CN117179371A - 含有气溶胶的吸烟制品 - Google Patents
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Abstract
提供了一种包含气溶胶的吸烟制品，其可以任选地用催化金属化合物浸渍，或者可以任选地用至少一种气溶胶形成材料和调味剂涂覆。吸烟制品包括各种不同的段，例如，生热段、气溶胶发生段、和烟嘴端。气溶胶可以置于任意这些段的附近或之内。气溶胶的存在可以降低在使用包括含燃料元件的生热段的吸烟制品期间所产生的主烟气流的某些气态成分的浓度。
Description
发明领域
本发明涉及由烟草制备或衍生的产品，或者包含烟草并供人消费的产品。
背景技术
普通的吸烟制品(如卷烟)具有基本圆柱棒形的结构，并且包括用包装纸围绕的一支、一卷或一根可抽吸(smokable)材料，例如切碎的烟草(例如以烟丝填料形式)，从而形成所谓的“可抽吸条”、“烟草条”、或“卷烟条”。通常，卷烟具有以首尾相连的方式与烟草条对齐的圆柱形滤嘴元件。优选地，滤嘴元件包括由被称为“滤嘴棒外包纸(plug wrap)”的纸质材料约束的塑化的乙酸纤维素丝束。某些滤嘴元件可以包含多元醇。例如，参见英国专利号755,475。某些卷烟结合了具有多段的滤嘴元件，并且这些段中一段可以包含活性炭颗粒。参见例如，Blakley等人的美国专利第5,360,023号和Veluz的美国专利第6,537,186号。优选地，使用被称为“接装纸(tipping paper)”的约束包装材料将滤嘴元件连接至烟草条的一端。在接装材料和滤嘴棒外包纸上打孔也是合乎需要的，以便借助环境空气稀释所抽吸的主烟气流。在Davis等人(编)的《烟草生产、化学和技术》(Tobacco Production,Chemistry and Technology)(1999)中对卷烟和其各种部件进行了描述。吸烟者通过点燃卷烟的一端并使得烟草条燃烧来使用卷烟。然后，吸烟者抽吸卷烟的另一端(例如，滤嘴端)，使主烟气流进入他/她的口中。
历经数年，已经提出了各种方法来改变主烟草烟雾的组成。Bereman的PCT申请公开号WO 02/37990中，已经提出了金属颗粒和含碳颗粒可以包含于卷烟的可抽吸材料中，意图降低该卷烟所产生的的烟雾中某些化合物的量。Nestor等人的美国专利申请公开第2005/0066986号中，提出了烟草条可以包含与气溶胶形成材料(例如，甘油)组合的烟草填料。Shafer等人的美国专利第6,874,508号提出了具有纸包烟草条的卷烟，所述纸包烟草条具有用添加剂处理的顶端部分，例如，碳酸氢钾、氯化钠、或磷酸钾。
已经提出了各种烟草替代材料，并且该材料示例的大量罗列可以在Rainer等人的美国专利第4,079,742号和White等人的美国专利第4,771,795号，所述文献通过参考完整地结合于此。描述烟草替代物的参考文献列于还在Banerjee等人的美国专利申请公开第2007/0215168号的背景技术部分中，该文献通过参考完整地结合于此。
许多参考文献提出了各种形式和构造改变的吸烟制品，或者一种产生风味蒸气、可见的气溶胶、或风味蒸气和可见气溶胶的混合物的类型的吸烟制品。参见在Banerjee等人的美国专利申请公开第2007/0215168号的背景技术部分中所列的那些参考文献。此外，该吸烟制品的某些类型已经由R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds Tobacco Company)以“Premier”和“Eclipse”的品牌名称、由菲利普·莫里斯公司(Philip Morris Inc.)以“Accord”品牌名称投放商业市场。更近期，提出了这些类型的卷烟的含碳燃料元件可以包含金属和金属氧化物的超细颗粒。参见例如Banerjee等人的美国专利申请公开第2005/0274390号，该文献通过参考完整地结合于此。
采用烟草替代材料的吸烟制品和利用热源而不是烟丝填料产生烟草风味蒸气或可见的烟草风味气溶胶的吸烟制品在商业上没有获得广泛成功。然而，人们非常希望提供具有以下特点的吸烟制品：它们既能为吸烟者提供常规吸烟的许多益处和优点，还能减少带来的不完全燃烧产物和热解产物。
发明简述
本公开内容的一些方面满足了上述和其他需求，其中一方面提供了具有点烟端和相对烟嘴端的细长吸烟制品。本发明提供了一种包含气溶胶的吸烟制品，其可以任选地用催化金属化合物浸渍，或者可以任选地用至少一种气溶胶形成材料和/或调味剂涂覆。吸烟制品包括各种不同的段，例如，生热段、气溶胶发生段、和烟嘴端。气溶胶可以置于任意这些段的附近或之内。例如，在一些实施方式中，气溶胶可以放置于邻近发热段。在另一实施方式中，气溶胶发生段可以包含气溶胶。在另一实施方式中，烟嘴端可以包含气溶胶。
气溶胶组合物的存在可以降低在使用包括含燃料元件的生热段的吸烟制品期间所产生的主烟气流的某些气态成分的浓度。
在本发明的一个方面中，吸烟制品包括点烟端；烟嘴端；任选的催化剂段；以及气溶胶发生段，点烟端包括生热段，所述生热段包含燃料元件，其中催化剂段和气溶胶发生段中的至少一个包含气溶胶，并且各段是物理分离的，并且具有热交换关系。在一些实施方式中，气溶胶发生段包含甘油、丙二醇、或它们的组合。
在另一实施方式中，气溶胶包含选自下组的金属：碱金属，碱土金属，IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的过渡金属，IIIA族元素、IVA族元素，镧系、锕系以及它们的组合。在其它实施方式中，气溶胶包含选自如下的金属：硅、铜、铁、二氧化钛(titania)、铝、镍、钯、铂、钴、或它们的组合。在另一实施方式中，气溶胶是二氧化硅气溶胶、金属氧化物气溶胶、有机气溶胶、碳气溶胶、硫属化物气溶胶、含有纳米管的气溶胶、或金属气溶胶。在一具体实施方式中，气溶胶是碳气溶胶。在另一具体实施方式中，气溶胶是金属氧化物气溶胶。在另一实施方式中，金属氧化物气溶胶包含选自下组的金属：IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的过渡金属，IIIA族元素、IVA族元素以及它们的组合。在一些实施方式中，气溶胶吸附了主烟气流中的一氧化碳，或进行催化使得一氧化碳转变为二氧化碳。在一个或多个实施方式中，气溶胶浸有催化金属化合物。在一些实施方式中，气溶胶上的催化金属化合物的加载量为基于气溶胶的总干重的约0.1％至约50％。在一些实施方式中，催化金属化合物包含选自下组的金属：碱金属，碱土金属，IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的过渡金属，IIIA族元素、IVA族元素，镧系、锕系以及它们的组合。在另一实施方式中，催化金属化合物包括选自下组的金属：Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Cu、Ag、Au、Zn、Y、Ce、Na、K、Cs、Mg、Ca、B、Al、Si、Ge、Sn和它们的组合。在另一实施方式中，催化金属化合物包括选自下组的金属：铁、铜、锌、铈、银以及它们的组合。在一些实施方式中，气溶胶包括范围约0.5至约0.01g/cm-3的堆积密度。在另一实施方式中，气溶胶包括范围约100至约1000m2/g-1的表面积。在另一实施方式中，气溶胶是介孔的。在一些实施方式中，气溶胶包含平均粒度范围约1μm至约250μm的球形颗粒。在另一实施方式中，气溶胶包含约0.5至约50重量％的吸烟制品。在一些实施方式中，催化剂段位于生热段的下游且气溶胶发生段的上游。在另一实施方式中，气溶胶发生段包括用气溶胶形成材料和调味剂中的一种或两种处理的烟草。在另一实施方式中，吸烟制品是卷烟。
在本发明的另一方面中，吸烟制品包括点烟端；烟嘴端；以及气溶胶发生段，点烟端包括生热段，所述生热段包含燃料元件，烟嘴端包含过滤器，所述过滤器包括气溶胶，并且各段是物理分离的，并且具有热交换关系。在一些实施方式中，气溶胶捕获烟雾成分或使得烟雾成分转变。在另一实施方式中，烟嘴端包含多孔整体式气溶胶。在另一实施方式中，烟嘴端包含分散在过滤器中的众多气溶胶颗粒。在一些实施方式中，气溶胶是二氧化硅气溶胶、金属氧化物气溶胶、有机气溶胶、碳气溶胶、硫属化物气溶胶、含有纳米管的气溶胶、或金属气溶胶。在一个具体实施方式中，气溶胶是碳气溶胶。在另一实施方式中，气溶胶包括范围约0.5至约0.01g/cm-3的堆积密度。在另一实施方式中，气溶胶包括范围约100至约1000m2/g-1的表面积。在另一实施方式中，气溶胶是介孔的。在某些实施方式中，气溶胶包含平均粒度范围约1μm至约250μm的球形颗粒。在另一实施方式中，气溶胶包含约0.5至约50重量％的吸烟制品。
本发明包括但不限于以下实施方式。
实施方式1：一种吸烟制品，其包括：点烟端；任选地包含过滤器的烟嘴端；任选的催化剂段；以及气溶胶发生段，点烟端包括生热段，所述生热段包含燃料元件，其中过滤器、催化剂段和气溶胶发生段中的至少一个包含气溶胶，并且其中气溶胶发生段和生热段是物理分离的，并且具有热交换关系。
实施方式2：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶包括选自如下的金属：硅、铜、铁、二氧化钛、铝、镍、钯、铂、钴、或它们的组合。
实施方式3：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶是二氧化硅气溶胶、金属氧化物气溶胶、有机气溶胶、碳气溶胶、硫属化物气溶胶、含有纳米管的气溶胶、或金属气溶胶。
实施方式4：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，所述气溶胶是碳气溶胶或金属氧化物气溶胶。
实施方式5：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，金属氧化物气溶胶包含选自下组的金属：IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的过渡金属，IIIA族元素、IVA族元素以及它们的组合。
实施方式6：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶吸附了主烟气流中的一氧化碳，或进行催化使得一氧化碳转变为二氧化碳。
实施方式7：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶浸渍有催化金属化合物，其中，催化金属化合物包括选自下组的金属：铁、铜、锌、铈、银以及它们的组合。
实施方式8：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶上的催化金属化合物的加载量为基于气溶胶的总干重的约0.1％至约50％。
实施方式9：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶具有范围约0.5g/cm-3至约0.01g/cm-3的堆积密度和范围约100m2/g-1至约1000m2/g-1的表面积中的至少一种。
实施方式10：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶是介孔的。
实施方式11：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶包含平均粒度范围约1μm至约250μm的球形颗粒。
实施方式12：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶包含约0.5至约50重量％的吸烟制品。
实施方式13：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，催化剂段位于生热段的下游和气溶胶发生段的上游。
实施方式14：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，气溶胶发生段包括用气溶胶形成材料和调味剂中的一种或两种处理的烟草。
实施方式15：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，过滤器包括适用于捕获烟雾成分或使得烟雾成分转变的气溶胶。
实施方式16：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，过滤器包括多孔整体式气溶胶。
实施方式17：在任意前述或后续实施方式中的吸烟制品，其中，烟嘴端包括分散在过滤器中的众多气溶胶颗粒，其中，颗粒的平均粒度范围为约1μm至约250μm。
通过结合在下文简要描述的附图来阅读以下详细描述，可使本发明的这些以及其它特征、方面和优势显而易见。本发明包括两种、三种、四种或更多种上述实施方式的结合、和两个、三个、四个或更多个本文所阐述的特征或元素的结合，无论这些特征或元素是否在本文所描述的特定实施方式中明确结合。本文旨在用于整体性阅读，所公开的方法在任何其各种方面和实施方式中的任何可分割特征或元素都应当被视为旨在成为可结合的特征或元素，除非上下文中另有明确规定。本发明的其他方面和优点将从以下变得显而易见。
附图说明
以上概括地描述了本发明，下面将结合附图进行描述，附图不一定按照比例绘制，其中：
图1显示了代表性吸烟制品的纵向截面图；
图2是显示超临界干燥气溶胶的图像；并且
图3是显示碳气溶胶的图像。
优选实施方式详述
现在，本发明将在下文进行更详细地描述。然而，本发明可以按多种不同的形式实施，不应当理解为限于本文提出的实施方式；而是，提供这些实施方式使揭示的内容能够透彻而完整，且能够向本领域技术人员完全地展示本发明的范围。相同的部件在所有的附图中以相同的附图标记表示。在本说明书和权利要求书中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数的指代物，除非上下文中另有明确的说明。
本发明提供了一种包含气溶胶的吸烟制品，其可以任选地用催化金属化合物浸渍，或者可以任选地用至少一种气溶胶形成材料和/或调味剂涂覆。吸烟制品包括各种不同的段，例如，生热段、气溶胶发生段、和烟嘴端。气溶胶可以置于任意这些段的附近或之内。例如，在一些实施方式中，气溶胶可以放置于邻近发热段。在另一实施方式中，气溶胶发生段可以包含气溶胶。在另一实施方式中，烟嘴端可以包含气溶胶。气溶胶可以为吸烟制品提供多种功能，包括用作用于催化或过滤材料的透气载体，用作以低重量提供强度的结构支撑元件、或用作用于将气溶胶递送给使用者的透气基材，例如用作用于香料或气溶胶形成材料的基材。在某些实施方式中，气溶胶的存在可以降低在使用包括含燃料元件的生热段的吸烟制品期间所产生的主烟气流的某些气态成分的浓度。
气溶胶组合物
本发明的吸烟制品包含气溶胶。如本文所用，术语“气溶胶”是指由基于金属或基于有机物的化合物制成的开孔的介孔固体泡沫，其包含互连的纳米结构的网络，并且呈现出不低于约50％的多孔性(非固体体积)。气溶胶可以捕获烟雾成分或使得烟雾成分转变。气溶胶可以直接与由吸烟制品所产生的主烟气流的一种或多种气相成分反应，或者对涉及主烟气流气相成分的反应进行催化，或者同时兼具上述两者，使得气相成分的浓度降低。气溶胶还可以吸收或捕捉由吸烟制品所产生的主烟气流的一种或多种气相成分，使得气相成分的浓度降低。气溶胶可以任选地用催化金属化合物浸渍，或者可以任选地用至少一种气溶胶形成材料和/或调味剂涂覆。
如上所述，气溶胶是不同类别的干的多孔固体材料，其呈现出低密度、多孔、从凝胶的液体成分(构成大部分凝胶体积的部分)中分离出来的凝胶固体框架(凝胶中使凝胶具有固体样粘结性的一部分)。气溶胶是开孔的(亦即，气溶胶中的其它并未被捕捉在固体兜孔(solid pocket)内)，并且具有直径为<1至100纳米(十亿分之一米)、典型地为<20nm的孔。通常，大部分气溶胶被描述为“介孔”，这是指包含直径2至50nm的孔的材料。气溶胶中的大部分孔都落入该尺寸范围，并且呈现出约90至99.8+％的孔隙率，而且包含大量的微孔孔隙率(直径小于2nm的孔)。在一个或多个实施方式中，气溶胶是介孔的。气溶胶的孔体积取决于孔的直径，并且通常范围为约0.01cm3/g至约10cm3/g。
气溶胶可以是单一整体式结构，或者是多个颗粒形式。例如，气溶胶材料可以切为预定形状(例如，圆柱形)，用于在本发明的吸烟制品中使用，或者碾磨为粒状或颗粒状形式。当以颗粒状形式使用，气溶胶的粒度可以变化。典型地，气溶胶包含平均粒度范围约0.001μm至约250μm、优选1μm至约250μm的颗粒(例如，大致球形颗粒)。
此外，气溶胶包括范围约0.01至约0.5g/cm3的堆积密度。堆积密度可以取决于气溶胶的组成以及用于制造气溶胶的前体凝胶的密度。
此外，气溶胶包括范围约100m2/g至约1000m2/g的表面积。表面积的尺寸可以取决于气溶胶的组成以及用于制造气溶胶的前体凝胶的密度。
在某些实施方式中，气溶胶选自二氧化硅气溶胶、金属氧化物气溶胶、有机气溶胶、碳气溶胶、硫属化物气溶胶、含有纳米管的气溶胶、或金属气溶胶。
在一些实施方式中，气溶胶组合物包含金属化合物。气溶胶组合物的金属化合物中存在的金属的示例包括但不限于：碱金属，碱土金属，IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的过渡金属，IIIA族元素、IVA族元素，镧系和锕系。金属元素的具体示例包括：硅、铜、铁、二氧化钛、铝、镍、钯、铂、钴、或它们的组合。
气溶胶通过在溶液中产生凝胶，然后小心地去除液体留下完好无损的气溶胶结构来形成。通常，凝胶通过将基于金属化合物的前体、胶凝剂和液体合并来产生。基于金属的化合物前体可以选自任意金属盐或金属醇盐。例如，金属盐可以独立地选自：氯化物、硝酸盐、醋酸盐、氯氧化物、以及它们的组合，但是不限于这些特定的盐。在另一示例中，金属醇盐可以独立地选自：甲醇盐、乙醇盐、叔丁醇盐、以及它们的组合，但是不限于这些特定的醇盐。凝胶剂促进凝胶的形成，并且在本质上可以是酸性或碱性的，包括但不限于：无机酸、或基于氨的化合物和前体(例如NH4Cl)。当金属前体是金属醇盐时，液体是有机溶剂，但是当金属前体是金属盐时，液体是水性溶剂。有机溶剂的示例包括但不限于醇、丙酮、二氯甲烷、苯、甲苯、乙腈、以及它们的组合。
在许多实施方式中，通过超临界萃取或超临界干燥将液体从凝胶中去除。含有金属的凝胶的示例性制备描述于如下文献中：Hwang等人的美国专利第8,436,065号；Joung等人的美国专利第8,518,335号；Ahn等人的美国专利第8,894,893号；Zeng等人的美国专利第9,073,759号；Doshi等人的美国专利第9,102,076号；Bauer等人的美国专利第9,115,025号；Droege等人的美国专利第5,395,805号；Yoldas等人的美国专利第5,911,658号；Sonoda等人的美国专利第6,197,270号；Heinrichs等人的美国专利第6,307,116号；Jin等人的美国专利第6,271,170号；Rhine等人的美国专利第7,071,287号；Erkey等人的美国专利第7,378,450号；Yeung等人的美国专利第8,222,302号；Tillotson等人的美国专利第5,275,796号；Cogliati等人的美国专利第5,207,814号；Graser等人的美国专利第4,667,417号；和Worsley等人美国专利第8,629,076号，所述文献通过参考完整地结合于此。
在某些实施方式中，气溶胶是有机气溶胶或碳气溶胶。有机气溶胶包括至少约75重量％、优选至少90重量％的有机化合物。有机化合物包括通常被称为有机的任意化合物，例如落入IUPAC命名的有机化合物下的那些。有机气溶胶包括元素，例如，碳、氮、氧、磷和硫。示例包括天然或合成的聚合物、糖、蛋白、纤维素材料等。这些材料中的一些可以碳化、热解或以其它方式加热以产生活性碳结构，从而产生碳凝胶。
例如，在一实施方式中，有机气溶胶是间苯二酚-甲醛气溶胶组合物，其可以进行热解以制成碳气溶胶。间苯二酚-甲醛凝胶组合物可以通过使得有机化合物间苯二酚和甲醛在溶液中在间隙聚合催化剂(碳酸钠)的存在下进行聚合来制备。在一实施方式中，聚合物可以在升高的温度下进行。然后，所形成的间苯二酚-甲醛凝胶可以进行洗涤并干燥，以获得间苯二酚-甲醛气溶胶组合物。例如，在一些实施方式中，间苯二酚-甲醛凝胶在有机溶剂中洗涤，直至凝胶中的所有的水都用有机溶剂交换，有机溶剂可以是醇、丙酮等。使用二氧化碳通过超临界干燥法完成经洗涤的凝胶的干燥，以获得间苯二酚-甲醛气溶胶组合物。间苯二酚-甲醛气溶胶组合物的面积和密度取决于制备凝胶时所用间苯二酚和催化剂的比率。例如约50的比率可以提供具有约900m2/g表面积的气溶胶，而约200的比率可以提供具有约575m2/g表面积的气溶胶。在一实施方式中，有机气溶胶可以在约400℃至约1400℃的温度范围下热解约1小时至24小时的时间。在一些实施方式中，温度范围为约600℃至约1050℃，持续1小时至约3小时。用于热解的温度可以确定凝胶碳化和/或石墨化的程度。有机和碳凝胶的示例性制备在下列文献中进行描述，Kim等人的美国专利第8,436,060号；Park等人的美国专利第8,119,700号；
Mendenhall等人的美国专利第6,090,861号；Biesmans等人的美国专利第5,942,553号；Pekala等人的美国专利第5,744,510号；Ramamurthi等人的美国专利第5,306,555号；Pekala等人的美国专利第5,086,085号；Pekala等人的美国专利第4,997,804号；Mayes等人的美国专利第8,865,351号；Wang等人的美国专利第8,871,821号；Park等人的美国专利第8,470,901号；Park等人的美国专利第8,119,700号；Bell等人的美国专利第6,737,445号；Kaschmitter等人的美国专利第5,529,971号；和Kaschmitter等人的美国专利第5,789,338号，所述文献通过参考完整地结合于此。
本发明进一步提供了包含气溶胶的吸烟制品，其可以任选地用催化金属化合物浸渍。气溶胶的催化金属化合物中存在的金属的示例包括但不限于：碱金属，碱土金属，IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的过渡金属，IIIA族元素、IVA族元素，镧系和锕系。金属元素的具体示例包括：硅、铜、铁、二氧化钛、铝、镍、钯、铂、钴、或它们的组合。
催化金属化合物可以多种固体颗粒形式使用，包括沉淀的金属颗粒、金属氧化物颗粒(例如，氧化铁、氧化铜、氧化锌和氧化铈)、以及负载的催化剂颗粒，其中催化金属化合物分散在多孔支撑材料内(例如，分子筛)。催化金属化合物的粒度可以发生变化，但是通常为约1nm至约1微米。
在本发明方法中，催化金属化合物可以由金属前体的热分解进行制备。金属前体可以固体颗粒材料形式或含有溶剂的悬浮液或溶液形式施加至气溶胶。可以使用的溶剂包括：水(例如，去离子水)、戊烷、己烷、环己烷、二甲苯、矿物油精、醇(例如，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、和丁醇)、以及它们的混合物。可以将稳定剂(例如，醋酸、硝酸和某些有机化合物)添加到金属前体悬浮液或溶液中。将金属前体施加到气溶胶作为悬浮液或溶液可能是有利的，因为与催化剂金属化合物相比，金属前体在水中(和其它常规溶剂)的溶解度较大。用途直接用催化金属化合物处理的气溶胶相比，前体较大的溶解度导致在前体处理的气溶胶中趋向更均匀地分散在整个气溶胶中的活性催化位点。在一些实施方式中，金属前体和气溶胶在溶液中进行混合可以发生在升高的温度下。
金属前体是热分解能够形成催化金属化合物的任何化合物。示例性金属包括：金属盐(例如，金属的柠檬酸盐、氢化物、硫醇盐、酰胺、硝酸盐、硝酸铵盐、碳酸盐、氰酸盐、硫酸盐、溴化物、氯化物及其水合物)和含有与有机基团结合的金属原子的金属有机化合物(例如，金属醇盐、β-二酮化物、羧酸盐、和草酸盐)。Gedevanishvili等人的美国专利申请公开第2007/0251658号(该文献通过参考完整地结合于此)公开了可以在发明中使用的各种金属前体。可以使用的示例性金属盐包括：硝酸铁、硝酸铜、硝酸铈、硝酸铈铵、硝酸锰、硝酸镁、硝酸锌、及其水合物。多个金属前体的组合以及金属前体与金属化合物的组合可以用于处理气溶胶。在使用多种金属前体和/或金属化合物的情况下，可以将组合的各种成分一起或分开加入气溶胶中。
金属前体也可以通过去除液体(例如，通过蒸发)设置在气溶胶表面上，由此使得金属前体保留在气溶胶上。在对金属前体进行热处理期间或之前，可以基本上从载体上去除液体，例如在高于液体沸点的温度下加热气溶胶或者通过降低气溶胶周围的气氛压力来去除液体。然后，经浸渍的气溶胶可以在烘箱中进行干燥。
向气溶胶中加入的金属前体的量至少部分取决于存在于气溶胶中的催化金属化合物的所需量。典型地施加至代表性气溶胶或包含在代表性气溶胶中的金属前体的量的范围可以是约1mg至约200mg。大致上，该量为至少约5mg，并且通常为至少约10mg。典型地，该量不超过约100mg，并且通常不超过约50mg。通常，该量可以为约5mg至约20mg。
气溶胶上的金属前体的加载量可以变化，但是典型地为基于气溶胶的总干重的约0.1％至约50％。
在一些实施方式中，在金属前体处理气溶胶后，气溶胶经受热处理以使得金属前体热分解并形成所需的催化金属化合物，或者经受合适波长、强度和持续时间的微波辐照以使得金属前体转变为催化金属化合物。热处理步骤可以进行一段时间，并且在足以将金属前体转变为所需催化金属化合物的温度下进行。在某些实施方式中，该处理步骤导致至少约50％的金属前体分子、典型地至少约75％的金属前体分子、更经常地至少约90％的金属前体分子、以及最经常的至少约99％的金属前体分子转变。热处理步骤在能够控制加热速率、最终温度、停留时间和气氛的任意的市售可得炉中进行。热处理气溶胶可以立即用于吸烟制品，或者进行储存用于将来使用。
热处理步骤的温度可以变化。处理温度主要取决于前体的分解温度。通常优选较低分解温度的前体。温度范围典型地为约100℃至约600℃，更经常地为约150℃至约450℃，并且最经常地为约200℃至约400℃。温度典型地大于约100℃，经常大于约150℃，并且最经常大于约200℃。温度典型地低于约550℃，经常低于约500℃，并且最经常低于约450℃。
热处理步骤的时常可以变化，但是典型地为约0.25小时至约8小时，更经常的为约0.5小时至约6小时，并且最经常为约1小时至约5小时。热处理步骤典型地持续至少约1小时，更经常地持续至少约1.5小时，最经常地持续至少约2小时。
例如，浸渍有金属前体的本发明气溶胶组合物可以通过如下过程进行干燥：在升高温度(例如，100℃至150℃)下对颗粒进行一段时间(例如，1至3小时)的热处理，然后，进行煅烧，从而将金属前体转变为更具催化活性的氧化物形式。示例性煅烧工艺涉及在约500℃至800℃的温度下在空气中热处理约1至3小时。
热处理步骤在惰性气氛下发生，其是指基本不含能够与燃料元件中的碳反应的气氛或顶部空间。可以使用气体，例如氮气、氩气和氦气。
浸渍到气溶胶上的催化金属化合物的量可以变化。例如，典型地施加至代表性气溶胶或包含在代表性气溶胶中的催化金属化合物的量的范围可以是约0.01mg至约100mg，优选约0.1mg至约100mg。
气溶胶上的催化金属化合物的加载量可以变化，但是典型地为基于气溶胶的总干重的约0.1％至约50％。
用金属前体处理气溶胶的其它方式可以使用。例如，颗粒可以通过对气溶胶进行喷涂或涂覆来施加。颗粒可以与气溶胶成分混合，即，在凝胶形成过程中，以使得颗粒无规或基本均匀地分布在气溶胶组合物中。例如，金属前体可以溶解于溶液中，并加入胶体溶液，即凝胶，以随后可以洗涤并进行热处理的混合物。在一些实施方式中，所述胶体溶液是有机凝胶。在另一实施方式中，气溶胶组合物用金属前体颗粒的悬浮液浸涂。可以进行浸涂，从而为气溶胶提供均匀表面涂层。
关于金属前体和/或金属化合物的组合使用，一个示例性组合是金属前体(例如，硝酸铈)与VIIIB族金属化合物(例如钯、铂、铑)或其卤化物(例如，氯化钯或氯化铂)的组合。两种成分可以分开施加到气溶胶或者包含于气溶胶中。或者，两种成分可以一起添加到气溶胶中，例如，通过在凝胶制备期间添加两种成分。大致上，以重量计，金属化合物(例如，VIIIB金属或金属卤化物)的量与金属前体的量之间的比率范围为约1:2至约1:10000。典型地每凝胶的金属化合物的量为约1μg至约100mg，更经常地是约10μg至约15mg，最经常地是约50μg至约1mg。
以气溶胶总干重的总重量为基准，金属浸渍的气溶胶中的气溶胶的量典型地为约10重量％至约99.9重量％，更典型地为约40重量％至约99重量％，并且通常为约50重量％至约90重量％。
在另一方面，不同于用作催化材料或催化材料的基材，气溶胶可以用作用于气溶胶形成材料和/或香料的基材或载体，以使得在使用者通过气溶胶进行抽吸时，气溶胶形成材料或香料挥发并通过气溶胶加入气流中。因此，本发明还提供了一种包含气溶胶的吸烟制品，所述气溶胶用至少一种气溶胶形成材料和调味剂浸渍。
可以采用各种各样的调味剂或材料，其会改变由本公开的吸烟制品产生的抽吸的主气溶胶流的感官特性或性质。例如，该任选内的调味剂可以用于改变气溶胶的风味、香气或感官性质。某些调味剂可以由除了烟草织物的来源提供。示例性调味剂可以本质上是天然或人工的，并且可以用作浓缩物或调味包。
示例性的调味剂包括香草醛、乙基香兰素、苯甲醛、戊酸乙酯、奶油、茶、咖啡、水果(例如苹果、樱桃、草莓、桃以及包括酸橙和柠檬的柑橘香料)、枫木、薄荷醇、薄荷、欧薄荷、留兰香、冬青、肉豆蔻、丁香、薰衣草、小豆蔻、生姜、蜂蜜、茴香、鼠尾草、肉桂、檀香、茉莉、卡藜油、可可、甘草、以及传统用于卷烟、雪茄和烟斗丝的类型和特征的调味品和调味包。也可以使用糖浆，如高果糖玉米糖浆。在最终的气溶胶前体混合物形成前，某些调味剂可以包含于气溶胶形成材料中(例如，某些水溶性调味剂可以包含在水中，甲醇可以包含于丙二醇中，某些复杂的调味包可以包含于丙二醇中)。
调味剂可以包括用于调味烟草烟雾目的通常使用的任意一种或多种调味剂，并且包括有机酸、氨基酸、醇、醛、缩醛、酰胺、胺、酸酐、酯、醚、吡喃酮、酰亚胺、酮、内酯、酚、吡啶、喹诺酮、吲哚、吡嗪、二氢吡嗪、吡咯、硫化合物、草本植物、精油、提取物、烃、或他们的组合。
气溶胶形成材料包括用于调味烟草烟雾目的通常使用的任意一种或多种气溶胶形成材料，并且包括但不限于甘油、丙二醇、以及它们的组合。
用调味剂和/或气溶胶形成材料处理气溶胶可以通过以各种方式使得气溶胶与调味剂和/或气溶胶形成材料密切接触来完成。例如，调味剂和/或气溶胶形成材料的吸附可以在气溶胶存在下使用在其溶剂中的高饱和调味剂溶液来进行。该溶液的饱和程度可以通过使用溶剂对来提高。通过气溶胶来吸附调味剂和/或气溶胶形成材料可以通过使得气溶胶曝露于调味剂的蒸气或纯的调味剂和/或液体形式的气溶胶形成材料高效地完成。调味剂和气溶胶形成材料可以同时或按序接触气溶胶。还可以使用用于施加本领域中已知的调味剂和气溶胶形成材料的其它常规方法。
基于气溶胶的总重量，气溶胶中调味剂和/或气溶胶形成材料的量典型地为约0.5重量％至约50重量％，更经常地为约1重量％至约20重量％。
吸烟制品
根据本发明制备的气溶胶可以用于各种吸烟制品，例如Crooks等人的美国专利第7,971,590号或Banerjee等人的美国专利公开第2007/0215168中所列的任何吸烟制品，这些文献通过引用完整地结合于此。通常，气溶胶包含约0.5重量％至约50重量％的吸烟制品。参见图1，显示了卷烟形式的代表性吸烟制品10。吸烟制品10具有条状形状，并且包括点烟端14和烟嘴端18。点烟端14包括纵向延伸的基本圆柱形的生热段35。生热段35包括由绝热体42包围的热源40，绝热体42可以被包装材料45沿轴向包绕。热源40优选构造为通过将点烟端14直接点燃来激活。吸烟制品10还包括：位于另一端(烟嘴端18)的滤嘴段65；以及位于上述两段之间的气溶胶发生段51(其可以包含烟草)。
热源40可以包括可燃燃料元件，所述可燃燃料元件具有大致圆柱形形状，并且可以包含可燃含碳材料。该可燃含碳材料一般具有高碳含量。优选的含碳材料可能主要包含碳，以干重计，其碳含量通常为大于约60％，常常大于约70％，经常大于约80％，并且时常大于约90％。该可燃燃料元件可包含可燃含碳材料以外的成分(例如，烟草成分，如粉末状烟草或烟草提取物；调味剂；盐，如氯化钠、氯化钾和碳酸钠；热稳定的石墨纤维；氧化铁粉末；玻璃纤丝；粉末状碳酸钙；氧化铝颗粒；氨源，如铵盐；以及/或者粘结剂，如瓜尔胶、藻酸铵和藻酸钠)。代表性燃料元件的长度为例如约12mm，并且整体外径为约4.2mm。代表性燃料元件可以使用研磨或粉末状含碳材料挤出或混合，并且以干重计，其密度为大于约0.5g/cm3，通常大于约0.7g/cm3，并且经常大于约1g/cm3。参见例如，Riggs等人的美国专利第5,551,451号；Borschke等人的美国专利第7,836,897号和Barnes等人的美国专利第5,469,871；以及Llewellyn Crooks等人的美国专利申请公开第2007/0215167号和Banerjee等人的美国专利申请公开第2007/0215168中所列类型的燃料元件成分、配方、和设计，这些文献均通过参考完整地结合于此。
燃料元件40的另一实施方式可以包括以发泡方法形成的发泡碳整体件。在另一实施方式中，燃料元件40可以与一层绝热体42共挤出，由此减少制造时间和成本。燃料元件的其它实施方式可以包括Roberts等人的美国专利第4,819,665号所述的类型或者Takeuchi等人的美国专利申请公开第2009/0044818号所述的类型，这两篇文献各自通过引用完整地结合于此。
绝热体42的代表性层可以包含玻璃纤丝或纤维。绝热体42可用作夹套，帮助将热源40牢固地固定在吸烟制品10中。绝热体42可作为多层部件提供，其包括无纺玻璃纤丝内层或垫47、复原烟草纸中间层48、和无纺玻璃纤丝外层49。这些层可是同心取向地，或者各自从外面包覆热源和/或限定热源的边界。
在一个实施方式中，绝热体内层47可包含各种机织、针织或者针织加机织的非玻璃纤丝或纤维(例如所谓的三维机织/针织混织垫)。当机织时，内衬47可以形成为机织垫或管。机织或针织垫或管可以提供关于穿过绝缘层的均匀性的改进的空气流控制(包括任何与热相关的变化可能发生在层上)。本领域技术人员应理解与无纺材料相比，机织、针织或混织材料可以在纤丝或纤维间提供更规律且恒定的空气间隔/间隙，该无纺材料更可能具有不规则的封闭和开放空间而可能提供相对不均匀和/或减少的气流。各种其它绝热体实施方式可以是模塑、挤出、发泡、或以其它方式成形。绝热体结构的具体实施方式可以包括Stone等人的美国专利申请公开第2012/0042885号中所述的那些，该文献通过引用完整地结合于此。
优选生热段35的两端是敞开的，以使得至少点烟端14处的热源40和绝热体42曝露。热源40和周围绝热体42可以构造成使得两种材料的长度共同延伸(即，绝热体42的端部与热源40的相应端部平齐，并且特别是在生热段的下游端部处尤为如此)。可选地，虽然不一定优选，绝热体42可稍微延伸超出(例如，超出约0.5mm至约2mm)热源40的任一端或两端。此外，当在吸烟制品10使用期间将点烟端14点燃时所产生的热量和/或经加热的空气可以在吸烟者于烟嘴端18抽吸期间容易地通过生热段35。
生热段35优选设置在点烟端14所在的一端，并且与下游催化剂段30以首尾相连的方式沿轴向对齐，其继而还与气溶胶发生段51以收尾相连的方式对齐，优选所有相邻段彼此邻接，但相互间不存在阻隔(除开放的空气空间外)。生热段35紧靠点烟端14为生热段35的热源/燃料元件40提供了直接点燃。
在燃烧前，生热段35的截面形状和尺寸可以发生变化。优选，热源40的截面面积占该段35的总截面面积的约10％至约35％，常常占约15％至约25％；而外围区域或约束区域(包含绝热体42和相关的外包装材料)的截面面积占该段35的总截面面积的约65％至约90％，常常占约75％至约85％。例如，对于周长为约24mm至约26mm的圆柱形吸烟制品，代表性热源40的圆形截面形状的外径一般为约2.5mm至约5mm，常常为约3mm至约4.5mm。
在一实施方式中，纵向延伸的圆柱形的催化剂段30位于生热段35的下游。催化剂段30包括气溶胶22，气溶胶22在某些实施方式中用作用于将燃料元件燃烧所释放的气流中存在的一氧化碳转变为二氧化碳的氧化剂。如前所述，气溶胶可以任选地用能够将一氧化碳转变为二氧化碳的金属浸渍。在燃料元件燃烧时，一氧化碳被释放到主烟气流中，直接通过催化剂段30。在某些实施方式中，存在于催化剂段30的气溶胶22有助于将一氧化碳转变为二氧化碳。在一些实施方式中，以有效量加入气溶胶22从而使得主烟气流中一氧化碳量减少，变为二氧化碳。
纵向延伸的圆柱形的气溶胶发生段51位于催化剂段30和生热段35的下游。气溶胶发生段51包括基材材料55，其进而用作气溶胶形成剂或材料(未显示)的载体。例如，气溶胶发生段51可以包括包含有加工助剂、调味剂和甘油的复原烟草材料。
在另一实施方式中，基材材料55可以是如上本文所述的气溶胶组合物，其可以用至少一种气溶胶发生材料和/或调味剂涂覆。气溶胶发生段51的上述成分可以设置在包装材料58内并由其包围。包装材料58可以构造为便于热量从吸烟制品10的点烟端14(例如从生热段35)传递至催化段剂(如存在)并传递至气溶胶发生段51的成分。亦即，气溶胶发生段51、催化剂段30(如存在)和生热段35可以构造为彼此热交换的关系。热交换关系将来自热源40的足够热量通过催化剂段30(如果存在)供应到气溶胶形成区域以使用于形成气溶胶的气溶胶形成材料挥发。在一些实施方式中，热交换关系通过将所有这些段彼此靠近放置来实现。热交换关系还可以通过将导热材料从热源40附近延伸至催化剂段30(如果存在)和气溶胶发生段51所占据的区域中或周围来实现。基材的具体实施方式可以包括下文所述的那些基材以及Stone等人的美国专利申请公开第2012/0042885号中所述的那些基材，该文献通过参考完整地结合于此。
基材55的代表性包装材料58可以包括导热性能，以将来自生热段35的热量通过催化剂段30(如果存在)传导至气溶胶发生段51，从而使包含在其中的气溶胶形成成分挥发。基材材料55的长度可以是约10mm至约22mm，在某些实施方式中是约11mm至最高约21mm。基材材料55可以由烟丝填料形式的适口且芳香的烟草掺混物提供，或者作为气溶胶提供。这些烟草和气溶胶又能用气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂进行处理。当基材材料55包含烟草时，烟草可以烟丝填料的形式由经过加工的烟草(例如使用各类流延片材(castsheet)或纸张制造类工艺制造的复原烟草)提供。某些流延片材构造可以包括约270mg至约300mg的烟草/10mm线性长度。这种烟草又能经过处理或加工，以包含气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂、以及构造为帮助防止由生热段引起的点燃和/或烤焦的阻燃剂(例如，磷酸二铵或另一种盐)。如果基材材料55是气溶胶，该组合物也可以用气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂进行处理，或者进行加工以包含气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂。在一些实施方式中，气溶胶是多孔整体式的，其可以用气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂进行处理，或者进行加工以包含气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂。在一些实施方式中，气溶胶是分散在烟草中的众多颗粒，其可以用气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂进行处理，或者进行加工以包含气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂。在一些实施方式中，气溶胶仍是分散在烟草中的众多颗粒，其可以任选地用催化金属化合物浸渍。
气溶胶发生段51的包装材料58的金属内表面可作为气溶胶形成材料和/或至少一种调味剂的载体。
在另一实施方式中，基材55可以包括形成为滤嘴棒部分(plug section)的烟草纸或非烟草打皱纸。滤嘴棒部分可装填各种形式(例如微包封、液体、粉末状)的气溶胶形成材料、香料、烟草提取物等。阻燃剂(例如磷酸二铵或另一种盐)可以至少施加至基材的远端/点烟端部分，以防止由生热段引起的点燃和/或烤焦。在这些和/或其它实施方式中，基材55可以包括由丸状(marumarized)和/或非丸状烟草形成的球粒或珠粒。丸状烟草是已知的，例如，从Banerjee等人的美国专利第5,105,831号获知，该文献通过参考完整地结合于此。例如，丸状烟草可以包括约20％至约50％(以重量计)的粉末形式的烟草掺混物，以及甘油(约20重量％至约30重量％)、碳酸钙(通常约10重量％至约60重量％，常常为约40重量％至约60重量％)、以及粘结剂和调味剂。粘结剂可以包括例如羧甲基纤维素(CMC)、树胶(例如瓜尔豆胶)、黄原胶、支链淀粉和/或藻酸盐。珠粒、球粒、或其它丸状形式可以构造为这样的尺寸：适用于固定在基材部分内，并提供最佳的气流和所需气溶胶的产生。可以形成容器(例如腔体或胶囊)，用于将基材保持在吸烟制品内的适当位置。这样的容器可能有益于包含例如丸状的和/或非丸状烟草的球粒或珠粒。容器可以使用下文进一步说明的包装材料形成。术语“烟草球粒”在本文中是指包括珠粒、球粒或烟草的其它离散小单元，其可以包括丸状和/或非丸状烟草。该烟草球粒可以具有光滑、规则的外部形状(例如，球形、圆柱形、卵形等)并且/或者它们可以具有不规则的外部形状。在一示例中，各烟草球粒的直径范围可以是小于约1mm至约2mm。该烟草球粒可以至少部分填充本文中所述吸烟制品的基材腔体。在一示例中，基材腔体的体积范围可以是约500mm3至约700mm3(例如，吸烟制品的基材腔体，其中腔体直径为约7.5mm至约7.8mm、且腔体长度为约11mm至约15mm，腔体具有基本上圆柱形的几何形状)。在一示例中，基材腔体中的烟草球粒的质量范围可以是约200mg至约500mg。
在其它实施方式中，基材55可以构造为整体式基材，例如按Stone等人的美国专利申请公开第2012/0042885号中所述形成，该文献通过参考完整地结合于此处。基材可以包括挤出材料、或由挤出材料构成。基材也可以通过压配合或模塑/铸造形成，并且在吸烟制品10使用期间在热源被激活(例如，燃烧)的整个时间内从热源40对流热传递)至相邻催化剂段30、接着是基材材料55。
缓冲区域53可以减少催化剂段30部分的潜在焦化或其他热降解。缓冲区域53可以主要包括空的空气空间，或者其可以部分地或基本上完全用不可燃材料填充，例如，金属材料、有机材料、无机材料、陶瓷材料或聚合物材料、或它们的任意组合。缓冲区域的厚度(长度)可以为约1mm至约10mm或更多，但是厚度(长度)常常为约2mm至约5mm。
气溶胶发生系统60的部件优选彼此相连，并且使用外包装材料64固定住。例如，外包装材料64可以包括纸包覆材料或层压纸型材料，其限定各生热段35、和催化剂段30(如果存在)、以及气溶胶发生段51的外部纵向延伸表面的至少一部分的边界。外包装材料64的内表面可用合适的粘结剂固定在受它约束的部件的外表面上。
吸烟制品10优选地包括位于其烟嘴端18处的合适烟头咬嘴，例如滤嘴元件65。滤嘴元件65优选地位于与气溶胶发生段51一端相邻的卷烟条的一端处，使得滤嘴元件65和气溶胶发生段51以首尾相连的方式沿轴向排成一条线，彼此邻接，但相互间不存在阻隔。优选地，当从与吸烟制品的纵轴横交的方向观察时，优选段51和65的总体截面形状和尺寸基本上彼此相同。滤嘴元件65可以包括过滤材料70，该过滤材料用约束滤嘴棒外包材料72沿着其纵向延伸表面进行包覆。
在一个示例中，过滤材料70包含塑化的乙酸纤维素丝束，而在一些示例中，过滤材料可以包含整体形式或作为颗粒材料的本文所述的气溶胶。在燃料元件燃烧时，一氧化碳被释放到主烟气流中，直接通过滤嘴。滤嘴中存在的气溶胶可以吸附吸烟制品食用期间主烟气流的气态成分，在气溶胶包含催化金属的某些实施方式中，可以对涉及主烟气流成分(如一氧化碳)的某些反应进行催化。滤嘴元件65的两端优选敞开，以使气溶胶可从中通过。气溶胶发生系统60优选使用接装材料78连接到滤嘴元件65上。滤嘴元件65也可以包含Thomas等人的美国专利第7,479,098号、和Dube等人的美国专利第7,793,665号和Ademe等人的美国专利第8,186,359号中所述类型的可压碎风味胶囊，这些文献通过参考完整地结合于此。
吸烟制品10可包含空气稀释装置，如一系列穿孔81，每个孔可以所示方式延伸通过滤嘴元件接装材料78和滤嘴棒外包材料72，并且/或者其可以延伸至基材55或延伸入基材55中。
在燃烧前，吸烟制品10的总体尺寸可以变化。通常，吸烟制品10是周长为约20mm至约27mm的圆柱形条，具有约70mm至约130mm——经常为约83mm至约100mm——的总长度。可抽吸点烟端段22的长度通常为约3mm至约15mm，并且可以至多为约30mm。气溶胶发生系统60的总长度可以在约20mm至约65mm之间变化。气溶胶发生系统60的生热段35可具有约5mm至约30mm的长度；气溶胶发生系统60的催化剂段30可以具有约1mm至约30mm的长度；并且气溶胶发生系统60的气溶胶发生段51可具有约10mm至约60mm的总长度。
气溶胶发生段51中采用的气溶胶形成剂和基材材料55的总量可以变化。可以优选采用该材料以约100mg/cm3至约400mg/cm3的填充密度对气溶胶发生段51的适当部分(例如，其包装材料58内的区域)进行填充。
在使用期间，吸烟者以类似于将常规吸烟制品点燃的方式使用火柴或点烟器来点燃吸烟制品10的点烟端14，从而将点烟端14处的热源/燃料元件40点燃。吸烟制品10的烟嘴端18放置在吸烟者的嘴唇中。由气溶胶发生系统60产生的热分解产物(例如，烟草烟雾的成分)被抽吸出来。因此，通用术语“整体式基材”可以包括通过挤出或通过其他方法中的一种方法所形成的基材。
在一些优选的吸烟制品中，气溶胶发生段51的两端是敞开的，从而使其基材材料55曝露。生热段35、催化剂段30(如果存在)和气溶胶发生段51一起形成气溶胶发生系统60。气溶胶发生段51设置在催化剂段30的下游端附件，催化剂段30又设置在生热段35的下游端附近，使这些段51、30和35以首尾相连的方式全部沿轴向排成一条线。这些段可以彼此邻接，或者以略微间隔开的关系定位，这可以包括缓冲区域53。当从与吸烟制品10的纵轴横交的方向观察时，这些段的外截面形状和尺寸可以基本彼此相同。那些部件的物理排列优选使得在吸烟制品10使用期间在热源被激活(例如，燃烧)的整个时间内热量从热源40传递(例如，通过包括传导和对流传热的方式传递)至相邻的材料30(如果存在)和/或基材材料55。
直接点燃驱使生热段35的燃料元件40运行，从而使得其优选被点燃或以其他方式激活(例如开始燃烧)。由于这两个段之间的热交换关系，气溶胶发生系统60内的热源40将会燃烧并提供热量以使气溶胶发生段51内的气溶胶形成材料挥发。某些优选的热源40在激活期间将不会经历体积减小，而另一些则可能以减小其体积的方式进行降解。优选地，气溶胶发生段51的成分不会经历任何显著程度的热分解(例如炭化或燃烧)。挥发的成分夹带在通过气溶胶发生区域51所抽吸出的空气中。如此形成的气溶胶将通过滤嘴元件65并抽吸到吸烟者的嘴中。
在某些使用期间，在气溶胶发生段51内形成的气溶胶将通过滤嘴元件65并抽吸到吸烟者的嘴中。因此，吸烟制品10产生的主气溶胶流包括气溶胶形成材料挥发所产生的烟草烟雾。
如前所述，滤嘴元件65优选使用接装材料78连接至卷烟条。任选地，吸烟制品可以通过在烟嘴端区域18附件提供合适的穿孔81进行空气稀释，如本领域中已知的。滤嘴可以包含材料，并且可以通过例如如下文献中所述方法进行制造：Nelson等人的美国专利第7,740,019号、Stokes等人的美国专利第7,972,254号、Hutchens等人的美国专利第8,375,958号；以及Fagg等人的美国专利申请公开第2008/0142028号；和Thomas等人的美国专利申请公开第2009/0090372号，各文献通过参考完整地结合于此。
风味可以通过如下物质提供或增强：气溶胶发生段51的基材材料55中或之上的胶囊或微胶囊材料、包装材料、滤嘴元件65、或者能够保持和释放香料的任何其它成分，优选具有最小的将会不期望地改变风味的热降解。还可使用与滤嘴相关的其它风味成分；例如，参见Fagg等人的美国专利第5,724,997号，其通过参考完整地结合于此。
参考图1描述的卷烟可以与由R.J.雷诺烟草公司(R.J.Reynolds TobaccoCompany)以商品名“Eclipse”销售的那些卷烟几乎相同的方式使用。也可参见日本烟草公司(Japan Tobacco Inc)投放市场的“Steam Hot One”。
生热段的燃料元件可以变化。合适的燃料元件以及代表性成分、其设计和构造、以及用于生产这些燃料元件及其成分的方式和方法在如下文献中进行了描述：Banerjee等人的美国专利第4,714,082号；Clearman等人的美国专利第4,756,318号；Clearman等人的美国专利第4,881,556号；Clearman等人的美国专利第4,989,619号；Farrier等人的美国专利第5,020,548号；Clearman等人的美国专利第5,027,837号；Banerjee等人的美国专利第5,067,499号；Farrier等人的美国专利第5,076,297号；Clearman等人的美国专利第5,099,861号；Banerjee等人的美国专利第5,105,831号；White等人的美国专利第5,129,409号；Best等人的美国专利第5,148,821号；Clearman等人的美国专利第5,156,170号；Riggs等人的美国专利第5,178,167号；Shannon等人的美国专利第5,211,684号；Clearman等人的美国专利第5,247,947号；Clearman等人的美国专利第5,345,955号；Barnes等人的美国专利第5,469,871号；Riggs等人的美国专利第5,551,451号；Meiring等人的美国专利第5,560,376号；Meiring等人的美国专利第5,706,834号；Meiring等人的美国专利第5,727,571号；Banerjee等人的美国专利第8,469,035号；以及Banerjee等人的美国专利申请公开第2005/0274390号；和Stone等人的美国专利申请公开第2013/0269720号；这些文献通过参考完整地结合于此。
燃料元件通常包含含碳材料，并且可以包含组分例如石墨和氧化铝，以及高碳含量含碳材料。含碳燃料元件包括包含于已由R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds TobaccoCompany)以品牌名称“Premier”、和“Eclipse”投放商业市场的那些卷烟中的类型。也可参见日本烟草公司(Japan Tobacco Inc)投放市场的“Steam Hot One”。燃料元件的一些其它实施方式见述于Riggs等人的美国专利第5,178,167号和Riggs等的美国专利第5,551,451号，它们通过参考完整地结合于此，但某些实施方式可能缺少其中所述的钠、石墨和/或碳酸钙。一些燃料元件实施方式可以包括发泡碳整体件。在另一实施方式中，燃料元件40可以与一层绝热体42共挤出，由此减少制造时间和成本。
燃料元件优选用绝热体或其它合适的材料约束或以其它方式套封起来。可以构造并使用绝热体，从而在吸烟制品内支撑、维持和保持燃料元件。另外，可以构造绝热体，以使得抽吸的空气和气溶胶可以容易地穿过其中。绝热体材料的示例、绝热体组件的部件、生热段中代表性绝热体组件的构造、绝热体组件的包装材料、以及用于生产这些部件和组件的方式和方法在如下文献中进行描述：Pryor等人的美国专利第4,807,809号；Hancock等人的美国专利第4,893,637号；Barnes等人的美国专利第4,938,238号；Shannon等人的美国专利第5,027,836号；Lawson等人的美国专利第5,065,776号；White等人的美国专利第5,105,838号；Clearman等人的美国专利第5,247,947号；Banerjee等人的美国专利第5,303,720号；Clearman等人的美国专利第5,345,955号；Casey,III等人的美国专利第5,396,911号；White等人的美国专利第5,546,965号；Meiring等人的美国专利第5,727,571号；Wilkinson等人的美国专利第5,902,431号；Cook等人的美国专利第5,944,025号；Thomas等人的美国专利第8,424,538号；和Sebastian等人的美国专利第8,464,726号；这些文献通过参考完整地结合于此。绝热组件可以包含于由R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds TobaccoCompany)以品牌名称“Premier”和“Eclipse”销售的卷烟类型以及由日本烟草公司(JapanTobacco Inc.)以商品名“Steam Hot One”销售的卷烟类型中。
用于绝热体的抗燃/阻燃材料和添加剂可以包括二氧化硅、碳、陶瓷、金属纤维和/或颗粒。当对纤维素纤维或其他纤维——例如棉花——进行处理时，硼酸或各种有机磷酸盐/酯化合物可提供所需阻燃性能。此外，各种有机或金属纳米颗粒可以赋予所需的阻燃性能，可以是磷酸二铵和/或其它盐。其它可用的材料可以包括有机磷化合物、硼砂、水合氧化铝、石墨、三聚磷酸钾、二季戊四醇、季戊四醇、和多元醇。可以使用其它试剂，如氮膦酸盐、磷酸一铵、多磷酸铵、溴化铵、氯化铵、硼酸铵、硼酸乙醇铵、氨基磺酸铵、卤代有机化合物、硫脲、和锑氧化物等，但这些不是优选的试剂。在用于绝热体、基材材料和其它成分(不管是单独还是以彼此和/或与其他材料的任意组合方式使用)的抗燃材料、阻燃材料和/或防焦材料的各实施方式中，最优选提供所需性能而没有不期望的脱气或熔化型的行为。
绝热织物优选具有足够的氧气扩散能力以在期望的使用时间期间内维持吸烟制品(例如卷烟)处于点燃状态。因此，绝热织物优选由于其结构而是多孔的。在针织、机织、或组合机织和针织的构造中，可以通过将组建组装机械构造为在纤维之间留下足够的(所需尺寸的)间隙使得氧能够扩散到热源中来控制所需的孔隙率。对于可能不是多孔的而不足以促进均匀持续燃烧的无纺织物而言，可以通过本领域已知的方法穿孔进入绝热体而获得额外的孔隙率，所述方法包括：例如，热钉或冷钉穿孔、火焰穿孔、压花、激光切割、钻孔、刀片切割、化学穿孔、冲孔以及其它方法。缓冲体和绝热体各自可以包括机织、编织或其组合的非玻璃材料，发泡金属材料，发泡陶瓷材料，发泡陶瓷金属复合材料，以及它们的任意组合，并且绝热体中的材料可以与缓冲体中的相同或不同。
气溶胶形成材料可以发生变化，可以使用各种气溶胶形成材料的混合物，各种组合和各种调味剂(包括改变吸烟制品的主气溶胶流的感觉和/或感官特性或性质的各种材料)，包装材料，烟嘴端件，滤嘴元件，滤嘴棒外包纸和接装材料。这些成分的代表性类型描述于Llewellyn Crooks等人的美国专利申请公开第2007/0215167号，该文献通过参考完整地结合于此。
基材材料可以包含某种形式的烟草，并且可以由几乎所有的烟草材料提供。基材材料可以包含气溶胶，其可以是气溶胶整体件，或者可以是分散在任意的含有烟草的组合物中的颗粒。基材材料的形式可以变化。在一些实施方式中，基材材料基本上以传统的填料形式(例如烟丝填料)使用。基材材料可以其它方式形成为所需构造(例如，参见Conner等人的美国专利申请公开第2011/0271971号，该文献通过参考完整地结合于此)。基材材料可采用Pryor等人的美国专利第4,807,809号所述的那些类型的技术，以打皱网材(gatheredweb)或片材的形式使用，该文献通过参考完整地结合于此。基材材料可采用Raker等人的美国专利第5,025,814号所述的那些类型的技术，将网材或片材切成许多纵向延伸的绳线的形式使用，该文献通过参考完整地结合于此。基材材料可以具有松散轧制片材的形式，使得螺旋型空气通道纵向延伸通过气溶胶发生段。代表性的含烟草的基材材料类型可以由烟草类型的混合物制造；或可以由一种主要类型的烟草(例如，主要由白肋烟烟草组成的流延片材型或纸型复原烟草，或主要由东方烟草组成的流延片材型或纸型复原烟草)制造。
基材材料也可以用传统上用于制造卷烟的烟草添加剂类型进行处理，如加料和/或烟丝加香成分(casing and/or top dressing components)。参见例如Crooks等人的美国专利申请公开第2004/0173229号所述类型的成分，该文献通过参考完整地结合于此。
气溶胶形成材料与基材材料接触的方式可以变化。气溶胶形成材料可以施加到成形的烟草材料上，或者可以在制造这些材料的过程中掺入到被加工的烟草材料中。气溶胶形成材料可以溶解或分散在水性液体或其他合适的溶剂或液体载体中，并且喷洒到该基材材料上。参见例如Nestor等人的美国专利申请公开第2005/0066986号，该文献通过参考完整地结合于此。相对于基材材料的干重所采用的气溶胶形成材料的量可以变化。包括极高水平的气溶胶形成材料的材料可能难以使用常规类型的自动化卷烟制造设备加工成卷烟条。
因此，吸烟制品10产生的主气溶胶流包括气溶胶发生段51中气溶胶形成材料挥发所产生的烟草烟雾。对于每次吸抽，所提供的大部分主气溶胶流由气溶胶发生系统60产生。吸烟者可以抽吸吸烟制品以获得所需数量的吸抽。然而，当可抽吸材料55耗尽且热源40熄灭时，吸烟制品的使用就终止(即吸烟体验结束)。
通常，点烟端段可以通过如下过程制造：提供“双联(two-up)”点烟端段，将热源在“双联”段的各末端对齐，并且包裹对齐的部件以提供“双联”合并段。然后“双联”合并段以垂直于其纵轴切成两半，以提供两个合并段。或者，两个段可以对齐然后进行包裹，以提供合并段。
典型地，点烟端段可以通过如下提供：将气溶胶发生段与“双联”滤嘴元件的各端连接，从而提供“双联”合并段；并且分割“双联”合并段以提供两个合并的烟嘴端段。或者，合并段可以通过如下提供：将烟嘴元件段与“双联”气溶胶发生段的各端连接，从而提供“双联”合并段；并且分割“双联”合并段以提供两个合并的烟嘴端段。
可抽吸点烟端端、生热段、气溶胶发生段、含烟草段、烟嘴端件、以及前述的各种部件可以使用常规类型的烟草和制造卷烟部件的技术和设备、或者适当改进的卷烟和制造卷烟部件的设备来制造。亦即，各种组成部件和件可以使用卷烟和卷烟部件设计和制造领域和卷烟部件组织领域中技术人员已知的常规类型的技术进行处理并组装为卷烟。参见例如Baker等人的美国专利第5,052,413号、Baker等人的美国专利第5,088,507号、White等人的美国专利第5,105,838号、Barnes等人的美国专利第5,469,871号、Riggs等人的美国专利第5,551,451号以及Nestor等人的美国专利申请公开第2005/0066986号所述类型的部件构造、组成材料、组装方法和组装技术，这些文献均通过参考完整地结合于此。
多段部件的制造可以使用购自德国汉堡市虹霓机器制造公司(HauniMaschinenbau AG，Hamburg，Germany)的品牌名Mulfi或Merlin的类型的设备的组合，或者亨利希布哈特公司(Heinrich Burghart GmbH)的LKF-01实验室多滤嘴卷烟制造机(Laboratory Multi Filter Maker)进行。各种段和卷烟部件的组合还可以使用常规类型或适当改进的装置进行，例如来自Hauni-Werke Korber公司(Hauni-Werke Korber&Co.KG)的Lab MAX、MAX、MAX S或MAX 80捆扎装置的接装装置(tipping device)。也就是说，可以使用适当改进和设置的倾斜装置来供给(例如，使用托盘、料斗、轮子等)、对齐、接装(tipped)或以其它方式连接、细分、转动、传送、分离和收集(例如，使用托盘、带、料斗等)条、段和组合的段。参见例如Erdmann等人的美国专利第3,308,600号、Reuland等人的美国专利第4,280,187号、Heitmann等的美国专利第4,281,670号、Vos等人的美国专利第6,229,115号和Read,Jr的美国专利申请第2005/0194014号中所述的类型的装置和组合技术，这些文献均通过参考完整地结合于此。
在本发明吸烟制品中用于可抽吸材、绝缘材料、气溶胶形成材料、调味剂、包装材料、烟嘴端件(例如滤嘴元件)、滤嘴棒外包纸、和接装材料的构型和材料的类型和可以变化。该吸烟制品的部件的实施方式见述于Crooks等人的美国专利申请公开第2007/0215167号和Banerjee等人的美国专利申请公开第2007/0215168号，这些文献通过参考完整地结合于此。
对于空气稀释或通气的本发明卷烟，空气稀释或通气的量或程度可以变化。通常，用于空气稀释卷烟的空气稀释量大于约10％，常常大于约20％，经常大于约30％，并且有时大约约40％。在一些实施方式中，空气稀释卷烟的空气稀释上限为小于约80％，并且常常是小于约70％。如本文所用，术语“空气稀释”是通过空气稀释装置抽吸的空气体积与通过卷烟抽吸并离开卷烟烟嘴端部分的空气和气溶胶的总体积的比率(以％表示)。更高的空气稀释水平可能会降低气溶胶形成材料转移进入主烟气流的转移效率。
在一些实施方式中，本发明的卷烟呈现出所需的抽吸阻力。例如，示例性卷烟在17.5cc/秒的空气流下呈现出约50至约200mm水压降的压降。优选的卷烟在17.5cc/秒的空气流下呈现出约60至约180mm水压降的压降，在一些实施方式中则呈现出约70mm至约150mm水压降的压降。卷烟的压降值使用购自Filtrona仪器及自动化有限公司(FiltronaInstruments and Automation Ltd.)的Filtrona卷烟测试站(CTS系列)进行测试。
当抽吸时，本发明卷烟的优选实施方式产生了可接受的吸抽。该卷烟在FTC抽吸条件下用机器抽吸时，各卷烟的吸抽次数通常约超过6次，一般约超过8次。当该卷烟在FTC抽吸超过5次时，各卷烟的吸抽次数通常约超过15次，一般约超过12次。卷烟(例如，包括含碳燃料元件的卷烟，其没有位于中心或内部的纵向延伸的空气通道)呈现出FTC一氧化碳产量与FTC“焦油(tar)”的比率为约小于1，通常为约小于0.8，并且时常为约小于0.6。用于确定FTC“焦油”和FTC烟碱的技术见述于Pillsbury等人的J.Assoc.Off.Anal.Chem.,52,458-462(1969),该文献通过参考全文结合于此。用于确定FTC一氧化碳的技术见述于Horton等人的J.Assoc.Off.Anal.Chem.,57,1-7(1974),该文献通过参考全文结合于此。
由本发明卷烟产生的气溶胶是包含含有空气成分如蒸气、气体、悬浮颗粒等的那些卷烟。气溶胶成分可以通过对气溶胶形成剂进行蒸发而产生。由此，气溶胶可以包含会发的成分、燃烧产物(例如，二氧化碳和水)、以及不完全燃烧产物和热解产物。气溶胶成分还可以通过由燃烧某些形式的烟草(以及燃烧产生热量的任选的其它成分)的热量作用，由与燃烧的烟草材料和燃烧的其它成分处于热交换关系的物质产生。气溶胶成分还可以由于气溶胶发生段上的热量发生段的作用通过气溶胶发生系统产生。在一些实施方式中，气溶胶发生段的成分具有整体组成，并且位于在吸烟制品内，使得那些成分具有在其正常使用条件期间不会经历显著程度的热分解(例如，由于燃烧、闷烧或热解)的趋势。
本发明的吸烟制品可以进行包装用于分销、销售和使用。卷烟可以由用于R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds Tobacco Company)以品牌名称“Premier”和“Eclipse”投放商业市场的那些卷烟的方式进行包装。卷烟还可以由用于R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds Tobacco Company)以品牌名称“Camel Blackjack”投放商业市场的那些卷烟的方式进行包装。卷烟还可以由用于R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds TobaccoCompany)以品牌名称“Salem Dark Currents Silver Label”投放商业市场的那些卷烟的方式进行包装。包装的类型还见于Focke等人的美国专利第4,715,497号；Focke等人的美国专利第4,294,353号；Bouchard的美国专利第4,534,463号；Allen等人的美国专利第4,852,734号；Burrows等人的美国专利第5,139,140号；Keaveney等人的和美国专利第5,938,018号；英国专利第1,042,000号；Marx等人的德国专利申请公开第DE 10238906号；和Fagg等人的美国专利申请公开第2004/0217023号；Henson等人的2004/0256253号；和Mitten等人的2005/0150786号中所述，这些文献通过参考完整地结合于此。
实施例
实施例1：碳气溶胶的示例性制备
步骤1：凝胶的制备
通过将0.20g的Na2CO3溶解于100g的水中来制备催化剂溶液。在一个独立的容器中，将1.00克间苯二酚溶解于47.0g水中。向该溶液加入47g的甲醛溶液，随后加入2.41g的所制备的催化剂溶液。反应混合物密封并搅拌24小时。在24小时后，将反应混合物转移至80℃的烘箱中。凝胶在几小时至一天内凝固，并在烘箱中放置约3天。
步骤2：凝胶加工条件
取出凝胶，并且在3至5天的过程中完成将溶解换为丙酮、甲醇或异丙醇，交换溶剂至少一天一次。将凝胶置于超临界干燥机中。在2-3天的过程中进行液体CO2的交换。该过程将CO2加热至其临界点(31.1℃和72.9巴)至～45℃，同时保持～100巴的压力并以约7巴/小时的速率减压。
步骤3：热解方法
将来自步骤2的有机气溶胶在高温下使用熔融的石英工艺管在高温(最高1100℃)的管式炉中进行加热，例如，Lindberg Blue/MTMMini-MiteTM。使用端盖将气罐连接到石英管，并且还将石英管的另一端连接到排气管线。或者，凝胶可以在装备有温度计、陶瓷坩埚和管道配件的烘箱或高温箱式炉中进行加热，所述管道配件用于使得气罐输出适应炉输入以及炉外的排气管线。
将气溶胶置于石英管或管过的中心。如果使用管式炉，则石英管置于管式炉的中心以使得气溶胶为沿加热长度的一半。如果使用箱式炉，则尽可能将坩埚置于炉中心。连接氮气管线或氩气管线。如果使用石英管，则将端盖固定，并将气罐连接至管的一端。如果使用箱式炉，则供气管线连接至与炉连接的合适且密封的配件(例如，倒钩与NPT适配器(barb-to-NPT))。将排气管线连接至系统并且进入合适的通风口，例如，排气管或化学通风橱。将气罐打开。将调节器打开以允许空气流动。对于1″石英管，合适的流动速率为200sccm(标准厘米3/分钟)气体。如果不使用质量流量计，应只使用数psi来产生相对温和的流动。将炉温设定为600℃至1050℃(虽然400℃至1800℃的温度有效)。温度设定确定了热解程度(对于有机气溶胶，则确定了碳化和/或是石墨化程度)。一旦到达该温度，气溶胶即进行热解3至10小时。应注意，如果系统采用长时间升温至其温度设定点，应将该升温时间考虑在总热解时间中。快速加热炉如Mini-MiteTM用数分钟达到该温度，并且需要比花费1-3小时升温的大型箱式炉更长的在设定值下的浸泡时间(因为气溶胶在升温阶段的大部分时间内将高于可热解的温度)。将炉关闭，并在打开前冷却至约200℃或更低。将气罐关闭。
实施例2：碳气溶胶的制备
根据实施例1中所述的一般步骤来制备碳气溶胶，不同的是：在步骤2中，将凝胶置于异丙醇中，并交换5次。而且，超临界干燥在如下所述的超临界萃取仪进行。超临界CO2干燥法在Jasco超临界流体萃取仪上进行三天。将气溶胶起始材料置于不锈钢柱中，并在柱温箱中加热至32℃。微粒对气溶胶起始材料进行干燥，使用100％CO2作为干燥溶剂，在32℃和10MPa的恒定温度和压力下进行三次连续999分钟的运行。在三次运行完成后，在32℃和10MPa的恒定温度和压力下以0.7MPa/显示进行减压法。图2是超临界干燥后的气溶胶的照片。在该阶段，气溶胶非常轻，并且具有蔓越莓红色。
超临界干燥的气溶胶置于石英管中，并在氮气下插入炉中。将样品加热至800℃持续2小时，然后允许在氮气下冷却过夜。图3是热解后的气溶胶的照片。气溶胶非常轻并且是炭黑。产品研发可以在包括如下的应用中使用气溶胶技术：绝热体(insulation)、用于减少危害物质的基质载体(即催化剂)、过滤器(活性炭)和用于特定电子烟。
Claims (33)
1.一种吸烟制品，其包含：
烟嘴端部分；
生热段；
气溶胶发生段；以及
与气溶胶形成材料和调味剂中的一者或两者组合的气凝胶。
2.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶放置于气溶胶发生段附近。
3.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶放置于气溶胶发生段中。
4.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气溶胶放置于生热段附近。
5.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶放置于生热段中。
6.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气溶胶放置于烟嘴端部分附近。
7.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶放置于烟嘴端部分中。
8.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气溶胶发生段位于生热段的下游。
9.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶用气溶胶形成材料涂覆或浸渍。
10.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶用调味剂涂覆或浸渍。
11.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶放置成使得被抽吸通过吸烟制品的包含空气的气体流过所述气凝胶。
12.如权利要求11所述的吸烟制品，其特征在于，将气溶胶形成材料与所述气凝胶组合，以使得所述气体在所述气凝胶中的流过导致气溶胶加入所述气体中。
13.如权利要求11所述的吸烟制品，其特征在于，将调味剂与所述气凝胶组合，以使得所述气体在所述气凝胶中的流过导致调味剂加入所述气体中。
14.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述生热段包括热源。
15.如权利要求14所述的吸烟制品，其特征在于，所述热源包含含碳材料。
16.如权利要求14所述的吸烟制品，其特征在于，所述热源包含石墨。
17.如权利要求14所述的吸烟制品，其特征在于，所述热源包含铁。
18.如权利要求14所述的吸烟制品，其特征在于，所述热源包含氧化铝。
19.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述生热段放置成与所述气溶胶发生段具有热交换关系。
20.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶包含约0.5至约50重量％的吸烟制品。
21.如权利要求1所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶是二氧化硅气凝胶、金属氧化物气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、硫属化物气凝胶、含有纳米管的气凝胶、或金属气凝胶。
22.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶是多孔整体式的。
23.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶是多个颗粒。
24.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶用催化金属化合物浸渍。
25.如权利要求24所述的吸烟制品，其特征在于，所述催化金属化合物包含铁、铜、锌、铈、银以及它们的组合。
26.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶包含约1％至约20重量％的气溶胶形成材料。
27.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，所述吸烟制品包括气溶胶形成材料，该气溶胶形成材料包含甘油、丙二醇、或它们的组合。
28.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，所述吸烟制品包括调味剂，该调味剂包括有机酸、氨基酸、醇、醛、缩醛、酰胺、胺、酸酐、酯、醚、吡喃酮、酰亚胺、酮、内酯、酚、吡啶、喹诺酮、吲哚、吡嗪、二氢吡嗪、吡咯、硫化合物、草本植物、精油、提取物、烃、或他们的组合。
29.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，还包含催化剂段。
30.如权利要求29所述的吸烟制品，其特征在于，所述催化剂段位于所述生热段的下游且所述气溶胶发生段的上游。
31.如权利要求29所述的吸烟制品，其特征在于，所述气溶胶发生段位于所述催化剂段和所述生热段的下游。
32.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，所述气凝胶是热解间苯二酚-甲醛气凝胶。
33.如权利要求1～21中任一项所述的吸烟制品，其特征在于，所述烟嘴端部分限定了烟头咬嘴。
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