TW201026242A - Smoking article and manufacturing method for the same, and method for manufacturing carbon monoxide reducer - Google Patents

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smoking article
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Yasunobu Inoue
Kiyohiro Sasakawa
Kazunori Sugai
Kenichi Nishimura
Yoshio Nakahara
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Japan Tobacco Inc
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Description

201026242 、 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種含有一氧化碳低減劑的吸煙物品及 其製造方法，以及一氧化碳低減劑的製造方法。 【先前技術】 在吸煙物品之燃燒時所產生之一氧化碳係最好將其去 除之物質。以往，嘗試藉由使觸媒'氧化劑、吸著劑等包 含在煙草填充材、煙草捲紙、濾嘴等’而減低包含在吸煙 ❹時所產生之主流煙或自然燃燒時之副流煙的一氧化碳。 例如’專利文獻1係揭示一種使用氧化銀作為用以使 一氧化碳氧化之觸媒的技術。專利文獻2及專利文獻3係 揭示一種包含附載在纖維狀載體或高表面積載體上之奈米 級金屬粒子及/或金屬氧化物的觸媒。專利文獻4係揭示一 種發揮作為用以將一氧化碳轉換為二氧化碳之氧化劑之作 用的氧（氫氧）化物（oxyhydroxide)，且例示一種過渡金屬 ⑩ （transition metai)之氧（氫氧）化物。 然而，以金屬而言，使用多量之貴金屬或過渡金屬係 造成增加觸媒之製造成本的主要原因。此外，當使用奈米 級之粒子時’在製造吸煙物品上 ，亦會有處理困難、花費 在粕碎之成本增加等問題。另一方面，粒徑大之亳米級的 粒子在製造上會難以含有或附載在吸煙物品。 八另一方面，在專利文獻5揭示有一種以鈣及鋁為主成 刀由3鐵之複合氧化物所構成之作為水性氣體轉移反應 用觸媒_媒。纽，鋒性水溶液巾預先製造由舞及銘 321605 3 201026242 所構成之層狀複氫氧化物後進行加熱煅燒，藉此製造以包 含鈣及鋁之複合氧化物（鋁酸鈣）為主成分的觸媒。 l 一般而言，已知鋁酸鈣係在與水接觸時產生水和反 應，且會產生凝聚、結晶崩潰。專利文獻5之觸媒的BET 比表面積係大至20m /g以上，因此與水之接觸面積非常 大，水和反應會從觸媒粒子表面急劇地進行，而造成複合 氧化物之結晶構造崩潰或凝固。結果，觸媒粒子會在短時
間内去活化。 (專利文獻） (專利文獻1): (專利文獻2): (專利文獻3) ·' (專利文獻4) ·’ 曰本特表2008-502343號公報 曰本特表2007-527782號公報 曰本特表2007-527698號公報 曰本特表2005-527205號公報 (專利文獻5) ··日本特表2006-122793號公報 【發明内容】
(發明所欲解決之課題） 本發明的目的係提供一種包含一氧化碳低減劑之吸煙 物品及其製造方法’該一氧化碳低減劑係一種粒子，可廉 價地製造，在製造吸煙物品上處理性佳’且可較長時間減 低因吸煙物品之燃燒所產生之一氧化碳的量。再耆’本發 明的目的係提供，種一氧化碳低減觸媒的製造方法’該一 氧化碳低減觸媒係具有適當之BET比表面積且處理性佳。 (解決課題的手段） 依據本發明的第1態樣，提供一種吸煙物品，其特徵 321605 4 201026242 為含有一氧化碳低減劑，該一氧化碳低減劑係包含含有以 -* 化學式（Ca0MAh〇3)n(但l/6^m/n$4/l)所示之鋁酸鈣的 粒子’該粒子係具有2m2/g以上、未達20m2/g的BET比表 面積。 依據本發明的第2態樣，提供一種吸煙物品之製造方 法’其特徵為包含以下步驟：製造煙草填充材之步驟；製 造煙草捲紙之步驟；將水、膨潤劑及香料添加在該煙草填 魯充材之步驟；從該煙草填充材形成煙草柱之步驟；及以該 煙草捲紙包裝該煙草柱以形成煙草棒的步驟；在前述任一 步驟中，將該一氧化碳低減劑添加在該煙草填充材及/或煙 草播紙。 依據本發明的第3態樣，提供一種一氧化碳低減劑之 製邊方法，其特徵為：藉由使用非水系溶媒之濕式法，將 鈣及鋁以外之追加金屬添加在含有以化學式（Ca〇)/Al泊3)。 (但l/6$m/n$4/l)所示之鋁酸鈣、且BET比表面積為 ❹2m2/g以上至未達2〇mVg的粒子之表面。 (發明之效果） 屬於包含在本發明之一氧化碳低減劑之紹酸舞之原料 的破酸辦及氧化㈣比較便宜且供給量亦多。因此，依據 本發明，可廉價地製造一氧化碳減低觸媒。本發明之 化破低減劑係具有適當之大小，因此在製作吸煙物品時之 處理性佳。再者，在本發明之—態樣中，由於一氧化碳低 減觸媒粒子係由非水系所製造者，因此可避免鎌狀結 晶構造朋溃或凝固，而在製造過程中不會降低觸媒粒子之 321605 5 201026242 一氧化碳的減低效果。 【實施方式】 (用語之定義） 本發明中「主流煙」之詞係指在吸煙物品（香煙）之吸 煙時通過煙草棒且通過吸口端出來之氣體的混合物（煙）。 「副流煙」之詞係指在吸煙物品（香煙）之自然燃燒時 從香煙之燃燒端產生之煙。 以下’更詳細地説明本發明。 本發明之吸煙物品（特別是香煙）係含有一氧化碳低減 G 劑，該一氧化碳低減劑係包含含有以化學式（Ca〇、(Al2〇3)n (但l/6Sm/n$4/l)所示之鋁酸鈣的粒子。各粒子之ΒΕτ 比表面積係2m2/g以上、未達2〇m2/g。 本發明的一氧化碳低減劑係可將m莫耳的氧化鈣（Ca〇) 粉末、及η莫耳的氧化紹（Al2〇3)粉末予以混合，再將該混 合物於1250 C至1350°C進行煅燒而獲得。 本發明之一氧化碳低減劑係包含具有位在 4/1之範圍内之莫耳比之化學式（Ca〇、（Al2〇3\的鋁酸鈣， 藉此而得知-氧化碳減低能力高。已知铭酸舞係在常溫下 包接超氧化物陰離子性自由基等陰離子性自由基，並在6〇〇 °C附近放出包接之陰離子性自由基；並且在約隊⑶上 之恤度下導入周圍空氣中之氧，結果產生/放出陰離子性自 由基在本發明中’亦可推測藉由所放出或產生之陰離子 I"自由基I促進主流煙或副流煙中之⑶轉化成⑽，以 減低一氧化碳。 321605 6 201026242 第1 氧化碳低減劑之填充層之溫度與一氧 — 化碳之轉化率的關係。 對具有氣體之入口及出口之管填充一氧化碳低減劑， 該一氧化碳低減劑係於m/n=12/7之（⑽^⑴邮中包含 2重量％之作為追加金屬之以之此了比表面積的一 氧化碳低減劑。使作為標本氣體（m〇del挪）之卿之 -氧化碳、2_Gppm之氧、其餘為氮的混合氣體以議心 分之量流通於管内，並以！ R分析裝置測量氣體出口之標本 氣體甲的一氧化碳量，以算出一氧化碳之轉化量。如第Γ 圖所示確認出，在填充層溫度為彻。〇至⑼代時一氧化 碳之轉化率會上昇，當成為7〇(rc以上時，一氧化礙之轉 化率會再上昇。在此，在45(Γ(^ 6⑽t中，—氧化 化率的上昇推測係可能與來自該一氧化碳低減劑之陰離子 性自由基有關。再者，在以上之溫度，一氧化碳之 轉化率的上昇推測係可能與導入周圍空氣中之氧而產生的 參陰離子性自由基有關。 一般之香煙的燃燒溫度在自然燃燒時為6〇〇。〇左右， 在吸煙時為8〇(rc左右。如以上所述，使用於本發明之吸 煙物品的一氧化碳低減劑可在600至8〇(rc之溫度下明顯 地減低一氧化碳。 構成本發明之一氧化碳低減劑的鋁酸鈣粒子係具有 2m2/g以上、未達2〇m2/g的bET比表面積。 2在此’比表面積係定義為粒子之每—重量（g)之表面積 (m2)的比率。-般而言’由於粒子重量亦會隨著粒徑之減 321605 7 201026242 少而減少，因此，會 _ 向。BET比表面積 之粒徑越小比表面積越大的傾 , βΕΤ ^ 放出側。為了發揮良好 氧化碳之自由基的 β，•子較佳為具有』:=表=化碳_ βΕΤ比表面積未達2inVg時，由於自由其 例如， 此會有無法充分地發 、土的放出側較小，因 方面，，粒子較佳二=能的:向。另- BET比表面積超過2〇 2/時由=,粒仅。例如’ 為夺米尺+ 乳化碳低減劑之粒子 勹不水尺寸，因此處理困難。此外，本發 卞 減劑係由於具有上述BET比表面積，因此即使 = /刀之煙草煙（特別是主流煙）接觸，在較長時間也=水 「氣化碳減低的能力。此外，即使一度被水毒化 低
Poisoning)，亦藉由放置在5⑼。c左右之溫度環境下即 恢復一氧化碳之減低功能。 ❹ 構成本發明之一氧化碳低減劑的鋁酸鈣粒子較佳為具 ^ 5至I5m2/g之BET比表面積’更佳為具有1〇以左右的 ^比表面積。BET比表面積係可利用屬於自動比表面積/ 田孔分佈測定裝置的BELS0RP-mini(日本BELL公 以氮吸著1點法來求出。 本發明之一氧化碳低減劑係可復具有鈣及鋁以外之追 加金屬。由於具有該等金屬’因此有更加提升一氧化碳減 低功迠的傾向。追加金屬係可存在於鋁酸鈣粒子之表面 321605 8 201026242 上、及/或銘酸_子中。追加金屬較佳為由Au、& m、cr、Mn、Fe、c〇、Ni、cu、zn、zr、M。、 ^及該相混合物所組成之群中選出者。追加金屬較 =1為F;:、zn及該等的混合物所組成之群中選出 追加金屬較佳為合計以一氧化碳低減劑之重量的〇 i =%以上、未達ig重量％之量存在。當追加金屬之量未 達0·1重量％時，與無追加金狀情形相⑽，會有 ，碳減低能力未明顯提升之傾向。#追加金屬之量在i 量％以上時，與未達10重量％之情形相比較，不但 碳減低能力未明顯提升，W造成製造成本之增加。追加 金屬較佳為合計以依據—氧化碳低_之重量為 %至5重量％之量存在。 ’ 重 用以使一氡化碳低減劑具有追加金屬之手法係包含以 下手法.（a)在製造本㈣之紐糾所關氧 ❹ 氧化銘粉末復添加並混合追加金屬之化合物的粉末^ 樣地在mot至·。c之溫度下锻燒該混合物的手 藉由噴霧、浸料將追加金屬之粉末的雜錢浮液適〔 在由上述方式所得之峨㈣粒子的表面並^乾燥之 法，及手法（a)與手法⑻之組合。不論何種手法所用之 追加金屬的化合物皆包含氧化物、硫酸鹽、硝酸鹽。 、在上述手法（b)中’追加之金屬較佳為藉由利用非水系 之濕式法來添加。亦即，添加在粒子之追加金屬係使包含 該金屬之化合物溶解在非水系溶媒而使用。就金屬化合物 321605 9 201026242 :二盛;、| :疋可z痛在非水系溶媒(例如有機溶媒)即可， 二 ' 上述硫駿鐵、氯化鐵及姐鐵等。就非水系、容 =而二可使用有機溶媒，只要可使金屬化合物二 可，並無特別限定。特 解者即 萨由使用非皮备心疋’ ^吏用丙銅或乙醇為較佳。 曰 、各媒，可防止在使用水系溶媒時可能產生 2走基，粒子之結晶構造崩潰或凝固。因此，不會因粒子 被水毒化而損及一氧化碳減低之能力。 卜在將金屬化合物添加在锻燒前之粒子原料，咬 ==後之粒子表面時，較佳為使金屬化合物更均句 地刀散’使所獲得之一氧化峻低減劑的功能均等。若使用 因弗水系溶媒，則由於容易進行溶媒之去除， 理迅速地進彳^加在烺燒前之粒子原料的處 化燒後;粒子表面的處理之優點。在使金屬 與二二^ 谷媒並在锻燒前與粒子原料混合或 可藉由吸引器(一〇等一般 勻分ί的粒子將冷媒回收，因此可容易獲得金屬化合物均 造方發明’亦提供-種-氧化碳低減劑之製 及…之金屬添加在含媒之濕式法， 1/fi< / 含有以化學式（CaO)m(Ah〇3)n(但 在：===含追加金屬)的粒手係 隹屬化合物之原料粉末混合物後， 201026242 利用乾式球磨機及濕式砂 碎，藉此可調將該锻燒物粉 具體::r‘==範， 煙物=氧化碳低減劑係可添加在例如本發明之吸 參 ===煙ί捲紙。在將-氧化碳低減劑添加 量％，更佳Α㈣I加1較佳為該煙草填充材之1至80重 更佳為煙草填充材之50至⑼重 低減劑添加在煙草捲紙時之添加量較::該 紙之1至60重量％，更佳為煙草捲紙之2〇 置％。
發明之吸煙物品係例如香煙。香煙通常具有以藉由 、用捲紙捲裝成柱狀之煙草填充材所構成之煙草棒。煙 ，通常具有nmm至26_之圓周長、及49咖至9〇咖之 氏又。在煙草棒之基端（亦即吸引方向下游端），可藉由一 般之方法利用水松紙⑴p paper)安裝—般之遽嘴。 .本發明之吸煙物品的製造方法係包含以下步驟之戈 =、.製造鱗填充材之㈣；製造煙草減之步驟；將水 1劑及㈣添加在前述鱗填充材之步驟；❹前述泡 ^充材形成煙草柱之步驟；及以前錢草捲紙包裝前域 、柱以形成煙草棒的步冑；並在前述步驟中之任一步觸 中添加一氧化碳低減劑。 上述製造方法係除了添加本發明之—氧化碳低減劑以 321605 11 201026242 外，為通常之煙草的製造方法。煙草填充材係例如包含煙 草絲。添加在煙草填充材之香料亦可為使用在香煙等之任 一種香料，可列舉例如薄荷腦（111611让〇1)等。就膨潤劑而 5，可使用例如甘油或丙二醇（pg，pr〇pyiene giyC〇i)等。 為了將一氧化碳低減劑添加在本發明之吸煙物品，係 可使一氧化碳低減劑分散在水或非水系溶媒，並使之成為 漿狀。例如，在將一氧化碳低減劑添加在煙草填充材時， 在上述任一步驟中，將前述一氧化碳低減劑之漿體喷霧或 撒在煙草絲。在添加在煙草捲紙時，在製造煙草捲紙之步❹ 驟中，藉由在上述漿狀下抄入、或喷霧、或撒於屬於前述 煙草捲紙原料的紙漿而進行添加。 再者，就煙草絲以外之煙草填充材而言，亦可使用將 煙草絲、煙草細粉、黏合劑（binder)及氣溶膠產生源等混 合在溶媒中並作成為漿狀，經抄製（sheetmaking)/滾乾而 形成之煙草薄片絲。當將-氧化碳低減劑添加在該煙草薄 片絲時，係藉由將-氧化碳低減·混煉在該煙草薄片絲 原料㈣並騎抄製/隸_聽加，補㈣_氧化碳〇 低減劑槳喷霧或撒在所形成之煙草薄片上而進行添加。 (實施例） 以下以實施例説明本發明，但本發明並不限定於該等 實施例。 (實施例1) (一氧化碳低減劑之調製） 如以下表1所示， 準備以下試料作為—氧化碳低減劑。 12 321605 ③ 201026242 (1) 由以以化學式（Ca〇)-(Al2〇3)n(但 i/6gm/n^4/i) _ 所示之鋁酸躬所構成的粒子（試料1至5、7、8); (2) 包含以化學式（CaO)m(Al2〇3)n(但 1/6^m/n^4/1) 所示之鋁酸鈣及追加金屬（煅燒前添加）的粒子（試料6、9、 10 及 16); (3) 在（1)之粒子的表面添加（煅燒後添加）金屬者（試 料11 、 13至15);及 (4) 在（2)之粒子的表面添加（煅燒後添加）金屬者（試 醫料12)。 該等一氧化碳低減劑係具有表j所示之BET比表面積。
13 321605 201026242 表1 (CaO)./(Ah〇3>n 之莫耳比 m/n BET比 表面積 (m2/g) 煅燒前 添加 煅燒後 添加 逍加 金屬 追加金屬 比率 (重量 表觀之 CO 減低率 比 較例1 一 — — 一 .. 0% 試料1 12/7 2.3 — — — 12% 試料2 3/1 3.4 — '— 14¾ 試料3 1/1 3.4 — — " —— 14% 試料4 1/2 4.2 — — 一 12% 試料5 12/7 10. 6 — 一 一 16% 試料6 12/7 2.4 〇 一 Ti, Fe 1.0, 0.8 15% 實 施 試料7 1/6 3.2 一 — 一 13% 試料8 12/7 9.5 一 — — 15¾ 例 試料9 12/7 8. 9 〇 一 Ti, Fe 2.0, 1.5 20¾ 試料10 12/7 11.2 〇 — Ti, Fe 2.0, 1.5 25% 試料11 12/7 10. 1 — 〇 Fe 1. 3 30% 試料12 12/7 8. 7 〇 〇 Ti, Fe 2.0, 2.8 24% 試料13 12/7 10. 0 一 〇 Fe 0. 7 20% 試料14 12/7 10. 0 — 〇 Fe 5. 2 45% 試料15 1/2 8. 7 一 〇 Fe 1· 0 17% 試料16 12/7 1,1 10. 0 〇 一 Fe 0. 7 18% 一氧化碳之減低率 試料1之調製 將碳酸部粉末及低純度氧化鋁粉末量取成莫耳比12 : 7 ’並使用粉體混合器進行混合。將該混合粉末放入坩堝， 在1350 C下進行6小時之加熱煅燒。然後，在使氧通氣之 環境下冷部至室溫，以獲得包含鋁酸鈣之粒子。在將所得 之粒子粉碎後’使用乾式球磨機及濕式砂磨機將粒子之BET 比表面積調製為約2 3ffiVg。 14 321605 201026242 試料2至5及7之調製 - 除了將碳_粉末及低純度氧化贿末之莫耳比及 BET比表面積調製成表！所記载者以外，藉由與試料】相 同之調製方法獲得試料2至5及7。 試料6、9、10之調製 除了利絲1所記載之碳_粉末及低純度氧化铭粉 末之莫耳比，將氧化鐵（11)及二氧化鈦添加在炮燒前之粒 子原料’並將BET比表面積調整成表丨所記載者以外，藉 髎由與試料1相同之調製方法獲得試料6、9及1〇。 試料8之調製 將碳酸鈣粉末及高純度（> 9 9 %以上）氧化鋁粉末量取 成莫耳比12 : 7，並使用粉體混合器進行混合。將該混合 粉末放入坩堝，在1350。(：下進行6小時之加熱烺燒。然後， 在使氧通氣之環境下冷卻至室溫，以獲得包含鋁酸鈣之粒 子。在將所得之粒子粉碎後，使用乾式球磨機及濕式砂磨 參機將粒子之BET比表面積調製為約9 5m2/g。亦即，在試料 8中並未包含鐵元素。 試料11、13、14之調製 將與使用在試料8者相同之鋁酸妈粒子分別調整成表 1之BET比表面積，並於該粒子添加金屬鐵化合物之乙醇 溶液’在進行攪拌混合後使之乾燥，以獲得在粒子表面添 加有金屬的試料11、13及14。 試料12之調製 將以與試料6、9、10相同之方法調製之粒子的BET比 321605 15 201026242 該粒子之表面喷射將硝酸鐵溶解 早大氣下再加熱至6G(rc，以獲得在粒 子表面復添加有金屬的試料12。 試料15之調製 诚粉碎锻燒後之粒子的時間’將m比表面積 調整成8· 7m /g以外，藉料 試料16之調製 汁11相同之方法作成。 ❹ 燒後鐵（11)添加在煅燒前之粒子原料，並在烺 相同之調製方法獲得=·—’藉由與試料1 試料之添加 麻至16)相對於混合煙絲 %左右之吏成為與香煙相同程度之空隙（50 么煙哼在石英…方式，將添加有該一氧化碳低減劑之混 。煙、妹石央管（内徑=8咖)填充為施^之長度。 (一乳化％減低之評價） 〇 以：2有試料之石英管設置在紅外線影像爐。以使之 成為關於香煙之標準吸煙條件（17.W秒）相同程度之剖 面平均速度之方式’以丨咖mL/分之速度使乾 並使溫舰室溫升溫至獅。c，而從煙絲產生煙。連接通劍 橋應器與乳袋，以捕集在加熱添加有一氧化碳低減劑之混 合煙絲時產生之煙。亦即，在藉由濾器絲煙之粒子相 僅將煙之氣相成分捕集在氣袋。在此，「氣相成分」之用赛 係心包含在燃燒煙草填充物時產生之煙的成分且為通過
321605 16 201026242 、劍橋濾器之成分。利用 GC-TCD( Agilent 3000 Micro GG) _刀析關於捕集之煙的一氧化碳與氧濃度。由於混合煙絲燃 燒之量會因試料而變動，因此有放出之一氧化碳濃度不同 的可能性。故為了消除因試料所產生之變動，混合煙絲之 燃燒量係设為與氧之消耗量成比例，且由下式來評價一氧 化碳減低率。 表觀之一氧化碳減低率=[1_(實際的一氧化碳產生量） ❿/(由氧之消耗量推算之一氧化碳產生量）]xl〇〇 由上式异出之表觀之一氧化碳減低率越高，越能評價 為一氧化碳減低能力高。 在試料1至16中，測定利用上式算出之表觀之一氧化 碳減低率。再者，為了進行比較，對於僅有混合煙絲之試 料（比較例1)，與試料1至16同樣地評價一氧化碳減低能 力。將本評價結果顯示在表1。 由上述結果得知，藉由將包含鋁酸鈣之一氧化碳低減 Φ劑添加在煙草煙絲，即可獲得煙中之一氧化碳濃度低的吸 煙物品。其中，（Ca〇)in(Al2〇3)n之莫耳比m/n為12/7之一 氧化碳低減劑的處理性佳。 由試料8與試料6、9至14及16之比較得知，若添加 金屬化合物時會有一氧化碳減低率變得更高之傾向。由試 料13與試料14之比較得知，藉由調節包含在鋁酸鈣之作 為金屬之鐵的量，即可達成高的一氧化碳減低率。再者， 由試料13與試料16之比較得知，在煅燒後添加鐵者會有 使一氧化碳減低率提升之傾向。 17 321605 201026242 (實施例2) 利用添加有本發明之一氧化碳低減劑的煙草捲紙來製 作香煙’以測定該香煙之一氧化碳濃度之減低效果。在此， 將一氧化碳低減劑實質上使用為煙草捲紙之捲紙填料。 (試料香煙之製作） 將145g之一氧化碳低減劑（試料u)與15§之亞麻紙 漿（LINSELL)添加在2000g之.乙醇並加以擾摔，以調製聚 體。此時’若試料濃度低（滚度1 %左右）時，係藉由使一 氧化碳低減劑與亞麻紙漿分散在水中而可產生漿體。然 而’右如本實施例在試料濃度高時（漢度7%左右），無法 以水使一氧化碳低減劑與亞麻紙漿分散，而有必要使用有 機溶媒（例如乙醇）。藉由將該漿體澆注成薄片狀或流動至 重疊16網眼與2 0 0網眼之不鑛鋼金屬網的手抄紙製作用具 之上’以製作基重50g/m2的煙草捲紙。 利用煙草手捲裝置（LIZRAR)將750mg之混合煙絲成形 為直徑8mm且長度59mm之圓柱狀，為形成煙草棒。以該煙 草捲紙包裝該煙草棒，並藉由水松紙連接濾嘴插塞，以製 作試料香煙。 (一氧化碳濃度減低能力之測量） 利用該香煙測量一氧化碳濃度。香煙燃燒係依ISO法 之標準吸煙條件來進行。亦即，以自動吸煙器在1分鐘内 吸2秒（間隔58秒）、每次吸煙35mL、煙蒂長度23mm之條 件下吸煙，以捕集主流煙。將主流煙之氣相成分捕集在氣 袋，並利用 GC-TCD(Agilent 3000 Micro GG)進行分析。 201026242 - 、為了進行比較，除了使用碳酸舞來取代-氧化碳低減 -fj以外用以與實施例2相同之方法製作之煙草捲紙（比 車父例2)，與實施例2同樣地測量一氧化碳濃度。 實施例2之香煙係與比較例2相比較，主流煙中之一 氧化碳濃度會減低20%。再者，由主流煙中之氧濃度與空 氣中之氧濃度之差計算消耗在吸煙中之氧濃度。結果，實 施例2與比較例2相比較，所消耗之氧濃度會減少14%。 鬱由以上結果得知，藉由將含有鋁酸鈣與含鈣及鋁以外之金 屬的粒子的一氧化碳低減劑添加在煙草捲紙即可獲得煙 中之一氧化碳濃度減低之香煙等吸煙物品。 (實施例3) 利用由添加有本發明之一氧化碳低減劑的煙草用填充 薄片所製作之香煙，測量一氧化碳濃度之減低效果。 (試料香煙之製作） 混合70重量％之一氧化碳低減劑（實施例1之試料 瘳14)、20重量％之甘油、10重量％之黏合劑，以調製漿體。 將該漿體洗注在基材上後，經由乾燥/裁斷步驟，以製作煙 草用填充薄片。 利用將該煙草用填充薄片相對於混合煙絲調配30重 量％之煙草填充材，藉由煙草手捲裝置（LIZRAR)製作成形 為直徑8mm且長度59mm之圓柱狀的煙草棒。以香煙捲紙包 裝該煙草棒，並藉由水松紙連接濾嘴插塞，以製作試料香 煙0 測量使該香煙燃燒時之一氧化碳濃度。香煙濃度係依 321605 19 201026242 ISO法之標準吸煙條件來進行。亦即，以自動吸煙器在i 分鐘内吸2秒（間隔58秒）、每次吸煙35mL、煙蒂長度23mm 之條件下吸煙，以捕集主流煙。將主流煙之氣相成分捕集 在氣袋，並利用GC-TCD(Agilent 3000 Micro GG)進行分 析。 為了進行比較，除了僅使用混合煙絲來調製煙草薄片 並使用該煙草薄片作為煙草填充材以外，利用以與實施例 3相同之方法製造的香煙（比較例3)’測量該香煙燃燒時之 一氧化碳濃度。 實施例3之香煙係與比較例3相比較，主流煙中之_ 氧化碳漠度會減低10%。再者，由主流煙中之氧濃度與空 氣中之氧濃度之差計算消耗在吸煙中之氧濃度。結果，實 施例與比較例相比較，所消耗之氧濃度並無改變。由以上 結果得知，藉由將由添加鈣及鋁以外之金屬至鋁酸辦之化 合物所構成的一氧化碳低減劑使用在煙草用填充薄片，即 可獲得煙中之一氧化碳濃度減低之香煙等吸煙物品。 (實施例4) 利用實施例1之試料5與試料1，評價BET比表面積 對一氧化碳減低能力造成之影響。 (試料之構造解析） 在對試料5進行以X線繞射裝置（理學電氣製RAD拙 RU-200)執行之元素分析時’與具有化學式（CaO)12(Al2〇3)7 之妈鋁石（Mayenite)的結晶構造資料一致。該結果表示本 試料係以鈣鋁石為主成分。XRD之測量條件係如下所述 201026242 :. (X-ray Target : Cu K-Alpha Load : 40 kV-80mA Slit Div : Ideg Rec : 0. 3mm Scatt: 1 deg Fi 1 ter : Graphite monochro Detecter · SC Scan Speed : 4 deg/min Step Sampling : 0·02 deg)。 (一氧化碳減低能力之測量） 以下述之方式對試料5之一氧化碳減低能力進行試 驗。採取50mg之試料5，使該試料5均勻地分散至80mg 之玻璃絲（glass wool)，並填充在内徑8匪之石英管。一 面以600mL/分之速度使包含約5〇〇〇ppm之一氧化碳的氮流 通在石英管内部’一面藉由外部加熱使玻璃絲填充部分從 常溫升溫至80(TC。此時，利用iR分析裝置（H〇RIBA公司 製）對來自石英管出口的氣體成份進行線上（〇n_line)測 量。對於試料1，亦進行同樣之操作。第2圖及第3圖係 分別顯不針對試料5及試料1之溫度與出口 一氧化碳濃度 之關係。 ❹ 由第2圖及第3圖得知，使用BET比表面積更大之試 料5時，與使用試料丨之情形相比較，一氧化碳減低之效 果更佳。 (實施例5) ^利用實施例1之試料8、11、13及14，評價添加在一 氧化碳低減劑之金屬的量對一氧化碳減低能力造成之影 響。包含在該等試料之金屬量係藉由SEM_EDX法〇3|{_ 7500FA JE0L製）如以下所述進行定量。將定量結果顯示在 以下之表2。 21 321605 201026242 表2以SEM-EDX法進行定量之試料13、11、14及8之金 屬元素量之重量構成比（重量％) 元素^ 試料13 試料11 試料14 試料8 A1 25. 1 25. 0 23.8 23. 0 Ca 35.2 34.8 34. 1 38. 6 Fe 0. 6 1.2 3. 2 (EDX測量順序） 將試料固定在試料台後，藉由EDX測定C至Hg，並針 對所檢測出之元素，以與設定標準試料之強度為基礎進行 定量。測量條件係電壓：15kV、發射電流：10# A、測量時 間100秒。 對於以EDX所檢測出之元素，以與設定標準試料之強 度為基礎求出試料中之金屬的重量構成比。亦即，對於所 檢測出之元素中C與0以外的元素，定量試料中之構成比， 假設A1作為Al2〇3存在，Ca作為CaO存在，Fe作為Fe2〇3 存在，而算出包含在試料中之元素量。所求出之Fe的金屬 量係與從使用在試料製作之量所算出的量大致相同。 再者，關於金屬元素之組成，亦可將試料進行鹼性融 解後進行酸溶解，而作為試料溶液，並使用ICP發光分析 裝置（精工公司製，SPS5000)來進行測量。 關於所得之試料8、11、13、14及16，以與實施例4 同樣之方法對一氧化碳減低能力進行試驗。將結果表示在 22 321605 201026242 第4圖。在第4圖中，圓形係指在一氧化碳低減劑不含鐵 者（試料8) ’黑菱形係指在一氧化碳低減劑含有0. 7重量 %之鐵者（試料13)，四角形係指在一氧化碳低減劑含有 1.3重量％之鐵者（試料11)，三角形係指在一氧化碳低減 劑含有5. 2重量％之鐵者（試料14)，白菱形係指在一氧化 碳低減劑含有0. 7重量％之鐵者（試料16)的資料。 由第4圖得知，與在一氧化碳低減劑不含鐵之試料8 相比較，含鐵之試料11、13、14及16的一氧化碳減低能 力會更為提升。此外，關於試料11、13、14及16 ’可知 含鐵量越增加，一氧化碳減低能力越會提升’且溫度越上 昇，一氧化碳減低能力越會提升。由試料13與試料16之 比較得知，在煅燒後添加鐵者會有一氧化碳減低能力提升 之傾向。 (實施例6) 評價一氧化碳低減劑 利用實施例1之試料2、1及7， 之構造對一氧化碳減低能力造成之影響。各試料俜可分別 為：試料2係以（CaO)3(Al2〇3)w Μ叶你T刀別 (CaOMAl^^^lS酸㈣，錢料7酸1’ ’簡1係以 所示之鋁酸鈣。第5圖係分别顯示係以（CaOMAhO3)6 度與出口一氧化碳濃度之關係。圖中於試料2、1及7之溫 圓形係表示試料1，三角形係表示气料菱形係表示試料2， 由第5圖得知，使用以（Ca〇^(;i 7。 時，一氧化碳減低效果會更為提升2。Al2〇3)7所示之鋁酸鈣 如以上之説明，依據本發明， 321605 23 201026242 其係藉由添加一氧化碳低減劑’而可減低一氧化碳產生 - 量’該一氧化碳低減劑係包含含有以化學式（Ca0)B(Ah〇3)n (但l/6Sm/nS4/l)所示之鋁酸鈣的粒子，該粒子的βΕΤ 比表面積係2m2/g以上、未達20m2/g。添加在本發明之吸 煙物品的一氧化碳低減劑係在加熱至煙草燃燒時之附近溫 度的450°C以上時，有效率地將一氧化碳轉化為二氧化碳。 因此，本發明之吸煙物品係可減低吸煙時之主流煙中、及 自然燃燒時之副煙中的一氧化碳濃度。再者，與一般使用 在吸煙物品之捲紙的碳酸鈣相比較，45(TC左右之低溫域的 0 一氧化碳去除能力高。此外，由於在鋁酸鈣包含成本較低 之金屬，因此可製作成本效益佳之一氧化碳低減劑。由於 本發明中所使用之一氧化碳低減劑的粒徑不屬於奈米尺 寸，因此在吸煙物品之製造上的處理性佳。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示包含一氧化碳之標本氣體之流通試驗中 之一氧化碳之轉化率的曲線圖。 _ Ο 第2圖係顯示關於試料5之溫度與出口 一氧化碳濃度 之關係的曲線圖。 '又 口 一氣化碳濃度 第3圖係顯示關於試料丨之溫度與出 之關係的曲線圖。 第4圖係顯示添加在一氧化碳低減劑之Fe之量對一氧 化碳減低能力所造成之影響的曲線圖。 第5圖係顯示關於試料2、丨及7之溫度與出口 一氧化 碳濃度之關係的曲線圖。 24 321605 ③ 201026242 【主要元件符號說明】 無0
25 321605

Claims (1)

  1. 201026242 七、申請專利範圍： 1. 種吸煙物vm，其特徵為含有一氧化碳低減劑，該一氧 化碳低減劑係包含含有以化學式（⑽》(Ah⑹。(但1/6 _m/n —4/1)所示之紹酸辦的粒子，前述粒子係具有 Μ々以上、未達20mVg的比表面積。 2. 如申明專利範圍第i項之吸煙物品，其中，前述粒子係 具有辦趁以外之至少1種追加金屬。 3. 如申％專利範圍第2項之吸煙物品，其中，前述至少1 種追加金屬係存在於前述粒子之表面上 、及/或前述粒 办1 子中。 4. 如申叫專利範圍第2項或第3項之吸煙物品，其中，前 述至》1種追加金屬係由Au、pt、Mg、Si、ρ、κ、Ti、 Cr、Μη、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、Pd 及 Ag 所組 成之群中選出者。 5. 如申鲕專利範圍第2項或第3項之吸煙物品，其中’前 料加金屬係為Fe。 6. 如申睛專利範圍第2項至第5項中任一項之吸煙物品， 其中’前述至少1種追加金屬係合計以前述一氧化碳低 減劑之重量的〇. 1重量％以上、未達10重量％之量存 在。 7. 如申睛專利範圍1項至第6項中任一項之吸煙物品，其 中’前述吸煙物品係包含煙草填充材，前述一氧化碳低 減劑係以前述煙草填充材之重量的1至8〇重量％之量 存在。 26 3216〇5(^) 201026242 :- 8·如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之吸煙物品， 一 其中，前述吸煙物品係包含煙草捲紙，前述一氧化碳低 減劑係以前述煙草捲紙之重量的1至60重量％之量存 在。 9. 一種吸煙物品之製造方法，係申請專利範圍第丨項至第 8項中任一項之吸煙物品的製造方法，其特徵為包含以 下步驟： (a)製造煙草填充材之步驟； ^ (b)製造煙草捲紙之步驟； (c) 將水、膨潤劑及香料添加在前述煙草填充材之 步驟； (d) 從前述煙草填充材形成煙草柱之步驟；及 (e) 以前述煙草捲紙包裝前述煙草柱以形成煙草棒 的步驟； 在前述步驟（a)至步驟（e)中之任一步驟中，將前述 參 一氧化碳低減劑添加在前述煙草填充材及/或煙草捲 紙。 10. 如申請專利範圍第9項之吸煙物品的製造方法，其中， 藉由將前述一氧化碳低減劑塗布、或混煉、或抄入、或 喷霧、或撒、或含浸於前述煙草填充材及/或煙草捲紙 而進行添加。 11. 一種一氧化碳低減劑之製造方法，其特徵為：藉由使用 非水系溶媒之濕式法，將鈣及鋁以外之追加金屬添加在 含有以化學式（CaO)m(Al2〇3)n(但1/6 $ m/nS 4/1)所示 321605 27 201026242 之鋁酸鈣且BET比表面積為2m2/g以上、未達20m2/g 的粒子之表面。 12. 如申請專利範圍第11項之一氧化碳低減劑之製造方 法，其中，前述粒子係在其中包含鈣及鋁以外之追加金 屬。 13. 如申請專利範圍第11項或第12項之一氧化碳低減劑之 製造方法，其中，前述追加金屬係被添加成未達前述一 氧化碳低減劑之重量的10重量％。 14. 如申請專利範圍第11項或第12項之一氧化碳低減劑之 製造方法，其中，前述金屬係被添加成前述一氧化碳低 減劑之重量的0.1重量％至未達5重量％。 28 321605
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