专利名称：用于吸烟制品的烟雾生成材料的制作方法
用于吸烟制品的烟雾生成材料本发明涉及用于吸烟制品的烟雾生成材料。特别地，本发明涉及用于吸烟制品的包括涂覆和/或浸渍稀释剂的颗粒吸着剂材料(sorbent material)的烟雾生成材料，以及包括该材料的产品。该颗粒材料具有高BET比表面积，或者是碳酸钙。吸烟制品比如香烟中含有稀释剂是很常见的。稀释剂是在吸烟过程中会蒸发及转化成为雾状主流烟气的化合物。它们通常选择为可以基本上完全转化成为烟雾。烟的其他组分(在含烟草吸烟制品的情况下是源自烟草的组分，或者在不含烟草的吸烟制品情况下是尼古丁和/或香味剂组分)因而通过这种方法得以稀释。香烟在其嘴端可包括过滤器，烟支包括可点燃抽吸的填充材料，绕着烟支包裹的香烟纸。当稀释剂存在于可点燃抽吸的填充材料中时，它可以是与其他组分的简单混合物 (特别是对于固态的稀释剂而言)，或者稀释剂可以承载在一种或多种其他组分中(特别是对于液态的稀释剂而言)。如果作为简单混合物而结合到填充材料中，这将在制造过程中产生不利情况，并且稀释剂可轻易地从成品中移出，特别是如果它呈细粉状。因而，稀释剂要优选能够与填充材料的其他成分密切接触。已经发现，尽管稀释剂在抽烟过程中会蒸发以实施其功效，低温下稀释剂的蒸发可在香烟存储阶段引起问题。特别是，稀释剂在存储阶段会迁移，且由此将会散发到周围环境中或者与产品其他部分如香烟纸互相作用。稀释剂自身或者从稀释剂相互作用而释放出来的化合物，还将导致污染香烟纸或者在上面留下斑点。因而本领域技术人员设法将稀释剂固定住直到需要使用它。US2008/0110470记载了在多孔吸着剂(sorbent)中固定稀释剂，然后将其合并到烟支中。其主要将硅胶用作吸着剂。然而，在该文献中公开的吸烟数据揭示了硅胶在其中的使用引起了香烟中丙烯醛、B[a]A和B[a]P含量的增加。此外，自由流动样品的稀释剂载入容量相对很低；比如，该文献指出可载入的丙三醇为硅胶重量的约120%，而可载入的丙二醇为硅胶重量的约100%。因而，在本领域中需要以克服上述一个或多个问题的方式在可选吸着剂上载入稀释剂。于是，本发明的发明者设计出了权利要求所限定的本发明。
图1为根据本发明一个实施方案的载有和/或浸渍稀释剂的沉淀碳酸钙颗粒，以及根据本发明另一个实施方案的额外还涂覆有隔离材料的相似沉淀碳酸钙颗粒的示意图。图2显示了根据本发明另一个实施方案的含有烟雾发生材料的香烟。本发明的第一方面，BET比表面积为至少1200m2/g的颗粒多孔材料为吸着剂材料 (sorbent material)，优选地是吸附剂材料(adsorbent material)。这样的材料对本领域技术人员是公知的，并且在很多情况下是可以买到的。比如，BET比表面积至少为1200m2/ g的吸附树脂，包括来自德国Macherey-Nagel GmbH&Co. ,KG,Duren的聚苯乙烯-二乙烯基苯树脂Chromabond HR-P，以及来自美国亚特兰大Sorbent Technologies Inc.的苯乙烯基树月旨S印abeads0优选地，颗粒多孔材料为碳材料、树脂或金属有机物框架，优选为碳，优选为活性碳。活化水平可根据本领域中的标准技术去测量。比如，活性碳可以称重、暴露给四氯化碳 (CTC)然后再称重，确定增加的重量百分比。在一种实施方案中，颗粒多孔材料在载入稀释剂之前的CTC活化水平至少为50%，60%，70%，80%，90%或100%。优选地，颗粒多孔材料具有至少为1300m2/g的BET比表面积，优选地这一面积为至少1400、1500、1600、1700或1800m2/g。通常，BET比表面积越大，可以被颗粒负载的稀释剂越多。然而，如果比表面积太高脆性更增加。优选地，BET比表面积为3000m2/g或更小， 优选地2500m2/g或更小，优选地2000m2/g或更小。在一种实施方案中，多孔材料的颗粒的平均颗粒尺寸在3-45 μ m范围内，优选在 5-30 μ m范围内，优选在6-20 μ m范围内，优选在8_15 μ m范围内。在一种实施方案中，多孔材料的空隙体积至少为0. 5cc/g，优选地至少为0. 6,0. 7 或 0.8cc/g0本发明的第二方面，烟雾生成材料包括载有和/或浸渍稀释剂的颗粒碳酸钙，可以使用任何适宜的碳酸钙颗粒。碳酸钙优选为结晶的沉淀碳酸钙。优选地，颗粒的表面形状具有多个凹口和/或突起，在它们中或者它们之间可以滞留大量的稀释剂。比如，每一颗粒可以是偏三角面体方解石和/或针状文石晶体的聚集体。图1示意性地示出了一个适宜的结构通过偏三角面体方解石晶体的聚集形成的沉淀碳酸钙颗粒在其表面上具有晶状突起O)。尽管不希望受到理论的限制，我们认为，基于暴露于稀释剂，稀释剂C3)可变得被困在这些突起之间，还可进入到材料的空隙中。这种类型的结构的另一个优点在于这些突起可有效地互锁在本发明的烟雾生成材料中来形成坚固的结合体。在一种实施方案中，碳酸钙的平均颗粒尺寸在0.05_200μπι范围内，优选在 0. 5-50 μ m, 1-45 μ m, 1. 5-30 μ m, 1. 8-20 μ m,或者 2-10 μ m 范围内。在本发明的两个方面中，稀释剂到吸着剂中的施加可通过任何对于本领域技术人员而言已知的适宜方法或本文描述的方法来实现。稀释剂可以单独形式，或者作为一种或多种其他材料的载体，或与一种或多种其他材料的混合物的形式施加，这些其他材料可以包括下面描述的隔离材料，但在一种实施方案中，不包括隔离材料。在一种实施方案中，稀释剂为液态，其中吸着剂用稀释剂冲洗或者浸泡。可选择地，吸着剂可以利用液态或凝胶状的稀释剂进行喷洒。比如，固态稀释剂在室温条件下会融化，或者混入液体媒介，比如甲醇或乙醇中，而室温条件下为液体的稀释剂可以单独形式， 或者溶解或乳化到另一液体中进行施加。简单的混合物也很合适，比如混合有吸着剂的液体的混合物，使得该液体渗入材料的孔隙中。可以采用额外的加工步骤，比如固化或者加压处理。当使用碳酸钙时，这样的方法可导致表面覆盖稀释剂，和/或稀释剂可渗入其孔隙中。然而，当使用本发明第一方面特定的材料时，需要稀释剂进入到颗粒多孔材料的孔隙中，以利用颗粒的高BET比表面积，因而使得稀释剂载入量更高。稀释剂至少为一种烟雾形成剂，其可以，比如，是多元醇烟雾生成剂或非多元醇烟雾生成剂，优选非多元醇烟雾生成剂。在室温下它可以是固态或者液态的，但在室温下优选地为液态的。适宜的多元醇包括山梨醇、丙三醇及二醇类如丙二醇或三甘醇。适宜的非多元醇包括一元醇，高沸点碳氢化合物、酸比如乳酸、酯类比如二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、
4柠檬酸三乙酯或肉豆蔻酸异丙酯。可使用稀释剂按均等比例或不同比例进行的组合。特别优选三乙酸甘油酯、柠檬酸三乙酯及肉豆蔻酸异丙酯。在周围环境的条件下影响稀释剂的稳定性和游离的因素有几个。这些因素可包括疏水性或亲水性、粘度、室温下饱和蒸汽压力、沸点、分子结构(比如氢键结合或者范德华力)以及稀释剂和基质之间的相互吸引力/吸附力。一些稀释剂比另外一些会出现更大程度的游离问题；比如，已经发现本发明中的三乙酸甘油酯、肉豆蔻酸异丙酯和柠檬酸三乙酯对于停止游离特别有利。另一个相关的因素是稀释剂的载入水平。比如，如果大量含有稀释剂如丙三醇，游离问题仍然很明显。本发明中稀释剂载入水平取决于特定的稀释剂。然而，在本发明第一方面的一个实施方案中，颗粒多孔材料载入量为高达稀释剂重量的500%，优选地达到稀释剂重量的 80-450 %、130-400 %、140-350 %、150-300 % 或 160-250 %，稀释剂优选为三乙酸甘油酯。 在本发明第二方面的一个实施方案中，碳酸钙的载入量为稀释剂重量的20-100%、优选地 30-95% 或 50-90% ο颗粒吸着剂材料，一旦浸渍和/或负载稀释剂，就被包封在隔离材料中，该隔离材料在吸烟制品存储期间对稀释剂提供了进一步的障碍物，但能使得在吸烟制品抽吸过程中释放稀释剂。这对本发明第二方面特别有利，因为碳酸钙与稀释剂的结合相对较弱。图1 显示了包封住载有稀释剂的碳酸钙颗粒的隔离材料G)。隔离材料的使用还辅助防止成品香烟中粉末的掉落。隔离材料还可以融化、分解、反应、降解、膨胀或者变形，从而在高于室温但在抽吸过程中吸烟制品内部达到的温度或低于该温度的温度下释放稀释剂。例如，随足够水平的稀释剂蒸发发生的物理扩张可能破坏隔离材料的结构。在本发明的一个实施方案中，隔离材料在50°C之上，优选地在60°C、7(TC、8(rC或90°C之上释放大量稀释剂。隔离材料可以是，比如，多糖或纤维质隔离材料、明胶、树胶、凝胶或其混合物。适宜的多糖包括藻酸盐、右旋糖酐、麦芽糊精、环式糊精和果胶。适宜的纤维质材料包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟基丙基纤维素、羟甲基纤维和纤维素醚类。适宜的树胶包括阿拉伯树胶、达瓦树胶、黄蓍树胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、瓜尔胶、榲梓籽胶和黄原胶。适宜的凝胶包括琼脂、琼脂糖、角叉菜胶、褐藻多糖硫酸酯(furoidan)和丹麦琼月旨(furcellaran) ο在本发明的一个优选实施方案中，隔离材料包括多糖。因为其包封性能而特别优选藻酸盐。藻酸盐可以是，比如褐藻酸盐、酯化藻酸盐或甘油基藻酸盐。褐藻酸盐包括藻酸铵、三乙醇胺藻酸盐、I或II组金属离子藻酸盐如藻酸钠、藻酸钾、藻酸钙和藻酸镁。酯化藻酸盐包括藻酸丙二醇酯和甘油藻酸酯。在一种实施方案中，隔离材料是藻酸钠和/或藻酸钙。藻酸钙在室温下对稀释剂游离的固定比藻酸钠要好，而且还要比后者在更高的温度下才释放稀释剂。在负载稀释剂的颗粒吸着剂材料中施加隔离材料可以通过任何适宜的本领域技术人员知悉的方法或者本文记载的方法进行，且不会在加工中引起稀释剂的完全损失。优选地，由于施加了隔离材料的这个步骤，基本上没有稀释剂损失。在一个实施方案中，隔离材料或其前体被喷洒到颗粒吸着剂材料上。
比如，载有稀释剂的颗粒吸着剂材料可以随着藻酸钠水溶液进行喷洒，并进行干燥以在表面上形成藻酸钠水溶膜。可选择地，颗粒材料可以随着藻酸钠喷洒，并利用钙离子源进行处理，以形成盖住藻酸钙的水溶膜或凝胶。在本发明生成的产品中，单独的载有稀释剂的颗粒被隔离材料包住，且稀释剂的游离在环境条件下进一步得以阻止。在对比情况下，稀释剂在施加到吸着剂之前就与“隔离”材料结合，那么情况就应该相反了，所产生的产品中隔离材料仅与稀释剂以均勻混合物的形式存在，或者在施加到吸着剂之前稀释剂被隔离材料预包封(因而不与吸着剂进行密切接触)。此外或替代上述隔离材料形成的包封，载有稀释剂的颗粒吸着剂材料可与其他材料结合从而形成可铸造并进行干燥以形成片材的浆体，然后片材被切割或者切碎以形成本发明的烟雾生成材料。其他材料可包括填充剂材料如重质碳酸钙、粘合剂如藻酸盐、和/或塑化剂如丙三醇。比如，使用基于片材重量高达约25%的丙三醇使得片材相应地较为柔软。 丙三醇可具有在抽吸过程中随着乙酸甘油酯转化为烟雾的优点，因而提供了额外的稀释效^ ο优选地，被切割或切碎的片材具有相似于切割烟草的尺寸。比如，片材可在每英寸内切35-40下，优选地每英寸切36-39、37或38下。切碎部分的宽度为0. 5_2mm，长度为 5mm-5cm0其优点在于烟雾生成材料可使用与切割烟草相同的设备进行处理。此外，当烟雾生成材料混入本发明的可点燃抽吸过滤材料，烟雾生成材料的存在不是很明显。在一个优选实施方案中，本发明第一方面的颗粒多孔材料在载入稀释剂后的CTC 活化水平小于20%，优选地小于10%，5%或3%。当由浸渍的材料制造片材时，这便提供了大量的有益之处，包括改良的工艺。可选择地，浆体可被挤压形成长条材料，然后将其切成片，例如具有上面所述的尺寸。此外，烟雾生成材料可以是薄片状的。本发明的烟雾生成材料可包括上述与第一方面有关的浸渍颗粒多孔材料和上述与第二方面有关的负载和/或浸渍稀释剂的颗粒碳酸钙的混合物。本发明的第三方面涉及可点燃抽吸的填充材料。该可点燃抽吸的填充材料包括抽吸材料和本发明的烟雾生成材料，优选地是这些物质的共混物。该抽吸材料可以是烟草、含烟草材料或不含烟草材料，如非烟草重构材料。优选地，该可点燃抽吸材料是含烟草材料， 但更优选地该可点燃抽吸材料为烟草。烟草可以是，比如，烟梗、烟叶、烟粉或其混合物。适宜的烟草材料包括下面类型的烟草弗吉尼亚烟草或烤烟、伯莱芋叶烟草、东方烟、或烟草材料的共混物。烟草或其他可点燃抽吸材料还可以或者可选择地混入到上述的片材中。优选地，存在于可点燃抽吸填充材料中的烟雾生成材料按其重量计为1_95%，以及优选地按重量计为3-80%、5-60%、10-30%或15-25%。本发明第四方面涉及包含本发明烟雾生成材料的吸烟制品。烟雾生成材料可以通过传统手段混入到抽吸材料中。如此处所用，名词“吸烟制品”包括基于烟草、烟草衍生物、 重构烟草或者烟草替代物的可点燃抽吸的产品如香烟，雪茄和小雪茄。该名词也包括所谓的“加热不燃烧”产品，其产生烟或类似烟的烟雾。吸烟制品可提供有过滤器，处理吸烟者抽出的颗粒和气流。优选地，吸烟制品是香烟。
吸烟制品可包括本发明的烟雾生成材料组成的可点燃抽吸填料，即在吸烟制品中没有其他可点燃抽吸或者烟雾生成材料混入其中。这特别适于加热不燃烧的吸烟制品。可选择地，吸烟制品可包含作为添加剂的烟雾生成材料。图2显示了本发明一个实施方案中吸烟制品为香烟(5)，其包括过滤器(6)和烟支 (7)。烟雾生成材料(8)为切碎片状，且与可点燃抽吸填料的其它组分一起混入烟支中。本发明将通过下面实施例进行说明。 实施例1三乙酸甘油酯稀释剂与来自法国Pica Carbons的Picactif PNClOO碳粒混合，其被活化到100% CTC并具有1800m2/g的比表面积和8_15 μ m的平均粒径。分别地，制备藻酸钠粘合剂的水溶液，和加入丙三醇。然后将稀释剂浸渍的碳粒加入到该液体中，与颗粒尺寸约170微米的重质碳酸钙填料一起形成浆料。然后将其铸成片材，并在每英寸长度上切 37下，从而形成本发明的烟雾生成材料。可通过这种方法制备各种切碎片材的配方，其具有表1所示的组成(按质重量百分比算)。
表1用于片材制造的配方(重量百分比)
权利要求
1.用于吸烟制品( 的烟雾生成材料(8)，包括浸渍稀释剂C3)的颗粒多孔材料，其中所述颗粒多孔材料具有至少为1200m2/g的BET比表面积。
2.如权利要求1限定的烟雾生成材料(8)，其中所述材料是颗粒多孔碳材料。
3.如权利要求1或2限定的烟雾生成材料(8)，其中所述颗粒多孔材料具有至少为 1300m2/g，优选地至少为1400、1500、1600、1700或1800m2/g，且优选地为小于等于3000m2/ g、小于等于2500m2/g、或小于等于2000m2/g的BET比表面积。
4.如上述任一权利要求限定的烟雾生成材料(8)，其中所述颗粒多孔材料的孔隙体积至少为0. 5cc/g，优选地至少为0. 6,0. 7或0. 8cc/g。
5.如上述任一权利要求限定的烟雾生成材料(8)，其中所述颗粒多孔材料是活性碳， 该活性碳优选地在浸渍稀释剂之前CTC活化水平为至少50 %、60 %、70 %、80 %、90 %或 100%。
6.如上述任一权利要求限定的烟雾生成材料(8)，其中稀释剂以占颗粒多孔材料重量的150-200%的量浸渍入所述颗粒多孔材料。
7.用于吸烟制品( 的烟雾生成材料(8)，包括负载和/或浸渍稀释剂(3)的颗粒碳酸钙(1)。
8.如权利要求7限定的烟雾生成材料(8)，其中碳酸钙是沉淀碳酸钙。
9.如上述任一权利要求限定的烟雾生成材料(8)，其中稀释剂(3)在室温下是液态的。
10.如上述任一权利要求限定的烟雾生成材料(8)，其中稀释剂C3)是三乙酸甘油酯、 柠檬酸三乙酯、和/或肉豆蔻酸异丙酯。
11.如上述任一权利要求限定的烟雾生成材料(8)，其中浸渍的颗粒多孔材料，或者负载和/或浸透稀释剂的碳酸钙，被包封在隔离材料中。
12.如前述任一权利要求限定的烟雾生成材料(8)，其是切割或切碎的片材。
13.基本上如本文实施例所述的烟雾生成材料(8)。
14.可点燃抽吸填充材料，包括吸烟制品和如前述任一权利要求限定的烟雾生成材料⑶。
15.吸烟制品(5)，其包括权利要求1-13之一限定的烟雾生成材料(8)，或权利要求14 限定的可点燃抽吸填充材料。
全文摘要
本发明提供了用于吸烟制品的烟雾生成材料(6)，其包括主要由被隔离材料(3)包封住的稀释剂(2)组成的颗粒(1)。
文档编号A24F47/00GK102421307SQ201080019152
公开日2012年4月18日 申请日期2010年4月28日 优先权日2009年4月29日
发明者A·普拉基迪斯, D·伍德科克, E·D·约翰, M·科尔曼 申请人:英美烟草(投资)有限公司