包含一種或多種煙氣稀釋劑的纖維素材料,如煙草的制作方法

專利名稱：包含一種或多種煙氣稀釋劑的纖維素材料,如煙草的制作方法
包含一種或多種煙氣稀釋劑的纖維素材料，如煙草本發(fā)明涉及包含一種或多種煙氣稀釋劑(smoke diluent)的纖維素材料(例如煙草)，制備這樣的纖維素材料的方法，及其用途?？扇紵煵莓a(chǎn)品或者煙制品(例如香煙)在使用中會(huì)由于煙草和/或其他填充材料的不完全燃燒而產(chǎn)生煙氣。術(shù)語(yǔ)“主流煙氣”指的是通往可燃吸材料棒下面并穿過(guò)過(guò)濾嘴端流出的氣體和顆粒物質(zhì)的混合物(氣溶膠)。該主流煙氣包含穿過(guò)煙制品的點(diǎn)燃區(qū)(lighted region)吸入的煙氣，并且其典型地包含組分例如“焦油”、煙堿和一氧化碳(CO)。這樣的組分在本領(lǐng)域中稱作“煙氣遞送物(smoke delivery)”。已經(jīng)使用了許多的策略來(lái)嘗試降低煙氣遞送物，例如改進(jìn)對(duì)于香煙煙氣的選擇性過(guò)濾。同樣例如已知的是在煙制品(例如香煙)的可燃吸材料中包括填充材料，特別是不可燃的填充材料。這樣的填充材料包括無(wú)機(jī)材料，如白云石、硅藻土、碳酸鈣、氧化鎂和氧化鋁；和有機(jī)材料，如淀粉、纖維素、膠質(zhì)和藻酸鹽或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的能夠充當(dāng)填充材料的粘合劑的其他材料。但是，這樣的填充材料的一個(gè)缺點(diǎn)是它們會(huì)改變煙制品的煙氣的味道和風(fēng)味，這是吸煙者不能接受的。已知的是在煙制品(例如香煙)中包括稀釋劑。稀釋劑是這樣的化合物，其在吸煙過(guò)程中蒸發(fā)，并且轉(zhuǎn)移到氣溶膠形式的主流煙氣中。通常選擇它們來(lái)使得它們能夠基本上完整無(wú)損的轉(zhuǎn)移到煙氣中。煙氣的其他組分(在包含煙草的煙制品的情況下是來(lái)源于煙草的組分)由此被通過(guò)這種手段加以“稀釋”。這樣的煙氣稀釋劑可以以固體形式(如粉末)被包括在內(nèi)，將其與纖維素材料或者填充材料簡(jiǎn)單地混合。但是，這樣的粉末在隨后加工生產(chǎn)煙制品的過(guò)程中容易流失。可選擇地，該煙氣稀釋劑可以以液體或凝膠的形式添加，將其噴于纖維素或填充材料上，或者將其與纖維素或填充材料混合，或者其中將纖維素或填充材料以其它方式涂覆，以使得一定量的稀釋劑在干燥后保持在所述材料上。該煙氣稀釋劑可以混有揮發(fā)性液體，例如適當(dāng)?shù)娜軇⑶覈娡康教畛洳牧匣驘煵莶牧仙?。溶劑預(yù)期會(huì)蒸發(fā)，留下該煙氣稀釋劑在煙草或填充材料的表面上。但是，這些方法會(huì)導(dǎo)致僅僅在目標(biāo)材料的表面上覆蓋有稀釋劑。所形成的存在于纖維素材料或填充材料表面上的煙氣稀釋劑會(huì)在隨后加工生產(chǎn)煙制品過(guò)程中產(chǎn)生不利的影響。與以此方式包括稀釋劑有關(guān)的另一問(wèn)題是它會(huì)影響該纖維素材料的表面性能，例如使得它變粘，這對(duì)于材料的加工具有嚴(yán)重的不利影響，特別是它將具有結(jié)塊傾向，并且將不流動(dòng)。令人期望的是將能夠包括在可燃吸材料中以包含在煙制品中的煙氣稀釋劑的量最大化。還令人期望的是將煙氣稀釋劑以這樣的方式添加，即，它不存在與可燃吸材料的加工有關(guān)的問(wèn)題。術(shù)語(yǔ)“加工”表示本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于制造可燃煙草產(chǎn)品的任何方面的方法。例如，混合和切割所述纖維素材料和制造煙制品。
令人期望的是提供包含比已知的相當(dāng)?shù)睦w維素材料更大量的煙氣稀釋劑的纖維素材料，而不會(huì)對(duì)材料的性能和其中使用了它的產(chǎn)品的其他性能產(chǎn)生過(guò)度的不利影響。例如，煙制品的可燃吸材料的組成材料理想地是自由流動(dòng)的，具有最小的粘性。這允許容易地處理和加工所述的材料。此外，令人期望的是煙氣稀釋劑的添加，以及煙氣稀釋劑在纖維素材料之中或之上的存在不會(huì)明顯或不利地影響煙制品的風(fēng)味和味道。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可以提供一種可燃吸材料，其包含混有煙氣稀釋劑的纖維素材料，其還保持了可燃吸材料的令人期望的特征。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是它可以提供一種用于提供混有煙氣稀釋劑的纖維素材料的方法，其中煙氣稀釋劑處于這樣的含量，即，能夠促進(jìn)在煙氣稀釋潛力最優(yōu)化方面的靈活性。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供其中已經(jīng)加入了煙氣稀釋劑的纖維素材料，至少一些煙氣稀釋劑被保持在纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)(cellular structure)中，該煙氣稀釋劑以基于纖維素材料的干重為大于或等于5%的量保持在纖維素材料之中和任選地在纖維素材料之上。根據(jù)第二方面，提供制備根據(jù)本發(fā)明的第一方面的纖維素材料的方法。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供煙制品，其包含根據(jù)本發(fā)明第一方面的纖維素材料，和/或根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法所制備的纖維素材料。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種生產(chǎn)煙制品的方法，其包括將根據(jù)第一方面的纖維素材料與一種或多 種其他纖維素材料和/或其他煙制品成分進(jìn)行混合。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了根據(jù)本發(fā)明第一方面的纖維素材料在制造煙制品中的用途。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解必須在下面的兩方面實(shí)現(xiàn)平衡，S卩，在纖維素材料中包括足以實(shí)現(xiàn)期望的煙氣遞送物降低的量的煙氣稀釋劑，和提供能夠無(wú)問(wèn)題地用于煙制品的典型制造裝置中的纖維素材料(即，該纖維素材料是足夠自由流動(dòng)的，由此它不會(huì)粘到或以其它方式抑制香煙制造機(jī)器)之間實(shí)現(xiàn)平衡。通過(guò)本發(fā)明更容易實(shí)現(xiàn)這樣的平衡，因?yàn)樗试S將更多的稀釋劑包括在處理過(guò)的纖維素材料中而該纖維素材料的表面不被影響到導(dǎo)致不想要的發(fā)粘和結(jié)塊的程度。作為此處使用的，措詞“纖維素材料”表示任何包含纖維素的材料。該材料可以是煙草材料，例如莖、葉片、花粉、再造煙草或其混合物。合適的煙草材料包括下面的類型維吉尼亞(Virginia)或烤煙、伯萊芋葉(Burley)煙草、東方煙草或混合的煙草材料。該煙草可以是膨脹的，例如干冰膨脹的煙草(DIET)，或是通過(guò)任何其他手段(如擠出)加工的。莖煙草可以是預(yù)加工的或未加工的，并且可以是例如實(shí)心莖(SS);切碎的干莖(SDS);蒸氣處理過(guò)的莖(STS);或其任意的組合。優(yōu)選將具有開(kāi)口孔結(jié)構(gòu)的煙草用作稀釋劑載體。作為此處使用的，措詞“在細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)”表示煙氣稀釋劑位于纖維素材料細(xì)胞的細(xì)胞壁之中或之內(nèi)，或位于相鄰的纖維素材料細(xì)胞之間。術(shù)語(yǔ)“保持”表示在纖維素材料(其打算包括在煙制品中)經(jīng)歷的典型加工條件(例如混合和混入到可燃吸材料棒中)的整個(gè)過(guò)程中，至少一些煙氣稀釋劑保持在纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)和附著在纖維素材料的表面。不受限于理論，該煙氣稀釋劑位于纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中促進(jìn)了“自由流動(dòng)”并降低了浸潰材料中的結(jié)塊傾向。
在某些實(shí)施方案中，保持在纖維素材料細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)和任選地保持在纖維素材料表面上的所述煙氣稀釋劑的重量，基于該纖維素材料的干量，大于或等于5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45% 或 50%。在某些實(shí)施方案中，該纖維素材料是SDS。在可選擇的實(shí)施方案中，該纖維素材料是葉絲或DIET。DIET經(jīng)歷了引起煙草細(xì)胞結(jié)構(gòu)膨脹的加工。這具有優(yōu)點(diǎn)，即，它能夠允許更多的稀釋劑被保持在它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)，和/或它能夠促進(jìn)稀釋劑向細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲透。優(yōu)選，該纖維素材料具有適用于常規(guī)煙制品加工裝置的含水量。另外，該纖維素材料優(yōu)選具有適用于典型的煙制品制造裝置的一致性。例如，該纖維素材料優(yōu)選是自由流動(dòng)的，并且不會(huì)粘到香煙制造機(jī)器上，阻礙制造。與這樣的裝置一起使用的纖維素材料的合適含水量為小于約20%。因此，優(yōu)選本發(fā)明的纖維素材料包括不大于20%的 水分，更優(yōu)選該纖維素材料的含水量不大于約18%，不大于約15%或不大于約12%。作為此處使用的，術(shù)語(yǔ)“煙氣稀釋劑”和“稀釋劑”表示用于混入到煙制品中的材料，其用于在可燃吸材料燃燒和煙制品消耗時(shí)降低煙氣遞送物。該煙氣稀釋劑適于混入到煙制品的可燃吸材料中。該稀釋劑是至少一種氣溶膠形成劑，其可以是例如多元醇?xì)馊苣z發(fā)生劑，或非多元醇?xì)馊苣z發(fā)生劑，優(yōu)選是非多元醇?xì)馊苣z發(fā)生劑。它在室溫下可以是固體或液體，但優(yōu)選在室溫下是液體，合適的多元醇包括山梨糖醇、甘油和二醇類，如丙二醇或三甘醇。合適的非多元醇包括一元醇、高沸點(diǎn)烴、酸類(如乳酸)和酯類(如二醋精、三醋精、檸檬酸三乙酯或肉豆蘧酸異丙酯)。優(yōu)選該煙氣稀釋劑的熔點(diǎn)小于約110、105、100、95、90或85°〇。在本發(fā)明中，該煙氣稀釋劑優(yōu)選是甘油、三醋精、檸檬酸三乙酯或肉豆蘧酸異丙酯?？梢允褂玫缺壤虿坏缺壤南♂寗┑慕M合。已知的是將這些物質(zhì)中的一些包括在可燃煙草產(chǎn)品中用于其他目的，而非作為煙氣稀釋劑。例如，三醋精和二醋精以前已經(jīng)被用于煙制品中作為非多元醇?xì)馊苣z發(fā)生劑(W098/57556)。TEGDA、三醋精和甘油是已知的塑化劑。甘油通常用作煙草中的保濕劑，這是因?yàn)樗軌蚋倪M(jìn)煙草的吸濕性和機(jī)械性能。在US6571801中，煙草負(fù)載有4-15%的保濕劑例如甘油、丙二醇、山梨糖醇或二甘醇。甘油已經(jīng)被用作煙制品中的氣溶膠發(fā)生材料，其量是片材的5-20重量％(參見(jiàn)例如W003/092416)。甘油還已經(jīng)被用于改進(jìn)煙氣過(guò)濾(US3674540 ；US5860428 ；US6397852)。煙氣稀釋劑在本發(fā)明的纖維素材料中可以以在室溫下為固體或液體的形式存在。在一些實(shí)施方案中，該煙氣稀釋劑是基本上水溶性的材料。在可選擇的實(shí)施方案中，該煙氣稀釋劑是水不溶性或水微溶性的材料。在另一些實(shí)施方案中，該稀釋劑能夠溶于非水溶劑。用于將稀釋劑添加到纖維素材料中的常規(guī)方法可能導(dǎo)致稀釋劑被涂覆在纖維素材料表面上。相反，本發(fā)明提供方法，其導(dǎo)致至少一些煙氣稀釋劑滲透到纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該煙氣稀釋劑位于纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)和任選地位于纖維素材料表面上是通過(guò)浸潰方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其優(yōu)選地促進(jìn)了稀釋劑向細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲透。本發(fā)明的方法包含在將該煙氣稀釋劑施用到纖維素材料之前、之中或之后使用某些條件，和/或使用一種或多種載體，使用該載體將稀釋劑施用到纖維素材料上。在一些實(shí)施方案中，該方法包括在施用該煙氣稀釋劑之前或之中，對(duì)該纖維素材料進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)處理步驟。這些處理步驟意在提高當(dāng)施用該稀釋劑時(shí)，該稀釋劑向纖維素材料內(nèi)的滲透性。例如，可對(duì)該纖維素材料進(jìn)行一種或多種處理，其能夠干燥和/或驅(qū)除所述材料中存在的空氣。可對(duì)纖維素材料進(jìn)行處理來(lái)使至少一些細(xì)胞破裂，由此提供一個(gè)手段，通過(guò)該手段使得稀釋劑在施用時(shí)能夠進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，其否則會(huì)是密封的。該處理步驟(其干燥和/或除去纖維素材料中的空氣)包括加熱處理、真空處理、液體浸潰、蒸氣處理、加壓液體浸潰、真空冷凍干燥和使用超臨界流體。加熱處理涉及將該纖維素材料加熱到極干(bone dryness)。這個(gè)處理步驟還會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞空氣借助于膨脹而逐出。真空處理涉及施加真空來(lái)從纖維素材料中驅(qū)除空氣。液體浸潰涉及將熱液體施加到冷纖維素材料上，或?qū)⒗湟后w施加到熱纖維素材料上，以軟化細(xì)胞壁并促進(jìn)借助于液體灌輸導(dǎo)致的細(xì)胞空氣除去。所述液體和所述材料之間的溫差可以為至少30、40、50、60、70、80、90或100°C，或更高。加壓液體浸潰涉及在壓力下將熱液體施加到冷纖維素材料上，或?qū)⒗湟后w施加到熱纖維素材料上。這個(gè)處理還可以包括在壓力浸潰之前的真空預(yù)處理階段，繼之以真空干燥浸潰的材料，直到達(dá)到期望的含水量。細(xì)胞空氣通過(guò)強(qiáng)制的液體灌輸而被除去。蒸氣處理涉及施用蒸氣來(lái)軟化纖維素材料的細(xì)胞壁和借助于蒸氣灌輸來(lái)除去細(xì)胞空氣。真空冷凍干燥可以用于將纖維素材料干燥到極干，和從細(xì)胞中除去空氣?？諝庖部梢酝ㄟ^(guò)用超臨界流體(例如CO2)灌輸，隨后膨脹來(lái)從纖維素材料的細(xì)胞中除去。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法包括使用至少兩種處理步驟。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該方法包括將纖維素材料進(jìn)行處理步驟，其具有干燥該纖維素材料和部分驅(qū)除細(xì)胞空氣的組合功能。事實(shí)表明作為干燥該纖維素材料和由該干燥過(guò)程造成的部分驅(qū)除細(xì)胞空氣的組合功能的結(jié)果，對(duì)纖維素材料的所述處理促進(jìn)了煙氣稀釋劑滲透到纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)。將煙氣稀釋劑以溶液或懸浮液的形式施用，導(dǎo)致該煙氣稀釋劑由于細(xì)胞壁的毛細(xì)管潤(rùn)濕過(guò)程的結(jié)果而進(jìn)入到干燥的纖維素細(xì)胞中。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，對(duì)纖維素材料進(jìn)行涉及加熱的處理步驟是優(yōu)選的。事實(shí)表明隨著細(xì)胞內(nèi)的空氣在加熱處理之后的冷卻過(guò)程中收縮，煙氣稀釋劑被進(jìn)一步抽入到加熱處理過(guò)的細(xì)胞中。本發(fā)明的方法還可以用于纖維素起始材料，其是預(yù)處理過(guò)的纖維素材料，例如葉絲、混合絲(cut blend)、SDS > STS或DIET。當(dāng)使用這樣的纖維素材料時(shí),所述的方法優(yōu)選包括涉及加熱預(yù)處理過(guò)的纖維素材料的處理步驟，以提高煙氣稀釋劑向纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲透或浸潰。在本發(fā)明的涉及加熱處理的實(shí)施方案中，將纖維素材料優(yōu)選處理至少約5分鐘，優(yōu)選至少約10分鐘，優(yōu)選至少約20分鐘，優(yōu)選至少約30分鐘，和最優(yōu)選約30-45分鐘。在本發(fā)明的涉及加熱處理的實(shí)施方案中，該加熱處理步驟可以在壓力下進(jìn)行，還可以對(duì)材料進(jìn)行蒸氣和/或真空處理。熱、蒸氣、真空和/或壓力可以單獨(dú)或依次施用。最合適的方法組合會(huì)取決于所用的具體起始材料，并且可能涉及經(jīng)驗(yàn)性迭代方案。如果該加熱處理不是加壓的，則所用的溫度可以為至少約90°C，優(yōu)選約100°C，更優(yōu)選約 105-110°C。本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括將煙氣稀釋劑施用到纖維素材料上的步驟。在一些情況下，可以將液體煙氣稀釋劑直接施用到纖維素材料上。在一些實(shí)施方案中，該煙氣稀釋劑是以溶液、乳液或懸浮液的形式施用的。為了制備它們，將該煙氣稀釋劑與一種或多種載體進(jìn)行混合。合適的載體包括水；有機(jī)溶劑，例如醇、烴或其他適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)基溶劑；液體或氣體，例如二氧化碳(其可以是超臨界的)；或其他能夠形成煙氣稀釋劑的溶液、乳液或懸浮液的合適的試劑或載體。合適的載體包括水；醇，例如甲醇和乙醇；液態(tài)或氣態(tài)二氧化碳。載體的選擇優(yōu)選是與煙草加工技術(shù)相一致的。使用含水載體是特別優(yōu)選的，因?yàn)樗苊饬耸褂么罅康囊兹既軇Ｔ撦d體可以是溶劑，其中一種或多種煙氣稀釋劑能夠溶解在該載體中。在使用大于一種的煙氣稀釋劑的情況下，該載體可以是所述稀釋劑中的一種或多種的溶劑。在一些實(shí)施方案中，該載體能夠透過(guò)纖維素材料的細(xì)胞壁。該載體可以是具有干燥性能的試劑，其中該載體在例如煙氣稀釋劑施用到纖維素材料上時(shí)采用的那些溫度以下或左右是揮發(fā)性的。事實(shí)表明，其中使用載體能夠促進(jìn)煙氣稀釋劑滲透到纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的一種方式是，通過(guò)幫助從纖維素材料的細(xì)胞壁內(nèi)除去殘余水分，和/或促使該煙氣稀釋劑進(jìn)入細(xì)胞中。當(dāng)載體是液體時(shí)，該煙氣稀釋劑可以處于溶液、懸浮液中或是作為帶有載體的乳液來(lái)提供。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該煙氣稀釋劑是溶液或乳液的形式。在一些實(shí)施方案中，該煙氣稀釋劑可以是水溶液或乳液的形式。在一些實(shí)施方案中，該煙氣稀釋劑是溶液而非懸浮液的形式。這是優(yōu)選的，因?yàn)槭┯脩腋∫簳?huì)導(dǎo)致該煙氣稀釋劑在纖維素材料上更大的表面沉積，而非進(jìn)入細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)?？梢允褂酶呒羟谢旌掀鱽?lái)使該煙氣稀釋劑和/或任何載體為施用到纖維素材料作好準(zhǔn)備。這樣的加工典型的產(chǎn)生非常小的稀釋劑和/或載體滴。事實(shí)表明，作為該稀釋劑的小液滴尺寸的結(jié)果，以這種方式進(jìn)行加工能夠提高該稀釋劑向纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲透效率。當(dāng)其中該煙氣稀釋劑是水微溶性或不溶性液體，其與水混合形成含水乳液時(shí)尤其如此。本發(fā)明的煙氣稀釋劑的乳液應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定，其中該稀釋劑在乳液制備和施用到纖維素材料的過(guò)程中不應(yīng)當(dāng)經(jīng)歷化學(xué)變化。在一些實(shí)施方案中，這可以如下來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)在施用過(guò)程之前或之中，連續(xù)高剪切混合所述乳液，和/或加入所選擇的乳化劑。本發(fā)明乳液的溶解性可以通過(guò)已知的手段來(lái)提高，例如常規(guī)的加熱乳液技術(shù)?？梢杂?jì)算混入或提供有一種或多種載體的煙氣稀釋劑的組成，以使得纖維素材料(其是通過(guò)將乳液加入到纖維素材料中而形成的)包含期望的稀釋劑含量(基于纖維素材料的起始干重)和含水量。將煙氣稀釋劑施用到纖維素材料上可以如下來(lái)進(jìn)行將纖維素材料浸泡和/或混合到過(guò)量的煙氣稀釋劑中，隨后過(guò)濾過(guò)量的稀釋劑；用所需量的煙氣稀釋劑浸透該纖維素材料；用煙氣稀釋劑噴涂該纖維素材料和/或用煙氣稀釋劑加壓噴涂該纖維素材料。也可以采用在載體中用稀釋劑回流所述材料，接著通過(guò)蒸發(fā)方法除去載體，例如真空蒸發(fā)技術(shù)。在涉及加熱纖維素材料的根據(jù)本發(fā)明第二方面的實(shí)施方案中，該煙氣稀釋劑優(yōu)選在纖維素材料是熱的時(shí)與該纖維素材料接觸。將該煙氣稀釋劑施用到纖維素材料上可以在高溫進(jìn)行。例如在大于約60°C、7(TC、80°C、90°C、100°C、105°C或 110°C的溫度進(jìn)行。在其中將纖維素材料與煙氣稀釋劑混合的實(shí)施方案中，該混合優(yōu)選是輕柔的，以防止纖維素材料粒度減小。例如可以使用行星式混合器。在其中用煙氣稀釋劑噴涂纖維素材料的實(shí)施方案中，該方法可以包括將稀釋劑優(yōu)化一致地噴涂到纖維素材料簾子上。施涂速率可以是始終如一的，以為該纖維素材料提供一致的目標(biāo)稀釋劑負(fù)載和提供一致的含水量。另外，有利的是可以具有下面的一種或多種纖維素材料的最佳表面積(例如通過(guò)對(duì)纖維素材料小碎片進(jìn)行幾乎分離的滾動(dòng)來(lái)提供)；纖維素材料的一致流動(dòng)；和在噴涂階段之后的冷卻階段和/或在噴涂階段之后的堆積(bulking)時(shí)間。常規(guī)的噴涂和/或泵送技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)此處所述的噴涂。在一些實(shí)施方案中，將纖維素材料(優(yōu)選在熱的同時(shí))浸入或混合到過(guò)量的煙氣稀釋劑(優(yōu)選是水溶液或乳液形式)中。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明第二方面的稀釋劑遞送系統(tǒng)包括在用煙氣稀釋劑處理纖維素材料之前和/或之中，對(duì)纖維素材料進(jìn)行處理，例如加熱處理、真空處理、液體浸潰、蒸氣處理或真空冷凍干燥。優(yōu)選該稀釋劑遞送系統(tǒng)涉及對(duì)纖維素材料進(jìn)行加熱處理，隨后將該纖維素材料用煙氣稀釋劑浸泡和/或噴涂。然后將該纖維素材料干燥到合適的含水量，并且可以任選地篩分。本發(fā)明的纖維素材料然后可以用于制備煙制品。根據(jù)本發(fā)明，提供煙制品，其包含根據(jù)本發(fā)明第一方面的纖維素材料，和/或通過(guò)根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法所制備的纖維素材料。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該包含煙氣稀釋劑的纖維素材料在混入到煙制品中之前經(jīng)歷了最小的加工。用術(shù)語(yǔ)“加工”表示本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，用于制造可燃煙草產(chǎn)品的方法的任何方面，例如混合和切割該纖維素材料和制造煙制品。優(yōu)選該煙制品包括香煙。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該煙制品包括可燃吸填充材料，該填充材料包含至少5%，至少10%，至少20%，至少30%或至少35%，至少40%或至少45%或至少50重量％的煙氣稀釋劑。根據(jù)本發(fā)明，提供生產(chǎn)煙制品的方法，其包括將本發(fā)明的纖維素材料與一種或多種其他纖維素材料和/或其他煙制品成分進(jìn)行混合。在又一方面，提供本發(fā)明的纖維素材料在制造煙制品中的用途。
本發(fā)明現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)施例來(lái)描述，其中參考了以下附圖


圖1顯示了一種連續(xù)噴涂流過(guò)傾斜的轉(zhuǎn)筒式干燥機(jī)的方法的實(shí)施方案的示意 圖2顯示了在分批混合方法中，在攪拌纖維素材料同時(shí)以合適的組合或依次施用熱、蒸氣、真空和/或壓力的示意 圖3A是顯示纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的Cryo掃描電子顯微鏡(Cryo-SEM)圖。
圖3B是顯示根據(jù)本發(fā)明的在用稀釋劑浸潰之后的纖維素材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的Cryo-SEM圖。在這方面，圖1,其說(shuō)明了一種連續(xù)噴涂流過(guò)(continuous spray flow through)方法，顯示了保持容器1，其可以用于保持煙氣稀釋劑或者其水溶液或乳液。該保持容器可以通過(guò)連接管線3與高剪切混合器2,如Si Iverson在線混合器,流體連通，以使得能夠通過(guò)將保持容器中的內(nèi)容物再循環(huán)穿過(guò)高剪切混合器2來(lái)保持水溶液和/或乳液。干燥的纖維素材料(例如含水量為6-7%的SDS)在通過(guò)干燥機(jī)4 (例如流過(guò)傾斜的旋轉(zhuǎn)圓柱鼓干燥機(jī))時(shí)被加熱，使得細(xì)胞內(nèi)的空氣膨脹。干燥機(jī)4可以通過(guò)噴涂系統(tǒng)與保持容器流體連通，該噴涂系統(tǒng)可以包括連接管線5、泵6、安全卸壓閥7、夾管閥8、噴涂裝置9和壓力表10，優(yōu)選該噴涂裝置(例如噴嘴或噴頭)接近于干燥機(jī)的出口。當(dāng)轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)4旋轉(zhuǎn)時(shí)，緊接在纖維素材料即將離開(kāi)干燥機(jī)4落到輸送機(jī)11上之前，將煙氣稀釋劑的水溶液或乳液以適當(dāng)?shù)?、?yōu)選一致的速率經(jīng)由噴涂裝置9噴涂到下落的熱纖維素材料簾上。所輸送的纖維素材料可以堆積一段時(shí)間(例如約至少12h)，在此期間該纖維素材料冷卻。該冷卻的纖維素材料可以任選地干燥到對(duì)于混合和香煙制造而言能夠接受的含水量。作為此處使用的，術(shù)語(yǔ)“堆積”是煙制品制造領(lǐng)域的一個(gè)常規(guī)術(shù)語(yǔ)，指的是提高纖維素材料的含水量的步驟。圖2表示了一種分批混合方法，通過(guò)它將乳液作用于高剪切混合器進(jìn)行乳化或混
口 ο-含有煙氣稀釋劑或者其水溶液或乳液的保持容器，和到噴涂系統(tǒng)的流體遞送類似于圖1所示。具體地，部件1、2、3、5、6、7、8和10與圖1所示相同。另外，該設(shè)備與混合容器12通過(guò)噴涂系統(tǒng)14流體連通。容器12可以例如通過(guò)蒸氣加熱套13來(lái)加熱。將容器12中的纖維素材料例如通過(guò)攪拌裝置15以及刮壁作用(wall-scraping action) 16進(jìn)行攪拌,并且這些攪拌裝置可以獨(dú)立運(yùn)行。將煙氣稀釋劑的水溶液或乳液噴涂到經(jīng)由攪拌裝置攪拌的纖維素材料上?；旌先萜?2可以包含裝置17，通過(guò)其可將蒸氣注入到該容器中，通過(guò)其可將該容器加壓18或減壓19。該混合容器可以裝備有壓力計(jì)20和安全卸壓閥21。
實(shí)施例實(shí)施例1-使用行星式混合器浸潰稀釋劑
將切碎的干莖煙草(SDS)用不同的稀釋劑根據(jù)下面的方法浸潰，并且評(píng)估浸潰水平。將SDS在105-110°C的爐子中干燥約30_45分鐘，直到煙草“極干”。使用Silverson高剪切混合器制備煙氣稀釋劑的水溶液(或乳液)，并將該溶液或乳液加入到熱SDS中。然后將該SDS和煙氣稀釋劑溶液(或乳液)使用行星式混合器混合,并且冷卻。然后將該混合物在箔襯里的托盤(pán)中，于22°C和60%相對(duì)濕度干燥約12h。在一些情況下，在需要之處，將所述混合物進(jìn)一步在空氣中于室溫干燥。在一些情況下，在需要之處，將該纖維素材料使用粗篩子輕輕篩分。據(jù)發(fā)現(xiàn)所形成的材料是自由流動(dòng)的和不發(fā)粘的。表I示出了 SDS的不同的煙氣稀釋劑浸潰水平。顯示了目標(biāo)浸潰水平，并且在括號(hào)中給出了實(shí)際的稀釋劑浸潰水平，作為對(duì)比。據(jù)發(fā)現(xiàn)干燥的SDS吸收了最高70重量％的液體，而沒(méi)有過(guò)量的排出(draining)或“搗楽· (puddling)”。
權(quán)利要求
1.一種纖維素材料，其具有位于它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的和任選地位于它的表面上的ー種或多種煙氣稀釋劑，其中所述煙氣稀釋劑的重量，基于該纖維素材料的干重，大于或者等于5% o
2.權(quán)利要求1的纖維素材料，其中所述纖維素材料的含水量適用于煙制品加工裝置。
3.權(quán)利要求1或2的纖維素材料，其中所述纖維素材料是煙草材料。
4.權(quán)利要求3的纖維素材料，其中當(dāng)用于煙草產(chǎn)品中時(shí)，所述稀釋劑被保持在煙草材料的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。
5.權(quán)利要求3的纖維素材料，其中當(dāng)用于煙草產(chǎn)品中時(shí)，所述稀釋劑被保持在煙草材料的表面上。
6.權(quán)利要求3-5任ー項(xiàng)的纖維素材料,其中所述煙草材料選自實(shí)心莖、切碎的干莖、蒸氣處理過(guò)的莖、葉絲、莖桿、DIET、再造煙草、混合絲及其混合物。
7.權(quán)利要求6的纖維素材料，其中所述煙草材料是切碎的干莖。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任ー項(xiàng)的纖維素材料，其中所述煙氣稀釋劑的熔點(diǎn)小于約95°C。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任ー項(xiàng)的纖維素材料，其中該煙氣稀釋劑是水不溶性或水微溶性的液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的纖維素材料，其中所述煙氣稀釋劑是選自以下的任意一種或多種化合物甘油、三醋精、檸檬酸三こ酯和肉豆蘧酸異丙酷。
11.制備纖維素材料的方法，該纖維素材料具有位于它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的和任選地位于它的表面上的煙氣稀釋劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其包含使用稀釋劑遞送系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述稀釋劑遞送系統(tǒng)包括在施用煙氣稀釋劑之前和/或之中，對(duì)纖維素材料進(jìn)行選自以下的一種或多種處理加熱處理、真空處理、液體浸潰處理、蒸氣處理或真空冷凍干燥。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13任ー項(xiàng)的方法，其中所述稀釋劑遞送系統(tǒng)包括處理該纖維素材料以充分降低它的含水量。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14任ー項(xiàng)的方法，其中所述煙氣稀釋劑包括于載體中或者與載體結(jié)合在一起。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述載體是水、醇或者液態(tài)或氣態(tài)ニ氧化碳。
17.權(quán)利要求15或16的方法，其中在被纖維素材料保持之前，煙氣稀釋劑呈水溶液或乳液的形式。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述水溶液或乳液是通過(guò)包括高剪切混合的方法來(lái)制備的。
19.權(quán)利要求11-18任ー項(xiàng)的方法，其中使用連續(xù)噴涂的方法將煙氣稀釋劑加入到細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。
20.權(quán)利要求11-18任ー項(xiàng)的方法，其中使用分批混合的方法將煙氣稀釋劑加入到細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。
21.—種煙制品，其包含根據(jù)權(quán)利要求1-10任ー項(xiàng)的纖維素材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的煙制品，其中該制品是香畑。
23.一種制備煙制品的方法，其包括將權(quán)利要求1-10任ー項(xiàng)的纖維素材料或通過(guò)權(quán)利要求11-20任ー項(xiàng)的方法所制備的纖維素材料，與其他纖維素材料或煙制品成分進(jìn)行混
24.權(quán)利要求1-10任ー項(xiàng)的纖維素材料或通過(guò)權(quán)利要求11-20任ー項(xiàng)所制備的纖維素材料在制備煙制品中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及纖維素材料，其具有位于它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中和任選地位于它的表面上的一種或多種煙氣稀釋劑。
文檔編號(hào)A24B15/30GK103052328SQ201180035352
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者D.J.迪特里希, E.D.約翰, K.麥卡達(dá)姆, M.科萊曼, R.J.惠芬, D.C.伍德科克 申請(qǐng)人:英美煙草(投資)有限公司