用于吸烟制品的适合抽烟的填料的制作方法

专利名称：用于吸烟制品的适合抽烟的填料的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于吸烟制品适合抽烟的填料，具体地说，涉及不必包含任何烟草填料的填料。
虽做了许多努力以提供可替代的适合抽烟填料，但发现，如果有的话，有极少产生可被传统含烟草制品的吸烟者所接受的烟味和香味的材料。因此，大多数可替代填料是与含烟丝或含烟草的复制产品一起使用的。但是即使以此种形式，这些填料令人难以接受的口味仍明显，并减少了吸烟的乐趣。
烟草填料中通常使用的是调味料(casing material)，其一般是在将混合材料切割前，被用作烟草混合物的调味浆。调味浆可包括如糖、保湿剂和如香料的芳香物质。调味料也可包括不太挥发的香料，例如衍生于可可豆、香子兰豆、零陵香豆和鹿舌的材料。通常将调味料以3～10％的施用量加到烟草中。
本发明试图提供一种烟草替代材料，其用一种或多种被称作调味料的材料作为适合抽烟的填料中的燃料。
本发明的目的是提供一种适合抽烟的填料，其具有消费者可接受的口味和香味特征，该适合抽烟的填料几乎不含烟草，优选其中不含烟草。
本发明还有一目的是提供一种适合抽烟的填料，其具有比烟草低的静态峰燃烧温度(static peak burning temperature)。我们发现，有些材料表现出较冷的静态峰燃烧温度，冷到这种程度，以至于在吸烟后几乎马上，或甚至在吸烟过程中，就可触摸填料灰，而不会灼伤人的手指，或实际上，不会烫坏家俱，或不会点燃其它可燃物。
本发明还有一目的是提供一种适合抽烟的填料，其具有可接受的口味和香味特征，故若期望的话，其适于被加到烟草材料中，而不会降低天然烟草产品的口味和香味。可供选择地，填料可占吸烟制品填料的100％。
本发明提供一种吸烟制品适合抽烟的填料，其包括一含有一种或多种调味料的非烟草燃料、一基本不燃性无机填料、一气溶胶生成源和一粘合剂。
当调味料为焦糖时，优选焦糖与至少一种其它调味料结合使用。
取决于所要求成品的特点，碳、膨胀介质和有机填料均可作为适用于填料的任选附加材料。例如，一种泡沫或非泡沫，即膨胀的产品，还包含适当量的如淀粉的膨胀介质。
碳可以高达约20％的量存在，膨胀介质可以高达30％的量存在，均为混合物干物质的干重。
吸烟制品的适合抽烟填料可优选包含约10％～约70％的调味料、约2％～约30％的气溶胶生成源、约5％～约80％的无机填料、约5％～约25％的粘合剂、0～约30％的膨胀介质和0～约20％的碳。
调味料总量优选少于适合抽烟填料重量的50％，更优选少于40％，甚至更优选少于30％。
当调味料包含一种以上调味料并含有可可时，可可宜占调味料的较大部分。
优选气溶胶生成物的量为适合抽烟填料重量的约15％或更少。
优选无机填料量为适合抽烟填料重量的约30％以上，更优选约40％以上，甚至更优选约50％以上。
如果粘合剂不为果胶，优选粘合剂量少于适合抽烟填料重量的15％。
如果存在糖，优选糖的量少于适合抽烟填料重量的15％。
有利地，调味料包含至少两种或三种单个调味料，可包含高达约七种或八种调味料。
适合抽烟的填料可适宜地包含10～68％的总调味料，其可由0～15％的甘草、0～50％的可可、0～13％的丙二醇、0～26％的糖、0～6％的蜜、0～1％的角斗树(St.Johns Bread)、0～1％的酒石酸、0～13％的甘油和9～67％的白垩组成。
较有名的调味料为糖及其相关物，如蔗糖、转化糖、源于果汁例如洋李汁的果糖、德梅拉拉糖、槭糖、蔗糖、蜜、焦糖和糖蜜；保湿剂，如丙二醇、甘油、二甘醇、丁二醇和山梨醇；蒸馏水、干草、咖啡、香草醛、苹果衍生物、丁子香、可可、角斗树和酸，如柠檬酸和酒石酸。本领域的技术人员知道其它适宜的调味料。
所用调味料的比例取决于所生产的烟的口味和香味，和取决于，即如果有的话，生产低侧流的适合抽烟填料的要求。与适合抽烟填料共同使用的吸烟制品包装物的性质也是填料组成的决定因素，包装材料的渗透性也是决定因素。
也可将头香香料(top flavour)组合物用于吸烟材料。有利地，本发明的适合抽烟填料还包括一种或多种那些用于卷烟烟草填料的典型头香香料，以提供类似于常规含烟草卷烟的口味和香味。
优选适合抽烟填料为一基本上非烟草物质。如本发明所使用的术语基本上非烟草物质，系指所包含的烟草材料为填料的约5％(重量)或更少，更优选所包含的烟草材料少于填料的3％(重量)，甚至更优选其中不包含烟草材料。
成片前，可对调味料混合物有利地实施预处理步骤，该步骤可包括加热到约140℃保持约6分钟。
烟草提取物可被有利地包含在调味料燃料中。烟草提取物可适宜地为精制形式或全部或部分为烟草提取物的合成类似物。
优选不燃性无机填料选自被描述于我们共同未决PCT中请中的那些物质。有机填料也可替代部分无机填料，或单独被用作填料。我们共同未决PCT申请No.PCT/GB95/02110的主题，其涉及适于本发明的无机物和有机物，可被引入本发明作为参考。这一PCT申请在本发明中被称为我们共同未决的PCT申请。不燃性无机材料包括，例如，白垩、珍珠岩、蛭石、硅藻土、胶体二氧化硅、氧化镁、硫酸镁或其它本领域技术人员已知的低密度、不燃性无机填料。有机填料包括有机酸的无机盐、多糖材料，或例如，有机粘合剂材料，其存在量大于所要求的那种材料量，以完全起粘合剂作用。
适于本发明的粘合剂物质包括众所周知的纤维素性粘合剂或纤维素性衍生物粘合剂、藻酸粘合剂或果胶粘合剂，所有这些均被描述于我们共同未决的PCT申请，特别涉及到其不燃性包装材料。粘合剂可为有机粘合剂，例如，纤维素衍生物，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，藻酸粘合剂包括可溶性藻酸盐，如藻酸铵、藻酸钠、藻酸钙钠、藻酸铵钙、藻酸钾、藻酸镁、藻酸三乙醇胺和丙二醇藻酸酯，或不溶性藻酸盐，通过添加加溶剂，如加入氢氧化铵，使其可变为可溶。这些的实例包括藻酸铝、藻酸铜、藻酸锌和藻酸银。还可使用最初可溶，但在加工中经受处理，在成品中变得不可溶的藻酸盐，例如，藻酸钠变成藻酸钙。其它有机粘合剂包括胶，如阿拉伯树胶、印度胶、龙须胶、梧桐树胶、刺槐豆、金合欢胶、瓜耳胶、榠栌子种子或汉生胶，或凝胶，如琼脂、琼脂糖、角叉菜胶、岩藻依聚糖和furcellaran。果胶和果胶类物质也可用作粘合剂。还可用淀粉作为有机粘合剂。其它适宜的胶可选自参考手册，如工业用胶，Ed.Whistler(学术出版社)(Industrial Gums,Ed.Whistler(Academic Press))。一般还可以替换地使用无机不燃性粘合剂，例如，如硅酸钾、氧化镁与硅酸钾混合物，或一些粘结剂，及其混合物。还可使用上述所有物质的混合物。
优选气溶胶生成源包括气溶胶形成剂，如我们共同未决PCT申请中所阐述的甘油和/或其它气溶胶形成化合物。这些化合物包括多元醇、丙二醇和三甘醇，酯，如柠檬酸三乙酯、三醋精或三甘醇二乙酸酯(TEGDA)，或高沸点的烃。本领域的技术人员还知道其它适宜的气溶胶形成剂。
如上文所指出的，适合抽烟的填料可适宜地为一压出物，其中，压出物可为泡沫物或非泡沫物。适宜的膨胀介质或发泡剂被描述于我们共同未决的PCT申请中，其主题涉及膨胀介质，引入此处作为参考。适宜的膨胀介质包括淀粉、支链淀粉或其它多糖，包括纤维素衍生物、固体发泡剂、就地提供气态剂的无机盐和有机酸、有机气态剂、无机气态剂和挥发性液体发泡剂。水是这类膨胀体系最常优选的挥发性膨胀剂。可替换的膨胀剂是众所周知的。压出物可为条、绞线(Strand)、丝或片状物，然后将其切割，以提供填料。可供选择地，用已知的常规铸带技术或造纸技术将适合抽烟的填料铸成片状。若压出物不能使空气或烟气沿其抽出，可期望通过缠绕或将绞线或丝搓捻在一起，来提供风道。为改善压降，还可采用其它的下游加工技术。各种压出型被描述于我们共同未决的PCT申请中，应引入本发明作为参考。
适合抽烟的填料还可有利地包含活性或非活性的碳材料。优选碳材料为粉状或粒状碳材料。
增塑剂，如甘油、丙二醇、或其它众所周知的增塑剂，可任选地以其不会成为烟主气溶胶成分的量存在。
根据本发明的吸烟制品填料可与传统的烟草填料或与其它烟草替代材料一起使用，替代物作为稀释剂，或作为一种降低卷烟条的静态峰燃烧温度的物质。其也可被单独用作吸烟制品填料。
根据本发明的吸烟制品填料适用于传统的纸包装吸烟制品，和描述于我们共同未决的PCT申请中可替代的吸烟制品包装物。我们PCT申请的主题涉及吸烟制品包装物，引入本发明作为参考。吸烟制品填料还适用于可替代的吸烟制品，其被R.J.Reynolds描述于他们的专利申请中，这些申请源于1984年9月14日提交的美国系列专利650,604和1984年12月21日提交的美国系列专利684,537，如在那些被称为“普雷迈尔”型(‘Premier’-type)装置中的气溶胶生成剂，或固体燃料元件。实际上，吸烟制品填料还适用于其它气溶胶传输制品。本发明的材料可部分或全部取代那些被描述于美国专利说明书中的物质，或取代由其衍生的其它物质。因此，本发明的填料还可被称为燃料源材料。
本发明还提供了一种吸烟制品，其包括包裹一如上所述的适合抽烟填料条的包装物。
有利地，包装物为一基本不燃性包装物，如我们共同未决PCT申请所描述的包装物。考虑到其主题涉及基本不燃性包装物，故引入本发明作为参考。总体上讲，包装物主要包括不燃性、颗粒状的无机填料，粘合剂和/或增塑剂和任选的少量纤维。这些物质在上文中均被描述过。
优选基本不燃性包装物主要由不燃性无机填料组成。本发明所用的术语‘主要’系指至少为约65％，一般为70％。当吸烟制品被点燃时，无机填料有利地产生极少可见侧流烟或基本上无可见侧流烟。优选不燃性包装物包含至少80％，更优选至少90％的无机填料，以包装物重量计。
不燃性包装物可包含少量纤维素纤维物质。以不燃性包装物重量计，优选纤维物质占低于10％，更优选低于5％，甚至更优选低于2％。最有利的是包装物中不存在纤维物质。
优选包装物包含粘合剂和/或增塑剂。这些成分可高达包装物的30％(重量)。有利地，粘合剂不超过包装物的25％(重量)。确切的比例取决于所期望产品的口味特点、可接受的可见侧流烟的散播和强度以及所采用的加工技术。粘合剂以包装物的约8～10％(重量)的量存在，虽然其含量可为包装物的约5％或更少。
虽然，如果有可见侧流烟的话，包装物不发出太多可见侧流烟，但其却产生可令人接受颜色的和质量的灰。吸烟制品还具有一可见燃烧线，其沿制品向前，使得吸烟者可确定制品是否仍燃着，使其可控制吸烟过程。可见燃烧线是燃烧有机粘合剂所产生的结果。可供选择地，可将变色化合物加到包装物组合物中。还可加入赋予包装物白色以外颜色的着色剂。当加热时，这些着色剂可改变颜色，提供可见燃烧线，例如，CuSO4·5H2O。
所选粘合剂的性质还可决定外层包装物的渗透性。据发现，粘合剂，如羧甲基纤维素钠和丙二醇藻酸酯，可非常有效地产生可充分渗透、以维持包装物内燃料源燃烧的外层包装物。当制备相同的外层包装物组合物时，后一粘合剂给出更具渗透性的外层。有些粘合剂的水合作用时间可在某种程度上决定粘合剂效力。一般所知的强粘合剂，如羟丙基纤维素，可以低含量使用，以提高包装物的渗透性，但这须与包装物的强度相平衡。
包装物中增塑剂的存在量可高达包装物的20％(重量)。优选增塑剂的存在量为包装物的约10％(重量)或更少，优选5％(重量)或更少。例如，增塑剂可为甘油、丙二醇或低熔点的脂肪或油。取决于所选定的包装物的生产方法，包装物组合物中可不加增塑剂。增塑剂在包装物的干燥阶段，特别是如果直接加热，例如，热空气为干燥介质，有助于防止变形。增塑剂、粘合剂或其它有机填料的量会影响燃烧线的外观，即，燃烧线的宽度，并影响制品的可见侧流量。优选燃烧线宽度不大于10mm，优选不大于5mm，更优选宽度为2～3mm。燃烧线的宽度取决于制品中的可燃物质的组成。
为使本发明易于理解和方便实施，给出下述实施例，以说明本发明及其各方面。
实施例1根据下表1给出的量，制备了多种适合抽烟的填料制剂。将每种干材料与糖浆样的糖和其它液体材料以及230ml水混合。将粘合剂预水合，粘合剂在每种情况下均为丙二醇藻酸酯。除去水，每一混合物的总固形物量为100g，所以，表中给出的百分比数据也就等于其克数。
关于混合物中存在的甘油，甘油的总量包括通常存在于调味料中作保湿剂的3％(重量)甘油量，或在表1混合物中的3g甘油量，加上一作为气溶胶生成源的附加量，其为总固形物(除去水)的10％(重量)，即表1混合物中的10g。要清楚，在调味浆中所发现的其它普通保湿剂材料之一，可作为保湿剂与作为气溶胶生成源的相同或另一种更大量的材料一起，被用于根据本发明的适合抽烟的填料混合物中。
然后，将湿混合物通过具有直径为1mm的环状喷嘴的注射器压出到塑料片上以制备填料绞线。将绞线置于空气中在室温下干燥过夜。样品1的绞线被用来填充一69mm长的外包装物，以下称作外包物(outers)，其制备方法如下所述。表1给出了填料和外包物(outer)的重量。同样地，用连续的样品绞线填充连续的外包物。将填充外包物接到一27mm长、压降为70mmWG的纤维状乙酸纤维素过滤元件上，然后，在标准的机器吸烟条件下，即每分钟抽吸出持续2秒钟时间的一股35cm3的烟，一直吸到其根部长度为35mm，根部长度包括过滤元件。结果示于表2。
结果表明总颗粒物的烟排放量大，所制长度的卷烟的吸烟次数相对多。这可归咎于其缺少具有调节吸烟次数的自燃控制物质的烟草。可使用常规的卷烟设计技术，以得到所期望的烟排放量和吸烟次数。例如，提高外包装物的渗透性可为降低吸烟次数的手段。本领域的技术人员还了解其它的方法，例如，使用燃烧控制添加剂或改变材料总量。
与常规的填充烟草卷烟相比，所制吸烟制品提供了一种有香味的烟。据观察，使用的糖量显著影响吸烟制品的口味和香味。优选较低的糖量。
实施例2和3中燃料是通过将固体颗粒状组分在食品混合器中混合制备的。加入液体组分，同时对固体组分进行快速搅拌，以确保彻底混合。在加完全部水后，搅拌混合物30分钟，以给粘合剂充足时间使之完全水合。制得的淤浆被浇到加热的不锈钢转鼓内，转鼓保持在105℃。将淤浆通过一0.75mm宽的狭缝引到鼓上。从鼓上以片的形式收集干燥的片状物，在60％相对湿度条件下调理过夜，用办公切碎机切细。所制绞线大小类似于烟草绞线。
然后将样品装入纸包装的84mm长的卷烟中，其带有27mm乙酸纤维素过滤嘴和32mm顶端附加物(tipping)。在如上所述的标准IS0机器吸烟条件下，将卷烟吸到根部长度为35mm。用剑桥(Cambridge)过滤填塞重量分析地得到烟排放量。
实施例2表3还提供了只有一种调味料被用作燃料的混合物。
烟排放数据说明了这些调味料作为能产生烟的燃料的效果。表中燃料组成数据以克给出，但在所给比例中，可认为燃料组成数据等于其百分比数据。
实施例3在向烟草混合物中添加调味料时，通常要预处理调味料。下述样品表示了在试图模仿调味料正常使用所具有的口味和香味效果时，这种预处理步骤的作用。在样品23和26中，用少量烟草粉尘替代白垩添加到所有其它各项均同上述样品11的混合物中。类似地，为尝试模仿调味料的常规烟草用法中所见的方法，样品24和25包含了烟草提取物和一烟草提取物馏分的合成类似物。
样品23，将5g烟草粉尘和100ml水与干调味料混合物混合。样品24，用150ml沸水提取5g弗吉尼亚烟草制备烟草提取物。半小时后，缓慢地倒出100ml，将其与干调味料燃料混合物混合。样品25，用100ml水把0.5g烟草提取物馏分的合成类似物加入干混合物中。
样品23～25(在加入添加剂后)，在进一步添加如表中所注明的水和用鼓式浇涛器(caster)浇铸前，将燃料混合物预热到140℃保持6分钟。样品26在浇铸前，不进行预处理。
本发明的燃料物质表现出良好的口味和香味特征、较低的静态峰燃烧温度、较低的侧流烟和更集中的燃烧区。所有这些特征均是对以前所提出的烟草替代材料或可替代适合抽烟的填料的改进。仔细选择吸烟制品所用的卷烟包装物，可提高低侧流烟特征。
表1用于吸烟用途的燃料组成
PG-丙二醇PGA-丙二醇藻酸酯表2排放情况和静态峰温度(SPT)<
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表3
表权利要求
1．一种吸烟制品适合抽烟的填料，其包括一含有一种或多种调味料(casing material)的非烟草燃料、一基本不燃性无机填料、一气溶胶生成源和一粘合剂。
2．一种根据权利要求1的适合抽烟的填料，其中，一种或多种碳、一种膨胀介质和一种有机填料为任选的附加材料。
3．一种根据权利要求1或2的适合抽烟的填料，其中，适合抽烟的填料包含约10％～约70％的调味料、约2％～约30％的气溶胶生成源、约5％～约80％的无机填料、约5％～约25％的粘合剂、0～约30％的膨胀介质和0～约20％的碳。
4．一种根据权利要求1、2或3的适合抽烟的填料，其中，总调味料少于50％。
5．一种根据前面任何一项权利要求的适合抽烟的填料，其中，调味料选自一种或多种糖及其相关物质，如蔗糖、转化糖、源于果汁例如洋李汁的果糖、德梅拉拉糖、槭糖、蔗糖、蜜、焦糖和糖蜜；保湿剂，如丙二醇、甘油、二甘醇、丁二醇和山梨醇；蒸馏水、干草、咖啡、香草醛、苹果衍生物、丁子香、可可、角斗树和酸，如柠檬酸和酒石酸。
6．一种根据前面任何一项权利要求的适合抽烟的填料，其中，适合抽烟的填料也使用头香香料(top flavour)组合物。
7．一种根据前面任何一项权利要求的适合抽烟的填料，其中，填料为一基本上非烟草物质，其所包含量为填料重量的约5％或更少的烟草材料。
8．一种根据前面任何一项权利要求的适合抽烟的填料，其中，填料包括烟草提取物和/或烟草的等同氨基酸。
9．一种根据权利要求3的适合抽烟的填料，其中，不燃性无机材料选自白垩、珍珠岩、蛭石、硅藻土、胶体二氧化硅、氧化镁、硫酸镁或其它的低密度、不燃性无机填料。
10．一种根据权利要求3或9的适合抽烟的填料，其中，粘合剂或为有机粘合剂，其选自纤维素性粘合剂或纤维素性衍生物粘合剂、藻酸粘合剂或果胶粘合剂，胶或凝胶，或为无机不燃性粘合剂，如硅酸钾、氧化镁与硅酸钾混合物，或一些粘结剂，及其混合物。
11．一种根据权利要求3、9或10的适合抽烟的填料，其中，气溶胶生成源包括选自多元醇、丙二醇、三甘醇、甘油、酯或高沸点的烃的气溶胶形成剂。
12．一种根据权利要求3、9、10或11的适合抽烟的填料，其中，所述的适宜膨胀介质选自淀粉、支链淀粉或其它多糖，包括纤维素衍生物、固体发泡剂、就地提供气态剂的无机盐和有机酸、有机气态剂、无机气态剂和挥发性液体发泡剂。
13．一种包括根据前面任何一项权利要求的适合抽烟填料的吸烟制品，其中，所述的填料被用纸包装物或用一基本不燃性包装物包装，基本不燃性包装物主要包括不燃性无机填料、粘合剂和/或增塑剂和任选的少量纤维。
14．一种根据权利要求13的吸烟制品，其中，所述不燃性无机填料为颗粒状物。
15．基本如上文所述的吸烟制品适合抽烟填料，参考其实施例。
全文摘要
本发明涉及一种适合抽烟的填料,其包含作为燃料的调味料(casing material),以及无机填料、粘合剂和气溶胶生成源。该填料具有良好的口味和香味特征,相对地几乎不含烟草材料。
文档编号A24B15/16GK1217634SQ9719443
公开日1999年5月26日 申请日期1997年3月4日 优先权日1996年3月7日
发明者K·G·麦尔达姆 申请人:英美烟草(投资)有限公司