WO2007119678A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Manabu Takeuchi
Kazuhiko Katayama
Akihiro Koide
Masaaki Kobayashi
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Japan Tobacco Inc.
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    • A24B15/165—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of tobacco substitutes comprising as heat source a carbon fuel or an oxidized or thermally degraded carbonaceous fuel, e.g. carbohydrates, cellulosic material
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    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
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    • A24F13/00—Appliances for smoking cigars or cigarettes
    • A24F13/02—Cigar or cigarette holders
    • A24F13/08—Cigar or cigarette holders with special devices, e.g. spikes or grippers, for holding the cigars or cigarettes

Definitions

  • the present invention relates to a carbonaceous heat source composition for non-combustion-type smoking articles and a non-combustion-type smoking article.
  • Tobacco smoke (aerosol through human taste 'olfaction by burning tobacco leaves)
  • non-combustible smoking articles have been developed to enjoy tobacco flavor and aerosol without burning tobacco leaves instead of or in addition to tobacco.
  • These non-combustion smoking articles include a heat source that is a heat generating member attached to the tip, and an aerosol generation section that includes an aerosol generation material in which a savory component is held on a suitable base material.
  • the heat source and the aerosol generation section are: It is physically separated.
  • This type of smoking article burns a heat source, heats the aerosol generating material without burning it, and generates an aerosol containing a savory component.
  • a carbonaceous heat source is exclusively used.
  • JP-A-5-207868 discloses a carbonaceous fuel composition for a fuel element containing carbon, binder, tobacco, and sodium. By adding sodium to the fuel composition, the smoldering speed and puff calorie are improved, and the yield of the generated aerosol is improved!
  • the present invention provides a carbonaceous heat source composition for non-combustion-type smoking articles that can increase the amount of aerosol generated while minimizing an increase in the amount of carbon monoxide produced by combustion of the heat source. It is an object of the present invention to provide a non-combustion type smoking article having a heat source composed of a product and a coverable composition.
  • a non-combustion type comprising carbon and containing a polyhydric alcohol in a proportion of 0.5 to 5% by weight
  • a carbonaceous heat source composition for smoking articles is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a non-combustion smoking article.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the glycerin content, the TPM increase rate, and the ignition improvement rate.
  • the carbonaceous heat source composition for non-combustion smoking articles of the present invention contains carbon and contains 0.5 to 5% by weight of the polyvalent alcohol in the total weight of the carbonaceous heat source composition. If the amount of polyhydric alcohol is less than 0.5% by weight, the amount of aerosol (TPM) generated does not increase significantly. If the amount of polyhydric alcohol exceeds 5% by weight, the rate of increase in carbon monoxide (CO) due to combustion of the heat source will increase. Particularly when the polyhydric alcohol is contained in an amount of 1.0% by weight or more (5% by weight or less), the heat source formed from the composition has significantly improved ignitability. If a heat source containing 1.0% by weight or more (5% by weight or less) of polyhydric alcohol is used, the amount of TPM will be further increased.
  • polyhydric alcohol glycerin, propylene glycol or the like can be used.
  • the carbonaceous heat source composition of the present invention includes a binder for binding a strong bond in addition to polyhydric alcohol and carbon.
  • the amount of Noinda is preferably 5 to 15% by weight of the total weight of the carbonaceous heat source composition.
  • the amount of the binder is less than 5% by weight, the binding force by the binder tends not to be fully exhibited. Also, the amount of binder is If it exceeds 15% by weight, the amount of carbon will decrease, and the heat source will not be burned sufficiently.
  • binder examples include alginate (for example, ammonium salt, sodium salt), carboxymethyl cellulose or its salt (for example, sodium salt), pectin, and carrageenan or its salt (for example, sodium salt), guar gum, and the like. Can be used.
  • alginate for example, ammonium salt, sodium salt
  • carboxymethyl cellulose or its salt for example, sodium salt
  • pectin for example, pectin
  • carrageenan or its salt for example, sodium salt
  • guar gum and the like.
  • the carbonaceous heat source composition of the present invention may contain calcium carbonate (particles). Calcium carbonate, if included, is preferably blended at a rate of 30-55% by weight of the total weight of the carbonaceous heat source composition. If the amount of calcium carbonate is less than 30%, the combustion suppressing effect tends not to be fully exhibited. On the other hand, if the amount of calcium carbonate exceeds 55% by weight, the number of puffs of smoking articles is remarkably reduced.
  • the carbonaceous heat source composition of the present invention contains 0.5 to 5% by weight of a polyhydric alcohol, and further contains noinda and / or calcium carbonate. Including the balance is carbon. Any known carbon that has no particular restriction on the origin (raw material) of the carbon (particles) to be used can be used.
  • the carbonaceous heat source composition of the present invention can be formed as a heat source by molding means such as extrusion molding.
  • the polyhydric alcohol is mixed with other raw materials in advance before molding, or a polyhydric alcohol supply nozzle is attached to the mixing Z kneading part of the molding machine.
  • Dihydric alcohol can be supplied to other raw materials.
  • the non-combustion smoking article of the present invention includes an aerosol generating section that generates aerosol by heating, and a heat source provided at one end of the aerosol generating section that is physically separated from the aerosol generating section.
  • This heat source is composed of the carbonaceous heat source composition of the present invention. Since the smoking article of the present invention is non-combustion type, there is no combustion line generated in the aerosol generation section as seen in the combustion type smoking article.
  • the non-combustion-type smoking article of the present invention suppresses the increase rate of carbon monoxide and carbon dioxide to, for example, 5% or less, compared to a non-combustion-type smoking article using a carbonaceous heat source that does not contain a polyhydric alcohol.
  • the TPM can be increased by 16.0% or more, for example.
  • a heat source containing 1.0 to 5% by weight of a polyhydric alcohol can be improved by 11% or more compared to a carbonaceous heat source without ignition time of the polyhydric alcohol.
  • the non-combustible smoking article 10 shown in FIG. 1 has an aerosol generation section 11 that is heated to generate an aerosol containing a flavor component.
  • the aerosol generation section 11 includes a first aerosol generation portion 111 and a second aerosol generation portion 112.
  • the first aerosol generating portion 111 is a cylinder (not shown) formed of a thermally stable material such as aluminum or stainless steel, which is filled with, for example, a sheet cigarette and a tobacco cut, and generates a second aerosol.
  • Portion 112 is a similar cylinder (not shown) filled with, for example, tobacco cuts.
  • the first aerosol generating portion 111 and the second aerosol generating portion 112 are located in the longitudinal direction of the smoking article 10 in contact with each other.
  • the cylindrical carbonaceous heat source 12 having the composition force of the present invention is physically separated from the aerosol generating section 11. Is provided.
  • the heat source 12 is provided with a through hole 121 for taking in external air in the axial direction.
  • the outer periphery of the heat source 12 is usually surrounded by a heat-resistant member 13 having a glass wool force, for example.
  • a normal filter 14 can be attached to the rear end of the aerosol generation section 11 (the rear end of the second aerosol generation portion 112).
  • glycerol 0.5 to 5 wt%), carbon (45.0 to 49 5 wt%.), Alginic acid ammonium is Noinda - ⁇ beam (10 weight 0/0), and carbonate
  • a carbonaceous heat source was formed from a composition comprising calcium (40.0% by weight).
  • Figure 1 using this carbonaceous heat source A smoking article having the structure shown in FIG.
  • Comparative Example 1 a smoking article was prepared in the same manner using a carbonaceous heat source with the addition of glycerin. These smoking articles are subject to standard smoking conditions (
  • TIOJ standard measurement method [4th edition] Appendix 1) smoked and burned with an automatic smoking machine, and measured TPM production, CO production and puff frequency.
  • Table 2 shows the above results.
  • Table 2 also shows the TPM increase rate, CO increase rate, and ignition improvement rate calculated based on the TPM generation amount, CO generation amount, and ignition time of Comparative Example 1.
  • a graph showing the relationship between the glycerin content, the TPM increase rate, and the ignition improvement rate shown in Table 2 is shown in FIG. In Fig. 2, line a shows the TPM increase rate, and line b shows the ignition improvement rate.
  • the smoking article of Example 14 using the carbonaceous heat source composition obtained from the carbonaceous heat source composition containing glycerol at a ratio of 0.5% by weight is a carbonaceous material containing no glycerin.
  • the TPM production increased by 16.4% or more (35.8% at the maximum).
  • the smoking article of Example 1 4 There is almost no increase.
  • the amount of TPM produced increases as the glycerin content increases from 0.5% by weight (Example 1) to 5% by weight (Example 4).
  • the amount of TPM produced is significantly improved (Examples 2 to 5).
  • the glycerin content is 1% or more (Examples 2 to 5), and is improved by 11.1 to 16.7%.
  • the glycerin content was 0.5% (Example 1), the ignition time was not improved, but the TPM increase rate was improved to 16.4%.
  • the amount of TPM produced can be increased by adding glycerin while controlling the amount of carbon in the heat source composition to suppress the increase in the amount of CO produced.
  • the amount of polyhydric alcohol is set within the range of 0.5 to 5% by weight.

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Abstract

　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０．５～５重量％の割合で含有する。また、本発明の非燃焼型喫煙物品は、かかる熱源を備える。

Description

明 細 書
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 技術分野
[0001] 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。
背景技術
[0002] 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。
[0003] 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 、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。
[0004] 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卷タ バコ等によって得られるエアロゾルの量と比べ少なぐ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。
[0005] 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 口ゾルの収量を改善させて!/、る。
[0006] 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、一酸ィ匕炭素生成量も力なりな程度に増カロして しまう。 発明の開示
[0007] 本発明は、熱源の燃焼による一酸ィ匕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カロ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、及びカゝかる組成物カゝ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。
[0008] 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。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]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]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。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明をさらに詳しく説明する。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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カ卩えて、力 一ボンを結着させるためのバインダが含まれる。ノインダの量は、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 I口」にある。
[0014] バインダとしては、アルギン酸塩（例えば、アンモニゥム塩、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）、ぺクチン、及びカラギーナン 又はその塩 (例えば、ナトリウム塩）、グァーガム等を用いることができる。
[0015] 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 、。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。
[0016] 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、ノインダ及び (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 限はなぐ既知の 、ずれものカーボンを用いることができる。
[0017] 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 力 または成形機の混合 Z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力 多価アルコールを他の原料に供給することが できる。
[0018] 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。
[0019] 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、一酸ィ匕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。
[0020] 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 、炭素質熱源と比較して、 11 %以上改善され得る。
[0021] 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。
[0022] 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ェ ァロゾル発生部分 112は、互いに接して喫煙物品 10の長手方向に位置する。
[0023] 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 明の組成物力も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 力もなる耐熱部材 13で囲まれて 、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。エア口 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、断熱材力もなる包被材料 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。
[0024] 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。
[0025] 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 %)、ノインダであるアルギン酸アンモ-ゥム（10重量0 /0)、及び炭酸カルシウム (40. 0重量％)からなる組成物カゝ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力つた炭素 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。
[0026] 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 Z35cc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
[0027] 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。
[表 1]
： 炭素質熱源組成物の組成
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
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。
[0029] 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の生成量を増カロさせることができる。
[0030] 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カ卩しても 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!/、。
[0031] 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ィ匕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カも発生するエアロゾル量を増カロさせることができる。
[0032] 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 ヽ側面にぉ 、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力 逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能であ る。

Claims

請求の範囲
[1] 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。
[2] 前記多価アルコールの割合が 1. 0〜5重量％であることを特徴とする請求項 1に記 載の炭素質熱源組成物。
[3] 前記多価アルコール力 グリセリンまたはプロピレングリコールであることを特徴とす る請求項 1に記載の炭素質熱源組成物。
[4] バインダをさらに含む請求項 1に記載の炭素質熱源組成物。
[5] 前記バインダを 5〜 15重量％含有する請求項 4に記載の炭素質熱源組成物。
[6] 炭酸カルシウムをさらに含む請求項 1に記載の炭素質熱源組成物。
[7] 前記炭酸カルシウムを 30〜55重量％含有する請求項 6に記載の炭素質熱源組成 物。
[8] 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 記熱源は請求項 1に記載の炭素質熱源組成物から構成されて!ヽることを特徴とする 非燃焼型喫煙物品。
PCT/JP2007/057580 2006-04-11 2007-04-04 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 WO2007119678A1 (ja)

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