JP5562559B2 - Cigarette component with encapsulated catalyst particles and methods for making and using the same - Google Patents
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Abstract
Description
シガレットは、吸煙中に主流煙かつ静的燃焼中に副流煙の両方を生成する。主流煙と副流煙の両方の成分は、一酸化炭素（ＣＯ）と酸化窒素（ＮＯ）である。煙中の一酸化炭素及び／又は酸化窒素の低減が望ましい。 Cigarettes produce both mainstream smoke during smoke absorption and sidestream smoke during static combustion. The components of both mainstream and sidestream smoke are carbon monoxide (CO) and nitric oxide (NO). Reduction of carbon monoxide and / or nitric oxide in the smoke is desirable.
開示するのは、シガレットと、主流タバコ煙中の一酸化炭素及び／又は酸化窒素を低減することができ、揮発性封入材料で少なくとも部分的に被覆された触媒粒子を含む封入触媒粒子を含むシガレットの構成要素（例えば、タバコの切断した充填物及びシガレット紙）である。好ましくは、触媒粒子は、揮発性封入材料で完全に被覆される。
ナノスケールの粒子を含むことができる触媒粒子は、好ましくは、Ｍｇ、Ａ１、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、０ｓ、Ｉｒ、及びＡｕから成る群から選択された少なくとも１つの元素の元素金属、合金、酸化物、及び／又はオキシ水酸化物を含む。
Disclosed is a cigarette that includes cigarettes and encapsulated catalyst particles that can reduce carbon monoxide and / or nitric oxide in mainstream tobacco smoke and that include catalyst particles at least partially coated with a volatile encapsulant. Components (eg, tobacco cut filler and cigarette paper). Preferably, the catalyst particles are completely coated with a volatile encapsulant.
Catalyst particles that can include nanoscale particles are preferably Mg, A1, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Y, Zr, Nb, Mo, Elemental metal, alloy, oxide, and / or oxy of at least one element selected from the group consisting of Ru, Ag, Sn, Ce, Pr, La, Hf, Ta, W, Re, 0s, Ir, and Au Contains hydroxide.
好ましい触媒粒子は、タバコ煙成分を低減し、例えば、一酸化炭素から二酸化炭素及び／又は酸化窒素から窒素への変換の触媒の働きをし、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化し、かつ酸化窒素を窒素に還元することができる。
揮発性封入材料は、好ましくは、ワックス、水溶性ポリマー、又は水不溶性ポリマーである。揮発性封入材料は、メントール、メントール派生物、又はメントール前駆物質のような香味含有化合物を含むことができる。好ましい揮発性封入材料は、約４０℃と約３５０℃の間の揮発温度を有し、又は約５％よりも高い相対湿度を有する雰囲気に露出されると揮発する。
Preferred catalyst particles reduce tobacco smoke components, for example, act as a catalyst for the conversion of carbon monoxide to carbon dioxide and / or nitrogen oxide to nitrogen, oxidize carbon monoxide to carbon dioxide, and nitric oxide. Can be reduced to nitrogen.
The volatile encapsulant is preferably a wax, a water soluble polymer, or a water insoluble polymer. Volatile encapsulating materials can include flavor-containing compounds such as menthol, menthol derivatives, or menthol precursors. Preferred volatile encapsulating materials volatilize when exposed to an atmosphere having a volatilization temperature between about 40 ° C. and about 350 ° C. or having a relative humidity greater than about 5%.
実施形態において、揮発性封入材料は、触媒粒子と接触する第１の層（例えば、香味含有層）及び第１の層の上に形成された第２の層を含む。
封入触媒粒子を含むシガレットでは、揮発性封入材料は、シガレットの喫煙中に揮発して（例えば、熱又は化学的に分解する）、触媒粒子の活性表面を露出するようになっている。
一実施形態では、封入触媒粒子は、シガレットのタバコロッドに沿って均質に又は不均質に組み込むことができる。更に別の実施形態では、封入触媒粒子は、シガレットの包装紙又はフィルタ内に組み込むことができる。例えば、封入触媒粒子は、多層包装紙の第１（すなわち、内側）の層内に組み込むことができる。封入触媒粒子は、包装紙を通して分布させるか又は包装紙の表面上に印刷することができる。シガレットは、異なる封入触媒粒子の混合物を含むことができる。
In embodiments, the volatile encapsulant includes a first layer (eg, a flavor-containing layer) that contacts the catalyst particles and a second layer formed over the first layer.
In cigarettes that include encapsulated catalyst particles, the volatile encapsulant is volatilized (eg, thermally or chemically decomposes) during cigarette smoking to expose the active surface of the catalyst particles.
In one embodiment, the encapsulated catalyst particles may be incorporated homogeneously or heterogeneously along the cigarette tobacco rod. In yet another embodiment, the encapsulated catalyst particles can be incorporated into a cigarette wrapper or filter. For example, the encapsulated catalyst particles can be incorporated into the first (ie, inner) layer of the multilayer wrapping paper. The encapsulated catalyst particles can be distributed through the wrapping paper or printed on the surface of the wrapping paper. The cigarette can include a mixture of different encapsulated catalyst particles.
シガレットを作る方法は、（ｉ）封入触媒粒子をタバコ切断充填物及びシガレット包装紙の少なくとも一方の中に及び／又はその表面上に組み込む段階、（ｉｉ）タバコ切断充填物をタバコ製造機に供給してタバコ列を形成する段階、（ｉｉｉ）タバコ列の周りにシガレット包装紙を配置してシガレットのタバコロッドを形成する段階、及び（ｉｖ）任意的に先端紙を使用してシガレットフィルタをタバコ列に取り付ける段階を含む。封入触媒粒子は、噴霧、散布、又は浸漬によって組み込むことができる。例えば、封入触媒粒子は、濡れたベースウェブ、中間ウェブ、又は完成ウェブ上に封入触媒粒子を噴霧又は被覆することによってシガレット紙に組み込むことができる。 A method of making a cigarette includes (i) incorporating encapsulated catalyst particles into and / or on the surface of at least one of tobacco cut filler and cigarette wrapping paper, and (ii) supplying the tobacco cut filler to a tobacco making machine. Forming a cigarette row, (iii) placing a cigarette wrapping paper around the cigarette row to form a cigarette tobacco rod, and (iv) optionally cigarette filter cigarette using tip paper Including attaching to the row. Encapsulated catalyst particles can be incorporated by spraying, spreading, or dipping. For example, the encapsulated catalyst particles can be incorporated into cigarette paper by spraying or coating the encapsulated catalyst particles on a wet base web, intermediate web, or finished web.
開示するのは、封入触媒粒子を組み込んだシガレット構成要素、シガレット、及びシガレットを喫煙する方法である。封入触媒粒子は、１つ又はそれよりも多くの触媒粒子のコアとコアの周りに形成された揮発性封入層（すなわち、コーティング）とを含む。揮発性封入層は、ほぼ周囲温度（例えば、シガレットの貯蔵中に及び着火シガレットの燃焼／熱分解区域の下流）での触媒粒子のための保護層とすることができるが、シガレット煙の上昇した温度、湿度、又は気相成分に露出されると、揮発性材料は、揮発して（例えば、熱又は化学的分解）下に重なる触媒粒子を露出することができる。 Disclosed are cigarette components incorporating encapsulated catalyst particles, cigarettes, and methods of smoking cigarettes. The encapsulated catalyst particles include a core of one or more catalyst particles and a volatile encapsulating layer (ie, a coating) formed around the core. The volatile encapsulating layer can be a protective layer for catalyst particles at about ambient temperature (eg, during cigarette storage and downstream of the ignition / pyrolysis zone of the ignition cigarette), but the cigarette smoke has increased. When exposed to temperature, humidity, or gas phase components, the volatile material can volatilize (eg, heat or chemical decomposition) to expose the underlying catalyst particles.
封入触媒粒子は、シガレットのタバコ切断充填物、シガレット紙、及びシガレットフィルタのようなシガレットの１つ又はそれよりも多くの構成要素に組み込むことができる。封入触媒粒子を含むシガレットでは、主流煙中の一酸化炭素及び／又は酸化窒素の量を低減することができる。封入触媒粒子を含むシガレットを提供する方法は、触媒粒子の封入と、シガレットを形成するのに使用される１つ又はそれよりも多くの構成要素への封入触媒粒子の組み込みとを含む。 The encapsulated catalyst particles can be incorporated into one or more components of cigarettes such as cigarette tobacco cut filler, cigarette paper, and cigarette filters. In a cigarette containing encapsulated catalyst particles, the amount of carbon monoxide and / or nitric oxide in mainstream smoke can be reduced. A method of providing a cigarette comprising encapsulated catalyst particles includes encapsulating the catalyst particles and incorporating the encapsulated catalyst particles into one or more components used to form the cigarette.
１つ又はそれよりも多くのシガレットの構成要素への触媒粒子の組み込みは、その内容が参照として本明細書に組み込まれている、本出願人所有の米国特許公開第２００４／０１３１８５９号、第２００４／００４０５６６号、及び第２００４／０１１０６３３号に開示されている。１つ又はそれよりも多くの気相成分（例えば、ＣＯ又はＮＯ）の主流煙及び／又は副流煙中濃度を低減するために、触媒粒子をシガレットに組み込むことができる。しかし、触媒粒子を含むシガレットの喫煙中に、触媒粒子にタールのような半揮発性又は不揮発性燃焼生成物が形成する可能性がある。半揮発性又は不揮発性堆積物の早期の堆積は、触媒粒子を事実上不活性化する可能性がある（例えば、触媒粒子と気相成分の間に障壁を形成することにより、及び／又は触媒粒子と化学的に相互作用することにより）。例えば、半揮発性又は不揮発性材料は、主流煙中に生成された気相成分に対して事実上不浸透性とすることができる。更に、高温においては、半揮発性又は不揮発性材料は、触媒粒子と反応して触媒作用を低減する可能性がある。 Incorporation of catalyst particles into one or more cigarette components has been incorporated by reference into the present patent application US 2004/0131859, 2004, the contents of which are incorporated herein by reference. No./0040566 and 2004/0110633. In order to reduce the mainstream and / or sidestream smoke concentrations of one or more gas phase components (eg, CO or NO), catalyst particles can be incorporated into the cigarette. However, during smoking of cigarettes containing catalyst particles, semi-volatile or non-volatile combustion products such as tar may form on the catalyst particles. Early deposition of semi-volatile or non-volatile deposits can effectively deactivate the catalyst particles (eg, by forming a barrier between the catalyst particles and the gas phase component and / or the catalyst). By chemically interacting with the particles). For example, semi-volatile or non-volatile materials can be virtually impermeable to gas phase components produced in mainstream smoke. Furthermore, at high temperatures, semi-volatile or non-volatile materials can react with the catalyst particles to reduce catalysis.
開示するのは、触媒粒子の露出面（例えば、触媒面）上に直接形成された揮発性コーティングを含む封入触媒粒子である。揮発性とは、封入層が好ましくはタバコ燃焼／熱分解のタール又は他の固相副産物の揮発温度よりも低い揮発温度を有することを意味する。封入触媒粒子を含むシガレットを喫煙する前に、揮発性コーティングは、触媒粒子を好ましくは部分的に封入し、より好ましくは完全に封入する。好ましい揮発性コーティングは、シガレットの喫煙中に揮発する。 Disclosed are encapsulated catalyst particles that include a volatile coating formed directly on an exposed surface (eg, a catalyst surface) of the catalyst particles. Volatile means that the encapsulation layer preferably has a volatilization temperature that is lower than the volatilization temperature of tobacco burning / pyrolysis tars or other solid phase by-products. Prior to smoking a cigarette containing encapsulated catalyst particles, the volatile coating preferably encapsulates the catalyst particles, more preferably fully encapsulates. Preferred volatile coatings volatilize during cigarette smoking.
封入触媒粒子を含むシガレットでは、封入触媒粒子がコーティングの揮発温度よりも低い温度に露出された時に、揮発性コーティングは、半揮発性及び不揮発性材料（例えば、タール）が上に堆積することができる保護層を形成する。半揮発性及び不揮発性材料は、触媒粒子上ではなく揮発性コーティング上に形成かつ堆積することができる。温度が封入材料の温度に到達するか又はそれを超える時に、揮発性コーティング、並びにそこに形成されたあらゆる材料は、除去されて、触媒粒子の活性表面を露出することができる。従って、触媒粒子の活性表面は、喫煙条件下に露出され（すなわち、燃焼区域よりも前に）、主流煙及び／又は副流煙の気相成分に触媒作用を及ぼして酸化させることができる。本出願人は、封入されていない触媒粒子よりもシガレットに組み込まれた封入触媒粒子がシガレットの喫煙中に高い触媒効果を有することを予想外に見出した。
実施形態において、シガレットは、封入触媒粒子を含み、炭化線の前に約０．１ｍｍから約１０ｍｍの距離で、好ましくは約０．５ｍｍから約２ｍｍの距離でシガレットの喫煙中に揮発性封入材料が揮発する。本明細書で使用される「炭化線」は、シガレットの燃焼区域の縁部においてシガレットの喫煙中に生成されたシガレット包装紙に作られた線である。
In cigarettes containing encapsulated catalyst particles, volatile coatings can deposit semi-volatile and non-volatile materials (eg, tars) when the encapsulated catalyst particles are exposed to temperatures below the volatilization temperature of the coating. A protective layer that can be formed is formed. Semi-volatile and non-volatile materials can be formed and deposited on the volatile coating rather than on the catalyst particles. When the temperature reaches or exceeds the temperature of the encapsulating material, the volatile coating, as well as any material formed thereon, can be removed to expose the active surface of the catalyst particles. Thus, the active surface of the catalyst particles is exposed under smoking conditions (ie, prior to the combustion zone) and can catalyze and oxidize mainstream and / or sidestream smoke gas phase components. The Applicant has unexpectedly found that encapsulated catalyst particles incorporated into cigarettes have a higher catalytic effect during cigarette smoking than non-encapsulated catalyst particles.
In an embodiment, the cigarette comprises encapsulated catalyst particles and a volatile encapsulant during cigarette smoking at a distance of about 0.1 mm to about 10 mm, preferably about 0.5 mm to about 2 mm, before the carbonized wire. Volatilizes. As used herein, “carbonized wire” is a wire made on cigarette wrapping paper produced during cigarette smoking at the edge of a cigarette combustion zone.
封入層は、熱又は化学的に分解する可能性がある揮発性材料から形成される。第１の実施形態では、封入材料は、周囲温度を超えるが約３５０℃よりも低い、好ましくは約２００℃よりも低い温度に露出されると熱分解（例えば、溶融、昇華、又は熱分解）させることができ、主流煙、副流煙、又は両方に対して触媒粒子面を露出する。好ましい封入材料は、約４０℃と約２００℃の間の温度で熱分解する。例えば、主流煙中の水分が封入層と相互作用して封入材料を揮発させ、触媒粒子を露出させることができる。好ましい封入層は、好ましくは約５％よりも高い、より好ましくは約２０％よりも高い相対湿度を有する主流煙又は副流煙に露出されると化学的に分解する。 The encapsulating layer is formed from a volatile material that can decompose thermally or chemically. In a first embodiment, the encapsulant material is pyrolyzed (eg, melted, sublimated, or pyrolyzed) when exposed to a temperature above ambient temperature but below about 350 ° C, preferably below about 200 ° C. The catalyst particle surface is exposed to mainstream smoke, sidestream smoke, or both. Preferred encapsulating materials pyrolyze at temperatures between about 40 ° C and about 200 ° C. For example, moisture in the mainstream smoke can interact with the encapsulating layer to volatilize the encapsulating material and expose the catalyst particles. Preferred encapsulating layers will chemically decompose when exposed to mainstream or sidestream smoke, preferably having a relative humidity greater than about 5%, more preferably greater than about 20%.
揮発性封入層を設けることによって、シガレットの燃焼区域よりも前にシガレットに（例えば、タバコ切断充填物に）組み込まれた粒子の活性触媒面を露出することができる。揮発性封入層は、触媒粒子と不揮発性又は半揮発性燃焼物及び／又は熱分解生成物（例えば、タール）との間の物理的な相互作用及び化学反応を最小にすることができる。例えば、触媒粒子との反応によるタール分子の高温亀裂を最小にすることができる。 By providing a volatile encapsulating layer, the active catalytic surface of particles incorporated into the cigarette (e.g., into tobacco cut filler) prior to the cigarette combustion zone can be exposed. The volatile encapsulation layer can minimize physical interactions and chemical reactions between the catalyst particles and non-volatile or semi-volatile combustion products and / or pyrolysis products (eg, tar). For example, high temperature cracking of tar molecules due to reaction with catalyst particles can be minimized.
封入触媒粒子のコアを構成する触媒粒子は、Ｍｇ、Ａ１、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、０ｓ、Ｉｒ、及びＡｕから成る群から選択された少なくとも１つの元素の元素金属、合金、酸化物、及び／又はオキシ水酸化物を含むことができる。
触媒粒子は、好ましくはナノスケール粒子を含む。「ナノスケール」とは、触媒粒子が１ミクロンよりも小さい平均粒子径を有することを意味する。好ましくは、ナノスケール粒子は、約１００ｎｍよりも小さい平均粒子径を有し、より好ましくは、約５０ｎｍよりも小さい平均粒子径を有し、最も好ましくは約１０ｎｍよりも小さい平均粒子径を有する。
The catalyst particles constituting the core of the encapsulated catalyst particles are Mg, A1, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, An elemental metal, alloy, oxide, and / or oxyhydroxide of at least one element selected from the group consisting of Sn, Ce, Pr, La, Hf, Ta, W, Re, 0s, Ir, and Au. Can be included.
The catalyst particles preferably comprise nanoscale particles. “Nanoscale” means that the catalyst particles have an average particle size of less than 1 micron. Preferably, the nanoscale particles have an average particle size of less than about 100 nm, more preferably have an average particle size of less than about 50 nm, and most preferably have an average particle size of less than about 10 nm.
好ましい触媒粒子は、鉄の酸化物及び／又はオキシ水酸化物を含む。例えば、米国ペンシルベニア州キング・オブ・プラシア所在の「ＭＡＣＨ Ｉ、Ｉｎｃ．」は、商標名「ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）超微細酸化鉄（ＳＦＩＯ）」及び「ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）磁性酸化鉄」の下でＦｅ2Ｏ3ナノスケール粒子を販売している。「ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）超微細酸化鉄（ＳＦＩＯ）」は、粒径が約３ｎｍ、比表面積が約２５０ｍ2／ｇ、体積密度が約０．０５ｇ／ｍ１の自由流動粉体の形態をしたアモルファス酸化鉄である。「ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）超微細酸化鉄（ＳＦＩＯ）」は、従来の触媒内に存在することがある不純物を実質的になくし、かつ食品、薬品、及び化粧品に使用するのに適する気相処理によって合成される。「ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）磁性酸化鉄」は、粒径が約２５ｎｍ、表面積が約４０ｍ2／ｇの自由流動粉体である。更に別の好ましい触媒粒子は、マンガン、銅、及びセリウムの酸化物及び／又はオキシ水酸化物を含む。 Preferred catalyst particles comprise iron oxide and / or oxyhydroxide. For example, “MACH I, Inc.”, located in King of Prussia, Pennsylvania, USA, is under the trade names “NANOCAT® Ultra Fine Iron Oxide (SFIO)” and “NANOCAT® Magnetic Iron Oxide”. Sells Fe 2 O 3 nanoscale particles. “NANOCAT® ultrafine iron oxide (SFIO)” is an amorphous material in the form of a free-flowing powder having a particle size of about 3 nm, a specific surface area of about 250 m 2 / g, and a volume density of about 0.05 g / m 1. It is iron oxide. “NANOCAT® Ultra Fine Iron Oxide (SFIO)” eliminates impurities that may be present in conventional catalysts and is a gas phase process suitable for use in foods, pharmaceuticals, and cosmetics. Synthesized. “NANOCAT® magnetic iron oxide” is a free-flowing powder having a particle size of about 25 nm and a surface area of about 40 m 2 / g. Yet another preferred catalyst particle comprises manganese, copper, and cerium oxides and / or oxyhydroxides.
触媒粒子を封入するコーティングを形成する封入材料は、ワックス、水溶性ポリマー、水不溶性ポリマー、又はシガレットの喫煙中に揮発して下に重なる触媒粒子を露出させる他の材料を含むことができる。好ましい封入材料は、毒性がなく、触媒粒子に容易に被覆され、かつ典型的なシガレットの貯蔵条件下で安定な（例えば、熱的及び化学的に安定な）材料である。好ましい封入材料は、１つ又はそれよりも多くの香味含有化合物を含む。
封入材料は、ワックスを含むことができる。好ましいワックスは、融点温度が約４０℃から約３５０℃の熱溶融材料を含む。例示的ワックスは、蜜蝋、ココナツ蝋、カンデリラ蝋、カルナウバ蝋、モンタン蝋、オーリクリー蝋、パラフィン蝋、米蝋、又はそれらの混合物を含む。
The encapsulating material that forms the coating encapsulating the catalyst particles can include waxes, water-soluble polymers, water-insoluble polymers, or other materials that volatilize during cigarette smoking and expose the underlying catalyst particles. Preferred encapsulating materials are materials that are non-toxic, easily coated with catalyst particles, and stable (eg, thermally and chemically stable) under typical cigarette storage conditions. Preferred encapsulating materials contain one or more flavor-containing compounds.
The encapsulating material can include wax. Preferred waxes include hot melt materials having a melting point temperature of about 40 ° C to about 350 ° C. Exemplary waxes include beeswax, coconut wax, candelilla wax, carnauba wax, montan wax, aurikri wax, paraffin wax, rice wax, or mixtures thereof.
封入材料は、水溶性ポリマーを含むことができる。例示的な水溶性ポリマーは、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、酸化ポリエチレン、水溶性ポリアミド、水溶性ポリエステル、水溶性セルロース、アクリル酸ポリマー、又はそれらの混合物を含む。天然及び変性水溶性ポリマーは、でんぷん、デキストリン、ゴム、ゼラチン、ペクチン、アルギン酸塩、アラビアゴム、又はそれらの混合物を含む。 The encapsulating material can include a water soluble polymer. Exemplary water-soluble polymers include polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, oxidized polyethylene, water-soluble polyamide, water-soluble polyester, water-soluble cellulose, acrylic acid polymer, or mixtures thereof. Natural and modified water soluble polymers include starch, dextrin, gum, gelatin, pectin, alginate, gum arabic, or mixtures thereof.
好ましい封入材料は、アルギン酸塩である。アルギン酸塩は、長鎖、炭水化物生体高分子アルギン酸であり、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸カリウム、及びアルギン酸プロピレングリコールを含む。アルギン酸は、水不溶性であるが、その塩類は、親水コロイド（すなわち、水を結合又は吸収する）でコーティングに形成することができる。
アルギン酸塩は、一般的に耐酸性で耐熱性である。カルシウムイオン濃度を調整すると、架橋を引き起こしてゲル強度を制御する。アルギン酸塩をペクチンのような他のゴムと組み合わせると粘性を高くすることができる。
アルギン酸塩は、一般的に水温の低下に伴って溶解度が低くなるが、周囲温度の水に分散させることができる。約２重量％を超えるアルギン酸塩濃度は、高剪断混合を使用して分散させ、凝集塊を解消することができる。高速度混合器は、高速流を高剪断と組み合わせて混合効率を改善する。アルギン酸カルシウムコーティングを含む封入触媒粒子を形成する好ましい方法を以下に説明する。
A preferred encapsulating material is alginate. Alginate is a long chain, carbohydrate biopolymer alginic acid, including sodium alginate, calcium alginate, potassium alginate, and propylene glycol alginate. Alginic acid is water insoluble, but its salts can be formed into coatings with hydrocolloids (ie, bind or absorb water).
Alginates are generally acid and heat resistant. Adjusting the calcium ion concentration causes cross-linking and controls gel strength. Viscosity can be increased by combining alginate with other rubbers such as pectin.
Alginates generally have lower solubility with decreasing water temperature, but can be dispersed in water at ambient temperature. Alginate concentrations above about 2% by weight can be dispersed using high shear mixing to eliminate agglomerates. High speed mixers combine high speed flow with high shear to improve mixing efficiency. A preferred method for forming encapsulated catalyst particles comprising a calcium alginate coating is described below.
封入材料は、水不溶性ポリマーを含むことができる。例示的な水不溶性ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ポリメチルメタクリル酸塩、塩化ポリビニル、塩化ポリビニリデン、多糖類、又はそれらの混合物を含む。
封入材料は、香味含有化合物を含むことができる。好ましい香味含有化合物は、メントール、メントール派生物、及びメントール前駆物質を含む。他の適切な香味化合物は、合成及び天然芳香剤、精油、アルコール、アルデヒド、エステル、エーテル、ケトン、フェノール、及びそれらの混合物を含む。香味化合物は、芳香性化合物又は非芳香性化合物とすることができる。
The encapsulating material can include a water-insoluble polymer. Exemplary water insoluble polymers include polyethylene, polypropylene, polyacrylate, polymethacrylate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polysaccharides, or mixtures thereof.
The encapsulating material can include a flavor-containing compound. Preferred flavor-containing compounds include menthol, menthol derivatives, and menthol precursors. Other suitable flavor compounds include synthetic and natural fragrances, essential oils, alcohols, aldehydes, esters, ethers, ketones, phenols, and mixtures thereof. The flavor compound can be an aromatic compound or a non-aromatic compound.
触媒粒子は、同一の又は異なる揮発性封入材料の１つ又はそれよりも多くの層を用いて被覆することができる。例えば、複数の被覆段階を使用して望ましい厚み及び／又は望ましい封入材料の適用範囲を達成することができる。更に別の事例では、触媒粒子は、第１の揮発性コーティング、及び次に第２の揮発性コーティングを用いて被覆することができる。好ましい実施形態では、第１の揮発性コーティングは、香味含有化合物を含む。 The catalyst particles can be coated with one or more layers of the same or different volatile encapsulating materials. For example, multiple coating steps can be used to achieve a desired thickness and / or desired encapsulant coverage. In yet another instance, the catalyst particles can be coated using a first volatile coating and then a second volatile coating. In a preferred embodiment, the first volatile coating includes a flavor-containing compound.
様々な方法を使用して封入触媒粒子を形成することができる。適切な方法は、触媒粒子を準備する段階と、触媒粒子の上に少なくとも１つの揮発性封入層を形成する段階とを含む。本方法は、気相技術と液層技術を含む
例示的な気相技術では、触媒粒子は、液相の封入材料（例えば、揮発性化合物の溶液又は純粋な液体）と混合して混合物を形成することができる。混合中に、温度及び攪拌の量は、制御することができる。例えば、触媒粒子及び封入材料の溶液は、均質な混合物を形成するために室温で超音波処理を用いて組み込むことができる。
触媒粒子封入材料混合物は、乾燥させて封入触媒粒子を形成することができる。好ましい実施形態によれば、混合物は、吸引されて封入材料で被覆された触媒粒子を含むエアロゾルを形成することができる。エアロゾル化温度及び分配率は、固相封入触媒粒子（すなわち、封入材料相が乾燥して触媒粒子に固体のコーティングを形成する）を形成するように制御することができる。
Various methods can be used to form the encapsulated catalyst particles. Suitable methods include providing catalyst particles and forming at least one volatile encapsulating layer on the catalyst particles. The method includes gas phase techniques and liquid layer techniques. In an exemplary gas phase technique, the catalyst particles are mixed with a liquid phase encapsulant (eg, a solution of a volatile compound or a pure liquid) to form a mixture. can do. During mixing, the temperature and amount of agitation can be controlled. For example, a solution of catalyst particles and encapsulating material can be incorporated using sonication at room temperature to form a homogeneous mixture.
The catalyst particle encapsulant mixture can be dried to form encapsulated catalyst particles. According to a preferred embodiment, the mixture can be aspirated to form an aerosol comprising catalyst particles coated with an encapsulating material. The aerosolization temperature and partition rate can be controlled to form solid phase encapsulated catalyst particles (ie, the encapsulated material phase is dried to form a solid coating on the catalyst particles).
一例として、アラビアゴムで被覆された５０重量％の「ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）」酸化鉄粒子を含む封入触媒粒子は、一定の攪拌条件下で約３０ｍ１の脱イオン水内にアラビアゴム（〜１ｇ）を備えた第１の混合酸化鉄粒子（〜１ｇ）によって調製され、酸化鉄粒子の均質な懸濁液を形成することができる。懸濁液は、約１７０℃の温度で０．５ｍｍのノズルを使用してエアロゾル化され、それによって混合物内に存在する水分が蒸発し、アラビアゴムで被覆された酸化鉄粒子が形成される。処理条件に応じて、封入触媒粒子は、粉体、顆粒、又は凝集粒子の形態とすることができる。封入触媒粒子は、球形、長球形、より糸形、及び小繊維形などの形状とすることができる。 As an example, encapsulated catalyst particles comprising 50% by weight of “NANOCAT®” iron oxide particles coated with gum arabic can be added to gum arabic (˜1 g) in about 30 ml deionized water under constant stirring conditions. Can be formed by a first mixed iron oxide particle (˜1 g) with a homogeneous suspension of iron oxide particles. The suspension is aerosolized using a 0.5 mm nozzle at a temperature of about 170 ° C., thereby evaporating the water present in the mixture and forming iron oxide particles coated with gum arabic. Depending on the processing conditions, the encapsulated catalyst particles can be in the form of powder, granules, or agglomerated particles. The encapsulated catalyst particles may have a shape such as a spherical shape, a long spherical shape, a twisted shape, and a small fiber shape.
例示的な液相技術では、触媒粒子は、液相封入材料又は封入材料前駆物質（例えば、揮発性化合物の溶液又は純粋な液体）の中に浸漬され、触媒粒子上にコーティングが形成される混合物を形成することができる。浸漬時の温度は制御され、混合物は、任意的に攪拌する（例えば、かき混ぜる）ことができる。触媒粒子及び封入材料は、室温で混合してコーティングを形成することができる。浸漬の後に、被覆された触媒粒子は、乾燥させて、更に任意的に処理されて封入触媒粒子を形成することができる。更に別の処理は、例えば、イオン交換反応を通じた封入ポリマーの架橋を含むことができる。 In an exemplary liquid phase technique, the catalyst particles are immersed in a liquid phase encapsulant or encapsulant precursor (eg, a solution of a volatile compound or a pure liquid) to form a coating on the catalyst particles. Can be formed. The temperature at the time of immersion is controlled, and the mixture can optionally be stirred (eg, stirred). The catalyst particles and encapsulating material can be mixed at room temperature to form a coating. After soaking, the coated catalyst particles can be dried and further optionally processed to form encapsulated catalyst particles. Yet another treatment can include, for example, crosslinking of the encapsulated polymer through an ion exchange reaction.
アルギン酸塩封入触媒粒子を形成する方法は、触媒粒子をアルギン酸塩の溶液内に浸漬して被覆された触媒粒子を形成する段階と、次に、被覆された触媒粒子を処理して架橋ポリマーアルギン酸塩コーティングを形成する段階とを含む。
一例として、アルギン酸カルシウム及び／又はナトリウムで被覆された５０重量％の「ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）」酸化鉄粒子を含む封入触媒粒子は、一定の攪拌条件下でアルギン酸ナトリウムの溶液（約１００ｍ１の脱イオン水内に１ｇのアルギン酸ナトリウム）を備えた第１の混合酸化鉄粒子（〜１ｇ）によって調製され、酸化鉄粒子で被覆されたアルギン酸ナトリウムを形成することができる。混合物は、好ましくは、均質化され（例えば、３０〜１３０秒間）、空気内に放置され（例えば、１０〜６０分間）、次に、再度均質化される（例えば、３０〜１３０秒間）。
The method of forming alginate encapsulated catalyst particles comprises the steps of immersing the catalyst particles in an alginate solution to form coated catalyst particles, and then treating the coated catalyst particles to form a crosslinked polymer alginate. Forming a coating.
As an example, an encapsulated catalyst particle comprising 50% by weight of “NANOCAT®” iron oxide particles coated with calcium and / or sodium alginate is a solution of sodium alginate (approximately 100 ml deionized) under constant stirring conditions. Prepared by first mixed iron oxide particles (˜1 g) with 1 g sodium alginate in water) can form sodium alginate coated with iron oxide particles. The mixture is preferably homogenized (eg, 30-130 seconds), left in air (eg, 10-60 minutes), and then homogenized again (eg, 30-130 seconds).
アルギン酸ナトリウムコーティングは、イオン交換反応を通じて少なくとも部分的にかつ好ましくは完全にアルギン酸カルシウムコーティングに変換（例えば、重合）することができる。既知容積のアルギン酸ナトリウム被覆酸化鉄粒子が、好ましくは多価カチオンを含む溶液と接触する。ナトリウムは、水溶液又は非水（例えば、アルコール）溶液を含むことができる。好ましい方法では、溶液は、塩化カルシウム（例えば、塩化カルシウムの０．１Ｍ水溶液）を含み、それによって酸化鉄粒子の周りに架橋揮発性アルギン酸カルシウムシェルを形成するイオン交換反応を通じてＣａ2+がＮａ1+と交換される。架橋封入層を形成するのに適する他の多価カチオン溶液は、アルミニウム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、ストロンチウム、銀、及びバリウムを含むことができる。架橋ポリマー封入材料の硬度は、架橋の程度を変えることによって制御することができる。架橋の量は、封入材料と多価カチオン溶液の間の反応時間（例えば、硬化時間）に比例する。イオン交換を通じて架橋することができる他のポリマーは、多糖類を含む。 The sodium alginate coating can be converted (eg, polymerized) to a calcium alginate coating at least partially and preferably completely through an ion exchange reaction. A known volume of sodium alginate-coated iron oxide particles is preferably contacted with a solution containing a multivalent cation. Sodium can include aqueous solutions or non-aqueous (eg, alcohol) solutions. In a preferred method, the solution comprises calcium chloride (eg, a 0.1 M aqueous solution of calcium chloride), which causes Ca 2+ to become Na 1 through an ion exchange reaction that forms a crosslinked volatile calcium alginate shell around the iron oxide particles. Exchanged for + . Other multivalent cation solutions suitable for forming the crosslinked encapsulating layer can include aluminum, manganese, iron, copper, zinc, strontium, silver, and barium. The hardness of the crosslinked polymer encapsulating material can be controlled by changing the degree of crosslinking. The amount of cross-linking is proportional to the reaction time between the encapsulating material and the multivalent cation solution (eg, cure time). Other polymers that can be cross-linked through ion exchange include polysaccharides.
好ましい方法では、既知容積のアルギン酸ナトリウム被覆酸化鉄粒子が、塩化カルシウム溶液内に滴状分散される（例えば、２６．５ゲージの注射針により）。分配の高さと速度が制御されて、封入触媒粒子の大きさを制御することができる。過剰の塩化カルシウム溶液は、予め設定した硬化時間後に（例えば、約２時間まで）、除去（例えば、濾過又は静かに注ぐ）され、アルギン酸カルシウム被覆粒子は、洗浄して乾燥させることができる。少なくとも約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０±５重量％の触媒粒子（例えば、酸化鉄粒子）を含む封入触媒粒子を調製することができる。 In a preferred method, a known volume of sodium alginate-coated iron oxide particles is dispersed drop-wise in a calcium chloride solution (eg, with a 26.5 gauge needle). The height and speed of the distribution can be controlled to control the size of the encapsulated catalyst particles. Excess calcium chloride solution is removed (eg, filtered or gently poured) after a pre-set curing time (eg, up to about 2 hours), and the calcium alginate coated particles can be washed and dried. Encapsulated catalyst particles can be prepared that include at least about 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, or 90 ± 5 wt% catalyst particles (eg, iron oxide particles).
酸化鉄／アルギン酸カルシウムサンプルの光学顕微鏡写真を図１に示している。図１（ａ）は、受け取ったままの「ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）」酸化鉄触媒粒子の光学顕微鏡写真を示している。図１（ｂ）は、不規則で球形粒子形態のアルギン酸カルシウム封入酸化鉄粒子の光学顕微鏡写真を示している。図１（ｃ）は、小繊維形形態のアルギン酸カルシウム封入酸化鉄粒子の光学顕微鏡写真を示している。
封入触媒粒子を形成するための付加的な方法は、ポリマー対ポリマー非相容性（触媒粒子が、共通溶剤に溶解した非相容性ポリマーの溶液から１つのポリマーの選択的吸着を通じて被覆される）、流動化床封入、及び気相重合を含む。
An optical micrograph of an iron oxide / calcium alginate sample is shown in FIG. FIG. 1 (a) shows an optical micrograph of “NANOCAT®” iron oxide catalyst particles as received. FIG.1 (b) has shown the optical microscope photograph of the calcium alginate inclusion iron oxide particle | grains in irregular and spherical particle form. FIG.1 (c) has shown the optical microscope photograph of the calcium alginate inclusion iron oxide particle of a fibril form form.
An additional method for forming encapsulated catalyst particles is the polymer-to-polymer incompatibility (catalyst particles are coated through selective adsorption of one polymer from a solution of incompatible polymer dissolved in a common solvent. ), Fluidized bed encapsulation, and gas phase polymerization.
封入ミクロンサイズ触媒粒子は、約１ミクロン又はそれ未満から約１０００ミクロン又はそれよりも大きいまでの平均粒径を有することができる。封入触媒粒子は、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０±５ミクロンから約１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、又は９００ミクロン±５０ミクロンの平均粒径を有することができる。封入触媒粒子は、個別の粒子又は被覆触媒粒子の凝集を含むことができる。好ましい封入触媒粒子は、約１ミクロンよりも小さい平均粒径を有することができる。サブミクロン及びナノスケール触媒粒子は、封入され、封入材料の平均厚みに応じて、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０±５ミクロンから約１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、又は９００ミクロン±５０ミクロンの平均粒径を有する封入触媒粒子を形成する。 Encapsulated micron sized catalyst particles can have an average particle size from about 1 micron or less to about 1000 microns or greater. The encapsulated catalyst particles can be 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, or 90 ± 5 microns to about 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, or 900 microns ± 50 microns. Can have an average particle size of Encapsulated catalyst particles can include agglomeration of individual particles or coated catalyst particles. Preferred encapsulated catalyst particles can have an average particle size of less than about 1 micron. Submicron and nanoscale catalyst particles are encapsulated, depending on the average thickness of the encapsulating material, from 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, or 90 ± 5 microns to about 100, 200, 300, Encapsulated catalyst particles are formed having an average particle size of 400, 500, 600, 700, 800, or 900 microns ± 50 microns.
好ましい方法によれば、封入触媒粒子は、シガレットを形成するのに使用されるタバコ切断充填物、シガレット紙、及びシガレットフィルタの少なくとも１つに組み込むことができる。シガレットの１つ又はそれよりも多くの構成要素の中に触媒粒子を組み込むことによって、喫煙中に主流煙中の一酸化炭素及び／又は酸化窒素の量を低減することができる。
好ましくは、封入触媒粒子は、少なくとも５％だけ（例えば、少なくとも１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、又は９６％だけ）一酸化炭素及び／又は酸化窒素の主流煙中濃度を低下させるのに有効な量でタバコ切断充填物、シガレット紙、及び／又はシガレットフィルタに組み込むことができる。シガレット当たりの触媒粒子の好ましい量は、約２００ｍｇまで（例えば、１ｍｇから２００ｍｇ、１ｍｇから５０ｍｇ、又は５０ｍｇから１００ｍｇ）である。封入触媒粒子は、約２００℃よりも低い温度で二酸化炭素に対して主流タバコ煙中の一酸化炭素の少なくとも５％、より好ましくは少なくとも２５％を変換し、及び／又は約２００℃よりも低い温度で酸化窒素に対して主流タバコ煙中の酸化窒素の少なくとも５％、より好ましくは少なくとも２５％を変換するのに有効な量で組み込むことができる。
According to a preferred method, the encapsulated catalyst particles can be incorporated into at least one of tobacco cut filler, cigarette paper, and cigarette filters used to form cigarettes. By incorporating the catalyst particles in one or more components of the cigarette, the amount of carbon monoxide and / or nitric oxide in the mainstream smoke can be reduced during smoking.
Preferably, the encapsulated catalyst particles are at least 5% (eg, at least 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65 %, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, or 96%) tobacco cut filler, cigarette in an amount effective to reduce mainstream smoke concentrations of carbon monoxide and / or nitric oxide It can be incorporated into paper and / or cigarette filters. A preferred amount of catalyst particles per cigarette is up to about 200 mg (eg, 1 mg to 200 mg, 1 mg to 50 mg, or 50 mg to 100 mg). The encapsulated catalyst particles convert at least 5%, more preferably at least 25%, of carbon monoxide in mainstream tobacco smoke to carbon dioxide at a temperature below about 200 ° C. and / or below about 200 ° C. It can be incorporated in an amount effective to convert at least 5%, more preferably at least 25%, of nitric oxide in mainstream tobacco smoke to nitric oxide at temperature.
開示するのは、（ｉ）タバコ切断充填物、シガレット紙、及びシガレットフィルタの少なくとも１つの中に及び／又はその表面上に封入触媒粒子を組み込む段階、（ｉｉ）シガレット製造機にタバコ切断充填物を供給してタバコ列を形成する段階、（ｉｉｉ）タバコ列の周りにシガレット包装紙を配置してシガレットのタバコロッドを形成する段階、及び（ｉｖ）任意的に、先端紙を使用してタバコ列にシガレットフィルタを取り付ける段階を含むシガレットの製造方法である。 Disclosed is (i) incorporating encapsulated catalyst particles in and / or on the surface of at least one of tobacco cut filler, cigarette paper, and cigarette filter, (ii) tobacco cut filler in a cigarette making machine. And (iii) placing cigarette wrapping paper around the tobacco row to form a cigarette tobacco rod, and (iv) optionally using tip paper A method of manufacturing a cigarette including the step of attaching a cigarette filter to a row.
理論に制限されるのを望まないが、封入触媒粒子を組み込んだシガレットの喫煙中に、ＣＯ及び／又はＮＯが酸素の存在下で触媒作用を受け、主流煙及び／又は副流煙中のＣＯ及び／又はＮＯレベルを低下させることができると考えられている。また、触媒反応に続いて、触媒粒子は、酸素の存在の有無に関わらずＣＯを酸化させ、及び／又はＮＯを還元し、主流煙及び／又は副流煙中のＣＯ及び／又はＮＯレベルを低下させることができると考えられている。好ましくは、封入触媒粒子は、ＣＯ対ＣＯ2、及びＮＯ対Ｎ2変換の両方に対して触媒作用を及ぼすことができる。 While not wishing to be limited by theory, during cigarette smoking incorporating encapsulated catalyst particles, CO and / or NO are catalyzed in the presence of oxygen, leading to CO in mainstream and / or sidestream smoke. And / or NO levels are believed to be reduced. Also, following the catalytic reaction, the catalyst particles can oxidize CO and / or reduce NO with or without the presence of oxygen to reduce CO and / or NO levels in mainstream and / or sidestream smoke. It is believed that it can be reduced. Preferably, the encapsulated catalyst particles can catalyze both CO to CO 2 and NO to N 2 conversion.
ここで使用されるように、触媒は、化学反応速度に影響を及ぼすことができ、例えば、触媒は、反応の反応物質又は反応生成物として参加せずに一酸化炭素対二酸化炭素の酸化速度を増大させることができる。酸化剤は、例えば、反応物質に酸素を提供して酸化剤自体を還元させることによって反応物質を酸化させることができる。還元剤は、反応物質から酸素を受け取り、還元剤自体を酸化させることによって反応物質を還元させることができる。 As used herein, a catalyst can affect the chemical reaction rate, for example, the catalyst does not participate as a reactant or reaction product of the reaction, and does not participate in the oxidation rate of carbon monoxide versus carbon dioxide. Can be increased. The oxidizing agent can oxidize the reactant by, for example, providing oxygen to the reactant and reducing the oxidizer itself. The reducing agent can reduce the reactant by receiving oxygen from the reactant and oxidizing the reducing agent itself.
シガレットの「喫煙」は、シガレットを通して吸引することができる煙を形成するためのシガレットの加熱又は燃焼を意味する。一般的に、シガレットの喫煙は、シガレットの一端に着火すると同時にそこに含有されるタバコが燃焼反応の作用を受ける段階と、シガレットの唇側端部を通した燃焼により煙を吸引する段階とを含む。シガレットはまた、他の手段によって喫煙することができる。例えば、シガレットは、シガレットを加熱することにより、及び／又は本出願人に譲渡された米国特許第６、０５３、１７６号、第５、９３４、２８９号、第５、５９１、３６８号、又は第５、３２２、０７５号に説明されているような電気加熱器手段を使用して加熱することによって喫煙することができる。 Cigarette “smoking” means the heating or burning of a cigarette to form smoke that can be drawn through the cigarette. In general, cigarette smoking involves the steps of igniting one end of a cigarette and simultaneously subjecting the tobacco contained therein to a combustion reaction, and sucking the smoke through combustion through the lip side end of the cigarette. Including. Cigarettes can also be smoked by other means. For example, cigarettes can be produced by heating cigarettes and / or US Pat. Nos. 6,053,176, 5,934,289, 5,591,368, or Smoking can be achieved by heating using electrical heater means such as described in US Pat. No. 5,322,075.
用語「主流」煙は、タバコロッド下流まで通過してフィルタ端部を通って排出される気体の混合物、すなわち、シガレットの喫煙中にシガレットの唇側端部から排出されるか又は吸引される煙を指す。主流煙は、シガレット包装紙を通して、並びに着火領域の両方を通して吸引される煙を含有する。用語「副流」煙は、静的燃焼中に生成された煙を意味する。
いくつかの要素が、シガレット内の一酸化炭素及び酸化窒素形成に寄与する。タバコ内の成分に加えて、喫煙時のシガレットの温度及び酸素濃度がそれらの形成に影響を及ぼす。例えば、喫煙中に形成される一酸化炭素の全体量は、３つの主要な原因、すなわち、熱分解（約３０％）、燃焼（約３６％）、及び炭化したタバコに伴う二酸化炭素の減少（少なくとも２３％）の組合せに由来する。熱分解による一酸化炭素の形成は、化学的動力学によって大部分制御されるが、約１８０℃の温度で始まり、約１０５０℃の温度で終わる。燃焼時の一酸化炭素及び二酸化炭素の形成は、表面への酸素の拡散（ｋa）及び表面反応を通じた酸素の拡散（ｋb）によって大部分制御される。温度２５０℃では、ｋaとｋbは、ほぼ同じである。４００℃では、反応は、拡散制御型になる。最終的に、炭化タバコ又はチャコールに伴う二酸化炭素の減少が、３９０℃付近又はそれよりも高い温度で発生する。
The term "mainstream" smoke is a mixture of gases that pass downstream of the tobacco rod and exit through the filter end, i.e. smoke that is exhausted or aspirated from the labial end of the cigarette during cigarette smoking. Point to. Mainstream smoke contains smoke that is sucked through both the cigarette wrapper as well as through the ignition area. The term “sidestream” smoke refers to smoke generated during static combustion.
Several factors contribute to carbon monoxide and nitric oxide formation within the cigarette. In addition to the components in tobacco, the temperature and oxygen concentration of cigarettes during smoking affect their formation. For example, the total amount of carbon monoxide formed during smoking is due to three main causes: pyrolysis (about 30%), combustion (about 36%), and carbon dioxide reduction associated with carbonized tobacco ( At least 23%). The formation of carbon monoxide by pyrolysis is largely controlled by chemical kinetics, but begins at a temperature of about 180 ° C. and ends at a temperature of about 1050 ° C. The formation of carbon monoxide and carbon dioxide during combustion is largely controlled by the diffusion of oxygen to the surface (k a ) and the diffusion of oxygen through surface reactions (k b ). In the temperature 250 ° C., k a and k b are substantially the same. At 400 ° C., the reaction becomes diffusion controlled. Eventually, the carbon dioxide reduction associated with carbonized tobacco or charcoal occurs at temperatures around 390 ° C. or higher.
燃焼中に、約０．５ｍｇ／シガレットの濃度で主流煙中に酸化窒素が生成される。しかし、酸化窒素は、以下の反応による一酸化炭素によって低減することができる。
２ＮＯ＋ＣＯ→Ｎ2０＋ＣＯ2
Ｎ2Ｏ＋ＣＯ→Ｎ2＋ＣＯ2
喫煙中に、シガレットには、燃焼区域、熱分解／蒸留区域、及び凝縮／濾過区域の３つの異なる領域がある。燃焼区域は、シガレットの喫煙中に通常シガレットの着火端部に生成されるシガレットの燃焼する区域である。燃焼区域の温度は、約７００℃から約９５０℃まで、及び加熱速度は、５００℃／秒ほどになる可能性がある。タバコの燃焼においては酸素が消費され、一酸化炭素、二酸化炭素、酸化窒素、水蒸気、及び他の有機化合物（例えば、タール）を生成する。燃焼区域は、高い発熱性があり、発生熱は、熱分解／蒸留区域に搬送される。
During combustion, nitric oxide is produced in the mainstream smoke at a concentration of about 0.5 mg / cigarette. However, nitric oxide can be reduced by carbon monoxide by the following reaction.
2NO + CO → N 2 0 + CO 2
N 2 O + CO → N 2 + CO 2
During smoking, cigarettes have three distinct areas: a combustion zone, a pyrolysis / distillation zone, and a condensation / filtration zone. A combustion zone is a zone where cigarettes burn, usually produced at the ignition end of a cigarette during cigarette smoking. The temperature in the combustion zone can be from about 700 ° C. to about 950 ° C., and the heating rate can be as high as 500 ° C./second. Tobacco combustion consumes oxygen and produces carbon monoxide, carbon dioxide, nitric oxide, water vapor, and other organic compounds (eg, tar). The combustion zone is highly exothermic and the generated heat is transferred to the pyrolysis / distillation zone.
熱分解区域は、燃焼区域の後方の区域であり、そこでは温度が約２００℃から約６００℃までに及んでいる。熱分解区域は、一酸化炭素の大部分が生成される場所である。主要な反応は、燃焼区域で発生した熱を使用して一酸化炭素、二酸化炭素、酸化窒素、チャコール、及び他の煙成分（例えば、タール）を生成するタバコの熱分解（すなわち、熱分解）である。
凝縮／濾過区域では、温度が周囲温度から約１５０℃までに及んでいる。この区域での主要な処理は、煙成分の凝縮／濾過である。一酸化炭素、二酸化炭素、酸化窒素、及び窒素の一部の量は、シガレットから外に拡散し、一部の酸素（例えば、空気）は、シガレット内に拡散する。
The pyrolysis zone is the zone behind the combustion zone where the temperature ranges from about 200 ° C to about 600 ° C. The pyrolysis zone is where most of the carbon monoxide is produced. The main reaction is the pyrolysis (ie, pyrolysis) of tobacco that uses the heat generated in the combustion zone to produce carbon monoxide, carbon dioxide, nitric oxide, charcoal, and other smoke components (eg, tar). It is.
In the condensation / filtration zone, the temperature ranges from ambient to about 150 ° C. The main treatment in this area is the condensation / filtration of smoke components. Carbon monoxide, carbon dioxide, nitric oxide, and some amounts of nitrogen diffuse out of the cigarette and some oxygen (eg, air) diffuses into the cigarette.
シガレットの喫煙中に、主流煙は、シガレットのフィルタ端部に向って流れる。一酸化炭素と酸化窒素がシガレット内に移動するので、酸素は、シガレットの中に、かつ一酸化炭素及び酸化窒素は、シガレットから外に包装紙を通って拡散する。シガレットの標準的な２秒間の吸煙の後に、ＣＯとＮＯは、シガレットの周囲部、すなわち、燃焼区域の前のシガレット包装紙近くに集中する。Ｏ2のシガレット中への拡散のために、酸素の集中はまた、周囲部区域内で高い。タバコロッド中への空気流は、シガレットの周囲部の燃焼区域近くで最も大きく、かつ温度勾配にほぼ対応しており、すなわち、より高い空気流がより大きな温度勾配と関連している。標準的なシガレットでは、最高温度勾配は、燃焼区域（＞８５０℃〜９００℃）からシガレットのフィルタ端部に向って軸線方向である。燃焼区域の後方数ミリメートルの範囲内で、温度は、周囲温度近くまで低下する。空気流パターンに対する更に別の情報、喫煙中のシガレット内の成分の形成、及び煙の形成及び送出は、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｒ．Ｂａｋｅｒ著「煙形成及び送出の機構」、「タバコ科学の最近の進歩」、第６巻、１８４〜２２４ページ（１９８０年）と、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｒ．Ｂａｋｅｒ著「喫煙サイクル中のシガレット燃焼コール内の気体形成領域の変動」、「Ｂｅｉｔｒａｇｅ ｚｕｒ Ｔａｂａｋｆｏｒｓｃｈｕｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ１」、第１１巻、第１号、１〜１７ページ（１９８１年）とに見ることができるが、それらの内容は、両方とも引用により本明細書に組み込まれている。 During cigarette smoking, mainstream smoke flows towards the filter end of the cigarette. As carbon monoxide and nitric oxide move into the cigarette, oxygen diffuses through the wrapping paper into the cigarette and carbon monoxide and nitric oxide out of the cigarette. After the standard 2 second smoke absorption of the cigarette, the CO and NO are concentrated around the cigarette, ie, near the cigarette wrapping paper in front of the combustion zone. Due to the diffusion of O 2 into the cigarette, the oxygen concentration is also high in the surrounding area. The air flow into the tobacco rod is greatest near the combustion zone around the cigarette and corresponds approximately to the temperature gradient, ie, a higher air flow is associated with a larger temperature gradient. In a standard cigarette, the maximum temperature gradient is axial from the combustion zone (> 850 ° C. to 900 ° C.) toward the filter end of the cigarette. Within a few millimeters behind the combustion zone, the temperature drops to near ambient temperature. Further information on airflow patterns, the formation of components within cigarettes during smoking, and smoke formation and delivery are described in Richard R., et al. Baker, “Mechanism of Smoke Formation and Delivery”, “Recent Advances in Tobacco Science”, Vol. 6, pp. 184-224 (1980); Although it can be seen in Baker, “Fluctuation of gas formation region in cigarette combustion call during smoking cycle”, “Beitage zur Tabakforschung International 1”, Vol. 11, No. 1, pp. 1-17 (1981). Both of which are incorporated herein by reference.
タバコの燃焼及び／又は熱分解から生成されたタールのような不揮発性化合物は、封入されていない触媒粒子を被覆し、それらの触媒効率を低下させる可能性がある。封入触媒粒子の表面に形成する不揮発性化合物は、しかし、触媒粒子から揮発性封入層を除去することによって排除され、それによってシガレット煙に触媒粒子を露出させることができる。
封入触媒粒子は、乾燥粉末、ペースト、液体内に分散した形態で提供することができる。例えば、封入触媒粒子は、散布するか、又は噴霧するか、又は切断充填物タバコ又はシガレット紙と組み合わせることができる。更に別の例では、タバコ切断充填物又はシガレット紙材料は、水洗するか又は封入触媒粒子を含有する液体で浸漬被覆することができる。
Non-volatile compounds such as tar produced from tobacco combustion and / or pyrolysis can coat unencapsulated catalyst particles and reduce their catalytic efficiency. Nonvolatile compounds that form on the surface of the encapsulated catalyst particles, however, are eliminated by removing the volatile encapsulant layer from the catalyst particles, thereby exposing the catalyst particles to cigarette smoke.
The encapsulated catalyst particles can be provided in a form dispersed in a dry powder, paste, or liquid. For example, the encapsulated catalyst particles can be sprinkled or sprayed or combined with cut-filled tobacco or cigarette paper. In yet another example, the tobacco cut filler or cigarette paper material can be washed with water or dip coated with a liquid containing encapsulated catalyst particles.
シガレット製造技術は、当業技術で公知である。封入触媒粒子を組み込むために、あらゆる従来の又は改良されたシガレット製造技術を使用することができる。シガレット製造では、一般的に、切断した充填物組成物は、他のシガレット添加物と任意的に組み合わされ、シガレット製造機に供給されてタバコ列を生成し、それは、次に、シガレット紙に包まれて区画に切断され、任意的にフィルタを先端に付けたタバコロッドを形成する。得られるシガレットは、標準の又は改良されたシガレット製造技術及び装置を使用して望ましい規格値のものに製造することができる。シガレットの長さは、約５０ｍｍから約１２０ｍｍに及んでいる。周囲長は、約１５ｍｍから約３０ｍｍであり、好ましくは約２５ｍｍである。タバコの充填密度は、一般的に、約１００ｍｇ／ｃｍ3から約３００ｍｇ／ｃｍ3の範囲であり、好ましくは、約１５０ｍｇ／ｃｍ3から約２７５ｍｇ／ｃｍ3の範囲である。 Cigarette manufacturing techniques are known in the art. Any conventional or improved cigarette manufacturing technique can be used to incorporate the encapsulated catalyst particles. In cigarette manufacture, the cut filler composition is generally optionally combined with other cigarette additives and fed to a cigarette making machine to produce a cigarette row, which is then wrapped in cigarette paper. Rarely cut into compartments, optionally forming a tobacco rod with a filter attached to the tip. The resulting cigarettes can be manufactured to the desired specifications using standard or improved cigarette manufacturing techniques and equipment. The length of the cigarette ranges from about 50 mm to about 120 mm. The perimeter is about 15 mm to about 30 mm, preferably about 25 mm. The packing density of tobacco is generally in the range of about 100 mg / cm 3 to about 300 mg / cm 3 , and preferably in the range of about 150 mg / cm 3 to about 275 mg / cm 3 .
一実施形態は、封入触媒粒子を形成し、次に触媒粒子をタバコ切断充填物上に堆積させ、及び／又は触媒粒子を、その後シガレットを形成するのに使用されるタバコ切断充填物に組み込む方法を提供する。タバコ切断充填物は、通常は、約１／４ｃｍから約１／８ｃｍ（約１／１０インチから約１／２０インチ）、又は更に１／１６ｃｍ（１／４０インチ）にも及ぶ幅に切断された刻み又はストランドの形態である。ストランドの長さは、約０．６５ｃｍから約７．６ｃｍまで（約０．２５インチから約３．０インチまで）に及んでいる。シガレットは、１つ又はそれよりも多くの香味料又は他の添加物（例えば、燃焼性添加剤、燃焼改良剤、着色剤、結合剤、その他）を更に含むことができる。 One embodiment is a method of forming encapsulated catalyst particles and then depositing the catalyst particles on a tobacco cut filler and / or incorporating the catalyst particles into a tobacco cut filler that is subsequently used to form a cigarette. I will provide a. Tobacco cut filler is typically cut to a width ranging from about 1/4 cm to about 1/8 cm (about 1/10 inch to about 1/20 inch), or even 1/16 cm (1/40 inch). It is in the form of chopped or strands. The length of the strand ranges from about 0.65 cm to about 7.6 cm (from about 0.25 inches to about 3.0 inches). Cigarettes can further include one or more flavorings or other additives (eg, flammable additives, combustion modifiers, colorants, binders, etc.).
切断した充填物には、あらゆる適切なタバコ混合物を使用することができる。適切な種類のタバコ材料の例は、煙道乾燥タバコ、Ｂｕｒ１ｅｙタバコ、Ｂｒｉｇｈｔタバコ、Ｍａｒｙ１ａｎｄタバコ、又はＯｒｉｅｎｔａ１タバコ、レア又は特製タバコ、及びそれらの配合物を含む。タバコ材料は、タバコ葉、体積膨張又はパフタバコのような加工タバコ材料、カットロール状又はカットパフ状茎のような加工タバコ茎、再構成タバコ材料、又はそれらの配合物の形態で提供することができる。タバコはまた、タバコ代用品を含むことができる。 Any suitable tobacco mixture can be used for the cut filling. Examples of suitable types of tobacco materials include flue-cured tobacco, Bur1ey tobacco, Bright tobacco, Mary 1 and tobacco, or Orienta 1 tobacco, rare or specialty tobacco, and blends thereof. The tobacco material can be provided in the form of tobacco leaves, processed tobacco materials such as volume expanded or puffed tobacco, processed tobacco stems such as cut rolls or cut puffed stems, reconstituted tobacco materials, or blends thereof. . Tobacco can also include tobacco substitutes.
封入触媒粒子は、シガレット製造機に供給される切断した充填物タバコ原料（例えば、ばら詰めの切断した充填物）に追加するか、又はタバコ列を形成するためにシガレットロッドの周りにシガレット包装紙を包む前にタバコロッドに直接組み込むことができる。封入触媒粒子は、タバコロッドの長さ方向に沿って個々の位置に供給されるが、好ましくは、封入触媒粒子は、タバコロッドの長さ方向に沿って連続して供給することができる。従って、封入触媒粒子は、タバコロッドの長さ方向に沿って均一に又は不均一に分布させることができる。例えば、タバコロッドは、タバコロッドに沿った１つの位置に封入触媒粒子の第１の装填物と、タバコロッドに沿った第２の位置に封入粒子の第２の装填物とを含むことができる。封入触媒粒子を含む好ましいタバコロッドは、タバコロッドのフィルタ端部に封入触媒粒子の第１の装填物と、タバコロッドの遠位端に封入触媒粒子の第２の装填物とを有し、第１の装填物が第２の装填物よりも大きい。 The encapsulated catalyst particles are added to the cut filler tobacco raw material (eg, bulk cut cut filler) supplied to the cigarette making machine, or cigarette wrapping paper around the cigarette rods to form a tobacco row Can be incorporated directly into the tobacco rod before wrapping. The encapsulated catalyst particles are supplied to individual locations along the length of the tobacco rod, but preferably the encapsulated catalyst particles can be supplied continuously along the length of the tobacco rod. Thus, the encapsulated catalyst particles can be distributed uniformly or non-uniformly along the length of the tobacco rod. For example, the tobacco rod can include a first charge of encapsulated catalyst particles at one location along the tobacco rod and a second charge of encapsulated particles at a second location along the tobacco rod. . A preferred tobacco rod comprising encapsulated catalyst particles has a first charge of encapsulated catalyst particles at the filter end of the tobacco rod and a second charge of encapsulated catalyst particles at the distal end of the tobacco rod; One charge is larger than the second charge.
封入触媒粒子とタバコ切断充填物は、あらゆる望ましい割合、例えば、１重量％から９０重量％の封入触媒粒子及び９９重量％から１０重量％のタバコ切断充填物、より好ましくは、１重量％から５０重量％の封入触媒粒子、最も好ましくは、１重量％から２０重量％の封入触媒粒子で供給することができる。
タバコロッドに封入触媒粒子を組み込むのに加えて又はその代わりに、封入触媒粒子は、シガレット紙がシガレットに組み込まれる前か又は組み込まれた後にシガレット紙に組み込むことができる。封入触媒粒子は、繊維状ウェブに又は紙内に組み込まれたウェブ充填物材料に粒子を直接堆積させることによって紙の繊維状ウェブ内に組み込むことができる。封入触媒粒子は、シガレット紙の中に及び／又はシガレット紙を作るために使用される原材料の中に組み込むことができる（例えば、シガレット紙製造機の紙原料の中に組み込むことができる）。
The encapsulated catalyst particles and tobacco cut filler are in any desired proportion, such as 1% to 90% by weight of encapsulated catalyst particles and 99% to 10% by weight of tobacco cut filler, more preferably 1% to 50%. It can be supplied in weight percent encapsulated catalyst particles, most preferably 1 to 20 weight percent encapsulated catalyst particles.
In addition to or in lieu of incorporating the encapsulated catalyst particles in the tobacco rod, the encapsulated catalyst particles can be incorporated into the cigarette paper before or after the cigarette paper is incorporated into the cigarette. Encapsulated catalyst particles can be incorporated into the fibrous web of paper by depositing the particles directly on the fibrous web or on a web filler material incorporated within the paper. The encapsulated catalyst particles can be incorporated into cigarette paper and / or into the raw material used to make the cigarette paper (eg, can be incorporated into the paper stock of a cigarette paper making machine).
封入触媒粒子は、湿ったベース（例えば、セルロース）ウェブ、中間ウェブ、又は完成ウェブに粒子を噴霧又は被覆することによってシガレット紙に組み込むことができる。１つの方法によれば、粉末の形態をした封入触媒粒子は、紙製造工程中にシガレット紙材料と物理的に混ぜることができる。別の方法では、封入触媒粒子のスラリ（例えば、水溶性スラリ）を紙製造機のヘッドボックスの中に組み込むことができ、かつ封入触媒粒子は、紙製造工程中にシガレット紙に組み込むことができる。 Encapsulated catalyst particles can be incorporated into cigarette paper by spraying or coating the particles onto a wet base (eg, cellulose) web, intermediate web, or finished web. According to one method, the encapsulated catalyst particles in powder form can be physically mixed with the cigarette paper material during the paper manufacturing process. In another method, a slurry of encapsulated catalyst particles (eg, a water soluble slurry) can be incorporated into a papermaker's headbox and the encapsulated catalyst particles can be incorporated into cigarette paper during the papermaking process. .
封入触媒粒子とシガレット紙は、あらゆる望ましい比率、例えば、１重量％から９０重量％の触媒と９９重量％から１０重量％のシガレット紙とで供給することができる。好ましい実施形態では、封入触媒粒子の量は、シガレット紙の約１重量％から約５０重量％、より好ましくは、約１重量％から約２０重量％を含む。
封入触媒粒子のシガレットの量、位置、及び分布は、ＣＯ対ＣＯ2及び／又はＮＯ対Ｎ2の変換速度を調節するために、例えば、増加又は最大にするために、喫煙中に示される温度及び空気流特性に応じて選択することができる。シガレット内に組み込まれた封入触媒粒子の量は、シガレットの喫煙中に主流煙中の一酸化炭素の量及び酸化窒素の量が減少するように選択することができる。
The encapsulated catalyst particles and cigarette paper can be supplied in any desired ratio, for example, 1% to 90% by weight catalyst and 99% to 10% by weight cigarette paper. In a preferred embodiment, the amount of encapsulated catalyst particles comprises from about 1% to about 50%, more preferably from about 1% to about 20% by weight of cigarette paper.
The amount, location, and distribution of cigarettes in the encapsulated catalyst particles is the temperature exhibited during smoking to adjust, for example, increase or maximize the conversion rate of CO to CO 2 and / or NO to N 2. And can be selected according to the air flow characteristics. The amount of encapsulated catalyst particles incorporated within the cigarette can be selected such that the amount of carbon monoxide and nitric oxide in the mainstream smoke is reduced during cigarette smoking.
封入触媒粒子は、包装紙の少なくとも１つの表面（例えば、内面及び／又は外面）上に被覆及び／又は印刷され、シガレット包装紙にテキスト又は画像を形成することができる。印刷の量及び／又は触媒の量を変えて、ＣＯ及び／又はＮＯ低減量を調節することができる。
揮発性封入層は、封入触媒粒子の外観を制御するために染色することができる（例えば、食品のための染料で）。例えば、封入触媒粒子の色は、シガレット紙（又はタバコ切断充填物）の色と調和又は対比するように設けることができる。
The encapsulated catalyst particles can be coated and / or printed on at least one surface (eg, the inner surface and / or the outer surface) of the wrapping paper to form text or images on the cigarette wrapping paper. The amount of printing and / or the amount of catalyst can be varied to adjust the CO and / or NO reduction.
The volatile encapsulating layer can be dyed to control the appearance of the encapsulated catalyst particles (eg, with a dye for food). For example, the color of the encapsulated catalyst particles can be provided to match or contrast the color of cigarette paper (or tobacco cut filler).
シガレットは、異なる封入触媒粒子の混合物を含むことができる。封入触媒粒子の組成（すなわち、触媒粒子の組成及び／又は大きさ、及び／又は封入材料の組成及び／又は厚み）は、所定の温度範囲で作用するように選択され、触媒粒子の触媒作用的に有効な量がシガレットの構成要素（例えば、タバコ切断充填物、シガレットフィルタ、及び／又はシガレット紙）の中に組み込まれ、触媒の変換効率及び／又は選択性を制御することができる。例えば、第１の封入触媒粒子をシガレットのタバコ切断充填物に組み込み、第２の封入触媒粒子をシガレット紙に組み込むことができる。組み込まれた封入触媒粒子を有するシガレット紙は、シガレット内で包装紙、紙フィルタ、及び／又は紙充填物として使用することができる。 The cigarette can include a mixture of different encapsulated catalyst particles. The composition of the encapsulated catalyst particles (i.e., the composition and / or size of the catalyst particles and / or the composition and / or thickness of the encapsulant) is selected to operate in a predetermined temperature range, and the catalytic activity of the catalyst particles Effective amounts can be incorporated into cigarette components (eg, tobacco cut filler, cigarette filters, and / or cigarette paper) to control the conversion efficiency and / or selectivity of the catalyst. For example, the first encapsulated catalyst particles can be incorporated into cigarette cut tobacco and the second encapsulated catalyst particles can be incorporated into cigarette paper. Cigarette paper with incorporated encapsulated catalyst particles can be used as a wrapping paper, paper filter, and / or paper filler within the cigarette.
シガレット包装紙は、亜麻、麻、ボンベイ麻、アフリカハネガヤ、稲わら、及びセルロースなどを含有する包装紙を含む、切断充填物を取り囲むのに適するあらゆる包装とすることができる。任意的な充填物材料、香味添加物、及び燃焼性添加物は、シガレット包装紙に含めることができる。本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている、本出願人所有の米国特許第５、１４３、０９８号に開示するように、包装紙は、２層包装紙のような断面に１つよりも多くの層を有することができる。 Cigarette wrapping paper can be any wrapping suitable for surrounding a cut filler, including wrapping paper containing flax, hemp, Bombay hemp, African scallop, rice straw, cellulose and the like. Optional filler materials, flavor additives, and flammable additives can be included in the cigarette wrapping paper. As disclosed in commonly owned U.S. Pat. No. 5,143,098, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference, the wrapping paper is 1 in cross-section like a two-layer wrapping paper. You can have more than one layer.
封入触媒粒子は、シガレット包装紙の中に組み込むことができる。繊維状セルロース材料のウェブを含む包装紙は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）のようなウェブ充填物材料の粒子を更に含むことができる。実際面では、ウェブ充填物材料は、包装紙の浸透性を制御するための作用物として役立つ。包装紙の浸透性は、典型的には、１．０キロパスカルの圧力降下で毎分１平方センチメートルの材料を通過する立方センチメートルで測定した空気の容積として定められるＣｏｒｅｓｔａ単位で測定される。 Encapsulated catalyst particles can be incorporated into cigarette wrapping paper. The wrapping paper comprising a web of fibrous cellulosic material may further comprise particles of web filler material such as calcium carbonate (CaCO 3 ). In practice, the web filler material serves as an agent for controlling the permeability of the wrapping paper. The permeability of the wrapping paper is typically measured in Coresta units, defined as the volume of air measured in cubic centimeters passing through 1 square centimeter of material per minute with a pressure drop of 1.0 kilopascal.
包装紙は、１つ又はそれよりも多くの層を含むことができる。好ましいシガレットは、第１の包装紙、第１の包装紙の周りに形成された第２の包装紙、及び第１の包装紙に組み込まれた封入触媒粒子を含む。
封入触媒粒子は、好ましくは、シガレットのタバコロッド部分及び／又はシガレット包装紙部分を通して分配されることになる。シガレットの１つ又はそれよりも多くの構成要素を通して封入触媒を設けることにより、特に燃焼、熱分解、凝縮、及び／又は濾過領域においてシガレットを通して吸引される一酸化炭素の量を低減することができる。
The wrapping paper can include one or more layers. A preferred cigarette includes a first wrapping paper, a second wrapping paper formed around the first wrapping paper, and encapsulated catalyst particles incorporated into the first wrapping paper.
The encapsulated catalyst particles will preferably be distributed through the tobacco rod portion and / or cigarette wrapper portion of the cigarette. By providing the encapsulated catalyst through one or more components of the cigarette, it is possible to reduce the amount of carbon monoxide that is drawn through the cigarette, particularly in the combustion, pyrolysis, condensation, and / or filtration regions. .
更に別の実施形態は、シガレットに着火してタバコ煙を形成する段階と、シガレットを通して煙を吸引する段階とを含み、揮発性封入材料が、少なくとも部分的に揮発して触媒粒子の表面を露出させる、タバコ煙を処理する方法を提供する。好ましい実施形態では、揮発性封入材料は、炭化線の前の約０．１ｍｍから１０ｍｍの距離で揮発する。
様々な実施形態を説明したが、当業者には明らかなように、変形及び修正の手段に頼ることができることは理解されるものとする。そのような変形及び修正は、特許請求の範囲及び視野に含まれると考えるものとする。
Yet another embodiment includes igniting the cigarette to form tobacco smoke and sucking the smoke through the cigarette, wherein the volatile encapsulant is at least partially volatilized to expose the surface of the catalyst particles. A method for treating tobacco smoke is provided. In a preferred embodiment, the volatile encapsulant volatilizes at a distance of about 0.1 mm to 10 mm before the carbonized wire.
While various embodiments have been described, it should be understood that variations and modifications can be relied upon, as will be apparent to those skilled in the art. Such variations and modifications are to be considered within the scope and scope of the claims.
Claims (8)
触媒粒子が、完全に揮発性封入材料で被覆され、
構成要素が、タバコ切断充填物、シガレット紙、及びシガレットフィルタから成る群から選択される、
ことを特徴とする構成要素。 A cigarette component comprising encapsulated catalyst particles capable of reducing at least one of carbon monoxide and nitric oxide in mainstream tobacco smoke,
The catalyst particles are completely coated with a volatile encapsulant,
The component is selected from the group consisting of tobacco cut filler, cigarette paper, and cigarette filter;
A component characterized by that.
ことを特徴とする請求項１に記載の構成要素。 The catalyst particles are Mg, A1, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, Sn, Ce, Pr, La At least one of elemental metals, alloys, oxides, and oxyhydroxides of at least one element selected from the group consisting of Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, and Au,
The component according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の構成要素。 The catalyst particles have an average particle size of less than about 100 nm or less than about 50 nm;
The component according to claim 1 or 2, characterized by the above.
（ａ）ワックス、水溶性ポリマー、又は水不溶性ポリマー、
（ｂ）蜜蝋、ココナツ蝋、カンデリラ蝋、カルナウバ蝋、モンタン蝋、オーリクリー蝋、パラフィン蝋、米蝋、及びそれらの混合物から成る群から選択されたワックス、
（ｃ）ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、酸化ポリエチレン、水溶性ポリアミド、水溶性ポリエステル、水溶性セルロース、アクリル酸ポリマー、でんぷん、デキストリン、ゴム、ゼラチン、ペクチン、アルギン酸塩、アラビアゴム、及びそれらの混合物から成る群から選択された水溶性ポリマー、
（ｄ）ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ポリメチルメタクリル酸塩、塩化ポリビニル、塩化ポリビニリデン、多糖類、及びそれらの混合物から成る群から選択された水不溶性ポリマー、
（ｅ）前記触媒粒子と接触した第１の層及び該第１の層の上に形成された第２の層、及び
（ｆ）香味含有化合物を含む第１の層及び該第１の層の上に形成された第２の層、
のうちの少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の構成要素。 The volatile encapsulation material is
(A) wax, water-soluble polymer, or water-insoluble polymer,
(B) a wax selected from the group consisting of beeswax, coconut wax, candelilla wax, carnauba wax, montan wax, aurikuri wax, paraffin wax, rice wax, and mixtures thereof;
(C) consisting of polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, water-soluble polyamide, water-soluble polyester, water-soluble cellulose, acrylic acid polymer, starch, dextrin, gum, gelatin, pectin, alginate, gum arabic, and mixtures thereof A water-soluble polymer selected from the group,
(D) a water-insoluble polymer selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyacrylate, polymethacrylate, polymethylmethacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polysaccharides, and mixtures thereof;
(E) a first layer in contact with the catalyst particles and a second layer formed on the first layer; and (f) a first layer containing a flavor-containing compound and the first layer. A second layer formed thereon,
Including at least one of
The component according to claim 1.
（ａ）第１の層及び該第１の層の周りに形成された第２の層を有し、かつ前記封入触媒粒子が該第１の層に組み込まれた包装紙、及び
（ｂ）少なくとも１つの表面上に前記封入触媒粒子が被覆され、印刷され、又は被覆かつ印刷された包装紙、
のうちの少なくとも一方を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の構成要素を含むシガレット。 The cigarette paper is
(A) a wrapping paper having a first layer and a second layer formed around the first layer, and wherein the encapsulated catalyst particles are incorporated into the first layer, and (b) at least A wrapping paper coated, printed or coated and printed with the encapsulated catalyst particles on one surface;
Including at least one of
A cigarette comprising the component according to claim 1.
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