JP7660684B2 - 密閉型非燃焼加熱式シガレット - Google Patents

Description

本発明は、非燃焼加熱式タバコ製品の分野に属し、特に、密閉型非燃焼加熱式シガレット及びそのアセンブリに関する。

旧来のタバコは、数百年の歴史を有し、ほとんどの喫煙者の生活に取り入れられてきた。近年、人々の生活水準の向上に伴い、喫煙及び健康、副流煙による害等の問題が人々によって重要視されてきており、旧来のタバコ製品によってもたらされる害がより顕著になってきている。その一方で、ＷＨＯの「タバコ規制枠組条約（Framework Convention on Tobacco Control）」の施行に伴い、特に世界中の公共の場における喫煙禁止が徐々に拡大しており、タバコ製品の開発環境は、著しく深刻な変化を経験しており、タバコ製品の構造は、多様化及び煙を無くす開発に向かっている（非特許文献１）。新しいタバコ製品は、旧来のタバコ製品の販売の減少に対処するために、主要な多国籍のタバコ企業にとって徐々に現実的な選択肢となってきている（非特許文献２）。

現在、ほとんどの非燃焼加熱式シガレットは、タバコが燃焼しないことを確実にするために、煙のキャリアとして空気を採用しており、旧来のシガレットと比較して、適用される加熱温度は通常低く、一般的に３００℃を超えず、新規な非燃焼加熱式シガレットの芳香成分は完全に放出することが困難であり、煙の量が不十分であり、その結果、シガレットは旧来の喫煙者によって受け入れられにくい。加えて、空気の循環を確実にするために、ほとんどの非燃焼加熱式シガレットのタバコ端は、開放構造を有する、すなわち、タバコ断片又は再構成タバコ片が、外部に直接露出されるか又は或る特定の空気流チャネルを通して外部雰囲気と接続され、シガレットを引き出すプロセスにおいて、タバコ残留物が落下し、喫煙セットに汚染を引き起こしやすく、その結果、そのようなタイプのタバコは、使用期間後に喫煙セットを掃除するために費やされる時間を必要とする。

密閉型のシガレット構造が採用される場合、酸素含有量は、加熱プロセスに伴って減少する（内部雰囲気に対する新鮮な煙の置換効果による）。このとき、加熱温度を上昇させても、燃焼現象は発生せず、同時に、タバコ残留物が落下して喫煙セットを汚染する状況が発生する。しかしながら、タバコを通って流れるキャリア空気流がないので、密閉した状態でのシガレットの煙の移動は困難となる。

壁効果としても知られているコアンダ効果は、流体が物体の表面を通って流れるときに、表面摩擦により、流体の流れ又は空気流が元の流れ方向を離れて突出面と共に流れる傾向を指す。ベンチュリ現象は、高速で流れる流体の近傍に低い圧力が発生し、吸着が起こることを指す。コアンダ効果を用いて、小さな穴に入る空気が、中空の煙抽出コーンの表面に沿って流れることができる。ベンチュリ現象の存在により、抽出コーンの表面に沿って高速で流れる気体は、抽出コーンの開口部に負圧領域を形成する。コアンダ効果とベンチュリ現象を用いて、密閉されたタバコセクションの内部及び外部に濃度差及び圧力差を形成することができ、タバコセクションによって生成された新鮮な煙を気体の活発な拡散を利用して抽出することができる。

Xiaobing Cheng, Baojiang Li, Yandong Han. The Development Status of New Tobacco in the World [ J ]. China Tobacco, 2014 (3): 38. Yali Liu, Jinbang Wang, Xinzhang Zhao, et al. Development Status and the Prospect of Heat-not-burn Tobacco Products [ J ]. Chinese Journal of Tobacco, 2018,24 (4)

本発明の目的は、上記の背景において提案された大多数の非燃焼加熱式シガレットに存在する問題に鑑みて、密閉型非燃焼加熱式シガレット及びそのアセンブリを発明することである。

密閉型非燃焼加熱式シガレットは、タバコロッドと、中空の煙抽出コーンと、煙送達管と、機能性フィルターチップと、外部ロール接続材とを備える。タバコロッド、中空の煙抽出コーン、煙送達管、及び機能性フィルターチップは、互いに当接するように順次接続され、外部ロール接続材によって包まれる。

タバコロッドの円周部及び／又は上流側端面は、空気不透過性又は制御可能な空気透過性を有する紙系材又は箔系材によって包まれて、密閉構造を形成する。

中空の煙抽出コーンは、円筒状の基部と、テーパー状のコーンとを備え、テーパー状の空洞が設けられ、テーパー状のコーンには、テーパー状のコーンの頂部及び／又は側壁にテーパー穴が設けられる。

煙送達管の周側壁には、外部ロール接続材を貫通する少なくとも１つの貫通孔が設けられる。好ましくは、貫通孔からコーンの底面までの軸方向距離は、テーパー穴からテーパー状のコーンの底面までの軸方向距離よりも小さい。

中空の煙抽出コーンと煙送達管との間には、差込式封止構造が配置される。

好ましくは、タバコロッドは、タバコ断片、タバコシート、タバコ粒子、タバコ押出成形品、又はタバコ含有ゲルを備える。

外部ロール接続材は、一般的な巻紙、チップペーパー、又は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、及びシリカゲル等の耐熱性及び空気不透過性の薄材のいずれかとすることができる。

煙送達管上の貫通孔の数は、その口径に反比例する。

密閉型非燃焼加熱式シガレットアセンブリは、密閉型非燃焼加熱式シガレットと密閉型加熱式喫煙セットとを備える。

密閉型加熱式喫煙セットは加熱セクションを備え、加熱セクションはシガレット収容空洞を備える。

シガレット収容空洞内の周側壁及び／又は底面には加熱要素が設けられ、密閉型非燃焼加熱式シガレットが挿入されると、タバコロッドはシガレット収容空洞内の周側壁によって部分的に又は完全に包まれることを特徴とする。

密閉型加熱式喫煙セットは、キャップを更に備え、キャップと加熱セクションとは、互いに直接的に着脱可能に接続されるか、又は封止リングを介して着脱可能に接続され、キャップには、徐々に拡大する内部空洞が設けられる。

キャップの徐々に拡大する内部空洞は、円錐台形状であり、徐々に拡大する内部空洞の円錐頂角は、１０度以下であり、より小さい内径を有するキャップの端部は、加熱セクションと直接的又は間接的に着脱可能に接続される。

本発明の使用形態又はプロセスは、以下の通りである。最初に、加熱式喫煙セットのキャップを取り外し、密閉型非燃焼加熱式シガレットを挿入し、次いで、キャップを戻して設置してロックし、キャップがロックされている間に加熱を開始する。吸引時、空気は、最初にキャップとシガレットとの間の空間に入り、次いで、密閉型非燃焼加熱式シガレットの煙送達管上の貫通孔を通って煙送達管に入り、抽出コーンの表面に噴霧される。ベンチュリ効果及びコアンダ効果により、負圧がテーパー穴に形成され、タバコロッドを加熱することによってタバコロッド部分に正圧が確立され、正圧と負圧との間の圧力差及びその煙濃度差の存在は、煙の活発な拡散をもたらすことができ、その結果、煙は、テーパー穴から流出し、煙送達管の内部空洞及びフィルターチップを通って口に入る。煙送達管は、煙抽出及び煙冷却の二重の機能を有する。シガレットの喫煙抵抗は、密閉型非燃焼加熱式シガレットの煙抽出空洞（すなわち、煙送達管）の壁の貫通孔の直径及び位置を変更することによって調整することができる。

本発明の利点は以下の通りである。１．空気がタバコセクションを通って流れず、その結果、タバコセクションの酸素含有量を低減することができ、加熱温度を大きく高めることができる。２．封止（密閉）構造を採用することにより、タバコ残留物が落下せず、喫煙セットを頻繁に掃除する必要がない。３．タバコの芳香成分の放出がより十分であり、連続的に放出することが容易であり、味が旧来のタバコの味により近く、旧来の喫煙者により受け入れられやすい。

密閉型非燃焼加熱式シガレットアセンブリの全体構造の概略図である。 密閉型非燃焼加熱式シガレットアセンブリの軸方向断面図である。 図１及び図２において、１は密閉型非燃焼加熱式シガレットであり、２は加熱式喫煙セットである。 密閉型非燃焼加熱式シガレットの軸方向断面図である。 組立て前の密閉型非燃焼加熱式シガレットの分解図である。 図３及び図４において、１－１はタバコロッド、１－２は抽出コーン、１－２－１は円筒状の基部、１－２－２はコーン、１－２－２－１はテーパー穴、１－２－３はテーパー状の空洞、１－３は煙送達管、１－４はフィルターチップ、１－５は外部ロール接続材である。 中空の煙抽出コーンの概略図である。 中空の煙抽出コーンの軸方向断面図である。 図５及び図６において、１－２－１は円筒状の基部、１－２－２はコーン、１－２－２－１はテーパー穴、１－２－３はテーパー状の空洞である。 加熱式喫煙セットの軸方向断面図である。 図８は、組立て前の加熱式喫煙セットの分解図である。 図７及び図８において、２－１は加熱セクション、２－１－１はシガレット収容空洞、２－１－２は加熱要素、２－２は封止リング、２－３はキャップ、２－３－１は徐々に拡大する内部空洞である。 中空の煙抽出コーン（コーンの側壁に開口したテーパー穴を有する）の軸方向断面図である。 図９において、１－２－２－１はテーパー穴、１－２－３はテーパー状の空洞である。

本発明は、密閉型非燃焼加熱式シガレット及びそのアセンブリについて、添付の図面と併せて更に説明する。

実施例１
密閉型非燃焼加熱式シガレットは、タバコロッド１－１と、中空の煙抽出コーン１－２と、煙送達管１－３と、機能性フィルターチップ１－４と、外部ロール接続材１－５とを備える。タバコロッド１－１、中空の煙抽出コーン１－２、煙送達管１－３、及び機能性フィルターチップ１－４は、互いに当接するように順次接続され、外部ロール接続材１－５によって包まれる（図４に示されているように）。

タバコロッド１－１の円周部及び／又は上流側端面は、空気不透過性又は制御可能な空気透過性を有する紙系材又は箔系材によって包まれて、密閉構造を形成する。

中空の煙抽出コーン１－２は、円筒状の基部１－２－１と、テーパー状のコーン１－２－２とを備え、テーパー状の空洞１－２－３が設けられ（図３に示されているように）、テーパー状のコーン１－２－２には、テーパー状のコーンの頂部及び／又は側壁にテーパー穴１－２－２－１が設けられる（図３、図５、図６、及び図９に示されているように）。

煙送達管１－３の周側壁には、外部ロール接続材１－５を貫通する少なくとも１つの貫通孔１－３－１が設けられる。好ましくは、テーパー状のコーン１－２－２の底面からの貫通孔１－３－１の軸方向距離は、テーパー状のコーン１－２－２の底面からのテーパー穴１－２－２－１の軸方向距離よりも小さい（図３に示されているように）。

中空の煙抽出コーン１－２と煙送達管１－３との間には、差込式封止構造が配置される。

好ましくは、タバコロッド１－１は、旧来のタバコ又は再構成タバコシート基部である。

外部ロール接続材１－５は、通常の巻紙又はチップペーパーのいずれかとすることができる。

シガレットを包装するとき、タバコロッド、抽出コーン、及び煙送達管は、最初に共に巻紙を介して巻き付けられるとともに接続され、次いで、チップペーパーを介してフィルターチップと共に巻き付けられるとともに接続される。

抽出コーン及び煙送達管は、抽出コーンの基部及び煙送達管の端面に機械加工されたボス及びスロットによって互いに封止及び接続される。

コーンの長さと煙送達管の長さとの比は、１：３～１：６の範囲であり、好ましくは１：４である。煙抽出コーンの形状は、標準的なコーンとすることができ、凹面又は凸面を有する非標準的なコーンであってもよい。

実施例２
密閉型非燃焼加熱式シガレットアセンブリは、密閉型非燃焼加熱式シガレットと密閉型加熱式喫煙セット２とを備える。

密閉型加熱式喫煙セット２は加熱セクション２－１を備え、加熱セクション２－１はシガレット収容空洞２－１－１を備える（図７及び図８に示されているように）。

シガレット収容空洞２－１－１内の周側壁及び／又は底面には加熱要素２－１－２が配置され（図７に示されているように）、密閉型非燃焼加熱式シガレットが挿入されると、タバコロッドは、シガレット収容空洞内の円周部によって完全に包まれる。

密閉型加熱式喫煙セット２は、キャップ２－３を更に備え、キャップ２－３と加熱セクション２－１とは、互いに直接的に着脱可能に接続されるか、又は互いに封止リング２－２を介して着脱可能に接続され、キャップ２－３には、徐々に拡大する内部空洞２－３－１が設けられる（図７に示されているように）。

キャップ２－３の徐々に拡大する内部空洞２－３－１は、円錐台形状を有し、その円錐頂角は、１０度以下であり、より小さい内径を有するキャップ２－３の端部は、加熱セクション２－１と直接的又は間接的に着脱可能に接続される。

加熱セクション、封止リング、及びキャップは同軸であり、キャップはねじ部を介して加熱セクションに接続される。

封止リングは、加熱セクションの端面に機械加工された溝を介して加熱セクションに埋め込むことができる。

加熱セクションの加熱方法は、電気加熱である。

実施例３
本発明の使用形態は、図１及び図２に示されており、具体的なプロセスは、以下の通りである。最初に、加熱式喫煙セットのキャップを取り外し、密閉型非燃焼加熱式シガレットを挿入し、次いで、キャップを戻して設置してロックし、キャップがロックされている間に加熱を開始する。吸引時、空気は、最初にキャップとシガレットとの間の空間に入り、次いで、密閉型非燃焼加熱式シガレットの煙送達管上の貫通孔を通って煙送達管の内部に入り、抽出コーンの表面に噴霧される。ベンチュリ効果及びコアンダ効果により、負圧がテーパー穴に形成され、タバコロッドを加熱することによってタバコロッド部分に正圧を確立することができ、正圧と負圧との間の圧力差及び煙濃度差の存在は、煙の活発な拡散をもたらすことができ、その結果、煙は、テーパー穴から流出し、煙送達管の内部空洞及びフィルターチップを通って口に入る。

煙送達管は、煙抽出及び煙冷却の二重の機能を有する。シガレットの喫煙抵抗は、密閉型非燃焼加熱式シガレットの煙抽出空洞（すなわち、煙送達管）の壁の貫通孔の直径及び位置を変更することによって調整することができる。

Claims (8)

1. 密閉型非燃焼加熱式シガレットであって、タバコロッド（１－１）と、中空の煙抽出コーン（１－２）と、煙送達管（１－３）と、機能性フィルターチップ（１－４）と、外部ロール接続材（１－５）とを備え、
   前記タバコロッド（１－１）、前記中空の煙抽出コーン（１－２）、前記煙送達管（１－３）、及び前記機能性フィルターチップ（１－４）は、互いに当接するように順次接続され、前記外部ロール接続材（１－５）によって包まれ、
   前記タバコロッド（１－１）の円周部及び／又は上流側端面は、空気不透過性又は制御可能な空気透過性を有する紙系材又は箔系材によって包まれて、密閉構造を形成し、
   前記中空の煙抽出コーン（１－２）は、円筒状の基部（１－２－１）とテーパー状のコーン（１－２－２）とを備え、テーパー状の空洞（１－２－３）が設けられ、前記テーパー状のコーン（１－２－２）には、その頂部及び／又は側壁にテーパー穴（１－２－２－１）が設けられ、前記テーパー穴（１－２－２－１）の数は少なくとも１つであり、
   前記煙送達管（１－３）の周側壁には、前記外部ロール接続材（１－５）を貫通する少なくとも１つの貫通孔（１－３－１）が設けられ、前記貫通孔（１－３－１）から前記コーンの底面までの軸方向距離は、前記テーパー穴（１－２－２－１）から前記テーパー状のコーン（１－２－２）の底面までの軸方向距離よりも小さく、
   前記中空の煙抽出コーン（１－２）と前記煙送達管（１－３）との間には、差込式封止構造が配置されることを特徴とする、密閉型非燃焼加熱式シガレット。
2. 前記タバコロッド（１－１）は、タバコ断片、タバコシート、タバコ粒子、タバコ押出成形品、又はタバコ含有ゲルを備えることを特徴とする、請求項１に記載の密閉型非燃焼加熱式シガレット。
3. 前記外部ロール接続材（１－５）は、通常の巻紙、チップペーパー、又は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、及びシリカゲル等の耐熱性及び空気不透過性の薄材のいずれかとすることができることを特徴とする、請求項１に記載の密閉型非燃焼加熱式シガレット。
4. 前記煙送達管における貫通孔の口径は、貫通孔の数に反比例することを特徴とする、請求項１に記載の密閉型非燃焼加熱式シガレット。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の密閉型非燃焼加熱式シガレットと、密閉型加熱式喫煙セット（２）とを備えることを特徴とする、密閉型非燃焼加熱式シガレットアセンブリ。
6. 前記密閉型加熱式喫煙セット（２）は加熱セクション（２－１）を備え、前記加熱セクション（２－１）はシガレット収容空洞（２－１－１）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の密閉型非燃焼加熱式シガレットアセンブリ。
7. 前記密閉型加熱式喫煙セット（２）は、キャップ（２－３）を更に備え、前記キャップ（２－３）と前記加熱セクション（２－１）とは、互いに直接的に着脱可能に接続されるか、又は互いに封止リング（２－２）を介して着脱可能に接続され、前記キャップ（２－３）は、徐々に拡大する内部空洞（２－３－１）を有し、前記キャップ（２－３）の前記徐々に拡大する内部空洞（２－３－１）は、円錐台形状を有し、その円錐頂角は、１０度以下であり、小さい内径を有する前記キャップ（２－３）の端部は、前記加熱セクション（２－１）と直接的又は間接的に着脱可能に接続されることを特徴とする、請求項６に記載の密閉型非燃焼加熱式シガレットアセンブリ。
8. 前記シガレット収容空洞（２－１－１）内の周側壁及び／又は底面には加熱要素（２－１－２）が設けられ、前記密閉型非燃焼加熱式シガレットが挿入されると、そのタバコロッドは前記シガレット収容空洞内の前記周側壁によって部分的に又は完全に包まれることを特徴とする、請求項６に記載の密閉型非燃焼加熱式シガレットアセンブリ。