CN102548431B - 对抽吸流量图的控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热不燃产品，其包含包封的气溶胶发生剂，该包封具有控制热不燃产品使用期间所述试剂释出的效果。包封将控制热不燃产品使用期间气溶胶发生剂的释出时机，以更好地控制抽吸产出。就一些气溶胶发生剂而言，包封还可提高试剂的稳定性和/或阻止其在产品内迁移。

Description

对抽吸流量图的控制

技术领域

本发明涉及包封的稀释剂，用以引入“热不燃”产品中。

背景技术

热不燃产品，有时也称为不燃型发烟制品，正开发为常规发烟制品诸如卷烟的可能替代品。基本原理在于，所述产品加热烟草，引起低沸点组分挥发但避免烟草或挥发物的热解或燃烧（尽管在正常使用期间可发生一定程度的烟草炭化）。这一挥发导致蒸汽的形成，该蒸汽被吸引穿过产品，然后凝结成气溶胶并被用户吸入。挥发的组分包括水、烟碱、湿润剂和轻挥发物。

本发明特别涉及热不燃产品，其包括热源和气溶胶发生部分，诸如烟丝条，在使用期间某些组分自其汽化。在此类产品中，热源可以是含碳物质的固体挤出模制品，其被点燃以提供挥发所需的热，继点燃之后其继续阴燃并发热。为避免与已点燃热源接触时即燃烧，产品的这一部分可被不燃性材料诸如玻璃纤维、含玻璃纤维的纸片、陶瓷或内衬有金属箔的纸片所包绕。热不燃产品还包括与热源邻接的气溶胶发生部分。这一部分一般具有在外观上与常规卷烟的烟丝条相似的圆柱主体。它包括在使用期间会挥发的组分。这一部分可包括烟草，常包含具有不同功能的各个区段，这些区段包括与热源邻接的汽化室（例如包含烟草和气溶胶发生剂）和位于产品嘴端远下游位置的冷却室（例如包含剁碎的再造烟草薄片）。过滤器或烟嘴通常置于产品嘴端，例如可包含醋酸纤维素。

这些热不燃产品包括气溶胶发生剂诸如丙二醇（PG）和甘油。

热不燃产品的首要目标之一在于，作为常规发烟制品的替代品赢得消费者认可。获得此认可的一个途径有赖于热不燃产品生成与发烟制品相似的经历（尽管公认可附加地或替代地用其它方式获得认可）。

对常规发烟制品吸烟的经历的一个方面是所谓的“抽吸流量图”（puff profile），也称作“逐口抽吸流量图”。这是随着发烟制品被消耗，每口抽吸中总颗粒物质产出的量（mg/卷烟）。常规卷烟的总颗粒物质（TPM）输送在最初几口抽吸期间较低，但它趋于逐步提高直至最终几口抽吸。这给吸烟者带来烟气强度逐渐增加的感觉。

相比之下，对于热不燃产品，抽吸流量图倾向于起始极弱，而后在最初少数几口抽吸内就迅速地上升。然后，TPM输送减少，直至产品被消耗尽。这主要是因为产品利用几口抽吸来达到最佳温度，其后它们产生高产率的气溶胶。然而，在使用期间抽吸产出可迅速地减少，因为可用的气溶胶发生剂诸如PG被汽化并用尽。结果，此类热不燃产品已知具有如下缺点：当常规卷烟相比，朝着产品末端方向，它们的感觉特性趋于减弱（参见图1）。

因此，本发明目的在于例如改进热不燃产品的抽吸流量图，以便生成更酷似常规发烟制品的流量图。

已发现，尽管气溶胶发生剂在热不燃产品使用期间汽化，但产品储存期间一些试剂（试剂在本文中指代气溶胶发生剂）低温汽化可造成问题。具体而言，一些气溶胶发生剂在储存期间可迁移，随后消失于大气，或者可与产品其它部分诸如包绕的包装纸相互作用。这还可导致产品染色或留痕，由试剂本身造成或由试剂相互作用释出的化合物造成。因此，可取的是，使气溶胶发生剂在热不燃产品内固定直至需要时为止。

此外，当将气溶胶发生剂引入热不燃产品时，目前无法控制其汽化，也因此无法控制其对产品抽吸流量图的影响。

本发明设法通过控制气溶胶发生剂的释出而改善热不燃产品的性能并克服前述问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了热不燃产品，其包含包封的气溶胶发生剂。

根据本发明的第二方面，提供了包封的气溶胶发生剂在热不燃产品中用以控制产品抽吸流量图的用途。

附图说明

图1是显示与Eclipse®（R. J. Reynolds）热不燃产品相比下卷烟逐口抽吸的总颗粒物质输送的图，两者均使用了三个不同的吸烟方案。

图2是显示与Eclipse®（R. J. Reynolds）热不燃产品相比下卷烟逐口抽吸的稀释剂输送的图。

详细说明

根据本发明的热不燃产品包含包封的气溶胶发生剂，该包封具有控制热不燃产品使用期间所述试剂释出的效果。在优选实施方案中，包封将控制热不燃产品使用期间气溶胶发生剂的释出时机，以确保气溶胶发生剂逐渐和持续地释出，由此更好地控制抽吸产出。就一些气溶胶发生剂而言，包封还可提高所述试剂的稳定性和/或阻止其在产品内迁移。

气溶胶发生剂是一种在加热时产生气溶胶的物质。气溶胶发生剂可例如为多元醇气溶胶发生剂或非多元醇气溶胶发生剂。它在室温下可为固体或液体，但优选在室温下为液体。适宜的多元醇包括山梨醇，甘油，和二醇如丙二醇或三甘醇。适宜的非多元醇包括一元醇，高沸点烃，酸诸如乳酸，和酯诸如二醋精、三醋精、柠檬酸三乙酯或肉豆蔻酸异丙酯。脂族羧酸酯诸如硬脂酸甲酯、十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯也可用作气溶胶发生剂。可使用相等或不等比例的气溶胶发生剂组合。可特别优选聚乙二醇和甘油，而三醋精更难稳定，也需要被包封以阻止其在产品内迁移。

可能有若干因素影响环境条件下气溶胶发生剂的稳定性和迁移。这些因素可包括疏水性或亲水性、粘度、室温下饱和蒸汽压、沸点、分子结构（诸如氢键作用或范德华力）以及气溶胶发生剂与基底间的吸收/吸附相互作用。一些气溶胶发生剂会存在较其它气溶胶发生剂更大程度的迁移问题；例如，已发现三醋精、肉豆蔻酸异丙酯和柠檬酸三乙酯特别易于迁移，因此特别受益于通过根据本发明包封而产生的固定。

另一相关因素为气溶胶发生剂的填充量。例如，如果大量引入气溶胶发生剂诸如甘油，迁移问题可依旧显著。

在本发明中的气溶胶发生剂填充量可取决于具体的试剂。气溶胶发生剂含量可为气溶胶发生部分的至多95 wt%。

产品还可含非包封的气溶胶发生剂，然而，此类非密封的气溶胶发生剂仅仅优选那些在储存期间稳定的种类，诸如甘油。

包封的气溶胶发生剂是被包封在阻隔材料中，阻隔材料不仅提供对热不燃产品储存期间迁移的阻碍，而且使该试剂在使用期间能受控地释出。

阻隔材料（在本文中也称作包封材料）可在高于室温但等于或低于使用期间热不燃产品内部所达温度的温度下熔化、分解、反应、降解、膨胀或变形，以释出气溶胶发生剂。在本发明的实施方案中，阻隔材料在高于50℃，优选高于60℃、70℃、80℃或90℃时释出实质量的气溶胶发生剂。气溶胶发生剂释出所用的时间可借助于阻隔材料厚度而进一步得以控制。

阻隔材料可例如为多糖或纤维素阻隔材料、明胶、树胶、凝胶、蜡或其混合物。适宜的多糖包括藻酸盐/酯、右旋糖苷、麦芽糖糊精、环糊精和果胶。适宜的纤维素材料包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和纤维素醚。适宜的树胶包括阿拉伯树胶、茄替胶、黄蓍树胶、刺梧桐树胶、刺槐豆、金合欢胶、瓜尔胶、榅桲籽和黄原胶。适宜的凝胶包括琼脂、琼脂糖、角叉菜胶、褐藻糖胶和红藻胶。适宜的蜡包括巴西棕榈蜡。

在本发明的优选实施方案中，阻隔材料包含多糖。藻酸盐/酯因其包封特性而尤其优选。藻酸盐/酯可例如为藻酸的盐、酯化藻酸或藻酸甘油酯。藻酸的盐包括藻酸铵，三乙醇胺藻酸盐，以及第I或II族金属离子藻酸盐，如藻酸钠、钾、钙和镁盐。酯化藻酸包括藻酸丙二醇酯和藻酸甘油酯。

在一个实施方案中，阻隔材料是藻酸钠和/或藻酸钙。与藻酸钠相比，藻酸钙更强地抑制环境温度下气溶胶发生剂的迁移，而且与藻酸钠相比可在更高的温度下释出气溶胶发生剂。

在本发明的另一实施方案中，金合欢胶作为阻隔材料用于包封三醋精。

在一些实施方案中，包封的气溶胶发生剂可以是利用两个或更多个包封材料包封的，例如为隔离层的形式。

为达到期望的气溶胶发生剂释出时机，可使用不同的包封材料或者不同的包封途径。例如，为在刚点燃热不燃产品时就提供气溶胶发生剂瞬时释出，气溶胶发生部分可包括稳定的气溶胶发生剂，诸如甘油，以非包封的形式，直接地应用于烟草。为其后即刻释出，气溶胶发生剂可以如下包封的方式提供：使用熔点较低的阻隔材料、薄阻隔层和/或通过将阻隔材料与气溶胶发生剂混合所产生的阻隔来包封，以便当产品的气溶胶发生部分中温度开始上升之时提供迅速的释出。最后，可提供进一步的气溶胶发生剂用以延迟释出，该气溶胶发生剂可使用熔点较高的阻隔材料或较厚的阻隔层包封，和/或该气溶胶发生剂被阻隔材料完全包绕，以延迟释出直至阻隔被适当地消解。

在本发明的一些实施方案中，阻隔材料被施加于运载气溶胶发生剂的微粒载体材料（诸如微粒吸着材料）上。阻隔材料的这一施加可通过本领域技术人员已知或本文中所述的任何适宜方法进行，该方法不会导致气溶胶发生剂在过程中完全损失掉。此类方法包括例如喷雾干燥、共挤出、造粒等。优选地，基本上无气溶胶发生剂因阻隔材料施加步骤而损失掉。在一个实施方案中，阻隔材料或其前体被喷雾到微粒载体材料上。

例如，运载气溶胶发生剂的微粒载体材料可经水性藻酸钠溶液喷雾并干燥，以在表面上形成水溶性的藻酸钠薄膜。或者，微粒材料可经藻酸钠喷雾，然后用钙离子源处理，以形成水不溶性的藻酸钙薄膜或凝胶罩。在一些实施方案中，钙离子可能已经自然地存在。

在所得产品中，各气溶胶发生剂运载颗粒可被阻隔材料所包绕，环境条件下所述试剂的迁移进一步受阻。或者，所述试剂可在施加于载体之前与阻隔材料相结合，以致所得产品中阻隔材料保持与所述试剂形成均一混合物。又或者，所述试剂可在施加于载体之前用阻隔材料预包封（因此不与载体紧密接触）。本发明中可使用这些途径中的一个或任意组合。

在特别优选的实施方案中，用于包封气溶胶发生剂的阻隔材料以温度依赖方式释出气溶胶发生剂。这可通过使用如下的阻隔材料来实现：因阻隔材料的熔点而致使包封的试剂在热不燃产品正常使用期间暴露于给定温度时被释出。

为在热不燃产品的整个使用期间对气溶胶发生剂释出进行控制，包封的气溶胶发生剂优选逐渐地释出气溶胶发生剂，而不是使全部试剂被同时释出。在本发明的一个实施方案中，这点通过使用多于一种阻隔材料实现，这些材料具有不同的熔点。由低熔点材料制成的胶囊会在由高熔点材料制成的胶囊之前释出其气溶胶发生剂。在另一实施方案中，阻隔材料被用来形成具有不同壁厚的胶囊，与薄壁相比，厚壁用以熔化和释出气溶胶发生剂的时间更长。在此类实施方案中，可使用一种或多种不同的包封材料。在又一实施方案中，包封的气溶胶发生剂在产品内的定位可有助于控制释出时机，尤其是对沿热不燃产品长度方向倾向于存在温度梯度的情况。通过将包封的试剂沿产品烟丝条长度方向定位，能控制气溶胶发生剂的释出时机，其中所述释出在产品的整个使用期间延续，位置更接近热源的包封的试剂首先释出，位置最接近产品嘴端的包封的试剂则过后释出。

在一不同的途径中，包封材料是易碎的，气溶胶发生剂的释出由消费者人工控制，消费者须碎裂一或多个胶囊以提高产出。这给予消费者对产品抽吸流量图的控制力。

包封的气溶胶发生剂在热不燃产品中的这一应用可用于实现任何期望的抽吸流量图，以吸烟机测量。因此，热不燃产品可设计成能模仿常规卷烟的流量图，其中每口抽吸的产出逐渐增大。或者，抽吸流量图可被设计成更平坦，在整个产品消费期间具有一致的产出。

在本发明的一些实施方案中，可将进一步的组分与气溶胶发生剂包封在一起，例如其它稀释剂和/或食用香料。如此进一步的组分可附加地或替代性地以分隔的胶囊引入热不燃产品。

与气溶胶发生剂一起释出的食用香料的引入可能特别有吸引力，因为用户感觉香味减弱会伴随着气溶胶发生剂释出的降低，后者又预示了产品的耗尽。

在本发明的优选实施方案中，热不燃产品包含热源和气溶胶发生部分，所述气溶胶发生部分由包含烟草的分立区段构成。在一些实施方案中，所述分立区段包括不同量的包封的气溶胶发生剂或不同类型的包封的气溶胶发生剂。例如，与更接近热源的区段相比，更接近产品嘴端的区段中可存在更多包封材料。或者，产品气溶胶发生部分的不同区段中，气溶胶发生剂的属性和/或阻隔材料的属性可不同，以便促成对产品使用期间气溶胶发生剂释出的控制。

包封将避免气溶胶发生剂在热不燃产品不同部分之间（例如，在相邻的烟草区段之间）迁移，这将有助于确保产品生成可预测和可再现的结果，即使当使用较不稳定的气溶胶发生剂诸如三醋精时也如此。

尽管前面的详细说明集中于包封的气溶胶发生剂在特定热不燃产品类型中的引入，但是也适于引入其它热不燃产品类型中。

实施例

使用喷雾干燥技术将三醋精（一种被普遍认为是烟气稀释剂的化合物）包封在金合欢胶中，得到细粉末，其平均粒度（D_v）为53μm。使用流化床技术，以低粘度藻酸钠进一步涂覆所得的胶囊。然后，用氯化钙处理颗粒，以交联所述藻酸盐，并改善其阻隔性能。所得胶囊的平均粒度（D_v）为610μm，拍实密度为410g/L，三醋精含量为17.0 wt%。这些胶囊指定为胶囊1。

使用不同方法制造另一批包封的三醋精。使用喷雾冷冻（造粒）技术将三醋精包封在巴西棕榈蜡中。所得胶囊的平均粒度（D_v）为438μm，三醋精含量为20.4 wt%。这些胶囊指定为胶囊2。

Eclipse卷烟（来自RJ Reynolds Tobacco）是“热不燃”产品，其利用碳栓燃烧所产生的热使烟气稀释剂（甘油）汽化，形成烟气样气溶胶用于吸入。在Eclipse卷烟中有截然不同的两类烟草；一区段接近于点燃端的可燃碳且含高含量稀释剂，另一区段位于嘴端且不含稀释剂。来自Eclipse卷烟的大部分烟气由甘油构成。

使用Eclipse卷烟，将烟草包装纸切开一窗口深入前方烟草区段（最靠近点燃端），移除约130mg烟草。该烟草被替换为约235mg的胶囊1。然后，通过折回烟草包装纸并且用胶和常规卷烟纸封住切口，来闭合烟草包装纸中的所述窗口。将烟草包装纸切开另一窗口深入后方烟草区段（最靠近嘴端），移除约150mg烟草。该烟草被替换为约196mg的胶囊6。然后，通过折回烟草包装纸并且用胶和常规卷烟纸封住切口，来闭合烟草包装纸中的所述窗口。

准备15个带有胶囊的卷烟，在Borgwaldt RM20D吸烟机上使用强吸烟方案（每个阻断顶端透气的30秒，采用2秒持续时间抽吸55mL）吸烟。在Cambridge过滤垫上，基于逐口抽吸，收集总颗粒物质。对过滤垫进行三醋精分析。

为对比目的，基于逐口抽吸，以相同方案对未经改良的Eclipse卷烟吸烟，对过滤垫进行甘油分析。

结果（图2所示）表明，来自未经改良的对照卷烟的甘油进入来自第1口抽吸的主流烟气，且在第2口抽吸之后快速增加。相比之下，包封的三醋精直到第4口抽吸才以实质量进入主流烟气，当与甘油相比时，其释出到烟气中的速率较低。这证明稀释剂受控释出到主流烟气中。

Claims (20)

1.热不燃产品，其包含包封的气溶胶发生剂，其中在产品使用期间气溶胶发生剂的释出使用不同的包封材料或者不同的包封途径进行控制，以生成期望的总颗粒物质抽吸产出。

2.权利要求1所述的产品，其中气溶胶发生剂使用两种或更多种不同的包封材料包封，这些包封材料具有不同的熔点。

3.权利要求1所述的产品，其中气溶胶发生剂使用不同厚度的包封材料包封，包封材料的厚度决定产品使用期间气溶胶发生剂何时释出。

4.权利要求1所述的产品，其中包封的气溶胶发生剂在热不燃产品内的分布控制产品使用期间气溶胶发生剂的释出时机。

5.权利要求1所述的产品，其中气溶胶发生剂选自多元醇，一元醇，高沸点烃，酸，和酯。

6.权利要求5所述的产品，其中多元醇选自山梨醇，甘油，和二醇。

7.权利要求6所述的产品，其中二醇是丙二醇或三甘醇。

8.权利要求5所述的产品，其中酸是乳酸。

9.权利要求5所述的产品，其中酯选自二醋精、三醋精、柠檬酸三乙酯、肉豆蔻酸异丙酯，和脂族羧酸酯。

10.权利要求9所述的产品，其中脂族羧酸酯选自硬脂酸甲酯、十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。

11.权利要求1所述的产品，其中包封材料是：多糖；纤维素包封材料；明胶；树胶；凝胶；或其混合物。

12.权利要求11所述的产品，其中多糖选自藻酸盐、右旋糖苷、麦芽糖糊精、环糊精和果胶。

13.权利要求11所述的产品，其中纤维素包封材料选自甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和纤维素醚。

14.权利要求11所述的产品，其中树胶选自阿拉伯胶、茄替胶、黄蓍树胶、刺梧桐树胶、刺槐豆、阿拉伯树胶、瓜尔胶、榅桲籽和黄原胶。

15.权利要求11所述的产品，其中凝胶选自琼脂、琼脂糖、角叉菜胶、褐藻糖胶和红藻胶。

16.权利要求1所述的产品，其中气溶胶发生剂由微粒载体材料运载，并且包封材料被施加于运载气溶胶发生剂的载体材料上。

17.权利要求1所述的产品，其中气溶胶发生剂在热不燃产品使用期间释出以致每口抽吸的总颗粒物质输送基本上恒定。

18.权利要求1所述的产品，其中气溶胶发生剂在热不燃产品使用期间释出以致每口抽吸的总颗粒物质输送逐渐提高。

19.包封的气溶胶发生剂在热不燃产品中的用途，其中使用不同的包封材料或者不同的包封途径包封气溶胶发生剂以控制气溶胶发生剂的释出，以便生成期望的总颗粒物质抽吸产出。

20.通过在热不燃产品中引入包封的气溶胶发生剂来控制所述产品中气溶胶发生剂的释出以便生成期望的总颗粒物质抽吸产出的方法，其中使用不同的包封材料或者不同的包封途径包封气溶胶发生剂。