吸烟制品的制作方法
【专利摘要】描述了一种用于热不燃吸烟制品中的隔热材料。该隔热材料，其可以设置成包围吸烟制品的燃料元件，包括一氧化碳(CO)催化剂，但是不包括玻璃纤维。
【专利说明】吸烟制品
[0001] 本发明涉及一种用于热不燃（HNB)吸烟制品的隔热材料（insulating material)。
[0002] HNB技术通过加热而不是燃烧烟草和/或其他吸烟材料产生烟雾。由于烟草没有 燃烧，于是减少了侧流烟雾和燃烧及高温分解产物的量。传统香烟的气味、污渍和灰烬也被 大部分消除了。吸烟者在主流烟雾中想要获取的尼古丁和香味被保留了下来。
[0003] HNB香烟的例子在国际公布W02007/108878中公开。在这样已知的HNB香烟中，可 燃烧的含碳燃料元件被设置在香烟的末（即非口腔的）端，并且该燃料元件提供了热量从 邻近的烟草部分将润湿剂和香味蒸发出来。包含尼古丁和香味的蒸汽可以从香烟的口腔端 被吸烟者吸入。
[0004] 在使用中，燃料元件可产生非常高的温度，例如高达大约800°C。为了降低香烟外 表面的（peripheral)温度并且防止邻近的烟草部分被点燃，燃料元件可以包围在玻璃纤 维构成的隔热材料中。
[0005] 在一些HNB香烟中，为了减少吸烟过程中香烟中C0的产量，一氧化碳（C0)催化剂 可被直接施加到燃料元件。然而，可以加到燃料元件的催化剂的量必须足够低，以避免对燃 料元件的燃烧性质的不利影响。由此，在这种形式中，限制了减少C0的产量的益处。
[0006] 根据本发明的第一方面，提供了用于HNB吸烟制品的隔热材料，其中该材料包括 C0催化剂，但是不包括玻璃纤维。
[0007] 根据本发明的第二方面，提供了根据第一方面的隔热材料的制备方法。
[0008] 根据本发明的第三方面，提供了包括第一方面的隔热材料的HNB吸烟制品。
[0009] 根据本发明的第四方面，提供了减少由HNB吸烟制品产生的烟雾中存在的C0的量 的方法，该方法采用了第一方面的隔热材料。
[0010] 在这里使用的，术语"烟雾"可以包括蒸汽、气体、颗粒和类似物，可见的和不可见 的，并且特别是那些被使用者感觉为"像烟"的成分，该成分由燃烧燃料元件对包含在吸烟 制品中的烟雾产生物质，或其他物质中的物质进行加热而产生。
[0011] 本发明的优选实施方案将参考所附的附图进行描述，其中：
[0012] 图1是现有的HNB产品的透视图；且
[0013] 图2是根据本发明的实施方案的吸烟制品的末（即非口腔的）端的截面图。
[0014] 图1是已知的HNB产品的示意图，例如香烟1，具有容纳在香烟的末端2内的燃料 元件3,和位于香烟的口腔（嘴）端的过滤嘴部分或烟嘴（mouthpiece) 4。燃料元件3被玻 璃纤维的隔热罩包围（未示出）。在过滤嘴部分或烟嘴4和燃料元件3之间是一个或多个 烟草部分5,其被设置以产生传输到消费者的烟雾。烟雾依次通过过滤嘴部分或烟嘴4到达 使用者的口腔。香烟1被适合的包装材料，例如纸，包围。
[0015] 如以上描述的，将C0催化剂直接施加到HNB香烟的燃料元件以减少吸烟过程中香 烟内C0的产量是可能的。例如，金属，金属卤化物和/或金属氧化物可以加入燃料元件3 中，其催化C0转化成二氧化碳（C0 2)。然而，可加到燃料元件的催化剂的量必须足够低以保 持燃料元件的燃烧特性。因此，C0催化剂减少产生的蒸汽中的C0量的效果被限制。
[0016] 本发明的
【发明者】提供了一种有效的方法，其中更多量的C0催化剂可以添加到HNB 装置中。
[0017] 图2显示了根据本发明的一个方面的示例性HNB吸烟制品6的末端的截面图。HNB 吸烟制品6可以是香烟、雪茄或小雪茄，其物理尺寸接近传统的形式的物理尺寸。
[0018] 如图2所示，燃料元件7由可燃含碳材料的杆，例如碳组成，其作为产生烟雾的高 温加热源。杆具有多条浅的纵槽8和细的中轴通道9。这些元件有利于在吸烟过程中吸烟 者抽吸香烟时加热通过杆的热表面的空气。
[0019] 燃料元件7被包含C0催化剂11的颗粒的隔热材料10包围。隔热材料10可以与 燃料元件7是同延的（即燃料元件7的端部可以与隔热材料10的端部是齐平的）。或者， 隔热材料10可以比燃料元件7短，或可以比燃料元件7长。燃料元件7可以为大约2mm的 直径和大约12mm的长度。有利地，隔热材料10有至少大约0· 5mm厚度，优选的为至少大 约1mm厚，更优选的为大约1. 5-2mm厚。隔热材料10可以由溶胶凝胶、气凝胶、泡沫陶瓷 (foamed ceramic)或类似物形成。隔热材料10不由玻璃纤维或玻璃丝制备。隔热材料10 缓冲燃料元件7和外表面之间的以及燃料元件7和邻近的烟草部分（未示出）之间的热量。 其还使燃料元件7固定就位。
[0020] 任何能够促进C0到C02的氧化的催化剂均可以被使用。适合的C0催化剂包括金 属、金属盐、金属氧化物或它们的组合。任选的，金属可以是铝、铜、铁、镍、锌、锆、过渡金属、 镧系金属或锕系金属。金属可以为贵金属例如钌、铑、钯、锇、铱、钼、银或金。示例性的金属 盐包括柠檬酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氰酸盐、氢化物、氨化物（amides)、硫醇盐、碳酸盐、卤化 物等。优选的金属氧化物为氧化铁、氧化铜、氧化锌和氧化铈，后者是特别优选的。优选的 金属卤化物为氯化钼和氯化钯。可以使用这些催化剂的混合物。
[0021] 催化剂可以放置在支撑物或载体上，其由例如石墨、活性炭、氧化铜、氧化铝或二 氧化钛制成。载体可以被催化剂均匀覆盖，负载量从大约0. 1%到大约10%，基于被覆盖的 支撑物或载体的总干重。
[0022] 催化剂可以以粗、细或超细颗粒的形式提供。粗颗粒是直径为大约2. 5微米到大 约200微米的颗粒。细颗粒是直径为大约100nm到大约2. 5微米的颗粒。超细颗粒是直径 小于大约l〇〇nm的颗粒。典型的，颗粒的平均粒径介于大约lnm到100微米之间，例如，介 于大约10nm到大约10微米之间。催化剂颗粒可以是商业可得的。
[0023] 本发明的一个方面涉及在制造隔热材料时将C0催化剂添加到其中。由溶胶凝胶、 气凝胶或泡沫陶瓷构成的隔热材料的制备是已知的。催化剂可以以干粉形式，或以溶液或 胶体形式通过直接与隔热材料混合物混合加入隔热材料。催化剂可以在混合过程的开始和 /或进行中加入。在另一实施方案中，催化剂可以与隔热材料共挤压。或者，隔热材料可以 在加入催化剂之前制备。例如，预制成的（pre-formed)隔热材料可以涂覆、喷射或浸入在 以适合形式提供的催化剂中。
[0024] 催化剂可以在隔热材料被加入HNB产品之前被施加到隔热材料中。催化剂可以随 机地或基本均匀的分布在隔热材料内。
[0025] 催化剂可以以任何合适的量添加到隔热材料。例如，在本发明的一个HNB产品中， 该量的范围可为大约〇. lmg到大约500mg。通常地，本发明的HNB产品包括至少lmg,且通常 为至少5mg的催化剂。本发明的HNB产品包含的催化剂的量可为从大约5mg到大约20mg。 然而，在HNB产品内的催化剂的量可以超过大约20mg，大约50mg，大约100mg，大约200mg， 大约300mg或甚至大约400mg。一旦催化剂和隔热材料被混合，催化剂可以占最终混合物 的高达75 % (w/w)，例如，其可以占最终混合物的高达60 %、50 %、40 %、30 %、20 %或10 % (w/w)。作为最小值，混合物可以包含至少10%、20%、30%、40%、50%或60%(?/?)的催 化剂。
[0026] 催化剂优选地以活性形式加入到隔热材料中，也就是说，优选地不作为非活性前 体加入。因此，在使用中，催化剂优选地不依赖于HNB产品内的燃料元件产生的热量进行活 化。
[0027] 隔热材料可以是多层的。C0催化剂可以加入一层、两层、三层或更多层。例如最内 层可以包含C0催化剂，而其余的层不包含。或者，每一层可包含不同的C0催化剂。
[0028] -旦形成，合适的量的包含催化剂的隔热材料可包围在合适尺寸的燃料元件周 围。或者，隔热材料和燃料元件可以在连续的挤压过程中共同挤压成型，在那之后，挤压成 型的杆被分割成适当尺寸的较短的段。适合的工艺是本领域技术人员已知的。
[0029] 隔热的燃料元件可以然后与烟草材料的杆并置。可以使用任意的烟草材料。烟草 杆可以包括一个或多个不同的烟草部分。例如，第一部分可以包括切碎的再生烟草，其含适 合的烟雾形成物质（例如甘油、三甘醇、丙二醇或其他多元醇），且第二部分可以包含混合 烟草。在第一部分产生的加热的烟雾可以因此直接下游通过第二部分，其将烟草香味和尼 古丁传送到加热的烟雾。烟雾将因此包含烟草的味道和香气，而不含有传统香烟产生的诸 多燃烧产物。至少一个烟草部分可以是箔纸-包裹的，以促进烟雾的下游通过。
[0030] 烟草杆可以与过滤嘴元件或烟嘴并置。如果包括过滤嘴，依照传统的香烟它可以 由醋酸纤维束、纸或其他适合的过滤材料组成。
[0031] 典型地，限定外表面的外包装纸随后被施用到结合的部件上，以生产最终的HNB 产品。
[0032] 其他香烟组分（例如，添加剂如香味剂、润湿剂、粘合剂（binder)和黏合剂 (adhesive))，部件结构（例如通风式过滤嘴）和设计构造和形式在这里可以被设想和包 括。
[0033] 在使用中，吸烟者点燃本发明的HNB产品的末端，这样燃料元件开始燃烧。通过此 燃烧过程会产生烟雾，和/或通过燃烧燃料元件产生的热会通过传导、对流或类似过程达 到邻近的烟草部分。当吸烟者抽吸HNB产品时，热的烟雾通过一个或多个下游的烟草部分， 以从烟草提取易挥发的成分，而没有燃烧或大量的高温分解。挥发成分，例如香味和尼古 丁，因此夹带在空气中，其抽吸通过一个或多个烟草部分，烟雾依次通过在HNB产品的口腔 端的过滤部分或烟嘴，并进入吸烟者的口腔。因此，当抽烟时，HNB产品产生可见的类似于 传统香烟的主流烟雾的主流烟雾。
[0034] 通过在包围HNB产品的可燃热源的隔热材料中结合C0催化剂，可减少香烟中的C0 产量。实际上，C0催化剂催化热空气或烟雾中C0的氧化，当它们通过燃料元件并进入HNB 产品的下游部分时，通过其减少由燃料元件燃烧产生的燃烧气体中的C0的量。有利地，本 发明的HNB产品获得的C0的量的减少大于已知HNB产品通常所获得的。
[0035] 因此，这里还提供了减少由HNB吸烟制品产生的烟雾中存在的C0的量的方法。该 方法包括将C0催化剂结合加入隔热材料，该隔热材料包围HNB吸烟制品的燃料元件。隔热 材料和催化剂如这里描述的。
[0036]
【发明者】已经明了玻璃纤维不可能是在存在C0催化剂时的燃料元件的良好的隔热 材料，因为玻璃纤维中夹杂的其他材料会改变其结构特性。
[0037] 然而，当C0催化剂放置成与燃料元件极接近燃料元件时它们会更加有效，因为催 化剂在高温时（高于大约200°C )是最有效的。事实上，已经发现C0催化剂如果用于吸烟 制品的远离燃料元件的其他部分时不够有效。
[0038] 将C0催化剂放置在隔热层内的另一益处是催化剂不会被燃烧过程破坏，将可能 如TO2007/108878中描述的将催化剂加入燃料电池的情况。因此在吸烟过程中保持了催化 剂氧化C0的功效。
[0039] 优选用于本发明的隔热材料为溶胶凝胶、气凝胶或泡沫陶瓷，可以额外降低吸烟 制品的外表面温度，其低于已知HNB产品通常获得的。传统的隔热材料，例如玻璃纤维，允 许外表面温度到达400°C左右。本发明允许获得低于该温度的外表面温度，其可以降低相关 的安全风险。
[0040] 本发明的吸烟制品可以被包装以分派、出售和使用。
[0041] 以上的描述被认为是本发明的优选实施方案。然而，本领域技术人员将意识到在 不脱离本发明范围的情况下可以做出变化和改变。
【权利要求】
1. 一种用于热不燃（HNB)吸烟制品的隔热材料，其中该材料包括一氧化碳（CO)催化 齐U，但是不包括玻璃纤维。
2. 如权利要求1所要求保护的隔热材料，其中C0催化剂是氧化铈、金属卤化物或贵金 属。
3. 如权利要求1或2所要求保护的隔热材料，其中隔热材料包括溶胶凝胶、气凝胶或泡 沫陶瓷。
4. 如权利要求1-3的任一项所要求保护的隔热材料，其中隔热材料包含至少200mg的 C0催化剂。
5. 制造如权利要求1-4的任一项所要求保护的隔热材料的方法。
6. 如权利要求5所要求保护的方法，包括在隔热材料的制备过程中将C0催化剂加入隔 热材料。
7. 如权利要求6所要求保护的方法，其中将C0催化剂以活性形式加入。
8. -种HNB吸烟制品，其包含如权利要求1-4的任一项所要求保护的隔热材料。
9. 如权利要求8所要求保护的HNB吸烟制品，其中该隔热材料包围HNB吸烟制品的可 燃热源。
10. -种减少由HNB吸烟制品产生的烟雾中存在的C0的量的方法，该方法使用如权利 要求1-4中任一项所要求保护的隔热材料。
11. 如权利要求10所要求保护的方法，其中C0催化剂不会在HNB吸烟制品的使用过程 中被破坏。
【文档编号】A24F47/00GK104066346SQ201380005402
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年1月11日 优先权日:2012年1月13日
【发明者】D·伍德科克 申请人:英美烟草(投资)有限公司