JP5068817B2 - シガレット - Google Patents

Description

本発明は、シガレットの改良に関する。

従来、フィルターを有するシガレットにおいて、吸着剤、液状吸収剤、触媒などを用いて、主流煙中の蒸気相成分、セミボラタイル成分、ガス相成分を低減する技術が多数知られている。また、市販のシガレットにも、吸着剤としてのチャコールや、液状吸収剤としてのトリアセチン（グリセリントリアセテート、ＧＴＡ）が多く使用されている。

一方、濾過材を加熱する手段を備えた喫煙用フィルターが知られている（特許文献１）。この喫煙用フィルターでは、濾過材を加熱手段で加熱することによって、常温では濾過材にトラップされる粒子相成分の一部を揮発させるようにし、有害成分を取り除くとともにたばこの香喫味に対する影響を少なくしている。

しかし、蒸気相成分、セミボラタイル成分、粒子相成分、ガス相成分をトータルで大幅に低減でき、かつ香喫味が良好なシガレットは知られていない。
国際公開第２００４／０２１８１０号パンフレット

本発明の目的は、燃焼により生成する好ましくない成分を低減し、かつ良好な香喫味を与えるシガレットを提供することにある。

本発明の一態様に係るシガレットは、たばこロッドと、前記たばこロッドの下流に配置された、吸着剤および液状吸収剤から選択される少なくとも１種を含む第１のフィルターと、前記第１のフィルターの下流に配置された加熱用の第２のフィルターとを有することを特徴とする。

本発明によれば、燃焼により生成する好ましくない成分を低減し、かつ良好な香喫味を与えるシガレットを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るシガレットを示す概略図。 図２は、本発明の他の実施形態に係るシガレットを示す概略図。 図３は、本発明の他の実施形態に係るシガレットを示す概略図。 図４は、本発明の他の実施形態に係るシガレットを示す概略図。 図５は、本発明の他の実施形態に係るシガレットを示す概略図。 図６は、本発明の他の実施形態に係るシガレットを示す概略図。 図７は、本発明に係るシガレットによる煙成分の増減率を示す図。 図８は、本発明に係るシガレットによるフレーバーのデリバリー割合を示す図。

たばこロッドは、通常市販されているシガレットのたばこ刻を巻紙で巻いた単巻部分に相当し、特に種類は限定されない。

たばこロッドの下流に、吸着剤および液状吸収剤から選択される少なくとも１種を含む第１のフィルターが配置される。吸着剤はチャコール、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ、イオン交換樹脂からなる群より選択される少なくとも１種である。吸着剤は濾過材に担持された状態または充填層の状態にある。吸着剤は主に蒸気相成分を低減する作用を有する。液状吸収剤はグリセリントリアセテート（ＧＴＡ、トリアセチン）、クエン酸トリエチル（ＴＥＣ）などの可塑剤、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）などのポリオールからなる群より選択される少なくとも１種である。液状吸収剤は濾過材に担持された状態にある。液状吸収剤は主にセミボラタイル成分を低減する作用を有する。第１のフィルターに濾過材を用いて吸着剤や液状吸収剤を担持させる場合、アセテートやパルプ繊維などの通常のシガレットフィルター用濾過材が用いられる。

第１のフィルターの下流に加熱用の第２のフィルターが配置される。第２のフィルターは加熱デバイスまたは化学反応熱によって加熱される。第２のフィルターを構成する濾過材は、常温でのニコチン濾過率が３０％以上である。

本発明における第２のフィルターの常温でのニコチン濾過率（Ｅnic）とは、通常のたばこロッドをＩＳＯ条件下で燃焼させ、生成する煙を第２のフィルターに流通させたときに、ニコチンが低減する割合を表す数値である。第２のフィルターを通常のＴＮ（タール・ニコチン）分析で用いられるホルダーなどに装着し、たばこロッドと接続して実験に使用する。このとき、第２のフィルターを加熱しない。

Ｅnicは、以下のような方法で求めることができる。たとえば、第２のフィルターに捕集されたニコチン量と第２のフィルターから流出するニコチン量とを通常の方法で分析し、両者のニコチン量から濾過材で捕集されたニコチン量の割合を算出してＥnicとする（直接法）。第２のフィルターから流出するニコチン量は、通常のＴＮ分析で使用されるケンブリッジフィルターによる捕集分析法などによって評価することができる。また、Ｅnicは、別の方法で求めることもできる。すなわち、第２のフィルターを設けていないたばこロッドからのニコチン流出量と、たばこロッドの下流に第２のフィルターを設けたときの第２のフィルターからのニコチン流出量をそれぞれ分析し、両者のニコチン流出量から第２のフィルターにより捕集されたニコチン量の割合を算出してＥnicとしてもよい（間接法）。なお、通常市販されているシガレットのたばこロッドであれば、種類によってＥnicはほとんど変化しない。また、直接法でも間接法でも、Ｅnicの差はほとんど見られない。

通常のエアフィルターの場合、ＪＩＳ Ｂ ９９０８に規定された方法により粒子の捕集効率としてフィルター性能を示しているものが多い。たばこ粒子の平均径は０．２μｍ程度、ＩＳＯ条件での平均流量は１７．５ｍＬ／ｓである。常温において、ニコチンは蒸気では存在せず、ほとんどが粒子として存在するため、フィルターの目詰まりなどの影響を考慮する必要はあるが、０．２μｍ粒子の捕集効率をＥnicの指標として活用することもできる。

第２のフィルターより下流側に吸口端フィルターを設けてもよい。吸口端フィルターには、アセテートフィルター、ペーパーフィルター、ネオフィルターなどが用いられる。第２のフィルターより下流側に、希釈空気を導入するための開孔を設けてもよい。

さらに、触媒が濾過材に担持された状態または触媒が充填層の状態にある触媒部位を設けてもよい。触媒は主にガス相成分を低減する作用を有する。

第２のフィルターおよび吸口端フィルターのいずれか一方または両方に、熱をトリガーとして放出されるフレーバーを添加してもよい。

次に、図面を参照して本発明に係るシガレットについてより詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るシガレットの一部を破断して示す概略図である。たばこ刻を巻紙で巻いたたばこロッド１の下流に、吸着剤および／または液状吸収剤を含む第１のフィルター２、加熱用の第２のフィルター３、および吸口端フィルター４が、チップペーパー１０によって接続されている。吸口端フィルター４の周囲のチップペーパー１０には希釈空気導入孔１１が設けられている。

吸着剤および／または液状吸収剤を含む第１のフィルター２に濾過材を用いる場合、アセテートやパルプ繊維などの通常のシガレットフィルター用濾過材が用いられる。吸着剤としてはチャコール、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ、イオン交換樹脂などが用いられる。液状吸収剤としてはグリセリントリアセテート、クエン酸トリエチル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが用いられる。なお、吸着剤のみを充填層として配置してもよい。また、第１のフィルター２を構成する濾過材にフレーバーを添加して、煙中の成分を吸着するとともにフレーバーを放出させるようにしてもよい。

加熱用の第２のフィルター３を構成する濾過材には、常温でのニコチン濾過率が３０％以上であるものが用いられる。第２のフィルターは加熱デバイスまたは化学反応熱によって加熱される。第２のフィルター３を構成する濾過材にフレーバーを添加して、熱や水などをトリガーとしてフレーバーを放出させるようにすると、香喫味を補填するうえで好ましい。第２のフィルター３を構成する濾過材には必要に応じて有機酸や脂肪酸を添加してもよい。

加熱用の第２のフィルター３より下流に配置された吸口端フィルター４の周囲のチップペーパー１０に希釈空気導入孔１１を設けると、加熱された煙を吸引する前に冷却できるとともに、吸着剤および／または液状吸収剤を含む第１のフィルター２における煙の滞留時間を長くして煙成分の低減効果を向上させることができる。なお、第２のフィルター３を加熱するために外部デバイスを用いる場合、デバイスの形状や孔の位置を工夫することにより、指や口で孔を塞がないようにすることが好ましい。

吸口端フィルター４には、アセテートフィルター、ペーパーフィルター、ネオフィルターなどが用いられる。吸口端フィルター４を構成する濾過材にフレーバーを添加して、熱や水などをトリガーとしてフレーバーを放出させるようにすると、香喫味を補填するうえで好ましい。吸口端フィルター４を構成する濾過材には必要に応じて有機酸や脂肪酸を添加してもよい。

図２は本発明の他の実施形態に係るシガレットの一部を破断して示す概略図である。このシガレットは、吸着剤および／または液状吸収剤を含む第１のフィルター２と加熱用の第２のフィルター３との間に触媒部位５を配置したことを除いて図１と同様の構造を有する。吸着剤および／または液状吸収剤を含む第１のフィルター２の後段に触媒部位５を配置すると、触媒の被毒による性能劣化を抑制することができる。

触媒としては、塩化パラジウム／塩化銅からなるワッカー型酸化還元触媒のように常温で活性を有するものを用いてもよいし、貴金属触媒や酸化金属触媒のように高温で活性が上昇するものを用いてもよい。後者の場合、ガス相成分を低減する効果を高めるために、外部加熱デバイスを用いて触媒部位５を加熱し、加えて触媒の反応熱を利用することもできる。触媒部位５の熱を加熱用の第２のフィルター３の加熱に利用してもよい。この効果を高めるために、加熱用の第２のフィルター３の濾過材に触媒を担持させてもよい。

また、香喫味を改善するために、触媒部位５にフレーバーを担持させ、熱や水などをトリガーとしてフレーバーを放出させるようにすると、香喫味を補填するうえで好ましい。

図３は本発明の他の実施形態に係るシガレットの一部を破断して示す概略図である。このシガレットは、たばこロッド１と吸着剤および／または液状吸収剤を含む第１のフィルター２との間に触媒部位５を配置したことを除いて図１と同様の構造を有する。このシガレットは、加熱用の第２のフィルター３の熱が触媒部位５へ伝わりにくいので、常温で活性を示し加熱により活性を失うようなワッカー型酸化還元触媒を用いた場合に好都合である。

図４は本発明の他の実施形態に係るシガレットの一部を破断して示す概略図である。このシガレットは、加熱用の第２のフィルター３と吸口端フィルター４との間に触媒部位５を配置したことを除いて図１と同様の構造を有する。加熱用の第２のフィルター３の加熱温度以下で活性が高い触媒を用いる場合、加熱用の第２のフィルター３の熱を触媒部位５で有効利用できることから、この構成が好ましい。

図５は本発明の他の実施形態に係るシガレットの一部を破断して示す概略図である。このシガレットは、加熱用の第２のフィルター３と吸口端フィルター４との間に中空の冷却ゾーン６を配置したことを除いて図２と同様の構造を有する。冷却ゾーン６は中空の紙管などで構成される。吸口端フィルター４の耐熱性が低い場合、冷却ゾーン６を設けると、加熱用の第２のフィルターの熱が吸口端フィルター４に伝わりにくくなるので好ましい。また、冷却ゾーン６に希釈空気導入孔１１を設けると冷却効果が高まるため、さらに好ましい。

図６は本発明の他の実施形態に係るシガレットの一部を破断して示す概略図である。このシガレットは、加熱用の第２のフィルター３と吸口端フィルター４との間に加えて、触媒部位５と加熱用の第２のフィルター３にも中空の冷却ゾーン６を配置したことを除いて図５と同様の構造を有する。このシガレットは、加熱用の第２のフィルター３の熱が触媒部位５へ非常に伝わりにくいので、常温で活性を示し加熱により活性を失うようなワッカー型酸化還元触媒を用いた場合に好都合である。

図７は、本発明に係るシガレットによる煙成分の増減率を示す図である。図６に示す構成を有するシガレットを用いた。たばこロッド１には市販のマイルドセブンスーパーライト（登録商標）の単巻を用いた。第１のフィルター２にはトリアセチンおよびＰＥＧを添加したアセテートチャコールフィルターを用いた。触媒部位５は、ワッカー型触媒（トピー工業社製）を用い、充填層を形成した。加熱用の第２のフィルター３にはガラス繊維濾紙（Ａｄｖａｎｔｅｃ社製、ＧＡ２００）を用いた。吸口端フィルター４にはアセテートフィルターを用いた。ＩＳＯ条件で喫煙した場合に、希釈空気導入孔１１から５０％の空気が導入されるように孔のサイズおよび数を調整した。加熱用の第２のフィルター３のみを外部加熱デバイスにより１７５℃に加熱した。

図７の縦軸は、シガレットをＩＳＯ条件で喫煙した場合にデリバリーされる各煙成分量を、１Ｒ５Ｆ（ケンタッキーリファレンス）での各成分量に対する割合として示す。なお、本シガレットと１Ｒ５Ｆとではニコチンデリバリー量が多少異なるため、各煙成分量はニコチンデリバリー量あたりの値に換算して比較を行なった。図７において、ＡＮはアミノナフタレン、ＡＢＰはアミノビフェニル、ＢａＰはベンゾ［ａ］ピレンを示す。

その結果、図７に示した全ての煙成分について、本シガレットでは１Ｒ５Ｆに対してデリバリー量が低減していた。したがって、本発明に係るシガレットにより、たばこの燃焼により生成するガス相成分から粒子相成分に至るまでの好ましくない成分を大幅に低減できることが示された。

図８は、加熱用の第２のフィルター３および吸口端フィルター４のいずれかに各種のフレーバーを添加した図６に示す構成を有するシガレットについて、各フレーバーのデリバリー割合を示す。図８の横軸は各フレーバーの常温での蒸気圧を示す。

フレーバーをどちらのフィルターに添加した場合でも、常温での蒸気圧が高いフレーバーほどデリバリー割合が高くなる傾向が見られた。加熱用の第２のフィルター３にフレーバーを添加した場合、図示した常温での蒸気圧範囲内において十分なデリバリー割合が得られる。これに対して、吸口端フィルター４にフレーバーを添加した場合、常温での蒸気圧が１０Ｐａ以下のフレーバーはあまりデリバリーされない。これは、第２のフィルター３が１７５℃に加熱されるのに対し、吸口端フィルター４が常温でかつその上流で希釈空気が５０％導入されることから流通する煙温度が低下するためであると考えられる。以上の結果から、フレーバーの蒸気圧特性を考慮して、フレーバーの添加位置を最適に制御することにより、香喫味を補填する上で有効な手段となるフレーバーデリバリーを制御できることが示された。

Claims (6)

1. たばこロッドと、
   前記たばこロッドの下流に配置された、吸着剤および液状吸収剤から選択される少なくとも１種を含む第１のフィルターと、
   前記第１のフィルターの下流に配置された、常温でのニコチン濾過率が３０％以上である濾過材を含み、フレーバーが添加されている加熱用の第２のフィルターと、
   前記第１のフィルターと前記第２のフィルターとの間に設けられた、触媒が濾過材に担持された状態または触媒が充填層の状態にある触媒部位と、
   前記第２のフィルターの下流に設けられ、希釈空気を導入するための開孔を有する中空の冷却ゾーンと
   前記冷却ゾーンの下流に設けられた吸口端フィルターと
   を有することを特徴とするシガレット。
2. 前記吸着剤はチャコール、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ、イオン交換樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であり、前記吸着剤は濾過材に担持された状態または充填層の状態にあることを特徴とする請求項１に記載のシガレット。
3. 前記液状吸収剤はグリセリントリアセテート、クエン酸トリエチル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールからなる群より選択される少なくとも１種であり、前記液状吸収剤は濾過材に担持された状態にあることを特徴とする請求項１に記載のシガレット。
4. 前記第２のフィルターは加熱デバイスまたは化学反応熱によって加熱されることを特徴とする請求項１に記載のシガレット。
5. 前記吸口端フィルターは、フレーバーが添加されていることを特徴とする請求項１に記載のシガレット。
6. さらに、前記触媒部位と前記第２のフィルターとの間に、中空の冷却ゾーンを設けたことを特徴とする請求項１に記載のシガレット。

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