JPH11500926A - マイクロカプセルを含む紙巻きタバコフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 タバコ煙由来の水分を吸収するために内部に分散した湿潤剤(例えば、ピログルタミン酸ナトリウム)を有する多孔性基材を含み、これによってタバコの煙を湿潤ろ過するタバコ煙フィルター。また、内部に分散したマイクロカプセルを有する多孔性基材を含むタバコ煙フィルター。このマイクロカプセルは湿潤剤(例えば、ピログルタミン酸ナトリウム)を含む。このマイクロカプセルは、さらに好ましくは、メチルセルロース、クロロフィリンの１種以上、および少なくとも１種の植物油を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロカプセルを含む紙巻きタバコフィルター 発明の背景 タバコの煙は、喫煙者に対して多大な罹患率および死亡率を生じる毒性および 変異原性化合物を含むことが広く知られている。喫煙者に到達する毒性および変 異原性化合物の量を減少する試みは、燃えているタバコと喫煙者の間に設置され たタバコ煙フィルターを含む。 従来のフィルターは酢酸セルロースで製作されており、活性炭を含むものまた は含まないものがある。しかし、これらの従来のフィルターは、喫煙者に到達す る毒性および変異原性化合物の量を減少するのに、部分的に効果があるだけであ る。さらに不利なことに、従来のフィルターは香りの化合物を除去し、それによ り喫煙者に受け入れられにくい。 したがって、タバコの煙からより完全に毒性および変異原性化合物を除去する 喫煙具として、改良フィルターが必要である。さらに、タバコの煙の香り化合物 を通過させながら、毒性および変異原性化合物を実質的に除去する、改良フィル ターが必要である。このような改良フィルターは好ましくは、単純で、生産コス トが安く、そして使用に便利である。 発明の要旨 本発明は、これらの必要性に見合うタバコ煙フィルターに関する。１つの実施 態様では、このフィルターは、湿潤剤(例えば、ピログルタミン酸ナトリウム)を その中に分散した多孔性基材を含む。この湿潤剤はタバコの煙から水分を吸収し 、したがって、使用中にタバコの煙の湿潤フィルターとして作用する。 他の局面では、本発明は、マイクロカプセルをその中に分散した多孔性基材を 含むタバコ煙フィルターに関する。マイクロカプセルは核と殻を含む。殻は湿潤 剤、好ましくはピログルタミン酸ナトリウムを含む。さらに好ましくは、殻はメ チルセルロースを含む。核は、好ましくはクロロフィリンを含む。さらに好まし くは、核は少なくとも１種の植物油を含む。 本発明のフィルターは、少なくとも１種の界面活性剤、またはタバコの煙由来 の毒性および変異原性化合物の除去を補助する少なくとも１種の物質をさらに含 む。 本発明のフィルターは、それら自体で、またはタバコの本体を有する喫煙具( 例えば、紙巻きタバコ、葉巻またはパイプ)と組み合わせて提供され得る。 本発明のこれら、および他の特徴は、以下の詳細な説明および添付した請求の 範囲からより理解される。 発明の詳細な説明 本発明の１つの局面によると、タバコの煙のためのフィルターが提供される。 好ましい実施態様では、このフィルターは、タバコの本体を有する喫煙具(例え ば、紙巻きタバコ、葉巻またはパイプ)に装着される。 このフィルターは、多孔性基材および少なくとも１つの湿潤剤を含む。多孔性 基材は、喫煙具用のフィルター内での使用に適し、そして湿潤剤との組み合わせ にも適する、任意の無毒性材料であり得る。このような材料はセルロース繊維( 例えば、酢酸セルロース)、綿、ウッドパルプ、および紙；ならびに、本明細書 中で参考として援用され、当業者によって理解されるような、ポリエステル、ポ リオレフィン、イオン交換材料、および他の材料を含む。 湿潤剤は、タバコの煙由来の水分を吸収し得、そしてフィルターを通過するタ バコの煙が、それにより湿潤ろ過されるように、その水分を多孔性基材に放出し 得る。好ましい実施態様では、湿潤剤はフィルターの乾燥重量において約５〜約 60％の量で存在する。 湿潤剤は任意の適切な湿潤剤であり得る。例えば、この湿潤剤は、グリセロー ル、ソルビトール、プロピレングリコール、乳酸ナトリウム、塩化カルシウム、 リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウムまたはポリリン酸ナトリウム、クエン酸 カルシウム、グルコン酸カルシウム、クエン酸カリウム、グルコン酸カリウム、 酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウムナトリウム、およびグルタミン酸ナトリウム からなる群から選択され得る。 好ましい実施態様において、フィルター中に組み込まれた湿潤剤は、ピログル タミン酸ナトリウム(2-ピロリドン-5-カルボン酸ナトリウムまたはNaPCAとして も公知である)である。有利には、ピログルタミン酸ナトリウムは無毒で、タバ コの煙由来の荷電粒子を除去するのに効果的であり、そしてタバコの煙の温度範 囲で湿潤剤として機能する。さらに、無害で、安定であり、製造が簡単で、そし て使用が便利である。ピログルタミン酸ナトリウムは、以下の構造を有している ： 本発明によるフィルターは、製造が簡単で、そしてコストが安い。１つの製造 方法では、湿潤剤(例えば、ピログルタミン酸ナトリウム)を含む溶液が調製され る。次いで、多孔性基材が、この溶液で湿らされる。次いで、この湿った物質を 乾燥し、多孔性基材の上またはその中に分散した湿潤剤の残渣を残す。 本発明のこれらおよび他の利点は、以下の比較実施例により示す。 実施例Ｉ 従来のタバコ煙フィルターと、ピログルタミン酸ナトリウムを含む 湿潤ろ過タバコ煙フィルターと、市販の湿潤ろ過タバコ煙フィルタ ーとの間での効果の比較 ３種類のフィルターを、紙巻きタバコ由来のタールを除去する相対的な効果に ついて試験した： １）従来の酢酸セルロースフィルター(「Cell-Ac」)； ２）本発明による、ピログルタミン酸ナトリウムを有する酢酸セルロースを含 む、湿潤ろ過タバコ煙フィルター(「SoPyro」)； ３）市販の湿潤ろ過タバコ煙フィルター(「Aquafilter」)。 ピログルタミン酸ナトリウムを含む酢酸セルロースフィルターを、最初、市販 の紙巻きタバコからセルロースフィルターを取り除くことによって用意した。こ の繊維は重さが約0.21gであった。次に、10重量％のピログルタミン酸ナトリウ ムの溶液(約0.5ml)を、各フィルターに施し、そしてこのフィルターを60℃で一 晩乾燥した。 従来の酢酸セルロースフィルターおよびピログルタミン酸ナトリウムを含む酢 酸セルロースフィルターを計量し、そして標準的な紙巻きタバコの外径に等しい 内径を有する3.75cm(1.5インチ)の区画のポリカーボネートチューブに挿入した 。0.85gのタバコを有するフィルターのない紙巻きタバコを、フィルターの片端 に近いポリプロピレンチューブの片端に挿入した。ポリカーボネートチューブの もう一方の端を、吸引ポンプに接続したチューブに取り付けた。各フィルターの タイプを２つ組試験した。この試験に用いたアクアフィルターもまた、0.85gの タバコを有するフィルターのない紙巻きタバコに取り付け、次いで吸引ポンプに 接続したチューブに取り付けた。 フィルターを付けた紙巻きタバコを点火し、そして断続的な吸引をし、タバコ の煙の吸引をシミュレートした。これは紙巻きタバコの未点火端から0.5インチ 以下になるまで燃やして、行われた。フィルターを、ポリカーボネートチューブ またはアクアフィルターのどちらかから除去し、計量し、そして10mlのメタノー ル中に入れてフィルター内に保持したタールおよび煙由来の他の物質を溶出させ た。エタノールでのフィルター溶出物の(波長350nmにおける)吸光度を、フィル ターに保持した煙成分の量の指標として用いた。煙の通過の間のフィルターの重 量増加もまた記録した。試験の結果を表１に表す。 吸光度データに基づいて、本発明の１つの局面によるフィルター(試験３およ び４)は、湿潤剤のない従来の酢酸セルロースフィルター(試験１および２)より もかなり効果的であり、そしてアクアフィルター(試験５および６)よりもまた効 果的である。 本発明の他の局面によれば、その中に分散したマイクロカプセルを有する多孔 性基材を含むタバコの煙のためのフィルターを提供する。このマイクロカプセル は、内核と外殻を優先的に含む。 マイクロカプセルの核は、少なくとも一種の植物油を含む。適切な植物油は、 ヒマシ油、綿実油、トウモロコシ油、ベニバナ油、ゴマ油、ダイズ油、および菜 種油からなる群から選択される少なくとも一種の油を含む。好ましい実施態様で は、植物油はベニバナ油である。本明細書中の開示を参考として当業者によって 理解されるように、他の油もまた適切である。好ましい実施態様では、植物油は マイクロカプセルの約20〜約80乾燥重量％の量で存在し、そしてより好ましくは マイクロカプセルの約30〜約70乾燥重量％の量で存在する。 好ましい実施態様では、マイクロカプセルの核はまたクロロフィリンを含む。 この場合、クロロフィリンは、好ましくは、マイクロカプセルの約１〜約10乾燥 重量％の量であり、より好ましくは、マイクロカプセルの約２〜約５乾燥重量％ の量である。 マイクロカプセル殻は湿潤剤を含む。好ましい実施態様では、湿潤剤はピログ ルタミン酸ナトリウムであるが、本明細書中の開示を参考として当業者によって 理解されるように他の湿潤剤もまた適切である。好ましい実施態様では、湿潤剤 (例えば、ピログルタミン酸ナトリウム)は、マイクロカプセルの約10〜約90乾燥 重量％の量で存在し、そしてより好ましくは、マイクロカプセルの約20〜約70乾 燥重量％の量で存在する。 他の好ましい実施態様では、マイクロカプセル殻はメチルセルロースも含む。 好ましい実施態様では、メチルセルロースはマイクロカプセルの約５〜約30乾燥 重量％の量で存在し、そしてさらに好ましくは、マイクロカプセルの約10〜約25 乾燥重量％の量で存在する。 他の好ましい実施態様では、マイクロカプセル殻はまた、メチルセルロースに 加えて、またはメチルセルロースに代わって重合剤（例えば、ポリビニルアルコ ールまたはポリビニルピロリドン)を含むか、あるいはポリビニルアルコールま たはポリビニルピロリドン両方を含み得る。好ましい実施態様では、重合剤はマ イクロカプセルの約２〜約30乾燥重量％の量で存在し、そしてさらに好ましくは 、マイクロカプセルの約５〜約20乾燥重量％の量で存在する。 本発明によるマイクロカプセルの処方に用いられる化合物は、当業者に公知の 種々の供給源(例えば、Sigma Chemical Co.，St．Louis，MO USA)から入手可能 である。 本発明での使用に適したマイクロカプセルは、当業者に公知の種々の方法によ り作成される。例えば、本発明によるマイクロカプセルは、200gの植物油を、水 中の低粘度メチルセルロース(25g)、クロロフィリン(５g)、ピログルタミン酸ナ トリウム(50g)およびコーンスターチ(150g)を含む500gの水性懸濁液と合わせて 作成され得る。この混合物を乳化し、そして噴霧乾燥してマイクロカプセルを形 成した。 本発明によるマイクロカプセルは、酢酸セルロースフィルター糸を円筒形のフ ィルターに形成する前に、この糸のシート上に噴霧することにより、紙巻きタバ コ製作機械の場所で噴霧乾燥法によって形成され得る。あるいは、適切なマイク ロカプセルは事前に製造され得、そして振動する皿を用いて糸の上にマイクロカ プセルを滴下することにより、または本明細書中の開示を参考として当業者によ って理解されるような他の技術により、酢酸セルロースフィルター糸のシートに 添加される。 当業者によって理解されるように、本発明によるマイクロカプセルを含むフィ ルターの製造は、従来のフィルター−紙巻きタバコ製造設備をほんの少し改変す るだけで行われる。さらに、本発明によるマイクロカプセルを含むフィルターの 製造は、従来のフィルターよりわずかに高価なだけである。 使用に際しては、マイクロカプセルの湿潤剤部分が、フィルターを通過するタ バコの煙由来の水分を捕捉する。ピログルタミン酸ナトリウムは、乾燥状態でフ ィルターに取り込まれ得るので、特に好ましい。 存在する場合、マイクロカプセルの油部分はピリジンのような特定の有害な揮 発性化合物を捕捉するが、香りの流れおよび芳香を生じる化合物を阻害しない。 存在する場合、クロロフィリンはタバコの煙の発ガン性成分の強力な失活剤であ る。 マイクロカプセルのメチルセルロース部分は、マイクロカプセルの構造安定性 を与えるが、加温をするときおよび水分にさらされた場合、分散する。多くの一 般的に使用される増粘剤と違って、メチルセルロースは加温溶液から沈殿する。 さらに、メチルセルロースは多くの一般的に使用される増粘剤よりも低い温度で 可溶である。 本発明による、ピログルタミン酸ナトリウムとメチルセルロースとからなる殻 、および植物油とクロロフィリンとからなる核を含むマイクロカプセルを有する タバコ煙フィルターは、タバコの煙をろ過し、マイクロカプセルがタバコ煙由来 の熱および水分を捕捉する。メチルセルロースは、タバコ煙の湿潤ろ過に利用可 能である活性表面領域を増加させる線維性物質に沈殿する。これは、ピログルタ ミン酸ナトリウムによって保持された水分が、急速にフィルター材料中に分散す るのを可能にする。クロロフィリンは、水性環境と油性環境との間にほぼ均一に 分配し、一方の相でのみ利用可能である場合よりも、タバコ煙の粒状と揮発性の 毒 性および変異原性化合物の不活性化を促進し得る。 本発明の他の局面によれば、フタロシアニントリスルホン酸銅(copper phthal ocyanine trisulfonate)を含む紙巻きタバコフィルターを提供する。この化合物 はタバコ煙フィルターに直接添加され得る。あるいは、フタロシアニントリスル ホン酸銅は、綿(例えば、「ブルーコットン」)、またはレーヨン、もしくは他の 適切な材料への共有結合リガンドとして、タバコ煙フィルター中に取り込まれ得 る。またあるいは、フタロシアニントリスルホン酸銅は、本発明の他のタバコ煙 フィルター実施態様に添加され得る。好ましい実施態様では、フタロシアニント リスルホン酸銅は、フィルターの約0.1〜約５乾燥重量％の量で、遊離または共 有結合のどちらかで存在する。特に好ましい実施態様では、フタロシアニントリ スルホン酸銅は、フィルターの約１〜約３乾燥重量％の量で存在する。使用の際 に、この化合物はタバコの煙中に存在する毒性および変異原性化合物(例えば、 発ガン性の多環式芳香族炭化水素)を除去するのに機能する。 別の実施態様では、本発明のフィルターは、タバコの煙を湿潤ろ過する効果を 改善するための少なくとも１つの界面活性剤をさらに含む。特に好ましい実施態 様では、界面活性剤はフィルターの約0.1〜約10乾燥重量％、そしてより好まし くはフィルターの約0.1〜約２乾燥重量％で存在する。 界面活性剤は、好ましくは無毒性で、そして１つ以上の以下の種類の化合物を 含み得る：(１)ソルビタン脂肪酸エステルのポリオキシアルキレン誘導体(すな わち、ポリオキシアルキレンソルビタンエステル)、（２）多価アルコールの脂 肪酸モノエステル、または(３)多価アルコールの脂肪酸ジエステル。しかし、他 の適切な界面活性剤は本明細書中の開示を参考にして当業者によって理解される 。適切な界面活性剤の例には、エトキシレート、カルボン酸エステル、グリセロ ールエステル、ポリオキシエチレンエステル、無水ソルビトールエステル、エト キシ化無水ソルビトールエステル、エトキシ化された天然の脂質、オイルおよび ワックス、脂肪酸のグリセロールエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、 ポリアルキレンオキシドブロックコポリマー、およびポリ(オキシエチレン-コ- オキシプロピレン)がある。また、他の適切な界面活性剤も、本明細書中の開示 を参考にして当業者によって理解されるように使用され得る。 フィルターは、フィルターまたは、タバコ煙の毒性あるいは変異原性成分をろ 過または不活性化する他の物質をさらに含み得る。そのような物質の例は、抗酸 化剤およびラジカルスカベンジャー(例えば、グルタチオン、システイン、N-ア セチルシステイン、メスナ、アスコルビン酸塩、およびN,N'-ジフェニル-p-フェ ニルジアミン)；アルデヒド失活剤(例えば、エン-ジオール化合物、アミン、お よびアミノチオール)；ニトロソアミン捕捉剤および発ガン物質失活剤(例えば、 イオン交換樹脂、クロロフィル、クロロフィリン、フタロシアニントリスルホン 酸銅)；およびニコチン捕捉剤(例えば、タンニン酸および他の有機酸)を含む。 また、他の適切な物質も、本明細書中の開示を参考にして当業者によって理解さ れるように使用され得る。特に好ましい実施態様では、他の物質はフィルターの 約0.1〜約10乾燥重量％、そしてより好ましくは約0.1〜２乾燥重量％の量で存在 する。 さらに、本発明のフィルターに、好ましくは、喫煙者の手による濡れを防ぐた めの外部、外周部の水分不浸透性バリアーまたはケーシングを提供する。このよ うなバリアーは、ポリマー材料(例えば、エチルビニルアセテートコポリマー、 ポリプロピレン、またはナイロン)から、当業者によって理解されるように、形 成され得る。 本発明のフィルターは、紙巻きタバコまたは葉巻、あるいは、喫煙具の片端に 固定された、分装したタバコを含む他の喫煙具と組み合わせて提供され得る。ま た、このフィルターも、それ自体で、あるいは紙巻きタバコ、葉巻、パイプ、ま たは他の喫煙具に適切に取り付けた形態で提供され得る。 本発明は、そのある好ましい実施態様に関してかなりの詳しく議論したが、他 の実施態様も可能である。したがって、添付した請求の範囲の精神および範囲は 、本明細書中に含まれる好ましい実施態様の記載に限定されるべきではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．その内部に分散されたマイクロカプセルを有する多孔性基材を含むタバコ煙 フィルターであって、ここで該マイクロカプセルは核と殻を含み、そして該殻は ピログルタミン酸ナトリウムを含む、タバコ煙フィルター。 ２．前記マイクロカプセルがクロロフィリンをさらに含む、請求項１に記載のフ ィルター。 ３．前記マイクロカプセルがメチルセルロースをさらに含む、請求項１に記載の フィルター。 ４．前記マイクロカプセルが植物油をさらに含む、請求項１に記載のフィルター 。 ５．前記核が植物油とクロロフィリンとを含む、請求項１に記載のフィルター。 ６．前記殻がメチルセルロースをさらに含む、請求項１に記載のフィルター。 ７．前記核が植物油とクロロフィリンとを含み、そして前記殻がメチルセルロー スをさらに含む、請求項１に記載のフィルター。 ８．タバコの本体に取り付けられた請求項１に記載のフィルターを含む喫煙具。 ９．その内部に分散されたマイクロカプセルを有する多孔性基材を含むタバコ煙 フィルターであって、ここで該マイクロカプセルは核と殼を含み、そして該殻は メチルセルロースを含む、タバコ煙フィルター。 １０．前記マイクロカプセルがクロロフィリンをさらに含む、請求項９に記載の フィルター。 １１．前記マイクロカプセルがピログルタミン酸ナトリウムをさらに含む、請求 項９に記載のフィルター。 １２．前記マイクロカプセルが植物油をさらに含む、請求項９に記載のフィルタ ー。 １３．前記核が植物油とクロロフィリンとを含む、請求項９に記載のフィルター 。 １４．前記殻がピログルタミン酸ナトリウムをさらに含む、請求項９に記載のフ ィルター。 １５．前記核が植物油とクロロフィリンとを含み、そして前記殻がピログルタミ ン酸ナトリウムをさらに含む、請求項９に記載のフィルター。 １６．湿潤剤がピログルタミン酸ナトリウムである、請求項９に記載のフィルタ ー。 １７．タバコの本体に取り付けられた請求項９に記載のフィルターを含む喫煙具 。