JP2017184757A - 喫煙品 - Google Patents

Abstract

【課題】熱されるが燃焼しない（ＨＮＢ）喫煙品に対し、より多くのＣＯ触媒を加えることを可能にする方法を提供する。【解決手段】熱されるが燃焼しない（ＨＮＢ）喫煙品の使用のための断熱材に関し、この断熱材１０は喫煙品の燃料要素７に外接するように配置することができ、内部に一酸化炭素（ＣＯ）触媒１１の粒子を含み、ガラス繊維は含まない。【選択図】図２

Description

本発明は熱されるが燃焼しない（Ｈｅａｔ−Ｎｏｔ−Ｂｕｒｎ、以下ＨＮＢとする）喫煙品に使用する断熱材に関する。

ＨＮＢ技術はタバコおよび／または他の喫煙品を燃焼するよりむしろ加熱することによりエアロゾルを生成する。タバコが燃焼しなければ、副流煙、燃焼生成物および熱分解生成物の量が減少する。従来の紙巻きタバコの臭気、汚れおよび灰もまたほぼ除去される。しかしながら、喫煙者が主流煙に求めるニコチンや風味は保持される。

ＨＮＢ紙巻きタバコの例が下記特許文献１に開示されている。このような既知のＨＢＮ紙巻きタバコは、紙巻きタバコの（吸い口ではない）遠位端に燃焼性の炭素性燃料エレメントを備え、そしてこの燃料エレメントが加熱することによって隣接するタバコセクションから湿潤剤及び風味を蒸発させる。喫煙者が紙巻きタバコの吸い口端で吸引することによってニコチンや風味を含む蒸気を吸い込むことができる。

使用の際、燃料エレメントは非常に高い温度、例えば約８００℃にまで達する場合がある。紙巻きタバコの周囲の温度を下げ、隣接するタバコセクションに火がつかないように、燃料エレメントはガラス繊維から成る断熱材で包装することができる。

いくつかのＨＮＢ紙巻きタバコでは、喫煙中、紙巻きタバコからの一酸化炭素の発生量を減少させるために一酸化炭素（ＣＯ）触媒を直接燃料エレメントに適用する場合がある。しかしながら、燃料エレメントの燃焼性に悪影響を与えないために、燃料エレメントに加えられる触媒の量は十分に少なくしなければならない。従って一酸化炭素（ＣＯ）発生量を減らす利点はこの形式では制限されてきた。

本発明の第１の態様では、ＨＮＢ喫煙品の使用のための断熱材が提供され、その断熱材はＣＯ触媒を含むがガラス繊維は含まない。

本発明の第２の態様では、第１の態様による断熱材の製造方法が提供される。

本発明の第３の態様では、第１の態様による断熱材を含むＨＮＢ喫煙品が提供される。

本発明の第４の態様では、ＨＮＢ喫煙品により生産されるエアロゾルに含まれるＣＯの量を減少する方法が提供され、その方法は第１の態様による断熱材を使用する。

本明細書中で使用する“エアロゾル”なる用語は、エアロゾル発生物質の中に、あるいは喫煙品の他の部分に含まれる物質に燃料エレメントからの熱が作用することによって発せられる蒸気、気体、粒子等、目に見えるものと目に見えないものの両方、そして特に使用者によって“煙のようなもの”と認識されるこれらの成分を含む。

添付図面を参照して、本発明の好ましい実施態様を説明する。

既存のＨＮＢ喫煙品の斜視図である。 本発明のひとつの態様による喫煙品の（吸い口ではない）遠位端の断面図である。

図１は紙巻きタバコ１のような既知のＨＮＢ喫煙品を示し、これはその遠位端２に収容された燃料エレメント３とその吸い口端にフィルターセクション又はマウスピース４を有する。燃料エレメント３はガラス繊維（図示せず）からなる断熱材によって巻かれている。フィルターセクションあるいはマウスピース４と燃料エレメント３の間に、一つ以上のタバコセクション５があり、これらのセクションは消費者へ提供するためのエアロゾルを生成するよう配置されている。エアロゾルはその後、フィルターセクション又はマウスピース４を介して、ユーザーの口へ入る。紙巻きタバコ１は紙のような好適な包装材によって巻かれている。

上述したように、ＣＯ触媒をＨＮＢ紙巻きタバコの燃料エレメントに直接適用して、喫煙中の紙巻きタバコからのＣＯの発生量を減少させることが可能である。例えば、金属、金属ハロゲン化物および／または金属酸化物を燃料エレメント３内に組み込んでもよく、それによりＣＯから二酸化炭素（ＣＯ２）の変換を触媒する。しかしながら、燃料エレメントに加える触媒の量は、燃料エレメントの燃焼性を維持するために、十分に少なくしなければならない。従って、生成された蒸気内のＣＯの量を減少させるＣＯ触媒の効果は制限される。

本発明者は、ＨＮＢ装置に、より多くのＣＯ触媒を加えることを可能にする方法を発見した。

図２は、本発明のあるひとつの態様による例示的なＨＮＢ喫煙品６の遠位端の断面図である。ＨＮＢ喫煙品６は、その物理的寸法が従来の形に非常に近い紙巻きタバコ、シガーまたはシガリロであってもよい。

図２に示すように、燃料エレメント７は、例えばカーボンのような、燃焼性の炭素性材料のロッドで構成され、それはエアロゾルを生成するための高温の熱源として機能する。ロッドは、複数の浅い長手方向に延びる溝８及び薄い中央軸方向に延びる流路９を有する。これらの要素によって、喫煙者が喫煙する間、ロッドの熱い表面を通り抜ける空気は加熱されやすくなる。

燃料エレメント７は、ＣＯ触媒１１の粒子を含む断熱材１０によって周りを囲まれている。断熱材１０は燃料エレメント７と同じ長さで延びてもよい（即ち燃料エレメント７の端面と断熱材１０の端面は面一であってもよい）。これとは別に、断熱材１０は燃料エレメント７より短くてもよいし、または燃料エレメント７より長くてもよい。燃料エレメント７は約２ｍｍの直径で約１２ｍｍの長さであってもよい。断熱材１０の厚さは少なくとも約０．５ｍｍが好ましく、少なくとも約１ｍｍがより好ましく、約１．５ｍｍから２ｍｍの間がさらに好ましい。断熱材１０は、ゾルゲル、エーロゲル、発泡セラミック等から形成してもよい。断熱材１０は、ガラス繊維あるいはフィラメントからは形成されない。断熱材１０は、燃料エレメント７と周囲の間の熱、および燃料エレメント７と隣接したタバコセクション（図示せず）の間の熱も和らげる働きをする。断熱材は燃料エレメント７を所定の位置に保持する働きもする。

ＣＯからＣＯ２へ容易に酸化させるいかなる触媒を使用してもよい。好適なＣＯ触媒は金属、金属塩、金属酸化物あるいはこれらを組み合わせたものが含まれる。選択的に、金属はアルミニウム、銅、鉄、ニッケル、亜鉛、ジルコニウム、遷移金属、ランタニド金属、あるいはアクチニド金属であってもよい。金属はルテニウム、ロジウム、パラジウム、
オスミウム、イリジウム、プラチナ、銀あるいは金などの貴金属であってもよい。例えば金属塩としてはクエン酸塩、硝酸塩、硫酸塩、シアン酸塩、水素化物、アミド類、チオール酸塩、炭酸塩、ハロゲン化物等が挙げられる。好ましい金属酸化物は酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化セリウムであり、酸化セリウムが特に好ましい。好ましい金属ハリゲン化物は塩化第一白金及び塩化パラジウムである。このような触媒の混合物を使ってもよい。

触媒は例えば、グラファイト、活性炭、酸化銅、アルミナまたはチタニアで構成された支持体または担体に担持されてもよい。担体は触媒によって均一にコーティングされてもよく、触媒の充填量はコーティングされた支持体または担体の乾燥重量の合計を基準として約０．１％から約１０％までの間である。

触媒は粗粒子、微粒子、超微粒子の形で提供されてもよい。粗粒子は直径が約２．５μｍから約２００μｍの粒子である。微粒子は直径が約１００ｎｍから約２．５μｍの粒子である。超微粒子は直径が約１００ｎｍより小さい粒子である。通常は、粒子は平均約１ｎｍから１００μｍの間の大きさで、例えば、約１０ｎｍから約１０μｍである。触媒の粒子は市販のものであってもよい。

本発明の１つの態様は、断熱材を製造する際に、ＣＯ触媒を断熱材に加えることに関する。ゾルゲル、エーロゲル又は発泡性セラミックで構成された断熱材の製品が知られている。触媒は乾燥粉末形状、溶液あるいはコロイド形状の断熱材に加えてもよく、断熱材の素と直接混ぜ合わせることで、断熱材に加えてもよい。触媒は最初に、および／または混合工程の間に加えてもよい。別の実施態様では、触媒は断熱材と同時に押し出してもよい。これとは別に、断熱材は触媒を組み込む前に製造してもよい。例えば、予め形成された断熱材を、好適な形状で提供された触媒でコーティングし、またはこのような触媒を噴霧し、あるいはこのような触媒に浸してもよい。

触媒は、ＨＮＢ喫煙品に断熱材を組み入れる直前に断熱材に塗布してもよい。触媒は断熱材内でランダムにあるいは実質的に均一に分布させてもよい。

断熱材に、あらゆる好適な量の触媒を加えてもよい。例えば、本発明のＨＢＮ喫煙品の触媒の量は、約０．１ｍｇから約５００ｍｇの範囲であってもよい。本発明のＨＢＮ喫煙品の触媒の量は、通常は少なくとも１ｍｇで、場合によっては５ｍｇである。本発明のＨＢＮ喫煙品の触媒の量は約５ｍｇから約２０ｍｇの範囲であってもよい。しかしながら、本発明のＨＢＮ喫煙品の触媒の量は、約２０ｍｇ、約５０ｍｇ、約１００ｍｇ、約２００ｍｇ、約３００ｍｇ、あるいは約４００ｍｇをも超えてもよい。触媒と断熱材が混合された場合、触媒は混合物の７５％（ｗ／ｗ）まで含まれてもよい、つまり、混合物の６０％、５０％、４０％、３０％、２０％あるいは１０％（ｗ／ｗ）まで含まれてもよい。最少の量としては、混合物は１０％、２０％、３０％、４０％、５０％あるいは６０％（ｗ／ｗ）の触媒を含んでもよい。

触媒は活性形で断熱材に加えられるのが好ましい、つまり、不活性な前駆体として加えられるのは好ましくない。すなわち、触媒は、喫煙時にＨＢＮ喫煙品の燃料エレメントで生成される熱によってその活性化が左右されるのは好ましくない。

断熱材は多層体であってもよい。ＣＯ触媒は１つ、２つ、３つまたはそれ以上の層に加えてもよい。例えば、最も内側の層にＣＯ触媒を含み、他の層には含まなくてもよい。あるいは、それぞれの層に異なるＣＯ触媒が含まれてもよい。

形成されたら、触媒を含む好適な量の断熱材が好適な大きさの燃料エレメントに周囲に巻いてもよい。あるいは、断熱材及び燃料エレメントは、連続的な押し出し工程において
、共押し出ししてもよく、その後、押し出されたロッドは、それより短い適した長さのセグメントに分割される。当業者であれば好適な方法を知っているはずである。

その後、断熱された燃料エレメントはタバコ材のロッドと、並列させることができる。タバコ材としてはいかなるものを使用してもよい。タバコロッドは１つ以上の異なるタバコセクションを有してもよい。例えば、第１セクションは、細断された再生タバコを含んでもよく、その再生タバコは好適なエアロゾル形成物質（グリセリン、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、あるいは他の多価アルコールなど）を含み、第２セクションはブレンドされたタバコを含んでもよい。第１セクションで生成される加熱されたエアロゾルは、第２セクションへと流れ、それにより、加熱されたエアロゾルにタバコの風味やニコチンが供給されてもよい。よって、従来の紙巻きタバコで生産された多量の燃焼物質なしに、エアロゾルはタバコの味や風味を含む。少なくとも１つのタバコセクションは、エアロゾルが通過しやすくするために、アルミ箔で包装してもよい。

タバコロッドは、フィルターエレメントあるいはマウスピースと並列にすることができる。もしフィルターが含まれる場合、従来の紙巻きタバコのように、フィルターはセルロースアセテート繊維の束、紙あるいは他の好適なフィルター材から構成されてもよい。

典型的に、ＨＮＢ喫煙品の完成品を製造するために、連結されたセグメントを外方の上包みで囲む。

他の紙巻きタバコの成分（例えば、風味剤、湿潤剤、バインダー結合剤および接着剤などの添加剤）、設計要素（例えば、換気されたフィルター）および設計形状やフォーマットは予測されるもので、本発明に含まれる。

使用の際、喫煙者は本発明のＨＮＢ喫煙品の遠位端を点火し、燃料エレメントが燃焼し始める。エアロゾルはこの燃焼工程で発生してもよく、及び／または燃焼している燃料エレメントによって発生した熱が、伝導または還流等によって、隣接したタバコセクションに移り、そこでエアロゾルを形成してもよい。喫煙者がＨＮＢ喫煙品を吸引している時、加熱されたエアロゾルは、１つ以上のタバコセクションを通過し、燃焼あるいは実質的な熱分解をすることなく、タバコから揮発性の成分を抽出する。それによって、ニコチンや風味剤等の揮発した成分は、１つ以上のタバコセグメントを通った空気と同伴される。エアロゾルはその後、ＨＮＢ喫煙品の吸い口端にあるフィルターセクションあるいはマウスピースを通り、喫煙者の口にはいる。従って、喫煙の際、ＨＮＢ喫煙品は目に見える主流エアロゾルを生成し、それは従来の紙巻きタバコの主流煙に似ている。

ＨＮＢ喫煙品の燃焼性熱源の周りの断熱材にＣＯ触媒を加えることによって、紙巻きタバコからのＣＯ発生量を減少させることが可能である。実際、加熱された空気またはエアロゾルが燃料エレメントを通過し、ＨＮＢ喫煙品の下流セクションに流れると、ＣＯ触媒がそれらの中のＣＯの酸化を触媒し、これによって燃料エレメントが燃焼することによって発生する燃焼性の気体中のＣＯの量は減少する。有利なことに、本発明のＨＮＢ喫煙品において達成されたＣＯの減少量は、従来のＨＮＢ喫煙品で以前の方法で達成された量よりも大きい。

よって、ＨＮＢ喫煙品によって生産されるエアロゾル中に含まれるＣＯの量を減少させる方法もまた本明細書で説明される。その方法は、ＨＮＢ喫煙品の燃料エレメントに外接する断熱材にＣＯ触媒を加えることを含む。断熱材および触媒に関しても本明細書中で説明される。

本発明者はガラス繊維がＣＯ触媒が存在すると燃料要素を断熱するためのよい材料では
ないと理解しており、何故ならばガラス繊維の中の他の材料が混入するとその構造的特徴を変化させるからである。

しかしながら、ＣＯ触媒は燃料要素に非常に近い位置に配置されるとより効果的である、というのは、触媒は高い温度（約２００℃以上）で最も効果を発揮するからである。実際、ＣＯ触媒は燃料要素から離れた喫煙品の他の部分に使用された場合、効果が低くなることが発見された。

断熱層内にＣＯ触媒を配置するさらなる利点は、燃焼過程によって触媒が破壊されないということであり、これは下記特許文献１に記載されているように燃料電池に触媒が加えられた場合に似ている。従って、ＣＯの酸化に対する触媒の効果は、喫煙中をとおして維持される。

本発明で好ましく使用される断熱材は、ソルゲル、エーロゲルまたは発泡性セラミックなどで、付け加えて、これらは従来のＨＮＢ喫煙材で達成されたよりも、喫煙品の周囲の温度を低下させることができる。ガラス繊維のような従来の断熱材では、周辺の温度が約４００℃に達してしまう。本発明ではこれよりも周辺温度を低くし、関連した安全上のリスクを抑えることができる。

本発明の喫煙品は、流通、販売および使用のために包装することができる。

本発明の好ましい実施態様は上述したとおりである。しかしながら、本発明の範囲から離れることはなしに、当業者によって変更や訂正を加えることは可能である。

国際公開第２００７／１０８８７８号パンフレット

Claims (11)

1. 熱されるが燃焼しない（ＨＮＢ）喫煙品に使用する断熱材であって、前記断熱材は一酸化炭素（ＣＯ）触媒を含むがガラス繊維は含まない断熱材。
2. 前記ＣＯ触媒は酸化セリウム、金属ハロゲン化物または貴金属であることを特徴とする請求項１に記載の断熱材。
3. 前記断熱材はゾルゲル、エーロゲルまたは発泡性セラミックを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の断熱材。
4. 前記断熱材は少なくとも２００ｍｇのＣＯ触媒を含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の断熱材。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の断熱材を製造する方法。
6. 断熱材の製造中に断熱材にＣＯ触媒を組み込むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ＣＯ触媒が活性状態で組み込まれることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 請求項１乃至４いずれか１項に記載の断熱材を含むＨＮＢ喫煙品。
9. 前記断熱材が前記ＨＮＢ喫煙品の燃焼性の熱源を囲むことを特徴とする請求項８に記載のＨＮＢ喫煙品。
10. 請求項１乃至４いずれか１項に記載の断熱材を使用する方法であって、ＨＮＢ喫煙品によって生成されるエアロゾルに存在するＣＯの量を減少させる方法。
11. ＨＮＢ喫煙品の喫煙中に前記触媒が破壊されないことを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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