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TW201803468A - 疏水性膠囊 - Google Patents

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TW201803468A
TW201803468A TW106122781A TW106122781A TW201803468A TW 201803468 A TW201803468 A TW 201803468A TW 106122781 A TW106122781 A TW 106122781A TW 106122781 A TW106122781 A TW 106122781A TW 201803468 A TW201803468 A TW 201803468A
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capsule
shell
fatty acid
smoking article
hydrophobic
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TW106122781A
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奥勒利安 古亞德
羅倫 拉凡南特
依薇斯 喬迪爾
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菲利浦莫里斯製品股份有限公司
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Abstract

一種使用於吸菸製品的膠囊，其包含一液態感官增強材料；及一圍繞該液態感官增強材料的殼體。該殼體具有一外表面，其藉由將疏水基共價鍵鍵結在該殼體外表面以呈現疏水性。該殼體藉由使該殼體外表面的羥基與鹵化脂肪醯起反應而呈現疏水性，以將脂肪酸部分共價鍵鍵結在該膠囊表面。

Description

疏水性膠囊
本發明有關使用於吸菸製品的膠囊，其中該膠囊處理成疏水性；及關於包括疏水性處理過膠囊的濾嘴、菸嘴頭與吸菸製品。
濾嘴香菸通常包括一菸草切絲填料桿，其是由捲菸紙圍繞；及一圓柱形濾嘴，其採頭尾相接關係對準該捲菸草桿，濾嘴是由接裝捲菸紙(Tipping paper)附接於菸草桿。在習知的濾嘴香菸中，濾嘴可由捲繞在多孔濾塞包覆物的醋酸纖維絲束濾塞組成。具有包括兩段或多段過濾材料用於去除微粒和主流煙氣的氣體成分的多部件濾嘴的濾嘴香煙也是已知的。
氣溶膠形成基材(諸如菸草)加熱而不是燃燒的許多吸菸製品在技術中亦提出。在加熱的吸菸製品中，氣溶膠是由加熱氣溶膠形成基材產生。習知的加熱式吸菸製品包括例如這樣的吸菸製品，其中氣溶膠的產生，係經由電加熱，或經由將可燃性的燃料元件或熱源的熱傳遞至氣溶膠形成基材。抽菸期間，揮發性化合物由氣溶膠形成基材中被釋放出，並被夾帶在經吸菸製品吸 入的空氣中，該氣溶膠形成基材係被來自熱源的熱傳遞所加熱。被釋放出的化合物冷卻時會凝結，而形成讓消費者吸入的氣溶膠。這種吸菸製品也已被知曉，其中含尼古丁的氣溶膠的產生可來自菸草材料，菸草萃取物，或其他尼古丁來源，其不需燃燒，且在一些情況下不需加熱，而是例如經由化學反應。
已知將香料添加劑摻入吸菸製品以在消費者吸菸期間提供額外的氣味。香料可用來增強在吸菸製品中加熱或燃燒菸草材料時產生的菸草氣味，或用來提供額外的非菸草氣味，諸如薄荷或薄荷醇(Menthol)。
使用在吸菸製品(諸如薄荷醇)中的香料添加物通常採用液體香料形式，其使用適當的液體載體而結合在吸菸製品的濾嘴或菸草桿。液體香料通常具揮發性，因此在收藏期間會從吸菸製品轉移或蒸發。因此，減少吸菸期間用於主流煙氣氣味的香料量。
先前已提出例如採用膠囊或微膠囊形式來封裝香料以減少從吸菸製品揮發香料的損失。封裝的香料可在吸菸製品吸菸前或期間，藉由斷開該封裝結構(例如藉由壓碎或熔化結構)釋出。在使這些膠囊破碎釋出香料的情況下，膠囊在特定力量下會破開並釋出香料。
在結合膠囊的許多吸菸製品中，膠囊可吸收通過吸菸製品的主流煙氣或氣溶膠內含的保濕劑、水及其他化合物；或者，膠囊周圍的濕度或濕氣。被吸收的液體可能降低膠囊的結構完整性，並導致膠囊意外漏出香料或破裂。
因此，想要提供一種新穎的易破裂膠囊，在高濕度條件下不易於意外漏出或破裂。例如，想要當吸菸製品包含高保濕劑程度(高濕度成分)或儲存在高濕度環境時，提供具有機械穩定膠囊的吸菸製品。
根據本發明的一第一態樣，一種用於吸菸製品的膠囊包括：一液態感官增強材料；及一殼體，其圍繞該液態感官增強材料。該殼體包括一呈現疏水性的外表面。較佳地，該外表面藉由將疏水基(Hydrophobic group)共價鍵鍵結在該殼體的該外表面以呈現疏水性。較佳地，該疏水基包括脂肪酸部分或脂肪酸酯(Fatty acid ester)。
根據本發明的另一態樣，吸菸製品係包括該呈現疏水性的膠囊。該膠囊可結合在氣溶膠形成基材下游的吸菸製品內。
在本發明的仍然另一態樣，一種用於製造具有疏水性外表面的膠囊之方法包括使在該膠囊表面上的活性基(Reactive group)與鹵化脂肪醯起反應。該活性基最好包括一側鏈羥基部分(Pendant hydroxyl moiety)。較佳地，該鹵化脂肪醯與該羥基部分起反應形成脂肪酸酯部分(Fatty acid ester moiety)。
吸菸製品中的疏水性膠囊可吸收通過吸菸製品的菸霧或氣溶膠中的較少水分或保濕劑。因此，可降低該膠囊的過早或意外漏出或斷裂的可能性。同樣地，當吸菸製品收藏在高濕度環境(例如相對濕度大於70%、 80%、90%、95%、99%或當長時間收藏吸菸製品，諸如三週、兩個月、三個月、或六個月以上；或這些條件的組合)；或者當該吸菸製品在例如氣溶膠產生基材中包括高濕度成分或高保濕劑成分時，可降低該膠囊的過早或意外漏出或斷裂可能性。
本發明的膠囊是被處理成疏水性；因此，在一些情況下，相較於未處理成疏水性的膠囊，疏水性膠囊有更大的機械穩定性。因此，疏水與機械穩定膠囊可更好保持其的一或多個性能特徵，諸如當壓縮斷裂時的抗喀聲、斷裂距離、觸覺與聽覺、及防止過早斷裂或漏出。
根據本發明的教示，任何適當膠囊可處理成疏水性。較佳地，該膠囊包括一外殼體，其封裝液體組合物。該液體組合物可包括一感官增強劑。如本文中所用，術語「包含」是指包括但不限於一或多個列舉部件。應理解到，「基本上由...組成」、「由...組成」及其類似語詞，係被歸入「包含」及其類似語詞。因此，包含感官增強劑的液體組合物可為本質由感官增強劑組成或由其組成的液體組合物。
該膠囊係可形成為多種物理形態，包含(但不限於)單一部分膠囊、多部分膠囊、單壁膠囊、多壁膠囊、大膠囊及小膠囊。
該膠囊的外殼體可利用任何適當材料形成。例如，該殼體可包含澱粉，例如降解或化學或物理改性澱粉，諸如澱粉酯(Starch ester)與澱粉醚(Starch ether)( 特別是糊精(Dextrin)與麥芽糊精(Maltodextrin))；明膠(Gelatin)；膠原蛋白(Collagen)；聚葡萄胺糖(Chitosan)；卵燐脂(Lecithin)；結冷膠(Gellan gum)；瓊脂(Agar)；瓊脂糖(Agarose)；褐藻酸(Alginic acid)；海藻酸鹽(Alginate)；鹿角菜膠(Carrageenan)；果膠(Pectin)；阿拉伯膠(Arabic gum)；甘地膠(Ghatti gum)；普魯蘭膠(Pullulan gum)；卡特蘭多醣(Curdlan)；甘露聚醣膠(Mannan gum)；菊糖(Inlunin)；黃原膠(Xanthan gum)；改性與非改性纖維素(Modified/non-modified cellulose)，更特別是纖維素酯(Cellulose ester)和纖維素醚(Cellulose ether)，例如乙酸纖維素(Cellulose acetate)、乙基纖維素(Ethyl cellulose)；羥丙基纖維素(Hydroxy-propyl cellulose)；羥丙基甲基纖維素(Hydroxypropyl methyl cellulose)與羧甲基纖維素(Carboxymethyl cellulose)；合成膜(Synthetic membrane)材料，例如聚合物(polymer)，包含聚丙烯酸酯(Polyacrlyates)、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol)與聚乙烯氫吡咯酮(Polyvinyl pyrrolidone)；單獨或其混合物之一或多者。該殼體可包含一或多個材料的任何適當量，諸如該殼體總淨重的從約1.5% w/w至約100% w/w，例如從約4% w/w至約75% w/w、或從約20% w/w至約50% w/w。
該殼體可更包括一或多個填料(Filler)。如本文中所用，「填料」是可增加或減少該殼體中乾燥材料百分比、或改變該殼體黏彈性(諸如塑化劑(Plasticizer))的任何適當材料。增加殼體中的乾燥材料量可能造成該 殼體固化，並造成該殼體實體更抗變形。較佳地，該填料選自於由以下澱粉衍生物所組成的群組，諸如糊精、麥芽糊精、環糊精(Cyclodextrin)(α、β或γ)；或纖維素衍生物，諸如羥丙基甲基纖維素(HPMC，Hydroxypropylme-thylcellulose)、羥丙基纖維素(HPC，Hydroxypropylcell-ulose)、甲基纖維素(MC，Methylcellulose)、羧甲基纖維素(CMC，carboxymethylcellulose)、聚乙烯醇、多元醇(Polyol)或其混合物。該殼體中的填料量通常為該殼體總淨重的98.5%或更少，諸如從約25%至約95%、從約40%至約80%、或從約50%至約60%。
該膠囊可如(例如)在公開國際專利申請案第WO2006/136197號標題名稱《結合易破裂膠囊的吸菸裝置、易破裂膠囊及製造該膠囊的方法(SMOKING DEVICE INCORPORATING BREAKABLE CAPSULE,BREAKABLE CAPSULE AND PROCESS FOR MANUFACTURING SAID CAPSULE)》中的描述形成。專利申請案第WO2006/136197號描述該殼體可包括該殼體總重量的從1.5至50% w/w量的結冷膠及其他。或者，該膠囊可如(例如)公開的國際專利申請案第WO2010/146845號、標題名稱《軟膠囊及其製造方法(SOFT CAPSULE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR)》中的描述形成。或者，該膠囊可如(例如)在美國第2017/0055569號中的描述形成，其描述該殼體包含聚乙酸乙烯酯(Polyvinyl acetate)。或者，該等膠囊可如(例如)在第EP 0389700 A1號、美國第 4,251,195號、美國第6,214,376號、第WO 2003/055587號；或第WO 2004/050069號中的描述進行備製。
該等膠囊可包括使用薄膜形成聚合物塗覆的機能性分散液相或固相。聚合物在例如乳化(Emulsification)及凝聚(Coacervation)或界面聚合作用(Interfacial polymerization)後，沉積在封裝的材料上面。或者，液態感官增強劑可吸收在使用一或多個薄膜形成聚合物塗覆的基質(Matrix)中。
較佳地，該殼體包括在該殼體的該外表面上的一或多個側鏈羥基部分；或者，處理成包括在該殼體的該外表面上的一或多個側羥基部分。該側鏈羥基部分可由一或多個水膠體(Hydrocolloid)、一或多個填料、或兩者提供。此外(或者)，該殼體可包括一或多個添加物，其可提供一或多個羥基。在該殼體的該外表面上形成側鏈羥基部分的適當處理包括等離子體處理(plasma treatment)或電暈處理(corona treatment)。羥基的濃度或密度的控制可藉由控制該殼體的組成或該殼體的處理類型或程度達成。
該膠囊可以任何適當方式處理以使該殼體的該外表面形成疏水性。較佳地，該膠囊處理成將疏水基共價鍵鍵結在該殼體的該外表面。該疏水性表面可藉由使該表面與含有疏水基的任何適當試劑或多種試劑起反應形成。較佳地，該等疏水基是共價鍵鍵結在該殼體的該外表面、或在該殼體的該外表面上的側原生基(Pendent protogenic group)。例如，該疏水基可共價鍵鍵 結在該殼體的該外表面的側鏈羥基。
該殼體的該外表面的部分(moiety)與該疏水性試劑間的共價鍵鍵結可形成疏水基，其相較於僅將疏水材料塗層沉積在該殼體的該外表面，有可更牢固附接於該殼體上。
該疏水性試劑可包括醯基(Acyl group)或脂肪酸基。醯基或脂肪酸基或其混合物可能飽和、或不飽和。試劑中的脂肪酸基(諸如鹵化脂肪醯)可與該殼體的側原生基(諸如羥基)起反應，以在例如脂肪酸與該殼體間形成共價鍵(諸如酯鍵(Ester bond))。本質上，這些與側鏈羥基起反應可使纖維素材料(Cellulosic material)發生酯化。
較佳地，醯基或脂肪酸基包括C10-C30烷基(Alkyl)(烷基具有10至30個碳原子)；C12-C24烷基(烷基具有14至24個碳原子)；或最好是C16-C20烷基(烷基具有16至20個碳原子)。在一些實例中，膠囊改性成共價鍵鍵結部分包括有一個長度以上的脂肪酸。熟諳此技者應瞭解，本文中使用的術語「脂肪酸」是指長鏈脂族、飽和或不飽和脂肪酸，其包含12至30個碳原子、14至24個碳原子、16至20個碳原子、或具有大於15、16、17、18、19或20個碳原子。在不同具體實施例中，該疏水性試劑包括醯基鹵化物(Acyl halide)、鹵化脂肪醯(諸如氯化脂肪醯)，其包括例如(C16)軟脂肪醯氯(Palmitoyl chloride)、(C18)硬脂肪醯氯(Stearoyl chloride)(C22)山崳醯氯(Behenoyl chloride)或其混合物。例如，該疏水性試劑可 包括軟脂肪醯氯與硬脂肪醯氯的混合物。該殼體的該外表面上的氯化脂肪醯與側鏈羥基間的起反應產生結合的脂肪酸酯部分與鹽酸。
包含疏水部分的試劑可以任何適當方式鍵結到該殼體。例如，該殼體可在適當溫度下暴露於包含試劑的氣相中適當時間，使試劑與在該殼體上的活性基(Reactive group)起反應。例如，一具有包含側鏈羥基的殼體的膠囊可在約80℃至約100℃溫度下暴露於包含鹵化脂肪醯的氣相中約2分鐘至約10分鐘，以使脂肪酸部分經由酯鍵附接於表面。氣相可攜帶於適當氣流中，諸如富含氣相的氮氣流。
或者，含有疏水部分的試劑可溶解在適當溶劑中，並可藉由例如浸漬、噴霧、印染或以其他方式來接觸該殼體以施加溶劑，以在適當溫度與適當時間下能與該殼體上的側鏈反應活性部分起反應。該試劑可溶解在任何適當溶劑中。對於鹵化脂肪醯而言，溶劑最好是一非質子極性溶劑(Nonprotic polar solvent)，諸如丙酮(Acetone)或乙腈(Acetonitrile)。
在另一實例中，包含疏水部分的試劑量在受控溫度無溶劑而沉積在殼體的表面上，例如在表面上形成20微米規則間隔圓的試劑液滴。隨著在脂肪酸與殼體之間形成酯鍵，試劑的蒸氣張力的控制可藉由擴散促成增加反應，同時連續抽出未反應的醯氯(Acid chloride)。在一些情況，該殼體的側鏈羥基的酯化反應是基於在該殼體表面上的側鏈羥基與醯鹵(諸如包括氯化脂肪醯 的醯氯)的反應。可用來加熱疏水性試劑的溫度取決於試劑的化學性質，且對於鹵化脂肪醯而言，其溫度範圍是從約120℃至約180℃。然而，可使用的溫度可能受限於該膠囊殼體的性質。在一些較佳具體實施例中，反應溫度是在從約80℃至約100℃範圍內。
較佳地，藉由使包含脂肪酸基(諸如鹵化脂肪醯)的試劑與該膠囊殼體上的側羥基起反應以形成該膠囊的疏水性表面，從而形成疏水性膠囊。疏水性脂肪醯基(Fatty acyl group)可藉由使鹵化脂肪醯(諸如(例如)氯化物)與殼體上的側羥基起反應而附接於該殼體的表面，以形成該膠囊的疏水性表面。藉由將液體形式的鹵化脂肪醯加載到固體支撐件(諸如刷子、滾筒或吸收性或非吸收性襯墊)，然後使該固體支撐件接觸該膠囊的表面以施加鹵化脂肪醯。鹵化脂肪醯亦可藉由印染技術施行，諸如凹版、柔版、噴墨、攝影製版術、噴塗、潤濕、或浸入含有鹵化脂肪醯的液體中。施行步驟可在膠囊的表面上沉積試劑的離散疏水島，形成疏水區域的均勻或不均勻圖案。在捲菸紙上的疏水區域的均勻或非均勻圖案可形成至少約100個離散疏水島、或至少約500個離散疏水島、或至少約1000個離散的疏水島、或至少約5000個離散疏水島。離散疏水島可具有任何有用形狀，諸如圓形、矩形或多邊形。離散疏水島可具有任何有用平均橫向尺寸。在許多具體實施例中，離散疏水島具有從5至100微米範圍、或從5至50微米範圍的平均橫向尺寸。為了幫助擴散在表面上施加的試劑，亦可施加氣流。諸如在美 國專利申請公開案第20130236647號中描述之類的裝置及製程(其整個在此併入本說明書供參考)可用來產生疏水性膠囊。
在一些具體實施例中，例如藉由使在膠囊表面上的氯化脂肪醯與羥基起反應，加熱的鹵化脂肪醯或其他適當疏水性試劑流可流過膠囊床，以將疏水性試劑接枝到膠囊。在一些具體實施例中，該疏水性試劑流的溫度是介於70℃至170℃間。應瞭解，反應溫度可取決於其中可能危害殼體完整性的親水試劑的氣相壓與溫度之一或兩者、及其他。藉由先在適當溫度加熱然後引入加熱的疏水性試劑流，可預處理或不預處理膠囊床。
疏水性試劑(諸如鹵化脂肪醯)可由載氣(諸如氮氣或空氣)攜帶。該疏水性試劑流的流速可不變或可變化。例如，對於具短持續時間高流速散布，相對長持續時間的流速可能較低，以允許膠囊懸浮。疏水性試劑可置放在吸紙上面，該吸紙可置放在包含膠囊的管柱底部。載氣可流過該管柱，使FAC與膠囊互作用。載氣可先預熱然後引入管柱。此外(或者)，疏水性試劑可例如在水浴中加熱，且疏水性試劑的加熱蒸氣可結合載氣以引入包含膠囊的管柱。載氣可先預熱，然後結合疏水性試劑蒸氣。
在任一情況(吸紙或熱產生的疏水性試劑蒸氣)，如果反應是介於氯化脂肪醯與表面羥基部分間，可從管柱例如經由載氣流排出氣體，以允許副產物(諸如鹽酸)反應。
接枝後，允許膠囊被動冷卻或進行階段冷卻。階段冷卻可能需要暴露在管柱中的膠囊以連續降低加熱的空氣、氮氣或水蒸氣的溫度。例如，加熱的空氣、氮氣或水蒸氣的溫度可按20℃來冷卻或使用每個連續冷卻階段減少任何其他適當階段溫度。
在一些具體實施例中，膠囊可接觸在適當溶劑(諸如石油醚)中的適當疏水性試劑(諸如鹵化脂肪醯)，並在適當溫度與時間下在烤爐或使用熱槍加熱，以將試劑接枝到該膠囊的表面。如果延長的加熱時間可能危害膠囊的完整性或性能，可能要限制允許接枝試劑時加熱膠囊的時間。較佳地，塗覆疏水性試劑的膠囊加熱約2分鐘至約20分鐘；更好是從約4分鐘至約8分鐘。加熱可從約70℃至約170℃間，此取決於疏水性試劑、溶劑(如果使用)、與膠囊的性質。
膠囊可具有任何適當形狀，諸如球形、橢圓形或圓柱形。不過，膠囊最好是球形。此膠囊可包括具有球形度值(Sphericity value)是至少約0.9，且球形度值最好是約1。球形度是測量物件的球形度。根據定義，物件的球形度(ψ)是具有與特定物件相同體積的球體表面積與物件的表面積的比率。完美球體的球形度值是1。較佳地，該通常球形膠囊包括一通常球形外殼體。
該膠囊可包含有任何適當感官增強劑。適當感官增強劑包括香料與感官劑。適當香料包括天然或合成薄荷醇(menthol)、薄荷(Peppermint)、綠薄荷(Spearmint)、咖啡、茶、佐料(如肉桂(Cinnamon)、丁香 (Clove)及/或薑)、可可粉(Cocoa)、香草(Vanilla)、水果香料、巧克力、桉樹(Eucalyptus)、天竺葵(Geranium)、丁香酚(Eugenol)、龍舌蘭(Agave)、杜松子(Juniper)、沈香醇(Linalool)、及其任何組合。尤佳的香料為薄荷醇。
易斷裂膠囊中的感官增強劑的濃度是可調整或改性，以提供想要的感官增強劑量。因此，每個膠囊中的感官增強劑的濃度可相同或可根據想要的感官結果而改變。
該膠囊最好具有介於約2mm(毫米)與約7mm間的直徑，更好是介於約3mm與約5mm之間。在一些較佳具體實施例中，該膠囊具有約3.5mm直徑。或者，該膠囊可為具有例如小於約1mm直徑的微膠囊(Microcapsule)。例如，該微膠囊可具有從約0.01mm至約1mm直徑。
該膠囊的殼體可具有任何適當厚度。該微膠囊的殼體具有比較大的膠囊較薄的殼體。對於具有約2mm或更大直徑的膠囊而言，該殼體最好具有至少30微米厚度，更好是至少50微米厚度，以提供膠囊在製造期間可承受足夠高力的固有斷裂強度。
用於本發明的吸菸製品之易破裂膠囊的實例包括機械易破裂膠囊，諸如可壓碎膠囊；熱破裂膠囊；微膠囊，其直徑0.3mm至1.0mm；或大膠囊，其直徑1.0mm至7.0mm等。較佳地，所述易破裂膠囊係為可壓碎膠囊。如本文中所用，可壓碎膠囊是具有從約0.01kp至約5kp，最好是約0.5kp至約2.5kp壓碎強度的膠囊。該膠囊的壓 碎強度可在破裂前，將荷重連續垂直施加到一膠囊來測量。該等膠囊的壓碎強度可使用具有25Kg容量、0.02Kg解析度、與+/-0.15%精度的LLOYD-CHATILLON Digital Force Gauge Model DFIS 50進行測量。該力量計可附接於支架；該膠囊可定位在一個平盤的中間，其中該盤可使用手動螺紋裝置向上移動。然後手動施加壓力。該力量計記錄膠囊斷裂瞬間施加的最大力(例如以Kg(公斤)或Lb(磅)為單位測量)。該膠囊的破裂將造成釋出核心成分。
特徵化膠囊的其他方法包括：壓碎力，其是以例如牛頓為單位測量膠囊斷裂前可承受的最大壓縮力；及斷裂距離，其是由於斷裂壓縮引起膠囊尺寸變化，即是變形。其還可例如藉由膠囊尺寸(例如，膠囊直徑)與當膠囊壓縮到斷裂點時的壓縮力方向測量的膠囊尺寸間之比例來表示。此壓縮通常是藉由自動或手動壓縮試驗機的壓縮板施向地板。此試驗機在技術領域是眾所熟知且可商購取得。
在較佳具體實施例中，在該膠囊插入吸菸製品前，該膠囊具有從約0.6kp至約2kp(最好是約0.8kp至約1.2kp)壓碎強度。在該膠囊插入吸菸製品後，該膠囊最好具有壓碎強度，並歷經從約0.6kp至約2kp(最好是從約0.8kp至約1.2kp)吸菸試驗。或者，在該膠囊插入吸菸製品前，該膠囊具有約10.0N至約25.0N(最好是約11N至約18N，更好是約12.0N至約16.0N)範圍的壓碎力值。該壓縮試驗機可在從10毫米/分鐘至420毫米/分鐘的範圍速 度下進行操作。對於約4mm至約7mm直徑範圍的膠囊而言，該膠囊在插入吸菸製品前，該膠囊顯現斷裂距離約0.60mm至約0.80mm，最好是約0.74mm。當配備100N張力荷重元的萬用拉伸/壓縮試驗機(諸如Instron或等同裝置)從約0.6kp至約2kp(最好是約0.8kp至約1.2kp)的約30毫米/分鐘的速度進行時，通常可獲得前述壓碎力(亦稱為抗喀聲)與斷裂距離。較佳地，釋放元件具有約17N的最大抗斷裂，最好是約14N。當配備有100N張力荷重元的萬用拉伸/壓縮試驗機((諸如Instron或等同裝置))在60%相對濕度下採用約30毫米/分與攝氏22度操作時，可取得前述最大抗斷裂。手動測試機的一實例為Alluris Type FMI-220C2-數位測力計(Digital Force Gauge)0-200N-供應商：Alluris GmbH & Co。
本發明描述的一或多個膠囊可以任何適當方式結合在吸菸製品。較佳地，該膠囊結合在吸菸製品的濾嘴或菸嘴頭。
本文中使用的術語「菸嘴頭(Mouthpiece)」是指設計成接觸消費者嘴部的吸菸製品部分。該菸嘴頭定義為一外捲菸紙(Wrapper)的範圍，諸如接裝捲菸紙(Tipping wrapper)。在一些情況，菸嘴頭可定義為從吸菸製品的嘴端延伸約40mm，或從吸菸製品的嘴端延伸約30mm的吸菸製品部分。該菸嘴頭管可包括一濾嘴。
較佳地，該膠囊結合在濾嘴。較佳地，該膠囊嵌入過濾材料，諸如醋酸纖維素絲束、聚乳酸(PLA，Polylactic Acid)或紙。例如，該濾嘴可以類似含香料的 易破裂膠囊如何結合在香菸濾嘴的方式嵌入過濾材料。
或者，該膠囊可置放在該濾嘴的空隙或腔體中。例如，該膠囊可置放在雙端濾塞中空(Plug-space-plug)結構的腔體中，該結構具有一上游部分與一下游部分，其定義其間包含膠囊的腔體。在一些具體實施例中，該濾嘴包括一透明捲菸紙，其提供覆蓋該腔體的窗口。此允許消費者看見該腔體中的膠囊。當該膠囊具有視覺指示器時，此是特別有效益，這將允許消費者安置已斷裂的膠囊。
包含如本發明所述膠囊的濾嘴或菸嘴頭可附接於一桿部(諸如一菸草桿)以形成吸菸製品的全部或至少一部分。較佳地，濾嘴或菸嘴頭是軸向對準該桿部。在許多具體實施例中，該濾嘴是使用接裝捲菸紙接合到菸草桿。
包含膠囊的濾嘴或菸嘴頭可結合在任何適當的吸菸製品。本文中使用的術語「吸菸製品(Smoking article)」是指香菸、雪茄菸、小雪茄菸、及其他製品，其中吸菸材料(諸如菸草)可點燃及燃燒產生菸霧。術語「吸菸製品」亦包括一氣溶膠產生製品，其中藉由加熱產生含尼古丁的氣溶膠，而沒有燃燒氣溶膠形成基材，諸如菸草基質或含其他含尼古丁的基材；及包括一氣溶膠產生製品，其中產生含尼古丁的氣溶膠而沒有燃燒或加熱氣溶膠形成基材，例如透過化學反應或吸入粉末。
較佳地，可吸菸材料或氣溶膠形成基材包括一菸草桿。了本發明的目的，「可吸菸材料(Smokable material)」與「氣溶膠形成基材(Aerosol-forming substrate)」可互換使用。該菸草桿可由切碎的菸草或菸草切絲填料形成；或者，其可包括重組菸草或圓管狀菸葉草、或兩者的混合物。氣溶膠形成基材可以頭尾相接關係連接到菸嘴頭。
加熱吸菸製品的一實例包括一氣溶膠形成基材，其是受到一或多個電加熱元件加熱以產生氣溶膠。在另一類型的加熱吸菸製品中，藉由將熱從可燃或化學熱源轉移到實體分離的氣溶膠形成基材而產生氣溶膠，其中該氣溶膠形成基材可位於熱源之中、周圍或下游。
本文中使用的術語「氣溶膠產生物件」是指不是香菸、雪茄菸、小雪茄菸、或燃燒菸草基材產生菸霧的加熱吸菸製品或吸菸製品。根據本發明的吸菸製品可為整體、組裝的吸菸裝置或吸菸裝置的部件，其可結合一或多個其他部件以提供產生氣溶膠的組裝裝置，諸如(例如)一加熱吸菸裝置或氣溶膠產生製品的消耗部分。
一氣溶膠產生裝置通常包括：一熱源；一氣溶膠形成基材(諸如菸草基材)；位於該氣溶膠形成基材下游的至少一空氣入口；及一氣流路徑，其延伸介於至少一空氣入口與該製品的口端間。該熱源最好位於該氣溶膠形成基材的上游。在許多具體實施例中，該熱源與該氣溶膠產生裝置是一體形成，且一可消耗氣溶膠產生製品為可拆卸收容在該氣溶膠產生裝置中。
該熱源可為一可燃熱源、一化學熱源、一電熱源、一散熱器、或其任何組合。該熱源可為一電熱源 ，最好是採用可插入氣溶膠形成基材的葉片之形式成形。或者，該熱源可構成圍繞該氣溶膠形成基材，且因此可為中空圓柱體形式，或任何其他此適當形式。或者，該熱源是一可燃熱源。如本文中所用，一可燃熱源是在使用期間本身燃燒產生熱量的熱源，其不像似香菸、雪茄菸或小雪茄菸，沒有涉及燃燒吸菸製品中的菸草基材。較佳地，這一可燃熱源包括碳與一助燃劑，諸如金屬過氧化物(Metal peroxide)、超氧化物(Superoxide)或硝酸鹽(Nitrate)，其中該金屬是鹼金屬(Alkali metal)或鹼土金屬(Alkaline earth metal)。
較佳地，膠囊結合在包含氣溶膠形成基材的吸菸製品的菸嘴頭，氣溶膠形成基材構成由吸菸製品的電加熱元件加熱到足以產生氣溶膠的程度，而沒有燃燒氣溶膠產生基材。吸菸製品可包括一氣溶膠冷卻元件；及一支撐元件，其介於該菸嘴頭與該氣溶膠產生基材間。例如，氣溶膠產生製品可為如國際(PCT)專利申請公開案第WO 2013/098405號中描述的氣溶膠產生製品。
用於加熱的吸菸製品或氣溶膠產生製品的菸草基材或其他氣溶膠產生基材通常包括一較高位準保濕劑，其位準較高於燃燒的吸菸製品(諸如香菸)。適當保濕劑在技術是已知，且包括糖醇(Sugar alcohol)、糖多元醇(Sugar polyol)、高分子多元醇(Polymeric polyol)、乙二醇(Glycol)、尿素(Urea)、和阿爾發羥基酸(Alpha-hydroxy acid)。例如，保濕劑可包括甘油(Glycerol)、甘油三醋酸酯(Glycerol triacetate)、檸檬酸 三乙酯(Triethyl citrate)、聚乙烯二醇(Polyethylene glycol)(PEG，諸如PEG400和PEG600)、聚氧乙烯(Polyoxyethylene)、麥芽糖醇(Maltitol)、木糖醇(Xylitol)、山梨醇(Sorbitol)、丙二醇(Propylene glycol)、己烯甘醇(Hexylene glycol)、丁二醇(Butylene glycol)、三甘醇(Triethylene glycol)、和聚葡萄糖(Polydextrose)。
在各種具體實施例中，菸草基材或氣溶膠形成基材具有高含量保濕劑。如本文中所用，高含量保濕劑是指保濕劑含量(基於淨重重量)大於約10%或最好大於約15%、或更好是大於約20%。菸草基材或氣溶膠形成基材(基於淨重重量)亦可具有介於約10%與約30%間、從約15%至約30%、或從約20%至約30%的保濕劑或氣溶膠形成劑含量。
有關本發明之一態樣的前述特徵亦可應用於本發明的另一態樣。
除非另有指定，否則本文中使用的所有科學與技術術語具有通常使用在技術的意義。本說明書提供的定義是要促進瞭解本說明書時常使用的某些術語。
術語「上游」與「下游」是指相對於主流煙氣或氣溶膠的方向所描述吸菸製品的元件相對位置，因為其是從菸草基材或氣溶膠產生基材及透過菸嘴頭引出。
本文中使用的術語「主流煙氣」是指可燃吸菸製品(諸如香菸)產生的菸霧、與如前述非可燃性吸菸製品產生的氣溶膠。主流煙氣流過吸菸製品並被使用者消耗。
術語「疏水性」是指呈現斥水性的表面。為了決定膠囊是否根據本發明提供疏水性，可比較在定義條件下，在定義時段內由膠囊與未處理過的膠囊吸收的水量。如果處理過的膠囊吸收較少水，該膠囊則可認為比未處理過的膠囊有更大疏水性。例如，可修改應用於膠囊的Cobb吸水試驗(ISO535：1991)，以決定膠囊吸收的水量。
術語「破裂強度」是指膠囊破裂時施加在膠囊(當其是在吸菸製品的外部)的力。破裂強度是以膠囊力峰值與壓縮曲線比較來表示。此可藉由使用本技術中已知的適當測量裝置進行試驗，諸如Alluris Type FMI-220 C2-Digital Force Gauge 0-200N(可從德國Alluris Gmbh & Co.KG公司商用獲得)。
術語「膠囊直徑」是指當垂直於該濾嘴或吸菸製品的縱向測量時之膠囊的最長橫截面尺寸。
如本說明書及所附申請專利範圍中所使用的，除非內容另有明確地指示，單數形式「一」、及「該」係包含具有複數個所指對象之實施例。
如本說明書及所附申請專利範圍中所使用的，除非內容另有明確地指示，術語「或」一般在包含「及/或」的意義上使用。
如本文中所用，「具有」、「包含」、「包括」等是以開放意義使用，且通常意指「包括但不限於」。應理解到，「基本上由...組成」、「由...組成」及其類似語詞，係被歸入「包含」及其類似語詞。
本發明之具體實施例中的詞語「較佳的」與「較佳地」是指在一些情況下可提供一些益處。不過，在相同或其他情況下，其他具體實施例亦可能是較好的。此外，一或多個較佳實施例的陳述並不暗示其它的實施例為無用的，且並非意欲將其它的實施例自包含申請專利範圍的本發明的範疇中排除。
100‧‧‧吸菸製品
101‧‧‧菸草桿
103‧‧‧濾嘴
105‧‧‧外捲菸紙
109‧‧‧上游點火端
111‧‧‧下游端
113‧‧‧上游端
115‧‧‧下游嘴端
117‧‧‧接裝材料
120‧‧‧膠囊
123‧‧‧穿孔
10‧‧‧吸菸製品
20‧‧‧氣溶膠形成基材
30‧‧‧支撐元件
40‧‧‧氣溶膠冷卻元件
50‧‧‧菸嘴頭
60‧‧‧外捲菸紙
70‧‧‧嘴端
80‧‧‧遠端
90‧‧‧捲菸紙
120‧‧‧膠囊
200‧‧‧親水性表面
210‧‧‧側鏈羥基部分
220‧‧‧氯化脂肪醯(RCOCl，Fatty acid chloride)
230‧‧‧疏水性表面
240‧‧‧側鏈脂肪酸部分
250‧‧‧鹽酸
本發明將僅以舉例方式並參看附圖進一步來描述，其中：圖1為顯示未捲起的捲菸紙之諸如香菸的吸菸製品之具體實施例的示意圖；圖2為含有包括膠囊的菸嘴頭的吸菸製品之具體實施例的示意橫截面圖；及圖3為示意說明疏水部分接枝到親水性表面的反應之具體實施例的示意圖。
吸菸製品100是在圖1描述，包括一氣溶膠形成基材，其為圓柱形菸草桿101形式；及一菸嘴頭，其為通常圓柱形濾嘴103形式。菸草桿101與濾嘴103是頭尾相接關係的軸向對準，最好彼此鄰接。菸草桿101包括一外捲菸紙105，其圍繞吸菸材料。菸草最好是切碎的菸草或菸草切絲填料。濾嘴103包括一濾嘴捲菸紙(圖未顯示)，其圍繞過濾材料。菸草桿101具有一上游點火端109與一下游端111。濾嘴103具有一上游端113與一下游嘴端115。濾嘴103的上游端113是相鄰於菸草桿101的下游端111 。一含有液體香料的易破裂膠囊120設置在濾嘴103的腔體中。
濾嘴103是藉由接裝材料117附接於菸草桿101其圍繞濾嘴103的整個長度與菸草桿101的相鄰區域。為了清楚緣故，接裝材117顯示部分從圖1所示的吸菸製品移除。在此具體實施例中，接裝材料117亦包括穿孔123的圓周橫圈。穿孔123提供作為主流煙氣的通風。
圖2示意說明根據一較佳具體實施例的吸菸製品10。吸菸製品10包括四個元件，其是同軸對準配置：一氣溶膠形成基材20、一支撐元件30、一氣溶膠冷卻元件40、與一菸嘴頭50。這四個元件是依序配置，並經由一外捲菸紙60圍繞形成吸菸製品10。吸菸製品10具有一近端或嘴端70，其使用過程是由使用者插入他或她的嘴中；及一遠端(80)，其位於嘴端70的吸菸製品10的相反端。一含有液體香料的易破裂膠囊120是設置在菸嘴頭50。
使用時，空氣是由使用者透過吸菸製品10從遠端80吸引到嘴端70。吸菸製品的遠端80亦可描述為吸菸製品10的上游端，且吸菸製品10的嘴端70亦可描述為吸菸製品10的下游端。位於嘴端70與遠端80間的吸菸製品10的元件可描述為位於嘴端70的上游、或位於遠端80的下游。
氣溶膠形成基材20位於吸菸製品10的最遠端或上游端。在圖2示意說明的具體實施例中，氣溶膠形成基材20包括聚集的捲曲均質菸草材料薄片，其是被捲菸 紙圍繞。捲曲均質菸草材料薄片包括做為氣溶膠成型劑的甘油。
支撐元件30緊鄰位於氣溶膠形成基材20的下游且鄰接氣溶膠形成基材20。在圖2所示的具體實施例中，支撐元件是一中空醋酸纖維素管。支撐元件30將氣溶膠形成基材20定位在吸菸製品10的最遠端80，使得一氣溶膠產生裝置的加熱元件可將其穿過。如下面進一步描述，當氣溶膠產生裝置的加熱元件插入氣溶膠形成基材20時，支撐元件30用於防止氣溶膠形成基材20迫使在吸菸製品10中下游朝向氣溶膠冷卻元件40。支撐元件30亦作為一間隔件，以隔開吸菸製品10的氣溶膠冷卻元件40與氣溶膠形成基材20。
氣溶膠冷卻元件40緊鄰位於支撐元件30的下游且鄰接支撐元件30。使用時，從氣溶膠形成基材20釋出的揮發性物質會沿著氣溶膠冷卻元件40通向吸菸製品10的嘴端70。揮發性物質可在氣溶膠冷卻元件40中冷卻以形成使用者吸入的氣溶膠。在圖2示意說明的具體實施例中，氣溶膠冷卻元件包括一聚集的捲曲聚乳酸薄片，其是被捲菸紙90圍繞。聚集的捲曲聚乳酸薄片定義複數個縱向通道，其為沿著氣溶膠冷卻元件40的長度延伸。
菸嘴頭50緊鄰位於氣溶膠冷卻元件40的下游且鄰接氣溶膠冷卻元件40。在圖2示意說明的具體實施例中，菸嘴頭50包括一習知過濾材料，諸如低過濾效率的醋酸纖維素絲束濾嘴。
吸菸製品10的外捲菸紙60的遠端部可由一接 裝捲菸紙條(圖未顯示)圍繞。
吸菸製品10是在圖2示意說明，設計成接合一包含加熱元件的氣溶膠產生裝置，以由使用者消耗。使用時，氣溶膠產生裝置的加熱元件將吸菸製品10的氣溶膠形成基材20加熱到足夠溫度形成氣溶膠，其是透過氣溶膠產生製品10下游吸引並由使用者吸入。使用者可壓碎菸嘴頭50以使膠囊120在吸菸製品10的消耗期間的任何時刻可斷裂及釋出香料。香料可在攜帶氣溶膠的空氣中傳播，並由使用者連同氣溶膠一起吸入。
將膠囊的親水性表面200轉換為疏水性表面230的反應之實例顯示在圖3。在示意說明的具體實施例中，親水性表面200包括側鏈羥基部分210。氯化脂肪醯(RCOCl，Fatty acid chloride)220疏水性試劑可與側鏈羥基部分210起反應，以產生具有側鏈脂肪酸部分(Pendant fatty acid moiety)240的疏水性表面230。鹽酸(HCl)250是反應副產物。
[實施例]
實例1：初步證明概念
測試膠囊表面疏水處理的有效性。
含有薄荷醇核心的膠囊與主要由明膠組成的殼體是從V.Mane Fils(法國)公司獲得，並浸入含有溶解在石油醚(非質子極性溶劑)中的棕櫚醯氯(Palmitic acid chloride)(C16氯化脂肪醯)的溶液中。先將膠囊短暫浸泡然後在空氣中乾燥，然後置於80-100℃烤爐2-8分鐘。
將未處理(從V.Mane Fils公司獲得)與疏水處 理膠囊置於平面上。在疏水處理過與未處理過的膠囊的每個表面上置放一滴水。在將水滴置放在膠囊上後拍攝膠囊照片(圖4)數分鐘。在圖4，未處理過的膠囊顯示在左側，且疏水處理過的膠囊顯示在右側。未處理過的膠囊的壁厚度是從50-100微米增加到數倍厚度。疏水處理過的膠囊沒有膨脹，且在數分鐘後，水滴在平面上保持整體原始形狀。
從圖4應明白，膠囊的疏水處理導致對水的不同反應。相較於未處理過的膠囊，該處理在減少處理過的膠囊吸收水量是有效的。
實例2：額外試驗
I.材料與方法
A. C16氯化脂肪醯接枝
球形膠囊是具有一殼體，該殼體包含明膠；及一薄荷醇核心[V.Mane Fils公司(法國)]，其具有約2mm至約3mm直徑(薄荷醇)(「薄荷醇膠囊」)與Viscopearl(利用黏液纖維製成且具有約1mm直徑概略球形物體(RENGO公司製造))是使用三種接枝技術來接枝棕櫚醯氯(C16氯化脂肪醯(C16FAC)，以判定哪些接枝技術可完美產生具疏水殼體的膠囊。接枝法可使FAC與存在膠囊殼體表面上的羥基起反應，以將脂肪酸共價鍵鍵結在殼體。反應的副產物是鹽酸，其會被抽出。
下面描述採用的三種接枝技術：
1. 烤爐
試劑混合溶液的製備是將C16FAC(2%重量)引入溶 劑(石油醚，98%)中。膠囊浸入試劑混合溶液數分鐘，並從試劑混合溶液取出。殘留溶劑在室溫下從膠囊蒸發數分鐘。膠囊然後置放在烤爐，將其保持在850mbar(毫巴)壓力的氮氣流量下與在150℃溫度下的時間如下表1所示；或者，保持在150℃溫度的大氣條件下的時間如下表1所示。
2. 熱槍
試劑混合溶液的製備是將C16FAC(2%重量)引入溶劑(石油醚，98%)中。膠囊浸入試劑混合溶液數分鐘，並從試劑混合溶液取出。殘留溶劑在室溫下從膠囊蒸發數分鐘。C16FAC接枝到膠囊表面是藉著將設定在150℃溫度的熱槍對準在膠囊的時間如下表1所示。
3. 氣相
C16FAC是置放在培養皿，該培養皿具有置放頂部的烤架。膠囊置放在烤架頂部。頂部具有烤架與膠囊的培養皿是置放在乾燥器，其置放在180℃烤爐的時間如下表1所示。對於氣相試驗，烤爐是設定在180℃以更快起反應達到150℃。
Figure TW201803468AD00001
B. C11氯化脂肪醯接枝
薄荷醇膠囊與Viscopearl使用三種接枝技術來接枝C11氯化脂肪醯(C11FAC)，以決定哪些接枝技術可完美產生具疏水殼體的膠囊。接枝法可使氯化脂肪醯與存在膠囊殼體表面上的羥基起反應，以將脂肪酸共價鍵鍵結在殼體。反應的副產物是鹽酸，其會被抽出。
下面描述採用的三種接枝技術：
1. 烤爐
試劑混合溶液的製備是將C11FAC(2%重量)引入溶劑(石油醚，98%)中。膠囊浸入試劑混合溶液中數分鐘，並從試劑混合溶液中取出。殘留溶劑在室溫下從膠囊蒸發數分鐘。膠囊然後置放在烤爐，將其保持在850mbar壓力且在80℃溫度的氮氣流量下的時間如下表2所示；或者，保持在80℃溫度大氣條件下的時間如下表2所示。
2. 熱槍
試劑混合溶液的製備是將C11FAC(2%重量)引入溶劑(石油醚，98%)中。膠囊浸入試劑混合溶液中數分鐘，並從試劑混合溶液中取出。殘留的溶劑在室溫下從膠囊蒸發數分鐘。C11FAC接枝到膠囊表面是藉著將設定在80℃溫度的熱槍對準在膠囊的時間如下表2所示。
3. 氣相
C11FAC是置放在培養皿，該培養皿具有置放頂部的烤架。膠囊置放在烤架的頂部。頂部具有烤架與膠囊的培養皿是置放在吸紙環上，其置放在烤爐的溫度與時間如下表2所示。
Figure TW201803468AD00002
C. 浸入水中
經接枝的膠囊置於水中，並觀察其行為。例如，注意膠囊的總體外觀，注意懸浮膠囊的百分比，並注意薄荷醇膠囊變色的時間。
D. 當置放在熱帶環境時的重量漸增測量
經接枝的膠囊置放在38℃和90%相對濕度的受控環境(「熱帶環境」)中，並在預定時間測量其質量以決定由於濕度吸收所增加的重量。
E. 表面張力測量
僅進行薄荷醇膠囊的表面張力測量。由於Viscopearl有較小尺寸，使得不採取Viscopearl的表面張力測量。使用膠帶將薄荷醇膠囊放在小桿上，並使用具有客制化幾何形狀(3mm直徑、3mm高度的圓柱體)與1.5mm浸入深度的Kruss設備進行測試持續時間60秒。測量由膠囊吸水的絕對質量。該實驗設計成估計接枝法的有效性，其中質量越低，接枝更有效。
F. 脫色測量
使用UV-VIS分光光度測定法測量從薄荷醇膠囊的著色劑脫色量。對於每個樣本，將3個膠囊放入蒸餾水中的適當分光光度計測量池，1分鐘後在286nm(奈米 )處測量吸光度。
II.結果
在C16FAC試驗後進行數次觀察。下表3(薄荷醇膠囊)與表4(Viscopearl)顯示一些初步觀察結果。
Figure TW201803468AD00003
Figure TW201803468AD00004
通常，觀察到，在與水起反應方面，C16FAC的接枝會比C11FAC的接枝更有效，諸如增加漂浮與較少脫色。
觀察到，膠囊長時間暴露於升高的溫度會衰變。甚至在80℃，膠囊保持太長時間暴露仍會衰變。
觀察到，在未接枝膠囊的重量增加與置放在38℃和90%RH的接枝膠囊間沒有差異。
下表5詳細顯示Viscopearl浸入水中的結果。
Figure TW201803468AD00005
放入水中時，使用C11FAC處理的所有Viscopearl都下沉。
對於薄荷醇膠囊，由於浸入數秒鐘後著色劑脫色，其在水中的行為較容易定量。下表6摘錄不同試驗中著色劑脫色所需時間(以秒為單位)。為了比較，未接枝的薄荷醇膠囊在水中8秒後開始著色劑脫色。
表6：從C16FAC處理過的薄荷醇膠囊的著色劑脫色時間
Figure TW201803468AD00006
圖5顯示的UV吸收結果(測試脫色的著色劑量)確認先前的觀察：在烤爐的接枝略微改善耐水性，同時使用熱槍接枝或足夠長時間在氣相可顯然改善耐水性。對於這些條件，著色劑脫色非常慢，導致吸光度測量有較低值。
下表7提供隨時間測量的質量(每個條件有兩測量)。理論上，質量越低，接枝較佳。
Figure TW201803468AD00007
Figure TW201803468AD00008
圖6是以圖式呈現表7的結果。如圖所示，表面張力測量似乎建議，使用熱槍接枝4分鐘與在烤爐接枝導致膠囊吸水較少。
單從表面張力測量，我們可結論，在烤爐或使用熱槍接枝的解決方案會比氣相接枝的解決方案更佳。
III.結論
總之，透過許多技術可實現將脂肪酸部分共價鍵鍵結在膠囊表面。例如，使用純試劑在熱空氣流下與在氣相的共價鍵鍵結似乎效果很好。這些技術可佳化、改善、及擴大到產業規模將疏水部分共價鍵鍵結在膠囊表面，例如使用流化床(Fluidized bed)。
實例3：感官測試
使用C16氯化脂肪醯處理包含薄荷醇與具有包含明膠(V.Mane Fils公司製造)的殼體之膠囊，以利用四種不同製程將C16脂肪酸部分接枝到薄荷醇膠囊的表 面。這些製程通常在實例2如前述進行，且包括(i)熱槍在150℃處理8分鐘；(ii)烤爐在150℃處理8分鐘；(iii)烤爐在150℃處理4分鐘；及(iv)氣相在180℃處理4分鐘。
薄荷醇膠囊結合在吸菸製品原體的濾嘴，該吸菸製品包括：一捲曲圓管狀菸葉草桿；及一濾嘴，其包含一醋酸纖維素絲束(類似於HEETSTM公司製造)部分。九位小組成員在四個單元上測試每個原體的三種不同樣本(包含使用不同製程測試的膠囊)。在每個單元，小組成員測試三個原體，每個原體包含經過相同處理方案的薄荷醇膠囊。小組成員使用iQOS品牌菸草加熱裝置來消耗含有處理過的薄荷醇膠囊的吸菸製品，並提供其有關洩出氣味(薄荷/涼感)的感官知覺、膠囊斷裂時的陰沉喀聲(「喀聲」)及在測試結束時在手指間斷裂的膠囊觸覺。
為了測試洩出氣味，小組成員消耗吸菸製品(至少十次吐菸)，並要求小組成員評估是否感覺到薄荷香氣、涼感、或薄荷香氣與涼感兩者。如果其感官感覺，小組成員會被要求指出感官感覺到何種吐菸。在每次施行結束時，要求小組成員嘗試將膠囊斷裂，並告訴其是否感覺膠囊斷裂觸覺與聲音感官、只有感官(沒有聲音)、或完全沒有(沒有感官且沒有聲音)。
如果小組成員沒有按照膠囊所在的位置，來自小組成員之一的有關「喀聲」測試資料就會從分析中刪除。
結果顯示在圖7-8。在圖7，其顯示每個膠囊 的洩出頻率圖。從9位小組成員的結果計算每個原體測試共有27個樣本的發生頻率。在圖8，其顯示「喀聲」結果。從8位小組成員的結果計算每個原體測試共24個樣本的發生頻率。
如圖7所示，雖然兩膠囊(i)和(iv)的洩出發生頻率都均90%，不過膠囊(ii)僅觀察到30%洩出，且膠囊(iii)沒有觀察到洩出。基於小組成員的意見，我們觀察到，對於顯示洩出的三個膠囊(膠囊(i)、(ii)和(iv)]，小組成員提到，僅感覺到非常低強度的薄荷香氣與涼感。可能非常輕微的膠囊洩出或甚至在評估前發生樣本污染，因為評估前膠囊已斷裂或已洩出，此可能已污染整個樣本試瓶。有必要進一步分析。
鑑於「喀聲」，在圖8，膠囊(i)、(ii)和(iii)獲得非常接近的結果，約80%的樣本在施行結束仍然會引起觸覺與喀聲。對於膠囊(iv)，我們觀察到，較低比例的樣本在施行結束時維持觸感官與喀聲，較高比例的樣本僅有觸官，但沒有喀聲。
實例4：斷裂距離與抗喀聲
薄荷醇膠囊接枝2%C16氯化脂肪醯，如前述實例2所述。薄荷醇膠囊的平均重量是21.1mg(毫克)(n=50)。薄荷醇膠囊是在150℃下使用加熱槍處理4分鐘或8分鐘；使用烤爐在850mbar壓力與150℃下處理8分鐘；或使用氣相在150℃下處理。
抗喀聲與斷裂距離是如下來決定。簡言之，使用配備有100N張力荷重元的Instron萬能拉伸/壓縮試 驗機。採用一具有150mm直徑的下壓縮板；及一具有20mm直徑、耐荷重元能力的上壓縮板。薄荷醇膠囊置放在下壓縮板的中心。該上壓縮板係以約30毫米/分鐘的速率朝向薄荷醇膠囊及下壓縮板下降。試驗是在60%相對濕度與溫度22℃下進行。
接觸薄荷醇膠囊後移動上壓縮板的距離(以mm為單位，斷裂距離)與荷重(以牛頓為單位，抗喀聲)經過測量。當膠囊斷裂時發生荷重突然下降。
結果顯示在下表8-11。
Figure TW201803468AD00009
Figure TW201803468AD00010
Figure TW201803468AD00011
Figure TW201803468AD00012
結論
結果顯示，藉由使用含有脂肪酸部分的醯基氯(Acid chloride)的各種方法與條件，可處理包含香料與易破裂殼體的膠囊。處理過的膠囊有耐濕性，且在壓縮斷裂後仍維持其大部分性能特徵。
前述例示的具體實施例是沒有受到限制。熟諳此技者應明白符合前述具體實施例的其他具體實施例。
本說明書引用的每個專利、出版的專利申請案、期刊文章及其他可公開資訊在此是整個併入本說明書供參考，不致與本說明書揭露的內容發生衝突。
100‧‧‧吸菸製品
101‧‧‧菸草桿
103‧‧‧濾嘴
105‧‧‧外捲菸紙
109‧‧‧上游點火端
111‧‧‧下游端
113‧‧‧上游端
115‧‧‧下游嘴端
117‧‧‧接裝材料
120‧‧‧膠囊
123‧‧‧穿孔

Claims (15)

  1. 一種使用於吸菸製品的膠囊，該膠囊包括：一液態感官增強材料；及一殼體，其圍繞該液態感官增強材料，該殼體具有一外表面，其藉由將疏水基共價鍵鍵結在該殼體外表面以呈現疏水性。
  2. 如請求項1所述之膠囊，其中該疏水基包括脂肪酸部分或脂肪酸酯。
  3. 如請求項2所述之膠囊，其中該脂肪酸或脂肪酸酯包括具有16-24個碳原子(C16-C24)的脂族鏈。
  4. 如前述請求項中任一項所述之膠囊，其中該疏水基係藉由在該殼體表面上使鹵化脂肪醯與側鏈羥基起反應而共價鍵鍵結在該殼體表面，以形成脂肪酸酯部分。
  5. 如請求項4所述之膠囊，其中該共價鍵結是介於多醣的羥基與該鹵化脂肪醯之間。
  6. 如請求項4或5所述之膠囊，其中該鹵化脂肪醯是氯化脂肪醯。
  7. 如請求項6所述之膠囊，其中該氯化脂肪醯是軟脂肪醯氯、硬脂肪醯氯、山崳醯氯、或軟脂肪醯氯與硬脂肪醯氯的混合物。
  8. 如前述請求項中任一項所述之膠囊，其中該膠囊的殼體係包括明膠。
  9. 一種吸菸製品，其包括一如前述請求項中任一項所述之膠囊，以及一位於該膠囊下游的氣溶膠形成基材。
  10. 如請求項9所述之吸菸製品，其中該吸菸製品包括一 菸嘴頭，且其中該菸嘴頭包括該膠囊。
  11. 如請求項10所述之吸菸製品，其中該菸嘴頭包括過濾材料，且其中該膠囊嵌入該過濾材料。
  12. 如請求項9至11中任一項所述之吸菸製品，其中該吸菸製品係經配置為加熱但不燃燒該氣溶膠形成基材。
  13. 一種製造膠囊的方法，該膠囊包括一感官增強材料以及一圍繞該感官增強材料的殼體，該殼體具有一疏水性外表面，該方法包括：使在該殼體外表面的活性基與鹵化脂肪醯起反應。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該膠囊表面的活性基係包括羥基部分。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該鹵化脂肪醯與該羥基部分起反應以形成脂肪酸酯部分。
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