疏水性包装材料的制作方法
【专利摘要】一种吸烟制品包含包括至少15％保湿剂的烟草基板和围绕所述烟草基板布置的疏水性包装纸。所述包装纸由于疏水性基团与所述纸共价键合而为疏水性的。
【专利说明】
疏水性包装材料
技术领域
[0001]本发明涉及用于吸烟制品的纸，其中所述包装纸具有疏水性表面且与具有较高湿润程度的烟草基板一起使用。
【背景技术】
[0002]可燃吸烟制品(例如卷烟)通常包括由包装材料围绕的烟草切丝填料的圆柱形条，以及与包裹的烟丝条以邻接的端部对端部方式轴向对准的圆柱形过滤器。圆柱形过滤器通常包括由塞包装件限定的过滤材料。包裹的烟丝条和过滤器通过通常由纸材料形成的接装包装材料带连接，所述接装包装材料带限定过滤器的整个长度和包裹的烟丝条的邻近部分。卷烟通过在其一个端部点燃且燃烧烟丝条而由消费者采用。吸烟者随后通过在香烟的口端部或过滤器端部抽吸而将主流烟气接纳到其口内。
[0003]—些吸烟制品包括含有烟草的气溶胶生成基质，所述烟草在消耗时被加热而不是燃烧。已知的加热式吸烟制品包含(例如)气溶胶是通过电加热或通过从可燃的燃料元件或热源至气溶胶生成基质进行的热传输来产生的吸烟制品。在吸烟期间，挥发性化合物通过来自热源的热传递而从气溶胶生成基质中被释放出来并且被夹带在被抽吸通过该吸烟制品的空气中。随着所释放的化合物冷却，化合物凝结以形成由消费者吸入的气溶胶。还已知的是无需燃烧或加热，(例如)通过化学反应从含烟草材料或其它尼古丁源生成含尼古丁气溶胶的吸烟制品。
[0004]许多吸烟制品一般包括与烟丝条以端部对端部方式对准的过滤器。一些吸烟制品包括具有功能材料的过滤器区段，当主流烟气或气溶胶通过过滤器被抽吸时，所述功能材料捕获或转换主流烟气或气溶胶的组分。此类功能材料是已知的，并且包含(例如)吸收剂、催化剂和香料。
[0005]用以包装烟草基板的纸可吸收在穿过吸烟制品的主流烟气或气溶胶中发现的保湿剂、水和其它化合物或者纸周围的湿气或水分。所吸收的液体污染纸或使纸变薄，且不利地影响吸烟制品的外观和结构完整性。加热式吸烟制品或气溶胶生成制品由于这些加热式吸烟制品或气溶胶生成制品的烟草基板中的较高含量的保湿剂而特别容易变湿和破损。
[0006]将需要提供具有较高湿度的机械稳定的吸烟制品。需要减少包围气溶胶生成基质的包装纸在气溶胶生成制品的使用期间的湿润量。
[0007]将期望提供包括这样的纸的吸烟制品，所述纸不容易吸收在穿过吸烟制品的主流烟气或气溶胶中发现或者在围绕纸的环境中发现的水或化合物。还将期望这种疏水纸不影响通过吸烟制品生成的烟气或气溶胶的味道。
【发明内容】
[0008]根据第一方面，吸烟制品包含具有至少15%保湿剂的烟草基板和围绕烟草基板布置的包装纸。包装纸由于与纸共价成键的疏水性基而呈现疏水性。
[0009]在另一方面中，疏水性纸通过包括以下步骤的过程产生:将包括脂肪酰卤的液相组分涂覆于纸的至少一个表面;及将所述表面维持在约120°C到约180°C的温度下。脂肪酰卤在原位与纸中的材料的强酸基团反应，从而形成脂肪酸酯。
[0010]在又一方面中，形成吸烟制品的方法包含使脂肪酰氯与纸的纤维素材料反应以形成疏水性纸。
[0011]在另一方面中，用于制作疏水性包装纸的方法包括以下步骤:将包括脂肪酰卤的液相组分涂覆于纸的至少一个表面;及将所述表面维持在约120°C到约180°C的温度下。月旨肪酰卤在原位与纸中的材料的强酸基团反应，从而形成脂肪酸酯。
[0012]在又一方面中，气溶胶生成系统包含包括加热元件和气溶胶生成制品的气溶胶生成装置，所述气溶胶生成制品包含包围具有至少15%保湿剂的气溶胶生成基质的疏水性包装纸。气溶胶生成装置经配置以可释放地容纳气溶胶生成制品，且加热元件将热量提供到气溶胶生成制品中的气溶胶形成基质。
[0013]包含疏水性包装纸的吸烟制品可减少湿度和对穿过吸烟制品的烟气或气溶胶中的水或保湿剂的吸收。结果是，即时在烟草基板中包含较高含量润湿剂时，也可减少对吸烟制品的包装材料部分的可见污染和物理弱化。
[0014]根据本发明的吸烟制品可以是过滤器卷烟或使烟草材料燃烧以形成烟气的其它吸烟制品。例如，气溶胶生成基质可包括烟丝条，并且该烟嘴可包括过滤器。接装包装材料将过滤器连接到烟草基板或条。本文所使用的术语“吸烟制品”指示卷烟、雪茄、小雪茄烟和将诸如烟草的可发烟材料点燃并使其燃烧以产生烟气的其它制品。术语“吸烟制品”也包含无需燃烧气溶胶形成基质(例如烟草基板)，通过热来生成包括尼古丁的气溶胶的气溶胶生成制品。
[0015]术语“烟草基板”或“气溶胶生成基质”包含由烟丝或烟草切丝填料形成的烟草条，或它可包含再造烟草或落叶烟叶(cast leaf tobacco)或两者的混合物。烟草基板可以端部对端部方式连接至烟嘴或过滤器，如下文进一步讨论的。
[0016]术语“烟嘴”在本文中用于指示设计为与消费者的口接触的吸烟制品一部分。烟嘴可为吸烟制品的包括过滤器的部分，或在一些情况下，烟嘴可通过接装包装材料的范围限定。在其他情况下，烟嘴可定义为从吸烟制品的口端部延伸约40mm、或从吸烟制品的口端部延伸约30mm的吸烟制品一部分。作为选择，根据本发明的吸烟制品可以是对诸如烟草的气溶胶生成基质进行加热而非使其燃烧以形成气溶胶的制品。在一类加热的吸烟制品中，通过一个或多个电加热元件对气溶胶生成基质进行加热以产生烟雾。在另一类加热的吸烟制品中，通过从可燃的或化学热源向物理上分离的气溶胶生成基质进行热传递来产生烟雾，所述气溶胶生成基质可被定位在该热源内、周围或下游。本发明还包含下列吸烟制品，在该吸烟制品中，无需燃烧并且在一些情况下无需加热，例如通过化学反应从烟草材料、烟草提取物、或其它尼古丁源生成含有尼古丁的气溶胶。
[0017]术语“气溶胶生成制品”在本文中用于指并非卷烟、雪茄、小雪茄或燃烧烟草基板以产生烟气的吸烟制品。根据本发明的吸烟制品可为完整装配的吸烟装置或吸烟装置的组件，所述吸烟装置的组件与一或多种其它组件组合，以便提供用于产生气溶胶的经装配装置，例如加热式吸烟装置或气溶胶生成制品的可燃部件。
[0018]通常，气溶胶生成装置包括:热源;气溶胶形成基质(例如烟草基板)；气溶胶形成基质下游的至少一个空气入口；以及在制品的至少一个空气入口与口端部之间延伸的气流路径。热源优选在气溶胶形成基质上游。在许多实施例中，热源与气溶胶生成装置整合在一起，且可燃的气溶胶生成制品可释放地容纳在气溶胶生成装置内。
[0019]热源可为可燃热源、化学热源、电热源、散热片或其任意组合。热源可为电热源，优选以叶片的形式成形，所述叶片可插入气溶胶形成基质内。可替代地，热源可配置为围绕气溶胶形成基质，并且像这样可采取中空管的形式或任何其他此类合适形式。可替代地，热源为可燃热源。如本文使用的，可燃热源是在使用期间自身燃烧以生成热的热源，其与香烟、雪茄或小雪茄不同，不涉及燃烧吸烟制品中的烟草基板。优选的是，此类可燃热源包括碳和点火助剂，例如金属过氧化物、超氧化物或硝酸盐，其中所述金属是碱金属或碱土金属。
[0020]术语“上游”和“下游”指所述吸烟制品的元件关于主流烟气或气溶胶从烟草基板或气溶胶生成基质被抽吸且穿过烟嘴的方向的相对位置。
[0021]术语“主流烟气”在本文中用于指示通过可燃吸烟制品例如香烟产生的烟气，以及通过如上所述的不可燃吸烟制品产生的气溶胶。主流烟气流动穿过吸烟制品且由使用者消耗。
[0022]术语“包装材料”或“包装纸”可互换，并指代限定烟草基板以维持烟草基板的形状且由纸或其它材料和可选过滤器材料形成的包裹材料。包装材料或包装纸是疏水性的。
[0023]术语“疏水的”指表面显示出防水特性。测定这点的一种有用的方法是测量水接触角。“水接触角”是当液体/蒸汽界面遇到固体表面时，照常规测量的穿过液体的角度。它经由杨氏方程定量固体表面被液体的可湿性。
[0024]本发明提供了围绕烟草基板布置或包围烟草基板的疏水性包装纸(S卩，仅具有疏水性内表面或至少疏水性内表面;或仅具有疏水性外表面或至少疏水性外表面;或具有疏水性内表面和疏水性外表面两者)。
[0025]预期疏水性包装纸可以减少且防止在吸烟制品上形成消费者可见的斑点。已观测至IJ，当存储在潮湿环境中时，吸烟制品上会出现斑点。斑点可由对水或保湿剂的吸收引起，包含悬浮或溶解到构成包装纸的纤维素纤维网内的任何有色物质。不受任何理论束缚，水或保湿剂与纸的纤维素纤维相互作用，并且改变纤维的组构，从而导致光学特性(例如亮度、颜色和不透明度)以及机械特性(例如拉伸强度、包装纸的渗透率)的局部变化。
[0026]包装材料是吸烟制品的部分，围绕烟丝条或烟草基板布置，以帮助维持烟草基板的圆柱形。此包装材料可呈现一系列的渗透率，包含不可渗透。香烟纸的渗透率通过利用国际标准测试方法ISO 2965:2009进行测定，并且结果呈现为立方厘米/分钟/平方厘米，并且被称为“CORESTA单位”。
[0027]在许多实施例中，未经处理(S卩，未经疏水性处理)的包装材料的渗透率可从约0C0RESTA单位至约300C0RESTA单位，或从约20C0RESTA单位至75C0RESTA单位，或约10⑶RESTA单位或以下，或约5C0RESTA单位或以上，或约1C0RESTA单位或以下。在一些配置中，未经处理的包装材料的渗透率在约I至约10C0RESTA单位、约5至约20C0RESTA单位，或约I至约5C0RESTA单位的范围内。
[0028]在各种实施例中，包装纸可由任何合适的疏水性材料形成。在许多实施例中，包装纸由具有侧强酸基团的材料形成。术语“强酸的”指在化学反应中能够提供氢或质子的基团。优选的是，强酸基团是反应性的亲水基团，例如(但不限于)羟基(-0H)、胺基(-NH2)或硫氢基(-SH2)。现将参考包括羟基的包装材料借助于实例描述本发明。具有侧羟基的材料包含纤维素材料，例如纸、木材、织物、天然以及人造纤维。包装纸还可包含一或多种填料材料，例如碳酸钙。如本文使用的术语“包装材料”涵盖“包装纸”、“卷烟包装材料”，以及用于围封且形成加热式吸烟制品、气溶胶生成制品或可燃吸烟制品且特别是烟草基板或气溶胶生成基质的任何包装材料。
[0029]包含任何疏水性处理的本发明所描述的包装材料可具有任何合适的基础重量。包装材料的基础重量可在约20至约50克/平方米或约20至约40克/平方米的范围内。包装材料可具有任何合适的厚度。包装材料的厚度可在约30至约80微米、或约30至约60微米、或约40至50微米的范围内。
[0030]在许多实施例中，包装材料的厚度允许应用于一个表面的疏水性基团或试剂蔓延到相对表面上，从而对两个相对表面有效提供相似的疏水特性。在一个实例中，包装材料的厚度为约43微米，并且两个表面均通过使用硬脂酰氯作为疏水试剂对一个表面的凹印(印刷)工艺而致使疏水。相应地，尽管本发明的许多益处仅需要两个主表面之一，即内表面或外表面，显示出疏水特性，但考虑类似地还可使用在两个主表面上均显示出疏水特性的纸。优选的是，仅或至少外表面是疏水性的。因此，本发明涵盖其中包装材料包括至少一个疏水表面的各种应用。
[0031]包装材料的疏水表面还可抑制保湿剂、水和其它溶解或悬浮的物质到包装材料的传输、吸收和累积，所述保湿剂、水和其它物质可在吸烟制品的包装材料上形成可见斑点或使包装材料变薄。实质上，疏水表面降低或防止包装材料被水、保湿剂和其它溶解或悬浮的物质染色。
[0032]疏水性包装材料还可抑制在吸烟制品在潮湿环境中贮存或利用时，特别是在湿度极高(例如相对湿度大于70 80%,90%,95%,99%)的情况下或在吸烟制品贮存较长时期(例如，大于三周、两个月、三个月或六个月)时，或此类条件的组合下发生的保湿剂、水的转移、吸收和积聚以及包装材料的染色。
[0033]在水分或保湿剂与包装材料相互作用的情况下，包装材料的疏水性质还可防止或降低吸烟制品的烟嘴的变形或解体的发生率。当保湿剂或水渗透包装材料表面且被吸收时，包装材料的结构减弱，从而有效降低包装材料的拉伸强度且导致包装材料或烟丝条容易撕裂或瓦解。
[0034]在一些实施例中，制备疏水性包装材料的材料或方法基本上不影响包装材料的渗透率。优选的是，制备疏水性包装材料的材料或方法使包装材料的渗透率(与未经处理的包装纸材料相比较)降低小于约10%或小于约5%。
[0035]在各个实施例中，包装材料的疏水表面具有小于约30g/m2、小于约20g/m2、小于约15g/m2、或小于约10g/m2的Cobb吸水率(IS0535:1991)值(在60秒时)
[0036]在各个实施例中，包装材料的疏水表面具有至少约90度、至少约95度、至少约100度、至少约110度、至少约120度、至少约130度、至少约140度、至少约150度、至少约160度、或至少约170度的水接触角。疏水性通过利用TAPPI T558om-97测试进行测定，并且结果呈现为界面接触角且以“度”报道，并且范围可为接近零度到接近180度。当接触角未连同术语疏水的一起指定时，水接触角为至少90度。
[0037]在优选实施例中，包装材料的内表面具有至少约90度、至少约95度、至少约100度、至少约110度、至少约120度、至少约130度、至少约140度、至少约150度、至少约160度、或至少约170度的水接触角。外表面可比内表面更不疏水，以便促进外表面的后续加工，例如在外表面上的印刷设计、用于降低香烟易燃性的印刷处理、或使得它与某些胶粘剂更相容。在其它实施例中，外表面具有与内表面基本上相同，或在内表面的接触角约20度内的水接触角。
[0038]疏水表面可沿包装材料的长度均匀地存在。在一些配置中，疏水表面不沿包装材料的长度均匀地存在。例如，疏水表面可优先存在于与吸烟制品的过滤器元件或烟嘴邻近的包装材料一部分上，并且不存在于包装材料的上游部分上。在一些实施例中，包装材料的最上游25%部分不存在疏水性表面。在一些实施例中，疏水表面沿包装材料长度的全部或一部分形成图案。包装材料中非疏水性的部分可包含可不容易施加于疏水性表面的标记。
[0039]在许多实施例中，疏水性表面可通过沿包装材料的长度印刷反应物而形成。任何有用的印刷方法均可利用。反应物可包含任何有用的疏水性基团，所述基团可反应以与包装纸材料或包装纸材料的侧基化学键合。
[0040]在许多实施例中，疏水性表面可通过沿包装材料的长度印刷反应物而形成。可利用任何有用的印刷方法，例如凹印、喷墨或类似方法。反应物可包含任何有用的疏水性基团，其可与包装纸材料或纸材料的侧基共价键合。
[0041 ] 疏水性表面可由任何合适的疏水性反应物或疏水性基团形成。疏水性反应物优选地与纸或纸材料的侧强酸基化学键合。在许多实施例中，疏水性反应物与纸或纸材料的侧强酸基共价键合。举例来说，疏水性基团与形成包装纸的纤维素材料的侧羟基化共价键合。纸与疏水性反应物之间的共价键可形成疏水性基团，其牢固地附着至纸材料而不是简单地将疏水材料的涂层布置在包装纸表面上。通过使疏水性反应物以分子水平原位化学键合而非整体应用一层疏水性材料以覆盖表面，允许纸的渗透率得到更好的维持，因为涂层趋向覆盖或阻挡纸中的空隙且降低渗透率。将疏水性基团与纸化学键合也可减少致使纸的表面疏水所需的材料的量。如本文所使用，术语“原位”指化学反应的位置，所述化学反应发生在形成纸的固体材料的表面上或附近，所述化学反应可与纤维素溶解于溶剂中的反应区分开。举例来说，所述反应发生在包括异构结构的纤维素材料的纸的表面上或附近发生。然而，术语“原位”并不需要化学反应在吸烟制品上直接发生。
[0042]疏水性试剂可包括酰基或脂肪酸基。酰基或脂肪酸基或其混合物可为饱和的或不饱和的。反应物中的脂肪酸基(例如脂肪酰卤)可与纤维素材料的侧强酸基(例如羟基)反应，以形成使脂肪酸与纤维素材料化学键合的酯键。大体上，与羟基侧基的这些反应可使纤维素材料酯化。
[0043]脂肪酸基团的酰基包含C12-C3q烷基(具有12至30个碳原子的烷基)Xw-C24烷基(具有14至24个碳原子的烷基)或优选地C16-C2q烷基(具有16至20个碳原子的烷基)。本领域的技术人员应了解，如本文中所使用，术语“脂肪酸”指包括12至30个碳原子、14至24个碳原子、16至20个碳原子或大于15、16、17、18、19或20个碳原子的长链脂肪族、饱和或不饱和脂肪酸。在各种优选实施例中，疏水性试剂包含酰基卤化物，例如包含(例如)棕榈酰氯、硬脂酰氯或苯甲酰氯或其混合物的脂肪酰氯。脂肪酰氯与包装材料中的纤维素之间的原位反应生成纤维素的脂肪酸酯和盐酸。
[0044]任何合适的方法均可用于使疏水反应物或基团与包装纸化学键合。作为一个实例，在控制温度下，将一定量的疏水性试剂(不含溶剂)放置在纸表面处，例如试剂的小滴在所述表面上形成20微米规则间隔的圆圈。在连续移除未反应的酰基氯的同时，随着脂肪酸与纤维素之间形成酯键，试剂的蒸汽张力的控制可通过扩散来促进反应蔓延。在一些情况下，纤维素的酯化反应基于纤维素的醇基或侧羟基与酰基卤化合物(例如脂肪酰氯)的反应。可用于加热疏性水反应物的温度取决于反应物的化学性质，且对于脂肪酰氯，所述温度的范围为约120°C至约180°C。
[0045]疏水性反应物可以任何有用的量或基础重量应用于包装纸。在许多实施例中，疏水性反应物的基础重量为小于约3克/平方米、小于约2克/平方米、或小于约I克/平方米，或者在约0.1至约3克/平方米、约0.1至约2克/平方米、或约0.1至约I克/平方米的范围内。疏水性反应物可涂覆或印刷到纸表面上且限定均匀或不均匀图案。
[0046]优选的是，通过使脂肪酯基团或脂肪酸基团与包装材料的纤维素材料上的侧羟基反应以形成纸的疏水表面，来形成疏水性包装纸。涂覆步骤可通过应用脂肪酰卤(例如脂肪酰氯)来完成，所述脂肪酰卤提供脂肪酸酯基团或脂肪酸基团，以与纸的纤维素材料上的侧羟基化学键合，从而形成包装材料的疏水性表面。涂覆步骤可通过将液体形式的脂肪酰氯装载到固体支承物(例如刷子、辊或吸收性或非吸收性垫)上，且随后使固体支承物与包装材料的表面接触来执行。脂肪酰卤还可通过印刷技术(例如凹印、苯胺印刷、喷墨、日光胶版术)、通过喷射、通过润湿或通过浸渍于包括脂肪酰卤的液体中来应用。涂覆步骤可敷设反应物的不连续岛，从而在包装纸的表面上形成均匀或不均匀图案的疏水性区域。包装材料上的均匀或不均匀图案的疏水区域可形成至少约100个不连续的疏水岛、至少约500个不连续的疏水岛、至少约1000个不连续的疏水岛、或至少约5000个不连续的疏水岛。不连续的疏水岛可具有任何有用的形状例如圆形、矩形或多边形。不连续的疏水岛可具有任何有用的平均横向尺寸。在许多实施例中，不连续的疏水岛具有在5至100微米范围内、或在5至50微米范围内的平均横向尺寸。为了帮助表面上所应用的试剂的扩散，还可应用气流。例如其全文以引用的方式并入本文中的美国专利申请案20130236647中所描述的设备和方法可用于制造疏水性包装纸。
[0047]根据本发明，疏水性包装纸可通过包括以下步骤的方法制成:将包括脂肪族酸卤化物(优选地脂肪酰齒)的液体组分涂覆至包装纸的至少一个表面;将气流可选择地应用于所述表面以帮助所涂覆的脂肪酰卤的扩散;及将所述表面的温度维持在约120°C至约180°C，其中脂肪酰卤与纸中的纤维素材料的羟基原位反应，从而形成脂肪酸脂。优选的是，包装材料由纸制成，且脂肪酰卤为硬脂酰氯、棕榈酰氯或酰基中具有16至20个碳原子的脂肪酰氯的混合物。通过上文所描述的方法制成的疏水性纸因此可与通过将一层预制纤维素的脂肪酸酯涂布在所述表面而制成的材料区分开。
[0048]疏水性包装纸通过一种方法制成，所述方法将液体反应物组分以约0.1至约3克/平方米、或约0.1至约2克/平方米或约0.1至约I克/平方米的范围内的比率涂覆至纸的至少一个表面。以这些比率涂覆的液体反应物致使纸的表面具有疏水性。
[0049]吸烟制品(例如卷烟和气溶胶生成制品)包含烟草基板或气溶胶生成基质，所述烟草基板或气溶胶生成基质包括由包装材料限定的一定量的烟草。烟草基板可包括任何适当形式的一或多种任何适当类型的烟草材料或烟草代用品。优选的是，烟丝条包括烤烟、白肋烟、马里兰烟草、东方烟草、特殊烟草、均质或再造烟草或其任意组合。优选的是，烟草设置成如下形式:烟草切丝填料、例如为体积扩张或蓬松的烟草的处理过的烟草材料、例如为切割卷梗或切割断梗的处理过的烟草梗、重组烟草、均质烟草、再造烟草、落叶烟草或其混合物以及类似材料。术语“烟草切丝填料”在本文中用于指示占优势地由烟叶的叶片部分形成的烟草材料。术语“烟草切丝填料”在本文中用于指示形成烟草切丝填料掺和物的烟草属(Nicotiana)的单一物种以及烟草属的两个或更多个物种两者。
[0050]如本文所用，术语“均质烟草”指通过团聚颗粒烟草形成的材料。均质烟草可包含再造烟草或铸造烟草，或两者的混合物。术语“再造烟草”指可由烟草副产品例如烟草肩、烟草粉尘、烟梗、或前述的混合物制成的纸样材料。再造烟草可通过下述进行制备:提取烟草副产品中的可溶性化学品，将剩余烟草纤维加工成薄片，并且随后将提取的材料以浓缩形式再应用到薄片上。术语“铸造烟草”在本文中用于指由本领域众所周知的方法得到的产物，其基于将包括磨碎烟草颗粒和粘合剂(例如瓜尔胶)的浆料浇铸到支持表面例如带式输送机上，使浆料干燥且从支持表面取下干燥薄片。用于产生这些类型的烟草基板或气溶胶生成基质的示例性方法在US 5,724,998；US 5,584,306；US 4,341，228;US 5,584,306和US6，216，706中描述。在各种实施例中，在包裹均质烟草以形成条之前，将均质烟草形成为卷曲、旋绕、折叠或以其它方式压缩的薄片。举例来说，可使用CH-A-691156中所述类型的卷曲单元使用于本发明的均质烟草片材卷曲，所述卷曲单元包括一对可旋转的卷曲辊。然而，应了解用于本发明的均质烟草材料的片材可使用其他合适的机器和工艺产生纹理，所述其他合适的机器和工艺使均质烟草材料的片材变形或穿孔。
[0051]用于加热式吸烟制品或气溶胶生成制品的烟草基板或气溶胶生成基质通常相比于燃烧式吸烟制品(例如卷烟)包含更高湿度。保湿剂可被称为“气溶胶形成剂”。术语“气溶胶形成剂”用于描述任何合适的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物有利于气溶胶形成，并且对在气溶胶生成基质的操作温度下的热降解基本上具有抗性。适合的保湿剂或气溶胶形成剂为本领域中已知的，且包含但不限于:多元醇，例如三甘醇、I，3_丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。优选的保湿剂或气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如丙二醇、三甘醇、I，3_丁二醇和最优选的甘油。烟草基板或气溶胶形成基质可包括单一保湿剂或气溶胶形成剂。可替代地，烟草基板或气溶胶形成基质可包括两种或两种以上保湿剂或气溶胶形成剂的组合。
[0052]在各种实施例中，烟草基板或气溶胶形成基质具有较高含量的保湿剂或气溶胶形成剂。如本文中所使用，较高含量的保湿剂意味着干重重量百分比大于约10%，或优选地大于约15%，或更优选地大于约20%的保湿剂含量。烟草基板或气溶胶形成基质也可具有干重重量百分比在约10%与约30%，在约15%与约30%，或在约20%与约30%之间的保湿剂或气溶胶形成剂含量。
[0053]本发明提供围绕具有较高保湿剂含量的烟草基板布置或包围所述烟草基板的疏水性包装材料。在一个实施例中，包装材料仅包含疏水性内表面或至少包含疏水性内表面。在另一实施例中，包装材料具有疏水性内表面和疏水性外表面两者。预期疏水性包装材料可减少或防止在吸烟制品上形成消费者可见的斑点。已观察到在烟草基板暴露于潮湿条件或水分的情况下或在烟草基板包含较高含量保湿剂的情况下贮存之后，吸烟制品上出现斑点。斑点通过对水或保湿剂的吸收引起，包含悬浮或溶解到构成包装纸的纤维素纤维网中的任何有色物质。不受任何理论束缚，水或保湿剂与纸的纤维素纤维相互作用，并且改变纤维的组构，从而导致光学特性(例如亮度、颜色和不透明度)以及机械特性(例如拉伸强度和包装纸的渗透率)的局部变化。
[0054]优选的是，疏水性包装材料围绕用于加热式吸烟制品的气溶胶生成基质的烟草基板布置。当空气被抽吸穿过加热式吸烟制品时，疏水性包装材料可减少将保湿剂化合物或水吸收到包装材料上。
[0055]在许多实施例中，吸烟制品的总体长度在约3Omm至约13Omm之间。在一些实施例中，吸烟制品的总体长度为约8 5mm或约4 5mm。吸烟制品的外径可在约5.0mm与约12mm之间，或在约5.0mm与约8mm之间，或为7.2mm ± 1 %。吸烟制品的过滤器的总体长度可为约18mm至约36mm。在一些实施例中，过滤器的总体长度为约27mm。加热式吸烟制品中的气溶胶生成基质通常在长度上显著短于常规点燃端部式吸烟制品中的可燃抽吸材料条。包裹在加热式吸烟制品中的气溶胶生成基质的柱形物可具有在约5mm与约20mm之间的长度。
[0056]本公开内容的吸烟制品和过滤器的抽吸阻力(RTD)可改变。在许多实施例中，吸烟制品的RTD在约50至130mm H2O之间。吸烟制品的RTD指当在稳态条件下被空气流通过时，样品两端之间的静压差，其中在输出端部处的体积流量是17.5毫升/秒。样品的RTD可使用ISO标准6565:2002中所述的方法，通过阻挡任何通风孔(如果存在)来进行测量。
[0057]在一个或多个实施例中，根据本公开内容的吸烟制品可包装在容器例如软包装或铰接盖式包装内，其中内衬涂覆有一种或多种香料。
[0058]本文中用到的所有科学和技术术语均具有本领域中常用的含义，另有指出除外。本文中提供的定义是为了便于理解本文中频繁使用的某些术语。
[0059]如本说明书和附随的权利要求书中所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”、“所述”涵盖具有复数指代的实施例，对此内容另有明确规定除外。
[0060]如本说明书和附随的权利要求书中所用，术语“或”通常以其包括“和/或”的意义上采用，对此内容另有明确规定除外。
[0061]如本文所用，“具有”、“包括”、“包含”等以其开放的意义使用，并通常指“包括但不限于”。应理解，“基本由……组成”、“由……组成”等归入“包含”等中。
[0062]单词“优选的”和“优选地”指在某些环境下可提供某些益处的本发明的实施例。然而，其他实施例在相同或其他环境下也可为优选的。此外，一个或多个优选实施例的叙述不暗示其他实施例并非有用的，并且不预期从公开内容包括权利要求的范围内排除其他实施例。
【附图说明】
[0063]图1是部分展开的吸烟制品的一个实施例的示意性透视图。
[0064]图2是包括电加热式气溶胶生成装置的气溶胶生成系统的实施例的示意性横截面示图，所述电加热式气溶胶生成装置包括加热元件和气溶胶生成。
【具体实施方式】
[0065]图1-2中所描绘的吸烟制品示出了上文描述的吸烟制品或吸烟制品的组件的一或多个实施例。示意图不一定按比例描绘且呈现用于举例说明性而不是限制性的目的。附图描绘了本公开内容中所述的一个或多个方面。然而，应当理解附图中未描绘的其他方面落入本公开内容的范围和精神内。
[0066]现在参照图1，描绘了一种吸烟制品10。吸烟制品10包含烟草基板20(例如，具有较高含量保湿剂的烟丝条)，和口端段30以及远端70。在完成的吸烟制品10中，烟嘴30可抵靠烟草基板20。所描绘的吸烟制品10包含限定过滤器段或烟嘴段30的至少一部分的塞包装件60，以及限定烟草基板20的至少一部分的疏水性包装材料40。如本领域一般已知的，接装纸50或其他合适的包装材料限定塞包装件60和包装材料40的一部分。
[0067]示范性气溶胶生成制品100包括以同轴对准布置的以下元件:气溶胶形成基质120、气溶胶冷却元件140，和烟嘴150。这四个元件依序排列且由疏水性包装材料160限定以形成气溶胶生成制品100。气溶胶生成制品100具有近端或口端170，和位于气溶胶生成制品100与口端170相对端部处的远端180，使用者在使用期间将所述近端或口端插入他或她的口中。在使用中，空气由用户从远端180通过气溶胶生成制品100抽吸到口端170。
[0068]气溶胶形成基质120可定位在气溶胶生成制品100的最远端或上游端。在图2中示出的实施例中，气溶胶形成基质120包括均质烟草材料和诸如甘油的保湿剂作为气溶胶形成剂。
[0069]可包含诸如支承元件的额外元件(未展示)，以防止当气溶胶生成装置210的加热元件220被插入气溶胶形成基质120内时，气溶胶形成基质120在气溶胶生成制品100内被向下游朝气溶胶冷却元件140推动。
[0070]气溶胶冷却元件140可以位于气溶胶形成基质120的下游。在使用中，从气溶胶形成基质120释放的挥发性物质沿着气溶胶冷却元件140朝向气溶胶生成制品100的口端170穿行。烟嘴150位于气溶胶冷却元件140的下游，且可包含具有较低过滤效率的常规醋酸纤维素丝束过滤器。
[0071]气溶胶生成装置包括加热元件220。加热元件220可安装在气溶胶生成装置210的气溶胶生成制品容纳室205内。使用中，吸烟者将气溶胶生成制品100插入气溶胶生成装置210的气溶胶生成制品容纳室205内，使得加热元件220被直接插入气溶胶生成制品100的气溶胶形成基质120内。在图3所示的实施例中，气溶胶生成装置210的加热元件220是加热器叶片。
[0072]在图2中，气溶胶生成装置210的组件以简化方式展示，且未按比例绘示。气溶胶生成装置210包括壳体，所述壳体含有电源240和允许加热元件220被致动的电子设备250。加热元件220安装在壳体内的气溶胶生成制品容纳室205内。气溶胶生成制品100插入气溶胶生成制品容纳室205内，使得加热元件220直接插入气溶胶生成制品100的气溶胶形成基质120 内。
[0073]气溶胶生成装置210包括电源240，例如可再充电锂离子电池。控制器250连接至加热元件220、电源240和用户接口 260，例如按钮或显示屏。控制器250控制供应给加热元件220的功率，以便调节其温度。
[0074]一旦气溶胶生成制品100可释放地容纳在气溶胶生成装置210中和加热元件220上，那么气溶胶生成装置210被致动以将气溶胶形成基质120加热至大约375摄氏度的温度。当吸烟者在气溶胶生成制品100的口端170上进行抽吸时，从气溶胶形成基质120放出的挥发性化合物通过气溶胶生成制品100被朝下游抽吸，并且凝结以形成通过气溶胶生成制品100的烟嘴150抽吸到吸烟者的口中的气溶胶。疏水性包装材料160从气溶胶除去保湿剂和水分，以减少对包装材料160的染色和弱化。
[0075]如上所述的示例性实施例非为限制性的。与上述示例性实施例一致的其他实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
【主权项】
1.一种吸烟制品，所述吸烟制品包括: 烟草基板，其包括至少15 %保湿剂；以及 包装纸，其围绕所述烟草基板布置，其中所述包装材料由于疏水性基团与所述纸共价键合而为疏水性的。2.根据权利要求1所述的吸烟制品，其中所述包装纸将所述烟草基板维持于圆柱形状，且所述烟草基板包括至少20 %保湿剂。3.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述包装纸具有至少约100度的水接触角。4.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述包装纸包括纤维素材料以及与所述纤维素材料共价键合的疏水性基团。5.根据权利要求3或4所述的吸烟制品，其中所述包装纸具有在约20至约50克/平方米的范围内的基础重量，并且所述疏水性反应物具有在约0.1至约3克/平方米的范围内的基础重量。6.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述疏水性基团通过使脂肪酰氯与纤维素材料原位反应而与所述纸的所述纤维素材料共价键合。7.根据权利要求6所述的吸烟制品，其中所述疏水性纸包括纤维素的脂肪酸酯。8.根据权利要求6所述的吸烟制品，其中所述脂肪酰氯为棕榈酰氯、硬脂酰氯、苯甲酰氯或棕榈酰氯与硬脂酰氯的混合物。9.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述包装材料显示出小于20g/m2的Cobb测量值(60秒)。10.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述疏水性纸通过包括以下步骤的方法产生:将包括脂肪酰齒的液相组分涂覆于纸的至少一个表面;将所述表面维持在约120°C到约180°C的温度下，其中所述脂肪酰卤在原位与所述纸中的材料的强酸基团反应，从而形成脂肪酸酯。11.根据权利要求10所述的吸烟制品，其中所述方法包括在约120°C至约180°C的温度下将包括硬脂酰氯或棕榈酰氯的液体组分涂覆于纸的至少一个表面，其中所述纸的纤维素材料中的羟基与所述硬脂酰氯或所述棕榈酰氯原位反应。12.根据权利要求10至11中任一项所述的吸烟制品，其中所述方法包括将所述液体组分以在约0.1至约3克/平方米的范围内的比率涂覆于纸的所述至少一个表面，以致使所述至少一个表面具有纸疏水性。13.—种形成根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品的方法，所述方法包括使脂肪酰氯与所述包装纸的所述纤维素材料反应，以形成疏水性包装纸。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述反应步骤包括印刷脂肪酰氯，所述脂肪酰氯提供脂肪酸酯基团或脂肪酸基团，所述脂肪酸酯基团或脂肪酸基团与所述包装材料的所述纤维素材料上的侧羟基键合，以形成疏水性包装材料。15.—种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括: 气溶胶生成装置，其包括加热元件;及 根据权利要求1至12中任一项所述的气溶胶生成吸烟制品； 其中所述气溶胶生成装置经配置以可释放地容纳所述气溶胶生成吸烟制品，且所述加热元件将热量提供至加热式吸烟制品的气溶胶形成基质。
【文档编号】D21H19/10GK105873459SQ201580003693
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年10月15日
【发明人】C·贝索, A·盖亚德, M·米恩佐尼, A·卡迪里克
【申请人】菲利普莫里斯生产公司