特開 2023-43800 喫煙具用カートリッジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023043800

(43)【公開日】2023-03-29

(54)【発明の名称】喫煙具用カートリッジ

(51)【国際特許分類】

   A24D 1/20 20200101AFI20230322BHJP

   A24F 40/465 20200101ALI20230322BHJP

【ＦＩ】

A24D1/20

A24F40/465

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021151605

(22)【出願日】2021-09-16

(71)【出願人】

【識別番号】721008039

【氏名又は名称】Ｆｕｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】劉 凱鵬

【テーマコード（参考）】

4B045

4B162

【Ｆターム（参考）】

4B045AA21

4B045AA50

4B162AA03

4B162AA07

4B162AA22

4B162AB01

4B162AB12

4B162AC13

4B162AC50

4B162AD06

4B162AD08

(57)【要約】

【課題】簡単な構成にして、サセプタを設けた喫煙具用カートリッジを提供する。
【解決手段】誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジであって、加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物集積体と、前記充填物集積体の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタと、を有し、当該喫煙具用カートリッジは、長手方向に延びる棒状に形成されており、前記サセプタは、前記長手方向に延びる複数の加熱体を含んでなる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジであって、
加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物と、
前記充填物集積体の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタと、を有し、
当該喫煙具用カートリッジは、長手方向に延びる棒状に形成されており、
前記サセプタは、前記長手方向に延びる複数の加熱体を含んでなる
ことを特徴とする喫煙具用カートリッジ。

【請求項2】

前記複数の加熱体は、当該喫煙具用カートリッジの径方向で視て所定距離、互いに離間してなる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の喫煙具用カートリッジ。

【請求項3】

前記加熱体は、前記充填物集積体の径方向で視た外側部から規定距離離間してなる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の喫煙具用カートリッジ。

【請求項4】

前記サセプタは、当該喫煙具用カートリッジの径方向で視て中央が、前記充填物集積体の径方向中央から一定距離の範囲内にある、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の喫煙具用カートリッジ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジに関する。

【背景技術】

【0002】

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を使用した喫煙具も知られ始めている。

【0003】

このような喫煙具においては、充填物が集積された充填物集積体を加熱することで、エアロゾルを発生させる。充填物集積体の加熱方法として、充填物集積体の内部に磁性体からなるサセプタを設け、喫煙具からサセプタを誘導加熱することで、充填物を加熱することが知られている。このように充填物集積体中にサセプタを設けた喫煙具用カートリッジとして、例えば特許文献１に挙げるものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１７－５１９４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のサセプタは、複数種類の金属を複数層に形成してなるため、当該サセプタの製造が難しい。ゆえに、このようなサセプタ材料を喫煙具用カートリッジに設けることは、喫煙具用カートリッジの製造単価を高めることとなり、好ましいことではない。

【0006】

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、簡単な構成にして、サセプタを設けた喫煙具用カートリッジを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するため、本発明に係る喫煙具用カートリッジは、誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジであって、加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物と、前記充填物集積体の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタと、を有し、当該喫煙具用カートリッジは、長手方向に延びる棒状に形成されており、前記サセプタは、前記長手方向に延びる複数の加熱体を含んでなる。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る喫煙具用カートリッジによれば、簡単な構成にして、サセプタを設けた喫煙具用カートリッジを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態における充填物集積体を有する喫煙具用カートリッジの断面図である。

【図2】喫煙具用カートリッジの使用形態を表す断面図である。

【図3】図１中のI-I断面の断面図である。

【図4】充填物集積体の製造方法を説明する説明図である。

【図5】粉状または粒状に成形された充填物が充填される喫煙具用カートリッジの製造方法を説明する説明図である。

【図6】ペースト状に成形される充填物が充填される喫煙具用カートリッジの製造方法を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。本発明は、以下の
実施形態に限定されない。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、
重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際
の比率とは異なる場合がある。

【0011】

（喫煙具用カートリッジの全体構成）
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態における充填物集積体１０を有する喫煙具用カートリッジ１の断面図を示している。この図に示すように、喫煙具用カートリッジ１は、充填物２０が多数充填された略円筒状の充填物集積体１０と、充填物集積体１０からの気流を通すことのできる支持部材１２と、一端に吸口１４ａを有するマウスピース１４と、他端に導入口１８ａを有するシール部材１８とが、長手方向に沿って配列され、シート状の包装部材１６で巻かれることで一体化されて形成されている。包装部材１６は、紙等で形成することができる。

【0012】

本実施形態において喫煙具用カートリッジ１は、径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、より好ましくは５．０ｍｍ～７．０ｍｍ、長さが４０ｍｍ～８０ｍｍに形成される。喫煙具用カートリッジ１の外径を６．５～７．５ｍｍの範囲に設定すれば、喫煙具２に設けられた喫煙具用カートリッジ１を差し込む挿入部５１と適度な力で嵌合するため、喫煙具用カートリッジ１を喫煙具２に好適に保持させることを可能にしつつ、喫煙具用カートリッジ１の着脱を容易にすることができる。喫煙具用カートリッジ１の長さを４０～８０ｍｍの範囲に設定すれば、喫煙具２に設けられた喫煙具用カートリッジ１を受け入れる挿入部５１の長さよりも長くなるので、喫煙具用カートリッジ１を喫煙具２に差し込んでも吸口１４ａを喫煙具２から露出させることができ、喫煙者が喫煙するのに必要な長さを確保可能となる。

【0013】

（支持部材の構成）
支持部材１２は、充填物集積体１０の支持部材１２側への移動を抑制するとともに、充填物集積体１０で発生したエアロゾルを含む気流をマウスピース１４側に流通させる。支持部材１２は、例えば円筒状かつ中実状に設けられ、その軸方向が中心軸に沿うように充填物集積体１０とマウスピース１４との間に配置される。支持部材１２は、例えば、外径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、中心軸に沿った長さが５０ｍｍ以下に形成される。なお、支持部材１２は、適宜機能および構成に応じて上記とは異なる寸法を有していてもよい。

【0014】

支持部材１２は、樹脂材で形成される。支持部材１２を形成する樹脂材としては、例えば、ポリプロピレン、ポリ乳酸、シリコーンのようなものが挙げられる。ただし、支持部材１２はこれ以外の樹脂材、あるいは冷却効果が増す木材、金属（アルミ等）のような樹脂材以外の材料で形成されていてもよい。なお、支持部材１２は必ずしも必要ではなく、充填物集積体１０がマウスピース１４側に容易に動くことのない構成（充填物集積体１０が包装部材１６に固定されている等）であれば、支持部材１２を設けなくてもよい。

【0015】

（マウスピースの構成）
マウスピース１４は、円筒状に形成され、例えば直径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、中心軸に沿った長さが５０ｍｍ以上に形成される。マウスピース１４は、例えば紙等を用いて形成される。また、マウスピース１４は、例えば紙からなるシート状の部材を巻いて円筒状に設けられてもよいし、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よい。マウスピース１４は、充填物集積体１０で生成された水蒸気やエアロゾル中の微粒子の一部を濾過する機能を有する白色のフィルタである。なお、後述するように充填物２０が非タバコ植物を原料としているため、マウスピース１４は必ずしも必要ではない。

【0016】

（充填物集積体の構成）
充填物集積体１０は、長尺状の充填物２０が長さ方向に沿って束状とされ、シート状の包摂部材２５で巻かれることで略円筒状となるように形成されている。充填物２０は、タバコ植物または非タバコ植物から形成される。充填物集積体１０は、１０～２５ｍｍの長さを有する。なお、充填物２０は、長尺状に限られず、粒状、ダスト状、ペースト状、多孔質状など他の形態であってもよい。また、喫煙具用カートリッジ１は、喫煙具２の形状に合わせて、上記とは異なる寸法を有していてもよい。

【0017】

充填物集積体１０の外径は、支持部材１２やマウスピース１４の外径と等しく、また、中心軸に沿って概ね一定の値となっている。この外径の大きさは、例えば４．０ｍｍ～７．５ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは５．０ｍｍ～７．０ｍｍの範囲である。

【0018】

充填物集積体１０の内部には、サセプタ３０が設けられる。サセプタ３０は、円柱状の棒状部材である金属線３１を例えば２本有する。なお、サセプタ３０における金属線３１の配置については、後ほど詳しく説明する。

【0019】

金属線３１は、磁性体を含む金属材料で形成される。磁性体は、強磁性体、常磁性体、反磁性体に大別される。磁性体のうち強磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と同じ方向の磁性を強く帯び、外部磁界ゼロにしても強い磁気が残る材料であり、例えば、強磁性体の材料である鉄、フェライト鉄、フェライト粉末、フェライト粒子、フェライト系ステンレス、強磁性鋼、ステンレス鋼、ニッケル、あるいはコバルト等が挙げられる。強磁性体の比透磁率は、１よりも極めて大きく、例えば、鉄であれば５０００程度であり、ニッケルであれば６００程度であり、コバルトであれば２５０程度であり、フェライト系ステンレスであれば１０００～１８００程度である。

【0020】

磁性体のうち常磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と同じ方向の磁気を弱く帯び、外部磁界をゼロにすると磁気を帯びなくなる材料であり、例えば、アルミニウム、白金およびマンガン等が挙げられる。常磁性体の比透磁率は１よりもわずかに大きく、例えば、アルミニウムであれば１．００００２１程度であり、白金であれば１．０００２６５程度であり、マンガンであれば１．０００８３０程度である。

【0021】

また、磁性体のうち反磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と反対方向の磁気を帯び、外部磁界をゼロにすると磁気を帯びなくなる材料であり、例えば銅、グラファイト、ビスマスおよびクロム等が挙げられる。反磁性体の比透磁率は、１よりもわずかに小さく、例えば、銅であれば０．９９９９９０程度であり、グラファイトであれば０．９９９８０程度であり、ビスマスであれば０．９９９８３４程度である。

【0022】

強磁性体は、交流磁界が発生すると、誘導電流が流れてジュール熱が発生するだけでなく、分子同士の摩擦や振動によって熱（ヒステリシス損失）が発生するため、常磁性体や反磁性体に比べて容易に誘導加熱でき、充填物集積体１０を十分に加熱できる。

【0023】

また、強磁性体は、キュリー温度が高く、例えば、ニッケルであれば３５８℃程度である。そのため、喫煙具用カートリッジ１を例えば２００℃の高温で加熱する際にも、加熱温度がキュリー温度に達することはなく、強磁性体として性質を維持でき、充填物集積体１０を安定して加熱できる。

【0024】

金属線３１には、強磁性体の材料である、上述した鉄、フェライト鉄、フェライト粉末,フェライト粒子、フェライト系ステンレス、強磁性鋼、ステンレス鋼、ニッケル、コバルト、またはこれらを組み合わせた金属材料を採用してもよい。例えば、フェライト系ステンレスとニッケルを組み合わせたもの等が挙げられ、より好ましくは、鉄、クロム、アルミを組合せた合金（鉄クロムアルミ合金）である。

【0025】

ここで、鉄及びクロムの温度と磁性の関係性について説明すると、鉄は、強磁性体から常磁性体に変わる温度であるキュリー温度が約７７０℃、クロムは、強反磁性体から常磁性体に変わる温度であるネール温度が約３０８℃である。

【0026】

また、金属線３１は、強磁性体を主成分として含む金属材料によって構成されてもよく、例えば磁性体を、６０％以上、好ましくは８０％以上含む合金である強磁性合金を採用してもよい。例えば、ニッケル合金あるいはニッケル鉄合金等が挙げられる。この場合でも、強磁性体が誘導加熱されることで、充填物集積体１０を十分に加熱できる。なお、強磁性体の代わりに、常磁性体および反磁性体を含む金属材料を用いてもよい。この場合でも誘導加熱自体は可能である。ただし、加熱時間の短縮化や消費電力の低減の観点から強磁性体を含む金属材料を用いる方が好ましい。

【0027】

同様に、サセプタ３０には、強磁性体、常磁性体または反磁性体の金属線３１を組み合わせてもよい。例えば、強磁性体の材料であるニッケルで形成された金属線３１と強磁性体の材料である鉄で形成された金属線３１とを物理的に密着したもの、または金属線３１と常磁性体の材料であるアルミニウムで形成された金属線３１とを物理的に密着したもの、金属線３１の外表面を金属線３１で被覆する等が挙げられる。

【0028】

（シール部材の構成）
シール部材１８は、円筒状に形成され、例えば直径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、中心軸に沿った長さが３０～７０ｍｍ以下に形成される。シール部材１８は、マウスピース１４と同様に、例えば紙からなるシート状の部材を巻いて円筒状に設けられてもよい。シール部材１８は、導入部１８ａ、すなわち上流側から充填物集積体１０に向かって空気を通過させる機能を有する。また、シール部材１８は、充填物集積体１０で生成された水蒸気やエアロゾルのうち、充填物集積体１０に留まって液化した残留液を吸収することができる。このシール部材１８は、マウスピース１４とは異なる色（例えば黒）にすることで、喫煙具用カートリッジ１の上流側と下流側を簡単に判断可能にすることができる。

【0029】

（喫煙具用カートリッジの使用態様）
図２には、喫煙具用カートリッジ１の使用形態を表す断面図を示している。喫煙具用カートリッジ１は、シール部材１８側を喫煙具２に装着されて使用される。喫煙具２は、喫煙具用カートリッジ１を挿入させる挿入部５１を有している。喫煙具２には、挿入部５１に沿うように誘導加熱部５２が設けられている。誘導加熱部５２は、誘導コイルを含んでおり、挿入部５１に挿入された充填物集積体１０に含まれるサセプタ３０の金属線３１と誘導結合して、サセプタ３０を加熱することができる。サセプタ３０が加熱されることで周囲の充填物２０が加熱され、エアロゾルを発生させることができる。この状態で、喫煙者がマウスピース１４から吸うことにより、エアロゾルを含む気流を吸引することができる。

【0030】

さらに、喫煙具２は、サセプタ３０の温度を検出することができる。具体例としては、誘導加熱部５２は、金属線３１に供給した磁力によってサセプタ３０を加熱する一方、定期的（例えば１ｍｓに一回）に、誘導加熱部５２へ供給されるＤＣ電源のＤＣ電源電圧およびＤＣ電源から引き出されるＤＣ電流から決定されるサセプタ３０の見かけのオーム抵抗を検出することで、当該検出時のサセプタ３０の抵抗値を検出することができる。すなわち、金属線３１が鉄クロムアルミ合金からなる場合、クロムの磁性が３０８℃で反磁性から常磁性に変化し、鉄の磁性が７７０℃で強磁性から常磁性に変化するため、喫煙具２は、金属線３１の見かけのオーム抵抗に基づいて、サセプタ３０の温度を、３０８℃未満か、３０８℃以上７７０℃未満か、あるいは７７０℃以上かを検出することができる。

【0031】

（充填物の構成）
充填物２０は、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や、微結晶セルロース、風味を追加する添加剤、保存料、粘着剤または増粘剤等を混合し、シート状に成形した上で、所定の幅及び長さを有するように切断されることで形成される。なお、充填物２０は長尺状に限定されず、多様な形状を有してもよい。例えば、ペースト状に形成されてもよいし、顆粒状に形成されてもよい。

【0032】

充填物２０を長尺状で構成した場合、中心軸に直交する断面は略長方形状であり、その断面の長辺と短辺の比は、例えば、１：１～３０：１の範囲であることが好ましい。長辺の長さは、０．１ｍｍ～７．５ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは、０．１ｍｍ～３．０ｍｍの範囲である。短辺の長さは、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。また、充填物２０の長さは充填物集積体１０の長さと略同一であるのが好ましい。充填物２０の長さは１０ｍｍ～２５ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲である。このような充填物２０の寸法の一例を挙げると、長辺が１．５ｍｍ、短辺が０．３ｍｍ、長さが１２ｍｍである。

【0033】

次に、充填物２０として用いられる原料の具体例について説明する。充填物２０は、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。

【0034】

充填物２０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。

【0035】

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。

【0036】

充填物２０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、ペースト状に成形される。また、エアロゾル形成基材２３は、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。

【0037】

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く、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。

【0038】

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。

【0039】

充填物２０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。

【0040】

充填物２０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。

【0041】

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。

【0042】

さらに、必要に応じ充填物２０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。

【0043】

充填物２０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。

【0044】

風味添加剤は、例えば、マウスピース１４の壁部に含浸させることによってマウスピース１４に設けられている。風味添加剤がマウスピース１４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１４の壁部に埋設することによって、マウスピース１４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１４と充填物集積体２０との間に風味添加剤が封入されたカプセル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。

【0045】

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充填物集積体１０に設けても良い。勿論、当該マイクロカプセルを支持部材１２に設けても良い。

【0046】

充填物２０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。

【0047】

（充填物の製造工程）
充填物２０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。

【0048】

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。

【0049】

準備工程においては、充填物２０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。

【0050】

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。

【0051】

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２０が成形される。本実施形態では、薄いシートにするため、複数本のロールミルを用意する。複数本の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。

【0052】

また、粉状または粒状の充填物２０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２０における平均粒子径は、例えば０．１～３．０ｍｍであることが好ましく、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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

ここで、充填物２０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、短冊状または棒状の充填物２０と粉状、粒状またはペースト状の充填物２０と組み合わせる場合に、短冊状または棒状の充填物２０の表面に粉状、粒状またはペースト状の充填物２０を安定して保持することができる。

【0056】

（サセプタの形態と配置）
図３には図１中のI-I断面の断面図を示している。図３に示すように、金属線３１は、全体として細長い棒状に形成されている。具体的には、サセプタ３０は、例えば２本の鉄クロムアルミ合金の金属線３１を所定距離離間させてなる。

【0057】

サセプタ３０の長手方向における長さは、充填物集積体１０の全長に対して占める割合の１００％である。すなわち、サセプタ３０は、充填物集積体１０の全長に渡る長さを有している。

【0058】

なお、サセプタ３０は、充填物集積体１０の全長に渡っていなくてもよく、長手方向における長さが充填物集積体１０の全長に対して占める割合の２５％以上１００％以下の長さとすることができる。また、本実施形態では、金属線３１のすべてを鉄クロムアルミ合金として説明したが、サセプタは、複数の金属線のうちの一部を強磁性体、一部を常磁性体、残りを反磁性体、といったように、複数種類の磁性体を組み合わせるようにしてもよく、金属線３１の本数は２本や３本以上であってもよい。また、複数本の金属線３１を接着剤や溶接材によって溶接するようにしてもよく、複数本の金属線３１が互いに熱的にまたは電気的に接続できればよい。

【0059】

図３に示すように、サセプタ３０は、充填物集積体１０の径方向で視て略中央に配置される。具体的には、一方の金属線３１から包摂部材２５までの距離Ｌ１、一方の金属線３１から他方の金属線３１までの距離Ｌ２、他方の金属線３１から包摂部材２５までの距離Ｌ３がすべて略同一であって、一方の金属線３１と他方の金属線３１との中間地点Ｐが充填物集積体１０の略中央である。これにより、充填物集積体１０は、充填物２０全体が、充填物集積体１０の径方向中央から均一に、むらなく加熱されるようにして、効率よくエアロゾルを発生させることができる。

【0060】

ここで、距離Ｌ１、距離Ｌ２及び距離Ｌ３が略同一となるように説明したが、各距離の差が最大で５０％の範囲（第一の範囲）内であればよい。また、中間地点Ｐが充填物集積体１０の略中央に位置するように説明したが、包摂部材２５の直径Ｒの１／３の範囲（第二の範囲）内であればよい。したがって、金属線３１は、包摂部材２５までの距離Ｌ１（Ｌ３）が、包摂部材２５の直径Ｒ１の１／６以上となるため、金属線３１と包摂部材２５とが接触することを抑制することや、金属線３１から発せられる熱が包摂部材２５、ひいては挿入部５１に伝達することを軽減することができる。また、中間地点Ｐが充填物集積体１０の第二の範囲内に位置するようにしたので、金属線３１が一部に偏ることを抑制することができる。

【0061】

（充填物集積体の製造方法）
図４を参照すると、充填物集積体１０の製造方法を説明する説明図が示されている。充填物集積体１０の製造方法は、大別して、上述した充填材形成工程（不図示）、収束工程Ｓ１、包摂工程Ｓ２及び切断工程Ｓ３を有している。

【0062】

収束工程Ｓ１では、上述した充填材形成工程後の、延在してなる充填物２０Aを充填物集積体１０の径に合わせて収束させる。この収束工程Ｓ１では、延在してなる金属線３１Aが所定の位置に配設されるように位置させ、当該金属線３１Aに沿うように、延在してなる充填物２０Aを配設させつつ、当該充填物２０Aで当該金属線３１Aを覆い収束させる。

【0063】

包摂工程Ｓ２では、収束工程Ｓ１で収束させた充填物２０Bを、延在してなる包摂部材２５Ｂにより包み、延在してなる充填物集積体１０Cを形成する。
そして、切断工程Ｓ３では、包摂工程Ｓ２で作成した、延在してなる充填物集積体１０Cを、例えば図示しないローラカッタを用いて所定の長さ（１０～２５ｍｍ）に切断し、充填物集積体１０を形成する。

【0064】

したがって、金属線３１を複数本（例えば２本）にすることで、同様の体積で１本の金属線を用いる場合と比較して、１本あたりの径を小さくすることができるので、切断工程Ｓ３における延在してなる充填物集積体１０Cの切断に要する力を軽減させることや、ローラカッタの消耗を低減させることができる。

【0065】

図５を参照すると、粉状または粒状に成形された充填物が充填される喫煙具用カートリッジ１０１の製造方法を説明する説明図が示されている。以下、粉状または粒状に成形された充填物（以下、シート状に形成された充填物２０と区別するべく、充填物１２０とする）が充填された喫煙具用カートリッジ１０１（以下、充填物２０が充填された喫煙具用カートリッジ１と区別するべく、喫煙具用カートリッジ１０１とする）の製造方法について説明する。

【0066】

喫煙具用カートリッジ１０１の製造方法は、図示しない隔壁部材配設工程、充填物充填工程Ｓ１１、サセプタ充填工程Ｓ１２及び蓋取付工程Ｓ１３並びに図示しないフィルタ取付工程及び包装工程を有している。まず、隔壁部材配設工程では、厚紙（例えば０．３～０．７ｍｍ程度）を筒状に形成させてなる骨格部材１１６の内側に、隔壁部材１１２を配置させる。次に、充填物充填工程Ｓ１１では、骨格部材１１６の上流側端部から充填物１２０を充填する。

【0067】

次に、サセプタ充填工程Ｓ１２では、充填物充填工程Ｓ１１にて骨格部材１１６に充填された充填物１２０に金属線３１を２本差し込む。このとき、骨格部材１１６の上流側端部と充填物１２０との間に所定の空間Cを形成する。この空間Cは、喫煙具用カートリッジ１のシール部材１８の外形と同様に、例えば直径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、中心軸に沿った長さが３０～７０ｍｍの空間である。

【0068】

次に、蓋取付工程Ｓ１３では、充填物１２０の上流側を覆うよう、骨格部材１１６の内部に、通気性を有する例えば紙製の蓋部材１１８を取り付ける。そして、フィルタ取付工程では、骨格部材１１６の下流端部にフィルタ１４を差し込んで取付け、包装工程では、骨格部材１１６の径方向周囲を図示しないラベル紙で包む。なお、フィルタ１４を差し込む前に、芳香成分が密封されたカプセルを任意で入れてもよく、各工程の順番は適宜入れ替えてもよい。

【0069】

このような製造方法により製造された喫煙具用カートリッジ１０１は、粉状または粒状に成形された充填物１２０を喫煙具用カートリッジ１０１の上流側に配設させつつ、空間Cの長さの分だけ充填物１２０及び金属線３１を下流側に位置させることができる。

【0070】

図６を参照すると、ペースト状に成形される充填物が充填される喫煙具用カートリッジ２０１の製造方法を説明する説明図が示されている。以下、ペースト状に成形された充填物（以下、シート状に形成された充填物２０と区別するべく、充填物２２０とする）が充填された喫煙具用カートリッジ２０１（以下、充填物２０が充填された喫煙具用カートリッジ１と区別するべく、喫煙具用カートリッジ２０１とする）の製造方法について説明する。

【0071】

喫煙具用カートリッジ２０１の製造方法は、サセプタ取付工程Ｓ２１、骨格部材取付工程Ｓ２２、充填物充填工程Ｓ２３及び図示しない乾燥工程並びに図示しないフィルタ取付工程及び包装工程を有している。なお、フィルタ取付工程及び包装工程については、喫煙具用カートリッジ１０１の製造方法における製造方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。

【0072】

まず、サセプタ取付工程Ｓ２１では、治具２４１に金属線３１を２本差し込む。ここで、治具２４１は、例えば喫煙具用カートリッジ１のシール部材１８の外形と同様に、直径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、中心軸に沿った長さが３０～７０ｍｍの円柱状の突起２４１ａが形成された台である。これにより、治具２４１は、喫煙具用カートリッジ１０１と同様の骨格部材１１６の上流側端部に突起２４１ａを嵌合させることで、該骨格部材１１６を支持することが可能である。また、治具２４１には、サセプタ取付孔２４１ｂが設けられている。具体的には、サセプタ取付孔２４１ｂは、突起２４１ａに骨格部材１１６が嵌合した際に喫煙具用カートリッジ１におけるサセプタ３０と同じ位置に金属線３１すなわちサセプタ３０が位置するように金属線３１を支持することが可能な孔である。

【0073】

次に、骨格部材取付工程Ｓ２２では、骨格部材１１６の上流側端部を治具２４１の突起２４１ａを嵌合させることで、該骨格部材１１６を治具２４１に取り付け、支持する。次に、充填物充填工程Ｓ２３では、骨格部材１１６の下流側端部から充填ノズル充填物２４３を差し込み、ペースト状に成形された充填物材料を充填する。

【0074】

次に、乾燥工程では、充填物充填工程Ｓ２３にて骨格部材１１６に充填された充填物２２０を３０～５０℃で加熱乾燥させる。これにより、ペースト状に成形された充填物材料は、内部の水分が揮発して多孔質状の充填物２２０となる。

【0075】

このような製造方法により製造された喫煙具用カートリッジ２０１は、ペースト状に成形される充填物２２０を喫煙具用カートリッジ２０１の上流側に配設させつつ、空間Cの長さの分だけ充填物２２０及び金属線３１を下流側に位置させることができる。

【0076】

なお、上記のような骨格部材取付工程Ｓ２２、充填物充填工程Ｓ２３及び充填物充填工程Ｓ２３に代えて、予め多孔質状に形成した充填物を骨格部材１１６の一方の端部から嵌合させて骨格部材１１６の下流側端部に配設し、治具２４１の突起２４１ａに骨格部材１１６の下流側端部を押し当てるようにして充填物の位置を調整しつつ金属線３１を差し込むようにしてもよい。このような工程にすれば、乾燥工程中に治具２４１を用いる必要がなくなり、設備費用を軽減させることができる。

【0077】

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、処理の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0078】

以上説明したように、本発明に係る喫煙器具では、誘導加熱式の喫煙具２に装着して使用される喫煙具用カートリッジ１であって、加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物集積体１０と、充填物集積体１０の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタ３０と、を有し、当該喫煙具用カートリッジ１は、長手方向に延びる棒状に形成されており、サセプタ３０は、長手方向に延びる複数の金属線３１を含んでなる。

【0079】

従って、長手方向に延びる複数の金属線３１を含むサセプタ３０を用いたので、金属線３１の本数を調整して喫煙具２によって誘導加熱されるサセプタ３０の温度を調整することができる。また、複数の金属線３１を含むサセプタ３０を用いることで、製造時、サセプタ３０と同量の金属を含む単体のサセプタ、すなわち金属線３１よりも大型の金属部材を切断することと比較して比較的小さい力でサセプタ３０を切断することができ、サセプタ３０を切断するために用いる例えばローラカッタの消耗を軽減させることができる。

【0080】

そして、複数の金属線３１は、喫煙具用カートリッジ１の径方向で視て所定距離（距離Ｌ２）、互いに離間してなるので、金属線３１が偏ることを抑制して充填物３０を均一に加熱することができる。
そして、金属線３１は、充填物集積体１０の径方向で視た外側部から規定距離（距離Ｌ１、Ｌ３）離間してなるので、金属線３１が包摂部材２５や包装部材１６、骨格部材１１６に接触することを防止することができる。

【0081】

そして、サセプタ３０は、喫煙具用カートリッジ１の径方向で視て中央が、充填物集積体１０の径方向中央から一定距離の範囲内にあるので、充填物３０をより均一に加熱することができる。

【0082】

本発明の各実施形態において、喫煙具用カートリッジ１には、支持部材１２が設けられる例を示したが、本発明は、これに限定されない。喫煙具用カートリッジ１の充填物集積体１０は、例えば、喫煙具用カートリッジ２０１のごとく、支持部材１２がなくてもマウスピース１４側に移動するのを抑制するように喫煙具用カートリッジ１の内周面と充填物集積体１０との間で固定されていれば、支持部材１２を有しなくてもよい。

【0083】

また、本実施形態では、サセプタ３０を充填物集積体１０の径方向で視て中央に配置したが、充填物集積体１０の径方向中央より外側に配置してもよい。また、本実施形態では、円柱状の金属線３１を用いて説明したが、短冊状等の複雑な形状であってもよく、螺旋状に巻回させた形状にしてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１、１０１、２０１ 喫煙具用カートリッジ
２ 喫煙具
１０ 充填物集積体
１２ 支持部材
１４ マウスピース
１４ａ 吸口
１６ 包装部材
１８ シール部材
１８ａ 導入部
２０ 充填物
２５ 包摂部材
３０ サセプタ
３１ 金属線
５１ 挿入部
５２ 誘導加熱部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-10-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導加熱式の喫煙具に装着して使用される喫煙具用カートリッジであって、
加熱されることによりエアロゾルを発生する充填物と、
前記充填物の内部に配置されて外部から誘導加熱されるサセプタと、を有し、
当該喫煙具用カートリッジは、長手方向に延びる棒状に形成されており、
前記サセプタは、前記長手方向に延びる複数の加熱体を有し、
前記複数の加熱体は、当該喫煙具用カートリッジの径方向で視て所定距離、互いに離間してなり、
前記複数加熱体のうちの１の加熱体から前記充填物を包摂する包摂部材までの距離を第１の距離、前記複数加熱体のうちの１の加熱体と一対の加熱体までの距離を第２の距離、前記一対の加熱体から前記包摂部材までの距離を第３の距離とした際、
前記第１の距離、前記第２の距離、前記第３の距離の各距離の差が最大で５０％の範囲内であり、
前記複数加熱体のうちの１の加熱体と前記一対の加熱体との中間地点が前記包摂部材の直径の３分の1の範囲内であることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。

【請求項2】

円柱状の突起が形成され、
前記複数の加熱体のそれぞれを取り付け可能な取付孔が形成されている治具を備えることを特徴とする請求項１に記載の喫煙具用カートリッジ。

【請求項3】

前記充填物は、ペースト状に形成されており、
前記ペースト状の前記充填物は、所定温度で多孔質状となることを特徴とする請求項１または２に記載の喫煙具用カートリッジ。

【請求項4】

前記充填物が充填され、厚紙を筒状に形成してなる骨格部材を備え、
予め多孔質状に形成した前記充填物が前記骨格部材の一方の端部から嵌合させて前記骨格部材の下流側端部に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の喫煙具用カートリッジ。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0028】

（シール部材の構成）
シール部材１８は、円筒状に形成され、例えば直径が４．０ｍｍ～７．５ｍｍ、中心軸に沿った長さが３～７ｍｍ以下に形成される。シール部材１８は、マウスピース１４と同様に、例えば紙からなるシート状の部材を巻いて円筒状に設けられてもよい。シール部材１８は、導入部１８ａ、すなわち上流側から充填物集積体１０に向かって空気を通過させる機能を有する。また、シール部材１８は、充填物集積体１０で生成された水蒸気やエアロゾルのうち、充填物集積体１０に留まって液化した残留液を吸収することができる。このシール部材１８は、マウスピース１４とは異なる色（例えば黒）にすることで、喫煙具用カートリッジ１の上流側と下流側を簡単に判断可能にすることができる。