JP2005501542A - 喫煙物品及びそれ用の喫煙に適したフィラー材料 - Google Patents

Abstract

本発明はその中の喫煙材料成分の粒子サイズによって制御可能な静的燃焼速度を有する喫煙物品に関する。喫煙材料は非可燃性無機フィラー、バインダ、エアゾール発生手段を含み、該非可燃性無機フィラーが２０〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する材料の割合を含んでいる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、タバコ置換材料になる喫煙に適したフィラー材料、及びそのような材料を含む喫煙物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物学的材料、即ち、タバコ、の燃焼に関係すると思われる、可能性のある健康上の問題を減少させるために、その中に低減された量の生物学的材料を有する喫煙に適したフィラー材料を得ることは長年の目的であった。この目的のために、タバコ置換材料又はそれに代わる喫煙材料に関して多くの従来技術がある。そのような代替材料の問題は、喫煙材料における可燃性材料の量が減少していることであり、代替材料の燃焼特性を制御することが困難である。そのため、あるよく知られた可燃変性物、例えば、有機酸のアルカリ金属塩、酢酸ナトリウム又はカリウムのような燃焼添加剤、又は、例えば、塩化カルシウム又はマグネシウムのような燃焼抑制剤は、燃焼速度を制御するために必要とされる。
【０００３】
米国特許第４１０９６６４号明細書は、高剪断混合機の使用でスラリーに気泡を発生させることに加えて、セルロースバインダ、そのうちのある割合が熱―ゲル化置換セルロースの使用を開示している。国際特許出願公開ＷＯ第９６／０７３３６号公報及び欧州特許出願公開０４１９９７５号公報は、無機フィラー材料（ＥＰ０４１９９７５にあるように、時々塊状にされている）、バインダ及びエアゾール発生手段を使用する喫煙材料を記載している。それらの文献のいずれにも無機フィラー材料の粒子サイズについて言及してないし、それらの喫煙材料を含む喫煙物品の静的燃焼速度に関するそれらの効果についても言及してない。
【特許文献１】
米国特許第４１０９６６４号明細書
【特許文献２】
国際特許出願公開ＷＯ第９６／０７３３６号公報
【特許文献３】
欧州特許出願公開０４１９９７５号公報
【０００４】
本発明は、製造された新規な喫煙材料が非可燃性無機フィラー材料を含み、その材料の平均粒子サイズが喫煙材料の燃焼特性に有利な効果を与えるとの知見に基づいている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、その材料を含む喫煙物品の、一かそれ以上の味覚、喫煙フレーバー又は灰特性に明確な効果を与える喫煙材料を提供することである。
本発明の目的は、さらに新規な喫煙材料を含む喫煙物品のパフ当りベースで放出量を制御する方法を提供することである。
本発明のまた更なる目的は、予め決められた処方を有する喫煙材料の静的燃焼速度を制御する方法を提供することでもある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、非可燃性無機フィラー、バインダ、エアゾール発生手段を含む喫煙材料であって、該非可燃性無機フィラーが２０〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する材料の割合を含む喫煙材料を提供することである。
【０００７】
本発明は、さらに喫煙物品の静的燃焼速度を制御する方法を提供することであり、該喫煙物品が、上包みで包まれた喫煙に適したフィラー材料のロッドを含むものであり、該喫煙に適したフィラー材料が、非可燃性無機フィラー材料、バインダ及びエアゾール発生手段を含む喫煙材料の割合を含み、該無機フィラー材料が、２０〜５００μｍの平均粒子サイズを有する材料の割合を含み、該無機フィラー材料の粒子サイズが、望ましい静的燃焼速度を与えるように選ばれる、及び／又は喫煙材料の量が、望ましい静的燃焼速度を与えるように喫煙に適したフィラー材料の配合においてタバコ材料の量と共に選択される。
【０００８】
本発明は、また上包みで包まれた喫煙に適したフィラー材料のロッドを含み、該喫煙に適したフィラー材料が本発明の喫煙材料の割合を含む、喫煙物品を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
好ましくは、上記無機フィラー材料が、最終シート材料の重量で、６０〜９０％の範囲で存在しており、より好ましくは６５〜８５％の範囲であり、さらにより好ましくは６５％より大きく、より好ましくは７０％を越える（＞７０％）量で存在している。無機フィラー材料が最終シート材料の重量で約７５％存在していることが有利である。
【００１０】
好ましくは、上記無機フィラーの平均粒子サイズが３０〜５００μｍの範囲、より好ましくは５０〜４００μｍの範囲、さらにより好ましくは１５０〜２００μｍの範囲であり、最も好ましくは１７０又は約１７０μｍである。この粒子サイズは、代替タバコ製品、即ち、約２〜３μｍの粒子サイズ、の無機フィラー材料のために従来使用されたものと対照的である。各無機フィラーに対して確認される各々の粒子サイズの範囲は、１μｍ〜１ｍｍ（１０００μｍ）であってもよい。無機フィラー材料は、グラインド、ミル、あるいは沈降させて所望のサイズにすることができる。
【００１１】
上記無機フィラー材料としては、例えば、パーライト、アルミナ、珪藻土、チョーク、バーミキュレイト、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、または他の無機フィラー材料の一又はそれ以上が有利である。材料の密度は０．１〜３．９７ｇ／ｃｍ³の範囲にあることが適している。フィラー材料を組み合わせて使用する場合、フィラーの一又はそれ以上が小粒子サイズであり、他のものは大粒子サイズであることが適しており、各フィラーの割合は所望の平均粒子サイズを達成するために適している。喫煙物品製造後に要求される静的燃焼速度は、タバコと喫煙に適したフィラー材料の喫煙材料とを適当に混合することで、達成することができる。無機フィラー材料は、凝集した形でないことが好ましい。無機フィラー材料は、使用前、たぶん粒子の等級付け以外、前処理を殆ど必要ない。
【００１２】
バインダは、最終シート材料の重量で、５〜１３％の範囲で存在していることが好ましく、より好ましくは６％より多く、更により好ましくは７％より多いことである。バインダは、最終シート材料の重量で約７．５％であることが有利である。
バインダは、有機バインダであることが有利であり、もっとも有利なのはアルギン酸系バインダである。バインダがアルギナートと非アルギナートバインダとの混合物である場合、好ましくはバインダは少なくとも５０％のアルギナートから構成され、好ましくは少なくとも６０％のアルギナートで、更に好ましくは少なくとも７０％のアルギナートから構成されていることである。非アルギナートが利用される場合、必要とされる、組み合わされたバインダの量は、減少させることが適している。バインダの組み合わせにおけるアルギナートの量は、組み合わせられたバインダの量が減少するにつれて増加させることが有利である。
【００１３】
適したバインダとしては、例えば、アルギン酸アンモニウム、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウムカルシウム、アルギン酸カルシウムアンモニウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸マグネシウム、アルギン酸トリエタノールアミン、及びアルギン酸プロピレングリコールなどの溶解性アルギナート（アルギン酸塩又はエステル）を挙げることができる。
【００１４】
セルロースバインダ、ガム又はゲルなどの他の有機バインダもまた使用することができる。適したセルロースバインダとしては、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びセルロースエーテル、などのセルロース及びセルロース誘導体を挙げることができる。適したガムとしては、例えば、アラビアガム、ガッチガム（ghatti gum）、トラガカントガム（tragacanth gum）、カラヤガム、ローカストビーンガム、アガシアガム(acacia gum)、グアーガム、クインスシードガム(quince seed gum)、及びキサンタンガムを挙げることができる。適したゲルとしては、例えば、アガー、アガロース、カラギーナン、フロイダン(fuloidan)、及びファーセララン(furcellaran)を挙げることができる。スターチを有機バインダとして使用してもよい。他の好ましいガムは、例えば、イー、ウィスラー（E.Whistler）「産業ガム」アカデミックプレス(Academic Press)のようなハンドブックを参照して選ぶことができる。
バインダとして好ましいものは、アルギン酸系バインダである。本発明では、アルギナートがそれらの燃焼特性のために好ましい。
【００１５】
好ましいエアゾール発生手段は、最終シート材料の重量で、５〜１５％の範囲で存在することであり、より好ましくは７〜１３％の範囲であり、更に好ましくは１０〜１３％の範囲である。最も好ましくは、エアゾール発生手段は、最終シート材料の重量で、１１％と１３％との間であり、有利なのは、１１．２５％又は１２．５％である。エアゾール発生手段の量は、喫煙物品の喫煙に適したフィラー材料を含む混合中に存在するタバコ材料の量との組み合わせで選ばれることが適している。例えば、高割合のシート材料と低割合のタバコ材料とからなる混合では、シート材料はその中のエアゾール発生手段を低配合レベルにしなければならない。
【００１６】
エアゾール発生手段のその割合又はある割合をカプセル化、好ましくはマイクロカプセル化又は他の方法で安定化することが有利である。このような場合、エアゾール発生手段の量は与えられた範囲より高くてもよい。
本発明の喫煙物品は好ましくは、エアゾール発生手段で処理されているタバコ材料を含むことである。タバコに添加されるエアゾール発生手段の量はタバコの重量で２〜６％の範囲にあることが好ましいが、１２％までであることが適している。
【００１７】
適したエアゾール発生手段としては、例えば、グリセロール、プロピレングリコール、及びトリエチレングリコールのような多価アルコール；クエン酸トリエチル又はトリアセチン、高沸点炭化水素のようなエステル；及びグリコール、ソルビトール及び乳酸のような非ポリオールから選ばれたエアゾール形成手段を挙げることができる。エアゾール発生手段は組み合わせて使用できる。エアゾール発生手段の補助機能はシート材料の可塑化にある。適した補助可塑化剤としては、水を挙げることができる。
【００１８】
喫煙材料は、材料を暗くするための着色剤及び／又は特別なフレーバーをつけるための風味付け剤を含むことが有利である。適した風味付け剤又は着色剤としては、例えば、ココア、甘草、カラメル、チョコレート及びタフィーを挙げることができる。微細に挽かれた、粒状化された、又は均質化されたタバコも使用してもよい。工業認証食品着色剤、例えば、Ｅ１５０ａ（カラメル）、Ｅ１５１（ブリリアントブラック ＢＮ，Ｅ１５３ベジタブルカーボン）又はＥ１５５（ブラウンＨＴ）、を使用してもよい。適した風味付け剤としては、例えば、メントール及びバニラを挙げることができる。他のケーシング材料もまた適している。代替として、バーミキュレイト又は他の無機フィラー材料を存在させることで喫煙材料をより暗い色にしてもよい。無機フィラー材料の白色度が、Ｖ１００チョークに対してのように、９５Ｙより小さい場合、着色剤は必ずしも必要でないことがわかった。
【００１９】
着色剤又は風味付け剤は、好ましくは最終喫煙材料の重量で、０〜１０％で存在していることであり、更に好ましくは５〜７％である。着色剤又は風味付け剤は、最終喫煙材料の重量の、５％、６％、又は７％で存在していることが有利である。例えば、着色剤又は風味付け剤がココア又は甘草である場合、それらの最低量は２〜３％である。ココアが、最終喫煙材料の重量で、０〜５％の範囲で存在していることが適しており、好ましくは、約４％であり、甘草は０〜４％の範囲に存在していてもよく、好ましくは、約２％である。
【００２０】
食品染料をその代わり使用する場合、最終喫煙材料の重量で、少なくとも０．５％で存在することが有利である。着色剤は、代わり、シート製造後シートの中に撒いてもよい。
【００２１】
ウールパルプ又はセルロースファイバーのようなファイバーは高強度、低密度又は高充填値の一又はそれ以上を持つシート材料にするために添加することができる。ファイバーは、最終シート材料の重量で、１〜１０％の範囲で存在することができ、好ましくは２〜５％の範囲であり、更に好ましくは、約３％である。
【００２２】
驚くべきことに、本発明のシート材料は、十分な強度を有し、エアレーションの発生させるための高剪断混合の必要なく、又は熱‐ゲル化バインダの添加の必要なく、許容密度にある。喫煙材料シートの引っ張り強度は、１〜２Ｎ／ｍｍの範囲にあることが好ましい。従来の再構成タバコシートより低いけれども（そのような再構成シートに見られるファイバーが無い為に）、材料は、なお通常のシート工程の過酷さに耐えるのに十分な強さである。このことは乾燥処理工程では、シートのナトリウムイオンとチョークのカルシウムイオン間に生じる少量のクロスリンクのためであると思われる。クロスリンクのカルシウム塩の追加量がシートスラリーに添加されると強度の改良が達成できることがわかった。
【００２３】
水銀間隙率法を使用して測定されたときのシートの密度は、０．７〜１．５ｇ／ｃｃの範囲にあり、好ましくは０．９〜１．２ｇ／ｃｃの範囲にある。水銀間隙率法は見かけ又は概略密度測定値を与える。
【００２４】
シートの充填値は１．２〜１．８ｃｃ／ｇの範囲にあり、約１．５ｃｃ／ｇであることが適している。再構成されたタバコシートは３〜６ｃｃ／ｇの範囲の充填値を有している。
【００２５】
喫煙材料は好ましくは喫煙に適したフィラー材料を与えるためにタバコ材料と混合される。タバコ材料の大部分はカットタバコであることが有利である。本発明の喫煙材料とタバコ材料との含有量レベルは２５：７５（喫煙材料：タバコ）〜７５：２５の範囲にあることが有利であり、約１２ｍｇのニコチンフリーの乾燥微粒子物質（ＮＦＤＰＭ）を放出させる十分なフレーバー製品のために好ましくは６０：４０の範囲にある。
【００２６】
放出を＜９ｍｇＮＦＤＰＭに減少させるために、本発明の喫煙物品に換気を使用することが有利である。放出は２〜６ｍｇＮＦＤＰＦの範囲にあってもよい。その代わりに又はそれに添加して、喫煙に適したフィラーの配合を、煙成分の放出を減少させるために、本発明の喫煙材料の量を増加させるように変えてもよい。
【００２７】
出願人は、無機フィラー材料の粒子サイズの選択に注意すると、与えられた処方に対して、処方を変える必要なく本発明の喫煙材料の静的燃焼速度を変えることができることが分かった。このことは、製品開発者やシガレットデザイナーに対して重要な新しい道具を示している。加えて、本発明の喫煙材料を含む喫煙物品の、煙の風味やフレーバー特性及び物理特性は無機フィラーの粒子サイズの選択により十分に制御される。
【００２８】
好ましくは、本発明のシート材料を含む喫煙物品の静的燃焼速度は３〜８ｍｍ／分の範囲内にあることである。より好ましくは、静的燃焼速度は、４〜７．５ｍｍ／分の範囲内にあり、最も好ましくは、４〜６ｍｍ／分の範囲内にあることである。
喫煙材料は、非タバコ含有シートであることが有利である。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
７４％のチョーク（無機フィラー材料）、１２％のグリセロール（エアゾール発生手段）、８％のアルギン酸ナトリウム（バインダ）、４％のココア及び２％の甘草（着色剤／風味付け剤）からなる３ｋｇの乾燥処方を目方で計って本発明の喫煙材料が作られた。８リットルの水がチョーク、グリセロール、ココア及び甘草の乾燥混合物に徐々に加えられた。アルギン酸ナトリウムが水との混合物に加えられた。混合物は、スラリーが適当なコンシステンシー（１５０，０００ｃｐｓ）になるまでシルバーソンミキサー（Silverson mixer）を使用して混合された。スラリーは次いで加熱ドラムキャスターを使用してキャストされ、１ｍｍ厚のウエットシートを製造した。材料はシュレッダーを使用して３１ｃｐｉに裂かれ、カットタバコと混合され、シガレットにされた。２７ｍｍフィルターを含む８４ｍｍ長のシガレットは５０ＣＵの紙で包装された。
【００３０】
表１は、組成及び使用されたチョークの物理特性を詳述している。１００％タバコの配合を含む対照シガレットが使用され、火力乾燥し、ベリー及びオリエンタルグレード（Burly and Oriental grades）で、全配合の４０％がダイエット延伸タバコ（DIET expanded tobacco）からなる全ラミナ構成である。テストシガレットの各セットは、タバコ４０％と本発明の喫煙材料シート６０％との混合を含んでいた。シガレットは２秒の持続時間で３５ｃｍ³パフ（１吸い）が毎分とられるというＩＳＯ標準機械喫煙条件下で喫煙された。
【００３１】
【表１】

【００３２】
表１から、粒子サイズが減少すると、喫煙物品の静的燃焼速度は増加することがわかる。
粒子サイズと異なった粒子サイズの混合物を最適化すると、タバコデザイナーのための重要な新しい道具を与える。
【００３３】
（実施例２）
７５．２５％のチョーク、１１．２５％のグリセロール、７．５％のバインダ、４％のココア及び２％の甘草からなる処方をドラムキャスティングによりシート材料が作成された。チョークの平均粒子サイズは約１７０μｍであった。このシート材料は、灰化のような、許容できるくすぶり特性と物理特性を示した。
【００３４】
（実施例３）
３セットのシガレットが実施例１と同じ寸法で作られた。第１のセットは１００％タバコを含んでおり（実施例１のタバコにより）、第２のセットは１００％Ｖ１００チョークを使用したシート材料を含み、第３のセットは１００％沈降チョークを使用したシート材料を含んでいた。ショート材料の処方は実施例２と同じであった。表２に与えられた燃焼測定値は、ＩＳＯ標準喫煙条件下で得られた。
【００３５】
【表２】

【００３６】
表２から、驚くべきことに、本発明の喫煙物品は、本発明の６０％シート材料を含む喫煙に適したフィラー材料を有するものであるにも拘わらず、１００％タバコを含むシガレットのように、同じか又は類似した可燃メカニズムを維持していることが明らかである。

Claims (31)

1. 非可燃性無機フィラー、バインダ及びエアゾール発生手段を含む喫煙材料であって、該非可燃性フィラーが２０〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する材料の割合を含み、非可燃性無機フィラーが喫煙材料の重量で７４％以上存在し、かつバインダがアルギン酸系バインダを含む喫煙材料。
2. 無機フィラー材料が、最終シート材料の重量で７４〜９０％の範囲で存在している請求項１に記載の喫煙材料。
3. 無機フィラー材料が、最終シート材料の重量で７４〜８５％の範囲で存在している請求項２に記載の喫煙材料。
4. 無機フィラー材料が、最終シート材料の重量で約７５％存在している請求項２又は３に記載の喫煙材料。
5. 無機フィラーの平均粒子サイズが、３０〜５００μｍの範囲にある請求項１〜４のいずれかに記載の喫煙材料。
6. 無機フィラーの平均粒子サイズが、５０〜４００μｍの範囲にある請求項５に記載の喫煙材料。
7. 無機フィラーの平均粒子サイズが、１５０〜２００μｍの範囲にある請求項６に記載の喫煙材料。
8. 無機フィラーの平均粒子サイズが、１７０μｍ又は約１７０μｍである請求項７に記載の喫煙材料。
9. 無機フィラー材料が、パーライト、アルミナ、珪藻土、チョーク、バーミキュライト、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム又はその他の無機フィラー材料の一又はそれ以上である請求項１〜８のいずれかに記載の喫煙材料。
10. 無機フィラー材料の密度が、０．１〜３．９７ｇ／ｃｍ³の範囲にある請求項１〜９のいずれかに記載の喫煙材料。
11. バインダが、最終シート材料の重量で約５〜１３％の範囲で存在している請求項１〜１０のいずれかに記載の喫煙材料。
12. バインダが、最終シート材料の重量で６％より多く存在している請求項１１に記載の喫煙材料。
13. バインダが、最終シート材料の重量で７％より多く存在している請求項１２に記載の喫煙材料。
14. バインダが、最終シート材料の重量で７．５％又は約７．５％で存在している請求項１３に記載の喫煙材料。
15. バインダがアルギナート及び非アルギナートとの混合物の場合、バインダは少なくとも５０％がアルギナートから構成されている請求項１〜１４のいずれかに記載の喫煙材料。
16. バインダは少なくとも６０％がアルギナートから構成されている請求項１５に記載の喫煙材料。
17. バインダが、アルギン酸アンモニウム、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウムカルシウム、アルギン酸カルシウムアンモニウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸マグネシウム、アルギン酸トリエタノールアミン及びアルギン酸プロピレングリコールの一又はそれ以上を含む請求項１〜１６のいずれかに記載の喫煙材料。
18. エアゾール発生手段が、最終シート材料の重量で５〜１５％の範囲で存在している請求項１〜１７のいずれかに記載の喫煙材料。
19. エアゾール発生手段が、最終シート材料の重量で７〜１３％の範囲で存在している請求項１８に記載の喫煙材料。
20. エアゾール発生手段が、最終シート材料の重量で１０〜１３％の範囲で存在している請求項１９に記載の喫煙材料。
21. エアゾール形成手段が、多価アルコール、エステル、高沸点炭化水素、又は非ポリオールの一又はそれ以上である請求項１８〜２０のいずれかに記載の喫煙材料。
22. ファイバーが、最終シート材料の重量で１〜１０％の範囲で存在している請求項１〜２１のいずれかに記載の喫煙材料。
23. 上包みで包まれた喫煙に適したフィラー材料のロッドを含む喫煙物品であって、該喫煙に適したフィラー材料が、喫煙材料の重量で７４％以上の量で存在する非可燃性無機フィラー材料、アルギン酸系バインダを含むバインダ及びエアゾール発生手段を含み、かつ該無機フィラー材料が２０〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する材料の割合を含む、（ｉ）喫煙材料の割合を含むものであるか、又は請求項３１の喫煙材料である喫煙材料の割合を含むものであり；無機フィラー材料の粒子サイズが、望ましい静的燃焼速度を与えるように選ばれる、及び／又は喫煙材料の量が、望ましい静的燃焼速度を与えるように喫煙に適したフィラー材料との混合におけるタバコ材料の量と共に選択されてなる、喫煙物品。
24. 喫煙物品の静的燃焼速度が、３〜８ｍｍ／分の範囲にある請求項２３に記載の喫煙物品。
25. 喫煙物品の静的燃焼速度が、４〜７．５ｍｍ／分の範囲にある請求項２４に記載の喫煙物品。
26. 喫煙物品の静的燃焼速度が、４〜６ｍｍ／分の範囲にある請求項２５に記載の喫煙物品。
27. 喫煙物品が、エアゾール発生手段で処理されたタバコ材料を含み、タバコに添加されたエアゾール発生手段の量が、タバコの重量で２〜１２％の範囲にある請求項２３〜２６のいずれかに記載の喫煙物品。
28. 喫煙材料とタバコ材料との含有レベルが、喫煙材料とタバコとの比で２５：７５〜７５：２５の範囲にある請求項２３〜２６のいずれかに記載の喫煙物品。
29. その実施例との関係で上記のように記載されているような実質的な喫煙材料。
30. その実施例との関係で上記のように記載されているような実質的な喫煙物品。
31. ３主成分が非可燃性無機フィラー、バインダ及びエアゾール発生手段を含む喫煙材料であって、該非可燃性フィラーが２０〜５００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する材料の割合を含み、３主成分が喫煙材料の重量で９４％以上である喫煙材料。