JP5227793B2 - 非燃焼型喫煙物品 - Google Patents

Description

本発明は、非燃焼型喫煙物品用炭素質熱源組成物、及び非燃焼型喫煙物品に関する。

タバコは、タバコの葉を燃焼させることによりヒトの味覚・嗅覚を通じて煙（エアロゾル）中の香味を味わう香味発生剤の代表的なものである。

近年、タバコに代わりまたはタバコに加えて、タバコの葉を燃焼させずに、タバコの香喫味やエアロゾルを楽しむための非燃焼型喫煙物品が開発されている。これら非燃焼型喫煙物品は、先端に取付けた発熱部材である熱源と、適当な基材に香喫味成分を保持させたエアロゾル発生材を含むエアロゾル発生セクションを備え、熱源とエアロゾル発生セクションとは、物理的に分離されている。このタイプの喫煙物品は、熱源を燃焼させ、その燃焼熱によりエアロゾル発生材を燃焼させることなく加熱し、香喫味成分を含むエアロゾルを発生させるものであり、喫煙者はこのエアロゾルを吸引して香喫味を味わう。熱源としては、もっぱら炭素質熱源が使用される。

従来、非燃焼型喫煙物品では、喫煙時に得られるエアロゾルの量が慣用の紙巻タバコ等によって得られるエアロゾルの量と比べ少なく、喫煙の満足感が得られないものが多い。そこで、非燃焼型喫煙物品について、発生するエアロゾルの量を増大させるための提案がなされている。

特開平５−２０７８６８には、炭素、バインダ、タバコ、及びナトリウムを含むフューエルエレメント用の炭素質フューエル組成物が開示されている。ナトリウムをフューエル組成物に添加することにより、くすぶり速度及びパフカロリーを向上させ、発生するエアロゾルの収量を改善させている。

しかし、この炭素質フューエル組成物では、添加するナトリウム量を増加させてゆくと、エアロゾル収量が増加する一方で、一酸化炭素生成量もかなりな程度に増加してしまう。

本発明は、熱源の燃焼による一酸化炭素生成量の増加を最小限に抑制しながら、発生するエアロゾル量を増加させることができる非燃焼型喫煙物品用炭素質熱源組成物、及びかかる組成物から構成される熱源を備えた非燃焼型喫煙物品を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、本発明の第１の側面によれば、カーボンを含み、多価アルコールを０．５〜５重量％の割合で含有することを特徴とする非燃焼型喫煙物品用炭素質熱源組成物が提供される。

図１は、非燃焼型喫煙物品の一例を示す断面図である。 図２は、グリセリン含有率とＴＰＭ増加率及び着火改善率との関係を示すグラフである。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

本発明の非燃焼型喫煙物品用炭素質熱源組成物は、カーボンを含み、多価アルコールを、炭素質熱源組成物の合計重量の０．５〜５重量％含有する。多価アルコールの量が０．５重量％未満であると、発生するエアロゾル（ＴＰＭ）量が有意に増加しない。また、多価アルコールの量が５重量％を超えると、熱源の燃焼による一酸化炭素（ＣＯ）の増加率が大きくなる。特に、多価アルコールを１．０重量％以上（５重量％以下）含有する場合、当該組成物から形成される熱源は、着火性が有意に向上したものとなる。また、多価アルコールを１．０重量％以上（５重量％以下）含む熱源を用いると、ＴＰＭ量がより一層増加する。

多価アルコールとしては、グリセリンまたはプロピレングリコール等を用いることができる。

通常、本発明の炭素質熱源組成物には、多価アルコールとカーボンに加えて、カーボンを結着させるためのバインダが含まれる。バインダの量は、炭素質熱源組成物の合計重量の５〜１５重量％であることが好ましい。バインダの量が５重量％未満であると、バインダによる結着力が十分に発揮されない傾向にある。また、バインダの量が１５重量％を超えると、カーボンの量が減少する結果、熱源が十分に燃焼されない傾向にある。

バインダとしては、アルギン酸塩（例えば、アンモニウム塩、ナトリウム塩）、カルボキシメチルセルロース又はその塩（例えば、ナトリウム塩）、ペクチン、及びカラギーナン又はその塩（例えば、ナトリウム塩）、グアーガム等を用いることができる。

さらに、本発明の炭素質熱源組成物は、炭酸カルシウム（粒子）を含むことができる。炭酸カルシウムは、これを含める場合、炭素質熱源組成物の合計重量の３０〜５５重量％の割合で配合することが好ましい。炭酸カルシウムの量が３０％未満であると、その燃焼抑制効果が十分に発揮されない傾向にある。また、炭酸カルシウムの量が５５重量％を超えると、喫煙物品のパフ回数が著しく減少するため、実用上不適当である。

本発明の炭素質熱源組成物は、既述のように、０．５〜５重量％の多価アルコールを含有するものであり、バインダ及び（または）炭酸カルシウムをさらに含有する場合を含めて、残部はカーボンである。使用するカーボン（粒子）の由来（原料）に特に制限はなく、既知のいずれものカーボンを用いることができる。

本発明の炭素質熱源組成物は、押し出し成形等の成形手段により、熱源として成形することができる。この際、多価アルコールは、成形前に予め他の原料と混合するか、または成形機の混合／練り部に多価アルコールの供給ノズル等を取付けておき、成形機での成形時にこのノズルから多価アルコールを他の原料に供給することができる。

本発明の非燃焼型喫煙物品は、加熱によりエアロゾルを発生するエアロゾル発生セクションと、このエアロゾル発生セクションの一端に、該エアロゾル発生セクションとは物理的に分離して設けられた熱源を備え、この熱源は、本発明の炭素質熱源組成物から構成されている。本発明の喫煙物品は非燃焼型であるので、燃焼型喫煙物品に見られる燃焼時に発生する燃焼線は、エアロゾル発生セクションには全く存在しない。

本発明の非燃焼型喫煙物品は、多価アルコールを含有しない炭素質熱源を使用した非燃焼型喫煙物品と比較して、一酸化炭素の増加率を例えば５％以下に抑制しながら、ＴＰＭを例えば１６．０％以上増加させることができる。

特に、多価アルコールを１．０〜５重量％の割合で含む熱源は、その着火時間が多価アルコールを含有しない炭素質熱源と比較して、１１％以上改善され得る。

以下、本発明の非燃焼型喫煙物品の一例を図１を参照して説明する。

図１に示す非燃焼型喫煙物品１０は、加熱されて香喫味成分を含むエアロゾルを発生するエアロゾル発生セクション１１を有する。図１に示す例では、このエアロゾル発生セクション１１は、第１エアロゾル発生部分１１１と第２エアロゾル発生部分１１２から構成されている。第１エアロゾル発生部分１１１は、アルミニウム、ステンレス鋼等の熱的に安定な材料で形成された円筒（図示せず）内に、例えばシートタバコ及びタバコ刻みを充填したものであり、第２エアロゾル発生部分１１２は、同様の円筒（図示せず）内に、例えばタバコ刻みを充填したものである。第１エアロゾル発生部分１１１と第２エアロゾル発生部分１１２は、互いに接して喫煙物品１０の長手方向に位置する。

エアロゾル発生セクション１１の先端（第１エアロゾル発生部分１１１の先端）に、本発明の組成物からなる円柱状炭素質熱源１２が、エアロゾル発生セクション１１と物理的に分離されるように設けられている。熱源１２には、外部空気を取り込むための貫通孔１２１が軸方向に設けられている。熱源１２は、通常、その外周を、例えばガラスウールからなる耐熱部材１３で囲まれている。エアロゾル発生セクション１１の後端（第２エアロゾル発生部分１１２の後端）には、通常のフィルタ１４を取付けることができる。エアロゾル発生セクション１１及びフィルタ１４の全外周と、耐熱部材１３で囲まれた熱源１２の一部外周とは、断熱材からなる包被材料１５により巻かれ、それによりこれら３つの部材は一体化される。このような非燃焼型喫煙物品は、通常のシガレットの外観を有し得る。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１〜４、比較例１
下記表１に示すように、グリセリン（０．５〜５重量％）、カーボン（４５．０〜４９．５重量％）、バインダであるアルギン酸アンモニウム（１０重量％）、及び炭酸カルシウム（４０．０重量％）からなる組成物から炭素質熱源を成形した。この炭素質熱源を用いて図１に示す構造の喫煙物品を作製した。比較例１として、グリセリンを添加しなかった炭素質熱源を用いて喫煙物品を同様に作製した。これら喫煙物品を、標準喫煙条件下（ＴＩＯＪ標準測定法［第４版］付則１）で自動喫煙機により喫煙燃焼させ、ＴＰＭ生成量、ＣＯ生成量、パフ回数を測定した。

また、実施例１〜４と比較例１の喫煙物品について、熱源の着火時間を測定した。一回目のパフを、２秒／３５ｃｃの空気吸引量の条件下で任意に設定してライターで着火させ、標準喫煙条件（ＴＩＯＪ標準測定法［第４版］付則１）での２回目のパフのときに、熱源の先端面全体が燃焼し、この熱源の先端面全体の燃焼が、２回目以降のパフについても５回以上連続して観測された場合、１回目のパフ設定値を着火時間とした。

以上の結果を表２に示す。表２には、比較例１のＴＰＭ生成量と、ＣＯ生成量と、着火時間を基準として算出した、ＴＰＭ増加率、ＣＯ増加率、着火改善率も示す。さらに、表２に示すグリセリン含有率とＴＰＭ増加率および着火改善率の関係を表すグラフを図２に示す。図２において、線ａは、ＴＰＭ増加率を示し、線ｂは、着火改善率を示す。

以上の結果が示す通り、グリセリンを０．５〜５重量％の割合で含有する炭素質熱源組成物から得られる炭素質熱源を用いた実施例１〜４の喫煙物品は、グリセリンを含有しない炭素質熱源を用いた比較例１の喫煙物品と比べて、ＴＰＭ生成量が１６．４％以上（最大で３５．８％）増加している。また、実施例１〜４の喫煙物品では、ＣＯの増加もほとんどない。また、ＴＰＭ生成量は、グリセリン含有率が０．５重量％（実施例１）から５重量％（実施例４）に至るまで、グリセリン含有率が増加するにつれ向上している。特に、グリセリン含有率が１．０重量％以上であると、ＴＰＭ生成量が顕著に向上する（実施例２〜５）。さらに、着火時間については、グリセリン含有率が１％以上（実施例２〜５）で、１１．１〜１６．７％改善されている。グリセリン含有率が０．５％のもの（実施例１）は、着火時間は改善されないものの、ＴＰＭ増加率が１６．４％と向上したものとなった。

すなわち、熱源組成物中のカーボン量を調節してＣＯ生成量の増加を抑えながら、グリセリンを添加することにより、ＴＰＭの生成量を増加させることができる。

なお、図２からも明らかなように、５％を超える量のグリセリンを添加してもＴＰＭ増加率は大きく向上しない上、５％を超える量のグリセリンは、熱分解生成物を増加させる懸念があるため好ましくない。

以上説明したように、本発明によれば、非燃焼型喫煙物品用炭素質熱源組成物において、多価アルコールの量を０．５〜５重量％の範囲内に設定するという単純な構成を採ることにより、熱源の燃焼による一酸化炭素生成量の増加を最小限に抑制しながら、エアロゾル発生部材から発生するエアロゾル量を増加させることができる。

さらなる利益及び変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。したがって、添付の請求の範囲及びその均等物によって規定される本発明の包括的概念の真意又は範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。

Claims (3)

1. 加熱によりエアロゾルを発生するエアロゾル発生セクションと、前記エアロゾル発生セクションの一端に前記エアロゾル発生セクションと物理的に分離して設けられ、前記エアロゾルセクションを実質的に燃焼させることなく加熱するための熱源を備え、前記熱源はカーボンを含み、グリセリンを１．０〜５重量％の割合で含有し、炭酸カルシウムを３０〜５５重量％の割合で含有する炭素質熱源から構成されていることを特徴とする非燃焼型喫煙物品。
2. 前記炭素質熱源はバインダをさらに含む請求項１に記載の非燃焼型喫煙物品。
3. 前記炭素質熱源は前記バインダを５〜１５重量％含有する請求項２に記載の非燃焼型喫煙物品。

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