吸烟制品

申请号 CN201380021019.8 申请日 2013-04-24 公开(公告)号 CN104244745A 公开(公告)日 2014-12-24
申请人 英美烟草(投资)有限公司; 发明人 D.J.迪特里希; M.贝万; D.鲁什福思; D.刘易斯;
摘要 本 发明 涉及包含可抽吸材料杆(11)和连接在所述杆一端的过滤嘴(12)的吸烟制品(10),所述过滤嘴包含至少两段并包裹在多孔成型纸中,其中第一 接装纸 (14) 覆盖 可抽吸材料杆与过滤嘴之间的接头,并围绕过滤嘴提供至少一个附加接装纸(15),其与第一接装纸隔开并分离以使在第一接装纸与至少一个附加接装纸之间暴露出一部分多孔成型纸,且其中接装纸通常没有成型纸多孔。但是,如果接装纸比成型纸多孔,该分段接装纸仍保持其功能。
权利要求

1.吸烟制品,其包含可抽吸材料杆和连接在所述杆一端的过滤嘴,所述过滤嘴包含至少两段并包裹在多孔成型纸中,其中第一接装纸覆盖可抽吸材料杆与过滤嘴之间的接头以将所述过滤嘴接合到所述杆上,并围绕过滤嘴提供至少一个附加接装纸,其与第一接装纸隔开并分离以使在第一接装纸与至少一个附加接装纸之间暴露出一部分多孔成型纸,且其中所述接装纸没有成型纸多孔。
2.如权利要求1中所述的吸烟制品,其中至少一个过滤嘴段包含纤维过滤材料。
3.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中至少一个过滤嘴段包含多孔吸附材料。
4.如权利要求3中所述的吸烟制品,其中所述多孔吸附材料是具有工程多孔结构的多孔/衍生自合成源例如聚苯乙烯的多孔碳珠。
5.如权利要求4中所述的吸烟制品,其中所述过滤嘴段包含大约20毫克至大约80毫克多孔吸附材料。
6.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中至少一个过滤嘴段包含离子交换树脂
7.如权利要求6中所述的吸烟制品,其中所述离子交换树脂具有表面活化胺。
8.如权利要求7中所述的吸烟制品,其中所述过滤嘴段包含大约5毫克至大约40毫克离子交换树脂。
9.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中所述过滤嘴包括包含纤维过滤材料的口端段、包含离子交换树脂的区段和包含多孔吸附材料的毗邻可抽吸材料杆的区段。
10.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中所述过滤嘴具有大约30毫米至大约40毫米,优选大约37毫米的长度。
11.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,所述所述吸烟制品的长度为大约83毫米和/或周长为大约21毫米。
12.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中所述接装纸之间的间隙为大约10毫米宽。
13.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,进一步包括在接装纸中和/或在过滤嘴的主体中形成的通气孔。
14.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中所述可抽吸材料杆包含下列的一种或多种:
(a) 经过处理以产生降低的含氮化合物含量的烟草
(b) 经过处理以除去多酚和/或肽的烟草;和
(c) 包含不燃性无机填料粘合剂气溶胶发生剂的烟草替代片材。
15.如权利要求14中所述的吸烟制品,其中所述可抽吸材料进一步包含叶片烟草。
16.如权利要求14或15中所述的吸烟制品,其中所述可抽吸材料进一步包含膨胀烟草(DIET)。
17.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中所述可抽吸材料包含甘油。
18.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中所述可抽吸材料包含至少一种香料。
19.如前述权利要求任一项中所述的吸烟制品,其中所述可抽吸材料包含混合处理烟草、烟草替代片材、DIET、叶片烟草、甘油和头香香料。

说明书全文

吸烟制品

技术领域

[0001] 本发明涉及吸烟制品,特别是降低主流烟气中特定成分或成分组的机器测得产量的吸烟制品。
[0002] 背景传统上,吸烟制品,如卷烟包含包裹在卷纸(paper wrapper)中的烟草或烟草基可抽吸材料的圆柱体形式的烟支(tobacco rod),其可配备过滤单元。在其基本形式中,该过滤单元是由过滤材料,如醋酸纤维丝束形成的圆柱形元件,任选包括改变烟气流动和过滤器功能的构型,如凹槽和间隙,和添加剂如微粒。丝束可以包裹在一层成型纸(plug wrap)中,其有助于保持过滤材料的圆柱形状和结构。过滤单元使用接装纸(tipping paper)接合到烟支上,接装纸是包裹过滤单元并覆盖过滤单元与烟支之间的接头(join)的外纸层。
将接装纸胶粘就位。
[0003] 烟草烟雾是超过5000种确定成分的复杂动态混合物,其中大约150种已被文献记载为不合意。这些成分存在于吸烟者吸入的主流烟气(MS)中并也作为侧流烟气(SS)的成分在抽吸(puff)间释放。
[0004] 在2001年,Institute of Medicine(IOM)报道,由于吸烟相关的疾病是剂量相关的且由于流行病学研究表明在戒断后吸烟相关疾病的险降低,通过开发潜在减低暴露产品(potential reduced-exposure products)(PREP),可以降低吸烟相关的风险。他们将这些定义为:(1) 明显减少暴露在一种或多种烟草毒物中的产品;和(2) 如果声称风险降低,则是可合理预计降低一种或多种特定疾病或其它不良健康影响的风险的产品(Stratton等人,2001)。迄今,没有可燃卷烟产品已表明符合IOM概述的一般要求。
[0005] 因此,提供表现出显著降低的被视为不合意的所有MS成分的排放的吸烟制品是一项挑战。但是,减少某些成分的单项措施通常不使其它成分减少,在一些情况下甚至使其它成分的含量提高。
[0006] 此外,制造消费者可接受的产品也是重要的。传统吸烟制品的感官影响大多基于MS的成分以及其它因素,如压降和抽吸数。已经发现,用于减少某些MS成分的一些措施有可能为吸烟者带来不令人满意的吸烟体验。
[0007] 发明概述根据本发明的实施方案,提供包含可抽吸材料杆和连接在所述杆一端的过滤嘴
(filter)的吸烟制品,所述过滤嘴包含至少三段并包裹在多孔成型纸中,其中第一接装纸覆盖可抽吸材料杆与过滤嘴之间的接头,并围绕过滤嘴提供至少一个附加接装纸,其与第一接装纸隔开并分离以在第一接装纸与至少一个附加接装纸之间暴露出一部分多孔成型纸,且其中接装纸不如成型纸多孔。
[0008] 在一些实施方案中,至少一个过滤嘴段包含纤维过滤材料。至少一个过滤嘴段可包含多孔吸收材料。至少一个过滤嘴段可包含离子交换树脂
[0009] 在某些实施方案中,可包括在至少一个过滤嘴段中的多孔吸附材料是具有工程多孔结构的多孔碳。该过滤嘴段可包括大约20毫克至大约80毫克的多孔吸附材料。
[0010] 在某些实施方案中,可包括在至少一个过滤嘴段中的离子交换树脂具有表面活化胺。该过滤嘴段可包括大约5毫克至大约40毫克的离子交换树脂。
[0011] 在一些实施方案中,该过滤嘴包括包含纤维过滤材料的口端段、包含离子交换树脂的区段和包含多孔吸附材料的毗邻可抽吸材料杆的区段。
[0012] 在一些实施方案中,该过滤嘴比传统卷烟中的过滤嘴长,具有大约30毫米至大约40毫米,优选大约37毫米的长度。
[0013] 在一些实施方案中,该吸烟制品具有大约83毫米的总长度,包括过滤嘴和可抽吸材料杆。
[0014] 在一些实施方案中,该吸烟制品的周长小于传统卷烟,具有大约21毫米的周长。
[0015] 在一些实施方案中,第一接装纸与至少一个附加接装纸之间的间隙为大约10毫米宽。
[0016] 在一些实施方案中,该吸烟制品进一步包括在接装纸中和/或在过滤嘴的主体中形成的通气孔。
[0017] 在一些实施方案中,该可抽吸材料杆包含下列的一种或多种:(a) 经过处理以产生降低的含氮化合物含量的烟草;
(b) 经过处理以除去多酚和/或肽的烟草;
(c) 包含不燃性无机填料粘合剂气溶胶发生剂(aerosol generating means)的烟草替代片材。
[0018] 此外,该可抽吸材料可进一步包含薄片烟草(lamina tobacco)和/或膨胀烟草(DIET)。
[0019] 此外,在一些实施方案中,该可抽吸材料进一步包含甘油。另外或或者,该可抽吸材料包含至少一种香料。
[0020] 在一些实施方案中,该吸烟制品的可抽吸材料包含混合处理烟草、烟草替代片材、DIET、薄片烟草、甘油和头香香料(top flavour)。
[0021] 附图简述现在参照附图仅通过非限制性实例描述本发明的实施方案,其中:
图1是根据本发明的一个实施方案的吸烟制品的示意图;
图2是更详细图解图1的过滤嘴的内部结构的分解图;
图3是根据本发明的另一实施方案的吸烟制品的纵向横截面视图的示意图;
图4显示制备高活性聚合物衍生碳的方法的概要;且
图5显示不同通气系统的排出气流测量。
[0022] 详述本发明涉及包括过滤嘴设计的吸烟制品,所述过滤嘴设计提供增强的通气系统以为吸烟制品提供提高的毒物减少,同时保持消费者接受度。
[0023] 根据一些实施方案,通过将该过滤嘴与定制的烟草混合物和/或定制的吸附性过滤添加剂组合,可以进一步提高毒物减少。此外,任选新型总体吸烟制品格式可有助于平衡该过滤嘴设计和其它毒物减少措施的效果以提高该吸烟制品的消费者接受度。
[0024] 在标准或传统卷烟中,过滤嘴和烟支通过覆盖过滤嘴的整个长度和烟支的邻接端的接装纸接合。如果提供通气系统,这倾向于是在接装纸中形成的孔或通道形式,以便将环境空气吸入过滤嘴并稀释MS。
[0025] 在本发明的实施方案中,接装纸不覆盖整个过滤嘴。相反,接装纸是分开的和/或包含两条或更多条。第一接装纸覆盖过滤嘴与可抽吸材料杆之间的接头,例如用于将过滤嘴与该杆接合。至少一个附加接装纸包围过滤嘴的另一部分,与第一接装纸隔开并分离以在第一接装纸与至少一个附加接装纸之间形成间隙。这一间隙暴露出被比接装纸更多孔的材料包围的过滤嘴区域。这使得一段过滤嘴仅被多孔纸(成型纸)包围,以提高气体扩散进出该过滤嘴区域。例如,气体例如CO(化碳)和NO(一氧化氮)可以从这一过滤嘴区域扩散出过滤嘴。这种所谓的“分段接装纸(split tipping)”也改进在更高流速下的排气平控制。
[0026] 现在参照图1和2,显示包含可抽吸材料杆11和过滤嘴12的根据本发明的一个实施方案的吸烟制品10。在一个实施方案中,可抽吸材料杆11包含装在纸筒内的可抽吸烟草或烟草基材料的圆柱体。
[0027] 将可抽吸材料杆11接合到过滤嘴12上。在所示实施方案中,安置第一接装纸14以覆盖可抽吸材料杆11与过滤嘴之间的接头。这种接装纸14有助于将杆11接合到过滤嘴12上。附加接装纸15在过滤嘴的口端13包围过滤嘴。接装纸14, 15彼此间隔并分离以在它们之间提供间隙16。这种间隙16是未被接装纸包围的过滤嘴段。在所示实施方案中,间隙16处的这段过滤嘴被暴露出的多孔成型纸包围。
[0028] 在图2的分解图中更详细图解过滤嘴12的结构。该过滤嘴包含三个分离的过滤嘴段21a, 21b, 21c。各个过滤嘴段21a, 21b, 21c优选不同。为了使各个过滤嘴段21a,21b, 21c保持所需结构,它们可任选各自独立地包裹在独立的内成型纸22a, 22b, 22c中。
[0029] 一旦头对头安装在一起,这三个独立包裹的过滤嘴段21a, 21b, 21c随后用单张外成型纸23包裹在一起,这将它们结合成单一单元。外成型纸23由多孔材料制成,且独立的内成型纸22a, 22b, 22c中的至少一些也可以是多孔的。
[0030] 通过包裹烟支11和过滤嘴12以使其覆盖它们之间的接头的第一接装纸14将过滤嘴12接合到烟支11上。将该接装纸胶粘就位。
[0031] 第二个单独的接装纸15包裹远离烟支11的过滤嘴12的口端13并与第一接装纸14隔开以在它们之间留下间隙16。在间隙16中暴露出外成型纸23以划定出吸烟制品10的过滤嘴段中的通气区。这段过滤嘴的孔隙率取决于包围该区域中的过滤嘴的外成型纸23和任何内成型纸的孔隙率。接装纸优选提供与包围与接装纸14, 15之间的间隙16对准的过滤嘴段的纸的孔隙率相比具有较低孔隙率的区域。
[0032] 在图1和2中所示的本发明的实施方案中,过滤嘴12被描述为包含三个分离段21a, 21b, 21c。但是,会认识到,在本发明的范围内可以提供多于三个过滤嘴段。此外,本发明无意限于首先将各个过滤嘴段21a, 21b, 21c包裹在其自己的独立成型纸22a, 22b,
22c中,而是可用外成型纸23将所有过滤嘴段固定在一起,并在它们的优选形式中可以是圆柱形的。
[0033] 在图2中所示的实施方案中,三个过滤嘴段21a, 21b, 21c的尺寸不等。在所示实施方案中,口端段21c比中间段21b短,后者又比毗邻可抽吸材料杆的区段21a短。在一个具体实施方案中,口端段21c为7毫米长,中间段21b为10毫米长,且毗邻可抽吸材料杆的区段21a为20毫米长。
[0034] 按尺寸裁分并安置第一和第二接装纸14, 15以暴露出毗邻可抽吸材料杆的区段21a的一部分。过滤嘴的口端的第二接装纸15比第一接装纸14宽。在图2中所示的具体实施方案中,第一接装纸覆盖11毫米宽的区域——覆盖可抽吸材料杆的末端和一部分毗邻过滤嘴段21a。具体而言,第一接装纸14可以覆盖5毫米的可抽吸材料杆和6毫米的毗邻过滤嘴段21a。所示实施方案中第一接装纸14与第二接装纸15之间的间隙为10毫米。仍在图2中所示的实施方案中,第二接装纸覆盖过滤嘴12的口端21毫米宽的区域——覆盖整个口端过滤嘴段21c、整个中心过滤嘴段21b和一部分(4毫米)毗邻可抽吸材料杆的过滤嘴段21a。因此,第一和第二接装纸14, 15之间的间隙16对准毗邻可抽吸材料杆11的过滤嘴段22a的一部分。
[0035] 可以在本发明的范围内对上述吸烟制品10作出变动。例如,可以提供包围过滤嘴和/或可抽吸材料杆的多于两个分离的接装纸,并可以安置它们以提供两个或更多个间隙。该包装纸的尺寸(宽度)和它们的位置可变以提供宽度不同且位置不同的间隙。此外,过滤嘴段的数量和尺寸也可变。
[0036] 图3显示吸烟制品的另一实施方案,其中过滤嘴112进一步包括通气孔131。吸烟制品110包含与图2中所示的吸烟制品10相同的部件,只是其包括通气孔131。
[0037] 通气孔的目的是在吸烟者抽吸该吸烟制品时允许空气进入过滤嘴。空气与被吸过过滤嘴的来自燃烧的可抽吸材料的主流烟气和其它成分混合并稀释它们。目前有一系列技术用于制造通气孔。接装纸可以在包裹前用机械或静电打孔装置或用激光束预打孔。或者,可以在吸烟制品组装后使用在线或联机系统用激光束制造孔。在后一情况中,借助聚焦激光束将孔烧蚀到过滤嘴中,并因此穿透包裹过滤嘴的纸(接装纸和成型纸)并穿入过滤嘴内的材料中。
[0038] 孔沿过滤嘴长度的位置可改变过滤和稀释效果,特别是如果对照多段式过滤嘴的各部件设置这些孔。在具有上述“分段接装纸”的吸烟制品中,已经发现这种分段接装纸改进了在较高流速下的排气水平控制。
[0039] 图5中描绘使用三种不同通气系统的排出气流测量。曲线A显示受试卷烟的数据,其中整个过滤嘴通气由分段接装纸产生,存在20毫米分隔间隙。曲线B显示在过滤嘴上具有联机激光(OML)通气的商业对照卷烟的数据。曲线C显示受试卷烟的数据,其中一部分通气由分段接装纸(具有10毫米间隙)产生,一部分由过滤嘴中的OML区产生。
[0040] 在ISO机器抽吸条件下,即在17.5立方厘米/秒(或1.050升/分钟)的经过卷烟的平均ISO吸气流速下,作为相对于总抽吸量经卷烟过滤嘴上的通气孔流入的空气百分比或经卷烟吸入的平均流量测量过滤嘴通气性。所实现的通气水平影响来自该产品的焦油、尼古丁和CO的ISO产量。当消费者吸烟时,与ISO相比,他们可能吸取更大的抽吸量和/或以更高的经过卷烟的流速吸气。因此,消费者可能从传统卷烟中摄入超过ISO机器吸烟值的产量;这种产量提高的原因之一是在高于ISO的吸气速率下,有效的“过滤嘴通气”降低(如图5中的曲线B所示)。
[0041] 相反,借助“分段接装纸”通气系统(没有附加通气孔),当经过卷烟的流速提高到高于ISO流速时,“有效通气”不会降至传统产品中的预期程度。实际上,经过“分段接装纸”区域的流量 vs 压降关系几乎线性,以致随着烟支中的流量提高,经过“分段接装纸”的流量几乎以相同比例提高。因此,在更深度吸烟时“有效通气”的损失极低(见图5中的曲线A)。
[0042] 本领域技术人员显而易见的是,分段接装纸只有在通气区未堵塞时才有效影响来自人或机器吸烟的产量。这意味着使用Health Canada深度抽吸(机器)模式( Intense smoking (machine) regime)时分段接装纸无效。
[0043] 由于难以预测可由分段接装纸独自实现的确切通气水平,制造一些试验样品并使用联机激光“细调”样品过滤嘴通气量并实现所需ISO产量(例如用于生成图5的曲线C)。如这一曲线中看出,使用联合通气系统时,分段接装纸的效果明显。
[0044] 在图3中所示的实施方案中,通气孔131围绕过滤嘴112的圆周环形(annually)布置,通过聚焦激光束(联机激光)烧蚀。这些孔穿过接装纸115,穿过下方的成型纸123和任何任选内成型纸(未显示)并短距离延伸到过滤嘴主体内。
[0045] 通气孔可以围绕过滤嘴的圆周成行或成区域布置,距过滤嘴的口端大约11至16毫米。在所示的具体实施方案中,与过滤嘴112的口端113相距13毫米提供通气孔131。这意味着通气孔131与中心过滤嘴段121b对准。
[0046] 由激光制成的通气孔通常具有大约1至2毫米的深度,尽管它们可能进一步延伸到过滤嘴主体中,具有大于2毫米的深度,例如2至3.5毫米的深度和/或过滤嘴直径的至少25%或甚至过滤嘴直径的25至50%的深度。在一些实施方案中,该吸烟制品包含至少一个贯穿接装纸和任何成型纸进入过滤嘴中的通气孔。该孔可延伸至一定深度以使经通气孔吸入的空气进入过滤嘴的中心区域。或者,可以提供和布置一个或多个孔以控制稀释空气经过过滤嘴的路径。例如,孔可具有不同深度或可以与过滤嘴的预定部分对准。
[0047] 传统卷烟通常包括醋酸纤维素(CA)丝束作为过滤材料。醋酸纤维素通常用增塑剂处理,增塑剂在相邻纤维的接触点粘合相邻纤维,以赋予纤维丝束提高的强度和结构完整性。适用于此用途的增塑剂包括三醋精(三乙酸甘油酯)、TEC(柠檬酸三乙酯)和PEG 400(低分子量聚乙二醇)。增塑的醋酸纤维素丝束也已知改进烟雾中发现的半挥发性化合物(例如酚、邻甲酚、对甲酚和间甲酚)的选择性去除。在本发明的一些实施方案中,至少一个过滤嘴段包括醋酸纤维素。在一些实施方案中,口端过滤嘴段(在图1中显示为过滤嘴段21c)包含或基本由醋酸纤维素丝束,优选增塑的醋酸纤维素丝束构成。
[0048] 尽管纤维过滤材料能与焦油和尼古丁一起减少微粒相成分,但几乎不发生选择性减少。此外,由于醋酸纤维素过滤材料对挥发性成分几乎或完全没有作用,提高过滤效率会提高它们的产量相对于焦油和尼古丁的比率。但是,醋酸纤维素过滤嘴段的存在可提高本发明的吸烟制品的消费者接受度,在醋酸纤维素过滤嘴段位于过滤嘴的口端时尤其如此。
[0049] 为了进一步增强吸烟制品的过滤嘴的吸附特性,可以包括多孔吸附剂以从主流烟气中除去一些挥发性成分。活性炭(AC)是广泛用于卷烟过滤嘴并可通过物理吸附显著减少一大系列挥发性烟雾成分的非选择性吸附剂。
[0050] 可通过设计碳的多孔表面增强多孔碳的吸附特性,以提供所谓的“高活性炭”(HAC)。因此,在本发明的一些实施方案中,过滤嘴的至少一个区段包含高活性炭。
[0051] 高活性炭可以在空腔中并入吸烟制品的过滤嘴段中,或散布(“Dalmatian”型)在过滤材料(如醋酸纤维素)棒中。在一些实施方案中,可以将高活性炭施加到该过滤嘴段的(内)成型纸的内表面上,由此位于成型纸与过滤材料棒之间。
[0052] 在一些实施方案中,毗邻可抽吸材料杆的过滤嘴段(在图1中显示为区段21a)包含高活性炭。在一些实施方案中,在过滤嘴段中加载20至80毫克,优选大约50毫克的高活性炭。
[0053] 该高活性炭可以是聚合物衍生的。例如,其可以是衍生自聚苯乙烯的多孔碳珠材料。
[0054] 可用在本发明的吸烟制品中的高活性炭的一种可能的类型包括通过专有方法(Von Blücher和De Ruiter 2004;Von Blücher等人2006;Böhringer和Fichtner 2008)制备并可获自Blücher GmbH (Germany)的聚合物衍生碳的基本球形颗粒。
[0055] 这些聚合物衍生的高活性炭颗粒具有与商业卷烟中常用的通常衍生自椰壳的碳不同的孔隙结构。因此其对一系列挥发性烟雾毒物具有优异的吸附特性。该聚合物衍生碳在ISO和HCI抽吸模式下对常规和较小圆周的卷烟都表现良好,尽管在较高流速抽吸条件下在乙脱除中观察到一些限制。
[0056] 在图4中描绘了用于制备聚合物衍生碳的方法。使用间歇法用间接加热的旋转窑在减压下在惰性气氛中制造聚合物衍生的活性炭。在制备球形聚合物原料后,使用过量发烟硫酸热稳定该材料。随后,将该材料缓慢加热至500°C,以致主要释放SO2和H2O并使该聚合物碳化。所得碳具有典型被吸附物不可达的初始孔隙系统。为了制造适合吸附的孔隙系统,将该材料进一步加热至大约900至1000°C以用氧化剂蒸汽)活化。这建立主要由孔径为0.7至3纳米的微孔构成的孔隙系统。随后用CO2活化导致形成大多更大的3至80纳米的介孔。蒸汽和CO2活化步骤的组合提供用于实现所需孔隙特性的灵活策略。
[0057] 该聚合物衍生碳——其是合成材料——具有轮廓分明得多的球形以及更均一的粒度。与天然椰壳作为碳化法的原材料相比,该聚合物衍生材料具有较低密度并具有较低的灰分含量,这反映该聚合物原料的合成性质。
[0058] 聚合物衍生碳在ISO模式下比活化椰壳炭更有效吸附大多数烟雾成分,对于除甲醛、乙醛、氰化氢(HCN)和甲苯(减少50-60%)外的烟雾成分,观察到大约80-95%的减少。在HCI条件下,含传统椰壳炭的卷烟对乙醛(16%)以外的大多数烟雾成分提供大约25-45%的减少。包括聚合物衍生碳的卷烟将乙醛和HCN(15-30%)外的大多数烟雾成分产量降低
60-90%。
[0059] 化学吸附也能从主流烟气中除去毒物,包括高挥发性醛和HCN。胺官能化树脂提供从主流烟气中亲核捕获醛的潜,并由于其弱性,其也可用于从主流烟气中除去HCN。
[0060] 因此,在本发明的一些实施方案中,过滤嘴的至少一个区段包含离子交换树脂。该离子交换树脂具有可有效结合所选气相醛成分和氰化氢的表面活化胺。
[0061] 该胺官能化树脂材料可以在空腔中并入吸烟制品的过滤嘴段中,或散布(“Dalmatian”型)在过滤材料(如醋酸纤维素)棒中。在一些实施方案中,可以将胺官能化树脂施加到该过滤嘴段的(内)成型纸的内表面上,由此位于成型纸与过滤材料棒之间。
[0062] 在一个可能的布置中,在中心过滤嘴段中加载5至40毫克,优选大约20毫克的胺官能化树脂。
[0063] DIAION®CR20是市售类型的胺官能化离子交换树脂珠(Mitsubishi Chemical Corporation制造)。其具有多胺基团作为键合到高度多孔交联聚苯乙烯基质上的螯合配体。CR20对过渡金属离子表现出大亲合力。无法精确控制通过官能化产生的胺基的确切类型并且在树脂上可能存在几种不同的类型。
[0064] 商品级CR20(下文称作CR20C)被发现具有特有的臭味,这在并入卷烟中时与传统消费者可接受的卷烟烟雾特性不相容。但是,Mitsubishi对合成条件的修改显著降低这种臭味的强度,以产生“低臭”级CR20(下文称作CR20L)。在本文中,除非另行指明,获得的所有结果都是涉及CR20L。这种材料具有600毫米的珠粒尺寸、0.64克/立方厘米的密度、153
重量%水含量和0.92 meq/cm 的总交换容量。Mitsubishi Chemical Corporation制造了各种其它类型的CR20,包括CR20D和CR20HD,这些适用于吸烟制品。
[0065] 一些CR20珠粒在水中提供,为了使它们适用于卷烟过滤嘴用途,可能必须除去至少一些水。在一些实施方案中,除去水并将该材料干燥至大约15%或更低水分。在另一些实施方案中,更高的湿含量在吸烟制品的过滤嘴中也可接受。
[0066] CR20,尤其包括CR20L,可并入本发明的吸烟制品的过滤嘴中。与含有传统碳的过滤嘴相比,CR20L提供HCN、甲醛和乙醛的优异减少。
[0067] 在本发明的一些实施方案中,该吸烟制品基于新格式。这在部分程度上是为了适应根据本文所述的一些实施方案的更长过滤嘴。例如,在一些实施方案中,该吸烟制品包含三个或更多个过滤嘴段,总长度为大约37毫米,接装纸长度(即从吸烟制品的口端到接装纸的最远边缘的距离)为42毫米。传统的长支(king size)卷烟通常具有15至27毫米过滤嘴。本发明的一些吸烟制品的过滤嘴的延长长度带来双重效应——由于烟雾在过滤嘴中的较长停留时间而提高烟雾过滤和由于降低的可抽吸材料杆长度而有较少的可抽吸材料供燃烧。
[0068] 在一些实施方案中,过滤嘴具有至少30毫米、31毫米、32毫米、33毫米、34毫米或至少35毫米的长度。或者或另外,过滤嘴可具有不大于50毫米、49毫米、48毫米、47毫米、46毫米、45毫米、44毫米、43毫米、42毫米、41毫米或不大于40毫米的长度。
[0069] 为平衡可抽吸材料杆长度的这种降低,可以使用缓燃包装纸包裹(circumscribe)可抽吸材料杆。这能使吸烟者获得与传统长度的可抽吸材料杆相同的每根吸烟制品的抽吸数。
[0070] 在另一些实施方案中,该吸烟制品可带有长度与传统卷烟中的可抽吸材料杆相同或类似的可抽吸材料杆。这由于较长过滤嘴而使该吸烟制品比传统卷烟长。
[0071] 在一些实施方案中,该吸烟制品与24.6毫米的标准“长支(king size)”周长相比具有21毫米的所谓“demi slim”周长。该吸烟制品可具有83毫米的标准“长支”长度(包括可抽吸材料杆和过滤嘴)。
[0072] 除对吸烟制品的过滤嘴作出的修改以提高主流烟气中存在的毒物的减少外,可以使用与可抽吸材料相关的另一些技术,以补充该过滤嘴的作用并按需要平衡它们。
[0073] 在本文中描述了处理过的烟草混合物,其已通过能从烟草中除去蛋白质和多酚的方法处理——对烟雾毒物产量具有有益作用。可以在切好的烟熏(flue-curedtobacco)的烟草上进行烟草处理。简言之,对该烟草混合物施以水萃取步骤,萃取液随后经过两阶段过滤以除去多酚和合适的肽。用蛋白酶处理残留烟草固体以除去不溶性蛋白质。在洗涤和酶失活后,烟草固体和过滤过的水萃取液再结合。该处理法产生在本文中被称作混合处理烟草(BTT)的材料,其导致酚类、芳胺、HCN和许多其它含氮烟雾成分的烟雾产量降低;但是,甲醛和异戊二烯的产量也提高。该混合处理烟草保持原始烟草的结构并可以使用传统卷烟制造设备并入包含在吸烟制品中的可抽吸材料杆中,而不需要重构成片材。
[0074] 在本发明的一些实施方案中,该可抽吸材料包含混合处理烟草。
[0075] 要萃取的烟草材料可以是条状、切割、切碎或磨碎的烟草。在一些实施方案中,该烟草是切碎的烟草。但是,可以使用本文所述的方法萃取其它形式的烟草。
[0076] 可以将该烟草材料与萃取溶剂混合以形成浆料。溶剂可以以10:1至50:1,优选20:1至40:1,最优选25:1至30:1的重量比添加到烟草材料中。在一个实施方案中,溶剂以27:1的重量比添加到烟草材料中。
[0077] 该溶剂可以是有机溶液,但优选是水溶液或是水。在萃取过程一开始,该溶剂通常是水,但其也可含有醇,如乙醇或甲醇,或其可含有表面活性剂。根据要从烟草中萃出的特定成分,可以使用其它溶剂。
[0078] 该萃取可以在大约15-85℃下进行,优选在大约65℃下进行。优选在萃取过程中不断搅拌该浆料,以使烟草保持悬浮。萃取应进行15分钟至2小时。在一个优选实施方案中,萃取进行大约20分钟。
[0079] 在萃取过程中,从烟草材料中除去可溶烟草组分并进入溶液。这些包括尼古丁、糖、一些蛋白质、基酸、果胶、多酚和香料。初始烟草重量的最多大约55%可能溶解。重要的是,烟草纤维中的果胶在该萃取和处理法的全程保持交联以保持烟草的纤维结构。相应地,可以向用于萃取烟草的溶剂中和向下游加工程序中所用的任何溶液中加入
[0080] 在萃取后,可以将该浆料沥水以收集滤液(“母液(mother filtrate)”)。同时,可以在其传送时通过逆流洗涤进一步萃取不溶性烟草残留物,以从烟草中除去尽可能多的可溶成分。
[0081] 可以对烟草施加新鲜溶剂并收集滤液(“洗涤滤液”)。该洗涤滤液可通过在上游点施加到在传送带上行进的输入烟草残留物上而再循环。洗涤滤液的收集和上游再施加到输入烟草残留物上可以重复许多次,优选三次、四次或甚至五次。由此,在带头收集的最终洗涤滤液可能富集随其行经过滤机长度而已从烟草残留物中除去的那些可溶烟草成分。最终洗涤滤液可通过添加到新鲜烟草中进一步再循环以形成准备萃取的烟草浆。例如,最终洗涤滤液可添加到烟草混合槽中,在此在萃取前形成烟草浆。该萃取法因此可以是连续法,其中使用再循环的洗涤滤液萃取新鲜烟草。仅在这种萃取过程开始时用新鲜溶剂萃取烟草。一旦萃取过程开始,在该萃取中不使用新鲜溶剂,该溶剂仅由再循环的洗涤滤液构成。
[0082] 随着萃取过程继续,萃取液因此变得更富集可溶烟草成分。这些成分包括在萃取槽中初萃取(形成母液)过程中进入溶液的那些以及在水平带式过滤机上二次萃取(形成洗涤滤液)过程中进入溶液的那些。
[0083] 最终滤液因此包含母液和洗涤滤液。由此,过滤后获得的烟草残留物不含在用于萃取的溶剂中可溶的那些成分。在过滤结束时可以挤压萃取过的烟草以从中除去任何过量液体。出自水平带式过滤机的萃取过的烟草因此通常是脱水垫形式。
[0084] 随后可以加工最终滤液(下文中称作烟草萃取液)以除去最终烟草产品中不需要的那些成分。不需要的成分包括蛋白质、多肽、氨基酸、多酚、硝酸盐、胺、亚硝胺和颜料化合物。但是,被认为需要的成分,如糖和尼古丁的含量保持不受影响以使萃取过的烟草的风味和抽吸性质与原始材料的那些相当。
[0085] 在一个优选实施方案中,处理烟草萃取液以除去蛋白质、多肽和/或氨基酸。可以使用不溶性吸附剂,如羟磷灰石或 Fuller土矿物,如绿坡缕石或膨润土除去原始烟草材料中所含的最多60%的蛋白质。优选用膨润土处理该烟草萃取液以从中除去多肽。膨润土可以以最初萃取的烟草重量的2-4%的量添加到该萃取液中。或者,可以将该烟草萃取液送入含有膨润土在水中的浆料的槽中。合适的浆料含有在大约64千克水中的大约7千克膨润土(每小时的量),例如在64.18千克水中的7.13千克膨润土(每小时的量)。在任何情况下,膨润土浓度应足够高以明显降低该烟草萃取液的蛋白质含量,但不会高到从中另外吸附尼古丁。膨润土处理也可有效除去烟草萃取液中存在的颜料化合物,它们如果未除去,倾向于使浓缩后的萃取液变暗。在使用足够的膨润土处理该萃取液时,降低的颜料化合物量可产生外观不会过度变暗的产品。
[0086] 在膨润土处理后,可以通过离心和/或过滤从该浆料中提纯烟草萃取液。另外或或者,可以处理该烟草萃取液以从中除去多酚。
[0087] 聚乙烯基聚吡咯烷(PVPP)是多酚的不溶性吸附剂,其传统上用于酿造工业以从啤酒中除去多酚。PVPP可以以最初萃取的烟草重量的5-10%的量添加到该萃取液中。这种量的PVPP能够除去溶液中50至90%的多酚。借助PVPP从烟草萃取液中除去多酚的最佳pH据信是大约3。因此,通过添加合适的酸,如盐酸以降低该萃取液的pH,可以提高PVPP的吸附效率。
[0088] 作为使用PVPP吸附多酚的替代方案,可以将一种或多种酶添加到烟草萃取液中以降解其中的多酚。合适的酶是漆酶(漆酚氧化酶(urishiol oxidase)。但是,本发明不限于从烟草中仅除去蛋白质和/或多酚的方法。可以使用替代的或附加的酶、试剂或吸附剂从该烟草萃取液中除去其它不需要的烟草成分。可从该萃取液中除去的其它不需要的烟草成分的实例包括硝酸盐、胺和亚硝胺。
[0089] 如果要从该烟草萃取液中除去多种成分,可以串联安装许多槽,各自包含不同的酶、试剂或吸附剂以除去不需要的成分的所选集合。或者,单个槽可含有多种酶、试剂或吸附剂以在单步中除去不需要的成分。例如,膨润土或PVPP储槽可包含一种或多种附加的酶、试剂或吸附剂以不仅从烟草中除去蛋白质或酚,还除去一种或多种其它不需要的成分。
[0090] 在处理烟草萃取液以除去所选的不需要成分后,优选将该萃取液浓缩至20至50重量%的固体浓度。使用反渗透最有效地实现最多10%固含量的浓度。可以借助降膜式蒸发器进一步浓缩至大约40%固含量。可以使用其它浓缩方法并且是本领域技术人员已知的。该浓缩烟草萃取液可随后与萃取过的烟草再结合。
[0091] 但是,已如上所述在水溶液中萃取的烟草优选在与浓缩烟草萃取液再结合之前进一步萃取以除去一种或多种其它不需要的成分。可以使用为除去所选成分专选择的酶进行烟草的进一步萃取。在一个优选实施方案中,该酶是用于从烟草中除去蛋白质的蛋白水解酶。该酶优选是细菌或真菌酶,更优选是食品和洗涤剂工业中商业使用的酶。该酶可选TM TM TM TM自Savinase 、Neutrase 、Enzobake 和Alcalase ,它们都可获自Novozymes A/S。该蛋TM
白水解酶优选以烟草材料的0.1至5重量%的量添加到烟草中。例如,Savinase 可以以大约1重量%的量添加到烟草中。烟草可以在所选酶的溶液中再制浆。该浆料中水与烟草的比率应该为按重量计10:1至50:1,优选20:1至40:1,最优选25:1至30:1。在一个特别优选的实施方案中,水与烟草的重量比为27:1。
[0092] 该烟草/酶混合物的pH应促进最佳酶活性。相应地,将脱水烟草垫进给到槽中,在此例如通过添加碱,如氢氧化钠调节pH,这经证实是方便的。该pH调节过的烟草可随后进给到酶计量槽中以与所选酶混合。该烟草/酶混合物可随后进给到活塞流反应器中,在此进行酶萃取。酶萃取应在促进最佳酶活性的温度下进行。优选地,应使用窄温度范围,如TM30-40℃以避免使该酶变性。当Savinase 是所选酶时,最佳操作条件是57 ℃和pH 9-11。
酶萃取应进行至少45分钟;更短的持续时间据信不足以使蛋白水解酶降解烟草蛋白。
[0093] 当然,如果要从烟草中除去多种成分,可以进行多次酶萃取。这些可以串联进行,或可以在单个处理步骤中将多种酶添加到烟草中。
[0094] 该酶也仍然可以包括在该处理法中的第一萃取步骤中,而非形成随后的分别萃取步骤。
[0095] 在酶萃取后,可以用盐溶液,优选氯化钠溶液洗涤不溶性烟草残留物以洗掉酶。可以以连续逆流方式进行盐冲洗。
[0096] 但是,盐和水冲洗可能不足以从烟草中除去所有酶。也可以处理洗过的烟草以使在盐和水冲洗后留在烟草中的任何残留酶失活。这可以通过充分蒸汽处理烟草以使酶失活进行,但不会使烟草失去其纤维形式。在一个实施方案中,蒸汽处理在大约98℃下进行大约4分钟,但如果需要,停留时间可以增加到大约10分钟。或者,烟草可以热处理以使酶失活,例如通过微波处理或烘烤烟草。在另一实施方案中,可通过化学变性使酶失活;但应采取步骤从烟草中除去化学品。
[0097] 加工过的烟草可随后与浓缩烟草萃取液再结合。将处理过的萃取液添加回萃取过的烟草中确保了烟草的水溶性香料组分和尼古丁留在最终产品中。再结合因此产生具有与原始材料类似的物理形式和外观、味道和抽吸性质但具有明显降低的蛋白质、多酚或其它所选成分的含量的烟草产品。可通过将烟草萃取液喷到烟草上实现再结合。与加工过的烟草再结合的原始萃取液的量取决于在用于除去所选成分的萃取液处理过程中损失的量并随烟草类型而变。
[0098] 在与处理过的烟草萃取液再结合之前、之中或之后,可以使用标准干燥法将处理过的烟草干燥。处理过的烟草的起始湿含量通常为大约70-80%。在一个优选实施方案中,干燥后的湿含量应为大约14%。可以使用加热干燥机,如帘式干燥机(apron dryer)将烟草中的起始湿含量降至大约30%。然后可以使用第二个加热干燥机,如空气干燥机将湿含量进一步降至大约14%。
[0099] 最终干燥产品可随后加工成成品形式,如片材,其在切碎时构成所有或一部分卷烟填料。但是,由于在萃取和处理过程中从中除去多达30%的烟草原始成分,与原始材料相比,最终产品中每单位重量烟草的剩余成分浓度提高。这些成分包括纤维素,其与糖和淀粉一起可能在燃烧时在烟雾中产生有害的挥发性材料,如乙醛和甲醛。
[0100] 降低烟雾毒物产量的另一方法是用甘油稀释烟雾,这可以通过形成包括大比例甘油,例如最多60重量%甘油的所谓“烟草替代片材”(TSS)进行。来自在可抽吸材料中包括这样的TSS的卷烟的主流烟气的分析表明除一些挥发性物类外,大多数测量成分的产量降低。
[0101] 在本发明的一些实施方案中,该可抽吸材料包含烟草替代片材。
[0102] 烟草替代片材(TSS)并入烟草混合物中降低了卷烟中的烟草量,由此进一步降低卷烟生成毒物的整体潜力。在加热时,TSS中包含的甘油释放到烟雾流中,计入作为无尼古丁干微粒物质(NFDPM,也称作“焦油”)测量的微粒烟雾总量中。由于大多数卷烟被设计为符合特定的NFDPM产量值,甘油并入烟雾流中有效降低烟草燃烧产物对总NFDPM值的贡献:这一过程被称作“稀释”。TSS并入吸烟制品中导致一大系列的烟雾成分,包括微粒相和气相毒物的减少。体外毒理试验表明烟雾微粒的活性与它们的甘油含量成比例地降低。通过过滤器研究(filter studies)测得人体尼古丁暴露降低平均18%,使用24小时尿生物标记物分析测得降低14%。烟雾微粒暴露在过滤器研究中降低平均29%,基于尿4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁醇浓度降低类似的量。这些结果表明使用烟草替代片材可实现一些烟雾毒物的降低的暴露。
[0103] 在一些实施方案中,该吸烟制品包括包含不燃性无机填料、粘合剂(例如藻酸粘合剂)和气溶胶发生剂的烟草替代片材。
[0104] 有利地,该烟草替代片材包含不燃性无机填料、粘合剂和气溶胶发生剂作为其主要组分,这三种组分一起优选占烟草替代片材的至少85重量%,优选大于90%,再更优选总共为烟草替代片材的大约94重量%或更多。这三种组分甚至可以为烟草替代片材的100%。其余组分优选是例如着色剂、纤维如木浆或香料中的一种或多种。其它次要组分材料是技术人员已知的。该烟草替代片材因此就其成分而言是非常简单的片材。
[0105] 本文所用的术语“烟草替代片材”是指可用在吸烟制品中的材料。其不一定意味着该材料本身必须可维持燃烧。烟草替代片材通常以片材形式制造,然后切割。烟草替代片材随后可以与其它材料混合以制造可抽吸填料。
[0106] 在一些实施方案中,吸烟制品包含包裹住的可抽吸填料杆,所述可抽吸填料由含有包含不燃性无机填料、藻酸粘合剂和气溶胶发生剂的烟草替代片材的混合物构成,该吸烟制品具有大于4.0的气溶胶转移效率比。本文所用的气溶胶转移效率作为烟雾中的气溶胶百分比除以可抽吸填料中的气溶胶百分比测得。气溶胶转移效率优选大于5,更优选大于6。
[0107] 本发明的吸烟制品中所用的可抽吸材料可包含由不多于75重量%的烟草替代片材构成的混合物。
[0108] 无机填料优选以60-90%存在,更优选为最终片材的大于70%。有利地,该无机填料以最终片材的大约78重量%存在,但可能以更高含量,例如最终片材的80%、85%或90重量%存在。
[0109] 在一些实施方案中,该不燃性填料有利地包含一定比例的具有500微米至75微米,或400微米至100微米的平均粒度、大于125微米或大于150微米的平均粒度的材料。在一些情况下,平均粒度可以有利地为大约170微米,或170微米至200微米。这种粒度不同于传统上用于替代性烟草产品中的食品级无机填料的粒度,即大约2-3微米的粒度。对各个无机填料观察到的粒度范围可以独立地为1微米-1毫米(1000微米)。该无机填料可以研磨、碾磨或沉淀成所需粒度。
[0110] 该无机填料可以是珠光体、氧化藻土、碳酸钙(白垩)、蛭石、氧化镁、硫酸镁、氧化锌、硫酸钙(石膏)、氧化浮石、二氧化、铝酸钙或其它不溶性铝酸盐或其它无机填料中的一种或多种。该材料的密度范围可以是0.1至5.7克/立方厘米。在一些实施方案中,该无机填料具有小于3克/立方厘米、小于2.5克/立方厘米、小于2.0克/立方厘米或小于1.5克/立方厘米的密度。密度小于1克/立方厘米的无机填料可能合意。较低密度的无机填料降低产品的密度,由此改进灰分特性。
[0111] 如果使用无机填料的组合,一种或多种填料可以合适地具有小粒度,另一填料可能具有更大粒度,各填料的比例适合实现所需平均粒度。可以在可抽吸填料中使用烟草和烟草替代片材的适当混合物实现最终吸烟制品中所需的静态燃烧速率。
[0112] 在一些实施方案中,该无机填料不呈附聚形式。该无机填料在使用前除可能的尺寸分级外几乎不需要预处理。粘合剂可以以最终填料的按重量计大约5-13%、小于10%或小于8%存在。粘合剂可以为最终片材的大约7.5重量%或更少。如果粘合剂是藻酸盐和非藻酸盐粘合剂的混合物,该粘合剂可包含至少50%藻酸盐、至少60%藻酸盐或至少70%藻酸盐。在使用非藻酸盐粘合剂时,所需粘合剂总量可以合适地降低。随着粘合剂总量降低,粘合剂组合中藻酸盐的量有利地提高。合适的藻酸粘合剂包括可溶藻酸盐,如藻酸铵、藻酸钠、藻酸钠钙、藻酸钙铵、藻酸、藻酸镁、三乙醇胺藻酸盐和藻酸丙二醇酯。其它有机粘合剂,如纤维素粘合剂、树胶或凝胶也可以与藻酸粘合剂结合使用。合适的纤维素粘合剂包括纤维素和纤维素衍生物,如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素或纤维素醚。合适的树胶包括阿拉伯树胶、印度树胶、黄蓍胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、金合欢树胶、瓜尔胶、温柏籽胶(quince seed)或黄原胶。合适的凝胶包括琼脂、琼脂糖、卡拉胶(canageenans)、furoidan和红藻胶。也可以使用淀粉作为有机粘合剂。可参考Industrial Gums, E. Whistler (Academic Press)之类的手册选择其它合适的树胶。藻酸粘合剂非常优选占粘合剂的主要部分。由于它们在燃烧时的中性味道特征,藻酸盐是本发明中优选的。
[0113] 在一些实施方案中,气溶胶发生剂以5-20%存在,或以小于15%、大于7%和/或大于10%的量包含。在一个具体实施方案中,以小于13%的量包括气溶胶发生剂。在实施方案中,气溶胶发生剂为最终片材的按重量计11%至13%,或大约11.25%或12.5%。合适地与包含吸烟制品的可抽吸填料的混合物中存在的烟草材料的量结合选择气溶胶发生剂的量。例如,在包含高比例片材及低比例烟草材料的混合物中,该片材中可能需要较低的气溶胶发生剂载量。或者,在包含低比例片材及高比例烟草材料的混合物中,该片材中可能需要较高的气溶胶发生剂载量。
[0114] 合适的气溶胶发生剂包括选自多元醇,如甘油、丙二醇和三乙二醇;酯,如柠檬酸三乙酯或三醋精、高沸点或非多元醇,如二醇、山梨糖醇或乳酸的气溶胶形成剂。可以使用气溶胶发生剂的组合。
[0115] 气溶胶发生剂的另一功能是对该片材的增塑。合适的另外的增塑剂包括水。该片材可以合适地充气。浇注浆由此形成具有多孔结构的片材。
[0116] 可以有利地将所述气溶胶发生剂或一部分气溶胶发生剂包囊,优选微囊化,或以其它方式稳定化。在这样的情况下气溶胶发生剂的量可高于给定范围。
[0117] 该卷烟材料有利地包含使该材料变暗的着色剂和/或赋予特定风味的香料。受制于地方法规的合适的着色剂材料可包括例如糖蜜和麦芽提取物。也可以使用细磨、粒状或均化的烟草。也可以使用行业批准的食品着色剂,如E150a(焦糖)、E151(亮黑BN)、E153(植物碳)或E155(棕HT)。合适的香料包括例如薄荷醇和香草醛。其它浇注材料也可能合适。或者,蛭石或其它无机填料的存在可能使烟草替代片材的颜色更暗。着色剂可以以最终烟草替代片材的0-10重量%存在,并可能多达5-7重量%。在一些实施方案中,着色剂为最终烟草替代片材的少于7%、少于6%或少于5%。在一些实施方案中,所用着色剂的量少于4%、少于3%或少于2%。例如,焦糖可以合适地以最终烟草替代片材的0-5重量%或少于大约2重量%存在,或大约1.5%。其它合适的着色剂包括糖蜜、麦芽提取物、咖啡提取物、茶叶香树脂(tea resinoids)、St. John's Bread、西梅提取物或烟草提取物。也可以使用着色剂的混合物。
[0118] 如果地方法规允许,还可以添加香料以改变烟草替代片材的味道和风味特征。有利地,如果在该备选方案中使用食用色素,其以最终烟草替代片材的0.5重量%或更少存在。或者,可以在片材制成后将着色剂撒到片材中。
[0119] 可以添加纤维,如纤维素纤维,例如木浆、亚麻、大麻或韧皮以为该片材提供较高强度、较低密度或较高填充值中的一项或多项。如果添加纤维,其可以以最终片材的0.5-10重量%、少于5重量%或少于大约3重量%的量存在。有利地,在该片材中不存在纤维材料,无论是纤维素还是其它纤维材料。
[0120] 在一些实施方案中,该烟草替代片材是不含烟草的片材。应该理解的是,在该混合物中的高片材含量(例如高于该混合物的75重量%)下,该混合物的可燃性差。这可以通过例如在烟草替代片材中掺入最多5-10%的低量粒状碳来克服。该碳优选不是附聚的碳质材料,即该碳不通过与另一材料混合来进行预处理以产生附聚物。
[0121] 在一些实施方案中,将该烟草替代片材与烟草材料混合以提供可抽吸填料。该混合物中的烟草材料组分优选是高级叶片级。有利地,大部分烟草材料是烟丝(cut tobacco)。该烟草材料可包含20-100%的高度膨胀工艺的膨胀烟草,例如DIET。此类材料的填充量通常为6-9 cc/g(参见例如GB 1484536或US 4,340,073)。
[0122] 在一些实施方案中,该混合物除叶片外还包含低于30%的其它混合组分,所述其它混合组分是梗丝(cut rolled stem,CRS)、水处理的梗丝(water treated stem,WTS)或蒸汽处理的梗丝(steam treated stem,STS)或再造烟草。所述其它组分可占烟草材料最终重量的少于20%、少于10%或少于5%。
[0123] 在一些实施方案中,本发明的吸烟制品包含用气溶胶发生剂处理过的烟草材料。该烟草材料可以用气溶胶发生剂处理,但这不是烟草材料和片材的所有混合物都必须的。
[0124] 添加到烟草中的气溶胶发生剂的量为烟草的2-6重量%。在加工后,烟草材料和片材的混合物中气溶胶发生剂的总量有利地为可抽吸材料的4-12重量%,优选在干wt/wt基础上小于10%,和优选大于5%。
[0125] 在一个实施方案中,将甘油添加到包含烟草替代片材的可抽吸材料中。这已被发现使一些酚的含量降低。甘油可以以大约1重量%的量添加(除烟草替代片材中可能包括的任何甘油外)。据信,将甘油添加到TSS中可产生协同效应。
[0126] 在一些实施方案中,该混合物还可包括头香香料以改善该混合物的香气和感官性能。
[0127] 降低本发明的吸烟制品中的烟雾毒物产量的另一方法是选择表现出不合意烟雾成分前体,如TSNA和金属的低含量的烟草混合物组分。例如,可以使用特定(如较清淡的)烟草混合物和通过选择硝酸盐(TSNA的前体)含量低的烟草植物部分来降低TSNA含量。在一些实施方案中,这包括使用烟草叶片。本领域技术人员熟知修改混合过程以提供具有这些所需性质的烟草混合物的方式。
[0128] 该烟草混合物还可包含膨胀烟草,其是已膨胀以降低卷烟中燃烧的烟草质量的烟丝。用于加工烟草的一种方法是所谓的干冰膨胀烟草(DIET)。烟草在压力容器中用液态二氧化碳(CO2)浸泡,降低压力并沥干液态CO2,导致在烟草的多孔结构内形成固体CO2或干冰。然后迅速加热烟草,以使干冰成为气态CO2,这使烟叶丝的结构膨胀至接近烘烤(curing)工艺前的叶片的体积。膨胀烟草广泛用在商业卷烟中,更加用在具有低ISO产量的卷烟中。
[0129] 在本发明的一个实施方案中,该可抽吸材料由50%混合处理烟草(BTT)、15%烟草替代片材(TSS)、10%干冰膨胀烟草(DIET)和25%叶片的混合物构成,添加1%甘油和0.8%添加的头香香料。
[0130] 上述过滤嘴和可抽吸材料技术联合作用以提供烟雾毒物水平显著降低的吸烟制品。
[0131] 在一些实施方案中,本发明的吸烟制品使得如本文中定义的主流烟气的至少75%、至少90%、至少95%或所有关键成分减少(例如与传统卷烟相比)。
[0132] 关于本发明提到的MS的所谓“关键成分”是在文献中已被确定为不合意的那些烟雾成分(参见例如The Scientific Basis of Tobacco Product Regulation: Report of a WHO Study Group (2007) WHO Technical Report Series 945, Geneva)。
[0133] 优选使用深度抽吸模式测定该降低,其中使通气保持开放,因为产品已被设计为匹配ISO,且Health Canada模式的通气阻塞抵消(negate)了分段接装纸的作用。
[0134] 关键成分的产量优选降低至少5%或至少10%或更多。实施例
[0135] 在下表中列出根据本发明的实施方案的吸烟制品的一些实例的规格。描述了两种原型;一种释放1毫克焦油,另一种释放7毫克焦油。使用“Cig.”作为“卷烟”的缩写。
[0136] 表1 - 吸烟制品特性参数类型 单位 1毫克原型目标 7毫克原型目标
卷烟长度 mm 83 83
卷烟周长 mm 21.0 21.0
过滤嘴长度 mm 37 37
接装纸宽度(分隔前) mm 64 64
包装内湿度(针对烟草重量) % 12.0 12.0
密度(在包装内湿度下) mg/cm3 305 305
烟草重量(在包装内湿度下) mg 490 490
卷烟纸+粘合剂重量 mg 25 25
施加的烟草香料重量 mg 3.9 3.9
烟支重量(在包装内湿度下) mg 512 512
过滤嘴重量 mg 283 283
总卷烟重量(在包装内湿度下) mg 818 818
非烟草重量 mg 332 332
过滤嘴通气 % 80 40
通气类型 分段接装纸和联机激光 分段接装纸和联机激光
在线激光位置 mm 13 13
卷烟压降(开防) mmWG 165 130
过滤棒压降(enc) mmWG 135 110
Ends稳定性 mg/end <8 <8
卷烟坚实度 % >72 >72
焦油 mg 1.0 7.0
Nic mg 0.1 0.7
CO mg 1.0 7.0
抽吸口数 7.2 7.4
[0137] 表2 - 卷烟纸特性参数类型 单位 1毫克原型目标 7毫克原型目标
名称 (LIPtech)CP50-23VGM2.0KCW (LIPtech)CP50-23VGM1.0KCW
供应商 Glatz Glatz
筒管宽度 mm 23 23
纤维 木材 木材
渗透率 CU 50 50
厚度 μm 40 40
克重 g/m2 23 23
燃烧添加剂类型 柠檬酸钾 柠檬酸钾
燃烧添加剂含量 % 2.0 1.0
CaCO3含量 % 30 30
[0138] 表3 - 接装纸特性参数类型 单位1毫克原型目标 7毫克原型目标
名称 MLO3345146 MLO3345146
供应商 Benkert Benkert
机器分切后的宽度 mm 21/11 21/11
孔隙率 CU 0 0
穿孔类型 OML+ST OML+ST
厚度 μm 50 50
克重 g/m2 42 42
[0139] 表4 – 7毫克类型用的过滤材料(440 mm Wg)组分 整体 口端 中段 烟草端
Baserod名 THS100600 ABR060414 AAS060501 AAS060502
丝束 N/A 8.0Y/28000Rhodia 9.0Y/25000Rhodia 9.0Y/25000Rhodia
成型纸 CP200-OU0.4KCW 23.0mm12000CUWattens 23.0mm12000CUWattens 23.0mm12000CUWattens增塑剂 N/A 柠檬酸三乙酯 柠檬酸三乙酯 柠檬酸三乙酯
粘合剂固定 072-0143Henkel 072-0143Henkel 072-0143Henkel 072-0143Henkel粘合剂接缝1 5675A/BForbo 334-2950Tobacoll 334-2950Tobacoll 334-2950Tobacoll添加剂 N/A N/A AFR HAC
添加剂重量(mg) 70 0 20 50
[0140] 表5 – 1毫克类型用的过滤材料(540 mm Wg)组分 整体 口端 中段 烟草端
Baserod名 THS100601 ABR060414 AAS060501 AAS060503
丝束 N/A 8.0Y/28000Rhodia 9.0Y/25000Rhodia 5.0Y/25000Rhodia
成型纸 CP200-OU0.4KCW 23.0mm12000CUWattens 23.0mm12000CUWattens 23.0mm12000CUWattens增塑剂 N/A 柠檬酸三乙酯 柠檬酸三乙酯 柠檬酸三乙酯
粘合剂固定 072-0143Henkel 072-0143Henkel 072-0143Henkel 072-0143Henkel粘合剂接缝1 5675A/BForbo 334-2950Tobacoll 334-2950Tobacoll 334-2950Tobacoll添加剂 N/A N/A CR20D 合成碳树脂
添加剂重量(mg) 70 0 20 50
[0141] 表6概括用于生成烟雾数据的公认机器抽吸模式。
[0142] 表6 - 吸烟机参数)%(





滤过 0 001 05
)s(



抽 06 03 03
)s(





抽 2 2 2
)lm
(


抽 53 55 06
写缩 OSI ICH B9GW
esn Bnoi
etnI tpOe
7834 adan snet
述描 /803 aCht nI9G
吸抽 3OSI laeH WOSI
[0143] 表7显示7毫克试验产品在ISO和WG9机器抽吸模式下的产量并包括WG9与ISO的比率。表8提供关于对照/比较卷烟的相应信息。来自这两个表的数据都表明,WG9:ISO产量的比率针对对照产品倾向于大于试验产品。这符合预测,因为当使用WG9模式(其中堵塞一半的通气孔和ST)抽吸试验产品时,在较高卷烟抽吸量(相同的抽吸持续时间)下实现的通气降低。这因此是流速依赖性而非体积依赖性的。如果没有堵塞通气孔和分段接装纸通气,试验产品的产量在较高抽吸量下甚至更低。
[0144] 表7 - 7毫克试验产品在ISO和WG9抽吸模式下的主流烟气数据
[0145] 表8 - 7毫克对照产品在ISO和WG9抽吸模式下的主流烟气数据
[0146] 使用HCI抽吸模式,在绝对意义上和“规格化”为NFDPM(焦油)和尼古丁时,烟雾产量降低的实例都显示在表9中。注意到在HCI模式下,分段接装纸技术的使用无助于与对比物/对照物相比降低本发明的吸烟制品获得的烟雾组分产量。
[0147] 表9 - 试验和对照卷烟在HCI抽吸模式下的主流数据试验 vs 对照数据:负数(-)值= 降低;正数值 = 提高
使用WG9抽吸模式,在绝对意义上和“规格化”为NFDPM(焦油)和尼古丁时,烟雾产量降低的实例都显示在表10中。在WG9模式下,分段接装纸技术的使用确实有助于与对比物相比降低本发明的吸烟制品获得的烟雾组分产量。
[0148] 表10 - 试验和对照卷烟在WG9抽吸模式下的主流数据试验 vs 对照数据:负数(-)值= 降低;正数值 = 提高
为了解决各种问题和推进本行业,本公开全文举例显示各种实施方案,其中可以实施所要求保护的发明并提供优异的吸烟制品。本公开的优点和特征仅是实施方案的代表性样本,而非穷举和/或排他的。它们仅用于辅助理解和教导所要求保护的特征。要理解的是,本公开的优点、实施方案、实例、功能、特征、结构和/或其它方面不应被视为限制如权利要求限定的公开内容或限制权利要求的等同方案,并可以在不背离本公开的范围和/或精神的情况下采用其它实施方案和作出修改。各种实施方案可以合适地包含所公开的元件、组分、要素、部件、步骤、手段等的各种组合、由或基本由所公开的元件、组分、要素、部件、步骤、手段等的各种组合构成。此外,本公开包括目前没有要求保护但在未来可能要求保护的其它发明。
[0149] 上述说明和实例仅用于例示本发明而无意构成限制。由于本领域技术人员可想到包含本发明的精神和内容的所述实施方案的修改,本发明应宽泛解释为包括在所附权利要求及其等同方案的范围内的所有变动。
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