專利名稱：具有改進(jìn)包裹物的吸煙制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于吸煙制品的包裹物以及使用這種包裹物的吸煙制品，更具體地說，本發(fā)明涉及用于具有可燃性燃燒劑元件和物理上分離的煙霧發(fā)生裝置的吸煙制品的改進(jìn)的包裹物，所述包裹物包卷至少一部分燃燒劑元件，它包括一層可滲透的薄片材料，這層材料在燃燒劑元件燃燒時，會提供一層粘附層以幫助控制供給燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量。
香煙狀吸煙制品的提出已有許多年了，例如授予Siegel的美國專利號2，907，686;授予Ellis等的美國專利號3，258，015和3，356，094;授予Moses的美國專利號3，516，417;授予Boyd等的美國專利號3，943，941和4，044，777;授予Ehretsmann等的美國專利號4，286，604;授予Hardwick等的美國專利號4，326，544;授予Bolt等的美國專利號4，340，072;授予Burnett的美國專利號4，391，285;授予Steiner的美國專利號4，474，191;和歐洲專利申請?zhí)?17，355(Hearn)。
據(jù)本發(fā)明所知道的那樣，上述吸煙制品中沒有一個實(shí)現(xiàn)了商業(yè)上的成功，也沒有一個已被廣泛地銷售。市場上沒有這些吸煙制品被認(rèn)為是由于許多原因引起的，這些原因包括在產(chǎn)品的開始和整個使用期中煙霧產(chǎn)生不充足，味道差，由香煙形成物和/或香料的熱降解引起的味道變差，許多熱解產(chǎn)物和支流煙霧的存在以及難看的外觀。
因此，盡管已作了幾十年的注意和努力，市場上還是沒有一種具備常規(guī)吸香煙的好處和優(yōu)點(diǎn)并且不會產(chǎn)生大量不完全燃燒和熱解產(chǎn)物的吸煙制品。
1985年，授予或登記了一系列外國專利，這些專利揭示了能夠提供常規(guī)香煙的好處和優(yōu)點(diǎn)并且不會產(chǎn)生大量的不完全燃燒或熱解產(chǎn)物的新穎吸煙制品，這些專利中最早的是1985年9月13日頒布的利比里亞專利號13985/3890，該專利相應(yīng)于后來在1986年3月19日頒布的公布號為174，645的歐洲專利申請。
本發(fā)明涉及特別適合用作具有可燃性燃燒劑元件和物理上分離的煙霧發(fā)生裝置的香煙狀吸煙制品包裹物的獨(dú)一無二的包裹物，至少部分包卷燃燒劑元件的包裹物包含一種或多種薄片材料，所述材料在燃燒劑元件燃燒時，會提供一層粘附層以幫助控制供給燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量，它能反過來減小以濕的全部顆粒物質(zhì)(WTPM)度量的最大噴煙煙霧排出量，在產(chǎn)品的壽命過程中，它能使煙霧更均勻放出。本發(fā)明也涉及使用這些包裹材料的吸煙制品。
通常，利用本發(fā)明包裹物的吸煙制品一般包括(1)燃燒劑元件;(2)能透過空氣的彈性絕緣材料外套，例如玻璃纖維，它包圍至少一部分燃燒劑元件;(3)包含煙霧形成物質(zhì)的物理上分離的煙霧發(fā)生裝置;和(4)呈嘴端部分狀態(tài)的選擇性煙霧排出裝置。所述吸煙制品較佳為香煙型的，它使用短的(即小于約30mm長)較佳為碳質(zhì)的燃燒劑元件，并且所述煙霧發(fā)生裝置與燃燒劑元件呈傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系。
在吸煙期間，控制供給該制品燃燒劑元件的外部空氣量被認(rèn)為是重要的，它有許多原因。已發(fā)現(xiàn)，與具有相同結(jié)構(gòu)但沒有本發(fā)明包裹物的吸煙制品相比，控制通過本發(fā)明包裹物流向燃燒著的燃燒劑元件的空氣量能使人們控制以最大噴煙中的WTPM度量的排出的煙霧量，這種控制通常是通過將最大噴煙排出中的WTPM減少至少約20%，較佳減少至少約35%，最好減少至少約50%。通過減少最大排出量，人們能在所述制品的使用期間提供給使用者以更均勻的煙霧組分排出，另外，均勻的煙霧排出有助于減少了由一種或多種煙霧組分的不均勻排出而引起的在任何一次噴煙中的任何不希望的影響或效果。
在大多數(shù)情況下，通過增加燃燒源的壽命，在保持全部所希望的WTPM同時減少最大噴煙中的煙霧排出量會使全部噴煙讀數(shù)增加，也就是說，如果人們調(diào)節(jié)或限制供給燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量，他就能最后對于燃燒劑元件燃燒得多快、多熱及多長進(jìn)行一定程度的控制，而后者控制了燃燒劑元件驅(qū)動系統(tǒng)的速率，即由煙霧發(fā)生裝置產(chǎn)生煙霧。
控制供給燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量的另一個優(yōu)點(diǎn)是降低了到達(dá)煙霧發(fā)生裝置的氣體溫度，所述氣體溫度的降低有助于減少了用于吸煙制品的煙霧組分的熱降解和/或熱解。
控制這種吸煙制品中供給燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量的其他優(yōu)點(diǎn)包括降低了使用者感覺到的煙霧溫度;以及降低了吸煙制品的燃燒劑端的溫度，從而減少了如果所述制品掉下引起的事故機(jī)會。
這些和其他優(yōu)點(diǎn)都是通過使用包裹物而獲得的，它能提供一層粘附層以利于控制供給燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量，并且在產(chǎn)品的使用期內(nèi)，它能使煙霧更均勻排出。
如上所述，本發(fā)明的包裹物包卷至少一部分燃燒劑元件，較佳的方式是包卷至少一部分通常包卷燃燒劑元件的絕緣材料外套。在使用一層絕緣材料的實(shí)施例中，其中設(shè)有包裹物或它由套上的燃燒劑元件燒掉或不存在了，由于流向燃燒劑元件的空氣不受限制，故達(dá)到了最大熱交換。然而，本發(fā)明的包裹物被設(shè)計成在經(jīng)受由燃燒著的燃燒劑元件帶來的加熱時，全部或部分保持完整無損，這種包裹物提供了限制流向燃燒著的燃燒劑元件的空氣量的可能性，從而控制了燃燒劑元件燃燒的溫度和隨后向煙霧發(fā)生裝置的熱交換。
所述包裹物較佳包括一種或多種薄片材料，它們中至少一種包含足夠量的無機(jī)材料，通常呈現(xiàn)為連續(xù)的或連接的層或?yàn)閮?nèi)連接的、纏結(jié)的或重疊的基體，它在燃燒劑元件燃燒期間能提供一層可透過的粘附層以利于控制(通常減小)供給燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量。所述包裹物也起到或至少部分起到保持所述制品各部件完整性的作用，特別當(dāng)用所述包裹物包裹所述制品的其他部件諸如較佳地為可選擇性的煙草的外套時，較佳的包裹物提供具有由常規(guī)香煙產(chǎn)生的煙灰外貌的煙灰。
在某些較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的包裹物包括薄片材料的組合，即包括內(nèi)包裹層和外包裹層，內(nèi)包裹層在燃燒劑元件點(diǎn)著后燃燒而產(chǎn)生高透過性非粘附灰(與由普通香煙紙產(chǎn)生的灰相似)，外包裹層在燃燒劑元件點(diǎn)燃后形成粘附灰，它能幫助控制流向燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量，并保持所述制品的各個部件在吸煙時的完整性。因此，這種薄片材料的組合帶來了高強(qiáng)度和完整性的優(yōu)點(diǎn)，同時給予了類似于常規(guī)香煙的燃燒性能。
當(dāng)在FTC吸煙條件下(它由被58秒冒煙隔開的兩秒鐘持續(xù)時間的35ml噴煙構(gòu)成)吸煙時，在最初3次噴煙中，使用本發(fā)明包裹物的較佳的吸煙制品能夠排出至少0.6mg煙霧(以濕的全部顆粒物質(zhì)(WTPM)為標(biāo)準(zhǔn)測量);更佳的是，當(dāng)在FTC吸煙條件下吸煙時，在最初的3次噴煙中，本發(fā)明的實(shí)施例能夠排出1.5mg或更多的煙霧;而最佳的是，當(dāng)在FTC吸煙條件下吸煙時，在最初的3次噴煙中，本發(fā)明的實(shí)施例能夠排出3mg或更多的煙霧;另外，在FTC吸煙條件下，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，每噴煙一次能排出平均至少為約0.8mgWTPM，這樣可至少噴煙約6次，較佳的為至少約10次。
除了上述優(yōu)點(diǎn)外，本發(fā)明的較佳吸煙制品能夠提供一種化學(xué)上簡單的基本由空氣、碳的氧化物、水、煙霧形成劑、任何希望的香料或其他要求的揮發(fā)性材料、微量其他材料構(gòu)成的煙霧，所述煙霧最好不具有大的誘變活性，此誘變活性由Ames試驗(yàn)測試得到。另外，較佳的吸煙制品可做成實(shí)際上無灰，因此在使用中，使用者不必?fù)廴ト魏位覡a。
如在此僅為本申請目的所用到的，限定“煙霧”為包括蒸汽、氣體、顆粒和類似的可見的和不可見的物質(zhì)，特別是那些通過使由燃燒著的燃燒劑元件而來的熱量作用于煙霧發(fā)生裝置中或制品的其他部位中所包含的物質(zhì)而產(chǎn)生的被使用者覺察為“煙狀”的組分，按這樣定義，術(shù)語“煙霧”也包括揮發(fā)性香料和/或藥理學(xué)或生理學(xué)上的活性劑，不管它們是否產(chǎn)生可見的煙霧。
如在此所用到的，短語“傳導(dǎo)性的熱交換關(guān)系”被定義為煙霧發(fā)生裝置和燃燒劑元件的物理排列，大體上在整個燃燒劑元件燃燒期間內(nèi)，借此由熱導(dǎo)使熱從燃燒著的燃燒劑元件傳輸?shù)綗熿F發(fā)生裝置。通過使煙霧發(fā)生裝置與燃燒劑元件接觸和由此緊靠燃燒劑元件的燃燒部分，或者通過采用傳導(dǎo)件將熱從燃燒著的燃燒劑轉(zhuǎn)移到煙霧發(fā)生裝置，可達(dá)到傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系。較佳的方式是，采用這兩種提供傳導(dǎo)性熱交換的方法。
如這里所述，術(shù)語“碳質(zhì)的”意指主要由碳構(gòu)成。
如這里所述，術(shù)語“絕緣件”指主要起絕緣體作用的所有材料，較佳的是，這些材料在使用中不燃燒，但它們可包括緩慢燃燒的碳和類似材料以及諸如低溫度級玻璃纖維的在使用期間熔化的材料，合適的絕緣體的熱導(dǎo)率(以g-cal(sec)(cm2)(℃/cm)為單位)為小于約0.05，較佳為小于約0.02，最好小于約0.005，見Hackh′s Chemical Dictionary 672(第四版，1969)和Lange的Hand book of Chemistry 10，272-274(第11版，1973)。
在接著的附圖和本發(fā)明的詳細(xì)說明中將更詳細(xì)地描述使用本發(fā)明包裹材料的吸煙制品。


圖1為能使用本發(fā)明包裹物的一種較佳的吸煙制品的縱視圖。
圖1A表明從點(diǎn)火端角度看到的較佳的燃燒元件通路構(gòu)造。
圖2表明未點(diǎn)燃的采用內(nèi)包裹/外包裹結(jié)合物作為包裹物的吸煙制品燃燒劑端的剖視圖。
圖3表明剛點(diǎn)燃的圖2所示制品的剖視圖。
圖4表明了典型的WTPM排出曲線，它表示當(dāng)吸煙制品使用本發(fā)明包裹物時的最大噴煙中的WTPM減少量。
圖5-6表明與構(gòu)成中沒有本發(fā)明包裹物的類似物品相對比的實(shí)施例Ⅰ-Ⅱ所述吸煙制品的WTPM排出曲線。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于吸煙制品的新穎包裹物，該包裹物有助于控制流向燃燒元件的外部空氣量，所述包裹物特別適合用于具有至少部分被可透過空氣的絕緣層包卷的可燃燒性燃燒劑元件和物理學(xué)上分離的煙霧發(fā)生裝置諸如在上述參考的歐洲專利局公告第174，645號以及歐洲專利局公告第212，234號中描述的那些制品的吸煙制品。
當(dāng)與具有相同結(jié)構(gòu)但沒有本發(fā)明包裹物的吸煙制品比較時，當(dāng)以WTPM測量時，本發(fā)明的包裹物使最大噴煙的煙霧排出量減少了至少約20%，對上述兩種制品都在所述人為條件下吸煙至少約6口，該條件由被28秒冒煙間隔開的持續(xù)2秒鐘的體積為50ml的噴煙構(gòu)成。較佳的是，將最大噴煙的煙霧排出量減少至少約35%，最好減少至少約50%。圖4表明當(dāng)存在或不存在本發(fā)明包裹物時的典型WTPM排出曲線。因構(gòu)造中沒有包裹物或有常規(guī)香煙紙包裹物的經(jīng)絕緣的燃燒劑元件吸煙制品而出現(xiàn)的尖峰表明，這些制品中的大多數(shù)煙霧是在噴煙中期排出的，即第3-6次噴煙。當(dāng)將本發(fā)明包裹物用于這些制品時，排出曲線較均勻，并且通常延長了所述制品的噴煙次數(shù)。
如由熟練的技術(shù)人員所預(yù)料的那樣，由本發(fā)明粘附層提供的為了將最大噴煙的WTPM減少所需數(shù)量的控制程度依賴于系統(tǒng)并隨許多因素變化，這些因素包括由燃燒劑源產(chǎn)生的能量大小、歸因于所使用的顆粒煙霧發(fā)生裝置的散熱效應(yīng)、煙霧形成物質(zhì)的量以及用于運(yùn)載煙霧形成物質(zhì)的任何基底材料的物理特性、煙霧形成物質(zhì)的含水量、包卷燃燒劑元件的絕緣外套的種類和厚度。
對于一個給定的系統(tǒng)來說，可以用許多不同材料以許多方式達(dá)到具有本發(fā)明包裹物的最大噴煙排出量的減少。通常，可通過影響或控制到達(dá)燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量來達(dá)到減少最大噴煙中的排出量。通過提供一層至少部分包圍燃燒劑元件的附著層，或最好通過提供一層通常包圍燃燒劑元件和幫助控制燃燒劑元件燃燒速率的可透過空氣的絕緣層，本發(fā)明包裹物幫助控制到達(dá)燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述包裹物可包括許多不同的非燃燒材料諸如鋁箔、云母類紙、耐高溫塑料薄膜諸如聚酰亞胺薄膜和聚芳酰胺類材料等等，這些材料可被提供有預(yù)定數(shù)量的孔或穿孔，并被用來包裹至少一部分燃燒劑元件或包圍它的絕緣外套?？椎臄?shù)量、尺寸和排列將依賴于各個特定系統(tǒng)和對于那個系統(tǒng)所希望的最大噴煙的WTPM減少量而變化，這些材料提供了所述附著層，該附著層有助于控制到達(dá)燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量，它也反過來減少了最大噴煙的WTPM值，并在所述制品的使用期內(nèi)供給使用者以更均勻的煙霧排出。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所述包裹物包括香煙型紙或類似的紙，將它與一種無機(jī)組分一起進(jìn)行化學(xué)處理，以提供一種能產(chǎn)生附著層的燃燒花樣，其中附著層能幫助控制流向燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量。例如，可以預(yù)定的花樣將水玻璃或其他無機(jī)硅酸鹽材料涂布于常規(guī)香煙紙上，使得當(dāng)經(jīng)處理的香煙紙在燃燒劑元件點(diǎn)燃后燃燒時，留下的灰燼能提供一層附著層，該附著層將最大噴煙中的WTPM值減少了所需數(shù)量，所述花樣可為包括方格盤花樣、格子、條帶和類似花樣的許多不同形式中的任何一種。所采用的花樣可由熟練的技術(shù)人員根據(jù)這里所揭示的方法確定，例如通過試驗(yàn)在考慮花樣和不考慮花樣情況下的吸煙制品、確定最大噴煙排出量的減少、調(diào)整經(jīng)處理區(qū)域花樣的面積和/或設(shè)計以達(dá)到所希望的WTPM減小量。
對于上述實(shí)施例，熟練的技術(shù)人員期望，由孔、穿孔或化學(xué)處理提供的附著層的開口度可依賴于任何特定系統(tǒng)所希望的最大噴煙中的WTPM減少量而作很大的變化，例如，如果某人希望將最大噴煙的WTPM值減少至少約50%，則在吸煙期間，由所述制品提供的附著層的開口度將基本上小于當(dāng)只需要將最大噴煙中的WTPM減少20%時所需要的開口度，因此，當(dāng)希望減少50%時，人們應(yīng)提供較少的孔或往紙上涂布更多的水玻璃。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，所述包裹物包括一種以纖維素為基的包含足夠量通常呈現(xiàn)為一種內(nèi)聯(lián)結(jié)的、纏結(jié)的、或重疊的網(wǎng)狀物的無機(jī)材料的紙包裹物，從而提供一種附著的灰，它不僅能有助于保持制品的完整性，也能有助于控制流向燃燒著的燃燒劑元件的外部空氣量以提供所希望的最大噴煙中的WTPM減少量。較佳的是，采用內(nèi)包裹/外包裹結(jié)合的方式將這種附著灰和含無機(jī)材料的紙使用在絕緣層周圍，其中含無機(jī)材料的紙被用作既包圍絕緣層又包圍作為一種較佳形式的圍繞著煙霧發(fā)生裝置的煙草外套的外包裹物。
在這個較佳實(shí)施例中，內(nèi)包裹物可為常規(guī)的香煙紙，它在燃燒劑元件點(diǎn)燃之后，會燃燒而產(chǎn)生一種高透過性的非附著灰，通常，這種紙主要包含纖維素纖維，并可包括填充料諸如碳酸鈣和粘土和一種或多種添加物以增進(jìn)燃燒性能、外觀或類似性能，較佳的紙是一種由Kimberly-Clark公司生產(chǎn)的標(biāo)明為P780-63-5的實(shí)驗(yàn)用紙。
產(chǎn)生外包裹物的附著灰具有更嚴(yán)格的成分，它較佳包括約40%至80%、最好為65%至70%的纖維素纖維(重量百分?jǐn)?shù))，這些纖維素纖維最好是木漿，但也可包括亞麻纖維或其他天然纖維素纖維。外包裹物也量好包含作為包裹物無機(jī)組分的約10%至30%、最好為15%至25%(重量百分?jǐn)?shù))的耐高溫玻璃微纖維，這些微纖維的直徑通常最好在約0.7至5.0微米范圍內(nèi)，這些微纖維能承受超過700℃的溫度，并同時保持顯著的強(qiáng)度性能。所述外包裹組成物也最好包含含量為約10%至30%(重量)范圍內(nèi)的礦物填充料，所述礦物填充料最好包括5%至15%綠坡縷土和直到10%二氧化鈦。盡管較佳的填充料為綠坡縷土，也可使用其他填充料諸如發(fā)煙化氧化鋁。較佳的是，外側(cè)薄板也包含含量為約2%至8%(重量)、最好為約4%至6%(重量)的二氧化鈦，用以改善灰的外觀。所述組成物也最好包含一種燃燒添加劑，諸如琥珀酸鉀，其含量在從約0至10%(重量)范圍內(nèi)，較佳地在約3%至7.5%之間，最好在約4.5%至5.5%之間，這取決于各種因素，諸如包裹物的結(jié)合物的透氣性和密度。
可供選擇的是，所述燃燒添加劑可為內(nèi)包裹物組成的一部分，對于外包裹物來說，可用于內(nèi)包裹物的燃燒添加劑的數(shù)量可在很大范圍內(nèi)分布，通常，其范圍為0至10%(重量)，較佳的是在約1.0至6.0范圍內(nèi)，最好在約2.5和4.5之間。
在某些較佳實(shí)施例中，可將燃燒添加劑用于內(nèi)包裹物和外包裹物組成物中，用于兩種組成物的燃燒添加劑總量在3%至10%(重量)范圍內(nèi)，這種構(gòu)成將使會快速灰化的內(nèi)包裹物通常在最初1-3次噴煙中快速燒損。
在實(shí)施本發(fā)明中可采用的燃燒促進(jìn)劑包括堿金屬鹽諸如檸檬酸鈉或檸檬酸鉀或琥珀酸鈉或琥珀酸鉀，但也可包括其他已知的起改進(jìn)所得薄板燃燒性能作用的燃燒促進(jìn)劑。
盡管，如上所述，用常規(guī)的香煙紙可滿足內(nèi)包裹物的需要，但上述關(guān)于外包裹物的需要最好由Kimberly-Clark公司生產(chǎn)的標(biāo)明為P1768-65-2的實(shí)驗(yàn)用紙組成物來滿足。
通常，較佳的外包裹紙諸如P1768-65-2的組成為基本重量(g/m2) 較佳為35至45g/m2，最好為約40g/m2水合的漂白的牛皮紙較佳為40至80%，最好為64至70%玻璃纖維較佳為10至30%，最好為15至25%礦物填充料10-30%(較佳地由5-15%綠坡縷土和0-10%二氧化鈦組成)燃燒添加劑3-10%(較佳為約3至7.5%琥珀酸鉀)選擇的綠坡縷土為Englehart工業(yè)公司出產(chǎn)的硅鎂土，玻璃纖維組分最好是一種標(biāo)明為Evans606的耐高溫玻璃微纖維。
較佳的是，玻璃/粘土組分的比例應(yīng)為約2∶1，以使灰的完整性保持在最佳狀態(tài)，如果省略去玻璃，則所得灰是片狀的;而如果將玻璃含量增加，則所述灰收縮得太多，并由此使其外觀不能吸引人。
現(xiàn)在，沒有認(rèn)為Ti O2起典型的遮光顏料的作用，而是以一種未知的化學(xué)方式起提供所要求的淡灰色的煙灰的顏色的作用，如果隨后將這種黑的灰與相應(yīng)量的Ti O2混合，所得到的灰色比當(dāng)Ti O2開始存在時觀察到的顏色明顯地黑，這暗示了上述提到的不希望的化學(xué)效應(yīng)。
通過用其他玻璃狀纖維代替玻璃微纖維，可使外包裹物灰達(dá)到必需的機(jī)械強(qiáng)度，特別令人感興趣的是一種磷酸鹽纖維材料，例如諸如由MonsantoCo.，St.Louis，Mo.制造的偏磷酸鈣鈉，由于它具有高至740℃的熔點(diǎn)，結(jié)合此纖維的灰的穩(wěn)定的透過性將被延伸至該溫度范圍。
其他可使用的耐高溫微纖維包括鋁硅陶瓷纖維TM(硅酸鋁)、碳化硅、硫酸鈣和碳纖維，也可使用某些耐高溫有機(jī)纖維，例如NomexTM或KevlarTM芳香聚酰胺以及PBI(聚苯并咪唑)纖維。
較佳為琥珀酸鉀的燃燒添加劑對最終灰的強(qiáng)度也起一定作用，最終灰(在燒掉纖維素部分以后)的重量可以低至起初紙重量的20%(重量)，而不會嚴(yán)重?fù)p害附著性、強(qiáng)度和透過性的需要。
可采用那些該技術(shù)領(lǐng)域熟練的人所知的常規(guī)造紙工藝制造這種附著灰的紙，通常，將薄板組分與水混合，將漿料涂布于造紙網(wǎng)上，在那里將水去除，通過使其在加熱的輥?zhàn)由虾洼佔(zhàn)又g通過而使薄板干燥，如果需要，也可采用其他網(wǎng)狀物形成工藝諸如空氣成形。
在較佳的內(nèi)包裹物/外包裹物結(jié)合的實(shí)施例中，紙層的厚度通常與常規(guī)香煙紙的厚度相似，通常，內(nèi)包裹物厚度較佳在約0.01和0.10mm之間，最好在約0.060mm和約0.070mm之間。包含玻璃微纖維組分的外包裹物的厚度通常在約0.01mm和0.10mm之間，較佳地是在約0.065mm和約0.075mm之間。
在較佳的內(nèi)包裹/外包裹結(jié)合物中，兩種包裹物應(yīng)在燃燒劑元件完全消耗掉之前熄滅，并較佳地應(yīng)在三次或四次噴煙后“熄滅”以得到新點(diǎn)燃的常規(guī)香煙(長度約5-8mm)的煙灰的外觀。
可使用本發(fā)明包裹物的較佳的香煙型吸煙制品在下列專利申請中得到了描述申請人系列號申請日Sensabaugh等650，6041984.9.14Shannon等684，5371984.12.21Banerjee等939，2031986.12.8Sensabaugh等EPO85111467.81985.9.11(86.3.19公布)Banerjee等EPO86109589.11986.9.14(87.3.4公布)其公開內(nèi)容在此通過參考引證而體現(xiàn)出來。
在說明書所附的圖1中闡明了一種這樣較佳的香煙型吸煙制品，參考圖1，圖示了一種香煙型吸煙制品，它具有一個小的其中有許多通道11的碳質(zhì)燃燒劑元件10，最好如圖1A所示的那樣安排約13個通道。如在上面參考的專利申請中描述那樣，該燃燒劑元件由一個碳(較佳為從碳化紙)、羧甲基纖維素鈉(SCMC)粘結(jié)劑、K2CO3和水的擠壓混合物形成。
燃燒劑元件10的外緣8由絕緣玻璃纖維諸如玻璃纖維的彈性外套16包圍，后者反過來由包括內(nèi)包裹物17a和附著灰外包裹物17b的包裹物17包圍。
金屬包套12重疊了燃燒劑元件10的一部分嘴端，并封閉了包含運(yùn)載一種或多種煙霧形成材料的基體材料14的物理學(xué)上分離的煙霧發(fā)生裝置，如在上面參考的專利申請中詳細(xì)敘述的那樣，所述基體可以是顆粒狀、棒狀或其他形狀。在所述包套的嘴端，提供有兩個狹縫狀通道20以使煙霧傳輸給使用者。
包套12由煙草外套18包圍，后者由紙層33和附著灰外包裹物17b包圍，換言之，在該較佳實(shí)施例中，所述附著灰外包裹物17b用來包裹絕緣外套16和煙草外套18。
在煙草外套18的嘴端，有一個嘴端部分22，它較佳地包括一段重疊的煙草板24和一段重疊的熔化吹制的熱塑性纖維26，煙霧通過纖維26傳送給使用者。用一層或多層香煙紙30-34對所述制品的剩余部分，即除了燃燒劑元件，或其由本發(fā)明包裹物材料包裹的部分進(jìn)行外包裝。
在點(diǎn)燃上述實(shí)施例的燃燒劑元件后，所述燃燒劑元件進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生熱量，它用于使煙草香料和任何附加的煙霧形成物質(zhì)或在煙霧發(fā)生裝置中的物質(zhì)揮發(fā)。由于較佳的燃燒劑元件較短，燃燒著的火焰焰心總是靠近煙霧發(fā)生裝置，它使向煙霧發(fā)生裝置的熱轉(zhuǎn)移和最終的煙霧產(chǎn)生量達(dá)到最大值，特別當(dāng)使用較佳的熱傳導(dǎo)件時。
由于燃燒劑元件的小尺寸和燃燒特性，所述燃燒劑元件通常在幾次噴煙時間內(nèi)開始在其基本上所有的暴露的長度上進(jìn)行燃燒，因此，鄰近煙霧發(fā)生裝置的那部分燃燒劑元件迅速變熱，它大大增加了向煙霧發(fā)生裝置的熱轉(zhuǎn)移，特別在早期和中期噴煙期間。因?yàn)檩^佳的燃燒劑元件是如此短，因此從來也沒有一長段不燃燒的燃燒劑起散熱器的作用，而這在已有的熱煙霧制品中是常見的。
由于煙草香料和任何附加的煙霧形成物質(zhì)在物理學(xué)上與燃燒劑元件相分離，因此它們處于比由燃燒的燃燒劑產(chǎn)生的溫度基本上更低的溫度下，由此將熱降解的可能性降至最小程度。
在較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的短碳質(zhì)燃燒劑元件、熱傳導(dǎo)件、絕緣裝置和包裹材料與煙霧發(fā)生裝置相配合，從而提供了一種能在基本上每一次噴煙時產(chǎn)生大量煙霧的系統(tǒng)。在幾次噴煙后火焰焰心與煙霧發(fā)生裝置的緊密相鄰以及所述絕緣裝置使得在噴煙期間和在噴煙之間的較長期的冒煙期間，產(chǎn)生了高的熱釋放。
參照圖2，顯示了上述類型的采用較佳的內(nèi)包裹物/外包裹物結(jié)合的吸煙制品的未點(diǎn)燃型式，其包裹物層的厚度被放大，這里可看出，碳燃燒劑源10和其周圍的絕緣纖維外套16被包裹上一種內(nèi)包裹物17a和一種外包裹物17b。在圖3中，顯示了相同制品的剛點(diǎn)燃型式，即在端部點(diǎn)燃制品和噴煙2或3次之后不久，這樣就使燃燒劑源10的大部分進(jìn)行燃燒并達(dá)到溫度為大約800-900℃。除了在鄰近燃燒劑元件10處有一些收縮外，絕緣纖維外套16的尺寸基本上保持不變，內(nèi)包裹物17a和外包裹物17b已燒蝕至包套12和燃燒劑元件10的接合處19附近，內(nèi)包裹物17a的燒毀區(qū)域8已被轉(zhuǎn)變成基本上非附著的無機(jī)灰，它是多孔的;外包裹物17b的相應(yīng)區(qū)域已被轉(zhuǎn)變成一種堅固的粘附性灰白色灰9，它的作用是容納和暗化區(qū)域8的松散灰和絕緣纖維外套16，灰9最好具有如此的強(qiáng)度和附著性，使得當(dāng)將所述吸煙制品在煙灰缸上用力敲打或碰擊時，灰不會去除，這樣就防止了伴隨常規(guī)燃燒著的香煙產(chǎn)生的熟悉的不整潔?？梢钥吹?，煙灰9與通常香煙灰的外觀相似，它具有所希望的美學(xué)的質(zhì)量。(這是通過在煙灰9和外包裹物17b的未燒毀部分之間存在有特征炭線15而增強(qiáng)的。)另外，煙灰9表現(xiàn)出區(qū)別于常規(guī)香煙包裹物所獲得的煙灰的受控制的透過性，該性能使得當(dāng)從開始點(diǎn)燃(圖3)到所述元件燒毀期間從吸煙制品噴煙時，燃燒劑元件10的燃燒速率得到“控制”。
更佳的是，僅在外包裹物中就達(dá)到所需的透過性，即當(dāng)與外包裹物灰相比較時，所述內(nèi)包裹物的灰(如果有的話)不應(yīng)給空氣流動提供任何明顯的阻力。
兩種包裹物最好都在點(diǎn)燃吸煙制品不久熄滅，并較佳地應(yīng)在3次或4次噴煙后“熄滅”，以得到象剛點(diǎn)燃香煙(5-8mm長)那樣的煙灰的外觀，在包括內(nèi)包裹物和外包裹物的纖維素組分短暫燃燒期間，該燃燒過程的少量產(chǎn)物可由品煙師品嘗出，品嘗結(jié)果是在第一次從吸煙制品噴煙時提供某些“燃燒紙”香味特征，這些可能有害的香味特征可通過在包裹材料中加入少量公知的香料(例如薄荷腦、香蘭素)而得到改善。
可供選擇的是，通過加入少量百分?jǐn)?shù)(例如重量比為1%至2%，以總包裹物為基準(zhǔn))某些試劑，也有可能改善燃燒過程以得到較不辣的煙。這些試劑包括兩種類型已知的包裹物添加劑，第一種類型包括固體氧化劑諸如硝酸鉀或氯酸鉀，另外包括低熔點(diǎn)、非揮發(fā)性路易斯酸諸如磷酸二氫銨、多磷酸(HOP3)X及其銨鹽。第二種類型將煙的氣味由高辣性改良至常伴隨燃燒著的單糖產(chǎn)生的適宜的甜味。
通常，可用于較佳實(shí)施例的可燃燒的燃燒劑元件具有不超過常規(guī)香煙(即小于或等于8mm)的直徑，它們的長度通常小于約30mm。有利的是，燃燒劑元件的長度為約15mm或更小，較佳為約10mm或更小。有利的是，燃燒劑元件的直徑在約2mm至8mm之間，較佳為約4mm至6mm，這里所用的燃燒劑元件的密度通?？稍诩s0.7g/cc至約1.5g/cc范圍內(nèi)，較佳地是，其密度大于約0.85g/cc。
用于燃燒劑元件形成的較佳材料為碳，較好的是，這些燃燒劑元件的碳含量為至少60至70%，最好為約80%或更多(重量百分?jǐn)?shù))。較佳選擇高含碳量燃燒劑元件，這是因?yàn)樗鼈冎划a(chǎn)生極少的熱解和極少的不完全燃燒產(chǎn)物、很少或沒有可看得見的支流煙、極少的灰，并且具有高的熱容。然而，也可使用低碳含量燃燒劑元件，例如約50至60%(重量)，特別當(dāng)使用少量煙草、煙草萃取物或不燃燒的惰性填充料時。在上述參考的專利申請中，更詳細(xì)地描述了較佳的燃燒劑元件。
實(shí)施本發(fā)明中所用的煙霧發(fā)生裝置在物理學(xué)上與燃燒劑元件分離，物理學(xué)上分離是指包含煙霧形成材料的基體、容器或室與燃燒劑元件不混合或部分混合，這種安排有助于減少或消除了煙霧形成物質(zhì)的熱解和支流煙的存在。盡管不是燃燒劑元件的一部分，所述煙霧發(fā)生裝置較佳地為與燃燒劑元件鄰接、聯(lián)接或以其他方法與其鄰近，以使燃燒劑和煙霧發(fā)生裝置呈傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系，較佳的是，通過提供一個由燃燒劑元件的點(diǎn)火端凹入的熱傳導(dǎo)件諸如金屬箔，可實(shí)現(xiàn)上述傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系，該熱傳導(dǎo)件有效地將熱從燃燒著的燃燒劑元件傳導(dǎo)或轉(zhuǎn)移到煙霧發(fā)生裝置。
所述煙霧發(fā)生裝置最好與燃燒劑元件的點(diǎn)火端間隔不超過15mm，煙霧發(fā)生裝置的長度可從約2mm變化至約60mm，較佳從約5mm至40mm，最好從約20mm至35mm，煙霧發(fā)生裝置的直徑可在約2mm至約8mm范圍內(nèi)變化，較佳地在約3mm至6mm范圍內(nèi)變化。
較佳的是，煙霧發(fā)生裝置包括運(yùn)載一種或多種煙霧形成物質(zhì)的一種或多種熱穩(wěn)定材料，如這里所述，“熱穩(wěn)定”材料是一種材料，它能承受雖高但能控制的高溫，例如從約400℃至約600℃，它最終存在于燃燒劑附近，沒有顯著的分解或燃燒，這種材料的使用被認(rèn)為是有助于保持了煙霧的簡單“煙”化學(xué)性質(zhì)，這由較佳實(shí)施例中Ames試驗(yàn)活性的缺乏而得到證實(shí)。盡管不是較佳的選擇，其他煙霧發(fā)生裝置諸如熱破壞微囊或固體煙霧形成物質(zhì)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這里假定它們能夠釋放出足夠的煙霧形成蒸氣。
可用作煙霧形成物質(zhì)的載體或基體的熱穩(wěn)定材料為該技術(shù)領(lǐng)域熟練人員所公知，有用的載體應(yīng)是多孔的，并必須能夠在由燃燒劑加熱后保留煙霧形成化合物和釋放出潛在的煙霧形成蒸氣，有用的熱穩(wěn)定材料包括碳吸附劑諸如多孔級碳、石墨、活性或非活性碳等等，例如可由UnionCarbide公司獲得的PC-25和PC-60以及可由Calgon公司獲得的SGL碳。其他合適的材料包括無機(jī)物固體，諸如陶瓷、玻璃、氧化鋁、蛭石、例如膨潤土的粘土或其混合物，其中較佳選用碳和氧化鋁基體。
一種特別有用的氧化鋁基體是一種高表面積的氧化鋁(約280m2/g)，諸如可由W.R.Grace & Co公司Davision化學(xué)分公司獲得的標(biāo)名為SMR-14-1896的牌號。該氧化鋁(-14至+20美國標(biāo)準(zhǔn)篩目)最好在高溫下如1000℃以上，較佳地為約1400℃至1550℃燒結(jié)約1小時，然后在使用前經(jīng)過適當(dāng)洗滌和干燥。
煙霧形成物質(zhì)或用在本發(fā)明制品中的物質(zhì)必須能夠在由燃燒著的燃燒劑元件加熱后在煙霧發(fā)生裝置的溫度下形成煙霧。這些物質(zhì)最好是非煙草、不含水的煙霧形成物質(zhì)，并由碳、氫和氧構(gòu)成，但它們也可包括其他物質(zhì)。這些物質(zhì)可以呈固體、半固體或液體狀態(tài)，所述物質(zhì)和/或各種物質(zhì)的混合物的沸點(diǎn)或升華點(diǎn)可以為直至約500℃，具有這些特性的物質(zhì)包括多元醇諸如甘油、三甘醇和丙二醇以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯諸如硬脂酸甲酯、十二烷二酸二甲酯、十四烷二酸二甲酯等。
較佳的煙霧形成物質(zhì)為多元醇或多種多元醇的混合物，更好的煙霧形成物質(zhì)選自甘油、三甘醇和丙二醇。
當(dāng)將基體材料用作載體時，可通過任何已知的工藝以足夠能透過或涂覆所述材料的濃度將煙霧形成物質(zhì)分散到基體上或基體中，例如，可通過浸漬、噴涂、蒸氣淀積或類似工藝將煙霧形成物質(zhì)以全濃度或稀釋溶液涂敷上去，在最終基體形成之前，可將固體煙霧形成組分與基體材料混合并均勻徹底地分布。
盡管煙霧形成物質(zhì)的裝載量將依賴于不同的載體和不同的煙霧形成物質(zhì)而變化，但液態(tài)煙霧形成物質(zhì)的量通?？稍诩s20mg至約140mg范圍內(nèi)變化，其中較佳為從約40mg至約110mg。載負(fù)在基體上的盡可能多的煙霧形成劑應(yīng)以WTPM排放給使用者。較佳的是，將載在基體上的超過約2%(重量)、更佳為超過約15%(重量)、最好為超過約20%(重量)的煙霧形成劑以WTPM排放給使用者。
所述煙霧發(fā)生裝置也可包括一種或多種揮發(fā)性香料，諸如薄荷腦、香蘭醛、人造咖啡、煙草萃取劑、尼古丁、咖啡因、液劑和其他給煙霧予香味的試劑。它也可包括任何其他所需的揮發(fā)性固體或液體物質(zhì)。可供選擇的是，可將這些供選擇的試劑放入嘴端部分或放在可選擇性的煙草料中。
一種特別優(yōu)選的煙霧發(fā)生裝置包括上述包含噴霧干燥的煙草萃取劑、乙酰丙酸或葡糖五乙酸鹽、一種或多種香料和一種煙霧形成劑諸如甘油。
可將煙草料從燃燒劑元件順流加入使用，在這種情況下，熱蒸氣從煙草中掠過以從煙草萃取和餾出揮發(fā)性組分而不產(chǎn)生燃燒或明顯的熱解，因此，使用者吸到一種包含天然煙草味和香味的煙霧，而沒有由常規(guī)香煙產(chǎn)生的很多的燃燒產(chǎn)物。
這里所揭示類型的制品可被用作或改進(jìn)用作藥品供給制品，用于供給揮發(fā)性藥理學(xué)或生理學(xué)的活性材料諸如麻黃堿、二羥苯基異丙氨基乙醇、特普他林或類似物質(zhì)。
用作煙霧發(fā)生裝置容器的熱傳導(dǎo)材料典型地是一種金屬箔諸如鋁箔，其厚度從小于約0.01mm至約0.1mm或更大之間變化。傳導(dǎo)材料的厚度和/或類型可以變化(例如由UnionCarbide公司獲得的Grafoil)以達(dá)到所需的熱交換程度。
如在圖1中圖示的實(shí)施例所示，熱傳導(dǎo)件最好與燃燒劑元件的尾部接觸或重疊，并可形成包圍本發(fā)明煙霧產(chǎn)生基體的容器或包套。較佳的是，所述熱傳導(dǎo)件延伸至不超過燃燒劑元件長度的一半，更佳的是，所述熱傳導(dǎo)件與燃燒劑元件尾部重疊或接觸的長度不超過約5mm，，最好為2-3mm。這種類型較佳的凹入件不妨礙燃燒劑元件的點(diǎn)火或燃燒特性，當(dāng)這些部件已被燒至與傳導(dǎo)件的接觸點(diǎn)時，通過起散熱裝置的作用，而有助于使燃燒劑元件熄滅，即使在燃燒劑元件燒毀后，這些部件也不會從制品的點(diǎn)火端伸出。
最好由一層或多層絕緣材料將用于較佳吸煙制品的絕緣件或絕緣層成形為一種彈性外套，較為有利的是，該外套為至少約0.5mm厚，較佳為至少約1mm厚。較佳的是，該外套延伸至超過燃燒劑元件長度的約一半(如果不是全部長度的話)。更好的是，它也可在燃燒劑元件和用于煙霧發(fā)生裝置的包套的大致全部外緣上延伸。如圖1的實(shí)施例所示，可采用不同的材料來絕緣本制品的這兩個部件。
當(dāng)前較佳選用的絕緣材料，特別是用于燃燒劑元件的絕緣材料為陶瓷纖維諸如玻璃纖維。較好的玻璃纖維為Toledo，Ohio的Owens-Corning公司生產(chǎn)的牌號為6432和6437的實(shí)驗(yàn)用材料，其軟化點(diǎn)為約650℃。也可使用其他合適的絕緣材料，其中較佳為不可燃燒的無機(jī)材料。
在最佳實(shí)施例中，盡管能在使用時以例如香煙支持器形式給嘴端部分單獨(dú)提供可任意處理的燃燒劑/煙霧發(fā)生心子，燃燒劑和煙霧發(fā)生裝置將被連接到嘴端部分上，所述嘴端部分將經(jīng)蒸發(fā)的煙霧形成物質(zhì)導(dǎo)入使用者的口中，由于其長度為約35至50mm，它也使由火焰焰心產(chǎn)生的熱遠(yuǎn)離使用者的嘴和手指，并且使熱煙霧在到達(dá)使用者之前有一些冷卻。
合適的嘴端部分相對于煙霧形成物質(zhì)應(yīng)是惰性的，它應(yīng)通過冷凝或過濾而提供最小的煙霧損失，并應(yīng)能夠承受與本制品的其他部件的界面上的溫度。較佳的嘴端部分包括圖1的煙草薄片-熔化吹制纖維的結(jié)合物和在歐洲專利公布號174，645號212，234中揭示的嘴端部分。
為了使煙霧排出(它可另外通過透過制品的輻射狀(即外部的)空氣滲透稀釋)達(dá)到最大，可在煙霧發(fā)生裝置和嘴端之間使用一種無孔紙。
可將紙諸如這些在香煙和/或紙領(lǐng)域中已知的紙和這些紙的混合物用于各種不同的功能作用，用于本發(fā)明制品中較佳的紙包括以脫唇紙作為尖端的RJRArcher公司的8-0560-36、由PisgahForestNC.的Ecusta公司制造的Ecusta646PlugWrap和ECUSTA30637-801-12001以及Kimberly-Clark公司的紙P850-186-2、P1487-184-2和P1487-125。
由本發(fā)明較佳制品產(chǎn)生的煙霧在化學(xué)上是簡單的，它基本上由空氣、碳的氧化物、包括任何所需的香料或其他所需揮發(fā)性材料的煙霧形成劑、水和微量其他物質(zhì)。由本發(fā)明較佳制品產(chǎn)生的WTPM不具有誘變性，這是由Ames試驗(yàn)測得的，即在由本發(fā)明較佳制品產(chǎn)生的WTPM和存在于暴露于這種制品的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)微生物中的回復(fù)體數(shù)量之間沒有顯著的相應(yīng)關(guān)系。根據(jù)Ames試驗(yàn)的支持，顯著量的相關(guān)響應(yīng)表明在所試驗(yàn)的產(chǎn)物中存在誘變性物質(zhì)，見Ames等Mul.Res.，31∶347-364(1975);Nagao等，Mut.Res.，42∶335(1977)。
由本發(fā)明較佳實(shí)施例帶來的又一個好處是，與常規(guī)香煙產(chǎn)生的煙灰相比，在使用中所產(chǎn)生的煙灰較少。當(dāng)將較佳的碳燃燒劑元件燃燒時，它基本上被轉(zhuǎn)化成碳的氧化物，伴隨產(chǎn)生很少的煙灰，因此，沒有必要在使用所述制品時清除灰。
參考下列例子，將進(jìn)一步闡明本發(fā)明包裹物材料在香煙狀吸煙制品中的使用，下列例子將有助于理解本發(fā)明，但不應(yīng)將它們認(rèn)為是其限制。除非另外規(guī)定，這里報道的所有百分?jǐn)?shù)都是重量百分?jǐn)?shù)。所有溫度都表示為攝氏溫度，并且未經(jīng)過修正。
例1以下列方式制造圖1所示類型的吸煙制品。
A.燃燒劑源制備具有表觀(松)密度為約0.86g/cc的燃燒劑元件(長為10mm，外徑為4.5mm)由碳(90%重量百分?jǐn)?shù))、羧甲基纖維素鈉SCMC粘結(jié)劑(10%重量)和K2CO3(1%重量)制備而得。
通過在氮?dú)夥障拢谝约s每小時10℃的逐步升溫速率使溫度升至最終碳化溫度750℃下使不包含滑石的大草原加拿大牛皮紙(GrandPrairieCanadianKraft)級的硬木紙?zhí)蓟?br> 在氮?dú)夥障?，冷至小于約35℃后，將碳研磨至粒度為-200，然后將粉末化的碳加熱到直至約850℃的溫度以去除揮發(fā)性物質(zhì)。
在氮?dú)夥障略倮渲列∮诩s35℃后，將碳研磨至一種細(xì)粉末，即一種具有平均顆粒尺寸為從約0.1微米至50微米的粉末。
將該細(xì)粉末與Hercuies 7HF SCMC粘結(jié)劑(9份碳∶1份粘結(jié)劑)、1%(重量)K2CO3和足夠量的水混合以制造一種粘稠的生面團(tuán)狀的膏劑。
燃燒劑元件由這種膏劑擠出而得到，它具有七個中心孔(每個直徑為約0.022英寸)和六個外圍孔(每個直徑為約0.01英寸)。如圖1A所示，中心孔之間的網(wǎng)狀物厚度或間隔為約0.008英寸，外網(wǎng)狀物平均厚度(外緣和外圍孔之間的距離)為0.019英寸。
然后在成形后，在氮?dú)夥蘸?00℃下將這些燃燒劑元件烘烤三小時。
B.噴霧干燥萃取劑將管道烘烤煙草的混合物研磨至中等顆粒的粉末，在一個不銹鋼容器中以每加侖水約1至1.5磅煙草的濃度用水將其萃取，萃取過程在室溫下進(jìn)行，并進(jìn)行機(jī)械攪拌約1小時至約3小時，對混合物進(jìn)行離心分離以去除懸浮的固體，并通過連續(xù)地將所述水溶液用泵打入常規(guī)噴霧干燥機(jī)諸如AnhydroSizeNo.1(其中進(jìn)口溫度為約215-230℃)和在干燥機(jī)出口處收集干燥的粉末材料，從而將所述含水萃取液噴霧干燥，出口溫度在82°-90℃范圍內(nèi)變化。
C.經(jīng)燒結(jié)的氧化鋁的制備將W.R.Grace & Co.公司的具有粒度為-14至20目(美國)的高表面積氧化鋁(表面積為約280m2/g)在約1400℃至1550℃的加熱溫度下燒結(jié)約1小時，用水對其洗滌并經(jīng)干燥。采用兩步法以所表明的比例將這種經(jīng)燒結(jié)的氧化鋁與表Ⅰ所示的配料合并表Ⅰ氧化鋁68.0%甘油19.0%噴霧干燥的萃取物7.0%調(diào)香劑6.0%總計100.0%調(diào)香劑是一種香料化合物的混合物，它模仿了香煙煙的味覺，這里所用的一種此材料是由瑞士日內(nèi)瓦Firmenich公司獲得的牌號T69-22。
第一步中，將噴霧干燥的煙草萃取物與足夠的水混合以形成一種漿體。然后通過混合而將此漿體施加于上述氧化鋁載體上，直至漿體被氧化鋁均勻吸收。然后將經(jīng)處理的氧化鋁干燥以將其含水量降至約1%(重量)。在第二步中，將這種經(jīng)處理的氧化鋁與表中所列其他配料的結(jié)合物混合直至液體被基本上吸收入氧化鋁載體中。
D裝配用于構(gòu)造圖1吸煙制品的包套由深拉鋁制得，包套的平均壁厚為約0.004英寸(0.01mm)，其長度為約30mm，其外徑為約4.5mm，除了兩個狹縫狀開口(各個約為0.65×3.45mm，間隔約1.14mm)外，容器的尾端被封閉，以使煙霧形成劑輸送給使用者，約310mg上述煙霧產(chǎn)生基體被用于負(fù)載所述包套，將如上制備的燃燒劑元件插入經(jīng)填充的包套，插入深度為約3mm。
E絕緣外套在燃燒劑元件端，用3%(重量)果膠粘結(jié)劑在燃燒劑元件一包套結(jié)合物上包裹上一個長10mm的Owens-Corning6437(具有軟化點(diǎn)為約650℃)玻璃纖維外套，包裹后直徑為約7.5mm。然后用一種內(nèi)包裹物材料(牌號為P780-63-5的Kimberly Clark紙)包裹所述玻璃纖維外套。上述內(nèi)包裹物的基準(zhǔn)重量為約43gm/m2，厚度為約0.065mm，Coresla孔隙率為約8.0cm/min，紙的組成為約70%水合的漂白的牛皮紙漿料和30%碳酸鈣。
F煙草外套通過插入一根探針，而將具有Kimberly-Clark公司P1487-125紙包裹物的直徑為7.5mm的煙草棒(28mm長)改進(jìn)，使得其中具有一個直徑為約4.5mm的縱向通道。
G裝配將經(jīng)包套的燃燒劑元件一包套結(jié)合物插入煙草棒通道，直到玻璃纖維外套緊靠煙草，由包圍燃燒劑元件/絕緣外套/內(nèi)包裹物結(jié)合物和經(jīng)包裹的煙草棒的外包裹材料而將玻璃纖維和煙草部分連接在一起。外包裹物是牌號為P1768-65-2的Kimberly Clark紙，其基準(zhǔn)重量為約42.5g/m2，Coresla孔隙率為約13cm/min，外包裹物的成份為約70%漂白的牛皮紙漿料、8%緣坡縷土、4%二氧化鈦、18%微玻璃，并包含作為燃燒添加劑的約5%(重量)琥珀酸鉀，也加入少量香料(少于約0.1%重量)。
圖1所示類型的嘴端部分通過結(jié)合兩個部分而構(gòu)成，這兩個部分是(1)卷集的Kimberly-Clark公司生產(chǎn)的牌號為P144-185GAPF的煙草薄板材料(10mm長，直徑為7.5mm)部分，其上由Kimberly-Clark公司的P850-186-2紙包裹，它鄰近包套，(2)由Kimberly-Clark公司獲得的牌號為PP-100-F的熔融吹塑的熱塑性聚丙烯纖維部分，它被卷集成一個長30mm、直徑為7.5mm的圓柱體，其上由Kimberly-Clark公司的P1487-184-2包裹。將這兩部分與Kimberly-Clark公司的P850-186-2紙結(jié)合用包裹物合并。
用Ecusta公司30637-801-12001包邊紙的最終包裹物將合并的嘴端部分連接到經(jīng)包套的燃燒劑元件-包套部分上。
如此制備的吸煙制品產(chǎn)生與煙草的煙相似的煙霧，而不存在因煙霧形成材料的燒焦或熱分解引起的任何不希望的味道變差。當(dāng)用這種制品在上述所謂的人為條件下吸煙時，與具有相同結(jié)構(gòu)但沒有內(nèi)包裹物/外包裹物結(jié)合的吸煙制品相比較，最大噴煙中的WTPM值被減小了約25%。這種最大噴煙中的WTPM減少以及由此而引起的噴煙次數(shù)的增加被表示在圖5中。
例Ⅱ以下列方式構(gòu)成與那些在例1中描述的相似的吸煙制品。
A.燃燒劑元件制備將由硬木制得的從Buckeye Cellulose公司，Memphis，TN獲得的大草原加拿大(GPC)牛皮紙粉碎和放入一個直徑為9″、深為9″的不銹鋼爐，用氮?dú)獬錆M爐腔，將爐子溫度升高至200℃并保持2小時，然后以每小時5℃的速率將爐內(nèi)溫度升高至350℃，并在350℃保持2小時，然后再以每小時5℃的速率將爐子溫度升高至650℃，以進(jìn)一步使纖維素?zé)峤到?。再將爐子在此溫度下保持2小時以保證碳的均勻加熱。然后將爐子冷卻至室溫，用“Trost”球磨機(jī)將碳研磨成一種細(xì)粉末(小于400目)，這種粉末化碳(CGPC)的堆密度為0.6g/cm3，氫加氧的含量為4%。
將九份這種碳粉與一份SCMC粉末混合，加入1%(重量)K2CO3，加入水以制得一種稀薄漿液，然后將它鑄成薄板和對其干燥，經(jīng)干燥的薄板然后被研磨成一種細(xì)粉，加入足夠水以制得一種塑性混合物，這種混合物是足夠硬稠的，使得在擠出后保持其形狀不變，例如，一個混合物球在一天后只表現(xiàn)出很微弱的流動趨勢，然后將這種塑性混合物裝入一個室溫間歇擠出機(jī)，用于成形擠出物的陰擠出?？谟绣F形的表面，以促進(jìn)塑性物質(zhì)的平穩(wěn)瀛動，將低壓(小于每平方英寸5噸或7.03×106kg/m2)施加于塑性物質(zhì)上以迫使其通過直徑為4.6mm的陰?？冢缓笫?jié)竦陌粼谑覝叵赂稍镞^夜，為了保證它完全干燥，然后將它放入一個80℃的烘箱并烘烤2小時，此經(jīng)干燥的棒的表觀(松)密度為約0.9g/cc，直徑為4.5mm，其失圓度為約3%。
將干燥的經(jīng)擠出的棒切至長10mm，貫穿所述棒的縱向鉆七個0.5mm大小的孔。
B裝配用于放基體的金屬容器為由Niemand公司獲得的30mm長的繞成螺旋形的鋁管，其直徑為約4.5mm，將每個管子的一端壓扁以形成一個具有一個小孔的端部，大約180mgPG-60，一種顆粒狀石墨被用來填充各個容器，該基體材料載負(fù)有約75mg比例為1∶1的甘油和丙二醇的混合物。在金屬容器充滿后，通過將約2mm燃燒劑棒插入容器的開口端而使容器和燃燒劑棒相接合，然后使各個組件的每一個都與內(nèi)徑為4.5mm、長為35mm的聚丙烯管子接合，此接合是通過將管子的一端插在所述容器的堵塞端上而完成的。
將各個核心組件放在Manniglas1200薄板上(該薄板已在空氣中和約600℃下被預(yù)處理直到約15分鐘以去除粘結(jié)劑)，并對其進(jìn)行滾壓，直到所述制品大約為香煙的外圍，將附加的Manniglas1000雙包裹物包覆到Manniglas1200的周圍。
將陶瓷纖維外套從聚丙烯管子嘴端的10mm處割下，以使醋酸纖維素過濾材料的一段長為10mm的環(huán)形部分能被安置在聚丙烯管子上，用一種常規(guī)粘合劑致密地涂覆該部分的嘴端，從而阻擋了空氣從過濾材料流過。將一個常規(guī)的長為10mm的醋酸纖維素過濾塞與粘合劑相接。
所述陶瓷外套由一層無孔的、不燃燒的、實(shí)驗(yàn)用云母紙包圍，該紙由Corning玻璃廠(CorningNY)獲得，它被認(rèn)為是根據(jù)專利號為4，297，139的美國專利的指導(dǎo)而制備的。在圍繞燃燒劑元件的10mm長的區(qū)域中，該紙被提供有21個直徑為3/32英寸的孔，從而在燃燒劑元件周圍提供約48%開口區(qū)，一種能去除穿孔輸出材料的紙穿孔機(jī)被用來提供所述開口區(qū)，然后用ECUSTA01788穿孔香煙紙包裹整個制品，并將常規(guī)包邊紙包敷于所述嘴端上。
用幾個這種制品在人為條件下吸煙，該吸煙條件由被28秒鐘冒煙隔開的2秒鐘持續(xù)時間的體積為50ml的噴煙構(gòu)成。由圖6可看出，在最大噴煙中的WTPM值顯著減少，減小值為約50%。
當(dāng)使用用于代替云母紙的提供有約48%開口區(qū)的其他穩(wěn)定的隔板材料，諸如重負(fù)載鋁箔和例如1密耳Kapton和2、3密耳Nomex的耐高溫塑料薄膜時，可獲得類似的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種用于具有至少部分被可透過空氣的絕緣層包圍的可燃性燃燒劑元件和物理學(xué)上分開的包括煙霧形成材料的煙霧發(fā)生裝置的吸煙制品的改進(jìn)包裹物，其特征在于所述包裹物包圍至少一部分絕緣層，并包括一種在燃燒劑元件燃燒期間能提供一層可透過性附著層以有助于控制流向燃燒著的燃燒劑元件的外圍空氣量的材料，其中當(dāng)在由被28秒鐘冒煙分隔開的2秒鐘持續(xù)時間的體積為50ml的噴煙構(gòu)成的條件下用吸煙制品吸煙至少六口時，與具有相同結(jié)構(gòu)但沒有包裹物的吸煙制品相比，所述包裹物將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆料物質(zhì)測量時)減少至少約20%。
2.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)包裹物，其特征在于所述包裹物將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少35%。
3.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)包裹物，其特征在于所述包裹物將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少50%。
4.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)包裹物，其特征在于所述包裹物包含足夠量無機(jī)材料以提供所述附著層。
5.如權(quán)利要求4所述的改進(jìn)包裹物，其特征在于所述無機(jī)材料包含穿孔的鋁箔。
6.一種香煙型吸煙制品，其特征在于它包括(a)燃燒劑元件;(b)包括至少一種煙霧形成材料的物理學(xué)上分開的煙霧發(fā)生裝置;(c)包圍至少一部分燃燒劑元件的可透過空氣的絕緣層;和(d)至少部分包圍絕緣層的包裹物，它包括一種能在燃燒劑元件燃燒期間提供附著的可透過性層以有助于控制流向燃燒著的燃燒劑元件的外圍空氣量的可透過性薄板材料。
7.如權(quán)利要求6所述的吸煙制品，其特征在于，當(dāng)在由被28秒鐘冒煙隔開的2秒鐘持續(xù)時間的體積為50ml的噴煙構(gòu)成的條件下用所述吸煙制品吸煙至少六口時，與具有相同結(jié)構(gòu)但沒有包裹物的吸煙制品相比，所述包裹物將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少約20%。
8.如權(quán)利要求7所述的吸煙制品，其特征在于所述薄板材料將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少約35%。
9.如權(quán)利要求7所述的吸煙制品，其特征在于所述薄板材料將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少約50%。
10.如權(quán)利要求6所述的吸煙制品，其特征在于當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)FTC條件下用所述吸煙制品吸煙至少六口時，所述流向燃燒著的燃燒劑元件的外圍空氣量是足夠的以排出每次噴煙至少約0.8mg濕的全部顆粒物質(zhì)。
11.如權(quán)利要求6所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒劑元件為碳質(zhì)的。
12.如權(quán)利要求11所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒劑元件的長度小于約30mm，其直徑小于約8mm。
13.如權(quán)利要求11所述的吸煙制品，其特征在于所述煙霧發(fā)生裝置與所述燃燒劑元件呈傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系。
14.如權(quán)利要求6所述的吸煙制品，其特征在于所述絕緣層的厚度為至少0.5mm。
15.如權(quán)利要求11所述的吸煙制品，其特征在于它進(jìn)一步包括一個與至少一部分燃燒劑元件和至少一部分煙霧發(fā)生裝置接觸的熱傳導(dǎo)件。
16.如權(quán)利要求6所述的吸煙制品，其特征在于所述包裹物包括足夠量的無機(jī)材料以提供所述附著層。
17.如權(quán)利要求16所述的吸煙制品，其特征在于所述無機(jī)材料包括玻璃纖維。
18.如權(quán)利要求17所述的吸煙制品，其特征在于在燃燒期間，所述玻璃纖維熔融而形成附著灰。
19.如權(quán)利要求16所述的吸煙制品，其特征在于所述無機(jī)材料包括穿孔的鋁箔。
20.一種香煙型吸煙制品，其特征在于它包括(a)燃燒劑元件;(b)包括至少一種煙霧形成材料的物理學(xué)上分開的煙霧發(fā)生裝置;(c)包卷至少一部分燃燒劑元件的可透過空氣的絕緣層;和(d)至少部分包卷所述絕緣層的包裹物，它包括一種可透過性薄板材料，當(dāng)將它燃燒以使最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少約20%(當(dāng)與具有相同結(jié)構(gòu)但沒有所述包裹物的吸煙制品相比較時，并當(dāng)在由被28秒鐘冒煙分隔開的2秒鐘持續(xù)時間的體積為50ml的噴煙構(gòu)成的條件下用所述吸煙制品吸煙至少六口時)時，該薄板材料保持附著。
21.一種香煙型吸煙制品，其特征在于它包括(a)燃燒劑元件;(b)包括至少一種煙霧形成材料的物理學(xué)上分開的煙霧發(fā)生裝置;(c)包卷至少一部分燃燒劑元件的可透過空氣的絕緣層;和(d)至少部分包卷一部分絕緣層的包裹物，它包括(ⅰ)在點(diǎn)燃燒劑元件后能燃燒而產(chǎn)生一種高速過性非附著灰的內(nèi)包裹物;和(ⅱ)包括可透過性薄板材料的外包裹物，所述薄板材料在燃燒劑元件燃燒期間提供了一層附著性的可透過性層以利于控制流向燃燒著的燃燒元件的外圍空氣量。
22.如權(quán)利要求21所述的吸煙制品，其特征在于所述外包裹物的附著性質(zhì)是通過包括入作為外包裹物一個組份的足夠量無機(jī)材料而提供的，該無機(jī)材料在燃燒劑元件燃燒期間形成了一種附著灰。
23.如權(quán)利要求22所述的吸煙制品，其特征在于所述無機(jī)材料包括玻璃纖維。
24.如權(quán)利要求21所述的吸煙制品，其特征在于當(dāng)在由被28秒鐘冒煙隔開的2秒鐘持續(xù)時間的體積為50ml的噴煙構(gòu)成的條件下用所述吸煙制品吸煙至少六口時，與具有相同結(jié)構(gòu)但沒有包裹物的吸煙制品相比，所述包裹物將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少約20%。
25.如權(quán)利要求24所述的吸煙制品，其特征在于所述包裹物將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少約35%。
26.如權(quán)利要求24所述的吸煙制品，其特征在于所述包裹物將最大噴煙的煙霧排出量(當(dāng)作為濕的全部顆粒物質(zhì)測量時)減少至少約50%。
27.如權(quán)利要求23所述的吸煙制品，其特征在于在燃燒期間，所述玻璃纖維熔化而形成附著灰。
28.如權(quán)利要求21所述的吸煙制品，其特征在于當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)FTC條件下用所述吸煙制品吸煙至少六口時，所述流向燃燒著的燃燒劑元件的外圍空氣量是足夠的以排出每次噴煙至少約0.8ml濕的全部顆粒物質(zhì)。
29.如權(quán)利要求21所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒劑元件為碳質(zhì)的。
30.如權(quán)利要求29所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒劑元件的長度為小于約30mm，其直徑為小于約8mm。
31.如權(quán)利要求29所述的吸煙制品，其特征在于所述煙霧發(fā)生裝置與所述燃燒劑元件呈傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系。
32.如權(quán)利要求21所述的吸煙制品，其特征在于所述絕緣層的厚度為至少約0.5mm。
33.如權(quán)利要求29所述的吸煙制品，其特征在于它進(jìn)一步包括與至少一部分燃燒劑元件和至少一部分煙霧發(fā)生裝置接觸的熱傳導(dǎo)件。
34.如權(quán)利要求21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，32或33所述的吸煙制品，其特征在于所述包裹物被用一種燃燒添加劑處理。
35.如權(quán)利要求34所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒添加劑數(shù)量為小于約10%(以包裹物的重量為基準(zhǔn))。
36.如權(quán)利要求34所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒添加劑數(shù)量是在約1.0%和6.0%之間的范圍內(nèi)(以內(nèi)包裹的重量為基準(zhǔn))。
37.如權(quán)利要求36所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒添加劑數(shù)量是在約2.5%和4.5%之間的范圍內(nèi)(以內(nèi)包裹物的重量為基準(zhǔn))。
38.如權(quán)利要求34所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒添加劑數(shù)量是在約5.0%和7.5%之間的范圍內(nèi)(以外包裹物的重量為基準(zhǔn))。
39.如權(quán)利要求38所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒添加劑數(shù)量是在約6.0%和6.5%之間的范圍內(nèi)(以外包裹物的重量為基準(zhǔn))。
40.如權(quán)利要求34所述的吸煙制品，其特征在于所述燃燒添加劑是選自由檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、琥珀酸鈉或琥珀酸鉀構(gòu)成的化合物組的堿金屬鹽。
41.如權(quán)利要求21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，32或33所述的吸煙制品，其特征在于所述外包裹物的成份包括40至80%纖維素纖維、約10至30%耐高溫玻璃纖維和約10至30%礦物填料。
42.如權(quán)利要求41所述的吸煙制品，其特征在于所述礦物填料包括約5至15%綠坡縷土和小于約10%二氧化鈦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于吸煙制品的改進(jìn)包裹物以及使用該包裹物的吸煙制品，所述包裹物包卷至少一部分用于燃燒劑元件的絕緣層并包括一種可透過性的薄板材料。使用本發(fā)明包裹物的較佳的吸煙制品有一個短的燃燒劑元件、包括煙霧形成材料的物理學(xué)上分開的煙霧發(fā)生裝置、圍繞燃燒劑元件的絕緣材料、較長的嘴端部分和作為包裹物的薄板材料組合，它包括內(nèi)包裹物和外包裹物。
文檔編號A24B15/16GK1044391SQ88106259
公開日1990年8月8日 申請日期1988年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1987年8月25日
發(fā)明者路歇爾·J·巴那斯, 卡門·波爾·狄格瑞高利, 唐那德·法蘭西斯·杜洛歇, 勞埃德·喬治·卡斯堡 申請人:R·J·雷諾茲煙草公司