專利名稱：用于制備吸煙物品的燃料元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如吸煙物品(例如卷煙)的煙草制品。
背景技術(shù)：
諸如卷煙之類的普通吸煙物品具有大致圓柱形的桿狀結(jié)構(gòu)并包括由紙質(zhì)包裹物裹起來的諸如切碎的煙草(例如，切絲填料形式)的可吸煙材料裝料、卷或柱狀物，由此形成所謂的“可吸煙桿”、“煙草桿”或“卷煙桿”。一般地，卷煙具有圓柱形濾嘴元件，該濾嘴元件以端部對(duì)端部的關(guān)系與煙草桿對(duì)準(zhǔn)。較佳地，濾嘴元件包括由被稱為“濾棒成型紙”的紙質(zhì)材料所包圍的增塑的醋酸纖維素束。某些濾嘴元件可包括多元醇。例如，參見英國專利說明書755，475。某些卷煙包括具有多段的濾嘴元件，且那些段中的一段可以包括活性炭顆粒。例如，參見授予Blakeley等人的美國專利5，360，023和授予Veluz的6，537，186。較佳地，濾嘴元件通過使用包圍的被稱為“接裝紙”的包裹材料附連至煙草桿的一端。為了用周圍空氣來稀釋吸入的主煙流，還希望對(duì)接裝材料和濾棒成型紙進(jìn)行穿孔。Davis等人所著 (版本)的“煙草生產(chǎn)、化學(xué)和技術(shù)”(Tobacco Production, Chemistry and Technology) (1999)中對(duì)卷煙及其各種部件進(jìn)行了描述。吸煙者通過點(diǎn)燃卷煙的一端并燃燒煙草桿來使用卷煙。然后，吸煙者通過在卷煙的相對(duì)端(例如，濾嘴端)上吸氣來將主煙流吸入他/她的嘴中。經(jīng)年來，人們提出了改變煙草主煙流成分的各種方法。在授予Bereman的PCT申請(qǐng)公布第W002/37990號(hào)中，建議了可以將金屬顆粒和/或含碳顆粒包含到卷煙的可吸煙材料內(nèi)，以試圖減少由卷煙產(chǎn)生的煙霧中某些化合物的量。在授予Nestor等人的美國專利申請(qǐng)公布第2005/0066986號(hào)中，建議了煙草桿可以包含與諸如甘油的浮質(zhì)形成材料組合的煙草填料。授予Srnfer等人的美國專利第6，874，508號(hào)提出了一種具有紙包裹的煙草桿的卷煙，該煙草桿具有用添加劑處理過(諸如碳酸氫鉀、氯化鈉或磷酸鉀)的端部。有人提出了各種煙草替代材料，且這些材料的例子的大致清單可見于授予Rainer 等人的美國專利第4，079，742號(hào)和授予White等人的第4，771，795號(hào)。在授予Banerjee 等人的美國專利申請(qǐng)公布第2007/0215168號(hào)的背景技術(shù)部分中還闡釋了參考文獻(xiàn)所描述的煙草替代物。許多參考文獻(xiàn)提出了產(chǎn)生香氣、可見浮質(zhì)或香氣和可見浮質(zhì)的混合物類型或改變的形式或構(gòu)造的各種吸煙物品。例如，參見下面在授予Banerjee等人的美國專利申請(qǐng)2007/0215168的背景技術(shù)部分的那些參考文獻(xiàn)。此外，這種吸煙物品的某些類型已由 R. J.雷諾茲煙草公司(R. J. Reynolds Tobacco Company)以商標(biāo)名“普勒米爾”和“艾里普斯”(“Premier” and “Eclipse”)以及由菲利普莫里斯有限公司(Philip Morris Inc.) 以商標(biāo)名“阿可得”(“Accord”)在市場上銷售。最近，建議了那些類型卷煙的含碳燃料元件可以包括金屬和金屬氧化物的超細(xì)顆粒。例如，參見授予Banerjee等人的美國專利申請(qǐng)公布第2005/027439號(hào)，該專利申請(qǐng)以參見的方式納入本文。
采用煙草替代材料的吸煙物品和采用除(燃燒)煙草切絲填料之外的熱源來產(chǎn)生煙草香氣或有煙草香氣的可見浮質(zhì)的吸煙物品，都沒有得到商業(yè)上的廣泛成功。然而，極其需要提供一種吸煙物品，該吸煙物品表明為吸煙者提供傳統(tǒng)卷煙吸煙所具有的許多益處和優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減少不完全燃燒和高溫?zé)峤猱a(chǎn)物產(chǎn)生的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于制備可燃含碳燃料元件的方法，該燃料元件包含催化金屬化合物并可以適于在吸煙物品中使用。催化金屬化合物可以在使用包括催化劑處理過的燃料元件的吸煙物品過程中減少主煙流的某些氣相成分。在本發(fā)明中，將能夠加熱分解成催化金屬化合物的含金屬催化劑前驅(qū)體添加到燃料元件中，而非直接用催化金屬化合物處理燃料元件。對(duì)燃料元件作熱處理時(shí)，由于熱分解形成催化金屬化合物。前驅(qū)體化合物可以在高溫?zé)峤?燃燒燃料過程中(即在使用吸煙物品時(shí))轉(zhuǎn)化成活性催化劑?；蛘?，已處理燃料可以進(jìn)行加熱預(yù)處理以便于轉(zhuǎn)化。許多催化金屬化合物，尤其是金屬和金屬氧化物不溶于水(和許多其它普通溶劑)，且因此較難處理成均勻涂至燃料元件。與此相反，許多前驅(qū)體化合物具有在水及其它普通溶劑中的高溶性，且因此可以更容易地包含到燃料中。此外，催化劑前驅(qū)體不太可能會(huì)由于環(huán)境暴露而失效。在一實(shí)施例中，本發(fā)明的方法包括使包括可燃含碳纖維材料的化合物形成適于在吸煙物品中使用的燃料元件；將含金屬的催化劑前驅(qū)體包含到燃料元件中或其表面上以形成已處理的燃料元件，包含步驟發(fā)生在所述形成步驟之前、之時(shí)或之后；以及有選擇地以足夠?qū)⒋呋瘎┣膀?qū)體轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物的溫度和時(shí)間加熱已處理的燃料元件。在已處理的燃料在包含到吸煙物品中之前不進(jìn)行加熱處理的情況下，在使用吸煙物品時(shí)，催化劑前驅(qū)體的熱分解可以在燃燒燃料元件過程中發(fā)生。包含步驟可以通過以下方式來實(shí)現(xiàn)用可以是以水溶液形式的催化劑前驅(qū)體來涂覆已形成的燃料元件(例如擠壓過的燃料元件桿)，或通過在形成之前將催化劑前驅(qū)體混合到燃料元件化合物中(諸如通過用含碳纖維材料、粘合劑和任何可選擇的組分(像石墨、 氧化鋁、煙草粉末和鹽)來混合催化劑前驅(qū)體)。在某些實(shí)施例中，包含步驟包括在形成步驟之前用填充材料或石墨(或兩者的組合)來混合含金屬的催化劑前驅(qū)體，以形成涂覆的填充材料已涂覆的石墨。此后，這種已處理材料(即涂覆的填充材料或涂覆的石墨)可以在形成步驟之前與含碳纖維材料和粘合劑組合來產(chǎn)生燃料元件化合物?？蛇x擇地，可以煅燒已處理材料以在用燃料元件化合物的剩余部分來混合已處理材料之前或之后將催化劑前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物?？蛇x擇的加熱步驟將典型地涉及以前驅(qū)體化合物的分解溫度并在惰性氣氛中 (例如氮?dú)鈿夥?加熱已處理燃料元件；較佳地加熱確保完全分解的一段時(shí)間。燃料元件的熱處理導(dǎo)致催化劑前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成活性催化金屬化合物，諸如金屬(包括堿金屬，堿土金屬， IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的過渡金屬，IIIA族元素，IVA族元素，鑭系元素或錒系元素)的各種氧化物。最終催化金屬化合物將典型地催化氧化反應(yīng)(諸如一氧化碳反應(yīng))以形成二氧化碳。含金屬的催化劑前驅(qū)體較佳地是能夠熱分解成催化金屬化合物的有機(jī)金屬化合物或金屬鹽的形式。示例性金屬鹽包括檸檬酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸銨、硫酸鹽、氰酸鹽、氫化物、氨化物、硫醇鹽、碳酸鹽和商化物。在某些實(shí)施例中，含金屬的催化劑前驅(qū)體是硝酸鐵、 硝酸銅、硝酸鈰、硝酸銨鈰、硝酸錳、硝酸鎂、硝酸鋅或其組合。用催化劑前驅(qū)體處理燃料元件可以與用第二催化金屬(諸如VIIIB族金屬化合物(例如鈀、鉬或銠及其鹵化物或硝酸物))處理相結(jié)合。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于制備吸煙物品的燃料元件的方法，該方法包括混合含碳材料、粘合劑、氧化鋁或石墨和金屬鹽形式的含金屬催化劑前驅(qū)體以形成燃料元件混合物；以及使燃料元件混合物形成適于在吸煙物品中使用的可燃燃料元件桿。在另一實(shí)施例中，已處理?xiàng)U進(jìn)行熱處理(例如在惰性氣氛中，并且在足夠使催化劑前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物(諸如金屬氧化物)的時(shí)間和溫度條件下)。加熱步驟可以涉及例如使桿在至少200°C的溫度及惰性氣氛中加熱?？蛇x擇地，燃料元件化合物還可包括VIIIB族金屬化合物，諸如鈀、鉬或銠及其商化物或硝酸物。根據(jù)上述方法中的任一種方法，所得的已處理燃料元件可包含到吸煙物品中。例如，燃料元件可以是具有適于引入吸煙物品中的尺寸的桿的形式，該吸煙物品具有與諸如卷煙的傳統(tǒng)吸煙物品關(guān)聯(lián)的總體尺寸。另一方面，本發(fā)明提供一種用于根據(jù)前述方法制備的吸煙物品的燃料元件，諸如包括可燃含碳材料和含金屬催化劑前驅(qū)體的燃料元件。例如，催化劑前驅(qū)體可以覆蓋層的形式存在，該覆蓋層疊置于燃料元件表面的至少一部分上或分散在燃料元件內(nèi)的整個(gè)含碳材料上。在另一實(shí)施例中，含金屬催化劑前驅(qū)體通過石墨或填充材料(或兩者)的顆粒來載帶在燃料元件內(nèi)。此外，本發(fā)明包括吸煙物品，其包括點(diǎn)燃端；嘴端；浮質(zhì)形成系統(tǒng)，該浮質(zhì)形成系統(tǒng)包括浮質(zhì)形成段和發(fā)熱段，所述發(fā)熱段包括燃料元件，各段物理上分開并處于熱交換關(guān)系中，其中燃料元件包括與由含金屬催化劑前驅(qū)體熱分解產(chǎn)生的催化金屬化合物或含金屬催化劑前驅(qū)體緊密接觸的可燃含碳材料。浮質(zhì)形成段可包括甘油、丙二醇或其組合。


總地描述本發(fā)明后，現(xiàn)參考不必按比例繪制的附圖，其中圖1是表示本發(fā)明的第一吸煙物品的縱向剖視圖；圖2是表示本發(fā)明的第二吸煙物品的縱向剖視圖；以及圖3表示燃料元件在熱處理過程中重量損失圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將在下文中更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可具體實(shí)施成許多不同形式，而不應(yīng)理解成對(duì)這里所述的實(shí)施例進(jìn)行限制；相反，提供這些實(shí)施例使得本發(fā)明將是詳盡和完整的，且將對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說完全傳遞本發(fā)明的范圍。在整個(gè)附圖中用相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。如本說明書和權(quán)利要求書中所采用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)” 和“所述”包括復(fù)數(shù)含義，除非文中另有清楚表示。本發(fā)明提供一種制備可燃燃料元件(文中也被稱為熱源)的方法，這樣燃料元件包括包含到其中或其上的催化金屬化合物。催化金屬化合物的存在可以減少在使用包含燃料元件的吸煙物品時(shí)產(chǎn)生的主煙流的某些氣態(tài)成分的濃度。如本文所使用的那樣，“催化金屬化合物”指的是含金屬化合物，其可以直接與由吸煙物品產(chǎn)生的主煙流的一個(gè)或多個(gè)氣相成分反應(yīng)或可以催化涉及主煙流的氣相成分的反應(yīng)或兩者均可，這樣氣相成分的濃度得以減少。例如，某些催化金屬化合物可以在有氧氣時(shí)催化CO氧化成(X)2以減少主煙流中CO 水平(即氧化催化劑)。在授予Baner jee等人的美國專利申請(qǐng)2007/0215168中描述包括用氧化鈰微粒處理的燃料元件的吸煙物品，該專利申請(qǐng)通過引用全文納入本文。氧化鈰微粒減少在使用包含已處理燃料元件的吸煙物品時(shí)所放出的一氧化碳量。在授予McCormick的美國專利第6，503，475中、授予McCormick的第6，503，475中和授予Li等人的第7，011，096 中、和授予Billiet等人的美國專利申請(qǐng)公布第2002/0167118號(hào)中、授予^dav等人的第2002/017 號(hào)中、授予Lee等人的第2002/0194958號(hào)中、授予Lilly Jr.等人的第 2002/014453號(hào)中、授予Bereman等人的第2003/0000538號(hào)中和授予Banerjee等人的第 2005/0274390號(hào)中描述了附加的催化金屬化合物，這些專利和專利申請(qǐng)通過引用全文納入本文。催化金屬化合物的金屬成分的例子包括但不限于堿金屬、堿土金屬、IIIB、IVB, VB, VIB VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的過渡金屬、IIIA族元素、IVA族元素、鑭系和錒系元素。特定示例性的金屬元素包括 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、 Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Y、Ce、Na、K、Cs、Mg、Ca、B、Al、Si、Ge 和 Sn。催化金屬化合物可用于以下多種固體顆粒形式中，包括沉淀金屬顆粒、金屬氧化物顆粒(例如氧化鐵、氧化銅、氧化鋅和氧化鈰)以及被支承的催化劑顆粒，其中催化金屬化合物在多孔支承材料內(nèi)分散?？梢允褂么呋饘倩衔锏慕M合物(諸如鈀催化劑與氧化鈰的組合)。催化金屬化合物的顆粒大小可變化，但典型地在約1納米至1微米之間。包含到燃料元件中的催化金屬化合物的量可變化。例如，典型地涂覆至或包含到代表性燃料元件中的催化金屬化合物的量的范圍可從約0. 1毫克至約80毫克。一般，這種量至少為約1毫克，且經(jīng)常是至少約5毫克。典型地，這種量不超過約50毫克，且經(jīng)常不超過約25毫克。通常，這種量可以從約5毫克到約20毫克。在本發(fā)明的方法中，用催化金屬化合物前驅(qū)體(下文稱為催化劑前驅(qū)體)來處理燃料元件，該前驅(qū)體是熱分解以形成催化金屬化合物的任何前驅(qū)體化合物。示例性的催化劑前驅(qū)體包括金屬鹽(例如金屬檸檬酸鹽、氫化物、硫醇鹽、氨化物、硝酸鹽、硝酸銨、碳酸鹽、氰酸鹽、硫酸鹽、溴化物、氯化物以及其氫氧化物)和包括粘連至有機(jī)基的金屬原子的金屬有機(jī)化合物(例如金屬醇鹽、β-二酮酸鹽、羧酸鹽和草酸鹽)。授予Gedevanishvili 等人的美國專利申請(qǐng)第2007/0251658號(hào)公開了可用于本發(fā)明的多種催化劑前驅(qū)體，該專利申請(qǐng)通過引用全文納入本文?？墒褂玫氖纠越饘冫}包括硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鈰、硝酸銨鈰、硝酸錳、硝酸鎂、硝酸鋅以及其氫氧化物。多種催化劑前驅(qū)體的組合或催化劑前驅(qū)體與催化金屬化合物的組合可用于處理燃料元件。在使用多種催化劑前驅(qū)體和/或催化金屬化合物的情況下，組合的各種成分可一起或分開加至燃料元件。如同催化金屬化合物，催化劑前驅(qū)體可以是可選擇地支承在顆?；|(zhì)上的固定顆粒材料的形式。示例性基質(zhì)包括活性炭、氧化鋁、氧化銅和氧化鈦。例如，所期望的支承基質(zhì)可以用催化劑前驅(qū)體顆粒的懸浮液來均勻地涂覆并在爐中烘干。催化劑前驅(qū)體加載到基質(zhì)上的量可變化，但將典型地是從約0. 2%至約10. 0% (在涂覆基質(zhì)的總體干重的基礎(chǔ)上)。
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用催化劑前驅(qū)體處理燃料元件后，燃料元件可直接用于吸煙物品中。前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成催化劑發(fā)生在使用吸煙物品時(shí)。一旦點(diǎn)燃，燃料元件的溫度典型地升至高于800°C。由燃料產(chǎn)生的部分熱量用于影響前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成催化劑化合物?；蛘撸烟幚砣剂显M(jìn)行熱處理以使催化劑前驅(qū)體熱分解并形成所期望的催化金屬化合物，或以合適波長、密度和持續(xù)時(shí)間進(jìn)行微波輻射以使催化劑前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物。熱處理步驟可在一定溫度下進(jìn)行一定時(shí)間，該溫度和時(shí)間足夠使催化劑前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成所期望的催化金屬化合物。在某些實(shí)施例中，處理步驟導(dǎo)致轉(zhuǎn)化至少約50%的催化劑前驅(qū)體分子，典型地至少約75 %，更多情況下是至少約90 %，且絕大多數(shù)情況下是前驅(qū)體分子的至少約99%。熱處理步驟可以在任何市場上有的、能夠控制加熱速率、終溫、停留時(shí)間和氣氛的熔爐中實(shí)現(xiàn)。熱處理過的燃料元件可直接用于吸煙物品中或儲(chǔ)存以供將來使用。熱處理步驟的溫度可變化。處理溫度主要取決于前驅(qū)體分解的溫度。一般較佳的是低分解溫度的前驅(qū)體。溫度典型地在約100°c與約600°C之間，更多情況下在約150°C和約450°C之間，且絕大多數(shù)情況下在約200°C與約400°C之間。溫度典型地大于約100°C，經(jīng)常大于約150°C，且通常大于約20(TC。溫度典型地低于約550°C，經(jīng)常低于約50(TC，且通常低于約450°C。熱處理步驟的長度可變化，但典型地在約0. 25小時(shí)和約8小時(shí)之間，更多情況下在約0. 5小時(shí)和約6小時(shí)之間，且絕大多數(shù)情況下在約1小時(shí)和約5小時(shí)之間。熱處理步驟典型地持續(xù)至少約1小時(shí)，更多情況下至少約1. 5小時(shí)，且絕大多數(shù)情況下至少約2小時(shí)。熱處理步驟典型地發(fā)生在惰性氣氛下，這意味著基本上沒有可與燃料元件中碳反應(yīng)的氧氣的氣氛或頂部空間?？梢允褂弥T如氮?dú)?、氬氣和氦氣的氣體。催化劑前驅(qū)體可以固體顆粒材料的形式或包括溶劑的懸浮液或溶液的形式涂覆至燃料元件?？捎玫娜軇┌ㄋ?例如去離子水)、戊烷、正己烷、環(huán)己胺、二甲苯、礦油精、 醇類(例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇和丁醇)以及其混合物。諸如醋酸、硝酸和某些有機(jī)化合物的穩(wěn)定劑可加至催化劑前驅(qū)體懸浮液或溶液。將催化劑前驅(qū)體作為懸浮液或溶液涂覆至燃料元件可以是有利的，這是因?yàn)榇呋瘎┣膀?qū)體在水(或其它普通溶劑)中相比催化劑化合物溶解度更高。相比直接用催化劑化合物處理的燃料元件來說，前驅(qū)體的高溶解度導(dǎo)致活性催化劑位置傾向于更均勻地分布在前驅(qū)體處理過的燃料元件內(nèi)的整個(gè)燃料元件中。用催化劑前驅(qū)體處理燃料元件可以通過使燃料元件以多種方式在使燃料元件成形為其最終形狀(例如桿形)之前、之時(shí)或之后緊密接觸催化劑前驅(qū)體顆粒來實(shí)現(xiàn)。催化劑前驅(qū)體顆粒被涂覆至或包含到燃料元件中?？梢酝ㄟ^噴射、共擠或涂覆燃料元件來涂到顆粒。顆?？膳c燃料元件成分混合，這樣顆粒隨機(jī)地或基本上均勻地分布在燃料元件內(nèi)或與將包含到燃料元件中的組分混合。例如，在將已處理石墨或填充材料包含到燃料元件成分中之前，顆?？膳c顆粒石墨或顆粒非燃燒的填充材料(例如氧化鋁或碳酸鈣)或其混合物混合。顆粒還可以涂覆到或包含到包圍燃料元件的隔熱組件的隔熱材料內(nèi)或在吸煙物品內(nèi)的其它地方(例如在熱源下游區(qū)域中)。例如，制造過程中，就在與燃料接觸前，催化劑前驅(qū)體顆粒可涂覆至隔熱材料的玻璃纖維墊片。加到燃料元件的催化劑前驅(qū)體的量將至少部分地取決于燃料元件中催化金屬化合物所期望的量。典型地涂覆至或包含到代表性燃料元件中的催化劑前驅(qū)體的量的范圍可從約1毫克變化至約200毫克。一般來說，這種量至少約為5毫克，且經(jīng)常是至少約10毫克。典型地，這種量不超過約100毫克，且經(jīng)常不超過約50毫克。通常，這種量可以從約5 毫克到約20毫克。關(guān)于使用催化劑前驅(qū)體和/或催化金屬化合物的組合，一種示例性組合是諸如硝酸鈰的催化劑前驅(qū)體與VIIIB族催化金屬化合物(諸如鈀、鉬、銠、其鹵化物(例如氯化鈀或氯化鉬)或其硝酸鹽(例如硝酸鈀或硝酸鉬))的組合。兩種成分可以被分開涂覆至或包含到燃料元件中?；蛘?，兩種成分可以一起加到燃料元件，諸如通過在混合燃料元件組分時(shí)和在將燃料元件擠壓成其最終形狀之前添加兩種成分。一般來說，催化金屬化合物 (例如VIIIB族金屬或金屬鹵化物)的量對(duì)催化劑前驅(qū)體的量之間的比率在約1 2至約 1 10000(在重量基礎(chǔ)上)。每種燃料元件的催化金屬化合物的量典型地在約Iyg至約 IOOmg,更多情況下在約10 μ g至約10mg，絕大多數(shù)情況下在約50 μ g至約lmg。在一實(shí)施例中，燃料元件浸涂有催化劑前驅(qū)體顆粒的懸浮液?？梢詫?shí)現(xiàn)浸涂以對(duì)燃料元件提供均勻的表面涂覆。在另一實(shí)施例中，形成的燃料元件可以用干粉末顆粒處理表面或用懸浮液或溶液噴涂表面?；蛘撸呋瘎┣膀?qū)體顆?？梢栽趬撼鑫镫x開擠壓模具后即刻與燃料元件壓出物接觸。此外，催化劑前驅(qū)體顆粒可以干粉末形式或以溶液或懸浮液形式直接在同其它擠壓組分混合的含碳材料中直接混合。燃料元件可設(shè)置成通過在至少一個(gè)縱向通道或周界凹槽中集中顆粒成分來與催化劑前驅(qū)體顆粒緊密接觸，通道或凹槽至少部分地延伸通過燃料元件的長度或沿其延伸。 例如，燃料元件可包括內(nèi)核/外殼結(jié)構(gòu)，由此外殼包括圍繞含碳材料內(nèi)核的含碳材料，且內(nèi)核包括催化劑前驅(qū)體。或者，例如燃料元件可包括包含催化劑前驅(qū)體的一個(gè)或多個(gè)縱向延伸的周界凹槽。在與剩余組分混合以形成燃料元件成分之前，將被混合以形成燃料元件的一種或多種組分可以用催化劑前驅(qū)體顆粒作預(yù)處理。在一實(shí)施例中，通過例如用包括催化劑前驅(qū)體的液體懸浮液或溶液涂覆顆粒填充物或石墨材料或通過使固體催化劑前驅(qū)體顆粒與顆粒填料或石墨材料混合，石墨或非燃燒的填充材料(例如粘土材料或碳酸鈣)或其組合物可以較佳地以顆粒形式用催化劑前驅(qū)體處理。在使預(yù)處理的材料與燃料元件化合物的剩余組分混合之前或之后，或甚至在形成燃料元件之后，可以煅燒已處理的填料或石墨材料以將催化劑前驅(qū)體如上所述轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物?；蛘撸谌剂显圃爝^程中不進(jìn)行煅燒步驟，而可以在燃燒燃料元件過程中轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物。用催化劑前驅(qū)體預(yù)處理諸如石墨或填料的燃料元件構(gòu)成組分也可以選擇性地通過同時(shí)用VIIIB族金屬化合物作預(yù)處理來實(shí)現(xiàn)。典型地，在本發(fā)明中處理的燃料元件包括諸如研磨碳粉的可燃含碳材料。較佳的含碳材料主要由碳構(gòu)成，典型地具有大于約60%的碳含量，一般大于約70%，經(jīng)常大于約 80%，且通常大于約90% (在干重的基礎(chǔ)上)。燃料元件可包含除上述類型的可燃含碳材料外的成分。示例性的附加組分包括諸如粉末狀煙草或煙草提取物的煙草成分；增香劑； 諸如氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的鹽；諸如碳酸鈣、碳酸鈉的非燃燒填料；諸如膨潤土、玻璃絲或氧化鋁的粘土 ；熱穩(wěn)定石墨纖維；諸如銨鹽的銨源；和/或諸如瓜爾膠、藻酸銨和藻酸鹽的粘合劑。代表性燃料元件具有約12毫米的長度和約4. 2毫米的總體外直徑。代表性燃料元件可以使用磨碎或粉末含碳材料擠壓或化合，并具有大于約0. 5g/cm3的密度，經(jīng)常大于約0. 7g/cm3的密度，且通常大于約1/cm3的密度(在干重的基礎(chǔ)上)。例如，參見授予Riggs等人的美國專利第5，551，451號(hào)所闡述的燃料元件成分的類型、配方和設(shè)計(jì)，該專利的全部內(nèi)容以參見的方式納入本文。包含到燃料元件中的可燃含碳材料的量可設(shè)在燃料元件重量的至少約50%，經(jīng)常至少約60%，且通常至少約70% (在干重基礎(chǔ)上)。在一些實(shí)施例中，燃料元件可包含高達(dá)約15重量％，經(jīng)常高達(dá)約10重量％的粘合劑；高達(dá)15重量％，經(jīng)常高達(dá)約10重量％的諸如煙草粉末、鹽等的添加劑；高達(dá)20重量％，經(jīng)常高達(dá)約15重量％的諸如石墨或氧化鋁的組分；以及至少高達(dá)50重量％，經(jīng)常高達(dá)約65重量％的高碳含量的含碳材料。然而，在一些實(shí)施例中，燃料元件可以沒有在授予Riggs等人的美國專利申請(qǐng)第5，178，167號(hào)中闡釋的鈉的量；和/或在授予Riggs等人的美國專利申請(qǐng)第5，551，451號(hào)中闡釋的石墨和/ 或碳酸鈣的量。在一些實(shí)施例中，燃料元件包含諸如石墨或氧化鋁的組分的約10至約20 重量份數(shù)，以及可燃含碳材料的約60至約75重量份數(shù)。例如，代表性燃料元件可以具有約 66. 5%含碳材料，約18. 5%石墨，約5%煙草部分，約10%瓜爾膠和約碳酸鈉(在干重基石出上)。如上所述，催化劑前驅(qū)體顆?？梢愿煞勰┬问交蛞匀芤夯驊腋∫盒问皆跀D壓前在同其它燃料元件組分混合的碳中直接混合。參見授予Banerjee等人的美國專利申請(qǐng)第 2005/0274390號(hào)和授予Banerjee等人的美國專利申請(qǐng)第2007/0215168號(hào)中描述的成分和技術(shù)，在此以參見的方式引入上述兩個(gè)專利申請(qǐng)全部內(nèi)容。燃料元件可具有或沒有縱向延伸的周界表面凹槽；且這種燃料元件可具有或沒有至少一個(gè)位于中間、縱向延伸的空氣通道。某些燃料元件可具有大致管形的形狀；具有相對(duì)較大直徑的中央通道且沒有周界延伸的凹槽。例如，那些燃料元件并不具有在授予 Clearman等人的美國專利申請(qǐng)第4，989，619中所闡釋類型的形式或構(gòu)造。某些燃料元件具有縱向延伸的周界凹槽，且凹槽可具有半圓形、三角形或矩形的截面形狀，或者這樣燃料元件的總橫截面形狀可在性質(zhì)上一般稱為“雪片”。某些其它燃料元件可具有不包括凹槽而可選擇地包括中央通道的表面。其它燃料元件還可具有不包括凹槽的表面，且燃料元件基本上是實(shí)心的(例如不具有任何中央通道)，如例如圓柱形的燃料元件。在授予Banerjee等人的美國專利申請(qǐng)第4，714，082號(hào)；授予Clearman等人的第 4，756，318 號(hào)；授予 Clearman 等人的第 4，881，556 號(hào)；授予 Clearman 等人的第 4，989，619 號(hào)；授予Farrier等人的第5，020，M8號(hào)；授予Clearman等人的第5，027，837號(hào)；授予 Banerjee 等人的 5，067，499 號(hào)；授予 Clearman 等人的 5，099，861 號(hào)；授予 Banerjee 等人的5，105, 831號(hào)；授予White等人的5，129，409號(hào)；授予Best等人的5，148，821號(hào)；授予Clearman等人的5，156，170號(hào)；授予Riggs等人的5，178，167號(hào)；授予Shannon等人的 5，211，684 號(hào)；授予 Clearman 等人的 5，247，947 號(hào)；授予 Clearman 等人的 5，345，955 號(hào)；授予Barnes等人的5，469，871號(hào)；授予Riggs等人的5，551，451號(hào)；授予Meiring等人的 5，560，376 號(hào)；授予 Meiring 等人的 5，706，834 號(hào)；授予 Meiring 等人的 5，727，571 號(hào)中闡釋合適的燃料元件和其代表性成分、設(shè)計(jì)和構(gòu)造以及產(chǎn)生那些燃料元件及其成分的方式和方法；這些專利的全部內(nèi)容以參見的方式納入本文。示例性含碳燃料元件包括包含在由R. J.雷諾茲煙草公司(R.J.Reynolds Tobacco Company)以“普勒米爾”和“艾里普斯”(“I^emier”和“Eclipse”)為商標(biāo)名在市場上銷售的那些卷煙內(nèi)的那些燃料元件。
燃料元件可通過諸如壓縮、壓緊或擠壓技術(shù)來形成所期望的形狀。例如，濕面團(tuán)狀的糊狀物可以使用單螺桿或雙螺桿擠壓機(jī)(諸如具有不銹鋼筒和螺桿的擠壓機(jī))、由高耐磨損和耐腐蝕的陶瓷材料制成的內(nèi)軸套和陶瓷模具來擠壓。擠壓裝置的示例性類型包括那些如 ICMA 圣吉奧(ICMA San Giorgio)模型No. 70-16D 或焊接工程師(Welding Engineers) 模型No. 70-16LD可用的那些類型。對(duì)于包含相對(duì)高水平的含碳材料的已擠壓燃料元件，可以通過增加已擠壓混合物內(nèi)的濕潤水平來略微降低燃料元件的密度，從而降低擠壓機(jī)內(nèi)的模具壓力，或在擠壓混合物內(nèi)包含相對(duì)低密度的材料。根據(jù)本發(fā)明方法制備的燃料元件可用于多種吸煙物品，諸如在授予Crooks等人的美國專利申請(qǐng)第2007/021516號(hào)或授予Baner je等人的美國第2007/0215168號(hào)中所闡釋的任何吸煙物品，本文以引用方式包含這些文獻(xiàn)。參照?qǐng)D1，圖中示出卷煙形式的代表性吸煙物品10。吸煙物品10具有桿形的形狀，并包括點(diǎn)燃端14和嘴端18。對(duì)于各種附圖， 各種包裹材料的厚度和各種吸煙物品及吸煙物品部件的外包裝被夸大。最佳地，包裹材料和外包裝部件被緊裹在吸煙物品及吸煙物品部件周圍以提供緊密配合并提供美觀悅目的外觀。在點(diǎn)燃端14處布置縱向延伸、大體為圓柱形的可吸煙點(diǎn)燃端部段22，該段包括可吸煙材料26。代表性可吸煙材料沈可以是取自植物的材料(例如切絲填料形式的煙草材料)。示例性圓柱可吸煙點(diǎn)燃端部段22包括包裹或設(shè)置在紙質(zhì)包裹材料30內(nèi)并由紙質(zhì)包裹材料30包圍的可吸煙材料沈(例如煙草切絲填料)的裝料或卷。這樣，通過包裹材料30 來提供圓柱形可吸煙點(diǎn)燃端部段22的縱向延伸的外表面。較佳地，段22的兩端敞開成暴露出可吸煙材料26?？晌鼰燑c(diǎn)燃端部段22可以構(gòu)造成可吸煙材料沈和包裹材料30都沿端部段22的整個(gè)長度延伸?？v向延伸、大體圓柱形的發(fā)熱段35位于可吸煙點(diǎn)燃端部段22下游。發(fā)熱段35 包括熱源或燃料元件40，該熱源或燃料元件典型地具有大體圓柱形的形狀、由隔熱物42包圍，該隔熱物由包裹材料45同軸圍繞。在一些實(shí)施例中，每個(gè)熱源段35包括單件燃料元件 40，且僅一個(gè)燃料元件包含到每個(gè)熱源段中。隔熱物42的代表性層可以包括玻璃絲或玻璃纖維。隔熱物42可用作幫助維持熱源40在吸煙物品10內(nèi)牢固在位的護(hù)套。隔熱物42可設(shè)置為包括無紡玻璃絲的內(nèi)層或墊 47、再造煙紙48的中間層和無紡玻璃絲49的外層的多層部件。較佳地，發(fā)熱段35的兩端敞開成將熱源40和隔熱物42暴露于相鄰段。熱源40和圍繞熱源的隔熱物42可以構(gòu)造成兩種材料的長度是共同延伸的(即隔熱護(hù)套42的端部與熱源40的相應(yīng)端部平齊，且尤其在發(fā)熱段的下游端處)?？蛇x擇地，盡管未必是較佳地，隔熱物42可略微延伸超出熱源40 的一端或兩端(例如超出約0.5毫米至約2毫米)。此外，在使用吸煙物品10過程中，在可吸煙點(diǎn)燃端部段22燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙可以在由吸煙者在嘴端18上吸出時(shí)容易地經(jīng)過發(fā)熱段 35。發(fā)熱段35與可吸煙點(diǎn)燃端部段22的下游端相鄰，這樣那些段以端部對(duì)端部的關(guān)系軸向?qū)?zhǔn)，較佳地彼此毗鄰。發(fā)熱段35與可吸煙點(diǎn)燃端部段22的緊密接近提供合適的熱交換關(guān)系(例如，這樣燃燒可吸煙點(diǎn)燃端部段22內(nèi)的可吸煙材料的動(dòng)作用于點(diǎn)燃發(fā)熱段 35的熱源)。當(dāng)橫向于吸煙物品的縱向軸線觀察時(shí)，可吸煙段和發(fā)熱段22、35的外橫截面形狀和尺寸可以基本上彼此相同(例如兩者都呈現(xiàn)有圓柱形的形狀，每段都有基本上相同的直徑)。發(fā)熱段35的橫截面形狀和尺寸在燃燒前可以變化。較佳地，熱源40的橫截面面積占那段35的總橫截面面積的約10%至約35%，經(jīng)常約15%至25% ；而外部或包圍區(qū)域 (包括隔熱物42和相關(guān)的外包裹材料)的橫截面面積占那段35的總橫截面面積的約65% 至約90%，經(jīng)常是約75%至約85%。例如，對(duì)于具有約M毫米至約沈毫米外緣的圓柱形卷煙來說，代表性熱源40具有帶有約2. 5毫米至約5毫米、經(jīng)常是約3毫米至約4. 5毫米外直徑的大體圓形橫截面?？v向延伸、圓柱形浮質(zhì)形成段51位于發(fā)熱段35的下游。浮質(zhì)形成段51包括又用作浮質(zhì)形成劑或材料(未示出)的載體的基質(zhì)材料陽。例如，浮質(zhì)形成段51可具有包括加工助劑、增香劑和甘油的再造煙草材料。基質(zhì)材料55的代表性包裹材料58可具有導(dǎo)熱特性，且可具有金屬或金屬箔(例如鋁)管或具有由紙構(gòu)成的外表面和由金屬箔構(gòu)成的內(nèi)表面的層疊材料的形式。例如，金屬箔可以將發(fā)熱段35中熱量傳導(dǎo)至浮質(zhì)形成段51，以使包含在其內(nèi)的浮質(zhì)形成成分得以揮發(fā)?；|(zhì)材料55可由切絲填料形式的香且可口的煙草混合物提供。那些煙草又可以用浮質(zhì)形成材料和/或至少一種增香劑處理?；|(zhì)材料可由切絲填料形式的已加工煙草 (例如使用模鑄薄片或制紙類型工藝來制造的再造煙草)來提供。那些煙草又可以用浮質(zhì)形成材料和/或至少一種增香劑處理或加工成包括浮質(zhì)形成材料和/或至少一種增香劑。浮質(zhì)形成段51和發(fā)熱段35可以構(gòu)造成彼此熱交換關(guān)系。熱交換關(guān)系使足夠的熱量從熱源供給到浮質(zhì)形成區(qū)域，從而為了浮質(zhì)形成而揮發(fā)浮質(zhì)形成材料。在一些實(shí)施例中， 熱交換關(guān)系通過將這些段定位成緊鄰彼此來實(shí)現(xiàn)。熱交換關(guān)系還可以通過使導(dǎo)熱材料從熱源40附近延伸到由浮質(zhì)形成段51所占的區(qū)域或其周圍來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于較佳的吸煙物品，浮質(zhì)形成段51的兩端敞開成暴露其基質(zhì)材料55。在使用吸煙物品過程中，由燃燒可吸煙點(diǎn)燃端部段22產(chǎn)生的浮質(zhì)成分可以在嘴端18上吸煙過程中容易地穿過浮質(zhì)形成段51。發(fā)熱段35和浮質(zhì)形成段51共同形成浮質(zhì)形成系統(tǒng)60。浮質(zhì)形成段51與發(fā)熱段 35的下游端相鄰，這樣那些段51，35以端部對(duì)端部的關(guān)系軸向?qū)?zhǔn)。即那些段物理上彼此分離。那些段可以彼此毗鄰或處于略微間隔開的關(guān)系中。當(dāng)橫向于吸煙物品10的縱向軸線觀察時(shí)，那些段的外橫截面的形狀和尺寸可以基本上彼此相同。那些部件的物理結(jié)構(gòu)使得在使用吸煙物品10過程中激活熱源(例如燃燒)的整個(gè)時(shí)間內(nèi)，熱量從熱源40傳遞至相鄰的基質(zhì)材料55 (例如，通過包括傳導(dǎo)和對(duì)流的熱交換的方法)。浮質(zhì)形成系統(tǒng)60和點(diǎn)燃端部段22的部件彼此連接，且使用外包材料64固定在位。例如，紙質(zhì)包裹材料或?qū)盈B紙型材料包圍發(fā)熱段35、浮質(zhì)形成段51的外部縱向延伸面的至少一部分和與發(fā)熱段相鄰的點(diǎn)燃端部段22的至少一部分中的每個(gè)部分。外包材料64 的內(nèi)表面使用合適的粘合劑固定至發(fā)熱段35的外部包裹材料45的外表面、浮質(zhì)形成段51 的外部包裹材料58的外表面和點(diǎn)燃端部段22的外部包裹材料30的外表面。吸煙物品10還包括合適的嘴件(諸如例如定位在吸煙物品的嘴端18處的濾嘴元件65)。濾嘴元件65較佳地具有傳統(tǒng)型卷煙濾嘴元件的形狀。濾嘴元件65定位在卷煙桿與浮質(zhì)形成段51的一端相鄰的一端處，這樣濾嘴元件與浮質(zhì)形成段51以端部對(duì)端部的關(guān)系軸向?qū)?zhǔn)，從而彼此毗鄰。較佳地，當(dāng)橫向于吸煙物品51的縱向軸線觀察時(shí)，那些段51， 65的總體橫截面的形狀和尺寸基本上彼此相同。濾嘴元件65包括過濾材料70 (例如塑性化的醋酸纖維素束)，該過濾材料沿其縱向延伸的外表面用包圍的濾棒成型紙材料72外包。 濾嘴元件65的兩端敞開成使浮質(zhì)可以穿過濾嘴元件。浮質(zhì)形成系統(tǒng)60使用接裝材料78附連于濾嘴元件65。接裝材料78包圍濾嘴元件65和浮質(zhì)形成系統(tǒng)60的相鄰區(qū)域的整個(gè)長度。接裝材料78的內(nèi)表面可以使用合適的粘合劑固定至濾棒成型紙72的外表面和卷煙桿外包裝的外表面或浮質(zhì)形成系統(tǒng)60的外部包裹材料64。這樣，任何未由外包裝覆蓋的浮質(zhì)形成系統(tǒng)的區(qū)域由接裝材料覆蓋，且不容易看見。外包材料64可以在浮質(zhì)形成段的整個(gè)長度上延伸，或如圖1中所示，從那段的點(diǎn)燃末端略微凹陷(例如離開那段端部的足夠距離，這樣接裝材料疊在未由外包裝覆蓋的卷煙桿的區(qū)域上)。這樣，提供呈現(xiàn)具有單層外包裝的美觀悅目的卷煙。此外，提供有美觀悅目的過濾卷煙，該卷煙具有接裝至呈現(xiàn)具有單層外包裝的卷煙桿的濾嘴元件。吸煙物品可包括空氣稀釋裝置，諸如一系列穿孔81，每個(gè)穿孔延伸穿過過濾件接裝材料78和濾棒成型紙材料72。用于制造可吸煙點(diǎn)燃端部段22的可吸煙材料沈的量可變化。典型地，主要由煙草切絲填料制造的可吸煙點(diǎn)燃端部段22包括至少約為20mg，一般至少約為50mg，經(jīng)常至少約為75mg，通常至少約為IOOmg的煙草材料(在干重基礎(chǔ)上)。典型地，主要由煙草切絲填料制造的可吸煙點(diǎn)燃端部段包括達(dá)約400mg，一般達(dá)約350mg，經(jīng)常達(dá)約300mg，且通常達(dá)約為250mg的煙草材料(在干重基礎(chǔ)上)。主要由煙草切絲填料制造的某些可吸煙點(diǎn)燃端部段可包括少于約85毫克，經(jīng)常少于約60毫克，且甚至少于30毫克的煙草材料(在干重基礎(chǔ)上)?？晌鼰燑c(diǎn)燃端部段內(nèi)的可吸煙材料的包裝密度典型地小于燃料元件的密度。當(dāng)可吸煙材料具有切絲填料的形式時(shí)，可吸煙點(diǎn)燃端部段內(nèi)的可吸煙材料的包裝密度小于約 400mg/cm3，且一般小于約350mg/cm3 ；而可吸煙點(diǎn)燃端部段內(nèi)的煙草材料的包裝密度可超過約lOOmg/cm3，經(jīng)常超過約150mg/cm3，且通常超過約200mg/cm3。較佳地，可吸煙點(diǎn)燃端部段22整個(gè)由可吸煙材料構(gòu)成，且并不包括含碳燃料元件成分。用于浮質(zhì)形成段51中的基質(zhì)材料55和浮質(zhì)形成劑的組合量可變化。通常使用材料以在包裝密度小于約400mg/cm3，且通常小于約350mg/cm3時(shí)填充浮質(zhì)形成段51的合適段 (例如在其包裹材料58內(nèi)的區(qū)域)；而浮質(zhì)形成段51的包裝密度一般超過約lOOmg/cm3，且經(jīng)常超過約150mg/cm3。在使用過程中，吸煙者以與傳統(tǒng)吸煙物品被點(diǎn)燃相似的方法用火柴或點(diǎn)煙器點(diǎn)燃吸煙物品10的點(diǎn)燃端14。這樣，可吸煙點(diǎn)燃端部段22的可吸煙材料沈開始燃燒。吸煙物品10的嘴端18放置在吸煙者的嘴唇上。由燃燒可吸煙材料沈所產(chǎn)生的熱分解產(chǎn)物(例如煙草煙霧成分)通過吸煙物品10、通過濾嘴元件65吸入吸煙者的嘴中。S卩，當(dāng)吸煙時(shí)， 吸煙物品產(chǎn)生可見的主浮質(zhì)流，其類似于燃燒煙草切絲填料的傳統(tǒng)卷煙產(chǎn)生的主煙流。可吸煙材料26和可吸煙點(diǎn)燃端部段的外部包裹材料30燃盡，基本上如燃燒傳統(tǒng)煙草的卷煙的情況那樣。隨著所得熱煤經(jīng)過點(diǎn)燃端下游時(shí)所產(chǎn)生的灰和燒焦材料可輕彈去或從卷煙移除，基本上以從燃燒傳統(tǒng)類型煙草的卷煙中移除由已燃燒煙草切絲填料產(chǎn)生的灰的方式。燃燒可吸煙點(diǎn)燃端部段22引起發(fā)熱段35的熱源40被加熱，該熱源可位于可吸煙點(diǎn)燃端部段22的下游。因此，點(diǎn)燃或以其他方式激活熱源40 (例如開始燃燒)，由此產(chǎn)生熱量。燃燒浮質(zhì)形成系統(tǒng)60內(nèi)的熱源40，且由于那兩個(gè)區(qū)域或段之間的熱交換關(guān)系，提供熱量以使浮質(zhì)形成段51內(nèi)的浮質(zhì)形成材料揮發(fā)。較佳地，浮質(zhì)形成段51的成分不經(jīng)歷任何大程度的熱分解(例如燃燒或碳化)。揮發(fā)成分夾帶在通過浮質(zhì)形成區(qū)域51所吸出的空氣中。這樣形成的浮質(zhì)通過濾嘴元件65吸入吸煙者的嘴中。在使用的某些時(shí)間段中，在浮質(zhì)形成段51內(nèi)形成的浮質(zhì)連同由于點(diǎn)燃段22內(nèi)的可吸煙材料的熱分解而形成的浮質(zhì)(即煙霧)通過濾嘴元件65吸入吸煙者的嘴中。這樣， 由吸煙物品10所產(chǎn)生的主浮質(zhì)流包括由煙草切絲填料的熱分解產(chǎn)生的煙草煙霧和揮發(fā)的浮質(zhì)形成材料。對(duì)于早期抽吸(即在點(diǎn)燃時(shí)或剛點(diǎn)燃后)，多數(shù)主浮質(zhì)流由可吸煙點(diǎn)燃端部段22的熱分解產(chǎn)生，且因此包含可吸煙材料沈的熱分解產(chǎn)物。對(duì)于后期抽吸(即在已消耗可吸煙點(diǎn)燃端部段且浮質(zhì)形成系統(tǒng)的熱源被點(diǎn)燃后)，所提供的多數(shù)主浮質(zhì)流由浮質(zhì)形成系統(tǒng)60產(chǎn)生。吸煙者可以吸所期望抽吸數(shù)的吸煙物品。然而，當(dāng)消耗了可吸煙材料沈且熱源40熄滅時(shí)，停止使用吸煙物品(即完成吸煙體驗(yàn))。典型地，可通過提供“兩段式”(two-up)點(diǎn)燃端部段、在“兩段式”段的每端處對(duì)準(zhǔn)熱源并包裹已對(duì)準(zhǔn)的部件以提供“兩段式”組合段來制造點(diǎn)燃端部段。然后，“兩段式”組合段垂直于其縱向軸線被切成兩半以提供兩個(gè)組合段?；蛘?，兩段可對(duì)準(zhǔn)和包裹以提供組合段。典型地，可通過以下方式來提供嘴端部段將浮質(zhì)形成段連接至“兩段式”濾嘴元件段的每端以提供“兩段式”組合段；且再細(xì)分“兩段式”組合段以提供兩個(gè)組合嘴端部段。 或者，那個(gè)組合段可通過以下方式來提供將濾嘴元件段連接至“兩段式”浮質(zhì)形成段的每端來提供“兩段式”組合段；且再細(xì)分“兩段式”組合段以提供兩個(gè)組合嘴端部段。參照?qǐng)D2，圖中示出卷煙形式的第二代表性吸煙物品10。卷煙10包括位于點(diǎn)燃端14處的發(fā)熱段35、位于嘴端18處的過濾段65、與發(fā)熱段相鄰的浮質(zhì)形成段51和與濾嘴元件65相鄰的含煙草段155。如需要，含煙草段可以是組合以形成單件的多部件段。 吸煙物品10的各種段的成分、形式、結(jié)構(gòu)和尺寸一般可類似于在由R. J.雷諾茲煙草公司 (R. J. Reynolds Tobacco Company)以“艾里普斯”(“Eclipse”)為商標(biāo)名在市場上銷售的那些卷煙內(nèi)包含的那些。含煙草段巧5具有煙草和/或煙草香味形成材料(例如煙草切絲填料、加工過的煙草切絲填料、煙草材料帶、集攏起來的再造煙草材料卷等)。那段可具有包圍的包裹物159 (諸如紙質(zhì)包裹材料)。熱源段35使用包裹材料161附連并固定于浮質(zhì)形成段51，該包裹材料包圍熱源段長度的至少一部分(例如段直接與浮質(zhì)形成段相鄰的那部分)以及浮質(zhì)形成段長度的至少一部分(例如段直接與發(fā)熱段相鄰的那部分)。如希望，包裹材料可以包圍浮質(zhì)形成段和發(fā)熱段中一段或兩段的整個(gè)長度。最佳地，用于將發(fā)熱段組合到浮質(zhì)形成段的包裹材料 161是紙和金屬箔的疊層(即可用于將熱量從發(fā)熱段導(dǎo)至浮質(zhì)形成段的材料)。組合的發(fā)熱段35和浮質(zhì)形成段51使用包裹材料64附連并固定于含煙草段155， 該包裹材料包圍發(fā)熱段35長度的至少一部分(例如段直接與浮質(zhì)形成段相鄰的那部分)、 浮質(zhì)形成段51以及含煙草段段155長度的至少一部分(例如段直接與濾嘴元件相鄰的那部分)。如希望，包裹材料可以包圍含煙草段和發(fā)熱段中一段或兩段的整個(gè)長度。使用單種外包材料來組合三種段可提供卷煙桿。濾嘴元件65使用接裝材料78以參考圖1前面所述的一般方法附連于如此形成的卷煙桿。吸煙物品有選擇地可以通過在嘴端部區(qū)域18附近設(shè)置合適的穿孔81來進(jìn)行空氣稀釋。前述部件可通過提供兩個(gè)發(fā)熱段并在“兩段式”浮質(zhì)形成段的每端處對(duì)準(zhǔn)那些段來組合。示例性的“兩段式”浮質(zhì)形成段可具有約40毫米至45毫米，較佳是約21毫米的長度。三段通過使用接裝類型的裝置(諸如MAX S可用的裝置)來組合。然后，那些段可以被存儲(chǔ)、烘干、再排序或直接用于其它制造步驟中。通過使用合適的切分刀使“兩段式”段垂直于其縱向軸向被切成兩半以提供兩個(gè)組合段。這些段可彼此間隔地展開，且“兩段式” 含煙草段可定位在那兩個(gè)組合段之間。使用接裝類型的裝置(諸如MAX S可用裝置)來組合所得三個(gè)對(duì)準(zhǔn)的段。例如具有約90毫米寬度的接裝紙可用于將那些段組合在一起。所得的“兩段式”卷煙桿段垂直于其縱向軸線被切成兩半以提供兩個(gè)卷煙桿。那些桿可被收集或轉(zhuǎn)動(dòng)并收集在合適的貯罐中。單個(gè)卷煙桿可被送到接裝類型裝置(諸如MAX S可用的裝置)的漏斗中?？晌鼰燑c(diǎn)燃端部段、發(fā)熱段、浮質(zhì)形成段、含煙草段、嘴端部件和上述各種部件可使用傳統(tǒng)類型的卷煙及卷煙部件制造技術(shù)和設(shè)備或適當(dāng)修改的卷煙和卷煙部件制造設(shè)備來制造。即，使用對(duì)于在卷煙及卷煙部件設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域以及卷煙部件組裝領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的傳統(tǒng)類型技術(shù)，各種部件部分和片可被加工并組裝成卷煙。例如參見在授予Baker 等人的美國專利第5，052，413號(hào)；授予Baker等人的美國專利第5，088，507號(hào)；授予White 等人的美國專利第5，105，838號(hào)；授予Barnes等人的美國專利第5，469，871號(hào)；授予Riggs 等人的美國專利第5，551,451號(hào)；授予Nestor等人的美國專利申請(qǐng)公布第2005/0066986 號(hào)中所述類型的部件構(gòu)造、部件材料、組裝方法和組裝技術(shù)，在此以參見的方式引入上述專利和專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容?？墒褂靡缘聡鴿h堡的虹霓機(jī)器制造股份公司(Haimi Maschinenbau AG)的“莫菲” 或“麥林”(Mulfi)或(Merlin)品牌名有的類型的組合設(shè)備來實(shí)現(xiàn)多段部件的制造；或如亨利希布哈特公司(Heinrich Burghart GmbH)的LKF-Ol實(shí)驗(yàn)多濾嘴制備機(jī)。各種段的組合或卷煙部件還可以通過使用傳統(tǒng)類型或適當(dāng)修改的裝置(諸如Haimi Maschinenbau AG.(虹霓機(jī)器制造股份公司)的LabMAX，MAX, MAX S or MAX 80捆扎裝置)來實(shí)現(xiàn)。艮口， 桿、段和組合段可通過使用適當(dāng)修改并布置的接裝裝置被輸送(例如使用盤子、料斗、輪子等)、對(duì)準(zhǔn)、接裝或其他方式連接、再細(xì)分、轉(zhuǎn)動(dòng)、傳遞、分開并收集(例如使用盤子、帶、料斗等)。例如參見在授予Erdmarm等人的美國專利第3，308，600號(hào)；授予Reuland等人的第 4，280，187號(hào)；授予Heitmann等人的第4，281，670號(hào)；授予Vos等人的第6，229，115號(hào)；授予Read等人的美國專利申請(qǐng)公布第2005/0194014號(hào)中所述類型的裝置和組合技術(shù)。本發(fā)明的吸煙物品中用于可吸煙材料、絕熱材料、浮質(zhì)形成材料、增香劑、包裝材料、嘴端件(例如濾嘴元件)、濾棒成型紙和接裝材料的材料類型和構(gòu)造可變化。這種吸煙物品的實(shí)施例在授予Crooks等人的美國專利2007/0215167中和授予Baneriee等人的美國專利2007/0215168中進(jìn)行闡釋。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明被空氣稀釋或通氣的卷煙，空氣稀釋或通氣的量或程度可變化。 經(jīng)常地，用于空氣稀釋卷煙的空氣稀釋量大于約10 %，一般大于約20 %，通常大于約30 %， 且有時(shí)大于約40%。在一些實(shí)施例中，空氣稀釋卷煙的空氣稀釋量上限低于約80%，且通常低于約70%。如在此所用，術(shù)語“空氣稀釋”是指通過空氣稀釋裝置吸入的空氣體積對(duì)通過卷煙吸入并從卷煙嘴端部分流出的空氣和浮質(zhì)的總體積之比(表達(dá)為百分比)。較高的空氣稀釋水平可用于減小浮質(zhì)形成材料進(jìn)入主浮質(zhì)流內(nèi)的轉(zhuǎn)移效率。在一些實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的卷煙呈現(xiàn)出所期望的吸阻。例如，示例性的卷煙在 17. 5cc/sec (立方厘米/秒)氣流下呈現(xiàn)約50毫米至約200毫米水柱壓降之間的壓降。較佳的卷煙在17. 5cc/sec氣流下呈現(xiàn)約60mm至約180mm水柱壓降之間的壓降值，且在一些實(shí)施例中，顯現(xiàn)約70mm至約150mm水柱壓降之間的壓降值。使用菲爾特羅納器械和自動(dòng)化有限公司(Filtrona Instruments and Automation Ltd.)出品的菲爾特羅納卷煙測試臺(tái) (Filtrona Cigarette Test Station) (CTS 系列)來測量卷煙的壓降值。根據(jù)本發(fā)明的卷煙的較佳的實(shí)施例在吸煙時(shí)產(chǎn)生可接受的抽吸數(shù)。當(dāng)在FTC吸煙條件下機(jī)械地吸煙時(shí)，這種卷煙通常提供多于約6次/根的抽吸，且一般多余約8次/根的抽吸。當(dāng)在FTC吸煙條件下機(jī)械地吸煙時(shí)，這種卷煙通常提供少于約15次/根的抽吸，且一般少于約12次/根抽吸。FTC吸煙條件由通過58秒的陰燃分開的兩個(gè)第二持續(xù)時(shí)間的 35毫升的抽吸構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的卷煙在吸煙時(shí)產(chǎn)生主浮質(zhì)流。每根卷煙產(chǎn)生的主浮質(zhì)流的量可變化。當(dāng)在FTC吸煙條件下吸煙時(shí)，根據(jù)一實(shí)施例的卷煙產(chǎn)生FTC “焦油”量，該量通常至少為約1毫克，經(jīng)常是至少約3毫克，且通常是至少約5毫克。當(dāng)在FTC吸煙條件下吸煙時(shí)， 示例性的卷煙產(chǎn)生FTC “焦油”量，該量通常不超過約20毫克，經(jīng)常不超過約15毫克，且通常不超過約12毫克。較佳的卷煙呈現(xiàn)出FTC “焦油”產(chǎn)量對(duì)FTC尼古丁產(chǎn)量的小于約30，且經(jīng)常小于約 25的比率。較佳的卷煙呈現(xiàn)出FTC"焦油”產(chǎn)量對(duì)FTC尼古丁產(chǎn)量的大于約5的比率。卷煙 (例如卷煙包括沒有位于中心或內(nèi)部、縱向延伸的空氣通道的含碳燃料元件)呈現(xiàn)FTC — 氧化碳產(chǎn)量對(duì)FTC “焦油”產(chǎn)量的小于約1，經(jīng)常小于約0. 8，且通常小于約0. 6的比率。在 Pillsbury 等人，J. Assoc. Off. Anal. Chem.(化學(xué)分析協(xié)會(huì)官方期刊)，52，458-462 (1969) 中闡釋確定FTC “焦油”與FTC尼古丁的技術(shù)。在Horton等人，J. Assoc. Off. Anal. Chem. (化學(xué)分析協(xié)會(huì)官方期刊)，57，1-7 (1974)中闡釋確定FTC—氧化碳的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的卷煙所產(chǎn)生的浮質(zhì)是包括諸如蒸汽、氣體、懸浮顆粒等的含空氣的成分的那些浮質(zhì)。浮質(zhì)成分可通過以下方式產(chǎn)生燃燒某種形式的煙草(且可選擇地燃燒其它成分以產(chǎn)生熱)；由加熱煙草和炭化煙草(或其它引起煙草受某種形式陰燃)引起的煙草熱分解；以及揮發(fā)浮質(zhì)形成劑。這樣，浮質(zhì)可含有揮發(fā)性的成分、燃燒產(chǎn)物(例如，二氧化碳和水)、不完全燃燒產(chǎn)物以及高溫?zé)峤獾漠a(chǎn)物。也可通過燃燒某種形式煙草(和可選的是燃燒以產(chǎn)生熱量的其它成分)所產(chǎn)生的、施加在處于與燃燒的煙草和燃燒的其它成分保持熱交換關(guān)系的基質(zhì)上的熱量作用來產(chǎn)生浮質(zhì)成分。由于發(fā)熱段施加在浮質(zhì)形成段上的作用，浮質(zhì)成分還可通過浮質(zhì)形成系統(tǒng)來產(chǎn)生。在一些實(shí)施例中，浮質(zhì)形成段的成分具有這樣的總體組成并定位在吸煙物品內(nèi)，這樣在正常使用情況下使這些成分往往不經(jīng)受很大程度熱解(例如，由于燃燒、陰燃或高溫?zé)峤?。根據(jù)本發(fā)明的吸煙物品為分送、銷售和使用可進(jìn)行包裝。卷煙可以用于由 R. J.雷諾茲煙草公司(R. J. Reynolds Tobacco Company)以“普勒米爾”和“艾里普斯”("Premier"and "Eclipse")為商標(biāo)名在市場上銷售的那些卷煙的方式進(jìn)行包裝。卷煙還可以用于由R.J.雷諾茲煙草公司(R. J. Reynolds Tobacco Company)以“駱駝黑杰克金”(Camel Blackjack Gin)為商標(biāo)名在市場上銷售的那些卷煙的方式進(jìn)行包裝。卷煙還可以用于由R.J.雷諾茲煙草公司(R. J. Reynolds Tobacco Company)以“薩勒姆達(dá)克流銀標(biāo)簽”(Salem Dark Currents Silver Label)為商標(biāo)名在市場上銷售的那些卷煙的方式進(jìn)行包裝。還參見在授予Focke等人的美國專利第4，715，497號(hào)；授予Focke等人的第4，294，353號(hào)；授予Bouchard等人的第4，534，463號(hào)；授予Alien等人的第4，852，734 號(hào)；授予Burrows等人的5，139，140號(hào)；以及授予Keaveney等人的第5，938，018號(hào)；英國專利第1，042，000號(hào)；授予Marx的德國專利申請(qǐng)第10238906 ；以及授予!^agg等人的美國專利申請(qǐng)公布2004/0217023 ；授予Henson等人的第2004/0256253號(hào)和授予Mitten的第 2005/0150786號(hào)中所闡釋的包裝類型。本發(fā)明的另一方面，煙草材料用文中所述類型的含金屬催化劑前驅(qū)體來處理。此后，煙草材料可以有選擇地在進(jìn)行文中所述的熱/輻射處理后包含到吸煙物品中以使前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成所希望的催化劑。如果煙草未預(yù)處理以轉(zhuǎn)化前驅(qū)體，轉(zhuǎn)化將在使用吸煙物品時(shí)燃燒煙草過程中發(fā)生。已處理煙草材料然后可以包含到吸煙物品的任何類型中(包括傳統(tǒng)卷煙或文中所述的吸煙物品類型)。催化劑前驅(qū)體可以使用文中所述的任何技術(shù)(諸如噴涂、浸涂、混合等)涂至煙草。煙草材料可以對(duì)制造吸煙物品(諸如卷煙)傳統(tǒng)的形式和方式來使用，催化劑前驅(qū)體涂至該煙草材料。那些材料可包括弄碎的煙草片(例如葉片和/或梗)和/或那些材料可以是已處理形式的煙草材料。例如，那些材料通常用于切絲填料形式(例如，切成約 1/10英寸至1/60英寸或約1/20英寸至約1/35英寸的寬度和約1/8英寸至約3英寸、通常是約1/4英寸至約1英寸的長度的煙草填料碎片或串)?；蛘撸M管較不佳，但那些材料 (諸如已加工煙草材料)可用作縱向延伸的串或用作形成所期望構(gòu)造的片，或用作形成所期望形狀的壓縮或擠壓件。煙草材料可包括如下各種類型的煙草或可從它們得到煙熏煙草、白肋煙、東方煙草、馬里蘭煙草、深色煙草、深色烤煙草和黃花煙草以及其它稀有或特殊煙草，或其混合物。 Davis等人(編)的文章“煙草生產(chǎn)、化學(xué)和技術(shù)(Tobacco Production, Chemistry and Technology) "(1999)中說明了各種類型的煙草、種植實(shí)踐、收獲實(shí)踐和烤熟實(shí)踐。例如，可參見授予Lawson等人的美國專利申請(qǐng)公布第2004/0084056號(hào)。在一些實(shí)施例中，煙草材料是已經(jīng)過合適的烤制和陳化的材料。煙草可以所謂的“混合”形式使用。例如，通常稱之為“美式混合物”的某種流行的煙草混合物包括煙熏煙草、白肋煙和東方煙草的混合物。這種混合物在許多情況下包含具有已加工形式的煙草材料，諸如已加工的煙草梗(例如，切絲-滾壓煙梗、切絲-滾壓-膨脹煙?；蚯薪z-疏松煙梗)、體積膨脹過煙草(例如，疏松煙草，諸如干冰膨脹煙草 (DIET)，較佳地以切絲填料形式)。煙草材料還可以具有再造煙草的形式(例如使用模鑄薄片型或制紙型工藝來制造的再造煙草)。煙草再造工藝通常轉(zhuǎn)化煙草的一般可以消費(fèi)成商業(yè)上可用形式的部分。例如，煙草梗、可回收煙片和煙草灰可用于制造密度相當(dāng)均勻的加工過的再造煙草。用于制造特定卷煙品牌的煙草混合物內(nèi)每種類型煙草的精確量可變化，這種量是設(shè)計(jì)選擇的方式問題，其取決于期望的諸如感覺特征的因素。例如，可參見 Tobacco Encyclopedia () ； Voges ( H ) p. 44-45 (1984) ；Browne, The Designof Cigarettes (卷煙的設(shè)計(jì))，第三版，p43 (1990)；以及 Tobacco Production, Chemistry and Technology(煙草的生產(chǎn)、化學(xué)與技術(shù))，Davis等人(編)p. 346(1999)。各種代表性煙草類型、煙草已加工類型、煙草混合物類型、卷煙成分和組分以及煙草桿構(gòu)造也在授予Lawson等人的美國專利第4，836，224號(hào)；授予Perfetti等人的第4，924，883號(hào)；授予 Perfetti等人的第4，924，888號(hào)；授予Brown等人的第5，056，537號(hào)；授予Brinkley等人的第5，159，942號(hào)；授予Gentry的第5，220，930號(hào)；授予Blakley等人第5，360，023號(hào)；授予Young等人的第5，715，844號(hào)；以及授予Dominguez等人的第6，730，832號(hào)；授予Shafer 等人的美國專利申請(qǐng)第2002/0000235號(hào)；授予Li等人的第2003/0075193號(hào)；授予Li等人的第2003/0131859號(hào)；授予Lawson等人的第2004/0084056號(hào)；授予Perfetti等人的第 2004/0255965號(hào)；以及授予Nestor等人的第2005/0066986號(hào)；授予Bereman的PCT申請(qǐng)公布第 W002/37990 號(hào)；以及 Bombick 等人，F(xiàn)und. Appl. Toxicol.，39，p. 11-17(1997)中作闡釋；本文以引用方式包含這些文獻(xiàn)。實(shí)驗(yàn)本發(fā)明通過下述說明本發(fā)明但不解釋為對(duì)本發(fā)明的限制的例子更詳細(xì)地進(jìn)行闡釋。實(shí)例 1仔細(xì)地移除“艾里普斯”(ECLIPSE)品牌卷煙的燃料元件，而不干擾周圍的玻璃纖維墊片。“艾里普斯”(ECLIPSE)燃料元件涂覆有硝酸鈰六水化合物的水溶液(50%w/w)并整晚在110°C烘干。控制批的燃料元件只用水處理。已處理燃料元件在可編程的巴恩斯圖德賽默飛世爾(Barnstead THERM0LYNE)62700熔爐中在氮?dú)鈮毫ο逻M(jìn)行熱處理。燃料元件以5°C每分鐘的斜坡速率加熱至400°C并保持四個(gè)小時(shí)。通過使用耐馳機(jī)械儀器有限公司(Netzsch Instruments, Inc.)的模型STA409PC分析儀的熱解重量分析(TGA)來確定硝酸鈰六水化合物完全轉(zhuǎn)化成氧化鈰的最低溫度。熱轉(zhuǎn)移發(fā)生在圖3中可見的四個(gè)不同的階段中。晶化的水的損失9%重量) 發(fā)生在57°C和200°C之間。硝酸鈰分解成氧化鈰(35. 3%重量損失)發(fā)生在200°C和378°C 之間。晶化的水的損失是永久的，且氧化鈰不會(huì)重新得到水?？梢韵嘈盘幚懋a(chǎn)生氮?dú)馔耆?br> 轉(zhuǎn)化至氧氣。燃料在環(huán)境條件下平衡并重新插入與“艾里普斯”(ECLIPSE)卷煙的構(gòu)造類似的卷煙中。在50/30/2吸煙條件(即通過觀秒分開的兩個(gè)第二持續(xù)時(shí)間的50毫升抽吸)下吸卷煙；且主煙流中的CO通過使用羅斯蒙特公司(Rosemoimt Inc.)的NGA 2000的非分散紅外光譜(NDIR)。用硝酸鈰處理燃料，隨后對(duì)燃料熱處理，導(dǎo)致與控制相比減少53%的主CO流。實(shí)例2通過使用下述催化劑前驅(qū)體重復(fù)實(shí)例1的燃料元件處理工藝硝酸鈰、硝酸銅、硝酸鉀和與鈀組合的硝酸鈰。已處理燃料在吸煙物品燃燒前不進(jìn)行熱處理。在50/30/2吸煙條件下吸所產(chǎn)生的卷煙；且通過NWR測量主煙流中的C0。用硝酸鈰、硝酸銅、硝酸鉀或硝酸鈰/氯化鈀處理燃料導(dǎo)致與未處理控制相比CO分別減少73. 8 %，27. 2 %，16. 3 %或 84. 7%。
實(shí)例3約15克硝酸鈰(III)六水化合物(AlfaAesar)或硝酸銅(II)半五水化合物 (Alfa Aesar)溶解在7毫升的水中。接下來，18克的石墨粉(卓越石墨有限公司(Superior Graphite he.))浸漬有金屬硝酸鹽溶液中的一種溶液并整夜在空氣中干燥。已處理石墨在可編程的巴恩斯圖德賽默飛世爾(Barnstead THERM0LYNE)62700熔爐中于氮?dú)鈮毫ο略?300°C煅燒一個(gè)小時(shí)。斜坡速率設(shè)在5°C/分鐘。煅燒導(dǎo)致金屬硝酸鹽分解成金屬氧化物。涂覆有金屬氧化物的石墨在搗臼中研磨并與72克碾磨的BKO炭粉(巴那比和蘇克里夫(Barnaby和Suttcliffe))以及10克瓜爾膠結(jié)合。在Sigma葉片式混合機(jī) (Teledyne)中進(jìn)行約4小時(shí)的進(jìn)一步混合。然后，將加水以將粉末轉(zhuǎn)化成可塑性面團(tuán)。加入足夠的水以確?？伤苄曰旌衔镒銐蛴惨栽跀D壓后保持其形狀。在此階段，面團(tuán)的水分含量通常是42至43% (w/w) 0面團(tuán)整夜在密封的容器中在室溫下陳化。為擠壓，可塑性混合物加載到一次投料壓出機(jī)的筒中。筒的一端裝配有擠壓模具以使壓出物成形。陰擠壓模具有錐形表面以便于塑料質(zhì)量的平滑流動(dòng)。模具具有五個(gè)或七個(gè)槽并且直徑為4. 2毫米。可選擇的鋼釘確保通過壓出物的中央通道。使用3000磅的模具壓力來擠壓。濕桿在良好通氣的盤上放約一個(gè)小時(shí)。然后，小心地將半干的桿切成12毫米長，同時(shí)保持壓出物的形狀和軸向孔的完整性。燃料桿整夜在室溫下進(jìn)行干燥。仔細(xì)地移除“艾里普斯”(ECLIPSE)品牌卷煙的燃料元件，而不干擾周圍的玻璃纖維墊片。測試燃料重新插入卷煙中并在60/30/2吸煙條件下吸。主煙流中的一氧化碳如上所述通過NWR測量。硝酸鈰或硝酸銅包含到燃料中對(duì)比未處理過程分別減少38%和46% 的主CO流。實(shí){列 4約18克的石墨用硝酸銅(II)半五水化合物處理并如實(shí)例3中所述進(jìn)行煅燒。約 8克的已處理石墨與10克碳酸鈣(AlfaAesar)、10克瓜爾膠和72克研磨過的BKO碳混合。 在Sigma葉片式混合機(jī)(Teledyne)中進(jìn)行約1小時(shí)的進(jìn)一步混合。然后加水來將粉末轉(zhuǎn)化成可塑性面團(tuán)。加入足夠的水以確保塑料混合物足夠硬，從而如上所述在擠壓后保持其形狀。在此階段，面團(tuán)的水分含量通常是42至43% (w/w) 0面團(tuán)整夜在密封的容器中在室溫下陳化。擠壓燃料桿、切成12毫米長片并如上所述插入“艾里普斯”(ECLIPSE)品牌卷煙中。如上所述通過NWR來測量一氧化碳。包含硝酸銅處理的石墨和碳酸鈣對(duì)比未處理控制導(dǎo)致減少38%的CO。得益于以上描述中所教授的內(nèi)容，本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)想到對(duì)本發(fā)明的許多修改和其它實(shí)施例。因此，應(yīng)該理解到，本發(fā)明不局限于所揭示的具體實(shí)施例，各種修改和其它的實(shí)施例都將包含到附后權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。盡管這里采用專門的術(shù)語，但它們的使用只是一般和描述的含義而并無限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于制備吸煙物品的燃料元件的方法，包括使包括可燃含碳材料的組合物形成適于在吸煙物品中使用的燃料元件；以及使含金屬的催化劑前驅(qū)體包含到所述燃料元件中或所述燃料元件的表面上以形成已處理的燃料元件，所述包含步驟發(fā)生在所述形成步驟之前、之時(shí)或之后。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述包含步驟包括使所述含金屬的催化劑前驅(qū)體與所述含碳材料及粘合劑組合以在所述形成步驟之前產(chǎn)生燃料元件組合物。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述燃料元件組合物還包括選自石墨、鋁、 煙草粉末、鹽的一個(gè)或多個(gè)附加的成分。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述包含步驟包括在所述形成步驟之后用所述催化劑前驅(qū)體涂覆所述燃料元件的所述表面的至少一部分。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述包含步驟包括在所述形成步驟之前用填充材料或石墨或兩者的組合來混合所述含金屬的催化劑前驅(qū)體以形成涂覆的填充材料或涂覆的石墨。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟使所述涂覆的填充材料或所述涂覆的石墨或兩者的組合與所述含碳材料及粘合劑組合以在所述形成步驟之前產(chǎn)生燃料元件組合物。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括煅燒所述涂覆的填充材料或涂覆的石墨或兩者的組合以使所述催化劑前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述包含步驟包括使所述含金屬的催化劑前驅(qū)體與碳酸鈣組合以在所述形成步驟之前形成涂覆的碳酸鈣材料。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體是能夠熱分解成催化金屬化合物的金屬鹽或有機(jī)金屬化合物的形式。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體是選自以下金屬鹽的形式檸檬酸鹽、硝酸鹽、硝酸銨、硫酸鹽、氰酸鹽、氫化物、氨化物、硫醇鹽、碳酸鹽、 鹵化物。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述金屬選自以下堿金屬，堿土金屬， IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的過渡金屬，IIIA族元素，IVA族元素，鑭系元素，锏系元素。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體選自以下硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鈰、硝酸銨鈰、硝酸錳、硝酸鎂、硝酸鋅及其組合。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在惰性氣氛下以足夠使所述催化劑前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物的溫度和時(shí)間加熱或照射所述已處理的燃料元件。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將VIIIB族催化金屬化合物包含到所述燃料元件中或所述燃料元件的所述表面上，所述包含步驟發(fā)生在所述形成步驟之前、 之時(shí)或之后。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步驟混合所述含碳材料、粘合劑、鋁或石墨和金屬鹽形式的所述含金屬的催化劑前驅(qū)體以形成燃料元件混合物；使所述燃料元件混合物形成適于在吸煙物品中使用的可燃燃料元件桿；以及有選擇地在惰性氣氛下以足夠使所述催化劑前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成氧化物形式的催化金屬化合物的溫度和時(shí)間加熱所述燃料元件桿。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述催化劑前驅(qū)體是硝酸鈰。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述形成步驟包括將所述燃料元件混合物擠壓成桿形。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括將VIIIB族催化金屬化合物混合入所述燃料元件混合物。
19.如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括將所述燃料元件包含到吸煙物品中。
20.一種燃料元件，所述燃料元件是適于包含到吸煙物品中的形式，所述燃料元件包括可燃含碳材料和含金屬的催化劑前驅(qū)體。
21.如權(quán)利要求20所述的燃料元件，其特征在于，所述催化劑前驅(qū)體以疊在所述燃料元件的表面的至少一部分上的覆蓋層的形式存在。
22.如權(quán)利要求20所述的燃料元件，其特征在于，所述催化劑前驅(qū)體分散在所述燃料元件內(nèi)的整個(gè)含碳材料中。
23.如權(quán)利要求20所述的燃料元件，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體是能夠熱分解成催化金屬化合物的有機(jī)金屬化合物或金屬鹽的形式。
24.如權(quán)利要求20所述的燃料元件，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體中的金屬選自以下堿金屬，堿土金屬，IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的過渡金屬，IIIA族元素，IVA族元素，鑭系元素，錒系元素。
25.如權(quán)利要求20所述的燃料元件，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體選自以下硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鈰、硝酸銨鈰、硝酸錳、硝酸鎂、硝酸鋅及其組合。
26.如權(quán)利要求20所述的燃料元件，其特征在于，還包括VIIIB族催化金屬化合物。
27.如權(quán)利要求20所述的燃料元件，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體通過石墨或填充材料顆粒被載帶在所述燃料元件內(nèi)。
28.一種吸煙物品包括點(diǎn)燃端；嘴端；浮質(zhì)形成系統(tǒng)，所述浮質(zhì)形成系統(tǒng)包括浮質(zhì)形成段和發(fā)熱段，所述發(fā)熱段包括燃料元件，各段物理上分開并處于熱交換關(guān)系中，其中所述燃料元件包括與由含金屬的催化劑前驅(qū)體熱分解所產(chǎn)生的催化金屬化合物或含金屬的催化劑前驅(qū)體緊密接觸的可燃含碳材料。
29.如權(quán)利要求觀所述的吸煙物品，其特征在于，所述浮質(zhì)形成段包括甘油、丙二醇或其組合。
30.如權(quán)利要求觀所述的吸煙物品，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體中的金屬選自以下堿金屬，堿土金屬，IIIB、IVB, VB, VIB VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的過渡金屬，IIIA族元素，IVA族元素，鑭系元素，錒系元素。
31.如權(quán)利要求觀所述的燃料元件，其特征在于，所述含金屬的催化劑前驅(qū)體選自以下硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鈰、硝酸銨鈰、硝酸錳、硝酸鎂、硝酸鋅及其組合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備吸煙物品(10)的燃料元件(40)的方法，該方法包括使可燃碳纖維材料形成適于在吸煙物品中使用的燃料元件；將含金屬的催化劑前驅(qū)體包含到燃料元件中或其表面上以形成已處理的燃料元件，該包含步驟發(fā)生在所述形成步驟之前、之時(shí)或之后；以及有選擇地以足夠?qū)⒋呋瘎┣膀?qū)體轉(zhuǎn)化成催化金屬化合物的溫度和時(shí)間加熱或照射已處理的燃料元件。示例性的含金屬催化劑前驅(qū)體包括硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鈰、硝酸銨鈰、硝酸錳、硝酸鎂及硝酸鋅。還提供根據(jù)本發(fā)明所處理的燃料元件和包括這種燃料元件的吸煙物品。
文檔編號(hào)A24B15/16GK102159100SQ200980137177
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者C·K·巴納基, S·B·西爾斯, S·K·派克 申請(qǐng)人:R.J.雷諾茲煙草公司