CN102300478B - 制作无烟烟草制品的方法 - Google Patents

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Abstract

烟草置于多孔基质(110，410)中的烟草制品(100，400)。所述烟草制品可以以颗粒、液体、或蒸气的形式向成年消费者提供烟草，从而向消费者提供烟草满足感。所述烟草可以与塑料材料整体模塑，这样至少部分烟草置于所述基质的孔中。

Description

制作无烟烟草制品的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求Atchley等在2008年12月31日提交的题目为“无烟烟草制品”的美国临时申请第61/141,968号的优先权，其内容通过引用结合于此。
技术领域
本申请涉及烟草产品和制作无烟烟草产品的方法。
背景技术
无烟烟草产品是在不使它们燃烧的情况下使用的。这种产品可以制造成多种形式，包括嚼烟、干鼻烟和湿鼻烟。通常使用以下步骤中的一个或多个步骤来制作这些类型的产品：将烟草切割或研磨成特定尺寸，用包装溶液(casingsolution)浸渍或喷涂烟草，部分干燥烟草，在容器中将烟草储存一段时间，和包装烟草。
选择使用无烟烟草产品的成年消费者根据其个人喜好，例如风味、烟草的切断、烟草形式、使用简便和包装，来选择产品。
发明概述
本申请基于烟草(例如烟草粉末或薄片)可以与塑料颗粒混合，再加热(例如用烧结方法)以产生含分散于其中的烟草的塑料产品的发现。所述产品是可渗透的，这样当消费者(例如成年消费者)将所述产品放在他/她的口中时，烟草、烟草风味和其它组分可以释放。本发明提供的烟草制品可以比传统的无烟烟草袋产品制造成本更便宜，同时保存期限更长。此外，在加热之前将烟草与塑料颗粒混合可以提供经加热就具有提高的特性(例如，“焙烧”或“烤”的风味)的烟草制品。
在一个方面，本申请涉及一种包括烟草制品，所述烟草制品包括有孔网络的多孔基质；和置于多孔基质的孔中的烟草，这样当流体通过所述多孔基质时，未燃烧的烟草或未燃烧的烟草组分中的至少一种被引入所述流体中，其中所述烟草与所述多孔基质整体成型。所述烟草可以在塑料烧结工艺的过程中与所述多孔基质整体成型。所述多孔基质可以包括热塑性聚合物(例如，超高分子量的聚乙烯)颗粒。所述热塑性聚合物颗粒的平均直径可约为10微米至100微米，或约为10微米至20微米。所述烟草制品可包含烟草与聚合物的比例以重量计为30:70至50:50。所述烟草可以包括切碎的烟草(shredded tobacco)、切断的烟草(cuttobacco)、粒状烟草或粉末状的烟草中的至少一种。所述烟草可以包括平均直径约为20微米至100微米，或者约为40微米至60微米的粒状或粉末状的烟草颗粒。所述烟草制品还可以包含一种或多种风味组分。所述烟草制品可适合于被成年消费者完全接受。所述烟草制品的保存期限可以至少为30个星期。在一些实施方式中，所述制品的中心部分具有第一平均孔径，周边部分具有第二平均孔径，所述第一平均孔径大于所述第二平均孔径。
在另一个方面，本申请涉及制作烟草制品的方法，该方法包括将热塑性聚合物颗粒与烟草颗粒混合，和用热量加工混合物，使得热塑性聚合物形成包括有孔网络的多孔基质，同时将所述烟草颗粒置于所述多孔基质的孔中。所述加工可以包括烧结。所述热塑性聚合物可以是超高分子量的聚乙烯。所述热塑性聚合物颗粒的平均直径可以约为10微米至100微米，或约为10微米至20微米。所述烟草制品可包含烟草颗粒与热塑性聚合物颗粒的比例以重量计为30:70至50:50。所述烟草颗粒可以包括切碎的烟草(shredded tobacco)、切断的烟草(cuttobacco)、粒状烟草或粉末状烟草中的至少一种。所述粒状或粉末状烟草的平均直径约为20微米至100微米，或者约为40微米至60微米。所述方法还可以包括向所述烟草制品加入一种或多种风味组分。所述一种或多种风味组分可以在用热量加工之后加入所述烟草制品。所述烟草制品可适合于被成年消费者完全接受。所述烟草制品的保存期限可以至少为30个星期。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语的意思与本发明所属领域的普通技术人员通常所知的一样。虽然类似于或等同于本文所述的那些方法和材料可以用来实现本文所公开的一种或多种实施方式，但是，以下描述合适的方法和材料。本文中述及的所有出版物、专利申请、专利和其他文献都全文引用结合。在抵触的情况下，以本说明书包括定义在内为准。此外，材料、方法和例子都只是说明性的，并不构成限制。
在附图和以下描述中详细说明了本发明的一种或多种实施方式。通过描述、附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1是依据一些实施方式的烟草制品的截面顶视图。
图2是图1所示烟草制品的端视图。
图3是图1所示烟草制品的侧视图。
图4是图1所示的烟草制品沿轴“a”切开之后的侧视图。
图5是图1所示的烟草制品沿轴“a”切开之后的顶视图。
图6是依据一些实施方式的烟草制品的截面图。
图7是依据一些实施方式的烟草制品的截面图。
图8是依据一些实施方式的烟草制品的截面图。
图9A和9B是依据一些实施方式制造制品的方法的截面图。
图10是依据一些实施方式的烟草制品的截面图。
图11是依据一些实施方式的烟草制品的截面图。
图12是依据一些实施方式的烟草制品的截面图。
图13是依据一些实施方式的烟草制品的截面图。
图14是依据一些实施方式的烟草制品的截面图。
不同附图中的相同标记代号表示相同的元件。
发明详述
本申请提供制作无烟烟草制品的材料和方法，其中将烟草颗粒和塑料聚合物颗粒的混合物混合并加热(例如在烧结之类的过程中)形成产品。还提供了制作这种制品的方法。混合烟草和聚合物颗粒，再将它们加热(例如通过烧结)可以提供具有令人喜爱的风味的烟草制品。这种制品还可以比传统烟草袋产品制作成本更便宜，并且保存期限更长，这是由于其基本上是干燥的，而非湿的或潮湿的。例如，本发明提供的烟草制品可以比其它无烟烟草产品的保存期限更长(例如30个星期或更长)。
本发明提供的烟草制品可以包括由塑料聚合物(例如，热塑性聚合物)的颗粒形成的多孔基质，和分散在所述多孔基质的孔中的烟草。所述烟草制品还可以包括所述聚合物和烟草之间的气隙。通常，整个制品是多孔的，使得所有的外表面具有能与所述制品内部的孔流体流通的孔。但在一些实施方式中，所述制品仅有部分的外表面是多孔的。所述多孔基质可以用控制平均孔径、孔体积，或者同时控制两者的方式形成。例如，多孔基质可以使用塑料烧结方法形成，其中，如下文进一步描述的，聚合物材料颗粒在一段调控时间、温度和循环数的条件下经历受控的加热过程。所述聚合物颗粒的尺寸可以影响由烧结方法得到的孔的尺寸，使得通常较大的颗粒产生较大的孔，较小的颗粒产生较小的孔。较大的孔能造成较快地从制品中解吸烟草和烟草组分，而较小的孔能造成较慢地解吸。因此烟草解吸的速率可以根据孔径来调节。可以使用不同的聚合物颗粒尺寸。例如，本发明提供的烟草制品可以由聚合物颗粒制成，所述聚合物颗粒的平均直径约为10微米至100微米(例如，约10微米、约20微米、约30微米、约40微米、约50微米、约60微米、约70微米、约80微米、约90微米或者约100微米)，或者位于其间的任意范围，包括但不限于：约10微米至约20微米、约15微米至约25微米、约20微米至约30微米、约30微米至约40微米、约40微米至约50微米、约50微米至约60微米、约60微米至约80微米或者约80微米至约100微米、得到的烧结制品的平均空隙直径约为1-50微米，或位于其间的任意范围，包括但不限于：约1-5微米、约3-15微米、约10-20微米、约20-30微米、约30-40微米或者约40-50微米。得到的制品也可以包括具有不同平均孔径的不同区域。例如，得到的制品可以具有从表面具有较小平均孔径到中心部分具有较大平均孔径的的平均孔径的梯度。可以通过获取所述制品的截面，用显微镜测量烧结的聚合物颗粒之间每个可观测孔的最大尺寸并得到观测到的最大尺寸的平均值来测量平均孔径。得到的空隙体积还取决于烧结的聚合物颗粒的尺寸。在一些实施方式中，得到的制品也可以包括具有不同空隙体积的不同区域。例如，得到的制品中可以具有从表面具有较小空隙体积到中心部分具有较大空隙体积的空隙体积的梯度。
所述聚合物颗粒可以包括规则和不规则大小和形状的颗粒。在一些实施方式中，所述聚合物颗粒可以基本上是球形(例如，圆珠)。在其它的实施方式中，可以使用不同大小的无规则形状的聚合物颗粒。在还有的其它的实施方式中，所述聚合物颗粒可以包括薄片、圆柱形珠、不同切断长度的膜、聚合物刨片、大块和切成各种长度的聚合物纤维。所述聚合物颗粒的形状会影响平均孔径、孔径分布和空隙体积。
多种材料适用于如本文所述的烟草制品的多孔基质。例如，多孔基质可以包括多孔的、可烧结的、不溶性热塑性塑料，例如聚乙烯。超高分子量的聚乙烯可以特别合适，这是由于，例如超高分子量的聚乙烯珠的粒度可以容易控制。此外，使用超高分子量的聚乙烯可以得到特别平滑的产品，能使消费者的口腔中感觉到延展性。
多孔基质额外或者可以包括以下聚合物材料中的一种或多种：缩醛聚合物；丙烯酸类聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯腈；醇酸树脂；聚合物合金；烯丙基聚合物，例如邻苯二甲酸二烯丙酯和间苯二甲酸二烯丙酯；胺聚合物，例如尿素、甲醛和三聚氰胺甲醛；纤维素，例如乙酸纤维素，三乙酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素，乙酸丙酸纤维素，乙酸丁酸纤维素，羟丙基纤维素，玻璃纸和人造丝；氯化聚醚；苯并呋喃-茚聚合物；环氧聚合物；氟碳聚合物，例如PTFE，FEP，PFA，PCTFE，ECTFE，ETFE，PVDF和PVF；呋喃聚合物；烃树脂；腈树脂；聚芳基醚；聚芳基砜；苯酚-芳烷基聚合物；酚醛聚合物；聚酰胺(尼龙)；聚(酰胺-酰亚胺)；聚芳基醚；聚碳酸酯；聚酯，例如芳族聚酯，热塑性聚酯，PBT，PTMT，PET和不饱和聚酯例如SMC和BMC；聚酰亚胺，例如热塑性聚酰亚胺和热固性聚酰亚胺；聚甲基戊烯；聚烯烃，例如LDPE，LLDPE，HDPE和UHMWPE，聚丙烯；离聚物(inomers)例如PD和聚异质同晶物；聚苯醚；聚苯硫醚；聚氨酯；聚对二甲苯(poly p-xylylene)；聚硅氧烷，例如聚硅氧烷流体和弹性体，硬质聚硅氧烷；苯乙烯类聚合物，例如PS，ADS，SAN，苯乙烯-丁二烯晶格(lattice)和基于苯乙烯的聚合物；砜类聚合物、例如聚砜、聚醚砜和聚苯基砜；热塑性弹性体；和乙烯基聚合物，例如PVC，聚乙酸乙烯酯，聚偏二氯乙烯，聚乙烯醇，聚丁酸乙烯酯，聚乙烯醇缩甲醛，丙烯-氯乙烯共聚物，乙酸乙基乙烯酯和聚乙烯基咔唑。此外，可以对制作多孔基质的一种或多种聚合物进行着色，得到有色的无烟烟草产品。
本文提供的制品中所含的烟草可以是粒状、粉末状、片状、切碎的、切断的(例如，长切断烟草)、熟化的、陈化的、发酵的、热处理的、巴氏杀菌的、包封的或者其它方式加工的。粉末状、粒状或片状的烟草可以特别适用。例如，烟草可以是粒状或粉末状形式，这样可使其尺寸设定在多孔基质的孔的范围内。在一些实施方式中，烟草制品中部分或全部烟草可以用再造烟草加工。在其它实施方式中，所述烟草可以是长度约为0.25英寸至1英寸、宽度为0.005英寸至0.05英寸的长切断烟草。例如，烟草可以包括中间35个切口/英寸。在一些实施方式中，长切断烟草可保持在所述制品的中心部分，而所述制品的周边部分基本没有长切断烟草。在一些实施方式中，所述制品可以包括任选地位于所述制品的不同部分的不同形状烟草的不同组合。例如，中心部分包含长切断烟草的制品在所述制品的其它部分(例如在所述制品中比中心部分的平均孔径更小的周边部分)也可以包含粉末状烟草。所述制品的外部部分平均孔径较小也可以防止所述制品中心部分中较大的烟草片的移动，防止其移动到使用者口中。
可以使用本领域已知的方法(例如，网筛筛分)将烟草颗粒分成不同的尺寸范围。此外，多种烟草颗粒尺寸可以用于本文提供的所述制品。例如，烟草制品可以包含烟草颗粒平均直径或宽度约为20微米至100微米(例如，约20微米、约30微米、约40微米、约50微米、约60微米、约70微米、约80微米、约90微米或约100微米)，或者位于其间的任意范围(例如，约20微米至约40微米、约40微米至约60微米或约60微米至约100微米)的烟草颗粒、烟草粉末或烟草片。平均直径或宽度约为40微米至60微米的烟草颗粒可以特别有用，这是因为这种颗粒容易得到，并且能得到质地平滑、无砂砾感的烟草产品。需要有较多砂砾感的质地时，可以使用平均直径约为60微米至100微米的颗粒。可以根据研磨方法(例如锤磨)来调节烟草颗粒的尺寸。
烟草包括烟草(Nicotiana)属成员的一部分(例如叶、花和/或茎)。示例性的种类包括黄花烟草(N.rustica)、美花烟草(N.sylvestris)、拟茸毛烟草(N.tomentosiformis)和普通烟草(N.tabacum)(例如，称为LA B21、LN KY171、TI1406、Basma、Galpao、Perique、Beinhart1000-1和Petico的品种和/或栽培品种)。其它种类包括无茎烟草(N.acaulis)、尖叶烟草(N.acuminata)、尖叶多花烟草(N.acuminata var.multiflora)、非洲烟草(N.africana)、花烟草(N.alata)、抱茎烟草(N.amplexicaulis)、阿伦特氏烟草(N.arentsii)、减细烟草(N.attenuata)、贝纳末特氏烟草(N.benavidesii)、本塞姆氏烟草(N.benthamiana)、印度烟草(N.bigelovii)、博内里烟草(N.bonariensis)、洞生烟草(N.cavicola)、克利夫兰烟草(N.clevelandii)、心叶烟草(N.cordifolia)、伞床烟草(N.corymbosa)、迪勃纳氏烟草(N.debneyi)、高烟草(N.excelsior)、福尔吉特氏烟草(N.forgetiana)、香烟草(N.fragrans)、光烟草(N.glauca)、粘烟草(N.glutinosa)、古特斯比氏烟草(N.goodspeedii)、哥西氏烟草(N.gossei)、杂交烟草(N.hybrid)、因古儿巴烟草(N.ingulba)、卡瓦卡米氏烟草(N.kawakamii)、奈特氏烟草(N.knightiana)、蓝格斯多夫烟草(N.langsdorffii)、狭叶烟草(N.linearis)、长花烟草(N.longiflora)、海滨烟草(N.maritima)、特大管烟草(N.megalosiphon)、摩西氏烟草(N.miersii)、夜花烟草(N.noctiflora)、裸茎烟草(N.nudicaulis)、欧布斯特烟草(N.obtusifolia)、西方烟草(N.occidentalis)、西方亚种香芥烟草(N.occidentalis subsp.Hesperis)、耳状烟草(N.otophora)、圆锥烟草(N.paniculata)、少花烟草(N.pauciflora)、矮牵牛状烟草(N.petunioides)、蓝茉莉叶烟草(N.plumbaginifolia)、夸德瑞伍氏烟草(N.quadrivalvis)、雷蒙德氏烟草(N.raimondii)、残波烟草(N.repanda)、莲座烟草(N.rosulata)、莲座亚种因古儿巴烟草(N.rosulata subsp.Ingulba)、圆叶烟草(N.rotundifolia)、赛特氏烟草(N.setchellii)、拟似烟草(N.simulans)、茄叶烟草(N.solanifolia)、斯佩格茨烟草(N.spegazzinii)、斯托可通氏烟草(N.stocktonii)、香甜烟草(N.suaveolens)、拟穗状烟草(N.thyrsiflora)、绒毛烟草(N.tomentosa)、三角叶烟草(N.trigonophylla)、萌生烟草(N.umbratica)、波叶烟草(N.undulata)、颤毛烟草(N.velutina)、芹叶烟草(N.wigandioides)和红花烟草(N.x sanderae)。
在一些情况下，可以从绿叶组织中的4,8,13-杜法三烯(duvatriene)-1,3-二醇(DVT；也称为4,8,13-西伯三烯(cembratriene)-1,3-二醇)小于20微克/cm2的植物制备所述烟草。例如，烟草颗粒可以从第2008/0209586号美国专利公开(其通过引用结合于此)中所述的低DVT烟草制备。这种低DVT的烟草品种与DVT含量未降低的烟草相比可显示出改进的风味特性(例如，感官品尝员评价)。
在一些实施方式中，所述烟草可以包含一种或多种组分，例如风味提取物、风味掩蔽剂、苦味感受器官位点阻断剂、感受器官位点增强剂、甜味剂和添加剂如叶绿素、矿物质、植物性药材或口气清新剂。例如，第10/982,248和10/979,266号美国专利申请(其全文均通过引用结合于此)中描述了这些组分中的某些组分。这些组分可以粉末、油、细颗粒形式的粉末或包封形式的粉末存在于烟草中。
在一些实施方式中，可以在制作模塑制品之前加工烟草以包含风味组分。可以加入这种“主要”风味组分，例如在将烟草与热塑性聚合物混合并形成烟草制品之前用风味提取物喷涂所述烟草。在另一个实例中，例如，如之前提到的第10/982,248号申请中所述，可以通过固体或液体风味剂与烟草材料混合并在合适的条件下保温来赋予烟草风味。另外或另外还有，烟草制品可以通过毛细作用、注入或其它引入方法进一步加工来加入一种或多种“次要”风味组分，这样风味组分可以在制作所述制品之后加入。在这些实施方式中，烟草制品可以根据顾客订单进行调味，结果是，例如提高对库存量的控制。在其它的实施方式中，可以在形成所述制品之后，将所述制品放置在真空中，随后将风味剂放置在真空室中用风味剂填充所述制品来添加风味。
可以用合成风味剂、风味提取物、植物物质或其组合来提供风味。合适的风味剂和风味提取物包括但不限于：薄荷醇、肉桂、冬青、樱桃、浆果、桃、苹果、留兰香、椒样薄荷、香柠檬、香草、咖啡、来自薄荷(Mentha)属的物种的薄荷油或其它所需的风味。也可以通过植物物质(例如薄荷叶)提供风味，所述植物体物质通常含有10％的风味油和90％的不溶性纤维。合适的植物物质可以从植物，例如丁香、肉桂、药草(herb)、浆果、桃、苹果、薰衣草、玫瑰、香草、柠檬、橙、咖啡或薄荷(Mentha)属的物种中获得。如本文进一步所述，也可以通过仿制的、合成的或人工的风味成分和包含这些成分的掺混物来提供风味。例如，合适的甜味剂包括，例如三氯蔗糖、乙酰磺胺酸钾(Ace-K)、阿斯巴甜、糖精、环己氨基磺酸盐、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇和甘露醇。也可以加入液体烟或其它热活化的香味料以提供另外的风味。
烟草(例如，粒状、粉末状、片状烟草颗粒，或长切断烟草)可以选定的比例与聚合物材料混合，接着该混合物可以用于整体模塑方法(例如，结合图9A和9B所述)。通常，本文提供的产品包含约30重量％至约60重量％的烟草，这样烟草和聚合物的比例约为30：70至60：40(例如，约40：60，约45：55或者约50：50)。另一方面，本文提供的烟草产品可以包含约20重量％至约80重量％的烟草，这样烟草和聚合物的比例约为20：80至70：30(例如，约20：80、约45：55、约50：50、约60：40或约70：30)。烟草和聚合物的比例相对较低可以导致感觉到产品硬，而该比例相对较高可导致损失结构完整性，并可导致感觉到产品软。
烟草颗粒和聚合物颗粒彼此的尺寸可以不同。但通常使用较大的烟草颗粒(例如平均直径为60微米至100微米)时，也必须使用较大的聚合物颗粒，这样得到的产品有足够的结构完整性。使用较小的烟草颗粒(例如平均直径为40微米至60微米)时，也可以使用较小的聚合物颗粒(例如平均直径为10微米至20微米)。烟草颗粒和聚合物颗粒的尺寸会影响得到的烟草制品的质地。例如，较小的颗粒能得到较平滑的产品，而较大的颗粒能得到较粗糙或有较多砂砾感的产品。因此，本文提供的烟草制品可以制造成多种质地分布。
本文提供的烟草制品可以具有多种形状(例如，适于放在口中的矩形、正方形、球形、圆柱形、棒状制品或片状)。在一些实施方式中，所述烟草制品可适合于被成年消费者完全接受。这些烟草制品可以构造成近乎无限量的形式。例如，烟草制品可以构造成类似烟草袋，可通常呈椭圆形，但其它的实施方式可以为枕状、象船的形状、圆形、平的矩形等。此外，本文所述的烟草制品可以在不可分裂的基底上形成或模塑。
所述制品也可以包含烟草粉末、糖、淀粉和/或香料的聚集粒。包含烟草的聚集粒可以作为烟草包含在所述制品中或者与其它烟草一起包含在所述制品中。例如，2009年12月18日提交的标题为“烟草颗粒和制备烟草颗粒的方法”的第12/641,915号美国专利申请(特此通过引用结合)描述了包含烟草颗粒的聚集粒。所述粒可以包括芯体和围绕包含烟草颗粒和粘合剂的芯体的一层或多层。在一些实施方式中，所述聚集粒可以用聚合物涂覆并在所述制品中用作烧结工艺的聚合物颗粒，不使用另外的固体聚合物颗粒或使用另外的固体聚合物颗粒制作聚合物基质。在一些实施方式中，所述聚集粒可以用聚合物完全包封。在其它的实施方式中，所述聚集粒可以包括不完全涂层，便于烟草、香料和/或其它组分能通过所述制品中的有孔网络迁移。使用过程中，所述聚集粒的香料和/或烟草组分可以通过所述制品的多孔网络流出而释放到使用者口中。在一些实施方式中，咀嚼所述制品的结果是能从烧结制品中的包封的聚集粒释放食用香料。聚集粒(例如第12/641,915号美国专利申请所述的烟草粒)可以根据本领域已知的技术(包括涂布、喷涂和滚筒涂覆方法)用聚合物涂覆。
现转到附图，图1所示的烟草制品100可包括多孔基质110，和置于多孔基质110的孔112中的烟草120，这样烟草制品110可以例如以颗粒、液体或蒸气的形式向成年消费者口中提供烟草。如本文中所述，提供烟草可以给消费者提供烟草满足感。
烟草制品100可以是不燃性产品，因为制品100在使用过程中无需点燃。烟草制品100可以向消费者提供烟草而不燃烧烟草制品100的任一部分，并且不点燃制品100中的烟草120。而是可以向消费者提供不燃烧的烟草，以与使用时释放的烟草组分、感官组分和添加的风味组分相关的感受形式提供烟草满足感。这种感官组分可与消费者综合的感官感受相关或对消费者综合的感官感受(包括例如芳香、香气、风味、味道、气味或口腔感受等)产生影响。
烟草制品100可以包括可模塑聚合物，能模塑为所需的形状。可以整体模塑烟草120和多孔基质110，这样形成多孔基质110时，烟草120置于孔112中。例如，聚合物颗粒可以与烟草颗粒混合，混合物可以经受例如烧结的工艺来得到烟草制品100。
多孔基质110可以包括大量的孔112，能允许从第一部分114到第二部分116的空气和/或液体(例如水或唾液)通过。在一些实施方式中，孔112可以任意取向以形成微型通道的网络，经微型通道的空气或液体能在置于多孔基质110中的烟草120上通过。在其它的实施方式中，可以将孔112制造成具有通常预定的孔取向，例如多孔基质110中大量的孔通常以轴向延伸。
如图1-3所示，烟草制品100基本上为枕状矩形，角和边为弧形，能提供平滑的外表面。烟草制品的厚度可以相同或不同。例如，图2和3分别显示烟草制品100的端视图和侧视图，所述制品中心的厚度可以厚于该制品周边的厚度。在一些实施方式中，烟草制品可以如本文所述进行模塑(例如烧结)，再进一步加工成最终产品所需的形状。例如，图1-3所示的烟草制品可以沿线“a”切开，以得到基本上呈“船形”的烟草制品100a和100b，如图4和5所示。制品100的不同区域可具有不同的孔隙率，这取决于制作制品100的聚合物颗粒的尺寸。例如，如果制品100中心区域的聚合物颗粒的平均直径大于制品100周边周围的颗粒，制品100a和100b的切开表面140上的孔可大于制品100a和100b其它表面上的孔。
图6显示适合于被消费者完全接受的烟草制品的另一个实施方式。烟草制品200可具有第一多孔基质210、烟草颗粒220和第二多孔基质250，第二多孔基质250在某些情况下可以作为唾液储存器。唾液储存器250可以是与包含烟草220的第一多孔基质210整体形成的多孔基质。唾液储存器250可以包括孔径和孔体积明显大于第一多孔基质210的孔252。例如，唾液储存器250可以由聚合物颗粒形成，所述聚合物颗粒的尺寸比用来形成第一多孔基质210的颗粒大得多。因此，在塑料烧结工艺的过程中，唾液储存器250可成为具有孔252的多孔基质，孔252的尺寸大于第一多孔基质210的孔212。
烟草制品100和200可以放在消费者的牙龈和嘴唇之间，可以与消费者的唾液接触。例如，参照图7，当第一多孔基质210与消费者唾液240接触时，一部分唾液将被迫进入孔212。唾液240可以通过孔212的网络，这样烟草组分232(和一些情况下的细烟草颗粒)被引入消费者唾液中。因此，烟草组分232可以与唾液240混合。向消费者提供烟草时，唾液储存器250能吸收消费者的部分唾液，能减少经常与使用无烟烟草产品(例如嚼烟草或鼻烟)相关的吐唾沫量。因此，烟草制品200可以向消费者提供烟草满足感，而不燃烧烟草制品200或置于其中的烟草220。任选地，烟草220可以包含一种或多种风味剂或其它组分(如前所述)，或可以将风味剂颗粒置于多孔基质210的孔212中。在这些情况下，风味剂可以被引入唾液液体中，这样可以向消费者提供风味剂和烟草组分232的组合。
当多孔基质210中的烟草220耗尽或消费者决定去除烟草制品200时，可以丢弃所述烟草制品。因此，烟草制品220可以分离丢弃，而消费者唾液的一部分保留在唾液储存器250中。
在一些实施方式中，烟草制品可基本为圆柱或棒状的形状，可构造成可以放在消费者手指之间。例如，图8中所示的烟草制品300为细长的圆柱形。例如烟草制品300的制品可适于以液体、蒸气的形式或(在具体情况下)以蒸气和细颗粒的组合形式向消费者提供烟草或烟草组分。在这种实施方式中，多孔基质310的第一和第二部分314和316可以暴露于大气，消费者可以迫使空气从第一部分314进入，通过孔312的网络，在置于其中的烟草320上面通过，并从第二部分316排出。例如，消费者可以在最接近第二部分316的烟草制品300上产生负压，这样空气通过多孔基质310吸入并接近消费者。随着空气通过多孔基质310，烟草组分可被引入空气中并提供给消费者。烟草组分(例如风味或芳香等)可以蒸气的形式从烟草320转移到通过多孔基质310的空气中。因此，烟草制品300可以与释放的烟草感官组分和添加的风味组分相关的感受形式提供烟草满足感。这种感官组分可与消费者综合的感官感受相关或对消费者综合的感官感受(包括例如芳香、香气、风味、味道、气味或口腔感受等)产生影响。同样如上所述，烟草320可以包含一种或多种风味剂或可以将风味剂颗粒置于多孔基质310的孔312中。在这些情况下，风味剂可以被引入空气中，这样可以向消费者提供风味剂和烟草的组合。
在一些实施方式中，烟草320以允许烟草制品300以蒸气和细颗粒的形式向消费者提供烟草的方式设置。例如，多孔基质310中的烟草320可以制成细粒，这样细烟草颗粒能通过多孔基质310中孔312的网络。在这些情况下，消费者可以在最接近第二部分316的烟草制品300上施加负压，这样由消费者通过多孔基质310吸入空气。随着空气通过多孔基质310，细烟草颗粒和烟草香料可以蒸气和细颗粒的组合的形式提供给消费者。此外，烟草制品300可以向消费者提供烟草满足感，而不燃烧烟草制品300或置于其中的烟草320。
图9A和9B显示可用来形成本文提供的烟草制品的示例性塑料烧结方法。这种塑料烧结方法可以包括使用多种加热技术中的一种受控地加热，例如美国专利第4,375,441(其全文通过引用结合于此)描述了这些技术中的一些技术，。应理解，塑料烧结仅是可用来形成本文所述烟草制品的多孔基质的几种可能方法中的一种方法。
现参照图9A和9B，一些实施方式的烟草制品可以以模塑工艺整体形成。烟草120可以在模塑工艺的过程中与聚合物颗粒118混合，因此烟草120与多孔基质110整体模塑。如图9A所示，所述成型方法可以使用能配合在一起的第一和第二模塑件170和180来限定内部空腔175。内部空腔175可以包括至少部分限定烟草制品的所需外部形状的加工表面。烟草120和聚合物颗粒118可以放置在内部空腔175中。在一些实施方式中，不同尺寸的聚合物颗粒118可以放置在内部空腔175中，以得到具有不同孔尺寸的烟草制品。例如，可以设置聚合物颗粒，使得沿空腔175的外部部分的颗粒平均直径小于空腔175的中心部分内的聚合物颗粒。烧结工艺之后，得到的烟草制品可具有中心部分内的孔大于周边部分的有孔网络。在一些实施方式中，不同类型的聚合物颗粒可以放置在空腔175中，使得例如，沿着空腔175的外部部分的颗粒与空腔175中心部分内的颗粒的材料类型不同。例如，所述中心颗粒可以包括塑料聚合物材料，例如聚乙烯或聚丙烯。此外，多孔基质100通常可包含水溶性或非水溶性聚合物材料。应理解，多种材料的技术要求(例如，粒度和分子量、粒度分布、材料类型、烟草粒度、烟草粒度分布和聚合物颗粒与烟草颗粒之比)和多种工艺参数(例如，温度、热接触时间和压力)可以用来提供具有有益特征的多孔基质110(图9B)。应理解一部分中心颗粒可以熔融并沿着接近外部颗粒的过渡区与外部颗粒熔合。
烟草120可以在塑料烧结工艺的过程中与颗粒118混合，这样至少部分烟草120在颗粒118形成多孔基质110之后置于孔112中。应理解，颗粒118和烟草120不一定是按比例绘制的，为了图示在此提供的任一附图中聚合物和烟草颗粒的尺寸可以放大。
参照图9B，颗粒118和烟草120设置在模腔175中时，模塑件170和180可以施压，同时将颗粒118加热一段受控的时间。这种压力和热量能使得烟草制品形成其所需的形状，同时中心颗粒可控地熔融一段有限的时间。本申请的意图是该实施方式不受能获得有益结果的任何理论的限制，相信在塑料烧结工艺的过程中，外部颗粒能以较快的速率熔融而沿着烟草制品外部表面形成基本连续的层，而中心颗粒以较慢的速率熔融(例如，所述颗粒表面部分受热与邻接的颗粒结合，即使一些颗粒未完全熔化)。塑料烧结工艺的循环数、循环时间和温度可以按需要改变，以得到烟草制品特定的风味特性(例如，焙烧和/或烤的烟草风味)。
烧结之后，烟草制品可以通过例如加入一种或多种风味剂或着色剂进一步加工。可以使用多种方法(例如，毛细作用、注入、喷涂或真空下)加入这些试剂。制品的外表面也可以通过“高涂布机(high coater)”技术用着色剂和/或风味剂涂覆，能得到类似于“凝胶胶囊”丸上的外涂层。当放置于消费者口中时，这种涂层能溶解掉，之后可以向消费者提供烟草。在一些实施方式中，烟草制品可以用中心聚合物颗粒和外部聚合物颗粒制造，其中，中心聚合物颗粒可以包括与外部聚合物颗粒不同的聚合物材料，或可以具有较大的平均尺寸，或者两者兼有。这样在烟草制品内部的颗粒能容易得到较慢的熔化速率。由于烟草与中心颗粒混合，至少部分烟草可以在所述颗粒形成多孔基质之后置于孔中。应理解，通过改变例如用来形成多孔基质的颗粒材料的尺寸、加热所述颗粒的温度、加热所述颗粒的时间和模塑过程中使用的压力可以对孔的某些特性(例如平均孔径或平均孔体积等)进行选择。
在一些实施方式中，所述中心颗粒可以包括与外部颗粒相同的共聚物材料(例如依利诺斯州芝加哥的伊诺福有限公司(Innovene LLC)的BAREXTM)，并且所述中心颗粒的平均尺寸可大于外部颗粒。应理解，在一些情况下，所述中心颗粒和外部颗粒可以具有相似的平均尺寸。
在一些实施方式中，烟草制品可以在其成型之后用纸或再造烟草片包装。在一些例子中，烟草制品可以具有塑料聚合物外层。例如，如图10所示，烟草制品400可以包括多孔基质410、烟草420和外层430。外层430和多孔基质410可以包括相同的可模塑塑料材料或不同的可模塑塑料材料。外层430可以全部或部分地包围多孔基质410和置于其中的烟草420。在一些情况下，外层430可以包括通常连续的对制品400中迁移的烟草组分不渗透的材料层。在一些实施方式中，外层430可以包括能成形以提供基本连续层的聚合物材料。
多种材料适用于外层430。例如，外层430可以包含丙烯腈和丙烯酸甲酯的共聚物(或等同的树脂)，已知所述共聚物能提供抑制烟草组分(包括挥发烟草组分)迁移的阻隔特性。这种丙烯腈和丙烯酸甲酯的共聚物可以商品名BAREXTM购得。其它的聚合物材料，例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丙二醇酯(PTN)或基于聚酯的液晶聚合物(LCP)，可以选择使用以提供能抑制烟草组分迁移的阻隔特性。
在一些实施方式中，可以形成外层430，以完全包围在纵向延伸表面432和第一和第二盖端表面434和436中的多孔基质410。另一方面，制品400可以这样一种方式构造：在成型过程中不形成第一和第二盖端表面434和436。每一构造都能在开始正常使用制品400之前抑制烟草420或烟草组分(例如，风味、芳香或生物碱等)从多孔基质410中迁移。烟草制品400可以用例如上述烧结方法制造。这种方法能形成至少部分被外层430包围的多孔基质410。
现参照图11，可以构造一些实施方式中的烟草制品400，以暴露多孔基质410的第一和第二部分414和416。例如，在外层430包括第一和第二盖端表面434和436的实施方式中，各盖端表面434或436的至少一部分可以切除、刺穿或以其它方式去除，以暴露多孔基质410的第一和第二部分414和416。这种去除过程可以在制造或包装烟草制品400(例如，切除盖端表面434和436以提供一致长度的制品，再用不可渗透的包装盒包装一个或多个制品400)的过程中进行，或者可以由消费者在即将使用烟草制品400之前进行。在一些实施方式中，烟草制品400可以以包括切割结构或刺穿结构的包装供应给消费者，以方便使用所述烟草制品。去除盖端表面434和436时，外层430的纵向延伸表面432能保持完整，从而基本上包围多孔基质410的外部径向区域(radial area)。多孔基质410的第一和第二部分414和416可以暴露于大气，这样空气能通过孔412的网络并在置于其中的烟草420上通过。如本文进一步所述，可以在制造过程中构造一些实施方式的烟草制品400以暴露多孔基质410的第一和第二部分414和416，从而无需切除盖端表面434和436。
在一些实施方式中，烟草制品的多孔基质可以与外壳分别形成。参照图12，例如，烟草制品500可包括多孔基质510，多孔基质510与外壳530分别形成。多孔基质510可以用塑料烧结方法形成(例如，如结合图9A和9B所述)。另一方面，多孔基质510可以采用不同的方法形成，其中多孔基质510包括孔512中置有烟草520的多孔玻璃或陶瓷材料。烟草520可以与多孔基质510整体模塑，以使烟草520置于孔512中，这取决于多孔基质510的形成方法。可以形成或以其它方式构造多孔基质510以与分离壳530配合。在这种实施方式中，分离壳530可以包括具有敞开端536的管状构造来接受多孔基质510。这样，多孔基质510可以滑入分离壳530中并与其接合。
如上所述，外壳530可以包括对迁移的烟草或烟草组分不渗透的材料(例如BAREXTM)的连续层。在直到被消费者使用为止，多孔基质510应被密封的实施方式中，分离壳530可以包括在多孔基质510插入壳530中之后，其敞开端被密封的BAREXTM管。例如，管状壳530的敞开端可以用BAREXTM盖壁热密封。在另一实例中，管状壳530的敞开端可以采用热夹紧(heat pinching)方法热密封。
如图13所示，至少部分多孔基质510可以临时接触液体540，以使液体540引入孔512中。例如，液体540可以通过毛细作用进入多孔基质510的孔512中，这样即使在烟草制品500从液体容器542中移出之后，一部分液体仍保留在多孔基质510中。在一些实施方式中，液体540可以包括水。
如图14所示，多孔基质510的第一和第二部分514和516可以暴露于大气，消费者可以迫使空气从第一部分514进入孔512的网络中。消费者的真空动作能使得之前引入多孔基质510第一部分514中的液体540在置于孔中的烟草520上流过。这样，液体540可以经多孔基质510吸入并接近消费者。随着液体540经过多孔基质510，烟草520可以引入液体540中，这样消费者能感受烟草满足感。烟草520可以与液体540混合。因此，烟草制品500可以向消费者提供烟草满足感，而不燃烧烟草制品500或置于其中的烟草520。任选地，烟草520可以包含一种或多种风味剂或其它组分(如本文所述)，或风味剂颗粒可以置于多孔基质510的孔512中。在这些情况下，风味剂可以被引入液体540中，这样消费者可以感受风味剂和烟草520的组合。
其它实施方式
应理解，虽然已经与本发明详述一起描述了本发明，但是上面的详述是用来说明而不是限制本发明的范围，该范围由所附权利要求的范围限定。其它方面、益处和修改落在所附权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种制作烟草制品的方法，其包括将热塑性聚合物颗粒与烟草颗粒混合，和用热量加工混合物，使得热塑性聚合物形成包括有孔网络的多孔基质，同时将所述烟草颗粒置于所述多孔基质的孔中，所述热塑性聚合物颗粒的平均直径为10微米至100微米。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制品具有中心部分和周边部分，所述中心部分具有第一平均孔径，周边部分具有第二平均孔径，所述第一平均孔径大于所述第二平均孔径。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工包括烧结。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热塑性聚合物是超高分子量的聚乙烯。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热塑性聚合物颗粒的平均直径为10微米至20微米。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟草制品包含烟草与聚合物的比例以重量计为30:70至50:50。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟草包括切碎的烟草、切断的烟草、粒状烟草或粉末状烟草中的至少一种。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟草颗粒包括平均直径为20微米至100微米的粒状或粉末状烟草。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟草颗粒包括平均直径为40微米至60微米的粒状或粉末状烟草。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还可以包括向所述烟草制品加入一种或多种风味组分。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述一种或多种风味组分在所述用热量加工之后加入所述烟草制品。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟草制品适于被成年消费者完全接受。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烟草制品的保存期限至少为30个星期。
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