專利名稱：煙制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及香煙和諸如雪茄、煙斗的其它煙制品，以及諸如此類的制品，特別地涉及采用相對(duì)低的溫度熱源加熱煙草以產(chǎn)生煙草香味或煙草香味的煙霧的煙制品。
本發(fā)明的較佳的煙制品可以提供使用者煙的感覺(如煙的味道、感覺、滿足、愉悅以及諸如此類)，而無需燃燒煙草或任何其它材料，并不產(chǎn)生支流煙霧或臭味，也不產(chǎn)生諸如一氧化碳的燃燒產(chǎn)物。此處所用的術(shù)語“煙制品”包括香煙、雪茄、煙斗以及諸如此類用煙草的各種形式。
通過多年來對(duì)燃燒煙草的煙產(chǎn)品的改進(jìn)和替換，已提出了許多煙制品。
例如，許多人已提出了許多煙草替代吸煙材料，這些材料基本上在Rainer等人的美國(guó)專利號(hào)4，079，742中，可被找到。在70年代，牌號(hào)Cytrel和NSM作為煙草替代吸煙材料被傳入歐洲，但沒有實(shí)現(xiàn)任何長(zhǎng)期的商品化的成功。
其它許多人提出了產(chǎn)生香味蒸汽和/或可見的煙霧的煙制品。大部分這類制品采用可燃燒的燃料源以提供煙霧和/或加熱煙霧，參見例如Banerjee等的在美國(guó)專利號(hào)4，714，082所引用的背景技術(shù)。
然而，盡管十年的關(guān)心和努力還沒有一個(gè)人已開發(fā)成功提供結(jié)合香煙或煙斗煙感覺的、不釋放值得考慮數(shù)量的不完全燃燒和熱解產(chǎn)物的煙制品。
最近，在轉(zhuǎn)讓給R.J.雷諾茲煙草公司的歐洲專利公布號(hào)174，645和212，234和美國(guó)專利號(hào)4，708，151、4，714，082和4，756，318中描述的煙制品可提供結(jié)合香煙和煙斗煙感覺的、不燃燒煙草或不釋放值得考慮數(shù)量的不完全燃燒產(chǎn)物的煙制品。這類制品依靠燃料單元燃燒產(chǎn)生熱，導(dǎo)致某些燃燒產(chǎn)物的產(chǎn)生。
過了幾年，已提出了許多應(yīng)用各種形式的能以蒸發(fā)或加熱煙草或設(shè)法提供不燃燒任何物質(zhì)的香煙或煙斗的感覺。作為例子，在McCormick的美國(guó)專利2，104，266中提出一種具有電阻圈的煙斗或煙嘴與香煙配合。在這類制品的使用前，煙斗用煙草填充或煙嘴與香煙配合。然后電流通過電阻圈。電阻圈產(chǎn)生的熱傳至煙斗或煙嘴中的煙草導(dǎo)致從煙草中各種成分的揮發(fā)。
在美國(guó)專利3，258，015和Ellis等的澳大利亞專利276，250中，提出它們中其它的例子，一種具有與諸如細(xì)分的氫化鋁、氫化硼、氧化鈣或完全活化的分子篩的引火物混合的切細(xì)的或細(xì)碎的煙草的煙制品。在使用時(shí)，制品一端浸入水中，引起引火材料發(fā)熱，據(jù)說加熱煙草至200℃至400℃之間的溫度，使煙草釋放可揮發(fā)的物質(zhì)。Ellis等同時(shí)提出一種包括切細(xì)的或細(xì)碎的煙草與密封的引火材料諸如細(xì)分的金屬顆粒分離的煙制品。在使用時(shí)，將該金屬顆粒暴露于空氣中以產(chǎn)生熱，據(jù)說加熱煙草達(dá)200℃至400℃之間的溫度，以釋放從煙草中的煙霧形成物質(zhì)。
在Nilsson等的PCT公開號(hào)W086/02528中提出一種類似于Mccormick描述的煙制品。Nilsson等提出一種從已用碳酸鈉水溶液處理過的煙草材料中釋放揮發(fā)物的制品。該制品類似香煙嘴，并據(jù)說包括電池操作的加熱線圈以加熱插在其中非鑲端的香煙，空氣通過該裝置，據(jù)說經(jīng)受的提升的溫度低于煙草燃燒的溫度，并從其中包含的處理過的煙草釋放煙草香味。Nilsson等同時(shí)提出了通過二種液體混合產(chǎn)生熱的一種替換的熱源。
盡管許多年的關(guān)心和努力，還沒有上述的非燃燒制品實(shí)現(xiàn)任何顯著的商業(yè)上的成功，并相信它還沒有的廣闊的市場(chǎng)。因?yàn)?，相信上述的非燃燒制品沒有能提供使用者具有香煙或煙斗煙的感覺。
于是，提供一種香煙或煙斗煙的許多感覺的、不燃燒煙草或其它物質(zhì)以及不產(chǎn)生任何燃燒產(chǎn)物的煙制品，將是所需要的。
本發(fā)明涉及香煙和其它煙制品，通常地它采用一種非燃燒熱源加熱煙草以提供使用者煙草的香味和其它煙的感覺。本發(fā)明的煙制品不燃燒煙草或任何其它材料，因此不產(chǎn)生任何燃燒或熱解產(chǎn)物包括一氧化碳，并且不產(chǎn)生任何支流煙流或臭味。較佳的本發(fā)明的煙制品產(chǎn)生控制數(shù)量的揮發(fā)的煙草香味和在環(huán)境條件下任何顯著程度的不揮發(fā)的其它物質(zhì)以及這類揮發(fā)的物質(zhì)可提供作為典型的香煙的抽吸的正常數(shù)量的至少抽6至10口。更具體地，本發(fā)明涉及具有由于其中的組分之間的一種或多種放熱的相互作用產(chǎn)生熱的低溫?zé)嵩吹南銦熀推渌鼰熤破?。該煙草在加工形式上可能是在與熱源的熱交換關(guān)系處于物理學(xué)上分離的形式?！拔锢韺W(xué)上分離”的意思是用于提供香味的煙草并不是或不是部分與熱源混合。
該熱源包括至少一種與第二種化學(xué)試制接觸和/或適當(dāng)?shù)募せ羁梢韵嗷プ饔梅艧岬幕瘜W(xué)試劑。較佳地，熱源包括與第二種試劑相互作用的多于一種的試劑。較佳地，該化學(xué)試劑不需要環(huán)境的氧(如大氣)以產(chǎn)生熱。該化學(xué)試劑可以以各種方式結(jié)合或插入熱源。例如這些試劑可以混合在一起，依靠導(dǎo)入的催化劑或引發(fā)劑可引發(fā)相互之間放熱反應(yīng)。另外，各種試劑形成的熱源可以相互間物理學(xué)上分離，而相互間的放熱反應(yīng)通過各種試劑的引燃接觸提供。在另一種情況，在熱源中的試劑可以由插入熱源的第二種試劑提供產(chǎn)生的熱。
通常地?zé)嵩催€包括(ⅰ)分散劑以降低上述化學(xué)試劑的濃度并有助于控制(即限制)化學(xué)試劑的相互反應(yīng)的速率，和/或(ⅱ)相變化材料，通常地它在熱產(chǎn)生期間經(jīng)受從固體狀態(tài)至液體狀態(tài)的可逆的相變化，屢次反復(fù)，開始吸收化學(xué)的相互作用產(chǎn)生的熱并在熱產(chǎn)生的后階段期間釋放熱。該分散劑和/或相變化材料有助于(ⅰ)降低熱源和煙草的最高溫度，以及(ⅱ)在分散劑的情況下，通過限制化學(xué)試劑的相互作用速率，而在材料相變化的情況下，通過吸收和釋放熱，來延長(zhǎng)熱源的壽命。
一種較佳的熱源為固體組分的混合物，它根據(jù)其中某些組分與液體諸如水的相互作用提供所需的熱供給。例如一種氧化鈣、無水硫酸鎂、馬來酸、右旋糖(葡萄糖)和氯化鈉可以與水接觸產(chǎn)生熱。通過硫酸鎂的水合產(chǎn)生熱，同樣水和氧化鈣通過馬來酸的催化反應(yīng)以產(chǎn)生氫氧化鈣。當(dāng)放熱化學(xué)相互作用發(fā)生時(shí)右旋糖(葡萄糖)經(jīng)受從固體至液體的相變化，于是吸收能量。當(dāng)由于化學(xué)的相互作用釋出的熱學(xué)減少時(shí)，該吸收的能量在稍后時(shí)被釋放而該右旋糖(葡萄糖)重新固體化。采用的氯化鈉作為分散劑時(shí)其數(shù)量以充分分散熱源中的各種組分，以在整個(gè)時(shí)間提供控制的組分的相互作用。
另外的較佳的熱源是一種細(xì)分的鋁金屬和顆粒亞硝酸鈉，它們可與氫氧化鈉水溶液接觸產(chǎn)生熱。通過鋁金屬與氫氧化鈉和水反應(yīng)產(chǎn)生熱得到鋁酸鈉和氫。亞硝酸鈉與氫反應(yīng)產(chǎn)生水和氫氧化鈉。因此，與鋁金屬的熱產(chǎn)生反應(yīng)的反應(yīng)劑被再生，這樣在整個(gè)時(shí)間里提供一種控制的熱的產(chǎn)生。
較佳的熱源產(chǎn)生相對(duì)大數(shù)量的熱以迅速加熱至少煙草的一部分至足以揮發(fā)煙草中的香味配料組分的溫度。例如較佳的煙制品采用一種可以加熱至少煙草的一部分至高于約70℃(從熱源激活起的20秒內(nèi))的熱源。較佳的煙制品采用的熱源，它避免過度加熱煙草并保持煙草在所需的溫度約4至8分鐘。例如煙制品的煙草不超過350℃是所需要的，而更佳地在煙制品有用的壽命期間不超過200℃。作為最佳的煙制品，熱源加熱其中的所含的煙草在煙制品有用壽命期間至約70℃和約180℃之間的溫度范圍。
該煙草可以加工或處理過，在使用期間使其中的香味配料組分在使用期間的那種溫度下容易地?fù)]發(fā)。另外，該煙草可以包含或載有廣闊范圍的在使用期間在那種溫度下?lián)]發(fā)的添加的香味配料和煙霧形成物質(zhì)。作為例子，根據(jù)熱源產(chǎn)生的溫度，可以得出該煙制品，添加煙草的香味配料揮發(fā)組分，該香味配料諸如薄荷醇和/或由一種煙霧形成物質(zhì)諸如甘油提供的可見的煙霧。
為了使用本發(fā)明的煙制品，使用者先引發(fā)熱源的組分之間相互作用，并產(chǎn)生熱。熱源組分的相互作用提供充分熱以加熱煙草和煙草香料以及其它從煙草被揮發(fā)的香味配料物質(zhì)。當(dāng)使用者抽吸煙制品時(shí)，揮發(fā)物質(zhì)通過煙制品并進(jìn)入使用者的口中。這樣，提供使用者許多與香煙煙流關(guān)聯(lián)的許多香味和享受而并不燃燒任何材料。
本發(fā)明的煙制品將結(jié)合以下附圖和具體例子作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1和2為本發(fā)明的代表性的香煙具體例子的縱向剖視圖，以及圖1A為在圖1中取剖面線1-1的在圖1中表示的具體例子的橫向剖視圖。
參照?qǐng)D1，香煙10具有長(zhǎng)的、基本上為圓棒形狀。通常地，香煙的長(zhǎng)度為自約70毫米至約120毫米范圍，以及周邊為自約22毫米至約30毫米范圍。
該香煙包括外層結(jié)構(gòu)13，它作為包裝提供隔離性能裝置。如圖1所示，外層結(jié)構(gòu)13可以是一種熱絕緣材料的層，例如發(fā)泡的聚苯乙烯薄片、金屬箔內(nèi)襯的紙片或諸如此類。該外層結(jié)構(gòu)也可以是香煙紙的包裝物，或可以是用紙包裝物(圖中未表示)進(jìn)一步包裝的絕緣外層結(jié)構(gòu)。
在所述的外層結(jié)構(gòu)13內(nèi)被放置一煙草卷，沿香煙的徑向軸線延伸。煙草可以有各種外形，較佳地具有高表面積以與通過其中的進(jìn)入的空氣最大接觸。如圖所表明的，煙草卷可以包含管16的擠壓出的煙草的形式，它可以具有多個(gè)通道20和22徑向地伸展通過或環(huán)繞在那里。
煙草16處于可以由耐熱熱塑性塑料、金屬或諸如此類形成的管狀容器26之中。第二管狀容器30環(huán)繞該第一個(gè)管狀容器26，并可選擇香煙的長(zhǎng)度。該第二個(gè)管狀容器可以由熱塑性塑料材料、金屬箔內(nèi)襯紙板或諸如此類形成。阻擋板33位于管狀容器26和33之間的環(huán)形區(qū)域中靠近管狀容器26的口部，并提供在二個(gè)容器在該區(qū)域中的有效的空氣密封。阻擋板可以由熱塑性塑料材料或諸如此類制成，并可以通過緊密壓緊配合、粘結(jié)或其它此類手段保持在管狀容器26和30之間的地方。
熱源35(以下將詳細(xì)討論)位于管狀容器26和30之間的環(huán)狀區(qū)域。空氣透氣塞38位于相對(duì)于管狀容器26和30之間的香煙的口部位置，并起保持熱源35在所需的位置并定位在煙草16周圍。塞38可以是諸如塑化的醋酸纖維素類的纖維材料或彈性開孔泡沫材料。香煙10包括含口區(qū)域40它可以包括過濾元件43或輸送香味至使用者口中的其它合適的含口部分。過濾器43可以有各種外形并可以由醋酸纖維素、編織聚丙烯絲網(wǎng)、模塑聚丙烯或諸如此類制成。通常，過濾器43具有低的過濾效率。例如，該過濾器可以具有一種諸如擋板構(gòu)形(如圖1中所示)的模塑形狀。特別是，大量的揮發(fā)的香味配料組分通到使用者的口中是最需要的，而少量的香味配料組分沉積在過濾器上。該香煙同時(shí)包括空氣進(jìn)入?yún)^(qū)域46，它相對(duì)于含口區(qū)域40，使空氣能進(jìn)入香煙。
參考圖2，卷制或加裝的香煙10包括諸如香煙紙，將煙草包裹上通常的管狀外包裝13而成較佳地，煙草呈切細(xì)填充料形式。另外，較佳的煙草填充料用香味配料劑滲摻和調(diào)制的。在具有靠近香煙的空氣進(jìn)入?yún)^(qū)域46的開口端52和朝向卷煙口端的密封端54的耐熱卷筒50被裝在卷制的煙草真充物中。卷筒50較佳地由導(dǎo)熱材料諸如鋁或其它金屬材料組成。
在卷筒內(nèi)放置熱源35(將在以下詳細(xì)討論)。熱源材料35通過諸如醋酸纖維素制的透氣塞子38保持在卷筒50中。產(chǎn)生的卷煙有熱源放入其中，但煙草和熱源組分相互物理學(xué)上分離的，一般地具有約50毫米至約90毫米的長(zhǎng)度，和約22毫米至約30毫米的周長(zhǎng)。
過濾元件43是軸向排列的，并位于與卷煙呈銜接的關(guān)系。該過濾元件與卷煙用包邊紙58固定在一起。通常地包邊紙內(nèi)面施用粘結(jié)劑，因此外接該過單元件和卷煙相鄰的區(qū)域。
使用時(shí)，使用者先激發(fā)熱源的放熱相互作用使熱源產(chǎn)生熱。例如一種有效數(shù)量的液體水可以注入熱源，使水與熱源的某些組分能相互作用放熱。產(chǎn)生的熱加溫位于緊密接近熱源的物理學(xué)上分離的煙草，以致在其中呈熱交換關(guān)系。該熱提供煙草用作煙草揮發(fā)的香料組分以及通過煙草攜帶的香味配料組分。該揮發(fā)的物料然后吸入香煙的口端區(qū)域并進(jìn)入使用者口中。這樣給使用者提供許多與香煙煙關(guān)聯(lián)的香味和享受而不燃燒任何材料。本發(fā)明的熱源提供足夠的熱以揮發(fā)煙草的香味配料的組分，并保持煙草的溫度在所需溫度范圍內(nèi)。當(dāng)熱產(chǎn)生完全，煙草開始冷卻以及由此香味配料組分的揮發(fā)降低。然后拋棄香煙或另行處理。
本發(fā)明的煙制品的熱源是由其中的組分之間的一種或多種放熱化學(xué)相互作用產(chǎn)生熱，而不是其中的組分燃燒產(chǎn)生的。此處所用的術(shù)語“燃燒”涉及物質(zhì)的氧化產(chǎn)生熱和碳的氧化物。參見Baker，Prog，Ener.Combust.Sci.，Vol.7，pp.135-153(1981)。另外，本發(fā)明的較佳的非燃燒熱源產(chǎn)生熱是由其中的組分之間的一種或多種相互作用引起，而不需要任何氣態(tài)或環(huán)境氧的存在(即，在環(huán)境氧不存在的情況下)。
根據(jù)其中組分的活性，較佳的熱源快速地產(chǎn)生熱。這樣，在使用者激發(fā)使用的香煙后，產(chǎn)生的熱所加溫的煙草迅速達(dá)到足以揮發(fā)煙草香味配料組分合適數(shù)量的程度。迅速產(chǎn)生的熱同時(shí)保證提供抽吸前期充分的揮發(fā)的煙草香味。典型地，本發(fā)明的熱源包括經(jīng)受放熱相互作用足夠數(shù)量的組分，以加熱至少一部分煙草超過70℃，更佳地超過80℃，自使用者激發(fā)至使用香煙的時(shí)間約在20秒鐘內(nèi)，更佳地在10秒鐘內(nèi)。
較佳的熱源產(chǎn)生的熱在香煙的有用壽命期間使香煙被加熱至所需的溫度范圍。例如當(dāng)香煙激發(fā)使用時(shí)，雖然對(duì)熱源非常迅速地加熱至少一部分煙草超過70℃的溫度是需要的，同時(shí)在香煙的4至8分鐘壽命期間、香煙經(jīng)歷低于約350℃的溫度，較佳地低于約200℃是需要的。于是，一俟熱源達(dá)到足以快速的熱產(chǎn)生以加熱煙草至所需的最低溫度，然后對(duì)余下的熱產(chǎn)生期間熱源產(chǎn)生足以維持煙草一相對(duì)狹窄的和精心控制的溫度范圍。香煙的4至8分鐘壽命的典型的溫度范圍為約70℃和約180℃之間，對(duì)大部分本發(fā)明的香煙為更佳的約80℃和140℃之間。為了防止熱降解和/或過量、過早的煙草香味組分以及煙草所攜帶的添加的香味配料組分的揮發(fā)，控制熱源的最高溫度是必需的。
熱源包括當(dāng)彼此接觸或適當(dāng)?shù)鼗罨瘯r(shí)相互作用放熱的組分。這類組分可以以物理接觸(如混合在一起)，并可通過加熱以及催化劑或引發(fā)劑或諸如此類接觸激活其放熱相互作用。另外，組分可以保持物理上的相互隔離，以及放熱反應(yīng)常常是在有合適的催化劑或引發(fā)劑存在下可以通過組分的接觸來引發(fā)。
高的較佳的相互作用材料是可以與水反應(yīng)放熱的材料。這類反應(yīng)劑的例子是與水反應(yīng)產(chǎn)生熱和得到金屬氫氧化物的金屬氧化物。合適的金屬氧化物包括氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉以及諸如此類和其混合物。其它合適的相互作用組分包括氫化鈣、氮化鈣、氮化鎂、五氧化二磷以及諸如此類。這類其它的反應(yīng)劑，雖然比金屬氧化物稍差，但常?？缮倭坎捎门c金屬氧化物提供快速激發(fā)產(chǎn)生熱量。
其它高的較佳化學(xué)相互作用物是通過水以放熱方式迅速水合的一種。這類相互作用物的例子是諸如硫酸鎂、硫酸鋁、無水金屬硫酸鹽氯化鐵、氯化鎂以及諸如此類，和它們的混合物。其它這類相互作用物將是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
水可以和較佳的熱源組分相互作用產(chǎn)生熱。其它液體諸如低級(jí)醇(例如乙醇)和多元醇(即丙三醇)及其與水的混合物可用于某些場(chǎng)合。水和熱源的其它相互用的組分的接觸可以以各種方式達(dá)到。例如，當(dāng)熱源需要活化時(shí)，可以將水注入熱源中。另外，液體水可以被包含在一種容器分離劑中，來自諸如可破裂的膠囊或微膠囊熱源的其它組分，以及該容器必需在水與其它熱源組分接觸時(shí)可以破裂。另外，水可以用多孔芯帶以控制的方式通過熱源剩余的部分提供。在另外的例子中，相互作用的組分放熱反應(yīng)所需的水可以通過和金屬氧化物混合的通常為固體、完全水合的鹽(如硫酸鋁鉀十二水合物)提供。該水可以通過用與熱源(如用香煙打火機(jī))接觸加熱釋放水以及從水合鹽分解轉(zhuǎn)換成。
除了加入水以外，可以采用反應(yīng)放熱的催化或激活組分化學(xué)反應(yīng)的催化劑或激活劑。例如有機(jī)酸諸如馬來酸、棕櫚酸、硼酸或諸如此類，可以與水和/或氧化鈣以足以催化其放熱效應(yīng)的數(shù)量混合以產(chǎn)生氫氧化鈣。當(dāng)催化劑或激活劑與熱源固體組分混合時(shí)，該催化劑或激活劑呈固體形狀是較佳的。
該熱源同時(shí)包括一種分散劑以提供物理上空間的相互作用物組分，特別當(dāng)至少一種相互作用物組分具有固體形狀時(shí)。較佳的分散劑在組分的放熱相互作用上基本上是惰性的。較佳地，分散劑采用通常地呈固體的形式，顆粒形狀是為了(ⅰ)，保持反應(yīng)物組分呈空間間隔關(guān)系以及(ⅱ)，在熱產(chǎn)生期間使氣體諸如水蒸所從熱源流通和逃逸。分散劑的例子為無機(jī)鹽諸如氯化鈉、氯化鉀和無水硫酸鈉;無機(jī)材料諸如細(xì)分的顆粒氧化鋁和氧化硅;碳素材料諸如細(xì)分的顆粒石墨、活性炭和粉狀焦炭以及諸如此類。通常地，正常的固體分散劑在細(xì)粉末至精細(xì)顆粒尺寸范圍，而分散劑的顆粒尺寸可以對(duì)熱產(chǎn)生組分的相互作用的速率起作用，并對(duì)其溫度和相互作用的耐久性起作用。當(dāng)水用作一種化學(xué)相互作用劑時(shí)，分散劑為水溶的無機(jī)鹽諸如氯化鈉，水的數(shù)量以及水溶分散劑為該鹽保持它的結(jié)晶形狀的數(shù)量是必需的。
該熱源較佳地包括一種相變化或熱交換材料。這類材料的例子為糖類諸如右旋糖(葡萄糖)、蔗糖以及諸如此類，在使用時(shí)自熱源達(dá)到的溫度范圍內(nèi)從固體變至液體并再變回去。其它的相變化劑包括選自蠟或蠟的混合物，以及無機(jī)材料諸如氯化鎂。這類材料吸收相互作用物組分的相互作用放熱時(shí)的熱，可通過熱源控制最高的溫度。尤其是糖類根據(jù)其應(yīng)用的熱和被吸收的熱經(jīng)受從固體至液體的相變化。然而，相互作用的組分的放熱化學(xué)相互作用接近完成以及由此熱的產(chǎn)生降低后，通過相變化材料吸收的熱可以釋放(即相變化材料從液體變成固體)，由此可延長(zhǎng)香煙的有用壽命。相變化材料諸如蠟類，當(dāng)加熱時(shí)具有粘的液體形式，也可起分散劑作用。
熱源的各種組分的相對(duì)數(shù)量可變化并常常根據(jù)所需熱的最小和最大數(shù)量所需熱產(chǎn)生的整個(gè)時(shí)間周期以及諸如此類等因素而定。例如當(dāng)水與一種金屬氧化物和無水金屬硫酸鹽混合物接觸，所需水為足以完全水合該無水金屬硫酸鹽和與金屬氧化物化學(xué)當(dāng)量反應(yīng)的數(shù)量。另外，在香煙的壽命期間，充分和水相互作用的產(chǎn)生足夠的熱量以有效加熱香味配料的煙草組分揮發(fā)的金屬氧化物和金屬硫酸鹽是必需的。通常地，這類熱源的固體部分的重量為少于2克，而一般重量在約0.5克至約1.5克。
其它較佳的熱源可由混合的顆粒鋁和/或鎂金屬和顆粒亞硝酸鈉和/或硝酸鈉提供，而得到的混合物可以和氫氧化鈉水溶液接觸以產(chǎn)生熱。典型地，該熱源的固體部分的重量自約50毫克至約300毫克。熱源的固體部分通常與約0.05毫升至約0.5毫升的約5%至50%(重量)的氫氧化鈉水溶液接觸。
通常地，較大的鋁或鎂顆粒提供產(chǎn)生較低的引發(fā)量的熱的化學(xué)反應(yīng)，但它在一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間周期中，保持中等高水平的熱產(chǎn)生。另外，用相對(duì)濃的氫氧化鈉水溶液提供產(chǎn)生相對(duì)高的激發(fā)溫度的反應(yīng)。然而，添加一種緩沖劑，諸如鉀，至反應(yīng)混合物推遲激發(fā)的溫度的產(chǎn)生，甚至雖然相互作用的組分已經(jīng)接觸(即雖然氫氧化鈉溶液已加入至鋁和亞硝酸鈉混合物)。另外，添加堿，諸如顆粒氫氧化鋇或氫氧化鈣至熱源的固體部分提供在貯存時(shí)不易產(chǎn)生熱的反應(yīng)混合物。但當(dāng)與諸如熱的另一適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑的氫氧化鈉水溶液接觸時(shí)，產(chǎn)生非常大的初始的熱量。
雖然可以采用其它形式的煙草，作為切絲填充料可采用卷制的或填充加裝煙草。作為例子，可以采用的煙草如弄斷的或碎條的煙草壓層物，復(fù)制的煙草、體積膨脹煙草、加工過的煙草基或其混和物。同時(shí)也可采用擠壓的煙草材料或其它形狀的煙草，諸如煙草萃取物、煙草末或諸如此類。煙草萃取物包括煙草香精、煙草芳香油、噴霧干燥的煙草萃取物、冷凍干燥萃取物以及諸如此類。加工過的煙草諸如用碳酸氫鉀或碳酸鉀處理過的煙草，由此根據(jù)施加的熱容易釋放特別所需的香味配料組分。通常地，在香煙中的煙草重量自約0.2克至約1克范圍。
煙草可以和香味配料劑諸如薄荷醇、香草素、巧克力、甘草、肉桂醛、麥芽酚、genaniol、水楊酸甲酯、乙酰基-2-乙?；?吡嗪以及諸如此類;以及煙草香味矯正劑諸如乙酰丙酸。這類香味配料劑可以由煙草攜帶或位于煙制品中(例如呈分離的物質(zhì)，位于具有熱源的熱交換媒質(zhì)的熱交換關(guān)系中或在過濾器中)。如果需要，該揮發(fā)和產(chǎn)生可見煙霧的物質(zhì)，可置于煙制品中具有熱源的熱交換媒質(zhì)中。作為例子，一種有效數(shù)量的甘油可由煙草攜帶。
以下提供的實(shí)施例為了進(jìn)一步說明本發(fā)明。而并不是作為限制本發(fā)明的范圍。除了另有說明外，均為重量份數(shù)和重量百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例1基本上如圖1所示的一種香煙由如下述制備A.熱源制備本熱源通過完全地混合36.8份顆粒氧化鈣、10.3份顆粒無水硫酸鎂、5.9份馬來酸、22份粉狀右旋糖和25份顆粒氯化鈉提供。
B.煙草制備將干混合的34.2份烤干煙草末、34.2份的Burley煙草噴霧干燥的水萃取物、8.2份碳酸鉀和1.4份的1∶1的蒼耳膠和槐豆膠的粘合劑連續(xù)地饋入Werner和一個(gè)進(jìn)料區(qū)域和長(zhǎng)徑比PfleidererContinaa3727∶1的雙螺桿擠出機(jī)中。在進(jìn)入擠出機(jī)的第二個(gè)進(jìn)料區(qū)域連續(xù)地在擠出混合物中饋入22份充足的水。擠出機(jī)的桶內(nèi)在擠壓期間保持在約50℃至75℃。
擠出機(jī)的模具有一孔口足以提供具有在圖1A中所示的管子形狀的煙草轉(zhuǎn)換。該退出模具的煙草管有16邊的外表面(在橫截面所看到的)，最大的外徑為4毫米，最小的外徑為3.5毫米而環(huán)形通道(在橫截面所看到的)具有1毫米的直徑。
該連續(xù)的煙草管被干燥到濕含量為12.5%，并切成40毫米長(zhǎng)度。該長(zhǎng)度的擠壓的煙草管提供具有0.32克重量。
C.香煙的裝配在65毫米長(zhǎng)和4.35毫米外徑的聚丙烯管中裝置40毫米長(zhǎng)的擠出的煙草。該聚丙烯管的內(nèi)徑為使擠出的煙草管通過緊密配合保持在聚丙烯管中。
聚丙烯管的一端與從E.I.duPontdeNemours買到的由Delrin制造的短管配合，該短管具有3毫米長(zhǎng)，外徑為7.7毫米以及內(nèi)徑稍微大于聚丙烯管的短管緊密配合的聚丙烯管(即提供基本上空氣緊密密封)。
在二個(gè)聚丙烯管的環(huán)形區(qū)域之間配置1.5克上述說明的熱源，所述的熱源沿制品的長(zhǎng)度延伸約40毫米。
一根7毫米長(zhǎng)的醋酸纖維素管配置在第一和第二聚丙烯管之間。該醋酸纖維素管是一種商業(yè)上可買到的空氣可滲透的管，如來自AmericanFiltronaCorp的SCS-1。
含口部分是具有7.75毫米直徑和5毫米長(zhǎng)的彈性模塑聚丙烯阻擋的含口元件。含口元件緊密配合在香煙的一末端并在聚丙烯管中，由此保持在其中。
制品的長(zhǎng)度用具有厚度約0.8毫米的商業(yè)上可買到的如來自Valcour.Inc的Rollstock的聚苯乙烯泡沫片的包束。
該香煙具有約85毫米的全長(zhǎng)，整個(gè)直徑約9.42毫米，總重約3.0克，并用FiltronaCorp的FTS-300型壓力降測(cè)試儀測(cè)試顯示120毫米水柱壓力降。
D.香煙的使用在香煙的空氣入口端，通過醋酸纖維素管子和在熱源的固體部分插入一小直徑的管子。通過該管將約0.4毫升的水注入距短的Delrin管約2毫米的熱源中。
當(dāng)水注入固體物料中時(shí)熱源開始產(chǎn)生熱。觀察不到燃燒。在7秒鐘內(nèi)，熱源達(dá)到70℃。香煙保持103℃的平均溫度，同時(shí)在大于5分鐘內(nèi)保持85℃至120℃的溫度。
當(dāng)點(diǎn)燃時(shí)熱源產(chǎn)生熱，甚至雖然觀察不到可見的煙霧，該香煙產(chǎn)生的煙草香味在整個(gè)抽吸過程中可吸上10口。
實(shí)施例2下述熱源的制備一種商業(yè)上可買到的蠟(Parafilnt牌號(hào)，Parafilm公司產(chǎn)品)被粉碎至約40至約60目的顆粒尺寸。然后將10克Paratilnt蠟和20克氧化鈣和40克無水硫酸鎂混合。產(chǎn)生的固體混合物用CarverLarboratory壓力機(jī)在15，000磅壓力下壓成具有直徑1英寸和厚度14厘米的圓柱形小片。然后將該小片粉碎成粗粉。約1克粗的粉與約0.5毫升的水接觸以產(chǎn)生熱。
實(shí)施例3下述熱源的制備將具有-325US目的約100毫克的金屬鋁粉與200毫克具有-200US目的粉狀亞硝酸鈉混合。向約75毫克的鋁/亞硝酸鈉混合物加入0.1毫升的20%氫氧化鈉水溶液。該熱源迅速地產(chǎn)生熱并在小于30秒鐘達(dá)到約140℃。該熱源保持高于100℃而低于約140℃約7分鐘。
實(shí)施例4下述熱源的制備將具有-200US目的50毫克金屬鋁粉和150克粉狀亞硝酸鈉混合。向產(chǎn)生的混合物加入0.3毫升的5%的氫氧化鈉水溶液。該熱源迅速產(chǎn)生熱并在約14秒鐘內(nèi)達(dá)到約120℃的溫度。該熱源保持約120℃的溫度約3.5分鐘，和約80℃的溫度約5分鐘。
實(shí)施例5下述熱源的制備將約5克的細(xì)粒的氧化鈣與約3.48克細(xì)粒的硫酸鋁鉀十二水合物混合。將得到的約0.5克混合物與0.5克氧化鈣和0.5克硼酸混合。將該混合物置于一小的試管中并保持在室溫中過夜。第二天，該試管用香煙打火機(jī)的火焰加熱2秒鐘。該熱源迅速產(chǎn)生熱以達(dá)到約100℃，并保持約100℃至約135℃范圍溫度約4分鐘。
實(shí)施例6下述熱源的制備將具有-200US目的約28毫克金屬鋁粉與86毫克細(xì)粒狀的亞硝酸鈉和86克碳酸氫鉀在玻璃管中混合。向產(chǎn)生的混合物加入0.3毫升氫氧化鈉在水中的5%的溶液，在少于1分鐘內(nèi)反應(yīng)劑混合物升高至約50℃，并在50℃保持約15分鐘。然后，反應(yīng)劑混合物開始產(chǎn)生熱，該混合物顯示的溫度從氫氧化鈉溶液加至鋁、亞硝酸鈉和碳酸氫鈉起的約20至30分鐘期間超過90℃。該例子表明熱源的開始的溫度可以被控制，以及熱源的組分在較后時(shí)間可以相互作用以產(chǎn)生熱。
實(shí)例7下述熱源的制備將具有-200US目的約28毫克金屬鋁粉與86毫克細(xì)粒的亞硝酸鈉和86毫克細(xì)粒的氫氧化鋇在玻璃管中混合。向該反應(yīng)混合物導(dǎo)入用香煙打火機(jī)的火焰加熱約3秒鐘。該熱源迅速產(chǎn)生熱并在少于約20秒鐘內(nèi)達(dá)到約320℃的溫度。該熱源發(fā)熱超過約100℃的溫度保持約4分鐘。
權(quán)利要求
1.一種不燃燒煙草的香煙，其特征包括a)煙草；以及b)物理學(xué)上分離的加熱煙草的非燃燒熱源，并包括(i)可與第二種分學(xué)試劑相互作用放熱的第一種化學(xué)試劑，和可與第一種化學(xué)試劑相互作用放熱的第三種化學(xué)試劑，以及(ii)用于第一種試劑的分散劑。
2.一種香煙包括a)煙草;以及b)物理學(xué)上分離的加熱煙草的非燃燒熱源并包括(ⅰ)可與第二種分學(xué)試劑相互作用放熱的第一種分學(xué)試劑，(ⅱ)用于第一種試試的分散劑，(ⅲ)相變化材料。
3.如權(quán)利要求2所述的香煙，其特征在于所述的熱源進(jìn)一步包括與第一種化學(xué)試劑相互作用放熱的第三種分學(xué)試劑。
4.如權(quán)利要求1或2所述的香煙，其特征在于所述的分散劑通常具有固體形狀。
5.如權(quán)利要求1或2所述的煙制品，其特征包括輸送用熱源揮發(fā)的煙草香味至制品使用者口的含口部分。
6.如權(quán)利要求1或2所述的香煙，其特征在于所述的熱源可以加熱至少一部分煙草的溫度從化學(xué)試劑被引發(fā)的相互作用放熱的20秒時(shí)間內(nèi)超過約70℃。
7.如權(quán)利要求1或2所述的香煙，其特征在于所述的熱源在熱源的壽命期間并不加熱煙草至高于約350℃的溫度。
8.一種不燃燒煙草的煙制品，其特征包括a)煙草;以及b)物理學(xué)上分離的加熱煙草的非燃燒熱源，并包括(ⅰ)可與第二種化學(xué)試劑相互作用放熱的第一種化學(xué)試劑，和(ⅱ)用于第一種試劑的通常地為固體的分散劑。
9.如權(quán)利要求8所述的煙制品，其特征在于所述的熱源進(jìn)一步包括相變化材料。
10.如權(quán)利要求8或9所述的煙制品，其特征在于所述的熱源進(jìn)一步包括可與第一種化學(xué)試劑相互作用放熱的第三種化學(xué)試劑。
11.如權(quán)利要求8或9所述的煙制品，其特征在于所述的熱源可以加熱至少一部分煙草的溫度從化學(xué)試劑被引發(fā)的相互作用放熱的20秒時(shí)間內(nèi)超過約70℃。
12.如權(quán)利要求8所述的煙制品，其特征在于輸送用熱源揮發(fā)的煙草香味至制品使用者口的含口部分。
13.一種不燃燒煙草的煙制品，其特征包括a)煙草;以及b)物理學(xué)上分離的加熱煙草的非燃燒熱源，并包括(ⅰ)至少一種可與水相互作用放熱的化學(xué)試劑，和(ⅱ)用于該化學(xué)試劑的通常為固體的分散劑。
14.如權(quán)利要求13所述的煙制品，其特征在于所述的熱源進(jìn)一步包括相變化材料。
15.如權(quán)利要求13所述的煙制品，其特征在于所述的熱源包括至少二種可與水相互作用放熱的試劑。
16.如權(quán)利要求13所述的煙制品，其特征在于所述的熱源可加熱一部分煙草的溫度在化學(xué)試劑用水引發(fā)的放熱相互作用的20秒時(shí)間內(nèi)超過約70℃。
17.一種不燃燒煙草的煙制品，其特征包括a)煙草;以及b)物理學(xué)上分離的加熱煙草的非燃燒熱源，并包括(ⅰ)可與第二種化學(xué)試劑相互作用放熱的第一種化學(xué)試劑，和(ⅱ)相變化材料。
18.如權(quán)利要求17所述的煙制品，其特征在于所述的熱源進(jìn)一步包括可與第一種化學(xué)試劑相互作用的第三種化學(xué)試劑。
19.如權(quán)利要求17或18所述的煙制品，其特征在于所述的相變化材料在制品使用前具有固體形狀。
20.如權(quán)利要求17所述的煙制品，其特征在于所述的熱源可加熱至少一部分煙草的溫度在化學(xué)試劑被引發(fā)放熱的相互作用的20秒內(nèi)超過約70℃。
21.如權(quán)利要求17所述的煙制品，其特征在于包括輸送用熱源揮發(fā)的煙草香味至制品使用者口的含口部分。
22.一種不燃燒煙草的煙制品，其特征包括a)煙草;以及b)物理學(xué)上分離的加熱煙草的非燃燒熱源，并包括(ⅰ)至少一種可與水相互作用放熱的化學(xué)試劑，和(ⅱ)相變化材料。
23.如權(quán)利要求22所述的煙制品，其特征在于所述的可與水相互作用放熱的試劑包括一種金屬氧化物。
24.如權(quán)利要求22所述的煙制品，其特征在于所述的可與水相互作用放熱的試劑包括無水硫酸鎂。
25.如權(quán)利要求22所述的煙制品，其特征在于所述的熱源包括至少二種可與水相互作用放熱的試劑。
26.如權(quán)利要求22所述的煙制品，其特征在于包括輸送用熱源揮發(fā)的煙草香味至制品使用者口的含口部分。
27.一種不燃燒煙草的煙制品，其特征包括a)煙草;以及b)物理學(xué)上分離的加熱煙草的非燃燒熱源，并包括(ⅰ)可相互間進(jìn)行放熱化學(xué)反應(yīng)的第一、第二和第三種化學(xué)試劑，(ⅱ)可與放熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)，以再生與剩余的第一種化學(xué)試劑反應(yīng)的第二和第三種化學(xué)試劑的第四種試劑。
28.如權(quán)利要求27所述的煙制品，其特征在于第一種試劑為鎂和/或鋁，第二種試劑為水，第三種試劑為氫氧化鈉以及第四種試劑為硝酸鈉和/或亞硝酸鈉。
29.如權(quán)利要求27所述的煙制品，其特征在于每支煙的第一種試劑和第四種試劑的數(shù)量自約50毫克至約300毫克的范圍。
30.如權(quán)利要求27所述的煙制品，其特征在于包括輸送用熱源揮發(fā)的煙草香味至制品使用者口的含口部分。
全文摘要
一種通過加熱煙草而不通過燃燒煙草或任何其它材料提供煙草香味的香煙。熱源包括金屬氧化物(如氧化鈣)、無水金屬硫酸鹽(如硫酸鎂)、無機(jī)鹽和糖通過與水接觸產(chǎn)生熱，該熱源產(chǎn)生的熱加熱在熱交換媒質(zhì)中的煙草，從煙草中香味揮發(fā)并進(jìn)入香煙使用者的口中。典型的熱源加熱煙草自70℃至200℃保持4-8分鐘。
文檔編號(hào)A24B13/00GK1043076SQ89108679
公開日1990年6月20日 申請(qǐng)日期1989年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月30日
發(fā)明者旦尼斯·李·鮑脫爾, 馬克·林特賽·拉克爾, 亨利·托馬斯·拉定斯, 安特魯·詹克遜·忻薩鮑夫·Jr, 阿馬斯·依爾·威斯脫馬利萊特, 道納·凱米斯·伍茲, 凱特拉·庫(kù)馬爾·森納奇 申請(qǐng)人:R·J·雷諾茲煙草公司