(57)【要約】  本発明は、澱粉系降温材料及びその応用を開示する。本発明の澱粉系降温材料は、澱粉８．０〜９．０部、相変化材料０．５〜１．０部、ポリオール０．５〜１．０部を用いて製造される。本発明の澱粉系降温材料は、澱粉、相変化材料及びポリオールの３つを配合することにより製造されるものであり、相変化材料は熱を吸収して貯蔵する効果を有し、煙気流の温度を明らかに下げ、温度を効率的で大幅に下げるという効果を果たし、降温効果が７０〜１２０℃に達し、製造するための原料がすべて生分解性材料であるので、製造された加熱非燃焼式用巻きタバコのフィルタロッドは、使用後分解可能であり、環境にやさしく、加熱非燃焼式巻きタバコ製品の製造分野に幅広く使用され得、澱粉系降温材料は、優れた熱可塑性を有することから、加工成形が容易になり、しかも巻きタバコ煙中の香り成分などの遮断を効果的に低減させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉５．０〜１５．０部、相変化材料０．２〜５．０部、ポリオール０．３〜３．０部を用いて製造される、ことを特徴とする澱粉系降温材料。
【請求項２】
澱粉８．０〜９．０部、相変化材料０．５〜１．０部、ポリオール０．５〜１．０部を用いて製造される、ことを特徴とする請求項１に記載の澱粉系降温材料。
【請求項３】
前記澱粉の粒子径が１０μｍ〜２００μｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の澱粉系降温材料。
【請求項４】
前記澱粉の粒子径が１０μｍ〜１００μｍである、ことを特徴とする請求項３に記載の澱粉系降温材料。
【請求項５】
前記相変化材料は、分子量１００００〜２０００００のポリ乳酸である、ことを特徴とする請求項３に記載の澱粉系降温材料。
【請求項６】
前記ポリ乳酸の分子量が１５０００〜１０００００である、ことを特徴とする請求項５に記載の澱粉系降温材料。
【請求項７】
前記澱粉の粒子径が２０μｍ〜８０μｍであり、ポリ乳酸の分子量が２００００〜８００００である、ことを特徴とする請求項５に記載の澱粉系降温材料。
【請求項８】
前記ポリオールはプロピレングリコール及び／又はグリセロールである、ことを特徴とする請求項１に記載の澱粉系降温材料。
【請求項９】
加熱非燃焼式巻きタバコのフィルタロッドの製造における、請求項１〜８のいずれか１項に記載の澱粉系降温材料の応用。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の澱粉系降温材料を用いて製造された澱粉製マルチチャンネルユニットを備える、ことを特徴とする加熱燃焼巻きタバコのフィルタロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱非燃焼式巻きタバコ用の降温材料の技術分野に関し、より具体的には、澱粉系降温材料及びその応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱非燃焼式巻きタバコでは、巻きタバコの加熱温度が通常５００℃以下であり、香味成分に大きな影響を与えずに煙中の複数種の有害成分を大幅に低下させることができ、さらに、一部の香味成分が熱分解の減少により増加することもあり、ニコチンや多数の香味成分が低温（２５０〜５００℃）でタバコから放出されて煙に移される。加熱非燃焼式巻きタバコはタバコマトリックスと加熱部分とを別々にしたものであるので、現在、主流となる加熱方式は電気加熱であり、電気加熱はタバコの点火によるリスクを回避できるが、喫煙するときの煙の温度が高いという問題が存在し、特に、現在の加熱非燃焼式巻きタバコの本体のほとんどの長さが短く、煙降温の時間や距離に限りがあるので、煙の温度が高く、熱による刺激感が強く、したがって、降温効果の高い加熱非燃焼式巻きタバコ用の降温材料の開発も加熱非燃焼式巻きタバコの研究の重点となっている。
【０００３】
現在、ポリ乳酸ＰＬＡ薄膜を煙降温材料として用いるシガレットがあり、ポリ乳酸薄膜は降温効果を有するものの、加熱されると収縮しやすく、また、他の多数の相変化材料も加熱非燃焼式巻きタバコの降温分野に適用されており、このような相変化材料は、巻きタバコのフィルタロッドに添加されると、巻きタバコの煙温度を効果的に低下できる反面、煙を遮断して、喫煙エクスペリエンスを損なうという欠陥がある。従来技術のＣＮ１０９３９３５５８Ａでは、ＰＬＡ降温フィルタロッド及びその製造方法が開示されており、該降温フィルタロッドは、直接貫通式トレンチとタバコ用ＰＬＡ糸条とからなるろ過段を通じて降温効果を果たすものであり、ただし、このようなデザインでは、降温効果は主に直接貫通式トレンチによって外界への散熱効率を高めることで達成させ、降温材料自体の降温効果の向上については改善していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする技術的課題は、降温効果の向上、ろ過の低減を実現できないという従来の加熱非燃焼式巻きタバコ用の降温材料の欠陥及び不備を解決し、澱粉系降温材料及びその応用を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記目的は以下の技術案によって達成される。
【０００６】
澱粉系降温材料であって、澱粉５．０〜１５．０部、相変化材料０．２〜５．０部、ポリオール０．３〜３．０部を用いて製造される。
【０００７】
本発明の澱粉系降温材料を製造する原料がすべて完全生分解性材料であるので、環境保全の価値が高い。水で濡れて膨張すると、澱粉自体は粘着性を持ち、相変化材料は熱を吸収して貯蔵する効果、気流温度を低下させる効果を示し、それによって、より良好な粘着性を材料に付与し、スクリューを用いた押出成形を容易にし、ポリオールを添加することにより、材料を軟化し、流動性を高め、また、ツインスクリューを用いた押出延伸プロセスによる成形を容易にし、構造の安定性及び降温効果の向上に有利である。
【０００８】
本発明の澱粉系降温材料を、澱粉製マルチチャンネル気流ユニットに製造する場合、押出延伸プロセスによって製造することができ、具体的には、方法は以下のとおりである。
一）材料溶融及び混合
１）ポリ乳酸を加熱して溶融し、具体的には、４つの温度領域で温度を制御し、領域１−領域２では溶融するまで高速で昇温し、それにより、過程における分子構造の破壊を減らし、領域２−領域３では、低速で昇温し、分解することなく十分に溶融し、領域３−領域４では、溶融物の状態を安定化させる。
２）澱粉の添加：温度制御領域３で澱粉を加えて、十分に混合する。
３）ポリオールの添加：温度制御領域４でポリオールを添加する。
二）押し出し：ツインスクリュー押出
三）真空定型
四）冷却定型
五）牽引
六）切断：所定の長さにする。
【０００９】
好ましくは、前記澱粉系降温材料は、澱粉８．０〜９．０部、相変化材料０．５〜１．０部、ポリオール０．５〜１．０部を用いて製造される。
【００１０】
たとえば澱粉８．０部、相変化材料０．８部、ポリオール０．８部、又は澱粉９．０部、相変化材料０．８部、ポリオール０．８部、又は澱粉９．０部、相変化材料０．６部、ポリオール０．６部、又は澱粉８．０部、相変化材料０．６部、ポリオール０．６部である。
【００１１】
より好ましくは、前記澱粉系降温材料は、澱粉８．０部、相変化材料０．８〜０．６部、ポリオール０．６〜０．８部を用いて製造される。
【００１２】
好ましくは、前記澱粉の粒子径が１０μｍ〜２００μｍである。
【００１３】
好ましくは、前記澱粉の粒子径が１０μｍ〜１００μｍである。
【００１４】
本発明の澱粉は、コーンスターチ、ジャガイモ澱粉、紫サツマイモ澱粉、リリー澱粉のうちの１種又は複数種であってもよい。
【００１５】
好ましくは、前記相変化材料は、分子量１００００〜２０００００のポリ乳酸である。
【００１６】
より好ましくは、前記ポリ乳酸の分子量が１５０００〜１０００００である。
【００１７】
材料の成形性及び降温効果を向上させるために、より好ましくは、前記澱粉の粒子径が２０μｍ〜８０μｍ、ポリ乳酸の分子量が２００００〜８００００である。
【００１８】
たとえば、澱粉の粒子径が２０μｍ、ポリ乳酸の分子量が５００００であり、又は澱粉の粒子径が８０μｍ、ポリ乳酸の分子量が３００００であり、又は澱粉の粒子径が３０μｍ、ポリ乳酸の分子量が３００００であり、又は澱粉の粒子径が３０μｍ、ポリ乳酸の分子量が５００００である。
【００１９】
さらに好ましくは、前記澱粉の粒子径が３０μｍ、ポリ乳酸の分子量が５００００である。
【００２０】
好ましくは、前記ポリオールはプロピレングリコール及び／又はグリセロールである。
【００２１】
加熱非燃焼式巻きタバコのフィルタロッドの製造における澱粉系降温材料の応用も本発明の特許範囲に含まれる。
【００２２】
具体的な応用方式は、以下のようにしてもよい。２３ｍｍの澱粉製チューブ＋７ｍｍのアセテート繊維を１つの基本ユニットとして組み合わせ、１つの基本ユニットを加熱非燃焼式巻きタバコにスモックろ過段として適用し、ここで、アセテート繊維段は煙下流端（唇端）、澱粉製チューブは煙上流端に位置し、澱粉製チューブの両端の温度差が７０〜１２０℃であり、これは、澱粉製チューブユニットには高い降温作用を備えることを示す。
【００２３】
本発明の澱粉系降温材料は、高速で降温し得るという高い降温効果を有し、煙の温度を７０〜１２０℃と低下できるだけでなく、基材の製造原料がすべて生分解性のものであり、環境にやさしく、この澱粉系降温材料は、加熱非燃焼式巻きタバコのフィルタロッドに適用されると、加熱非燃焼式巻きタバコの煙の温度が高く、熱による刺激感が強いという問題を効果的に緩和し、加熱非燃焼式巻きタバコ製品の喫煙時の快適さをさらに向上させ、そして香味物質を維持する。
【００２４】
本発明は、上記澱粉系降温材料を用いて製造される澱粉製マルチチャンネルユニットを備える加熱燃焼巻きタバコのフィルタロッドをも保護する。
【発明の効果】
【００２５】
従来技術に比べて、本発明の有益な効果は以下のとおりである。
【００２６】
（１）本発明の澱粉系降温材料は、澱粉、相変化材料及びポリオールの３つを配合して製造されるものであり、相変化材料は熱を吸収して貯蔵する効果を有するので、煙気流の温度を大幅に低下させ、温度を高速で大幅に下げる効果を果たし、降温効果が７０〜１２０℃に達し、加工成形が容易になり、しかも、巻きタバコ煙中の香り成分などの遮断を効果的に低減させる。
【００２７】
（２）本発明の澱粉系降温材料を製造する原料がすべて生分解性材料であり、製造された加熱非燃焼式用巻きタバコのフィルタロッドは、使用後分解可能であるので、環境にやさしく、加熱非燃焼式巻きタバコ製品の製造分野に幅広く適用できる。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、具体的な実施形態を参照しながら本発明をさらに説明するが、実施例は本発明を何ら限定するものではない。別に断らない限り、本発明の実施例で使用される原料試薬は一般的に購入できる原料試薬である。
【００２９】
実施例１
澱粉５．０部、相変化材料０．２部、ポリオール０．３部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はコーンスターチであり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールである。
製造プロセスは、具体的には、以下のとおりである。
一）材料溶融及び混合
１）ポリ乳酸を加熱して溶融し、具体的には、４つの温度領域で温度を制御し、領域１−領域２では溶融するまで高速で昇温し、それにより、過程における分子構造の破壊を減らし、領域２−領域３では、低速で昇温し、分解することなく十分に溶融し、領域３−領域４では、溶融物の状態を安定化させた。
２）澱粉の添加：温度制御領域３で澱粉を加えて、十分に混合した。
３）ポリオールの添加：温度制御領域４でポリオールを添加した。
二）押し出し：ツインスクリュー押出
三）真空定型
四）冷却定型
五）牽引
六）切断：所定の長さにした。
【００３０】
実施例２
澱粉１５．０部、相変化材料５．０部、ポリオール３．０部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールである。
製造プロセスは、具体的には、以下のとおりである。
一）材料溶融及び混合
１）ポリ乳酸を加熱して溶融し、具体的には、４つの温度領域で温度を制御し、領域１−領域２では溶融するまで高速で昇温し、それにより、過程における分子構造の破壊を減らし、領域２−領域３では、低速で昇温し、分解することなく十分に溶融し、領域３−領域４では、溶融物の状態を安定化させた。
２）澱粉の添加：温度制御領域３で澱粉を加えて、十分に混合した。
３）ポリオールの添加：温度制御領域４でポリオールを添加した。
二）押し出し：ツインスクリュー押出
三）真空定型
四）冷却定型
五）牽引
六）切断：所定の長さにした。
【００３１】
実施例３
澱粉７．０部、相変化材料３．０部、ポリオール２．０部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールである。
製造プロセスは、具体的には、以下のとおりである。
一）材料溶融及び混合
１）ポリ乳酸を加熱して溶融し、具体的には、４つの温度領域で温度を制御し、領域１−領域２では溶融するまで高速で昇温し、それにより、過程における分子構造の破壊を減らし、領域２−領域３では、低速で昇温し、分解することなく十分に溶融し、領域３−領域４では、溶融物の状態を安定化させた。
２）澱粉の添加：温度制御領域３で澱粉を加えて、十分に混合した。
３）ポリオールの添加：温度制御領域４でポリオールを添加した。
二）押し出し：ツインスクリュー押出
三）真空定型
四）冷却定型
五）牽引
六）切断：所定の長さにした。
【００３２】
実施例４
澱粉８．０部、相変化材料１．０部、ポリオール１．０部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は１０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は１５０００である。
【００３３】
実施例５
澱粉８．０部、相変化材料１．０部、ポリオール０．８部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は１００μｍであり、ポリ乳酸の分子量は２０００００である。
【００３４】
実施例６
澱粉８．０部、相変化材料０．８部、ポリオール０．８部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は２０μｍ、ポリ乳酸の分子量は５００００である。
【００３５】
実施例７
澱粉９．０部、相変化材料０．８部、ポリオール０．８部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は８０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は３００００である。
【００３６】
実施例８
澱粉９．０部、相変化材料０．６部、ポリオール０．６部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は３０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は３００００である。
【００３７】
実施例９
澱粉８．０部、相変化材料０．８部、ポリオール０．８部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は３０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は５００００である。
【００３８】
実施例１０
澱粉８．０部、相変化材料０．６部、ポリオール０．６部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は３０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は５００００である。
【００３９】
比較例１
澱粉２０部、相変化材料６部、ポリオール５部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は３０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は５００００である。
【００４０】
比較例２
澱粉４部、相変化材料０．１部、ポリオール０．２部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は３０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は５００００である。
【００４１】
比較例３
澱粉８．０部、相変化材料０．５部、ポリオール４．０部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は３０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は５００００である。
【００４２】
比較例４
澱粉８．０部、相変化材料０．５部、ポリオール０．１部を用いて製造される澱粉系降温材料であって、澱粉はジャガイモ澱粉であり、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリオールはグリセロールであり、澱粉の粒子径は３０μｍであり、ポリ乳酸の分子量は５００００である。
【００４３】
比較例５
相変化降温材料であって、相変化材料はポリ乳酸であり、ポリ乳酸の分子量は５００００である。
【００４４】
結果の検出
（１）降温効果の検出
上記実施例１〜１０及び比較例１〜４で製造された澱粉系降温材料を用いて、降温材料段とアセテート繊維段を備える加熱非燃焼式巻きタバコのフィルタロッドを製造し、このフィルタロッドを加熱非燃焼式巻きタバコに適用し、降温材料の両端の温度を検出し、関連する温度差の値を記録して降温効果とし、ここで、降温材料段の長さが２３ｍｍ、アセテート繊維段の長さが７ｍｍである。スモックの量について減量法によりテストし、ＩＳＯ基準喫煙方法によって行い、つまり３５ｍｌ／２ｓ／３０ｓとした。各タバコを７パフ吸った後、喫煙前後の品質の差を計算し、３本のタバコを吸って平均値としてスモック量の値を得て、各実施例のテスト結果を比較例５の結果で割って、煙量の相対値を得た。
検出結果を表１に示す。
【００４５】
表１
2021531745.tif 000002
【００４６】
上記表１のデータから分かるように、本発明の澱粉系降温材料のすべては、降温効果が７０℃以上であり、優れた降温効果を示し、比較例から分かるように、ポリ乳酸材料単独では６８℃程度の降温しか達成できず、本発明に記載の高い降温効果を実現できず、本発明の各成分の特許範囲外の他の具体的な形態も本発明の降温値に達することができず、このことから、本発明の技術案は顕著な有益な効果を有することが分かった。
【００４７】
（２）喫煙の官能評価
検出方法
検出結果を表２に示す。
表２
2021531745.tif 000003
【００４８】
上記表２のデータから分かるように、本発明の澱粉系降温材料のすべては、喫煙の官能評価が８．０以上であり、巻きタバコの煙中の香り成分などの遮断を効果的に低減させ、喫煙するときの煙中の香り物質の含有量を確保し、喫煙の官能品質を向上させることができた。比較例から分かるように、ポリ乳酸材料単独では、喫煙スコアは７．５しかなく、本発明の効果を達成できず、本発明の各成分の特許範囲外の他の具体的な形態も本発明の喫煙官能スコアの値に達することができず、このことから、本発明の技術案は顕著な有益な効果を有することが分かった。
【００４９】
もちろん、本発明の上記実施例は、本発明を明確に説明するための例示に過ぎず、本発明の実施形態を限定するものではない。当業者であれば、上記説明に基づいて他のさまざまな形態の変化又は変更を行うことができる。ここですべての実施形態を挙げることが必要ではなく、また不可能なことである。本発明の精神及び原則を逸脱することなく行われるすべての修正、等同置換や改良などは、本発明の特許請求の範囲の特許範囲に含まれるものとする。
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月6日(2021.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉５．０〜１５．０部、相変化材料０．２〜５．０部、ポリオール０．３〜３．０部を用いて製造される、ことを特徴とする澱粉系降温材料。
【請求項２】
澱粉８．０〜９．０部、相変化材料０．５〜１．０部、ポリオール０．５〜１．０部を用いて製造される、ことを特徴とする請求項１に記載の澱粉系降温材料。
【請求項３】
前記澱粉の粒子径が１０μｍ〜２００μｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の澱粉系降温材料。
【請求項４】
前記澱粉の粒子径が１０μｍ〜１００μｍである、ことを特徴とする請求項３に記載の澱粉系降温材料。
【請求項５】
前記相変化材料は、分子量１００００〜２０００００のポリ乳酸である、ことを特徴とする請求項３に記載の澱粉系降温材料。
【請求項６】
前記ポリ乳酸の分子量が１５０００〜１０００００である、ことを特徴とする請求項５に記載の澱粉系降温材料。
【請求項７】
前記澱粉の粒子径が２０μｍ〜８０μｍであり、ポリ乳酸の分子量が２００００〜８００００である、ことを特徴とする請求項５に記載の澱粉系降温材料。
【請求項８】
前記ポリオールはプロピレングリコール及び／又はグリセロールである、ことを特徴とする請求項１に記載の澱粉系降温材料。
【請求項９】
加熱非燃焼式巻きタバコのフィルタロッドの製造における、請求項１〜８のいずれか１項に記載の澱粉系降温材料の応用。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の澱粉系降温材料を用いて製造された澱粉製マルチチャンネルユニットを備える、ことを特徴とする加熱非燃焼巻きタバコのフィルタロッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
（２）喫煙の官能評価
検出結果
検出結果を表２に示す。
表２
2021531745.tif 000004
【国際調査報告】
2021531745.tif 000005
2021531745.tif 000006
2021531745.tif 000007
2021531745.tif 000008
2021531745.tif 000009
2021531745.tif 000010
2021531745.tif 000011
2021531745.tif 000012