CN1700864A - 对香烟制品及其可点燃抽吸填充材料的改进 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括香烟材料的香烟制品，香烟材料包括三种主要成分，即不燃烧的无机填料、藻酸粘合剂、和气溶胶发生剂。将香烟材料与可以用外加湿润剂处理的烟草材料组合，提供气溶胶转移效率比例＞4.0的香烟制品。

Description

对香烟制品及其可点燃抽吸填充材料的改进
发明涉及可点燃抽吸的填充材料和包括所述材料的香烟制品(smoking articles)，可点燃抽吸的填充材料可以是烟草的替代材料。
为了减少认为与烟草等所述生物材料燃烧有关的潜在健康问题，提供减少其中生物材料量的可点燃抽吸填充材料一直是多年来的目标。为此目的，具有大量关于烟草替代材料或香烟替代材料的现有技术。所述替代材料的问题在于，随着香烟材料(smoking material)中可燃烧材料量的下降，替代材料的燃烧特性可能难于控制。为了控制燃烧速率，则需要将某些众所周知的燃烧改良剂例如燃烧填加剂(burn additives)，例如有机酸的碱金属盐类，例如乙酸钠或乙酸钾，或燃烧抑制剂例如氯化钙或氯化镁，加到烟草替代物或替代材料中。
US-4,109,664、国际专利申请公报WO 96/07336、和欧洲专利公报No.0 419 975，叙述了使用无机填充材料(有时是附聚的，例如在EP 0 419 975中的)、粘合剂、和气溶胶发生剂(aerosol generating means)的香烟材料，气溶胶发生剂包括气溶胶生成剂(aerosol forming means)。在这些文献中，没有一篇文献在所述材料用作香烟制品的可点燃抽吸填充材料时，将其与常规切割烟草对比，对气溶胶生成物(aerosol former)的转移效率作过任何叙述。在这些文献中，的确不曾预料到气溶胶生成物产生量的增加会稀释主流烟。例如在US 4,109,664的实施例中甘油量≤4％。此外，在这些文献中，没有一篇文献对无机填充材料的粒度作过任何叙述，也没有对香烟制品——其中包括包含所述无机填充材料的香烟材料——的静态燃烧速率和/或烟灰特性的有利影响作过任何叙述。而且，US4,109,664的片状材料在片生成过程中具有很差的可加工特性，即脆性。
本发明的一个方面是香烟材料的准备，在包括所述香烟材料的香烟制品中，香烟材料气溶胶生成物的转移效率大于包括用类似量气溶胶生成物处理的常规切割烟草的香烟材料。与只包括常规切割烟草的混合物相比，气溶胶生成物的转移效率比只包括本发明香烟材料的香烟材料混合物高40％以上是有利的。
此外，本发明的香烟材料包括不燃烧的无机填充材料是有利的，这种材料的平均粒度对香烟材料的燃烧特性具有有利的影响。
本发明的目的是提供包括一部分根据本发明的香烟材料的香烟制品，与烟产生量相当的常规香烟制品相比，这种香烟制品降低了主流烟成分的产生量。
本发明的另一个目的是提供包括包含根据本发明香烟材料的可点燃抽吸材料条和烟草烟过滤器元件的香烟制品，过滤器元件能明显降低所选择的主流烟成分，例如羰基化合物或氢氰酸，这种组合能增加某些主流烟成分的降低。
另一个目的是提供降低烟草特有的亚硝胺的香烟制品。
本发明的另一个目的是提供一种香烟材料，它对包括这种材料的香烟制品的一种或多种味道、烟的风味、或烟灰特性具有积极的影响。
另一个目的是提供在吸每口烟的基础上，控制包括新香烟材料的香烟制品气体产生量的方法。
另一个目的是提供控制具有预定配方的香烟材料静态燃烧速率的方法。
本发明提供包括不燃烧的无机填充材料、藻胶粘合剂、和气溶胶发生剂的香烟材料。
本发明的香烟材料包括不燃烧的无机填料、粘合剂、和气溶胶发生剂作为其主要成分是有利的。这三种成分优选总共包括至少85重量％的香烟材料，优选＞90％，甚至更优选总共≥约94重量％。这三种成分甚至可以是100％的香烟材料。
其余的成分优选例如一种或多种着色剂、木浆等纤维、或香料。其它的少量成分材料是本领域的技术人员所熟悉的。因此就其组成而言，香烟材料是非常简单的薄片
本申请使用的术语“香烟材料”，系指能在香烟制品中使用的任何材料。不一定系指材料本身一定会保持燃烧。通常将香烟材料制成薄片，然后切割。然后可以将香烟材料与其它材料混合，生产可点燃抽吸的填充材料。
本发明还提供包括卷制成条的可点燃抽吸填充材料的香烟制品，可点燃抽吸的填充材料由包括香烟材料的混合物组成，香烟材料包括不燃烧的无机填料、藻酸粘合剂、和气溶胶发生剂，香烟制品的气溶胶转移效率比例＞4.0。
本申请使用的气溶胶转移效率，是以烟中的气溶胶百分率除以可点燃抽吸填充材料中的气溶胶百分率计量的。
气溶胶转移效率优选＞5，更优选＞6。
可点燃抽吸的填充材料可以包括由≤75重量％根据本发明的香烟材料组成的混合物。
无机填充材料的存在量优选60％-90重量％，更优选＞70重量％。无机填充材料的存在量为最终片状材料的约74重量％是有利的，但可以以更高水平存在，例如为最终片状材料的80重量％、85重量％、或90重量％。
不燃烧的填料包括一部分平均粒度为500μm-75μm的材料是有利的。
无机填料的平均粒度优选400μm-100μm，优选＞125μm，更优选＞150μm。平均粒度为170μm或约170μm是有利的，可以为170μm-200μm。该粒度与在代用烟制品中对食品级无机填充材料通常使用的粒度——即粒度约2-3μm——不同。对每种个别无机填料所遇到的粒度，可以为1μm-1mm(1000μm)。可以将无机填充材料研磨、磨碎、或沉淀到所需的粒度。
无机填充材料是一种或多种珠光岩、氧化铝、硅藻土、碳酸钙(白垩)、蛭石、氧化镁、硫酸镁、氧化锌、硫酸钙(石膏)、氧化铁、浮石、二氧化钛、铝酸钙或其它不溶性的铝酸盐、或其它无机填充材料。这些材料的适宜密度为0.1-5.7g/cm3。无机填充材料的密度＜3g/cm3是有利的，优选＜2.5g/cm3，更优选＜2.0g/cm3，甚至更优选＜1.5g/cm3。希望无机填料的密度＜1g/cm3。密度较低的无机填料降低了制品的密度，因此改善了烟灰特性。
如果使用无机填充材料的组合，则一种或多种填料是小粒度的可能是合适的，另一种填料可以是大粒度的，各种填料的比例达到所需的平均粒度是适宜的。在可点燃抽吸的填充材料中，使用烟草和香烟材料的适宜混合物可以使成品香烟达到所需的静态燃烧速率。
无机填充材料优选不是附聚形式的。在使用之前，无机填充材料应该几乎不需要预处理，除了粒度分级以外。
粘合剂的存在量优选为最终填充材料的约5-13重量％，更优选＜10重量％，甚至更优选＜8重量％。粘合剂≤最终片状材料的约7.5重量％是有利的。
如果粘合剂是藻酸盐和非藻酸盐粘合剂的混合物，则粘合剂优选由至少50％藻酸盐，优选由至少60％藻酸盐、和甚至更优选由至少70％藻酸盐组成是有利的。当使用非藻酸盐粘合剂时，所需的组合粘合剂量可以适当减少。随着组合粘合剂量的减少，增加粘合剂组合物中的藻酸盐量是有利的。适宜的藻酸粘合剂包括可溶性的藻酸盐，例如藻酸铵、藻酸钠、藻酸钠钙、藻酸钙铵、藻酸钾、藻酸镁、三乙醇胺藻酸盐、和藻酸丙二酯。也可以与藻酸粘合剂组合使用其它的有机粘合剂，例如纤维素粘合剂、树胶、或凝胶。适宜的纤维素粘合剂包括纤维素和纤维素衍生物，例如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、或纤维素醚。适宜的树胶包括阿拉伯树胶、茄替胶、黄芪胶、刺梧桐树胶、刺槐豆胶、金合欢胶、瓜耳胶、温柏子胶、或黄原酸胶。适宜的凝胶包括琼脂、琼脂糖、角叉菜聚糖、furoidan、和furcellaran。也可以使用淀粉作为有机粘合剂。可以参照手册例如E.Whistler所著工业树胶(Industrial Gums)(学术出版社(Academic Press))选择其它适宜的树胶。
较优选藻酸粘合剂作为粘合剂的主要部分。由于它们燃烧时的中性味道特性，在本发明中优选藻酸盐。
气溶胶发生剂的存在量优选5-20重量％，更优选＜15重量％，甚至更优选＞7重量％，甚至更优选＞10重量％。气溶胶发生剂优选＜13％。最优选气溶胶发生剂为最终片状材料的11重量％-13重量％，为约11.25重量％或12.5重量％是有利的。选择适宜的气溶胶发生剂量与包括香烟制品可点燃抽吸填充材料的混合物中存在的烟草材料量组合。例如在包括高比例的片状材料以及低比例的烟草材料的混合物中，其中的片状材料可能需要较低加料水平的气溶胶发生剂。另外，在包括低比例的片状材料以及高比例的烟草材料的混合物中，其中的片状材料可能需要较高加料水平的气溶胶发生剂。
适宜的气溶胶发生剂包括选自多元醇，例如甘油、丙二醇、和三甘醇；酯类，例如柠檬酸三乙酯或甘油三乙酸酯；高沸点的烃类；或非多元醇类，例如二元醇类、山梨醇、或乳酸等的气溶胶生成剂。可以使用气溶胶发生剂的组合。气溶胶发生剂的其它作用是对片状材料的增塑作用。适宜的其它增塑剂包括水。
可以给片状材料适当地充气。由浇注浆液形成具有微孔结构的片状材料。
封闭气溶胶发生剂或封闭气溶胶发生剂的一部分是有利的，优选进行微封闭(micro-encapsulated)，或以某种其它方式进行稳定。在所述的情况下，气溶胶发生剂的量可以高于给定范围。
香烟材料包括使材料变暗的着色剂和/或赋予特定风味的香料是有利的。适宜的香料或着色剂材料包括例如可可粉、甘草、焦糖、巧克力、或乳脂糖。也可以使用磨细的粉状或均匀的烟草。也可以使用被批准的工业食品着色剂，例如E150a(焦糖)、E151(亮黑BN)、E153(植物碳)、或E155(棕HT)。适宜的香料包括例如甲醇和香草醛。其它的浇注材料也是适宜的。另一方面，蛭石或其它无机填充材料的存在，可以使香烟材料具有较暗的颜色。
着色剂的存在量优选为最终香烟材料的0-10重量％，可以为5-7重量％。着色剂小于最终香烟材料的7重量％是有利的，优选＜6重量％，更优选＜5重量％。大多优选使用的着色剂＜4重量％，＜3重量％，和＜2重量％。可可粉存在的适宜量可以为最终香烟材料的0-5重量％，甘草的存在量可以为最终香烟材料的0-4重量％。例如当着色剂是可可粉或甘草时，能获得所需颜色的片状材料，可可粉的最小量为最终香烟材料的约3重量％，甘草为约2重量％。类似地，焦糖存在的适宜量可以为最终香烟材料的约0-5重量％，优选＜约2重量％，更优选约1.5重量％。其它适宜的着色剂包括糖蜜、麦芽提取物、咖啡提取物、茶叶香膏、圣约翰面包(St.John’s Bead)、洋李提取物、或烟草提取物。也可以使用着色剂的混合物。
也可以加入香料改变香烟材料的味道和风味特性。
另一方面，如果使用食品染料，其存在量≤最终香烟材料的0.5重量％是有利的。另外，在生产出片状材料之后，可以将着色剂粉末撒到片状材料中。
可以加入纤维，例如纤维素纤维，例如木浆、亚麻纤维、大麻纤维、或内皮纤维，提供具有一种或多种具有较高强度、较低密度、或较高填充值的片状材料。如果加入，纤维的存在量可以为最终片状材料的0.5-10重量％，优选＜5重量％，甚至更优选＜约3重量％。在片状材料中没有任何纤维材料如纤维素的或其它的纤维材料存在是有利的
香烟材料是不含烟草的片状材料是有利的。
应当理解，在混合物中包括高水平的片状材料，例如大于混合物的75重量％，混合物的燃烧性能较差。这可以通过例如在香烟材料中包括低水平的——5-10％——粒状碳来克服。碳优选不是附聚的含碳材料，即碳未与另一种材料混合进行预处理生成附聚物。
优选将香烟材料与烟草材料混合提供可点燃抽吸的填充材料。优选混合物中的烟草材料成分是高质量的叶片等级。烟草材料的大部分是切割的烟草是有利的。烟草材料可以包括高级展平过程(high order expansionprocess)——例如DIET等——展平20-100％的烟草。所述材料的填充率一般为6-9cc/g(参见例如GB1484536或US 4,340,073)。
除了叶片之外，混合物优选包括＜30％的其它混合物成分，其它混合物成分是切割的辗压梗(CRS)、水处理过的梗(WTS)、或蒸汽处理过的梗(STS)、或重新制成的(reconstituted)烟草。优选其它成分包括＜20重量％的最终烟草材料，更优选＜10重量％，甚至更优选＜5重量％。
根据本发明的香烟制品适合包括用气溶胶发生剂处理的烟草材料。可以用气溶胶发生剂处理烟草材料，但这并不是对所有烟草材料和片状材料的混合物都是必须的。在烟草中加入的气溶胶发生剂量为烟草的2-6重量％。处理后，在烟草材料和片状材料混合物中的气溶胶发生剂总量为可点燃抽吸材料的4-12重量％是有利的，优选＜10重量％，更优选＞5重量％。
烟草材料还可以包括包装材料，如果混合物是US混合物，在混合物的其余部分上有或没有轻度包装的情况下，包装是在混合物的Bueley部分上的正常包装。
烟草材料可以是按照在US-5,803,081、6.135.121、6,338,348或6,202,649(在此将这些专利引入作为参考)中所述的方法处理的烟草，降低了烟草特有的亚硝胺(TSNA)。根据本发明包括所述烟草的香烟制品，可以比目前市场上包含所述烟草的制品具有更低的TSNA含量。包括一部分这种烟草的香烟制品，增加了进一步降低烟草特有的亚硝胺水平的作用。烟草特有的亚硝胺包括N-亚硝基降烟碱(NNN)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)、N-亚硝基假木贼碱(NAB)、和4-(N-亚硝基甲氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)。
适合本发明的另一些烟草材料是在国际专利申请公报WO 00/02464或US-5,311,886和5,560,097中所述的用酶处理过的烟草，在此引入这些专利作为参考。后二份专利叙述了在使用或不使用表面活性剂的情况下使用酶(蛋白酶)从烟草中除去蛋白质。国际专利申请叙述了使用漆酶代替聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)，从用水提取获得的提取物中除去多元酚。
包括根据本发明的香烟材料和烟草材料的水平为25∶75(香烟材料∶烟草)-75∶25是有利的，优选50∶50-60∶40，为约60∶40是有利的。该比例也可以是50∶50或50∶45，根据烟成分所需的稀释作用而定。然而，为了不显著地减少烟成分，包括根据本发明的香烟材料和烟草材料的水平可以为10∶90-25∶75。其中包括香烟材料或烟草以5％的增量比例增加或减少。我们已经发现，在只将气溶胶生成物施加到切割烟草中的情况下，即使在这些水平下也能改善气溶胶的转移效率。
烟草材料和片状材料混合制品的密度可以高达300-360mg/cm3，可以为320-350mg/cm3。选择烟草材料和香烟材料片的数量，获得制品密度＜300mg/cm3是有利的。烟草和片状材料混合制品的密度，优选在常规制品的范围内，即约220-240mg/cm3。
采用本发明可以获得一种产生量(deliveries)范围。为了将产生量降低到＜9mg NFDPM，在根据本发明的香烟制品中采用通气(ventilation)可能是有利的。产生量可以为2-6mg NFDPM，例如3、4、或5mg。该产生量包括由气溶胶生成物产生的量。另一方面，或除此之外，为了减少烟成分的产生量，可以改变可点燃抽吸填料的混合物，增加根据本发明的香烟材料量。通气程度＞30％是适宜的，＞40％是有利的，可以≥约50％。优选滤嘴纸(Tipping paper)是预穿孔的。
卷制香烟制品的卷制材料(wrapper)可以包括燃烧添加剂，例如柠檬酸钠和/或柠檬酸钾等。其它适宜的燃烧添加剂，例如乙酸和酒石酸等的钠盐或钾盐，例如磷酸二氢铵和磷酸氢二钠，都是技术人员已知的。燃烧添加剂的存在量为卷制材料的0.5-2.5重量％是有利的。卷制材料的基本量(basis weight)可以为20-40g/m2。
香烟制品也可以具有略微缩短的周长，周长为22-25mm是有利的。也可以使用进一步缩短的周长，例如＜22mm。
本发明还提供一种香烟制品，其中包括一部分根据本发明的香烟材料，另外还包括过滤器元件，过滤器元件可用于选择性地降低烟中某些主流烟成分。特别是降低主流烟的挥发性和半挥发性成分。
与具有相同粒状物产生量的常规香烟制品相比，显著降低羰基化合物是有利的。
优选过滤器元件包含粒状材料，例如粒状的碳，粒状碳是适活性炭是适宜的。对于下面所述的Trionic过滤器的一般吸收剂，活性碳可以是下面所述的任一种碳。包含粒状材料的过滤器可以是双重过滤器，其中包括例如醋酸纤维素的嘴部分和在过滤器烟草端的dalmatian条(dalmatian rod)。纸部分也可以形成复式过滤器的一部分。另外，过滤器可以是按照在英国专利2249936说明书中所述的称作活性碎屑过滤器(Active Patch tilter)的过滤器结构设计(由Filtrona International生产的)生产的过滤器，在另一方面，过滤器元件可以是空穴过滤器(cavityfilter)，其中包括两端部分以及包含粒状材料的中央空穴。
另外，过滤器元件可以是在2001年8月1日提交的序号为60/309,388和60/309,435的共同未决的美国临时专利申请中所述的有选择性降低的过滤器，称作“Trionic过滤器”(参见本发明附图1-3)。图1所示的过滤器包括三重过滤器(130)，第一部分上游过滤器(136)与烟草条(20)邻接，是选择性的吸附剂材料，第二部分中央过滤器(134)是一般的选择性吸附剂材料，位于下游或嘴端的第三部分过滤器(132)通常是常规纤维部分，例如醋酸纤维素部分。这三部分由卷在填塞物上的卷制材料(plugwrap)(135)连接。所述的配置使预定的烟成分达到协同降低。在另一方面，可以颠倒一般选择性吸附剂材料部分(134)和选择性吸附剂材料部分(136)的位置，如图2所示。
选择性吸附剂材料优选选自具有表面官能性的树脂，每种树脂基本上由具有足够吸附特定烟成分的表面积的惰性载体组成。选择性吸附剂优选离子交换树脂，例如Duolite A7(可从美国宾夕法尼亚州19137费城Richmond街5000号罗姆哈兹公司(Rohm & Haas)购买)，或具有类似官能团和结合亲合力的材料。Duolite A7具有酚醛树脂骨架，是用伯和仲胺基团表面官能化的，从而增强了树脂对烟草烟中存在的醛类和氢氰酸的特效性。
选择性吸附剂具有足够大的表面积是有利的，以确保在扩散阻力最小的情况下迅速到达表面上的官能位置。例如表面积＞约35m2/g的树脂就能吸附烟成分，条件是封装的树脂不能太多，以致当烟气流通过过滤器时阻止烟气流通过。此外，具有较大表面积的材料证明，假如当吸附剂分散在过滤器的填塞物(plug)中时，可能出现增塑剂覆盖一部分表面的情况，其性能也不会有引人注目的下降。
在特效程度不高的情况下，一般吸附剂选自能吸附烟成分的表面积较高的材料是有利的。适宜的一般吸附剂可以选自活性炭、活性椰壳炭、活性煤基碳或炭、沸石、硅胶、海泡石、氧化铝(活性或非活性的)、含碳树脂、或它们的组合。适宜的煤基碳的实例是由半无烟煤制造的碳，其密度比椰壳基炭高约50％(可从华盛顿州、宾夕法尼亚州匹次堡的Calgen Carbon购买)。适宜的含碳树脂的实例是从磺化的苯乙烯二乙烯苯热分解获得的树脂，例如Ambersorb 572或Ambersorb 563(可从罗姆哈兹公司购买)。为了提高一般吸附剂的效率，可以任选在一般吸附剂部分中包括金属氧化物或其它金属基络合物，或将它们浸渍到一般吸附剂部分上。
可以将一般吸附剂和选择性吸附剂分散在整个纤维过滤器的填塞材料中，即成为dalmatian过滤器(如图1和2所示)，也可以将它们填充在纤维过滤器的填塞材料中，成为封闭的填充床，或封装在吸附剂材料的薄层部分内，即填充在二个或三个邻接的纤维过滤器填塞物(142)之间的空穴部分内，或填充在限制在纤维过滤器填塞物之间的空穴或孔穴内(如图3所示)。对于各种不同的过滤效果，所述的床或薄层部分(144，146)也可以与dalmatian部分成交指状组合(inter-digitated)。
每种吸附剂材料的加料水平为10-80mg，优选20-60mg，最优选至少40mg，视每种被过滤成分所需的过滤效果而定。在过滤器中这二种吸附剂的总加料水平为60-110mg。
位于嘴端的过滤器填塞物可以由各种材料制造，例如醋酸纤维素丝束、纤维素、纸、棉花、聚丙烯网、聚丙烯丝束、聚酯网、聚酯丝束、或它们的组合。
此外，可以选择过滤器填塞物部分的压降和/或机械过滤效率，获得所需的香烟机械学和过滤特性，它们是所需的具体制品设计所要求的。
可点燃抽吸的填充材料和过滤器元件的组合能提高许多主流烟成分的降低，特别是羰基烟成分，例如甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、甲基乙基酮、和丁醛；酚类，例如苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻苯二酚、间苯二酚、和氢醌；芳香族胺类，例如1-氨基萘、2-氨基萘、3-氨基萘、和4-氨基萘。也适当地降低了氢氰酸。
当对不含尼古丁的干粒状物(NFDPM)标准化时，许多上述化合物降低的百分率≥15％，优选≥20％，甚至更优选≥25％，对于某些化合物可以高达≥30％，≥35％，甚至≥40％。对于包含一部分烟草和一部分根据本发明的香烟材料的某些混合物，降低可＞60％。
适合本发明使用的另一种过滤器结构是在我们共同未决的国际专利申请PCT/GB02/005603中所述的结构。其中所述的过滤器包括由均匀的过滤材料制成的过滤器填塞物(16)，卷制在过滤器填塞物(16)外面的填塞物卷制材料(18)，周边上沿过滤器填塞物(16)纵向延伸的有间隔的凹槽，将过滤器元件(14)与烟草条(12)连接起来的通气的滤嘴纸，开在烟草条(12)侧面上的许多凹槽(20)，这些凹槽只继续延伸到过滤器元件(14)长度的一部分，因而没有达到过滤器元件(14)的嘴端，所述的凹槽(20)相对过滤器轴轴向排列，轴向延伸的凹槽(20)使空气通过覆盖的滤嘴纸通到过滤器元件中，使任何延伸到嘴端的凹槽都不通气。
这种开槽配置能使空气进入延伸到烟草端的凹槽，然后再引导到嘴端。结果是降低了CO/焦油的比例。与选择性降低蒸气相的粒状添加剂组合，可以显著降低蒸气相成分。
此外，已经观测到，包括根据本发明的香烟材料的香烟制品引燃性能(ignition propensity)明显降低。将点燃的香烟放在瓦特曼(Whatman)滤纸或帆布织物上后，按照NIST引燃性能标准检测方法(在下面叙述)检测，与继续燃烧的对比香烟相比，所有的试样都熄灭。
本发明还提供控制香烟制品静态燃烧速率的方法，其中香烟制品包括用卷制材料卷制的条状可点燃抽吸填充材料，所述的可点燃抽吸填充材料包括一部分香烟材料，其中包括不燃烧的无机填充材料、藻酸粘合剂、和气溶胶发生剂，所述的无机填充材料包括一部分平均粒度为500μm-20μm的材料，选择无机填充材料的粒度，能提供所需的静态燃烧速率，和/或选择与可点燃抽吸填充材料混合物中的烟草材料量组合的香烟材料量，提供所需的静态燃烧速率。
申请人还发现，对于给定配方，可以采用仔细选择无机填充材料粒度的方法，改变本发明香烟材料的静态燃烧速率，而不需改变这种配方。对制品开发人员和香烟设计人员而言，这是一种有效的新工具。此外，包括根据本发明的香烟材料的香烟制品，烟的味道和风味特性和/或物理特性基本上受无机填料粒度选择的控制。
包括根据本发明的片状材料的香烟制品，静态燃烧速率优选3mm/min-8mm/min。静态燃烧速率更优选4-7.5mm/min。静态燃烧速率最优选4-6mm/min。
香烟制品可以使用二种香烟纸卷制，一种比另一种厚，较厚的一种通常是外层纸。
另外或此外，香烟制品的卷制材料可以是非纸的卷制材料，例如在国际专利申请公报WO 96/07336和WO 01/41590中所述的卷制材料。所述的卷制材料有助于降低侧流(sidestream)烟成分，但仍能提供与常规制品相似的燃烧和灰化特性，即卷制材料容许香烟制品烧光，烟灰的状态与常规制品相似。卷制材料可以包括具有预定形状的粒状陶瓷填料、粘合剂、任选的燃烧添加剂、和任选的烟灰改良剂，所述粒状陶瓷填料的存在量为生产卷制材料的浆体中干材料的50-95重量％。陶瓷填料的粒度为2-90μm是有利的，更优选2-75μm，甚至更优选25-70μm。平均粒度优选＞30μm，更优选＞35μm，甚至更优选＞40μm。平均粒度为约50μm看来是非常有利的。
优选陶瓷填料具有规则或不规则的非片状颗粒形状。陶瓷填料是不溶性的或溶解度低的金属氧化物或金属盐类是有利的。陶瓷填料优选是热稳定的金属氧化物或金属盐类。陶瓷填料可以是技术人员已知的具有必要粒度的一种或多种氧化铝、二氧化硅、硅铝酸盐、碳化硅、稳定化的和未稳定化的氧化锆、锆石、石榴子石、长石、或其它材料、或被磨碎到必要粒度或形状的其它适宜的陶瓷材料。
陶瓷材料的存在量优选大于生产卷制材料的浆体中干材料的40重量％，更优选存在量为50-95重量％，更优选70-90重量％，甚至更优选70-87.5重量％。
陶瓷填料是非活性填料是有利的，因而表面积低，不过活性陶瓷填料也能在本发明中使用。
优选粘合剂是有机粘合剂，有机粘合剂选自一种或多种藻酸盐，例如藻酸钙，藻酸丙二酯，树胶，纤维素(改性的或天然的)，果胶或含果胶的粘合剂，淀粉，或这些粘合剂的I或II族金属盐类，例如羧甲基纤维素钠或藻酸钠。
此外或另外，粘合剂是能将陶瓷填料颗粒胶接起来的无机粘合剂可能是有利的。无机粘合剂优选活性无机材料。无机粘合剂可以是一种或多种活性氧化铝、硅酸铝、硅酸镁、或惰性粘土。
无机粘合剂的粒度范围优选2-90μm，更优选2-50μm，甚至更优选2-15μm。适宜的无机粘合剂是疏水性的。
优选粘合剂的存在量大于生产卷制材料的浆体中干材料的2重量％，优选3-30重量％，更优选＜20重量％，甚至更优选＜10重量％。最优选粘合剂为3-10重量％。所选择的陶瓷填料和粘合剂量，视所选择的粘合剂的粘合性质而定。
燃烧添加剂通常在卷制材料中的重量大于纸卷制材料的重量。优选燃烧添加剂的存在量为生产卷制材料所用的浆体中干材料的1-15重量％，更优选＜10重量％，甚至更优选＜5重量％。燃烧添加剂的范围最优选2-5重量％。优选燃烧添加剂是燃烧促进剂。适宜的燃烧添加剂可以选自一种或多种I或II族金属的盐类，例如乙酸盐、柠檬酸盐、和技术人员已知的其它燃烧促进剂。
烟灰改良剂的存在，能在陶瓷填料颗粒之间提供搭桥手段或改进填充的手段。本发明把准备(provision)能燃烧掉并能象常规香烟制品一样灰化的卷制材料作为目标。卷制材料的成分，特别是陶瓷填料和烟灰改良剂，它们的粒度和形状应使它们在卷制材料中的组合能在燃烧之前提供必要的强度，但在燃烧过程中丧失所述的强度，对燃烧的制品提供可接受的灰化。
适宜的无机烟灰改良剂具有片状形态，将其与陶瓷填料混合，以控制透气性、灰化强度、颜色、和燃烧性能。烟灰改良剂是任选的，但在卷制材料中的存在量为0-5％是有利的。这些具有适宜片状形态的材料与形状较圆的陶瓷填料相比，其中包括一种或多种云母、白垩、珠光岩、和粘土，例如蛭石、高领土、和滑石等。这些材料也适合用作陶瓷填料，条件是将它们磨碎到适宜的粒度和形状。
另外，烟灰改良剂可以是粒度非常小的材料，使它们的颗粒能够填补较大的陶瓷填料颗粒之间的空隙。
卷制材料是透气的是有利的，优选透气率(permeability)＜200CU(Coresta单位)，优选2-100CU。更优选卷制材料的透气率为5-50CU，可以＜10CU。
卷制材料的密度应为0.5-3.0g/cm3，优选0.8-1.2g/cm3，更优选约1.0g/cm3，并应具有能经受住手工处理的拉伸强度。卷制材料能保持厚度为0.2-0.6mm是有利的。
为了能迅速理解和容易实施本发明，现在参看下面的示意图，其中：
图1、2、和3示出在根据本发明的香烟制品中使用的过滤器元件，和
图4和5以曲线形式示出表4的结果。
                        实施例1
称量3kg干配方制备根据本发明的香烟材料，该配方由74％的白垩(无机填充材料)、12％的甘油(气溶胶发生剂)、8％的藻酸钠(粘合剂)、4％的可可粉、和2％的甘草(着色剂/香料)组成。在白垩、甘油、可可粉、和甘草的干混合物中逐渐加入8L水。再往与水的混合物中加入藻酸盐。采用Silverson混合器混合混合物，直到浆体达到适宜的粘度(30,000cp)为止。然后浇注浆体，生产1mm厚的湿片，采用鼓式干燥机干燥浇注物。采用切碎机以37cpi(每英寸37列)将该材料切碎，与切割的烟草混合制成香烟。香烟是用50CU的纸卷制的，长84mm，其中包括27mm的过滤器。表1详细列出所用白垩的组成和物理特性。当所有的薄层混合料都由烟熏的白菜烟和优等烟(Oriental grades)组成时，使用的对比香烟包括100％的烟草混合物，40％的总混合物是DLET展平烟草(expanded tobacco)。每一组实验香烟都包括40％的烟草和60％根据本发明的香烟材料片的混合物。在ISO的标准机器吸烟条件下吸这些香烟，根据ISO的标准机器吸烟条件，每分钟吸一口烟，每口烟吸2s 35cmu3。
                                          表1
  S479   S480   S481   S482   S483   S484
  密度(mg/cm3)白垩类型白垩平均粒度   324100％V 100250μ   315100％V100250μ   321100％V60100-80μ   30850％是沉淀的50％V100-   312100％是沉淀的2μ   184--
  在混合物中包括的烟草水平(％)吸烟口数静态燃烧速率(mm/min)   407.44.72   407.15.09   407.35.19   405.26.95   405.17.07   1005.06.53
从表1可以看到，随着粒度的降低，香烟制品的静态燃烧速率增加。使粒度最佳化和使用不同粒度的混合物会给香烟设计人员提供有效的新工具。
                          实施例2
生产另一些本发明的香烟材料试样。这些试样使用不同粒度的白垩。在制成片以后，将本发明切割的香烟材料与混合的切割烟草材料混合。将与S568中相同的烟草混合物按100％的水平混合成对比混合物。使用该材料生产周长24.7mm、长度83.5mm、以及醋酸纤维素过滤器21mm的香烟。对于每种香烟，纸的透气率均为50CU。所有的香烟都在22℃±1℃和60％RH(±2％)下调整最少48h。采用Filtrona自由燃烧速率机(FBR100)测定它们的静态燃烧速率。获得的数据如下。
                                     表2
编号 白垩粒度   在与烟草的混合物中包括片的水平   密度(mg/cm3) 静态燃烧速率(在调整之后)
  s/40mm   mm/min
  S483S563S564S565S567S568   沉淀的白垩V40V60V100V100烟草混合物   60％60％60％60％10％0％   312334320320214191   282.8479.7471.2491.2414.3375.1   7.075.005.094.895.796.40
表2的数据表明，烟草混合物是燃烧最快的材料。随着白垩粒度的增大，静态燃烧速率下降。此外，随着混合物中香烟材料量的降低，整个混合物的静态燃烧速率增加，这些数据支持了实施例1的结果。
                       实施例3
另一种片状材料是由鼓式浇注机(drum)浇注配方制备的，该配方由78.5％的白垩、12.5％的甘油、7.5％的粘合剂、和1.5％的焦糖(E150a)组成。白垩的平均粒度约170μm。这种片状材料具有可接受的发烟燃烧特性和物理特性，例如灰化特性。静态燃烧速率为？？mm/min。
                        实施例4
另一种片状材料是由鼓式浇注机浇注配方制备的，该配方由75.25％的白垩、11.25％的甘油、7.5％的粘合剂、4％的可可粉、和2％的甘草组成。白垩的平均粒度约170μm。这种片状材料也具有可接受的发烟燃烧特性和物理特性，例如灰化特性。静态燃烧速率为4.72mm/min。
                        实施例5
生产三组香烟。S295条长83.5mm，周长24.7mm，过滤器长20mm，密度199mg/cm3。S384和S382条长84mm，周长24.7mm，过滤器长20mm，密度分别为229mg/cm3和340mg/cm3。一组包括100％的烟草(根据实施例1的烟草)，第二组包括使用100％V100白垩的片状材料，第3组包括使用100％沉淀白垩的片状材料。片状材料的配方与实施例4相同。
                                      表3
  S295(100％烟草)   S384(100％V100白垩) S382(100％沉淀的白垩)
  混合物的燃烧热(Kcal/cig) 1.8 1.7 1.5
  周边燃烧(℃)   在每口烟之间的发烟燃烧时   767.8   762.0 765.6
  在吸烟时   866.9   820.8 883.3
  内部热解(℃)   在每口烟之间的发烟燃烧时   731.2   690.4 653.4
  在吸烟时   754.6   709.5 731.0
从表3可以清楚地看出，根据本发明的香烟制品，尽管包含的可点燃抽吸填充材料包括60％根据本发明的片状材料，但仍保持与包括100％烟草的香烟相同或类似的燃烧机制，这是令人感到意外的。
                        实施例6
为了研究本发明的片状材料与烟草混合时的气溶胶转移效率(ATE)，制备一系列的试样，与用不同水平的湿润剂处理的切割烟草对比。
生产一组US混合香烟(香烟编号为B W007)，其中包括100％的烟草。试样BW-007-2、BW-007-3和BW-007-4的密度分别是264、263、和264mg/cm3。混合物上的甘油量为约4％-约12％。也采用40％类似的烟草混合物与60％根据本发明的香烟材料混合，制备一系列的试样(试样S480、S408、S481、S479、S559、S483、和S407)。在烟草和片状材料混合物上的甘油总量为约3.5％-约8％。这些特定混合物的烟草部分不加甘油。这些试样的密度分别为315、207、321、324、320、312、和227mg/cm3。采用烟熏的烟草按与根据本发明的香烟材料相同的比例40∶60制备另一组试样(试样S619、S623、S621、S549、和S620)。这些试样的密度分别为333、299、320、328、和255mg/cm3。在下面的表4中示出所获得的数据。
                                       表4
香烟类型  香烟编号/片状材料ID   混合物中的甘油％   NFDPM(mg/cig)   烟中的甘油(mg/cig)   烟中的甘油％   GTE比例
  烟草上的甘油  BW007-2BW007-3BW007-4   4.216.6111.83   9.169.5810.15   1.842.713.29   20.0928.2932.41   4.774.282.74
新片制的香烟  S407S408S479S480S481S483S549   6.286.286.885.986.787.166.88   6.665.8712.1511.1311.138.917.24   2.512.415.094.474.623.522.40   37.6941.0641.8940.1641.5139.5133.15   6.006.546.096.726.125.524.82
  S559S619S620S621S623   6.637.543.777.767.54   6.8013.4113.4313.1712.06   2.775.692.204.924.77   40.7442.4316.3837.3639.55   6.145.634.354.815.25
从表1可以看出，对于对比试样100％的烟草混合物，气溶胶的转移效率——在这种情况下的甘油转移效率，随混合物中甘油的增加而下降。与其相比，除一个试样(S620)——该试样初始混合物中的甘油百分率较低——以外，本发明香烟的GTE比对比试样100％烟草的香烟高。对于甘油加料水平相似的试样(S559对BW-007-3)，S559可以获得的GTE增加比烟草对比试样高43％。与对常规100％烟草混合物甘油加料水平的GTE 4.28或4.77相比，在S620的混合物中甘油的加料水平较低(3.77％)，但却能获得与其相当的GTE(4.35)，这表明采用本发明时甘油的使用效率较高。
在本发明的附图4和5中，用曲线示出表4的数字。
                        实施例7
在ISO标准的机器吸烟条件下，对实施例6中使用的一个试样即S479进行主流烟测定。如上所述，S479是US混合类型的制品，所以使用100％和在S479中使用的烟草混合物相同的对比香烟(S484)，并与在市场上买到的具有相同或类似粒状物产生量的香烟即万宝露(Marlboro Lights)进行比较。对于1mg无尼古丁的干粒状物(NFDPM)，在表5中给出实际产生量以及标准产生量。
                                                                      表5
              测定值                 值/NFDPM
被分析物   烟草(S484)   片状材料∶烟草＝60∶40(S479) 降低％ MarlboroLights   对MarlboroLights降低％   US混合物(S484)   片状材料∶烟草＝60∶40(S479) 降低％ MarlboroLights   对MarlboroLights降低％
  NFDPM(mg/cig) 4.9 5.1 5.4 5.5
  甘油(mg/cig)   0.40   1.92   0.55   -249.1
  NHFDPM   4.50   3.18   4.85   34.4
  尼古丁(mg/cig) 0.65 0.40 0.48 16.7
  吸烟口数   6.6   8.5   7.3
  氨(μm/cig)   14.0   12.0   14.29   20.7   42.0   2.86   2.35   17.65   3.83   38.6
  芳胺(ng/cig)
  1-氨基萘   14.1   8.9   36.88   13.4   33.5   2.88   1.75   39.35   2.48   29.4
  2-氨基萘   11.3   9.2   18.58   14.1   34.8   2.31   1.80   21.78   2.61   31.0
  3-氨基联苯   2.3   2.3   0   2.6   11.5   0.47   0.45   3.92   0.48   6.3
  4-氨基联苯   1.9   1.9   0   2.1   9.5   0.39   0.37   3.92   0.39   5.1
苯并芘(μg/cig) 5.3 3.9 26.42 6.6 40.9 1.08 0.77 29.30 1.22 36.9
羰合物类(μg/cig)
甲醛   9.5   7.9   16.84   25.0   68.4   1.94   1.55   20.10   4.63   66.5
乙醛   190.0   129.0   32.10   342.5   62.3   38.78   25.29   34.77   63.43   60.1
丙酮   110.8   74.1   33.12   184.6   59.8   22.61   14.53   35.75   34.19   48.7
丙烯醛   16.8   12.7   24.40   34.6   63.2   3.43   2.49   27.37   6.41   61.2
丙醛   13.3   5.4   59.40   25.7   79.0   2.71   1.06   60.99   4.76   77.7
巴豆醛   4.6   2.5   45.65   7.3   65.8   0.94   0.49   47.78   1.35   63.7
甲基乙基酮   17.0   15.0   11.76   26.9   44.2   3.47   2.94   15.22   4.98   41.0
丁醛   9.4   2.5   73.40   16.8   85.1   1.92   0.49   74.45   3.11   84.2
一氧化碳(mg/cig)   3.8   3.4   10.53   0.78   0.67   14.10
氢氰酸(μg/cig) 33.4 16.1 51.80 57.7 72.1 6.82 3.16 53.69 10.69 70.4
亚硝胺(ng/cig)
NNN   54   23   57.41   49   53.1   11.02   4.51   59.08   9.07   50.3
NAT   61   30   47.54   49   38.8   12.45   5.88   52.75   9.07   35.2
NAB   9   6   33.33   8   0.25   1.84   1.18   35.95   1.48   20.2
NNK   17   11   35.29   31   64.5   3.47   2.16   37.83   5.94   62.4
酚类(μg/cig)
酚类   15.43   3.53   77.12   9.29   62.0   3.15   0.69   78.02   1.72   59.9
邻甲酚   3.21   1.25   61.06   2.62   52.3   0.66   0.25   62.59   0.49   48.9
间甲酚   2.51   0.99   60.59   2.23   55.6   0.51   0.19   62.10   0.41   53.7
对甲酚   5.97   1.96   67.17   4.64   57.8   1.22   0.38   68.46   0.86   55.8
邻苯二酚   37.83   16.07   57.52   37.95   57.7   7.72   3.15   59.19   7.03   55.2
间苯二酚   0.55   0.19   65.45   0.74   74.3   0.11   0.04   66.81   0.14   71.4
氢醌   31.21   16.73   46.40   36.33   53.9   6.37   3.28   48.50   6.73   51.3
吡啶(μg/cig)   3.84   2.20   42.71   3.36   34.5   0.78   0.43   44.96   0.62   30.6
喹啉(μg/cig)   0.28   0.09   67.86   0.20   55.0   0.06   0.02   69.21   0.04   50.0
苯乙烯(μg/cig) 2.25 1.81 19.56 3.00 39.7 0.46 0.36 22.71 0.56 35.7
可以看到，某些芳香族胺类和羰合物类有显著的下降，烟草特有的亚硝胺类和酚类也显著下降。某些烟成分下降30％以上，另一些下降60％以上，有时高达80％。
显然，本发明能提供降低某些烟成分的有效手段，同时也能提供可接受的烟味道和风味。
                       实施例8
在标准的ISO机器吸烟条件下，还对烟熏类型的制品(J473)进行主流烟测定。所以使用100％和在J473中使用的烟草混合物相同的对比香烟(T431)。对比香烟具有和在下面实施例10中使用的相同的烟熏混合物。J473片状材料包括75％的白垩、7.5％的藻酸钠、12.5％的甘油、和5％的E150a焦糖。也将烟熏类型的制品与在市场上购买的具有相同或类似粒状物产生量的香烟，即Silk Cut King Size(SCKS)进行对比。对1mg无尼古丁的干粒状材料(NFDPM)，在表6中给出实际产生量以及标准产生量。
                                                                        表6
              测定值               值/NFDPM
被分析物   烟熏的烟草(T431)   片状材料∶烟草＝60∶40(J473) 降低％   Silk CutKing Size(SCKS)   对SCKS降低％   烟熏的混合物(T431)   片状材料∶烟草＝60∶40(J473) 降低％   Silk CutKing Size(SCKS)   对SCKS降低％
  NFDPM(mg/cig) 6.7 4.7 29.85 5.0 6.00
  甘油(mg/cig)   0   2.1
  NHFDPM   6.7   2.6   61.19   5   48.00
  尼古丁(mg/cig) 0.73 0.29 60.27 0.47 38.30
  吸烟口数   7.4   10.1   -36.49   8.3   -21.69
  氨(μg/cig)   10.9   7.3   33.03   10.9   33.03   1.63   1.55   4.91   2.18   28.75
  芳胺(ng/cig)
  1-氨基萘   3.3   3.9   -18.18   5.5   29.09   0.49   0.83   -69.39   1.10   24.56
  2-氨基萘   3.5   2.4   31.43   3.6   33.33   0.52   0.51   1.92   0.72   29.08
  3-氨基联苯   0.5   0.5   0.00   0.7   28.57   0.07   0.11   -57.14   0.14   24.01
  4-氨基联苯   0.6   0.6   0.00   0.8   25.00   0.09   0.13   -44.44   0.16   20.21
苯并芘(μg/cig) 7.7 4.8 37.66 7.7 37.66 1.15 1.02 11.30 1.54 33.68
羰合物类(μg/cig)
甲醛   27   15   44.44   12   -25.00   4.03   3.19   20.84   2.40   -32.98
乙醛   266   134   49.62   227   40.97   39.70   28.51   28.19   45.40   37.20
丙酮   148   78   47.30   131   40.46   22.09   16.60   24.85   26.20   36.66
丙烯醛   36   24   33.33   24   0.00   5.37   5.11   4.84   4.80   -6.38
丙醛   26   14   46.15   22   36.36   3.88   2.98   23.20   4.40   32.30
巴豆醛   6   3   50.00   5   40.00   0.90   0.64   28.89   1.00   36.17
甲基乙基酮   34   21   38.24   33   36.36   5.07   4.47   11.83   6.60   32.30
丁醛   16   7   56.25   14   50.00   2.39   1.49   37.66   2.80   46.81
一氧化碳(mg/cig)   5.9   3.9   33.90   5   22.00   0.88   0.83   5.68   1.00   17.02
氢氰酸(μg/cig)   52   12.5   75.96   34.9   64.18   7.76   2.66   65.72   6.98   61.90
亚硝胺(ng/cig)
NNN   12   6   50.00   18   66.67   1.79   1.28   28.49   3.60   64.54
NAT   22   12   45.45   33   63.64   3.28   2.55   22.26   6.60   61.32
NAB   -   nd
  NNK   21   7   66.67   20   65.00   3.13   1.49   52.40   4.00   62.77
  酚类(μg/cig)
  酚类   13.1   1.67   87.25   14.3   88.32   1.96   0.36   81.63   2.86   87.58
  邻甲酚   2.94   0.45   84.69   4.07   88.94   0.44   0.10   77.27   0.81   88.24
  间甲酚   2.75   0.27   90.18   3.54   92.37   0.41   0.06   85.37   0.71   91.89
  对甲酚   5.77   0.68   88.21   6.71   89.87   0.86   0.14   83.72   1.34   89.22
  邻苯二酚   46.4   16.3   64.87   41   60.24   6.93   3.47   49.93   8.20   57.71
  间苯二酚   1.27   0.55   56.69   1.08   49.07   0.19   0.12   36.84   0.22   45.82
  氢醌   36.2   12.2   66.30   36.6   66.67   5.40   2.60   51.85   13.26   80.42
  吡啶(μg/cig)   3.05   0.65   78.69   3.49   81.38   0.46   0.14   69.57   0.70   80.19
  喹啉(μg/cig)   0.48   0.04   91.67   0.67   94.03   0.07   0.01   85.71   0.13   93.65
  苯乙烯(μg/cig) 4.79 2.16 54.91 4.19 48.45 0.71 0.46 35.21 0.84 45.16
可以看出，某些芳香族胺类和羰合物类有显著下降，烟草特有的亚硝胺类和酚类也非常显著地下降。某些烟成分下降30％以上，另一些成分下降60％以上，有时高达80％或90％。
显然，本发明能提供降低某些烟成分的有效手段，同时也能提供可接受的烟味道和风味。
                          实施例9
本发明的另一个特性是，在将香烟材料与烟草混合之后，采用选择性降低的过滤器元件选择性地过滤挥发性和半挥发性烟相，可以获得进一步的下降。为了估计可能达到的效果，评价下列具有过滤器的试样。采用60∶40US混合烟草混合物，制备标准的单重醋酸纤维素试样和双重醋酸纤维素试样，供与下面所述的各种过滤器进行对比。
生产包括醋酸纤维素嘴部分和碳dalmatian烟草条部分(RSl62)的双重过滤器元件，它们是碳屑类型的(活性碎屑过滤器(Active PatchFilter))。表7详细列出香烟的物理参数。对于1mg无尼古丁的干粒状物，表8示出某些成分的实际产生量以及标准产生量。
                                                               表7
过滤器元件 过滤器长度(mm) 烟条长度(mm) 根端长度(mm) 滤嘴通气(％) 纸透气率(CU) 过滤器PD(范围(bound)-(mmWG))   混合物总重(烟草和片状材料)(mg) 密度(mg/cc)
  RS161   单重CA对比元件 27 56.6 35 50 45 92 844 317
  RS162   双重CA对比元件   15CA12CA 56.8 35 50 43 100 848 320
  RS163   碳屑   27   56.1   35   51   45   97   849   325
  RS165 双重碳   15CA12CA 56.3 35 51 44 96 826 316
                                                           表8
  被分析物(μg/cig)   RS161单重CA对比试样   RS162双重CA对比试样   RS163碳屑   相对RS161降低％   RS164双重碳   相对RS162降低％                          值/NFDPM
RS161 RS163 降低％ RS162 RS164 降低％
  甲醛   9.9   10.7   10.3   -   9.7   9.3   1.87   1.98   -   2.49   1.67   32.9
  乙醛   166.5   199.3   168.6   -   126.4   36.6   31.41   32.42   -   46.34   21.79   52.0
  丙酮   91.7   106.7   89.5   2.4   48.3   54.7   17.30   17.2   0.01   24.8   83.27   -
  丙烯醛   19.2   23.0   15.5   19.3   5.5   76.1   3.62   2.98   17.7   5.35   -   -
  丙醛   14.4   14.1   10.0   30.5   4.4   68.7   2.72   1.92   29.4   3.28   -   -
  巴豆醛   3.3   4.7   3.6   -   0.6   87.2   -   0.69   -   1.09   -   -
  甲基乙基酮   17.8   20.0   14.5   18.5   4.7   76.5   3.36   2.79   16.9   4.65   -   -
  丁醛   7.7   8.9   3.7   51.9   5.1   42.6   1.45   -   -   2.07   -   -
  总合(μg/cig)   330.5   387.4   315.7   4.5   204.7   47.2   62.36   60.7   2.7   90.09   35.29   60.8
  NFDPM(mg/cig)   5.3   4.3   5.2   1.8   5.8   -   -   -   -   -   -   -
  总合/NFDPM   62.4   90.1   60.7   2.7   35.3   60.1   11.7   11.7   0   20.95   6.08   70.97
                        实施例10
为了评价分别在60∶40的烟草混合物中与本发明香烟材料组合的TrionicRTM过滤器的效果，使用相同的60∶40的混合物以及单重醋酸纤维素过滤器、双重碳过滤器、和TrionicRTM过滤器。对比香烟包括单重醋酸纤维素过滤器以及100％常规切割叶片的Virginia烟草，和在市场上购买的粒状物产生量相同的香烟，即Silk Cut Extra Mild。
表8示出对甲烷的烃类结果和总粒状物(TPM)，表9示出烟中某些羰合物成分的降低。每个表都表明，与其它过滤器元件或对比试样相比，采用TrionicRTM过滤器提高了降低的百分率。可以看到，每mg TPM的甲烷显著下降，每mg NFDPM的总羰合物也有下降。
                                       表9
  被分析物(烃类) T16(Trionic) T14(CA)   RS164(双重碳)   T31(CA，100％烟草) Silk CutExtra Mild
  CH4(甲烷mg/cig)   1.22   1.55   1.39   2.55   1.26
  TPM(mg/cig) 10.86 7.00 7.3 9.48 3.27
  CH4/TPM   0.11   0.22   0.19   0.27   0.39
  与其它过滤器相比T16降低的％ 50 42 59 72
                                      表10
  被分析物(羰合物类)(μg/cig) T16Trionic S549单重CA S630CA，100％烟草 RS164双重碳
  甲醛   9.0   20.7   24.4   9.7
  乙醛   112.9   223.5   247.7   126.4
  丙酮   26.6   125.6   130.7   48.3
  丙烯醛   6.3   32.3   33.9   5.5
  丙醛   4.6   15.8   19.5   4.4
  巴豆醛   0.6   5.3   6.8   6.6
  甲基乙基酮   4.3   21.6   25.0   4.7
  丁醛   3.6   8.1   12.8   5.1
  总和(μg/cig)   167.9   452.9   500.8   204.7
  NFDPM(mg/cig) 8.15 5.7 6.7 5.8
  总合/NFDPM   20.6   79.5   74.7   35.3
  与其它过滤器相比T16降低的％ - 74 72 42
                           实施例11
按照国家标准和技术学会(NIST)规定的实验程序，采用Ohlemiller，T.J.；Villa，K.M.，Braun.E.，Eberhardt，K.R.，Harris R.H.，Lawson，J.R.，和Gann，R.G.在“定量香烟点燃软性陈设用品的性能的实验方法”NIST特别报告(NIST Special Report)851，Gaithersburg MD，美国(1993)中所述的方法，进行引燃性能实验。
采用40只包括根据本发明香烟材料的未通气的香烟(S558)在10层滤纸上进行实验，所有的40只试样本身全部熄灭。S558香烟具有27mm的醋酸纤维素过滤器，周长24.7mm，总长83.5mm，使用50CU纸，密度为320mg/cm3。香烟材料包括40％的烟草和60％根据本发明的片状材料。采用同样方法检测16只包括对比的US混合物的香烟(指上面的编号S484)。所有的16只香烟都燃烧完全。在3种不同厚度的#4、#6、和#10帆布织物上对40只S558试样(本发明的香烟)进行实验。S558本身在所有3种帆布织物上都熄灭。所有对比试样(S484)都未点燃最厚的帆布织物(#10)，但却点燃了2种较薄的帆布织物。

Claims (68)

1.一种香烟材料，其中包括不燃烧的无机填充材料、藻酸粘合剂、和气溶胶发生剂。
2.根据权利要求1的香烟材料，其中香烟材料包括不燃烧的无机填充材料、粘合剂、和气溶胶发生剂作为主要成分，这三种成分优选共构成至少85重量％的香烟材料。
3.根据权利要求2的香烟材料，其中这三种成分共构成＞90重量％的香烟材料。
4.根据权利要求3的香烟材料，其中这三种成分总共构成≥约94重量％的香烟材料。
5.根据权利要求4的香烟材料，其中这三种成分总共为100％。
6.一种香烟制品，其中包括可点燃抽吸的填充材料卷条，可点燃抽吸的填充材料由包括根据权利要求1-5任一项的香烟材料的混合物组成，其中香烟制品的气溶胶的转移效率比例＞4.0。
7.根据权利要求6的香烟制品，其中无机填充材料的存在量为香烟材料的60-90重量％。
8.根据权利要求7的香烟制品，其中无机填充材料的存在量＞70％。
9.根据权利要求8的香烟制品，其中无机填充材料的存在量为香烟材料的约74重量％。
10.根据权利要求6-9任一项的香烟制品，其中无机填充材料包括一部分平均粒度为500μm-75μm的材料。
11.根据权利要求10的香烟制品，其中无机填料的平均粒度为400μm-100μm。
12.根据权利要求11的香烟制品，其中无机填充材料的平均粒度＞125μm。
13.根据权利要求12的香烟制品，其中平均粒度＞150μm。
14.根据权利要求13的香烟制品，其中平均粒度为170μm或约170μm。
15.根据权利要求6-12任一项的香烟制品，其中无机填充材料是珠光岩、氧化铝、硅藻土、碳酸钙(白垩)、蛭石、氧化镁、硫酸镁、氧化锌、硫酸钙(石膏)、氧化铁、浮石、二氧化钛、铝酸钙、或其它不溶性的铝酸盐的一种或多种、或其它无机填充材料。
16.根据权利要求15的香烟制品，其中材料的密度为0.1-5.7g/cm3。
17.根据权利要求16的香烟制品，其中无机填充材料的密度＜3g/cm3。
18.根据权利要求17的香烟制品，其中无机填充材料的密度＜2.5g/cm3。
19.根据权利要求18的香烟制品，其中无机填料的密度＜2.0g/cm3。
20.根据权利要求19的香烟制品，其中无机填料的密度＜1.5g/cm3。
21.根据权利要求6-20任一项的香烟制品，其中粘合剂的存在量为香烟材料的约5-13重量％。
22.根据权利要求21的香烟制品，其中粘合剂＜10％。
23.根据权利要求22的香烟制品，其中粘合剂＜8％。
24.根据权利要求23的香烟制品，其中粘合剂为约7.5％。
25.根据权利要求21-24任一项的香烟制品，其中藻酸粘合剂是可溶性的藻酸盐，例如藻酸铵、藻酸钠、藻酸钠钙、藻酸钙铵、藻酸钾、藻酸镁、藻酸三乙醇胺、和藻酸丙二酯中的一种或多种。
26.根据权利要求21-25任一项的香烟制品，其中与所述的藻酸粘合剂与纤维素粘合剂、树胶、或凝胶组合使用。
27.根据权利要求6-26任一项的香烟制品，其中气溶胶发生剂的存在量为片状材料的5-20重量％。
28.根据权利要求27的香烟制品，其中气溶胶发生剂的存在量＜15重量％。
29.根据权利要求28的香烟制品，其中气溶胶发生剂＜13重量％。
30.根据权利要求27、28、或29的香烟制品，其中气溶胶发生剂的存在量＞7重量％。
31.根据权利要求30的香烟制品，其中气溶胶发生剂＞10重量％。
32.根据权利要求27-31任一项的香烟制品，其中气溶胶发生剂包括气溶胶生成剂，气溶胶生成剂选自多元醇，例如甘油、丙二醇、和三甘醇；酯类，例如柠檬酸三乙酯或甘油三乙酸酯；高沸点的烃类；或非多元醇，例如二醇类、山梨醇、或乳酸中的一种或多种。
33.根据权利要求6-32任一项的香烟制品，其中香烟材料包括着色剂和/或香料，例如可可粉、甘草、焦糖、巧克力、或乳脂糖。
34.根据权利要求33的香烟制品，其中着色剂的存在量为香烟材料的0-10重量％。
35.根据权利要求6-34任一项的香烟制品，其中所述可点燃抽吸填充材料中的所述烟草材料，包括的气溶胶发生剂的量为烟草的2-6重量％。
36.根据权利要求6-34任一项的香烟制品，其中在处理后的烟草材料和片状材料的混合物中，气溶胶发生剂的总量为可点燃抽吸的填充材料的4-12重量％是有利的。
37.根据权利要求6-36任一项的香烟制品，其中在可点燃抽吸的填充材料中包括的根据权利要求1-6任一项的香烟材料和烟草材料的水平为25∶75(香烟材料∶烟草)-75∶25。
38.根据权利要求6-37任一项的香烟制品，其中所述卷条的卷制材料，包括卷制材料的0.25-2.5重量％的燃烧添加剂。
39.根据权利要求6-38任一项的香烟制品，其中所述的制品还包括能选择性降低主流烟中某些挥发性成分和半挥发性成分的过滤器元件。
40.根据权利要求39的香烟制品，在粒状物输送量相同的情况下，其中的羰基化合物比常规香烟制品显著降低。
41.根据权利要求39的香烟制品，其中所述的过滤器包括醋酸纤维素嘴部分和在过滤器的烟草端包括粒状吸收剂或吸附剂材料的dalmatian条部分。
42.根据权利要求39的香烟制品，其中所述的过滤器元件是空穴过滤器，其中包括二端部分以及包含粒状材料的中央空穴。
43.根据权利要求39的香烟制品，其中过滤器元件包括卷制材料，将粒状吸收剂或吸附剂材料固定在卷制材料中。
44.根据权利要求39的香烟制品，其中所述的过滤器元件包括三重过滤器，第一部分上游过滤器与烟草条邻接，是选择性的吸附剂材料，第二部分中央过滤器是一般的吸附剂材料，位于下游或嘴端的第三部分过滤器，是常规纤维部分。
45.根据权利要求39的香烟制品，其中所述的过滤器元件包括三重过滤器，第一部分上游过滤器与烟草条邻接，是一般的吸附剂材料，第二部分中央过滤器是选择性的吸附剂材料，位于下游或嘴端的第三部分过滤器，是常规纤维部分。
46.根据权利要求44或45的香烟制品，其中选择性的吸附剂材料是表面官能的树脂，基本上由惰性载体组成，具有足够吸附指定烟成分的表面积。
47.根据权利要求46的香烟制品，其中树脂是离子交换树脂。
48.根据权利要求47的香烟制品，其中树脂具有酚醛树脂骨架，是采用伯胺和仲胺基团表面官能化的。
49.根据权利要求45-48任一项的香烟制品，其中选择性吸附剂具有＞约35m2/g的足够表面积。
50.根据权利要求44或45的香烟制品，其中一般吸附剂选自能吸附烟成分的表面积较高的材料，而不没有高度的专用性。
51.根据权利要求50的香烟制品，其中一般吸附剂选自活性炭、活性椰壳炭、活性煤基碳或炭、沸石、硅胶、海泡石、氧化铝(活性的或非活性的)、含碳树脂、或它们的组合。
52.根据权利要求44-52任一项的香烟制品，其中每种吸附剂材料的加料水平为10-80mg。
53.根据权利要求52的香烟制品，其中加料水平为20-60mg。
54.根据权利要求44-53任一项的香烟制品，其中位于嘴端的过滤器填塞物是任一种醋酸纤维素线束、纤维素、纸、棉花、聚丙烯网、聚丙烯线束、聚酯网、聚酯线束、或它们的组合。
55.根据权利要求39的香烟制品，其中所述的过滤器包括过滤器的均匀过滤材料填塞物、卷制在过滤器填塞物上的填塞物卷制材料、在周边上沿过滤器填塞物纵向延伸的有间隔的凹槽、和将过滤器元件和烟草条连接起来的通气的滤嘴纸、开在烟草条侧面上的许多凹槽，这些凹槽只继续延伸到过滤器元件长度的一部分，因而不能达到过滤器元件的嘴端，所述的凹槽相对过滤器轴轴向排列，轴向延伸的凹槽使空气通过覆盖在上面的通气滤嘴纸通到过滤器中，使任何延伸到嘴端的凹槽都不通气。
56.控制香烟制品静态燃烧速率的方法，其中香烟制品包括用卷制材料卷制的可点燃抽吸填充材料条，所述的可点燃抽吸填充材料包括一部分香烟材料，其中包括不燃烧的无机填充材料、藻酸粘合剂、和气溶胶发生剂，所述的无机填充材料包括一部分平均粒度为500μm-20μm的材料，选择无机填充材料的粒度提供所需的静态燃烧速率，和/或选择与可点燃抽吸填充材料混合物中烟草材料量组合的香烟材料量，提供所需的静态燃烧速率。
57.根据权利要求56的香烟制品，其中静态燃烧速率为3mm/min-8mm/min。
58.根据权利要求6-57任一项的香烟制品，其中所述香烟制品的卷制材料包括具有预定形状的粒状陶瓷填料、粘合剂、任选的燃烧添加剂、和任选的烟灰改良剂，所述粒状陶瓷填料的存在量为卷制材料干材料的50-95重量％。
59.根据权利要求58的香烟制品，其中陶瓷填料的粒度为2-90μm。
60.根据权利要求59的香烟制品，其中陶瓷填料的平均粒度为约50μm。
61.根据权利要求58-60任一项的香烟制品，其中陶瓷填料是一种或多种氧化铝、二氧化硅、硅铝酸盐、碳化硅、稳定化或未稳定化的氧化锆、锆石、石榴子石、或长石。
62.根据权利要求56-61任一项的香烟制品，其中粘合剂是有机粘合剂，有机粘合剂选自一种或多种藻酸盐，例如藻酸钙、藻酸丙二酯、树胶、纤维素(改性的或天然的)、果胶或含果胶的粘合剂、淀粉、或这些粘合剂的I或II族金属盐类。
63.根据权利要求62的香烟制品，其中粘合剂是无机粘合剂，无机粘合剂选自一种或多种活性氧化铝、硅酸铝、硅酸镁、或惰性粘土。
64.根据权利要求56-63任一项的香烟制品，其中粘合剂的存在量为卷制材料中干材料的3-30重量％。
65.根据权利要求56-64任一项的香烟制品，其中燃烧添加剂在卷制材料中的存在量为卷制材料中干材料的1-15重量％。
66.根据本发明实施例任一例的香烟材料。
67.根据本发明实施例任一例的香烟制品。
68.一种香烟制品，其中包括根据本发明所附示意图1、2、或3的过滤器。
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