專利名稱：吸煙制品的組合燃料元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸煙制品的改進(jìn)，特別是那些使用煙草的吸煙制品。香煙、雪茄和煙斗是以各種形式使用煙草的常用吸煙制品。已經(jīng)提出了許多吸煙產(chǎn)品來作為對各種常用吸煙制品的改進(jìn)和替換。例如，許多文獻(xiàn)提出的制品會產(chǎn)生一種有香味的蒸氣和/或看得見的氣溶膠。大部分這種制品采用了一燃料源，為是是產(chǎn)生氣溶膠和/或?qū)Ξa(chǎn)生氣溶膠的材料加熱。例如，可見U.S.PatentNo.4，714，082toBanerjeeetal.中引用的背景工藝。
本發(fā)明涉及吸煙制品如香煙，特別是涉及含有一個短燃料元件以及一個與它分開的氣溶膠發(fā)生元件的吸煙制品。這種類型的吸煙制品以及適用的和/或用于制備這些制品的材料、方法和/或設(shè)備，在下述專利及一本專題著作中曾加以描述U.S.Pat.Nos.4，708，151toShelar;4，714，082toBanerjeeetal.;4，732，168toResce;4，756，318toClearmanetal.;4，782，644toHomeretal.;4，793，365toSensabaughetal.;4，802，562toHomeretal.;4，827，950toBanerjeeetal.;4，870，748toHensgenetal.;4，881，556toClearmanetal.;4，893，637toHancocketal.;4，893，639toWhite;4，903，714toBarnesetal.;4，917，128toClearmanetal.;4，928，714toShannon;4，938，238toHancocketal.;4，989，619toClearmanetal.;5，027，837toClearmanetal.，和5，038，802toWhiteetal.，以及專題著作“對用加熱煙草代替燃著煙草的新香煙樣品的化學(xué)和生物學(xué)研究”，R·J·雷諾茲煙草公司，1988(以下稱為RJR專著”)。這些吸煙制品能夠給吸煙者提供吸煙的快感，(例如，吸煙味覺，感覺，滿足等)。在抽吸這種吸煙制品時，可見的側(cè)流煙以及FTC焦油都產(chǎn)生得很少。
在上述專利和/或出版物中所描述的吸煙制品通常使用一燃料元件(用于產(chǎn)生熱量)和一產(chǎn)生氣溶膠的元件，這兩者在物質(zhì)的放置上不是合在一起，而是分開的。而且典型的結(jié)構(gòu)是這兩者是熱交換關(guān)系。許多這種氣溶膠發(fā)生元件就是含有一種或多種產(chǎn)生氣溶膠物質(zhì)的基材即載體，產(chǎn)生氣溶膠物質(zhì)例如為多羥基醇如甘油。氣溶膠形成物質(zhì)通過燃燒燃料元件發(fā)出的熱量揮發(fā)，經(jīng)冷卻后形成氣溶膠。通常，這些吸煙制品的燃料元件用一個絕熱夾套包住。
在上述吸煙制品中使用的燃料元件燃燒時產(chǎn)生的產(chǎn)物例如二氧化、一氧化碳、水和微量的其它化合物。一種減少燃料元件燃燒時所產(chǎn)生一氧化碳的量的方法是降低燃料元件的燃燒溫度。降低燃燒溫度就降低了所產(chǎn)生的熱卡值，從而減少在吸煙過程中必須消除的熱量。這個方法可以有助于防止吸煙制品的過度加熱。
本發(fā)明涉及碳質(zhì)燃料元件的改進(jìn)，其中該燃料元件含有一個組合的結(jié)構(gòu)，其一部分是可燃的碳質(zhì)材料，另一部分含有至少一個或不燃燒或比燃燒部分燃燒得更慢的支持部分(即，不燃燒部分)，從而在吸煙過程中保持完整，并且有助于在吸煙時燃燒元件在香煙結(jié)構(gòu)中的持留。
在本發(fā)明的較佳燃料元件中，此組合燃料元件含有至少二種不同材料，而且這兩種材料最好沿元件的全長互相接觸。第一種也是主要的是可燃的碳質(zhì)材料，第二種是不燃燒或與可燃材料相比燃燒極少或極慢的材料，在吸煙過程中其它材料被消耗時，這第二種材料是起一種支撐結(jié)構(gòu)的作用。吸煙時本發(fā)明燃料元件中完全不燃燒的材料以下稱作“不燃燒材料”。
此處適用的可燃碳質(zhì)材料可以是在冒煙過程中能持續(xù)燃燒的碳質(zhì)組合物。上述那些專利公開了在此處可使用的許多可燃碳質(zhì)組合物。這里所述的組合物可任選地根據(jù)需要含有填料、增充劑、添加劑(如煙草)和粘合劑。
雖然熱交換或熱傳導(dǎo)性能不甚好的其它不燃燒材料也可在此處使用，加入燃料元件中的不燃燒材料最好應(yīng)具有良好的熱交換性能和熱傳導(dǎo)性能。因此，較佳的不燃燒材料包括擠壓石墨或其它不燃燒的含碳組合物、金屬帶、箔等?？膳e例的具有較差熱交換和/或熱傳導(dǎo)性能的不燃燒材料包括無機(jī)化合物如碳酸鈣、陶瓷等。特別較佳的不燃燒材料包括不燃燒碳如擠壓石墨、石墨箔和金屬帶，如不銹鋼、鋁和銅的帶。目前最佳的不燃燒材料為不燃燒碳如石墨，它很容易由可燃碳質(zhì)材料制備成完整結(jié)構(gòu)的形式。
在本發(fā)明的大多數(shù)實(shí)施方案中，構(gòu)成燃料元件的可燃材料和不燃燒材料構(gòu)成燃料元件中縱向的分開的組分。較佳的是不燃燒組分應(yīng)縱貫燃料元件的長度即從一端至另端，而且稍微延伸超出可燃碳質(zhì)材料的周邊，從而將燃料元件固定于在香煙內(nèi)任何包住它的夾套之中。不燃燒材料典型地是位于燃料元件的中部，將可燃材料等分成二部分。如果需要，還可在燃料元件中使用一個以上的不燃燒材料段，例如二個或多個不燃燒材料段。當(dāng)燃料元件的碳質(zhì)組分燃燒時，不燃燒部分則不燃燒，從而保持其結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的燃料元件提供了二個主要優(yōu)點(diǎn)于吸煙時在香煙中一直持留著燃燒的燃料元件，減少了一氧化碳的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明，燃料元件的不燃燒部分的結(jié)構(gòu)在吸煙過程中與絕熱材料保持著接觸。結(jié)果，在整個燃燒過程中燃燒的碳質(zhì)組份就持留于絕熱材料中。
至少可通過二種途徑來減少一氧化碳。較佳的是，不燃燒部分將某些熱量傳遞出本發(fā)明的燃料元件的燃燒部分之外，從而使其在比以前人們所知的碳質(zhì)燃料元件更低的平均溫度下燃燒。燃燒的燃料元件的溫度下降減少了一氧化碳的產(chǎn)生。雖然本發(fā)明燃料元件是在比以前所知的碳質(zhì)燃料元件更低的溫度下燃燒，它們在冒煙的過程中并不出來，而且在使用了該燃料元件的香煙的10-15抽吸壽命中能提供足夠的熱量以產(chǎn)生氣溶膠。
而且，為了將燃料元件保留于香煙內(nèi)，并不必須維持一段不燃的可燃燃料，這就意味著燃料元件可被設(shè)計成只需使用必要的可燃材料的量，以提供其所需抽吸次數(shù)的氣溶膠。因此可在為該燃料組合物制定配方時就只需考慮維持香煙抽吸燃燒所需的能量。為在吸煙制品中持留燃料元件并不需要使用過量的可燃材料。如此就可減少燃料元件的大小和質(zhì)量，并且燃燒的碳質(zhì)材料的量越少，產(chǎn)生的一氧化碳就越少。
燃料元件可通過復(fù)合擠壓不燃燒材料和可燃材料加以成形?？扇继假|(zhì)組份可被擠壓成與不燃燒材料的一個側(cè)面相接觸、較佳的是擠壓成分其兩個側(cè)面相接觸，或者不燃燒材料可被擠壓成與可燃的碳質(zhì)材料的至少一個側(cè)面相接觸、較佳的是與其兩個側(cè)面相接觸。
或者，不燃燒組份可以狀裝形式通過擠壓機(jī)，并將碳質(zhì)材料擠壓至與不燃燒材料相接觸。如果使用帶子，則在帶子上開有孔洞，使得當(dāng)擠壓可燃碳質(zhì)材料時，該碳質(zhì)材料就被擠壓穿過那些孔洞，結(jié)果在帶子的兩面上碳質(zhì)部分之間形成一完整的聯(lián)結(jié)。如果帶子為異常良好的導(dǎo)熱材料如石墨箔或金屬箔，則這些孔洞又有助于減少碳質(zhì)材料和不燃燒材料之間的熱交換區(qū)域，這樣向不燃燒材料的熱量傳遞就不足以引起燃料元件燃燒部分的熄滅，尤其是在冒煙期間。
在不燃燒組分與絕熱材料接觸的情況下，則燃料元件維持在香煙結(jié)構(gòu)內(nèi)的情況是不會有不燃的燃料部分，而以前(指本發(fā)明之前)是會有不燃的燃燒部分殘留在絕熱材料夾套中的。這就可以減小燃料元件的尺寸，從而只需使用僅為產(chǎn)生所需量氣溶膠的適量的可燃碳質(zhì)材料。被燃燒的碳的量的減少還減少了由燃料元件產(chǎn)生的熱量，在燃燒過程中還減少了產(chǎn)生的一氧化碳量。
通過任何現(xiàn)有技術(shù)可將燃料元件的不燃燒組分加入結(jié)合可燃的燃料元件中。一種較佳的結(jié)合加入途徑是將不燃燒或基本上不燃燒的碳質(zhì)物質(zhì)如碳或石墨和可燃的碳質(zhì)燃料組合物進(jìn)行縱向復(fù)合的擠壓?？v向復(fù)合擠壓可形成復(fù)雜的燃料元件構(gòu)型，其中每一種構(gòu)型可具有所需的點(diǎn)燃和/或燃燒性能。在特別好的實(shí)施方案中，至少有一部分被復(fù)合擠壓的不燃燒材料是延伸超出燃料元件的周邊，這樣使得延伸暴露的材料固定于任何用來包住燃料元件周邊的絕熱夾套或其它紙包裝中。
另一個較佳的將不燃燒熱交換材料結(jié)合加入到被擠壓燃料元件中的途徑就是所謂的“拉帶”法。在這個方法中，當(dāng)燃料組合物被擠壓時，壓出物將不燃燒材料的帶子一起拉出。在干燥過程中壓出物就結(jié)合附著于不燃燒的帶子。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，至少有一部分帶子延伸超出燃料元件的周邊，這樣使得延伸暴露出的帶子部分固定于用來包住燃料元件周圍的任何絕熱夾套或其它的包裝紙。
本文中所述的“碳質(zhì)”指的是主要含碳。
本文中給出的百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)，而且除了另作說明外所有的重量百分?jǐn)?shù)均以最終組合物的重量為基礎(chǔ)。


圖1是含有根據(jù)本發(fā)明制備的燃料元件的香煙的一個實(shí)施例的截面圖。
圖1A是圖1所示香煙的端視圖。
圖2-4是根據(jù)本發(fā)明制備的三個較佳燃料元件設(shè)計的端視圖，顯示了應(yīng)用本發(fā)明時可采用的一些構(gòu)型格式。
圖5-7是一些在此適用燃料元件中的帶狀不燃燒的持留元件的各種形狀。
圖8表示一種制備本發(fā)明燃料元件的較佳方法即“拉帶”法。
圖9說明了另一種制備本發(fā)明燃料元件的較佳方法，具體地是縱向復(fù)合擠壓法。
圖9A是圖9裝置沿線9A、9A′的截面簡圖。
圖10是本發(fā)明燃料元件的另一較佳結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖11是在制備圖10所示燃料元件的復(fù)合擠壓法中使用的擠壓模具結(jié)構(gòu)的部分截面圖。
如上所述，本發(fā)明尤其是涉及吸煙制品中適用的碳質(zhì)燃料元件的改進(jìn)。圖1和1A說明了使用本發(fā)明燃料元件的香煙的一個較佳實(shí)施例。
如圖1所示，特別如圖1A所示，燃料元件10包括二個獨(dú)特的部分，即可燃材料9，它沿其縱向軸有許多周邊槽11，以及不燃燒的熱交換材料7，它是縱向地由一端延伸至另一端，并稍微伸出燃料元件10的可燃段9的周邊。如圖所示，燃料元件的不燃燒組件7還可根據(jù)需要具有一個或多個周邊槽8。
有一層絕熱夾套包住燃料元件的周圍，在如圖所示的實(shí)施例中，它包括玻璃纖維和煙草紙的交替層，以下述順序從燃料元件的同心圓方式排列;(a)玻璃纖維墊12;(b)煙草紙15;和(c)玻璃纖維墊17，以及外層包裝紙13。如圖所示，不燃燒的熱交換材料7延伸進(jìn)入絕熱夾套所包的區(qū)域內(nèi)，從而起在其中持留燃料元件的恒定作用。外層包裝紙13可含有一層或可由許多分開的層制備，每一層都具有不同的孔隙率和灰穩(wěn)定性。
位于被絕熱的燃料元件10后面并稍微與之隔開的是一包括基材14的氣溶膠產(chǎn)生元件。在這個實(shí)施例中，較佳的基材是用一種或多種水合鹽處理過的熱穩(wěn)定紙，基材還含有一種或多種氣溶膠形成材料和/或香味劑。基材14用包裝紙24包住，該包裝紙經(jīng)過處理(如涂覆)以防止氣溶膠形成材料的遷移。
縱向位于基材后面并最好稍微與之隔開的是一煙草紙段28。該煙草紙通?？蔀橛蓺馊苣z產(chǎn)生元件釋放的氣溶膠提供香味。煙草紙段28或可根據(jù)需要省略不用，而留以一空間段。包裝紙25將氣溶膠產(chǎn)生元件與煙草紙段結(jié)合起來。該包裝紙也可經(jīng)過處理以防止氣溶膠形成材料的遷移。
包圍著絕熱燃料元件、在距香煙的點(diǎn)燃端2-8mm的位置并將其與結(jié)合的基材/煙草紙段結(jié)合以形成前端組合件的，是一不燃燒的或有箔(例如鋁或其它金屬)襯的包裝紙29。包裝紙29優(yōu)選地是一種無芯吸材料，它能防止基材14上的氣溶膠形成材料進(jìn)入燃料元件10和絕熱夾套內(nèi)，和/或止前端組合件中的其它組件受到沾污。這種包裝紙還能最大程度地降低或防止周圍空氣(即徑向的空氣)流到縱向位于燃料元件前沿的后面的燃料元件的部分，因此有控制氧氣進(jìn)入從而防止過度燃燒的作用。
位于香煙接嘴端的一個由二部分組成的接嘴件，它包括(ⅰ)煙草棒20，;和(ⅱ)低效過濾元件22。過濾嘴包裝紙31用來將接嘴件連接于前端組合件。
在另一較佳的實(shí)施例中，經(jīng)夾套的燃料元件有所縮短，從而僅為產(chǎn)生預(yù)期的抽吸數(shù)提供所需量的可燃碳質(zhì)材料。在該實(shí)施例中，外層包裝紙29最好延伸至經(jīng)夾套燃料元件的前端。包裝紙29應(yīng)設(shè)計得具有適當(dāng)?shù)目紫抖?，使碳質(zhì)燃燒獲得其完全燃燒所需的空氣，同時在燃燒后又具有足夠的粘著性以維持完整，從而在香煙上支撐此經(jīng)夾套的燃料元件。這些紙在美國專利No.4，938，238中有所描述。
圖2-4表示各種燃料元件的前端構(gòu)型，其中不燃燒持留材料以數(shù)字7表示。在不燃燒材料中的任選周邊槽則以數(shù)字8表示。如同圖1A所示，在這些圖中燃料元件的可燃部分也以數(shù)字9表示，并且燃料元件中任選的周邊槽即通道以數(shù)字11表示。
圖5-7說明了在燃料元件中帶狀不燃燒持留元件的各種適用的形狀。在圖5中，不燃燒的帶狀材料具有波浪(即波動)外形。在圖6中，帶子則具有鋸齒形。圖7中則是一種扁平的帶子。在圖5-7的每一個圖中，表示了任選的孔5。這些孔是用以使碳質(zhì)燃料組合物在擠壓過程(即形成燃料元件)中通過，從而將不燃燒帶狀材料固定于燃料元件的可燃部分之內(nèi)。
此外所用的燃料元件應(yīng)滿足3個條件;(1)易于點(diǎn)燃;(2)可提供足夠的熱量為5-15次最好是8-12次抽吸產(chǎn)生氣溶膠;(3)對于香煙不產(chǎn)生異味或令人不愉快的氣味。本發(fā)明燃料元件的可燃部分典型地含有碳和粘合劑或碳、煙草和粘合劑，但是也可使用其它的可燃碳質(zhì)組合物。
在燃燒燃料過程中，較佳的本發(fā)明燃料元件是設(shè)計成僅提供產(chǎn)生所需量氣溶膠所需要的熱量。最好是沒有燃料或所產(chǎn)生熱量的浪費(fèi)。另外，也沒有用于使基材或香煙的其它組分的過度加熱的過量燃料。這樣本發(fā)明的燃料元件就為使用該元件的香煙提供了一種理想的能源。在本發(fā)明的香煙中，燃料元件要設(shè)計成產(chǎn)生氣溶膠形成所需的熱卡值，而散失到其它組分或大氣中的熱量最小。
在燃料元件中加入的不燃燒持留元件提供了一種減少用于燃燒的碳量的手段。在所用燃料的量僅需為所需的抽吸數(shù)生成氣溶膠的情況下，這是特別有利的。使用形成所需量氣溶膠的可燃碳量的另一個優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)燃燒的碳量下降時，燃燒過程中產(chǎn)生的一氧化碳的量也下降。
下表說明了本發(fā)明的燃料元件與以前所用構(gòu)型的燃料元件對比測定時，其一氧化碳量顯著下降。
表數(shù)據(jù)參比燃料圖2燃料圖3燃料圖10燃料燃燒的碳(mg)85885878CO2(mg) 87 82 63 68CO(mg)22161217熱卡值207190146160
CO/卡0.1050.0820.0800.105傳給基材的熱卡值27.421.823.2--在此表中，“參比燃料”實(shí)際上是在參比實(shí)施例1中所述的燃料元件?！皥D2燃料”描述于實(shí)施例2中?！皥D3燃料”描述于實(shí)施例3中?！皥D10燃料”描述于實(shí)施例4中。表中的數(shù)是在機(jī)器吸煙條件(2秒內(nèi)一次抽吸50cc體積，兩次抽吸之間隔以28秒)下獲得的，這種吸煙條件以后稱為50/30吸煙條件，并且總共20次抽吸。
較佳燃料元件的可燃碳質(zhì)部分的密度通常大于約0.5g/cc，更好大于約0.7g/cc，最好大于約1g/cc，但通常不超過2g/cc。
當(dāng)一復(fù)合擠壓的部分被用作燃料元件的不燃燒熱交換部分時，最重要的因素通常是所用材料的厚度及其導(dǎo)熱能力?，F(xiàn)已證明，具有厚度為約0.02英寸至0.04英寸的復(fù)合擠壓不燃燒段在此處作為熱交換器是非常有效的。
在燃燒前，燃料元件的全長一般短于20mm，時常短于15mm，典型地是短于12mm。燃料元件的總外徑典型地是小于約8mm，有利地是小于約6mm，其典型值約為4.5mm。
如上所述，目前至少有2種形成含不燃燒熱交換材料的燃料元件的方法-“拉帶法”和復(fù)合擠壓法。在第一種方法中即拉帶法中，帶狀的金屬或類金屬材料喂入擠壓機(jī)中，并在其中覆蓋以一擠壓的碳質(zhì)燃料組合物。然后將這樣形成的其中部為帶材的連續(xù)棒加以干燥再根據(jù)需要切割?！袄瓗А狈ū硎居趫D8中。
此金屬或類金屬的帶子可由任何適宜的金屬制得，例如薄的金屬箔，如不銹鋼、鋁、銅等的箔。合適的類金屬帶狀材是具有高導(dǎo)熱性的材料，如聯(lián)合碳化物公司的Grafoil材料。箔帶材料可具有任何所需的形狀或構(gòu)型，見圖5-7。該種箔帶典型地具有約0.002-0.02英寸的厚度，較佳為約0.005-0.015英寸，最佳為約0.010英寸。箔帶的寬度典型地為約0.15-0.22英寸，較佳為約0.16-0.2英寸，最佳為約0.18英寸。如果需要，箔帶中可以有一些孔，其直徑約0.04-0.1英寸，較佳為約0.06-0.09英寸，最佳為約0.07英寸。典型地是1/4英寸、較佳地是每3/16英寸、最佳地是每1/8英寸有一個孔，從而使碳質(zhì)擠壓物將箔帶固定在位。
如圖8所示，一條不燃燒箔帶材料1被喂入進(jìn)料管2的后部，然后通過后擠壓模3。正是在此后擠壓模中帶箔(如石墨帶箔)被拉動通過可燃碳質(zhì)燃料組合物，后者是通過模具支撐件的側(cè)孔喂入模具組合件的。碳質(zhì)材料通過進(jìn)料孔4進(jìn)入后模3。碳質(zhì)材料被成形為具有由前模5決定的所需形狀的槽即孔的燃料元件棒。通過擠壓機(jī)的速度控制來控制擠壓線速度。碳質(zhì)燃料元件的擠壓使得箔帶通過后模3中的槽子被拉伸，這樣就使箔帶1嵌入擠壓物內(nèi)。
在另一個較佳的方法復(fù)合擠壓中，是先先制備二個用于擠壓的混合物，一個是可燃碳質(zhì)燃料組合物，另一個是不燃燒組合物，如石墨。在被擠壓的燃料組合物的成形中所用的典型粘合劑對這兩種擠壓混合物都可采用。一個擠壓過程中使用的一種較佳粘合劑是羥甲基纖維素(CMC)。
此處適用的可燃組合物可以是在本發(fā)明的背景一節(jié)引述的專利中所揭述的任一種碳質(zhì)燃料組合物。較佳的碳質(zhì)燃料組合物是美國專利No.5，178，167(Riggs等)中描述的，其公開的內(nèi)容已列在本發(fā)明參考目錄中。它們通常含有可燃的碳質(zhì)燃料、粘合劑、保證可加工糊漿稠液的足量水份(水的含量通常為32-40%重量)以及各種其它材料以保證所需要的特性。
此處適用的不燃燒組合物通常含有約5-90%(重量)的石墨，其密度為約1.3-1.9g/cc。其它的不燃燒成分也可使用，例如不燃燒的填料如CaCO3，粘土如膨潤土等。當(dāng)填料和增充劑連同石墨一起使用時，它們可占混合物的80%(重量)，較佳的為不燃料組合物的10-60%，更佳的為40%。粘合劑通常是用來將不燃燒組合物結(jié)合在一起。較佳的粘合劑包括CMC、SCMC、藻酸鈉等。將含有足量水以提供可加工糊漿稠度(通常水含量為約32-40%重量)的混合物擠壓成組合物。
在復(fù)合擠壓過程中，至少有兩個擠壓機(jī)，它們向一個公用的模子供料，從而使兩個擠出物形成的結(jié)果是將不燃燒組合物按需要放置在可燃的燃料棒之內(nèi)部。這二個(或多個)組分的形狀和大小可根據(jù)需要變化。然后將擠壓成的其內(nèi)部具有不燃燒的部分連續(xù)棒予以干燥，再根據(jù)需要按長度切割之。一種復(fù)合擠壓模表示于圖9中。
如圖9和圖9A所示，一種復(fù)合擠壓方法是將不燃燒材料110喂入進(jìn)料管102。進(jìn)料管102再將不燃燒材料喂入后模103，該材料就成形為帶狀?？扇继假|(zhì)組合物106則通過模具支撐件的側(cè)孔進(jìn)入模具組合件內(nèi)，并通過進(jìn)料孔104進(jìn)入后模103。碳質(zhì)材料106和不燃燒材料100被成形為具有由前模105決定的所需槽即孔的燃料棒。
在圖10以截面圖形式表示的燃料元件120具有二個不燃燒段121和122，它們被擠壓進(jìn)入在碳燃料體擠壓過程中形成的相應(yīng)槽子123和124中。該燃料棒具有許多槽子125，它們有助于燃料的點(diǎn)燃和燃料的熱傳遞性能。當(dāng)燃料元件燃燒時，其不燃燒部分仍保留著。在一支香煙中，燃料的最后段例如長為6mm的段是被一幾乎沒有或根本沒有空氣滲透性的層所包住，這個層并可從燃料將大量的熱量傳導(dǎo)出去。這樣的結(jié)構(gòu)使得位于不燃燒段121和122之間的碳質(zhì)段的燃燒熄滅，因而使未燃燒的但可燃碳質(zhì)燃料保留于燃料元件最后幾毫米范圍內(nèi)的不燃燒段121和122之間。在這樣的實(shí)施例中，就可控制香煙熄滅后仍遺留的燃料量。
能生產(chǎn)圖10結(jié)構(gòu)的燃料元件的一種裝置表示于圖11中。擠壓模具130具有一個第一成形段131，它對應(yīng)于碳質(zhì)燃料的形狀，包括在燃料元件中形成槽123和124(圖10)的突出部132和133和在最后燃料元件中形成槽125的突出部(圖11中未示)。這第一成形段終止于點(diǎn)124，在該點(diǎn)有通道135和136以便在槽子121和122中成形不燃燒材料，在該處不燃燒材料與碳質(zhì)燃料體相接觸。不燃燒材料是分別通過通道137和138供應(yīng)到槽子135和136中的不燃燒材料的喂入最好保持在一恒定壓力下，使其向槽子135和136的供應(yīng)量保持相對穩(wěn)定。不燃燒材料保留于最終產(chǎn)物中，并突出于燃料體的上下周邊，如圖10所示，這些突出的不燃燒部分與周圍的絕熱材料堅實(shí)地接觸著，這就有助于在整個吸煙過程中將燃料元件接留于吸煙制品內(nèi)。
當(dāng)燃料元件被應(yīng)用于香煙中時，在它的周圍包以一層絕熱的和/或起持留作用的夾套材料是有利的。該絕熱和起持留作用材料最好是(ⅰ)使被抽吸的空氣能夠通過(ⅱ)其裝置和構(gòu)型可以將燃料元件保持在位。夾套與燃料元件的末端最好齊相平，然而，它可伸出燃料元件兩端約0.5mm-3mm。
包住燃料元件的絕熱和/或持留材料的組分可以不同。適用材料的例子包括玻璃纖維和在下述專利和專著中有描述的其它類型的材料美國專利No.5，105，838，歐洲公開專利No.336，690;RJR專著supraP48-52。其它合適的絕熱和/或持留材料的例子是玻璃纖維和煙草的混合物，如在美國專利Nos.5，119，837、5，105，838、5，065，776和4，756，318中所描述的。
其它合適的絕熱和/或持留材料是聚集紙型材料，它螺旋形地包在或以其它方式繞在燃料元件的周圍，如在未審定的U.S.PatentNo.5，105，836toGentryetal.中所述。紙型材料可聚集或卷曲聚集在燃料元件的周圍;使用Decoufles.a.r.b的CU10或CU20S棒條制造設(shè)備連同Hauni-Werke的KDF-2棒條制造設(shè)備或使用在U.S.PatentNo.4，807，809toPryoretal.中所述的設(shè)備聚集成一棒條;或沿著燃料元件的縱向軸線在燃料元件的周圍;或制成由紙型片構(gòu)成的縱向延伸束，其制法是用列在本發(fā)明參考目錄中的U.S.PatentNos.4，889，143toPryoretal和5，025，814toRaker所述類型的設(shè)備。
紙型片材的例子可用P-2540-136-E碳紙和Kimberly-ClarkCorp.的P-2674-157煙草紙;這種材料的縱向延伸束(如寬約1/32英寸的束)最好沿燃料元件的長度延伸。燃料元件也可用煙草切成填料(如經(jīng)約2%(重量)碳酸鈣處理的煙熏煙草切成填料)包住。延伸束的數(shù)目和位置或聚集紙的聚集方式應(yīng)能足夠緊地維持、持留或以其它方式將燃料元件固定在香煙內(nèi)。
如圖1和1A中所示，包圍在燃料元件周圍的絕熱夾套再被一包裝紙包住。此處適用的紙在美國專利Nos.4，938，238和5，105，837中有描述。
如前所述，基材中含有氣溶膠形成材料和其它成分。如香味劑等，這些成分在抽吸過程中遇到通過氣溶膠產(chǎn)生材料的熱氣體，會以煙霧狀氣溶膠形式蒸發(fā)并運(yùn)使到吸煙者口中。在這里所用的較佳氣溶膠形成材料包括甘油、丙烯乙二醇、水、香味劑及其它任意選用的成分。由本發(fā)明背景一節(jié)中提到的專利(supra)還可知道其它適用的氣溶膠形成材料，在此處不需重復(fù)。
利用商業(yè)上可得到的設(shè)備，尤其是香煙過濾器制造裝置或香煙棒成形設(shè)備可很好地成形基材棒?？捎糜趯⒈景l(fā)明的基材成形的二個較佳的商業(yè)設(shè)備為DeCoufles.a.r.b設(shè)備的DeCoufle的過濾器制造設(shè)備(CU-10或CU20S)以及Haunie-WerkeKorber&Co.，KG的經(jīng)改進(jìn)的棒成形設(shè)備(KOF-2)。
在本發(fā)明的大部分實(shí)施例中，燃料元件和基材的組合(也稱為前端組合件)與一個接嘴件相連，雖然也可以將此燃料元件和基材的組合與另一個分開的接嘴件(如可重復(fù)使用的香煙煙嘴)在吸煙時接起來。接嘴件為揮發(fā)的氣溶膠產(chǎn)生物流入吸煙者口中提供通道;并也可揮發(fā)的氣溶膠產(chǎn)生物提供進(jìn)一步的香味。接嘴件的典型長度約4mm到85mm。
香味段(即裝有聚集煙草紙、煙草切成填料的段等)可結(jié)合在接嘴件或基材段中，例如直接位于基材之后或與基材隔開，從而向氣溶膠提供香味。也可加入聚集碳紙，特別是為了向氣溶膠提供薄荷香味。這些紙在歐洲公開專利No.432，538中描述。在這里可用的其它一些香味段在美國專利Nos.5，076，295和5，105，834及歐洲公開專利No.434，339中均有描述。
為便于理解，本發(fā)明將進(jìn)一步結(jié)合本發(fā)明的下述實(shí)施例來說明，但這些實(shí)施例并不能認(rèn)為是本發(fā)明的限制。除另行有指明外，此處用的所有百分?jǐn)?shù)都是重量百分?jǐn)?shù)。所有的溫度以攝氏溫度表示。
實(shí)施例1參比燃料元件根據(jù)如下方法制備一種參比燃料元件，即非組合的燃料元件。
用82.85份平均粒徑為12微米的硬木漿碳粉、10份藻銨(Amoloid HV，Kelco Co.)、0.9份Na2CO3、0.75份乙酰丙酸。5份經(jīng)球磨的美洲混合煙草和0.5份根據(jù)美國專利No.5，159，942中的描述的方法制得的煙草提取物，制備出一根長12mm、直徑為4.5mm、表觀(體積)密度約1.02g/cc的燃料元件。
硬木漿碳粉的制法是，將不含滑石的GrandePrairieCanadian硬木牛皮紙在一種惰性氣氛中碳化，此時逐漸升高溫度(使紙的氧化最小)，直至至少為750℃的碳化溫度。生成的碳材料在惰性氣氛中冷卻至低于35℃，再研磨成平均粒徑≤12微米(利用Leeds&Northrup的MicrotracAnalyzer測定的細(xì)粉)。
將很細(xì)的硬木碳粉與藻銨粘合劑、乙酰丙酸和煙草干混，再加入3%(重量)Na2CO3水溶液以提供碳酸鈉最后濃度為約0.9份的可擠壓混合物。
采用一個螺旋式擠壓機(jī)由該混合料擠壓出每段長約24英寸的燃料棒，該棒一般為直徑約4.5mm圓柱形，其周邊上有6個距離相等的由一端貫穿到另一端的圓底槽圓約0.5mm寬和1mm深)。擠壓出的棒的起始含水量范圍為約32-34%(重量)。在環(huán)境溫度下干燥16小時，最終含水量為7-8%(重量)。利用頂端裝有金剛石的鋼質(zhì)切割輪將經(jīng)干燥的圓柱形棒按長度12mm切割之。
實(shí)施例2復(fù)合擠壓法由CaCO3和石墨(密度為1.3)之比為1∶1(重量)的混合物和8份CMC粘合劑并加入足量的水(使其產(chǎn)生的糊漿可以加工成形，在此例中為35%重量)，制備出可擠壓的不燃燒組合物。
由含有10%(重量)CMC粘合劑、90%(重量)平均粒徑(Microtrac儀器測定)為12μm碳粉混合物另加38%(重量)，制備出可擠壓的可燃碳質(zhì)組合物。
將不燃燒組合物加入一進(jìn)料管，該進(jìn)料管將不燃燒組合物喂入后模，使組合物成形為帶?？扇继假|(zhì)燃料組合物則通過模具支撐件的一個側(cè)面進(jìn)口進(jìn)入模具組合件，并通過后模上的進(jìn)料孔喂入。這樣，可燃碳質(zhì)材料和不燃燒材料共同成形為所需要的構(gòu)型，從前端的模子壓出成為由模子決定的所需直徑和所需形狀的槽即孔的燃料棒。將生成的直徑為4.5mm的棒空氣干燥之，再切割成一段段長12mm的燃料元件。其截面構(gòu)型如圖2所示。其石墨不燃燒段厚度為0.22英寸，所示的槽子的寬度為0.018英寸，其終止的圓弧半徑為0.09英寸。這些槽在其最深處的深度為約0.04英寸。石墨不燃燒段的直徑為約4.9mm。
實(shí)施例3拉帶法用10%(重量)CMC粘合劑、90%(重量)平均粒度(Microtrac儀器測定)為12≤μm的碳及多達(dá)38%(以固體為基礎(chǔ))的水成形出用于擠壓的可燃碳質(zhì)燃料混合物。
將厚為0.010英寸(0.254mm)、寬為0.200英寸(5.08mm)、具有每隔1/8英寸(3.175mm)沖壓形成的直徑0.080英寸(2.032mm)的孔的石墨箔帶喂入擠壓喂料管的后部并穿過擠壓模具的后部。該箔帶然后被拉動通過可燃碳質(zhì)燃料組合物，后者通過模具支撐件的側(cè)孔被喂入模具組合件。碳質(zhì)材料是同時通過喂料孔進(jìn)入后模的。根據(jù)確定的尺寸和前模的形狀將包圍著箔帶的碳質(zhì)材料成形制成連續(xù)的燃料元件棒，該棒具有所需的直徑和所需形狀的槽即孔，其形狀與尺寸是由前模所決定的。線速度用擠壓機(jī)的速度控制器控制。碳質(zhì)燃料元件棒的擠壓就使得箔帶通過后模中的槽子拉過去，從而使箔帶嵌入擠壓物中。
將含有箔帶的4.5mm直徑的復(fù)合燃料棒空氣干燥之，然后將它切割成合適的燃料元件長度(12mm)。
實(shí)施例4復(fù)合擠壓法由CaCO3和石墨(密度為1.3)之比為1∶1(重量)的混合物和8份CMC粘合劑并加入足量的水(使其產(chǎn)生糊漿可加工成形，在此例中為33%重量)制備出可擠壓的不燃燒組合物。
由含有10%(重量)CMC粘合劑、90%(重量)平均粒徑(Microtrac儀器測定)為12μm的碳粉的混合物另加約37%(重量)水，制備出可擠壓的可燃碳質(zhì)組合物。
如圖11所示，通過模具一端的孔將可燃碳質(zhì)燃料組合物喂入模具組合件中。將不燃燒組合物喂入一喂料管，后者再將不燃燒組合物喂入通道137和138。然后不燃燒材料按槽道135和136的形狀成形的兩個不燃燒材料段121和122。不燃燒材料沿著槽子123和124的底部和側(cè)面與可燃碳質(zhì)燃料接觸。因此，可燃碳質(zhì)材料和不燃燒材料形成完整的所需構(gòu)型，并以具有由前模決定的所需直徑和所需形狀的槽即孔的燃料棒形式從模具的前端壓出。將生成的直徑為4.5mm的燃料棒空氣干燥之，再切成燃料元件的長度(12mm)。燃料元件截面的構(gòu)型如圖10所示。石墨不燃燒段的高為0.025英寸，并突出于可燃棒表面之上方0.2mm。不燃燒段的突出部分的形狀為半徑0.03英寸圓柱體的一段弧形。不燃燒部分的底部寬0.04英寸。所示槽子的寬度為0.016英寸，其終止的圓弧半徑為0.08英寸。這些槽子均終止于距所示元件的垂直軸約0.037英寸的位置，并且這些槽子的中心線之間相距約0.041英寸。
實(shí)施例5燃燒性能利用紐約VirtisCompany，Gardiner的經(jīng)改進(jìn)的PhoenixPrecisionInstrumentsModelJM-6500氣溶膠光譜儀，測定燃料元件的燃燒性能。
此經(jīng)改進(jìn)的JM-6500儀器可測量在燃料元件燃燒過程中放出的二氧化碳總量、一氧化碳總量和熱卡的總值。該儀器還可提供這些數(shù)據(jù)的逐次抽吸分析。
對于每個實(shí)施例，將5個燃料元件裝上夾套然后在50/30吸煙條件下利用改進(jìn)的JM-6500儀器抽吸20次。這個條件是在2秒期間抽吸50ml體積，各次抽吸之間為28秒的冒煙時間。在50/30吸煙條件下進(jìn)行試驗(yàn)的第一次抽吸之前利用標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)燃機(jī)的火焰施加于燃料元件的表面5秒鐘以點(diǎn)燃燃料元件。
實(shí)施例1的參比燃料元件所得的結(jié)果如下平均總CO287 mg平均總CO22mg平均總熱卡數(shù)209
平均CO/熱卡0.105實(shí)施例2的復(fù)合擠壓燃料元件所得的結(jié)果如下平均總CO282 mg平均總CO16mg平均總熱卡數(shù)190平均CO/熱卡0.082實(shí)施例3的拉帶法燃料元件所得的結(jié)果如下平均總CO263 mg平均總CO12mg平均總熱卡數(shù)146平均CO/熱卡0.082實(shí)施例4的復(fù)合擠壓法燃料元件所得的結(jié)果如下平均總CO268 mg平均總CO17mg平均總熱卡數(shù)160平均CO/熱卡0.105實(shí)施例6香煙燃料元件使用實(shí)施例2、3或4中制備的燃料元件。燃料元件的長度為12mm;在實(shí)施例2和3中，燃料元件的直徑為4.5mm，在實(shí)施例4中，直徑為4.2mm。
絕熱夾套在一長12mm、直徑為4.5mm的塑料管上用長度也為12mm的絕熱夾套材料包住。在這些香煙的具體實(shí)施例中，絕熱夾套由2層歐文-康寧C-玻璃墊(Owens-CorningC-glassmat)構(gòu)成，每層在用夾套成形機(jī)(如美國專利No.4，807，809所述)壓縮之前為1mm厚，成形后厚度為0.6mm。在二層C-玻璃之間夾以一層再生煙草紙，其標(biāo)號為kimberly-Clark公司的P-2831-189-AA。再用標(biāo)號為Kimberly-Clark公司的P-3122-153的香煙紙在外面包住。再生煙草紙是一種由煙草制成并含有混合煙草提取物的紙質(zhì)材料。在成形之前再生煙草紙的寬度，內(nèi)層為19mm，外層為26.5mm。包了夾套的塑料管的最終直徑為約7.5mm。
基材由深壓紋的(368/m2)、寬度為1.52mm、含25%硫酸鈣的Kimberly-Clark公司P 3284-19紙幅采用改進(jìn)的KDF-2棒成形機(jī)制成直徑為約7.5mm的基材棒。此基材棒再用simpson紙RJR-002(Simpson paper RJR-022)包住，該紙的兩面均涂覆有Hercon70。將包住的基材棒切割成10mm的小段，每段約重55mg。
煙草紙塞由中度壓紋的、寬127mm的Kimberly-Clark公司P-144-GNA-CB煙草紙幅采用，如美國專利No.4，807，809揭示的棒成形設(shè)備制成直徑約為7.5mm的煙草紙的棒。這個棒再用寬26.5mm，Kimberly-Clark公司的P1487-1842紙包住，并切割成長10mm的小段。
前端包裝前端包裝紙是將幾層紙疊壓形成的。這幾層紙包括外層為Ecusta 456紙，中間層為0.0005cm厚的紙箔，內(nèi)層為12.5磅/含，20.4g/m2的薄紙。疊壓的這幾層紙通過商業(yè)粘合劑Airflex 465粘合在一起，其用量為1.5磅/令。
氣溶膠管直徑約7.5mm的紙質(zhì)氣溶膠管由基本重量為112gsm的SimpsonRJR-002紙的紙幅(寬約27mm，厚約0.012英寸)制成。用水基的乙烯乙酸乙烯粘結(jié)劑將RJR紙藉搭接成型為管子。紙管的內(nèi)表面及外表面用Hercon-70涂覆。再將該紙管切成長31mm的小段。
接嘴管由002-A型的Simpson、用R.J.ReynoldsTobaccoCompany的熱熔粘合劑No.448-195K藉搭接制造直徑約7.5mm的紙質(zhì)接嘴管。再將形成的管子切割成40mm長的小段。
過濾塞由約260mm寬、Kimberly-Clerak公司的聚丙烯墊子成形制成直徑約7.5mm的聚丙烯過濾棒，采用如美國專利No.4，807，809所述的設(shè)備在其外面包以Kimberly-Clark公司的寬26.5mm的紙幅P1487-184-2，將此包住的棒切割成長為20mm的小段。
煙草卷利用如美國專利No.4，807，809中所述的設(shè)備，將按美國專利No.5，159，942中所述方法制成的再生煙草切成填料成形制成直徑約7.5mm棒，然后外面用紙包住。再將此包住的煙草卷切割成20mm長的小段。
香煙的組裝A、前端組合件將10mm長的基材棒插入31mm長的氣溶膠管中，插入深度距管端5mm，從而在管中形成一約5mm長的空間。將150g由甘油、煙草提取物和其它香味劑組成的混合物施加于基材。再將10mm長的煙草紙塞插入氣溶膠管的另一端，直至煙草紙塞的接嘴端與氣溶膠管的接嘴端齊平。
將12mm長的絕熱夾套件對準(zhǔn)氣溶膠管的前端、使絕熱夾套件與氣溶膠管中的長5mm的空間相鄰。將絕熱夾套件和氣溶膠管一道用26.5mm×37mm的前端包裝紙包住。包裝紙(supra)的薄紙面是朝著氣溶膠管的位置，并用一種H.B.FullerCo.，Minneapolis，MN的縫接粘結(jié)劑(2128-69-1)在紙的搭接處封接起來。包裝紙的長度沿管軸的方向是從氣溶膠管的接嘴端延伸至絕熱夾套的約6mm處，結(jié)果留下絕緣夾套的6mm是未包紙的。
將絕熱夾套件中的塑料管除去，插入12mm長的燃料元件使得燃料元件的末端與絕熱夾套的末端齊平。
B接嘴組合件將20mm長的過濾塞插入接嘴管的一端，再將20mm長的煙草卷插入接嘴管的另一端，使得過濾塞和煙草卷均與接嘴管的兩端齊平。
將接嘴組合件和前端組合件對準(zhǔn)，使煙草卷與煙草紙塞相鄰接，再用一紙帶將兩個組合件固定在一起以構(gòu)成香煙。
將此香煙抽吸，此時在約10-12次抽吸中均會產(chǎn)生可見的氣溶膠和煙草香味(即揮發(fā)的煙草成分)。燃料元件燃燒至距后部6mm處，即達(dá)到襯有箔的管子包住燃燒元件的部位，正是在此處香煙自動熄滅。
實(shí)施例7有夾套的燃料棒直徑約7.5mm的有夾套的燃料棒，它含有按實(shí)施例2、3或4中任一實(shí)施例制備的燃料元件和絕熱材料，其制法地直接將碳質(zhì)燃料棒擠壓入一多層玻璃纖維/煙草紙的帶子。將此有夾套的燃料棒切成約7.2mm長的各段。
夾套材料夾套材料由2層歐文-康寧C-玻璃墊(Owen-CorningC-glassmet)構(gòu)成，每層在用夾套成形機(jī)(如在美國專利No.4，807，809所述)壓縮之前的1mm厚，成形后，厚度為0.6mm。在二層C-玻璃之間夾以一或兩層再生煙草紙，其標(biāo)號為Kimberly-Clark公司的P-283/189-AA。再用標(biāo)號為Kimberly-Clark公司的P-3122-153的香煙紙在外面包住。再生煙草紙是一種由煙草制成的并含有混合煙草提取物的紙質(zhì)材料。再生煙草紙在成形前的寬度約17mm，而香煙紙外層的寬度約25.5mm。用于外層包裝的接合粘結(jié)劑為RJRPackaging，R.J.Reynolds，Winston-Salem，N.C.的冷縫接粘結(jié)劑CS1242。
基材管由一深壓花的(36g/m2)、寬約7英寸的含25%硫酸鈣的Kimberly-Clark公司P3284-19紙卷采用改進(jìn)的KDF-2棒成形機(jī)成形制成直徑約7.5mm的基材棒。此基材棒再用一寬約24.5mm的紙/箔疊片包住，該箔為一連續(xù)澆鑄的0.0005鋁箔，該紙為Simpson Paper公司(Simpson)r RJR-002A紙。層疊粘結(jié)劑為RJR Packaging公司的硅酸鹽粘結(jié)劑No.06-50-05-0051。將RJR Packaging公司的中心線粘結(jié)劑(Center line adhesive)，即一種冷粘結(jié)劑CS 1242M噴灑施加到疊片上，使得基材與包裝疊片粘結(jié)在位。用RJR Packaging公司的熱熔粘結(jié)劑444-227封接疊片的接合縫。
將包住的基材棒切成60mm的小段。在連續(xù)的基材棒成形過程中，將含有甘油、丙二醇和香味劑如煙草提取物的900mm氣溶膠形成物質(zhì)施加于紙幅上?；亩卧偾谐砷L約10mm的基材塞，并用寬約25.5mm的上述SimpsonRJR002A/0005箔疊片包住。沿著管子交替每隔10和12mm放置這些基材塞。通過施加RJRPackaging公司的熱熔粘結(jié)劑No.448-37A將這些塞粘結(jié)于管子。用RJRPackaging公司的熱熔粘結(jié)劑444-227封接其接合縫。
此連續(xù)的管子被切成長約42mm的基材中空管節(jié)，它具有約12mm的中部空間、二個10mm寬的基材塞和在每一端寬約5mm的空間。
煙草節(jié)將按美國專利No.5，159，942所述方法制備的再生煙草切成填料成形制成一直徑約7.5mm的棒，然后在Protos香煙制造機(jī)上用例如寬為26.5mm的KC646紙并用標(biāo)準(zhǔn)過濾嘴粘結(jié)劑將棒包住。將此包住的煙草棒切成120mm長的小段。
利用如在美國專利No.4，807，809中公開的棒成形機(jī)將Kimberly-Clark公司的、標(biāo)號為P-144GNACB的中等壓花的寬為127mm的煙草紙幅成形制成直徑約7.5mm的煙草紙棒。用寬約25mmKC的紙P1487-184-2包住該棒，然后切成長為80mm的小段。
將上述煙草棒和煙草紙棒分別切成長為40mm和20mm的小段，并且交替地排緊成一列，通過RJRPackaging公司的中心線熱熔粘結(jié)劑448-37A和縫接粘結(jié)劑即448-195K熱熔粘結(jié)劑，用寬25.5mm的KC646紙包住。再將此交替相連的煙草棒/煙草紙棒的組合件切成為60mm的具有40mm煙草棒作為中心段和在其兩端各有10mm煙草紙棒的由兩部分構(gòu)成的煙草節(jié)。
過濾塞(嘴)將寬約260mm的Kimberly-Clark公司的聚丙烯墊子成形制成直徑約7.5mm的聚丙烯過濾棒，再采用如美國專利No.4，807，809中所述的設(shè)備及熱熔性448-195K縫接粘結(jié)劑在其外面包以Kimberly-Clark公司的寬25.5mm的紙幅P1487-184-2。將此包住的棒切成長為80mm的小段。
香煙組合件燃料基材節(jié)將有夾套的燃料棒切成長為12mm的燃料元件。將兩個燃料元件置于一根基材中空管節(jié)的兩端并且對齊。將這二個組件用寬約26.5mm、長約54mmmm的Ecusta15456紙/連續(xù)澆鑄0.0005箔/Ecusta29492紙的層疊片從外面包住，紙與箔的連接是用Airflex粘結(jié)劑465。利用RJRPackaging公司的冷粘結(jié)劑MT-8014施加在層疊片的全部內(nèi)表面上，將層疊片粘結(jié)在由夾套燃料和基材中空管構(gòu)成的組合件外面。層疊片是包住基材管的全長并延伸包住兩個燃料元件的6mm長度從而構(gòu)成含兩部分燃料基材節(jié)。
煙草燃料單元將一根上述的燃料/基材節(jié)在其中點(diǎn)處攔腰切成兩節(jié)各置于2聯(lián)(2-up)煙草節(jié)的兩端對齊，使每個燃料基材節(jié)內(nèi)的空隙端與2聯(lián)煙草節(jié)的末端的煙草紙塞相鄰接。將這些組件用長約70mm、寬約26mm的EcustaE30336紙從外面包住。用MT-8009粘結(jié)劑(RJRPackaging公司)將包裝紙粘著于燃料基材節(jié)和煙草節(jié)的這個組合件上，以形成長約126mm的2聯(lián)煙草燃料單元。
香煙將一根2聯(lián)香煙燃料單元在其中點(diǎn)攔腰切成兩節(jié)，置于2聯(lián)過濾嘴(塞)的兩端對齊，并使每單個煙草燃料單元的煙草棒末端與2聯(lián)過濾嘴相鄰接。這些組件再用長約50mm、寬約26mm的過濾嘴包裝紙(RJRtippingCodeNo.1000011)包住，包裝到2聯(lián)過濾嘴各和兩個煙草燃料單元之間的連接處以外5mm。用一種粘結(jié)劑MT-8009(RJRPackaging公司)作為整個包住的粘結(jié)劑以形成2聯(lián)香煙。將在2聯(lián)香煙其中點(diǎn)外(即過濾嘴的中點(diǎn)處)切成兩根個香煙。
至此已詳細(xì)地描述了本發(fā)明，包括其較佳的實(shí)施例。然而，需要理解的是，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的工作人員根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，可以對本發(fā)明進(jìn)行調(diào)整和/或改進(jìn)而仍在下述本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍和精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種吸煙制品用的組合燃料元件，其特征在于它包括貫穿于其長度互相接觸的至少二種不同的材料，即可燃的碳質(zhì)材料，以及與可燃材料相比較燃燒輕微的材料，其特征還在于所述的燃料元件在燃燒前的長度小于約20mm。
2.如權(quán)利要求1所述的組合燃料元件，其特征在于至少一部分所述不燃燒材料延伸超出所述可燃材料的周邊。
3.如權(quán)利要求1所述的組合燃料元件，其特征在于在燃燒元件中的不燃燒材料是一種熱交換材料。
4.如權(quán)利要求1所述的組合燃料元件，其特征在于它含有許多不燃燒材料段。
5.如權(quán)利要求3所述的組合燃料元件，其特征在于該熱交換材料是一種不燃燒碳。
6.如權(quán)利要求3所述的組合燃料元件，其特征在于該熱交換材料是一石墨箔。
7.如權(quán)利要求3所述的組合燃料元件，其特征在于該熱交換材料是一金屬帶或金屬箔。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的組合燃料元件，其特征在于該不燃燒材料進(jìn)一步含有一種或多種粘結(jié)劑。
9.一種吸煙制品用的擠壓的組合燃料元件，其特征在于它包括貫穿于其長度互相接觸的至少二種不同的復(fù)合擠壓材料，即可燃的碳質(zhì)材料以及與可燃材料相比燃燒較微的材料，其特征還在于所述的燃燒元件在燃燒前的長度小于約20mm。
10.如權(quán)利要求9所述的擠壓的組合燃料元件，其特征在于至少一部分所述熱交換材料延伸超出所述可燃材料的周邊。
11.如權(quán)利要求10所述的組合燃料元件，其特征在于燃料元件中的熱交換材料是碳。
12.一種吸煙制品用的擠壓的組合燃料元件，其特征在于它包括貫穿于其長度互相接觸的至少二種不同的材料，即可燃的碳質(zhì)材料以及一種不會燃燒的金屬熱交換材料，其特征在于所述的燃料元件在燃燒前的長度小于約20mm。
13.如權(quán)利要求12所述的擠壓的組合燃料元件，其特征在于至少一部分所述金屬熱交換材料延伸超出所述可燃材料的周邊。
14.如權(quán)利要求13所述的擠壓的組合燃料元件，其特征在于該金屬熱交換材料是帶或箔的形式。
15.一種香煙，它包括吸煙前長度小于20mm的碳質(zhì)燃料元件，所述的燃料元件具有一層彈性絕熱材料夾套包圍著其周邊;縱向放置在所述燃料元件后面一個隔開的氣溶膠產(chǎn)生元件，所述的氣溶膠產(chǎn)生元件包括載有氣溶膠形成物質(zhì)的基底;其特征在于所述的燃料元件進(jìn)一步還包括貫穿于其長度相互接觸的至少二種不同的材料，即可燃的碳質(zhì)材料以及與可燃材料相比燃燒較微的材料。
16.如權(quán)利要求15所述的香煙，其特征在于至少其一部分所述不燃燒材料延伸超出所述可燃材料的周邊。
17.如權(quán)利要求15所述的香煙，其特征在于燃料元件中的不燃燒材料是一種熱交換材料。
18.如權(quán)利要求17所述的香煙，其特征在于該熱交換材料是不燃燒碳。
19.如權(quán)利要求17所述的香煙，其特征在于該熱交換材料是石墨帶或箔。
20.如權(quán)利要求17所述的香煙，其特征在于該熱交換材料是金屬的帶或箔。
21.一種減少吸煙制品用碳質(zhì)燃料元件的平均溫度的方法，其特征在于以一種組合件的形式成形該燃料元件，該組合件包括貫穿于其長度互相接觸的至少二種不同的材料，即可燃的碳質(zhì)材料，以及與可燃材料相比燃燒較微的材料。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于燃料元件中的不燃燒材料是一種熱交換材料。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于該熱交換材料是不燃燒碳。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于該熱交換材料是石墨的帶或箔。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于該熱交換材料是金屬的帶或箔。
全文摘要
本發(fā)明涉及碳質(zhì)燃料元件的改進(jìn)，其中(a)燃料元件具有一組合的支撐件，它在吸煙過程中有助于支撐香煙結(jié)構(gòu)中的燃料元件，(b)燃燒元件與以前所知的碳質(zhì)燃料元件相比是在漿紙的平均溫度燃燒。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，燃料元件包括在其長度中始終相接觸的至少二種不同的材料，這兩種材料一個是可燃的碳質(zhì)材料，另一個是最好不燃燒，或比可燃材料燃燒得更緩慢的材料。該不燃燒或基本上不燃燒的材料較佳的是一種熱交換材料如石墨。在較佳的實(shí)施例中，不燃燒的支撐材料伸長超出可燃材料的周邊而與絕熱夾套接觸，后者包圍住燃料元件，將該燃料元件固定在位，特別是在吸煙過程中。
文檔編號A24B15/00GK1087497SQ9311786
公開日1994年6月8日 申請日期1993年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月17日
發(fā)明者克萊曼·弗蘭克林·杰克, 梅林·倫那德·羅伯特, 勞森·韋恩·杰里, 貝克·奧林·肯尼斯 申請人:R·J·雷諾茲煙草公司