CN1050493A - 卷烟及烟用可吸填料 - Google Patents

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Abstract

一种包含烟雾形成材料(如丙三醇)与粘合剂的 烟用填料。可以把烟叶萃取物和/或烟叶片掺入烟 用填料中；烟用填料也可与烟草切丝填料混合。烟用 填料中烟雾形成材料的典型数量，是至少约20％，以 烟用填料的重量为基准。将烟用填料卷包在纸质包 装材料内就制得卷烟。典型的纸质包装材料的孔隙 率小于约5CORESTA(烟草科学研究合作中心)单 位。

Description

本发明涉及卷烟及其它烟制品，尤其涉及那样的卷烟，当抽吸时，它产生的不完全燃烧产物较低，在支烟流中所产生“焦油”和气味较少，并且在FTC吸烟条件下能保持阴燃。
流行的烟制品，例如卷烟，具有基本上是圆柱杆形的结构，并包含一卷或一份可抽吸的材料，如切碎的烟草材料（例如以切丝填料的形式），卷包在纸质包装材料内，从而形成所谓“可吸杆”。通常，一支卷烟有一圆柱形的过滤单元，它与可吸杆以头碰头的关系排列。典型的过滤单元包括用衬垫（Plug）包装围起来的醋酸纤维束，用包头材料把它围住并连接于可吸杆。
在典型的情况下，吸烟者使用香烟时，是点燃它的一端，并燃烧其可吸杆。这样，烟通常由燃烧烟用材料而产生（烟用材料一般是烟叶切丝填料）。吸烟者通过抽吸卷烟的相对端（即过滤嘴端）而接受主烟流（例如主要的烟草烟流）进入他/她的口中。这样做的时候，吸烟者就得到吸烟的快感（例如烟味，烟感，满足感等等）。
在卷烟燃烧期间，产生支（侧）烟流。支烟流就是从卷烟点着的一端直接进入大气的烟。
支烟流扩散到大气中，其特有的可见性和气味可能会被某些人以否定的观点看待。由燃烧的卷烟所产生的可见烟流的相对量，与由该燃烧卷烟所产生的支烟流“焦油”量有关。一般市售的燃烧烟草切丝填料的卷烟，长度约为84mm（例如可吸杆长度约为57mm，过滤单元长度为约为27mm）每支常产生约25到约35毫克的支烟流“焦油”。关于测定卷烟支烟流“焦油”的仪器和技术，参看Proctor等，Analyst，V01.113，p.1509（1988）。
人们已经提出了许多据说可以产生较低可见支烟流的卷烟。例如见授予Luke的美国4，637，410号专利;授于Baker等人的4，624，268号;授予Baker的4，407，308号;授予Cline等人的4，231，377号;授予Cline的4，420，002号;授予Owens的4，450，847号;授予Martin的4，108，151号;授予Cline的4，225，636号;授予Cline的4，433，697号;授予Mathews等人的4，461，311号;以及授予Guess的4，561，451号专利。
这些年来，人们提出了各种改变主烟流成份的方法。例如，提出了许多烟草代用材料，这些材料中比较主要一些的可在授予Rainer等人的美国4，079，742号专利中找到。此外，七十年代在欧洲引入了商品名为Cytrel和N  SM的替代烟草的烟用材料。
许多参考资料提出了各种产生有香味的气体和/或可见烟雾的制品。这些制品大多数使用一个可燃烧的燃烧源，以发生烟雾和/或加热烟雾形成剂。例如可参见授予Banerjee等人的美国4，714，082号专利中所列举的已有技术。
在授予Banerjee等人的4，714，082号;授予Clearman等人的4，756，318号;以及授予Sensabaugh，Jr.等人的4，793，365号等美国专利上，描述了通过加热烟草但不一定使它燃烧，不会产生大量不完全燃烧物，而能提供与吸烟的快感的烟制品。这些烟制品使用一可燃烧的燃料单元来产生热;烟雾形成物质放在与燃料单元隔开的位置，但与它保持热交换关系。在使用时，由燃料单元产生的热使烟雾形成物质挥发，从而产生一种与烟草的烟相似的烟雾。这些烟制品产生极低水平的可见支烟流以及低水平的FTC“焦油”。
人们希望能提供一种好味道的卷烟，它给人以良好的吸烟满足感，产生相对较低的主烟流气相产物，不完全燃烧产物也比较少，在FTC吸烟条件下能够维持阴燃，产生具有所希望的物理特性的烟灰，产生较低支烟流“焦油”，因而可见的支烟流也较低。
本发明涉及含有切丝（烟丝）填料形式的和/或加工形式的烟草的烟制品。较佳实施例的烟制品具有卷烟的形式，它有两个基本组成部分：（ⅰ）一卷或一份烟用材料，和（ⅱ）一种包住该卷烟用材料的外包装材料（例如一种纸质包装材料）。本发明的卷烟含有一种烟用填料（在下面将详细说明）至少作为其烟用材料的一部分。
较好的包装材料（它包围烟用材料卷从而形成“可吸杆”）是一种空气渗透性低的卷烟纸质包装材料。更好的包装材料具有低空气渗透性或低孔隙率，其孔隙率低于约5 CORE STA单位。一个CORE STA单位是在1厘巴恒定压力下通过1cm2面积包装材料的空气线速度的量度。见CORE STA刊物I SO/TC 126/sc IN159 E（1986）。
烟用材料的一种形式是含有烟草的烟用填料。本发明的烟草填料包含由（ⅰ）烟草（例如切碎的烟叶，碾碎的烟叶，烟梗，烟草细屑，烟草末，烟草萃取物或其它形式的经加工的烟草）和可选用的（ⅱ）无机填料两者的紧密的混合物。烟用材料包括相当多数量的烟雾形成材料（例如丙三醇和/或丙二醇之类的多元醇）。这烟用填料含有粘合剂，来把烟用填料中各组份保持在一起。一种特别好的粘合剂是藻酸盐，如藻酸铵。含有烟草的烟用填料也可以包含某种香味剂（如可可，甘草，有机酸，薄荷醇等）与之紧密接触。含有烟草的烟用填料可以由含水浆料浇注成薄片，或制成挤压品形式。这样的包含烟草的烟用填料，可以是再生（重制）烟叶的形式，并可单独用作卷烟的整个烟用材料。或者，这种包含烟草的烟用填料，也可以与其它烟用材料如烟草切丝填料作物理混合（即掺合）或以其它方式与它共同使用。
本发明的烟用填料的另一种形式含有相当多数量的烟雾形成材料。这烟用填料含有粘合剂，以使烟用填料中各组份保持在一起。一种尤其合用的粘合剂是藻酸盐，如藻酸铵。这样的烟用填料也可以包含某种与它紧密接触的香味剂。这烟用填料可从含水浆料浇注成薄片，或制成挤压品形式。这烟用填料可与含烟草的烟用材料和/或烟草切丝填料作物理混合，或以其它方式与它共同使用。
图1到4是本发明的烟用品纵截面视图。
本发明的卷烟和烟用填料的一个较佳实施例如图1所示。卷烟10包括一根大致是圆柱状的杆15。该杆包括一卷可吸材料20，其外至少包有一层外包装材料25（例如纸）。杆15在下文中称为“可吸杆”。可吸杆的两端是开口的，露出可吸材料。可吸杆使用时点着其一端，作为烧着的可吸材料燃烧的结果，就产生烟雾（例如烟）。这样，可吸杆从它的点着端向它的相对端燃烧。
卷烟10也包括一个与可吸杆15的一端相邻的过滤单元30，使过滤单元与可吸杆以头碰头关系在轴向排成直线，最好互相靠紧。过滤单元30大体上也是圆柱状，其直径基本上等于可吸杆的直径。过滤单元的两端是开口的，以允许空气和烟通过。较佳的过滤单元至少有两个过滤段。如图1所示，第一过滤段与可吸杆相邻，最好包含一用包装材料37围住的碳质过滤材料35;而第二过滤段位于卷烟嘴的末端，最好包括一种如集合的非编织聚丙烯网状物或醋酸纤维束之类的过滤材料40，外面围以包装材料45。该段的过滤材料最好是一种有悦目的、白色外观的材料。每个过滤段可使用现有的过滤杆制造机械来制造。两个过滤段用已知的塞管结合技术结合起来，并用外围包装材料50将它们连在一起以形成过滤单元。
过滤单元30通常通过包头材料55与可吸杆15连接起来，这包头材料既包住过滤单元的整个长度，也包住可吸杆的一个相邻区域。包头材料55的内表面用合适的粘合剂牢固地连接于衬垫（Plug）包装材料50的外表面以及可吸杆包装材料25的外表面。卷烟10可用已有的卷烟制造技术和设备制造。如果愿意，也可以制出通风的或空气稀释（冲淡）的卷烟，其中有空气稀释（冲淡）的装置，如穿过包头材料55，衬垫（plng）包装材料50和包装材料37的一系列穿孔。这种通风方法可用已知的技术（如激光打孔技术）来实现。
本发明的卷烟和烟用填料的另一个较佳的实施例如图2所示。卷烟10一般说来类似于图1所描述的卷烟，只是其可吸材料是制成分段方式的一种混合可吸材料。在可吸杆15的一端（即卷烟要被点着的那一端）放置了可吸材料的第一段70。在可吸杆15的另一端（即可吸杆与过滤单元相邻的那一端）放置了可吸材料的第二段75。每一段都按照它的成份来确定或辨认（即每段的分份是不同的）。两段紧贴地头对头排列;但在两段相接的区域，可吸材料可能有一定数量的掺合。每段可吸材料沿着可吸杆延伸的长度可以变化。但是第一段相对于第二段的相对纵向长度通常在约1∶2到约2∶1的范围，以1∶1为较佳。这样的可吸杆可用授予Whale等人的美国4，009，722号专利和授予Pinkham的4，516，585号专利上所描述的设备制造。
对于图2所示的较佳实施例类型的卷烟，第一段70通常包含某种可吸形式的烟草。这种形式的烟草包括烟草切丝填料（例如烟叶，加工过的烟草材料，体积膨胀的烟草填料，重制（再生）烟叶填料等等，以及它们的混合物），以及它和其它可吸材料的混合物。加工过的烟草材料的例子如在授予Bernasek等人的美国4，887，618号专利和授予Clapp等人的4，941，484号专利上描述的去除蛋白质的重制烟叶材料，这两个专利在此供参照结合。加工过的烟草材料的另一个例子，是按照美国专利申请484，587号（1990年2月23日申请）上所提出的方法加工的烟草材料，这专利申请在这里供参照结合。较佳的卷烟的第二段75，含有总成份与第一段70的可吸材料的总成份不同的可吸材料或可吸材料的混合物。第一段70和/或第二段75至少包含一种本发明的烟用可吸材料。
本发明的卷烟的另一个较佳实施例如图3所示。卷烟10一般说来类似于图1和图2所描述的卷烟，只是其可吸材料（它包含本发明的烟用填料）被卷包在一经过加工的烟草薄片80或其它内包装材料之内。经过加工的烟草薄片80通常是再制（再生）烟叶薄片，它是用制纸方法来制造的，用单层的薄片将可吸材料20包住。用经过加工的烟草薄片80包住的可吸材料20，本身又用单层的外包装材料25（例如卷烟纸）包住。
本发明的卷烟的另一个较佳实施例如图4所示。这卷烟10总的说来类似于图1，2，3所示的卷烟，只是其过滤单元包括三段。位于第一段过滤材料35和过滤材料40之间的一段85，最好由活性炭颗粒，硅酸镁颗粒，硅胶颗粒之类的颗粒状物质组成。
用来制造可吸杆的烟用可吸材料可以不同，最好是切丝填料（烟丝填料）的形式。在提到烟用材料时，这里“切丝填料”一词是指包括具有适合用于制造卷烟可吸杆的形式的各种烟用材料。这样，切丝填料可以包括混合的烟用材料，并且它具有可供制造卷烟的形式。在卷烟制造中，烟用材料通常以碎条或碎片的形式使用。例如，切丝（烟丝）填料可以使用由薄片状或“带状”材料切下来的碎条或碎片的形式。这种带状材料切成的约1/5至1/60英寸的宽度，最好是约1/25至1/35英寸宽。通常所得的碎条或碎片长度为约0.25至0.35英寸。切丝（烟丝）填料也可以是经过挤压的形式（例如挤压条）或其它加工形式。
本发明的卷烟的可吸杆，含有本发明的烟用可吸填料。这烟用可吸填料可以切丝（烟丝）填料的形式使用。
本发明的烟用填料的一种较好的类型，一般至少含有15%，往往至少含有25%，更常见的至少含有30%，有时至少含有40%（重量百分比）的烟雾形成材料。在典型的情况下，烟用填料包含高达70%常常是高达60%（重量百分比）的烟雾形成材料。烟用填料在典型情况下还包含高达20%，最好是3至15%（重量百分比）的粘合剂;以及高达80%，最好是40到75%（重量百分比）的填料组份。具体地说，填料组份可以包括无机填料（例如沉淀的碳酸钙）和/或有机填料（例如烟草粉末或碾碎的烟叶）。在可吸材料中也可掺入足够数量的香味剂，以使烟用填料具有所需的香味特性。如果需要，在可吸材料中也可掺入一种碳质材料（例如热解的α纤维素），常常多到约10%（重量百分比），这里都是以可吸材料总干燥重量为基准。但是，这样的碳质物质不是烟用材料的必要成份，烟用材料可以不用这种碳质材料。烟用填料可以是可燃的，并可与其它可吸材料混合。
本发明的烟用填料的一种较好的类型，是含有某种形式的烟草以及烟雾形成材料的一种再制烟草。这样的烟用填料，所含烟雾形成剂相对于烟草的数量典型地是约4∶1到约1∶2，较好的是约2∶1到1∶2，往往是约1.5∶1到1∶1.5，均按重量计算。这样的烟用填料含有烟雾形成材料和烟草，其合并总重量至少占烟用填料总重量的约25%，往往是约30%，常常是约35%，更多是约40%，更好至少是约45%，最好是约50%。通常，烟雾形成材料与烟草的合并总重量不超过烟用填料总重量的约95%，往往不超过约90%，常常不超过约85%。烟用填料的一个较好的实施例包含约50至70%烟雾形成材料和烟草，以烟用填料的总重量为基准。如果需要，可以把香味剂，无机填料等掺入到可吸材料中去。
本发明的含有烟草的烟用填料，在制造时掺入了某种形式的烟草。用来制作这种含有烟草的烟用填料的烟草，可以有各种形式，包括烟草萃取物，烟草细屑或粉末，烟叶碎片，烟梗，体积膨胀的烟草填料，和其它形式的加工过的烟草等等，以及它们的混合物。烟草萃取物是烟草经过加工的形式，它是使用某种溶剂，如水，二氧化碳，某种烃，或某种卤化碳，以及其它各种有机或无机溶剂，由烟草材料萃取而制得的。烟草萃取物可以包括喷雾干燥的萃取物;冰冻干燥的萃取物;热处理过的萃取物（如1990年4月19日申请的美国专利申请511，158号和1989年12月18日申请的美国专利申请452，175号上所描述的那些萃取物）;烟草香精（如在欧洲专利申请326，370号上描述的那些香精）;以及授予Mueller的美国4，506，682号专利和1989年2月13日申请的美国专利申请310，413号上所描述的那些芳香油和萃取物。
本发明的烟用填料含有一种粘合剂。特别推荐的粘合剂包括藻酸盐，如藻酸铵，丙二醇藻酸酸，藻酸钾和藻酸钠。藻酸盐，特别是高粘度藻酸盐，可以与控制在一定水平的自由钙离子一起使用。其它合适的粘合剂包括羟基丙基纤维素（如Aqualon公司的Klucel  H）;羟基丙基甲基纤维素（如Dow化学公司的Methocel  K4  M  S）;羟基乙基纤维素（如Aqualon公司的Natrosol  250MRCS）;微晶纤维素（如FMC的Avicel）;甲基纤维素（如Dow化学公司的Methocel  A4  M）;以及羧甲基纤维素钠（如Hercules公司的CMC  7HF和CMC  7H4  F）。其它粘合剂包括淀粉（例如玉米淀粉），瓜耳树胶，角叉胶，刺槐豆胶，果胶和Xanthan胶。粘合剂的混合物或掺合物（如瓜耳树胶和刺槐豆胶的混合物）也可以使用。
本发明的烟用填料可以至少有一种烟雾形成材料掺在其中。较好的烟雾形成材料包括多元醇（例如丙三醇，丙二醇和三甘醇），任何其它产生可见烟务的材料，以及它们的组合。烟雾形成材料可以制成粘合剂的一部分（例如当粘合剂是丙二醇藻酸酯时）。也可使用各种烟雾形成材料的组合。
本发明的烟用填料可以至少有一种香味剂掺在其中。香味剂可以不同，包括薄荷醇，香兰素，柠檬酸，苹果酸，可可，甘草等等，以及它们的组合，见Leffingwell等人的《烟制品的烟草香味调配》（1972）。
如果需要，在本发明的烟用填料中可以掺入一种焦糖化材料。焦糖化材料能用以改进（ⅰ）卷烟的烟灰和火锥的完整性;（ⅱ）烟用材料的外观;和（ⅲ）卷烟主烟流的香味特性。焦糖化材料可以在烟用填料的制备过程中掺入其中和/或在该填料制好以后加在其表面上（例如作为一种粉末）。一般，用来处理一特定烟用填料的焦糖化材料的量，是使得到的掺有焦糖化材料的填料，含有最多为20份重量的焦糖化材料，以及大于80份重量的被处理烟用填料。合适的焦糖化材料包括糖类，如葡萄糖，果糖和蔗糖;以及M.F.Neal.公司Carob  Powder  Code  1739之类的各种配方。
本发明的烟用填料可以用某些物质来进行表面处理。例如，烟用填料可以用粉末状物质施加在它表面。典型的物质包括可可粉，甘草粉，粉末状的无机材料（例如碳酸钾或氧化铁），烟草粉末，细分的烟叶等等，以及它们的混合物。烟用材料的表面处理，可以改善这些材料的颜色和外观，改善其烟灰特性以及香味特性。
在本发明的烟用填料中，可以掺入无机材料作为填料。这样的无机材料往往具有纤维状的，片状的，结晶状的，非晶态的，中空的或颗粒状的形式。无机填料的例子包括碳酸钙，硫酸钙颗粒，氧化镁，氢氧化镁，珍珠岩，合成云母，蛭石，粘土，热稳定的碳纤维，氧化锌，片钠铝石，低密度的碳酸钙空心球，玻璃球，玻璃泡，热稳定的碳微球体，硫酸钙纤维，空心的陶瓷微球体，矾土，用碳质成份凝聚的碳酸钙，用无机材料凝聚的碳酸钙，低密度的经过加工的碳酸钙，等等。
本发明的烟用填料，可以包括含有一种无机成份和一种碳质成份的凝聚基体填料。该无机成份可包括碳酸钙，硫酸钙，氧化镁等颗粒。一种特别推荐的凝聚基体填料是凝聚碳酸钙，而最好的是凝聚的沉淀碳酸钙。这样的凝聚基体填料可用以下方制制备：先制得碳酸钙和一种粘合剂的含水浆料，再使该浆料干燥而形成碳酸钙凝聚基体（即许多碳酸钙颗粒间隔分布在连续或半连续的粘合剂相中而构成的基体）。如果需要，该浆料可以在其中掺入某种适当的发泡剂而使它体积膨胀。适当的发泡剂的例子包括直链苯磺酸钠，直链烷基磺酸盐，和直链烷基乙氧基硫酸盐。用来制备凝聚基体的碳酸钙颗粒，其表面积一般小于约20m2/g，常常小于约10m2/g，有时小于约1m2/g，表面积是采用J.Am.Chem.Soc.V01.60，.p.309（1938）上所描述的Brunauer，Emmett和Teller（BET）方法测定。典型的粘合剂是有机材料，如纤维素衍生物（例如羧基甲基纤维素钠），更好的是含糖材料，如糖蜜，高果糖玉米糖浆，或者M.F.Neal公司的Carob Powder Code 1739。其它有机材料，例如果胶和藻酸盐，也可以使用。
推荐的方法是，将碳酸钙和粘合剂的高固体含量浆料（例如固体含量重量百分比约40至50%的浆料）喷雾干燥，以制得碳酸钙颗粒和粘合材料的凝聚颗粒（一般是球形颗粒）。另一种方法是，对浆料加热干燥而制得碳酸钙和粘合剂的固态凝聚块，再将这固态块碾磨以得到所需尺寸的颗粒。碳酸钙相对于粘合剂的数量较好的是在约20∶1到约2∶1范围，更好的是约15∶1至4∶1，按干重计算。在室温条件下，用糖化物或多糖化物材料凝聚的无机颗粒，当与水接触时，一般倾向于失去其凝聚性，因为糖化物和多糖化物倾向于溶解于水。
无机组份和有机粘合材料的凝聚基体受到热处理。这样，有机粘合材料中的挥发性组份被排出，而这有机粘合材料就被焙烧形成为基本上不溶于水，燃烧时清洁的碳质组份。一般，凝聚基体填料的热处理是在控制的气氛下进行的，以尽量减小或防止粘合材料的氧化。例如可参看1989年9月29日申请的美国专利申请414，833号，在这里参照结合。最好，热处理能提供一种碳质材料形式的粘合材料，它本身又提供一种把无机填料组份的颗粒凝聚成为基体形式的手段。具体地说，碳酸钙和粘合材料的凝聚颗粒可以使用烘箱，流化床，旋转焙烧炉，带式焙烧炉等来进行热处理（例如加热至约625℃，通常加热至600℃）。例如，把喷雾干燥碳酸钙颗粒用糖蜜凝聚起来的颗粒，可以在流通氮气的流化床中加热，加热的温度足以使颗粒加热到约300℃至约425℃，流动通过并收集。无机组份和有机粘合材料的凝聚基体，可以受到足以把有机粘合材料焙解的热处理，就是使凝聚基体在短时间内受到很高的温度（例如高到900℃），并且处于足以避免无机组分分解的条件下（例如无机组份是碳酸钙）。但是，如果无机组份是碳酸钙，并且它在焙烧过程中发生某些分解，凝聚材料可以通过下列方法而重新碳化：（ⅰ）把该材料暴露在二氧化碳气氛中;（ⅱ）把该材料分散在水中，并把二氧化碳鼓入该分散液中。
在焙烧过程以后，凝聚的碳酸钙颗粒中碳酸钙的含量一般约大于80%（重量%），常常大于90%，而碳含量大于约3%。一般，所得到的凝聚颗粒筛到约美国筛目-50/+325大小，常常筛到美国筛目-80/+200。较好的经过焙烧的碳酸钙颗粒基本上不溶于水，它是球形的，可自由流动，呈现约为0.1到1.1g/cm3的松堆密度，常常是约为0.3到1g/cm3（使用汞压术测得）。这样，焙烧凝聚的碳酸钙颗粒就提供了一种松堆密度小于约2g/cm3，更好的是小于约1g/cm3的无机材料，它含有的无机组份松堆密度大于约2.5g/cm3。一般，这种焙烧凝聚的碳酸钙颗粒表面积约小于30m2/g，常常是约为10m2/g到25m2/g（用BET法测定）。
如果需要，可用一种酸化物（acidulant）消化部分无机组分而将焙烧凝聚无机填料的松堆密度降低。例如焙烧凝聚物可以分散在水中，并在搅动所得浆料时加入盐酸水溶液。该酸与碳酸钙反应，而基本上不与碳质组份反应。这样，碳质组份把剩下的碳酸钙结合在一起，而部分碳酸钙发生反应产生二氧化碳气体和水溶性的氯化钙。
可以掺入本发明的烟用填料的另一类型的填料，是一种低密度无机填料。这种填料是这样制备的：先制得某种钙盐颗粒，使该盐的阴离子分解，并将颗粒与二氧化碳接触。合适的盐的实例包括丙酸钙，丁二酸钙，洒石酸钙，硬脂酸钙，水杨酸钙，棕榈酸钙，油酸钙，乳酸钙，葡萄酸钙，柠檬酸钙，抗坏血酸钙，乙酰水杨酸钙和苯甲酸钙。其它合适的盐包括糖化物和多糖化物的钙盐。这些盐被置于足以使它的阴离子分解的条件下，即通常使它们在二氧化碳气氛下作热处理。
得到低密度无机填料的一种方法，是将筛到美国筛目-80/+170的乳酸颗粒，在稳定的228ml/min二氧化碳气流中，在约600℃加热8小时，以制得一种重量损失了约65%的材料。将约20份重量的这种材料，加入到约80份重量的水中，并将所得浆料与足够的盐酸溶液接触，使它的pH值降低到约6.8。然后，将该材料从水中取出，水洗，干燥，并筛选至美国筛目-80/+170的颗粒大小。这种材料中大于约95%（重量%）是碳酸钙，松堆密度为约0.4g/cm3（用泵压技术测定）。
凝聚基体填料可以是含有一种无机组份和一种有机组份的形式。其它无机组份包括硫酸钙，氧化镁和碳酸镁。用藻酸铵凝聚的碳酸钙是无机组份处于藻酸组份中的凝聚基体填料的例子。这样的凝聚基体填料可用以下方法制备：先制得碳酸钙颗粒与水合藻酸盐的含水浆料，再将浆料干燥形成碳酸钙的凝聚基体（即大量碳酸钙颗粒间隔分布在连续或半连续藻酸盐相之中而构成的基体）。如果需要，可以在浆料中掺入一种发泡剂而使它体积膨胀。适当的发泡剂的实例包括直链苯磺酸钠，直链烷基磺酸盐和直链烷基乙氧基硫酸盐。较好的方式是，将碳酸钙和藻酸盐的高固体含量水浆喷雾干燥，以制得碳酸钙颗粒和藻酸盐的凝聚颗粒（一般是球状颗粒）。另外一种方法是，将该浆料加热干燥而得到碳酸钙和粘合剂的固态凝聚块，再将这固态块碾磨以产生所需大小的颗粒。碳酸钙相对于藻酸盐的数量，较好的是约99∶1至约2∶1，更好的是约20∶1至约5∶1，按干重计算。用藻酸盐凝聚的碳酸钙颗粒一般基本上不溶于水。具体说来，凝聚基体填料中藻酸盐的基本不溶性，在很大程度上限制了凝聚基体填料在室温条件下，当与水接触时失去其凝聚性的倾向。凝聚基体填料是由于藻酸盐与碳酸钙的钙离子相互作用而变成不溶性的。如果需要，凝聚基体填料可以用一种稀酸溶液处理，以使一部分碳酸钙分解而释放出钙离子，而所得的钙离子将使得凝聚基体填料中的藻酸盐组份成为不可溶。
在具有一种无机组份和一种有机组份的凝聚基体填料中，可以含有其它种种有机组份。例如，该有机组份可以是果胶，它具有一种在与钙离子作用时变成基本上不可溶的倾向。另外，具有多糖化物有机组份的凝聚基体填料，可以用二价离子（如钙，钡，钴，铁，锰等离子）或三价离子（如铁或铝离子）处理，来使得多糖化物基本上不溶于水。还有另一个例子，可以在非水溶剂（如酒精）中制得多糖化物材料（如乙基纤维素）与无机组份颗粒的浆料，并将它干燥，结果生成基本上不溶于水的凝聚基体填料。
一般讲，本发明的烟用填料是用以下方法制备：先把烟雾形成材料，粘合剂和该烟用材料的其它组份构成为含水浆料，把该浆料浇注成薄片，再将浇注材料干燥而形成相对干燥的易加工的薄片。将浆料浇注成薄片的技术和设备，对于有经验的技术人员是显而易见的。其它材料，如醋酸钙，碳酸钾，pH调节剂，尿素，氨基酸，氯化钾和/或氢氧化钙，可以掺入到浆料中。在浆料中可掺入足够数量的螯合剂（如磷酸氢二铵，柠檬酸钠，六偏磷酸钾或焦磷酸四钠盐），以控制浆料中自由钙离子的浓度。浇注材料可以在室温或高温下干燥。此外，可以用钙盐的水溶液施加到浇注浆料中。得到的干燥薄片可以切成或碎成“条状”，随后再可以切碎或撕碎成切丝填料的形式。
本发明的烟用填料可以用适当的挤压技术挤压成所需的形状。例如参见授予Graves，Jr.等人的美国4，880，018号专利上所描述的各种方法，该专利在这里参照结合。最好是把含有烟用材料组份的藻酸盐粘合剂的水浆挤压到钙离子的水溶液（如氯化钙的水溶液）中，然后收集并干燥。如果需要，挤压后的烟用填料可进行物理加工（如用轧辊处理等），并制成所需的形状。
本发明的卷烟的可吸杆，常常包括多种烟用材料的物理混合物或掺合物。该混合物可以至少包括本发明的一种烟用填料，以及至少一种其它的烟用材料。该混合物可以包含本发明的两种或更多种烟用填料，或者至少包含本发明的一种烟用填料与至少一种其它烟用材料的物理混合物，某些卷烟在这样的混合物中，含有足够数量的至少一种本发明的烟用填料，使得每支卷烟中的这种烟用填料，含有至少1%的碳质材料，以混合物的总重量为基准。一般地，这样一种可选择的混合物，掺入了碳质材料作为焙烧凝聚基体填料的碳质组份。具体说来，具有这种类型的烟用填料并具有低孔隙度纸质外包装材料（如小于5CORESTA单位的外包装材料）的卷烟，在FTC吸烟条件下，倾向于维持阴燃状态（即不会自行熄灭）。FTC吸烟条件是，每口35ml持续2秒钟，每60秒一口。
本发明的烟用填料可以与烟草切丝填料混合。烟草的类型可以不同，可以包括烟薰烟草（烤烟），伯利烟草，马里兰烟草和东方烟草，和稀有的特种烟草，以及它们的混合物。这样的烟草切丝填料可以制成烟叶;体积膨胀或疏松烟叶;经过加工的烟梗，如切-轧烟梗或切-胀烟梗;再制烟叶等各种形式，以及它们的混合物。其中再制烟叶包括（ⅰ）在授予Bernasek等的4，887，618号和授予Clapp等的4，941，484号美国专利上所描述的去蛋白质烟草材料;（ⅱ）在授予Hind等的3，353，541号和3，420，241号，授予Hind的3，386，449号美国专利，以及1989年9月13日申请的406，637号和1990年1月5日申请的461，216号美国专利申请上所描述的一种含有磷酸盐的再制烟叶;（ⅱ）在1988年11月16日申请的272，156号美国专利申请和Voges编的《烟草百科全书》p.389，TJI（1984）中所述的一种再制烟叶材料;（ⅳ）在1989年9月29日申请的416，332号和1989年9月29日申请的414，833号美国专利申请上所描述的再制烟叶材料。
烟用材料可以在卷烟制造的各个阶段用常规的方法湿润和表面加料处理。例如，可以把香味施加在烟用材料上，如象加工卷烟切丝填料时常见的那样。合适的香味剂包括香兰素，可可，甘草，薄荷醇等等。也可把香味改良剂施加在烟用材料上。可以在烟用填料中施加乙酰丙酸形式的香味改良剂（例如施加量在约0.01到2%范围，通常在约0.1到1%范围，更好是在0.2到0.6%范围，以烟用材料的干重为基准）。另外一种碳酸钾形式的香味改良剂也可以施加在烟用材料上（例如施加量小于约5%，一般约为2%至3%，以烟用材料的干重为基准）。在烟用材料上，可以施加烟雾形成材料和湿润剂，如丙三醇和丙二醇。这样的组份可以方便地作为湿润组份或表面加料组份施加在烟用填料上。
推荐的制备可吸杆的包装材料，是一种空气透过率数值低的卷烟包装材料。这样的包装材料，其空气透过率一般小于约5  CORE  STA单位，常常是小于约3  CORE  STA单位，更常见的是小于约1  CORE  STA单位。典型的包装材料是卷烟纸包装材料。适当的包装材料是可以从Kimberly-clark公司购得的DD-71-1，DD71-6，MTR-1021，P-2831-60-2，P-2831-60-3，P-2831-60-4，P-2831-60-5，P-2674-110，P-2831-60-1和DD-100-2等各种牌号的卷烟纸包装材料。合适的低孔隙率卷烟纸包装材料可以在市场上购得，它们可以有不同含量的燃烧化学品和助熔剂加在其中。特别合意的卷烟纸包装材料，其中含有一定数量的聚合物薄膜形成剂，其数量足以制得具有所希望的低空气透过率的纸。例如，可以把足够数量的聚合物（如羧基甲基纤维素或乙基纤维素）薄膜形成材料的溶液施加到纸质包装材料上。聚合物薄膜形成剂的选择，对有经验的技术人员来说是显而易见的。
可随意选择的聚合物薄膜形成剂，可以在纸的制造过程中施加于纸质包装材料，也可以在制纸过程完成以后再印上去或涂上去。一般，为了加工方便，薄膜形成剂是以稀溶液的形式施加于纸上（例如相对于溶剂约0.2到5%重量的浓度）。施加于纸质包装材料的薄膜形成剂的数量，取决于纸的空气透过率和薄膜形成剂的薄膜形成能力等因素。一般，所用的薄膜剂形成剂的数量，在约1到10%范围，以纸的干重为基准。例如，重量百分比为5%的乙基纤维素的乙醇溶液或羧基甲基纤维素钠的水溶液可以用精整压机施加在卷烟纸上，将纸干燥就得到一种不湿润、防潮的纸质包装材料，其孔隙率小于约1CORESTA单位，更好的是小于约0.5CORESTA单位。
可吸杆以及最终得到的卷烟，可以用已知的卷烟制造技术和设备，制成任何已知的构型。可吸杆通常包括卷包在单层包装材料内的烟用可吸材料，虽然也可以用由两种材料构成的双层包装材料。例如参看1990年5月24日申请的美国专利申请528，302号，在这里参照结合。
可吸杆用两种包装材料双层包装的卷烟，最好包括一种前述的低孔隙率纸质包装材料作为外包装材料。内包装材料可以不同，但一般是含有烟草的包装材料。典型的内包装材料是含有约3份爪哇烟梗碎料和约1份木浆的纸质包装材料（可从Kimberly-Clark公司购得，牌号为P-2249-115和P-2831-23-3）。其它合适的内包装材料包含烟草碎料和碳质材料，可从Kimberly-Clark公司购得，牌号为P-2540-94-A，P-2540-94-C和P-2540-94-D。内包装材料（ⅰ）可以包含燃烧化学品（如柠檬酸钾，醋酸钾或琥珀酸钾），和/或（ⅱ）可以作为香料（如薄荷醇或香兰素）的基质或是作为香料先质（如香草醛葡糖苷或乙基香草醛葡糖苷）。
一般地，可吸杆的长度约为30mm至70mm，更好是约35至60mm;而圆周约为17mm至27mm，更好是约22至25mm。也可采用短的可吸杆（即长度为约30到50mm）。特别是当使用包装密度相对较高的烟用材料时。
在外包装材料内所包含的烟用材料的包装密度可以不同。本发明的卷烟的可吸杆的典型包装密度，约在150至400mg/cm3范围。通常这种可吸杆的包装密度约为200至380mg/cm3，常常是约250至360mg/cm3，特别是当使用比较短的（即短于50mm的）可吸杆时。
本发明的卷烟最好包括一过滤单元，更好是不止一段的过滤单元。例如，一种较好的过滤单元具有两个或更多的过滤段。一般而言，较好的过滤单元各段的长度约为10至30mm;圆周约为17至27mm，更好是约为22至25mm。包住各段过滤器内过滤材料的衬垫（Plug）包装材料，一般是常规的纸质衬垫（Plug）包装材料，既可是能透过空气的，也可以是基本上不透气的。
过滤段的一种较好的过滤材料包括碳质材料（如活性碳颗粒，焦炭颗粒，或碳纸）。一种特别优选的过滤材料，是将一种可从Kimberly-Clark公司购得的，品名为P-144-BAC的烟草/碳纸集起来而制得的。这种过滤材料降低了通入吸烟者口中的主烟流里某些气相组份的含量。这样，该段中较好的过滤材料，将降低烟中任何可能在主烟流中引起异味或其它不希望的性质的组分的含量。
过滤器中另一段的较好的过滤材料，通常包括纤维材料。合适的过滤材料的一个实例是一种集积的非织造聚丙烯网状物。特别合用的非织造薄片状的聚丙烯网状物可从Kimberly-Clark公司购得，品名为PP-100-F。另一种合适的过滤材料是醋酸纤维束。特别合用的醋酸纤维束制品包括（ⅰ）每根纤维丝8但尼尔/40000总但尼尔，（ⅱ）每丝8但尼尔/15，000总但尼尔，（ⅲ）每丝8但尼尔/25，000总但尼尔，（ⅳ）每丝8但尼尔/30，000总但尼尔。可以让增塑剂，如甘油三乙酸酯，丙二醇或柠檬酸三乙酯，与过滤材料相结合。
另一段过滤器的过滤材料，可以具有非织造热塑性（即憎水性）纤维集积网状物的形式，这材料与水溶性的烟草萃取物紧密接触，从而得到一种含有萃取物的过滤材料。一种极好的网状物是可从Kimberly-Clark公司购得的，品名为PP-200-SD的非织造聚丙烯纤维网状物。在1989年9月29日申请的414，835号以及1990年5月3日申请的518，597号美国专利申请上描述了示范性的过滤段和过滤单元。这样的过滤段可以使通过它的主烟流增强其香味特性。
还有另外一种过滤段，它可以包括一种烟草纸型材料作为过滤材料。例如，过滤材料可以是从Kimberly-Clark公司购得的，品名为P-144-B的烟草纸集积起来的网状物的形式。
适合用于本发明的过滤单元各段，可用已知的卷烟过滤器制造技术来制造。过滤单元可用已知技术由醋酸纤维束制得。过滤单元也可以由碳纸、烟草纸和薄片状的非织造聚丙烯网状物用授予Pryor等的美国4，807，809号专利上所描述的过滤器制造技术制得，该专利在这里参照结合。另外，可以采用一种所谓的“三段过滤器”的结构，将焦炭或活性碳颗粒放在两段合适的过滤材料之间，而把它们结合在过滤单元之内。
过滤单元可以具有低的、中等的或者高的过滤效率。推荐的过滤单元在保持卷烟抽吸特性的同时，具有最小的烟雾（如烟）去除效率。这样的最小烟雾去除效率由“低效率”过滤单元提供。低效率过滤单元具有最小的去除主烟流微粒的能力。参见Schemeltz的《烟草和烟草烟气的化学》p.157（1972）中Keith的文章。一般而言，低效率过滤单元提供约低于40%的主烟流微粒去除效率。
包头材料包住过滤单元和可吸杆的一个相邻区域，沿可吸杆长度伸展约3mm至6mm。一般情况下，包头材料是常规的纸质包头材料。可以使用孔隙率不同的各种包头材料。例如，包括头材料可以是基本上不透空气的;可透空气的;或是被处理过（例如用机械或激光穿孔技术），具有一个穿孔、开口或通风口区域，从而给卷烟提供一种空气稀释的装置。穿孔的总面积和穿孔在卷烟外围的位置可以不同，以控制卷烟的性能。
对于本发明的空气稀释或通风的卷烟而言，空气稀释的量可以不同。一般，空气稀释卷烟的空气稀释量是大于约25%，常常是大于约40%。卷烟的空气稀释量的上限一般是小于约75%，更常见的是小于约65%。这里所用的“空气稀释量”一词，指的是从空气稀释装置吸入的空气体积，与被抽吸通过卷烟并从卷烟近口部分的末端通出的空气和烟雾（即烟）的总体积这两者之比（以百分比表示）。参看Selke等《Beitr.Zur  Tabak.In.》V01.4.p193（1978）。
本发明的卷烟，在被吸用时，产生一种富有香味的主流烟雾。这种卷烟的主流烟雾，可以产生较低的不完全燃烧产物，以及较低的气相组份。这种卷烟以可以接受的速率燃烧，并至少在FTC吸烟条件下吸用时保持静态阴燃。这种卷烟，在吸用时，其烟灰和火锥并不过份粘聚，因而也不过份长。但这卷烟还是提供呈现良好完整性的烟灰和火锥。
本发明的卷烟，在被吸用时，通常每支产生小于约20mg，在较好情况下是小于约10mg的支流“焦油”（用Proctor等在Analyst，V01.113，p.1509（1988）上所描述的仪器和技术测定）。这样的卷烟在FTC吸烟条件下吸用时，一般可提供5口以上，在更好情况下可提供6口以上。一般而言，本发明的卷烟在FTC吸烟条件下吸用时能提供20口以下，常常是15口以下。
以下提供的实施例是为了进一步阐明本发明，而不应当理解为限制其范围。除非另外注明，所有的份量比和百分比都是重量比。
实施例1
A.含有烟草的烟用可吸填料的制备
凝聚基质填料由以下方法制得：
在低剪切混料器内装入约832份室温下的自来水，约757份沉淀的颗粒状碳酸钙（可从Pfizer  Inc购得，商品名为Albacar  5970），以及约267份糖蜜。碳酸钙具有瓣状体结构，平均颗粒大小（即直径）为约2微米。糖蜜可从Savannah  Sugar  Co，购得，商品名为Refiner’s  Syrup，其固体/水含量约为3.7∶1。将得到的混合物搅动约5至10分钟制得固体含量约为52%，粘度约为1，200cps的浆料，粘度是用装有4号圆柱形LV心轴的Brookfield  LVT粘度计测得的。
将浆料在约475至500psig的输料压力下，以约6磅/分的速率连续泵入喷雾干燥器内使它喷雾干燥。所用喷雾干燥后器是Bowen型商用单元，装有SD-046喷嘴，并以商用的方式运行。入口温度为约470°F，出口温度为约260°F。所得到的喷雾干燥后的颗粒大体上为球形，含水量低于约2%。再将颗粒过筛成美国筛目-70/+200大小。
将喷雾干燥后的颗粒放在12×36英寸的钢盘上，摊成约为2cm的厚度。然后将钢盘通入有连续传送带的窑炉内，速率约为8至12英寸/分，在氮气氛中在约600℃以上加热约10分钟，在约400℃以上加热约20分钟。在此期间钢盘承受的最高空气温度约为670℃。将加热过的颗粒从窑炉取出放在冷却区内氮气氛中约1小时，冷却到室温。
这样收集到的焙烧过的颗粒是黑色的，具有圆球形状，可以自由流动，并且不会变潮。这些颗粒中约93%是碳酸钙，呈示的松堆密度约为0.5g/cm3。每一颗粒都是由大量沉淀碳酸钙颗粒间隔分布在碳质材料之中的凝聚基体。
烟用填料由以下方法制得：
在约720份自来水中装入约12份高粘度藻酸铵（可从Kelco Division of Merck Co，购得，商品名为Amoloid HV），随之约48份丙三醇，最后装入约40份上述焙烧凝聚的碳酸钙。将所得浆料用打蛋器类型的混料器搅拌，直至浆料呈现光滑的质地。然后将浆料浇注在高密度聚乙烯薄片上，使成约0.015英寸的厚度，并在空气中干燥。所得的干燥薄片，（ⅰ）厚度约为0.007英寸，（ⅱ）密度约为0.503g/cm3，（ⅲ）呈柔韧易弯的特性。薄片制成条状，约2英寸×3英寸大小。将条状薄片每英寸切32刀，用以制成含有烟草的烟用可吸切丝填料。
B.卷烟的制备
基本上如图1所示的卷烟由以下方法制得：
每支卷烟的长度约为84mm，周长约为24.8mm，它包含长度约为57mm的可吸杆，长度约为15mm的过滤器第一段，长度约为12mm的过滤器第二段。过滤器第一和第二段组成过滤单元。每个过滤单元用无孔隙的包头纸连接于可吸杆。对于每支卷烟来说，包头纸围住了过滤单元以及“可吸杆”上与过滤单元相邻区域约4mm的长度。过滤单元是无通风孔的。
“可吸杆”包含前面所描述的制成切丝形式的烟用填料。烟用填料置于两层包装材料之内。外包装材料的内表面与内包装材料的外表面直接接触。而内包装材料围住烟用填料。
过滤器第一段是这样制造的：将11.75英寸宽的烟草网状物与碳纸（可从Kimberly-Clark  Corp.购得，商品名为P-144-BAC）聚集起来，应用授予Pryor等人的美国4，807，809号专利上实施例1中所描述的过滤杆成形装置制得。过滤器段所用的衬垫（Plug）包装材料可从Ecusta  Corp.购得，商品编号为5831。过滤器第一段放置在与可吸杆相邻的位置。
过滤器第二段则是将由非织造聚丙烯网状物（可从Kimberly-Clark  Corp购得，商品名为PP-100-F）组成的11.75英寸宽的网状物聚集起来，应用授予Pryor等人的美国4，807，809号专利上实施例1中所描述的过滤杆成形装置制得。过滤器段所用的衬垫（Plug）包装材料可从Ecusta  Corp.购得，商品名为5831。过滤器第二段相邻于过滤器第一段放置，在卷烟上最外面靠嘴巴那一端。
卷烟的纸质外包装材料显示的透气率约为0  CORE  STA单位。卷烟纸可从Kimberly-Clark  Corp购得，商品名为P-2831-60-1。
内包装材料是一种再制烟叶，是含有爪哇烟梗成份和木桨的纸型包装材料。内包装材料可从Kimberly-Clark.Corp.购得，商品名为P-2831-23-3。
卷烟的可吸杆用已知技术制得。具体地说，烟用材料被单层纸质包装材料所包围。每支卷烟杆内烟用材料的重量约为0.9g。
卷烟使用时点燃可吸杆，使位于纸质包装材料内的烟用材料燃烧而产生烟。这种卷烟在使用时产生很少的可见支烟流，而且支烟流基本上没有气味。
实施例2
一种烟用可吸填料由以下方法制备：
在约300ml室温下的来自水中，让约5g实施例1所述的藻酸铵发生水合。向其中加入约20g丙三醇，然后加入约40g实施例1所述的焙烧凝聚的碳酸钙。用打蛋器类型的混料器将上面所得的浆料轻轻地混合约15分钟。用一个50ml注射器将浆料在室温下挤压通过一模具，该模具有大致是圆形的模孔，模孔直径约为1mm。压出物从模具挤出到室温下的约含98份自来水，二份氯化钙的溶液中。在约30秒内，从氯化钙水溶液中提取压出物，这时压出物类似于直径约为1mm的圆柱体。在室温条件下使压出物干燥。将这压出物通过两个隔开很近，表面光滑的金属轧辊之间的辊隙，得到约2mm宽和约0.4mm厚的带状物。这样所得的材料适合于作为烟用填料。
实施例3
一种烟用可吸填料由以下方法制得：
在约240份自来水中，加入约4份实施例1所述的藻酸铵，随后加入约17.5份丙三醇，再加入约17.5份丙二醇，最后加入约61份实施例1所述的焙浇凝聚的碳酸钙。用一打蛋器类型的混料器搅动所得的浆料，直至浆料呈现光滑的质地。将浆料浇注在一高密度聚乙烯薄片上，使厚度约为0.015英寸，并在空气中干燥。所得的干燥薄片厚度约为0.011英寸。密度约为0.745g/cm3。
实施例4
一种烟用可吸填料由以下方法制得：
在约720份自来水中，加入约12份实施例1所述的藻酸铵，随后加入约24份丙三醇，再加入约24份丙二醇，最后加入约40份实施例1所述的焙浇凝聚的碳酸钙。用一打蛋器类型的混料器搅动所得的浆料，直至浆料呈现光滑的质地。将浆质浇注在一高密度聚乙烯薄片上，使厚度约为0.015英寸，并在空气中干燥。所得的干燥薄片厚度约为0.007英寸，密度约为0.47g/cm3。
实施例5
一种含有烟草的可吸（烟用）填料由以下方法制得：
在室温下约400ml的自来水中，加入的24.2g丙三醇和约12.1g丙二醇，将所得混合物用混料器高速搅动。在所得混合物中加入约7.2g实施例1所述的藻酸铵，再将这样得到的混合物用高剪切混料器搅动约15分钟，以将藻酸盐分散在液体中并使藻酸盐水合。将约10g沉淀碳酸钙（可从Pfizer  Corp.购得，商品号为2A）分散在约100ml自来水中，将它加入到丙三醇，丙二醇和藻酸盐的含水浆料中;搅动所得的混合物直至得到光滑的浆料。将所得浆料转移到一打蛋器型混料器，在轻轻地搅动这浆料时，向其中加入约10g实施例1所述的焙烧凝聚的碳酸钙。再向浆料中加入约36.4g体积膨胀烤烟与伯利烟叶的混合物（这烟叶混合物已磨到美国筛目-35/+80的颗粒大小），并轻轻搅动这样得到的混合物。将约3g正磷酸氢二铵溶解于约200g水中;加入到浆料中;然后将所得浆料轻轻地搅动约5分钟。
将这样得到的浆料浇注在一高密度聚乙烯薄片上，使厚度约为0.03英寸，并在空气中干燥约30分钟。随后用1%氯化钙水溶液喷洒在浇注浆料的顶面，使得约有1%（按干料重量计算）的氯化钙施加到浇注浆料上。然后再让浆料在空气中干燥，以得到比较硬挺的薄片。将所得薄片每英寸切约32刀，以得到烟用填料。
实施例6
一种烟用可吸填料由以下方法制得：
将约8g实施例1所述的藻酸铵分散于约480ml室温下的自来水中。在其中加入约48g丙三醇，随后加入约44g沉淀碳酸钙（可从Pfizer  Inc.购得，商品号为2A），将所得浆料在高剪切混料器中混合约15分钟。这浆料的pH约为9.2。静置时，浆料形成硬化的凝胶，但进一步混合时又回复成为溶胶。将浆料转移到一个50ml注射器内，使它挤压通过一个模孔约为0.015英寸时×0.06英寸的模具。压出物从模具挤出到由约99份自来水和1份喷雾干燥的伯利烟叶水萃取物构成的混合物或浸溶中。水/烟叶萃取物的混合物是在室温下，pH值约为5.4。约5分钟后从浸浴中提取压出物。所得的压出物象一条连续的带，其横截面尺寸近似于模具模孔的尺寸。压出物显现出有微小的空气泡陷在其内部。将压出物在空气中干燥。所得材料适合于作为烟用填料。
实施例7
一种烟用填料由以下方法制得：
将约8g实施例1所述的藻酸铵分散于约480ml室温下的自来水中。在其中加入约48g丙三醇，随后加入约44g沉淀碳酸钙（可从Pfizer  Inc.购得，商品名为2A）。将所得浆料在高剪切混料器中混合约15分钟。这浆料的pH约为9.2。静置后，浆料形成硬化的凝胶，但进一步混合时又回复成为溶胶。将浆料转移到一个50ml注射器内，使它挤压通过一个模孔约为0.015英寸×0.06英寸的模具。压出物从模具挤出到自来水与盐酸的浸浴中，浸浴处于室温下，pH值约为5.4。约5分钟后从浸浴中提取压出物。所得的压出物象一条连续的带，其横截面尺寸近似于模具模孔的尺寸。压出物显现出有微小的空气泡封陷在其内部。将压出物在空气中干燥。所得材料适合于作为烟用填料。
实施例8
A.含有烟草的可吸（烟用）填料的制备
在约547ml室温下的自来水中，让约24.2g丙三醇和12.1g丙二醇混合。混合物用Waring  Blender（韦林氏搀合器）搅动。边搅动边向其中加入约7.2g实施例1所述的藻酸铵。然后加入约36.4g颗粒尺寸近似为-25/+80美国筛目的土耳其烟叶碎片。最后加入约20g沉淀的碳酸钙（可从Pfizer  Inc购得，商品号为2A）。将所得的混合物搅动约5分钟，浇注到一平整的高密度聚乙烯薄片上，使成约0.04英寸的厚度，并在空气中干燥。所得干燥的含烟草薄片具有一种有纹理的外表并且具有烟叶的感觉。所将得的含烟草薄片每英寸约25刀切碎。将所得切碎的填料在约75℃温度干燥约25分钟制得一种含有烟草的可吸切丝填料。
B.卷烟的制备
基本上如图1所示的卷烟由以下方法制得：
每支卷烟的长度约为84mm，周长约为24.8mm，并且包含长度约57mm的可吸杆，长度约为15mm的过滤器第一段，长度约为12mm的过滤器第二段。过滤器第一和第二段组成过滤单元。每一个过滤单元用无孔隙的包头纸连接于可吸杆。对于每支卷烟来说，包头纸围住过滤单元以及可吸杆上与过滤单元相邻区域约4mm的长度。过滤单元有一圈穿过它的包头纸和衬垫（Plug）包装材料的穿孔，这一圈穿孔在离卷烟近口端约12mm处围绕卷烟分布，使过滤单元成为通风的，达到约60%空气稀释。
可吸杆包括上述的切丝填料形式的含烟草可吸（烟用）填料。
过滤器第一段是这样制造的：将11.75英寸宽的烟草网状物与碳纸（可以从Kimberly-Clark  Corp购得，商品名为P-144-BAC）聚集起来，用授予Pryor等人的美国4，807，809号专利上实施例1中所描述的过滤杆成形装置制得。过滤器段所用的衬垫（Plug）包装材料可以从Ecustea  Corp购得，商品号为5831。过滤器第一段放置在与可吸杆相邻的位置。
过滤器第二段则是将非织造聚丙烯网状物（可从Kimberly-Clark  Corp.购得，商品名为PP-100-F）组成的11.75英寸宽的网状物聚集起来，用授予Pryor等人的美国4，807，809号专利上实施例1中所描述的过滤杆成形装置制得。过滤器段所用的衬垫（Plug）包装材料可从Ecusta  Corp购得，商品号为5831。过滤器第二段相邻于过滤器第一段放置，在烟卷最外面靠嘴巴那一端。
卷烟的纸质外包装材料显示的透气率约为0  CORESTA单位。卷烟纸包括约4.2%柠檬酸钾和约1.1%羧甲基纤维素钠。该卷烟纸可从Kimberly-Clark  Corp.购得，商品名为P-2831-60-1。
烟卷的可吸杆用已知技术制得。具体说来，烟用材料被单层纸质包装材料所包围。每支卷烟杆内烟用材料的重量约为0.9g。
卷烟使用时点燃可吸杆，使位于纸质包装材料内的烟用材料燃烧而产生烟。这种卷烟在使用时产生很少的可见支烟流，而且支烟流基本上没有气味。在FTC吸烟条件下，以这种方式吸用和试验的卷烟，每支烟可喷17口，产生19.6mg总湿颗粒物质（WTPM），0.165mg尼古丁，2.5mg水，6.7mg丙三醇，和2.7mg丙二醇。在FTC吸烟及条件下的阴燃期间内，卷烟不会自行熄灭。
实施例9
用一种藻酸盐凝聚的碳酸钙颗粒由以下方法制备：
将约750ml自来水加入到混料器中，然后加入约20g丙三醇。缓缓搅动该混合物的同时，向其中慢慢加入实施例1中所述的藻酸铵约10g，以便使藻酸盐分散在水中。将所得混合物转到一升的广口瓶中，密封后，终夜轻轻摇滚以使藻酸盐水合。
在250g自来水中，制备含250g沉淀碳酸钙的浆料，该碳酸钙可从Pfizer  Inc.购得，商品号为2A，然后把此浆料加到200g水/丙三醇藻酸盐混合物中，缓慢搅动所得浆料以便制得具有光滑质地的浆料。
将浆料浇注到高密度聚乙烯薄片上，使成约0.04英寸的厚度，并在空气中干燥得到尺寸约为6英寸×6英寸干燥的薄片。将所得干燥薄片手工磨成细粒并过筛得到-50美国筛目。
含烟草的可吸（烟用）填料由以下方法制备：
在高剪切混料器中加入约225ml自来水，再加入5g实施例1所述的藻酸铵，分散在水中。将所得混合物在室温下缓慢搅动约15分钟，直到该藻酸盐被水化（合）。然后将20g丙三醇加入到混合物中，接着再加约25ml自来水。在该混合物中再加入已磨成粉的“美国混合”型烟草切丝填料约16.7g。然后再加入约25ml自来水。将所得混合物搅动直至形成光滑浆料。向该浆料中加入约13.8g实施例1所述焙烧凝聚碳酸钙和约13.8g用藻酸铵凝聚的碳酸钙。搅动所得浆料直到该浆料呈现一光滑的质地。将所得浆料浇注到高密度聚乙烯薄片上，使成约0.025英寸的厚度，并在空气中干燥。
实施例10
A.含有烟草的可吸（烟用）填料由以下方法制备：
在混料器中装入约225份自来水，加入约5份实施例1所述的藻酸铵。向该藻酸盐/水混合物中加入约20份丙三醇。
将所得浆料浇注成薄片，并在空气中干燥。所得的浇注材料是有弹性的并且模起来有些粘手。该材料用约5份烟草粉末作表面处理，该烟粉末是用研磨一种“美国混合型”烟草切丝填料”而制成的。
实施例11
一种烟用可吸填料由以下方法制备：
在装入自来水的混料器中基本上按实施例10所述的方式加入约13份如实施例1所述的藻酸铵，然后向该藻酸盐/水混合物中加入约51份丙三醇和约16份沉淀碳酸钠颗粒。
将所得的浆料浇注成薄片，并在空气中干燥。将该可吸（烟用）填料以实施例10所述的方式，用约20份烟草粉末作表面处理。
实施例12
一种烟用可吸填料由以下方法制备：
在装入自来水的混料器中，基本上按实施例10所述的方式加入约9份如实施例1所述的藻酸铵，然后，向该藻酸盐/水混合物中加入约37份丙三醇和约34份沉淀的碳酸钙颗粒。
将所得浆料浇注成薄片，并在空气中干燥。所产生的可吸（烟用）填料用约20份烟草粉末按实施例10所述方式作表面处理。
实施例13
一种烟用可吸填料由以下方法制备：
在装入自来水的混料器中，基本上按实施例10所述的方式加入约6份如实施例1所述的藻酸铵，然后，向该藻酸盐/水混合物中加入约26份丙三醇，和约48份沉淀的碳酸钙颗粒。
将所得浆料浇注成薄片，并在空气中干燥。用约20份烟草粉末按实施例10所述方式对所得可吸（烟用）填料作表面处理。
实施例14
一种含烟草可吸（烟用）填料由以下方法制备：
在装入自来水的混料器中加入约12份如实施例1所述的藻酸铵。然后，向该藻酸盐/水混合物中加入约48份丙三醇和约40份烟叶粉末。
将所得浆料浇注成薄片，使成约0.03英寸的厚度，并在空气中干燥。
实施例15
一种含有烟草的可吸（烟用）填料由以下方法制备：
在装入自来水的混料器中加入约12份如实施例1所述的藻酸铵。然后，向该藻酸盐/水混合物中加入约24份丙三醇，约24份丙二醇和约40份烟叶粉末。
将所得浆料浇注成薄片，使成约0.03英寸的厚度，并在空气中干燥。
实施例16
一种含有烟草的可吸（烟用）填料由以下方法制备：
在装入自来水的混料器中加入约10份如实施例1所述的藻酸铵。然后，向该藻酸铵/水混合物中加入约38份丙三醇，约32份烟叶粉末和约20份沉淀的碳酸钙颗粒。
将所得浆料浇注成薄片，使成约0.03英寸的厚度，并在空气中干燥。
实施例17
一种含有烟草的可吸（烟用）填料由以下方法制备：
在装入自来水的混料器中加入约7份如实施例1所述的藻酸铵。然后，向该藻酸盐/水混合物中加入约29份丙三醇，约24份烟叶粉末和约40份沉淀的碳酸钙颗粒。
将所得浆料浇注成薄片，使成约0.02英寸的厚度，并在空气中干燥。
实施例18
A.一种含有烟草的可吸（烟用）填料的制备：
将约1000份自来水和约13份如实施例1所述的藻酸铵装入一高剪切混料器中，搅动该混合物约15分钟。然后，将约10份丙三醇和约10份丙二醇加入到该混合物中。向所得混合物中加入约5份正磷酸氢二铵。然后依次加入约10份磨碎的Amarelinho烟叶，约7份磨碎的烤烟（叶）和约15份喷雾干燥的伯利烟草的水萃取物。然后，再加入约20份沉淀的碳酸钙颗粒（从Pfizer  Corp.可购得，商品号为2A）和约10份如实施例1所述的焙烧沉淀的碳酸钙。
搅动该混合物以制得光滑的浆料，浇注到聚乙烯薄片上，使成0.04英寸的厚度，在约150°F温度下强迫空气干燥。将所得的再制烟叶片每英寸切25刀切成碎条。使碎条在约24℃和约40%相对湿度适应一夜。
B.卷烟的制备
基本上如图3所示的卷烟由以下方法制得：
每支烟卷的长度约为78mm，周长约为24.8mm，它包括长度约38mm的可吸杆，长度约为16mm的过滤器第一段，长度约为24mm的过滤器第二段。过滤器的第一和第二段组成过滤单元。每个过滤单元用无孔隙的包头纸连接于可吸杆。对每支卷烟来说，包头纸围住了过滤单元以及可吸杆上与过滤单元相邻区域约4mm的长度。过滤单元有一圈穿过它的包头纸和衬垫（Plug）包装材料的穿孔，这一圈穿孔在离卷烟近口端约24mm处围绕卷烟分布，使过滤单元成为通风的，达到约60%空气稀释。
可吸杆包括包在两层包装物内的烟用填料。外包装材料的内表面与内包装材料的外表面直接相接触。内包装材料围住烟用材料。
过滤器第一段是这样制造的：将11.75寸宽的烟草网状物与碳纸（可从Kimberly-Clark  Corp.购得，商品名为P-144-BAC）聚集起来，应用授予Pryor等人的美国4，807，809号专利上实施例1中所描述的过滤杆成形装置制得。过滤器段所用的衬垫（Plug）包装材料是一种纸质衬垫（Plug）包装材料。过滤器第一段放置在与可吸杆相邻的位置。
过滤器第二段是醋酸纤维束，（每丝8但尼尔/40，000总但尼尔），用甘油三乙酸酯使之成为可塑，并由无孔隙的纸质衬垫（Plug）包装材料围住。过滤器第二段放置在与过滤器第一段相邻的位置，在烟卷上最外面靠嘴巴那一端。
卷烟可吸杆的外包装是一种从Kimberly-Clark  Corp.可购得到的，商品名为854的碳酸钙/亚麻纸。
可吸杆的内包装材料可从Kimber-Clark  Corp.购得，其商品名为P-2674-157。
卷烟使用时，燃烧可吸杆，以使纸包装材料内的可吸材料燃料而产生烟雾。当使用时，这种卷烟产生很低的可见支烟流，并且该支烟流基本上是没有气味的。在FTC吸烟条件下的阴燃期间，卷烟不会自行熄灭。
实施例19
以与实施例18所述相同的方式制备烟卷，只是该卷烟的外包装材料纸是从Kimberly-Clark.Corp.购得的、商品号为P-2831-60-1的外包装纸。
实施例20
一可吸（烟用）填料由以下方法制备：
约225份自来水中混入约2.8份羧甲基纤维素钠（可从Hercules  Inc.购进，其商品号为CMC  7HF）。然后向该混合物中加入约25份丙三醇和约25份丙二醇。接着将约47份如实施例1所述的焙烧凝聚的碳酸钙加入到上述混合物中。
将所得的浆料浇注成片并在空气中干燥。
实施例21
一含烟草可吸（烟用）填料由以下方法制备：
室温下将约7.2g藻酸铵（如实施例1所述的）分散在约400ml自来水中，利用混料器高速搅动该混合物。在所得的混合物中加入约24.2g丙三醇和约12.1g丙二醇，用高剪切混料器搅动所形成的混合物约5分钟。将约2g正磷酸二氢铵溶解在约20g水中并加入到上述混合物中。约10g可从Pfizer  Corp.购得的，商品号为2A的沉淀的碳酸钙和约10g如实施例1所述的焙烧凝聚的碳酸钙分散在约100ml自来水中，加入到丙三醇，丙二醇含水浆料中并将该混合物搅动直到形成光滑的浆料。往所得的浆料中加入约36.4g体积膨胀的烤烟和伯利烟叶（已被磨成美国筛目-35/+80大小的颗粒），并缓和地搅动该混合物。
将所得的浆料浇注到一高密度聚乙烯片上，使成约0.04英寸厚度，并在空气中干燥约30分钟。然后，将1%氯化钙水溶液喷到该浇注片上面以对该浇注片施加约1%氯化钙（以干重为基准）。然后将该浆料置于空气中干燥而得到比较密实的薄片，将所得薄片每英寸切32刀切碎以得到烟用填料。

Claims (22)

1、一种卷烟，其特征在于它包括：
(a)含有烟雾形成材料和烟草的烟用填料；烟雾形成材料至少约提供烟用填料重量的20%；以及
(b)一种围住烟用填料的包装材料。
2、如权利要求1所述的卷烟，其特征在于其中的包装材料是一种孔隙率小于约5  CORE  STA单位的纸。
3、如权利要求1所述的卷烟，其特征在于其中的烟用填料含有一种粘合剂。
4、如权利要求3所述的卷烟，其特征在于其中的粘合剂包括藻酸铵。
5、如权利要求4所述的卷烟，其特征在于其中的烟雾形成材料包括丙三醇。
6、如权利要求1，2，3，4所述的卷烟，其特征在于其中的烟草具有烟草萃取物的形式。
7、如权利要求1所述的卷烟，其特征在于它有两层包装材料围住烟用填料。
8、如权利要求1所述的卷烟，其特征在于其中烟雾形成材料至少约提供烟用填料重量的25%。
9、如权利要求1所述的卷烟，其特征在于其中烟雾形成材料至少约提供烟用填料重量的30%。
10、如权利要求1所述的卷烟，其特征在于其中烟用填料所包含的烟雾形成材料相对于烟草的重量是在约为4∶1到约为1∶2的范围;而烟用填料包含的烟草和烟雾形成材料的数量，是使它们合并起来的重量至少提供烟用填料重量的约30%。
11、一种卷烟，其特征在于它包含：
（a）含有烟雾形成材料的烟用填料，烟雾形成材料至少提供烟用填料重量的20%;以及
（b）一种围住烟用填料的包装材料。
12、如权利要求11所述的卷烟，其特征在于其中的包装材料是一种孔隙率小于约5  CORE  STA单位的纸。
13、如权利要求11所述的卷烟，其特征在于其中的烟用填料含有一种粘合剂。
14、如权利要求13所述的卷烟，其特征在于其中的粘合剂包括藻酶铵。
15、如权利要求14所述的卷烟，其特征在于其中的烟雾形成材料包括丙三醇。
16、如权利要求11所述的卷烟，其特征在于其中烟雾形成材料至少约提供烟用填料重量的25%。
17、如权利要求11所述的卷烟，其特征在于其中的烟雾形成材料至少约提供烟用填料重量的30%。
18、一种烟用填料，其特征在于包至少包含约25%的多元醇烟雾形成材料，所述25%以烟用填料的总重量为基准。
19、如权利要求18所述的烟用填料，其特征在于它至少包含约30%的多元醇烟雾形成材料，所述30%以烟用填料的总重量为基准。
20、包含烟草和一种多元醇烟雾形成材料的烟用填料，其特征在于该烟用填料所包含的烟雾形成材料相对于烟草的重量是在约为4∶1到约为1∶2的范围，而烟用填料包含的烟草和烟雾形成材料的数量，是使它们合并起来的重量至少提供烟用填料重量的约30%。
21、如权利要求20所述的烟用填料，其特征在于其中烟雾形成材料相对于烟草的重量是在约为2∶1到约为1∶2的范围。
22、如权利要求20或21所述的烟用填料，其特征在于该烟雾形成材料和烟草合并起来的重量至少提供烟用填料重量的约40%。
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