JP7155282B2 - 電子タバコチップ用のトウバンド、電子タバコ用チップ、電子タバコチップ用のトウバンドの製造方法、及び電子タバコチップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子タバコチップ用のトウバンド、電子タバコ用チップ、電子タバコチップ用のトウバンドの製造方法、及び電子タバコチップの製造方法に関する。

本書では、以下の定義された各用語を使用する。
ＴＤ：全繊維度（トータルデニール）であり、トウバンド又は一束の複数本のフィラメントの繊維度（９０００ｍ当たりのグラム数）を指す。

ＦＤ：単繊維度（フィラメントデニール）であり、単繊維（１本のフィラメント）の繊維度（９０００ｍ当たりのグラム数）を指す。単繊維デニールとも称する。

フィラメント：連続する長繊維（ｌｏｎｇ ｆｉｂｅｒ）を指す。特には、紡糸口金の紡糸孔から吐出された単繊維を指す。

紡糸孔：紡糸筒の紡糸口金に形成され、フィラメントを吐出（紡糸）する。

トウバンド：複数の紡糸筒の各紡糸口金から吐出されたフィラメント（単繊維）の集合体であるヤーンが合一され、複数のヤーンが合一され且つＴＤが所定の数値に設定されてエンドとなる。このエンドは捲縮される。この捲縮されたエンド（フィラメントの集合体）をトウバンドと称する。即ちトウバンドは、ＴＤと捲縮数を有する。トウバンドは、ベール状に梱包される。

エンド：複数の紡糸筒の紡糸孔から吐出された複数本のフィラメントが所定のトータルデニールを持つように合一（収束）されたフィラメントの集合体を指す。

ヤーン：１つの紡糸筒から吐出されたフィラメントの束を指す。従って、ヤーンは、合一される前のフィラメントの集合体である。

チップ：シガレットの喫煙時や電子タバコの使用時にタバコ成分を通過させるフィルターを指す。チップは、例えば、所定の通気性材料をロッド状に成形して、その外周に巻紙を巻回して構成される。

近年、加熱式電子タバコの普及が進んでいる。この電子タバコは、例えば特許文献１に開示されるように、タバコ成分である揮発成分を含有する基材と、基材を加熱する加熱部と、加熱した基材からの揮発成分を冷却・凝集させてエアロゾルを形成する冷却部と、冷却部を通過したエアロゾルを濾過するチップとを備える。

チップは、電子タバコの使用時にユーザに咥えられる。チップは、例えば、捲縮された長繊維のセルロースアセテートの複数本のフィラメントからなるトウバンド（以下、単にトウバンドとも称する。）を用いて製造される。

チップの製造時には、例えば、捲縮されて梱包されたベール状のトウバンドが、梱包容器から繰り出され、搬送されながら開繊されて可塑剤を添着され、ロッド状に成形される。トウバンドの成形体の外周には、巻紙が巻回される。成形体と巻紙とを所定寸法に切断することで、チップが製造される。

特表２０１５－５０３３３５号公報

電子タバコ用チップに用いられるトウバンドには、チップに適度なＰＤ（通気抵抗）と硬度とを付与するため、例えば、ＦＤが比較的大きく、ＴＤが比較的小さいトウバンドが用いられる。

しかしながら、トウバンド及びチップの製造時において、ＦＤが比較的大きいフィラメントに外力が加わることで、フィラメントの断片（以下、フライとも称する。）が発生することがある。例えば、フィラメントの断片が可塑剤を吸収した状態で成形体に混入すると、フィラメントが溶解してメルトホールが生じる場合がある。これにより、チップの製造効率及び品質が低下するおそれがある。

そこで本発明は、トウバンドを用いて電子タバコ用チップを製造する場合において、フィラメントの断片が発生することにより電子タバコ用チップの製造効率及び品質が低下するのを防止することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る電子タバコチップ用トウバンドは、複数本のフィラメントを束状に合一し且つ捲縮してなる、セルロースアセテートのトウバンドであって、トータルデニールが、１００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、６．０以上２０．０以下の範囲の値に設定され、前記トータルデニールをＴＤ、破断強力をＦとするとき、比Ｆ／ＴＤが、０．００１５Ｎ／デニール以上の値に設定されている。

上記構成によれば、トウバンドのＴＤ及びＦＤを上記範囲内の所望の値に設定しながら、比Ｆ／ＴＤを上記値に設定することで、フィラメントの一本当たりの強度を向上できる。これにより、例えば、ＦＤが比較的大きいフィラメントを用いてトウバンド及びチップを製造する場合、フィラメントに外力が加わっても、フィラメントの断片が発生するのを防止できるため、電子タバコ用チップを良好に製造できる。従って、電子タバコ用チップの製造効率及び品質が低下するのを防止できる。

前記トータルデニールが、２００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、前記フィラメントデニールが、８．０以上２０．０以下の範囲の値に設定されていてもよい。

前記トータルデニールが、１００００以上２００００以下の範囲の値に設定され、前記フィラメントデニールが、６．０以上１２．０以下の範囲の値に設定されていてもよい。

本発明の一態様に係る電子タバコ用チップは、上記したいずれかのトウバンドがロッド状に成形されてなる成形体と、前記成形体の周面に巻回された巻紙とを備える。この構成によれば、フィラメントの断片が発生するのを防止しながら良好に捲縮されたトウバンドにより成形体を形成できる。従って、電子タバコ用チップの製造効率及び品質が低下するのを防止できる。

本発明の一態様に係る電子タバコチップ用トウバンドの製造方法は、トータルデニールが、１００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、６．０以上２０．０以下の範囲の値に設定された複数本のフィラメントを搬送しながら、一対のニップロールよりも前記複数本のフィラメントの搬送方向の上流側において、前記一対のニップロールのロール幅方向に前記複数本のフィラメントを整列させる整列ステップと、前記整列ステップにより整列させられた前記複数本のフィラメントを前記一対のニップロールにより捲縮する捲縮ステップと、前記一対のニップロールよりも前記搬送方向の上流側及び下流側の少なくともいずれかにおいて、前記複数本のフィラメントからなるフィラメント集合体の厚み寸法を監視する監視ステップとを有し、前記捲縮ステップでは、前記トータルデニールをＴＤ、前記一対のニップロールのロール幅寸法をＤとするとき、比ＴＤ／Ｄが８００デニール／ｍｍ以上２０００デニール／ｍｍ以下に設定された前記一対のニップロールを用いる。

上記方法によれば、監視ステップにおいてフィラメント集合体の厚み寸法を監視することで、例えば、フィラメント集合体の厚み寸法の値が基準範囲よりも大きく変動した場合には、フィラメント集合体の厚み寸法の値が基準範囲内に収まるように整列ステップを行うことができる。

また、トウバンドのＴＤ及びＦＤを上記範囲内の所望の値に設定しながら、比ＴＤ／Ｄを８００デニール／ｍｍ以上２０００デニール／ｍｍ以下に設定することで、複数本のフィラメントを、一対のニップロールのロール幅方向に均一に整列して、適度な強さの外力により捲縮し、トウバンドを製造できる。

これにより、例えば、一対のニップロールによりフィラメントを捲縮する際にフィラメントに加えられる過度の外力によりフィラメントの断片が発生するのを防止できる。また、このようにフィラメントの断片が発生するのが防止されることで、フィラメントの高い破断強力を保持できる。このため、例えば捲縮された搬送中のフィラメントに外力が及んでフィラメントの断片が発生することも防止できる。よって、例えば、トウバンドをロッド状に成形することで電子タバコ用チップを良好に製造でき、電子タバコ用チップの製造効率及び品質が低下するのを防止できる。

前記捲縮ステップでは、前記比ＴＤ／Ｄが８００デニール／ｍｍ以上１３００デニール／ｍｍ以下に設定された前記一対のニップロールを用いてもよい。

前記捲縮ステップでは、前記トータルデニールが、２００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、前記フィラメントデニールが、８．０以上２０．０以下の範囲の値に設定された前記複数本のフィラメントを捲縮してもよい。

前記捲縮ステップでは、前記トータルデニールが、１００００以上２００００以下の範囲の値に設定され、前記フィラメントデニールが、６．０以上１２．０以下の範囲の値に設定された前記複数本のフィラメントを捲縮してもよい。

本発明の一態様に係る電子タバコ用チップの製造方法は、上記したいずれかの製造方法により製造された前記トウバンドに可塑剤を添加して前記トウバンドをロッド状に成形する成形ステップを有する。

上記方法によれば、フィラメントが断片化するのを防止しながら良好に捲縮されたトウバンドにより成形体を形成できる。このため、例えば、フィラメントの断片が可塑剤を吸収してメルトホールが発生するのを防止できる。従って、電子タバコ用チップの製造効率及び品質が低下するのを防止できる。

本発明の各態様によれば、トウバンドを用いて電子タバコ用チップを製造する場合において、フィラメントの断片が発生することにより電子タバコ用チップの製造効率及び品質が低下するのを防止できる。

第１実施形態に係るトウバンド製造装置の全体図である。 図１の捲縮装置の上面図である。 第１実施形態に係るチップ製造装置の全体図である。 第１実施形態に係る加熱式電子タバコの断面図である。

本発明の各実施形態について、図を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
［セルロースアセテートトウバンド製造装置］

図１は、セルロースアセテート（以下、ＣＡとも称する。）トウバンド製造装置１の全体図である。図２は、図１の捲縮装置９の上面図である。図１に示すＣＡトウバンド製造装置１は、乾式紡糸法によりＣＡフィラメント６１を紡糸する。またＣＡトウバンド製造装置１は、ＣＡフィラメント６１により、ヤーン６２、エンド６３、及びＣＡトウバンド６４を製造する。

ＣＡトウバンド６４は、加熱式電子タバコチップ用のトウバンドである。製造装置１では、ＴＤが、１００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが、６．０以上２０．０以下の範囲の値に設定された複数本のＣＡフィラメント６１（ＣＡトウバンド６４）が製造される。

ＣＡトウバンド製造装置１は、混合装置２、濾過装置３、紡糸ユニット４、油剤添着ユニット５、ゴデットロール６、ガイドピン７，８、捲縮装置９、揺動装置１０、ガイド装置１２、乾燥装置１１、監視システム８４、及び振込機８５を備える。

ＣＡトウバンド製造装置１では、セルロースジアセテート等のＣＡフレークが、所定濃度（例えば紡糸原液６０の２０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の範囲の重量濃度値）で有機溶媒に溶解された紡糸原液６０が用いられる。

紡糸原液６０は、混合装置２により混合された後、濾過装置３により濾過される。濾過装置３を通過した紡糸原液６０は、紡糸ユニット４の紡糸筒１４上に備えられた紡糸口金１５が有する複数の紡糸孔１５ａから吐出される。

紡糸孔１５ａは、周縁形状が所定形状（一例として円形）に形成されている。紡糸孔１５ａの直径は、製造後のＣＡフィラメント６１のＦＤに合わせて適宜設定される。各紡糸孔１５ａから吐出された紡糸原液６０は、不図示の乾燥ユニットから紡糸筒１４内に供給される熱風により加熱されて有機溶媒を蒸発させられることで乾燥する。これにより、固体のＣＡフィラメント６１が形成される。

図１に示すように、１つの紡糸筒１４を通過した複数本のＣＡフィラメント６１は、ガイドピン７，８により集束されてヤーン６２となる。ヤーン６２は、油剤添着ユニット５により繊維油剤を添着された後、ゴデットロール６により巻き取られる。

ヤーン６２を製造する一連のユニット、即ち、紡糸口金１５からの紡糸原液６０を吐出してＣＡフィラメント６１を紡糸する紡糸ユニット４、乾燥ユニット、油剤添着ユニット５、及び、ゴデットロール６を有する巻取ユニットは、併せてステーションと称される。通常では、複数のステーションが、一列に並べて配置されている。

ヤーン６２は、ゴデットロール６の周面から巻取装置により引き取られる。図２に示すように、各ステーションを通過したヤーン６２は、ガイドピン７，８に案内されてステーションの配列方向に沿って搬送方向Ｐに搬送（並走）され、順次集積又は積層される。これにより、複数のヤーン６２が収束されて、ヤーン６２の偏平な集合体であるエンド６３が形成される。エンド６３は、複数のヤーン６２を収束して所定のＴＤに設定されたものである。エンド６３は、搬送されて捲縮装置９へと導かれる。

図１に示すように、捲縮装置９は、一対のニップロール１６，１７と、スタッフィングボックス１８とを有する。一対のニップロール１６，１７は、互いの回転軸が平行に配置されている。一対のニップロール１６，１７は、互いの周面間においてエンド６３を押圧する。

スタッフィングボックス１８は、一対のニップロール１６，１７の下流側に配置されている。スタッフィングボックス１８は、搬送方向Ｐに延びる板面を有する一対の板材８６，８７と、付勢部材８８とを有する。

一対の板材８６，８７は、互いの板面を間隙をおいて対向させ且つ間隙が上流側から下流側に向けて減少するように配置されている。この間隙内には、一対のニップロール１６，１７を通過したエンド６３（複数本のＣＡフィラメント６１）が搬送される。

エンド６３は、一対のニップロール１６，１７の間において一対のニップロール１６，１７により押圧された後、スタッフィングボックス１８の内部に押し込まれる。エンド６３は、スタッフィングボックス１８の一対の板材８６，８７の板面の間で蛇行して搬送されながら、付勢部材８８により、一方の板材８６の板面に向けて押圧される。

エンド６３が一対のニップロール１６，１７によりスタッフィングボックス１８内に押し込まれる際の抵抗よりも大きな力で、エンド６３がスタッフィングボックス１８内に押し込まれることで、エンド６３に捲縮が付与される。これにより、ＣＡトウバンド６４が得られる。

捲縮装置９を通過したＣＡトウバンド６４は、揺動装置１０により幅方向に蛇行するように調整されながら、ガイド装置１２により乾燥装置１１に案内される。ＣＡトウバンド６４は、乾燥装置１１により乾燥される。乾燥装置１１を通過したＣＡトウバンド６４は、振込機８５により梱包容器１９に振り込まれ、集積され且つ圧縮梱包されてベール状となる。図１の梱包容器１９は、断面構造を示している。

監視システム８４は、一対のニップロール１６，１７よりも上流側及び下流側の少なくともいずれかにおいて、複数本のＣＡフィラメント６１からなるフィラメント集合体（ここではエンド６３又はＣＡトウバンド６４）の厚み寸法を監視する。本実施形態の監視システム８４は、一対のニップロール１６，１７よりも上流側において、エンド６３の厚み寸法を監視する。監視システム８４は、上側変位計８１，下側変位計８２、及び監視装置８３を有する。

上側変位計８１は、フィラメント集合体の上面の高さ位置を検出する。下側変位計８２は、フィラメント集合体の下面の高さ位置を検出する。変位計８１，８２は、一例として非接触式であり、ここではレーザ変位計である。変位計８１，８２としては、例えば、キーエンス（株）製レーザ変位計「ＬＫ－５０００」シリーズを用いることができる。変位計８１，８２の計測結果は、監視装置８３に送信される。

監視装置８３は、一例としてパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭの他、オペレータが入力する情報を受け付ける入力部と、オペレータに所定情報を表示する表示部とを有する。

ここで、搬送方向Ｐに搬送されるフィラメント集合体中の複数本のＣＡフィラメント６１の配列が乱れると、フィラメント集合体の上面及び下面のいずれかの高さ位置が変動する。監視装置８３は、ＣＡトウバンド６４の製造時において、変位計８１，８２の測定結果に基づいて、搬送されるフィラメント集合体の厚み寸法を算出し、算出したフィラメント集合体の厚み寸法が、許容範囲内の値であるか否かを判定する。この方法によれば、搬送中のフィラメント集合体をサンプリングすることなく、フィラメント集合体の厚み寸法がオンラインにより連続的に監視される。

監視装置８３は、フィラメント集合体の厚み寸法が、許容範囲内の値ではないと判定した場合、フィラメント集合体中の複数本のＣＡフィラメント６１の配列が乱れていることを、表示部に表示し或いは警告音を発する警告処理を行うことにより、オペレータに伝達する。オペレータは、この警告処理に基づいて、フィラメント集合体の厚み寸法が許容範囲内の値となるように、フィラメント集合体中の複数本のＣＡフィラメント６１の配列を整列させる。

ここで、フィラメント集合体の厚み寸法の許容範囲の値は、適宜設定可能であるが、例えば、フィラメント集合体を平面視した場合に、フィラメント集合体に穴が発生していることを肉眼により視認できる程度の値に設定できる。

なお、フィラメント集合体の厚み寸法は、搬送されるＣＡトウバンド６４をサンプリングすることでオフラインにより監視してもよい。また変位計８１，８２は、乾燥装置１１を通過したＣＡトウバンド６４の上面及び下面の高さ位置を、振込機８５を用いてＣＡトウバンド６４を梱包容器１９に梱包する前に測定するように配置されていてもよい。

このようにＣＡトウバンド６４は、ＣＡトウバンド製造装置１を用いて製造される。この製造方法は、以下の整列ステップ、捲縮ステップ、及び監視ステップを有する。整列ステップは、ＴＤが、１００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが、６．０以上２０．０以下の範囲の値に設定された複数本のＣＡフィラメント６１を搬送しながら、一対のニップロール１６，１７よりも上流側において、一対のニップロール１６，１７のロール幅方向に複数本のＣＡフィラメント６１（エンド６３）を整列させるステップである。

この整列ステップは、具体的には、例えば、搬送される複数本のＣＡフィラメント６１（エンド６３）を案内するガイドピン７，８の位置を調整することにより行われる。

捲縮ステップは、整列ステップにより整列させられた複数本のＣＡフィラメント６１（エンド６３）を一対のニップロール１６，１７により捲縮するステップである。また監視ステップは、一対のニップロール１６，１７よりも上流側及び下流側の少なくともいずれかにおいて、複数本のＣＡフィラメント６１からなるフィラメント集合体の厚み寸法を監視するステップである。監視ステップでは、監視システム８４が用いられる。

ＴＤが比較的小さく、ＦＤが比較的大きいＣＡトウバンド６４を製造する場合、エンド６３に含まれる複数本のＣＡフィラメント６１を一対のニップロール１６，１７により捲縮しようとすると、複数本のＣＡフィラメント６１を捲縮するために必要な外力（ニップ圧）が増大する。これに伴い、ＣＡフィラメント６１が損傷し、断片を生じる場合がある。この場合、ＣＡフィラメント６１の引張強度等の強度が減少し、例えば、搬送中にＣＡフィラメント６１が切断する等の不具合を生じるおそれがある。

ここで発明者の検討により、一対のニップロール１６，１７の間隙における複数本のＣＡフィラメント６１の重なりが多く、且つ、ＣＡフィラメント６１が太くなるにつれて、エンド６３に含まれる複数本のＣＡフィラメント６１を捲縮するために必要なニップ圧が増大する（言い換えると、複数本のＣＡフィラメント６１からなる集合体であるエンド６３の断面二次モーメントが増大する）ことが明らかになった。

そこで本実施形態では、複数本のＣＡフィラメント６１のトータルデニールをＴＤ、一対のニップロール１６，１７のロール幅寸法をＤとするとき、比ＴＤ／Ｄが８００デニール／ｍｍ以上２０００デニール／ｍｍ以下に設定された一対のニップロール１６，１７を用いて捲縮ステップを行う。

このように比ＴＤ／Ｄを設定することにより、複数本のＣＡフィラメント６１を、一対のニップロール１６，１７のロール幅方向に均一に整列して、適度な強さの外力により捲縮し、ＣＡトウバンド６４を製造できる。これにより、ＣＡフィラメント６１を捲縮する際にＣＡフィラメント６１に与えられる過度の外力によりＣＡフィラメント６１の断片が発生するのを防止できる。

即ち、上記のように比ＴＤ／Ｄを設定することにより、複数本のＣＡフィラメント６１が一対のニップロール１６，１７のロール幅方向に広く分布しながら配列させられ、一対のニップロール１６，１７の間隙における複数本のＣＡフィラメント６１の重なりが低減且つ均一化される。これにより、エンド６３の厚み寸法がロール幅方向で均一に薄くなる。

よって、ＣＡフィラメント６１が太い場合でも、比較的小さいニップ圧により複数本のＣＡフィラメント６１を捲縮できると共に、過度の外力がＣＡフィラメント６１に及んでＣＡフィラメント６１の断片が発生するのが防止される。

また、ＣＡフィラメント６１の断片が発生するのが防止されることで、ＣＡフィラメント６１の高い破断強力を保持できる。このため、例えば捲縮された搬送中のＣＡフィラメント６１に外力が及んでＣＡフィラメント６１の断片が発生することも防止できる。よって後述するように、ＣＡトウバンド６４をロッド状に成形することでチップ６７を良好に製造でき、チップ６７の製造効率及び品質が低下するのを防止できる。

なお、ここで言う「破断強力」とは、繊維を破断させるのに必要な引っ張り荷重である。ＪＩＳ Ｌ １０１５「化学繊維ステープル試験方法 ８．９ 引掛強さ」に準拠して測定され、測定試料がトウバンド６４である場合の切断時の荷重を破断強力と定義できる。

ここで本実施形態の捲縮ステップでは、比ＴＤ／Ｄが８００デニール／ｍｍ以上１３００デニール／ｍｍ以下に設定された一対のニップロール１６，１７を用いる。これにより、一対のニップロール１６，１７のロール幅方向に複数本のＣＡフィラメント６１が一層均一に配列させられ、より均一に捲縮されたＣＡトウバンド６４が得られる。

図２に示すように、本実施形態の一対のニップロール１６，１７のロール幅（軸方向）寸法Ｗ２は、一対のニップロール１６，１７に導入されるエンド６３の幅寸法Ｗ１よりも大きい値に設定されている。整列ステップにより、エンド６３に含まれる複数本のＣＡフィラメント６１をロール幅方向に良好に広げられるようにするため、ロール幅寸法Ｗ２は、エンド６３の幅寸法Ｗ１よりも大きい値に設定される。一例として、ロール幅寸法Ｗ２は、エンド６３の幅寸法Ｗ１よりも数ｍｍ以上大きい値に設定されている。

また本実施形態では、監視ステップにおいてフィラメント集合体の厚み寸法を監視することで、例えば、フィラメント集合体の厚み寸法の値が基準範囲よりも大きく変動した場合には、フィラメント集合体の厚み寸法の値が基準範囲内に収まるように整列ステップを行う。

これにより、一対のニップロール１６，１７によりＣＡフィラメント６１を捲縮する際にＣＡフィラメント６１に加えられる外力によりＣＡフィラメント６１が断片化するのを一層防止できる。従って、チップ６７の製造効率の低下を防止できると共に、チップ６７の品質が低下するのを防止できる。

また、他の例の捲縮ステップでは、ＴＤが、２００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが、８．０以上２０．０以下の範囲の値に設定された複数本のＣＡフィラメント６１を捲縮する。

また、他の例の捲縮ステップでは、ＴＤが、１００００以上２００００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが、６．０以上１２．０以下の範囲の値に設定された複数本のＣＡフィラメント６１を捲縮する。
［チップ製造装置］

図３は、実施形態に係るチップ製造装置２０の全体図である。図２に示すように、チップ製造装置２０は、収束リング２１、第１開繊ユニット２２、ターンバッフル２３、第２開繊ユニット２４、プレテンションロール対２５、第１開繊ロール対２６、第２開繊ロール対２７、第３開繊ユニット２８、可塑剤添着装置２９、搬送ロール対３０、トランスポートジェット３１、巻管部３２、及び切断装置３３を備える。図３の梱包容器１９は、断面構造を示している。

チップ製造装置２０では、梱包容器１９内から繰り上げられたＣＡトウバンド６４が、収束リング２１に挿通された後、第１開繊ユニット２２において加圧空気により幅方向に開繊される。その後ＣＡトウバンド６４は、ターンバッフル２３により案内される。

次にＣＡトウバンド６４は、第２開繊ユニット２４において加圧空気により更に幅方向に開繊された後、プレテンションロール対２５間、第１開繊ロール対２６間、及び第２開繊ロール対２７間に順に挿通されることにより、ＣＡトウバンド６４の搬送方向に開繊される。

第２開繊ロール対２７間を通過したＣＡトウバンド６４は、第３開繊ユニット２８において加圧空気により更に幅方向に開繊された後、可塑剤添着装置２９により可塑剤を添着される。

可塑剤添着装置２９を通過したＣＡトウバンド６４は、搬送ロール対３０間に挿通された後、トランスポートジェット３１に導入されて、ジェット気流により巻管部３２に搬入される。

巻管部３２は、ファンネル４１、トング４２、及びガニチャー４３を有する。巻管部３２に搬入されたＣＡトウバンド６４は、ファンネル４１において渦巻状に巻き取られてロッド状に成形される。これにより、ＣＡトウバンド６４がロッド状に成形されてなる成形体（ロッド）６５が形成される。

また巻紙４０が、トング４２により成形体６５に向けて案内される。成形体６５は、ガニチャー４３により搬送されると共に、その外周に巻紙４０が巻回され且つ固定される。切断装置３３は、成形体６５を間隔をあけて切断する。これによりプラグ６６が製造される。プラグ６６を更に切断することで、チップ６７が製造される。

このようにチップ６７は、チップ製造装置２０を用いて製造される。この製造方法は、上記した製造方法により製造されたＣＡトウバンド６４に可塑剤を添加してＣＡトウバンド６４をロッド状に成形する成形ステップを有する。

ここで、ＣＡトウバンド６４に含まれる複数本のＣＡフィラメント６１が断片を生じている場合、例えば、断片が可塑剤添着装置２９の内部において可塑剤を吸収し、成形体６５の内部に混入することがある。この場合、成形体６５内のＣＡフィラメント６１が断片に含まれる可塑剤により溶解して、メルトホールが生じるおそれがある。

これに対して本実施形態では、上記したように、複数本のＣＡフィラメント６１が断片を生じるのが適切に防止される。これにより、チップ６７を製造する場合には、ＣＡフィラメント６１が断片化するのを防止しながら良好に捲縮されたＣＡトウバンド６４により成形体６５を形成できる。このため、例えば、ＣＡフィラメント６１の断片が可塑剤を吸収してメルトホールが発生するのを防止できる。従って、チップ６７の製造効率及び品質が低下するのを防止できる。
［電子タバコ用チップ］

図４は、実施形態に係る加熱式電子タバコ５０の断面図である。図４に示すように、電子タバコ５０は長尺状であり、電子タバコユニット５１と、エアロゾル発生物品５２とを備える。電子タバコユニット５１は、筐体５３、電源５４、表示部５５、制御部５６、加熱部５７、及び操作部５８を有する。

筐体５３は長尺状に形成されている。電源５４、制御部５６、及び加熱部５７は、筐体５３に収容されている。表示部５５と操作部５８とは、筐体５３の外表面（ここでは紙面裏側における筐体５３の側面）に配置されている。筐体５３の形状は、本実施形態では電子タバコユニット５１の長手方向一端が閉塞された直管状であるが、これに限定されない。

制御部５６は、配線６８により電源５４、表示部５５、及び加熱部５７に接続されている。制御部５６は、一例としてワンチップマイクロコンピュータであり、操作部５８からのユーザの操作入力を受け付ける。これにより制御部５６は、所定のタイミングで電源５４の電力を加熱部５７に供給、又は、該電力の加熱部５７への供給を遮断するように、電子タバコユニット５１の電源回路を制御する。また制御部５６は、ユーザに向けて所定情報を表示するように、表示部５５を制御する。

加熱部５７は、電源５４から供給される電力により、エアロゾル発生物品５２の基材７０を加熱する。加熱部５７は、基材７０内に差し込まれて基材７０を内部からジュール熱により加熱するためのブレード７０ａを有する。筐体５３と加熱部５７との間には、差込口５１ａとエアロゾル発生物品５２との隙間から基材７０に向けて外気を流通させるための流通路５９が設けられている。

エアロゾル発生物品５２は、電子タバコ５０の使用時に電子タバコユニット５１の長手方向他端に形成された差込口５１ａに差し込まれる。エアロゾル発生物品５２はロッド状であり、基材７０、セパレータパイプ７１、エアロゾル発生部７２、チップ６７、及び巻紙７３を有する。エアロゾル発生物品５２では、その長手方向一端から他端に向けて、基材７０、セパレータパイプ７１、エアロゾル発生部７２、及びチップ６７が、この順に配置されている。巻紙７３は、これらの要素６６，７０～７２の外周を一体的に巻回している。

基材７０は、エアロゾル発生物品５２の長手方向一端に配置されている。基材７０は、タバコ成分である揮発成分を含有すると共に、電子タバコユニット５１の差込口５１ａから電子タバコユニット５１の内部に差し込まれる。基材７０は、電子タバコ５０の使用時に加熱部５７に加熱されることで揮発成分を発生する。

基材７０は、揮発成分を発生する香味材料、例えばニコチンを含む。具体的に基材７０は、タバコ葉、タバコリブ、膨張タバコ、均質化タバコ、及びハーブ葉の少なくともいずれかを含んでいることが好ましい。また基材７０は、ニコチン以外の香味材料を含んでいてもよい。

セパレータパイプ７１は、エアロゾル発生物品５２の長手方向に延び、基材７０とエアロゾル発生部７２との間に配置されることで、基材７０とエアロゾル発生部７２とを離隔するセパレータとして機能する。これによりセパレータパイプ７１は、エアロゾル発生物品５２が差込口５１ａから電子タバコユニット５１の内部に差し込まれる際、エアロゾル発生物品５２が長手方向に圧縮されて基材７０がエアロゾル発生部７２に接触する程度まで押し潰されるのを防止する。

本実施形態のセパレータパイプ７１は、中空のロッド状に形成されている。セパレータパイプ７１の中空部には、電子タバコ５０の使用時に基材７０から発生した揮発成分が、チップ６７に向けて流通する。

エアロゾル発生部７２は、エアロゾル発生物品５２の長手方向に延び、セパレータパイプ７１を通過した基材７０からの揮発成分を冷却・凝集することで、エアロゾルを発生させる。

エアロゾル発生部７２は、例えば、エアロゾル発生物品５２の周方向に巻回された帯状のシート体、又は、各折り目がエアロゾル発生物品５２の長手方向に延びるように細かく折り畳まれた帯状のシート体により構成される。エアロゾル発生部７２では、このように巻回され又は細かく折り畳まれたシート体の間隙により、エアロゾルの流通経路が形成されている。

本実施形態のチップ６７は、ＣＡトウバンド製造装置１により製造されたＣＡトウバンド６４を用いて、チップ製造装置２０により製造されたものである。チップ６７は、エアロゾル発生物品５２の長手方向他端に配置されている。

チップ６７は、ＣＡトウバンド６４がロッド状に成形されてなる成形体６５と、この成形体６５の周面に巻回された巻紙４０とを備える。チップ６７は、電子タバコ５０の使用時にユーザに咥えられ、エアロゾル発生部７２を通過したエアロゾルを濾過する。成形体６５の内部には、香味成分等を含む液体が封入されたカプセルが配置されていてもよい。

チップ６７の長さ寸法（電子タバコ５０の差込口５１ａに対する差し込み方向におけるチップ６７の寸法）は、適宜設定可能であり、例えば４ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲の値（ここでは７ｍｍ）に設定されている。またチップ６７の長さ寸法は、例えば、下限値を４ｍｍ，７ｍｍ，１０ｍｍのいずれかとし、上限値を１７ｍｍ，２０ｍｍ，２５ｍｍ，２８ｍｍ，３０ｍｍ，３５ｍｍのいずれかとする範囲の値に設定できる。別の例では、チップ６７の長さ寸法は、７ｍｍ以上１２ｍｍ以下の範囲の値に設定されている。チップ６７の周長は、適宜設定可能であり、例えば１６．５ｍｍ以上２４．５ｍｍ以下の範囲の値に設定されている。

ここで、成形体６５を構成するＣＡトウバンド６４は、ＴＤが、１００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが、６．０以上２０．０以下の範囲の値に設定され、比Ｆ／ＴＤが、０．００１５Ｎ／デニール以上の値に設定されている。

別の例では、成形体６５を構成するＣＡトウバンド６４は、ＴＤが、２００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが、８．０以上２０．０以下の範囲の値に設定されている。

また別の例では、成形体６５を構成するＣＡトウバンド６４は、ＴＤが、１００００以上２００００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが、６．０以上１２．０以下の範囲の値に設定されている。

電子タバコ５０の使用時には、ユーザは、エアロゾル発生物品５２を差込口５１ａから電子タバコユニット５１の内部に差し込み、操作部５８を操作して、電子タバコユニット５１の電源をＯＮにする。またユーザは、チップ６７の内部にカプセルが配置されている場合、エアロゾル発生物品５２の側部を押圧して、カプセルを潰す。

これにより制御部５６は、電源５４からの電力により加熱部５７を加熱するように電源回路を制御する。加熱部５７が所定温度まで加熱された状態で所定時間が経過すると、制御部５６は表示部５５を通じて喫煙可能になった旨をユーザに表示する。

ユーザがチップ６７を咥えて吸引することで、加熱部５７により加熱されて揮発した基材７０からの揮発成分が、セパレータパイプ７１を流通する。セパレータパイプ７１を通過した揮発成分は、エアロゾル発生部７２の間隙を流通する際に冷却・凝集される。これにより、揮発成分を含むエアロゾル（液滴）が発生する。

エアロゾル発生部７２を通過したエアロゾルは、チップ６７において適切に濾過された後、ユーザに吸引される。チップ６７に用いられたＣＡトウバンド６４にエアロゾルが衝突することで、エアロゾルは更に温度低下されてユーザに吸引される。また、ユーザがカプセルを潰すことによりチップ６７内に拡散されたカプセル内の香味成分は、エアロゾルと共にユーザに吸引される。

ここで本実施形態では、ＣＡフィラメント６１の断片が発生するのを防止しながら良好に捲縮されたＣＡトウバンド６４により成形体６５を形成できる。従って、チップ６７の製造効率及び品質が低下するのを防止できる。ユーザは、安定した品質で製造されたチップ６７を有するエアロゾル発生物品５２を用いて、例えば、ＣＡフィラメント６１の断片がエアロゾルと共に口内に入り込むのを防止しながら、良好に電子タバコ５０を吸引できる。

以上説明したように、本実施形態のＣＡトウバンド６４は、複数本のフィラメントを束状に合一し且つ捲縮してなる、セルロースアセテートのトウバンドであって、ＴＤが、１００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、ＦＤが、６．０以上２０．０以下の範囲の値に設定され、比Ｆ／ＴＤが、０．００１５Ｎ／デニール以上の値に設定されている。

この構成によれば、ＣＡトウバンド６４のＴＤ及びＦＤを上記範囲内の所望の値に設定しながら、ＣＡトウバンド６４に含まれるＣＡフィラメント６１の一本当たりの強度を向上できる。これにより、ＣＡトウバンド６４及びチップ６７の製造中にＣＡフィラメント６１に外力が加わっても、ＣＡフィラメント６１の断片が発生するのを防止できるため、チップ６７を良好に製造できる。従って、チップ６７の製造効率及び品質が低下するのを防止できる。なお、比Ｆ／ＴＤの上限値は、適宜設定可能であるが、例えば、０．０１Ｎ／デニール以下が望ましい。

（確認試験）
次に、確認試験について説明するが、本発明は、以下に示す各実施例に限定されるものではない。

第１実施形態のＣＡトウバンド６４の製造方法に基づき、表１に示すＦＤ及びＴＤの値に設定された実施例１～４のＣＡトウバンド６４をそれぞれ製造した。実施例１～４のＣＡトウバンド６４の製造時には、表１に示す値に比ＴＤ／Ｄを設定し、監視ステップを行った。この監視ステップは、一対のニップロール１６，１７よりも上流側、且つ、後述するフィラメント集合体（エンド６３）の穴の有無を確認した位置よりも上流側の位置において行った。

監視ステップを省略したこと以外は第１実施形態のＣＡトウバンド６４の製造方法と同様の製造方法に基づき、表１に示すＦＤ及びＴＤの値に設定された比較例１及び２のＣＡトウバンド６４をそれぞれ製造した。また、ＣＡフィラメント６１の配列のみを目視にて監視することにより、監視ステップを一部のみ実施した点を除き、第１実施形態のＣＡトウバンド６４の製造方法と同様の製造方法に基づき、表１に示すＦＤ及びＴＤの値に設定された比較例３及び４のＣＡトウバンド６４をそれぞれ製造した。実施例１～４及び比較例１～４のＣＡトウバンドの製造に用いたニップロールの幅寸法Ｄ、及びＴＤ／Ｄを、表１に示す値に設定した。

実施例１～４及び比較例１～４の破断強力Ｆ及び比Ｆ／ＴＤを測定すると共に、一対のニップロールよりも搬送方向上流側を搬送されるフィラメント集合体（エンド）の穴の有無を目視により確認した。その結果を表１に示す。

また、実施例１～４及び比較例１～４のＣＡトウバンドを用いて、チップ製造装置２０（Ｈａｕｎｉ（株）製巻上機「ＫＤＦ－２」）により電子タバコ用チップを製造した。このとき、プレテンションロール対２５の圧力を０．５ｂａｒに設定し、第１開繊ロール対２６及び第２開繊ロール対２７の圧力を１．８ｂａｒに設定した。また、第１開繊ロール対２６の回転速度Ｖ１と第２開繊ロール対２７の回転速度Ｖ２との速度比Ｖ２／Ｖ１を１．４に設定し、第２開繊ロール対２７の回転速度Ｖ２と搬送ロール対３０の回転速度Ｖ３との速度比Ｖ３／Ｖ２を１．４８に設定した。

実施例１及び比較例１，３では、チップの円周長を２２．５ｍｍに設定し、チップ内へのＣＡトウバンドの詰込量（正味トウ重量）を０．４７ｇ／ｒｏｄに設定した。実施例３では、チップの円周長を１６．５ｍｍに設定し、チップ内へのＣＡトウバンドの詰込量（正味トウ重量）を０．３０ｇ／ｒｏｄに設定した。

また、実施例１，３及び比較例１，３の製造途中のプラグ（ロッド）の長さ寸法を１２０ｍｍに設定した。また、実施例１及び比較例１，３のチップにおける成形体の長さ寸法を７ｍｍに設定し、実施例３のチップにおける成形体の長さ寸法を８ｍｍに設定した。

実施例１，３及び比較例１，３のチップの製造に際して、チップ製造装置２０において、ＣＡトウバンドの表面に、可塑剤を噴霧した直後のＣＡトウバンドの総重量の７ｗｔ％に相当する可塑剤（グリセリントリアセテート）を可塑剤添着装置２９により均一に噴霧して添着した。このチップの製造中に発生した１５分あたりのフライの発生量を測定した。このフライの発生量の測定に際しては、第１開繊ロール対２６と第２開繊ロール対２７とが収容されているボックスの内部に残留したフライをエアサッカーで収集し、天秤で計量した。

また、実施例１及び比較例１，３のチップに、フィリップモリス（株）製「ｉＱＯＳ」用エアロゾル発生物品「ヒートスティック」（登録商標）からチップを切除した残余部分を接続し、実施例１及び比較例１のエアロゾル発生物品を作製した。また、実施例３のチップに、ブリティッシュ・アメリカン・タバコ（株）製「ｇｌｏ」用エアロゾル発生物品「ネオスティック」（登録商標）からチップを切除した残余部分を接続し、実施例３のエアロゾル発生物品を作製した。

作製した実施例１，３及び比較例１，３のエアロゾル発生物品を用い、それぞれのチップのＰＤを、Ｃｅｌｕｌｅａｎ（株）社製のフィルタープラグ測定器（自動通気抵抗測定器）「ＱＴＭ」を用いて測定した。また、実施例１，３及び比較例１，３のチップの外観異常を目視で確認した。その結果を表１に示す。なお表１中、実施例２，４及び比較例２，４のフライの発生量は、ＣＡトウバンド６４の製造中に発生したフライを目視で確認したときの量を示している。

表１に示すように、実施例１～４は、比Ｆ／ＴＤが、０．００１５Ｎ／デニール以上の値に設定され、ＣＡフィラメント６１の強度が比較例１，２のＣＡフィラメントの強度と同等以上であることが分かった。また実施例１～４は、フィラメント集合体の穴開きが無く、フライの発生量が少ないことが分かった。

この理由として、実施例１～４では、ＣＡトウバンド６４のＦ／ＴＤが０．００１５（Ｎ／デニール）以上の値に設定されたことにより、ＣＡフィラメントの強度が高められ、ＣＡフィラメントの断片の発生が防止されたことが考えられる。実施例１～４の試験結果では、ＣＡトウバンド６４のＦ／ＴＤは、０．００１５（Ｎ／デニール）以上０．００２１（Ｎ／デニール）以下の範囲の値に設定されている。

また実施例１～４では、監視ステップが行われたことにより、フィラメント集合体の厚み寸法が均一になるように整列ステップが適切に行われ、ＣＡフィラメント６１の断片の発生が防止されながらＣＡフィラメント６１が捲縮され、ＣＡフィラメント６１の高い破断強力が保持されたことが考えられる。

なお、実施例３のチップ６７が実施例１のチップ６７に比べてＰＤが高い理由の一つとしては、実施例３のチップ６７の円周長が実施例１のチップ６７の円周長に比べて小さいためであると考えられる。

これに対して比較例１は、Ｆ／ＴＤ値が、実施例１～４よりも低い値に設定され、ＣＡフィラメントの強度が実施例１～４よりも低いことが分かった。また比較例１は、実施例１～４に比べてフライの発生量が多く、且つ、チップのメルトホールが発生していることが分かった。

この原因として、比較例１では、一対のニップロール１６，１７により比較的大きなニップ圧で複数のＣＡフィラメントが捲縮されたため、ＣＡフィラメントが損傷して、ＣＡフィラメントの引っ張り強度が低下したことが考えられる。また、ＣＡフィラメントが損傷したことにより、フライが多く発生し、フライが可塑剤を吸収してチップに混入し、メルトホールが発生したことが考えられる。

また比較例２は、実施例４とＦＤが同値であるが、比Ｆ／ＴＤの値が実施例４に比べて低く、フィラメント集合体に穴開きが発生していることが分かった。この穴開きの原因としては、比較例２は、実施例４に比べて、ＴＤが小さく、ＣＡフィラメントの本数が少ないため、ＣＡトウバンドの製造時に複数本のＣＡフィラメントが搬送される際に、フィラメント集合体内において、一対のニップロール１６，１７のロール幅方向にＣＡフィラメントの偏りが生じたことが考えられる。これにより、比較例２のＣＡトウバンドは、捲縮が不均一になされていると推測される。

また比較例３及び４は、ＣＡフィラメント６１の配列のみを目視にて監視したものの、比Ｆ／ＴＤの値が相当に低く、実施例１～４に比べて性能が劣ることが分かった。また比較例３では、フライの発生量が多く、チップにおいてメルトホールの発生が確認された。比較例４では、フライの発生量は少ないものの、フィラメント集合体に穴開きが発生していることが確認された。

本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成及び方法を変更、追加、又は削除できる。

以上のように本発明は、トウバンドを用いて電子タバコ用チップを製造する場合において、フィラメントの断片が発生することにより電子タバコ用チップの製造効率及び品質が低下するのを防止できる優れた効果を有する。従って、この効果の意義を発揮できる電子タバコチップ用のトウバンド、電子タバコ用チップ、電子タバコチップ用のトウバンドの製造方法、及び電子タバコチップの製造方法に、本発明を広く適用すると有益である。

１６，１７ ニップロール
６１ ＣＡフィラメント（フィラメント）
６４ ＣＡトウバンド（トウバンド）
６５ 成形体
６７ チップ
７３ 巻紙

Claims (9)

1. 複数本のフィラメントを束状に合一し且つ捲縮してなる、セルロースアセテートのトウバンドであって、
   トータルデニールが、１００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、６．０以上２０．０以下の範囲の値に設定され、
   前記トータルデニールをＴＤ、前記トウバンドの破断強力をＦとするとき、比Ｆ／ＴＤが、０．００１５Ｎ／デニール以上の値に設定されている、電子タバコチップ用のトウバンド。
2. 前記トータルデニールが、２００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、前記フィラメントデニールが、８．０以上２０．０以下の範囲の値に設定されている、請求項１に記載の電子タバコチップ用トウバンド。
3. 前記トータルデニールが、１００００以上２００００以下の範囲の値に設定され、前記フィラメントデニールが、６．０以上１２．０以下の範囲の値に設定されている、請求項１に記載の電子タバコチップ用トウバンド。
4. 請求項１～３のいずれかに記載のトウバンドがロッド状に成形されてなる成形体と、
   前記成形体の周面に巻回された巻紙とを備える、電子タバコ用チップ。
5. トータルデニールが、１００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、フィラメントデニールが、６．０以上２０．０以下の範囲の値に設定された複数本のフィラメントを搬送しながら、一対のニップロールよりも前記複数本のフィラメントの搬送方向の上流側において、前記一対のニップロールのロール幅方向に前記複数本のフィラメントを整列させる整列ステップと、
   前記整列ステップにより整列させられた前記複数本のフィラメントを前記一対のニップロールにより捲縮する捲縮ステップと、
   前記一対のニップロールよりも前記搬送方向の上流側及び下流側の少なくともいずれかにおいて、前記複数本のフィラメントからなるフィラメント集合体の厚み寸法を監視する監視ステップとを有し、
   前記捲縮ステップでは、前記トータルデニールをＴＤ、前記一対のニップロールのロール幅寸法をＤとするとき、比ＴＤ／Ｄが８００デニール／ｍｍ以上２０００デニール／ｍｍ以下に設定された前記一対のニップロールを用いる、電子タバコチップ用トウバンドの製造方法。
6. 前記捲縮ステップでは、前記比ＴＤ／Ｄが８００デニール／ｍｍ以上１３００デニール／ｍｍ以下に設定された前記一対のニップロールを用いる、請求項５に記載の電子タバコチップ用トウバンドの製造方法。
7. 前記捲縮ステップでは、前記トータルデニールが、２００００以上４００００以下の範囲の値に設定され、前記フィラメントデニールが、８．０以上２０．０以下の範囲の値に設定された前記複数本のフィラメントを捲縮する、請求項５又は６に記載の電子タバコチップ用トウバンドの製造方法。
8. 前記捲縮ステップでは、前記トータルデニールが、１００００以上２００００以下の範囲の値に設定され、前記フィラメントデニールが、６．０以上１２．０以下の範囲の値に設定された前記複数本のフィラメントを捲縮する、請求項５又は６に記載の電子タバコチップ用トウバンドの製造方法。
9. 請求項５～８のいずれか１項に記載の製造方法により製造された前記トウバンドに可塑剤を添加して前記トウバンドをロッド状に成形する成形ステップを有する、電子タバコチップの製造方法。
   

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