【０００１】
本発明は、喫煙可能な充填材材料に関し、特に紙巻タバコに使用される喫煙可能な充填材材料に関する。
【０００２】
長年の間、タバコ代替え材料として使用するのに好適な充填材料が提案されている。しかしながら、果実から得られる材料については殆ど調査されていない。果実を使用した場合、その果実は通常、糖及びアミノ酸を供するため又は構造形成材（structure-former）として少量加えられる成分である、英国特許明細書第１４１２８７８号参照。同様に米国特許第４，０８３，３７１号では、濃縮果実及び任意のイナゴマメ粉と共に穀皮を含む類似の材料を使用する。これら両先行文献では、構造形成材中の大半を占める有機可燃性材料、即ち、主要燃料材料は、もみがら、麦わら、ふすま（bran）又は殻、即ち穀類又はナッツの殻から選択される。
【０００３】
本発明は、また果実材料が喫煙可能な充填材材料の主要可燃性燃料材料であるまたはその一つである喫煙可能な充填材材料を提供する。
【０００４】
本発明の充填材材料は、また刻みタバコ葉又は刻み再生タバコシート材料に拘わらず別のタバコ材料と共に又はこれらタバコ材料を使用せずに使用することができる。
【０００５】
さらに本発明の喫煙可能な充填材材料は、許容可能な喫煙味及び風味を供するために適した風味料及びケーシングを製品開発者が選択できる喫煙品質を有する。
【０００６】
本発明による喫煙可能な充填材材料から得られる煙は、あるいくつかの煙成分を著しく減少させることができる。
【０００７】
本発明は、非燃焼性無機充填材材料と、バインダーと、主要な有機燃焼性燃料材料としての果実材料とからなる喫煙可能な充填材材料を提供する。
【０００８】
上記無機充填材材料は、乾燥材料の重量で３０乃至９０％の範囲で含まれるのが好ましい。
【０００９】
キャスティングによって製せられる喫煙可能な充填材材料は、乾燥材料の重量で好ましくは５０乃至８０％の範囲で、より好ましくは６０％を超えて、さらにより好ましくは７０％を超えて無機充填材材料を含む。
【００１０】
これとは別に、押し出し工程によって製せられる喫煙可能な充填材材料は、乾燥材料の重量で好ましくは３０乃至７０％の範囲で無機充填材材料を含む。より好ましくは乾燥材料の重量で３５乃至６０％の範囲で、さらにより好ましくは４５乃至５５％の範囲で、さらに好ましくは約５０％の無機充填材材料を含む。
【００１１】
バインダーは、乾燥材料の重量で３乃至２５％の範囲で含まれるのが好ましい。より好ましくはバインダーは、乾燥材料の重量で５乃至１５％、さらにより好ましくは１２％未満、さらに好ましくは１０％未満含まれる。バインダーは乾燥材料の重量で約７．５％含まれるのが有効である。
【００１２】
果実材料は、乾燥材料の重量で好ましくは２乃至５０％の範囲で含まれる。キャスティングによって喫煙可能な充填材材料を製する場合、果実材料は、より好ましくは５乃至１５％の範囲で、さらにより好ましくは１０％以上含まれ、約１２．５％含まれると特に効果的である。押し出し工程によって喫煙可能な充填材材料を製する場合、果実材料は、好ましくは乾燥材料の重量で２乃至５０％の範囲で含まれる。また乾燥材料の重量で１０乃至３０％の範囲で含まれるのがより好ましく、約２０％含まれるのがさらにより好ましい。
【００１３】
キャスティングによって製せられる喫煙可能な充填材材料は、１０乃至２０％の果実と、１０％のアルギン酸ナトリウムと、７０％のチョークと１０％のグリセロールとを含むと有効である。許容可能な充填材材料は、７．５％のアルギン酸ナトリウムを使用し、その分果実の含有量を増加させることによって製することができる。
【００１４】
押し出しによって製せられる喫煙可能な充填材材料は、１０乃至２０％の果実と、２０％のデンプンと、５０％のチョークと、１０％のヒドロキシプロピルセルロースと、０乃至１０％のグリセロールとを含むと有効である。
【００１５】
非燃焼性無機充填材材料は、パーライト、蛭石、珪藻土、タルク及びコロイダルシリカなどの珪酸塩又はアルミノ珪酸塩、酸化マグネシウム、硝酸マグネシウム、カルシウム又はマグネシウム炭酸塩又はアルミナなどの金属酸化物、金属塩又は水酸化物からなる群から選択される無機充填材材料であるのが好ましい。無機充填材材料は、好適には５ｇ／ｃｍ3未満、好ましくは４ｇ／ｃｍ3未満、より好ましくは３ｇ／ｃｍ3未満の低密度材料である。これら充填材の混合物を使用することもできる。
【００１６】
喫煙可能な充填材材料は、有機充填材を含んでもよい。この有機充填材は、単独では容易に燃焼を維持しないが、混合物中ではより可燃性、即ち燃焼を維持する不活性又は略不活性物質であると有効である。好適な有機充填材は、アルギン酸カルシウム又はマグネシウムなどの不溶性アルギン酸塩、ペクチン酸カルシウム、処理又は非処理木材パルプ又はアルファセルロースなどの非変性セルロースなどである。不活性有機充填材及び無機充填材の混合物も本発明では使用してもよい。
【００１７】
有機充填材は、０乃至４０％の範囲で含まれると有効である。有機充填材は、喫煙可能な充填材材料の灰形成特性を向上させる役割を果たす。また天然の低窒素含有量、即ち窒素の乾式重量基準で０．２５％未満、より有効的には０．２０％未満、さらにより有効的には０．１％未満の燃焼性有機材料を含むと有効である。
【００１８】
バインダーは、アルギン酸塩、ゴム、セルロース（変性又は天然）、ペクチン又はペクチン系バインダー、カルボキシメチルセルロースナトリウム又はアルギン酸ナトリウムなどのこれらバインダーのI又はII族の金属塩などの有機バインダーであると有効である。
【００１９】
より好ましいバインダーは、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可溶性アルギン酸塩であるアルギン酸系バインダーである。これらアルギン酸系バインダーは、本発明の喫煙可能な充填材に好ましい喫煙機構、味覚及び風味特性を供する。
【００２０】
セルロース系バインダーとしては、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又はセルロースエーテルなどのセルロース誘導体が挙げられる。これらのバインダーは、押し出しする際に有効である。
【００２１】
他の有機バインダーとしては、アラビアゴム、ガッチゴム、トラガカントゴム、カラヤゴム、イナゴマメ、アカシアゴム、グアールガム、マルメロ種又はキサンゴムなどのゴム類又は寒天、アガロース、カラゲーニン、ヒバマタ及びファーセレラン（furcelleran）などのゲル類などが挙げられる。ペクチン及びペクチン系材料もバインダーとして使用することができる。デンプンも有機バインダーとして使用することができる。他の好適なゴムは、アカデミックプレス社刊、エド・ウイッスラー著の「インダストリアルゴム」などの便覧を参照して選択することもできる。例えばポルトランドセメントなどのセメント類のような無機非燃焼性バインダーも使用可能である。上記バインダーを組み合わせたものも使用可能である。
【００２２】
バインダーがアルギン酸塩であり、特に一価のアルギン酸塩の場合、アルギン酸塩のバインディング性能を向上させるために処理工程中、スラリーのｐHを３乃至５に維持するのが望ましい。これは果実と無機充填材の含有量を釣り合わせる又はクエン酸などの酸性材料又は炭酸ナトリウムなどの塩基性材料を加えてスラリーを中和することによって行ってもよい。
【００２３】
果実材料は果実濃縮物、即ち果実ジュースである。さらに全果実、乾燥果実、果実パルプ、果実ペースト、果実ピューレ、果実の粉末状抽出物又は液体抽出物を製する際に生じる果実残渣のいずれかから派生するものの１つ以上を加えてもよい。液体抽出物を使用する場合、この抽出物は果実からの純粋な糖類でないことが好ましい。果実材料を例えば液体果実又はシロップと有機充填材と混合したり、乾燥及び粒状化することによって粒状化することは、いくつかの果実派生物では処理を容易にするという点で有効である。
【００２４】
選択された果実は、糖分量が７０％以下と低いほうが好ましい。糖分を多く含む果実の場合、その果実材料を加える際に糖分量が、好ましくは２０％未満になるように予め糖分を除去するのが有効である。
【００２５】
果実材料は、小果実（soft fruit）、柑橘類果実、液果（berries）又は乾燥顆粒又は食物繊維などの処理果実材料から選択される。果実材料は、低窒素含有量のもの、好ましくは乾式重量基準で１．８％未満、より好ましくは１．０％未満、さらにより好ましくは０．６％未満のものが選択される。果実は、好適には、パイナップル、マンゴ、レーズン、リンゴ、バナナ、アプリコット、レモン、桃、キウイ及びぶどうから選択される１つ以上である。これらの内、パイナップル、マンゴ、レーズンが特に好ましい。これら果実の種子は、現時点では本発明において利用価値がない。
【００２６】
粉末状抽出物又は濃縮物は、それぞれ完全に溶解するまで水と混合してもよい。果実のパルプは、好ましくは粉砕され、微細に細分化されるが、繊維は相対的に不活性に維持される。繊維は、必要であれば、繊維と液体との比を変えるために液体から分離してもよい。乾燥果実を使用する場合、その果実は水中で煮るのが好ましい。糖分を多く含む果実を使用する場合、その果実を糖類を除去するために例えば一定割合の有機酸と煮込み且つろ過し、その後均一な混合物又はペーストを製するために配合されるのが好ましい。
【００２７】
エーロゾル発生源は、好ましくはグリセロール及び／又は本願出願人によるPCT出願WO９６／０７３３６号に例示されている他のエーロゾル形成化合物を含む。これら他のエーロゾル形成化合物としては、プロピレングリコール及びトリエチレングリコールなどの多価アルコール、クエン酸エチル、トリアセチン又はトリエチレングリコールジアセテート（TEGDA）、及び高沸点炭化水素などが挙げられる。また当業者に知られている他の好適なエーロゾル形成手段を使用してもよい。
【００２８】
エーロゾル発生手段は、０乃至３０％の割合で充填材材料に組み込まれるのが好ましい。ドラムキャスト工程によって喫煙可能な充填材材料が製せられる場合、エーロゾル発生手段は、より好ましくは乾燥材料の重量で５乃至１５％の範囲、さらにより好ましくは約１０％の割合で含まれる。押し出し工程によって喫煙可能な充填材材料が製せられる場合、エーロゾル発生手段は、より好ましくは乾燥材料の重量で０乃至１０％、さらにより好ましくは３乃至５％の範囲で含まれる。エーロゾル発生手段は、押し出し機のバレル内に汲み入れられる。可塑剤も必要である。可塑剤が上記の好適なエーロゾル形成手段として挙げたものの１つと同じ場合、その可塑剤はそれが主にエーロゾルを発生しないような量で存在するのが好ましい。上記付加的な成分、即ち充填材、果実及びバインダー以外の成分は、所望の最終材料特性によって選択される。
【００２９】
他の味覚及び風味材料、例えば、コーヒー、ココア、キャラメル、しょうが又は甘草などの根茎からの風味料、タバコダスト又はタバコ抽出物も乾燥材料の重量の１０％未満、好ましくは５％未満の割合で喫煙可能な充填材材料に加えてもよい。
【００３０】
本発明の喫煙可能な充填材材料は、全ての粉末状材料（バインダーを除く）を混合し、水を加え、その後この混合物を高せん断しながら徐々にバインダーを導入することによって調整するのが好ましい。その後、さらに水を加えて所望の粘度を得るようにしてもよい。
【００３１】
最終的なスラリーの粘度は、６０，０００乃至４００，０００センチポアズ、好ましくは１５０，０００乃至２５０，０００センチポアズの範囲内である。最終的な粘度は、使用されるキャスティング（ドラム又はバンド）、押し出し又は製紙工程の方法に依存する。
【００３２】
最終的なスラリーは、キャスティングに適し、その際スラリーは貯蔵され、状態調整され、切断され、喫煙可能な充填材材料に製せられる。
【００３３】
上記の方法とは別に本発明の喫煙可能な充填材材料は、押し出し物が発泡又は非発泡材料となる押出し成形によって製してもよい。好適な膨張媒体又は発泡手段は、本願出願人によるＰＣＴ出願ＷＯ９６／０７３３６号に詳述されており、そこに開示されている膨張媒体に関する記載をここでは参考例として包含する。好適な膨張媒体としては、デンプン、プルラン（ｐｕｌｌｕｌａｎ）、セルロース誘導体などの多糖類、固体発泡剤、インシツ気体薬剤、有機気体薬剤、無機気体薬剤及び揮発性液体発泡剤を供する無機塩及び有機酸などが挙げられる。膨張媒体は、部分的に有機充填材に置き換えてもよい。膨張媒体は、乾燥材料の重量で０乃至４０％、好ましくは３０％未満、より好ましくは約２０％存在する。水はこのような膨張システムでは最も一般的な好ましい揮発性膨張剤となる。これら以外の膨張剤もよく知られている。喫煙可能な充填材材料は、バインダーを含む全ての粉末状材料を混合し、その後水とグリセロールを押し出し機のバレル内に汲み入れて調整すると有利である。押し出しされた材料は、ロッド、ストランド、フィラメント又はシート状材料であってもよく、これらは充填材材料を得るためにその後切断される。押し出しされたストランド又はフィラメント状材料が、それに沿って空気又は煙を引き込むことができない場合、ストランド又はフィラメントを織ったり又は撚ったりしてもよい。充填材材料がロッドとして押し出された場合、必要に応じて、圧力降下を改善するために他の下流処理技術を採用してもよい。種々の押し出し形状について本願出願人によるＰＣＴ出願に詳述されており、それらをここで参照として引用する。
【００３４】
本発明の喫煙可能な充填材材料は、その喫煙特性を高めるために燃焼添加剤を含んでもよい。充填材の特性に応じて、燃焼添加剤は、燃焼促進剤又は燃焼抑制剤が選択される。好適な燃焼添加剤は、酢酸塩、クエン酸塩などのI又はII族の金属の塩及び当業者に知られている他の燃焼促進剤の１つ以上から選択される。好適な燃焼抑制剤は、例えば水酸化マグネシウム、リン酸モノアンモニウム又は塩化マグネシウムなどである。
【００３５】
本発明の喫煙可能な充填材材料は、灰質向上剤を含んでもよく、これは充填材中に０乃至５％の範囲で存在すると有利である。好適な灰質向上剤は、蛭石、カオリナイト、タルク、サポナイト、ベントナイトなどのマイカ、パーライト、クレーの１つ以上及びオルトリン酸二ナトリウム、炭酸ナトリウム又はリン酸ジアンモニウムなどの灰質向上剤などが挙げられる。
【００３６】
本発明はまた巻き紙で巻かれた本発明による喫煙可能な充填材材料ロッドからなる喫煙品を提供する。
【００３７】
本発明の喫煙可能な充填材材料は、巻き紙で巻かれたロッドの１００％を構成してもよい。これとは別に喫煙可能な充填材材料を刻みタバコ又は再生タバコシートなどのタバコ含有シートとブレンドしてもよい。このようなブレンド中のタバコ材料の量は、最終的なブレンドの重量で好ましくは４０％以下、より好ましくは３０％未満である。
【００３８】
好適な巻き紙は、紙又はWO９６／０７３３６号に詳述されているような実質的に非燃焼性の巻き紙である。WO９６／０７３３６号に記載されている実質的に非燃焼性の巻き紙をここで参照として包含する。この実質的に非燃焼性の巻き紙は、上述の無機材料のような無機粒状充填材材料を少なくとも６５％含むと有利である。
【００３９】
従来のセルロースパルプの巻き紙は、２乃至３００CU、好ましくは１００CU未満の透過率を有する。このような巻き紙も本願出願人によるヨーロッパ特許出願第０４０４５８０号に開示されているような低総充填材量の紙であり、例えば酸化又は水酸化マグネシウムを１４％未満含む。
【００４０】
本発明を容易に理解し且つ容易に実施できるように以下の実施例に基づいて説明する。
【００４１】
実施例１
一般的な工程を以下に説明する。
最初に水、グリセロール及びチョークを均一なスラリーが製せられるまで、シルバーストーン社製ミキサーで混合する。果実粉末又は濃縮物を別個に少量の水と混合し、完全に溶解するまで攪拌する。乾燥果実を使用した場合、水道水中で２０乃至３０分間煮込み、均一なペースト状になるまでフードプロセッサーで混ぜ合わせる。使用する果実の糖分の量によって有機酸と糖類を除去するためにろ過が必要な場合がある。
得られた果実のペースト又は溶液をチョークスラリーに加え、混合する。使用するアルギン酸塩バインダーに応じて、ｐHを調整することが重要である。なぜならｐHが低いとアルギン酸ナトリウム又はアルギン酸アンモニウムバインダーのバインド性に悪影響を与え、これにより得られたシート材の品質が低下し、よって強度が不足し、切断した後完全に紙巻タバコ製造機に送ることができなくなるからである。
最終的にバインダーは必要に応じてさらに水を加えながら混合物中に徐々に加えられる。スラリーの最終的な粘度は、１５０，０００乃至２５０，０００センチポアズの範囲内であれば理想的である。
以下の実施例ではスラリーを均一なシート材にするためにドラムキャスター上でキャスト成形した。得られたシート材はハウニ（Hauni）社製タバコ裁断機又は紙用裁断機を用いて裁断する前に約６０％の相対湿度（RH）で２４時間貯蔵した。ストランドを４８時間状態調整した後、その材料は紙巻タバコ製造機で紙巻たばこに製する準備ができた。
【００４２】
実施例２
代表的なサンプルとして、３種類の果実を用いて喫煙可能な充填材材料を製した。ロンドン所在のハックス社より入手した濃縮パイナップル（７５°BRIX）、チェルトナム所在のキーイングレディエント社より入手した粉末状マンゴ抽出物及びテスコスーパーマーケットより入手したレーズン（全果実）をそれぞれ個別にキャスト成形されたシート材料になるように処理し、切断した。得られた各シート材料の成分割合は、果実材料が７．５％、アルギン酸ナトリウムバインダーが１２．５％、目の粗いチョーク無機充填材が７０％、グリセロールエーロゾル発生剤が１０％である。
切断された各材料を用いて、２０ｍｍのセルロースアセテートフィルターと０．５５％のクエン酸カリウム燃焼添加剤が添加された５CUの巻き紙を有する直径２４．７０ｍｍ、長さ６４ｍｍの紙巻タバコを作成した。このような紙巻タバコの構造により対照の市販されている紙巻タバコ、この場合キングサイズ、全風味（full flavour）ヴァージニアスタイル紙巻タバコと直接比較することができる。
これら紙巻タバコを毎分２秒間３５ｍｌ吸煙するという標準機械喫煙条件で吸煙した。統計的に適切な数の紙巻タバコを吸煙した（プロクター、C氏等による１９８８年１０月発行の「ザアナリスト（The Analyst）」１１３巻、１５０９乃至１５１３頁参照）。この場合、１つのポートでフィルターパッド一枚につき５本の紙巻タバコを吸煙し、それを４つのポートで行い、その平均を取った。
主流煙の放出量を表１に示し、対称紙巻タバコに対する主流煙の減少量を表２に示す。
【００４３】
【表１】
NFDPM = ニコチンを除いた乾燥粒状物質（TPM−NFDPM = 水＋ニコチン）
NHFDPM = ニコチンと湿潤剤を除いた乾燥粒状物質
（NFDPM−NHFDPM=グリセロール）
【００４４】
【表２】
W ＝ 水
G ＝ グリセロール
【００４５】
実施例３
表３に示すサンプルを用いて他の実験的混合物を作製した。
【００４６】
【表３】
【００４７】
これら全ての例から明らかなように、本発明の喫煙可能な充填材材料を使用すると煙放出量において極めて有利な効果が得られる。
表は、特に本発明の喫煙可能な充填材材料が主流煙及び副流煙を著しく希釈することを示している。
さらに本発明の喫煙可能な充填材材料は、従来の紙巻タバコ製造条件にも良好に対応し、よって既存の装置を改良する必要がない。
本発明の喫煙可能な充填材材料を使用した場合、窒素含有化合物の少ない煙が得られる。また非燃焼性無機充填材を多く含むにも拘わらず、実質的な煙エーロゾルが発生し、これは主にグリセロールと水からなる。
最終製品は、また窒素が少なく且つ平均アンモニア態窒素が低い製品となる。
【００４８】
【表４】
【００４９】
実施例４
押し出し成形の一般的な工程を以下に説明する。
乾燥した混合物をチョーク（５０％）と、乾燥果実又は粉末状果実（２０％）と、予めゼラチン化されたデンプン（２０％）と、ヒドロキシプロピルセルロース（１０％）とで作製する。この混合物を押し出し機内に供給し、水とグリセロール（３乃至５％）とを同じく押し出し機に供給する。押し出しバレルをそれに沿っていくつかのポイントで加熱し、典型的には７０℃、１００℃、１１０℃、１２０℃及び１３０℃に加熱された押し出し領域を形成する。ダイでの圧力は、約３０バールで、どのような場合でも１００バールを超えてはならない。押し出し機のスクリュー形状は、材料が押し出しダイを出る際に吹き込み押し出し成形物（blown extrudate）となるように混合物に充分なエネルギー与えられるようなものでなければならない。形成された押し出し物は、管状又は発泡シート状になる。理想的には管状押し出し物は、その中央を介して長手方向に延びる小径の孔を有する。
押し出し物は好適な引き取りシステムによって押し出し機から取り除かれる。[0001]
The present invention relates to smokable filler materials, and more particularly to smokable filler materials used in cigarettes.
[0002]
For many years, filling materials suitable for use as tobacco replacement materials have been proposed. However, little research has been conducted on materials obtained from fruits. When fruits are used, see British Patent Specification 141288, which is a component that is usually added in small amounts to provide sugars and amino acids or as a structure-former. Similarly, U.S. Pat. No. 4,083,371 uses a similar material comprising husk with concentrated fruit and optional carob flour. In both of these prior documents, the organic combustible material, i.e. the main fuel material, occupying the majority of the structure-forming material is selected from rice husk, straw, bran or shell, i.e. cereal or nut shell.
[0003]
The present invention also provides a smokable filler material wherein the fruit material is or is one of the primary combustible fuel materials of the smokable filler material.
[0004]
The filler material of the present invention can also be used with or without another tobacco material, whether chopped tobacco leaves or chopped recycled tobacco sheet material.
[0005]
Furthermore, the smokable filler material of the present invention has a smoking quality that allows a product developer to select a flavor and casing suitable for providing an acceptable smoking and flavor.
[0006]
The smoke obtained from the smokable filler material according to the present invention can significantly reduce certain smoke components.
[0007]
The present invention provides a smokable filler material comprising a non-combustible inorganic filler material, a binder, and a fruit material as the main organic combustible fuel material.
[0008]
The inorganic filler material is preferably included in the range of 30 to 90% by weight of the dry material.
[0009]
The smokable filler material produced by casting is preferably in the range of 50-80% by weight of dry material, more preferably more than 60%, even more preferably more than 70% inorganic filler material including.
[0010]
Alternatively, the smokable filler material produced by the extrusion process comprises inorganic filler material, preferably in the range of 30 to 70% by weight of dry material. More preferably in the range of 35-60% by weight of dry material, even more preferably in the range of 45-55%, and even more preferably about 50% inorganic filler material.
[0011]
The binder is preferably contained in the range of 3 to 25% by weight of the dry material. More preferably the binder is comprised between 5 and 15% by weight of the dry material, even more preferably less than 12% and even more preferably less than 10%. Effectively, the binder is included at about 7.5% by weight of the dry material.
[0012]
The fruit material is preferably contained in the range of 2 to 50% by weight of the dry material. When making a smokeable filler material by casting, the fruit material is more preferably in the range of 5 to 15%, even more preferably 10% or more, and is particularly effective when included at about 12.5%. is there. When producing a smokable filler material by an extrusion process, the fruit material is preferably included in the range of 2 to 50% by weight of the dry material. Further, it is more preferably contained in the range of 10 to 30% by weight of the dry material, and even more preferably about 20%.
[0013]
The smokable filler material made by casting is effective if it contains 10-20% fruit, 10% sodium alginate, 70% chalk and 10% glycerol. An acceptable filler material can be made by using 7.5% sodium alginate and increasing the fruit content accordingly.
[0014]
The smokable filler material made by extrusion contains 10-20% fruit, 20% starch, 50% chalk, 10% hydroxypropylcellulose, and 0-10% glycerol. And effective.
[0015]
Non-combustible inorganic filler materials are silicates or aluminosilicates such as pearlite, aragonite, diatomaceous earth, talc and colloidal silica, metal oxides such as magnesium oxide, magnesium nitrate, calcium or magnesium carbonate or alumina, metal salts Alternatively, an inorganic filler material selected from the group consisting of hydroxides is preferable. The inorganic filler material is suitably a low density material of less than 5 g / cm 3 , preferably less than 4 g / cm 3 , more preferably less than 3 g / cm 3 . Mixtures of these fillers can also be used.
[0016]
The smokable filler material may comprise an organic filler. While this organic filler alone does not easily maintain combustion, it is useful to be an inert or nearly inert material that is more flammable in the mixture, ie, maintains combustion. Suitable organic fillers include insoluble alginate such as calcium or magnesium alginate, calcium pectate, treated or untreated wood pulp or unmodified cellulose such as alpha cellulose. Mixtures of inert organic fillers and inorganic fillers may also be used in the present invention.
[0017]
The organic filler is effective when included in the range of 0 to 40%. The organic filler serves to improve the ash forming properties of the smokable filler material. Also includes flammable organic materials with a natural low nitrogen content, ie, less than 0.25%, more effectively less than 0.20%, and even more effectively less than 0.1% by dry weight of nitrogen And effective.
[0018]
The binder is effective to be an organic binder such as an alginate, rubber, cellulose (modified or natural), pectin or pectin-based binder, carboxymethylcellulose sodium or sodium alginate such as a group I or II metal salt.
[0019]
More preferred binders are alginic acid based binders which are soluble alginates such as ammonium alginate, sodium alginate, sodium calcium alginate, calcium ammonium alginate, potassium alginate, triethanolamine alginate and propylene glycol alginate. These alginic acid-based binders provide preferred smoking mechanism, taste and flavor characteristics for the smokable filler of the present invention.
[0020]
Examples of the cellulose binder include cellulose derivatives such as sodium carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and cellulose ether. These binders are effective when extruding.
[0021]
Other organic binders include gums such as gum arabic, gatch gum, gum tragacanth, caraya gum, locust bean, acacia gum, guar gum, quince seeds or xanthan gum, or gels such as agar, agarose, carrageenan, hibamata and furcelleran. Can be mentioned. Pectin and pectin-based materials can also be used as binders. Starch can also be used as an organic binder. Other suitable rubbers may be selected with reference to handbooks such as “Industrial Rubber” by Academia Press, Ed Whistler. Inorganic non-combustible binders such as cements such as Portland cement can also be used. A combination of the above binders can also be used.
[0022]
In the case where the binder is an alginate, particularly a monovalent alginate, it is desirable to maintain the pH of the slurry between 3 and 5 during the processing step in order to improve the binding performance of the alginate. This may be done by balancing the content of fruit and inorganic filler or neutralizing the slurry by adding an acidic material such as citric acid or a basic material such as sodium carbonate.
[0023]
The fruit material is a fruit concentrate, ie fruit juice. Further, one or more of those derived from whole fruit, dried fruit, fruit pulp, fruit paste, fruit puree, fruit powdered extract or liquid residue produced when producing a liquid extract may be added. If a liquid extract is used, it is preferred that this extract is not a pure saccharide from fruit. Granulating the fruit material, for example, by mixing it with liquid fruit or syrup and an organic filler, or drying and granulating, is effective in some fruit derivatives to facilitate processing.
[0024]
The selected fruit preferably has a sugar content as low as 70% or less. In the case of fruits containing a large amount of sugar, it is effective to remove the sugar in advance so that the amount of sugar is preferably less than 20% when the fruit material is added.
[0025]
The fruit material is selected from processed fruit materials such as soft fruit, citrus fruit, berries or dried granules or dietary fiber. The fruit material is selected with a low nitrogen content, preferably less than 1.8%, more preferably less than 1.0%, even more preferably less than 0.6% on a dry weight basis. The fruit is preferably one or more selected from pineapple, mango, raisins, apples, bananas, apricots, lemons, peaches, kiwis and grapes. Of these, pineapple, mango and raisins are particularly preferred. These fruit seeds are not currently useful in the present invention.
[0026]
Each powdered extract or concentrate may be mixed with water until each is completely dissolved. The fruit pulp is preferably crushed and finely divided, while the fibers remain relatively inert. The fiber may be separated from the liquid to change the fiber to liquid ratio, if necessary. When using dried fruits, the fruits are preferably boiled in water. When using a fruit rich in sugar, it is preferably blended in order to boil and filter the fruit with, for example, a certain percentage of organic acid to remove the sugar, and then to make a uniform mixture or paste.
[0027]
The aerosol source preferably comprises glycerol and / or other aerosol forming compounds exemplified in Applicant's PCT application WO 96/07336. These other aerosol forming compounds include polyhydric alcohols such as propylene glycol and triethylene glycol, ethyl citrate, triacetin or triethylene glycol diacetate (TEGDA), and high boiling hydrocarbons. Other suitable aerosol forming means known to those skilled in the art may also be used.
[0028]
The aerosol generating means is preferably incorporated into the filler material at a rate of 0 to 30%. If the smokable filler material is made by a drum casting process, the aerosol generating means is more preferably included in the range of 5 to 15% by weight of the dry material, and even more preferably in a proportion of about 10%. When a smokable filler material is produced by the extrusion process, the aerosol generating means is more preferably included in the range of 0 to 10%, even more preferably 3 to 5% by weight of the dry material. The aerosol generating means is pumped into the barrel of the extruder. A plasticizer is also required. If the plasticizer is the same as one of those listed above as suitable aerosol forming means, it is preferred that the plasticizer be present in an amount such that it primarily does not generate an aerosol. The additional ingredients, i.e. ingredients other than the filler, fruit and binder, are selected according to the desired final material properties.
[0029]
Other taste and flavor materials such as flavors from rhizomes such as coffee, cocoa, caramel, ginger or licorice, tobacco dust or tobacco extract are also present in a proportion of less than 10%, preferably less than 5% of the weight of the dried material. It may be added to the smokable filler material.
[0030]
The smokable filler material of the present invention is preferably prepared by mixing all powdered materials (excluding the binder), adding water, and then gradually introducing the binder while high shearing the mixture. . Thereafter, water may be further added to obtain a desired viscosity.
[0031]
The final slurry viscosity is in the range of 60,000 to 400,000 centipoise, preferably 150,000 to 250,000 centipoise. The final viscosity depends on the method of casting (drum or band), extrusion or papermaking process used.
[0032]
The final slurry is suitable for casting, where the slurry is stored, conditioned, cut and made into a smokable filler material.
[0033]
Apart from the above method, the smokable filler material of the present invention may be made by extrusion, wherein the extrudate becomes a foamed or non-foamed material. Suitable expansion media or foaming means are described in detail in the Applicant's PCT application WO 96/07336, the description relating to the expansion media disclosed therein being incorporated herein by reference. Suitable swelling media include polysaccharides such as starch, pullulan, cellulose derivatives, solid blowing agents, in situ gas agents, organic gas agents, inorganic gas agents and volatile liquid blowing agents, inorganic salts and organic acids, etc. Is mentioned. The expansion medium may be partially replaced with an organic filler. Inflation medium, 0 to 40% by weight of dry material, preferably less than 30%, more preferably about 20% exists. Water is the most common preferred volatile swelling agent in such expansion systems. Other swelling agents are well known. The smokable filler material is advantageously prepared by mixing all the powdered material including the binder and then pumping water and glycerol into the barrel of the extruder. The extruded material may be a rod, strand, filament or sheet material, which is then cut to obtain a filler material. If the extruded strand or filamentary material is unable to draw air or smoke along it, the strand or filament may be woven or twisted. If the filler material is extruded as a rod, other downstream processing techniques may be employed to improve the pressure drop if desired. Various extrusion shapes are described in detail in the Applicant's PCT application, which is hereby incorporated by reference.
[0034]
The smokable filler material of the present invention may include a combustion additive to enhance its smoking characteristics. Depending on the characteristics of the filler, a combustion accelerator or a combustion inhibitor is selected as the combustion additive. Suitable combustion additives are selected from one or more of Group I or II metal salts such as acetates, citrates and other combustion promoters known to those skilled in the art. Suitable combustion inhibitors are, for example, magnesium hydroxide, monoammonium phosphate or magnesium chloride.
[0035]
The smokable filler material of the present invention may contain an ash enhancer, which is advantageously present in the filler in the range of 0-5%. Suitable ash enhancers include one or more of mica, perlite, clay, such as meteorite, kaolinite, talc, saponite, bentonite, and ash enhancers such as disodium orthophosphate, sodium carbonate or diammonium phosphate. It is done.
[0036]
The present invention also provides a smoking article comprising a smokable filler material rod according to the present invention wound on a wrapping paper.
[0037]
The smokable filler material of the present invention may constitute 100% of the rod wound with wrapping paper. Alternatively, the smokable filler material may be blended with tobacco-containing sheets such as chopped tobacco or recycled tobacco sheets. The amount of tobacco material in such a blend is preferably no more than 40%, more preferably less than 30% by weight of the final blend.
[0038]
Suitable wrapping paper is paper or a substantially non-flammable wrapping paper as detailed in WO 96/07336. The substantially non-combustible wrapping paper described in WO 96/07336 is hereby incorporated by reference. This substantially non-combustible wrapping paper advantageously comprises at least 65% inorganic particulate filler material, such as the inorganic materials described above.
[0039]
Conventional cellulose pulp wrapping paper has a transmittance of 2 to 300 CU, preferably less than 100 CU. Such a wrapping paper is also a paper with a low total filler amount as disclosed in the applicant's European patent application No. 0404580, for example containing less than 14% oxide or magnesium hydroxide.
[0040]
The present invention will be described based on the following examples so that the present invention can be easily understood and easily implemented.
[0041]
Example 1
A general process will be described below.
First, water, glycerol and chalk are mixed in a Silverstone mixer until a uniform slurry is produced. The fruit powder or concentrate is separately mixed with a small amount of water and stirred until completely dissolved. When using dried fruits, simmer for 20-30 minutes in tap water and mix with a food processor until a uniform paste is formed. Depending on the amount of sugar in the fruit used, filtration may be necessary to remove organic acids and sugars.
The resulting fruit paste or solution is added to the chalk slurry and mixed. It is important to adjust the pH depending on the alginate binder used. Because, when pH is low, the binding property of sodium alginate or ammonium alginate binder is adversely affected, and the quality of the obtained sheet material is lowered, so that the strength is insufficient, and after cutting, it is completely sent to the cigarette making machine. It is because it becomes impossible.
Finally, the binder is gradually added into the mixture with additional water as needed. The final viscosity of the slurry is ideal if it is in the range of 150,000 to 250,000 centipoise.
In the following examples, the slurry was cast on a drum caster to form a uniform sheet material. The obtained sheet material was stored at about 60% relative humidity (RH) for 24 hours before being cut using a Hauni tobacco cutting machine or paper cutting machine. After conditioning the strands for 48 hours, the material was ready to be made into cigarettes on a cigarette maker.
[0042]
Example 2
As a representative sample, a filler material capable of smoking was prepared using three kinds of fruits. Concentrated pineapple (75 ° BRIX) obtained from Hacks in London, powdered mango extract obtained from Key Ingredient in Cheltenham, and raisins (whole fruit) obtained from Tesco Supermarket were cast individually. The sheet material was processed and cut. The component ratio of each obtained sheet material is 7.5% for the fruit material, 12.5% for the sodium alginate binder, 70% for the coarse chalk inorganic filler, and 10% for the glycerol aerosol generator.
Each cut material was used to make a cigarette with a diameter of 24.70 mm and a length of 64 mm with a 5 CU wrap with a 20 mm cellulose acetate filter and 0.55% potassium citrate combustion additive. . Such a cigarette structure allows a direct comparison with a control commercially available cigarette, in this case a king size, full flavor Virginia style cigarette.
The cigarettes were smoked under standard machine smoking conditions of 35 ml smoke per second for 2 seconds. Smoked a statistically appropriate number of cigarettes (see “The Analyst,” Vol. 113, pages 1509-1513, published in October 1988 by Proctor, C et al.). In this case, 5 cigarettes were smoked per filter pad at one port, which was performed at 4 ports and the average was taken.
The amount of mainstream smoke emitted is shown in Table 1, and the amount of mainstream smoke reduction for symmetrical cigarettes is shown in Table 2.
[0043]
[Table 1]
NFDPM = dry particulate matter excluding nicotine (TPM-NFDPM = water + nicotine)
NHFDPM = dry particulate matter excluding nicotine and wetting agent (NFDPM-NHFDPM = glycerol)
[0044]
[Table 2]
W = water
G = Glycerol [0045]
Example 3
Other experimental mixtures were made using the samples shown in Table 3.
[0046]
[Table 3]
[0047]
As is evident from all these examples, the use of the smokable filler material of the present invention provides a very advantageous effect on smoke emissions.
The table shows in particular that the smokable filler material of the present invention significantly dilutes mainstream and sidestream smoke.
Furthermore, the smokable filler material of the present invention is well compatible with conventional cigarette manufacturing conditions, and thus does not require modification of existing equipment.
When the smokable filler material of the present invention is used, smoke with less nitrogen-containing compounds is obtained. In addition, despite the high content of non-combustible inorganic fillers, a substantial smoke aerosol is generated, consisting mainly of glycerol and water.
The final product is also a product with low nitrogen and low average ammonia nitrogen.
[0048]
[Table 4]
[0049]
Example 4
The general process of extrusion will be described below.
A dried mixture is made with chalk (50%), dried or powdered fruit (20%), pregelatinized starch (20%), and hydroxypropylcellulose (10%). This mixture is fed into the extruder and water and glycerol (3-5%) are also fed into the extruder. The extrusion barrel is heated at several points along it to form extrusion zones that are typically heated to 70 ° C, 100 ° C, 110 ° C, 120 ° C and 130 ° C. The pressure at the die is about 30 bar and in any case should not exceed 100 bar. The screw shape of the extruder must be such that enough energy is given to the mixture so that the material becomes a blown extrudate as it exits the extrusion die. The formed extrudate is tubular or foamed. Ideally, the tubular extrudate has a small diameter hole extending longitudinally through its center.
The extrudate is removed from the extruder by a suitable take-off system.
