下を挙げることができ、11重量%以上、13重量%以下であることが好ましい。このような水分含有量であると、巻染みの発生を抑制し、たばこロッド部110の製造時の巻上適性を良好にする。たばこ充填物111に含まれるたばこ刻みの大きさやその調製法については特に制限はない。例えば、乾燥したたばこ葉を、幅0.5mm以上、2.0mm以下に刻んだものを用いてもよい。また、均一化シートの粉砕物を用いる場合、乾燥したたばこ葉を平均粒径が20μm~200μm程度になるように粉砕して均一化したものをシート加工し、それを幅0.5mm以上、2.0mm以下に刻んだものを用いてもよい。
 たばこ充填物111は、エアロゾル煙を生成するエアロゾル基材を含む。当該エアロゾル基材の種類は、特に限定されず、用途に応じて種々の天然物からの抽出物質及び/又はそれらの構成成分を選択することができる。エアロゾル基材としては、グリセリン、プロピレングリコール、トリアセチン、1,3-ブタンジオール、及びこれらの混合物を挙げることができる。たばこ充填物111中のエアロゾル基材の含有量は、特に限定されず、十分にエアロゾルを生成させるとともに、良好な香味の付与の観点から、たばこ充填物の全量に対して通常5重量%以上であり、好ましくは10重量%以上であり、また、通常50重量%以下であり、好ましくは15重量%以上、25重量%以下である。
 たばこ充填物111は、香料を含んでいてもよい。当該香料の種類は、特に限定されず、良好な香味の付与の観点から、アセトアニソール、アセトフェノン、アセチルピラジン、2-アセチルチアゾール、アルファルファエキストラクト、アミルアルコール、酪酸アミル、トランス-アネトール、スターアニス油、リンゴ果汁、ペルーバルサム油、ミツロウアブソリュート、ベンズアルデヒド、ベンゾインレジノイド、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、フェニル酢酸ベンジル、プロピオン酸ベンジル、2,3-ブタンジオン、2-ブタノール、酪酸ブチル、酪酸、カラメル、カルダモン油、キャロブアブソリュート、β-カロテン、ニンジンジュース、L-カルボン、β-カリオフィレン、カシア樹皮油、シダーウッド油、セロリーシード油、カモミル油、シンナムアルデヒド、ケイ皮酸、シンナミルアルコール、ケイ皮酸シンナミル、シトロネラ油、DL-シトロネロール、クラリセージエキストラクト、ココア、コーヒー、コニャック油、コリアンダー油、クミンアルデヒド、ダバナ油、δ-デカラクトン、γ-デカラクトン、デカン酸、ディルハーブ油、3,4-ジメチル-1,2-シクロペンタンジオン、4,5-ジメチル-3-ヒドロキシ-2,5-ジヒドロフラン-2-オン、3,7-ジメチル-6-オクテン酸、2,3-ジメチルピラジン、2,5-ジメチルピラジン、2,6-ジメチルピラジン、2-メチル酪酸エチル、酢酸エチル、酪酸エチル、ヘキサン酸エチル、イソ吉草酸エチル、乳酸エチル、ラウリン酸エチル、レブリン酸エチル、エチルマルトール、オクタン酸エチル、オレイン酸エチル、パルミチン酸エチル、フェニル酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ステアリン酸エチル、吉草酸エチル、エチルバニリン、エチルバニリングルコシド、2-エチル-3,(5または6)-ジメチルピラジン、5-エチル-3-ヒドロキシ-4-メチル-2(5H)-フラノン、2-エチル-3-メチルピラジン、ユーカリプトール、フェネグリークアブソリュート、ジェネアブソリュート、リンドウ根インフュージョン、ゲラニオール、酢酸ゲラニル、ブドウ果汁、グアヤコール、グァバエキストラクト、γ-ヘプタラクトン、γ-ヘキサラクトン、ヘキサン酸、シス-3-ヘキセン-1-オール、酢酸ヘキシル、ヘキシルアルコール、フェニル酢酸ヘキシル、ハチミツ、4-ヒドロキシ-3-ペンテン酸ラクトン、4-ヒドロキシ-4-(3-ヒドロキシ-1-ブテニル)-3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン、4-(パラ-ヒドロキシフェニル)-2-ブタノン、4-ヒドロキシウンデカン酸ナトリウム、インモルテルアブソリュート、β-イオノン、酢酸イソアミル、酪酸イソアミル、フェニル酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、フェニル酢酸イソブチル、ジャスミンアブソリュート、コーラナッツティンクチャー、ラブダナム油、レモンテルペンレス油、カンゾウエキストラクト、リナロール、酢酸リナリル、ロベージ根油、マルトール、メープルシロップ、メンソール、メントン、酢酸L-メンチル、パラメトキシベンズアルデヒド、メチル-2-ピロリルケトン、アントラニル酸メチル、フェニル酢酸メチル、サリチル酸メチル、4’-メチルアセトフェノン、メチルシクロペンテノロン、3-メチル吉草酸、ミモザアブソリュート、トウミツ、ミリスチン酸、ネロール、ネロリドール、γ-ノナラクトン、ナツメグ油、δ-オクタラクトン、オクタナール、オクタン酸、オレンジフラワー油、オレンジ油、オリス根油、パルミチン酸、ω-ペンタデカラクトン、ペパーミント油、プチグレインパラグアイ油、フェネチルアルコール、フェニル酢酸フェネチル、フェニル酢酸、ピペロナール、プラムエキストラクト、プロペニルグアエトール、酢酸プロピル、3-プロピリデンフタリド、プルーン果汁、ピルビン酸、レーズンエキストラクト、ローズ油、ラム酒、セージ油、サンダルウッド油、スペアミント油、スチラックスアブソリュート、マリーゴールド油、ティーディスティレート、α-テルピネオール、酢酸テルピニル、5,6,7,8-テトラヒドロキノキサリン、1,5,5,9-テトラメチル-13-オキサシクロ(8.3.0.0(4.9))トリデカン、2,3,5,6-テトラメチルピラジン、タイム油、トマトエキストラクト、2-トリデカノン、クエン酸トリエチル、4-(2,6,6-トリメチル-1-シクロヘキセニル)2-ブテン-4-オン、2,6,6-トリメチル-2-シクロヘキセン-1,4-ジオン、4-(2,6,6-トリメチル-1,3-シクロヘキサジエニル)2-ブテン-4-オン、2,3,5-トリメチルピラジン、γ-ウンデカラクトン、γ-バレロラクトン、バニラエキストラクト、バニリン、ベラトルアルデヒド、バイオレットリーフアブソリュート、N-エチル-p-メンタン-3-カルボアミド(WS-3)、エチル-2-(p-メンタン-3-カルボキサミド)アセテート(WS-5)が挙げられ、特に好ましくはメンソールである。また、これらの香料は1種を単独で用いても、又は2種以上を併用してもよい。
 たばこ充填物111中の香料の含有量は、特に限定されず、良好な香味の付与の観点から、通常10000ppm以上であり、好ましくは20000ppm以上であり、より好ましくは25000ppm以上であり、また、通常70000ppm以下であり、好ましくは50000ppm以下であり、より好ましくは40000ppm以下であり、さらに好ましくは33000ppm以下である。
[巻紙]
 巻紙112は、たばこ充填物111を巻装するためのシート材料であり、その構成は特段制限されず、一般的なものを用いることができる。例えば、巻紙112に用いられる原紙としては、セルロース繊維紙を用いることができ、より具体的には、麻もしくは木材あるいはそれらの混合物を挙げることができる。巻紙112における原紙の坪量は、例えば通常20gsm以上であり、好ましくは25gsm以上である。一方、坪量は通常65gsm以下、好ましくは50gsm以下、さらに好ましくは45gsm以下、である。上記の特性を有する巻紙112の厚みは、特に限定されず、剛性、通気性、及び製紙時の調整の容易性の観点から、通常10μm以上であり、好ましくは20μm以上であり、より好ましくは30μm以上であり、また、通常100μm以下であり、好ましくは75μm以下であり、より好ましくは50μm以下である。
 たばこロッド部110(たばこ充填物111)の巻紙112として、その形状は正方形又は長方形を挙げることができる。たばこ充填物111を巻装するため(たばこロッド部110を作製するため)の巻紙112として利用する場合、一辺の長さとして6mm~70mm程度を挙げることができ、もう一辺の長さとして15mm~28mm、また、もう一辺の好ましい長さとして22mm~24mm、さらに好ましい長さとして23mm程度を挙げることができる。
 上記のパルプの他に、巻紙112には填料が含まれてもよい。填料の含有量は、巻紙112の全重量に対して10重量%以上、60重量%未満を挙げることができ、15重量%以上、45重量%以下であることが好ましい。巻紙112では、好ましい坪量の範囲(25gsm以上、45gsm以下)において、填料が15重量%以上、45重量%以下であることが好ましい。さらに、坪量が25gsm以上、35gsm以下のとき、填料が15重量%以上、45重量%以下であることが好ましく、坪量が35gsm超、45gsm以下のとき、填料が25重量%以上、45重量%以下であることが好ましい。填料としては、炭酸カルシウム、二酸化チタン、カオリン等を使用することができるが、香味や白色度を高める観点等から炭酸カルシウムを使用することが好ましい。
 巻紙112には、原紙や填料以外の種々の助剤を添加してもよく、例えば、耐水性を向上させるために、耐水性向上剤を添加することができる。耐水性向上剤には、湿潤紙力増強剤(WS剤)及びサイズ剤が含まれる。湿潤紙力増強剤の例を挙げると、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアミドエピクロルヒドリン(PAE)等である。また、サイズ剤の例を挙げると、ロジン石けん、アルキルケテンダイマー(AKD)、アルケニル無水コハク酸(ASA)、ケン化度が90%以上の高ケン化ポリビニルアルコール等である。助剤として、紙力増強剤を添加してもよく、例えば、ポリアクリルアミド、カチオンでんぷん、酸化でんぷん、CMC、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、ポリビニルアルコール等を挙げられる。特に、酸化でんぷんについては、極少量用いることにより、通気度が向上することが知られている(例えば、特開2017-218699号公報)。また、巻紙112は、適宜コーティングされていてもよい。
 巻紙112には、その表面及び裏面の2面うち、少なくとも1面にコーティング剤が添加されてもよい。コーティング剤としては特に制限はないが、紙の表面に膜を形成し、液体の透過性を減少させることができるコーティング剤が好ましい。例えばアルギン酸及びその塩(例えばナトリウム塩)、ペクチンのような多糖類、エチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ニトロセルロースのようなセルロース誘導体、デンプンやその誘導体(例えばカルボキシメチルデンプン、ヒドロキシアルキルデンプン及びカチオンデンプンのようなエーテル誘導体、酢酸デンプン、リン酸デンプン及びオクテニルコハク酸デンプンのようなエステル誘導体)を挙げることができる。
 たばこロッド部110の軸方向長さは、製品のサイズに合わせて適宜変更し得るが、例えば5mm以上であり、10mm以上であることが好ましく、12mm以上であることがより好ましく、18mm以上であることがさらに好ましく、また、通常70mm以下であり、50mm以下であることが好ましく、30mm以下であることがより好ましく、25mm以下であることがさらに好ましい。
<マウスピース部>
 たばこスティック100の構成は、特段制限されず、一般的な態様とすることができる。図6及び図7に示す態様では、マウスピース部120は、二つのセグメント(区分)、すなわち冷却セグメント121及びフィルタセグメント122を含む。冷却セグメント121は、たばこロッド部110とフィルタセグメント122と当接した状態でこれらの間に挟まれるようにして配置されている。他の形態では、たばこロッド部110と冷却セグメント121との間、及びたばこロッド部110とフィルタセグメント122との間に、隙間が形成されていてもよい。また、マウスピース部120は、単一のセグメントから形成されていてもよく、例えば、フィルタセグメント122を有しなくてもよい。
[冷却セグメント]
 冷却セグメント121の構成は、たばこ主流煙を冷却する機能を有していれば、特段制限されず、例えば、厚紙を円筒状に加工したものを挙げることができる。この場合は円筒状の内側は空洞であり、エアロゾル基材とたばこ香味成分とを含む蒸気が空洞内の空気と接触して冷却される。
 冷却セグメント121の一つの態様としては、1枚の紙もしくは複数枚の紙を貼り合わせた紙を円筒状に加工した紙管であってもよい。また、室温の外部空気を高温の蒸気と接触させて冷却効果を増大させるために、前記紙管の周囲に外部空気導入のための孔があることが好ましい。冷却セグメント121には、外部からの空気を取り入れるための開孔である通気孔103が設けられている。冷却セグメント121における通気孔103の数は特に限定されない。本実施形態においては、複数の通気孔103が冷却セグメント121の周方向に一定間隔で配置されている。また、冷却セグメント121の周方向に配列される通気孔103群は、冷却セグメント121の軸方向に沿って複数段形成されていても良い。冷却セグメント121に通気孔103が設けられることで、たばこスティック100を吸引する際に、外部から冷却セグメント121に低温の空気が流入し、たばこロッド部110から流入する揮発成分や空気の温度を下げることができる。また、エアロゾル基材とたばこ香味成分とを含む蒸気は、通気孔103を通じて冷却セグメント121に導入された低温の空気によって冷却されることによって凝縮する。これにより、エアロゾルの生成が促進されると共に、エアロゾル粒子のサイズをコントロールすることができる。なお、紙管の内側表面にポリビニルアルコール等のポリマーコーティング、または、ペクチン等の多糖類のコーティングを施すことで、コーティングの吸熱や相変化に伴う溶解熱を利用して冷却効果を増大することもできる。この筒状の冷却セグメントの通気抵抗はゼロmmH2Oとなる。
 たばこロッド部110から冷却セグメント121に流入する揮発成分や空気を冷却するためのシート等を冷却セグメント121に充填する場合、冷却セグメント121の全表面積は、特段制限されず、例えば、300mm2/mm以上、1000mm2/mm以下を挙げることができる。この表面積は、冷却セグメント121の通気方向の長さ(mm)当たりの表面積である。冷却セグメント121の全表面積は、400mm2/mm以上であることが好ましく、450mm2/mm以上であることがより好ましく、一方、600mm2/mm以下であることが好ましく、550mm2/mm以下であることがより好ましい。
 冷却セグメント121は、その内部構造が大きい全表面積を有することが望ましい。従って、好ましい実施形態において、冷却セグメント121は、チャネルを形成するためにしわ付けされて、次に、ひだ付け、ギャザー付け、及び折り畳まれた薄い材料のシートによって形成されてもよい。要素の与えられた体積内の折り畳み又はひだが多いと、冷却セグメント121の合計表面積が大きくなる。冷却セグメント121の構成材料の厚みは、特段制限されず、例えば、5μm以上、500μm以下であってよく、また、10μm以上、250μm以下であってよい。
 冷却用のシート部材の材料として紙を用いることも環境負荷低減の観点で望ましい。冷却シート用の材料としての紙は、坪量30~100g/m2、厚さ20~100μmであることが望ましく。冷却セグメントにおける香味源成分とエアロゾル基材成分の除去を少なくするという観点では、冷却シート用の材料としての紙の通気度は低いことが望ましく、通気度は10コレスタ以下が好ましい。冷却シート用の材料としての紙にポリビニルアルコール等のポリマーポーティング、または、ペクチン等の多糖類のコーティングを施すことで、コーティングの吸熱や相変化に伴う溶解熱を利用して冷却効果を増大することもできる。
 冷却セグメント121における通気孔103は、冷却セグメント121とフィルタセグメント122との境界から4mm以上離間した位置に配置されていることが好ましい。これにより、冷却セグメント121の冷却能力を向上させるだけでなく、加熱により生成される成分の冷却セグメント121内での滞留を抑制し、当該成分のデリバリー量を向上させることができる。なお、チップペーパー130には、冷却セグメント121に設けられた通気孔103の直上位置(上下に重なった位置)に開孔が設けられていることが好ましい。冷却セグメント121の開孔は、自動喫煙機で17.5ml/秒で吸引した時の開孔からの空気流入割合(吸い口端から吸引した空気の割合を100体積%とした場合における開孔から流入した空気の体積割合)が10~90体積%、好ましくは50~80体積%、より好ましくは55~75体積%となるように設けるのが好ましく、例えば、開孔群1つ当たりの開孔Vの数を5~50個の範囲から選択し、開孔Vの直径を0.1~0.5mmの範囲から選択し、これらの選択の組み合わせによって達成することができる。上記の空気流入割合は、自動喫煙機(例えば、Borgwaldt社製1本がけ自動喫煙機)を用い、ISO9512に準拠した方法で測定することができる。冷却セグメント121における軸方向(通気方向)の長さは特に限定されないが、通常10mm以上であり、15mm以上であることが好ましく、また、通常40mm以下であり、35mm以下であることが好ましく、30mm以下であることがより好ましい。冷却セグメント121における軸方向の長さは、20mmとすることが、特に好ましい。冷却セグメント121の軸方向長さを上記下限以上とすることで十分な冷却効果を確保して良好な香味を得ることができる。また、冷却セグメント121の軸方向長さを上記上限以下とすることで、使用時に生成された蒸気及びエアロゾルが冷却セグメント121の内壁に付着することに起因するロスを抑制できる。
[フィルタセグメント]
 フィルタセグメント122の構成は、一般的なフィルタとしての機能を有していれば、特段制限されず、例えば、セルロースアセテートトウを円柱状に加工したものを挙げることができる。セルロースアセテートトウの単糸繊度、総繊度は特に限定されないが、フィルタセグメント122が円周22mmの場合、単糸繊度は5~20g/9000m、総繊度は12000~30000g/9000mであることが好ましい。セルロースアセテートトウの繊維の断面形状は、Y断面でもよいしR断面でもよい。セルロースアセテートトウを充填してフィルタセグメント122を形成する場合、フィルタ硬さを向上するためにトリアセチンをセルロースアセテートトウ重量に対して、5~10重量%添加しても良い。図6に示す例では、フィルタセグメント122を単一のセグメントから構成しているが、複数のセグメントからフィルタセグメント122を構成しても良い。フィルタセグメント122を複数のセグメントから構成する場合、例えば上流側(たばこロッド部110側)にセンターホール等の中空のセグメントを配置し、下流側(吸い口端101側)のセグメントとして吸口断面がセルロースアセテートトウで充填されたアセテートフィルタを配置する態様を挙げることができる。このような態様によれば、生成するエアロゾルの無用な損失を防ぐとともに、たばこスティック100の外観を良好にすることができる。また、吸いごたえの感覚変化や咥え心地の観点から、上流側(たばこロッド部110側)にアセテートフィルタを配置し、下流側(吸い口端101側)にセンターホール等の中空のセグメントを配置する態様でも良い。また、フィルタセグメント122は、アセテートフィルタの代わりに、シート状のパルプ紙を充填したペーパーフィルタ等、他の代替フィルタ材料を用いた態様とすることもできる。
 フィルタセグメント122におけるフィルタの一般的な機能としては、例えば、エアロゾル等を吸引する際に混ざる空気量の調整や、香味の軽減、ニコチンやタールの軽減等が挙げられるが、これらの機能を全て備えていることは要しない。また、紙巻きたばこ製品と比較して、生成される成分が少なく、また、たばこ充填物の充填率が低くなる傾向のある電気加熱式たばこ製品においては、濾過機能を抑えつつたばこ充填物の落下を防止する、ということも重要な機能の一つである。
 フィルタセグメント122の横断面形状は実質的に円形であり、その円の直径は、製品のサイズに合わせて適宜変更し得るが、通常4.0mm以上、9.0mm以下であり、4.5mm以上、8.5mm以下であることが好ましく、5.0mm以上、8.0mm以下であることがより好ましい。なお、断面が円形でない場合、上記の直径は、その断面の面積と同じ面積を有する円で仮定し場合、その円における直径が適用される。フィルタセグメント122の周長は、製品のサイズに合わせて適宜変更し得るが、通常14.0mm以上、27.0mm以下であり、15.0mm以上、26.0mm以下であることが好ましく、16.0mm以上、25.0mm以下であることがより好ましい。フィルタセグメント122の軸方向の長さは、製品のサイズに合わせて適宜変更し得るが、通常5mm以上、35mm以下であり、10.0mm以上、30.0mm以下であることが好ましい。フィルタセグメント122の形状や寸法が上記範囲となるように、フィルタ濾材の形状や寸法を適宜調整できる。
 フィルタセグメント122の軸方向の長さ120mm当たりの通気抵抗は、特段制限されないが、通常40mmH2O以上、300mmH2O以下であり、70mmH2O以上、280mmH2O以下であることが好ましく、90mmH2O以上、260mmH2O以下であることがより好ましい。上記の通気抵抗は、ISO標準法(ISO6565)に従って、例えばセルリアン社製フィルタ通気抵抗測定器を使用して測定される。フィルタセグメント122の通気抵抗は、フィルタセグメント122の側面における空気の透過が行なわれない状態で一方の端面(第1端面)から他方の端面(第2端面)に所定の空気流量(17.5cc/min)の空気を流した際の、第1端面と第2端面との気圧差を指す。通気抵抗の単位は、一般的にはmmH2Oで表すことができる。フィルタセグメント122の通気抵抗とフィルタセグメント122の長さとの関係は、通常実施する長さ範囲(長さ5mm~200mm)においては比例関係であることが知られており、フィルタセグメント122の長さが2倍になれば、その通気抵抗も2倍になる。
 また、フィルタセグメント122におけるフィルタ濾材の密度は、特段制限されないが、通常0.10g/cm3以上、0.25g/cm3以下であり、0.11g/cm3以上、0.24g/cm3以下であることが好ましく、0.12g/cm3以上、0.23g/cm3以下であることがより好ましい。フィルタセグメント122は、強度及び構造剛性の向上の観点から、フィルタ濾材等を巻装する巻取紙(フィルタプラグ巻取紙)を備えていてよい。巻取紙の態様は特段制限されず、一列以上の接着剤を含む継ぎ目を含んでいてよい。該接着剤は、ホットメルト接着剤を含んでいてよく、さらに該ホットメルト接着剤は、ポリビニルアルコールを含み得る。また、フィルタセグメント122が二以上のセグメントからなる場合、巻取紙は、これらの二以上のセグメントを併せて巻装することが好ましい。フィルタセグメント122における巻取紙の材料は特段制限されず、公知のものを用いることができ、また、炭酸カルシウム等の充填剤等を含んでいてもよい。
 巻取紙の厚さは、特段制限されず、通常20μm以上、140μm以下であり、30μm以上、130μm以下であることが好ましく、30μm以上、120μm以下であることがより好ましい。巻取紙の坪量は、特段制限されず、通常20gsm以上、100gsm以下であり、22gsm以上、95gsm以下であることが好ましく、23gsm以上、90gsm以下であることがより好ましい。また、巻取紙は、コーティングされていても、されていなくともよいが、強度や構造剛性以外の機能を付与できる観点からは、所望の材料でコーティングされることが好ましい。
 フィルタセグメント122が、センターホールセグメントおよびフィルタ濾材を含む場合、センターホールセグメントおよびフィルタ濾材は例えばアウタープラグラッパー(外側巻取紙)で接続されていてもよい。アウタープラグラッパーは、例えば円筒状の紙であることができる。また、たばこロッド部110と、冷却セグメント121と、接続済みのセンターホールセグメント及びフィルタ濾材とは、例えばマウスピースライニングペーパーにより接続されていてもよい。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の内側面に酢酸ビニル系糊等の糊を塗り、たばこロッド部110、冷却セグメント121、並びに接続済みのセンターホールセグメント及びフィルタ濾材を入れて巻くことで接続することができる。なお、これらは複数のライニングペーパーで複数回に分けて接続されていてもよい。
 フィルタセグメント122のフィルタ濾材は、ゼラチン等の破砕可能な外殻を含む破砕可能な添加剤放出容器(例えば、カプセル)を含んでいてもよい。カプセル(当該技術分野では「添加剤放出容器」とも呼ばれる)の態様は特段制限されず、公知の態様を採用してよく、例えば、ゼラチン等の破砕可能な外殻を含む破砕可能な添加剤放出容器とすることができる。カプセルの形態は、特段限定されず、例えば、易破壊性のカプセルであってよく、その形状は球であることが好ましい。カプセルに含まれる添加剤としては、上述した任意の添加剤を含んでいてもよいが、特に、香味剤や活性炭素を含むことが好ましい。また、添加剤として、煙を濾過する一助となる1種類以上の材料を加えてもよい。添加剤の形態は、特段限定されないが、通常、液体又は個体である。なお、添加剤を含むカプセルの使用は、当技術分野において周知である。易破壊性のカプセルおよびその製造方法は、本技術分野において周知である。
 香味剤としては、例えば、メンソール、スペアミント、ペパーミント、フェヌグリーク、またはクローブ、中鎖脂肪酸トリグリセリド(MCT)等、又はこれらの組合せであってよい。本実施形態の香味剤は、メンソールである。
 フィルタセグメント122のフィルタ濾材には香料が添加されていてもよい。フィルタ濾材に香料が添加されていることで、たばこロッド部110を構成するたばこ充填物に香料を添加する従来技術に比べ、使用時の香料のデリバリー量が増大する。香料のデリバリー量の増加の程度は、冷却セグメント121に設けられている開孔の位置に応じてさらに増大する。フィルタ濾材に対する香料の添加方法については特に制限されず、香料の添加対象のフィルタ濾材において略均一に分散されるように添加すればよい。香料の添加量としては、フィルタ濾材の10~100体積%の部分に添加する態様を挙げることができる。その添加方法としては、フィルタセグメントの構成前に予めフィルタ濾材に添加してもよいし、フィルタセグメントの構成後に添加してもよい。香料の種類は、特に限定されないが、上述したたばこ充填物111に含まれる香料と同様のものを用いてもよい。
 フィルタセグメント122は、フィルタ濾材を含み、該フィルタ濾材の少なくとも一部には、活性炭が添加されていてもよい。フィルタ濾材に対する活性炭の添加量は、1本のたばこスティック100において、活性炭の比表面積×活性炭の重量/フィルタ濾材の通気方向に対して垂直方向の断面積の値として15.0m2/cm2以上、80.0m2/cm2以下であってもよい。上記の「活性炭の比表面積×活性炭の重量/フィルタ濾材の通気方向に対して垂直方向の断面積」を、便宜上、「単位断面積当たりの活性炭の表面積」と表現することがある。この単位断面積当たりの活性炭の表面積は、1本のたばこスティック100が有するフィルタ濾材に添加する活性炭の比表面積と、添加した活性炭の重量、フィルタ濾材の断面積、に基づき算出できる。なお、活性炭はそれが添加されるフィルタ濾材中には均一に分散されていないこともあり、フィルタ濾材の全ての断面(通気方向に対して垂直方向の断面)において、上記の範囲を満たすことを要求するものではない。
 単位断面積当たりの活性炭の表面積は、17.0m2/cm2以上であることがより好ましく、35.0m2/cm2以上であることがさらに好ましい。一方、77.0m2/cm2以下であることがより好ましく、73.0m2/cm2以下であることがさらに好ましい。単位断面積当たりの活性炭の表面積は、例えば、活性炭の比表面積とその添加量、フィルタ濾材の通気方向に垂直な方向の断面積を調整することで調整できる。上記の単位断面積当たりの活性炭の表面積の算出は、活性炭が添加されているフィルタ濾材を基準として算出される。フィルタセグメント122が複数のフィルタ濾材から構成されている場合、活性炭が添加されているフィルタ濾材のみの断面積、長さを基準とする。
 活性炭としては、例えば、木、竹、椰子殻、胡桃殻、石炭などを原材料とするものを挙げることができる。また、活性炭としては、BET比表面積が、1100m2/g以上、1600m2/g以下であるものを用いることができ、好ましくは1200m2/g以上、1500m2/g以下であるものを用いることができ、さらに好ましくは、1250m2/g以上、1380m2/g以下であるものを用いることができる。BET比表面積は、窒素ガス吸着法(BET多点法)によって求めることができる。また、活性炭としては、その細孔容積が400μL/g以上、800μL/g以下であるものを用いることができ、より好ましくは500μL/g以上、750μL/g以下であるものを用いることができ、さらに好ましくは600μL/g以上、700μL/g以下であるものを用いることができる。細孔容積は、窒素ガス吸着法を用いて得た最大吸着量から算出することができる。活性炭が添加されたフィルタ濾材の通気方向の単位長さ当たりの活性炭の添加量が、5mg/cm以上、50mg/cm以下であることが好ましく、8mg/cm以上、40mg/cm以下であることがより好ましく、10mg/cm以上、35mg/cm以下であることがさらに好ましい。活性炭の比表面積、活性炭の添加量が上記の範囲であることで、単位断面積当たりの活性炭の表面積を所望のものに調整することができる。
 また、活性炭としては、活性炭粒子の累積10体積%粒子径(粒子径D10)が250μm以上、1200μm以下であることが好ましい。また、活性炭粒子の累積50体積%粒子径(粒子径D50)は350μm以上、1500μm以下であることが好ましい。なお、粒子径D10及びD50は、レーザー回折散乱法によって測定することができる。この測定に適した装置として、堀場製作所のレーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置「LA-950」が挙げられる。この装置のセル内に、粉末が純水と共に流し込まれ、粒子の光散乱情報に基づいて、粒子径が検出される。上記測定装置による測定条件は以下のとおりである。
測定モード:マニュアルフローモー式セル測定
分散媒:イオン交換水
分散方法:超音波1分照射後に測定
屈折率:1.92-0.00i(試料屈折)/1.33-0.00i(分散媒屈折率)
測定回数:試料を変えて2回測定
 また、フィルタセグメント122のフィルタ濾材に活性炭を添加する方法については特に制限されず、活性炭の添加対象のフィルタ濾材において略均一に分散されるように添加すればよい。
 また、上記のように構成されるたばこスティック100は、チップペーパー130の外面の一部にリップリリース材料によって被覆されていてもよい。リップリリース材料は、使用者がたばこスティック100のマウスピース部120を口で咥えた際に、唇とチップペーパー130との間の接触が実質的に粘着することなく容易に離れることを補助するように構成される材料を意味する。リップリリース材料は、例えば、エチルセルロース、メチルセルロースなどを含んでいても良い。例えば、チップペーパー130の外面に対して、エチルセルロース系、或いは、メチルセルロース系のインクを塗工することでチップペーパー130の外面をリップリリース材料によってコーティングしても良い。
 本実施形態において、チップペーパー130のリップリリース材料は、使用者がマウスピース部120を咥えた際に、当該使用者の唇に接触する所定の吸い口領域に少なくとも配置される。より具体的には、チップペーパー130における外面のうち、リップリリース材料によって被覆されたリップリリース材料配置領域R1(図6を参照)は、マウスピース部120の吸い口端101から通気孔103との間に位置する領域として規定されている。
 また、上記のように構成されるたばこスティック100の1本当たりの長軸方向の通気抵抗は、特段制限されないが、吸い易さの観点から、通常8mmH2O以上であり、10mmH2O以上であることが好ましく、12mmH2O以上であることがより好ましく、また、通常100mmH2O以下であり、80mmH2O以下であることが好ましく、60mmH2O以下であることがより好ましい。通気抵抗は、ISO標準法(ISO6565:2015)に従って、例えばセルリアン社製フィルター通気抵抗測定器を使用して測定される。通気抵抗は、たばこスティック100の側面における空気の透過が行なわれない状態で一方の端面(第1端面)から他方の端面(第2端面)に所定の空気流量(17.5cc/min)の空気を流した際の、第1端面と第2端面との気圧差を指す。単位は、一般的にはmmH2Oで表す。通気抵抗とたばこスティック100との関係は、通常実施する長さ範囲(長さ5mm~200mm)においては比例関係であることが知られており、たばこスティック100の長さが2倍になれば、その通気抵抗も2倍になる。
 棒状のたばこスティック100は、以下のように定義されるアスペクト比が1以上である形状を満たす柱状形状を有していることが好ましい。
 アスペクト比=h/w
 wは、たばこスティック100における先端102の幅、hは軸方向の長さであり、h≧wであることが好ましい。たばこスティック100の横断面形状は特に限定されず、多角、角丸多角、円、または楕円等であってよい。たばこスティック100における幅wは、たばこスティック100の横断面形状が円形の場合は直径、楕円形である場合は長径、多角形もしくは角丸多角である場合は外接円の直径もしくは外接楕円の長径である。たばこスティック100軸方向の長さhは、特段制限されず、例えば、通常40mm以上であり、45mm以上であることが好ましく、50mm以上であることがより好ましい。また、通常100mm以下であり、90mm以下であることが好ましく、80mm以下であることがより好ましい。たばこスティック100の先端102の幅wは、特段制限されず、例えば、通常5mm以上であり、5.5mm以上であることが好ましい。また、通常10mm以下であり、9mm以下であることが好ましく、8mm以下であることがより好ましい。たばこスティック100の長さにおける、冷却セグメント121及びフィルタセグメント122の長さの割合(冷却セグメント:フィルタセグメント)は、特段制限されないが、香料のデリバリー量や適切なエアロゾル温度の観点から、通常0.60~1.40:0.60~1.40であり、0.80~1.20:0.80~1.20であることが好ましく、0.85~1.15:0.85~1.15であることがより好ましく、0.90~1.10:0.90~1.10であることがさらに好ましく、0.95~1.05:0.95~1.05であることが特に好ましい。冷却セグメント121及びフィルタセグメント122の長さの割合を上記範囲内とすることで、冷却効果、生成した蒸気及びエアロゾルが冷却セグメント121の内壁に付着することによるロスを抑制する効果、及びフィルタの空気量及び香味の調整機能のバランスがとれて、良好な香味及び香味の強さを実現できる。
 上記の実施形態は、自由に組み合わせることができる。上記の実施形態は、例示であり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記の実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
 上記の各実施形態では、本発明における「エアロゾル形成物品」の一例として、たばこスティック100を示したが、それに限られるものではない。例えば、「エアロゾル形成物品」は、エアロゾル源が内蔵される充填物であればよい。エアロゾル源は、上記のエアロゾル基材を含む。また、エアロゾル源が香味源を含んでいてもよいが、香味源は、たばこ以外の植物、例えば、ミント、漢方、ハーブ等であってもよい。さらに、「エアロゾル形成物品」は、スティック形状である必要はなく、カプセル形状、カートリッジ形状であってもよい。
 上記の各実施形態では、たばこスティック100がマイクロ波シールド140を有したが、マイクロ波シールド140を有さなくてもよい。この場合、開口部13からのマイクロ波の漏洩を防ぐために、マイクロ波シールドを備えた蓋部を開口部13及びマウスピース部120を覆うように設けてもよい。
 上記の各実施形態では、断熱層18をマイクロ波シールド16に対して側面12a側に設けたが、マイクロ波シールド16に対して側面12a側とは反対側に設けてもよい。また、断熱層18をマイクロ波シールド16に対して側面12a側及びその反対側の両方に設けてもよい。
 上記の各実施形態では、支持部17を断熱性を有する材料で形成したが、断熱性を有さなくてもよい。この場合、断熱性を有する部材を支持部17とは別に設けてもよい。
 上記の各実施形態では、支持部17をマイクロ波シールド16に対して側面12a側とは反対側に設けたが、マイクロ波シールド16に対して側面12a側に設けてもよい。また、支持部17を設けなくてもよい。
 上記の各実施形態では、収容部12に連通する空気流路14が収容部12とは独立して設けられていたが、これに限られない。即ち、空気流路14の少なくとも一部が収容部12に設けられていてもよい。例えば、空気流路14は、たばこスティック100と支持部17との隙間を含んでもよく、また、マイクロ波シールド16を径方向に貫通する貫通部を含んでもよい。
 本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
 (1) エアロゾル源(たばこロッド部110)を挿抜可能なエアロゾル生成装置(エアロゾル生成装置10)であって、
 前記エアロゾル源の少なくとも一部を収容可能な収容部(収容部12)と、
 マイクロ波を発振するマイクロ波発振器(マイクロ波発振器20)と、
 前記マイクロ波を前記収容部に供給するアンテナ(アンテナ21)と、
 前記収容部の側面(側面12a)に沿って設けられ、前記マイクロ波を遮断するマイクロ波シールド(マイクロ波シールド16)と、を備え、
 前記マイクロ波シールドは、金属の線状部材(リッツ線16A)又は金属メッシュ(金属メッシュ16B)で構成される、
 エアロゾル生成装置。
 (1)によれば、マイクロ波シールドには、表皮効果により表面に電流が流れる。(1)によれば、マイクロ波シールドが金属の線状部材であるとき、電流が流れる面積を増加させ、マイクロ波シールド全体の温度上昇を抑制できる。また、マイクロ波シールドが金属メッシュであるとき、空気層の存在により、シールドが冷却され、シールド全体としての温度上昇を抑制できる。
 (2) (1)に記載のエアロゾル生成装置であって、
 前記マイクロ波シールドは、筒状に巻かれた前記線状部材、又は、筒状の前記金属メッシュで構成される、
 エアロゾル生成装置。
 (2)によれば、前記マイクロ波シールドは筒状であるため、収容部内を囲むようにマイクロ波シールドを設けることができる。したがって、より確実にマイクロ波を遮断することができる。
 (3) (2)に記載のエアロゾル生成装置であって、
 前記マイクロ波シールドは、筒状に巻かれた前記線状部材で構成され、
 前記線状部材は、リッツ線(リッツ線16A)である、
 エアロゾル生成装置。
 (3)によれば、電流が流れる面積を増加させ、シールド全体の温度上昇を抑制できる。
 (4) (1)に記載のエアロゾル生成装置であって、
 前記マイクロ波シールドは、前記収容部の前記側面の全周に沿って並ぶように設けられた複数のシールド部材(シールド部材16b)により構成され、
 隣り合う前記シールド部材の間には、前記マイクロ波が遮断される大きさの隙間が設けられる、
 エアロゾル生成装置。
 (4)によれば、マイクロ波シールドが収容部の側面の全周に沿って並ぶように設けられた複数のシールド部材により構成されるので、収容部の形状に応じてより柔軟に、シールド部材を配置することができる。また、隣り合うシールド部材の間の隙間は、マイクロ波が遮断される大きさを有するので、マイクロ波が外部に漏洩することを防止できる。
 (5) (1)から(4)のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置であって、
 前記マイクロ波シールドを支持する支持部(支持部17)をさらに備え、
 前記支持部は、前記マイクロ波シールドに対して、前記収容部の側面側及び前記側面側とは反対側のうち少なくとも一方側に設けられる、
 エアロゾル生成装置。
 (5)によれば、支持部に沿って、線状部材又は金属メッシュを巻くことができる。
 (6) (5)に記載のエアロゾル生成装置であって、
 前記支持部は、断熱材で構成される、
 エアロゾル生成装置。
 (6)によれば、マイクロ波シールドの熱が、エアロゾル生成装置の外面や、エアロゾル源に伝熱することを抑制する。
 (7) (1)から(6)のいずれかに記載のエアロゾル生成装置であって、
 前記マイクロ波シールドに対して、前記収容部の側面側及び前記側面側とは反対側のうち少なくとも一方側に設けられる断熱層(断熱層18)をさらに備える、
 エアロゾル生成装置。
 (7)によれば、マイクロ波シールドに対して、前記収容部の側面側及び前記側面側とは反対側のうち少なくとも一方側に断熱層が設けられるので、マイクロ波シールドで発生した熱が収容部の外部に伝達することを抑制できる。
 (8) (1)から(7)のいずれかに記載のエアロゾル生成装置と、
 前記エアロゾル源を含むエアロゾル形成物品(たばこスティック100)と、を備える、
 エアロゾル生成システム(エアロゾル生成システム1)。
 (8)によれば、マイクロ波シールドが金属の線状部材であるとき、電流が流れる面積を増加させ、マイクロ波シールド全体の温度上昇を抑制できる。また、マイクロ波シールドが金属メッシュであるとき、空気層の存在により、シールドが冷却され、シールド全体としての温度上昇を抑制できる。
10 エアロゾル生成装置
12 収容部
12a 側面
16 マイクロ波シールド
16A リッツ線
16b シールド部材
17 支持部
18 断熱層
20 マイクロ波発振器
21 アンテナ
100 たばこスティック(エアロゾル形成物品)

Claims (8)

  1.  エアロゾル源を挿抜可能なエアロゾル生成装置であって、
     前記エアロゾル源の少なくとも一部を収容可能な収容部と、
     マイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、
     前記マイクロ波を前記収容部に供給するアンテナと、
     前記収容部の側面に沿って設けられ、前記マイクロ波を遮断するマイクロ波シールドと、を備え、
     前記マイクロ波シールドは、金属の線状部材又は金属メッシュで構成される、
     エアロゾル生成装置。
  2.  請求項1に記載のエアロゾル生成装置であって、
     前記マイクロ波シールドは、筒状に巻かれた前記線状部材、又は、筒状の前記金属メッシュで構成される、
     エアロゾル生成装置。
  3.  請求項2に記載のエアロゾル生成装置であって、
     前記マイクロ波シールドは、筒状に巻かれた前記線状部材で構成され、
     前記線状部材は、リッツ線である、
     エアロゾル生成装置。
  4.  請求項1に記載のエアロゾル生成装置であって、
     前記マイクロ波シールドは、前記収容部の前記側面の全周に沿って並ぶように設けられた複数のシールド部材により構成され、
     隣り合う前記シールド部材の間には、前記マイクロ波が遮断される大きさの隙間が設けられる、
     エアロゾル生成装置。
  5.  請求項1から4のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置であって、
     前記マイクロ波シールドを支持する支持部をさらに備え、
     前記支持部は、前記マイクロ波シールドに対して、前記収容部の側面側及び前記側面側とは反対側のうち少なくとも一方側に設けられる、
     エアロゾル生成装置。
  6.  請求項5に記載のエアロゾル生成装置であって、
     前記支持部は、断熱材で構成される、
     エアロゾル生成装置。
  7.  請求項1から6のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置であって、
     前記マイクロ波シールドに対して、前記収容部の側面側及び前記側面側とは反対側のうち少なくとも一方側に設けられる断熱層をさらに備える、
     エアロゾル生成装置。
  8.  請求項1から7のいずれか一項に記載のエアロゾル生成装置と、
     前記エアロゾル源を含むエアロゾル形成物品と、を備える、
     エアロゾル生成システム。
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