КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ С КОМПОНЕНТОМ ВЫСВОБОЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ
SMOKING ARTICLE WITH LIQUID RELEASE COMPONENT

Настоящее изобретение относится к компоненту высвобождения жидкости, который обеспечивает задержанное высвобождение жидкости при сжатии, и к курительному изделию, включающему такой компонент высвобождения жидкости.
Хорошо известно включение ароматических добавок в курительные изделия с целью обеспечения дополнительных ароматов для пользователя в процессе курения. Ароматизаторы могут использоваться для улучшения табачных ароматов, создаваемых при нагреве или горении табачного материала внутри курительного изделия, или для обеспечения дополнительных нетабачных ароматов, таких как мятный или ментоловый.
Ароматические добавки, используемые в курительных изделиях, такие как ментол, обычно имеют форму жидких ароматизаторов, которые включены в фильтр или табачный стержень курительного изделия с использованием подходящего жидкого носителя. Жидкие ароматизаторы часто являются летучими и, следовательно, будут показывать тенденцию к миграции или испарению из курительного изделия в процессе хранения. В результате уменьшается количество ароматизатора, доступное для ароматизации вдыхаемого дыма в процессе курения.
Ранее было предложено снижать потери летучих ароматизаторов из курительного изделия в процессе хранения посредством инкапсуляции ароматизатора, например, в форме капсулы или микрокапсулы. Инкапсулированный ароматизатор может быть высвобожден до или в процессе курения курительного изделия путем разлома инкапсулирующей структуры, например путем раздавливания или плавления этой структуры. В случае раздавливания таких капсул для высвобождения ароматизатора, капсулы разламываются при определенном усилии и высвобождают весь ароматизатор при этом усилии. Потребитель обычно ощущает разлом капсулы, и в некоторых случаях в момент раздавливания капсулы может раздаваться слышимый звук. Следовательно, потребитель воспринимает сенсорную индикацию о том, что ароматизатор был высвобожден.
Ранее было также предложено включать ароматизатор внутрь матричного материала, с приложением сжатия к этому матричному материалу с целью высвобождения ароматизатора. Таким образом обеспечена возможность более постепенного высвобождения ароматизатора, чем в случае капсулы. В отличие от инкапсулирующей структуры капсулы, матричная структура не разламывается для высвобождения всего ароматизатора при определенном усилии, но постепенно разрушается, пока сохраняется приложенное усилие. В некоторых случаях такой тип высвобождения обеспечивает слабую индикацию или не обеспечивает никакой индикации для потребителя о том, что ароматизатор был высвобожден из матричного материала.
Известно также включение других типов неароматических жидких добавок в курительные изделия с целью модификации дыма каким-либо образом в процессе курения. Например, некоторые жидкие добавки могут быть включены внутрь фильтра курительного изделия для изменения характеристик фильтрации в процессе курения.
Было бы желательно обеспечить улучшенный материал доставки жидкости для курительного изделия, который обеспечивал бы индикацию для потребителя о том, что жидкость была высвобождена из этого материала. С практической точки зрения было бы желательно обеспечить такой материал, который показывал бы улучшенную стабильность и улучшенное удержание жидких добавок в процессе хранения.
Согласно настоящему изобретению, предложено курительное изделие, включающее по меньшей мере один компонент высвобождения жидкости, выполненный из материала доставки жидкости с задержанным высвобождением. Этот материал доставки жидкости содержит закрытую матричную структуру, имеющую полимерную матрицу с множеством областей с композицией. Указанная полимерная матрица выполнена из одного или более полисахаридов, поперечно сшитых многовалентными катионами. Жидкая композиция заключена внутри областей полимерной матрицы и способна высвобождаться из закрытой матричной структуры при приложении давления к материалу. Концентрация многовалентных катионов в закрытой матричной структуре изменяется таким образом, что вдоль линии, проходящей через компонент высвобождения жидкости от внешней поверхности закрытой матричной структуры до центра масс этого компонента высвобождения жидкости, наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от внешней поверхности закрытой матричной структуры по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 500 микрон от указанного центра масс.
Предпочтительно, вдоль линии, проходящей через компонент высвобождения жидкости от внешней поверхности закрытой матричной структуры до центра масс компонента высвобождения жидкости, наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от внешней поверхности закрытой матричной структуры составляет по меньшей мере в 1,75 раза больше и более предпочтительно - по меньшей мере в два раза больше, чем наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 500 микрон от указанного центра масс.
В качестве альтернативы, концентрация многовалентных катионов в закрытой матричной структуре изменяется таким образом, что вдоль линии, проходящей через компонент высвобождения жидкости от внешней поверхности закрытой матричной структуры до центра масс этого компонента высвобождения жидкости, наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от внешней поверхности закрытой матричной структуры по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от указанного центра масс.
Предпочтительно, вдоль линии, проходящей через компонент высвобождения жидкости от внешней поверхности закрытой матричной структуры до центра масс этого компонента высвобождения жидкости, наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от внешней поверхности закрытой матричной структуры составляет по меньшей мере в 1,75 раза больше и более предпочтительно - в два раза больше, чем наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от указанного центра масс.
Согласно настоящему изобретению, предложен также фильтр, включающий описанный выше компонент высвобождения жидкости.
Согласно настоящему изобретению, предложен также компонент высвобождения жидкости для курительного изделия; этот компонент высвобождения жидкости выполнен из материала доставки аромата с задержанным высвобождением. Материал доставки аромата содержит закрытую матричную структуру, имеющую полимерную матрицу с множеством областей с композицией. Эта полимерная матрица образована из одного или более полисахаридов, поперечно сшитых многовалентными катионами. Ароматическая композиция заключена внутри упомянутых областей полимерной матрицы и способна высвобождаться из закрытой матричной структуры при приложении давления к материалу. Концентрация многовалентных катионов в закрытой матричной структуре изменяется таким образом, что вдоль линии, проходящей через компонент высвобождения жидкости от внешней поверхности закрытой матричной структуры до центра масс этого компонента высвобождения жидкости, наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от внешней поверхности закрытой матричной структуры по меньшей мере примерно в 1,5 раза больше, более предпочтительно - по меньшей мере примерно в 1,75 раза больше и наиболее предпочтительно - по меньшей мере в два раза больше, чем наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 500 микрон от указанного центра масс.
В качестве альтернативы, концентрация многовалентных катионов в закрытой матричной структуре изменяется таким образом, что вдоль линии, проходящей через компонент высвобождения жидкости от внешней поверхности закрытой матричной структуры до центра масс этого компонента высвобождения жидкости, наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от внешней поверхности закрытой матричной структуры по меньшей мере примерно в 1,5 раза больше, более предпочтительно - по меньшей мере примерно в 1,75 раз больше и наиболее предпочтительно - по меньшей мере в два раза больше, чем наивысшая концентрация многовалентных катионов в пределах 250 микрон от указанного центра масс.
В последующем описании любые ссылки на признаки или свойства компонента высвобождения жидкости, компонента высвобождения аромата, материала доставки жидкости с задержанным высвобождением или материала доставки аромата согласно настоящему изобретению применяются также к компоненту высвобождения жидкости, компоненту высвобождения аромата, материалу доставки жидкости или материалу доставки аромата в фильтрах или курительных изделиях согласно настоящему изобретению, если не оговорено иное.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению, включающие компонент высвобождения жидкости, могут представлять собой сигареты с фильтром или другие курительные изделия, в которых табачный материал или другой горючий материал сжигают для образования дыма. [1]В качестве альтернативы, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут представлять собой изделия, в которых образующий аэрозоль субстрат, такой как табак, нагревают для образования аэрозоля, а не сжигают. В одном типе нагреваемого курительного изделия табачный материал или другой материал, образующий аэрозоль, нагревают одним или более электрическими нагревательными элементами для создания аэрозоля. В другом типе нагреваемого курительного изделия образуют аэрозоль путем передачи тепла от горючего материала или источника тепла на образующий аэрозоль субстрат. Настоящее изобретение дополнительно охватывает курительные изделия, в которых никотинсодержащий аэрозоль образуется из табачного материала, табачного экспрохода или другого источника никотина, без сжигания и, в некоторых случаях, без нагрева, например, в результате химической реакции.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут представлять собой целые, собранные курительные устройства или компоненты курительных устройств в сочетании с одним или несколькими другими компонентами для получения собранного устройства для образования аэрозоля, например такого, как потребляемая часть нагреваемого курительного устройства.
В контексте данного документа термин «дым» используется для описания дыма, образуемого горючими курительными изделиями, такими как сигареты с фильтром, и аэрозолей, образуемых негорючими курительными изделиями, такими как нагреваемые или ненагреваемые курительные изделия тех типов, которые были описаны выше.
Термин «компонент высвобождения жидкости» используется по всему настоящему описанию для ссылки на отдельную деталь или часть материала доставки аромата, которая пригодна для включения в курительное изделие. Компонент высвобождения жидкости предпочтительно имеет форму гранул, как будет описано ниже, однако в некоторых вариантах могут быть пригодны и альернативные формы, например такие, как нитевидная или хлопьеобразная. В предпочтительных вариантах компонент высвобождения жидкости представляет собой компонент высвобождения аромата для обеспечения аромата в курительном изделии.
В контексте данного документа термин «жидкость» относится к композициям, которые находятся в жидком состоянии при комнатной температуре (22°С).
Термин «жидкая композиция» относится к любому жидкому агенту, который может быть включен в компонент генерирующего аэрозоль устройства с целью обеспечения влияния на аэрозоль или дым, генерируемый в процессе курения. Жидкая композиция может представлять собой, например, вещество, которое способно уменьшить количество одного или более компонентов аэрозоля. В качестве альтернативы, жидкая композиция может представлять собой вещество, которое способно вступать в реакцию с одним или более другими веществами в генерирующем аэрозоль устройстве для образования аэрозоля. В предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения жидкая композиция представляет собой жидкую ароматическую композицию, а материал доставки жидкости приспособлен для создания аромата в курительном изделии или в части курительного изделия.
В настоящем изобретении выражение «крахмал или производные крахмала, химически модифицированные для придания амфифильности» используется для описания крахмала или производных крахмала, которые были обработаны соединением или прореагировали с соединением, содержащим гидрофобные группы, таким образом, чтобы придать крахмалу или производным крахмала амфифильные свойства. Подходящие соединения для обработки или вступления в реакцию с крахмалом или производными крахмала должны быть известны специалистам. В качестве примера, одно из предпочтительных подходящих соединений представляет собой ангидрид октенилсукцината (OSA). Благодаря гидрофобным и стерическим свойствам OSA, OSA-модифицированный крахмал имеет широко разветвленную молекулярную структуру, которая, как известно безотносительно к теории, обеспечивает желаемые стабилизирующие, межфазные и реологические свойства.
В последующем описании настоящее изобретение будет раскрыто со ссылками на компонент высвобождения жидкости, выполненный из материала доставки аромата, который обеспечивает задержанное высвобождение ароматической композиции. Тем не менее, данная идея может быть применена также к материалу для задержанного высвобождения альтернативной жидкой композиции.
Термин «задержанное высвобождение» используется для указания того факта, что данный материал доставки аромата способен высвобождать ароматическую композицию в пределах некоторого диапазона сжимающего усилия и/или в пределах некоторого диапазона деформации материала. Например, если измерить высвобождение ароматической композиции как функцию приложенного сжимающего усилия, то мы увидим, что данный материал способен высвобождать ароматическую композицию при усилии (х) Ньютон, и количество высвобождаемой ароматической композиции продолжит постепенно увеличиваться по мере того, как сжимающее усилие повышается от (х) Ньютон до (x+y) Ньютон (например, при y=5 Ньютон).
Поскольку речь идет о диапазонах, описанные в данном документе диапазоны усилия и деформации имеют определенную ширину и располагаются между пределами эти диапазонов. Например, в приведенном выше общем примере, где y=5 Ньютон, диапазон усилия будет иметь ширину 5 Ньютон и проходить от (х) Ньютон до (x+5) Ньютон.
Поскольку увеличение сжимающего усилия в пределах некоторого диапазона усилия будет приводить к высвобождению все большего количества ароматической композиции из материала доставки аромата, вместо термина «задержанное высвобождение» может быть использован термин «возрастающее высвобождение». В этом состоит отличие от существующих механизмов высвобождения аромата, в которых аромат высвобождается при определенном усилии, однако ни до, ни после достижения этого определенного усилия высвобождение аромата не происходит. Например, профиль доставки аромата с задержанным высвобождением, обеспечиваемый компонентом высвобождения аромата согласно настоящему изобретению, отличается от профиля доставки аромата в случае капсулы. Капсулы обычно изготавливают таким образом, что внешняя оболочка капсул разрушается при конкретном, заданном сжимающем усилии. При этом конкретном усилии внешняя оболочка будет раздавлена, и по существу весь ароматизатор, заключенный внутри сердечника капсулы, будет высвобожден сразу. Тем не менее, если приложенное усилие ниже конкретного усилия, по существу никакое количество ароматизатора не будет высвобождено.
Ниже будут более подробно описаны характеристики задержанного высвобождения для компонента высвобождения аромата в курительных изделиях согласно настоящему изобретению.
Компонент высвобождения аромата в курительных изделиях согласно настоящему изобретению удерживает ароматическую композицию внутри структуры материала доставки аромата до тех пор, пока к этому компоненту не будет приложено сжимающее усилие. Для обеспечения такого удерживания ароматической композиции материал доставки аромата содержит закрытую матрицу или сетевую структуру, которая заключает ароматическую композицию внутри закрытой структуры. Например, ароматическая композиция заключена в областей внутри матричной структуры. При сжатии материала ароматическая композиция вытесняется из матричной структуры, например, через разрыв окружающей структуры.
Закрытая матричная структура материала доставки аромата содержит трехмерную структурную полимерную матрицу, которая образует сеть с множеством областей или ячеек. Термин «область» используется по всему данному описанию для ссылки на закрытые поры или карманы, которые содержат ароматическую композицию или отдельные области или, в случае определенных процессов производства матричных материалов, капли ароматической композиции, которые распределены внутри материала-предшественника полимерной матрицы, как будет более подробно описано ниже. Ароматическая композиция распределена в полимерной матрице в виде множества отдельных областей, которые окружены и закрыты этой полимерной матрицей.
Полимерная матрица материала доставки аромата изолирует ароматическую композицию таким образом, что ароматизатор по существу удерживается внутри структуры полимерной матрицы до тех пор, пока материал доставки аромата не будет сжат. Сжатие материала доставки аромата приводит к деформации полимерной матрицы. По мере повышения уровня приложенного усилия и/или деформации, указанная матрица постепенно разрывается, и области с композицией начинают разрушаться, в результате чего происходит высвобождение ароматической композиции, ранее удерживаемой внутри этих областей.
В компоненте высвобождения аромата согласно настоящему изобретению полимерная матрица закрытой матричной структуры содержит один или более полисахаридов, которые поперечно сшиты многовалентными катионами. Поперечное сшивание полимерной матрицы обеспечено посредством реакции указанных полисахаридов с многовалентными катионами, которые образуют соляные мостики для поперечного сшивания полисахаридов.
2+
В отношении настоящего изобретения термин «многовалентные катионы» используется для описания положительно заряженных ионов, имеющих валентность больше 1, например двухвалентных или трехвалентных катионов. Многовалентные катионы предпочтительно обеспечены в форме раствора соли многовалентного металла, например в форме раствора хлорида металла. Предпочтительные многовалентные катионы включают кальций, железо, алюминий, марганец, медь, цинк или лантан. Особо предпочтительным катионом является двухвалентный кальций (Ca).
Согласно настоящему изобретению, концентрация многовалентных катионов в закрытой матричной структуре материала доставки аромата изменяется между внешней областью компонента высвобождения аромата и центральной или сердцевинной областью. В частности, компонент высвобождения аромата показывает градиент концентрации многовалентных катионов, при этом концентрация выше во внешней области, прилегающей к внешней поверхности, и снижается по мере приближения к центру компонента высвобождения аромата.
Указанный градиент концентрации многовалентных катионов обусловлен изменением структуры полимерной матрицы, образующей закрытую матричную структуру компонента высвобождения аромата, при этом более высокая концентрация многовалентных катионов обусловлена более высокой степенью поперечного сшивания полисахаридов в полимерной матрице. В компоненте высвобождения аромата согласно настоящему изобретению градиент концентрации катионов, по определению, образует богатую полимером внешнюю область со стороны внешней поверхности, которая (область) относительно богаче поперечно-сшитыми полисахаридами, и богатую ароматизатором сердцевинную область, которая относительно богаче ароматизатором.
В компоненте высвобождения аромата согласно настоящему изобретению, более высокая степень поперечного сшивания во внешней области закрытой матричной структуры по сравнению с сердцевинной областью обеспечивает повышенную твердость внешней области по сравнению с более мягкой сердцевинной областью, что, в свою очередь, обеспечивает более эффективное удерживание ароматической композиции внутри компонента высвобождения аромата.
Кроме того, повышенный уровень поперечного сшивания полимерной матрицы внутри внешней области материала доставки аромата обеспечивает более твердый «слой» с внешней стороны по периметру этого материала, который («слой») является относительно ломким и может трещать, хрустеть или иным образом обеспечивать слышимую или осязательную индикацию при первоначальном сжатии материала до того, как произойдет высвобождение ароматической композиции. Это означает, что при приложении потребителем сжимающего усилия к материалу это усилие может первоначально вызвать разрушение полимерной матрицы в более ломкой внешней области перед тем, как степень сжатия материала станет достаточна для высвобождения значительного количества ароматической композиции. Растрескивание богатой полимером внешней области, когда она разрушается, может ощущаться потребителем и может также сопровождаться слышимым звуком. Таким образом для потребителя обеспечено преимущество, состоящее в чувственной индикации активации материала доставки аромата для высвобождения аромата в курительное изделие.
Для целей настоящего изобретения градиент концентрации многовалентных катионов внутри материала доставки аромата, образующего компонент высвобождения аромата, выражают в количественной форме путем измерения концентрации вдоль линии, проходящей через компонент высвобождения аромата от внешней поверхности закрытой матричной структуры до центра масс компонента высвобождения аромата. Это измерение может быть осуществлено путем извлечения из гранулы образца или сердцевины, которая проходит от внешней поверхности через центр масс, и формирования множества секций путем выполнения поперечных срезов в множестве мест вдоль образца или сердцевины. Здесь термин «поперечные срезы» используется для обозначения того факта, что секции формируют путем выполнения срезов в образце или сердцевине поперечно продольной оси образца или сердцевины, иначе говоря - поперечно линии, проходящей через компонент высвобождения аромата от внешней поверхности закрытой матричной структуры до центра масс компонента высвобождения аромата. Для каждой секции может быть измерена концентрация многовалентных катионов с помощью технологии масс-спектрометрии. Любые покровные слои, выполненные вокруг материала доставки аромата, не должны приниматься во внимание, так что измерение градиента кальция начинают на внешней поверхности закрытой матричной структуры.
Путем измерения концентрации кальция в множестве секций вдоль сердцевины обеспечена возможность определения наивысшей концентрации в пределах 250 микрон от внешней поверхности закрытого матричного материала и наивысшей концентрации в пределах 500 микрон от центра масс материала доставки жидкости. Другие подходящие технологии измерения градиента концентрации многовалентных катионов также должны быть известны специалистам. В некоторых случаях извлечение образца из компонента высвобождения аромата может быть облегчено путем замораживания этого компонента.
Снижение степени поперечного сшивания полимерной матрицы по мере следования от внешней поверхности компонента высвобождения аромата в направлении центра обеспечивает более мягкую внутреннюю область снизу от более твердой внешней области. Это означает наличие меньшей поддержки внешней области снизу, и таким образом обеспечено преимущество, состоящее в возможности облегчения разрушения полимерной матрицы внутри внешней области при сжатии компонента высвобождения аромата и в возможности дополнительного усиления эффекта растрескивания, создаваемого при сжатии. Кроме того, в результате повышения мягкости материала доставки аромата во внутренней области этот материал доставки аромата становится более легко сжимаемым после того, как более твердая внешняя область разрушена, и таким образом облегчено высвобождение ароматической композиции при задержанном сжатии компонента высвобождения аромата.
Как было описано выше закрытая матричная структура компонента высвобождения аромата согласно настоящему изобретению содержит полимерную матрицу, образованную одним или более поперечно сшитыми полисахаридами. Полисахариды особенно пригодны для использования в настоящем изобретении, поскольку они могут быть выполнены нерастворимыми в воде и термически стабильными за счет поперечного сшивания и являются безвкусными. Поперечное сшивание одного или более полисахаридов, образующих матрицу, обеспечивает структурную прочность и стабильность, что улучшает стойкость полимерной матрицы к нагреву и усилиям сдвига, которые могут действовать на материал в процессе производства или обработки курительных изделий, включающих данный материал. Указанная матричная структура обеспечивает также эффективное удержание ароматической композиции материалом доставки аромата. Предпочтительно, полимерная матрица является стойкой к воде или влажности.
Предпочтительно, закрытая матричная структура дополнительно содержит наполнитель внутри полимерной матрицы.
Как было обнаружено, включение наполнителя внутрь полимерной матрицы обеспечивает один из эффективных возможных путей достижения желаемого градиента концентрации многовалентных катионов между внешней областью и центром компонента высвобождения аромата, как было описано выше.
Как будет более подробно описано ниже, в процессе изготовления компонента высвобождения аромата согласно настоящему изобретению, поперечное сшивание полисахаридов происходит, когда эмульсию ароматической композиции внутри раствора полисахаридов капельным путем вводят в сшивающий раствор многовалентных катионов. Считается, что наполнитель предотвращает полное выравнивание концентрации многовалентных катионов от внешней поверхности через эмульсию, так чтобы более высокая степень поперечного сшивания имеет место во внешней области по сравнению с сердцевинной областью. Это проявляется в градиенте концентрации многовалентных катионов внутри закрытой матричной структуры, как было описано выше, при этом наивысшая концентрация многовалентных катионов имеет место во внешней области материала доставки аромата и снижается в направлении к внутренней, сердцевинной области материала доставки аромата по мере того, как снижается степень поперечного сшивания.
Как было описано выше, повышенная твердость внешней области материала доставки аромата может привести к образованию ломкой области по внешнему периметру этого материала, и это, в свою очередь, может обеспечить уникальные слуховые и осязательные ощущения при сжатии, когда данная область разламывается.
Кроме того, повышенная твердость внешней области материала доставки аромата как результат включения наполнителя улучшает стойкость материала доставки аромата к нежелательной деформации, что облегчает обработку этого материала.
Также было обнаружено, что включение наполнителя обеспечивает улучшенное управление процессом изготовления компонента высвобождения аромата и, в частности, улучшенное управление приданием формы материалу. Например, в случае, если материал доставки аромата имеет форму гранул, образованных из капель эмульсии, как будет описано ниже, было обнаружено, что включение наполнителя улучшает круглость готовых гранул. Таким образом дополнительно облегчена обработка материала доставки аромата, в частности повышен возможный уровень точности при введении указанных гранул материала доставки аромата внутрь курительных изделий. Безотносительно к теории считается, что использование наполнителя обеспечивает возможность более эффективного управления сушкой материала доставки аромата, и в частности возможность улучшенного управления приданием формы во время этапа сушки.
Предпочтительно, наполнитель содержит один или более амфифильных полисахаридов. Термин «амфифильный полисахарид» используется по всему настоящему описанию для ссылки на полисахарид, имеющий гидрофильную часть и гидрофобную часть. В материале доставки аромата согласно настоящему изобретению один или более амфифильных полисахаридов включены внутрь полимерной матрицы, но имеют минимальную или нулевую способность к поперечному сшиванию друг с другом или с одним или более анионными полисахаридами, образующими полимерную матрицу.
Использование наполнителя, содержащего один или более амфифильных полисахаридов, дополнительно улучшает нижеследующие полезные свойства.
Амфифильный полисахарид внутри закрытой матричной структуры обеспечивает преимущество, состоящее в его способности функционировать в качестве как наполнителя, так и эмульгатора. Это означает, что отдельный эмульгатор может не потребоваться, и таким образом будет обеспечена возможность включения большей пропорциональной доли других функциональных компонентов в закрытую матричную структуру.
При своем функционировании в качестве наполнителя амфифильный полисахарид повышает содержание сухого вещества внутри закрытой матричной структуры и снижает эффект (скорость) поперечного сшивания двухвалентных катионов. Безотносительно к теории, введенный наполнитель, такой как крахмал, действует как замедлитель сушки благодаря тому, что он поглощает воду и затрудняет испарение. Таким образом обеспечена возможность улучшенного управления приданием сферической формы материалу на этапе сушки. Быстрая сушка усиливает испарение и может привести к разрушению матрицы. Амфифильный полисахарид может также замедлять процесс поперечного сшивания, благодаря чему обеспечена возможность улучшения сферичности, а также обеспечена более прочная внешняя оболочка при относительно мягкой внутренней части, как будет более подробно описано ниже.
Амфифильный полисахарид способен действовать как эффективный эмульгатор, благодаря его амфифильной структуре, которая включает гидрофильную часть, способную взаимодействовать с гидрофильной фазой эмульсии, и гидрофобную часть, способную взаимодействовать с гидрофобной или липофильной фазой эмульсии. Как будет более подробно описано ниже, в процессе производства компонента высвобождения аромата согласно настоящему изобретению, обычно получают эмульсию с гидрофобной фазой, содержащей раствор полисахаридов, и липофильной фазой, содержащей масляный раствор ароматического соединения. Включение амфифильного полисахарида в процессе производства способствует получению более стабильной эмульсии с более равномерным распределением компонентов по эмульсии. В результате ароматическая композиция более эффективно удерживается внутри полимерной матричной структуры, и таким образом готовый материал доставки аромата становится более стабильным. Благодаря улучшенной стабильности материала доставки аромата, обеспечено эффективное удерживание ароматизатора внутри структуры в процессе хранения материала.
В предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения один или более амфифильных полимеров наполнителя включают модифицированный крахмал или производные крахмала. Особо предпочтительная форма модифицированного крахмала для использования в настоящем изобретении представляет собой крахмал, модифицированный ангидридом октенилсукцината (OSA). Подходящие производные крахмала включают, но без ограничения, мальтодекстрин, высокоамилозный пищевой крахмал и их комбинации.
Закрытая матричная структура может содержать по меньшей мере примерно 10 весовых процентов, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 15 весовых процентов амфифильных полисахаридов от общего сухого веса закрытой матричной структуры. В качестве альтернативы или дополнительно, закрытая матричная структура может содержать меньше примерно 30 весовых процентов, более предпочтительно - меньше примерно 25 весовых процентов амфифильных полисахаридов от общего сухого веса закрытой матричной структуры. Предпочтительно, закрытая матричная структура содержит от примерно 10 весовых процентов до примерно 30 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 15 весовых процентов до примерно 25 весовых процентов амфифильных полисахаридов от общего сухого веса закрытой матричной структуры. В настоящем описании любая ссылка на общий сухой вес закрытой матричной структуры исключает вес жидкой композиции, заключенной внутри областей закрытой матричной структуры.
Предпочтительно, количество поперечно связанных полисахаридов в закрытой матричной структуре больше, чем количество амфифильных полисахаридов в закрытой матричной структуре. Например, количество поперечно связанных полисахаридов в закрытой матричной структуре предпочтительно составляет по меньшей мере в два раза больше и более предпочтительно - по меньшей мере в три раза больше количества амфифильных полисахаридов в закрытой матричной структуре, по сухому весу компонентов.
Предпочтительно, полимерная матрица образована одним или более анионными полисахаридами. Термин «анионный полисахарид» используется по всему настоящему описанию для ссылки на полисахарид, имеющий чистый отрицательный заряд.
Полимерная матрица может быть образована единственным поперечно сшитым анионным полисахаридом. Например, в одном предпочтительном примере полимерная матрица образована поперечно сшитым альгинатом или поперечно сшитым пектином. В качестве альтернативы, полимерная матрица может быть образована комбинацией из двух или более анионных поперечно сшитых полисахаридов, причем эти два или более полисахаридов способны к поперечному сшиванию друг с другом. Например, в некоторых вариантах полимерная матрица содержит альгинат и пектин. В некоторых вариантах полимерная матрица содержит по меньшей мере примерно 20 весовых процентов пектина. Дополнительно, полимерная матрица может содержать по меньшей мере примерно 50 весовых процентов альгината. Предпочтительной формой пектина является низкометоксилированный пектин.
Предпочтительно, полимерная матрица содержит альгинат, причем этот альгинат может использоваться отдельно или в комбинации с одним или более другими полисахаридами. Альгинат особенно эффективен при использовании в полимерной матрице, поскольку он поперечно сшивается с высокой скоростью и имеет структуру, которая хорошо взаимодействует с многовалентными катионами, формирующими соляные мостики для поперечного сшивания альгината. В частности, структура альгината включает блоки остатков гуллуроновой кислоты (G), которые хорошо взаимодействуют с многовалентными катионами.
В случае, если полимерная матрица содержит альгинат, пропорциональная доля остатков гуллуроновой кислоты (G) в структуре альгината предпочтительно составляет примерно 25 процентов, более предпочтительно - примерно 30 процентов и наиболее предпочтительно - примерно 35 процентов. В некоторых вариантах остальная часть структуры состоит по существу из остатков маннуроновой кислоты. В качестве альтернативы или дополнительно, пропорциональная доля остатков гуллуроновй кислоты (G) в структуре альгината предпочтительно составляет меньше примерно 70 процентов, более предпочтительно - меньше примерно 65 процентов. В некоторых вариантах остальная часть структуры состоит по существу из остатков маннуроновой кислоты (М). Было обнаружено, что отношение остатков G:М в структуре альгината влияет на характеристики поперечного сшивания альгината и может регулироваться с целью управления процессом поперечного сшивания. В частности, повышенное отношение G:M, по видимому, обеспечивает стереохимические процессы, которые содействуют поперечному сшиванию альгината многовалентными катионами.
Закрытая матричная структура может содержать по меньшей мере примерно 50 весовых процентов, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 60 весовых процентов одного или более полисахаридов от общего сухого веса закрытой матричной структуры. В качестве альтернативы или дополнительно, закрытая матричная структура может содержать меньше примерно 90 весовых процентов, более предпочтительно - меньше примерно 80 весовых процентов одного или более полисахаридов от общего сухого веса закрытой матричной структуры. Предпочтительно, закрытая матричная структура содержит от примерно 50 весовых процентов до примерно 90 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 60 весовых процентов до примерно 80 весовых процентов одного или более полисахаридов от общего сухого веса закрытой матричной структуры.
В предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения закрытая матричная структура материала доставки аромата дополнительно содержит пластификатор.
Термин «пластификатор» относится к веществу или материалу, включенному в образующий матрицу материал для повышения его гибкости или технологичности. Многие пластификаторы имеют тенденцию к снижению межмолекулярных сил между полимерными цепями, результатом чего становится повышение гибкости и сжимаемости, или они могут создавать пластифицирующий эффект, поскольку они вызывают нарушения целостности в полимерной матрице. Примерами классов пластификаторов являются сахариды (моно-, поли- или олигосахариды), спирты, высокомолекулярные спирты, соли кислот, липиды и производные (такие как жирные кислоты, моноглицериды, сложные эфиры и соффолипиды) и поверхностно-активные вещества. Конкретные примеры подходящих пластификаторов включают, но без ограничения: глюкозу, фруктозу, мед, сорбитол, полиэтиленгликоль, глицерин, полипропиленгликоль, лактитол, лактат натрия, гидратированные гидролизованные крахмалы, трегалозу или их комбинации. Другие подходящие пластификаторы для использования в настоящем изобретении могут быть выбраны специалистами на основе приведенных примеров.
Закрытая матричная структура материала доставки аромата согласно настоящему изобретению может включать единственный пластификатор или комбинацию двух или более пластификаторов. Например, в одном предпочтительном примере закрытая матричная структура содержит комбинацию глицерина и сорбитола в качестве пластифкатора.
В материале доставки аромата в курительных изделиях согласно настоящему изобретению, пластификатор может быть включен в закрытую матричную структуру с целью смягчения полимерной матрицы таким образом, чтобы этот материал был более сжимаемым. Таким образом обеспечена возможность более эффективного обеспечения профиля задержанного высвобождения аромата материалом доставки аромата В частности, пластификатор может повышать диапазон усилия, в котором может быть обеспечена задержанная доставка ароматической композиции, или снижать величину усилия, требующегося для начала высвобождения ароматической композиции.
Закрытая матричная структура может содержать по меньшей мере примерно 5 весовых процентов, более предпочтительно - по меньшей мере 10 весовых процентов пластификатора от общего сухого веса закрытой матричной структуры. В качестве альтернативы или дополнительно, закрытая матричная структура может содержать меньше примерно 30 весовых процентов, предпочтительно меньше примерно 25 весовых процентов от общего сухого веса закрытой матричной структуры. Предпочтительно, полимерная матрица содержит от примерно 10 весовых процентов до примерно 30 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 15 весовых процентов до примерно 25 весовых процентов пластификатора от общего сухого веса закрытой матричной структуры.
Материал доставки аромата предпочтительно содержит по меньшей мере примерно 4 весовых процента и предпочтительно по меньшей мере 6 весовых процентов вышеописанных материалов закрытой матричной структуры, от общего сухого веса материала доставки аромата. В качестве альтернативы или дополнительно, материал доставки аромата предпочтительно содержит меньше примерно 15 весовых процентов, более предпочтительно - меньше 10 весовых процентов вышеописанных материалов закрытой матричной структуры. Предпочтительно, материал доставки аромата содержит от примерно 4 весовых процентов до примерно 15 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 4 до примерно 10 весовых процентов и наиболее предпочтительно - от примерно 6 весовых процентов до примерно 10 весовых процентов описанных здесь материалов закрытой матричной структуры.
В настоящем описании любые ссылки на общий сухой вес материала доставки аромата относятся к сумме веса закрытой матричной структуры и веса ароматической композиции после того, как материал доставки аромата был кондиционирован в течение одной недели при 22 градусах Цельсия и относительной влажности 60%.
Материал доставки аромата предпочтительно содержит по меньшей мере примерно 60 весовых процентов и более предпочтительно - по меньшей мере 75 весовых процентов ароматической композиции от общего сухого веса материала доставки аромата. В качестве альтернативы или дополнительно, материал доставки аромата предпочтительно содержит меньше примерно 95 весовых процентов, более предпочтительно - меньше примерно 90 весовых процентов ароматической композиции. Предпочтительно, материал доставки аромата содержит от примерно 60 весовых процентов до примерно 95 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 75 весовых процентов до примерно 90 весовых процентов ароматической композиции.
Ароматическая композиция в материале доставки аромата, включенном в курительные изделия согласно настоящему изобретению, предпочтительно включает ароматизатор, смешанный с одним или более жирами. Особо предпочтительно, чтобы указанные один или более жиров были жидкими при комнатной температуре (22°С) или имели точку плавления ниже 22 градусов Цельсия. Для целей настоящего изобретения «точку плавления» жира измеряют с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC).
Указанные один или более жидких жиров действуют как носители для ароматизатора и могут именоваться «вспомогательными веществами». Ароматизатор смешивают с вспомогательным веществом для получения ароматической композиции. В некоторых вариантах ароматизатор диспергируют или растворяют во вспомогательном веществе.
Использование вспомогательного вещества для ароматизатора, который является жидким при комнатной температуре, особенно полезно, поскольку таким образом обеспечивается возможность более легкого высвобождения ароматической композиции материала доставки аромата при сжатии. Кроме того, при наличии жидкого вспомогательного вещества ароматизаторы обычно более доступны для окружающей среды после высвобождения ароматической композиции из материала. Это объясняется тем, что летучие ароматические соединения могут легче высвобождаться из жидких носителей, чем из твердых носителей.
Кроме того, использование жидких вспомогательных веществ обеспечивает преимущество, состоящее в улучшении диспергирования ароматической композиции внутри фильтрующего материала после того, как ароматическая композиция была высвобождена из материала доставки аромата. Например, в случае, если фильтр выполнен из волокнистого фильтрующего материала, ароматическая композиция будет легче распределяться по волокнам, и в результате увеличится площадь поверхности фильтрующего материала, которая будет покрыта этой ароматической композицией. Это, в свою очередь, повышает степень контакта между дымом и ароматической композицией во время втягивания дыма через фильтр, и таким образом будет улучшен перенос ароматизатора в дым. Предпочтительно, один или более жидких жиров в ароматической композиции имеют нейтральные запах и вкус. Следовательно, эти жиры оказывают минимальное влияние на аромат, создаваемый ароматизатором, смешанным с этими жирами.
Предпочтительно, жидкие жиры в ароматической композиции включают по меньшей мере примерно 30 весовых процентов, предпочтительно - по меньшей мере примерно 50 весовых процентов, более предпочтительно - примерно 75 весовых процентов и наиболее предпочтительно - примерно 100 весовых процентов триглицеридов, имеющих одну или более карбоксильных кислот с длиной цепи от 6 до 12. В качестве альтернативы, жидкие жиры включают по меньшей мере примерно 30 весовых процентов, предпочтительно - по меньшей мере примерно 50 весовых процентов, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 75 весовых процентов и наиболее предпочтительно - примерно 100 весовых процентов триглицеридов, имеющих все три карбоксильных кислоты с длиной цепи от 6 до 12.
Особо предпочтительно, жидкие жиры в ароматической композиции включают по меньшей мере примерно 30 весовых процентов, предпочтительно - по меньшей мере примерно 50 весовых процентов, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 75 весовых процентов и наиболее предпочтительно - примерно 100 весовых процентов триглицеридов, имеющих одну или более карбоксильных кислот с длиной цепи от 8 до 10. В качестве альтернативы, жидкие жиры включают по меньшей мере примерно 30 весовых процентов, предпочтительно - по меньшей мере примерно 50 весовых процентов, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 75 весовых процентов и наиболее предпочтительно - примерно 100 весовых процентов триглицеридов, имеющих все три карбоксильных кислоты с длиной цепи от 8 до 10.
Триглицерид представляет собой сложный эфир, полученный из глицерина и трех жирных кислот или карбоксильных кислот. Термин «длина цепи» для цепи карбоксильной кислоты в триглицериде относится к числу атомов углерода в главной цепи карбоксильной кислоты. Например, длина цепи карбоксильной кислоты, равная 12, образована из глицерина и жирной кислоты, имеющей 12 атомов углерода в главной цепи алифатического хвоста жирной кислоты. Триглицериды, имеющие одну или более карбоксильных кислот с длиной цепи от 6 до 12, обычно именуются триглицеридами средней цепи (MCT).
Триглицериды средней цепи особенно подходят для использования в материале доставки аромата в курительных изделиях согласно настоящему изобретению, поскольку они находятся в стабильной жидкой форме при комнатной температуре (22°С). Кроме того, МСТ обеспечивают нейтральный запах и вкус, которые будут иметь пренебрежимо малое влияние на аромат, создаваемый композицией в процессе курения. В дополнение, при длине цепи от 6 до 12 было обнаружено преимущество, состоящее в минимальном переносе жировых компонентов в дым.
В особо предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения ароматическая композиция содержит ароматизатор, смешанный с МСТ-маслом, например с каприловым/капирновым триглицеридом из фракционированного кокосового масла. Примером подходящего МСТ-масла является имеющееся в продаже на рынке масло MIGLYOL 810.
Один или более триглицеридов могут быть реализованы как отдельные компоненты, или они могут быть реализованы в материале, включающем один или более триглицеридов средней цепи в комбинации с другими компонентами.
Цепи карбоксильных кислот триглицеридов средней цепи в ароматической композиции могут быть насыщены таким образом, чтобы все связи между атомами углерода в цепи представляли собой одинарные связи, или они могут быть по меньшей мере частично насыщены таким образом, чтобы цепь включала по меньшей мере одну двойную или тройную связь между двумя атомами углерода в цепи. Предпочтительно, в триглицеридных соединениях больше насыщенных цепей, чем ненасыщенных цепей. В некоторых случаях отношение насыщенных цепей к ненасыщенным составляет по меньшей мере примерно 1,6, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 1,8 и наиболее предпочтительно - по меньшей мере 2,0. Увеличение относительного количества насыщенных цепей обеспечивает возможность изготовления продукта, более стабильного во времени и, в некоторых случаях, повышает потенциальный срок годности продукта.
Ароматическая композиция может включать комбинацию из двух или более триглицеридов, имеющих различную между собой длину цепи. Например, ароматическая композиция может содержать масло или жир, содержащий смесь триглицеридов средней цепи, при необходимости в комбинации с другими триглицеридами короткой цепи (например, триглицеридами, в которых все длины цепей составляют меньше 6) или триглицеридами длинной цепи (например, триглицеридами, в которых все длины цепей составляют больше 12). Масло или жир, включающие триглицериды, могут быть растительного происхождения, животного происхождения или произведены синтетическим путем.
Ароматизатор ароматической композиции включает одно или более ароматических соединений для обеспечения желаемого аромата при нагреве материала доставки аромата. Подходящие ароматизаторы для использования в материале доставки аромата согласно настоящему изобретению должны быть хорошо известны специалистам. Предпочтительно, ароматизатор растворим во вспомогательном веществе при комнатной температуре, и таким образом ароматическая композиция является жидкой. Ароматизатор может включать один или более натуральных ароматизаторов, один или более синтетических ароматизаторов или комбинацию натуральных и синтетических ароматизаторов.
В материале доставки аромата для курительных изделий согласно настоящему изобретению могут использоваться разнообразные ароматизаторы. Подходящие ароматизаторы включают, но без ограничения, натуральный или синтетический ментол, мяту перечную, мяту курчавую, кофе, чай, пряности (такие как корица, гвоздика и имбирь), какао, ваниль, фруктовые ароматы, шоколад, эвкалипт, герань, эвгенол, агаву, можжевельник, анетол и линалоол.
Предпочтительно, ароматизатор включает эфирное масло или смесь одного или более эфирных масел. Термин «эфирное масло» относится к маслу, имеющему характерный запах и вкус растения, из которого оно получено. Подходящие эфирные масла для включения в ароматические гранулы согласно настоящему изобретению включают, но без ограничения, масло мяты перечной и масло мяты курчавой.
В предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения ароматизатор содержит ментол, эвгенол или комбинацию ментола и эвгенола. Эти типы ароматов обычно используются для добавления освежающего запаха к дыму курительного изделия. В особо предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения ароматическая композиция содержит ментол, диспергированный в МСТ-масле.
Ароматическая композиция может содержать по меньшей мере примерно 15 весовых процентов, предпочтительно - по меньшей мере примерно 20 весовых процентов и наиболее предпочтительно - по меньшей мере примерно 25 весовых процентов ароматизатора. В качестве альтернативы или дополнительно, ароматическая композиция может содержать меньше примерно 50 весовых процентов, более предпочтительно - меньше примерно 40 весовых процентов и наиболее предпочтительно - меньше примерно 35 весовых процентов ароматизатора. Предпочтительно, ароматическая композиция содержит от примерно 15 весовых процентов до примерно 50 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 20 весовых процентов до примерно40 весовых процентов и наиболее предпочтительно - от примерно 25 весовых процентов до примерно 35 весовых процентов ароматизатора.
Ароматическая композиция может содержать по меньшей мере примерно 50 весовых процентов, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 60 весовых процентов и наиболее предпочтительно - по меньшей мере примерно 65 весовых процентов вспомогательного вещества, содержащего один или более жидких жиров. В качестве альтернативы или дополнительно, ароматическая композиция может содержать меньше примерно 85 весовых процентов, более предпочтительно - меньше примерно 80 весовых процентов и наиболее предпочтительно - меньше примерно 75 весовых процентов вспомогательного вещества. Предпочтительно, ароматическая композиция содержит от примерно 50 весовых процентов до примерно 85 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 60 весовых процентов до примерно 80 весовых процентов и наиболее предпочтительно - от примерно 65 весовых процентов до примерно 75 весовых процентов.
В общем и целом, материал доставки аромата может содержать по меньшей мере примерно 12 весовых процентов, предпочтительно - по меньшей мере примерно 15 весовых процентов и более предпочтительно - по меньшей мере 20 весовых процентов ароматизатора. В качестве альтернативы или дополнительно, материал доставки аромата может содержать меньше примерно 40 весовых процентов, предпочтительно - меньше примерно 35 весовых процентов и более предпочтительно - меньше примерно 30 весовых процентов ароматизатора. Предпочтительно, материал доставки аромата содержит от примерно 12 весовых процентов до примерно 40 весовых процентов ароматизатора, более предпочтительно - от примерно 15 весовых процентов до примерно 35 весовых процентов ароматизатора и наиболее предпочтительно - от примерно 20 весовых процентов до примерно 30 весовых процентов ароматизатора. В особо предпочтительных вариантах ароматизатор содержит ментол.
В общем и целом, материал доставки аромата предпочтительно содержит также по меньшей мере примерно 40 весовых процентов, предпочтительно - по меньшей мере примерно 50 весовых процентов любых одного или более жидких жиров, описанных в данном документе. В качестве альтернативы или дополнительно, материал доставки аромата содержит меньше примерно 70 весовых процентов, предпочтительно - меньше примерно 65 весовых процентов и более предпочтительно - меньше примерно 60 весовых процентов любых одного или более жидких жиров, описанных в данном документе. Предпочтительно, материал доставки аромата содержит от примерно 40 весовых процентов до примерно 70 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 50 весовых процентов до примерно 65 весовых процентов и наиболее предпочтительно - от примерно 50 весовых процентов до примерно 60 весовых процентов любых одного или более жидких жиров, описанных в данном документе.
Как было описано выше, материал доставки аромата в компоненте высвобождения аромата согласно настоящему изобретению, обеспечивает задержанный профиль высвобождения и доставки таким образом, чтобы обеспечить возможность регулирования количества ароматической композиции, высвобождаемой при сжатии, путем регулирования сжимающего усилия, прикладываемого потребителем, например в пределах диапазона по меньшей мере 5 Ньютон. Таким образом обеспечена более высокая регулируемость количества высвобождаемой ароматической композиции и, следовательно, более высокая регулируемость интенсивности аромата, который может создаваться в процессе курения.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что термин «задержанное высвобождение» охватывает варианты, в которых количество ароматической композиции, высвобождаемой при заданном усилии, дополнительно зависит от длительности приложения усилия. Например, в некоторых вариантах обеспечена возможность посредством двух коротких приложений заданного усилия высвобождать такое же количество композиции, что и посредством одного продолжительного приложения заданного усилия. В этих вариантах обеспечена возможность использования свойств задержанного высвобождения для получения множества «доз» ароматической композиции путем многократного приложения усилий одинаковой или близкой величины к компоненту высвобождения аромата. В дополнение, может также использоваться многократное приложение постепенно повышающихся усилий, что в некоторых случаях обеспечивает возможность увеличения количества аромата в множестве высвобождаемых «доз».
Когда компонент высвобождения аромата находится на своем месте внутри курительного изделия, сжимающее усилие воздействует на материал доставки аромата в результате приложения сжимающего усилия к части курительного изделия, заключающей в себе этот компонент высвобождения аромата. Тем не менее, если в настоящем описании не оговорено иное, характеристики и параметры материала определены в отношении самого этого материала, независимо от курительного изделия. Например, ссылки на приложенное сжимающее усилие и деформацию относятся к непосредственному сжатию или деформации материала, когда он находится вне курительного изделия. В большинстве случаев материал может быть подвергнут испытанию путем вырезания или иного извлечения материала из курительного изделия и непосредственного испытания этого материала.
В пределах некоторого диапазона сжимающего усилия или деформации количество ароматической композиции, которая высвобождается из материала, зависит от прикладываемого сжимающего усилия или от деформации. Может иметь место по существу непрерывная зависимость между сжимающим усилием или деформацией и количеством высвобождаемой ароматической композиции. В этом случае количество высвобождаемой ароматической композиции будет увеличиваться по существу непрерывно по мере повышения приложенного усилия или деформации материала. В качестве альтернативы, ароматическая композиция может высвобождаться дискретными количествами при определенных усилиях в пределах заданного диапазона сжимающего усилия или деформации, например в случае некоторых матричных материалов, описанных ниже. В этом случае количество высвобождаемой ароматической композиции будет увеличиваться ступенчато по мере повышения сжимающего усилия или деформации.
В отношении настоящего изобретения ароматическая композиция рассматривается как «высвобожденная» изнутри материала доставки аромата, когда эта ароматическая композиция выведена в окружающую среду с внешней стороны материала доставки аромата. Ароматическая композиция рассматривается как «высвобожденная», если она была эмитирована из материала доставки аромата в окружающее пространство или во внутренний материал курительного изделия. Кроме того, ароматическая композиция рассматривается как «высвобожденная», если она все еще находится внутри материала доставки аромата, но при этом предусмотрены один или более открытых проходов для испарения ароматизаторов в окружающую среду и таким образом обеспечена возможность постепенной миграции ароматической композиции наружу из областей. Например, ароматическая композиция внутри открытой ячеистой структуры, такой как губка, рассматривается как «высвобожденная».
Профиль задержанного высвобождения в материале доставки аромата означает, что ароматическая композиция высвобождается из материала более чем однократно. Приложение сжимающего усилия в пределах диапазона по меньшей мере 5 Ньютон обеспечивает возможность высвобождения лишь части имеющейся ароматической композиции из материала, и таким образом остальная часть ароматической композиции остается внутри материала для последующего высвобождения. Это свойство материала доставки аромата обеспечивает для потребителя высокий уровень управляемости во времени доставкой аромата в процессе курения, а также интенсивностью аромата. Обеспечена возможность выбора потребителем лишь однократного высвобождения ароматической композиции в процессе курения, например непосредственно перед завершающей затяжкой. В качестве альтернативы, обеспечена возможность выбора потребителем двух или более высвобождений ароматической композиции в различные моменты времени в процессе курения.
Профиль доставки аромата с задержанным высвобождением в материале доставки аромата обеспечен благодаря постепенному разрушению полимерной матрицы при повышении сжимающего усилия. Например, в пределах диапазона усилия по меньшей мере 5 Ньютон области с композицией внутри материала доставки аромата продолжают разрушаться по мере повышения сжимающего усилия, и таким образом происходит высвобождение ароматической композиции в пределах указанного диапазона. При определенном уровне приложенного усилия большинство областей будет разрушено, и дальнейшее повышение сжимающего усилия сверх этого уровня уже не приведет к высвобождению дополнительной ароматической композиции.
Обычно, когда компонент высвобождения аромата находится на своем месте внутри курительного изделия, сжатие этого компонента потребителем первоначально приведет к разрушению лишь части областей. Таким образом, остальная часть областей, вместе с заключенной внутри них ароматической композицией, остается закрытой до тех пор, пока не будет продолжено приложение сжимающего усилия. В связи с этим ячеистая структура особенно хорошо подходит для обеспечения многократных высвобождений аромата из материала доставки аромата в процессе курения.
Предпочтительно, материал доставки аромата обеспечивает задержанное высвобождение ароматической композиции при сжатии этого материала в диапазоне усилия по меньшей мере примерно 5 Ньютон, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 8 Ньютон, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 10 Ньютон и наиболее предпочтительно - по меньшей мере примерно 20 Ньютон.
Предпочтительно, материал доставки аромата обеспечивает задержанное высвобождение ароматической композиции при сжатии этого материала в диапазоне усилия от примерно 10 Ньютон до примерно 15 Ньютон. Иначе говоря, диапазон усилия предпочтительно составляет от примерно 10 Ньютон до примерно 15 Ньютон.
Особо предпочтительно, материал доставки аромата обеспечивает задержанное высвобождение ароматической композиции в более широком диапазоне усилия, например в диапазоне усилия от примерно 5 Ньютон до примерно 50 Ньютон. Это может также быть описано как диапазон, проходящий от примерно 5 Ньютон до примерно 50 Ньютон. Более предпочтительно, материал доставки аромата обеспечивает задержанное высвобождение ароматической композиции при сжатии этого материала в диапазоне усилия от примерно 5 Ньютон до примерно 25 Ньютон, наиболее предпочтительно - от примерно 5 Ньютон до примерно 20 Ньютон.
Предпочтительно, количество ароматической композиции, высвобождаемой при сжатии компонента высвобождения аромата с усилием примерно 5 Ньютон, соответствует по меньшей мере примерно 2 весовым процентам и предпочтительно - по меньшей мере 4 весовым процентам материала доставки аромата перед любым сжатием. Предпочтительно, дополнительное количество ароматической композиции, которое высвобождается при дальнейшем сжатии компонента высвобождения аромата с усилием примерно 10 Ньютон (вплоть до конечной величины в 15 Ньютон), соответствует по меньшей мере 10 весовым процентам материала доставки аромата перед любым сжатием.
Предпочтительно, количество ароматической композиции, высвобождаемой при сжатии компонента высвобождения аромата с усилием примерно 10 Ньютон, соответствует по меньшей мере 15 весовым процентам и более предпочтительно - 20 весовым процентам материала доставки аромата перед любым сжатием. Предпочтительно, дополнительное количество ароматической композиции, которое высвобождается при дальнейшем сжатии компонента высвобождения аромата с усилием примерно 15 Ньютон (вплоть до конечной величины в 25 Ньютон), соответствует по меньшей мере 10 весовым процентам материала доставки аромата перед любым сжатием.
В настоящем изобретении дополнительно предложено курительное изделие, заключающее в себе материал доставки аромата с задержанным высвобождением, содержащий ароматическую композицию, которая способна высвобождаться при сжатии этого материала в диапазоне деформации, составляющем примерно 25 процентов. Иначе говоря, диапазон деформации имеет ширину по меньшей мере 25 процентов. Деформация материала обычно увеличивается с повышением сжимающего усилия. Относительная деформация материала соответствует уменьшению размера этого материала, при приложении сжимающего усилия, в направлении, в котором приложено сжимающее усилие. Материал доставки аромата способен высвобождать ароматическую композицию в определенном диапазоне деформации, и это означает, что количество высвобождаемой ароматической композиции будет постепенно возрастать по мере увеличения деформации в пределах определенного диапазона.
Как было описано выше в отношении задержанного высвобождения ароматической композиции в определенном диапазоне усилия, количество высвобождаемой ароматической композиции может возрастать по существу непрерывно с увеличением деформации материала в пределах определенного диапазона. В качестве альтернативы, количество высвобождаемой ароматической композиции может возрастать ступенчато в определенном диапазоне деформации.
Компонент высвобождения аромата в курительных изделиях согласно настоящему изобретению будет иметь характеристический профиль высвобождения аромата. Термин «профиль высвобождения аромата» для компонента высвобождения аромата относится к закону, по которому величина высвобождения ароматической композиции из материала доставки аромата изменяется как функция приложенного сжимающего напряжения или деформации материала.
Предполагается, что основная, если не вся, потеря веса при сжатии или деформации компонента высвобождения аромата является результатом высвобождения ароматической композиции из материала доставки аромата Таким образом, количество ароматической композиции, высвобождаемой из материала, может быть определено путем измерения разности веса материала доставки аромата до и после сжатия, и вычисления относительного снижения общего веса материала доставки аромата. Как было указано выше, потерю веса вычисляют относительно начального веса материала доставки аромата перед любым сжатием.
Компонент высвобождения аромата, как было описано выше, обеспечивает преимущество, состоящее в возможности его включения в широкий диапазон различных типов курительных изделий. Например, компонент высвобождения аромата может быть включен в горючие курительные изделия, такие как сигареты с фильтром, имеющие стержень из нарезанного табачного наполнителя или другого курительного материала, который горит в процессе курения.
В качестве альтернативы, компонент высвобождения аромата может быть включен в нагреваемые курительные изделия того типа, который был описан выше и в которых материал нагревают для образования аэрозоля, а не поджигают. Например, компонент высвобождения аромата может быть включен в нагреваемое курительное изделие, содержащее горючий источник тепла, такой как раскрытый в WO-A-2009/022232; это изделие содержит горючий источник тепла и генирирущий аэрозоль субстрат, расположенный дальше по ходу потока относительно горючего источника тепла. Компонент высвобождения аромата может также быть включен в нагреваемые курительные изделия, содержащие негорючие источник тепла, например химические источники тепла или электрические источники тепла, такие как электрические резистивные нагревательные элементы.
В качестве альтернативы, компонент высвобождения аромата, как было описано выше, может быть включен в курительные изделия, в которых никотинсодержащий аэрозоль образуется из табачного материала или другого источника никотина без горения и, в некоторых случаях, без нагрева, например согласно тому, как описано в WO-A-2008/121610 и WO-A-2010/107613.
Компонент высвобождения аромата согласно настоящему изобретению может быть включен в любой один или более компонентов курительного изделия. Компонент курительного изделия или часть этого компонента, включающая материал доставки аромата, должны быть деформируемыми для того, чтобы обеспечить возможность приложения сжимающего усилия к материалу доставки аромата в результате сжатия этого компонента. Предпочтительно, компонент высвобождения аромата включен внутрь фильтра или мундштучной части курительного изделия. Фильтр или мундштучная часть могут быть подвергнуты сжатию с целью приложения сжимающего усилия к материалу доставки аромата, чтобы высвободить ароматическую композицию в окружающий фильтр. В процессе курения курительного изделия ароматизатор из той части ароматической композиции, которая была высвобождена из материала доставки аромата, доставляется в дым, который проходит через фильтр.
Фильтр может представлять собой односегментный фильтр, состоящий из единственного сегмента, включающего материал доставки аромата. В качестве альтернативы, фильтр может представлять собой многокомпонентный фильтр, содержащий по меньшей мере один сегмент фильтра, включающий компонент высвобождения аромата, и по меньшей мере один дополнительный сегмент фильтра. Специалистам должны быть известны разнообразные подходящие сегменты фильтра, включая, но без ограничения, волокнистые фильтрующие жгуты, сегменты фильтра с полостью, трубчатые сегменты фильтра и сегменты с ограничителем потока. Один или более сегментов фильтра могут содержать дополнительный ароматический материал, сорбент или комбинацию ароматического материала и сорбента.
В некоторых предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения компонент высвобождения аромата включен внутрь сегмента из волокнистого фильтрующего материала, такого как ацетилцеллюлозный жгут. В таких вариантах один или более компонентов высвобождения аромата предпочтительно распределены в волокнистом фильтрующем материале в процессе производства сегментов фильтра, и таким образом в собранном фильтре материал доставки аромата встроен внутрь сегмента. При сжатии фильтра и компонента высвобождения аромата внутри фильтра, ароматическая композиция высвобождается в окружающий волокнистый фильтрующий материал. Предпочтительно, в случае, если ароматическая композиция содержит жидкое вспомогательное вещество, такое как один или более жидких жиров, эта ароматическая композиция легко диспергирует в волокнистом фильтрующем материале при своем высвобождении из материала доставки аромата, как было описано выше. Ароматическая композиция, таким образом, покрывает волокна фильтрующего материала, оптимизируя перенос ароматизаторов в дым.
В альтернативных вариантах реализации настоящего изобретения компонент высвобождения аромата включен внутрь полости в фильтре. Например, компонент высвобождения аромата может быть включен внутрь полости между двумя заглушками фильтра, при этом указанная полость образована оберткой, окружающей фильтр.
Предпочтительно, компонент высвобождения аромата внутри фильтра является видимым для потребителя через один или более слоев оберточного материала, окружающего фильтр. Подходящие конфигурации для обеспечения визуальной заметности фильтрующего материала должны быть известны специалистам.
Как было описано выше, форма компонента высвобождения аромата может быть различной. Подходящие формы для включения в курительное изделие или фильтр согласно настоящему изобретению включают, но без ограничения, гранулы, нити, листы или хлопья. Предпочтительно, компонент высвобождения аромата имеет форму гранул, которые предпочтительно скруглены и, особо предпочтительно, являются по существу цилиндрическими или сферическими.
Ширина компонента высвобождения аромата может быть больше примерно 1 мм, предпочтительно - больше примерно 2 мм и более предпочтительно - больше примерно 3 мм. В качестве альтернативы или дополнительно, ширина компонента высвобождения аромата может быть меньше примерно 8 мм, предпочтительно - меньше примерно 6 мм и более предпочтительно - меньше примерно 4 мм. Предпочтительно, ширина компонента высвобождения аромата составляет от примерно 1 мм до примерно 8 мм, более предпочтительно - от примерно 2 мм до примерно 6 мм и еще более предпочтительно - от примерно 3 мм до примерно 4 мм.
Термин «ширина» применительно к компоненту высвобождения аромата соответствует максимальному размеру поперечного сечения компонента высвобождения аромата, при этом указанное поперечное сечение представляет собой наибольшее поперечное сечение в плоскости сечения, поперечно пересекающей компонент высвобождения аромата, когда он ориентирован для включения в курительное изделие; эта плоскость сечения по существу перпендикулярна продольной оси курительного изделия. В случае по существу сферических гранул ширина гранул по существу соответствует диаметру гранул.
Внутри курительного изделия может быть обеспечен единственный компонент высвобождения аромата или множество компонентов высвобождения аромата, например два или более, три или более или четыре или более компонентов высвобождения аромата. В случае наличия множества компонентов высвобождения аромата, эти компоненты высвобождения аромата могут быть удалены друг от друга вдоль курительного изделия или они могут быть размещены в одной или более определенных областях курительного изделия, например внутри фильтра. Один или более компонентов высвобождения аромата, изготовленных из материала доставки аромата, могут быть вставлены внутрь курительных изделий согласно настоящему изобретению с использованием известных устройств и способов
Материал доставки аромата при необходимости может быть окрашен путем включения красителя. Предпочтительно, краситель включают в материал доставки аромата с целью регулирования цвета материала, так что он схож по цвету с материалом компонента курительного изделия, в который (компонент) включен данный компонент высвобождения аромата. Например, если компонент высвобождения аромата включен в табачный стержень курительного изделия, материал доставки аромата может иметь коричневый или зеленый цвет. Благодаря этому, компонент высвобождения аромата будет слабо заметен в табачном стержне.
Каждое из курительных изделий согласно настоящему изобретению может включать больше примерно 1 мг, предпочтительно - больше примерно 3 мг любого из описанных в данном документе материалов доставки аромата. В качестве альтернативы или дополнительно, каждое курительное изделие может включать меньше примерно 20 мг, предпочтительно - меньше примерно 12 мг и более предпочтительно - меньше примерно 8 мг любого из описанных в данном документе материалов доставки аромата. Предпочтительно, каждое курительное изделие включает от примерно 1 мг до примерно 20 мг, более предпочтительно - от примерно1 мг до примерно 12 мг и наиболее предпочтительно - от примерно 3 мг до примерно 8 мг материала доставки аромата.
Предпочтительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению имеют общую длину от примерно 70 мм до примерно 128 мм, более предпочтительно - примерно 84 мм.
Предпочтительно, внешний диаметр курительных изделий согласно настоящему изобретению составляет от примерно 5 мм до примерно 8,5 мм, более предпочтительно - от примерно 5 мм до примерно 7,1 мм для тонких курительных изделий или от примерно 7,1 мм до примерно 8,5 мм для курительных изделий обычного размера.
Предпочтительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению имеют общую длину от примерно 18 мм до примерно 36 мм, более предпочтительно - примерно 27 мм.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут быть упакованы в контейнеры, например в мягкие пачки или в пачки с шарнирной крышкой, с внутренней облицовкой, покрытой одним или несколькими ароматизаторами.
Согласно настоящему изобретению, предложен также способ изготовления вышеописанного компонента высвобождения аромата. Этот способ содержит этапы, на которых формируют ароматическую композицию путем диспергирования любого из вышеописанных ароматизаторов в одном или более жирах, которые являются жидкими при комнатной температуре (22°С); смешивают полученную ароматическую композицию с матричным раствором, содержащим один или более анионных полисахаридов и, при необходимости, пластификатор, для получения эмульсии; и добавляют эту эмульсию в поперечно сшивающий раствор многовалентных катионов для поперечного сшивания анионных полисахаридов с образованием полимерной матрицы, включающей множество областей с ароматической композицией.
-1
Предпочтительно, ароматизатор смешивают с одним или более жирами при комнатной температуре (22°С) с образованием липофильной ароматической композиции. Предпочтительно, ароматическую композицию затем смешивают с матричным раствором при комнатной температуре (22°С) и, предпочтительно, осуществляют это смешивание с высоким усилием сдвига, например в мешалке с усилием сдвига 100 с. Смесь не нагревают на данном этапе, хотя температура смеси может повышаться в результате приложенного усилия сдвига. Предпочтительно, температуру не повышают выше 50 градусов Цельсия.
Предпочтительно, матричный раствор содержит гидрофильный раствор одного или более анионных полисахаридов и одного или более амфифильных полисахаридов в воде. Предпочтительно, матричный раствор содержит примерно 5 весовых процентов или меньше анионных полисахаридов. Особо предпочтительно, матричный раствор содержит от примерно 2 весовых процентов до примерно 5 весовых процентов анионных полисахаридов. Предпочтительно, матричный раствор содержит примерно 4 весовых процента амфифильных полисахаридов. Особо предпочтительно, матричный раствор содержит от примерно 0,5 весового процента до примерно 4 весовых процентов амфифильных полисахаридов. Предпочтительно, матричный раствор дополнительно содержит примерно 1 весовой процент или меньше вышеописанного пластификатора. Особо предпочтительно, матричный раствор содержит от примерно 0,1 до примерно 0,8 весового процента пластификатора.
Предпочтительно, липофильную ароматическую композицию и гидрофильный матричный раствор смешивают для получения эмульсии, содержащей от примерно 15 весовых процентов до примерно 35 весовых процентов, более предпочтительно - от примерно 20 весовых процентов до примерно 30 весовых процентов ароматической композиции.
В процессе эмульгирования амфифильные полисахариды действуют как эмульгаторы, при взаимодействии гидрофильной части амфифильных полисахаридов с гидрофильным матричным раствором и взаимодействии гидрофобной части амфифильных полисахаридов с липофильной ароматической композицией.
Предпочтительно, эмульсию приводят в контакт с поперечно сшивающим раствором многовалентных катионов при температуре от примерно 5 градусов Цельсия до примерно 15 градусов Цельсия. Предпочтительно, поперечно сшивающий раствор представляет собой раствор примерно 5 весовых процентов многовалентных катионов в воде. Особо предпочтительно, поперечно сшивающий раствор представляет собой раствор соли кальция, например раствор хлорида кальция. Эмульсию предпочтительно оставляют в контакте с поперечно сшивающим раствором на период времени от примерно 5 минут до примерно 15 минут, более предпочтительно - от примерно 8 минут до примерно12 минут. Длительность указанного периода времени может быть выбрана в зависимости от желаемой степени поперечного сшивания и желаемой твердости полимерной матрицы. В ходе этапа поперечного сшивания поперечное сшивание амфифильных полисахаридов незначительно или полностью отсутствует.
Было обнаружено, что в ходе этапа поперечного сшивания амфифильные полисахариды действуют таким образом, чтобы замедлить миграцию многовалентных катионов от поверхности эмульсии внутрь эмульсии. Это означает, что во внешней области эмульсии имеет место более высокий уровень поперечного сшивания, благодаря чему обеспечен градиент концентрации ионов кальция между внешней областью и центральной областью эмульсии, как было описано выше.
После поперечного сшивания извлекают полученный материал доставки аромата из поперечно сшивающего раствора, например, с помощью сита или аналогичного устройства. Затем предпочтительно прополаскивают материал доставки аромата для удаления поперечно сшивающего раствора с поверхности и сушат. Сушка может осуществляться с помощью любых подходящих средств, включая, например, поток горячего воздуха. При необходимости сушка может осуществляться в вакууме.
Перед добавлением в поперечно сшивающий раствор, эмульсии ароматической композиции и матричному раствору могут быть приданы различные формы, в зависимости от желаемой формы компонента высвобождения аромата. Например, эмульсии может быть придана цилиндрическая или сферическая форма с целью формирования нитей, гранул или капель материала. Это может быть осуществлено с помощью подходящей технологии экструзии или сферонизации. В качестве альтернативы, эмульсии может быть придана форма листа, она может быть нарезана на полосы или хлопья или вытянута с получением продолговатых нитей или пряжи.
Настоящее изобретение будет далее описано лишь на примере, со ссылками на сопроводительные графические материалы, где:
На фиг. 1 показан вид сбоку сигареты с фильтром согласно настоящему изобретению, содержащей компонент высвобождения аромата в табачном стержне.
Сигарета 10, показанная на фиг. 1, содержит продолговатый цилиндрический обернутый табачный стержень 12, прикрепленный одним концом к выровненному по оси продолговатому цилиндрическому фильтру 14. Фильтр 14 включает единственный сегмент из ацетилцеллюлозного жгута. Обернутый табачный стержень 12 и фильтр 14 соединены обычным образом посредством ободковой бумаги 16, которая окружает на всю длину фильтр 14 и смежную часть обернутого табачного стержня 12. Для смешения окружающего воздуха с вдыхаемым дымом, создаваемым в процессе горения обернутого табачного стержня 12, в ободковой бумаге 16 вдоль фильтра 14 выполнено множество круговых перфорационных отверстий 18.
В центре внутри фильтра 14 расположена единственная ароматическая гранула 20, выполненная из вышеописанного материала доставки аромата. Ароматическая гранула 20 имеет диаметр примерно 4 мм. Материал доставки аромата в грануле 20 включает ароматическую композицию, содержащую ментоловый ароматизатор, который высвобождается при сжатии материала с усилием от примерно 5 Ньютон до примерно 10 Ньютон. После сжатия ментоловый ароматизатор оказывается готовым к высвобождению во вдыхаемый дым, когда этот дым проходит через фильтр в процессе курения.
Количество ароматической композиции, высвобождаемой из материала доставки аромата, зависит от приложенного сжимающего усилия, и таким образом обеспечена возможность регулирования интенсивности аромата путем регулирования давления, прикладываемого к фильтру. Ароматическая гранула может быть сжата один или более раз до или в процессе курения с целью обеспечения выброса ментолового аромата в дым.
Примеры подходящего состава материала доставки аромата, образующего гранулу, и процесса изготовления материала доставки аромата приведены ниже.
Пример 1
Материал доставки аромата содержит поперечно сшитую альгинатную матрицу с множеством областей с ментоловой ароматической композицией, распределенных в этой матрице. Для изготовления материала доставки аромата сначала получают ментоловую ароматическую композицию из смеси следующих компонентов:
Компонент
Количество (весовых процентов)
Натуральный L-ментол
26,07
Масло MCT (MYGLIOL 810)
72,05
Другой аромат
1,88
Смешение осуществляют с помощью магнитной мешалки при температуре 30 градусов Цельсия в течение периода времени 20 минут.
Затем получают матричный раствор из смеси следующих компонентов:
Компонент
Функция
Количество (весовых процентов)
Альгинат натрия (поставляется на рынок компанией Sigma Aldrich)
Анионный полисахарид
2,36
OSA-модифицированный кукурузный крахмал
Амфифильный полисахаридный наполнитель
0,67
Глицерин
Пластификатор
0,34
Сорбитол
Пластификатор
0,34
Вода
Растворитель
96,29
TM
TM
TM
В качестве амфифильного полисахаридного наполнителя используют OSA-модифицированный кукурузный крахмал HI-CAP 100 (поставляется на рынок компанией National Starch & Chemical, Манчестер, Великобритания). HI-CAP 100 представляет собой OSA-модифицированный крахмал, изготовленный из восковой кукурузы. Благодаря гидрофобным и стерическим свойствам, придаваемым посредством OSA, HI-CAP 100 значительно отличается по структуре от натурального крахмала, такого как крахмал Merizet 100 (поставляется на рынок компанией Tate & Lyle), и, следовательно, показывает другие химико-физические свойства, включая, в частности, межфазные и реологические свойства.
Осуществляют перемешивание с помощью морского гребного винта, работающего на 1500 оборотах в минуту, при температуре меньше 30 градусов Цельсия. Перемешивание осуществляют непрерывно в течение 30 минут.
Затем приготавливают раствор, содержащий 30 весовых процентов ароматической композиции и 70 весовых процентов матричного раствора. Этот раствор перемешивают посредством мешалки с высоким усилием сдвига, такой как мешалка Polytron 3100B, поставляемая на рынок компанией Kinematica. Подвергают раствор высокому усилию сдвига при скорости вращения от 15000 до 20000 оборотов в минуту, поддерживая смесь при температуре 52-55 градусов Цельсия. Перемешивание осуществляют непрерывно в течение 3 или 4 минут до получения эмульсии ароматической композиции в матричном полимерном растворе, в которой (эмульсии) размер капель ароматической композиции уменьшен до уровня, меньшего примерно 10-50 микрон.
Затем добавляют эту эмульсию в поперечно сшивающий раствор приведенного ниже состава для получения полимерной матрицы, имеющей множество областей.
Компонент
Количество (весовых процентов)
Хлорид кальция (поставляется на рынок компанией Sigma Aldrich)
5,0
Вода
95,0
Эмульсию вводят капельным путем в ванну с поперечно сшивающим раствором для получения материала доставки аромата в форме гранул. Эмульсию добавляют по капле через сопло с помощью перистальтического насоса. Эмульсию добавляют через 5-миллиметровое сопло с расходом 500 грамм в час. Этот процесс осуществляют при комнатной температуре и перемешивают поперечно сшивающий раствор в ванне посредством магнитной мешалки при скорости вращения 100 оборотов в минуту. Дают возможность эмульсии и поперечно сшивающему раствору прореагировать в течение 10-минутного периода времени.
Затем извлекают гранулы из поперечно сшивающего раствора и промывают их в деионизованной воде перед тем, как приступить к их сушке в потоке осушенного воздуха при температуре примерно 25 градусов Цельсия в течение по меньшей мере 360 минут.
Среднечисловой вес каждой сухой гранулы ароматического материала составляет 29,1 миллиграмма, а среднечисловой диаметр каждой гранулы составляет 3,94 миллиметра. Среднее содержание воды в каждой грануле составляет от примерно 4 весовых процентов до примерно 6 весовых процентов, а среднее содержание ментола в каждой грануле составляет примерно от 20 до 25 весовых процентов.
Градиент концентрации катионов кальция в закрытой матричной структуре одной из гранул, изготовленных вышеописанным способом, был измерен следующим способом:
Сначала гранула была встроена в смолу Tissue Tek и заморожена до температура минус 10 градусов Цельсия. Сердцевина гранулы, имеющая поперечное сечение 1 мм, была извлечена вдоль диаметра с помощью одноразового модуля Harris Uni-core. Сердцевина, извлеченная из гранулы, была встроена в смолу Tissue Tek и еще раз заморожена, после чего она была перенесена на холодный предметный столик микротома Reichert-Yung Autocut 1150, в котором сердцевина была нарезана перпендикулярно через промежутки 125 микрон на множество секций. Каждая секция затем была перенесена внутри замороженного цилиндра Tissue Tek в масс-спектрометр для анализа концентрации ионов кальция в этой секции.
Наивысшая измеренная концентрация ионов кальция в секциях, взятых из внешней 250-микронной области сердцевины, оказалась примерно в 1,6 раз выше наивысшей измеренной концентрации в секциях, взятых из области, отстоящей в пределах 500 микрон от центра масс гранулы.
При приложении сжимающего усилия к одной из гранул было обнаружено, что эта гранула первоначально издает треск, когда полимерная матрица во внешней области разрушается перед началом высвобождения ароматической композиции из внутренней области полимерной матрицы. Таким образом была подтверждена слышимая индикация высвобождения ароматической композиции. После разрушения полимерной матрицы во внешней области было обнаружено, что гранула обеспечивает задержанное высвобождение ароматической композиции в диапазоне усилия, составляющем по меньшей мере 5 Ньютон.