CN1115991C - 用于吸烟制品的适合抽烟的填料及吸烟制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸烟制品适合抽烟的填料，其包含一定比例的非烟草植物材料，该材料初始脂肪含量或油含量高。含高脂肪或含高油材料与不燃性无机填料、粘合剂和气溶胶生成源结合，提供一种适合抽烟的填料，其还具有低炭静态峰燃烧温度(coal static peakburning temperature)。

Description

用于吸烟制品的适合抽烟的填料及吸烟制品
本发明涉及用于吸烟制品的适合抽烟的填料，具体地说，涉及不必包含任何烟草填料的填料。
虽做了许多努力以提供可替代的适合抽烟的填料，但发现，如果有的话，有极少产生可被传统含烟草制品的吸烟者所接受的烟味和香味的材料。因此，大多数可替代填料是与含烟丝或含烟草的复制产品一起使用的。但是即使以此种形式，这些填料令人难以接受的口味仍明显，并减少了吸烟的乐趣。
已用于含烟草组合物的一种材料为可可壳，该壳为巧克力生产过程的副产物。英国专利说明书1,180,710和美国专利3,429,316均描述了复原烟草产品，其加入了磨碎的可可壳以及烟草粉尘、粉末或其它由传统烟草主要加工技术所产生的烟草废料。美国专利4,058,129还提供了一种适合抽烟的箔材料，其中，将包含小吸附粒子的制粉用谷物、植物部分，如脱谷废料或壳和椰子纤维、咖啡豆或可可豆和水在研磨装置中混合在一起，以提供一种能制成箔的膏体。在该过程中还可使用烟草植物。所有这些专利均使用了可可豆壳的废产物。
英国专利1 413 177描述了一种复制烟草产品，其包含烟草替代材料，替代物包括非烟草植物衍生物、无机填料、粘合剂、增塑剂以及烟草材料。有些含高脂肪或含高油植物的壳或废弃物，如可可、椰子和花生壳，已被用在这类复制烟草制品中。这些物质的壳被排除在本发明之外。
日本专利48 003398B似乎公开了向烟丝中添加氨基酸-糖化合物和可可粉，以提高吸烟的香味和口味。这一发明涉及对普通烟丝产品进行修饰。类似地，欧洲专利0 366 835也描述了用含脂肪酸的乳化剂改善普通烟丝的口味和香味。这一发明涉及添加头香香料和调味料(casing material)，一种少量材料如可可的通常应用。
本发明的目的是提供一种适合抽烟的填料，其具有消费者可接受的口味和香味特征，该适合抽烟的填料几乎不合烟草，优选其中不含烟草。
本发明还有一目的是提供一种适合抽烟的填料，其具有比烟草低的静态峰燃烧温度(static peak burning temperature)，和比烟草材料更窄更集中的燃烧区。我们发现，有些材料表现出冷燃烧温度，到这种程度，以至于在吸烟后几乎马上，或甚至在吸烟过程中，就可触摸填料的灰，而不会灼伤人的手指，或实际上，不会烫坏家俱，或不会点燃其它可燃物。
本发明还有一目的是提供一种适合抽烟的填料，其具有可接受的口味和香味特征，故若期望的话，其适于被加到烟草材料中，而不会降低天然烟草产品的口味和香味。可供选择地，可将吸烟材料100％用作吸烟制品填料。
一种吸烟制品适合抽烟的填料，其包含一定比例的非烟草植物材料，其为一种或多种至少初始含高脂肪或含高油的材料，该材料为豆的粉末或碎粒或植物的其它果实、植物的种子、花或坚果，一种除咖啡植物、花生植物和可可植物以外植物的壳，或衍生于这样一种含高脂肪或含高油物质的一部分的油、脂肪、脂(butter)或脂肪酸。
植物材料的提取物或多种提取物可为适宜的燃料，例如，经喷雾干燥后。同样，提取后，可干燥植物材料的剩余物，以下称残余物，来提供适宜的燃料。
优选吸烟制品适合抽烟的填料还包括不燃性无机填料、粘合剂、气溶胶生成源、任选的一种膨胀介质、任选的碳和任选的有机填料。
优选含高脂肪或含高油物质为可可豆或其粉。
吸烟制品适合抽烟的填料可优选地包含约5％～约50％的含高脂肪或含高油物质、其提取物、残余物或衍生物、约25％～约80％的无机填料、约5％～约25％的粘合剂、约2％～约30％的气溶胶生成源、0～约30％的膨胀介质和0～约20％的碳。
相对于母料，优选母料和残余物包含高达50％(重量)适合抽烟的填料，可更优选低于30％适合抽烟的填料，甚至更优选低于25％。优选以不超过适合抽烟填料20％(重量)的量加入母料的油、脂、脂肪或脂肪酸。
优选适合抽烟的填料中的碳量低于适合抽烟填料的20％，更优选低于10％(重量)。
优选气溶胶生成物质的量为适合抽烟的填料的15％(重量)或更少。
若粘合剂不为果胶，优选粘合剂的量低于适合抽烟的填料的15％(重量)。
优选无机填料的量大于适合抽烟的填料的50％(重量)，其取决于所要求的烟排放情况。
若存在膨胀介质，其宜为少至适合抽烟填料的10％，甚至5％(重量)。
适合抽烟的填料可适宜地包含10～20％的可可粉、4～6％的碳、2～20％的甘油、10％的丙二醇藻酸酯和80～44％的白垩。适合抽烟的填料还可适宜地包含10～20％的可可粉、10～20％的甘油、10％的丙二醇藻酸酯、10％的藻酸钠和50％的白垩或珍珠岩。
适合抽烟的填料还可适宜地包含30％的可可粉、20％的甘油、10％的一种粘合剂，其选自丙二醇藻酸酯、藻酸钠、羟丙基纤维素、果胶、羧甲基纤维素钠、藻酸钙钠和藻酸铵以及36％的白垩。
适合抽烟的填料还可适宜地包含10～30％的可可粉、0～10％的丙二醇藻酸酯、0～25％的果胶、0～10％的藻酸铵、5～20％的甘油、25～40％的白垩和0～11％的香料物质。
适合抽烟的填料还可适宜地包含20％的可可粉、20～30％的淀粉、10％的羟丙基纤维素、40～50％的白垩，以加料量的百分比计，和甘油。
适合抽烟的填料还可适宜地包含10～50％的可可粉、70～30％的白垩、10％的丙二醇藻酸酯和0～30％的甘油。
适合抽烟的填料还可适宜地包含0～10％的碳、0～10％的可可粉、10％的藻酸钠、10％的甘油、65～70％的白垩和5～10％的油。
适合抽烟的填料还可适宜地包含0～10％的可可提取残余物、0～10％的可可提取物、0～7.7％的可可脂、6.3～10％的藻酸钠、6.3～10％的甘油和43.5～70％的白垩。
除非特别指明，上述所给的百分比均为非水溶性物质的重量百分比，包括甘油和油，若其存在的话。
本发明还提供一种吸烟制品适合抽烟的填料，其包含非烟草燃料物质，该燃料物质为含高脂肪或含高油的物质，还包含一种气溶胶生成源，该气溶胶生成源为半挥发性或挥发性有机化合物，其中，燃料物质部分和气溶胶生成源之间的相互作用，基本上控制了适合抽烟填料的可燃性。
优选适合抽烟的填料为一基本上非烟草物质。如本发明所使用的术语基本上非烟草物质，系指所包含的烟草材料不到填料的5％(重量)，更优选所包含的烟草材料不到填料的3％(重量)，甚至更优选其中不包含烟草材料。
适于本发明的植物材料包括可可豆粉、可可豆碎粒、向日葵、红花、橄榄、油菜子、芝麻籽、坚果，如椰子，落花生(花生)、亚麻子、小麦胚或亚麻。本领域的技术人员还会知道适用于本发明的其它植物性材料或植物材料，例如，那些众所周知的世界主产油植物中的其它植物，其被描述于下表1。这些物质可单独使用或混用。通过下文可了解作为母料的高脂肪或高油植物材料。
                    表1
         世界主产油植物及其主要脂肪酸
 常用名         植物学名称       科            主要脂肪酸
 油棕           油棕             棕榈科        果实：油酸
                                               棕榈酸
                                               核仁：月桂酸
椰子           椰子          棕榈科        月桂酸
玉米(玉米)     玉米          禾本科        亚油酸
落花生         花生          豆科          油酸、亚油酸
橄榄           齐墩果        木犀科        油酸
向日葵         向日葵        菊科          亚油酸
大豆           橹豆          豆科          亚油酸
芝麻           胡麻          胡麻科        油酸、亚油酸
红花           红花          菊科          亚油酸
棉花           棉属种        锦葵科        油酸、亚油酸
               (Gossypium sp.)
可可           可可          梧桐科        油酸、硬脂酸
牛油树         牛油果属      山榄科        硬脂酸
               (Butyrospermum paradoxum)
颚梨           颚梨          樟科          棕榈酸、硬脂酸
油菜子         蔓菁          十字花科      crucic(22∶1)
油菜子                                     油酸
(不含crucic酸)
亚麻子         亚麻          亚麻科        亚油酸
油桐           千年桐        大戟科        桐酸(18∶3)
蓖麻油         蓖麻          大戟科      蓖麻油酸(12-OH-18∶1)
本发明所用的术语高脂肪或高油材料系指母料，以单独源材料计，其包含至少10％的脂肪或油，优选包含至少15％的脂肪或油，甚至更优选包含至少20％的脂肪或油。源材料可为所选植物的任何部分。
优选将高脂肪或高油植物材料磨成粉状，或者否则提供以用于填料的颗粒物质。油、脂肪或脂可以其天然状态使用，经干燥或冷冻和研磨以提供颗粒物质，或若在室温下其为固体时，将其熔化，以提供液体。
据发现，有些本发明燃料的炭(coal)温度比材料如碳的燃烧温度冷得多，所述材料一般为与可供选择的吸烟制品有关的燃料。本发明的燃料还具有比类似烟草材料条低的炭静态峰燃烧温度。似乎燃料混合物中的本发明燃料的量还影响吸烟制品的炭静态峰燃烧温度。为获得优选的燃烧温度，优选这类燃料量少于35％。
我们还有证据来说明，人可触摸包含本发明燃料的吸烟制品的炭，原因可能是由于其燃烧区宽。含可可的吸烟制品燃烧区宽度比类似形式、类似含碳的吸烟制品燃烧区宽度窄得多。
优选不燃性无机填料选自被描述于我们共同未决PCT申请中的那些物质。有机填料也可替代部分无机填料，或单独被用作填料。我们共同未决PCT申请PCT/GB95/02110的主题，其涉及适于本发明的无机物和有机物，可被引入本发明作为参考。这一PCT申请在本发明中被称为我们共同未决的PCT申请。不燃性无机物包括，例如，白垩、珍珠岩、蛭石、硅藻土、胶体二氧化硅、氧化镁、硫酸镁或其它本领域技术人员已知的低密度、不燃性无机填料。有机填料包括有机酸的无机盐、多糖材料，或例如，有机粘合剂材料，其存在量大于所要求的那种材料量，以完全起粘合剂作用。
适于本发明的粘合剂物质包括众所周知的纤维素性粘合剂或纤维素性衍生物粘合剂、藻酸粘合剂或果胶粘合剂，所有这些均被描述于我们共同未决的PCT申请，特别涉及到其不燃性包装纸。粘合剂可为有机粘合剂，例如，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，藻酸粘合剂包括可溶性藻酸盐，如藻酸铵、藻酸钠、藻酸钙钠、藻酸铵钙、藻酸钾、藻酸镁、藻酸三乙醇胺和丙二醇藻酸酯，或不溶性藻酸盐，通过添加加溶剂，如加入氢氧化铵，使其可变为可溶。这些实例包括藻酸铵、藻酸铜、藻酸锌和藻酸银。还可使用最初可溶，但在生产中经过处理，在成品中变得不可溶的藻酸盐，例如，藻酸钠变成藻酸钙。其它有机粘合剂包括胶，如阿拉伯树胶、印度胶、龙须胶、梧桐树胶、刺槐豆、金合欢胶、瓜耳胶、榠栌子种子或汉生胶，或凝胶，如琼脂、琼脂糖、角叉菜胶、岩藻依聚糖和furcellaran。果胶和果胶类物质也可用作粘合剂。还可用淀粉作有机粘合剂。其它适宜的胶可选自参考手册，如工业用胶，Ed.Whistler(学术出版社)(Industrial Gums，Ed.Whistler(Academic Press))。一般还可以替换地使用无机不燃性粘合剂，例如，如硅酸钾、氧化镁与硅酸钾混合物，或一些粘结剂，及其混合物。还可使用上述所有物质的混合物。
优选气溶胶生成源包括气溶胶形成剂，如我们共同未决PCT申请中所阐述的甘油和/或其它气溶胶形成化合物。这些化合物包括多元醇、丙二醇和三甘醇，酯，如柠檬酸三乙酯、三醋精或三甘醇二乙酸酯(TEGDA)，或高沸点的烃。本领域的技术人员还知道其它适宜的气溶胶形成剂。
如上文所指出的，适合抽烟的填料可适宜地为一压出物，其中，压出物可为泡沫物或非泡沫物。适宜的膨胀介质或发泡剂被描述于我们共同未决的PCT申请中，其主题涉及膨胀介质，引入此处作为参考。适宜的膨胀介质包括淀粉、支链淀粉或其它多糖，包括纤维素衍生物、固体发泡剂、就地提供气态剂的无机盐和有机酸、有机气态剂、无机气态剂和挥发性液体发泡剂。水是这类膨胀体系最常优选的挥发性膨胀剂。可替换的膨胀剂是众所周知的。压出物可为条、绞线(strand)、丝或片状物，然后将其切割，以提供填料。可供选择地，用已知的常规铸带技术或造纸技术将适合抽烟的填料铸成片状。若压出物不能使空气或烟气沿其抽出，可期望通过缠绕或将绞线或丝搓捻在一起，来提供风道。为改善压降，还可采用其它的下游加工技术。各种压出型被描述于我们共同未决的PCT申请中，应引入本发明作为参考。
适合抽烟的填料还可有利地包含活性或非活性的碳材料。优选碳材料为粉状或粒状碳材料。
食用香料、调味料(casings)，如甘草，或其它口味和香味的物质、例如，咖啡、烟草提取物或含甘草和咖啡的香料，可如所期望的那样存在于适合抽烟的填料中。在有些情况下，调味料(casingmaterial)有助于适合抽烟的填料的可燃性，因此是一种燃料。增塑剂，如甘油、丙二醇、或其它众所周知的增塑剂，可任选地以其不会成为烟主气溶胶成分的量存在。
根据本发明的吸烟制品填料可与传统的烟草填料或与其它烟草替代材料一起使用，替代物作为稀释剂，或作为一种降低卷烟条的静态峰温度的物质。
根据本发明的吸烟制品填料适用于传统的纸包装吸烟制品，和描述于我们共同未决的PCT申请中可替代的吸烟制品包装物。我们PCT申请的主题涉及吸烟制品包装物，引入本发明作为参考。吸烟制品填料还适用于可替代的吸烟制品，其被R.J.Reynolds描述于他们的专利申请中，这些申请源于1984年9月14日提交的美国系列专利650,604和1984年12月21日提交的美国系列专利684,537，如在那些被称为“普雷迈尔”型(‘Premier’-type)装置中的气溶胶生成剂，或固体燃料元件。本发明的物质可部分或全部取代那些被描述于美国专利说明书中的物质，或取代由其衍生的其它物质。因此，本发明的填料还可被称为燃料源材料。
填料中，适合抽烟的填料可包含一定量的高脂肪物质或高油物质，该量可不以总高脂肪或高油含量提供适合抽烟的填料。所以，例如，初始高脂肪物质或高油物质可含有香料和/或从其提取的脂肪或油成分，和处理过的剩余物，或可将母料用作底物，只重新添加一定比例的脂肪或油。不论添加还是不加提取部分，处理过的剩余物其本身均可作可燃燃料。另一方面，例如，提取的香料、脂肪或油成分或提取自其它高脂肪或高油源的提取物，例如，提取自可可的提取物，经喷雾干燥后，可作为燃料，或被添加到另一种底物中。底物可为有机物或无机物。优选无机底物基本上不可燃。被描述于我们共同未决PCT申请PCT/GB95/02110和上文所概述的有机物或无机物，可作为底物，可将提取成分或提取成分的一部分加入其中。
本发明还提供了一种吸烟制品，其包括包裹一根据上文所描述的任一适合抽烟填料条的包装物。
包装物便利地为一基本不燃性包装物，如我们共同未决PCT申请所描述的包装物。考虑到其主题涉及基本不燃性包装物，故引入本发明作为参考。总体上讲，包装物主要包括不燃性、颗粒状的无机填料，粘合剂和/或增塑剂和任选的少量纤维。这些物质在上文中均被描述过。
优选基本不燃性包装物主要由不燃性无机填料组成。本发明所用的术语‘主要’系指至少为约65％，一般为70％。当吸烟制品被点燃时，无机填料有利地产生极少侧流烟或基本上无可见侧流烟。优选不燃性包装物包含至少80％，更优选至少90％的无机填料，以包装物重量计。
不燃性包装物可包含少量纤维素纤维物质。以不燃性包装物重量计，优选纤维物质低于10％，更优选低于5％，甚至更优选低于2％。最有利的是包装物中不存在纤维物质。
优选包装物包括粘合剂和/或增塑剂。这些成分可高达包装物的30％(重量)。有利地，粘合剂不超过包装物的25％(重量)。确切的比例取决于所期望产品的口味特点、可接受的可见侧流烟的散播和强度以及所采用的加工技术。粘合剂以包装物的约8～10％(重量)的量存在，虽然其含量可为包装物的约5％或更少。
虽然，如果有可见侧流烟的话，包装物不发出太多的可见侧流烟，即使有侧流烟存在，但其却产生可令人接受颜色的和质量的灰。吸烟制品还具有一可见燃烧线，其沿制品向前，使得吸烟者可确定制品是否仍燃着，使其可控制吸烟过程。可见燃烧线是有机粘合剂被加热到某温度而产生的结果，在此温度时，粘合剂热降解，产生棕/黑的碳色。可供选择地，可将变色化合物加到包装物组合物中。还可加入赋予包装物白色以外颜色的着色剂。当加热时，这些着色剂可改变颜色，提供可见燃烧线，例如，CuSO4·5H2O。
所选粘合剂的性质还可决定外层包装物的渗透性。据发现，粘合剂，如羧甲基纤维素钠和丙二醇藻酸酯，可非常有效地产生可充分渗透、以维持包装物内燃料源燃烧的外层包装物。当制备相同的外层包装物组合物时，后一粘合剂给出更具渗透性的外层。有些粘合剂的水合作用时间可在某种程度上决定粘合剂效力。一般所知的强粘合剂，如羟丙基纤维素，可以低含量使用，以提高包装物的渗透性，但这须与包装物的强度相平衡。
包装物中增塑剂的存在量可高达包装物的20％(重量)。优选增塑剂的存在量为包装物的约10％(重量)或更少，优选5％(重量)或更少。例如，增塑剂可为甘油、丙二醇或低熔点的脂肪或油。取决于所选定的包装物的生产方法，装物组合物中可不加增塑剂。增塑剂在包装物的干燥阶段，特别是如果直接加热，例如，热空气为干燥介质，有助于防止变形。制造包装物的其它方法被概述于我们共同未决的PCT申请中。这些方法被引入本发明作为参考。增塑剂、粘合剂或其它有机填料的量会影响燃烧线的外观，即，燃烧线的宽度，并影响制品的可见侧流量。优选燃烧线宽度不大于10mm，优选不大于5mm，更优选宽度为2～3mm。燃烧线的宽度取决于制品中的可燃物质的组成。
为使本发明易于理解和方便实施，给出下述实施例，以说明本发明及其各方面。
                         实施例1
填料的生产方法，包括制备各种混合物，其由不同比例的可可粉、碳、甘油、作为粘合剂的丙二醇藻酸酯(PGA)和作为无机填料的白垩组成。下表2中给出了组合物的全部详细说明。混合物在水合时，被引入具有1mm直径的环状喷嘴注射器中，填料的绞线被压出到塑料片上。将绞线置于空气中在室温下干燥过夜。
将填料的单根绞线用点火机点燃，检查组合物是否可燃。可以看到，对于各为干混合物约10％(重量)的可可和粘合剂组合物，至少需约3％甘油以维持燃烧。还可看到，在无任何可可粉的情况下，在放大量下，填料也不燃烧。
表2还指出，在被要求产生可燃填料的填料中，可可粉和甘油的比例间可能存在一种关系。实施例2的表3对此关系作了进一步研究。
                         实施例2
制备了多种填料组合物，其被概述于下表3。用多种方法干燥样品20～22；在室温下空气中过夜干燥，在70℃烘箱内过夜干燥，将其压出到标准实验室级乙醇的乙醇浴中干燥，通过清除除去水分子，或将其压出到一含1M氯化钙的(水)溶液浴中保持10秒，除去压出物，再让其风干。在所选组成下，这些样品没有一个燃烧。相比之下，当用白垩替换珍珠岩作样品23～25的无机填料时，混合物更易燃烧。在对这些样品所测试的三种干燥方法中，只有用氯化钙干燥的方法阻燃。分别用空气和乙醇干燥的样品25和23均燃烧。清楚的是，有些选定组成的无机填料更优选于其它无机填料。
表中NaALG系指藻酸钠。
                          实施例3
制备了多种填料组合物，其被详述于表4中。为测定粘合剂对烟味可接受性的影响，相反地，用恒干混合物试验了各种粘合剂。还在所有样品中添加了占干混合物4％(重量)的香味剂。
表中HPC系指羟丙基纤维素，SCMC系指羧甲基纤维素钠。
从表4可以看出，所有组合物均可燃。香味评级指出优选粘合剂。级别为1为最优选的烟口味。级别为7为最不优选的烟口味。
                         实施例4
为评价包含根据本发明适合抽烟填料的吸烟制品烟传输，将填料绞线引入一基本上不燃的预压包装物内。使用足量填料绞线，以提供装填良好的吸烟制品。实际上，可将15～20股直径1mm的绞线引入内径约为7.0mm的包装物中。下表5给出了绞线的组成。正如所指出的那样，绞线用了4种不同的香料组合物。香料2和4分别为咖啡和甘草。香料1和3包括咖啡和甘草二者的配比物。
基本不燃性包装物的制法，包括将10g藻酸钠(Kelvis级，由KelcoInternational提供)用200ml水水合，同时在Crypto Fearless食品混合器中将其切细1小时，将预磨至颗粒大小不超过120μm的90g珍珠岩(P05级)加到粘合剂/水的混合物中，同时，再持续搅拌1小时。将膏体通过柱塞式压出机的鱼雷模具压成长度超过69mm、壁厚超过0.5mm的管。将该管压入1升1M氯化钙(水)溶液中，10秒钟后取出，让其在室温下空气中过夜干燥，将其切到指定长度，装上过滤嘴。将压出的填料绞线引入包装物内。能引入约18股。
下表5给出了燃料源的组成，即填料的组成，和由卷烟所产生的烟数据，卷烟由如上述所充填的包装物加一过滤元件制成，过滤元件为27mm长的纤维状乙酸纤维素丝束，其压降为约70mmWG。在标准的机器吸烟条件下，即每分钟抽吸出持续2秒钟时间的一股35cm3的烟，将吸烟制品抽吸到其根部长度为35mm，根部长度包括过滤嘴。
结果表明吸烟制品产生大量烟，并且烟的含水和含甘油量高。
                         实施例5
表6给出了泡沫的压出的含可可粉的燃料条组成、其生产条件和产烟量。用预胶化玉米淀粉作为多糖膨胀介质，羟丙基纤维素为粘合剂，白垩为无机填料，甘油为增塑剂。将粉末物质干混后，进料BC21Clextral压出机。向压出机桶内加入水，加料速度以每小时加入的升计，甘油也如此(以50∶50的水溶液)。
表中总固形物(以克计)为混合物干重，包括甘油。
压出机模具的下游为输送装置，其包括一气刀(或多把刀)和一对协作的环形纹带。可以任何选定的速度操作槽纹带，把压出物拉离压出机模具。这样，用此方法实现脱离，并使产品伸长，实现脱离。用转刀把物质切成64mm长。有些产品的干燥可在下游操作过程中用鼓风机完成，然后切成条长，所述鼓风机在气刀下游，输送装置上游。
为提供令人满意的条压降，有些条样品需要进一步的下游处理，以产生更满意的压降。
然后，不加任何类型包装物，不加过滤元件，在标准的机器吸烟条件下，吸64mm长的泡沫可可条。
                       实施例6
通过使用红外热成象法的标准技术，测定多种吸烟制品的燃烧炭的静态峰温度。表7所描述的非泡沫混合物带是在室温和压力下，通过柱塞式压出机1cm宽、0.5mm厚的带式模具压出的。点燃这些带，让其在静态空气中发烟燃烧。表7给出的百分率为占适合抽烟的填料组分总重的百分率。粘合剂为丙二醇藻酸酯。
表7表明甘油好象对可可基或碳基填料的燃烧温度几乎没有影响。相反，适合抽烟的填料中可可量的增加似乎提高了填料燃烧温度，使之明显趋向一极限值。还可观察到，填料中增加碳，燃烧温度增加相对少。两表中，可可基适合抽烟的填料比碳基适合抽烟的填料表现出低得多的平均燃烧温度。当然，在许多可替代的吸烟制品中，碳易与燃料联系在一起。
我们的研究还显示，与碳基填料较宽的燃烧区相比，可可基适合抽烟的填料有一相对集中的燃烧区。所以，可可表现出优于其它可替代吸烟制品中众所周知的碳燃料源。
下文实施例7和8中燃料的制备方法，包括将固体颗粒状组分在食品混合器中混合。加入液体组分同时，对固体组分进行快速搅拌，以确保彻底混合。在加完全部水后，搅拌混合物30分钟，以给粘合剂充足时间使之完全水合。制得的淤浆被浇到加热的不锈钢转鼓内，转鼓保持在105℃。将淤浆通过一0.75mm宽的狭缝引到鼓上。从鼓上以片的形式收集干燥的片状物，在60％相对湿度条件下调理过夜，用办公切碎机切细。所制绞线大小类似于烟草绞线。
                         实施例7
表8给出了或者给燃料加油作附加燃料，或者把油加到一基本上无机的底物上的燃料的效果。然后将样品装入纸包装的84mm长卷烟中，其带有27mm乙酸纤维素过滤嘴和32mm顶端附加物(tipping)。在标准的ISO机器吸烟条件下，其中，每分钟吸出一股持续2秒钟时间的35cm3的烟，将卷烟吸到根部长度为35mm。用剑桥(Cambridge)过滤填塞重量分析地得到烟排放情况。
燃料提供了另一个烟排放情况的控制机理，特别是其稀释剂效应方面。
                         实施例8
用上文所描述的方法，制备和抽吸了燃料物质，燃料物质包括母料提取后的残余物，即可可粉和/或一定比例的可可脂，或单独提取物本身。表9给出了配方和结果。样品6含有一酸化水提取后的残余物，样品7含有醇提取后的残余物，样品8含有1M氢氧化钠水溶液提取后的残余物。样品9为用1M柠檬酸水溶液提取后可可粉自身的提取物。
可以看到，母料象提取物自身一样，起燃料源作用。根据其对含这类填料的吸烟制品吸烟特点的作用，它们还提供了一个控制烟排放情况的机理。
本发明的燃料物质表现出良好的口味和香味特征、较低的静态峰燃烧温度、较少的侧流烟和更集中的燃烧区。所有这些特征均是对以前所提出的烟草替代材料或可替代适合抽烟的填料的改进。仔细选择吸烟制品所用的卷烟包装物，可提高低侧流烟特征。
                                                                                        表2
                                                                      可可/甘油燃料混合物的燃烧倾向
                                                                      -添加可可和甘油的影响
  组分                                                                     样品号
 1  2   3    4  5  6   7  8  9  10   11   12  13 14  15   16
  水(ml)总固形物(g)  4020  4020   4020    4020  4020  4020   4020  4020  4020  4020   4020   4020  4020 4020  4020   4020
  可可(％)碳(％)甘油(％)PGA(％)白垩(％)空气干燥燃烧？  10001080是不燃烧  10021078是不燃烧   10041076是燃烧    10081072是燃烧  100101070是燃烧  100131067是燃烧   100181062是燃烧  100201060是燃烧  20051065是燃烧  20081062是燃烧   200151055是燃烧   200201050是燃烧  00201070是不燃烧  00151075是不燃烧  204201046是燃烧   206201044是燃烧
                                                  表3
                               可可/粘合剂燃料混合物的燃烧倾向-填料的影响
组分                               样品号
   20    21     22    23    24    25
水(ml)总固形物(g)    14550    14550     11050    11050    11050    11050
可可(％)甘油(％)PGA(％)Na ALG(％)白垩(％)珍珠岩(％)燃烧？    1010010070不燃烧    2020010050不燃烧     2020100050不燃烧    2020100500燃烧    2020100500不燃烧    2020100500燃烧
                                     表4
                     粘合剂对吸烟制品烟味感觉可接受性的影响
组分                                   样品号
    30     31     32     33     34     35     36
水(ml)总固形物(g)     6050     6050     6050     6050     8050     10050     7050
可可(％)甘油(％)PGA(％)Na ALG(％)HPC(％)果胶(％)SCMC(％)藻酸钙钠(％)藻酸铵(％)白垩(％)燃烧？香味评级     30200000001036燃烧1     30200100000036燃烧2     30200001000036燃烧3     30201000000036燃烧4     30200010000036燃烧5     30200000100036燃烧6     30200000010036燃烧7
                                                                  表5
                                                   基于可可燃料的吸烟制品的烟排放情况
组成                                                       样品号
 40   41   42     43     44     45     46     47     48
可可(％)PGA(％)果胶(％)藻酸铵(％)甘油(％)白垩(％)香料1(％)香料2(％)香料3(％)香料4(％)  30100020400000   30100020400000   30100020400000     30025020250000     30025020250000     30025020250000     30001020400000     30001020400000     30001020400000
烟数据
吸烟次数TPM(mg/cig)水(mg/cig)甘油(mg/cig)  11.035.0n/m13   11.5028.16.9n/m   11.2525.7n/mn/m    15.035.7n/m13     14.634.58.5n/m     12.126.4n/mn/m     15.044.6n/m16    11.024.95.6n/m     15.329.2n/mn/m
n/m＝未测量n/d＝未检出
                                                                     表5a
                                            基于可可燃料的吸烟制品的烟排放情况
组成可可(％)PGA(％)果胶(％)藻酸铵(％)甘油(％)白垩(％)香料1(％)香料2(％)香料3(％)香料4(％)     49     50     51     52     53     54     55     56
    3002505291505     3002505291505     3002505291505     30001020290515     30001020290515     30001020290515     20100020500000     10100013670000
烟数据
吸烟次数TPM(mg/cig)水(mg/cig)甘油(mg/cig)     15.028.2n/mn/d     12.327.113.7n/m     15.432.2n/mn/m     15.034.1n/m12     17.439.88.4n/m     17.327.4n/mn/m     8.011.2n/m5     n/m4.5n/mn/m
n/m＝未测量n/d＝未检出
                                                                     表6
                                                           压出可可燃料条的组成、制备条件和产烟量
                                                 样品号
    60     61     62     63     64     65     66     67    68     69
组成*可可(％)淀粉(％)HPC(％)白垩(％)甘油(l/hr)水(l/hr) 202010500.510.32 202010500.510.32 202010500.510.32 202010400.510.32 203010400.510.32 203010400.510.32 203010400.510.32 203010400.510.32 203010400.510.32 203010400.510.32
条件温度区1℃温度区2℃温度区3℃温度区4℃温度区5℃螺杆速度(rpm)加料速率(kg/hr)压力(bar) 701101151151152754.849 701101151151152754.849 701101151151152754.849 701101151151152254.8416-17 701101151151152254.8416-17 701101151151152254.8416-17 701101151151152254.8416-17 701201251251252264.8413 701201251251252264.8413 701201251251252264.8413
条规格长度(mm)重量(g)压降(mm WG)周长(mm)烟排放情况吸烟次数燃烧长度(mm)根部长度(mm)TPM排放量(mg/cig) 650.5525823.862.833324.48 650.55712424.223.4433326.22 650.55735024.533.033322.98 650.5815623.23.033325.4 650.5959123.573.233326.36 650.58437423.874.033323.33 650.652＞100025.345.033320.56 650.774＞100024.926.033320.0 650.62967223.964.5633320.58 650.63426923.763.933324.22
*
以加料速率百分数给出
                                            表7
                               燃料组成对燃烧温度的影响
    ％燃料     ％白垩     ％粘合剂     ％甘油 燃烧温度℃
碳    可可
20202020----10203550----     ----20202020----10203550     70605040706050407060453070604530     10101010101010101010101010101010     010203001020301010101010101010     840866874877725658721679812866870877671658812816
                                               表8
  材料(g)                             样品号
    1     2     3     4     5
  碳可可藻酸钠甘油白垩水(ml)油的类别油量     10-101065420小麦胚5     10-101065425向日葵5     -10101065385大豆5     -10101065445橄榄5     --101070420向日葵10
  烟数据
  燃料重量(g)m吸烟次数烟排放量(湿焦油)(mg)     1.01716.4     0.89613.7     1.04716.9     0.95616.9     0.84415.9
                                                        表9
材料(g)                            样品号
    6     7     8     9
提取的可可残余物可可提取物可可脂藻酸钠甘油水(ml)白垩     10--101044570     6.3-0.636.36.328043.5     7.7-7.77.77.738046.2     -10-101045070
烟数据
烟卷中的燃料重量(g)吸烟次数烟排放量(湿焦油)(mg)     1.1968.6     1.22812.0     0.98716.3     0.88106.7

Claims (17)

1.一种可替代吸烟制品适合抽烟的填料，其包含一定比例的非烟草植物材料作为燃料物质，该材料为一种或多种至少初始含高脂肪或含高油的材料，该材料为豆的粉末或碎粒或植物的其它果实、植物的种子、花或坚果，或衍生于这样一种含高脂肪或含高油材料的一部分的油、脂肪、脂(butter)或脂肪酸，其中，所述填料包含约5％～约50％的含高脂肪或含高油材料、约25％～约80％的不燃性无机填料、约5％～约25％的粘合剂、约2％～约30％的气溶胶生成源、0～约30％的膨胀介质和0～约10％的碳。
2.根据权利要求1的适合抽烟的填料，其中，所述植物材料的提取物和/或提取后的残余物为适宜的燃料物质。
3.根据权利要求1的吸烟制品适合抽烟的填料，其中，吸烟制品填料还包括一种有机填料。
4.根据权利要求1或2的适合抽烟的填料，其中，含高脂肪或含高油物质为可可豆或碎粒粉末。
5.根据权利要求1或2的适合抽烟的填料，其中，含高脂肪或含高油材料为，或衍生于，一种或多种油棕、椰子、玉米(玉米)、落花生、橄榄、向日葵、大豆、芝麻、红花、棉花、牛油树、颚梨、油菜子、亚麻子、油桐、蓖麻油、小麦胚或亚麻。
6.一种吸烟制品填料，其包含非烟草燃料物质，该燃料物质为含高脂肪或含高油材料，选自可可豆或碎粒粉末或下列物质的种子、花或坚果：油棕、椰子、玉米、落花生、橄榄、向日葵、大豆、芝麻、红花、棉花、牛油树、颚梨、油菜子、亚麻子、油桐、蓖麻油、小麦胚或亚麻，或者为由部分这样的含高脂肪或含高油材料衍生的油、脂肪、脂或脂肪酸，其还包含一种气溶胶生成源，气溶胶生成源为半挥发或挥发性有机化合物，其中，燃料物质部分和气溶胶生成源之间的相互作用基本上控制了适合抽烟的填料的可燃性。
7.根据权利要求1或6的适合抽烟的填料，其中，将衍生于所述含高脂肪或高油材料的油、脂肪、脂或脂肪酸加到未处理过的含高脂肪或含高油材料、其提取物、其被提取过的残余物或另一种底物材料中。
8.根据权利要求1或6的适合抽烟的填料，其中，燃料物质少于干物质的35％(重量)。
9.根据权利要求1的适合抽烟的填料，其中，不燃性无机材料选自白垩、珍珠岩、蛭石、硅藻土、胶体二氧化硅、氧化镁、硫酸镁或其它的低密度、不燃性无机填料。
10.根据权利要求1的适合抽烟的填料，其中，所述有机填料为有机酸的有机盐或多糖材料。
11.根据权利要求1的适合抽烟的填料，其中，所述粘合剂或者为有机粘合剂，其选自纤维素性粘合剂或纤维素性衍生物粘合剂、藻酸粘合剂或果胶粘合剂、胶或凝胶，或者为无机不燃性粘合剂，如硅酸钾、氧化镁与硅酸钾的混合物或一些粘结剂，及其混合物。
12.根据权利要求1的适合抽烟的填料，其中，气溶胶生成源包括气溶胶形成剂，其选自多元醇、丙二醇和三甘醇、甘油、酯或高沸点的烃。
13.根据权利要求1的适合抽烟的填料，其中，所述的适宜膨胀介质选自淀粉、支链淀粉或其它多糖，包括纤维素衍生物、固体发泡剂、就地提供气态剂的无机盐和有机酸、有机气态剂、无机气态剂和挥发性液体发泡剂。
14.根据权利要求1或6的适合抽烟的填料，其中，对初始高脂肪或高油材料进行提取，并将仅仅部分提取物与母料重新结合。
15.根据权利要求7的适合抽烟的填料，其中，底物材料包含烟草材料。
16.包含根据前面任何一项权利要求的适合抽烟填料的吸烟制品，其中，所述填料被用纸包装物或用基本不燃性包装物包装，所述基本不燃性包装物主要包含不燃性无机填料、粘合剂和/或增塑剂，和任选的少量纤维。
17.根据权利要求16的吸烟制品，其中，所述不燃性无机填料为颗粒状物。
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