JP2022541010A - エアロゾル発生装置での使用に適したエアロゾル発生物品 - Google Patents

エアロゾル発生装置での使用に適したエアロゾル発生物品 Download PDF

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Abstract

エアロゾル生成基材と、少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む少なくとも１つの要素とを含むエアロゾル発生物品であって、前記少なくとも１つの要素は、エアロゾル生成基材に対して下流に配置される。好ましい実施形態によれば、エアロゾル発生物品は、エアロゾル生成基材と、エアロゾル生成基材のすぐ下流に配置される支持要素と、支持要素の下流に配置されるエアロゾル冷却要素と、エアロゾル生成基材、支持要素およびエアロゾル冷却要素を包囲する外側ラッパーと、を含み、エアロゾル冷却要素は、少なくとも１つのＰＨＡを含む。少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む少なくとも１つの要素は、エアロゾル生成基材を加熱することによって生成される揮発性物質に必然的に存在する活性酸素種（ＲＯＳ）を抑制することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、エアロゾル発生装置での使用に適したエアロゾル発生物品に関する。より具体的には、本発明は、エアロゾル発生物品によって生成されるエアロゾル中の活性酸素種（ＲＯＳ）を抑制するために、エアロゾル発生装置での使用に適した、少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む少なくとも１つの要素を含むエアロゾル発生物品に関する。
シガレット等の従来の喫煙物品は、通常、実質的に円筒形の棒状構造を有しており、紙のラッパーで包囲された、刻みタバコ等の喫煙可能な材料のロールを含み、それによって、いわゆる「喫煙可能棒」を形成している。通常、シガレットは、喫煙可能棒に端から端まで整列した円筒形のフィルタ要素を有する。典型的には、フィルタ要素は、紙材料によって包囲されたセルロースアセテート繊維の束を含み、フィルタ要素は、「チップ材料」として公知の包囲する包装材を使用して、喫煙可能棒の一端に取り付けられる。（「トウ」としても公知の、束の形態で製造される）従来のセルロースアセテート繊維は、適切な可塑剤、通常はグリセリルトリアセテート（トリアセチン）で結合され、これにより短繊維を互いに結合して、喫煙中に柔らかくなったり崩壊したりしない比較的堅くて剛性を有する構造を作り出すことができる。
タバコを高温で燃焼させることによって喫煙される従来のシガレットに加えて、Ｐｈｉｌｉｐ ＭｏｒｒｉｓによるＩＱＯＳ（登録商標）キット等の、従来「加熱式タバコシステム」として公知の代替的な喫煙システムが最近市場に出ており、タバコロッドが燃やされるのではなく、加熱されるだけでニコチンや他の化学物質を含むエアロゾルが生成される。典型的には、そのような加熱された喫煙物品において、エアロゾルは、熱源から、熱源の内部、周囲、または下流に配置され得る物理的に別個のエアロゾル生成基材または材料までの熱の伝達によって生成される。喫煙中、揮発性化合物が、熱源からの熱伝達によってエアロゾル生成基材から放出され、喫煙物品を通して吸い込まれる空気に混入する。放出された化合物が冷却されると、それらは凝縮してエアロゾルを形成し、それがユーザによって吸入される。
エアロゾル発生物品は、例えば、特許文献１および特許文献２に記載されている。そのようなエアロゾル発生物品は、直線状の連続配置で、エアロゾル生成基材と、エアロゾル生成基材のすぐ下流に配置される支持要素と、支持要素の下流に配置される、エアロゾルが冷却される場所である移送部と、エアロゾル生成基材、支持要素、および移送部を包囲する外側ラッパーと、を含む。エアロゾル発生物品は、内部加熱要素を含む電気的に加熱されるエアロゾル発生装置を含むエアロゾル発生システムで使用される。エアロゾル生成基材は、エアロゾル発生装置の加熱要素によって貫通可能である。移送部は、特許文献２に記載されているように、中空の管状要素によって構成され得る。あるいは、移送部は、特許文献１に開示されるように、ラッパー材料で包み込まれた、複数の長手方向に延在するチャネルを画定するために、捲縮され、ひだ付けされ、寄せ集められ、または折り畳まれた適切な材料のシートを使用することによって、エアロゾル冷却要素としてより効果的に製造される。シートは、金属箔、高分子材料、実質的に非多孔性の紙またはボール紙等の様々な材料から製造することができる。より具体的には、エアロゾル冷却要素は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、およびアルミニウム箔から選択される材料のギャザーシートを含み得る。より好ましくは、エアロゾル冷却要素は、非多孔性の紙等の堆肥化可能な材料、またはポリ乳酸あるいはＭａｔｅｒ－Ｂｉ（登録商標）（市販の澱粉系共重合ポリエステルのファミリー）等の生分解性ポリマー材料のギャザーシートを含む。
国際公開第２０１３／０９８４０５号パンフレット 国際公開第２０１３／０９８４１０号パンフレット 国際公開第１９９９／０２３１４６号パンフレット 国際公開第２０１１／０４５６２５号パンフレット 国際公開第２０１５／０１５３９５号パンフレット 米国特許第８９５６８３５（Ｂ２）号明細書
Jiayuan Zhao & Philip K. Hopke, "Concentration of Reactive Oxygen Species (ROS) in Mainstream and Sidestream Cigarette Smoke", Aerosol Science and Technology, 46:191-197, 2012
エアロゾル発生物品は、従来のシガレットにおけるタバコの燃焼および熱分解によって一般的に生成される有害な煙成分の吸入エアロゾルにおける存在を低減することができるが、出願人は、現在のエアロゾル発生物品を、タバコの喫煙に関連する健康へのリスクを低減したい消費者にとって更に魅力的にするために、この能力を更に改善する問題に直面した。
出願人は、驚くべきことに、エアロゾル生成基材に対して下流に配置された、少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む少なくとも１つの要素が、エアロゾル生成基材を加熱することによって生成される揮発性物質に必然的に存在する活性酸素種（ＲＯＳ）を抑制することができることを発見した。ＲＯＳは細胞に対して毒性があり、酸化ストレスの原因となることは公知である。糖尿病、炎症性免疫損傷、全身性自己免疫疾患、失血や癌に起因する組織的損傷等、１００を超える疾患がＲＯＳに関連している。少なくとも１つのＰＨＡを含む少なくとも１つの要素は、加熱要素がエアロゾル生成基材を加熱すると、そこから生成される揮発性物質がＰＨＡと接触するように、エアロゾル生成基材に対して下流に配置される。好ましい実施形態では、ＰＨＡを含む要素は、複数の長手方向に延在するチューブを有するエアロゾル冷却要素である。そのようなエアロゾル冷却要素は、少なくとも１つのＰＨＡを含むポリマー組成物のひだ付けされたシートによって形成され得る。
従って、第１の態様によれば、本発明は、エアロゾル生成基材と、少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む少なくとも１つの要素とを含むエアロゾル発生物品に関しており、前記少なくとも１つの要素は、エアロゾル生成基材に対して下流に配置されている。
好ましい実施形態によれば、エアロゾル発生物品は、
エアロゾル生成基材と、
エアロゾル生成基材のすぐ下流に配置される支持要素と、
支持要素の下流に配置されるエアロゾル冷却要素と、
エアロゾル生成基材、支持要素およびエアロゾル冷却要素を包囲する外側ラッパーと、
を含み、エアロゾル冷却要素は、少なくとも１つのＰＨＡを含む。
好ましい実施形態によれば、エアロゾル冷却要素は、複数の長手方向に延在するチャネルを画定するためにひだ付けされたポリマー組成物のシートによって形成され、ポリマー組成物は少なくとも１つのＰＨＡを含む。
別の好ましい実施形態によれば、エアロゾル冷却要素は、複数の長手方向に延在するチャネルを画定するためにひだ付けされたポリマー組成物のシートによって形成され、シートは少なくとも１つのＰＨＡでコーティングされる。
別の態様によれば、本発明は、エアロゾル生成基材を含むエアロゾル発生物品によって生成されるエアロゾル中の活性酸素種（ＲＯＳ）を抑制する方法に関しており、この方法は、エアロゾル発生物品に少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む少なくとも１つの要素を設けることを含み、前記少なくとも１つの要素は、エアロゾル生成基材に対して下流に配置される。
別の態様によれば、本発明は、エアロゾル発生物品によって生成されるエアロゾル中の活性酸素種（ＲＯＳ）を抑制するための、エアロゾル生成基材を含むエアロゾル発生物品における少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む要素の使用に関しており、前記少なくとも１つの要素が、エアロゾル生成基材に対して下流に配置される。
本明細書で使用される場合、「エアロゾル生成基材」という用語は、エアロゾルを形成し得る揮発性化合物を加熱することで放出可能となる基材を意味する。エアロゾル生成基材から生成されたエアロゾルは、可視または不可視であり得、蒸気、気体および／または凝縮蒸気の液滴を含み得る。
本明細書で使用される場合、「上流」および「下流」という用語は、エアロゾル発生物品の使用時に、ユーザがエアロゾル発生物品を吸う方向に対する、エアロゾル発生物品の要素または要素の部分の相対位置を定義することを意味する。
エアロゾル発生物品は２つの端部、即ち、エアロゾルがエアロゾル発生物品から排出され、ユーザに供給される近位端と、遠位端とを含む。使用時に、ユーザは、エアロゾル発生物品によって生成されたエアロゾルを吸入するために、近位端を吸うことができる。
本明細書で使用される場合、「エアロゾル冷却要素」という用語は、大きい表面積および低い引き出し抵抗を有する要素を意味する。使用時に、エアロゾル生成基材から放出された揮発性化合物によって形成されたエアロゾルは、ユーザによって吸入される前に、エアロゾル冷却要素を通過し、エアロゾル冷却要素によって冷却される。ドローフィルタや他のマウスピースに対する高い抵抗とは対照的に、エアロゾル冷却要素は、低い引き出し抵抗を有する。エアロゾル発生物品内のチャンバおよび空洞はまた、エアロゾル冷却要素とは見なされない。
本明細書で使用される場合、「エアロゾル発生装置」という用語は、エアロゾル発生物品のエアロゾル生成基材と相互作用してエアロゾルを生成する装置を意味する。好ましくは、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品のエアロゾル生成基材と相互作用して、ユーザの口を通してユーザの肺に直接的に吸入可能なエアロゾルを生成する喫煙装置である。
本明細書および以下の特許請求の範囲の目的のために、特に明記しない限り、総量、分量、パーセンテージ等を表す全ての数字は、全ての場合において「約」という用語によって変更されると理解されるべきである。更に、全ての範囲は、開示された最大点および最小点の任意の組み合わせを含み、その中に任意の中間範囲を含み、これらは、本明細書で具体的に列挙されても、または列挙されていなくてもよい。
好ましい実施形態によれば、支持要素は中空管状要素である。好ましくは、中空管状要素は、一緒に結合されてフィルタ要素を形成する繊維から作製され、前記繊維は、少なくとも１つのＰＨＡを含む。より好ましくは、前記繊維は、セルロースアセテート繊維を包囲する少なくとも１つのＰＨＡによって結合されたセルロースアセテート繊維を含む。
好ましい実施形態によれば、エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生物品の最下流端に配置されたマウスピースフィルタを含む。好ましくは、マウスピースフィルタは、結合されてフィルタ要素を形成する繊維から作られ、前記繊維は、少なくとも１つのＰＨＡを含む。好ましくは、マウスピースフィルタは、結合されてフィルタ要素を形成する繊維から作られ、前記繊維は、セルロースアセテート繊維を包囲する少なくとも１つのＰＨＡによって結合されたセルロースアセテート繊維を含む。
エアロゾル生成基材に関して、エアロゾル生成基材は、好ましくは、タバコ、より好ましくは、ラッパーによって包囲された捲縮し均質化されたタバコ材料のギャザーシートを含む。好ましくは、均質化されたタバコ材料の捲縮シートは、エアロゾル形成剤としてグリセリンを含む。
本発明で使用されるＰＨＡに関して、ＰＨＡは、好ましくは、式（Ｉ）：
－Ｏ－ＣＨＲ１－（ＣＨ２）ｎ－ＣＯ－ （Ｉ）
の繰り返し単位を含むポリマーであって、
ここで、Ｒ１は、Ｃ１－Ｃ１２アルキル、Ｃ４－Ｃ１６シクロアルキル、Ｃ２－Ｃ１２アルケニルから選択され、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ）、－ＣＮ、－ＯＨ、－ＯＯＨ、－ＯＲ、－ＣＯＯＲ（Ｒ＝Ｃ１－Ｃ４アルキル、ベンジル）から選択される少なくとも１つの基で任意に置換され、
ｎはゼロであるか、または１～６の整数であり、好ましくは１または２である。
好ましくは、Ｒ１はメチルまたはエチルであり、ｎは１または２である。
ＰＨＡは、ホモポリマー、コポリマー、またはターポリマーのいずれかであり得る。コポリマーまたはターポリマーの場合、それらは、式（Ｉ）の異なる繰り返し単位、またはラクトンあるいはラクタム等のヒドロキシアルカン酸と共重合することができるコモノマーに由来する少なくとも１つの繰り返し単位と組み合わせた式（Ｉ）の少なくとも１つの繰り返し単位からなり得る。後者の場合、式（Ｉ）の繰り返し単位は、繰り返し単位の総モル数に対してモルが少なくとも１０％に等しい量で存在する。
式（Ｉ）の特に好ましい繰り返し単位は、３－ヒドロキシブチレート、３－ヒドロキシバレレート、３－ヒドロキシヘキサノエート、３－ヒドロキシオクタノエート、３－ヒドロキシウンデカ－１０－エノエート、４－ヒドロキシバレレートに由来するものである。
特に好ましいＰＨＡは、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリ－３－ヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ－３－ヒドロキシヘキサノエート（ＰＨＨ）、ポリ－３－ヒドロキシオクタノエート（ＰＨＯ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシヘキサノエート）（ＰＨＢＨ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－４－ヒドロキシブチレート）、ポリ（３－ヒドロキシオクタノエート－ｃｏ－３－ヒドロキシウンデセン－１０－エノエート）（ＰＨＯＵ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート－４－ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶＶ）、ポリヒドロキシブチレート－ヒドロキシバレレートコポリマー、またはそれらの混合物である。
本発明の目的によれば、特に好ましいＰＨＡは、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）およびポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）である。
好ましくは、ＰＨＡは、１０，０００～１，０００，０００Ｄａの範囲の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。
ＰＨＡの生成に関しては、これは、好ましくは、ＰＨＡを生成することができる微生物株を介した有機基材（例えば、炭水化物またはグリセロール等の他の発酵性基材）の微生物発酵、および後続する細胞塊からのＰＨＡの回収によって達成される。詳細については、例えば、特許文献３、特許文献４および特許文献５を参照されたい。発酵によるＰＨＡの生成に適した基材は、例えば、甜菜、サトウキビの加工から得られたジュース、糖蜜、パルプ等、特に野菜の加工から得ることができる。これらの基材は、一般に、ショ糖および他の炭水化物に加えて、有機成長因子、窒素、リン、および／または細胞成長のための栄養素として有用な他のミネラルを含む。代替物としては、バイオディーゼルの製造の副産物である、低コストの有機炭素源のグリセロールがあり、これは、任意に、レブリン酸との混合物において使用することができる（例えば、特許文献６参照）。
上記のように、ＰＨＡは、エアロゾル冷却要素に含まれることが好ましい。これは、２つの異なる実施形態に従って達成することができる。
第１の実施形態では、エアロゾル冷却要素は、複数の長手方向に延在するチャネルを画定するためにひだ付けされたポリマー組成物のシートによって形成され、ポリマー組成物は少なくとも１つのＰＨＡを含む。
少なくとも１つのＰＨＡを含むポリマー組成物は、既知の技術に従って配合することができ、ポリマーベースとして１００重量％のＰＨＡ、または好ましくは６０重量％～９０重量％のＰＨＡと１０重量％～４０重量％の、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリ（ブチレン－ｃｏ－アジペート－ｃｏ－テレフタレート）（ＰＢＡＴ）、ポリ（ブチレン－ｃｏ－サクシネート）（ＰＢＳ）、ポリ（ブチレン－ｃｏ－サクシネート－ｃｏ－アジペート）（ＰＢＳＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、およびそれらの混合物等の、少なくとも１つの異なる生分解性／堆肥化可能なポリマーとの混合物を含むことができ、パーセンテージは、ポリマーベースの総重量に対して表している。
ポリマー組成物は、ポリマーベースの総重量に基づいて、通常、２～１５重量％の量の少なくとも１つの可塑剤を更に含み得る。好ましくは、可塑剤は、天然油（例えば、亜麻仁油、ヒマシ油、パーム油、フラックス油およびココナッツ油、それらの水素化および非水素化誘導体、グリセロールおよびクエン酸エステル、並びにそれらの混合物）等の天然またはバイオベースの可塑剤から選択され得る。
ポリマー組成物の他の可能な添加剤は、例えば、加工助剤、充填材（例えば、カオリン、タルク、チョーク、シリカ、モンモリロナイトおよびそれらの混合物）、一次または二次酸化防止剤であり得る。
シートは、既知の技術に従って、例えば、ポリマー組成物をダイを通して押し出してシートを形成し、続いて、チルロールによって回収および巻かれることによって製造することができる。次に、エアロゾル冷却要素を形成するために、既知の技術に従ってシートにひだ付けし、所望の長さに切断する。
図１に、光学顕微鏡で撮影したひだ付けしたシートの画像を示す。
第２の実施形態では、エアロゾル冷却要素は、複数の長手方向に延在するチャネルを画定するためにひだ付けされたポリマー材料のシートによって形成され、シートは少なくとも１つのＰＨＡでコーティングされる。この場合、シートは、任意の適切なポリマー組成物から、好ましくは、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリ（ブチレン－ｃｏ－アジペート－ｃｏ－テレフタレート）（ＰＢＡＴ）、ポリ（ブチレン－ｃｏ－サクシネート）（ＰＢＳ）、ポリ（ブチレン－ｃｏ－サクシネート－ｃｏ－アジペート）（ＰＢＳＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、およびそれらの混合物等の生分解性／堆肥化可能なポリマーから製造され得る。次に、ひだ付けしたシートをＰＨＡでコーティングする。コーティングは、既知の技術によって実施することができる。好ましくは、コーティングは、ＰＨＡの水性懸濁液をひだ付けしたシートに噴霧することによって実施される。噴霧は、ひだ付けしたシートの片面のみ、または両面に行うことができる。噴霧後、コーティングされたひだ付けしたシートは、例えば、室温または８０℃を超えない温度のオーブンで（例えば、４０℃で１時間）乾燥する。
図２には、ＳＥＭ電子顕微鏡で撮影した、ＰＨＢでコーティングされたひだ付けしたシートの表面の画像が示されている。画像の白い斑点および粒子は、シート材料に付着するＰＨＢによって形成されている。
図３は、エアロゾル発生装置と共に使用するのに適した、本発明によるエアロゾル発生物品の一実施形態の概略断面図である。
図３において、エアロゾル発生物品（１０）は、同軸に整列して配置された４つの要素、即ち、エアロゾル生成基材（２０）、支持要素（３０）、エアロゾル冷却要素（４０）、およびマウスピースフィルタ（５０）を含む。これら４つの要素は順番に配置され、外側ラッパー（６０）によって包囲されて、エアロゾル発生物品（１０）を形成する。エアロゾル発生物品（１０）は、使用時に使用者が口に挿入する近位端または口端（７０）と、エアロゾル発生物品（１０）の口端（７０）に対して反対側の端部に配置される遠位端（８０）とを有する。
使用時に、空気は、ユーザによってエアロゾル発生物品を通して遠位端（８０）から口端（７０）に吸い込まれる。
エアロゾル生成基材（２０）は、エアロゾル発生物品（１０）の最遠位端または最上流端に配置される。支持要素（３０）は、エアロゾル生成基材（２０）のすぐ下流に位置し、エアロゾル生成基材（２０）に隣接している。図３に示される実施形態では、支持要素（３０）は、セルロースアセテート繊維の中空管である。支持要素（３０）は、エアロゾル生成基材（２０）をエアロゾル発生物品（１０）の最遠位端（８０）に配置し、エアロゾル発生装置の加熱要素によって貫通可能とする。支持要素（３０）は、エアロゾル発生装置の加熱要素がエアロゾル生成基材（２０）に挿入されると、エアロゾル生成基材（２０）がエアロゾル発生物品（１０）内でエアロゾル冷却要素（４０）に向けて下流に押し出されるのを防ぐように作用する。支持要素（３０）はまた、エアロゾル生成基材（２０）からエアロゾル発生物品１０のエアロゾル冷却要素（４０）を離間させるためのスペーサとして機能する。
エアロゾル冷却要素（４０）は、支持要素（３０）のすぐ下流に配置され、支持要素（３０）に隣接している。使用時に、エアロゾル生成基材（２０）から放出された揮発性物質は、エアロゾル冷却要素（４０）に沿って、エアロゾル発生物品（１０）の口端（７０）に向けて通過する。揮発性物質は、エアロゾル冷却要素（４０）内で冷却されて、ユーザによって吸入されるエアロゾルを形成することができる。図３に示される実施形態では、エアロゾル冷却要素は、ラッパー（９０）によって囲まれたひだ付けしたシートを含む。ひだ付けしたシートは、エアロゾル冷却要素（４０）の長さに沿って延在する複数の長手方向チャネルを画定する。マウスピースフィルタ（５０）は、エアロゾル冷却要素（４０）のすぐ下流に配置され、エアロゾル冷却要素（４０）に隣接している。
エアロゾル発生物品（１０）を組み立てるために、上記の４つの要素は整列され、外側ラッパー（６０）内にしっかりと包み込まれている。外側ラッパーは、従来のシガレット用巻紙であってもよい。
上に開示したように、エアロゾル生成基材に対して下流に配置されるエアロゾル発生物品（１０）の少なくとも１つの要素は、少なくとも１つのＰＨＡを含む。図３を参照すると、そのような要素は、エアロゾル冷却要素（４０）であり得る。あるいは、それは、支持要素（３０）および／またはマウスピースフィルタ（５０）であり得る。有利には、ＰＨＡは、エアロゾル冷却要素（４０）と、支持要素（３０）およびマウスピースフィルタ（５０）から選択される少なくとも１つの要素との両方に含まれ得る。
上記のエアロゾル発生物品の構造、製造および使用に関する更なる詳細は、特許文献２および特許文献１に報告されている。
出願人は、ＰＨＡが再生可能な資源から生産される生分解性材料であることがよく知られている故に、エアロゾル発生物品の少なくとも１つの要素を製造するために少なくとも１つのＰＨＡを使用することにより、物品の生分解性および環境持続可能性が改善されることを強調したい。
ＰＨＡがフィルタ要素を形成するためのセルロースアセテート繊維のための結合剤として使用される実施形態に関して、出願人は、当技術分野において一般に使用されるトリアセチンまたは他の結合剤の代わりに、少なくとも１つのＰＨＡがセルロースアセテート繊維のための結合剤として有利に使用可能であることを見出した。ＰＨＡは、繊維表面に適用されるとセルロースアセテート繊維を結合することができ、ランダムな接続点の形成を引き起こして、喫煙中の適正な圧力降下に適した繊維間の空間を保持し、フィルタ要素に適切な硬度を付与する。更に、ＰＨＡは融点が比較的高く、実質的に水に溶解しないため、喫煙時に発生する温かく湿った煙に曝されても軟化または溶融せず、喫煙時のフィルタ要素の軟化または崩壊を防ぐ。
上記のフィルタ要素は、
セルロースアセテート繊維の束を少なくとも１つのＰＨＡの水性懸濁液に埋没させて、ＰＨＡ懸濁液で覆われたセルロースアセテート繊維の湿潤束を取得することと、
湿潤束を連続した細長い要素の形態に成形することと、
連続した細長い要素を、ＰＨＡを溶解し水分を蒸発させるのに十分な時間にわたり、１４０℃～１８０℃の温度に加熱することと、
加熱した連続した細長い要素を冷却して、ＰＨＡの結晶を取得することと、
そのようにして得られた連続した細長い要素を所定の長さのセグメントに切断することと、
を含むプロセスによって製造することができる。
以下の実施例は、本発明を更に説明するために提供される。
[実施例１］
以下の成分を有するポリマー組成物を製造した：
ＰＨＢ（ポリヒドロキシブチレート） ６０．７０重量％
ＰＬＡ（ポリラクチド） ３０．００重量％
可塑剤 ６．００重量％
加工助剤 ２．４０重量％
酸化防止剤 ０．９０重量％
ＰＨＢのＭｗは、約５００ＫＤａであった。
組成物は、１００ｒｐｍ～９００ｒｐｍの範囲の速度を適用するＬａｂＴｅｃｈ ＬＭＸ５－ＶＳ高速ミキサーで製造した。
そのようにして得られた粉末形態の組成物を、定量ホッパーフィーダを備えた二軸押出機（ＬａｂＴｅｃｈ ＬＴＥ １６－４０）に押出した。押出された材料を、押出機ヘッドに接続されたチルロールユニット（ＬａｂＴｅｃｈ ＬＢＣＲ－１５０）によってシートの形態に形成した。シートの厚さは、約１５０μｍであった。
シートを長さ１１ｍｍ、高さ１．８ｍｍの細片に切断し、それぞれの重量は約０．２６０～０．３６０ｇであった。
細片を機械的ツールによってひだ付けし、続いて折り畳んで巻いて、Ｉ－ＱＯＳ（登録商標）（Ｐｈｉｌｉｐ Ｍｏｒｒｉｓ）用のＨＥＥＴｓ（登録商標）シガレットに見られるものと同じ寸法を有するエアロゾル冷却要素を取得した。このようなシガレット（または、より正確には、エアロゾル発生物品）は、図３に示すような構造を有する。ＨＥＥＴｓ（登録商標）シガレットのエアロゾル冷却要素は、ＰＬＡ（ポリラクチド）から製造されている。
[実施例２～３］
ＰＬＡ（ポリラクチド）から製造したＨＥＥＴｓ（登録商標）シガレットに見られるエアロゾル冷却要素を抽出し、展開してから、ＰＨＢ（Ｍｗ：４４３ＫＤａ）（実施例２）またはポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート（ＰＨＢＶ）（Ｍｗ：７００ＫＤａ）（実施例３）の水性懸濁液を噴霧した。水性懸濁液中のＰＨＢおよびＰＨＢＶの濃度は、１０％ｗ／ｖであった。懸濁液を、ＰＬＡのひだ付けした細片の片面のみまたは両面に噴霧した。次に、噴霧された細片を４０℃のオーブンで１時間乾燥させた。
[実施例４]
ＲＯＳの決定
（ａ）サンプリングシステム
コンピュータ制御のＳｉｎｇｌｅ Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ Ｓｍｏｋｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ（ＳＣＳＭ、ＣＨ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を使用して、標準的な喫煙条件下で主流煙を生成した（シガレットは、２秒間の吸煙時間、２秒間の吸煙間隔、６５－ｍＬの吸煙量で５分間燃焼させた）。電子タバコの蒸気を生成するために、Ｉ－ＱＯＳ（２．４ Ｐｌｕｓ）「加熱式タバコ」装置を使用した。３つのインピンジャーに２０ｍＬの２´，７´－ジクロロフルオレセイン－ホースラディッシュ・ペルオキシダーゼ（ＤＣＦＨ－ＨＲＰ）溶液を充填し、主流煙から気相ＲＯＳを収集するために使用した。
実験システムを図４に模式的に示す。市販のＨＥＥＴＳ（登録商標）Ｍａｒｌｂｏｒｏ（登録商標）（ゴールド）シガレットを使用して、主流煙からＲＯＳを収集した。図４において、ＳＣＳＭ（１）は、フィルタホルダー（４）によってインピンジャーに接続されたシガレット（３）によって生成された煙を受け取る、ＤＣＦＨ－ＨＲＰ溶液を含む３つのインピンジャー（２）に接続されている。排気煙はパイプ（５）を通ってＳＣＳＭから排出される。ＳＣＳＭは、シガレット喫煙の吸煙持続時間および吸煙間隔を制御するためにラップトップ（６）に接続されている。
（ｂ）サンプル調製および分析
シガレットの煙中のＲＯＳ用の蛍光プローブおよび標準試料の調製。
この研究でＲＯＳを決定するために使用された蛍光プローブは、ＤＣＦＨであった。２´，７´－ジクロロフルオレセインジアセテート（ＤＣＦＨ－ＤＡ；Ｃａｌｂｉｏｃｈｅｍ，米国）をエチルアルコール（ＡＣＳグレード，Ｐｈａｒｍｏ，米国）に溶解することによって、１ｍＭのストック溶液を調製した。１０ｍＬの溶液を４０ｍＬの０．０１Ｍ水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と混合し、暗室で室温の中３０分間放置して加水分解した。次に、リン酸水素二ナトリウム（Ｎａ２ＨＰＯ４，Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ，ＭＯ，米国）を無水リン酸水素二ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４，Ｆｌｕｋａ，ドイツ）と混合して、ｐＨ７．２を達成することによって得られた２００ｍＬのリン酸緩衝液を溶液に追加した。ホースラディッシュ・ペルオキシダーゼ（ＨＲＰ，Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ，米国）を０．５ユニット／ｍＬの濃度で触媒として使用した。この作業溶液の最終的なＤＣＦＨ濃度は５μＭであった。
同等のＨ２Ｏ２濃度を使用して、標準的なＨ２Ｏ２検量線を使用して蛍光強度を変換することによってＲＯＳ濃度を表現した。０．１ｍＬの過酸化水素（ＡＣＳグレード，Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ，米国）を３ｍＬのＤＣＦＨ－ＨＲＰ作業溶液と混合することによって、１．０、２．０、３．０、および４．０ｘ１０－７ｎｍｏｌの濃度を有する４つのＨ２Ｏ２標準試料を調製した。０．１ｍＬの脱イオンＭｉｌｌｉ－Ｑ水（抵抗率＞１８．２ＭΩ）をプローブで混合することによって標準ブランクを取得した。標準試料をキュベットに入れ、３７℃の水槽でインキュベーションを行った。島津分光光度計（型式：ＲＦ－５３０１ ＰＣ，日本）を使用して蛍光（励起波長：５０４ｎｍ；発光波長：５２４ｎｍ）を測定することによって、２，７－ジクロロフルオレセインの形成がモニタリングされた。
（ｃ）活性酸素物質（ＲＯＳ）の分析
サンプリング後、３ｍＬの試薬液を各インピンジャーから取り出し（それぞれ２０ｍＬを含む）、キュベットに入れ、３７℃の水槽で１５分間インキュベーションを行った。一般的に、インピンジャーの溶液の蛍光強度は基準の範囲内であった。溶液の量を使用して各インピンジャーのＲＯＳの量を取得した後、３つのインピンジャー全ての内容物を組み合わせた。一定分量の溶液を取り出し、蛍光強度を測定した。サンプリングブランクは、シガレットを燃やさずに喫煙システムを操作することによって取得し、同じ方法で分析した。サンプリングブランク値は、サンプル結果から差し引いた。
表１に報告されているように、ＲＯＳの総量も、市販のシガレットによって生成された煙から測定した。
ＲＯＳ分析に関する更なる詳細については、非特許文献１を参照されたい。
結果を表１に示す。データは、エアロゾル冷却要素のタイプごとに１２個のサンプルにて測定された平均値である。
Figure 2022541010000002
ＰＨＡ量は、本発明による各エアロゾル冷却要素における量である。
上記のデータから、ＰＨＡを含む、本発明によるエアロゾル発生物品によって生成されたエアロゾルにおけるＲＯＳ抑制の顕著な効果が明らかである。
何らかの理論に縛られることなく、生成されたエアロゾルをＰＨＡと接触させることによるＲＯＳ抑制におけるプラスの効果は、主にモノマー単位－Ｏ－ＣＨＲ１－（ＣＨ２）ｎ－ＣＯ－の構造に起因すると考えられる。第三級炭素原子－ＣＨＲ１－に結合した水素は、ラジカル反応を介してＲＯＳを不活性化することにより、ＲＯＳを抑制する水素ラジカルの形成と特に反応する。

Claims (14)

  1. エアロゾル生成基材と、少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む少なくとも１つの要素とを含むエアロゾル発生物品であって、前記少なくとも１つの要素が前記エアロゾル生成基材に対して下流に配置されている、エアロゾル発生物品。
  2. エアロゾル生成基材と、
    前記エアロゾル生成基材のすぐ下流に配置される支持要素と、
    前記支持要素の下流に配置されるエアロゾル冷却要素と、
    前記エアロゾル生成基材、前記支持要素および前記エアロゾル冷却要素を包囲する外側ラッパーと、
    を含み、前記エアロゾル冷却要素は少なくとも１つのＰＨＡを含む、請求項１に記載のエアロゾル発生物品。
  3. 前記エアロゾル冷却要素が、複数の長手方向に延在するチャネルを画定するようにひだ付けされたポリマー組成物のシートによって形成され、前記ポリマー組成物は少なくとも１つのＰＨＡを含む、請求項２に記載のエアロゾル発生物品。
  4. 前記エアロゾル冷却要素は、複数の長手方向に延在するチャネルを画定するようにひだ付けされたポリマー組成物のシートによって形成され、前記シートが少なくとも１つのＰＨＡでコーティングされている、請求項２に記載のエアロゾル発生物品。
  5. 前記支持要素は、フィルタ要素を形成するように互いに結合された繊維から作製された中空管状要素である、請求項２に記載のエアロゾル発生物品。
  6. 前記繊維は少なくとも１つのＰＨＡを含む、請求項５に記載のエアロゾル発生物品。
  7. 前記繊維が、セルロースアセテート繊維を取り囲む少なくとも１つのＰＨＡによって結合されたセルロースアセテート繊維を含む、請求項５に記載のエアロゾル発生物品。
  8. 前記エアロゾル発生物品の最下流端部に配置されるマウスピースフィルタを含み、前記マウスピースフィルタはフィルタ要素を形成するように互いに結合した繊維から作製されており、前記繊維は少なくとも１つのＰＨＡを含む、請求項２に記載のエアロゾル発生物品。
  9. 前記エアロゾル発生物品の最下流端部に配置されるマウスピースフィルタを含み、前記マウスピースフィルタがフィルタ要素を形成するように互いに結合した繊維から作製されており、前記繊維は、セルロースアセテート繊維を取り囲む少なくとも１つのＰＨＡによって互いに結合されたセルロースアセテート繊維である、請求項２に記載のエアロゾル発生物品。
  10. 前記エアロゾル生成基材は、ラッパーによって包囲された、捲縮し均質化したタバコ材料のギャザーシートを含み、前記タバコ材料はエアロゾル形成剤としてグリセリンを含む可能性がある、請求項１に記載のエアロゾル発生物品。
  11. 前記ＰＨＡが、式（Ｉ）：
    －Ｏ－ＣＨＲ１－（ＣＨ２）ｎ－ＣＯ－ （Ｉ）
    ここで、Ｒ１は、Ｃ１－Ｃ１２アルキル、Ｃ４－Ｃ１６シクロアルキル、Ｃ２－Ｃ１２アルケニルから選択され、任意で、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ）、－ＣＮ、－ＯＨ、－ＯＯＨ、－ＯＲ、－ＣＯＯＲ（Ｒ＝Ｃ１－Ｃ４アルキル、ベンジル）から選択される少なくとも１つの基で置換され、
    ｎはゼロであるか、または１～６の整数であり、好ましくは１または２である、
    式（Ｉ）の繰り返し単位を含むポリマーである、請求項１に記載のエアロゾル発生物品。
  12. 前記ＰＨＡが、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリ－３－ヒドロキシバレレート（ＰＨＶ）、ポリ－３－ヒドロキシヘキサノエート（ＰＨＨ）、ポリ－３－ヒドロキシオクタノエート（ＰＨＯ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシヘキサノエート）（ＰＨＢＨ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－４－ヒドロキシブチレート）、ポリ（３－ヒドロキシオクタノエート－ｃｏ－３－ヒドロキシウンデセン－１０－エノエート）（ＰＨＯＵ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート－４－ヒドロキシバレレート）（ＰＨＢＶＶ）、ポリヒドロキシブチレート－ヒドロキシバレレートコポリマー、またはそれらの混合物から選択される、請求項１１に記載のエアロゾル発生物品。
  13. 前記ＰＨＡが１０，０００～１，０００，０００Ｄａの範囲の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する、請求項１に記載のエアロゾル発生物品。
  14. エアロゾル生成基材を含むエアロゾル発生物品によって生成されるエアロゾル中の活性酸素種（ＲＯＳ）を抑制する方法であって、前記方法は、前記エアロゾル発生物品に少なくとも１つのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）を含む少なくとも１つの要素を設けることを含み、前記少なくとも１つの要素が前記エアロゾル生成基材に対して下流に配置されている、方法。
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