JP7034329B2 - たばこ含有セグメント及びその製造方法、非燃焼加熱喫煙物品、並びに非燃焼加熱喫煙システム - Google Patents

Description

本発明は、たばこ含有セグメント及びその製造方法、非燃焼加熱喫煙物品、並びに非燃焼加熱喫煙システムに関する。

燃焼を利用して喫煙を行う通常の燃焼喫煙物品（たばこ）は、１ｍｍ程度の幅に刻まれたたばこ乾燥葉に、香料、保湿剤及び適度な水分等が添加されたたばこ充填物を、紙製のラッパーで円柱状に巻装したたばこ含有セグメントと、酢酸セルロース等からなる繊維又はひだ付けした紙を、紙製のラッパーで円柱状に巻装したマウスピースセグメントとを有する。前記たばこ含有セグメントと前記マウスピースセグメントとはライニングペーパーで接続されている。使用者が前記たばこ含有セグメント端部にライター等で着火し、前記マウスピースセグメント端部から吸引することで喫煙が行われる。前記たばこ含有セグメント先端は８００℃を超える温度で燃焼する。

このような通常の燃焼喫煙物品の代替として、燃焼の代わりに加熱を利用した非燃焼加熱喫煙物品及び非燃焼加熱喫煙システムが開発されている（例えば特許文献１～３）。加熱温度は燃焼喫煙物品における燃焼温度よりも低く、例えば４００℃以下で加熱される。非燃焼加熱喫煙物品では、たばこ含有セグメントのたばこ充填物は、グリセリン、プロピレングリコール（ＰＧ）、トリエチルシトレート（ＴＥＣ）、トリアセチン等のエアロゾル生成基材を含む。エアロゾル生成基材は加熱により気化し、吸引によりマウスピースセグメント内の冷却セグメントに移動し、冷却されてエアロゾルの生成をより確実にする。吸引時、該エアロゾルも一緒に吸引されるため、使用者の満足感を確保することができる。

非燃焼加熱喫煙システムは一般的に、通常の燃焼喫煙物品と類似した形状を有する円柱状の非燃焼加熱喫煙物品と、電池、コントローラー、ヒーター等を含む加熱装置とを備える。ヒーターは、電気抵抗によるヒーターや、ＩＨによるヒーターが挙げられる。電気抵抗によるヒーターの加熱方法としては、非燃焼加熱喫煙物品の外側からヒーターで加熱する方法、針状やブレード状のヒーターを非燃焼加熱喫煙物品の先端からたばこ充填物を含むたばこ含有セグメント内に挿入して加熱する方法等が挙げられる。

特許第５２９２４１０号 特許第５７７１３３８号 特表２０１３－５０７９０６号公報

しかしながら、非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントはエアロゾル生成基材を含むため、たばこ充填物を巻装する紙製のラッパーにたばこ成分や香料成分等（エアロゾル成分そのものが染み出すことも含む）が染み出して、ラッパーの外表面にシミが発生する場合がある。

また、通常の燃焼喫煙物品では、高温の燃焼部が燃え進むにつれて、たばこ含有セグメントのうち燃焼部近傍のみが加熱され、その部分に存在する揮発性成分が揮発して使用者に吸引される。すなわち、燃焼喫煙物品のたばこ含有セグメント長手方向に存在する揮発性成分は、吸引の終始にわたってほぼ均一に揮発して供給される。一方、非燃焼加熱喫煙物品では、ヒーターによりたばこ含有セグメントの長手方向全体が加熱されるため、たばこ含有セグメントに含まれる揮発性香料成分やエアロゾル生成基材等の揮発性成分は、前半の吸引でその多くが揮発してしまう場合がある。

本発明は、たばこ含有セグメントのラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、たばこ含有セグメントに含まれる揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができるたばこ含有セグメント、非燃焼加熱喫煙物品、及び非燃焼加熱喫煙システムを提供することを目的とする。

本発明に係るたばこ含有セグメントは、たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物と、前記たばこ充填物を覆うラッパーと、を含む非燃焼加熱喫煙物品用のたばこ含有セグメントであって、前記ラッパーが、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層と、を含み、前記ポリマー層が、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含む。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、前記たばこ含有セグメントと、マウスピースセグメントと、を備える。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、前記非燃焼加熱喫煙物品と、前記たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、を備える。

本発明に係るたばこ含有セグメントの製造方法は、前記ポリマーと、前記揮発性香料成分又は前記エアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を、前記紙上に塗布して乾燥する工程を経て前記ラッパーを製造する工程を備える。

本発明によれば、たばこ含有セグメントのラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、たばこ含有セグメントに含まれる揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができるたばこ含有セグメント、非燃焼加熱喫煙物品、及び非燃焼加熱喫煙システムを提供することができる。

本発明に係るたばこ含有セグメントの一例を示す断面図である。 本発明に係るラッパーの一例を示す断面図である。 本発明に係る多孔質構造を有するポリマー層の一例の断面を撮影したＳＥＭ像である。 本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の一例を示す断面図である。 本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムの一例であって、（ａ）非燃焼加熱喫煙物品を加熱装置に挿入する前の状態、（ｂ）非燃焼加熱喫煙物品を加熱装置に挿入して加熱する状態を示す模式図である。 実施例１及び比較例１におけるパフ毎のメンソール量供給効率を示すグラフである。

［たばこ含有セグメント］
本発明に係るたばこ含有セグメントは、たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物と、前記たばこ充填物を覆うラッパーと、を含む非燃焼加熱喫煙物品用のたばこ含有セグメントである。ここで、前記ラッパーは、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層と、を含む。また、前記ポリマー層は、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材（以下、揮発性成分とも示す）とを含む。

本発明では、ラッパーが紙の内表面上にポリマー層を有する。前記ポリマー層の存在により、たばこ充填物に多く含まれるエアロゾル生成基材やたばこ成分や揮発性香料成分の染み出しを抑制することができ、ラッパーに発生するシミを低減することができる。また、本発明ではポリマー層が、ポリマーと、揮発性成分である揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含む。ポリマー層が揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材を含むことにより、加熱により徐々にポリマー層から揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材が揮発して放出される。したがって、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材が吸引の終始にわたって均一に揮発し、使用者に供給される。以下、本発明の詳細について説明する。

（たばこ含有セグメントの構成）
本発明に係るたばこ含有セグメントの構成は、たばこ含有セグメントがたばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物と、前記たばこ充填物を覆うラッパーと、を含む非燃焼加熱喫煙物品用のたばこ含有セグメントであり、前記ラッパーが、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層と、を含み、前記ポリマー層が、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含めば特に限定されない。本発明に係るたばこ含有セグメントの一例を図１に示す。図１に示されるたばこ含有セグメントは、たばこ及びエアロゾル生成基材を含むたばこ充填物４と、たばこ充填物４を覆う筒状のラッパー３とを有する。ラッパー３は外面側に紙１、内面側にポリマー層２を有する。ポリマー層２は、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とを含む。

たばこ含有セグメントの形状は特に限定されないが、例えば柱状であることができる。たばこ含有セグメントが柱状である場合、たばこ含有セグメントの周の長さは１６～２５ｍｍであることが好ましく、２０～２４ｍｍであることがより好ましく、２１～２３ｍｍであることがさらに好ましい。また、たばこ含有セグメントの軸方向、すなわち図１における水平方向の長さは、２０～７０ｍｍであることが好ましく、２０～５０ｍｍであることがより好ましく、２０～３０ｍｍであることがさらに好ましい。たばこ含有セグメントの断面の形状は特に限定されないが、例えば円形、楕円形、多角形等であることができる。

（たばこ充填物）
本発明に係るたばこ充填物は、たばこと、エアロゾル生成基材とを含む。前記たばこ充填物は、さらに揮発性香料成分、水等を含んでもよい。充填物として用いるたばこの大きさやその調製法については特に制限はない。例えば、乾燥したたばこ葉を、幅０．８～１．２ｍｍに刻んだものを用いてもよい。前記幅に刻んだ場合、刻の長さは、おおよそ、５～２０ｍｍ程度となる。また、乾燥したたばこ葉を平均粒径が２０～２００μｍ程度になるように粉砕して均一化したものをシート加工し、それを幅０．８～１．２ｍｍに刻んだものを用いてもよい。前記幅に刻んだ場合、刻の長さは、おおよそ、５～２０ｍｍ程度となる。さらに、上記のシート加工したものについて刻まずにギャザー加工したものを充填物として用いてもよい。乾燥したたばこ葉を刻んで使用する場合であっても、粉砕して均一化したシートとして用いる場合でも、たばこ充填物に含まれるたばこの種類は、様々なものを用いることができる。黄色種、バーレー種、オリエント種、在来種、および、その他のニコチアナ・タバカム系品種やニコチアナ・ルスチカ系品種を、目的とする味となるように適宜ブレンドして用いることができる。前記たばこの品種の詳細は、「たばこの事典、たばこ総合研究センター、２００９．３．３１」に詳細が開示されている。たばこを粉砕して均一化シートに加工する方法は従来の方法が複数存在している。１つは抄紙プロセスを用いて作られる抄造シートであり、２つは水等の適切な溶媒を混ぜて均一化したのちに金属製板もしくは金属製板ベルトの上に均一化物を薄くキャスティングし、乾燥させて作られるキャストシートであり、３つは水等の適切な溶媒を混ぜて均一化したものをシート状に押し出し成型した圧延シートがある。前記均一化シートの種類については、「たばこの事典、たばこ総合研究センター、２００９．３．３１」に詳細が開示されている。エアロゾル生成基材は、加熱によりエアロゾルを生成し得る材料であり、例えばグリセリン、プロピレングリコール（ＰＧ）、トリエチルシトレート（ＴＥＣ）、トリアセチン、１，３－ブタンジオール等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。たばこ充填物の充填密度は、特に限定されないが、非燃焼加熱喫煙物品の性能を担保し、良好な喫味の付与の観点から、通常２５０ｍｇ／ｃｍ^３以上であり、好ましくは３２０ｍｇ／ｃｍ^３以上であり、また、通常５２０ｍｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは４２０ｍｇ／ｃｍ^３以下である。具体的には、たばこ含有セグメント中のたばこ充填物の含有量の範囲は、円周２２ｍｍ、長さ２０ｍｍのたばこ含有セグメントの場合、たばこ含有セグメントあたり２００～４００ｍｇを挙げることができ、２５０～３２０ｍｇが好ましい。

たばこ充填物中のエアロゾル生成基材の含有量は、特に限定されず、十分にエアロゾルを生成させるとともに、良好な喫味の付与の観点から、通常５～５０質量％であり、好ましくは１０～２０質量％である。たばこ充填物が揮発性香料成分を含む場合、たばこ充填物中の揮発性香料成分の含有量は、特に限定されず、良好な喫味の付与の観点から、通常１００００ｐｐｍ以上であり、好ましくは２００００ｐｐｍ以上であり、より好ましくは２５０００ｐｐｍ以上であり、また、通常５００００ｐｐｍ以下であり、好ましくは４００００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは３３０００ｐｐｍ以下である。

たばこ充填物をラッパー内に充填する方法は特に限定されないが、例えばたばこ充填物をラッパーで包んでもよく、筒状のラッパーにたばこ充填物を充填してもよい。たばこの形状が矩形状のように長手方向を有する場合、たばこは該長手方向がラッパー内でそれぞれ不特定の方向となるように充填されていてもよく、たばこ含有セグメントの軸方向又は該軸方向に対して垂直な方向となるように整列させて充填されていてもよい。たばこ含有セグメントが加熱されることにより、たばこ充填物に含まれるたばこ成分、エアロゾル生成基材が気化し、吸引によりこれらはマウスピースセグメントへ移行する。

（ラッパー）
本発明に係るラッパーは、紙と、前記紙の内表面上に設けられたポリマー層とを含む。本発明に係るラッパーの一例を図２に示す。図２に示されるラッパー３は、紙１上にポリマー層２が設けられている。ポリマー層２は、揮発性成分５として揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材を含む。

紙は支持体として機能するものであれば特に限定されないが、ポリマー層を厚く形成できる観点から、紙の坪量は２５ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、３５～５０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。また紙の通気性は低いことが好ましく、通気度０がより好ましい。紙の厚さは特に限定されないが、例えば３０～６０μｍであることができる。

ポリマー層は、ポリマーと、揮発性香料成分及びエアロゾル生成基材のいずれかを含み、揮発性香料成分及びエアロゾル生成基材の両方ともを含んでもよい。ポリマー層に含まれる揮発性成分は、加熱によりポリマーがゴム状になる又は溶解する、或いは、たばこ充填物から気化したエアロゾルがポリマー層に接触する、ことにより、ポリマー層から徐々に放出されると推測される。

ポリマーの種類は特に限定されないが、生分解性ポリマーや、可食性ポリマーが好ましい。また、たばこ含有セグメントの加熱温度においてポリマー層から揮発性成分が放出されるようにする観点から、ポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は４００℃以下であることが好ましく、３００℃以下であることがより好ましく、２００℃以下であることがさらに好ましい。ポリマーのＴｇの下限は特に限定されないが、例えば４０℃以上であることができる。なお、ポリマーのＴｇは、具体的には示差走査熱量計（商品名：「ＤＳＣ７０００」、日立ハイテクサイエンス社製）で測定される値である。このようなポリマーの具体例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルアルコール・アクリル酸・メタクリル酸メチル共重合体（ＰＯＶＡＣＯＡＴ）、セルロースアセテート、トレハロース、マルトース、スクロース、マルチトール、グルコース、蝋、ワックス、硬化油等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、紙への塗工性が良好である観点から、ポリマーとしてはＰＶＡもしくはポリビニルアルコール・アクリル酸・メタクリル酸メチル共重合体（ＰＯＶＡＣＯＡＴ）が好ましい。

ポリマーがＰＶＡである場合、ＰＶＡの平均重合度は１５００以下であることが好ましい。ＰＶＡの平均重合度が１５００以下であることにより、紙への塗工性が向上し、紙上に均一にポリマー層を形成することができる。ＰＶＡの平均重合度は１００以上１３００以下であることがより好ましく、３００以上１２００以下であることがさらに好ましく、５００以上１０００以下であることが特に好ましい。なお、ＰＶＡの平均重合度はＪＩＳＫ６７２６－１９９４ポリビニルアルコール試験方法に準拠して測定される値である。

また、ポリマーがＰＶＡである場合、ＰＶＡのけん化度は９０モル％以上であることが好ましい。ＰＶＡのけん化度が９０モル％以上であることにより、ＰＶＡの水への溶解性が低下し、ＰＶＡが水に溶解することによる揮発性成分の放出が抑制されるため、安定して揮発性成分をポリマー層内に保持することができる。ＰＶＡのけん化度は９０モル％以上９９モル％以下であることがより好ましく、９３モル％以上９８％モル％以下であることがさらに好ましい。なお、ＰＶＡのけん化度はＪＩＳＫ６７２６－１９９４ポリビニルアルコール試験方法に準拠して測定される値である。

揮発性香料成分の種類は、特に限定されず、良好な喫味の付与の観点から、アセトアニソール、アセトフェノン、アセチルピラジン、２－アセチルチアゾール、アルファルファエキストラクト、アミルアルコール、酪酸アミル、トランス－アネトール、スターアニス油、リンゴ果汁、ペルーバルサム油、ミツロウアブソリュート、ベンズアルデヒド、ベンゾインレジノイド、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、フェニル酢酸ベンジル、プロピオン酸ベンジル、２，３－ブタンジオン、２－ブタノール、酪酸ブチル、酪酸、カラメル、カルダモン油、キャロブアブソリュート、β－カロテン、ニンジンジュース、Ｌ－カルボン、β－カリオフィレン、カシア樹皮油、シダーウッド油、セロリーシード油、カモミル油、シンナムアルデヒド、ケイ皮酸、シンナミルアルコール、ケイ皮酸シンナミル、シトロネラ油、ＤＬ－シトロネロール、クラリセージエキストラクト、ココア、コーヒー、コニャック油、コリアンダー油、クミンアルデヒド、ダバナ油、δ－デカラクトン、γ－デカラクトン、デカン酸、ディルハーブ油、３，４－ジメチル－１，２－シクロペンタンジオン、４，５－ジメチル－３－ヒドロキシ－２，５－ジヒドロフラン－２－オン、３，７－ジメチル－６－オクテン酸、２，３－ジメチルピラジン、２，５－ジメチルピラジン、２，６－ジメチルピラジン、２－メチル酪酸エチル、酢酸エチル、酪酸エチル、ヘキサン酸エチル、イソ吉草酸エチル、乳酸エチル、ラウリン酸エチル、レブリン酸エチル、エチルマルトール、オクタン酸エチル、オレイン酸エチル、パルミチン酸エチル、フェニル酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ステアリン酸エチル、吉草酸エチル、エチルバニリン、エチルバニリングルコシド、２－エチル－３，（５または６）－ジメチルピラジン、５－エチル－３－ヒドロキシ－４－メチル－２（５Ｈ）－フラノン、２－エチル－３－メチルピラジン、ユーカリプトール、フェネグリークアブソリュート、ジェネアブソリュート、リンドウ根インフュージョン、ゲラニオール、酢酸ゲラニル、ブドウ果汁、グアヤコール、グァバエキストラクト、γ－ヘプタラクトン、γ－ヘキサラクトン、ヘキサン酸、シス－３－ヘキセン－１－オール、酢酸ヘキシル、ヘキシルアルコール、フェニル酢酸ヘキシル、ハチミツ、４－ヒドロキシ－３－ペンテン酸ラクトン、４－ヒドロキシ－４－（３－ヒドロキシ－１－ブテニル）－３，５，５－トリメチル－２－シクロヘキセン－１－オン、４－（パラ－ヒドロキシフェニル）－２－ブタノン、４－ヒドロキシウンデカン酸ナトリウム、インモルテルアブソリュート、β－イオノン、酢酸イソアミル、酪酸イソアミル、フェニル酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、フェニル酢酸イソブチル、ジャスミンアブソリュート、コーラナッツティンクチャー、ラブダナム油、レモンテルペンレス油、カンゾウエキストラクト、リナロール、酢酸リナリル、ロベージ根油、マルトール、メープルシロップ、メンソール、メントン、酢酸Ｌ－メンチル、パラメトキシベンズアルデヒド、メチル－２－ピロリルケトン、アントラニル酸メチル、フェニル酢酸メチル、サリチル酸メチル、４’－メチルアセトフェノン、メチルシクロペンテノロン、３－メチル吉草酸、ミモザアブソリュート、トウミツ、ミリスチン酸、ネロール、ネロリドール、γ－ノナラクトン、ナツメグ油、δ－オクタラクトン、オクタナール、オクタン酸、オレンジフラワー油、オレンジ油、オリス根油、パルミチン酸、ω－ペンタデカラクトン、ペパーミント油、プチグレインパラグアイ油、フェネチルアルコール、フェニル酢酸フェネチル、フェニル酢酸、ピペロナール、プラムエキストラクト、プロペニルグアエトール、酢酸プロピル、３－プロピリデンフタリド、プルーン果汁、ピルビン酸、レーズンエキストラクト、ローズ油、ラム酒、セージ油、サンダルウッド油、スペアミント油、スチラックスアブソリュート、マリーゴールド油、ティーディスティレート、α－テルピネオール、酢酸テルピニル、５，６，７，８－テトラヒドロキノキサリン、１，５，５，９－テトラメチル－１３－オキサシクロ（８．３．０．０（４．９））トリデカン、２，３，５，６－テトラメチルピラジン、タイム油、トマトエキストラクト、２－トリデカノン、クエン酸トリエチル、４－（２，６，６－トリメチル－１－シクロヘキセニル）２－ブテン－４－オン、２，６，６－トリメチル－２－シクロヘキセン－１，４－ジオン、４－（２，６，６－トリメチル－１，３－シクロヘキサジエニル）２－ブテン－４－オン、２，３，５－トリメチルピラジン、γ－ウンデカラクトン、γ－バレロラクトン、バニラエキストラクト、バニリン、ベラトルアルデヒド、バイオレットリーフアブソリュート、たばこ植物（たばこ葉、たばこ茎、たばこ花、たばこ根、およびたばこ種）の抽出物が挙げられ、特に好ましくはメンソールである。また、これらの揮発性香料成分は１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。ポリマー層に含まれるエアロゾル生成基材としては、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材と同様のものを用いることができる。ポリマー層に含まれるエアロゾル生成基材は、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材と同一であってもよく、異なっていてもよい。

ポリマー層は多孔質構造を有することが好ましい。例えば、揮発性成分が多孔質構造の孔の内部に存在することで、加熱により該多孔質構造の一部が破壊され、内部の揮発性成分が徐々に放出される。これにより、吸引の終始にわたって揮発性成分を均一に供給することができる。本発明に係る多孔質構造を有するポリマー層の一例の断面を１５００倍で撮影したＳＥＭ像を図３に示す。図３において、紙１上に形成されたポリマー層２は複数の微細な孔を有し、孔の内部に揮発性成分が存在する。

ポリマー層が多孔質構造を有する場合、多孔質構造の平均孔径は、０．５μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下がより好ましい。なお、多孔質構造の平均孔径はＣＤ－ＳＥＭにより測定される値である。

多孔質構造の形成方法は特に限定されないが、例えば後述するように、ポリマー層用の塗工液の調製時に、ポリマーと、揮発性成分とを乳化剤により乳化するとミセルが形成されるため、該ミセル由来の多孔質構造を形成することができる。この場合、多孔質構造の平均孔径及び空孔率は、前記乳化剤の使用量により調整することができる。

ポリマー層中の揮発性成分の含有量は、ポリマー層１００質量％に対して１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。前記含有量が１０質量％以上であることにより、揮発性成分を吸引の終始にわたってより均一に供給することができる。前記含有量は２０質量％以上６０質量％以下であることがより好ましい。

ポリマー層の厚さは１０μｍ以上６０μｍ以下が好ましい。ポリマー層の厚さが１０μｍ以上であることにより、紙上に揮発性成分を十分な量保持することができ、揮発性成分を吸引の終始にわたってより均一に供給することができる。また、ポリマー層の厚さが６０μｍ以下であることにより、たばこ含有セグメントの外側からヒーターにより加熱する場合にヒーターからの熱伝導性を向上させることができる。ポリマー層の厚さは１５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以上４０μｍ以下がさらに好ましい。

［たばこ含有セグメントの製造方法］
本発明に係るたばこ含有セグメントの製造方法は、前記ポリマーと、前記揮発性香料成分又は前記エアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を、前記紙上に塗布して乾燥する工程を経て前記ラッパーを製造する工程を備える。前記方法によれば、本発明に係るたばこ含有セグメントを好適に製造することができる。

まず、ポリマーと、揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を調製する。ポリマーと、揮発性香料成分及びエアロゾル生成基材とが水系分散媒に分散している分散液を調製してもよい。例えば揮発性香料成分としてメンソール等の常温において固体の成分を用いる場合、前記固体の成分をエタノール等に予め溶解させることが好ましい。具体的には、例えば前記固体の成分を、エタノールに溶解させ、これにポリマーと、必要に応じて乳化剤を添加して分散液を調製することができる。乳化剤としては、例えばグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、レシチン等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。

前記分散液では、前記固体の成分はエタノール中に溶解しており、溶解物とポリマーが分散液（エタノール水溶液）に分散している。前記分散液を塗布して乾燥すると、エタノールと水は揮発して除去されるため、エタノールと水が存在していた部分は孔となる。したがって、形成されるポリマー層は多孔質構造を有し、孔の内部には前記固体の成分が存在すると考えられる。また、乳化剤を用いる場合には、エタノール、乳化剤及び前記固体の成分を含むミセルが形成される。エタノール及び水が除去されるとミセル部分には孔が形成され、該孔の内部には前記固体の成分が残留する。したがって、形成されるポリマー層は多孔質構造を有し、孔の内部には前記固体の成分が存在すると考えられる。多孔質構造の孔径は乳化剤の使用量等により調節することができ、例えば乳化剤の使用量が少ないほど孔径は大きくなる。孔内に揮発性成分を十分に保持して加熱により徐々に放出させる観点から、孔径は大きい方が好ましい。すなわち、乳化剤の使用量は少ない方が好ましい。分散液中の乳化剤の濃度は０質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。また、分散液中のポリマーの濃度は１０質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。また、エタノールを用いる場合、分散液中のエタノール濃度は、５質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。分散液中の揮発性香料成分又はエアロゾル生成基材の濃度は５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。

次に前記分散液を紙上に塗布して乾燥する。前記分散液の紙への塗布量は、形成されるポリマー層の厚さに応じて適宜選択することができる。乾燥時の温度は例えば６０℃以上２００℃以下であることができる。これにより、紙上にポリマー層が形成されたラッパーが得られる。

たばこ充填物を得られたラッパー内に充填する方法は特に限定されないが、例えばたばこにエアロゾル生成基材等を含ませたたばこ充填物をラッパーで包んでもよく、筒状のラッパーに前記たばこ充填物を充填してもよい。たばこの形状が矩形状のように長手方向を有する場合、たばこを該長手方向がラッパー内でそれぞれ不特定の方向となるように充填してもよく、たばこ含有セグメントの軸方向又は該軸方向に対して垂直な方向となるように整列させて充填してもよい。

［非燃焼加熱喫煙物品］
本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、本発明に係るたばこ含有セグメントと、マウスピースセグメントと、を備える。前記非燃焼加熱喫煙物品は本発明に係るたばこ含有セグメントを備えるため、ラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができる。本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品は、たばこ含有セグメント及びマウスピースセグメント以外にも、他のセグメントを有していてもよい。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の一例を図４に示す。図４に示される非燃焼加熱喫煙物品３０は、本発明に係るたばこ含有セグメント１０と、マウスピースセグメント１１とを備える。マウスピースセグメント１１は、冷却セグメント１２と、センターホールセグメント１３と、フィルターセグメント１４とを備える。喫煙時、たばこ含有セグメント１０が加熱され、フィルターセグメント１４の端部より吸引が行われる。

冷却セグメント１２は筒状部材１５で構成される。筒状部材１５は例えば厚紙を円筒状に加工した紙管であることができる。筒状部材１５及び後述するマウスピースライニングペーパー２２には、両者を貫通する穿孔１６が設けられている。穿孔１６の存在により、吸引時に外気が冷却セグメント１２内に導入される。これにより、たばこ含有セグメント１０が加熱されることで気化した揮発性成分が外気と接触し、その温度が低下するため液化し、エアロゾルが形成される。穿孔１６の径（差し渡し長さ）は特に限定されないが、例えば０．５～１．５ｍｍであることができる。穿孔１６の数は特に限定されず、１つでも２つ以上でもよい。例えば穿孔１６は冷却セグメント１２の周上に複数設けられていてもよい。

センターホールセグメントは１つまたは複数の中空部を有する充填層と、充填層を覆うインナープラグラッパーとで構成される。例えば、センターホールセグメント１３は、中空部を有する第一の充填層１７と、第一の充填層１７を覆う第一のインナープラグラッパー１８とで構成される。センターホールセグメント１３は、マウスピースセグメント１１の強度を高める機能を有する。第一の充填層１７は、例えば酢酸セルロース繊維が高密度で充填されトリアセチンを含む可塑剤が酢酸セルロース質量に対して、６～２０質量％添加されて硬化された内径φ５．０～φ１．０ｍｍのロッドとすることができる。第一の充填層１７は繊維の充填密度が高いため、吸引時は、空気やエアロゾルは中空部のみを流れることになり、第一の充填層１７内はほとんど流れない。非燃焼加熱喫煙物品３０において、フィルターセグメント１４でのエアロゾル成分の濾過による減少を少なくしたいときに、フィルターセグメント１４の長さを短くしてセンターホールセグメント１３で置き換えることはエアロゾル成分のデリバリー量を増大させるために有効である。センターホールセグメント１３内部の第一の充填層１７が繊維充填層であることから、使用時の外側からの触り心地は、使用者に違和感を生じさせることが少ない。

フィルターセグメント１４は、第二の充填層１９と、第二の充填層１９を覆う第二のインナープラグラッパー２０とで構成される。フィルターセグメント１４では吸い口端まで第二の充填層１９が存在するため、該吸い口端は通常の燃焼喫煙物品と同様の外観を有する。吸引時は空気及びエアロゾルが第二の充填層１９内を通過し、エアロゾルの一部が濾過される。第二の充填層１９は例えば酢酸セルロース繊維の充填層であることができる。

センターホールセグメント１３と、フィルターセグメント１４とはアウタープラグラッパー２１で接続されている。アウタープラグラッパー２１は、例えば円筒状の紙であることができる。また、たばこ含有セグメント１０と、冷却セグメント１２と、接続済みのセンターホールセグメント１３及びフィルターセグメント１４とは、マウスピースライニングペーパー２２により接続されている。これらの接続は、例えばマウスピースライニングペーパー２２の内側面に酢酸ビニル系糊等の糊を塗り、前記３つのセグメントを入れて巻くことで接続することができる。接続後、冷却セグメント１２に穿孔１６を設けることができる。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品の軸方向、すなわち図４における水平方向の長さは特に限定されないが、４０ｍｍ～９０ｍｍであることが好ましく、５０ｍｍ～７５ｍｍであることがより好ましく、５０ｍｍ～６０ｍｍであることがさらに好ましい。また、非燃焼加熱喫煙物品の周の長さは１６ｍｍ～２５ｍｍであることが好ましく、２０ｍｍ～２４ｍｍであることがより好ましく、２１ｍｍ～２３ｍｍであることがさらに好ましい。例えば、たばこ含有セグメント１０の長さは２０ｍｍ、冷却セグメント１２の長さは２０ｍｍ、センターホールセグメント１３の長さは８ｍｍ、フィルターセグメント１４の長さは７ｍｍである態様を挙げることができる。これら個々のセグメント長さは、製造適性、要求品質等に応じて、適宜変更できる。さらには、センターホールセグメントを用いずに、冷却セグメントの下流側にフィルターセグメントのみを配置しても、非燃焼加熱喫煙物品として機能することもできる。

［非燃焼加熱喫煙システム］
本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品と、たばこ含有セグメントを加熱する加熱装置と、を備える。前記非燃焼加熱喫煙システムは本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品を備えるため、ラッパーに発生するシミを低減でき、かつ、揮発性成分を吸引の終始にわたって均一に供給することができる。本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品と、前記加熱装置とを備えれば特に限定されず、他の構成を有していてもよい。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムの一例を図５に示す。図５に示される非燃焼加熱喫煙システムは、本発明に係る非燃焼加熱喫煙物品３０と、非燃焼加熱喫煙物品３０のたばこ含有セグメントを外側から加熱する加熱装置３１とを備える。図５（ａ）は非燃焼加熱喫煙物品３０を加熱装置３１に挿入する前の状態を示し、図５（ｂ）は非燃焼加熱喫煙物品３０を加熱装置３１に挿入して加熱する状態を示す。図５に示される加熱装置３１は、ボディ３２と、ヒーター３３と、金属管３４と、電池ユニット３５と、制御ユニット３６とを備える。ボディ３２は筒状の凹部３７を有し、凹部３７の内側側面であって、凹部３７に挿入される非燃焼加熱喫煙物品３０のたばこ含有セグメントと対応する位置に、ヒーター３３及び金属管３４が配置されている。ヒーター３３は電気抵抗によるヒーターであることができ、温度制御を行う制御ユニット３６からの指示により電池ユニット３５より電力が供給され、ヒーター３３の加熱が行われる。ヒーター３３から発せられた熱は、熱伝導度の高い金属管３４を通じて非燃焼加熱喫煙物品３０のたばこ含有セグメントへ伝えられる。図５（ｂ）においては、模式的に図示しているため、非燃焼加熱喫煙物品３０の外周と金属管３４の内周との間に隙間があるが、実際は、熱を効率的に伝達する目的で非燃焼加熱喫煙物品３０の外周と金属管３４の内周との間に隙間は無い方が望ましい。なお、加熱装置３１は非燃焼加熱喫煙物品３０のたばこ含有セグメントを外側から加熱するが、内側から加熱するものであってもよい。

加熱装置による加熱温度は特に限定されないが、４００℃以下であることが好ましく、１５０℃以上４００℃以下であることがより好ましく、２００℃以上３５０℃以下であることがさらに好ましい。なお、加熱温度とは加熱装置のヒーターの温度を示す。

本発明に係る非燃焼加熱喫煙システムでは、たばこ含有セグメントのラッパー内表面に揮発性成分を含むポリマー層が設けられている。該ポリマー層は加熱時、加熱装置のヒーター近傍に位置するため、該ポリマー層に含まれる揮発性成分は、徐々に放出されるものの長期にわたって十分な量が放出される。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

［実施例１］
（ラッパーの作製）
メンソール２１ｇをエタノール９ｇに溶解した液を用意した（以下、液Ａと示す）。ＰＶＡ（Ｔｇ：５８℃、平均重合度：５００、けん化度：８５～８９モル％）４５ｇを８０℃に加熱した水１１６ｇに分散混合した。この中にスターラーにて十分撹拌しながら液Ａを添加して分散液を調製した。該分散液を紙（商品名：５０ＮＦＢ、日本製紙パピリア製、坪量：５０ｇ／ｍ^２）上に片面塗布（刻側）し、６０～９０℃で乾燥することで、紙上に厚さ２０～３０μｍのポリマー層が形成されたラッパーを得た。該ポリマー層の断面をＳＥＭで観察したところ、該ポリマー層は多孔質構造を有することが確認された。

（評価用の非燃焼加熱喫煙物品の作製）
市販の非燃焼加熱喫煙物品（商品名：ｇｌｏ ｒｅｇｕｌａｒ、ブリティッシュ・アメリカン・タバコ社製）を準備した。該非燃焼加熱喫煙物品は揮発性香料成分を含まず、たばこ含有セグメントに相当する部分は、たばこ及びエアロゾル生成基材としてのグリセリンを含む。また、該たばこ含有セグメントに相当する部分のラッパーは、紙のみから構成される。該非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントに相当する部分のラッパーを外し、代わりに作製したラッパーを巻いて、評価用の非燃焼加熱喫煙物品を得た。

（喫煙におけるメンソール供給評価）
前記市販の非燃焼加熱喫煙物品に対応した加熱装置（商品名：ｇｌｏ、ブリティッシュ・アメリカン・タバコ社製）を用いて、前記評価用の非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントに相当する部分を２２０℃で加熱した。カナダ強制喫煙条件に基づいて喫煙を行い、吸引されたエアロゾル中の成分を捕集し、イソプロパノール（ＩＰＡ）にて振とう抽出した試料をＧＣ分析した。具体的には、ＣＩＲ法（カナダ強制喫煙条件法）に基づき、１パフ当たり５５ｍｌ吸引し（１パフは３０秒間隔、すなわち２秒間吸引して２８秒間待機すること）、計４パフ行った。吸引されたエアロゾル中の成分をケンブリッジフィルタに捕集した。ケンブリッジフィルタに捕集された成分をイソプロパノール（ＩＰＡ） １０ｍｌを抽出溶媒とし、２０分間、２００ｒｍｐの条件で振とう抽出した。得られた抽出液を以下の条件でＧＣ分析し、パフ毎にメンソール量を定量した。
注入口温度：２４０℃
オーブン温度：１５０℃で１．３分間保持後、７０℃／ｍｉｎで２４０℃まで昇温し、５分間保持
カラム：商品名：ＤＢ－ＷＡＸ １０ｍ×０．１８ｍｍ×０．１８μｍ、Ａｇｉｌｅｎｔ社製
検出器：ＦＩＤ
パフ毎の、非燃焼加熱喫煙物品に含まれるメンソール量に対する吸引されたエアロゾル中のメンソール量の割合を示すメンソール供給効率を図６に示す。また、４パフの間に吸引されたエアロゾル中の合計のメンソール量（合計メンソール量）と、４パフの合計でのメンソール供給効率を表１に示す。

（シミの評価）
前記評価用の非燃焼加熱喫煙物品を入れた密閉容器を、温度２２℃、相対湿度６０％の環境下で、４週間蔵置した後、容器から非燃焼加熱喫煙物品を取り出し、ラッパー表面に発生しているシミの数を目視で評価した。当該評価において、シミの最大径（Ｌ）が、０．９ｍｍ≦Ｌ＜２．７ｍｍを満たすもの（小さいシミ）と、２．７ｍｍ≦Ｌを満たすもの（大きいシミ）とを、それぞれ区別して計測を行った。この評価の結果を表２に示す。なお、本評価において、シミの単位とは、他のシミと独立しているか否かに関わらず、楕円（円形を含む）に近似し得る各々のシミである。また、シミの発生程度は、非燃焼加熱喫煙物品を２００本評価した中でのシミ発生本数と、大小無、各レベルの発生割合％で示した。

［比較例１］
市販の非燃焼加熱喫煙物品（商品名：ｇｌｏ Ｍｅｎｔｈｏｌ、ブリティッシュ・アメリカン・タバコ社製）を準備した。該非燃焼加熱喫煙物品のたばこ含有セグメントに相当する部分は、揮発性香料成分としてのメンソールと、エアロゾル生成基材としてのグリセリンを含む。また、該たばこ含有セグメントに相当する部分のラッパーは、紙のみから構成される。なお、該非燃焼加熱喫煙物品に含まれるメンソール量は、実施例１で作製した評価用の非燃焼加熱喫煙物品に含まれるメンソール量よりも多い。

前記非燃焼加熱喫煙物品を用いた以外は、実施例１と同様に評価した。結果を図６並びに表１及び２に示す。

図６に示されるように、ラッパーにメンソールを含むポリマー層が設けられた実施例１では、１回目から４回目のパフにおいてメンソール供給効率がほぼ均一であった。該ポリマー層からメンソールが徐々に放出されたためと推測される。一方、たばこ充填物がメンソールを含み、ラッパーにはメンソールを含むポリマー層が設けられていない比較例１では、１回目から４回目のパフにかけてメンソール供給効率が直線的に減少した。たばこ充填物に含まれるメンソールが、吸引前半においてその多くが気化したためと推測される。

また、表１に示されるように、４パフの合計において実施例１では比較例１よりもメンソール供給効率が高かった。これは、実施例１ではメンソールがラッパーのポリマー層内に含まれており、ラッパーのポリマー層は加熱時、加熱装置のヒーター近傍に位置するためと推測される。なお、実施例１と比較例１では、非燃焼加熱喫煙物品に含まれる初期のメンソール量が異なるため、図６及び表１ではメンソール供給効率に基づいて比較を行った。

また、表２に示されるように、実施例１ではラッパー表面にシミが確認されなかったのに対し、比較例１ではシミが確認された。実施例１ではポリマー層の存在により、たばこ充填物に含まれるエアロゾル生成基材やたばこ成分や揮発性香料成分の染み出しを抑制することができたためと推測される。

１ 紙
２ ポリマー層
３ ラッパー
４ たばこ充填物
５ 揮発性成分
１０ たばこ含有セグメント
１１ マウスピースセグメント
１２ 冷却セグメント
１３ センターホールセグメント
１４ フィルターセグメント
１５ 筒状部材
１６ 穿孔
１７ 第一の充填層
１８ 第一のインナープラグラッパー
１９ 第二の充填層
２０ 第二のインナープラグラッパー
２１ アウタープラグラッパー
２２ マウスピースライニングペーパー
３０ 非燃焼加熱喫煙物品
３１ 加熱装置
３２ ボディ
３３ ヒーター
３４ 金属管
３５ 電池ユニット
３６ 制御ユニット
３７ 凹部

Claims (12)

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

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