【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种烟制品-人造香烟，最好使其形状和香烟一样，可产生象烟草发烟那样的烟雾，其优点是所含不完全燃烧和热解的产物，比普通香烟通常所产生的少得多。多年以来，尤其是近20-30年以来人们设想出了许多人造香烟，但是没有一种制品在商业上获得成功。尽管关注和努力了几十年，可是在市场上仍没有一种既具有普通香烟的好处和优点，又不产生出普通香烟所产生的大量不完全燃烧和热解产物的发烟制品。本专利技术包括一种烟制品，其形状最好与香烟一样，它使用一种小而致密的可燃的燃料部分和包含一种或者多种生烟物质、结构上分开的烟雾发生装置(烟雾发生体，烟雾发生部分)。烟雾发生装置和燃料之间最好是传导性热交换关系，和(或)至少一部分燃料和一个弹性绝缘套管套住来减少辐射热的损失。当点燃时，燃料产生热量，便使烟雾发生装置里的生烟物质挥发。尔后，这些挥发性物质，尤其是在抽烟时，被吸向嘴边并且吸入吸烟者的口中，与普通常抽香烟(吸烟)类似。本专利技术的发烟制品在使用寿命期间始终能够产生大量烟雾，还能够给与吸烟者以抽香烟的感受和好处。烟雾发生装置所产生的烟雾在没有什么热分解的情况下产生它所给与吸烟者的热解和不完全燃烧产物在数量上要比普通香烟通常所给与的少得多。本专利技术中所使用的小燃料的长度小于大约30毫米，优先采用的长度小于大约20毫米，其密度至少大约为0.5克/厘米3，最好至少大约为0.7克/厘米3[测得值例如用汞置换法测定(mercury displacemnt)]燃料可用粉状或者重制的烟草和(或)烟草代用品模压或者挤压而成，最好含有可燃碳。燃料最好还有一条或多条纵向通道，最好有5-9条或者...
【技术保护点】
一种发烟制品，其特征在于所说的制品包括：（ａ）可燃的燃料；（ｂ）包含生烟物质的结构上分开的烟雾发生体；（ｃ）使热量从燃料传给烟雾发生体的导热元件，导热元件与燃料的点火端相距一定距离。
【技术特征摘要】
US 1985-8-26 769532;US 1985-10-23 790484。碳质燃料是特别好的，因为它产生最少量的热解和不完全燃烧产物，几乎不产生或者不产生可见的侧流发烟以及产生最少量的灰，并且具有高的热值。在最佳实施例中，传送给吸烟者的烟雾经Ames试验测定(参见Ames等人，Mut.Res.31347-364(1975);Nagas等人，Mut.Res，42335(1977)]并没有值得注意的诱变活性。 为了提供适当的燃烧和发光特征，燃料中还可以结合燃烧添加剂或者燃烧改进剂。如果需要的话，燃料中还可以加入诸如硅藻土填料以及诸如羧基甲基纤维素钠(SCMC)粘结剂。为了在烟雾中加入烟草或者其他香昧，燃料中可以结合诸如烟草提取物等食用香料。 燃料最好设有一条或者多条纵向延伸通道。这些通道有助于控制从燃料到烟雾发生部份的热传递，这在传递足够的热量以产生足够的烟雾方面和在避免传递太多的热量以免生烟物质降解方面均是重要的。一般来说，这些通道提供了气孔，这样，由于到达基质的热气量增加，所以早期传到基质的热量也增加。通道也起增大燃烧速率的作用。 通道一般有很多条，例如大约5-9条或者多于9条，特别通道之间间隔较宽的如图1A、7A和9A所示，能产生导致高烟雾发生(释放)的对流传热。多通道通常也使燃料易于点燃。 高的对流传热会引起主流中CO输出较高。为了降低CO含量，可以使用较少通道或者较高密度的燃料，但是这样往往又会使燃料较难点火和低对流传热，从而降低烟雾的传送速率和数量。然而，业已发现，如图7B所示，在通道紧密排列的情况下，至少在点火端它们烧管或者说合并形成一条通道，燃烧产物中的CO数量通常低于同样但宽间隔排列的通道。 燃料通道的最佳排列，结构以及数目应当可传送稳定而大量的烟雾，易于点火以及产生少的CO。本发明的各种实施例中对所用的碳质燃料的通道排列/结构和(或)数目进行了多种组合试验。一般来说，业已发现，燃料设有大约5-9条通道，并要较紧地排列，以致使它们烧掉时至少在燃料的点火端形成一条大通道的，看来最能接近地满足本发明中所用优选燃料的要求，尤其是对优选的碳质燃料是如此。然而相信，在实施本发明中如果使用各种非碳质燃料这种现象也会出现。 影响燃料时燃烧通道合并的速率的因素包括燃料的密度和组成，通道的尺寸、形状和数目、通道之间的距离及其排列。例如，对于具有7条直径约0.5毫米的通道的0.85克/厘米3碳质燃料来说，这些通道应当安置在芯体直径之内，亦即接触通道外边缘的最小圆的直径在大约1.6毫米到2.5毫米之间，以便使它们在燃烧时合并成单个通道。然而，当7条通道的每条直径增大到大约0.6毫米时，燃烧时合并的芯体直径增大到大约2.1毫米到大约3.0毫米。 图9B中所示的结构为本发明实施例中所用的另一种优选燃料通道排列。业已发现，这种排列特别有利于降低CO和点火。在这种优选排列中，燃料点火端的一短截上设有很多通道，最好大约为5-9条，这些通道合并成一个大的空腔97并延伸到燃料的嘴端。点火端的很多通道为易于点燃和早期烟雾传送提供与所要求的大的表面积。空腔的长度可以是燃料长度的大约30%到95%，最好大于50%，它有助于保证均匀地向烟雾发生部分传热和传送到主气流中去的CO比较低。 实施本发明所用的烟雾发生部分在结构上与燃料是分开的。结构上分开意味着基质、容器或者含有生烟物质的室与燃烧的燃料是不相混的或者是分开的。如上所述，这种排列有助于降低或消除生烟材料的热降解和出现侧流发烟。虽然不是燃料的一部分，烟雾发生部分与燃料最好处于传导热交换关系，而且最好邻接或者靠近燃料。采用诸如金属管或金属箔之类导热元件来达到传导热交换关系则更好，元件最好凹进或者与燃料的点火端相隔一定距离。 烟雾发生部分最好有一种或多种热稳定性材料携带一种或多种生烟材料。本发明所说的(所用的)热稳定性材料是一种能够够耐400℃-600℃高温的材料，它放在近燃料的地方而不会分解或燃烧。虽然不是优选，但是别的烟雾发生体，例如可热裂的致胶囊或者固体生烟物质也都在本发明的范围内，假如它们能够释放足够的象烟草发烟那样的生烟挥发物的话。 可用作生烟材料的基质或截体的热稳定性材料是一些本技术领域中所公知的材料。有用的基质应当是多孔的，并且在不使用时必须能保持生烟物质，而在被燃料加热时必须能释放烟状挥发物。基质，尤其是颗粒状基质，可以放在一个容器中，容器最好由导热材料构成。 有用的热稳定材料包括热稳定吸附性碳，例如多孔度碳、石墨、活性或非活性碳等等。其他合适的材料包括无机固体，例如陶瓷、玻璃、刚玉、蛭石、粘土如膨润土等等。优选的碳基质材料包括多孔碳，例如可采用Union Carbide生产的Pc-25和PG-60以及Calgon生产的SGL碳。优选的刚玉基质可采用Davidson ChemicalDivision of W.R Grace & CO.，生产的SMR-14-1896，它是在高于大约1000℃的高温下烧结而成，在使用之前要洗涤和干燥。 业已发现，适合的粒状基质还可由碳、烟草或者碳和烟草的混合物，用日本Fuji Paudal KK制造，商品名为“Marumerizer”的机器以一步法制成致密的颗粒来构成。这种装置已在德国专利第1，294，351号和美国专利第3，277，520号(目前再颁为第27214号)以及日本公告说明书第8684/1967中公开描述。 本发明中所用的烟雾发生体与燃料点火端的间隔，以不大于大约40毫米为好，以不大于30毫米为更好，以不大于20毫米为最好。烟雾发生体的长度可在大约2毫米到大约60毫米中选取，以大约5毫米到40毫米为好，以大约20毫米到35毫米为最好。烟雾发生体的直径可以从大约2毫米到大约8毫米中选取，以大约3-6毫米为最好。如果要使用非颗粒状基质，则可在基质上设置一个或多个孔，增大基质的表面积，以及增加气流和传热。 本发明中所用的生烟物质必须能够在被燃料加热时在烟雾发生体中所处的温度下生成烟雾。这种物质最好由碳、氢和氧组成，但是它们可以包括其他物质。生烟物质可以呈固体状、半固体状或者液体状。该物质和(或)这些物质的混合物的沸点可以高达大约500℃。具有这些性质的物质包括多元醇，例如甘油和丙二醇以及单，二或多元羧酸的脂肪族酯，例如硬脂酸甲脂、十二酸盐、4-十二酸二甲酯等等。 优选的生烟物质是多元醇或者多元醇的混合物。特别优选的生烟物质是甘油、丙二醇、三甘醇或者它们的混合物。 可以将生烟物质分散在烟雾发生体上或者里面，浓度要足以渗入或涂复基质、载体或容器。例如，生烟物质可以纯态施加或者用稀释溶液以浸渍、喷雾、蒸发沉积或者相似的方法施加。固体生烟组分可以在成形之前与基质混合并使之均匀地分布。 虽然生烟物质的用量视载体和生烟物质的不同而各不相同，但是液体生烟物的数量一般在大约20毫克到大约120毫克之间，从大约35毫克到大约85毫克为好些，从大约45毫克到大约65毫克为最好。应当将尽可能多的由烟雾发生体携带的生烟物质作为WTPM总湿粒状物传送给吸烟者。作为总湿粒状物传送给吸烟者的由烟雾发生体携带的生烟物质量，一般在大约2%(重量)以上，更好在大约在15%(重量)以上，最好在大约20%(重量)以上。 烟雾发生体也包括一种或多种挥发性香味剂，例如薄荷脑、香兰素、人造咖啡、烟草提取物、尼古丁、咖啡碱、蒸馏酒以及其他把香味带到烟雾中的媒介物。还可以包括任何其他所要求的挥发性固体或液体物质。或者，这些任选的媒介物可以放置在烟雾发生体与嘴端之间，例如在把烟雾发生体引向嘴端的通道中的分开的基质或小室里，或者在任选的烟草料中。如有要求，可以用这些挥发剂代替部分或者全部生烟物质，以致使该制品把无烟香味或者其他物质传送给吸烟者。 一种特别优选的烟雾发生体包括上述的刚玉基质，其中包含喷雾干燥的烟草提取物、烟草香味变性剂，例如乙酰丙酸，一种或多种香味剂以及生烟物质，例如甘油。可以使这种基质与致密的烟草粒混合，例如在上述“Marumerizer”生产的烟粒，烟草粒还可用生烟物质浸渍。 本文所揭示的这类制品可以用作药物传送制品，或者为用于此而稍作改进，例如传送挥发性的具有药理或者生理作用的物质，比如麻黄碱。间羟舒喘宁、间羟异丙肾上腺素等。 如实施例所示，本发明的发烟制品还可包括放在燃料后面的烟草料或板烟或者包含烟草的物质，把烟草香味加到烟雾中。在这种情况下，高温烟雾通过烟草而抽出，挥发烟草中的挥发物，而没有燃烧或者大量热解。如图8和9所示，一种优选烟草料放置位置是在烟雾发生体的圆周四周，这样可增大向烟草传热，尤其是那些在生烟物质和圆形烟草套管之间使用传热元件或者传热客器的实施例中。这些实施例中的烟草还起到生烟体的绝热元件的作用，并有助于模拟普通香烟的感受和香味。另一种烟草料的优选放置位置是在烟雾发生体中，此处可以使烟草或致密烟草粒与生烟物质的基质混合，或者用于代替基质。 含有烟草的物质可以包含普通技术人员可以得到的任何烟草，例如Burley、Flue Cured、Turkish，重组烟草，挤压的或致密的烟草混合物，包含烟草的薄片等等的。最好用烟草掺和物，以便配成较多的香味。含有烟草的物质还可以包含普通烟草添加剂，例如填料、调香物，增强剂，例如玻璃纤维、湿润剂等等。 也可以把香味剂以及香味变性剂加到烟草料中。 实施本发明中所使用最好的导热元件典型的是金属管(如铝)、金属带或者金属箔，厚度从小于大约0.01毫米到大约0.2毫米或更大。可以改变导热材料(例如Union Carbide制作的别的金属或者Grafoil)的厚度、形状和(或)类型，以达到实际上任何要求的传热程度。一般来说，导热元件应当凹得足够进，以免妨碍燃料点火，但是要在早、中吸烟期提供传导传热，则又要靠燃火端足够近。 如实施例中所示，传热元件最好接触或者搭接在燃料的后部和至少烟雾发生体的一部分，并使元件凹进或者与燃料端相距一定距离，间隔至少大约3毫米或大于3毫米，最好为大约5毫米或大于5毫米。导热元件的延伸最好不大于燃料长度的大约一半。导热元件更好是搭接或者别种方式的接触不大于燃料的后部大约5毫米。这类优选的凹进元件不会妨碍燃料的点火或燃烧。优选的凹进的导热元件还有助于在燃料燃烧到靠近导热体的接触点时，由于起了散热片作用使燃料熄灭，即使燃料已被消耗之后也不凸出。 导热元件最好还构成一个导热容器，内装生烟物质。或者，可以提供一个分开的导热容器，尤其是使用粒状基质或者半液态生烟物质的实施例中。导热容器除了用作生烟物质容器之外，还改善生烟物质和优选的圆形烟草套管上的热量分布，并有助于防止生烟物质向制品的别的构件移动。容器还通过改变把生烟物传送到烟嘴所经过的通道的数目、尺寸和(或)位置来为制品提供一种装置来控制压降。此外，在烟雾发生体的圆周四周具有烟草套管的实施例中，容器可以设有圆周通道或者槽，以控制和使挥发物流经烟草。使用容器还由于减少了必需元件的数目和(或)制作步骤而使制品的制作简化。 在实施本发明中可使用的绝热元件最好由一层或多层绝热材料做成一个弹性套管。这种套管的厚度为0.5毫米是有利的，好一些至少为1毫米，更好些为大约1.5毫米到大约2毫米。套管最好延伸到大于燃料长度的一半。更好地是延伸到燃料的整个外圆周和烟雾发生体的全部或一部分。如图8的实施例中所示，可以使用不同的材料使制品的两个构件绝热。 本发明中可用的绝热元件通常包括无机或者有机纤维，例如由以下这些材料做成的，玻璃、刚玉、二氧化硅、玻璃状材料、矿棉、碳、硅、硼、有机聚合物、纤维素等等，还包括这些材料的混合物。还可以应用非纤维绝热材料，例如硅补强剂、珍珠岩、玻璃等等形成垫、带或者其他形状。优选的绝热元件是弹性的，有助于模拟普通香烟的感受。优选的绝热材料在使用中应当熔融，其软化温度应低于大约650-700℃。优选的绝热材料在使用中还要不燃。然而，可以使用缓燃碳和类似材料。这些材料主要用作绝热套管，使燃料燃烧所形成的极大部分热量都保持和引向烟雾发生体。因为绝热套管近燃烧的燃料处会变热，所以以它也可以把热传向烟雾发生体。 最近优选的燃料绝热材料包括陶瓷纤维，例如玻璃纤维。两种合适的玻璃纤维可从纽约Troy的Manning Paper公司购得商品名为Manninglas 1000和Manninglas 1200。...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱德拉库马巴纳耶，欧内斯特贾尔倍特法里埃，詹姆斯卢瑟哈里斯，阿兰本森诺曼，
申请(专利权)人：日本烟草产业株式会社，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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