CN101098635B - 非燃烧型吸烟物品用碳质热源组合物 - Google Patents
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Abstract
非燃烧型吸烟物品用碳质热源组合物含有30～55重量％比例的碳酸钙。
Description
技术领域
本发明涉及非燃烧型吸烟物品用碳质热源组合物。
背景技术
烟草是通过使烟草的叶燃烧从而经味觉·嗅觉感受到烟(烟雾(エアロゾル))中的香味的香味产生材料的代表物。
近年正在开发替代香烟或香烟中添加的，不燃烧烟草的叶却可享受烟草的香烟味或烟雾的非燃烧型吸烟物品。这些非燃烧型吸烟物品包括安装在前端的作为发热部件的热源以及使香烟味成分保持在适当的基材中的香烟味产生材料，热源与产生含有香烟味成分的烟雾的香烟味产生材在物理上分离。该类型的吸烟物品是使热源燃烧，通过其热量不使香烟味产生材燃烧而使之加热，产生含有香烟味成分的烟雾，吸烟者吸入该烟雾，感受到香烟味。
主要使用碳质热源作为热源，为了减少该热源燃烧时的一氧化碳的量，提出了很多方案。
例如，在日本专利特开平2-215373号中，公开了含有金属碳化物、碳、粘合剂(バインダ)的热源体。该热源体中，通过控制金属碳化物的粒径与比表面积来使热源的燃烧率提高，使一氧化碳的量减少。在日本专利特开平2-215373号中公开了含有金属氮化物、碳、粘合剂的热源体。该热源体中，通过燃烧金属氮化物生成金属氧化物，再通过该金属氧化物促进一氧化碳向二氧化碳的转变，使一氧化碳的量减少。在美国专利第4881556号中，公开了含有碳和粘合剂的碳燃料要素。该碳燃料要素中通过改变其密度和形状而提高燃烧性从而使一氧化碳的量减少。在美国专利第5595577号中公开了含有金属氧化物的碳质热源。该热源中，通过堆积在热源的金属氧化物使一氧化碳的量减少。在美国专利公开US 2004/0173229A1中公开了含有超微粒子金属催化剂的燃烧材料。该燃烧材料中，通过金属催化剂将一氧化碳转变成二氧化碳使一氧化碳的量减少。在日本专利特开平10-179112号中公开了含有碳、粘合剂、非燃烧性石墨以及钾的热源组合物。在该热源组合物中，通过调节钾的量来使一氧化碳的量减少。
这些以往的碳质热源对于减少一氧化碳均不十分理想。另外，使用一氧化碳的氧化催化剂的热源在对吸烟物品的信赖性上存在问题。另外，作为减少进入口中的一氧化碳量的方法，也考虑使安装在吸烟物品的滤嘴具有换气效果的方法，但是该滤嘴换气经空气的稀释使制品的香烟味特征大大变化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非燃烧型吸烟物品用热源组合物，该组合物没有使用一氧化碳的氧化催化剂等添加物而产生的信赖性的问题，可以进一步减少由热源的燃烧而生成的一氧化碳的量，没有滤嘴换气而造成的香烟味的变化。
为了完成上述目的，本发明提供以30～55重量％的比例含有碳酸钙的非燃烧型吸烟物品用碳质热源组合物。
附图说明
[图1]图1是显示非燃烧型吸烟物品的一个示例的截面图。
[图2]图2是吸烟燃烧中的碳质热源内部的温度历程图。
具体实施方式
以下，进一步说明本发明。
本发明的非燃烧型吸烟物品用碳质热源组合物含有30～55重量％的碳酸钙(粒子)。当碳酸钙的量不到30重量％时，一氧化碳生成量没有显著减少。另外，当碳酸钙的量超过55重量％时，吸烟物品的吸喷(パフ)次数明显减少，在实用上不适合。
通常，在本发明的碳质热源组合物中，除了碳酸钙和碳之外还含有使碳酸钙和碳粘合的粘合剂。粘合剂的量优选为5～15重量％。粘合剂的量不到5重量％时，有不能充分发挥粘合剂的粘合力的趋势。另外，如果粘合剂的量超过15重量％，则碳的量减少，结果有热源不能充分燃烧的趋势。
作为粘合剂，可以使用藻酸盐、羧甲基纤维素或其盐、果胶或其盐、以及角叉菜胶(カラギ一ナン)或其盐、瓜尔胶(グア一ガンム)等。
本发明的碳质热源组合物如上所述，含有30～55重量％的碳酸钙，包括还含有粘合剂的情况，余分为碳。对所用的碳(粒子)的来源没有特别的限制，可以使用已知的任一种碳。
本发明的碳质热源组合物与使用了碳质热源的一般吸烟物品相比较，由热源的燃烧所产生的一氧化碳生成量可以减少到60％以下。
本发明的碳质热源组合物使一氧化碳的生成量这样显著降低的原因尚不清楚，但是认为本发明的碳质热源组合物的燃烧温度比较低是一个原因。即，本发明的碳质热源组合物的燃烧温度为1000℃以下。已知通常燃烧温度越高一氧化碳的生成量越多，本发明的碳质热源的最高达到温度为1000℃以下，结果可以使一氧化碳生成量大大减少。
本发明的碳质热源组合物中，作为碳酸钙使用0.08～0.15μm的粒径的碳酸钙时，与使用超过18μm的粒径的碳酸钙相比较，可以进一步减少吸烟燃烧中的一氧化碳生成量。例如，碳质热源组合物中碳酸钙的比例相同时，通过使用粒径为0.08～0.15μm范围的碳酸钙可以将一氧化碳生成量减少至使用粒径超过18μm的碳酸钙时的一氧化碳生成量的50～80％。
本发明的碳质热源组合物可以通过挤出成形等成形方法来成形为热源。
由本发明的碳质热源组合物获得的热源，可以作为热源与烟雾产生材料被物理分离地设置的各种非燃烧型吸烟物品的热源使用。
以下，参考图1说明使用了由本发明的碳质热源组合物所形成的热源的非燃烧型吸烟物品的一个示例。
图1中所示的非燃烧型吸烟物品10具有被加热产生含有香烟味成分的烟雾的烟雾产生区11。该烟雾产生区11在图1所示的示例中由第1烟雾产生部分111和第2烟雾产生部分112构成。第1烟雾产生部分111是在由铝、不锈钢等热稳定材料形成的圆筒内填充有例如烟片(シ一トタバコ)以及烟丝(タバコ刻み)的部分，第2烟雾产生部分112是在同样的圆筒内填充有例如烟丝的部分。第1烟雾产生部分111与第2烟雾产生部分112相互连接，并位于吸烟物品10的长边方向。
在烟雾产生区11的前端(第1烟雾产生部分111的前端)，与烟雾产生区11物理上分离地设置由本发明的组合物形成的碳质热源12。热源12中在轴方向上设置有吸入外部空气用的贯通孔121。热源12通常在其周围用由例如玻璃棉(ガラスウ一ル)形成的耐热部件13包围。在烟雾产生区11的后端(第2烟雾发生部分112的后端)，可以安装通常的滤嘴14。烟雾产生区11以及滤嘴14的整个外周以及用耐热部件13包围的热源12的一部分外周，用由隔热材形成的包被材料15包卷形成一体化。这样的非燃烧型吸烟物品10可以具有通常的卷烟的外观。
以下通过实施例来说明本发明，本发明不限于此。
实施例1～4、比较例1
如下表1所示，由含有碳酸钙(12～55重量％)、粘合剂(10重量％)以及碳(余分：78～35重量％)的组合物成形碳质热源。使用该碳质热源制造图1所示结构的吸烟物品，在标准吸烟条件下(TIOJ标准测定法[第4版]附则1)由自动吸烟机使其吸烟燃烧，测定此时的TPM(总粒状物质)以及一氧化碳的生成量。将结果一并记在表1。
表1碳酸钙含有率和一氧化碳生成量以及最高燃烧温度
| 碳酸钙含有率(重量％) | TPM(mg/根) | CO(mg/根) | 最高燃烧温度(℃) | |
| 比较例1 | 12 | 0.72 | 10.3 | 1074.5 |
| 实施例1 | 30 | 0.68 | 4.4 | 968.4 |
| 实施例2 | 40 | 0.43 | 3.3 | 913.0 |
| 实施例3 | 50 | 0.31 | 1.3 | 838.6 |
| 实施例4 | 55 | 0.24 | 0.8 | - |
如表1所示，使用碳酸钙的含量在30重量％以上的碳质热源而制得的吸烟物品，与使用碳酸钙含量不到30重量％的碳质热源而制得的吸烟物品相比较，可以大幅减少一氧化碳生成量。另外，对于TPM，使用碳酸钙的含量在30重量％以上的碳质热源而制得的吸烟物品也较使用碳酸钙含量不到30重量％的碳质热源而制得的吸烟物品有减少的趋势。
另外，对于实施例1～3和比较例1的吸烟物品，也测定在标准吸烟条件下(TIOJ标准测定法[第4版]附则1)由自动吸烟机使其吸烟燃烧时碳热源内部的最高燃烧温度。将结果一并记于表1。
将上述吸烟燃烧中的碳热源内部的温度历程示于图2。图2中，曲线a为比较例1的结果，曲线b为实施例1的结果，曲线c为实施例2的结果以及曲线d为实施例3的结果。图2中为了易于理解，将各温度历程错开表示。图2中各曲线中的陡峰表示吸喷。
使用碳质热源的吸烟物品的吸烟燃烧中，到达最高燃烧温度的3～5个吸喷附近的温度在使用碳酸钙的含量在30重量％以上的碳质热源时为1000℃以下。由表1的数据可知，燃烧温度为1000℃以下时，可以大幅减少一氧化碳的生成量。
实施例5～10
将碳质热源组合物的成分比例固定在碳酸钙40重量％、粘合剂10重量％以及碳50重量％，如下表2所示，改变碳酸钙的粒径来制造热源。使用所得的碳质热源制造图1所示结构的吸烟物品，在标准吸烟条件下(TIOJ标准测定法[第4法]附则1)由自动吸烟机使其吸烟燃烧，测定此时的一氧化碳生成量。将结果示于表2。
表2碳酸钙的粒径(碳酸钙含有率为40重量％)与一氧化碳生成量
| 粒径(μm) | CO生成量(mg) | CO生成比(％) | |
| 实施例5 | 24.0 | 4.0 | 100 |
| 实施例6 | 18.0 | 4.0 | 100 |
| 实施例7 | 10.5 | 3.9 | 97.5 |
| 实施例8 | 3.2 | 3.3 | 82.5 |
| 实施例9 | 0.15 | 2.8 | 70.0 |
| 实施例10 | 0.08 | 2.3 | 57.5 |
将使用含有粒径在18μm以上的碳酸钙的碳质热源而制得的吸烟物品在吸烟燃烧时的一氧化碳的生成量作为100％时，使用含有粒径在0.15～0.08μm范围内的碳酸钙的碳质热源而制得的吸烟物品在吸烟燃烧时的一氧化碳生成量可以减少至70～57.5％。即，当碳质热源中的碳酸钙的比例相同时，如果使用粒径在0.15～0.08μm范围内的碳酸钙作为该碳酸钙，则可以使一氧化碳生成量进一步减少。
由以上说明，本发明通过在非燃烧型吸烟物品用碳质热源组合物中采用将碳酸钙的含量设定在30～55重量％的范围内的简单组成可提供一种碳质热源组合物，该碳质热源组合物可以回避使用一氧化碳的氧化催化剂等添加物时生成的吸烟制品的信赖性的问题，还可以回避滤嘴换气等制品设计的大幅变更造成的制品的香烟味特征的变化的问题，并可使一氧化碳生成量减少。
本技术领域的从业者可以容易得到更多的益处以及进行变化。因此，本发明在更广泛的方面中不限于在此记载的特定记载或具体方式。因而，在不超出添附的权利要求以及其等同物所规定的本发明的综合概念的精神或范围内，可以进行各种变化。
Claims (4)
1.非燃烧型吸烟物品用碳质热源组合物，其含有30～55重量％比例的碳酸钙，所述碳酸钙具有在0.08～0.15μm范围内的粒径。
2.如权利要求1所述的碳质热源组合物，其在标准吸烟条件下，燃烧温度为1000℃以下。
3.如权利要求1所述的碳质热源组合物，其还含有粘合剂。
4.如权利要求3所述的碳质热源组合物，其含有5～15重量％的所述粘合剂。
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