JP6978200B2 - たばこ用にろうが封入されたゼオライト風味送達システム - Google Patents

Description

本開示は、喫煙物品用の風味送達システムに関連し、ここで風味材料はゼオライトに混入され、ろうに封入される。この風味送達システムは、喫煙物品用のたばこと組み合わせることができる。

紙巻たばこなどの可燃性喫煙物品は一般に、たばこロッドを形成する紙ラッパーによって囲まれた細かく切られたたばこのたばこ基体（通常はカットフィラーの形態）を持つ。紙巻たばこは、紙巻たばこの一方の端に点火し、たばこロッドを燃焼することにより、喫煙者によって使用される。次に喫煙者は、典型的にフィルターを含む紙巻たばこの反対の端または口側の端で吸い込むことにより、主流煙を受け入れる。これらの従来的な紙巻たばこは、たばこを燃焼させ、揮発性化合物を主流煙中に放出する温度を発生させる。主流煙の風味を変化させるために、メントールなどの風味剤を含む単一および複数セグメントのマウスピースフィルターを備えた紙巻たばこを提供することは周知である。

たばこ基体などのエアロゾル発生基体が燃焼式ではなく加熱式である数多くの喫煙物品も周知である。こうした物品は、エアロゾル発生物品と呼ばれることがある。エアロゾル発生物品を使用するシステムの例には、たばこを含む基体を摂氏２００度よりも高い温度に加熱してニコチンを含むエアロゾルを生成させるシステムが含まれる。一般にこうした加熱式エアロゾル発生物品では、吸入可能なエアロゾルは、熱源の中、周りまたは下流に位置し得る、熱源からエアロゾル形成基体または材料への熱伝達によって生成される。エアロゾル発生物品の消費中、揮発性化合物は、熱源からの熱伝達によってエアロゾル形成基体から放出され、物品を介して引き出された空気中に一緒に運ばれる。放出された化合物が冷めるにつれて凝結してエアロゾルを形成し、これが消費者によって吸い込まれる。

これらの喫煙物品の製造中、たばこ基体は加熱または乾燥されて、例えば水が除去される。この加熱または乾燥の工程中、風味剤などの揮発性化合物がたばこ基体から除去され、喫煙用の最終的物品の味覚を変化させる。現時点では、風味剤は乾燥済みたばこ基体上に噴霧され、「トップローディング」と呼ばれる。この手順は、たばこ基体上の風味の用量および最終濃度が環境条件および吹き付け装置の設計に依存することがあるため困難である。さらに、風味が保管中にたばこ基体から移動したり放出されたりすることがある。これらすべての要因は、不必要な製品味覚の可変性につながりかねない。

喫煙物品の味覚の均一性およびたばこ基体（たばこロッドまたはエアロゾル発生基体）に添加された風味の保管の安定性が改善されることが望ましい。

本明細書に記載した発明の風味送達システムは、従来的な燃焼式喫煙物品で、またはエアロゾル発生喫煙物品のエアロゾル発生基体で利用することができる。風味送達システムは、予測可能で安定した風味の徐放を喫煙物品に提供できる。これはエアロゾル発生基体の製造時に加熱されるエアロゾル発生基体と組み合わせた時に特に有用である。

本明細書で説明した通り、たばこ用の風味送達システムは、ゼオライト内に混入され、ろう内に封入された風味材料を含む。ろう材料は、摂氏約１００度以上の融点を持つことが好ましい。風味材料は、疎水性液体とすることができる。ゼオライト材料は、疎水性液体とすることができる。喫煙用組成物は、風味送達システムおよびたばこを含む。たばこは均質化したたばこまたはキャストリーフたばこであることが好ましい。

本明細書で説明した風味送達システムの様々な態様は、標準的たばこ成分に比較して１つ以上の利点を持ちうる。例えば、風味送達システムは、風味送達システムを含まないたばこ成分と比較して、改善された風味体験を提供する。ろう材料およびゼオライト材料は、たばこ成分の風味ノートには貢献したり変化させたりしない。ろう材料は、これらのたばこ成分を含む喫煙物品の製造および保管時に風味材料を保護するために風味を混入したゼオライトコアを封入し、その一方で、喫煙物品の消費時に予測可能な形で風味材料を放出する。風味送達システムをたばこ材料と組み合わせてたばこ組成物を形成することによっても、たばこ組成物全体での風味材料の均一な分布が提供される。風味送達システムは、エアロゾル発生基体の製造中に変化したたばこ風味ノートを置き換えたり向上させたりできる。さらに、風味を混入したゼオライトコアを囲むかまたは封入するろう被覆またはシェルは、たばこ組成物の製造または保管時にコアを風味材料の放出からさらに保護する熱的ヒートシンクとして作用しうる犠牲的な層とすることができる。当業者にとって、本開示を読んで理解することで、本明細書で説明した風味送達システムの１つ以上の態様のさらなる利点は明らかであろう。

「ろう材料」という用語は、疎水性であり、かつ摂氏２００度よりも低い温度で融けた液体の状態（滴点）に変化し、また実質的に灰を形成する化合物が含まれていない、天然または合成のろう製品を意味する。

「風味剤」または「風味」という用語は、その消費中にたばこ基体の味覚または芳香の特性を変化させる、感覚受容性の化合物、組成物、または材料を意味する。

「ゼオライト材料」という用語は、微孔性構造を持つシリカ系の材料を意味する。一般にゼオライトは、微孔性のアルミノケイ酸材料である。

「喫煙物品」という用語は、紙巻たばこ、葉巻たばこ、シガリロおよびたばこなどの喫煙可能材料が点火されて燃焼されて煙を生成するその他の物品を含む。「喫煙物品」という用語はまた、喫煙用組成物を燃焼させることなく直接的または間接的に喫煙用組成物を加熱する喫煙物品や、喫煙用組成物を燃焼も加熱もしない喫煙物品などを含むがこれに限定されない、喫煙用組成物が燃焼するのではなく、むしろ空気の流れまたは化学反応を使用して、喫煙可能材料からニコチン、風味化合物またはその他のたばこ基体を送達する物品を含む。

本明細書で使用される時、「煙」または「主流煙」という用語は、喫煙物品のたばこ基体を加熱または燃焼することにより生成されるエアロゾルを描写するために使用される。喫煙物品によって生成されるエアロゾルは、例えば、紙巻たばこなどの可燃性の喫煙物品によって生成される煙、またはエアロゾル発生物品を含む加熱式喫煙物品もしくは非加熱式喫煙物品などの不燃性の喫煙物品によって生成されるエアロゾルでもよい。

本明細書で使用される時、「アトマイジング」という用語は、液体（融けた物質を含みうる）、溶液、乳濁液、またはそれらの組み合わせが、噴霧器内の１つ以上のオリフィス内を流れて、小滴または粒子に分かれるようになる工程を意味する。

本発明の開示は、喫煙物品用の風味送達システムを提供する。風味送達システムはコアを形成するゼオライト材料に混入された風味材料を含む。ろう材料は、コアを囲み、封入されたコアまたは二重に封入された風味材料を形成する。

本明細書で説明した風味送達システムは、風味剤を喫煙物品に組み込むための改良された方法を提供する。喫煙物品で使用される風味剤のタイプは一般に、比較的揮発性があり、製造および保管時に容認できるレベルの風味剤を喫煙物品内に保持することは困難である。揮発性の風味剤はまた、喫煙物品の他の部分に移動することもあり、フィルター内に提供されている任意の吸収材などの喫煙物品の他の構成要素の性能に悪影響を与えることがある。

風味送達システムは、周辺の環境の温度を上げることによって、風味または風味剤をその周辺の環境に制御できる形で放出できる。ろう材料はコアの周りにシェルを形成する。ろう材料は、摂氏約１００度を越える融点（滴点）を持つことが好ましい。融点（滴点）は、ＡＳＴＭ Ｄ３９５４−９４（２０１０）で知られているろうの滴点の標準試験方法を使用して決定できる。

風味または風味剤は、ゼオライト材料内に分散させることができる。数多くの実施形態で、風味または風味剤は、ゼオライト材料内に超臨界二酸化炭素と共に混入される。次にコア粒子は、ろう材料を用いて封入して、封入されたコアを形成することができる。

コア粒子は、封入されたコアを形成する時、ろう材料内に分散させることができる。コア粒子は、ろう材料が融けた形態である時、ろう材料内に分散されることが好ましい。封入されたコア粒子は、任意の有用な方法によって形成されることができる。封入されたコア粒子は、融けたろうおよびコア粒子の混合物を噴霧冷却することによるアトマイゼーションなど、任意の有用な方法によって形成されることが好ましい。

噴霧冷却は、例えば従来的な噴霧乾燥よりも均質の粒子サイズを提供する。さらに、噴霧冷却は、風味にかかる熱の量を低減し、従って風味材料の蒸発または望ましくない変化による損失が低減される。噴霧冷却は、風味材料の改変または望ましくない変化をさらに減少させるために、二酸化炭素または窒素などの不活性ガスを併用して実施されることが好ましい。

風味剤を吸収できる任意の有用なゼオライト材料を、コア粒子を形成するために利用できる。数多くのゼオライトが合成されてきており、また数多くの天然のゼオライトが周知である。ゼオライトは、「疎水性」または「脱アルミ化」ゼオライトとして分類されてきた。疎水性の度合いはＳｉ／Ａｌ比によって示される。高いＳｉ／Ａｌ比を持つゼオライトは、フレームワークの満たされる量が少なく、一般に「疎水性」または「脱アルミ化」といわれ、「親水性」と表される高いアルミナ含有量のゼオライトについてはその逆である。疎水性ゼオライトのいくつかの例には、シリカライト、モルデナイトおよびゼオライトＹが含まれる。これらのゼオライト間に存在する差異の一つは、ゼオライト結晶内に存在する空孔のサイズと利用可能性にある。例えば、シリカライトおよびゼオライトＹは、簡単にアクセス可能な３次元の空孔システムを持ち、一方でモルデナイト内の空孔システムは２次元であり、従ってそれほど簡単にはアクセスできない。空孔サイズに関しては、ゼオライトＹとモルデナイトの両方は、空孔サイズがそれぞれ約７ Ａおよび７．５ Ａの周知のものとしては最大のゼオライト群に属し、その一方でシリカライトは、空孔の直径は約５．５ Ａである（Ｄ．Ｗ．Ｂｒｅｃｋ著、「ゼオライト分子ふるい」（Ｚｅｏｌｉｔｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｉｅｖｅｓ）、Ｗｉｌｅｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９７４を参照）。ただし、疎水性脱アルミ化ゼオライトによる選択的な分子吸収のサイズの制限があり、また多くの場合に、疎水性ゼオライトは大き過ぎてその微孔性構造に適合しない分子を吸収できない。風味の混入にとっては、ゼオライト材料は疎水性であることが好ましい。

実例となる疎水性ゼオライト材料は、Ｃｈｅｍｉｅｗｅｒｋ（ドイツ）製の商品名称ＵＫ８およびＵＺ８が商業的に入手可能である。実例となる親水性ゼオライト材料は、Ｓｉｌｋｅｍ（スロベニア）製の商品名称１３Ｘ８および４ａが商業的に入手可能である。

数多くの実施形態で、ゼオライト材料は、約１００マイクロメートル未満、または約５０マイクロメートル未満または約２０マイクロメートル未満の粒子サイズを持つ。数多くの実施形態で、ゼオライト材料は、約１マイクロメートルよりも大きい、または約５マイクロメートルよりも大きい、または約１０マイクロメートルよりも大きい粒子サイズを持つ。ゼオライト材料は、約１マイクロメートル〜約５０マイクロメートルまたは約１〜約２０マイクロメートルの範囲の粒子サイズを持つことが好ましい。

風味剤は、任意の有用な方法によりゼオライトの微孔性構造に浸み込ませることができる。風味剤を超臨界二酸化炭素含浸によってゼオライトの微孔性構造に浸み込ませることが好ましい。下記の例で説明した通り、風味剤は、単相を形成する温度および圧力で二酸化炭素内に分散される。この単相が、ゼオライトの微孔性構造に浸み込ませ、風味剤をゼオライト材料内に混入させる。

風味剤または風味は、液体または固体の風味（摂氏約２２度の室温および１気圧で）とすることができ、風味製剤、風味を含有する材料および風味前駆体が含まれうる。風味剤は、１つ以上の天然風味剤、１つ以上の合成風味剤、または天然および合成の風味剤の組み合せを含みうる。風味は液体であることが好ましい。風味は疎水性液体であることが好ましい。

疎水性液体風味は一般的に、有機溶剤中に溶けやすいが、水にはほんのわずかだけ溶ける。この疎水性液体風味は、３０ＭＰａ^1/2未満のヒルデブラント溶解性パラメータを特徴とすることが好ましい。ほとんどの油性の液体の水との不適合性は、実際にはヒルデブラントの溶解性パラメータδによって表現されることができ、これは一般的に、２５ＭＰａ^1/2未満であるが、水については同一のパラメータが４８ＭＰａ^1/2であり、またアルカンについては１５〜１６ＭＰａ^1/2である。このパラメータは、分子の凝集エネルギー密度に相関した有用な極性スケールを提供する。自然な混合が起こるためには、混合される分子のδの差を最小限に維持しなければならない。溶解性パラメータハンドブック（Ｔｈｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｅｄ．Ａ．Ｆ．Ｍ． Ｂａｒｔｏｎ、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、Ｂｏｃｃａ Ｒａｔｏｎ、１９９１）には、数多くの化学物質のδ値のリストが掲載されている他、複雑な化学構造についてδ値が計算されるようにするために推奨されるグループ貢献方法が記載されている。

風味剤または風味は、天然または合成に由来する各種の風味材料を意味する。これらには、単一の化合物および混合物が含まれる。風味または風味剤は、不燃性の喫煙物品の体験を向上させて、例えば、燃焼式の喫煙物品の喫煙から生じるものと類似した体験を提供する風味属性を持つことが好ましい。例えば、風味または風味剤は、口充足感および複雑さなどの風味属性を高めることができる。複雑さは、単一の感覚属性が支配的にならず風味のバランス全体がより豊かなものであることとして、一般的に知られている。口充足感は、消費者の口および喉の中での豊かさおよび量の認識として説明される。

適切な風味および芳香には、たばこ、煙、メントール、ミント（ハッカおよびオランダハッカなど）、ユーカリ、セージ、チョコレート、甘草、柑橘類およびその他の果物風味、γ八量体、バニリン、エチルバニリン、口臭消臭風味、スパイス風味（シナモンなど）、サルチル酸メチル、リナロール、ベルガモット油、ゼラニウム油、レモン油、およびジンジャー油、およびこれに類するものなどの任意の天然または合成の風味または芳香が含まれるが、これらに限定されない。

その他の適切な風味および芳香は、酸、アルコール、エステル、アルデヒド、ケトン、ピラジン、その組み合わせまたは混合物およびそれに類するものを含めた群から選択される風味化合物を含みうる。適切な風味化合物は、例えば、フェニル酢酸、ソラノン、メガスチグマトリエノン、２−ヘプタノン、ベンジルアルコール、ｃｉｓ−３−ヘキセニルアセタート、吉草酸、吉草酸アルデヒド、エステル、テルペン、セスキテルペン、ノートカトン、マルトール、ダマセノン、ピラジン、ラクトン、アネトール、ｉｓｏ−ｓ吉草酸、その組み合わせ、およびこれに類するものから構成される群から選択されうる。

風味のさらなる特定的な例は、現行の文献、例えば、「香水および風味の化学物質（Ｐｅｒｆｕｍｅ ａｎｄ Ｆｌａｖｏｕｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）」、１９６９、Ｓ． Ａｒｃｔａｎｄｅｒ著、Ｍｏｎｔｃｌａｉｒ Ｎ．Ｊ．（ＵＳＡ）；「フェナノリの風味成分ハンドブック（Ｆｅｎａｒｏｌｉ’ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ 風味 Ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ）」（ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ）または「合成食品添加物（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｆｏｏｄ Ａｄｊｕｎｃｔｓ）」（Ｍ．Ｂ． Ｊａｃｏｂｓ著、ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｃｏ．， Ｉｎｃ．）にみられる。これらは風味技術分野で、すなわち、臭いや味覚を製品に与える技術分野で当業者によく知られている。

一部の実施形態で、風味剤は力価の高い風味剤であり、一般にエアロゾルまたは主流煙内で結果的に２００ｐｐｍ未満となるレベルで使用される。こうした風味剤の例は、β−ダマセノン、２−エチル−３，５−ジメチルピラジン、フェニルアセトアルデヒド、グアイアコール、およびフラネオールなどの主なたばこ芳香化合物である。その他の風味剤は、より高い濃度レベルでのみ人間によって感知されることができる。本明細書では力価の低い風味剤と言及されるこれらの風味剤は一般に、エアロゾルまたは主流煙内に放出される風味剤が結果的に何桁も多い量のレベルで使用される。適切な力価の低い風味剤は、天然または合成のメントール、ハッカ、スペアミント、コーヒー、お茶、スパイス（シナモン、クローブおよびショウガなど）、ココア、バニラ、果実風味、チョコレート、ユーカリ、ゼラニウム、オイゲノールおよびリナロオールを含むが、これらに限定されない。

本明細書で記載した発明のためのいくつかの有用な風味剤は、好ましくは風味剤を超臨界二酸化炭素およびゼオライト材料と組み合わせることにより、ゼオライト材料に浸み込ませることができる。これらの風味剤には、例えば、３−メチルブタナール、フルフリルチオール、ジメチルトリスルフィド、２−エチル−３，５（６）−ジメチルピラジン、グアイアコール、３−エチルフェノール、または４−イソプロピルフェノールが含まれる。

コア中の風味材料は、任意の有用な量とすることができる。数多くの実施形態で、風味はコア中に少なくとも約１ｗｔ％が存在する。数多くの実施形態で、風味はコア中に約５０ｗｔ％未満が存在する。数多くの実施形態で、風味はコア中に約１〜約５０ｗｔ％、または約１〜約２５ｗｔ％、または約１〜約１０ｗｔ％の範囲で存在する。

コアは、任意の有用な粒子サイズまたは最大の横方向寸法を持つことができる。数多くの実施形態で、コアは約３０マイクロメートル未満または約２０マイクロメートル未満の粒子サイズを持つ。数多くの実施形態で、コアは約１マイクロメートルよりも大きいか、または約５マイクロメートルよりも大きい粒子サイズを持つ。数多くの実施形態で、コアは約１〜約３０マイクロメートル、または約１〜約２５マイクロメートル、または約１〜約２０マイクロメートルの範囲の粒子サイズを持つ。

コア粒子を封入するために有用なろう材料は、天然または合成のろうおよびそれらの混合物で構成される群から選択される。天然ろうは、動物、植物、鉱物、および石油に由来する。動物由来のろうには、例えば、蜜ろう、中国ろう、ラノリン、シェラックおよびクジラろう、およびこれに類するものが含まれる。植物由来のろうには、例えば、カルナウバろう、カンデリラろう、ヤマモモ果実ろう、サトウキビろう、キャスターろう、エスパルトろう、和ろう、ホホバろう、オーリキュリーろう、米ぬかろう、大豆ろう、およびこれに類するものが含まれる。鉱物由来のろうには、例えば、セレシンろう、モンタンろう、地ろう、ピートろう、およびこれに類するものが含まれる。石油由来のろうには、例えば、パラフィンろう、ワセリン、微結晶ろう、およびこれに類するものが含まれる。合成ろうには、例えば、ポリエチレンろう、フィッシャートロプシュワックス、化学修飾ろう、置換アミドろう、重合αオレフィン、およびこれに類するものが含まれる。

特に有用なろう材料は、たばこ基体の風味を変化させず、適切な融点または滴点、引火点、発火点、極性を持ち、消費するのに安全である。ろう材料の引火点および発火点は、本明細書で説明した風味送達システムをたばこと結合させて、たばこ基体の製造時に加熱した時に特に関連性がある。製造工程中にろう材料に加える温度よりも高い引火点および発火点を持つろう材料を利用することが好ましい。引火点は炎が加熱された賦形剤の蒸気を発火させる最低温度であり、発火点は蒸気が発火し少なくとも２秒間にわたり燃焼する最低温度である。

数多くの実施形態で、ろう材料は、約５０度以上、または約７５度以上、または約９０度以上の融点を持つ。風味は、ろう材料がその融点を越えて加熱されると、風味送達システムから放出されることができる。望ましい実施形態で、風味送達システムのろう材料は、摂氏約１００度以上、または摂氏約１２０度以上、または摂氏約１４０度以上、または摂氏約１５０度以上の融点を持つ。数多くの実施形態で、ろう材料は、摂氏約１００度〜摂氏１５０度または摂氏約１１０度〜摂氏約１４０度の範囲の融点を持つ。数多くの実施形態で、ろう材料は、最高摂氏約２００度の融点を持つ。

模範的な有用なろうには、ポリエチレンろう、ポリエチレングリコールろう、または植物ろうが含まれる。実例となるポリエチレンろうは、Ｃｌａｒｉａｎｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｔｄ．（スイス）製の商品名称ＣＥＲＩＤＵＳＴが入手可能である。実例となるポリエチレングリコールろうは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（米国）製の商品名称ＣＡＲＢＯＷＡＸが入手可能である。実例となる植物ろうは、Ｌｏｄｅｒｓ Ｃｒｏｋｌａａｎ（オランダ）製の商品名称ＲＥＶＥＬが入手可能である。

喫煙物品内に風味剤を提供するために本明細書で説明した風味送達システムを使用することで、より大きな比率の風味剤が喫煙物品内に保持されるように、保管中の風味剤の損失が有利にも低減される。風味送達システムは従って、より強い風味を主流煙に提供できる。風味剤の損失が低減されるため、より少ない量の風味剤をそれぞれの喫煙物品に組み込むことが可能になり、一方で現在の喫煙物品で提供されているのと同じ効果が風味に対して提供される。

封入されたコアは、任意の有用な粒子サイズまたは最大横方向寸法を持つことができる。数多くの実施形態で、封入されたコアは約２００マイクロメートル未満または約１００マイクロメートル未満の粒子サイズを持つ。数多くの実施形態で、封入されたコアは約５マイクロメートルよりも大きいか、または約１０マイクロメートルよりも大きい粒子サイズを持つ。数多くの実施形態で、封入されたコアは約５〜約２００マイクロメートル、または約５〜約１００マイクロメートル、または約５〜約８０マイクロメートルの範囲の粒子サイズを持つ。

コアは、ろう材料と任意の有用な量で組み合わせて、封入されたコアまたは風味送達システムを形成することができる。数多くの実施形態で、コアは封入されたコア粒子の全重量％の少なくとも約１ｗｔ％を占める。数多くの実施形態で、コアは封入されたコア粒子の全重量％の少なくとも約５ｗｔ％を占める。数多くの実施形態で、コアは封入されたコア粒子の全重量％の約５０ｗｔ％未満を占める。数多くの実施形態で、コアは封入されたコア粒子の全重量％の約１〜約５０ｗｔ％、または封入されたコア粒子の全重量％の約５〜約５０ｗｔ％または封入されたコア粒子の全重量％の約５〜約２５ｗｔ％の範囲を占める。

風味送達システムは、たばこ材料と組み合わせられて、ろう材料が融ける温度にたばこ成分または喫煙用組成物が加熱されて、消費のために風味が主流煙またはエアロゾル中に放出された時に、一定かつ予測可能な風味の放出を提供するたばこ成分または喫煙用組成物を形成することができる。風味送達システムは、刻みたばこと組み合わせられて、従来的な燃焼式喫煙物品と併用するためのたばこ成分または喫煙用組成物を形成できる。風味送達システムは、再構成たばこまたは均質化したたばこと組み合わせられて、エアロゾル発生物品と併用するためのたばこ成分または喫煙用組成物を形成することが好ましい。均質化したたばこはキャストリーフたばこであることが好ましい。

エアロゾル発生装置を含む喫煙物品は、多くの場合はその他の成分と共にロッドの形態に組み立てられているエアロゾル形成基体を一般に含む。一般に、こうしたロッドは、エアロゾル形成基体を加熱するための発熱体を備えるエアロゾル発生装置内に挿入される形状およびサイズに構成される。

本明細書で使用される時、「エアロゾル形成基体」はエアロゾルを生成するためにエアロゾル発生装置で使用できる喫煙用組成物のタイプである。エアロゾル形成基体は、燃焼または加熱に伴い風味化合物を放出できる。基体は、液体と固体の両方の成分を含むことができる。エアロゾル形成基体は、たばこおよび風味送達システムを備えうるが、ここで加熱すると風味が基体から放出される。エアロゾル形成基体は、さらにエアロゾル形成剤を含みうる。適切なエアロゾル形成剤の例は、グリセリンおよびプロピレングリコールである。随意に、エアロゾル形成基体は、担体上に提供するかまたはその中に埋め込むことができ、それは粉末、顆粒、ペレット、断片、スパゲティストランド、細片またはシートの形態をとりうる。エアロゾル形成基体は、例えば、シート、泡、ゲルまたはスラリーの形態で担体の表面上に沈着してもよい。エアロゾル形成基体は、担体の全表面上に沈着してもよく、または代わりに、使用中、均一でない風味送達を提供するために一定のパターンにおいて沈着してもよい。

均質化したたばこは、エアロゾル発生装置で加熱される喫煙物品で使用するためのエアロゾル発生基体の作製に使用することもできる。「均質化したたばこ」という用語は本明細書で使用される時、粒子状のたばこを凝集することによって形成される材料を意味する。出荷時および製造時のたばこの破損によってできるたばこダストや、葉ラミナ、葉柄および細かく砕かれたその他のたばこ副産物を結合剤と混合して粒子状のたばこを塊にすることもできる。均質化したたばこは、風味成分または風味送達成分に加えて、エアロゾル形成剤、可塑剤、湿潤剤、および非たばこ繊維、充填剤、水溶性および非水溶性の溶媒およびその組み合わせを含むがこれに限定されないその他の添加物を備えうる。均質化したたばこは、成形、押し出し成形、または圧延できる。均質化したたばこ材料を製造するための多数の再構成プロセスが当業界で周知である。これらには、例えばＵＳ５，７２４，９９８号に記載されているタイプの製紙プロセス、例えばＵＳ５，７２４，９９８号に記載されているタイプの成形（キャストリーフ）プロセス、例えばＵＳ３，８９４，５４４号に記載されているタイプの軟塊再構成プロセス、および例えばＧＢ９８３，９２８号に記載されているタイプの押出プロセスが含まれるが、これらに限定されない。

風味送達システムは、キャストリーフ工程によって形成されたキャストリーフたばこ基体に組み込まれることができる。このタイプの工程は、キャストリーフ工程として周知であり、従来式の紙巻たばこ用途で再構成または均質化したたばこを製造するためにたばこ産業によって広範に使用されている。キャストリーフたばこ基体は、均質化したたばこ粉末を水、グリセリン、およびその他任意の添加物と組み合わせてスラリーを形成し、風味送達システムをスラリーに組み合わせることで形成できる。次にスラリーはある形状に成形され、また乾燥（加熱）されて水が除去され、キャストリーフたばこ基体を形成する。

キャストリーフ工程は、約９０℃〜１４０℃など、最高約１４０℃までの温度の適用が関与しうる。従って、風味送達システムのろう材料は、そのような温度で安定していることが好ましい。ろう材料は、キャストリーフ工程の乾燥工程中に風味が放出されないように、これらの温度で安定していることが好ましい。数多くの実施形態で、ろう材料は、キャストリーフ工程の乾燥工程の乾燥温度と実質的に同じ融点を持つ。数多くの実施形態で、ろう材料は、キャストリーフ工程の乾燥工程の乾燥温度よりも低い融点を持つ。これらの実施形態で、シェルまたはろう材料の少なくとも一部分はコアから溶けてなくなるか溶け出し、均質化したたばこ材料内で分散される。ろう材料は、キャストリーフたばこ基体を形成するために使用される温度よりも高い融点を持つことが好ましい。

すべての学術的および技術的な用語は本明細書で使用される場合、別途指定のない限り、当業界において一般に使用される意味を持つ。本明細書で提供した定義は、本明細書で頻繁に使用される一定の用語の理解を促進するために提供されている。

単数形（「一つの」および「その」）は本明細書で使用される場合、複数形の対象を持つ実施形態を含蓄するが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。

「または」は本明細書で使用される場合、一般的に、その内容によって明らかにそうでないことが定められている限り、「および／または」を含めた意味で使用される。「および／または」は、列挙された要素の一つまたはすべて、または列挙された要素のうち任意の二つ以上の組み合わせを意味する。

「持つ」、「含む」、「備える」またはこれに類する表現は本明細書で使用される場合、制約のない意味で使用され、一般的に「含むが、これに限定されない」を意味する。「実質的に構成される」、「構成される」およびこれに類する表現は、「含む」およびこれに類する表現に包摂されることが理解される。

「好ましい」および「好ましくは」という語は、ある一定の状況下である一定の利益をもたらしうる本発明の実施形態を言及する。ただし、同一またはその他の状況下で、その他の実施形態もまた好ましいものでありうる。その上、一つ以上の好ましい実施形態の列挙は、その他の実施形態が有用ではないことを暗に意味するものではなく、請求の範囲を含めて、本開示の範囲からその他の実施形態を除外する意図はない。

本発明における風味送達システムの一実施形態を示す概略図である。 二酸化炭素中の風味剤グアイアコールについて相平衡の観察をした結果を示すグラフである。 二酸化炭素中の風味剤３−メチルブタナンについて相平衡の観察をした結果を示すグラフである。 システムＰＭＩキー風味混合／ＣＯ₂の相挙動の観察をした結果を示すグラフである。 コア材料として使用されうる異なるゼオライトの風味放出の結果を示すグラフである。 噴霧冷却工程によって生成された表２の実施例のコア−シェルサンプルの粒子サイズの分布を示すグラフである。 噴霧冷却工程によって生成された表２の実施例のコア−シェルサンプルの粒子サイズの分布を示すグラフである。 実施例のコア−シェルサンプルのかさ密度を示すグラフである。 実施例のコア−シェルサンプルのかさ密度を示すグラフである。 噴霧冷却した純粋なＣｅｒｉｄｕｓｔ Ｃ３６１０の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。 未配合の純粋なゼオライトＵＺ８の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。 Ｃｅｒｉｄｕｓｔ Ｃ３６１０ ＋ １０％の未配合ゼオライトの風味送達システムの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。 カナダ保健省喫煙方法によって実施された風味放出分析の結果を示すグラフである。

図１は、実例となる風味送達システム１０または封入された風味コアの略図である。概略図の縮尺は必ずしも正確なものではなく、図解の目的で提示されるものであり、限定するものではない。図面は本開示で記述した一つまたは複数の側面を示す。ただし、図面に描かれていないその他の態様が本開示の範囲および精神に則るものと理解される。

ここで図１を参照するが、風味送達システム１０は、コア１１を形成するゼオライト材料１４に混入された風味材料１２と、コア１１を封入するろう材料１６を含む。

コア１１は、粒子サイズまたは最大横方向寸法Ｄ₁を持つ。風味送達システム１０は、粒子サイズまたは最大横方向寸法Ｄ₂を持つ。

上述の風味送達システムおよびこうした風味送達システムを持つたばこ基体および喫煙物品を描写した非限定的な例を下記に説明する。

後述の各種のろう材料について、上述の風味送達システムでの適合性が評価された。

選択したろう賦形剤について、ＩＳＯ ２５９２（クリーブランド開放式）に従い引火点および発火点が決定された。引火点は炎が加熱された賦形剤の蒸気を発火させる最低温度であり、発火点は蒸気が発火し少なくとも２秒間にわたり燃焼する最低温度である。当然のことながら、実際にはろう材料の融点は、例えばろうに含まれる何らかの不純物またはその他の成分、および圧力に依存することになる。この試験の（大気圧下での）結果を表１に示す。

強度の差を示す記述的な基準「全体的な官能的中立性」を用いて、ろう材料の官能分析が決定された。７〜８つのサンプルの後に感覚的および心理的疲労が始まった時に、順位付けテスト（ＩＳＯ ８５８７）のために、釣合い型不完備ブロック計画（ＢｉＢ）（ＩＳＯ ２９８４２）が選択された。査定者はセッション当たり５つのサンプルを無作為な順序で受け取り、基準に従いサンプルを順位付けするよう求められた。適切なレベルの正確さを達成するために、４回のセッションが実施される。このＢｉＢ順位付けの結果を表２に示す。

多くの風味送達システムは、超臨界二酸化炭素混入によって風味をゼオライト材料内に混入することにより形成される。こうして、超臨界二酸化炭素における各種の風味剤の溶解性が決定される。

ＣＯ₂における風味の相平衡
相の挙動観察は６２ｍＬ高圧ビューセル内で実施される。最大運転圧力および温度は、７００バールおよび２００℃である。このビューセルには、プロペラ攪拌機が備わっており、乱流混合ができる。ビューセルは、温度調節ユニット（Ｅｕｒｏｔｈｅｒｍ ２２１６ｅ）に接続された電気的なジャケットの手段により加熱される。セル内の温度は、熱電対Ｎｉ−Ｃｒ（ＧＴＨ １１５０ Ｇｒｅｉｓｉｎｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ、精度±１．０℃）によって測定される。圧力はデジタルマノメーター（Ｗｉｋａ、精度０．１バール）によって測定される。高圧ポンプ（最大圧６００バール）の手段により、ビューセルに液体ＣＯ₂が満たされる。

二酸化炭素中の風味剤グアイアコールについて、５０〜６００バールの圧力範囲、温度４０℃、６０℃および８０℃で、相平衡の観察が実施される。６２ｍＬ高圧ビューセルに、室内条件で２０ｍＬのグアイアコールが満たされた。相の挙動の観察用に採用された運転条件は図 ２に示され、丸で表されている。

二酸化炭素中の風味剤３−メチルブタナンについて相平衡の観察が実施される。３−メチルブタナールとＣＯ₂の混合物がまず非均質な状態（二相領域）になった。第二の相が消滅するまでセルの容積を変化させることにより、温度は一定に保たれ、圧力はゆっくりと変化した。相転移が視覚的に確認される。相転移ラインは、セルの合計最大容積に関してＣＯ₂ − ３−メチルブタナールの２つの異なる容積の比率である５と２（ｖ／ｖ）で構成され、図３に示されている。図３において、液体相内のＣＯ２の溶解性は控えめな圧力でさえも比較的高いことが観察され、これは二元系での液体レベルの増大により表示されている。相転移ラインより上（単相領域）ではＣＯ₂と３−メチルブタナールの間には完全な混和性がある。高めの比率のＣＯ₂：３−メチルブタナール（Ｒ＝５）を持つ二元系についての相転移ラインは、比率２と比較してわずかに高いところにある。

二酸化炭素中の風味剤「ＰＭＩキー」風味混合物について相平衡の観察が実施される。ＰＭＩキー風味混合物は次の表３に掲載されている。

５０〜２５０バールの圧力範囲、４０℃〜１３０℃の温度範囲内での、システムＰＭＩキー風味混合／ＣＯ₂の相挙動の観察を実施する。ＰＭＩキー風味とＣＯ₂の混合物がまず非均質な状態（二相領域）になった。第二の相が消滅するまでセルの容積を変化させることにより、温度は一定に保たれ、圧力はゆっくりと増大した。相転移が視覚的に確認される。相転移ラインは、セルの合計最大容積についてＣＯ₂：風味混合キー ＝ ５（ｖ／ｖ）の比率で構成される。相転移ラインは直線の傾向にあることが観察される。結果を図４に示す。

ゼオライトのふるい分け
商業的に入手可能なゼオライトの極性範囲を網羅するために、異なる２つのゼオライト材料が使用される。親水性ゼオライトの代表として、次の材料が選別された：１３Ｘ ＆ ４ａ（ＳＩＬＫＥＭ、Ｓｌｏｖｅｎｉａ）。疎水性ゼオライトの代表として、次の材料が選別された：ＵＫ８ ＆ ＵＺ８（Ｃｈｅｍｉｅｗｅｒｋ、Ｂａｄ Ｋｏｅｓｔｒｉｔｚ、ドイツ）。ゼオライト１３ＸおよびＵＺ８を３％ ｗｔでキャストリーフ工程に組み込み、たばこ基体に成形したものが、たばこ基体により発生したエアロゾル中のシリコンについて分析された。結果は、シリカがエアロゾル中で確認できないことを示す。

ゼオライトコアからの風味の放出
シリカ系の材料（ゼオライト）が風味成分を保持・解放する能力があるかどうかを評価するために、風味を配合したゼオライト材料が風味の損失について熱重量分析によって評価される。図５は、コア材料として使用されうる異なるゼオライトの風味放出の結果を示す。親水性ゼオライトの風味保持は７．７〜８．２％の範囲内にあり、その一方、疎水性ゼオライトの風味保持は最大２３％の風味成分の保持を示している。放出温度は、キャストリーフ工程中の意図されない風味の放出から風味成分を保護するために、コア材料が必要であることを示す。

コアシェル材料の評価

次の表４は、風味剤に配合され、ろう材料（Ｃｅｒｉｄｕｓｔ ３６１０）で封入されたゼオライト材料（ＵＺ８）の配置を示す。風味送達システムは、風味をゼオライト内に混入してコアを形成してから、コアをろう材料（Ｃｅｒｉｄｕｓｔ ３６１０）で噴霧冷却して、封入されたコアまたは風味送達システムを形成することにより形成された。コアは、最初の７つの送達システムの全重量％の約１０％ ｗｔを占める。最後の例は、２０％ ｗｔのコアがシェル材料内に配合されている。

次に、粒子サイズの分布、かさ密度および形態について、これらのサンプルを分析する。

粒子サイズの分布は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００を用いてレーザー解析法によって測定される。エタノール内に分散された粒子を測定するために、液体分散ユニット「Ｈｙｄｒｏ ＭＵ」が使用される。エタノール内でサンプルが分散された後、３分間にわたって超音波槽の電源を入れ、塊を分解する。１分後、測定が開始される。すべてのサンプルについて２回測定され、平均値が報告される。フラウンホーファの理論に従い、データが解釈される。

マスターサイザー（Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ）が粒子サイズ測定の前に超音波バッチを使用することによって塊を分解するが、レーザー解析法によって測定された粒子サイズは、ふるい分けられた分級物で期待される粒子サイズとは異なる。サンプルのふるい分けをすることによって、塊は破壊されず、ふるい分けられた分級物は実際には単一粒子の分級物というよりは塊で構成される。

図６および図７は、上述した噴霧冷却工程によって生成された表２の実施例のコア−シェルサンプルの粒子サイズの分布を報告するものである。２つの粒子サイズ範囲（６３〜１２５μｍと１２５〜２５０μｍ）が収集され、下記の通りかさ密度および風味放出について検査された。

表２の例のコア−シェルサンプルのかさ密度は、ＤＩＮ ＩＳＯ ６９７に従い測定される。図８および図９では、かさ密度が報告されている。

図１０は、噴霧冷却した純粋なＣｅｒｉｄｕｓｔ Ｃ３６１０の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図１１は、未配合の純粋なゼオライトＵＺ８の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図１２は、Ｃｅｒｉｄｕｓｔ Ｃ３６１０ ＋ １０％の未配合ゼオライトの風味送達システムの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。

図１０〜１２に図示した通り、噴霧された純粋なＣｅｒｉｄｕｓｔ ３６１０粒子の形状および封入されたゼオライトの粒子の形状は球体であり、その表面はほとんど滑らかである。これとは対照的に、未配合のゼオライトの粒子は角がある。Ｃｅｒｉｄｕｓｔ ３６１０および未配合のゼオライトの噴霧された懸濁液の粒子の大部分では、角のある粒子はほとんど見つからないが、これはほとんどのゼオライトがＣｅｒｉｄｕｓｔ ３６１０内に封入されていることを示す。

風味放出
次に、本明細書で説明した風味送達システムの風味放出が評価された。本明細書で説明した風味送達システムは、ゼオライトの含浸およびその後の噴霧冷却によって形成されたものである。風味送達システムが、３％（ｗ／ｗ）のレベルでキャストリーフたばこ基体が生成される前に、キャストリーフスラリーに加えられた。キャストリーフは、およそ１００℃での乾燥工程が関与する標準キャストリーフ手順に従い生成された。キャストリーフ製造中は特別な観察はなされず、風味の損失は全くないか低いことを示した。生成されたキャストリーフを使用して、エアロゾル発生基体で使用される消耗品（たばこスティック）が製造された。

カナダ保健省（Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｎａｄａ）喫煙方法（ｓｍｏｋｉｎｇ ｒｅｇｉｍｅ）によって風味放出分析が実施された。結果を図１３に図示する。

Claims (15)

1. 封入された風味粒子を含むたばこ用の風味送達システムであって、封入された風味粒子の各々が、
   ゼオライト材料および前記ゼオライト材料に混入される風味材料からなるコアと、
   前記コアを囲むろう材料と、
   を含み、
   前記封入された風味粒子が５マイクロメートル〜８０マイクロメートルの範囲のレーザー解析法によってエタノール内に分散された粒子を測定した平均粒子サイズを持ち、
   前記コアは前記封入された風味粒子の全重量％の５０ｗｔ％未満を占める、
   風味送達システム。
2. 前記ろう材料が摂氏約１００度以上の融点を持つ、請求項１に記載の風味送達システム。
3. 前記ゼオライト材料が疎水性である、請求項１または２に記載の風味送達システム。
4. 前記風味材料が疎水性液体である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の風味送達システム。
5. 前記ゼオライト材料が約１マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの範囲のレーザー解析法によって測定した粒子サイズを持つ、請求項１〜４のいずれか１項に記載の風味送達システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の前記風味送達システムおよびたばこ材料を含む喫煙用組成物。
7. 前記たばこ材料が均質化したたばこを含む、請求項６に記載の喫煙用組成物。
8. 前記たばこ材料がキャストリーフたばこを含む、請求項６に記載の喫煙用組成物。
9. 前記ろう材料の一部分が、前記コアから溶け落ち、前記たばこ材料内に分散される、請求項６〜８のいずれか１項に記載の喫煙用組成物。
10. 請求項６〜９のいずれか１項に記載の喫煙用組成物を含むエアロゾル形成基体を含む、喫煙物品。
11. 喫煙用組成物を形成する方法であって、
    たばこ材料を請求項１〜５のいずれか１項に記載の風味送達システムと組み合わせて、たばこ混合物を形成する工程と、
    前記たばこ混合物を加熱して前記喫煙用組成物を形成する工程とを含む、方法。
12. 前記たばこ材料が均質化したたばこおよび水を含み、また前記加熱工程が前記水の少なくとも一部分を前記たばこ混合物から除去して、前記喫煙用組成物を形成する、請求項１１に記載の喫煙用組成物を形成する方法。
13. 前記加熱工程が前記ろう材料の少なくとも一部分を溶かす、請求項１１または１２に記載の喫煙用組成物を形成する方法。
14. 前記加熱工程が前記ろう材料を溶かさない、請求項１１または１２に記載の喫煙用組成物を形成する方法。
15. 前記封入された風味粒子が球体である、請求項１に記載の風味送達システム。

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