JP2012525136A - 喫煙品用エアロゾル発生材料 - Google Patents

Abstract

本発明は、バリヤー材（３）によってカプセル化された希釈剤（２）から実質的に構成される粒子（１）を含む喫煙品用のエアロゾル発生材料（６）を提供する。

Description

本発明は、喫煙品用のエアロゾル発生材料に関する。特に、本発明はカプセル化された希釈剤を含む喫煙品用のエアロゾル発生材料、該発生材料を製造する方法、さらに該発生材料を含む製品に関する。

例えば紙巻きタバコなどの喫煙品に希釈剤を含有させることが知られている。希釈剤は、喫煙中に蒸発し、エアロゾル状態で主流煙に移行する化合物である。希釈剤は通常、それらが実質的に完全な状態で煙に移行するものが選択される。従って煙の他の成分（タバコ含有喫煙品の場合はタバコからの派生成分、またはニコチン、及び／またはタバコ非含有喫煙品の場合は風味成分）が、この手段によって「希釈される」。

紙巻きタバコは、口側端部のフィルターと、喫煙可能な充填材料を含むタバコロッドと、ロッドの周囲を包むシガレットペーパーとを含んでもよい。希釈剤が喫煙可能な充填材料中に存在する場合、希釈剤は（特に固体状の希釈剤の場合）他の構成成分との単純な混合物であってもよく、または希釈剤が（特に希釈剤が液体状である場合には）１つ以上の他の構成成分に保持されてもよい。

下記特許文献１には、添加された希釈剤を含むタバコ含有組成物が開示されており、希釈剤はタバコに吹付けたり、タバコと混合したり、またはタバコに浸漬することによって付与してもよい。

希釈剤は喫煙中にその機能を果たす過程で蒸発するが、低い温度での希釈剤の蒸発が紙巻きタバコの保管中に問題を引き起こす可能性があることが分かっている。特に、希釈剤は、保管中に移動(migrate)する可能性があり、さらにその後大気中に失われたり、またはシガレットペーパーなどの製品の他の部分と相互作用する可能性がある。このことはまた、希釈剤自体によってあるいは希釈剤の相互作用によって放出された化合物によって、シガレットペーパーの汚染またはシガレットペーパーに染みを付けることにつながる場合がある。従って当業者は必要とされるまで希釈剤が移動しないようにすることを考えてきた。

下記特許文献２には、多孔性の吸着剤に希釈剤を固定化し、その後それをタバコロッド中に組み込むことが開示されている。しかしながら、この固定化技術は、完全に満足のいくというものではない。例えば、自由流動する(free-flowing)試料に対する希釈剤の添加容量は、比較的少ない。

従って当業界では上記の１つ以上の問題を克服するために、別の方法で希釈剤を喫煙品に組み込む必要がある。

そのために本発明の発明者は特許請求の範囲において規定した発明を考案した。

本発明の１つの実施態様によって噴霧乾燥させ、カプセル化された希釈剤粒子である。 本発明の別の実施態様による共押出によってカプセル化された希釈剤粒子である。 本発明の更なる実施態様によってカプセル化された希釈剤粒子を含むシート材料及びそのシート材料を細断したものを示した図である。 本発明の更なる実施態様によってタバコの上に吹付けられたカプセル化された希釈剤粒子を示した図である。 本発明の別の実施態様によるエアロゾル発生材料を含む紙巻きタバコである。 本発明による製品で行った貯蔵試験の結果を示す。

希釈剤は、少なくとも１つのエアロゾル形成剤であり、そのエアロゾル形成剤は、例えば、ポリオールエアロゾル発生剤または非ポリオールエアロゾル発生剤でもよく、非ポリオールエアロゾル発生剤であることが好ましい。また希釈剤は、室温で固体または液体であってもよく、室温では液体であることが好ましい。適当なポリオールとしては、ソルビトール、グリセロール、及びプロピレングリコールやトリエチレングリコールなどのグリコール類などが挙げられる。適当な非ポリオールとしては、一価アルコール類、高沸点炭化水素類、乳酸などの酸類、及びジアセチン、トリアセチン、トリエチルシトレートまたはイソプロピルミリステートなどのエステルなどが挙げられる。いくつかの希釈剤を組み合わせてもよく、それらは同じまたは異なる割合で組み合わせられる。トリアセチン、トリエチルシトレート及びイソプロピルミリステートが特に好ましい。

周囲条件下で希釈剤の安定性またはマイグレーションに影響を及ぼすいくつかの要因がある。これらの要因は、疎水性または親水性、粘性、室温での飽和蒸気圧、沸点、分子構造（例えば水素結合またはファンデルワールス力など）及び希釈剤と支持体との吸収／吸着相互作用などが挙げられる。いくつかの希釈剤は、他の希釈剤よりマイグレーションの問題を被るものがあり、例えば特にトリアセチン、イソプロピルミリステート及びトリエチルシトレートは、本発明のカプセル化により恩恵を受ける。

関連する別の要因としては、喫煙品における希釈剤の添加量がある。例えば、もしグリセロールなどの希釈剤が大量に添加されている場合、マイグレーション問題が顕著になる可能性がある。

バリヤー材は、喫煙品の保管中に希釈剤のマイグレーションを抑止することができ、一方で喫煙品の喫煙中に希釈剤を放出することができる。バリヤー材は、室温よりも高くしかし喫煙中の喫煙品内部の到達温度と同じかそれよりも低い温度で希釈剤を放出するために溶融し、分解し、反応し、崩壊し、膨張しまたは変形してもよい。例えば、十分な量の希釈剤の蒸発が生じる物理的膨張によって、バリヤー材の構造を破壊してもよい。本発明の実施態様において、バリヤー材は５０℃、好ましくは６０℃、７０℃、８０℃または９０℃より高い温度で、相当な量の希釈剤を放出する。

バリヤー材は、例えば、多糖類またはセルロース系バリヤー材、ゼラチン、ガム、ゲルまたはそれらの混合物であってもよい。好適な多糖類としては、アルギン酸塩、デキストラン、マルトデキストリン、シクロデキストリン及びペクチンなどが挙げられる。適当なセルロース系材料としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース及びセルロースエーテル類などが挙げられる。好適なガムとしては、アラビアゴム、ガッチゴム、トラガカントゴム、カラヤ、イナゴマメ、アカシア、グアー、マルメロ種及びキサンタンゴムなどが挙げられる。適当なゲルとしては、寒天、アガロース、カラギーナン、フコイダン及びフルセラランなどが挙げられる。

本発明の好ましい実施態様において、バリヤー材は多糖類を含む。アルギン酸塩が、そのカプセル化性能により特に好ましい。アルギン酸塩は、例えば、アルギン酸の塩、エステル化されたアルギン酸塩またはアルギン酸グリセリルであってもよい。アルギン酸の塩としては、アルギン酸アンモニウム、アルギン酸トリエタノールアミン、及びアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸カルシウム及びアルギン酸マグネシウムなどの、Ｉ族またはＩＩ族の金属イオンのアルギン酸塩、などが挙げられる。エステル化されたアルギン酸塩としては、アルギン酸プロピレングリコール、アルギン酸グリセリルなどが挙げられる。

１つの実施態様において、バリヤー材はアルギン酸ナトリウム及び／またはアルギン酸カルシウムである。アルギン酸カルシウムは、アルギン酸ナトリウムよりも周囲温度において希釈剤のマイグレーションの抑止により効果的であるが、アルギン酸ナトリウムよりもより高い温度において希釈剤を放出する場合がある。

別の好ましい実施態様において、バリヤー材はガムを含み、アカシアゴムが特に好ましい。ガムは、唯一のバリヤー材として用いられてもよく、または他のバリヤー材、例えば架橋アルギン酸塩などと組み合わせてもよい。

本発明の更なる実施態様において、希釈剤は第１のバリヤー材にカプセル化または封入され、さらにこの産物はその後、第１バリヤー材と同じまたは異なる材料の１層以上のバリヤー材の層によって被覆される。例えば、１つの実施態様では、希釈剤はガムによってカプセル化され、その後そのカプセル化された産物は、１層以上の多糖類の層によって被覆される。

バリヤー材による希釈剤のカプセル化は、当業者に公知のまたはここに説明したどのような適切な方法によって行うことができる。カプセル化工程の間、希釈剤は液体の状態で用いられることが好ましい。言い換えれば、室温で液体の希釈剤が更なる工程なしに用いることができ、一方室温で固体の希釈剤を溶解させてもよく、または液体ビヒクル中に、すなわち溶液、懸濁液または乳濁液中に分散させてもよい。希釈剤は、どのような補助的な液体ビヒクルも用いることなく液体の状態で用いられることが好ましい。しかしながら、もし固体の希釈剤粒子が用いられた場合には、粒子を直接バリヤー材で被覆してもよい。

１つの実施態様において、カプセル化された希釈剤粒子は噴霧乾燥によって製せられる。この技術は、希釈剤とバリヤー材を含む液体の均質化及び熱ガス中への吹付けを含む。この工程により、図１に概略的に図示したような、バリヤー材（３）のマトリックス内に閉じ込められた希釈剤（２）から実質的に構成される粒子（１）が得られる。必要であれば、粒子径を増大させ、さらに脆砕性を減少させるために凝集及び／または融合工程を利用することができる。

別の実施態様において、好適な形状寸法及び疎水性を有する希釈剤に対してβ−シクロデキストリンによる分子カプセル化を行う。

あるいは、固体の希釈剤粒子または希釈剤を含む液滴をバリヤー材のカーテンを通って落下させてもよい。更なる実施態様において、希釈剤は、図２に概略的に図示したような、希釈剤（２）の「芯材」を取り囲むバリヤー材（３）の「殻」で形成されたカプセル（１０）を形成するためにバリヤー材と共押出しされる。この工程において、液体の希釈剤及びバリヤー材が同軸のオリフィスを介して供給され、そのオリフィスでは、希釈剤が中心に存在し、バリヤー材が外側の環に存在しており、後に適切な手段、例えば冷却またはバリヤー材の架橋によって硬化させる液滴が形成される。

カプセル化された希釈剤の粒子は、いかなる量の希釈剤をも適切に含むことができる。しかしながら、粒子は少なくとも希釈剤を１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または９９％含むことが好ましい。共押出しは、これがより多くの希釈剤を充填した粒子を形成できる点で、有利である。

重要なことは、どの方法が用いられたとしても、実質的に別の材料が希釈剤及び希釈剤のあらゆる液体ビヒクルとともにカプセル化されないように注意すべきである。特に、カプセル化された希釈剤粒子は、タバコ、充填材料または固体の吸着剤（例えばチョークやカーボンなど）、または風味剤を実質的に含んでおらず、バリヤー材が希釈剤と直に接している。しかしながら、特定の不純物の混入は避けられない場合がある。さらに、少量の着色剤が含まれていてもよく、これは粒子内に均一に存在していないことが好ましく、しかし、例えば粒子の外側表面に塗布される、またはバリヤー材だけと混合されることが好ましい。１つの実施態様において、粒子はバリヤー材でカプセル化された希釈剤で構成される。

カプセル化された希釈剤は、微粒子であってもよい。それの平均粒径は、１００から３００μｍであることが好ましい。

１つの実施態様において、同じまたは異なる種類の個別にカプセル化された希釈剤粒子は、バインダーを用いて互いに凝集される。適切なバインダーは、上述のバリヤー材のように当業者によく知られているであろう。凝集体は、例えば０．５−４ｍｍの大きさであってもよい。

本発明のエアロゾル発生材料は、全て（凝集されたまたはされていない）カプセル化された希釈剤粒子で構成されてもよく、その希釈剤粒子は任意でいくつかの異なる種類のものを用いてもよい。これとは別に、カプセル化された希釈剤粒子は、別の物質と組み合わせて、さらに希釈剤粒子がそのままの状態で維持された新しい材料に処方してもよい。

そのような別の材料は、例えば粉砕されたチョークなどの充填材料、例えばアルギン酸塩などのバインダー、例えばグリセロールなどの可塑剤、及び／または適当な着色剤を含んでもよい。例えば、カプセル化された希釈剤粒子（１）は、図３に概略的に図示したように、スラリーを形成するために、すなわちキャストするためにそのような材料と組み合わせられ、シート材料（４）を形成するために乾燥させてもよい。シートの重量で最大で約１５％のグリセロールを使用することにより、例えば、適度な柔軟性を有したシートになる。このグリセロールは、喫煙時にトリアセチンと共に煙に運ばれ、追加の希釈効果を供するという利点がある。シートはその後、本発明のエアロゾル発生材料（６）を形成するために片（５）に細かく切断または細断されることが好ましい。

シートは刻みタバコの寸法と同様の寸法になるように切断または細断されることが好ましい。例えば、シートは１インチあたり３５−４０カットに切断してもよく、１インチあたり３６−３９、３７または３８カットに切断することが好ましい。細断された部分は、幅０．５−２ｍｍ及び長さ５ｍｍ−５ｃｍであってもよい。このことは、エアロゾル発生材料が刻みタバコと同じ装置を用いて処理可能であるという利点を有する。加えて、エアロゾル発生材料が喫煙可能な充填材料の中に組み込まれた際、エアロゾル発生材料の存在は容易に判別できない。

これとは別に、スラリーを所定の長さの材料を形成するために押し出しし、その後、例えば上述の寸法を有する片に切断してもよい。さらに、エアロゾル発生材料はフレーク状であってもよい。

本発明の喫煙可能な充填材料は、喫煙材料と本発明のエアロゾル発生材料を含み、これらの物質がブレンドされたものを含むのが好ましい。喫煙材料はタバコ、タバコ含有材料または例えば非タバコの再生材料などの非タバコ含有材料であってもよい。喫煙材料は、タバコ含有材料であることが好ましく、タバコであることがより好ましい。

タバコは、例えば葉柄、葉身、タバコダストまたはそれらの混合物であってもよい。好適なタバコ材料としては、以下のタバコの種類：ヴァージニアまたは火力乾燥タバコ、バーレータバコ、オリエンタルタバコまたはタバコ材料のブレンド、を含む。タバコは、例えばドライアイス膨張タバコ（ＤＩＥＴ）などのように膨張させてもよく、または押し出しなどのように任意の別の手段によって処理してもよい。

タバコまたは他の喫煙材料は上述のシート材料に組み込むこともでき、または上述のシート材料に選択的に組み込むことができる。

１つの実施態様において、エアロゾル発生材料は、単純な混合物として喫煙材料と共に供される。別の実施態様において、カプセル化された希釈剤粒子は、当業者に知られている適切なバインダーを用いて、喫煙材料と共に凝集されるか、または喫煙材料の上に吹付けられる。図４は、カプセル化された希釈剤粒子（１）を支持するタバコ粒子（７）を概略的に図示する。

本発明の喫煙可能な充填材料は、少なくとも５重量％の希釈剤を含み、好ましくは１０−３０重量％の希釈剤を含む。喫煙可能な充填材料は、カプセル化された希釈剤粒子を５−９５重量％含むことが好ましく、７−８０重量％、１０−６０重量％、１２−３０重量％または１５−２５重量％含むことがさらに好ましい。

本発明の第４の態様は、本発明のエアロゾル発生材料を含む喫煙品に関する。エアロゾル発生材料は、従来から知られている方法によって喫煙品の中に組み込むことができる。本明細書中で使用する「喫煙品」なる用語は、タバコ、タバコ派生物、再生タバコまたはタバコ代替物から得られる紙巻きタバコ、シガーおよびシガリロなどの喫煙可能な製品を包含する。その用語はまた、煙または煙のようなエアロゾルを生成するいわゆる「熱せられるが燃焼しない」製品をも包含する。喫煙品には、喫煙者により吸引される粒状物質及びガス流のためのフィルターを設けてもよい。喫煙品は、紙巻きタバコであることが好ましい。

喫煙品は、本発明のエアロゾル発生材料から構成される、すなわち他の喫煙材料またはエアロゾル発生材料が喫煙品内に組み込まれていない、喫煙可能な充填材料を含んでもよい。これは、熱によって燃焼しない喫煙品に特に適している。これとは別に、喫煙品は添加剤としてエアロゾル発生材料を含んでもよい。

図５は、喫煙品がフィルター（９）及び喫煙材ロッド（１０）を含む紙巻きタバコ（８）である本発明の１つの実施態様を図示する。エアロゾル発生材料（６）は、シートが細断された形態で喫煙可能な充填材料の他の構成材料と共にロッドに組み込まれる。

１２ｋｇのアカシアゴムを２４ｋｇの脱イオン水の中で溶解させた。４ｋｇのトリアセチンを混合物に添加し、高圧ホモジナイザー中で均質化し、噴霧乾燥機の供給タンクに送った。混合物を噴霧乾燥し、これにより、嵩密度３９０ｇ／Ｌ、平均レーザー粒子径（Ｄ_５０）５３μｍの微粉が得られた。この粉末を、産物１とした。

２ｋｇ（乾燥重量基準で）の産物１の粉末を、流動層乾燥機で流動化させ、粒子を凝集させるために３００ｍＬの脱イオン水を噴霧した。これにより得られた凝集体は、嵩密度４３０ｇ／Ｌ、平均レーザー粒子径（Ｄ_５０）１２０μｍであった。この凝集体を、産物２とした。

さらに２ｋｇの産物１の粉末を、流動層乾燥機内で最初に６．６％のアルギン酸ナトリウム溶液を粉末に噴霧し、次にアルギン酸塩を架橋させるために塩化カルシウムの溶液を噴霧することによって、アルギン酸カルシウムで被覆した。粉末をこの処理においても凝集させた。これにより得られた粒子は、嵩密度３８０ｇ／Ｌ、平均レーザー粒子径（Ｄ_５０）６１０μｍであった。この材料を、産物３とした。

１．８ｋｇの産物１の粉末を、１００ｇのアルギン酸ナトリウムと混合した。この混合物に、流動層乾燥機内で６．６％のアルギン酸ナトリウム溶液を噴霧した。これにより得られた材料に、その後アルギン酸塩を架橋させるために塩化カルシウムの溶液を噴霧した。これにより得られた粒子は、嵩密度３５０ｇ／Ｌ、平均レーザー粒子径（Ｄ_５０）４６５μｍであった。この材料を、産物４とした。

さらに産物３のバッチ２ｋｇを製造し、さらに流動層乾燥機内で最初に６．６％のアルギン酸ナトリウム溶液を噴霧し、次にアルギン酸塩を架橋させるために塩化カルシウムの溶液を噴霧することによって、アルギン酸カルシウムの第２の被膜で被覆した。粉末をこの処理においても凝集させた。これによって得られた粒子を篩い分けして、５００μｍ未満、５００から１４００μｍの間、１４００から１５００μｍの間、及び２５００μｍを越えた分に分別した。２５００μｍを越えた分は、嵩密度３３５ｇ／Ｌであった。２５００μｍを越えた分を、産物５とした。

５つの産物の概要を表１に示す。

各産物の試料をトレーの浅い台に置き、２２℃、相対湿度６０％で貯蔵した。さらに試料を、蓋をしたスコット瓶（Scott bottles）の中に入れ、こちらも２２℃、相対湿度６０％で貯蔵した。産物は、トレーの試料及び蓋をしたスコット瓶の試料について、実験開始時及び貯蔵４２日後における水とトリアセチンに対して分析を行った。その結果を図６に示す。グラフは、産物のトリアセチン含有量を９５％信頼区間とともに示す。

これらの結果は、産物のトリアセチン含有量が４２日の貯蔵試験に亘って減少しないことを示す。このことは、これらのバリヤー材料を用いた希釈剤のカプセル化が、揮発性希釈剤のマイグレーションまたは損失の防止に効果があったことを示す。

国際公開第ＷＯ２００７／０１２９８０号 米国特許公開第ＵＳ２００８／０１１０４７０号

Claims (17)

1. バリヤー材（３）によってカプセル化された希釈剤（２）から実質的に構成される粒子（１）を含む、喫煙品用エアロゾル発生材料（６）。
2. 希釈剤（２）が、ポリオールエアロゾル発生剤または非ポリオールエアロゾル発生剤であることを特徴とする、請求項１記載のエアロゾル発生材料（６）。
3. 希釈剤（２）が、室温で液体であることを特徴とする、請求項１または２記載のエアロゾル発生材料（６）。
4. 希釈剤（２）が、トリアセチン、トリエチルシトレート及び／またはイソプロピルミリステートであることを特徴とする、請求項３記載のエアロゾル発生材料（６）。
5. バリヤー材（３）が、多糖類、ガム、セルロース系材料、ゼラチン、ゲルまたはそれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１乃至４いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）。
6. バリヤー材（３）が、アルギン酸塩を含むことを特徴とする、請求項５記載のエアロゾル発生材料（６）。
7. バリヤー材（３）が、アカシアゴムを含むことを特徴とする、請求項５記載のエアロゾル発生材料（６）。
8. 粒子（１）が、希釈剤（２）の芯材を取り囲むバリヤー材（３）の殻から実質的に構成されることを特徴とする、請求項１乃至７いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）。
9. 粒子（１）が、実質的にタバコ、充填材料、固体の吸着剤または風味剤を含んでいないことを特徴とする、請求項１乃至８いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）。
10. 粒子（１）が、希釈剤を少なくとも１０％含み、好ましくは希釈剤を少なくとも５０％含み、さらに好ましくは希釈剤を少なくとも９０％含むことを特徴とする、請求項１乃至９いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）。
11. さらに充填材料及びバインダー材料を含むことを特徴とする、請求項１乃至１０いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）。
12. 切断または細断されたシート材料であることを特徴とする、請求項１乃至１１いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）。
13. 喫煙材料と請求項１乃至１２いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）とを含むことを特徴とする、喫煙可能な充填材料。
14. 希釈剤（２）を少なくとも５重量％含むことを特徴とする、請求項１３記載の喫煙可能な充填材料。
15. カプセル化された希釈剤粒子がタバコ粒子の表面に支持されることを特徴とする、請求項１３または１４記載の喫煙可能な充填材料。
16. 請求項１乃至１２いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）または請求項１３乃至１５いずれか１項記載の喫煙可能な充填材料を含むことを特徴とする、喫煙品（８）。
17. 実質的に希釈剤（２）から構成された物質をバリヤー材（３）でカプセル化する工程を含むことを特徴とする、請求項１乃至１２いずれか１項記載のエアロゾル発生材料（６）の製造方法。

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