專利名稱：卷煙制品的燃料、卷煙制品用的氣懸體發(fā)生劑及氣懸體發(fā)生燃料以及卷煙制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類卷煙制品(smoking articles)，具體地講是涉及與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和燃燒方式不同，但外觀仍與傳統(tǒng)卷煙制品相似的卷煙制品。
背景技術(shù)：
許多人曾嘗試過要生產(chǎn)出一種能給吸煙者提供類似于煙葉煙的氣懸體的煙制品。有些想法是集中于想做出一種氣懸體發(fā)生劑，用周圍的燃料如煙絲對氣懸體發(fā)生劑加熱而從氣懸體發(fā)生劑產(chǎn)生出氣懸體煙霧。燃料發(fā)出的煙被擋煙層擋住不能進入吸煙者的口中，而氣懸體煙霧則可輸送給吸煙者。在美國專利3,258,015(Ellis)和3,356,094(Ellis)中可看到這些嘗試。所述第一個專利建議一種卷煙制品，它的外部是用燃料做的圓筒，該燃料具有良好的發(fā)煙燃燒特性，優(yōu)選的材料是煙絲或復(fù)制煙草，該圓筒包圍著一根金屬管，金屬管包含煙葉、復(fù)制煙葉或其它尼古丁和水蒸氣原料。這種制品的主要缺點是當(dāng)煙葉燃料消耗掉時最后會露出金屬管。其它缺點包括會形成大量的煙葉熱解產(chǎn)物和大量的煙葉旁流煙。這一設(shè)計后來在上述第二個專利中作了改進，它的管子采用了例如無機鹽或環(huán)氧樹脂粘合的陶瓷材料來制做，這些材料在加熱時會變脆，吸煙者可象除煙灰一樣把它除掉。在該項發(fā)明中，仍有大量的煙葉熱解產(chǎn)物以及由于煙葉燃燒生成的看得見的旁流煙。
關(guān)于氣懸體吸入裝置，例如歐洲專利申請No.0174645和0339690就描述了一種氣懸體發(fā)生劑，它與燃料元件分隔開，利用傳熱來產(chǎn)生氣懸體。這些發(fā)明的主要特點是，氣懸體發(fā)生劑總是與燃料元件分隔開，并且總是利用從導(dǎo)熱元件的傳熱來加熱，它本身從不燃燒。為此燃料元件總是很短，裝在卷煙制品的一端，保持不與氣懸體發(fā)生劑直接接觸。
其它裝置，以及主要是更新的裝置包括GB1185887(Synectics)、US5,060,667(Strubel)和EPA0405190(R.J.Reynolds)中所述的裝置。在所有這些裝置中，專利權(quán)人都是把燃料元件做成套筒狀，圍繞在氣懸體發(fā)生劑上。
GB1185857向吸煙者提供的基本上是易于吸收的鹽的無機煙，所產(chǎn)生的煙灰則可由吸煙者用通常的方式除去。但是，這種卷煙制品由于在個別部件中有纖維素成分，因此推測它會釋放出一定量的可見旁流煙。
US5,060,667提供了一種含有煙草的燃料元件，它與環(huán)繞在周圍的金屬傳熱管同軸設(shè)置，金屬管在點燃端有一個翻邊，以防止燃燒的煙葉所產(chǎn)生的煙通過外包在傳熱管周圍的香原料。只有從香原料中產(chǎn)生的氣懸體才能傳送給吸煙者。該裝置并不燒毀，而煙葉材料是燃燒掉了，該制品在提供香原料的同時，也產(chǎn)生可見旁流煙，它還使用很大百分比的昂貴材料如煙葉。
EPA0405190尋求提供出一種卷煙制品，它利用使煙葉加熱而不是燃燒來向吸煙者提供吸煙的快樂。該制品多數(shù)包括下列幾部分圓筒形碳質(zhì)燃料段；物理上分隔開的同心設(shè)置在燃料段內(nèi)部的氣懸體發(fā)生劑；位于燃料段與氣懸體發(fā)生劑之間的隔離體，它能基本上杜絕流體流徑向穿越，并可隨著卷煙制品被吸食而任意處置；以及口銜段。由于燃料是呈環(huán)筒形繞在氣懸體發(fā)生劑上的，這就使得下面的做法變得有利就是用一個隔熱套筒把燃料縱向圍繞起來，然后再在套筒外邊用傳統(tǒng)的卷煙紙包卷起來。還提出了一全變通實施方案的主張，它包括一根慢燃的同軸碳質(zhì)燃料，在縱向全長包卷一層隔熱體，隔熱體外又在全長上包卷一層煙葉，煙葉則包在卷煙紙內(nèi)。煙葉只被加熱而不燃燒，這與其它實施方案一致，但與EPA0405190的其它實施方案不同的是，當(dāng)煙葉被燒完時，該裝置并不燒毀。文中沒有描述具體的實際實施方案，因此該實施方案似乎是閉門造車或紙上談兵的建議。專利權(quán)人要實現(xiàn)這一特殊設(shè)想似乎有某些困難有待克服。這一設(shè)想為制作產(chǎn)生氣懸體的材料也使用了相當(dāng)多的昂貴的煙葉，而吸煙者從未真實地體驗過它的滋味。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種不產(chǎn)生很多煙葉熱解產(chǎn)物的卷煙制品。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種只有極少可見旁流煙的卷煙制品，它的可見旁流煙要比已有建議的普通卷煙制品要少得多，它包括用煙絲做的煙葉棒條，其外包有卷煙紙，卷煙紙內(nèi)含有能減少可見旁流煙的化合物，或者說卷煙紙就是能減少可見旁流煙的紙。
本發(fā)明還有一個目的就要在實現(xiàn)上述目的的同時，還要使卷煙制品基本上保持象我們今天所知道的卷煙的傳統(tǒng)外觀。
本發(fā)明的另一個目的是保持吸煙過程的物理因素不變，所述吸煙過程的物理因素包括使卷煙灰化，以產(chǎn)生出可由吸煙者以正常方式除去的煙灰。
本發(fā)明提供一種卷煙制品，它具有卷煙材料的棒條，棒條包括基本上不燃燒的外包層，外包層基本上沿著卷煙材料棒條的長度伸展，并包卷著可燃的燃料和氣懸體發(fā)生劑，燃料基本上沿著卷煙材料棒條的長度伸展，氣懸體發(fā)生劑也基本上沿著卷煙材料棒條的長度伸展。
這里所用的術(shù)語“卷煙材料棒條”或“卷煙材料”只打算指卷煙制品中被包在基本上不燃燒的外包層之內(nèi)的那個部分，不應(yīng)摻入可燃性一類的聯(lián)想，也不應(yīng)反過來認為是卷煙材料棒條的單個組分。
本發(fā)明另外提供一種卷煙制品，它具有卷煙材料棒條，棒條包括基本上不燃燒的外包層，外包層基本上沿著卷煙材料棒條的長度伸展，并包卷著可燃的燃料和氣懸體發(fā)生劑，燃料基本上沿著卷煙材料棒條的全長伸展，氣懸體發(fā)生劑則安置在燃料與外包層之間，基本上沿著卷煙材料棒條的長度伸展。
本發(fā)明提供一種基本上不燃燒的卷煙制品外包層，該外包層由占大部分的不燃性無機填充材料、粘合劑、任選的增塑劑，以及任選的少量纖維素纖維材料組成。
不燃燒的無機填充材料優(yōu)選是顆粒材料，甚至更優(yōu)選是非金屬材料。
本發(fā)明還提供制造基本上不燃燒的卷煙制品外包層的方法，該外包層包括占大部分的不燃性無機填充材料和粘合劑，該制造方法包括制作不燃性無機填充材料和粘合劑的混合物，把該混合物擠壓成形做成中空的管子，以及將此中空管與能使中空管迅速硬化的材料接觸。
能使中空管迅速硬化的材料可以是除水物質(zhì)，它把壓出物中所含的水分除去?？商娲霓k法是，該材料可以是能使混合物中的可溶性粘合劑變?yōu)椴豢扇艿囊环N溶液，或者是一種親水物質(zhì)，它能除去含水混合物中的水。
本發(fā)明還提供一種卷煙制品用的燃料，該燃料的長度基本上為卷煙制品的全長，該燃料包括碳質(zhì)材料、無機不燃性粘合劑和任選的促燃劑。
本發(fā)明提供一種卷煙制品用的燃料，其長度基本上為卷煙制品的全長，該燃料源包括碳、不燃性無機填充材料、有機粘合劑、任選的增塑劑和任選的無機粘合劑。
本發(fā)明提供的卷煙制品用的氣懸體發(fā)生劑包括不燃性無機填充材料、氣懸體生成劑，以及有機的或無機的粘合劑。
本發(fā)明還提供一種卷煙制品用的氣懸體發(fā)生劑，它包括有機填充材料、氣懸體生成劑、有機粘合劑和任選的不燃性無機填充材料。
本發(fā)明提供一種卷煙制品用的能發(fā)生氣懸體的燃料，它包括不燃性無機填充材料、氣懸體生成劑、有機的或無機的粘合劑以及碳。
本發(fā)明還提供一種卷煙制品用的能發(fā)生氣懸體的燃料，它包括有機填充材料，任選的不燃性無機填充材料、氣懸體生成劑、有機粘合劑以及碳。
基本上不燃燒的外包層基本上不燃燒的外包層優(yōu)選由占大部分的不燃性無機填充材料組成。這里所用的術(shù)語“占大部分”指的是最少約65％，通常是最少約70％。無機填充材料以在卷煙制品點燃后產(chǎn)生很少或基本上不產(chǎn)生可見旁流煙為有利。不燃性外包層優(yōu)選包括為外包層重量的至少80％、更優(yōu)選是至少90％的無機填充材料。不燃性無機填充材料采用下列一種或多種是有利的珍珠巖、蛭石、硅藻土、膠態(tài)硅石、白堊、氧化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的低密度不燃性無機填充材料。
不燃性外包層內(nèi)可包括少量的纖維素纖維材料。該纖維材料優(yōu)選包含少于10％，更優(yōu)選少于5％，甚至更優(yōu)選少于2％(重量)不燃性外包層。外包層中不含有纖維材料是最為有利。
外包層內(nèi)優(yōu)選含有粘合劑和/或增塑劑。這些組分的存在量可以高達外包層重量的30％。含有的粘合劑以不多于外包層重量的25％為有利。確切的比例將取決于味覺指標(biāo)、可接受的可見旁流煙發(fā)散量和所需產(chǎn)品的強度，還取決于所采用的加工技術(shù)。所含的粘合劑可為外包層重量的約8-10％，盡管也可只占外包層重量的約5％或更少。粘合劑可以是有機粘合劑，例如纖維素衍生物如羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素或纖維素醚，藻酸粘合劑，包括可溶性藻酸鹽如藻酸銨、藻酸鈉、藻酸鈉鈣、藻酸鈣銨、藻酸鉀、藻酸鎂、藻酸三乙醇胺和藻酸丙二醇酯，或加入增溶劑后可使之變?yōu)榭扇苄缘牟蝗苄栽逅猁}如氫氧化銨。其實例包括藻酸鋁、藻酸銅、藻酸鋅和藻酸銀。也可使用原先是可溶性的，但在加工過程中經(jīng)過處理可使之在最后產(chǎn)品中成為不溶性的藻酸鹽，例如藻酸鈉變成藻酸鈣(如下)。其它有機粘合劑包括樹膠如阿拉伯樹膠、印度膠、黃蓍樹膠、剌梧桐樹膠、剌槐豆膠、金合歡膠、瓜耳膠、榠櫨子膠或合成生物聚合膠，或者凝膠如瓊脂、瓊脂糖、角叉菜膠、巖藻依聚糖和刺突膠(furcellaran)。果膠和果膠材料也可被用作粘合劑。淀粉也可被用作有機粘合劑。其它適用的樹膠可參考如工業(yè)用樹膠(IndustrialGums)，Ed.Whistler(科學(xué)院出版社)那樣的手冊來選取。上述品種結(jié)合起來也可使用。無機的不燃性粘合劑如硅酸鉀、氧化鎂與硅酸鉀或例如某些水泥的組合物，以及它們的混合物，也都可以使用。
外包層雖不放出很多，如果有一點的話，可見旁流煙，但卻肯定能產(chǎn)生出可接受的顏色和質(zhì)量的煙灰。卷煙制品還具有可見的燃燒線，它沿著制品的長度前進，使吸煙者能確認卷煙制品是否被點著，并監(jiān)視吸煙過程。可見燃燒線可能是有機粘合劑燃燒的結(jié)果?？梢宰兺ǖ氖?，可在外包層組合物中包括變色化合物。能使外包層呈非白色的著色劑也可包括在其組合物中。這些著色劑當(dāng)被加熱時也會改變顏色，呈現(xiàn)出可見燃燒線，例如CuSO4·5H2O。
所選用粘合劑的性質(zhì)也決定著外包層的透氣性。如羧甲基纖維素鈉和藻酸丙二醇酯這樣的粘合劑，已被發(fā)現(xiàn)在制造出有足夠透氣性的外包層以及支持外包層內(nèi)的燃料燃燒方面是特別有效的。后一種粘合劑在外包層組成相同的情況下能使其更加通透。某些粘合劑的水合作用時間在確定粘合劑的效能方面具有一定作用。傳統(tǒng)上認為是高強的粘合劑如羥丙基纖維素，可以少量使用以增強外包層的透氣性，但這必須與照顧到外包層的強度取得平衡。
在外包層中，增塑劑含量可高達外包層重量的20％。優(yōu)選的增塑劑含量為外包層重量的約10％或更少，更優(yōu)選是5％或更少。增塑劑可以是甘油、丙二醇、或者例如低熔點的脂肪或油。依據(jù)所選用的生產(chǎn)外包層的方法，外包層組合物中也可不含增塑劑。增塑劑在外包層干燥階段可幫助防止變形，特別是在采用直接熱源如熱空氣作干燥介質(zhì)時是如此。增塑劑、粘合劑或其它有機填充材料的數(shù)量大小會影響到燃燒線的外觀，即燃燒線的寬度，以及卷煙制品放出可見旁流煙的數(shù)量。優(yōu)選燃燒線的寬度不要大于10mm，優(yōu)選的是不大于5mm，更優(yōu)選是寬度在2-3mm之間。燃燒線的寬度取決于卷煙制品中燃燒材料的組成。
外包層可能含有會向可能有的旁流煙提供不好氣味的物質(zhì)。適當(dāng)?shù)某魟┌ɡ缦忝┤⑾悴萑?、香葉醇等。
制作外包層時可先制造出外包層組分的稠漿，然后把稠漿涂在旋轉(zhuǎn)的型芯上，隨后再用物理的或化學(xué)的方法除去多余的水分。替代的辦法是，可把稠漿在鼓形或帶形鑄模上澆注成薄板；或者把它通過例如“魚雷”形模頭擠壓成中空管，該模頭具有實心斷面；也可擠壓成薄板材料。還可把稠漿噴到、涂到或泵抽到適當(dāng)成形的燃料/氣懸體組件上去。
擠壓工序應(yīng)適當(dāng)?shù)卦跓o損于外包層透氣性的壓力下進行，例如在頂桿擠壓機的壓模上的適宜壓力為不大于3-4巴(300-400千帕)，對APV Baker Perkins螺桿擠壓機來說為不大于9巴(900千帕)。擠壓工序可要求在壓模退出時成形，做成一個多孔性結(jié)構(gòu)，在壓模退出時成形可在壓模上加上較大的壓力，同時還能保持壓出物的透氣性。
在擠壓或涂敷后，應(yīng)適當(dāng)?shù)貙⒅锌諌撼鑫锘蛲糠蟮男托炯訜崾蛊渫顺瞿ｎ^以除去多余的水分。外包層稠漿內(nèi)可包含遇熱活化的粘合劑如活化溫度高于40-50℃的硅酸鉀、氧化鎂或羥丙基纖維素。使涂了稠漿的型芯或中空壓出物加熱就會激活粘合劑從而使外包層硬化。使用紅外線或微波加熱作為直接加熱熱源比較有利，例如，使用熱空氣吹風(fēng)機就會影響壓出物的形狀，特別是當(dāng)溫度高于100℃時是如此。
擠壓可用單螺桿或雙螺桿擠壓機、頂桿擠壓機或淤漿泵來進行。
外包層的適當(dāng)厚度應(yīng)在0.1-1.0mm范圍內(nèi)，雖然也可能要求2-3mm厚。所需的厚度取決于外包層的重量和透氣性。因此，根據(jù)外包層材料的組成，可以提供出致密的薄外包層，也可提供出厚的低密度的外包層。
外包層硬化的替代辦法包括使用除水物質(zhì)。除水物質(zhì)能除去外包層淤漿中的水分，實際上就是使外包層干燥。例如，輕質(zhì)的氧化鎂在外包層稠漿混合物中的比例可高達稠漿中干組分重量的45％，這取決于在擠壓機中的停留時間及擠壓機中的溫度。加入氧化鎂也是有利的，它具有減少旁流煙的效果。有一種替代的辦法，是可把外包層材料擠壓后浸入乙醇浴或其它強烈親水物質(zhì)中，乙醇會從壓出物中排除水分。另一個替代辦法是把擠壓成形的外包層中的可溶性藻酸鹽淀析為不溶性藻酸鹽。舉例說，可以這樣來做用含有藻酸鈉的外包層材料壓制成中空管，然后浸入例如1.0摩爾的氯化鈣溶液的單一電解液中。鈣離子就取代鈉離子而使壓出物硬化得特別快。后兩種方法中也可用往壓出物或外包層薄板上噴灑除水劑的辦法來替代把壓出物送入液體浴。
有些淀析也可這樣來做先在擠壓機園筒內(nèi)加入亞臨界數(shù)量的淀析劑，然后在擠壓完畢后再增加淀析劑的數(shù)量以使中空管結(jié)構(gòu)完全淀析。另外的淀析方法包括把壓出物浸入高度離子化的電解液浴或浸入藻酸鹽非溶劑水混溶物中。
另外的方法還包括在講述粘合劑時曾簡單提到過的用通常不溶性的藻酸鹽作為粘合材料，加入增溶劑使之變?yōu)榭扇?，然后除去增溶劑或加入螯合劑以使外包層結(jié)構(gòu)硬化。
這些方法可以接續(xù)地使用，例如，外包層可用使含有可溶性藻酸鹽的外包層材料浸入含有鈣離子的浴中進行淀析而硬化。然后把壓出物送入除水劑浴如乙醇浴中，然后加熱除去殘余液體。替代的辦法是，在外包層硬化后可用上述方法來進行干燥。
這些方法，由于反應(yīng)速度快，并且在加工過程中不減小容積，特別是在干燥階段不減小容積，因此對保持壓出物的完好外形特別有效。
外包層可以是硬性結(jié)構(gòu)的，盡管我們已發(fā)現(xiàn)用藻酸鈉作粘合劑，然后加以淀析成藻酸鈣并緩慢干燥可以做成柔性的外包層。就增加產(chǎn)品在機械和人工包裝搬運時的堅固性而論，柔性是有利的。
外包層的透氣率在1-300柯瑞斯塔單位(Coresta Units)(cc/min/1cm/10cm WG)比較適當(dāng)。透氣率可以用許多方法來控制，例如可用成膜劑或其它減少透氣率劑包覆壓出物。替代的辦法是可往外包層混合物中引入犧牲分子(sacrificial molecules)，這些分子在結(jié)構(gòu)形成后可用適當(dāng)?shù)臏囟然蚧瘜W(xué)反應(yīng)來除去，這樣就可增大外包層結(jié)構(gòu)的透氣率。
另一個辦法是，外包層可用纖維素基的材料來制作，如用傳統(tǒng)的卷煙紙，但須經(jīng)防燃處理，以免產(chǎn)生可見旁流煙。優(yōu)選這種處理過的紙能碳化，從而可提供可見燃燒線。這種紙還應(yīng)能生成灰，以便吸煙者可以把它輕輕敲掉。
外包層的灰化特性應(yīng)是不燃燒，在燃吸以前和燃吸時應(yīng)有足夠的強度或柔度，能頂住手指的壓力，但在外包層熱降解后，其結(jié)構(gòu)即顯著衰弱，留下一截?zé)熁遥捎捎跀D壓或輕彈動作而易于崩裂。某些外包層可能需加煙灰碳化劑，這種碳化劑能碳化，留下一些黑色殘留物以模仿傳統(tǒng)的卷煙灰。
燃料燃料優(yōu)選從卷煙制品的口銜端連續(xù)伸展到點燃端，不用過濾嘴或任何口銜段。另一個辦法是，燃料可包括許多緊密擺放的段，以致于使燃料的燃燒不致中斷。
卷煙制品點燃端的外觀象傳統(tǒng)卷煙是有利的。卷煙制品點燃端的顏色為煙草色或深色比較合適，例如褐色。
可用三種不同的體系來提供燃料，但三種體系之間有時可能并用。在這些體系中，燃料都是與氣懸體發(fā)生劑物理地分隔開的。
在燃料為棒條狀并與氣懸體發(fā)生劑物理地分隔開時，第一種體系的燃料可適當(dāng)?shù)赜脽峤饽静牡奶假|(zhì)材料如輕木桿、棉花、人造絲、煙葉或其它含有纖維的材料來制備，把它做成對本發(fā)明特別有用的形狀。在該體系中，燃料中至少含有85％(重量)的熱解碳質(zhì)材料。優(yōu)選的是，燃料中含有至少90％的碳質(zhì)材料。燃料中含有10％(重量)或更少的促燃劑如硝酸鉀、檸檬酸鉀或氯酸鉀也是有利的。另外的適當(dāng)促燃劑對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可能是清楚的。另一種幾乎含碳的體系包括使用碳纖維或碳的氣凝膠。
這里所用的術(shù)語“碳”可包括基本上單獨是碳和任何碳前體的材料，如碳質(zhì)材料。在發(fā)明中所用的術(shù)語碳質(zhì)材料包括已被熱解的材料，這種材料主要是含有碳，但也仍可能存在一些未完全燃燒的產(chǎn)物。例如，易于熱解的椰子纖維就可作為用以衍生出碳的碳質(zhì)材料。
在第二種體系中，燃料可以是包含有無機的不燃性粘合劑的基本上無機的體系，這些不燃性粘合劑可從前面講述外包層時所列的各項材料中選取，例如卜特蘭水泥或硅酸鉀。粘合劑的含量可占燃料重量的10-65％。粘合劑的含量占燃料重量的40％以下比較有利。燃料中還可含有按燃料的重量計算5-20％的促燃劑，優(yōu)選的是小于10％。燃料中可含有其重量的25-70％的碳，有利的是含有至少55％的碳，更合適的是含有至少60％的碳。但是，我們已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燃料做成棒條狀時，含有約30％的碳、60％的無機不燃性粘合劑和少于約10％的促燃劑的燃料，其燃燒特性仍保持可以接受。在該項可供選擇的辦法中還可結(jié)合加入比例范圍為0-60％的無機的不燃性填充劑，以降低燃料的密度或改善燃料的強度。
在這種情況下，燃料可以例如做成碳的成形棒條，它具有多孔結(jié)構(gòu)，可以維持燃料從頭到尾連續(xù)燃燒。優(yōu)選的成形技術(shù)應(yīng)是在棒條成形中不會不利地失水的。燃料的生產(chǎn)方法之一是，使含有碳和粘合劑的稠漿在中空管內(nèi)成形，在養(yǎng)護階段或硬化階段結(jié)束后再把成形的棒條從管中移出。替代的辦法是可使用擠壓工序。
在第三種體系中，燃料是局部有機的體系，它包括15-70％的碳，84-5％的不燃性無機填充材料如前面講述外包層時所列舉的無機填充材料中的一種或多種，0-5％的增塑劑如前面講述外包層時所列舉的甘油或其它材料，以及1-20％的有機粘合劑如纖維素膠、藻膠、果膠粘合劑和/或前面講述外包層時所述的其它有機粘合劑。也可用無機或有機粘合劑的混合物，無機粘合劑可占燃料重量的0-20％。加入增塑劑是為了改善燃料的機械強度和柔性，其數(shù)量加上有機粘合劑的數(shù)量后，不應(yīng)生成可觀數(shù)量的主流煙。如果有機粘合劑生成的主流煙即顆粒物質(zhì)很少，則可使用較多量的有機粘合劑。碳的數(shù)量服從于所用的粘合劑和/或填充劑的類型和數(shù)量，因此上述的范圍不應(yīng)限得過死。所需的碳的數(shù)量還取決于外包層的組成。此外，所用的低碳量將比高碳量時要求外包層有更大的透氣性。碳的最適當(dāng)?shù)暮糠秶鸀?5-35％。
擠壓可以是通過噴嘴的低壓擠壓，所用驅(qū)動力基本上不大于大氣壓，或者也可用高壓擠壓工序?？赡芤笫箟撼鑫锲鹋菀宰龀啥嗫捉Y(jié)構(gòu)，特別是對第二種和第三種體系來說是如此，這取決于最終產(chǎn)品的設(shè)計。在第二種體系中，可以用引入加氣劑以取代一定比例的無機的不燃性粘合劑和/或可能有的無機填充劑的辦法來使壓出物充氣。加氣劑可以是粉狀的或液體的添加劑，或者是多孔的顆粒材料。在第三種體系中，當(dāng)要求發(fā)泡時，可用加入例如多糖類膨脹介質(zhì)如淀粉來實現(xiàn)，還可利用水在高溫高壓下的膨脹效應(yīng)。膨脹介質(zhì)可用來取代粘合劑或增塑劑或可能有的無機填充劑。另外一些膨脹介質(zhì)如支鏈淀粉或其它多糖，包括纖維素衍生物也可使用。其它能引起發(fā)泡的試劑可有固態(tài)起泡劑，如碳酸氫鈉、無機鹽和有機酸，它們能就地產(chǎn)生氣態(tài)試劑；有機氣態(tài)試劑如丙烷或異丁烷；無機氣態(tài)試劑如氮氣、二氧化碳或空氣；以及揮發(fā)性的液態(tài)起泡劑如乙醇和丙酮等。優(yōu)選的是用多糖膨脹介質(zhì)，因為它們使用起來安全、方便。
用擠壓的辦法可以做出細長條的絞股，它們可以縱向配置，或者做出更粗的實心棒條，它們最好在卷煙材料棒條內(nèi)部同軸布置。在前兩種辦法下，亦即熱解結(jié)構(gòu)和無機體系下，中心棒條可以用幾根細的絞股來代替。也可擠壓出薄板，而后切碎成類似煙絲填充料那樣的切碎填充劑。這些工藝對制作燃料、氣懸體發(fā)生劑和下述的結(jié)合的氣懸體發(fā)生燃料都可適用。帶形澆鑄、加熱鼓形澆鑄以及其它薄板制造技術(shù)也都可以使用。
在所有上述燃料方案中，除熱解棒條的實施方案外，均可選用0-2％的纖維。這也適用于制備氣懸體發(fā)生劑的方法，該方法涉及澆鑄或造紙技術(shù)。
本發(fā)明的氣懸體發(fā)生劑可用三種不同的體系來提供，但三種體系有時可能并用。
第一種體系可以是基本上無機的體系，它包括95-30％的無機的不燃性粘合劑如上面講述燃料時描述過的那些粘合劑；0-65％的不燃性無機填充材料如上面講述燃料時描述過的那些材料；以及5-30％的氣懸體生成劑，見以下的描述。
第二種體系可以是部分無機的體系，它包括1-25％的有機粘合劑；45-94％的不燃性無機填充材料；以及5-30％氣懸體生成劑。第三種體系可以是部分有機的體系，它包括1-25％的有機粘合劑；1-94％的有機填充材料；0-93％的無機填充材料；以及5-30％的氣懸體生成劑。優(yōu)選的是氣懸體生成劑占到混合物重量的5-25％。這些體系是打算做成基本上是不燃性的。因此，無機填充材料與其它材料的比例相結(jié)合，是要選擇得能提供出基本上不燃燒的氣懸體發(fā)生劑。某些無機填充劑如珍珠巖、氫氧化鎂和氧化鎂能方便地使氣懸體發(fā)生劑變?yōu)椴蝗夹缘摹Ｆ渌畛鋭┤绨讏?，在某種摻和量下并不能減損氣懸體發(fā)生劑的可燃性，因此在這些摻和量下這種填充劑是不適用的。
有機填充劑優(yōu)選不用煙葉，可包括有機酸的無機鹽或多糖類材料，并須能提供可接受的味覺特性的煙。
這兩種體系代表了一個范圍內(nèi)的兩個極端，在該范圍內(nèi)，粘合劑和填充材料的無機和有機組分可以逐步地互相取代。第三種體系中也可加入一定量的膨脹介質(zhì)如前面已描述過的那些，用以作為有機填充材料的一部分。氣懸體發(fā)生劑的一個實例中含有20％的有機粘合劑；20％的氣懸體生成劑；15％的作為膨脹介質(zhì)的淀粉；以及45％的無機填充材料。氣懸體發(fā)生劑中也可包括產(chǎn)生香氣的物質(zhì)。
在上述幾種體系中也可能要求使用少量的纖維材料以幫助制成薄板，這要視生產(chǎn)方式而定。
氣懸體發(fā)生劑所含的優(yōu)選氣懸體生成劑為例如多元醇、甘油、丙二醇、三甘醇等，或者酯類如檸檬酸三乙酯或甘油三乙酸酯，或者高沸點的烴。
在卷煙材料棒條中，香味劑是設(shè)計用來力求做成一種具有獨一無二但很可接受的味覺和香氣特性的氣懸體煙。這種味道和香氣不一定要模仿煙葉的味道和香氣來設(shè)計。香味劑可包括例如煙葉提取香精、薄荷醇、香草醛、乳脂糖、巧克力或可可香精等。著色物質(zhì)，如食品級色料或著色劑如甘草、焦糖、麥芽或它們的萃取物，可用來加深填充材料的顏色。加入蛭石或其它無機材料，如氧化鐵，也可使卷煙制品填充材料的顏色變得更深些。
香味劑也可加到基質(zhì)上或加入基質(zhì)內(nèi)，該基質(zhì)可以是氣懸體發(fā)生劑和/或燃料，所加的地方應(yīng)是卷煙制品卷煙材料棒條口銜端近處，如果香味劑不受燃燒溫度影響的話，也可加在卷煙材料棒條的整個長度上。前面給出的百分數(shù)是在不加香味劑情況下的百分數(shù)。加了加入香味劑，這些百分數(shù)應(yīng)隨之減少。當(dāng)在氣懸體發(fā)生劑或燃料中具有無機或有機填充材料時，這些成分的百分數(shù)隨著香味劑的增多而減小。當(dāng)沒有填充材料時，則或是碳或是氣懸體生成劑隨著香味劑的增多而減少。
如上所述，氣懸體發(fā)生劑可用傳統(tǒng)的造紙技術(shù)或擠壓技術(shù)來制造。薄板材料可以切碎或卷滾。這些體系的無機填充材料，在做出完備的氣懸體發(fā)生混合物以前，就可不經(jīng)預(yù)處理階段而用于體系混合物中。
如上所述，本發(fā)明的燃料和氣懸體發(fā)生劑兩者是保持基本上相互分立的，各自形成性質(zhì)不同的領(lǐng)域，或者是燃料，或者是氣懸體發(fā)生劑。但在某些情況下，這兩個元件結(jié)合在一起是有利的。把物理地分隔開的燃料和氣懸體發(fā)生材料混合在一起或制造出總體結(jié)合的氣懸體發(fā)生燃料，就可做到這一點。在第一種情況下，優(yōu)選的實施方案是把燃料的切碎填充材料與氣懸體發(fā)生劑的切碎填充材料混合。這樣，就做出了含有物理地分開的單獨的切碎填充材料混合物的氣懸體發(fā)生燃料，其中的填充材料伸展于卷煙材料棒條的全長。這一實施方案特別有利之點在于，它可在與傳統(tǒng)卷煙制造程序極其相似的狀態(tài)下來制造，即只要向卷煙制造機提供切碎的填充材料的混合物。在第二種情況下，在氣懸體發(fā)生劑的組合物中加入碳。
氣懸體發(fā)生燃料可用三種不同的體系來提供，但三種體系有時可能并用。第一種體系是大部分無機的體系，它包括0-35％的無機填充材料；5-30％的氣懸體生成劑；30-60％的無機粘合劑；30-65％的碳，以及0-10％的促燃劑。氣懸體生成劑可從前面講述氣懸體發(fā)生劑時列舉的一組材料中選取。其它組分也可從前面講述本發(fā)明的其它元件時列舉的相關(guān)組材料中選取。這也適用于下面所描述的體系。
第二種體系是部分無機的系統(tǒng)，它包括86-0％的無機填充材料；5-30％的氣懸體生成劑；1-25％的有機粘合劑；以及8-60％的碳。
第三種體系是較多的有機體系，它包括93-0％的有機填充材料；0-93％無機填充材料；5-30％的氣懸體形成劑；1-25％的有機粘合劑；以及1-60％的碳。較多的有機體系還可通過加入膨脹介質(zhì)和/或膨脹劑起泡，加入的量可如上所述。
氣懸體生成劑優(yōu)選占到混合物重量的5-25％。
上述氣懸體發(fā)生燃料所用的粘合劑和氣懸體生成劑可以是上面列舉的粘合劑或氣懸體生成劑中的任何一種或多種。
隨著有機成分的增多以及相應(yīng)的旁流煙的增多，外包層的透氣率必須加以控制，以減少這種燃料組成所放出的可見旁流煙，或者，可象下面描述的那樣，在外包層中加入旁流煙減少劑，以減少構(gòu)成旁流煙的顆粒物質(zhì)的數(shù)量。外包層的厚度也可以變動，以減少旁流煙。
本發(fā)明的卷煙制品可以許多物理結(jié)構(gòu)提供出來。在所有三種燃料體系中，燃料可做成縱向伸展的棒條、絞股或長絲，與卷煙制品同軸安裝比較有利。棒條、絞股或長絲可以是各種形狀的，例如園形、方形、星形或多邊形，各種形狀都可以是中空的或?qū)嵭牡?，還可以是同軸集束起來的。在第二和第三種體系中，燃料也可以是薄板形材料，可將該材料切碎以制備碎屑。第三種體系的材料還可滾卷成所需的形狀。
當(dāng)燃料是用碳化的木材做成的中心棒條或者是用第二種或第三種燃料體系，即水泥/碳燃料或部分有機燃料體系，擠壓成的棒條時，氣懸體發(fā)生劑就可以是用切碎的氣懸體發(fā)生材料做成的環(huán)筒或輥筒，把它輥壓成使環(huán)筒具有足夠的密度，以支撐燃料棒條，與此同時，仍能靠吸煙者的抽吸而使空氣流過卷煙制品。
優(yōu)選的選擇方案是把棒條填充材料做成切碎的填充材料。在一種情況下，可用切碎的燃燒材料做成一個中央芯子，其外包卷有切碎的氣懸體發(fā)生材料做的環(huán)筒。這樣的安排還可以做成用氣懸體發(fā)生劑作芯子材料，而用燃料作環(huán)筒材料?？捎靡阎挠们兴樘畛洳牧现圃焱S結(jié)構(gòu)的技術(shù)來制作，亦即先做成一根初步包卷的小尺寸的棒條，然后把它送入下一步的設(shè)備，安排用切碎的填充材料圍繞這最初的棒條。
另一種辦法是，如果是要制作氣懸體發(fā)生燃料，則分隔開的切碎的氣懸體發(fā)生劑可以與分隔開的切碎的燃料材料密切混合。
混合的切碎的燃料材料和切碎的氣懸體發(fā)生材料的總的百分比，優(yōu)選的是在下列范圍內(nèi)30-35％的碳、5-10％的粘合劑、0-2％的纖維、5-10％的增塑劑和40-60％的無機材料。這一比例范圍可由具有下列組成的單獨薄板材料構(gòu)成燃料60-70％的碳；7％的藻酸丙二醇酯粘合劑；1％的纖維；以及32-22％的珍珠巖無機材料。
氣懸體發(fā)生劑7％的藻酸丙二醇酯粘合劑；1％的纖維；15％的甘油增塑劑；以及77％的珍珠巖無機材料。
這兩種材料典型地是以1∶1的比例混合。其它混合比例，只要能符合上述總的百分比范圍，也可使用。
如果氣懸體發(fā)生劑和燃料實際上已化學(xué)地結(jié)合在一起，那么該薄板材料可加以切碎并作為切碎的填充材料加在外包層內(nèi)。有時可能需要在另外的結(jié)合薄板材料中增加燃料的比重，并把這種材料作為高碳密度的中心區(qū)，在其外再包卷含碳較少的切碎的結(jié)合薄板材料。
當(dāng)燃料和氣懸體組分是用擠壓法制造時，可把它們做成棒條、絞股或長絲。燃料可以做成由若干絞股(或棒條或長絲)合成的同軸芯子，其外包卷由氣懸體發(fā)生劑的集成絞股做成的環(huán)筒。如上的反過來的安排也是可能的。另一種安排是將分隔開的燃料絞股和氣懸體發(fā)生劑絞股在外包層中密切混合。棒條、絞股或長絲還可由化學(xué)結(jié)合的氣懸體發(fā)生燃料材料組成。如果需要的話，這些擠壓出的棒條、絞股或長絲都可以是在某種程度上發(fā)泡的。
當(dāng)需要發(fā)泡以做成多孔結(jié)構(gòu)時，可以是發(fā)泡的燃料芯子外包發(fā)泡的氣懸體發(fā)生劑做成的環(huán)筒。這可以用例如使用十字模頭的共擠出技術(shù)來制作。反過來的安排也是可能的。在所有上述結(jié)構(gòu)實施方案中，芯子或環(huán)筒材料中只有一種是發(fā)泡材料，也是可以的。
本發(fā)明的卷煙制品加裝一個過濾元件是有利的，過濾元件可以是用傳統(tǒng)的纖維狀乙酸纖維素、聚丙烯或聚乙烯材料或用收集的紙質(zhì)材料制作的。也可使用多重過濾元件。具有特殊壓降特性的過濾元件，如Filtrona公司銷售的The Ratio Filter，也可使用?？梢赃M一步用上述的香味材料放在或放入過濾元件的材料中，這些香味材料會被氣懸體發(fā)生劑加熱或燃燒后產(chǎn)生的氣懸體所帶動而從過濾元件中釋放或洗提出來。
可在燃料的口銜端和/或在燃料和過濾元件之間設(shè)置一個防火層。防火層可適當(dāng)?shù)刂軆?nèi)含氣懸體發(fā)生劑的材料做成更密實的包封區(qū)。優(yōu)選的是防火層內(nèi)也含有氣懸體生成劑，以加強向吸煙者輸送氣懸體，與此同時，當(dāng)卷煙制品的長度減短時，可防止吸煙者吸入潛在的過熱的煙。另一種辦法是，防火層可包括例如在外包層的外表面上加一條防燃材料做的箍。防火層可以是基本上可燃的材料，也可以是基本上不可燃的材料。
非無機材料的比例要選得使卷煙制品具有非常少的可見旁流煙。傳統(tǒng)的卷煙制品包括有煙絲和外包的卷煙紙。具有極少可見旁流煙的卷煙制品，要求以NFDPM(不含尼古丁的干顆粒物質(zhì))計的旁流顆粒物質(zhì)排放率至少要減少30％，以使肉眼可見的可見旁流煙得以減少。歐洲專利申請公開號0404580描述了一種含有卷煙紙的卷煙制品，它在減少可見旁流煙方面是非常有效的。它比不帶本發(fā)明的紙的對照卷煙(control cigarettes)所排放的可見旁流顆粒物質(zhì)減少了高達60％，它所用的紙是那項申請中的紙。當(dāng)本發(fā)明的卷煙制品與EPA0404580的卷煙并排抽吸時，本發(fā)明的卷煙制品的可見旁流煙比EPA0404580的還要更少。因此，本發(fā)明的卷煙制品提供了比現(xiàn)在能得到的任何其它卷煙制品大得多的可見旁流煙減少量。
本發(fā)明的卷煙制品優(yōu)選地至少含有為制品重量50％的無機材料。


為了使本發(fā)明易于理解和便于實施，現(xiàn)在將以實施例的形式參考下列示意圖來描述，其中圖1示出本發(fā)明的卷煙制品的縱斷面；圖1a示出圖1中卷煙制品的另一實施方案的軸向斷面；圖2示出本發(fā)明另一種卷煙制品的縱斷面；圖3示出本發(fā)明又一實施方案的縱斷面；和圖4示出本發(fā)明另一實施方案的縱斷面。
具體實施例方式
本發(fā)明卷煙制品的一個實施方案示于圖1。圖1示出卷煙1，它包括卷煙材料棒條2和過濾元件3。過濾元件3是由傳統(tǒng)的纖維狀乙酸纖維素絲束構(gòu)成的，但也可以是由任何別的類型的纖維材料構(gòu)成，這些纖維材料應(yīng)具有傳統(tǒng)的壓降和過濾效率，或者由具有高的壓降和低的過濾效率的適當(dāng)?shù)姆抢w維材料構(gòu)成。過濾元件3用端部包紙4附著在卷煙材料棒條2上。過濾元件3可以是能通氣的，或者是利用例如用激光開的通氣孔，或者是借助于端部包紙4的天然透氣性和任何內(nèi)襯包層的透氣性。卷煙材料棒條2包括外包層5、同軸安裝的能燃燒的燃料6和位于燃料6和外包層5之間的切碎的卷煙材料7。
外包層5含有1％的纖維，4％的藻酸丙二醇酯可燃粘合劑，5％的甘油增塑劑，以及90％的珍珠巖無機的不燃性填充材料。外包層5為白色，厚約1mm，看上去很象傳統(tǒng)的卷煙制品或香煙的包紙。
同軸燃料6是按照上述的第一種燃料體系由輕木制造的圓棒熱解而成，直徑約4mm。輕木棒的形狀應(yīng)是能做成細長的圓形燃料的理想形狀。熱解過的棒條應(yīng)具有可接受的強度并且在被切碎的卷煙材料7包圍的情況下相當(dāng)結(jié)實。最初的棒以及最終形態(tài)的棒的密度是很重要的。我們發(fā)現(xiàn)，如果燃料在熱解后過于密實，那末進到它內(nèi)部的氧氣就不充足，因此燃料就不能繼續(xù)燃燒。反之，如熱解過的燃料密度過低，則燃料將燃燒得過于旺盛因此會燃燒得過快。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)輕木和梣木對本發(fā)明是最適用的，盡管如此，還有可能找得出別的適宜木材。
卷煙材料7是氣懸體發(fā)生劑，它包含有高比例的不燃性無機材料，即80％的珍珠巖，12％的甘油氣懸體生成劑，7％的藻酸丙二醇酯粘合劑，以及1％的纖維，也就是說，是部分無機的體系。卷煙材料的制作方法是，先把各成分配成淤漿，然后按照標(biāo)準的薄板制造技術(shù)做成復(fù)制薄板。再把復(fù)制無機材料的薄板加以切割，做成切碎的填充材料7，并放置在熱解過的輕木燃料6周圍。
在卷煙制品口銜端，在氣懸體發(fā)生劑的一個區(qū)段9上已加有香味劑如香草、乳脂糖等。在過濾元件3內(nèi)部則放有更多的這類香味劑。
在吸煙時，卷煙1被點燃，沿著燃料的長度燃燒，產(chǎn)生出非常少的可見旁流煙。所產(chǎn)生的可見旁流煙是從卷煙制品內(nèi)的有機成分中析出的，并且是在一股煙的末尾看得最清楚?；旧喜蝗紵耐獍鼘犹炕膳c傳統(tǒng)卷煙的灰相似的易碎的白灰，可由吸煙者按需要彈出。不燃性外包層5在炭化后也能產(chǎn)生出深色的燃燒線，隨著燃燒的進程沿卷煙制品的長度前進。卷煙制品沿著燃料6往嘴邊燃燒。在燃燒時就從發(fā)生氣懸體的切碎的卷煙材料7中產(chǎn)生出氣懸體，該氣懸體就被吸入吸煙者的口中。在此情況下，氣懸體中大部分是甘油和水分，但也含有香草和乳脂糖的香氣。其它的香氣如煙葉萃取物、尼古丁化合物或者其它象香煙一樣的香氣，能使氣懸體具有可接受的味道和品質(zhì)，但并不燃燒任何煙草材料。在過濾元件3上也加上了額外的香味物質(zhì)，這是設(shè)計用來釋放到從燃燒的氣懸體發(fā)生卷煙材料棒條2出來、流到近前的“煙”或氣懸體上去的。如果在氣懸體發(fā)生劑內(nèi)保有足夠的香味物質(zhì)的話，過濾元件上是不一定總要加香味劑的。
圖1a示出一個與圖1極其相似的實施方案，不同的是在這種卷煙中，代替包含切碎的卷煙材料7的卷煙材料棒條2的是，卷煙材料7′是以卷起的卷煙材料薄板8的面貌出現(xiàn)的，它包卷在燃料6的縱向長度周圍。卷煙材料7′做的滾卷薄板8是用一條或一圈粘合劑如藻酸丙二醇酯粘貼上去的，粘合劑伸展到燃料6的全長。卷煙材料做的滾卷薄板8必須卷得使空氣能通到卷煙1中燃燒的炭上。
圖2中的卷煙制品10與圖1有相似的結(jié)構(gòu)排列。卷煙11的相同部分用圖1中的標(biāo)記數(shù)碼加10來標(biāo)示。
在該實施方案中，外包層15中含有1％的纖維，4.5％的藻酸丙二醇酯，以及94.5％的珍珠巖無機不燃性填充材料。在該外包層中不含增塑劑。
本實施方案的燃料16是由可燃材料以及不燃性粘合劑組成的。燃料16中含有熱解過的椰子纖維形式的碳、卜特蘭水泥和少量的硝酸鉀促燃劑，其比例各自為8∶4∶1。燃料16的制造方法是，用1.3M的硝酸鉀溶液使水泥水合，溶液的數(shù)量要足以形成淤漿，將粉狀的碳加到淤漿中，加入少量的洗滌劑以“潤濕”該碳質(zhì)材料，再加入額外的水以做成象淤泥一樣稠度的淤漿。使該淤漿混合物在中空管內(nèi)成形為燃料棒條，當(dāng)棒條在管內(nèi)經(jīng)過一段時間的干燥、養(yǎng)護或硬化后已具有足夠的機械強度時，就把成形的棒條從管內(nèi)擠出。從中空管內(nèi)取出后即加熱以除去任何一點多余的水分。燃料16的直徑約為4mm。被填充材料17包圍的燃料16相當(dāng)結(jié)實并綽綽有余地能經(jīng)得住包裝過程和消費者的擺弄。
在這一實施方案中，在氣懸體發(fā)生劑17的下游處和過濾元件13內(nèi)部放有可可香精。
圖3中所示的卷煙制品20是圖2的實施方案的進一步改進。圖中相同部分的標(biāo)記數(shù)碼比圖2又加上了10。在該卷煙21中，卷煙材料棒條22的切碎卷煙材料27放置在碳燃料26周圍。外包層25由兩層組成。內(nèi)層40是由圖1和圖2中所示的外包材料組成的。外層41是由減少可見旁流煙的填充材料涂層，例如用少量藻酸丙二醇酯粘結(jié)的氧化鎂構(gòu)成。外包層總的材料百分比為79.5％的珍珠巖；1％的纖維；4.5％的藻酸丙二醇酯；以及15％的氧化鎂。氧化鎂涂層能夠進一步減少例如圖2中的卷煙制品10所發(fā)散出來的可見旁流煙。的確，卷煙制品20事實上是沒有可見旁流煙的。但是，外包層25仍能產(chǎn)生出深色的燃燒線，燃燒線的向前推進使吸煙者能判明卷煙21在事實上是否點燃，從而監(jiān)視燃燒的進程。
替代減少可見旁流煙的填充材料涂層的辦法是，可使減少可見旁流煙填充材料包含在外包層材料內(nèi)，做成單層的外包層。處理過的外包層25典型的組成是87.5％的珍珠巖無機材料；4％的藻酸丙二醇酯粘合劑；7.5％的氧化鎂減少可見旁流煙填充材料；以及1％的纖維。使用15％的氧化鎂與80％的珍珠巖是有效的。
在該實施方案中，煙葉萃取香精被放在了過濾元件23內(nèi)部。
圖4示出了本發(fā)明的另一個實施方案，其中與圖3相同的部件的標(biāo)記數(shù)碼都增加了10。卷煙31的卷煙材料棒條32包括外包層35，外包層35包卷著切碎的卷煙材料，該吸煙材料與燃料結(jié)合在一起以提供氣懸體發(fā)生燃料37。氣懸體發(fā)生燃料37把縱向延伸的燃料和縱向延伸的氣懸體發(fā)生劑包括在了一起。氣懸體發(fā)生燃料37含有55％的碳(熱解過的椰子纖維)，12％的甘油氣懸體發(fā)生劑，7％的藻酸丙二醇酯粘合劑，1％的纖維和25％的珍珠巖無機材料，亦即它是部分無機的體系。這種材料可用前述的復(fù)制薄板制造法制造，或在鼓形或帶形鑄模上澆鑄。在氣懸體發(fā)生燃料37的一端加有巧克力和薄荷香精。在過濾元件33內(nèi)也加有香味材料。
用第二種氣懸體發(fā)生燃料體系制造的另一個氣懸體發(fā)生燃料的實施例也已制造出來，它含有少到只有10％的碳，以及70％的珍珠巖無機材料。其它材料的比例與上述相同。
該實施方案中的外包層35在一種情況下的組成為4.5％的藻酸丙二醇酯粘合劑和94.5％的珍珠巖無機不燃性填充材料。在另一種情況下，外包層的組成為4％的藻酸丙二醇酯，5％的甘油增塑劑和90％的珍珠巖。
所有上述的氣懸體發(fā)生組合物都可用著色劑如焦糖、甘草或其萃取物來取代高達10％的無機填充材料，以改進其顏色。
在本說明書中所給出的百分比都是在干重基礎(chǔ)上的比例。為用500g固體成分(包括甘油)做成合適的淤漿需加的水量通常約為1200ml。
在以下的表格中給出了各實施方案的進一步的詳細數(shù)據(jù)，用以說明本發(fā)明。
表1給出了有關(guān)材料配方對外層物理性質(zhì)的影響的詳情。
照表1的配方用水合的粘合劑和無機材料配制成淤漿。用頂桿擠壓機把該淤漿做成長70mm、壁厚0.5mm的外包層。外包層從壓模退出后用放置在離壓出物5-10cm處的兩個紅外加熱器進行干燥。外包層的物理性質(zhì)均詳細記載于表1中。
表2給出了有關(guān)加工條件對用氯化鈣溶液硬化外包層的效率的影響的詳情。
用10g藻酸鈉、45g白堊和45g珍珠巖摻入200ml水作成淤漿。把淤漿注入頂桿擠壓機，通過8mm外徑、7mm內(nèi)徑的魚雷鑄模把淤漿擠壓成外包層而進入氯化鈣溶液中。用三個個體的一組來主觀判斷外包層的堅固性，用從1到10的十點尺度來判斷，1代表壓出物浸入浴內(nèi)后毫無變化，10代表壓出物完全固化變硬。
該表說明，隨著浴被用次數(shù)的增加，外包層的堅固性就降低。隨著電解溶液的濃度的增大和浸入時間的加長，外包層的堅固性就增高。
表3給出了氣懸體發(fā)生燃料的燃燒極限的詳情，該氣懸體發(fā)生燃料是用碳和甘油作基本材料而且用的是直徑1.00mm的單股擠壓材料。
表4示出了粘合劑類型對多種氣懸體發(fā)生燃料燃燒特性的影響，這些氣懸體發(fā)生燃料也是以碳和甘油為基本材料的，用的也是直徑1.00mm的單股擠壓材料。有些粘合劑比別的更加可燃，因此會影響到氣懸體發(fā)生燃料中所用材料的比例。
表5示出填充劑類型對多種氣懸體發(fā)生燃料燃燒特性的影響，這些氣懸體發(fā)生燃料也是以碳和甘油為基本材料的，用的也是直徑1.00mm的單股擠壓材料。某些無機填充材料能促進一定范圍內(nèi)的氣懸體發(fā)生燃料混合物的燃燒。白堊在所說明的范圍內(nèi)是優(yōu)選的填充劑。該表不應(yīng)被用來說明，用于混合物中的填充劑超出表列范圍時就不會燃燒。
為表3、4和5所進行的試驗是用單股材料在大氣中發(fā)煙燃燒的，而不是用多股材料在外包層內(nèi)做的，其目的是排除外包層的性質(zhì)對多股材料燃燒的影響。
表6給出了端部裝有過濾元件的卷煙的煙釋放量，這種卷煙的結(jié)構(gòu)如下從State Express International牌卷煙上取得一個5mm的過濾嘴，該過濾嘴含有Y截面的2.8長絲旦數(shù)的纖維狀乙酸纖維素，共有34,000旦，其壓降為13mm水柱。
基本上不燃燒的外包層是用頂桿擠壓機通過外徑為8mm、內(nèi)徑為7mm的魚雷壓模擠壓而成的，氣懸體發(fā)生燃料是用頂桿擠壓機壓成直徑為1.00mm的股，并把多根股聚攏后手插入已干燥的壓制外包層內(nèi)。卷煙棒條，即不算過濾元件的長度為67mm。每種煙取一支在標(biāo)準的機器吸煙條件下燃吸，該條件是每分鐘抽吸一次，每次在2秒時間內(nèi)抽35cm3的煙氣。
表4中前五個實施例說明，碳燃料絞股，即使在燃料絞股內(nèi)含有有機材料(PGA)，在燃燒時也不產(chǎn)生很多的顆粒物質(zhì)總數(shù)(TPM)。
本發(fā)明的卷煙只有極少的可見旁流煙。但從本發(fā)明的卷煙所散發(fā)出的旁流煙的性質(zhì)，用傳統(tǒng)的魚尾形旁流煙測量儀器，如Analyst，1988年10月，第113卷，第1509-1513頁中所述，測不出來。因此我們在這方面不可能提供詳情。
表1材料配方對外包層物理性質(zhì)的影響

表1(續(xù))

PGA藻酸丙二醇酯 NaA 藻酸鈉HEC羥乙基纖維素 NaCaA藻酸鈉鈣AA 藻酸銨DE 與參照紙樣的總色差SCMC 羧甲基纖維素鈉cnm 測不出表2加工條件對用氯化鈣溶液硬化外包層的效率的影響

表3碳和甘油基的氣懸體發(fā)生燃料(單股)的燃燒極限

表4粘合劑類型對多種氣懸體發(fā)生燃料混合物燃燒特性的影響

表5無機填充劑類型對多種氣懸體發(fā)生燃料混合物燃燒特性的影響

-未制作的混合物表5(續(xù))

-未制作的混合物表6對本發(fā)明進行說明的裝有過濾嘴的卷煙的煙釋放量

權(quán)利要求
1.具有基本上卷煙制品的整個長度的卷煙制品燃料源，所述燃料源含有按所述燃料源重量計的25-70％重量的碳或含碳材料、10-65％重量的不燃性無機粘合劑和任選的促燃劑，所述的不燃性無機粘合劑含有選自硅酸鉀、氧化鎂與硅酸鉀的結(jié)合物或水泥中的一種或多種。
2.按照權(quán)利要求1的卷煙制品燃料源，其中粘合劑的存在量少于燃料源重量的40％重量。
3.按照權(quán)利要求1或2的卷煙制品燃料源，其中所述燃料源含有按所述燃料源重量計的5-20％重量的促燃劑。
4.按照權(quán)利要求1的卷煙制品燃料源，其中所述燃料源含有按所述燃料源重量計的至少55％重量的碳。
5.按照權(quán)利要求1的卷煙制品燃料源，其中所述燃料源含有按所述燃料源重量計的30％重量的碳、60％重量的不燃性無機粘合劑及少于10％重量的促燃劑。
6.具有基本上卷煙制品的整個長度的卷煙制品燃料源，所述燃料源含有按所述燃料源的重量計的15-70％重量的碳、84-5％重量的不燃性無機填充材料、1-20％重量的有機粘合劑、0-20％重量的無機粘合劑，以及增塑劑，所述增塑劑是一種或多種低熔點脂肪類或低熔點油類。
7.按照權(quán)利要求6的卷煙制品燃料源，其中所述碳的最高存在量是所述燃料源重量的35％重量。
8.按照權(quán)利要求6或7的卷煙制品燃料源，其中所述不燃性無機填充材料是下列材料中的一種或多種珍珠巖、蛭石、硅藻土、膠態(tài)二氧化硅、白堊、氧化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂，或其它低密度不燃性無機填充材料。
9.按照權(quán)利要求6的卷煙制品燃料源，其中所述有機粘合劑選自以下各類材料中的一個或多個纖維素衍生物、纖維素醚、藻酸粘合劑、樹膠、凝膠、果膠或淀粉。
10.按照權(quán)利要求9的卷煙制品燃料源，其中所述有機粘合劑選自羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、藻酸銨、藻酸鈉、藻酸鈉鈣、藻酸鈣銨、藻酸鉀、藻酸鎂、藻酸三乙醇胺、藻酸丙二醇酯、藻酸鋁、藻酸銅、藻酸鋅、藻酸銀、阿拉伯樹膠、印度膠、黃蓍膠、刺梧桐膠、剌槐豆膠、金合歡膠、瓜耳膠、榠櫨子膠、黃原酸膠、瓊脂、瓊脂糖、角叉菜膠、巖藻依聚糖或剌突膠。
11.按照權(quán)利要求6的卷煙制品燃料源，其中所述無機粘合劑是下列物質(zhì)的一種或多種硅酸鉀、氧化鎂與硅酸鉀的結(jié)合物，或水泥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)煙制品(smoking article)(1)，它具有高比例的不燃性無機材料和較少量的可見旁流煙。本發(fā)煙制品中包括基本上不燃燒的外包層(5)，外包層伸展到發(fā)煙材料棒條的全長，并包卷著易燃的燃料(6)和氣懸體發(fā)生劑(7)，燃料和氣懸體發(fā)生劑均基本上沿著發(fā)煙材料棒條的長度伸展。本文描述了多種適用的燃料體系和氣懸體發(fā)生劑體系。本發(fā)煙制品具有可見的燃燒線，燃燒線沿制品長度前進，并產(chǎn)生出可由吸煙者用通常方法除去的煙灰。
文檔編號A24D1/18GK101015392SQ20061010069
公開日2007年8月15日 申請日期1995年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月7日
發(fā)明者J·L·比文, D·J·迪特里希, C·C·格雷格, R·G·胡克, K·G·麥亞當(dāng), R·E·奧雷利 申請人:英美煙草(投資)有限公司