專利名稱：用于香煙制品的生成氣溶膠的基質(zhì)的制作方法
用于香煙制品的生成氣溶膠的基質(zhì)本發(fā)明涉及具有均質(zhì)煙草材料束，含多根本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的生成氣溶膠的基質(zhì)，和含本發(fā)明的生成氣溶膠的基質(zhì)的香煙制品。現(xiàn)有技術中提出了其中加熱而不是燃燒煙草的許多香煙制品。這種加熱的香煙制品的目的是降低在常規(guī)的香煙中煙草燃燒和熱解降解產(chǎn)生的已知的有害煙霧成分。典型地，在加熱的香煙制品中，通過將熱量從熱源，例如化學、電或可燃的熱源轉(zhuǎn)移到物理獨立的生成氣溶膠的基質(zhì)上，生成氣溶膠，其中所述生成氣溶膠的基質(zhì)可位于熱源內(nèi)部，周圍或者下游。例如，在使用中，加熱的香煙制品的可燃熱源被點燃，和通過來自可燃熱源的熱量轉(zhuǎn)移，從生成氣溶膠的基質(zhì)中釋放的揮發(fā)性化合物夾帶在通過加熱的香煙制品抽吸的空氣內(nèi)。當所釋放的化合物冷卻時，它們冷凝，形成被消費者吸入的氣溶膠。例如，W0-A2-2009/022232公開了一種香煙制品，它包括可燃熱源，在可燃熱源下游的生成氣溶膠的基質(zhì)，以及在可燃熱源的后部和生成氣溶膠的基質(zhì)的相鄰的前部的周圍并與之接觸的導熱元件，其中生成氣溶膠的基質(zhì)延伸超出導熱元件下游至少約3_。 含可燃熱源的加熱的香煙制品是高能裝置，在使用過程中，它典型地產(chǎn)生過多的能量。為了在這種加熱的香煙制品中成功地使用，在生成氣溶膠的基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的溫度下(這是由于熱量從可燃熱源轉(zhuǎn)移導致的)，生成氣溶膠的基質(zhì)必須能釋放充足的揮發(fā)性化合物，產(chǎn)生感覺上可接受的氣溶膠。然而，必須避免在這一溫度下，生成氣溶膠的基質(zhì)的燃燒或熱解降解，所述燃燒或熱解降解可產(chǎn)生非所需的氣溶膠成分。本領域中提出了在加熱的香煙制品中使用的許多含煙草和不含煙草的生成氣溶月父的基質(zhì)。例如，US-A-4, 981，522公開了用于香煙制品的加熱可釋放的香料源，所述香煙制品包括煙草顆粒，當暴露于熱下時釋放氣溶膠的氣溶膠前體，和吸收并輻射熱量，以最小化香料材料點火的可能性的填料材料，例如碳酸鈣或氧化鋁。在US-A-4，981，522中公開的加熱可釋放的香料源具有低的質(zhì)量和高的表面積，且為包裝在香煙制品內(nèi)的腔室(chamber)中的基本上均勻的粒料形式。該粒料包括基本上直立的圓柱體，其長度是圓柱體直徑的約0. 5-約I. 5倍，且長度為約0. 5mm-約I. 5_。仍需要在以上所述類型的加熱的香煙制品中使用的含煙草的生成氣溶膠的基質(zhì)，它能產(chǎn)生感覺上可接受的氣溶膠，但還具有足夠高的抗燃性，以便在使用加熱的香煙制品過程中，基本上避免其燃燒或熱解降解。根據(jù)本發(fā)明，提供含氣溶膠形成劑的均質(zhì)的煙草材料束，其特征在于該束的質(zhì)量與表面積之比為至少約0. 09mg/mm2,和氣溶膠形成劑含量為約12%-約25wt%,以干重(無水)為基準。此處所使用的術語“束”表示長條，碎片，長絲，棒狀物或其他伸長的元件。此處所使用的術語“長度”表示本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料在縱向上的尺寸。此處所使用的術語“橫向尺寸”表示與本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的縱向基本上垂直的尺寸。此處所使用的術語“均質(zhì)的煙草材料”表示通過聚集粒狀煙草形成的材料。為了輔助粒狀煙草聚集，均質(zhì)的煙草材料可包括一種或更多種內(nèi)在的粘合劑(也就是說，煙草內(nèi)源性粘合劑)，一種或更多種外在的粘合劑(也就是說，煙草外源性粘合劑)或其結(jié)合物?；蛘呋蛄硗猓|(zhì)的煙草材料可包括其他添加劑，其中包括，但不限于，氣溶膠形成劑，香料，增塑劑，保濕劑，煙草和非煙草纖維，填料，含水和非水溶劑，及其結(jié)合物。本發(fā)明的均質(zhì)的煙草材料束具有約12%-約25wt%的氣溶膠形成劑含量，以干重(無水)為基準。根據(jù)本發(fā)明，還提供本發(fā)明的均質(zhì)的煙草材料束在香煙制品的生成氣溶膠的基質(zhì)內(nèi)的用途。根據(jù)本發(fā)明，進一步提供用于香煙制品的生成氣溶膠的基質(zhì)，它包括多根本發(fā)明的均質(zhì)的煙草材料束。此處所使用的術語“生成氣溶膠的基質(zhì)”表示當加熱生成氣溶膠時能釋放揮發(fā)性化合物的基質(zhì)。 要理解，本發(fā)明的生成氣溶膠的基質(zhì)可具有不同的形狀和尺寸，這取決于例如它們打算在其內(nèi)使用的香煙制品的類型。本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)可以基本上是三維的。例如，本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)可以是含本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的磚(brick)，塞子(plug)或管道?；蛘撸景l(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)可以基本上是二維的。例如，本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)可以是含多根本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的墊子或片材。此處所使用的術語“多根均質(zhì)的煙草材料束”表示當加熱生成感覺上可接受的氣溶膠時，能釋放充足的揮發(fā)性化合物的任何數(shù)量的均質(zhì)煙草材料束。例如，本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)可包括約20根-約150根本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束。根據(jù)本發(fā)明，還提供一種香煙制品，它包括熱源，和本發(fā)明的生成氣溶膠的基質(zhì)。正如以下進一步描述的，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量與表面積之比和氣溶膠形成劑的含量的組合有利地在其使用過程中，防止熱量從本發(fā)明的加熱的香煙制品的熱源中轉(zhuǎn)移到本發(fā)明的生成氣溶膠的基質(zhì)上局部集中(localisation)。這有利地避免了本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)達到本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束燃燒或熱解降解所要求的溫度。在使用中，當生成氣溶膠的基質(zhì)與熱源或者加熱的香煙制品中的導熱元件直接接觸時，可通過傳導性傳熱；輻射性傳熱；和當被熱源加熱的空氣在生成氣溶膠的基質(zhì)上流過時，可通過對流傳熱束加熱在加熱的香煙制品中生成氣溶膠的基質(zhì)。在不希望束縛于理論的情況下，認為在抽吸熱空氣通過其中的過程中，對流傳熱具有高的潛力使均質(zhì)的煙草材料局部過熱，因此可導致在使用加熱的香煙制品的過程中，含均質(zhì)煙草材料的生成氣溶膠的基質(zhì)燃燒或熱解降解。本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束能有利地耐受不同模式的傳熱，其中包括對流傳熱，這是因為它們具有高的質(zhì)量與表面積之比和氣溶膠形成劑含量。根據(jù)下述方程式，通過用均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量除以均質(zhì)煙草材料束的幾何表面積，計算質(zhì)量與表面積之比
均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量(mg)
均質(zhì)煙草材料束的表面積(mm2)本發(fā)明均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量與表面積之比為至少約0. 09mg/mm2。優(yōu)選地，本發(fā)明均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量與表面積之比為至少約0. lmg/mm2。更優(yōu)選，本發(fā)明均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量與表面積之比為至少約0. 12mg/mm2。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量與表面積之比小于或等于約0.25mg/mm2。本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的至少約0. 09mg/mm2的高質(zhì)量與表面積之比提供了單位表面積上加熱可獲得的質(zhì)量(mass)增加，這導致單位表面積上吸收能量的能力增加。在使用中，作為傳熱的響應，這確保較低的局部溫度增加，因此有利地延遲本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束達到其燃燒或熱解降解所要求的溫度。另外，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束至少0. 09mg/mm2的高質(zhì)量與表面積之比限制了在束內(nèi)其燃燒所要求的氧氣的可獲得性。在使用中，作為傳熱的響應，這也有利地延遲了本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束達到其燃燒或熱解降解所要求的溫度。與具有較低質(zhì)量與表面積之比的均質(zhì)煙草束相比，質(zhì)量與表面積之比為至少約 0. 09mg/mm2的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束由此顯示出改進的抗燃性。為了評估抗燃性，可通過觀察在加熱之后均質(zhì)的煙草材料束表面上的燃燒點(白灰相對于暗色的煙草)，獲得燃燒的視覺確認。這允許定性評定均質(zhì)煙草材料束的抗燃性。另外，可通過測量作為加熱的響應，均質(zhì)煙草材料束生成的氣溶膠中異戊烯的含量，獲得燃燒的半定量測定?？赏ㄟ^本領域已知的合適的技術，例如氣相色譜法，測量氣溶膠中的異戊烯含量。異戊烯是在煙草內(nèi)，例如在一些煙草蠟中存在的類異戊二烯化合物的熱解產(chǎn)物，且可存在于僅僅氣溶膠內(nèi)，若均質(zhì)煙草材料束加熱到顯著高于生成氣溶膠所要求的溫度時。因此，異戊二烯的產(chǎn)率可被視為“過熱”的均質(zhì)煙草材料量的代表。影響均質(zhì)煙草材料束中質(zhì)量與表面積之比的因素是束的形貌(也就是說，形狀與尺寸)和均質(zhì)煙草材料的密度。均質(zhì)煙草材料的密度決定了給定體積的均質(zhì)煙草材料的主體質(zhì)量和給定表面積的均質(zhì)煙草材料的填充(packing)效率。均質(zhì)煙草材料的密度通常主要由其制造所使用的方法類型來決定。生產(chǎn)均質(zhì)煙草材料的許多復原(reconstitution)方法是本領域已知的。這些包括，但不限于，例如在US-A-5，724，998中所述類型的造紙工藝；例如在US-A-5，724，998中所述類型的鑄塑(casting)工藝；例如在US-A-3, 894，544中所述類型的面團復原(dough reconstitution)工藝；和例如在GB-A-983，928中所述類型的擠出工藝。典型地，通過擠出工藝和面團復原工藝生產(chǎn)的均質(zhì)煙草材料的密度大于通過鑄塑工藝生產(chǎn)的均質(zhì)煙草材料的密度。通過擠出工藝生產(chǎn)的均質(zhì)煙草材料的密度可以大于通過面團復原工藝生產(chǎn)的均質(zhì)煙草材料的密度。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的密度為至少約1100mg/cm3。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的密度小于或等于約1500mg/cm3，更優(yōu)選小于或等于約1450mg/cm3,最優(yōu)選小于或等于約1375mg/cm3。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的密度為約1100mg/cm3-約1500mg/cm3,更優(yōu)選約 1100mg/cm3-約 1450mg/cm3,最優(yōu)選為約 1125mg/cm3-約 1375mg/cm3。通過下述步驟測量本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的密度使用合適精度的比例尺儀器，測量均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量和尺寸；由其尺寸計算均質(zhì)煙草材料束的體積；和用均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量除以均質(zhì)煙草材料束的體積。 可通過改變其形狀與尺寸，調(diào)節(jié)均質(zhì)煙草材料的質(zhì)量與表面積之比。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的長度為至少約2mm，更優(yōu)選至少約5mm。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的長度小于約15mm。例如，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的長度可以是約5mm-約15mm。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的最小橫向尺寸為至少約0. 1mm，更優(yōu)選至少約0. 2mmo優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的最大橫向尺寸為小于或等于約I. 5，更優(yōu)選小于或等于約I. 3mm。
本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的長度有利地為其最大橫向尺寸的至少三倍。這提高了束的內(nèi)聚性，因此有助于形成含本發(fā)明的多根均質(zhì)煙草材料束的二維和三維的生成氣溶膠的基質(zhì)。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料的長度為其最大橫向尺寸的至少五倍。更優(yōu)選，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料的長度為其最大橫向尺寸的至少十倍。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料的長度小于或等于其最大橫向尺寸的約20倍。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束為基本上方形的橫向截面，基本上矩形的橫向截面或者基本上圓形的橫向截面。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束基本上為圓柱體。本發(fā)明的基本上方形截面或者基本上矩形截面的均質(zhì)煙草材料束優(yōu)選橫向截面為WxT，其中W是束的寬度且為約0. 5mm-約I. 5mm,更優(yōu)選約0. 7mm-約I. Imm,最優(yōu)選約0. 8mm-約I. Omm,和T是束的厚度且為約0. 2mm-約0. 6mm,更優(yōu)選約0. 3mm-約0. 5mm,最優(yōu)選約0. 4mm-約0. 5mm,當表達到I個小數(shù)位時?；旧蠄A形截面的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的直徑為約0. 25mm-約0. 8mm。本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束具有約12%-約25wt%的氣溶膠形成劑含量。在使用之后，作為對傳熱的應答，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束中約12%_約25wt%的高的氣溶膠形成劑含量有助于由均質(zhì)的煙草材料束生產(chǎn)感覺上可接受的氣溶膠。同樣有助于感覺上可接受的氣溶膠的生產(chǎn)，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束中約12%-約25wt%的高氣溶膠形成劑含量也有利地延遲均質(zhì)煙草材料束的燃燒和熱解降解，這是因為其蒸發(fā)潛熱導致的。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束具有至少約15wt%的氣溶膠形成劑含量，以干重(無水)為基準。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束具有小于或等于約22wt%的氣溶膠形成劑含量，更優(yōu)選小于或等于約20wt%，以干重(無水)為基準優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束具有約15%-約25wt%的氣溶膠形成劑含量。例如，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可具有約15%-約22wt%或約18%-約22wt%的氣溶膠形成劑含量，以干重(無水)為基準。在其他實施方案中，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可具有約15%-約20wt%或約18%-約20wt%的氣溶膠形成劑含量，以干重(無水)為基準。氣溶膠形成劑可以是任何合適的已知化合物或化合物的混合物，其中在使用中，它們有助于形成致密且穩(wěn)定的氣溶膠，且在其使用過程中，在加熱的香煙制品中的生成氣溶膠的機構(gòu)內(nèi)典型地出現(xiàn)的溫度下，顯著抗熱降解。合適的氣溶膠形成劑是本領域眾所周知的，且包括，但不限于，多元醇，例如三乙二醇，1，3_ 丁二醇，丙二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油的單_，二 -或三乙酸酯；單_，二 -或多羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯；及其結(jié)合物。優(yōu)選地，氣溶膠形成劑是一種或更多種多元醇，最優(yōu)選，氣溶膠形成劑是甘油。在使用中，作為從熱源傳熱的應答，由它們高的質(zhì)量與表面積之比(至少0. 09mg/mm2)和它們高的氣溶膠形成劑含量(約12%-約25wt%)得到的本發(fā)明的均質(zhì)煙草束中單位表面積上吸收能量的能力增加導致在本發(fā)明的生成氣溶膠的基質(zhì)內(nèi)部較低的局部溫度增力口。在本發(fā)明的香煙制品的使用過程中，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束于是有利地延遲或防止達到其燃燒或熱解降解所要求的溫度?？墒褂靡陨鲜孪人鲱愋偷囊阎膹驮椒ǎ纬杀景l(fā)明的均質(zhì)煙草材料束。 例如，在一個實施方案中，可提供鑄塑，輥壓(rolling)，壓延或擠出含粒狀煙草和至少一種氣溶膠形成劑的混合物，形成氣溶膠形成劑含量為約12%-約25wt%的均質(zhì)煙草材料的片材，然后將均質(zhì)煙草材料的片材切碎成質(zhì)量與表面積之比為約0. 09mg/mm2-約0. 25mg/mm2的單獨束，從而形成基本上方形截面或者基本上矩形截面的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束。在替代的實施方案中，可通過擠出含粒狀煙草和至少一種氣溶膠形成劑的混合物，形成氣溶膠形成劑含量為約12%-約25wt%的均質(zhì)煙草材料的連續(xù)長度，然后將均質(zhì)煙草材料的連續(xù)長度切割成質(zhì)量與表面積之比為約0. 09mg/mm2-約0. 25mg/mm2的單獨束，從而形成基本上方形截面，基本上矩形截面或者基本上圓形截面的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束。當通過擠出工藝形成本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束時，可在擠出工藝中使用常規(guī)的單或雙螺桿擠出機。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束中的煙草含量為少約50wt%，更優(yōu)選至少約65wt%，以干重(無水)為基準。在使用中，具有高煙草含量的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束有利地生成具有加強的煙草香味的氣溶膠。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的煙草含量小于或等于約88wt%，更優(yōu)選小于或等于約75wt%，以干重(無水)為基準。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束中的煙草含量為約40%-約85wt%，更優(yōu)選約50%-約75wt%，以干重(無水)為基準。本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可包括通過研磨或者在其他情況下粉碎煙葉的葉片和煙葉莖之一或二者獲得的粒狀煙草。或者或另外，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可包括例如在處理，操作和運輸煙草過程中形成的一種或更多種煙草灰，煙草微粒和其他粒狀煙草副產(chǎn)物。優(yōu)選地，由粒度為約40微米-約500微米的粒狀煙草形成本發(fā)明的均化煙草束。本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可進一步包括一種或更多種香料。合適的香料是本領域已知的且包括，但不限于，薄荷醇，荷蘭薄荷，胡椒薄荷，桉樹，香草，可可粉，巧克力，咖啡，茶，調(diào)味品(例如，肉桂，丁香和生姜)，水果香料及其結(jié)合物。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草束具有小于或等于約10wt%的香料含量。
可在粒狀煙草聚集之前，之中或之后，將一種或更多種香料加入到粒狀煙草中，形成本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束。例如，當通過擠出工藝形成本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束時，可在擠出下述混合物之前，之中或之后，將一種或更多種香料加入到粒狀煙草和至少一種氣溶膠形成劑的混合物中?；蛘呋虺艘环N或更多種香料以外，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可進一步包括常規(guī)地包括在已知均質(zhì)煙草材料內(nèi)的其他添加劑。這種添加劑包括，但不限于，保濕劑，增塑劑，粘合劑，非煙草纖維及其混合物。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束基本上不含外在粘合劑(也就是說，煙草外源性粘合劑)。然而，要理解，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可以視需要包括一種或更多種外在的粘合劑。包括在本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束內(nèi)的合適的外在粘合劑是本領域已知的，且包括，但不限于，纖維素粘合劑，例如羥丙基纖維素，羧甲基纖維素，羥乙基纖維素，甲基纖維素和 乙基纖維素；樹膠，例如黃原膠，瓜耳膠，阿拉伯膠和刺槐豆膠；多糖，例如淀粉，有機酸，例如藻酸，有機酸的共軛堿鹽，例如藻酸鈉，瓊脂和果膠；及其結(jié)合物。優(yōu)選地,本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束具有小于約3wt%,更優(yōu)選小于約0. 5wt%,最優(yōu)選小于約0. lwt%的外在粘合劑。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束基本上不具有非煙草纖維。然而，要理解本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可視需要包括非煙草纖維。包括在本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束內(nèi)的合適的非煙草纖維是本領域已知的，且包括，但不限于，加工過的有機纖維，例如軟木纖維，硬木纖維，黃麻纖維及其結(jié)合物。在包括在本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束內(nèi)之前，可通過本領域已知的合適的方法處理非煙草纖維，其中包括，但不限于，機械制漿；精煉(refining);化學制漿；漂白；硫酸鹽制漿及其結(jié)合。優(yōu)選地，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束基本上不含填料，例如碳酸鈣和氧化鋁。省去這種填料使得能有利地最大化有助于氣溶膠生成和香味的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束中各組分的含量。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，均質(zhì)煙草材料束包括僅僅粒狀煙草，一種或更多種氣溶膠形成劑，水和任選地一種或更多種香料。根據(jù)本發(fā)明這一優(yōu)選實施方案的均質(zhì)煙草材料束可例如具有約40%-約85wt%的煙草含量，約12%-約25wt%的氣溶膠形成劑含量,約10%-約20wt%的水含量，和約0%-約10wt%的香料含量。根據(jù)本發(fā)明，提供用于加熱的香煙制品的生成氣溶膠的基質(zhì)，它包括多根本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束，也就是說，多根含至少一種氣溶膠形成劑的均質(zhì)煙草材料的單獨束，其特征在于均質(zhì)煙草材料的單獨束具有約0. 09mg/mm2-約0. 25mg/mm2的質(zhì)量與表面積之比，和約12%-約25wt%的氣溶膠形成劑含量，以干重(無水)為基準。根據(jù)本發(fā)明，還提供本發(fā)明的生成氣溶膠的基質(zhì)在香煙制品中的用途。本發(fā)明多根單獨的均質(zhì)煙草材料束可以或者可以沒有在生成氣溶膠的基質(zhì)內(nèi)排列(align)。優(yōu)選地，本發(fā)明單獨的均質(zhì)煙草材料束在生成氣溶膠的基質(zhì)內(nèi)基本上彼此平行排列。在使用中，這促進熱量在生成氣溶膠的基質(zhì)內(nèi)分布，因此，有利地降低了在其內(nèi)出現(xiàn)的“熱點”的可能性，所述熱點可導致均質(zhì)煙草材料束燃燒或熱解降解。本發(fā)明多根單獨的均質(zhì)煙草材料束可具有相同或不同的組成和形貌。例如，本發(fā)明多根單獨的均質(zhì)煙草材料束可具有相同或不同的質(zhì)量與表面積之比，氣溶膠形成劑含量，密度，煙草含量，形狀和尺寸。優(yōu)選地，本發(fā)明單獨的均質(zhì)煙草材料束具有基本上均勻的橫向截面。有利地,通過例如紙張,例如濾塞包裝(filter plug wrap)的包裝紙,確定均質(zhì)煙草材料束的界限(circumscribe)。包括合適的包裝紙有利地促進本發(fā)明的生成氣溶膠的基質(zhì)和香煙制品的組裝。本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)可進一步包括非本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料。例如,本發(fā)明的生成氣溶膠的基質(zhì)可進一步包括質(zhì)量與表面積之比小于約0. 09mg/mm2或大于約0. 25mg/mm2的一根或更多根均質(zhì)煙草材料束?；蛘呋蛄硗猓景l(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)可進一步包括以干重(無水)為基準，氣溶膠形成劑含量小于約12%或大于約25wt%的一根或更多根均質(zhì)煙草材料束。優(yōu)選地，本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)基本上為圓柱形形狀，和基本上均勻的橫向截 面。優(yōu)選地，本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)為基本上圓形或者為基本上橢圓形的橫向截面?？墒褂眯纬沙Ｒ?guī)點火端可燃的香煙制品用的煙草去筋煙葉塞子的已知方法和設備,生產(chǎn)本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)。本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)尤其適合于W0-A-2009/022232中公開類型的加熱的香煙制品，所述香煙制品包括可燃的熱源，在可燃熱源下游的生成氣溶膠的基質(zhì)，和在可燃熱源的后部和生成氣溶膠的基質(zhì)的相鄰前部的周圍且與之接觸的導熱元件。在W0-A-2009/022232中公開的加熱的香煙制品中，生成氣溶膠的基質(zhì)延伸超出導熱元件下游至少約3mm。然而，要理解，也可在含具有不同結(jié)構(gòu)的可燃熱源的加熱的香煙制品中使用本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)。還要理解，可在含非可燃熱源的加熱的香煙制品中使用本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)。例如，可在含化學熱源的加熱的香煙制品中使用本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)。另外，可在含電阻加熱元件或其他電熱源的加熱的香煙制品中使用本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，提供制造香煙制品的方法，該方法包括形成生成氣溶膠的基質(zhì)，所述生成氣溶膠的基質(zhì)包括多根含至少一種氣溶膠形成劑的單獨的均質(zhì)煙草材料束，其特征在于單獨的均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量與表面積之比為約0. 09mg/mm2-約0. 25mg/mm2,和氣溶膠形成劑含量為約12%-約25wt%，以干重(無水)為基準；和在香煙制品內(nèi)摻入生成氣溶月父的基質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，進一步提供一種香煙制品，它包括熱源和生成氣溶膠的基質(zhì)，所述生成氣溶膠的基質(zhì)包括多根含至少一種氣溶膠形成劑的單獨的均質(zhì)煙草材料束，其特征在于單獨的均質(zhì)煙草材料束的質(zhì)量與表面積之比為約0. 09mg/mm2-約0. 25mg/mm2,和氣溶膠形成劑含量為約12%-約25wt%，以干重(無水)為基準。優(yōu)選地，生成氣溶膠的基質(zhì)位于熱源的下游。此處所使用的術語“上游”，和“正面”以及“下游”和“后部”用于描述在其使用過程中，相對于抽吸通過香煙制品的空氣的方向，本發(fā)明的香煙制品中的組件或組件的一部分的相對位置。優(yōu)選地，熱源和生成氣溶膠的基質(zhì)彼此毗鄰。優(yōu)選地，本發(fā)明的香煙制品進一步包括在熱源的后部和生成氣溶膠的基質(zhì)的相鄰前部周圍且與之接觸的導熱元件。優(yōu)選地，熱源是可燃的熱源。更優(yōu)選，熱源是可燃的碳-基熱源。在參考附圖
的情況下，僅僅通過實施例，進一步描述本發(fā)明，其中圖I示出了通過對流傳熱，加熱生成氣溶膠的基質(zhì)的裝置的截面示意圖；圖2示出了在其對流加熱之后，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的質(zhì)量與表面積之比為0. 2lmg/mm2和氣溶膠形成劑含量為25%的均質(zhì)煙草材料束；圖3示出了在其對流加熱之后，根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的質(zhì)量與表面積之比為0. 16mg/mm2和氣溶膠形成劑含量為20%的均質(zhì)煙草材料束；圖4示出了在其對流加熱之后，根據(jù)本發(fā)明的第三實施方案的質(zhì)量與表面積之比為0. 10mg/mm2和氣溶膠形成劑含量為15%的均質(zhì)煙草材料束；圖5示出了在其對流加熱之后，根據(jù)本發(fā)明的第四實施方案的質(zhì)量與表面積之比為0. I lmg/mm2和氣溶膠形成劑含量為15%的均質(zhì)煙草材料束；圖6示出了在其對流加熱之后，非本發(fā)明的質(zhì)量與表面積之比為0. llmg/mm2和氣溶膠形成劑含量為10%的均質(zhì)煙草材料束；圖7示出了在其對流加熱之后，非本發(fā)明的質(zhì)量與表面積之比為0. 08mg/mm2和氣溶膠形成劑含量為15%的均質(zhì)煙草材料束；和圖8示出了在其對流加熱之后，非本發(fā)明的質(zhì)量與表面積之比為0. 08mg/mm2和氣溶膠形成劑含量為20%的均質(zhì)煙草材料束。
具體實施例方式通過表I列出的制造方法，生產(chǎn)具有表I所示的尺寸，密度，質(zhì)量與表面積之比和氣溶膠形成劑含量的基本上矩形截面的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束(樣品1-4)。非本發(fā)明的對比例為了比較的目的，通過表I列出的制造方法，生產(chǎn)具有表I所示的尺寸，密度，質(zhì)量與表面積之比和氣溶膠形成劑含量的基本上矩形截面的非本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束(樣品 5-7)。評估作為對流傳熱的應答，樣品1-4的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束和樣品5-7的非本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的抗燃性。對于每一實例來說，生產(chǎn)長度為7. 1mm，直徑為8mm，質(zhì)量為180mg和密度為0. 5g/cm3的5個含多根均質(zhì)煙草材料束的生成氣溶膠的基質(zhì)。為了形成生成氣溶膠的基質(zhì)，將180mg均質(zhì)的煙草材料束置于內(nèi)徑為8mm的圓柱形的石英管10內(nèi)，并通過不銹鋼金屬細網(wǎng)紗12保持在原地，形成長度為7. Imm的塞子14。將石英管置于不銹鋼外部夾套(未示出)內(nèi)。如圖I所示，圓柱形石英管10連接到熱空氣發(fā)生器內(nèi)，所述熱空氣發(fā)生器包括在陶瓷載體18上纏繞的鎳-鉻加熱長絲16并保持在具有多孔陶瓷板篩22的第二石英管20內(nèi)。熱空氣發(fā)生器中的多孔陶瓷板篩22通過輻射最小化塞子14的加熱。在熱空氣發(fā)生器中的塞子14和多孔陶瓷板篩22之間維持約0. 5mm-約1_的距離，還會最小化通過傳、導加熱塞子14。熱空氣發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和塞子14的位置因此有利于塞子14的對流加熱。在置于石英管內(nèi)之前，在22°C下，在60%的相對濕度下，時效均質(zhì)煙草材料束48小時用以評估它們的抗燃性。為了評估作為對對流傳熱的應答，均質(zhì)煙草材料束的抗燃性，通過63W的穩(wěn)壓電源加熱熱空氣發(fā)生器中的鎳-鉻加熱長絲16，并在圖I中箭頭所示的方向上，使用可編程的復式注射器泵，每次在2秒內(nèi)(噴煙的持續(xù)時間)抽吸55ml (噴煙的體積)的12陣噴煙，且相隔30秒(噴煙的頻率)?？赏ㄟ^在對流加熱之后，觀察在塞子14的上游端(也就是說，最靠近熱空氣焚燒器的鎳-鉻加熱長絲16的一端)的表面上的燃燒點(白色區(qū)域相對于暗色的煙草)，獲得燃燒的視覺確認。這允許定性評定每一樣品的均質(zhì)煙草材料束的抗燃性。另外，通過分析在12次噴煙過程中生成的氣溶膠的異戊二烯含量，獲得均質(zhì)煙草材料束燃燒的半定量測定；如上所述，異戊二烯是煙草內(nèi)，例如在一些煙草蠟中存在的類異戊二烯化合物的熱解產(chǎn)物，僅僅若加熱均質(zhì)煙草材料束到顯著高于生成氣溶膠所要求的溫 度。因此，異戊二烯產(chǎn)率可被視為過熱的均質(zhì)煙草材料量的代表。通過氣相色譜法，測量在12次噴煙過程中生成的氣溶膠中異戊二烯的含量。如表I所示，由含本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的塞子生成的氣溶膠(樣品1-4)全部含有小于或等于3微克的異戊二烯/12次噴煙。此外，由樣品1-3的含本發(fā)明均質(zhì)煙草束的塞子生成的氣溶膠不含可檢測的異戊二烯。這表明在質(zhì)量與表面積之比為至少約0. 09mg/mm2和氣溶膠形成劑含量為約12%-約25wt%的本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束內(nèi)煙草沒有顯著過熱，這是從塞子中抽吸的熱空氣中對流傳熱的結(jié)果。相反，如表I所示，由非本發(fā)明的含均質(zhì)煙草材料的塞子生成的氣溶膠(樣品5-7)全部含有顯著量的異戊二烯。這表明在氣溶膠形成劑含量小于12wt%(樣品5)或質(zhì)量與表面積之比小于0. 09mg/mm2(樣品6和7)的非本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束內(nèi)的煙草顯著過熱，這是從塞子中抽吸的熱空氣中對流傳熱的結(jié)果。在對流傳熱之后，還肉眼檢測由每一樣品的均質(zhì)煙草材料束形成的5個塞子的燃燒跡象。圖2-8分別示出了在其對流加熱之后，由樣品1-7的均質(zhì)煙草材料束形成的3個塞子的上游端的照片。如圖2-8所示，由于通過圖I所示的對流傳熱加熱塞子所使用的裝置的結(jié)構(gòu)(set-up)，每一樣品的均質(zhì)煙草材料束在塞子內(nèi)基本上沒有彼此平行排列。然而，由于以上前面所述的原因，在本發(fā)明生成氣溶膠的基質(zhì)內(nèi)的多根均質(zhì)煙草材料束優(yōu)選基本上彼此平行排列。如圖2-5所示，含本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的塞子(樣品1-4)沒有顯示出任何顯著的視覺燃燒跡象。相反，如圖6-8所示，含本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束的塞子(樣品5-7)全部顯示出局部白色燃燒點形式的顯著的視覺燃燒跡象。為了比較，使用圖I所示的裝置，還以相同的方式評估以商標Steam Hot One由日本Tobacco Inc銷售的加熱的香煙制品作為對生成氣溶膠的基質(zhì)的對流加熱的應答的抗燃性。The Steam Hot One加熱的香煙制品包括可燃的碳-基熱源和在可燃熱源下游的生成氣溶膠的基質(zhì)，所述生成氣溶膠的基質(zhì)由含多根煙草材料束的塞子組成。認為Steam HotOne加熱的香煙制品中生成氣溶膠的基質(zhì)包括約60wt%煙草去筋煙葉束和約40wt%復原煙草束的混合物。Steam Hot One加熱的香煙制品中生成氣溶膠的基質(zhì)中的煙草材料束具有約0. 06mg/mm2的平均質(zhì)量與表面積之比和約26wt%的平均氣溶膠形成劑(甘油)含量。
與非本發(fā)明的含均質(zhì)煙草材料束的其他塞子(樣品5-7)生成的氣溶膠一樣，由來自Steam Hot One加熱的香煙制品的含煙草材料束的塞子生成的氣溶膠含有顯著量的異戊二烯(13. 08微克/塞子)。另外，該塞子顯示出局部集中的白色燃燒點形式的顯著視覺燃燒跡象。盡管以上參考長度IOmm的均質(zhì)煙草材料束例舉本發(fā)明，但要理解均質(zhì)煙草材料束可具有不同長度。另外，盡管以上參考基本上矩形截面的均質(zhì)煙草材料束例舉本發(fā)明，但要理解均質(zhì)煙草材料束可具有不同形狀。例如，本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料束可或者是基本上方形橫向截面或者基本上圓形的截面。
樣品本發(fā)明的實施例__非+發(fā)明的’比例 __I__23__4S6__I_
均質(zhì)煙草材料束:________
制造工藝__EDR BCL CL CL B_
束長度(mm)__10 10 IQ 10 10 10 10_
束寬度(mm)__0. 9 0.9 0. 7 0.9 0 9 0. 9 0.3
束厚度(mm)__0. SO 0. 36 0. 20 0. 25 0. 25 0.18 0. 20
束表面積(mm2)__28. 90 25. 85 18. 28 23. 45 23. 45 21. 92 10. 12
束質(zhì)量(mg)__6 17 4. 11 I HO 2 50 2. 50 I. 80 0 77
束的質(zhì)量與表面積之比0. 21 0.16 0.10 0. 11 0. 11 0.08 0. 08(mg/mm2)
束密度 Ong/cm3)__1370 1270 1290 1110 1110 1110 1290
束中氣溶膠形成劑(甘油)25 20 15 15 10 15 20
含量(%)________
生成氣溶膠的基質(zhì)(塞
子):________
異戌二烯/塞子(Hg) I 0.0 I 0.0 I 0.0 I 3.0 18. S 26. 8 丨 3,6E=擠出CL=落葉病DR=面團再構(gòu)成
權利要求
1.均質(zhì)煙草材料束，它包括至少一種質(zhì)量與表面積之比為至少約o.09mg/mm2的氣溶膠形成劑和約12%-約25wt%的氣溶膠形成劑含量。
2.權利要求I的均質(zhì)煙草材料束，其長度為其最大橫向尺寸的至少三倍。
3.權利要求I或2的均質(zhì)煙草材料束,其質(zhì)量與表面積之比小于或等于約0.25mg/mm2。
4.權利要求1、2或3的均質(zhì)煙草材料束，其密度為約llOOmg/cm3-約1450mg/cm3。
5.權利要求1-4任何一項的均質(zhì)煙草材料束，其具有約15%-約25wt%的氣溶膠形成劑含量。
6.前述任何一項權利要求的均質(zhì)煙草材料束，進一步包括用量為小于約10wt%的至少一種香料。
7.用于香煙制品的生成氣溶膠的基質(zhì)，它包括多根前述任何一項權利要求的均質(zhì)煙草材料束。
8.權利要求7的生成氣溶膠的基質(zhì)，其中在生成氣溶膠的基質(zhì)內(nèi)基本上彼此平行地排列所述多根均質(zhì)煙草材料束。
9.權利要求7或8的生成氣溶膠的基質(zhì),其密度為約500mg/cm3-約1000mg/cm3。
10.權利要求1-6任何一項的均質(zhì)煙草材料束用于香煙制品的生成氣溶膠的基質(zhì)的用途。
11.制造香煙制品的方法，該方法包括 形成包含多根權利要求1-6任何一項的均質(zhì)煙草材料束的生成氣溶膠的基質(zhì)；和 將所述生成氣溶膠的基質(zhì)摻入到香煙制品內(nèi)。
12.香煙制品，它包括 熱源；和 權利要求7、8或9的生成氣溶膠的基質(zhì)。
13.權利要求12的香煙制品，其中生成氣溶膠的基質(zhì)位于熱源的下游。
14.權利要求13的香煙制品，其中熱源是可燃熱源。
15.權利要求14的香煙制品，進一步包括 在可燃熱源的后部和生成氣溶膠的基質(zhì)的相鄰前部周圍且與之接觸的導熱元件。
全文摘要
提供含至少一種氣溶膠形成劑的均質(zhì)煙草材料束，以及含多根均質(zhì)煙草材料束的生成氣溶膠的基質(zhì)，和含生成氣溶膠的基質(zhì)的香煙制品。均質(zhì)煙草材料束具有至少約0.09mg/mm2的質(zhì)量與表面積之比和約12%-約25wt%的氣溶膠形成劑含量。
文檔編號A24B15/12GK102762118SQ201180009907
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權日2010年2月19日
發(fā)明者A·阿吉特庫馬, F·祖許特, J·P·M·皮耶南伯格, J·蘇貝爾, J-J·皮亞代, J-M·雷諾, S·博納利 申請人:菲利普莫里斯生產(chǎn)公司