НЕСЖИГАЕМОЕ ТАБАЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ ВДЫХАТЕЛЬНОГО ТИПА
NON-COMBUSTIBLE INHALATION-TYPE TOBACCO PRODUCT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к несжигаемому табачному изделию вдыхательного типа, которое не поджигается для производства дыма из табачного изделия.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Несжигаемое табачное изделие вдыхательного типа включает полый держатель для всасывания из него дыма и наполнитель, находящийся внутри указанного держателя и изготовленный из табачных частиц, полученных гранулированием табачного материала, и обеспечивает сопротивление воздушному потоку, составляющее от приблизительно 40 до приблизительно 80 мм рт.ст. (от 5333 до 10666 Па) (патентный документ 1).
Согласно патентному документу 1, когда курильщик использует табачное изделие или вдыхает дым, никотин, который представляет собой один из ингредиентов, специфичных для табака, доставляется с вдыхаемым воздухом в рот курильщика.
ДОКУМЕНТЫ УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ
[0003] Патентный документ 1: международная патентная заявка WO2010/095659
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0004] Согласно патентному документу 1 количество никотина, выделяемого из табачных частиц, а именно количество никотина, доставляемого в рот курильщика, относительно быстро уменьшается пропорционально увеличению количества затяжек. Другими словами, количество никотина, вдыхаемого курильщиком, изменяется в значительной степени при увеличении количества затяжек. Таким образом, курильщику не только известно ощущение неудобства во время использования табачного изделия, но у него также складывается впечатление, что оцениваемый им период использования табачного изделия (число затяжек) оказывается короче (меньше) ожидаемого.
[0005] Настоящее изобретение выполнено в свете вышеупомянутых обстоятельств. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить несжигаемое табачное изделие вдыхательного типа, в котором доставляемое количество никотина, который представляет собой один из ингредиентов, специфичных для табака, стабилизируется на продолжительные периоды, и значительно увеличивается количество затяжек, становясь достаточным для удовлетворения курильщика.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
[0006] Вышеупомянутую задачу решает несжигаемое табачное изделие вдыхательного типа согласно настоящему изобретению. Табак содержит табачные частицы, получаемые путем измельчения или распыления табачного материала, и, по меньшей мере, один тип стабилизатора для стабилизации доставки никотина из частиц. Стабилизатор характеризуется тем, что разность параметров растворимости по отношению к никотину составляет 17 или менее и давление пара при температуре 25°C составляет 1 мм рт.ст. (133,3 Па) или менее.
[0007] Вследствие высокой растворимости никотина и низкого давления пара стабилизатор устойчиво сохраняет никотин и стабилизирует количество никотина, доставляемого курильщику в течение продолжительных периодов.
Например, стабилизатор выбирают из соединений, включающих пропиленгликоль, бензиловый спирт или сложноэфирную группу. В качестве данных соединения выбирают среднецепьевой триглицерид, триэфирцитрат (триэтилцитрат, трибутилцитрат и т. д.), бензилбензоат и этиллаурат.
[0008] Предпочтительно в свете улучшения стабилизации доставляемого количества стабилизатор характеризуется тем, что он имеет разность параметров растворимости, составляющую 12 или менее и давление пара при температуре 25°C, составляющее 0,1 мм рт.ст. (13,33 Па) или менее.
Табачные частицы могут дополнительно содержать добавку, включающую, по меньшей мере, одно соединение из карбоната и гидрокарбоната, оба из которых часто используются в нюхательных продуктах, таких как снюс.
[0009] Несжигаемое табачное изделие вдыхательного типа может дополнительно содержать источник тепла для нагревания табачные частицы. В этом случае стабилизатор характеризуется тем, что разность параметров растворимости составляет 17 или менее и давление пара составляет 1 мм рт.ст. (133,3 Па) или менее при температуре нагревания табачных частиц.
Предпочтительно стабилизатор содержится в количестве от 5 до 20 вес.% от сухого веса табачных частиц. Если содержание стабилизатора составляет менее 5 вес.%, требуемый никотин не стабилизируется, в то время как при содержании стабилизатора, превышающем 20 вес.%, стабилизатор вызывает агломерацию частиц. В этих случаях становится затруднительным обращение, а именно изготовление табачных частиц.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] Поскольку несжигаемое табачное изделие вдыхательного типа согласно настоящему изобретению содержит стабилизатор в табачных частицах, становится возможной стабилизация на продолжительные периоды доставляемого количества никотина, который представляет собой один из ингредиентов, специфичных для табака, которые выделяются из табачных частиц.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0011] Фиг. 1 - вид в сечении несжигаемого табачного изделия вдыхательного типа согласно одному варианту выполнения.
Фиг. 2 - схематический вид измерительного устройства для исследования эффективности стабилизаторов.
Фиг. 3 - график, иллюстрирующий зависимость между количеством затяжек и доставляемым количеством никотина при использовании различных типов стабилизаторов в качестве параметров.
Фиг. 4 - график, иллюстрирующий зависимость между количеством затяжек и доставляемым количеством никотина при использовании других типов стабилизаторов в качестве параметров.
Фиг. 5 - график, иллюстрирующий зависимость между количеством затяжек и доставляемым количеством никотина при использовании содержания стабилизатора в качестве параметров.
Фиг. 6 - вид в сечении несжигаемого табачного изделия вдыхательного типа согласно примеру модификации.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] Несжигаемое табачное изделие вдыхательного типа 1 согласно одному варианту выполнения, представленному на Фиг. 1, включает ось A, верхний по потоку элемент 2, табачный картридж 6, нижний по потоку элемент 10 и мундштучный элемент 12, которые ориентированы вдоль оси A. Эти элементы 2, 6, 10 и 12 соединены друг с другом в одно целое с помощью множества соединительных болтов и гаек 14.
Например, верхний по потоку элемент 2 представляет собой лист из нержавеющей стали, который имеет толщину 1 мм и включает открытую область 16 в центре. Открытая область 16 имеет относительный размер отверстий, составляющий 23%. В частности, открытая область 16 образована мелкими отверстиями диаметром 1 мм, причем данные мелкие отверстия распределены равномерно.
[0013] Табачный картридж 6 включает рамочный элемент 18, изготовленный из нержавеющей стали и имеющий толщину 2 мм. Рамочный элемент 18 имеет в центре открытую часть с внутренним диаметром 26 мм. Открытая часть содержит табачные частицы 20. Табачные частицы 20 являются воздухопроницаемыми.
Как видно на Фиг. 1, табачный картридж 6 дополнительно содержит воздухопроницаемые нетканые материалы 4 и 8. Между неткаными материалами 4 и 8 находится рамочный элемент 18, что таким образом предотвращает выпадение табачных частиц 20 из рамочного элемента 18.
Далее будут описаны табачные частицы 20.
[0014] Аналогично верхнему по потоку элементу 2 нижний по потоку элемент 10 представляет собой лист из нержавеющей стали, имеющий толщину 1 мм и включающий центральную открытую часть 22 с внутренним диаметром 18 мм.
Мундштучный элемент 12 изготовлен из тефлона (товарный знак Teflon) и включает мундштучный конец 24. Мундштучный конец 24 выступает со стороны мундштучного элемента 12, удаленной от нижнего по потоку элемента 10, и имеет внутренний диаметр 6 мм. Открытая часть мундштучного элемента 12, которая расположена на стороне нижнего по потоку элемента 10, имеет внутренний диаметр 20 мм.
[0015] В табачном изделии 1, когда курильщик вдыхает воздух из мундштучного конца 24 мундштучного элемента 12, окружающий воздух поступает из открытой области 16 верхнего по потоку элемента 2 в рот курильщика через нетканый материал 4, табачные частицы 20, нетканый материал 8, открытую часть 22 нижнего по потоку элемента 10 и мундштучный элемент 12. Когда воздух проходит через табачные частицы 20, никотин, высвобождаемый из табачных частиц 20, смешивается с воздухом и, таким образом, курильщик вдыхает воздух, содержащий никотин.
[0016] Далее табачные частицы 20 будут описаны более подробно.
Табачные частицы 20 изготовлены из смеси, содержащей частицы, полученные путем измельчения или распыления, увлажнения и нагревания табачного материала, изготовленного из домашнего листового табака типа Берли (Burley), и добавку, изготовленную, например, по меньшей мере, из одного соединения, включая карбонат и гидрокарбонат или, более конкретно, карбонат калия. Табачные частицы 20 содержат 300 мг частиц на основе сухой массы.
[0017] Согласно настоящему варианту выполнения смесь содержит добавку в количестве 12 вес.% от сухого веса табачного материала. Смесь изготавливают таким образом, что никотин, который представляет собой один из ингредиентов, специфичных для табака, который содержится в частицах, составляет 2,3 вес.% от сухого веса и что летучий компонент, содержащийся в частицах, составляет 12 вес.% по отношению к массе частиц.
Содержание никотина определяют, используя следующие стадии: смешивание 7,5 мл водного раствора 11 вес.% гидроксида натрия и 10 мл гексана с 200 мг частиц с точностью ±2,5 мг; встряхивание данной смеси при комнатной температуре в течение 60 минут при экранировании света алюминиевой фольгой, в результате чего осуществляется экстракционная обработка; и анализ гексановой фазы с помощью газохроматографического масс-спектрометра.
[0018] Содержание летучего компонента можно определить с точностью ±2 мг по уменьшению массы 200 мг частиц, которые подвергали обработке путем высушивания при температуре 80°C в течение трех часов.
Сухая масса представлена как значение, полученное вычитанием из массы частиц содержания летучего компонента, определенного согласно приведенному выше описанию.
[0019] В данном варианте выполнения табачные частицы 20 содержат не только вышеупомянутую смесь, но также, по меньшей мере, один тип стабилизатора для стабилизации количества никотина, доставляемого курильщику. Стабилизатор характеризуется тем, что разность параметров растворимости между никотином и стабилизатором составляет 17 или менее, или предпочтительно 12 или менее, и давление пара стабилизатора при температуре 25°C составляет 1 мм рт.ст. (133,3 Па) или менее, или предпочтительно 0,1 мм рт.ст. (13,33 Па) или менее.
1/2
[0020] Более конкретно, разность параметров растворимости представляет собой показатель, определяющий растворимость растворенного вещества по отношению к растворителю, и его обычно выражает значение Ra (МПа). Значение Ra можно вычислить по приведенной ниже формуле:
2
2
2
1/2
Ra=[4•(δd,2-δd,1)+(δp,2-δp,1)+(δh,2-δh,1)],
где δd, δp и δh представляют собой соответственно дисперсионные силы, дипольные взаимодействия и водородные связи, определяющие параметр растворимости.
[0021] Более конкретно, в качестве стабилизатора выбирают соединения, включающие пропиленгликоль, бензиловый спирт или сложноэфирную группу. Данные соединения включают среднецепьевой триглицерид, триэфирцитрат (триэтилцитрат, трибутилцитрат и т.д.), бензилбензоат и этиллаурат.
[0022] Приведенная ниже таблица 1 представляет значения разности параметров растворимости Ra и давления пара при температуре 25°C для вышеупомянутых стабилизаторов по сравнению с глицерином (A).
[0024] Стабилизатор C представляет собой среднецепьевой триглицерид, состоящий, в основном, из триглицеридкаприлата или, более конкретно, продукта Coconard MT, производимого фирмой Kao Corporation.
Разность параметров растворимости Ra в таблице 1 представляет собой результат вычисления с использованием программного обеспечения для молекулярного моделирования Molecular Modeling Pro (версия 6.01).
[0025] Измерительное устройство, представленное на Фиг. 2, используют для исследования эффективности стабилизаторов B-H. Данное измерительное устройство измеряет доставляемое количество никотина, специфического для табака, который поступает из табачного изделия 1 курильщику, когда курильщик вдыхает дым табачного изделия 1.
[0026] Измерительное устройство имеет импинжер 26, содержащий 20 мл этанола. Используемый импинжер 26 представляет газопромыватель типа Киносита (Kinoshita) стандартного типа (объем 50 мл), который производит фирма Kinoshita Rika Kogyo Co., Ltd. Импинжер 26 содержит внутри фильтрующие частицы (размером от 100 до 200 мкм), а также изнутри него выходят всасывающая трубка 28 и питающая трубка 30.
[0027] Исследуемое табачное изделие 1 можно присоединять к всасывающей трубке 28. Питающую трубку 30 присоединяют к всасывающему насосу 36 через электромагнитный клапан 32 и контроллер 34 массового расхода (MFC). Контроллер 38 клапана (VC) электрически присоединен к электромагнитному клапану 32. Контроллер 38 клапана регулирует операцию открытия/закрытия электромагнитного клапана 32.
3
[0028] Посредством операции открытия/закрытия, управляемой контроллером 38 клапана, электромагнитный клапан 32 может повторять цикл одного всасывания, в котором всасывающий насос 36 и импинжер 26 соединены в течение 4 секунд и затем импинжер 26 остается открытым в атмосферу в течение 11 секунд. Скорость потока установлена контроллером 34 массового расхода на уровне 3300 см/мин.
[0029] В качестве исследуемого табачного изделия 1 изготавливали табачное изделие согласно сравнительному примеру 1, в табачных частицах 20 которого не содержится ни глицерин (A), ни стабилизаторы B-H; табачное изделие согласно сравнительному примеру 2, в табачных частицах 20 которого содержится глицерин, и табачные изделия согласно вариантам выполнения, в табачных частицах 20 которого содержатся стабилизаторы B-H соответственно.
[0030] В табачных изделиях согласно сравнительному примеру 2 и вариантам выполнения содержание глицерина (A) и каждого из стабилизаторов B-F составляет 15 вес.% (45 мг) от сухого веса табачных частиц 20.
После присоединения одного из табачных изделий согласно сравнительным примерам 1 и 2 и вариантам выполнения к всасывающей трубке 28 импинжера 26 описанный выше цикл всасывания повторяли 50 раз в окружающей среде при комнатной температуре 22°C и относительной влажности воздуха 60%. Никотин, доставляемый из табачного изделия, улавливался этанолом, содержащимся в импинжере 26.
[0031] Затем этанол, в котором был захвачен никотин, удаляли из импинжера 26. Полученный этанол анализировали, используя газохроматографический масс-спектрометр, чтобы в результате этого измерить количество никотина, специфического для табака, который доставляется из табачного изделия, в расчете на цикл одного всасывания (одной затяжки).
Улавливание и аналитические измерения осуществляли повторно до тех пор, пока суммарное количество циклов всасывания не достигало заданного уровня. После этого процесс измерения по отношению к данному табачному изделию считали завершенным.
Данный процесс измерения осуществляли по отношению к каждому табачному изделию. Результаты измерений представлены на Фиг. 3 и 4.
[0032] Табачные изделия согласно вариантам выполнения, которые включают стабилизаторы G и H, отличаются от табачных изделий согласно другим вариантам выполнения в следующих отношениях. В случае вариантов выполнения, включающих стабилизаторы G и H, содержание никотина в частицах составляет 1,6 вес.% от сухого веса табачного материала, и летучий компонент, содержащийся в частицах, составляет 10 вес.% по отношению к массе частиц.
[0033] Как очевидно из Фиг. 3 и 4, по сравнению с табачным изделием согласно сравнительному примеру 1, в котором не содержится стабилизатор, табачные изделия согласно вариантам выполнения, которые включают стабилизаторы B-H, предотвращают уменьшение доставляемого количества никотина, что вызвано увеличением количества затяжек. Это демонстрирует, что стабилизаторы B-H являются эффективными в стабилизации доставляемого количества никотина в течение продолжительных периодов времени.
Табачное изделие согласно сравнительному примеру 2, содержащее глицерин (A), не отличается существенно от табачного изделия согласно сравнительному примеру 1, не содержащего стабилизатора, в отношении уменьшения доставляемого количества никотина, что вызвано увеличением количества затяжек. В связи с этим глицерин A не является эффективным для стабилизации доставляемого количества никотина.
[0034] Возможная причина представленного выше результата заключается в том, что разность параметров растворимости Ra глицерина A велика и составляет 23,0, в то время как стабилизаторы B-H имеют разность параметров растворимости Ra, составляющую 17 или менее, и давление пара, составляющее 1 мм рт.ст. (133,3 Па) или менее при температуре 25°C.
[0035] Табачное изделие, содержащее стабилизатор F, обеспечивает меньшее доставляемое количество никотина, чем табачное изделие согласно сравнительному примеру 1, независимо от количества затяжек. Это обусловлено более значительным эффектом улавливания никотина стабилизатором F (бензиловый спирт) по сравнению с другими стабилизаторами B-E, G и H.
Таким образом можно считать, что в случае использования стабилизатора F, если содержание стабилизатора F меньше содержания стабилизаторов B-E, G и H, табачное изделие, содержащее стабилизатор F, может доставлять никотин так же, как и табачные изделия согласно другим вариантам выполнения. Это будет понятно из приведенных ниже описаний, которые разъясняют результаты измерений, представленные на Фиг. 5.
[0036] Как понятно из Фиг. 3, в случае табачного изделия согласно варианту выполнения, включающему стабилизатор F, доставляемое количество никотина проявляет тенденцию к увеличению пропорционально увеличению количества затяжек. Если эта тенденция вызывает неприятные ощущения для курильщика и таким образом является нежелательной для курильщика, можно считать в отношении такого стабилизатора, как стабилизатор F, у которого разность параметров растворимости Ra составляет 12 или менее, его давление пара при температуре 25°C является чрезмерно высоким. По этой причине оказывается предпочтительным выбор стабилизатора, который имеет давление пара, составляющее 0,1 мм рт.ст. (13,33 Па) или менее при температуре 25°C.
[0037] Что касается стабилизатора D, изготавливали табачные изделия согласно вариантам выполнения, которые отличаются от описанных выше вариантов выполнения в отношении содержания стабилизатора D, и процесс измерений осуществляли таким же образом по отношению к этим табачным изделиям. Результаты измерений представлены вместе с результатами измерений в отношении табачного изделия, в котором не содержится стабилизатор.
Как очевидно из Фиг. 5, когда содержание стабилизатора D увеличивается от 5 вес.% (15 мг) до 10 вес.% (30 мг) и далее до 15 вес.% (45 мг), доставляемое количество никотина увеличивается и претерпевает лишь незначительное изменение в течение продолжительного периода времени.
[0038] Можно считать, что эти результаты являются также применимыми к другим стабилизаторам B, C, E и F-H; таким образом, содержание стабилизаторов B-H можно установить в интервале от 5 до 20 вес.%. Если содержание составляет менее 5 вес.%, не достигается желательный эффект стабилизации по отношению к доставляемому количеству никотина. Если содержание составляет более 20 вес.%, стабилизатор вызывает агломерацию табачных частиц 20, что затрудняет обращение, а именно изготовление табачных частиц 20.
[0039] В случае использования стабилизатора F, если содержание стабилизатора F меньше содержания стабилизаторов B-E, G и H, предполагается, что табачное изделие, содержащее стабилизатор F, будет способно обеспечивать такое же доставляемое количество никотина, как табачные изделия, содержащие стабилизаторы B-E, G и H.
[0040] Несжигаемое табачное изделие вдыхательного типа может дополнительно содержать источник тепла для нагревания табачных частиц 20. Например, как проиллюстрировано на Фиг. 6, верхний по потоку элемент 2 табачного изделия содержит внедренный в него электрический нагреватель 40. Когда используют табачное изделие, нагреватель 40 нагревает табачные частицы 20 до желательной температуры через верхний по потоку элемент 2, нетканый материал 4 и рамочный элемент 18.
В данном случае стабилизатор, содержащийся в табачных частицах 20, имеет давление пара при температуре нагревания табачных частиц 20, составляющее 1 мм рт.ст. (133,3 Па) или менее, и разность параметров растворимости Ra по отношению к никотину, составляющую 17 или менее. Предпочтительно стабилизатор выбирают из стабилизаторов, которые характеризуются давлением пара при температуре нагревания табачных частиц 20, составляющим 0,1 мм рт.ст. (13,33 Па) или менее, и разностью параметров растворимости Ra, составляющей 12 или менее.
[0041] Приведенная ниже таблица 2 представляет значения давления пара глицерина (A) и вышеупомянутых стабилизаторов при температурах 25°C, 70°C и 100°C соответственно.
В таблице 2 значения давления пара при температурах 70°C и 100°C вычислены по приведенному ниже уравнению Клаузиуса-Клапейрона (Clausius-Clapeyron):
L/R
P=PO•e•(1/TO-1/T),
в котором P представляет собой давление пара [мм рт.ст.] при температуре T; PO представляет собой давление пара [мм рт.ст.] при температуре 25°; L представляет собой теплоту парообразования [Дж/моль]; R представляет собой газовую постоянную [Дж/моль·К]; TO составляет 298K (25°C) и T представляет собой температуру [K].
Как очевидно из таблицы 2, например, если температура нагревания табачных частиц составляет 70 или 100°C, можно выбирать стабилизатор C, D, E, F, G или H в качестве стабилизатора.
[0043] Настоящее изобретение не ограничивается одним вариантом выполнения, который описан выше, но его можно модифицировать разнообразными способами. Например, стабилизатор не ограничен вариантами B-H, при том условии, что стабилизатор имеет разность параметров растворимости Ra, составляющую 17 или менее, и давление пара, составляющее 1 мм рт.ст. (133,3 Па) или менее. В качестве альтернативы, можно объединять стабилизаторы B-H произвольным образом. Кроме того, конфигурация табачного изделия также не ограничивается конфигурацией, представленной на Фиг. 1.
[0044] Если выбранный стабилизатор имеет давление пара, составляющее 1 мм рт.ст. (133,3 Па) при температуре нагревания табачных частиц 20, и разность параметров растворимости Ra, составляющую 17 или менее по отношению к никотину, табачные частицы 20 можно нагревать не только до температуры нагревания, представленной в таблице 2, но также до любой произвольной температуры. Аналогичным образом способ нагревания табачных частиц 20 не ограничен способом, представленным на Фиг. 6.
ССЫЛОЧНЫЕ ПОЗИЦИИ:
[0045] 1: табачное изделие, 2: верхний по потоку элемент, 4; нетканый материал, 6: табачный картридж, 8: нетканый материал, 10: нижний по потоку элемент, 12: мундштучный элемент, 18: рамочный элемент, 20: табачные частицы, 20: открытая часть, 22: нагреватель 40 (источник тепла).