JP6807387B2 - 吸着剤、その吸着剤を有する喫煙物品用フィルター、およびその喫煙物品用フィルターを有する喫煙物品 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、フィルター素材に油脂とソルビタン誘導体とを添加することで、主流煙に含まれる3,4−ベンズピレン等を吸収させることが記載されている。
特許文献2には、3つのフィルターセクションを少なくとも有するシガレット用フィルターが記載されており、それぞれのフィルターセクションには、(A)特定範囲の粘度を有する液状脂肪酸エステルまたは液状脂肪酸、(B)特定範囲の粘度を有するグリコール、(C)活性炭、を添加することが記載されている。これにより、たばこの主流煙に含まれる成分を効率的に濾過しうることが記載されている。
また、特許文献2に記載されている活性炭を吸着剤としてフィルターに添加した場合、主流煙に含まれる成分のうち、本発明で着目する特定範囲の炭素数の炭化水素の吸着が十分ではなかった。
[1]顆粒基材、融点が50℃以上の油脂及びポリオールを含む顆粒状の吸着剤。
[2] 融点が50℃以上の油脂が、融点が50℃以上の硬化油である、[1]に記載の顆粒状の吸着剤。
[3] 融点が50℃以上の硬化油が、パーム極度硬化油、ハイエルシン菜種極度硬化油、菜種極度硬化油、大豆極度硬化油、牛脂極度硬化油、豚脂極度硬化油から選ばれる1種以上である、[2]に記載の顆粒状の吸着剤。
[4] 顆粒基材が、デキストリン、デンプン、粉糖および結晶セルロースから選ばれる1種以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の顆粒状の吸着剤。
[5] 吸着剤全量を100重量%としたときの、融点が50℃以上の油脂の含有量が、10〜60重量%である、[1]〜[4]のいずれかに記載の顆粒状の吸着剤。
[6] [1]〜[5]のいずれかに記載の顆粒状の吸着剤を含む、喫煙物品用フィルター。
[7] [6]に記載の喫煙物品用フィルターを有する、喫煙物品。
顆粒基材として、デキストリンを用いる場合、顆粒基材におけるデキストリンの重量比率は、30重量%以上を挙げることができる。
顆粒基材として、粉糖を用いる場合、顆粒基材における粉糖の重量比率は、5重量%以上を挙げることができる。
顆粒基材として、結晶セルロースを用いる場合、顆粒基材における結晶セルロースの重量比率は、1重量%以上を挙げることができる。
顆粒基材として、デンプンを用いる場合、顆粒基材におけるデンプンの重量比率は、1重量%以上を挙げることができる。
顆粒基材として、デキストリン、粉糖、結晶セルロースを含む材料から作製されているものを例示することができる。
このとき、それぞれの成分の重量比率は、デキストリン30〜70:粉糖5〜10:結晶セルロース0〜30を挙げることができる。
また、本発明の吸着剤における顆粒基材の含有量は、吸着剤全量を100重量%としたとき、40〜90重量%である態様を挙げることができ、50〜80重量%であることが好ましい。
融点が50℃以上の油脂としては、融点が50℃以上の硬化油を挙げることができる。
硬化油とは、原料となる常温で液状の油脂に水素を付加して得られる加工油のことであり、本発明では融点が50℃以上の硬化油を用いることが好ましい。
融点が50℃以上の硬化油としては、パーム極度硬化油、ハイエルシン菜種極度硬化油、菜種極度硬化油、大豆極度硬化油、牛脂極度硬化油、豚脂極度硬化油などの食用の硬化油を挙げることができる。
融点が50℃以上の油脂は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を混合して用いることもできる。
本発明の吸着剤における、融点が50℃以上の油脂の含有量は、吸着剤全量を100重量%としたとき、10〜60重量%である態様を挙げることができ、10〜40重量%であることが好ましく、20〜30重量%であることがより好ましい。
上記のような含有量の範囲は、吸着剤の形状を顆粒状にするために好ましい。
顆粒状の吸着剤のサイズとしては、篩により分級される粒子のサイズが250〜1400μmである態様を挙げることができ、250〜500μmである態様も挙げることができる。
また、顆粒状の吸着剤は、顆粒を凝集させてある一定の大きさに成形したものとして用いてもよい。
本発明の吸着剤には、上記の成分に加えて他の任意の成分、例えば香料等を加えてもよい。そのような任意成分の含有量は、吸着剤の全量を100重量%としたときに、20重量%以下である態様を挙げることができ、10重量%以下であることが好ましい。
本発明の吸着剤の製造方法は、融点50℃以上の油脂を、その融点よりも高い温度で加熱して融解させる工程と、融解した油脂を顆粒基材に添加して撹拌し、ポリオールを添加してさらに撹拌した後に冷却する工程を含む態様を挙げることができる。冷却後、固形化した顆粒塊をオシレータのような解砕及び分級手段を用いて顆粒塊を解砕及び分級するための整粒工程をさらに含んでもよい。
融点50℃以上の油脂を加熱する際の温度としては、70〜80℃を挙げることができる。
また、顆粒基材を2種類以上用いる場合は、融解した油脂に添加する前に予め混合しておく。
また、喫煙物品用フィルターとしては単一のフィルターセクションを有するものだけではなく、複数のフィルターセクションを有するものも挙げることができる。
ここで、フィルターセクションとは、フィルターの吸引方向に沿って区切られる領域を意味する。複数のフィルターセクションを有するフィルターの場合、少なくとも一つのフィルターセクションに吸着剤が添加されていればよい。
また、吸着剤が添加されるフィルターセクションの位置については特に制限はなく、喫煙物品用フィルターの吸口端側のフィルターセクション、その逆側(たばこロッドに接続される場合、そのたばこロッド側)のフィルターセクション、または、それらの中間に位置するフィルターセクションに吸着剤が添加される態様を挙げることができる。
喫煙物品用フィルターに添加する際の態様については特に制限はないが、フィルター内に吸着剤をキャビティ充填する態様を挙げることができる。
なお、フィルター内に添加される顆粒状の吸着剤は、フィルターのセクション内において均一に分散される態様(単一のセクションからなるフィルターの場合はフィルター全体の内部に均一に分散される)を挙げることができるが、吸着剤がフィルター内に偏在する態様であってもよい。
喫煙物品用フィルターは、必要に応じてフィルター濾材を巻装するための巻取紙により巻装されてもよい。
さらに、上記のような繊維を用いずに、高分子量ポリエチレンのようなポリマーとセルロース誘導体のような結合剤及び本発明の吸着剤を組み合わせてフィルターを形成することも可能である。
喫煙物品用フィルターの吸引方向の長さについては特に制限はなく、通常の喫煙物品用フィルターに用いる長さを採用することができる。
喫煙物品用フィルター内に添加される吸着剤の量は、フィルター長10mm(フィルター円周16.8〜25.8mm)につき15〜200mgである態様を挙げることができ、25〜80mgであることが好ましい。
本発明の吸着剤を含む喫煙物品用フィルターにおいては、吸着剤からの周囲への油染みがないので、フィルター濾材中に油が染み出さず、喫煙物品用フィルターを巻装する巻紙にも油染みが生じたりすることがない。
シガレットに用いる場合は、フィルター付シガレットを構成するフィルターとして用いられる。本発明のフィルター付シガレットは、フィルターに本発明の吸着剤が添加されているものであること以外は、通常の構成を採用することができる。
そのような構成としては、たばこ刻みを充填剤とするたばこロッド、本発明の吸着剤が添加された喫煙物品用フィルター、喫煙物品用フィルターの濾材を巻装する巻取紙およびフィルターとたばこロッドを一体に巻装するチップペーパーなどのフィルター用巻紙や、たばこロッドのたばこ刻みを巻装するロッド用巻紙などを含むものを挙げることができる。
それらの構成の寸法や配置の仕方も、従来の条件と同じ条件を採用できる。
たばこロッドとフィルターの位置関係は、従来からのシガレットと同様に、たばこロッドの一端にフィルターを配置する態様を挙げることができる。
・融点が50℃以上の油脂:
−ハイエルシン菜種極度硬化油(融点:59℃)
上記油脂は、ケン化価177.5、ヨウ素価0.62、酸価0.04であり、脂肪酸としてエルシン酸を6〜48%含有し、その他リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸などにより構成される。
−大豆極度硬化油(融点:67℃)
上記油脂は、ケン化価191.4、ヨウ素価0.86、酸価0.02であり、脂肪酸としてパルミチン酸、リノール酸、オレイン酸などにより構成される。
−菜種油、大豆油、オリーブ油(いずれも常温で液状)
・顆粒基材; 結晶セルロース、粉糖、デキストリン
・グリセリン
・パン捏器(混練)、オシレータ(解砕)、オシレータ用金網(目開き1400μm)、JIS規格篩(分級、目開き500μm、250μm)
・加温器(油脂の融解)、ガラスビーカー(混練)
・粒子発生装置、真鍮管、1本掛け喫煙器、ケンブリッジフィルター、インピンジャ
1)デキストリン60重量%、粉糖6重量%、結晶セルロース1重量%の顆粒化基材を予めパン捏器にて撹拌混合した。
2)30重量%の油脂を秤量した。ハイエルシン菜種極度硬化油および大豆極度硬化油はガラスビーカーに入れ、加温器にて融解した。設定温度は70℃〜80℃に設定した。
3)完全融解した各硬化油または菜種油、大豆油あるいはオリーブ油をそれぞれ、1)の混合品に撹拌しながら添加した。
4)さらに撹拌しながら、グリセリン3重量%を添加した。
5)冷却して固形化した顆粒塊を、整粒を目的にオシレータにて解砕および分級した。250μm以上の粒子径からなる顆粒状の吸着剤を採取した。
なお、油脂の配合割合を増加または減少させる際には、上記のデキストリン、粉糖、結晶セルロースの配合比率を変えないようにして、吸着剤におけるこれらの配合割合を減少または増加させた。
上記製法により得られた顆粒状の吸着剤を市販品のシガレットのアセテートフィルター部にキャビティ充填した(ハンドメイド)。
27mm長のアセテートフィルターを10mmと17mmに切断した。10mmフィルターと17mmフィルターの間に顆粒状の吸着剤を50mg充填した。
粒子発生装置、真鍮管、ケンブリッジフィルター、インピンジャ、1本掛け喫煙器が直列に構成されるモデル試験系を使用した。
上記で得た顆粒状の吸着剤を、真鍮管に100mg充填した。またインピンジャに予めメタノール10mL(内部標準物質 n−デカン5μL/mLを含有)を充填した。
粒子発生装置に飽和炭化水素をはじめとする成分混合液(溶媒はプロピレングリコール)をマイクロシリンジにて注入し、200℃に加温することにより、成分を粒子化した。
成分混合液は1吸引毎に6μLずつ注入した。
吸引容量を35mL、吸引時間を2秒、吸引間隔を30秒、吸引回数を30回に設定し、喫煙器を稼働した。
吸引後に、真鍮管内の顆粒状の吸着剤部、ケンブリッジフィルター部、インピンジャ部のそれぞれをメタノール10mL(内部標準物質 n−デカン 5μL/mLを含有)にて抽出した。
上記各抽出液をGC/MSに供し、各部のピーク面積値を算出した。
顆粒状の吸着剤による成分吸着能を算出した。
ハイエルシン菜種極度硬化油を30重量%含む吸着剤は、炭素数11以上で蒸気圧1mmHg以下の飽和炭化水素化合物をはじめとする煙中成分を、50%以上吸着できることを確認した。
ハイエルシン菜種極度硬化油を用いた顆粒状の吸着剤のうち、粒径250〜500μmの顆粒については、粒径250〜1400μmの顆粒状の吸着剤に比して成分吸着率が上がる傾向を確認した。
大豆極度硬化油を30重量%含む顆粒状の吸着剤は、ハイエルシン菜種極度硬化油を30重量%含む顆粒状の吸着剤と同様の成分吸着傾向を示した。
菜種油または大豆油を30重量%含む顆粒状の吸着剤は、硬化油を用いた場合の顆粒状の吸着剤とは異なる成分吸着傾向を示した。
オリーブ油を30重量%含む顆粒状の吸着剤は、炭素数11以上で蒸気圧1mmHg以下の飽和炭化水素化合物をはじめとする煙中成分について低い吸着率を示した。
図1中の横軸(吸着成分の種類)において、Cの隣に番号が振ってあるもの、例えば「C9」は、炭素数が9の炭化水素(この場合はノナン)を意味する。
また、図の凡例において、「顆粒大」は粒径250〜1400μmのものであり、「顆粒小」は粒径250〜500μmのものである。
上記で作製したプロトタイプのシガレットフィルターを1週間静置した。
1週間後のプロトタイプのシガレットフィルターについて、シガレット巻紙もしくはチップペーパーへの油染みの有無を目視で確認した。
ハイエルシン菜種極度硬化油または大豆極度硬化油を10〜60重量%含む顆粒状の吸着剤は、時間が経っても巻紙やチップペーパーへの染み出しがないことを確認した。
また、本発明の吸着剤を含む喫煙物品用フィルターはシガレットに限らず、他の喫煙物品、例えば電子たばこ用のフィルターとして用いることもできる。
Claims (6)
- 顆粒基材、融点が50℃以上の油脂及びポリオールを含む顆粒状の吸着剤を含む、喫煙物品用フィルター。
- 融点が50℃以上の油脂が、融点が50℃以上の硬化油である、請求項1に記載の喫煙物品用フィルター。
- 融点が50℃以上の硬化油が、パーム極度硬化油、ハイエルシン菜種極度硬化油、菜種極度硬化油、大豆極度硬化油、牛脂極度硬化油、豚脂極度硬化油から選ばれる1種以上である、請求項2に記載の喫煙物品用フィルター。
- 顆粒基材が、デキストリン、デンプン、粉糖および結晶セルロースから選ばれる1種以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の喫煙物品用フィルター。
- 吸着剤全量を100重量%としたときの、融点が50℃以上の油脂の含有量が、10〜60重量%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の喫煙物品用フィルター。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の喫煙物品用フィルターを有する、喫煙物品。
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