JP2017513518A - 添加剤担持組成物 - Google Patents

Abstract

喫煙品に導入するための組成物であって、イオン交換樹脂と、イオン交換樹脂の表面上にあり添加剤を含む添加剤粒子とを含む組成物が提供される。またこの組成物を含む喫煙品フィルターエレメントと、この喫煙品フィルターエレメントまたは組成物を含む喫煙品とが提供される。またイオン交換樹脂と、添加剤を含む添加剤粒子とを含む組成物を製造する方法が提供される。この方法はエアロゾルの固相および／または液相からイオン交換樹脂上に添加剤粒子を堆積させることを含む。

Description

本発明は、喫煙品に導入するための組成物およびその組成物を製造する方法に関する。

紙巻きタバコなどの喫煙品は、タバコ煙から化合物を除去するための、またはタバコ煙に化合物を送出するための吸着材を含むことが多い。イオン交換樹脂など幅広い吸着材が使用可能である。

本発明の第１の態様では喫煙品に導入するための組成物であって、イオン交換樹脂と、イオン交換樹脂の表面上にあり添加剤を含む添加剤粒子とを含む組成物が提供される。

一部の実施態様では、イオン交換樹脂はイオン交換を行う官能基を有し、添加剤粒子はこの官能基に結合していない。

一部の実施態様では、添加剤は添加剤粒子から放出され、少なくとも一部の添加剤は使用時に喫煙品内を通って吸引される煙に同伴する。

一部の実施態様では、添加剤は揮発性材料または半揮発性材料である。

一部の実施態様では、添加剤は風味および／または香りである。一部の実施態様では、風味および／または香りは、ビャクダン、ユーカリ、アニス、ヒマラヤスギなどの植物化合物またはこれの誘導体である。

一部の実施態様では、イオン交換樹脂はイオン交換樹脂ビーズを含む。

一部の実施態様では、イオン交換樹脂は下記性状のうち１つ以上を満たす。
・ビーズ平均直径が約２０〜約１２００μｍ
・ＢＥＴ表面積が約１０〜約３００ｍ^２／ｇ
・密度が約０．１〜約１ｇ／ｃｍ^３
・総交換容量が約０．５〜約２ｍｅｑ／ｃｍ^３

一部の実施態様では、イオン交換樹脂はDiaionR CR20樹脂および／またはXORBEX樹脂を含む。

本発明の第２の態様では第１の態様による組成物を含む喫煙品フィルターエレメントが提供される。

本発明の第３の態様では第１の態様による組成物または第２の態様による喫煙品フィルターエレメントを含む喫煙品が提供される。

本発明の第４の態様ではイオン交換樹脂と、添加剤を含む添加剤粒子とを含む組成物を製造する方法であって、エアロゾルの固相および／または液相からイオン交換樹脂上に添加剤粒子を堆積させることを含む方法が提供される。

一部の実施態様では、密閉チェンバー内部で添加剤粒子をイオン交換樹脂上に堆積させる。

本発明の第５の態様では第４の態様による方法によって得られる組成物が提供される。

本発明の実施態様を添付図面を参照し、あくまで例示を目的として説明する。

本発明の一実施態様による組成物の概略図である（正確な縮尺ではない）。 本発明の一実施態様によるフィルターを含む喫煙品の側面から見た概略図である。 本発明のある実施態様の組成物を含む喫煙品の断面の概略図である。 イオン交換樹脂に吸着される化合物の量とイオン交換樹脂を含む喫煙品の使用回数の相関を表すグラフである。

タバコ煙の組成を変性する目的で紙巻きタバコフィルターにイオン交換樹脂を含ませることは周知である。タバコ煙に化合物を送出するために樹脂が添加されることがよくある。タバコ煙から構成成分を除去するために樹脂を添加することもよくある。しかし全ての場合において、イオン交換による化合物の送出または除去によってタバコ煙を変性するために樹脂は添加される。

本発明の組成物は、タバコ煙に添加剤を送出するための粒子（つまり添加剤粒子）をその表面に備えるイオン交換樹脂を含む。一部の実施態様では、これら添加剤粒子は樹脂の官能基以外の表面部分に付着している。結果として、樹脂はろ過のためのイオン交換特性を維持しつつ添加剤を送出することができる。この性質が本発明の組成物に多くの利点を供する。

第１に樹脂の官能基が占有されることを防ぎ、これによりイオン交換によって官能基をタバコ煙から化合物を自由に除去できる状態にする。樹脂の官能基が中性である場合および／またはそれらのイオンと特に強い結合を形成する場合に、これは特に有用である。要するに、樹脂の官能基を自由な状態にしておくことによってタバコ煙から化合物を吸着する樹脂の能力が樹脂表面上に添加剤を有することによって阻害されるその程度を最小化できる。

第２に添加剤を保持し放出する（つまりベクターとして機能する）イオン交換樹脂を含む組成物を製造する別の方法を使いやすくする。さらに詳述するように、本発明の組成物は、添加剤を含むエアロゾルにイオン交換樹脂を晒すことで調製することができる。

第１の態様では本発明は喫煙品に導入する組成物であって、イオン交換を行う官能基を有するイオン交換樹脂と、イオン交換樹脂の表面上にある添加剤粒子とを含む組成物を提供する。一部の実施態様では添加剤粒子はイオン交換樹脂の官能基と結合していない。

従って本発明の組成物のイオン交換樹脂は２つの機能を実行できる。第１に、タバコ煙に添加剤分子を搬送および送出できる（つまりベクターとして機能できる）。そして第２に、タバコ煙から構成成分を吸着および除去できる。

イオン交換樹脂はイオン性の高い、共有結合で架橋している、不溶性の高分子電解質である。イオン交換樹脂は多孔性のビーズまたは顆粒としてよく市販されており、その高い表面積／体積比はイオン交換速度および総イオン交換容量を最大化させる。イオン交換樹脂はある特定の多孔度および界面化学（つまりイオン交換を行う表面官能基）を有するように厳密に設計することができる、これらの特徴はイオン交換の選択性と効率性を高める。イオン交換樹脂はポリマー分子を架橋することによって製造することができる。場合によっては架橋剤にジビニルベンゼンを用いて、ポリスチレンを架橋することで製造することも可能である。

本発明の組成物は、喫煙品に導入しタバコ煙に添加剤分子を送出するのに適している限り、如何なるイオン交換樹脂を含んでもよい。

一部の実施態様では、イオン交換樹脂はイオン交換樹脂ビーズを含む。この実施態様において、ビーズのサイズ（つまり直径）およびサイズ分布に特に制限はなく、使用可能であれば何でもよい。一部の実施態様では、ビーズの平均直径は約２０〜約１２００μｍ、約１００〜約１１００μｍ、約２００〜約１０００μｍ、約３００〜約９００μｍ、約４００〜約８００μｍ、約５００〜約７００μｍ、または約６００μｍである。

一部の実施態様では、イオン交換樹脂は多孔性イオン交換樹脂ビーズを含む。この実施態様において、ビーズの多孔度に特に制限はなく、使用可能であれば何でもよい。ビーズの多孔度は、架橋剤の濃度など樹脂合成において使用される条件を制御することで厳密に設計され得る。ビーズの多孔度は樹脂の表面積／体積比に影響を及ぼし得る。イオン交換樹脂の表面積／体積比に特に制限はなく使用可能であれば何でもよいが、一部の実施態様ではイオン交換の速度および容量を最大化するために表面積／体積比を最大化することが望ましい。

一部の実施態様ではイオン交換樹脂のＢＥＴ表面積は約１０〜約３００ｍ^２／ｇである。一部の実施態様ではイオン交換樹脂のＢＥＴ表面積は約１５〜約２５０ｍ^２／ｇ、約２０〜約２００ｍ^２／ｇ、約２５〜約１５０ｍ^２／ｇ、約３０〜約１００ｍ^２／ｇ、約３５〜約８０ｍ^２／ｇ、約４０〜約６０ｍ^２／ｇ、約４５〜約５５ｍ^２／ｇ、または約５０ｍ^２／ｇである。

一部の実施態様ではイオン交換樹脂の質量密度は約０．１〜約１ｇ／ｃｍである。一部の実施態様ではイオン交換樹脂の密度は約０．１〜約０．９ｇ／ｃｍ、約０．２〜約０．８ｇ／ｃｍ、約０．３〜約０．７ｇ／ｃｍ、約０．４〜約０．６ｇ／ｃｍ、または約０．５ｇ／ｃｍである。

一部の実施態様ではイオン交換樹脂の総交換容量は約０．５〜約２０ｍｅｑ／ｃｍ３である。一部の実施態様では、タバコ煙から吸着できるイオンの数を最大化するため総交換容量を最大化することが望ましい。一部の実施態様ではイオン交換樹脂の総交換容量は約０．１〜約１８ｍｅｑ／ｃｍ^３、約０．５〜約１５ｍｅｑ／ｃｍ^３、約０．７〜約１０ｍｅｑ／ｃｍ^３である。一部の実施態様ではイオン交換樹脂の総交換容量は約０．５〜約２ｍｅｑ／ｃｍ^３である。

一部の実施態様ではイオン交換樹脂は１種の官能基を含む。別の実施態様では２種以上の官能基を含む。１種の官能基を有することで樹脂がイオン交換においてより選択的になり、吸着するイオン種の幅を狭くする。２種以上の官能基を有することで樹脂がイオン交換においてより選択的でなくなり、吸着するイオン種の幅を広げる。

樹脂の官能基は陰イオン性、陽イオン性および／または中性である。一部の実施態様では、これはタバコ煙から１以上の化合物を除去するのに適している。一部の実施態様では、これはタバコ煙から人に吸入させるのが好ましくない１つ以上の化合物を除去するのに適している。一部の実施態様では、これはタバコ煙からホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類および／またはシアン化水素を除去するのに適している。

一部の実施態様では、本発明の組成物はDiaionR CR20イオン交換樹脂を含む。一部の実施態様では、本発明の組成物はXORBEXイオン交換樹脂を含む。これら樹脂の界面化学的性質および多孔度によりこれら樹脂をタバコ煙からの化合物の選択的吸着に対して極めて効果的にする。

本発明の組成物はDiaionR CR20樹脂を含むのが望ましい場合がある。イオン交換によりタバコ煙から化合物を選択的かつ効果的に除去できるのでDiaionR CR20樹脂はタバコ煙をろ過するため紙巻きタバコ中に使用され得る。これはアルデヒドおよびシアン化合物に対して親和性の高いアミン官能基を有する。従ってこれはタバコ煙からホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、シアン化水素などの人に吸入させるのが好ましくない成分を選択的に除去できる。

本発明の組成物がDiaionR CR20樹脂を含む実施態様において、DiaionR CR20樹脂の性状は使用可能であれば特に制限はない。一部の実施態様ではDiaionR CR20樹脂は直径が約５００〜約７００μｍ、密度が約０．４〜約０．６ｇ／ｃｍ、総交換容量が０．５〜２ｍｅｑ／ｃｍ３のビーズを含む。一部の実施態様ではDiaionR CR20樹脂は直径が約６００μｍ、密度が約０．５ｇ／ｃｍ、総交換容量が１ｍｅｑ／ｃｍ^３のビーズを含む。

図１は本発明の第１の態様の一部の実施態様による組成物１を図示している。なお図１はあくまで例示を目的とし限定する意図はない。組成物１はイオン交換樹脂ビーズ２を含む。イオン交換樹脂ビーズ２はその表面上に官能基３を含む。添加剤粒子４がその表面に吸着されている。図示した実施態様では、添加剤粒子４は官能基３に結合していない。

図１に図示したように本発明の組成物は、イオン交換樹脂の表面上に位置し、イオン交換樹脂の官能基と結合していない添加剤粒子を備えるイオン交換樹脂を含む。

本発明の組成物の添加剤粒子中に含まれる添加剤は、喫煙時にタバコ煙に送出されるのに適したものである。添加剤の一部または全部がイオン交換樹脂の表面から放出され、使用時に喫煙品を通過する煙は添加剤の少なくとも一部を捕捉する。添加剤は気体または蒸気としてタバコ煙に送出されてもよい。一部の実施態様では添加剤は時間をかけて徐々に放出される。一部の実施態様では添加剤は制御されない方法で放出される。

イオン交換樹脂の表面上にある添加剤粒子は同種または異種の分子組成をしてもよい（つまり１分子の純粋なサンプルを形成してもよく、または２以上の分子の混合物を形成してよい）。

添加剤はあらゆる好適な目的のために樹脂からタバコ煙に送出させてもよい。異種組成の添加剤粒子の実施態様では、異なる分子は異なる目的で送出されてもよく、また異なる速度および／または回数で送出されてもよい。一部の実施態様では、添加剤は風味剤を含んでもよく、また風味および／または香りを変性するためタバコ煙に送出されてもよい。これとは別にまたはこれに加えて、添加剤は希釈剤を含んでもよく、煙のある成分の濃度を希釈するためにタバコ煙に送出されてもよい。

本明細書で使用する用語「風味」及び「風味剤」は、各地の条例で許可されており、成人消費者が望む味や香りを製品に加えるのに用いることができる材料を指す。このような材料としては、抽出物（例えば、カンゾウ、アジサイ、ホオノキの葉、カミツレ、フェヌグリーク、クローブ、メントール、ニホンハッカ、アニシード、シナモン、ハーブ、ヒメコウジ、サクランボ、ベリー、モモ、リンゴ、ドランブイ、バーボン、スコッチ、ウイスキー、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、サンダルウッド、ココナッツ油、ベルガモット、ゼラニウム、ハチミツエキス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、カシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイランノキ、セージ、ウイキョウ、ピメント、ショウガ、アニス、コリアンダー、コーヒー、ハッカ属のいずれかの種からのハッカ油など）、調味料、苦味受容体部位遮断剤、感覚受容器部位活性化剤または刺激剤、糖および／または糖置換体（例えば、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、サッカリン、サイクラミン酸塩、ラクトース、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、マンニトールなど）や植物由来成分、息消臭剤などが挙げられる。これら材料は模造品、合成または天然成分であってもよく、またはこれらのブレンドであってもよい。

希釈剤は揮発してエアロゾルの形態で主流煙に移る化合物である。実質的に損なわれることなく煙に移るようなものが一般的に選択される。煙の他の成分（タバコ含有喫煙品の場合のタバコ由来成分、またはタバコ非含有喫煙品の場合のニコチンおよび／または風味成分）はこの手段によって「希釈」される。一部の実施態様では、希釈剤は１以上のエアロゾル形成剤であり、例えばポリオール系エアロゾル発生剤または非ポリオール系エアロゾル発生剤であり、好ましくは非ポリオール系エアロゾル発生剤である。これらは室温で固体または液体でもよい。使用可能なポリオールとしては、ソルビトール、グリセロールおよびプロピレングリコールやトリエチレングリコールのようなグリコールが挙げられる。使用可能な非ポリオールとしては、一価アルコール、高沸点炭化水素、乳酸などの酸、ジアセチン、トリアセチン、トリエチルシトレートまたはイソプロピルミリステートなどのエステルが挙げられる。複数の希釈剤の組み合わせは同じ割合または異なる割合で使用してもよい。一部の実施態様では、トリアセチン、トリエチルシトレートまたはイソプロピルミリステートが好ましい。

一部の実施態様では、添加剤は揮発性および／または半揮発性の分子を含んでもよい。こうすることで、気体または蒸気としてイオン交換樹脂の表面から添加剤が放出される速度が速くなる。一部の実施態様では、具体的に言えば喫煙品の使用において形成される条件下で添加剤は容易に揮発する。一部の実施態様では、添加剤は揮発性の異なる分子を含む。この実施態様の一部では、揮発性の高い分子が揮発性の低い分子より迅速におよび／または早期に放出される。一部の実施態様では、喫煙の過程に亘って異なる方法、異なる回数でタバコ煙の成分を変性する目的でこの効果が使用され得る。

一部の実施態様では、添加剤分子は互いにおよび／または樹脂以外の他の化合物に結合する。一部の実施態様では、添加剤分子は互いにおよび／または樹脂以外の他の化合物に結合して樹脂表面上で固体分子を形成する。

一部の実施態様では、樹脂表面上に添加剤粒子が存在することで、樹脂のイオン交換する能力（速度および／または容量）が阻害される場合がある。一部の実施態様では、この阻害効果を最小限にすることが好ましい。樹脂表面上に添加剤粒子があることによる樹脂のイオン交換する能力が阻害される度合いは、添加剤粒子を備えた樹脂（つまり本発明の組成物）の総交換容量と添加剤粒子を備えない樹脂の総交換容量との比較によって定量できる。一部の実施態様では、総交換容量を減少させてしまう添加剤粒子の存在割合を最小化することが好ましい。一部の実施態様では、総交換容量を減少させてしまう添加剤粒子の存在割合は、約９０％未満、約８０％未満、約７０％未満、約６０％未満、約５０％未満、約４０％未満、約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、約５％未満、約１％未満、または約０．１％未満である。一部の実施態様では、約５０％未満である。一級アミン基の数はタバコ煙からのアルデヒドおよびＨＣＮの除去において最も重要な特徴である。そして一部の実施態様では、添加剤粒子がこれらのイオン交換官能基の有効性を減少させる割合は、約５０％未満、約４０％未満、約３０％未満、約２０％未満、約１０％未満、約５％未満、約１％未満、または約０．１％未満である。

樹脂表面上に添加剤粒子が存在すると総交換容量が減少することがあり得るので、総交換容量を増加させるため樹脂の特徴を変性することによってこの効果を相殺することが好ましい。具体的に言えば、総交換容量を増加させるため樹脂の質量、多孔度および／または表面積を増加させることが有益である。これとは別にまたはこれに加えて、樹脂のアミン基の数を増加させてもよい。

一部の実施態様では、添加剤粒子の存在が招く総交換容量の減少に対して必要に応じて補うため、または減少分以上を補うために総交換容量を増加させるよう樹脂の特徴を変性してもよい。例えば、添加剤粒子を有する樹脂（つまり本発明の組成物）が同質量の添加剤粒子を備えない樹脂と比べて５０％少ない総交換容量を有する実施態様では、喫煙品中へ導入する時に添加剤粒子を備えない樹脂と比べて５０％質量の多い添加剤粒子を有する樹脂を提供してもよい。

本発明の第２の態様ではフィルター材料と第１の態様による組成物とを含むフィルターエレメントおよび／またはフィルターが提供される。これらフィルターエレメントおよびフィルターは喫煙品中へ導入される場合がある。

従って、本発明によるフィルターエレメントおよびフィルターは、セルロースアセテートトウなどのフィルター材料と本発明の組成物とを含んでもよい。一部の実施態様では組成物はイオン交換樹脂ビーズを含んでいる。一部の実施態様では組成物はチェンバー内で提供されてもよく、フィルター材料内に分散させてもよい。別の実施態様では組成物をフィルターエレメントを形成するためフィルター材料の周囲にあるラッパーの内面に適用されるパッチまたは層に供してもよい。

従来のプロセス、技術および装置を用いてフィルター材料から本明細書で説明する組成物を備えたフィルターまたはフィルターエレメントを作製することができる。

本発明の第３の態様では第１の態様による組成物または第２の態様による喫煙品フィルターエレメントを含む喫煙品が提供される。

本明細書に用いられる用語「喫煙品」は、タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、またはタバコ代替え品をベースにしているかに関係なくシガレット、シガー、シガリロなどの喫煙可能な製品および非燃焼熱製品を含むが、これらに限定されない。喫煙品には喫煙者によって吸引される気体流用のフィルターを設けてもよい。

図２は本発明の第３の態様の一部実施態様による喫煙品５を図示しているが、図２はあくまで例示を目的とし限定する意図はない。喫煙品５はフィルター６とタバコなどの喫煙材の円筒状ロッド７とを含み、喫煙材ロッド７の一端がフィルター６の端部と当接するようにロッド７はフィルター６と並んでいる。フィルター６はプラグラップ（図示せず）の中に包装され、従来方法でチッピング紙（図示せず）によって喫煙材ロッド７はフィルター６と結合している。フィルター６は実質的に円筒であり、吸い口端８および喫煙材端９を有する。フィルター６はフィルター材からなるプラグ１０を含む。本発明の組成物はフィルター材料内に分散されている（図示せず）。

フィルター材プラグのサイズおよび形状は、完成喫煙品においてこれが取り付けられる喫煙材ロッドのサイズおよび形状に合致するものが好ましい。

図示した喫煙品５は、ここで説明するイオン交換樹脂を含む１つのフィルターエレメントまたはセグメントを備えるフィルター６を含むが、他の配置も可能である。例えば、フィルター６は、全部または一部が本発明の組成物を含んでいる２つ、３つまたはそれ以上の複数のセグメントを含むことができる。

一部の実施態様では、本発明の組成物はフィルターとは別個のセクションにおいて、喫煙中へ導入される。

図３は本発明の第３の態様の一部の実施態様による喫煙品１１を図示しているが、図３はあくまで例示を目的とし限定する意図はない。喫煙品１１はセクション１７と並びこれに当接しているフィルター１２を含み、セクション１７はタバコなどの喫煙材の円筒ロッド１３と並びこれに当接していることを図３は図示している。フィルター１２はプラグラップ（図示せず）の中に包装され、従来方法でチッピング紙（図示せず）によって喫煙材ロッド１３はセクション１７およびフィルター１２と結合している。フィルター１２は実質的に円筒であり、吸い口端１４および喫煙材端１５を有する。フィルター１２はフィルター材プラグ１６を含む。セクション１７は本発明の組成物を含む（図示せず）。

数多くの異なるフィルター構成が考えられ、例えば、異なるろ過容量を有する、および／またはフィルター材料および吸着材や風味料などの添加剤などの異なる材料を含む複数の別個のフィルターエレメントまたはセクションをフィルターが含んでいる複合フィルターが挙げられる。

本発明の第４の態様では本発明の組成物を製造する方法が提供される。特にエアロゾルの固相および／または液相からイオン交換樹脂上に添加剤粒子を堆積させることを含む方法が提供される。

本発明の方法において、１つ以上の工程に亘ってエアロゾルからイオン交換樹脂上に添加剤粒子を堆積させてよい。一部の実施態様では、樹脂上に堆積する添加剤粒子の量を最大化させるため、２つ以上の工程に亘って添加剤粒子を堆積させてよい。

１種以上の添加剤粒子を堆積させてよい。一部の実施態様では１種の添加剤粒子を堆積させてよい。別の実施態様では２種以上の添加剤粒子を堆積させてよい。この実施態様では、異なる種類の添加剤粒子を同時におよび／または連続的に堆積させてよい。

チェンバー内でエアロゾルから樹脂上に添加剤粒子を堆積させてよい。この実施態様ではチェンバーは周囲に対して密閉状態でも開放状態でもよく、堆積プロセス全体に亘ってまたはその一部だけにおいて密閉状態でも開放状態でもよい。ここでいう「密閉」とは、周囲に漏れるエアロゾルの比率が無視できるほど十分小さいことを意味する。ここでいう「開放」とは、周囲に漏れるエアロゾルの比率が顕著で十分大きいことを意味する。一部の実施態様では、樹脂上への添加剤粒子の体積を促進するためチェンバーは密閉状態である。

チェンバー内で堆積させる実施態様では、あらゆる好適なチェンバーを使用してもよい。一部の実施態様では好適なチェンバーは添加剤粒子に対して実質的に不透過の壁を含む。

本発明の方法では温度や圧力などのある特定の物理条件を調整または制御してよい。これらは一定に保ってもよく、変化させてもよい。条件の最適な組み合わせは、樹脂の性質、添加剤の性質、および本発明の方法を用いて製造される組成物の所望の性状などの多数の要素に左右される。

異なる性状を有する組成物を製造するために物理条件の異なる組み合わせを用いることが可能である。特に、表面上に異なる量の添加剤粒子を有する、および異なるろ過特性を有するイオン交換樹脂を製造するために物理条件の異なる組み合わせを用いることが可能である。一部の実施態様では、物理条件の組み合わせは、本発明の方法を用いて製造される組成物の所望の性状に合わせてもよい。

温度は本発明において制御されるべき重要な物理条件である場合がある。一部の実施態様では温度は一定に保たれる。別の実施態様では温度は変化する。一部の実施態様では、本発明の全てに亘って外気温に置かれる。一部の実施態様では本発明全体に亘ってまたはその一部だけにおいて温度は外気温より高い温度または低い温度に置かれる。一部の実施態様では添加剤粒子の樹脂上への堆積を促進させる必要に応じて温度を制御してもよい。

これとは別にまたはこれに加えて、圧力は本発明において制御されるべき重要な物理条件である場合がある。一部の実施態様では圧力は一定に保たれる。別の実施態様では圧力は変化する。一部の実施態様では、本発明の全てに亘って大気圧に置かれる。一部の実施態様では、本発明全体に亘ってまたはその一部だけにおいて圧力は大気圧より高い圧力または低い圧力に置かれる。一部の実施態様では、添加剤粒子の樹脂上への堆積を促進させる必要に応じて圧力を制御してもよい。

本発明の方法において、添加剤粒子を樹脂上に堆積させる時間に制限はない。最適な時間は、樹脂の性質、添加剤の性質、本発明の方法を用いて製造される組成物の所望の性状、および本発明で用いられる物理条件などの多数の要素に左右される。一部の実施態様では体積させる時間は本発明の方法を用いて製造される組成物の所望の性状に合わせてもよい。

一部の実施態様では、樹脂上に堆積する添加剤粒子の量および添加剤の量を増加させるため、比較的長い時間に亘って添加剤粒子を堆積させることが好ましい。樹脂上に堆積する添加剤粒子の量が増加すると、タバコ煙により強い風味および／または匂いを送出可能な組成物を提供できる。一部の実施態様では、本発明の方法を用いることで生じるエネルギー的コストおよび金銭的コストを低減させるため、比較的短い時間で添加剤粒子を堆積させることが有益である。

一部の実施態様では系が熱力学的平衡状態に達するのに十分な時間樹脂をエアロゾルに晒してもよく、これは系がより長い時間放置されても樹脂への添加剤粒子の堆積量が劇的には変化しないことを意味する。系を熱力学的平衡に到達させることで、樹脂上へ堆積する添加剤粒子の量が最大化され、ひいてはタバコ煙により強い風味および／または香りを送出可能な組成物を提供できる。

一部の実施態様では系が熱力学的平衡状態に達するには不十分な時間樹脂をエアロゾルに晒してもよく、これは系がより長い時間放置されると樹脂への添加剤粒子の堆積量が劇的に変化することを意味する。系を熱力学的平衡に到達させないことで、樹脂上へ堆積する添加剤粒子の量を制御する別の方法を提供し得る。系を熱力学的平衡に到達させないことで、樹脂表面上へ堆積する添加剤粒子の量は物理条件ではなく、または物理条件に加えて、堆積時間を変えることによって制御することができる。

一部の実施態様では本発明の方法は樹脂上に添加剤粒子を堆積させることを含み、添加剤粒子はユーカリ由来の分子を含む。

既にエアロゾルに晒されたイオン交換樹脂が毒物吸着性能を維持できる度合を評価するために、例としてタバコ煙を用いて実験を行った。イオン交換樹脂はタバコ煙に複数回晒すことが可能であり、その煙毒物吸着性能を効果的に維持できることが実験からわかった。

この実験で試験したイオン交換樹脂は、三菱化学株式会社から入手したDiaionR CR20イオン交換樹脂であった。このイオン交換樹脂の性状の内のいくつかを表１に記す。

＊７７Ｋにおける窒素吸着によって測定

この方法で使用した紙巻きタバコは全て、喫煙前に２２℃、相対湿度６０％で４８時間保管していた非換気型のヴァージニアキングサイズ紙巻きタバコであった。これらを全てＩＳＯ機械喫煙法で喫煙した（即ち、６０秒毎に１回２秒間の３５ｍＬのパフを行った）。

所定重量（６０ｍｇ）のイオン交換樹脂を紙巻きタバコの凹部フィルターへ入れた。この紙巻きタバコを喫煙した。この樹脂をすぐに未使用の別の紙巻きタバコに移し、そしてすぐにこの紙巻きタバコを喫煙した。これを複数回繰り返した。従って、同じバッチの材料が複数の紙巻きタバコにおいて、迅速かつ連続的にタバコ煙のろ過に使用された。

ろ過された煙の化学組成を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて３回分析した。アセトアルデヒド、アセトン、アクロレイン、ブチルアルデヒド、クロトンアルデヒド、ホルムアルデヒド、ＭＥＫおよびプロピオンアルデヒドの濃度を測定するためにＨＰＬＣを使用した。個々の煙成分それぞれの低減百分率を紙巻きタバコ使用の関数として計算した。

図４はＨＰＬＣおよび６０ｍｇのイオン交換樹脂を用いて集めたデータから得られるグラフである。喫煙した紙巻きタバコの数が増えるに連れてイオン交換樹脂が化合物を除去する度合が減少することがグラフからわかる。従って、イオン交換樹脂が化合物を除去する度合は、樹脂の質量、吸着する化合物、紙巻きタバコが使用された回数に左右される。

５本の紙巻きタバコで使用された後でも樹脂が化合物を効果的に吸着する性能を維持していることもグラフからわかる。このことはイオン交換樹脂はその吸着性能を失うことなく複数回エアロゾルに晒されることができることを表している。

特筆すべきは、DiaionR CR20樹脂によってタバコ煙から除去されるアセトアルデヒドおよび（特に）ホルムアルデヒドの割合の多さ、各紙巻きタバコにおけるその割合の減少度合の少なさである。DiaionR CR20樹脂のアミン基はホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドと高い親和性を有しており、タバコ煙のろ過においてこの樹脂は非常に有用である。

（結論）
上記実験作業から以下の結論が得られる。
１）DiaionR CR20イオン交換樹脂はタバコ煙（つまり固相エアロゾル）に複数回晒すことができ、数多くの異なる化合物、特にホルムアルデヒドを効果的に吸着する性能を維持できる。
２）イオン交換樹脂が化合物を吸着する性能を維持する度合は吸着する化合物に左右される。
３）DiaionR CR20イオン交換樹脂は、タバコ煙（つまり固相エアロゾル）に晒した後に強い匂いを有する。匂いの強さは使用した紙巻きタバコの数に応じて強くなる。

様々な課題を解決し技術を発展させることを目的として、図示を含むこの開示全体は、請求項に係る発明を実施して可燃性および不燃性のタバコ製品用の従来よりも優れたタバコを提供し得る種々の実施形態を示している。この開示の利点および特徴は、実施形態という典型的な例を示すことのみであって、包括的および／または排他的ではない。それらは理解を助けるため、および請求された特徴を教示するためだけに提出される。当然のことながら、開示の利点、実施態様、例示、機能、特徴、構造および／または他の側面は請求項または請求項の均等物の限定によって定義されるように、開示されたものに限定されず、また開示の範囲および／またはその意図から外れない限り他の実施態様を利用しても良く、変更を加えても良い。種々の実施態様は、説明した要素、成分、特徴、部品、工程、手法などの種々の組み合わせを適宜含んでも良いし、それらのみから構成されても良いし、またはそれらを主に構成されても良い。加えて、この開示は現在請求していないが将来請求し得る他の発明を含んでいる。

Claims (14)

1. 喫煙品に導入するための組成物であって、イオン交換樹脂と、イオン交換樹脂の表面上にあり添加剤を含む添加剤粒子とを含む組成物。
2. イオン交換樹脂がイオン交換を行う官能基を有し、添加剤粒子がこの官能基に結合していないことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. 添加剤は添加剤粒子から放出され、少なくとも一部の添加剤は使用時に喫煙品内を通って吸引される煙に同伴することを特徴とする請求項１または２に記載の組成物。
4. 添加剤が揮発性材料または半揮発性材料であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の組成物。
5. 添加剤は風味料および／または香味料であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の組成物。
6. 風味料および／または香味料が、ビャクダン、ユーカリ、アニス、ヒマラヤスギなどの植物化合物またはこれの誘導体であることを特徴とする請求項５に記載の組成物。
7. イオン交換樹脂がイオン交換樹脂ビーズを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の組成物。
8. イオン交換樹脂が下記性状（ｉ）〜（iv）のうち１つ以上を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の組成物。
   （ｉ）ビーズ平均直径が約２０〜約１２００μｍ
   （ii）ＢＥＴ表面積が約１０〜約３００ｍ^２／ｇ
   （iii）密度が約０．１〜約１ｇ／ｃｍ^３
   （iv）総交換容量が約０．５〜約２ｍｅｑ／ｃｍ^３
9. イオン交換樹脂がDiaion(R) CR20樹脂および／またはXORBEX樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の組成物。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の組成物を含む喫煙品フィルターエレメント。
11. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の組成物または請求項１０に記載の喫煙品フィルターエレメントを含む喫煙品。
12. イオン交換樹脂と、添加剤を含む添加剤粒子とを含む組成物を製造する方法であって、エアロゾルの固相および／または液相からイオン交換樹脂上に添加剤粒子を堆積させることを含む方法。
13. 密閉チェンバー内部で添加剤粒子がイオン交換樹脂上に堆積することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 請求項１２または１３に記載の方法によって得られる組成物。
    
    
    

Images