JP2022038911A - 喫煙具用カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】充填物の脱落を防止しつつ、芳香や味わいを高めることのできる喫煙具用カートリッジを提供する。
【解決手段】タバコ植物または非タバコ植物を原料とする充填物（２３）が充填された被加熱体（２０）と、被加熱体と同軸上に配置されるマウスピース（４０）と、を備えた喫煙具用カートリッジであって、充填物は、短冊状または棒状に形成された複数の第１の喫煙材（２１）と、複数の第１の喫煙材の間に形成された第１の隙間（５１）に配置され、粉状または粒状に形成された少なくとも１つの第２の喫煙材（２２）と、を含み、第１の喫煙材の充填物における含有量は、５０～９５質量％である。
【選択図】図１

Description

本発明は、喫煙具用カートリッジに関する。

近年、火炎を用いることなく、タバコの成分を含むタバコカートリッジを加熱して、気化したタバコ成分を吸引する方式のタバコ製品が広く知られている。また、嗜好の多様化から、タバコ成分を含まない植物の芳香や味わいを、タバコ同様に火炎を用いずに楽しむためのカートリッジ製品も知られ始めている。

例えば特許文献１には、「長尺状のタバコ充填物が束状に集積され外周部がシート状の包装体で巻かれ、タバコ充填物は、長さ方向と直交する断面において長辺方向の寸法が短辺方向の寸法より長くなるように形成され、包装体に接する最外周部のタバコ充填物は、長辺方向が周方向に略沿う方向を向いているか、あるいは長辺方向が周方向に略沿う方向以外の方向を向いており、長辺方向が周方向に略沿う方向を向いているタバコ充填物の数が、長辺方向が周方向に略沿う方向以外の方向を向いているタバコ充填物の数より多い。」という構成の電子タバコカートリッジが記載されている（要約参照）。

特許第６５１６９０７号公報

喫煙者の嗜好の多様化は進んでおり、新たな芳香や味わいの追求は本技術分野の恒久の課題である。特許文献１に記載の電子タバコカートリッジにおいても、タバコ充填物の量を確保しつつ、タバコ充填物集積体内部における気流の流動性を良好にでき、併せてタバコ充填物の脱落を防止できるとされているが、芳香や味わいの面では改良の余地がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、充填物の脱落を防止しつつ、芳香や味わいを高めることのできる喫煙具用カートリッジを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、タバコ植物または非タバコ植物を原料とする充填物が充填された被加熱体と、前記被加熱体と同軸上に配置されるマウスピースと、を備えた喫煙具用カートリッジであって、前記充填物は、短冊状または棒状に形成された複数の第１の喫煙材と、前記複数の第１の喫煙材の間に形成された第１の隙間に配置され、粉状または粒状に形成された少なくとも１つの第２の喫煙材と、を含み、前記第１の喫煙材の前記充填物における含有量は、５０～９５質量％であることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の別の態様は、タバコ植物または非タバコ植物を用いた充填物が充填された被加熱体と、前記被加熱体と同軸上に配置されるマウスピースと、を備えた喫煙具用カートリッジであって、前記充填物は、複数の短冊状喫煙材と、前記複数の短冊状喫煙材の間に形成された第３の隙間に配置される少なくとも１つの棒状喫煙材と、を含み、前記短冊状喫煙材の前記充填物における含有量は、５０～９５質量％であることを特徴とする。

本発明によれば、充填物の脱落を防止しつつ、芳香や味わいを高めることのできる喫煙具用カートリッジを提供できる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第１の喫煙材の外形を示す図。 第２の喫煙材の外形を示す図。 図１のＩＶ－ＩＶ断面図。 被加熱体の製造工程を示す図。 被加熱体の製造工程を示す図。 被加熱体の製造工程を示す図。 図１に示す喫煙具用カートリッジを喫煙具に挿入した状態の断面図。 短冊状喫煙材の外形を示す図。 棒状喫煙材の外形を示す図。 第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。図１に示すように、第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１は、被加熱体２０と、支持部材３０と、移送部材３９と、マウスピース４０と、を備える。被加熱体２０と支持部材３０と移送部材３９とマウスピース４０とは、中心軸Ｃ１上に並んで配置される。そして、被加熱体２０と支持部材３０と移送部材３９とマウスピース４０とは、シート状の外装部材１０により巻かれて一体化されている。外装部材１０は、例えば紙から成る。

ここで、図１に示す喫煙具用カートリッジ１は、例えば、直径が６．５～７．５ｍｍ、長さが４０～６０ｍｍに形成される。また、被加熱体２０は、１０～２５ｍｍの長さを有する。勿論、喫煙具用カートリッジ１は、これ以外の寸法で形成されても良い。

被加熱体２０は、充填物２３をシート状の包装部材２５で巻いて円筒状に形成され、その両端部おいて、充填物２３が露出している。即ち、被加熱体２０の両端部は蓋部材（例えば紙）により覆われていない。なお、包装部材２５は、例えば紙から成るが、シート状の部材であれば材質は問わない。

充填物２３は、詳しくは後述するタバコ植物または非タバコ植物を原料とする多数の部材が充填されて構成されており、複数の第１の喫煙材２１および複数の第２の喫煙材２２を含む。なお、第２の喫煙材２２は、充填物２３に少なくとも１つ含まれていれば良い。

詳しくは後述するが、第１の喫煙材２１は短冊状または棒状の部材で構成され、第２の喫煙材２２は粉状または粒状の部材で構成される（図２、図３参照）。複数の第１の喫煙材２１は、それぞれの長手方向が中心軸Ｃ１に沿うように束状に並べられ、複数の第２の喫煙材２２は、複数の第１の喫煙材２１間に形成された第１の隙間５１および／または第１の喫煙材２１と包装部材２５との間に形成された第２の隙間５２に配置される（図４参照）。

マウスピース４０は、喫煙具用カートリッジ１の吸口を構成する部分であり、例えば紙等を用いて形成される。また、マウスピース４０は、微粒子を取り除くセルロースアセテートフィルタ等を含んでいても良い。被加熱体２０で生成された水蒸気やエアロゾル中の微粒子の一部は、このマウスピース４０のフィルタによってろ過される。

支持部材３０は、例えばシリコーンを用いて形成された円柱状の部材であって、その内部に、長手方向に沿って貫通する流路３５が形成されている。本実施形態において、流路３５は中央に１つ設けられているが、その数および流路３５が形成される場所は問わず、また、支持部材３０の外周部と包装部材２５との間を流路３５とすることができる。支持部材３０は、被加熱体２０とマウスピース４０との間に配置され、被加熱体２０の軸方向の移動を規制する。また、支持部材３０は、被加熱体２０で生成されたエアロゾルを、流路３５を介してマウスピース４０へと導く。エアロゾルは、流路３５を流れる過程で冷却され、マウスピース４０を介して喫煙者の口内に吸引される。支持部材３０は、円柱状の部材に限らず、様々な態様とすることができる。例えばシート状に形成された紙またはポリマー等を巻いたもの、または、スポンジ状の多孔質体からなる材料を代わりに使用することができる。

また、本実施形態では、被加熱体２０と支持部材３０の間に隔壁部材５０設け、隔壁部材５０を介して被加熱体２０と支持部材３０とが接する構成としている。隔壁部材５０は、例えば、通気性の良い、フィルタ、紙などが挙げられる。このような隔壁部材５０を設けると輸送時等の物流での影響で被加熱体２０が喫煙具用カートリッジ１内で移動してしまうことを避けることができる。勿論、隔壁部材５０を設けない構成としても良い。

移送部材３９は、マウスピース４０の方向へ流れるエアロゾルを冷却する。移送部材３９としては、紙を巻いたものまたは捲縮されたポリマーシート等を使用することができる。移送部材３９は、その長手方向が喫煙具用カートリッジ１の長手方向に沿うようにして配置される。なお、移送部材３９を省略し、構成要素の数を少なくすることができる。移送部材３９を省略した場合、通気性が向上し、発生したエアロゾルが下流側に流れやすくなるため、喫煙者が芳香成分を吸引しやすくなる。

移送部材３９を省略した構成の場合、喫煙具用カートリッジ１の長手方向に長さを長くしたマウスピース４０を、支持部材３０に隣接させる構成とすれば良い。その場合、例えばマウスピース４０のセルロースアセテートフィルタに冷却機能を兼ねさせることが可能である。

他の一例として、移送部材３９を省略し、支持部材３０とマウスピース４０の間に空隙部を設ける構成にすることもできる。その場合、エアロゾル通過流が空隙部で交流することができ、エアロゾルは、一旦、空隙部で時間的、空間的に対流した後、均一化されたエアロゾルをマウスピース４０に流すことができる。

さらに、外装部材１０が、被加熱体２０、隔壁部材５０、支持部材３０、移送部材３９、およびマウスピース４０を外側から覆うように構成されているため、エアロゾルの気流が安定し、喫煙者が芳香成分を吸い込みやすくなる。

次に、充填物２３を構成する第１の喫煙材２１および第２の喫煙材２２の形状について、図２および図３を用いて説明する。図２は第１の喫煙材２１の外形を示す図、図３は第２の喫煙材２２の外形を示す図である。

図２に示すように、第１の喫煙材２１は、中心軸Ｃ２に直交する断面が略長方形状（矩形状）に形成された短冊状の部材から成る。長辺ａと短辺ｂの比は、例えば、１．５：１～３０：１の範囲であることが好ましい。また、長さｃは被加熱体２０の長さと略同一であるのが好ましい。第１の喫煙材２１の寸法の一例を挙げると、長辺ａが１．５ｍｍ、短辺ｂが０．３ｍｍ、長さｃが１２ｍｍである。なお、第１の喫煙材２１を棒状の部材で形成する場合、当該断面の長辺ａと短辺ｂの比が、１：１～１．５：１の範囲であることが好ましく、例えば、長辺ａが０．６ｍｍ、短辺ｂが０．４ｍｍ、長さｃが１２ｍｍである。なお、第１の喫煙材２１は、後述するように結着剤等が付着されて、その表面が粘着性を有している。

一方、第２の喫煙材２２は、粉状または粒状に形成されている。複数の第２の喫煙材２２の平均粒子径ｄは、第１の喫煙材２１の長辺ａ以下であり、本実施形態にあっては、例えば０．５ｍｍである。

図４は図１のＩＶ－ＩＶ断面図、即ち、充填物２３を中心軸Ｃ１に直交する面で切断した断面図である。図４に示すように、第２の喫煙材２２は、第１の喫煙材２１と第１の喫煙材２１との間に形成された第１の隙間５１に配置されている。また、第２の喫煙材２２は、包装部材２５と第１の喫煙材２１との間に形成された第２の隙間５２にも配置されている。即ち、本実施形態では、包装部材２５の内部に多数の第１の喫煙材２１が充填されており、第１の隙間５１および第２の隙間５２に多数の第２の喫煙材２２が充填された構成となっている。

ここで、本実施形態において、充填物２３における第１の喫煙材２１の含有量は、５０～９５質量％であり、好ましくは６５～７５質量％である。そして、充填物２３の密度は、２９５～６７５ｍｇ／ｃｍ^３であり、好ましくは５００～６７５ｍｇ／ｃｍ^３である。第１の喫煙材２１の含有量および充填物２３の密度を上記の数値範囲内とした理由について、以下に説明する。

例えば、第１の喫煙材２１の含有量が１００質量％であって、充填物２３の密度が２９５ｍｇ／ｃｍ^３未満の場合（この場合、第１の喫煙材２１の含有量が１００質量％なので、充填物２３の密度は第１の喫煙材２１の密度と等しい）、第１の喫煙材２１の密度が低いため、第１の隙間５１および第２の隙間５２が大きくなり、第１の喫煙材２１が充填物２３から脱落する可能性が高く、被加熱体２０を下向きにして喫煙具用カートリッジ１を持つと、第１の喫煙材２１が落下する可能性がある。さらに、第１の喫煙材２１の充填量が著しく少なくなるため、芳香や味わいの面で劣る。

一方、第１の喫煙材２１の含有量が１００質量％であって、充填物２３の密度が６７５ｍｇ／ｃｍ³を超える場合、第１の喫煙材２１の密度が高いため、第１の隙間５１および第２の隙間５２が小さくなり、被加熱体２０における気流の流動性が良好でなくなるおそれがある。また、加熱部７５（図６参照）を被加熱体２０に差し込みにくくなる可能性もある。

仮に、充填物２３が第１の喫煙材２１のみ含有している場合に、充填物２３の密度が２９５ｍｇ／ｃｍ^３未満となる要因は、第１の喫煙材２１の厚さが厚いまたは幅が広いことである。厚さが厚く、幅が広い第１の喫煙材２１を被加熱体２０に充填した場合、長辺同士が接触していれば隙間は大きくならないが、長辺と短辺同士が接触したものが多く存在した場合は大きな隙間ができてしまい密度を高くすることができない。よって、充填物２３の密度を２９５ｍｇ／ｃｍ３よりも高くするためには、第１の喫煙材２１の厚さを薄くするまたは幅を狭くすることで解決できるが、厚さを薄くするまたは幅を狭くするのは製造上、加工が容易でない問題がある。

また、第１の喫煙材２１の厚さを薄く、幅を狭くする加工が実現できたとしても、第１の喫煙材２１を充填する際に、第１の喫煙材２１同士が殆ど隙間なく密着する可能性があり、この場合、充填物２３の密度が高くなり過ぎるという問題が生じる。

そこで、本実施形態では、第１の喫煙材２１の形状を従来と変えることなく、充填密度を適切な値にするため、第１の喫煙材２１と異なる第２の喫煙材２２を第１の隙間５１または第２の隙間５２に入るようにする手段を採用することとした。

第１の喫煙材２１の含有量が少なく、第２の喫煙材２２の含有量の方が多い場合、第１の喫煙材２１が充填物２３から脱落する可能性がある。特に、第１の喫煙材２１が５０質量％未満のときにその可能性は増す傾向にある。

一方、第１の喫煙材２１の含有量が多く、第２の喫煙材２２の含有量が少ない場合、第１の隙間５１および第２の隙間５２を第２の喫煙材２２が十分に埋めることができず、充填物２３から第２の喫煙材２２が脱落する可能性がある。また、第２の喫煙材２２の含有量が著しく少なくなるため、芳香や味わいの面で劣る。特に、第１の喫煙材２１（充填物）が９５質量％より大きいときに、その可能性は増す傾向にある。

そこで、本実施形態では、第１の喫煙材２１の脱落防止の観点と、芳香や味わいの面から総合的に判断して、充填物２３における第１の喫煙材２１の含有量は５０～９５質量％の範囲内としている。さらに好ましくは、第１の喫煙材２１の含有量を６５～７５質量％の範囲にすると、脱落防止を図れる上に、第２の喫煙材２２の含有量を多くできるため、芳香や味わいを大幅に向上できる。

次に、充填物２３（第１の喫煙材２１、第２の喫煙材２２）として用いられる原料の具体例について説明する。第１の喫煙材２１および第２の喫煙材２２は、それぞれ以下に示す原料のうち任意の１つまたは複数の組み合わせで構成される。ただし、本実施形態では、芳香や味わいを向上させるために、第１の喫煙材２１と第２の喫煙材２２とは、少なくとも原料の一部が互いに異なる構成となっている。

充填物２３は、タバコ植物または非タバコ植物を原料とする。タバコ植物としては、タバコ葉、タバコ茎、膨張タバコ、均質化タバコ等が挙げられる。非タバコ植物としては、タバコ植物以外の植物が挙げられる。非タバコ植物の好ましい部位としては、葉、果肉、種子、根（鱗根、塊根等）、茎、塊茎、皮（茎皮、樹皮等）、花（花弁、雄蕊、雌蕊等）、幹、枝等が挙げられる。

なお、本明細書でいう「植物」とは動物に対する一群を意味し、草および木等のように、根があって場所が固定されて生きているような生物以外に、微細藻類および海藻等のような藻類、キノコ等の菌類等をも含む。

充填物２３は、例えば、乾燥・粉砕された非タバコ植物に、エアロゾルを発生させるエアロゾルフォーマ、微結晶セルロース、風味を追加する添加剤、保存料、結着剤または増粘剤等を適宜混合し、粉砕若しくは分級して粉状または粒状にしたり、シート状に成形した上で、所定の幅および長さを有するように切断して短冊状または棒状とされる。

例えば、非タバコ植物の部位が葉である場合は、好ましくは茶類を使用できる。茶類は茶になる植物が異なるだけでな<、同じ植物であっても加工法によって異なるお茶になる。具体的には、たとえば、日本茶、紅茶、明日葉茶、甘茶、アマチャヅル茶、アロエ茶、イチョウ葉茶、ウーロン茶、ウコン茶、ウラジロガシ茶、エゾウコギ茶、オオバコ茶、カキオドシ茶、柿の葉茶、カミツレ茶、カモミールティ、河原決明茶、カリン茶、菊花茶、ギムネマ茶、グァバ茶、クコ茶、柔の葉茶、黒豆茶、ゲンノショウコ茶、玄米茶、ゴボウ茶、コンフリー茶、毘布茶、桜茶、サフラン茶、シイタケ茶、シソ茶、ジャスミン茶、しょうが茶、スギナ茶、セキショウ茶、センブリ茶、ソバ茶、タラノキ茶、タンポポ茶、甜茶、ドクダミ茶、杜仲茶、ナタマメ茶、ニワトコ茶、ネズミモチ茶、ハトムギ茶、ハブ茶、ビワの葉茶、プーアル茶、紅花茶、松葉茶、マテ茶、麦茶、メグスリノキ茶、ヨモギ茶、ユーカリ茶、羅漢果茶、ルイボスティ、ゴーヤ茶などが挙げられる。これらお茶については飲用後の茶殻を使用しても良い。茶殻などを使用すれば高価なお茶などを再利用して有効活用できる。

さらに、上記に例示した非タバコ植物の抽出物、所謂エキスや加工品も使用することができる。抽出物の形態としては、液体、水あめ状、粉末、顆粒、溶液等が挙げられる。

充填物２３の原料としてのエアロゾルフォーマは、グリセリン、プロピレングリコール、ソルビトール、トリエチレングリコール、乳酸、ジアセチン（グリセリンジアセタート）、トリアセチン（グリセリントリアセタート）、トリエチレングリコールジアセタート、クエン酸トリエチル、ミリスチン酸イソプロピル、ステアリン酸メチル、ドデカンジオン酸ジメチル、テトラデカンサンジオン酸ジメチルなどが挙げられる。なかでも、グリセリン、プロピレングリコールが好ましい。

充填物２３の原料としての微結晶セルロースとは、例えば、繊維性植物のパルプから得られたα－セルロースを酸で部分的に解重合したものとして得られるものであり、セルロースから可溶性部分を取り除き、適宜、不溶性部分を結晶化したものである。

微結晶セルロースは、粉体のままでも良いし、水などの溶媒に分散させて懸燭液でも良い。この場合、溶媒ヘの分散は、高速攪拌機や高圧ホモジナイザーなどが使用できる。

さらに、必要に応じ充填物２３の原料として風味を追加する風味添加剤も好ましく用いられる。風味添加剤としては、はっか、ココア、コーヒー、紅茶のエキス、茶抽出物のカテキンの粉末等が挙げられる。保存料としては食品に使用されるものが好ましく、例えば、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、安息香酸、安息香酸ナトリウム等が挙げられる。

充填物２３（特に第２の喫煙材２２）に、メントールおよび非水溶性架橋ポリマー（好ましくはポリビニルポリピロリドン）を含有させても良い。メントールに非水溶性架橋ポリマーを組み合わせることで、メントールの昇華を効果的に抑制でき、メントールの風味を長期間保つことができる。ここで、メントールとは、天然物から得られたものに限られず、合成物でも良い。また、はっか、ミント、ハッカ油、その他のメントールを含むものを使用しても良い。

風味添加剤は、例えば、マウスピース４０の壁部に含浸させることによってマウスピース４０に設けられている。風味添加剤がマウスピース４０に設けられている態様は、このような態様に限られず、例えば、当該風味添加剤が封入されているカプセルをマウスピース４０の壁部に埋設することによって、マウスピース４０に風味添加剤が設けられているようにしても良い。または、マウスピース４０と被加熱体２０との間に風味添加剤が配置されるようにしても良い。風味添加剤がカプセルに封入されている場合、喫煙者は、カプセルを指で押圧することにより、カプセルを破壊することができ、所望のタイミングで風味添加剤の芳香成分を揮発させることが可能となる。

さらに、風味添加剤は、例えば、マイクロカプセルに封入されている場合、封入されているマイクロカプセルを被加熱体２０に設けても良い。

充填物２３の原料としての結着剤または増粘剤としては、グアーガム、キサンタンガム、アラビアゴムおよびローカストビーンガムなどのゴム、例えばヒドロキシプロピルセルレロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースおよびエチルセルロースなどのセルロース結合剤、例えばデンプン、アルギン酸などの有機酸、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カラナギン、寒天およびペクチンなどの有機酸の共役塩基塩などの多糖類、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

（充填物の製造方法）
既述の充填物２３の製造方法について、各工程に分けて説明する。充填物２３の製造工程は、主原料となるタバコ植物または非タバコ植物を乾燥・粉砕し、秤量等を行う乾燥・粉砕工程と、その他の原料の前処理、秤量等を行う準備工程と、原料を混合して組成物とする混合工程と、組成物を成形する充填物成形工程と、を有する。

乾燥・粉砕工程では、主原料となるタバコ植物または非タバコ植物の使用部位（例えば、葉、種子、乾燥果実、茎、樹皮、根など）を組成物とするため、所定の粉砕物に加工する。その際、後に添加するエアロゾルフォーマ、水その他の成分を吸収あるいは担持するのに都合の良い水分量に調整することが好ましい。乾燥において、温度は６０℃以上８０℃以下が好ましい。この範囲とすることで、必要とする香味成分の散逸を避けながら、所望の水分量に到達させやすい。さらに、乾燥・粉砕工程には、粉砕物を篩分けする篩工程を設けることもでき、所望の粒度に調整して混合工程に投入することができる。

準備工程においては、充填物２３を作製するにあたり必要な原料を準備することができる。前述の微結晶セルロースは、準備工程において秤量され、混合工程に投入される。

混合工程においては、通常の混合機を使用することができる。例えば、混合槽中の原料を撹拌羽根にて、剪断力を加えつつ混合するような形態が好ましく用いられる。

充填物成形工程では、各種原料が混合された組成物を薄いシート状に成形してから、切断することで、短冊状または棒状の充填物２３（第１の喫煙材２１）が成形される。本実施形態では、薄いシートにするため、３本ロールミルを用意する。３本ロールミルを用いると、狭いロール間に押し込まれることによる圧縮と、ロール速度差による剪断により、混練、分散などを行いながら、ドクターブレードにより所望の厚さのシートとすることが可能であり、好ましい。また、プレスローラあるいはプレス機を用いて作製することもできる。

また、粉状または粒状の充填物２３（第２の喫煙材２２）とするには、上記組成物について、適宜粉砕若しくは分級を行うことが好ましい。粉状または粒状の充填物２３における平均粒子径は、例えば０．１～３．０ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。当該平均粒子径は、例えばＪＩＳ Ｋ ００６９：１９９２に記載された篩分け法によって求められる。つまり、この平均粒子径は、複数の篩による試験結果について、目開きの大きいほうからの質量の積算を行い、その質量５０％に相当する径をいう。また、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を平均粒子径としても良い。

充填物成形工程では、組成物を加圧によりオリフィスを通過させて成形するなど、他の手段を用いても良い。また、充填物成形工程では、必要に応じて、非タバコ植物、エアロゾルフォーマ、結着剤または増粘剤等、風味添加剤、保存料をさらに添加しても良いし、水などを添加しても良い。

充填物成形工程で得られるシートの厚さは、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲である。得られたシートは、カッター、回転刃方式のロータリーカッター等により、所定の幅に切断される。

ここで、充填物２３が短冊状または棒状に形成された第１の喫煙材２１で、その表面に粘着性を付与する場合は、粘着性を付与できる手段であれば特に限定されないが、既述の結着剤を少なくとも一部に付着させれば良い。粘着性を付与することで、粉状または粒状の充填物２３を安定して保持し、その機能を良好に維持させることができる。

（被加熱体の製造方法）
次に、上記工程により作製された充填物２３を包装部材２５で巻いて、被加熱体２０を製造する方法について説明する。図５Ａ～図５Ｃは、被加熱体２０の製造工程を示す図である。

図５Ａに示すように、包装部材２５を台座６０の開閉部６１上に載置し、包装部材２５に所定量の充填物２３（第１の喫煙材２１、第２の喫煙材２２）を載置する。例えば、第１の喫煙材２１は５０本程度載置される。この際、第１の隙間５１に第２の喫煙材２２が入り込むように、第２の喫煙材２２を分散して包装部材２５上に載置する。なお、台座６０に設けられた一対の開閉部６１は、互いに離隔する方向に移動可能に構成されている。

次に、図５Ｂに示すように、一対の開閉部６１を互いに離隔する方向に移動させて包装部材２５が落ち込む凹部６２を形成し、凹部６２に落ち込んだ包装部材２５で充填物２３を包む。そして、図５Ｃに示すように、包装部材２５の両端部を接着して充填物２３を包装部材２５の内部に充填する。こうして、被加熱体２０が完成する。

（喫煙具用カートリッジの使用方法）
喫煙具用カートリッジ１の使用方法について説明する。図６は、喫煙具用カートリッジ１を喫煙具７０に挿入した状態の断面図である。喫煙具用カートリッジ１は、加熱式の喫煙具７０に装着されて使用される。喫煙具７０は、喫煙具用カートリッジ１を挿入するための挿入部７２を有している。挿入部７２には、針状あるいはブレード状の加熱部７５が設けられる。挿入部７２に喫煙具用カートリッジ１が挿入された状態で加熱部７５が発熱することにより、充填物２３からエアロゾルが生成される。この状態で喫煙者がマウスピース４０をくわえて吸引すると、エアロゾルが流路３５、移送部材３９、マウスピース４０の順に流れて、喫煙者の口内へと流入される。

このように構成された第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１によれば、以下の効果を奏することができる。

第１の喫煙材２１間に形成された第１の隙間５１および第１の喫煙材２１と包装部材２５との間に形成された第２の隙間５２に第２の喫煙材２２が配置されることで、充填物２３として第１の喫煙材２１と第２の喫煙材２２とが含まれる構成となるため、芳香や味わいが向上する。即ち、従来は隙間であった部分に、第２の喫煙材２２を充填したので、従来と比べて充填物２３における喫煙材の含有量を増やし、密度を高くすることができる。その結果、従来と比べて芳香や味わいが向上する。

また、第１の喫煙材２１は短冊状または棒状の部材で形成され、第２の喫煙材２２は、粉状または粒状の部材で形成されており、第２の喫煙材２２の平均粒子径は、第１の喫煙材２１の矩形断面の長辺以下となっているため、第２の喫煙材２２が隙間５１，５２に入り込み易い。その結果、充填物２３を包装部材２５で巻く際に、第２の喫煙材２２を隙間５１，５２に配置するために特別な工程は不要である。即ち、第１実施形態によれば、予め第１の喫煙材２１と第２の喫煙材２２を準備するだけで、従来の製造工程を変更することなく、簡単に方向や味わいを向上できる喫煙具用カートリッジ１を提供できる。

また、第１の喫煙材２１の含有量を５０～９５質量％の範囲（好ましくは６５～７５質量％）とし、第１の喫煙材２１の密度を２９５～６７５ｍｇ／ｃｍ^３の範囲（好ましくは５００～６７５ｍｇ／ｃｍ^３）としたので、第１の喫煙材２１が被加熱体２０から脱落するのを防止できる。その結果、被加熱体２０の両端部は第１の喫煙材２１を露出させたままでも取り扱いが可能となる。即ち、被加熱体２０の両端部を覆う蓋部材を設ける必要がない。そのため、喫煙具用カートリッジ１の低コスト化を実現できる。

また、第１の喫煙材２１の表面に粘着性を持たせているため、第２の喫煙材２２が第１の喫煙材２１から分離し、被加熱体２０から脱落する心配も少ない。

また、第１の喫煙材２１と第２の喫煙材２２の原料の少なくとも一部が互いに異なるようにしたので、芳香や味わいがより一層向上する。また、仮に第１の喫煙材２１と第２の喫煙材２２とで共通する原料を用いたとしても、第２の喫煙材２２の原料の少なくとも一部を変更するだけで、喫煙者の好みに応じた芳香や味わいを実現できるため、喫煙具用カートリッジのバリエーションを容易に増やすことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジは、第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１と基本的には同じ構成であるが、充填物２３の内部構成が相違する。具体的には、喫煙材の形状が相違する。よって、以下の説明では、この相違点を中心に説明し、第１実施形態と重複する説明は省略する。

第２実施形態において、充填物２３は、短冊状喫煙材１２１および棒状喫煙材１２２を含む。図７は短冊状喫煙材１２１の外形を示す図、図８は棒状喫煙材１２２の外形を示す図である。

図７に示すように、短冊状喫煙材１２１は、中心軸Ｃ３に直交する断面が略長方形状（矩形状）に形成された短冊状の部材から成る。長辺ａ１と短辺ｂ１の比は、例えば、１．５：１～３０：１の範囲であり、長さｃ１は被加熱体２０の長さと略同一である。短冊状喫煙材１２１の寸法の一例を挙げると、長辺ａ１が１．５ｍｍ、短辺ｂ１が０．３ｍｍ、長さｃ１が１２ｍｍである。そして、短冊状喫煙材１２１の表面には結着剤等が付着されている。

一方、棒状喫煙材１２２は、図８に示すように、中心軸Ｃ４に直交する断面が略正方形状（矩形状）に形成された棒状の部材から成る。長辺ａ２と短辺ｂ２の比は、例えば、１：１～１．５：１の範囲であり、長さｃ２は被加熱体２０の長さと略同一である。棒状喫煙材１２２の寸法の一例を挙げると、長辺ａ２が０．６ｍｍ、短辺ｂ２が０．４ｍｍ、長さｃ２が１２ｍｍである。よって、本実施形態では、短冊状喫煙材１２１の断面積（第１の断面積）の方が棒状喫煙材１２２の断面積（第２の断面積）より大きい。なお、棒状喫煙材１２２の断面形状は円形状であっても良い。即ち、棒状喫煙材１２２は角棒状の部材および丸棒状の部材の何れであっても良い。

図９は、第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジを図１に示すＩＶ－ＩＶ線に沿って切断した断面図である。図９に示すように、棒状喫煙材１２２は、短冊状喫煙材１２１と短冊状喫煙材１２１との間に形成された第３の隙間１５１に配置されている。また、棒状喫煙材１２２は、包装部材２５と短冊状喫煙材１２１との間に形成された第４の隙間１５２にも配置されている。即ち、本実施形態では、包装部材２５の内部に多数の短冊状喫煙材１２１が充填されており、第３の隙間１５１および第４の隙間１５２に多数の棒状喫煙材１２２が充填された構成となっている。

ここで、本実施形態において、充填物２３における短冊状喫煙材１２１の含有量は、５０～９５質量％であり、好ましくは６５～７５質量％である。そして、充填物２３の密度は、２９５～６７５ｍｇ／ｃｍ３であり、好ましくは５００～６７５ｍｇ／ｃｍ^３である。この数値範囲とした理由は、上記した第１実施形態と同じである。

このように構成された第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジによれば、上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第２実施形態によれば、第３の隙間１５１および第４の隙間１５２に棒状喫煙材１２２が嵌まり込み、充填物２３の密度がより高まることで、短冊状喫煙材１２１および棒状喫煙材１２２が充填物２３から脱落するのを防止するといった顕著な効果を奏し得る。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

また、第１の喫煙材２１、第２の喫煙材２２、短冊状喫煙材１２１、および棒状喫煙材１２２の原料については、上記に例示したもののほか、様々な原料を使用できる。例えば、特許文献１（特許第６５１６９０７号公報）に開示された原料を本発明にも適用できる。

短冊状または棒状の充填物２３（第１の喫煙材２１）の形状は、たとえば、ストランド、多孔質状などの形態としてもよい。多孔質状にするためには、たとえば、複数の針で乾燥したシートを何度か突き刺すなどすることで形成できる（その他の方法であっても良い）。

粉状または粒状の充填物２３（第２の喫煙材２２）の形状は、たとえば、顆粒、ペレットなどの形態としても良い。

粉状または粒状の充填物２３（第２の喫煙材２２）は、ブロック状に固めてもよいし、若干加水またはオイルを足してペースト状にしても良い。

１ 喫煙具用カートリッジ
１０ 外装部材
２０ 被加熱体
２１ 第１の喫煙材
２２ 第２の喫煙材
２３ 充填物
２５ 包装部材
３０ 支持部材
３５ 流路
４０ マウスピース
５１ 第１の隙間
５２ 第２の隙間
１２１ 短冊状喫煙材
１２２ 棒状喫煙材
１５１ 第３の隙間
１５２ 第４の隙間

Claims (15)

1. タバコ植物または非タバコ植物を原料とする充填物が充填された被加熱体と、前記被加熱体と同軸上に配置されるマウスピースと、を備えた喫煙具用カートリッジであって、
   前記充填物は、短冊状または棒状に形成された複数の第１の喫煙材と、前記複数の第１の喫煙材の間に形成された第１の隙間に配置され、粉状または粒状に形成された少なくとも１つの第２の喫煙材と、を含み、
   前記第１の喫煙材の前記充填物における含有量は、５０～９５質量％であることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
2. 請求項１に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記含有量は、好ましくは６５～７５質量％であることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
3. 請求項１または２に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記充填物の密度は、２９５～６７５ｍｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記被加熱体は、前記充填物がシート状の包装部材で巻かれて円筒状に形成され、
   前記充填物は、前記第２の喫煙材を複数含み、
   前記複数の第２の喫煙材のうち一部は、前記第１の隙間に配置され、残りは前記包装部材と前記複数の第１の喫煙材との間に形成された第２の隙間に配置されることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
5. 請求項１～４の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記複数の第１の喫煙材は、それぞれの中心軸に直交する断面が矩形状であり、
   前記少なくとも１つの第２の喫煙材は、その平均粒子径が、前記短冊状に形成された前記第１の喫煙材の前記矩形状の断面の四辺のうち最も長い辺の長さ以下であることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
6. 請求項１～５の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記複数の第１の喫煙材と、前記少なくとも１つの第２の喫煙材とは、少なくとも原料の一部が互いに異なることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
7. 請求項１～６の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記複数の第１の喫煙材のそれぞれの表面が、粘着性を有することを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
8. タバコ植物または非タバコ植物を用いた充填物が充填された被加熱体と、前記被加熱体と同軸上に配置されるマウスピースと、を備えた喫煙具用カートリッジであって、
   前記充填物は、複数の短冊状喫煙材と、前記複数の短冊状喫煙材の間に形成された第３の隙間に配置される少なくとも１つの棒状喫煙材と、を含み、
   前記短冊状喫煙材の前記充填物における含有量は、５０～９５質量％であることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
9. 請求項８に記載の喫煙具用タバコカートリッジにおいて、
   前記含有量は、好ましくは６５～７５質量％であることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
10. 請求項８または９に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
    前記充填物の密度は、２９５～６７５ｍｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
11. 請求項８～１０の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
    前記複数の短冊状喫煙材は、それぞれの中心軸に直交する断面が第１の断面積を有する矩形状に形成され、
    前記少なくとも１つの棒状喫煙材は、その中心軸に直交する断面が第２の断面積を有する矩形状または円形状に形成され、
    前記第１の断面積は、前記第２の断面積より大きいことを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
12. 請求項８～１１の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
    前記被加熱体は、前記充填物がシート状の包装部材で巻かれて円筒状に形成され、
    前記充填物は、前記棒状喫煙材を複数含み、
    前記複数の棒状喫煙材のうち一部は、前記第３の隙間に配置され、残りは前記包装部材と前記複数の短冊状喫煙材との間に形成された第４の隙間に配置されることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
13. 請求項８～１２の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
    前記複数の短冊状喫煙材と前記少なくとも１つの棒状喫煙材とは、少なくとも原料の一部が互いに異なることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
14. 請求項８～１３の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
    前記複数の短冊状喫煙材のそれぞれの表面が、粘着性を有することを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
15. 請求項１～１４の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
    前記被加熱体と前記マウスピースとの間に配置され、前記充填物が加熱されることで生成される蒸気またはエアロゾルが流れる流路が形成された支持部材をさらに備え、
    前記被加熱体の両端面は、前記充填物が露出していることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
    

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