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      用具有改進(jìn)的灰份特性的可燃性紙制造的低側(cè)流煙香煙的制作方法

      文檔序號(hào):2466792閱讀:300來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:用具有改進(jìn)的灰份特性的可燃性紙制造的低側(cè)流煙香煙的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及在燃燒時(shí)減少側(cè)流煙的香煙及其他巻煙制品。更具體說(shuō), 本發(fā)明涉及巻煙紙、香煙包封紙,或者雪茄或類似煙草制品用的包封紙, 這些紙?jiān)谔峁└倪M(jìn)灰份的同時(shí)減少可見(jiàn)的側(cè)流煙。
      背景技術(shù)
      現(xiàn)已作出種種努力來(lái)減少或消除燃燒香煙時(shí)的側(cè)流煙。申請(qǐng)人開(kāi)發(fā)了 各種香煙的側(cè)流煙控制體系,如在加拿大專利2054735號(hào)和2057962號(hào), 美國(guó)專利5462073號(hào)和5709228號(hào),和已公開(kāi)的PCT申請(qǐng)W096/22031、 謂8/16125和W099/53778中所述。
      現(xiàn)在在煙草、過(guò)濾嘴或包封紙中使用過(guò)濾材料或吸著性材料的其他側(cè) 流煙控制體系方面也得到開(kāi)發(fā)。這方面的例子在美國(guó)專利2755207號(hào)、 4108151號(hào)和4225636號(hào),歐洲專利申請(qǐng)0740907號(hào)和0251254號(hào), W097/27831和W099/53778中可見(jiàn)。美國(guó)專利2755207號(hào)披露一種低側(cè)流 煙巻煙紙。當(dāng)燃燒時(shí)該巻煙紙基本上不產(chǎn)生令人不愉快的成分。該巻煙紙 為纖維形式的纖維素材料。它與細(xì)粉碎的礦石型硅質(zhì)催化劑材料緊密地混
      的耐火性,在改進(jìn)紙的燃燒方面它起類似于催化劑的作用。適用的硅質(zhì)催 化劑包括酸處理的粘土,熱處理的蒙脫石,和含有某些相對(duì)移動(dòng)的氬原子 的天然和合成的硅酸鹽。適用的混合的硅石氧化物包括與氧化鋁、氧化鋯、 氧化鈦、氧化鉻、氧化鎂一起的硅石氧化物。其他的硅石包括硅石與氧化 鋁的重量比為9 : 1的硅鋁氧化物。
      美國(guó)專利4108151號(hào)披露在巻煙紙中使用Y-氧化鋁填料,它能在煙草 燃燒時(shí)選擇性地減少有機(jī)蒸汽相成分。為了在煙草煙中減少有機(jī)蒸汽相成分,在巻煙紙中至少存在50重量%的氧化鋁填料。結(jié)果,從燃燒香煙中 散發(fā)的可見(jiàn)的側(cè)流煙被減少。最為人們所熟知的Y-氧化鋁是活性氧化鋁, 它被細(xì)粉碎到通過(guò)300目篩網(wǎng)。
      美國(guó)專利4225636號(hào)披露在巻煙紙中使用碳,以減少在側(cè)向煙中所形 成的有機(jī)蒸汽相成分和總的顆粒物。此外,所說(shuō)的碳導(dǎo)致大大地減少?gòu)娜?燒的香煙中散發(fā)出的可見(jiàn)的側(cè)向煙。活性炭是被優(yōu)選的碳源。使用活性炭 導(dǎo)致可見(jiàn)的側(cè)向煙略為下降。巻煙紙中可使用高達(dá)50%的細(xì)粉碎的碳。涂 碳紙可被用作常用香煙和煙絲條組合的內(nèi)包封紙。
      1996年11月6日公布的歐洲專利申請(qǐng)0740907號(hào)4皮露,在香煙的煙草 中使用沸石以改變主向煙的特性,特別是從主向煙中除去某些焦油。作為 提供給煙草的沸石,它還能明顯地改變側(cè)向煙的特性。所用沸石之粒徑為 0. 5nm到1. 2nm。
      歐洲專利申請(qǐng)0251254號(hào)描述在巻煙紙中使用高比表面積填料。所說(shuō) 的填料通常是具有比表面積至少為20m7g的晶體和固體。所說(shuō)的填料優(yōu)選 為過(guò)氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽和硅酸鹽。據(jù)教導(dǎo),在巻 煙紙中多孔性填料諸如沸石并不^皮優(yōu)選,其功能類似于常用的白堊。
      已/>布的PCT專利申請(qǐng)W097/27831號(hào),描述^f吏用脫鋁酸鹽沸石來(lái)吸收 非極性或弱極性分子形成的極性液體或氣體。有效量的粉末狀脫鋁酸鹽沸 石可^0'昆合在巻煙紙內(nèi)以減少側(cè)向煙中的一氧化》灰。含鋁質(zhì)沸石的脫鋁酸 鹽步驟賦予沸石以疏水性,以致影響吸收和除去甚至在存在水情況下出現(xiàn) 的非極性和弱極性分子。
      已公布的PCT專利申請(qǐng)W099/53778號(hào),介紹一種用來(lái)減少側(cè)向煙發(fā)散 的非可燃性紙頁(yè)的處理材料。所說(shuō)的紙頁(yè)被用作包封紙,且被廣泛地用作 通常香煙的慣用巻煙紙。該包封紙具有非常高的多孔性從而使香煙以或接 近通常的自然燃燒速率進(jìn)行燃燒,而同時(shí)減少可見(jiàn)的側(cè)向煙的發(fā)散。該非 可燃性包封紙包括非可燃性陶資纖維、非可燃性活性炭纖維和在巻煙紙制 造中常用的其他標(biāo)準(zhǔn)材料。該包封紙還包括沸石或其他類似的吸著材料和 氧供體/貯氧金屬氧化物氧化催化劑。雖然該非可燃性包封紙?zhí)峁┖细竦?側(cè)向煙控制,然而,由于包封紙的非可燃性之故,燃燒后殘留燒焦管。
      美國(guó)專利4433697號(hào)和4915117號(hào),介紹在巻煙紙制造時(shí)摻入陶瓷纖 維。美國(guó)專利4433697號(hào)公開(kāi)在紙配料中至少存在1重量%的某些陶瓷纖 維,該陶瓷纖維與氧化鎂和/或氫氧化鎂填料相結(jié)合,以減少?gòu)娜紵南銦熤猩l(fā)可見(jiàn)的側(cè)向煙。在常規(guī)的造紙機(jī)中由纖維漿、陶瓷纖維和填料構(gòu) 成的配料被用來(lái)制造紙張。陶瓷纖維可由多晶氧化鋁、鋁-硅酸鹽和無(wú)定 形氧化鋁組成的組中選擇。使用氫氧化鎂或氧化鎂填料,且它們被涂布在 纖維片上或施加到纖維片中。
      美國(guó)專利4915117號(hào)介紹一種用來(lái)保持煙草的非可燃性片材。該薄片 是由陶資材料形成的,當(dāng)燃燒時(shí)它不產(chǎn)生煙。該陶瓷片包括陶瓷纖維的織 造或非織造織物或在高溫時(shí)熱分解的紙和陶瓷的混合物。陶瓷纖維可選自 無(wú)機(jī)纖維諸如硅石纖維,硅石-氧化鋁纖維,氧化鋁纖維,氧化鋯纖維, 或硅硼鋁酸鹽和玻璃纖維。該陶瓷片是通過(guò)用無(wú)機(jī)粘合劑(諸如硅膠或氧 化鋁凝膠)粘合這些材料形成的。纖維的直徑優(yōu)選為1到IO微米。
      已^^布的PCT專利申請(qǐng)W001/41590號(hào),介紹在香煙包封紙中使用陶覺(jué) 材料以減少側(cè)向煙。使用粘合劑而被結(jié)合在香煙包封紙中的陶瓷填料具有 2-90lum的直徑。陶瓷填料具有預(yù)定的形狀,包括球形或基本上球形、橢 圓形或基本上橢圓形或另外的不規(guī)則形狀。陶資填料可以是氧化鋁、硅石、 硅硼鋁酸鹽、碳化硅、穩(wěn)定化或未穩(wěn)定化的氧化鋯、鋯石、石榴石、長(zhǎng)石 等等。在香煙包封紙中以用來(lái)生產(chǎn)香煙包封紙的造紙漿料的干材料重量為 基準(zhǔn)計(jì),陶瓷填料占大于40重量%。粘合劑可以是藻酸鹽、樹(shù)膠、纖維 素、果膠、淀粉或周期表第I或II族金屬鹽的那些粘合劑。該包封紙具有 的孔隙率通常為小于200 Coresta單位,優(yōu)選為2-100 CoresU單位。 該包封紙之密度為0. 5-3. Og/cm3。該包封紙優(yōu)選被用作具有孔隙率約為 12000 Coresta單位的多孔性不發(fā)煙的裝過(guò)濾嘴的煙絲條的外包裹。
      為了減少側(cè)流煙已將溶膠凝膠,特別是由鋁酸鎂、鋁酸4丐、二氧化鈦、 鋯石和氧化鋁制成的溶膠凝膠施加到常規(guī)的巻煙紙中,如加拿大專利 1180968號(hào)和加拿大專利申請(qǐng)2010575號(hào)所述。加拿大專利1180968號(hào)公 開(kāi)施加作為巻煙紙?zhí)盍辖M分的無(wú)定形凝膠形式的氬氧化鎂,以改進(jìn)灰分的 外觀和減少側(cè)流煙。氫氧化鎂凝膠被涂在巻煙紙片上或被施加到巻煙紙片 中。加拿大專利申請(qǐng)2010575號(hào),介紹使用由溶液膠凝作用或溶膠-凝膠 法生產(chǎn)的凝膠以控制煙草品的包封紙的燃燒。該包封紙對(duì)于減少可見(jiàn)的側(cè) 向煙的發(fā)散是有效的。作為溶膠凝膠的金屬氧化物可以是鋁、鈦、鋯、鈉、 鉀或釣的氧化物。
      已公開(kāi)的德國(guó)專利申請(qǐng)DE 3508127號(hào)介紹一種新穎性的香煙,當(dāng)其祐_ 抽吸時(shí)產(chǎn)生一陣陣火花。這是通過(guò)在巻煙紙中加入粒狀稀土金屬混合物
      8(鐵酸鈰或硅-鈰形式)來(lái)達(dá)到的。當(dāng)香煙發(fā)煙時(shí),特別是在暗的空間中, 燃燒的香煙散發(fā)出亮光效果的火花。被摻入到巻煙紙中的鐵酸鈰顆粒通常
      的粒徑為約20|um。
      催化劑也可被直接施加巻煙紙中,如加拿大專利604895號(hào)和美國(guó)專利 5386838號(hào)中所述。加拿大專利604895號(hào)描述在巻煙紙中使用鉑、鋨、銥、 鈀、銠和釕。這些金屬起處理從紙包封燃燒時(shí)散發(fā)的蒸汽的氧化催化劑作 用。通過(guò)金屬鈀能提供最優(yōu)化的催化效果。在其被施加到香煙之前,在合 適介質(zhì)中的金屬顆粒被分散到紙包封的面上。
      美國(guó)專利5386838號(hào)描述使用溶膠溶液,該溶膠溶液包括作為煙霧抑 制組合物的鐵和鎂混合物。該煙霧抑制組合物是通過(guò)從水溶液中在堿的存 在下共沉淀鐵和鎂而制備的。鐵鎂組合物當(dāng)^皮力。熱到溫度為10(TC與約500 。C之間時(shí),顯示出高達(dá)約IOO mVg-約225mVg的表面積。該鐵鎂組合物 可被添加到用來(lái)制造煙霧抑制巻煙紙的紙漿中。該鐵鎂組合物起明顯的氧 化催化劑和減少燃燒香煙時(shí)所產(chǎn)生的煙霧量的作用。此催化劑還能被用于 煙草,例如,如美國(guó)專利4248251號(hào)中所迷,4巴(既可為金屬形式也可為 其鹽形式)可被施加到煙草。在煙草中鈀的存在能在主流煙中減少多環(huán)芳 經(jīng)。鈀與無(wú)機(jī)鹽或含氮酸或亞硝酸一起使用。這樣的硝酸鹽包括鋰、鈉、 鐘、4如、4色、4美、4丐、i愁、4闌、4巿、4女、鄰、4L、 4<、銷、斜、4元、4孟、 鐵、銠、釔、銅、鋅、鋁、鎵、錫、鉍、其水合物及其混合物。所述催化 劑還可被用于煙嘴以減少側(cè)流煙,如已公布的PCT申請(qǐng)W098/16125中所 述。
      美國(guó)專利6228799號(hào)介紹一種組合物,它包括顆粒形式的氧化鈰和氧 化鋯并具有通常為超過(guò)35 m7g的高表面積。該組合物是通過(guò)在高溫下從 溶液中共沉淀鈰和鋯來(lái)制備的,然后在溫度為80-300。C之間下分離與千 燥,然后在溫度為200-120(TC之間下煅燒而制備的。
      現(xiàn)已在香煙中使用的催化材料是氣溶膠型的,它本身不產(chǎn)生側(cè)流煙和 主流煙,但是可以代之以帶香味的氣溶膠。這些氣溶膠香煙的例子包括那 些在美國(guó)專利5040551號(hào)、5137034號(hào)和5944025號(hào)中所述,這些專利使 用催化劑以提供形成氣溶膠所必需產(chǎn)生的熱。這樣的催化劑體系包括鈰、 鈀或粕的氧化物。
      現(xiàn)有技術(shù)著眼于各種側(cè)流煙控制體系,但是它們之中沒(méi)有著眼于可燃 性巻煙紙,所說(shuō)的可燃性巻煙紙像正常香煙那樣燃燒而不會(huì)明顯地影響香煙的味道,且其灰分也是合格的。

      發(fā)明內(nèi)容
      根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面,提供用來(lái)為雪茄或其他類似的煙草制品減少 可見(jiàn)的側(cè)流煙和改進(jìn)灰份的巻煙紙、香煙包封紙、雪茄或其他類似的煙草 制品的包封紙。
      根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,在具有常規(guī)的煙絲條與可燃性處理紙的低側(cè) 流煙香煙中,所說(shuō)的處理紙具有低側(cè)流煙處理組合物,該組合物包括貯氧 和氧供體金屬氧化物氧化催化劑和為所說(shuō)催化劑所用的基本上不可燃的、 細(xì)粉碎的顆粒添加劑,改進(jìn)之處包括使用作為所說(shuō)的催化劑的顆粒狀混合 金屬氧化物和所說(shuō)的添加劑的固溶體。
      作為固溶體一部分的貯氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑,優(yōu)選選自 由氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹以及它們的混合物組成的組中。還是 固溶體一部分的添加劑優(yōu)選選自由氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦以及
      它們的混合物組成的組中的金屬氧化物。
      混合的金屬氧化物的固溶體可進(jìn)一步包括選自由鈀、柏、銠、氧化錫、 氧化銅、氧化鐵、氧化錳及它們的混合物組成的組中的固溶體金屬催化劑。 優(yōu)選的固溶體的混合氧化物是鈰/鑭混合氧化物、肺/鋯混合氧化物、鈰/ 鋯/鑭混合氧化物、鈰/鋯/鐠混合氧化物、鈰/鋯/鑭/鐠混合氧化物、鈰/ 鋯/釹混合氧化物以及它們的混合物。
      根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,具有常規(guī)的煙絲條與可燃性處理紙的低側(cè) 流煙香煙,其中可燃性處理紙具有側(cè)流煙處理組合物,該處理組合物包括 貯氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑、用于所說(shuō)催化劑的基本上不可燃 的添加劑和用于改進(jìn)灰分特性的金屬氧化物。
      根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面,所說(shuō)的添加劑可包括與沸石基材料一起使 用的混合金屬氧化物或碳酸鹽填料。以組合物的總干重量計(jì),沸石基材料
      之優(yōu)選量為約0. 1%-35%,盡管此量可以更高。金屬氧化物的混合物可包 括氧化鋯、氧化錫、氧化鈦、氧化鋁、氧化鈰、氧化錫、氧化鐵、氧化錳、 碳酸鋯、碳酸鎂以及它們的混合物。金屬氧化物可以是具有各種表面積的, 且最優(yōu)選的既可是低達(dá)約5 - 15mVg的低表面積,也可以是高達(dá)約20mVg 以上的高表面積。氧化鈰水合物溶膠可^皮施加到添加劑,例如,金屬氧化 物提供增加催化活性。
      根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面,貯氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑優(yōu)選
      10包括氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹以及它們的混合物。貴金屬與過(guò)渡 金屬元素型催化劑也可被包括,諸如鈀、柏、銠、氧化錫、氧化銅、氧化 鐵、氧化錳以及它們的混合物。這些催化劑還可以被固定在添加劑或灰分 改性材料上或作為混合氧化物固溶體的一部分。
      側(cè)流煙處理組合物可^:結(jié)合在可燃性處理紙中、涂布在可燃性處理紙 上、浸漬到處理紙中,或?qū)⑸鲜龈鞣N步驟結(jié)合來(lái)施加側(cè)流煙處理組合物。 所說(shuō)的處理紙可以是雙疊的和具有同樣或不同的組合物。 一種雙層包封紙 可以是常規(guī)紙。另外, 一種雙層包封紙可以具有直接主要用于減少側(cè)流煙 組合物,而另 一種雙層包封紙包括直接用于灰分改性的組合物。
      根據(jù)本發(fā)明的還有一個(gè)方面,低側(cè)流煙香煙包括常規(guī)的煙絲條與可燃 性處理紙,該可燃性處理紙具有側(cè)流煙處理組合物。該處理組合物包括貯 氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑和基本上不可燃的高表面積吸著添加 劑,該添加劑為加在所i兌處理用催化劑的添加劑。
      為了敘述方便起見(jiàn),每逢術(shù)語(yǔ)香煙被使用時(shí),當(dāng)然它不僅包括發(fā)煙的 香煙而且還包括任何形式的包封的發(fā)煙的煙草制品,諸如雪茄等等。每逢 術(shù)語(yǔ)處理紙被使用時(shí),當(dāng)然它包括那些可被用于香煙、雪茄等等的可燃的 包封紙。包封紙可被用作單層巻煙紙或多層巻煙紙。包封紙可以被用作香 巻煙紙的底層或被用作香煙的慣用的外包封香巻煙紙。處理紙可包括作為 其襯底的常規(guī)香巻煙紙或具有廣范圍孔隙率的類似可燃性產(chǎn)品。常規(guī)的煙 絲條包括通常在發(fā)煙香煙中使用的煙草成分。這些煙絲條可以從煙霧香煙 用的煙草組分來(lái)區(qū)別。


      本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案被示于附圖中,其中
      圖1為施加處理組合物到巻煙紙的噴霧法的示意圖2為將處理組合物的薄膜擠出到巻煙紙上的示意圖3為將處理組合物輥涂到巻煙紙上的示意圖4為將處理組合物涂料浸漬到巻煙紙中的示意圖5為在制造巻煙紙時(shí)將處理組合物與紙漿相混合的示意圖6為在其中具有本發(fā)明的處理紙的煙絲條的透視圖7為圖6的一種供替代的實(shí)施方案;
      圖8為被施加到煙絲條的在二層香巻煙紙之間夾有處理組合物的煙絲 條的透^L圖;和圖9為用于煙草絲的雙層包封紙的透^f見(jiàn)圖,其中處理紙^皮施加到常規(guī) 香巻煙紙的外面。
      具體實(shí)施例方式
      根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,側(cè)流煙處理組合物提供理想的可見(jiàn)的側(cè)流煙 控制度而同時(shí)提供所希望的理想特性的灰分。本發(fā)明的側(cè)流煙處理組合物 包括與為催化劑所用的非可燃、細(xì)粉碎的多孔顆粒添加劑一起使用的貯 氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑。如在申請(qǐng)人2001年9月18號(hào)提交 的美國(guó)專利申請(qǐng)09/954432號(hào)中所教導(dǎo),現(xiàn)已意想不到地發(fā)現(xiàn),當(dāng)這二種 組分本身被一起使用或與其他組分一起使用時(shí),提供意想不到的非常驚人 的可見(jiàn)的側(cè)流煙控制度。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),就某些類型的催化劑材料和/或添加 劑而言,灰分特性,諸如外觀有時(shí)可被降低到合格的程度,這是由于例如 變色、分層和脫落之故。根據(jù)本發(fā)明組合物制造已獲得改進(jìn),特別是催化 劑和/或改進(jìn)灰分特性的添加劑之制造已獲得改進(jìn),從而提供了合格的外 觀、合格的強(qiáng)度、整體性和減少或消除灰分脫落、脫層等等。
      添加劑可以是任何適用的基本上不可燃的、細(xì)粉碎的顆粒材料,它們 不影響主流煙的味道,且在側(cè)流蒸汽中不會(huì)發(fā)散出不希望的臭味。此顆粒 材料在燃燒香煙炭的高溫下在物理上是穩(wěn)定的。該添加劑可以具有通常為 小于20m2/g的低表面積,優(yōu)選為lmVg - 15mVg,最優(yōu)選為3mVg -lOmVg。 當(dāng)然,作為低表面積材料而言,顆粒被細(xì)粉碎且通常不是多孔性的。然而, 如低表面積增加到大于20mVg時(shí),當(dāng)然顆粒通常可以是多孔性的。反之, 添加劑還可以具有通常大于20m7g的高表面積,在此表面積下顆粒材料是 多孔性的。多孔性添加劑可具有平均直徑為小于100nm(1000A)。更優(yōu)選 的是,孔具有小于20nm(200 A)的平均直徑,而最優(yōu)選的是孔具有0. 5 nm - 10 nm (5-100 A)的平均直徑。就沸石基材料而言,孔的平均直徑為約 0. 5 - 1. 3 nm(5 - 13 A)。
      顆粒添加劑可具有小于約30jum、更優(yōu)選為小于約20jum、最優(yōu)選為約 1 Mm - 10 jum的平均粒徑。不可燃性材料可以是通常被用于香巻煙紙制造 中的各種多孔性粘土,諸如膨潤(rùn)土粘土或具有高表面積的處理過(guò)的粘土。 也可被使用的不可燃性材料包括研磨的多孔性碳纖維和顆粒。各種氧化物 和/或碳酸鹽也可邱皮使用,諸如多孔性單塊礦物基材料例如氧化鋯、氧化 鈦、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈰、氧化錫、氧化鐵、氧化錳、碳酸鈣、碳酸 鋯、碳酸鎂以及它們的混合物,金屬氧化物纖維諸如鋯纖維和其他陶資品如磨碎的多孔性陶資纖維以及它們的混合物。就氧化鈰而言,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn), 它能起細(xì)粉碎的添加劑作用和起貯氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑的 作用。其他的添加劑材料包括高表面積材料諸如活性碳和沸石。
      添加劑還可以包括吸著性材料,該材料是不可燃的、無(wú)機(jī)細(xì)粉碎的顆 粒,諸如分子篩包括沸石,且還可包括無(wú)定形材料諸如硅膠/氧化鋁、氧
      化鋯、氫氧化鋯等等。沸石諸如硅酸鹽沸石,八面沸石X、 Y和L沸石, P -沸石,絲光沸石和ZSM沸石是合用的。優(yōu)選的沐石包括疏水性沸石和 輕度疏水性沸石,它們對(duì)于這樣側(cè)流煙的疏水性和輕度疏水性的有機(jī)化合 物具有親合力,由此水蒸汽被避免了。沸石材料提供高多孔性結(jié)構(gòu),該結(jié) 構(gòu)能選擇性吸著和吸著側(cè)流煙的組分。高多孔性結(jié)構(gòu)通常包括顆粒中的大 孔和大孔中分出來(lái)的微孔。據(jù)信,在燃燒香煙的高溫下在氧化鈰和其他合 適的氧化催化劑的存在下,在大孔和微孔中被捕獲的組分能被轉(zhuǎn)化為氧化 的化合物,它繼續(xù)被捕獲吸著材料中或作為不可見(jiàn)的氣體被釋放出,這種 被釋放的氣體具有足夠低的焦油和尼古丁含量,以致側(cè)流是不可見(jiàn)的或者 是在低的理想的水平。
      沸石材料可以-故下式來(lái)表征M M'n M"p [aA102 . bSi02 . c T 02]
      其中
      M是單價(jià)陽(yáng)離子, M'是二價(jià)陽(yáng)離子, M"是三價(jià)陽(yáng)離子,
      a、 b、 c、 n、 m和p為反映化學(xué)計(jì)量比的數(shù)字,
      c、 m、 n或p也可能為零,
      Al和Si是四面體配卩立的Al和Si原子,而
      T為能夠取代Al或Si的四面體配位的金屬原子,
      其中沸石或類似沸石材料的b/a比的值為約5 - 300和微孔尺寸在約 0. 5 - 1. 3nm(5-13 A)。
      上式的優(yōu)選沸石是具有特殊分子式八面沸石((Na2,Ca,Mg) 29[Al58Si134 0 384] 240H2O;立方體),P -沸石(Nan [AlnSi64— 0128] , n<7;四 方形體),絲光沸石(Na8[Al8Si4。 096] . 24 H20;正交的),ZSM沸石 (NajAlnSi96—n0192] -16線及n〈27;正交的),以及它們的混合物。
      顯然,各種級(jí)別的吸著材料均可^皮使用。這對(duì)通常為選擇性吸著例如 高沸點(diǎn)材料、中沸點(diǎn)材料和低沸點(diǎn)材料的沸石之吸著梯度是真實(shí)可信的。這能夠?qū)е路惺M合物的各層中優(yōu)選在整個(gè)這些層中分散氧化鈰或本發(fā) 明所關(guān)注的其他合適的催化劑。然后,通過(guò)使用膠粘劑或粘合劑將這些層 結(jié)合到煙絲條的巻巻煙紙上,所說(shuō)的膠粘劑或粘合劑可以是例如聚乙酸乙
      烯酯、聚乙烯醇、羧曱基纖維素(CMC)、淀粉和酪蛋白或大豆蛋白質(zhì)、以 及它們的混合物。
      氧供體/貯氧金屬氧化物氧化催化劑,可選自過(guò)渡金屬元素氧化物,稀 土金屬氧化物(諸如鈧,釔,鑭石金屬物質(zhì),即,鑭)以及它們的混合物。 顯然,催化劑可以是其金屬氧化物形式或其金屬氧化物前體,金屬氧化物 前體在燃燒香煙的高溫下會(huì)轉(zhuǎn)化成金屬氧化物而履行其催化劑活性。過(guò)渡 金屬元素氧化物可選自周期表第IVB、 VB、 VIB、 VIIB、 VIHB和IB族金屬 及其混合物的組中金屬的氧化物。來(lái)自過(guò)渡金屬元素組的優(yōu)選金屬是鐵、
      銅、銀、錳、鈦、鋯、釩、和鵠的氧化物和來(lái)自稀土類元素的優(yōu)選金屬是 鑭石金屬諸如鑭、鈰、鐠的氧化物以及它們的混合物。例如,鈰可被用于 與過(guò)渡金屬元素之一的混合物諸如Ce/Zr混合的氧化物中。顯然,其他金 屬氧化物氧化催化劑可與貯氧和氧供體型催化劑一起使用。這樣的其他金 屬催化劑包括貴金屬和來(lái)自IIA、 IVA族的金屬以及它們的混合物。其例子 包括鈀、柏、銠、氧化錫、氧化銅、氧化鐵、氧化錳以及它們的混合物。 鈰催化劑前體可為鈰鹽的形式,諸如硝酸鈰或其他可分散的鈰形式, 諸如鈰溶膠,鈰溶膠是由氧化鈰水合物或也可^:稱為氬氧化鈰制成的,它
      以溶液或溶膠形式被施加到吸著性材料或作為涂料而被施加到紙,然后在 燃燒香煙的高溫下轉(zhuǎn)化成氧化鈰而起催化劑的作用。當(dāng)然,溶膠可以為低 硝酸鹽氧化鈰水合物溶膠。為了敘述本發(fā)明,術(shù)語(yǔ)催化劑被用來(lái)包括任何 的催化劑前體。
      催化劑諸如氧化鈰是與添加劑材料一起使用的?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn),當(dāng)此二種 物質(zhì)被彼此分開(kāi)使用或間隔使用、非相鄰層使用時(shí),控制側(cè)流煙的能力被 大大地減弱。盡管在鈰的種種排列中,控制某些側(cè)流煙的能力能夠達(dá)到。 最好,催化劑與添加劑材料基本上是相鄰的。這可以通過(guò)在混合物共混合 顆粒催化劑與添加劑材料、使用添加劑層與催化劑層相接觸、將催化劑涂 布在添加劑的表面上、或?qū)⒋呋瘎┙n到添加劑前體中或其多孔表面上來(lái) 達(dá)到,從而引起理想的、意想不到的側(cè)流煙控制性能。應(yīng)該明白,許多其 他的成分可以;波添加到貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑與添加劑的 混合物中。另外添加劑可被用來(lái)進(jìn)一步增大對(duì)側(cè)流煙的控制或改變香煙的其他特性。這樣的另外添加劑可與處理劑相混合或^f皮用于香煙結(jié)構(gòu)的其他 處,當(dāng)然提供這樣的添加劑決不能對(duì)處理側(cè)流煙的處理組合物的能力產(chǎn)生 消極的影響。
      所述組合物可以用各種達(dá)到鈰與吸著性材料共混合的方式來(lái)配制。例 如,吸著性材料可與鈰一起噴霧或被浸漬在鈰鹽諸如硝酸鈰或氧化鈰水合 物溶膠的溶液中用鈰材料來(lái)浸漬吸著性材料。鈰化鈰可被制備成分離的細(xì) 粉末,分離的細(xì)粉末與吸著性材料的細(xì)粉相混合。特別被優(yōu)選的,是催化
      劑粉末具有平均粒徑為小于約30ym,更優(yōu)選為小于20ym,最優(yōu)選為約 1. 0 - 10 m m |u ,更好的為6 - 1 Om ju以保證各材料的完全混合和共混合。
      作為選擇催化劑的粒徑與表面積的一般指南,本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道, 被選用的催化劑應(yīng)具有能保證催化劑活性位置這樣的表面積,以遷移側(cè)流 煙組分。在某些實(shí)施方案中這可能使催化劑粒徑為大于30ym,條件是催 化劑顆粒是被合適地分布的以使側(cè)流煙組分氧化反應(yīng)達(dá)到必不可少的程 度。
      現(xiàn)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn),氧化鈰,特別是高表面積氧化鈰是一種較少金 屬的氧化物,它能起本發(fā)明的二種功能作用,即,作為貯氧和氧供體催化 劑和添加劑。多孔性鈰氧化物顆粒能被制成為具有作為添加劑所要求的高 表面積和平均粒徑。氧化鈰以作為催化劑的第一用量和以作為處理組合物 中的添加劑的第二用量#^用于香巻煙紙。這樣的氧化鈰量通常與根據(jù)本發(fā) 明的另 一 方面所構(gòu)成的用于催化劑與用于添加劑的量之和相符合。另外, 高表面積氧化鈰能與添加劑諸如沸石或其他高表面積金屬(例如氧化鋯或 氬氧化鋯) 一起使用。
      鈰可纟皮配制成溶液分散體諸如氧化鈰溶"交或類似物,并纟皮施加到吸著 性材料諸如沸石。然后干燥與燃燒而形成固定在吸著性材料的表面上。當(dāng) 氧化鈰顆粒被固定在添加劑表面諸如沸石表面上時(shí),平均粒徑可小于約 l.Ojum。以內(nèi)含物氧化鈰與沸石的總等值量為基準(zhǔn)計(jì),被固定在沸石上的 氧化鈰的相對(duì)量可為約1%-75重量%。以內(nèi)含物氧化鈰與沸石的總等值 量為基準(zhǔn)計(jì),被固定在沸石上的氧化鈰的優(yōu)選的相對(duì)量可為約1%-70重 量%。
      一種制造被固定在沸石上氧化鈰的混合產(chǎn)品的可能方法,被描述在已 公布的、向美國(guó)專利局提交的申請(qǐng)日為2001年9月14日、申請(qǐng)?zhí)枮镹e 60/318878、題目為制造金屬氧化物涂覆的微孔材料的未決專利申請(qǐng)中,其內(nèi)容被編入于此作為參考文件。
      該方法一般涉及制造催化氧化鈰涂覆的沸石顆粒材料,它具有至少為1 重量%的涂覆在沸石顆粒外表面上的氧化鈰,以內(nèi)含物氧化鈰與沸石的總
      等值量為基準(zhǔn)計(jì)。在一個(gè)方面,該方法通常包括以下步驟
      i) 將一定量氧化鈰水合物膠態(tài)分散體與相容的沸石顆粒材料相混合而 形成淤漿,此膠態(tài)分散體的量足以提供當(dāng)在步驟ii)被加熱時(shí)為大于20 重量%的氧化鈰,沸石顆粒材料具有平均孔徑為小于2G A,從而使膠態(tài) 分散體處于沸石的外表面位置;和
      ii) 首先在低于約200。C的溫度熱處理淤漿,其次,在高于約40(TC下 將所生成的氧化鈰固定在沸石顆粒材料的外表面上,形成自由流動(dòng)的松散 顆粒。
      處理組合物用的某些組合能形成被認(rèn)為是不合格的灰分外觀。不合格 的灰分外觀特性包括脫層、脫落、灰污、油滑的外觀和顏色?,F(xiàn)已教導(dǎo), 各種灰分改性劑可被添加到紙以提高灰分外觀。這樣的灰分改性劑包括金 屬氧化物和/或碳酸鹽諸如氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈰、 氧化錫、氧化鐵、氧化錳、碳酸鋦、碳酸鋯、碳酸鎂以及它們的混合物。
      現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),處理組合物能被要求改性以改進(jìn)灰分特性。這樣的改性可 包括選擇顆粒狀化學(xué)或物理形式的氧供體/貯氧催化劑和添加劑的類型。 特別是改進(jìn)灰分的顏色使其更白或灰色而不是暗的炭色,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),減少 作為添加劑的沸石基材料的量是適當(dāng)?shù)??;诩埜芍亓康姆惺牧系臏p 少量?jī)?yōu)選為小于35重量%,更優(yōu)選為小于25重量%,最優(yōu)選為小于15 重量%?,F(xiàn)已明白,其他類型的填料必須被添加以補(bǔ)償沸石基添加劑的減 少量。適用的替代的金屬氧化物和/或碳酸鹽包括氧化鋯、氧化鈦、氧化 鎂、氧化鋁、氧化鈰、氧化錫、氧化鐵、氧化錳、碳酸鈣、碳酸鋯、碳酸 鎂以及它們的混合物。低/高表面積的鈰/鋯混合氧化物作為固溶體是被優(yōu) 選的。這樣的添加劑可以例如通過(guò)共沉淀#"類物質(zhì)和鈰類物質(zhì)、干燥此沉 淀物、然后進(jìn)行燃燒而形成高表面積氧化鈰和氧化鋯的晶狀固溶體產(chǎn)品來(lái) 制備。在晶體結(jié)構(gòu)中氧化鈰與氧化鋯的比率可處于約5 : 95到95 : 5的范 圍內(nèi)。另外,此比例范圍可以為從約20 :80到80 :20,而最優(yōu)選比例范 圍可以為從約50 :50到80 :20。以其高表面積形式的此種物質(zhì)還具有催 化特性且還能提供貯氧和氧供體的性能(此處氧化鋯起氧化鈰的添加劑作 用)。
      16就催化劑的選擇而言,現(xiàn)還發(fā)現(xiàn),與氧化鈰的結(jié)合有助于更佳的灰分 外觀。例如氧化鈰可被沉積在高表面積氧化鈰上,氧化鈰水合物被沉積在 高表面積鈰/鋯氧化物上,氧化鈰水合物被沉積和干燥在高表面積氧化鈰 顆粒上。還有,前述的貴金屬或過(guò)渡元素金屬型的氧化催化劑可以與鈰基 材料諸如鈀、鉑、銠、氧化錫、氧化銅、氧化鐵、氧化錳及它們的混合物 相混合。
      混合金屬氧化物的固溶體被特別優(yōu)選作為氧供體催化劑,由于改進(jìn)后 的分灰顏色較淺。混合金屬氧化物的固溶體包括氧供體/貯氧氧化催化劑 和添加劑。在固溶體中作為氧供體/貯氧材料的優(yōu)選金屬氧化物包括氧化 锎、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹以及它們的混合物。作為添加劑的優(yōu)選金屬 氧化物包括氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦以及它們的混合物。這些固 溶體的例子包括鈰/鑭混合氧化物、鈰/鋯混合氧化物、鈰/鋯/鑭混合氧化 物、鈰/鋯/鐠混合氧化物、鈰/鋯/鑭/鐠混合氧化物、鈰/鋯/釹混合氧化 物以及它們的混合物。這些混合氧化物和其他混合氧化物的固溶體作為商 品級(jí)催化劑是易于購(gòu)到的,且可以從許多任一催化劑供應(yīng)商處購(gòu)到。其他 可供替代固溶體例如鈰/鋯混合氧化物固溶體的物質(zhì)包括氧化鋯、氧化鋁、 氧化鎂、氧化鈦。為本發(fā)明所考慮的其他固溶體和混合氧化物包括鈰/鋁 混合氧化物、鈰/鎂混合氧化物、鈰/鈦混合氧化物。
      也許被包括在固溶體中的氧化催化劑通常是以痕量存在的。這樣的催 化劑包括鈀、柏、銠、氧化錫、氧化銅、氧化鐵、氧化錳及它們的混合物。 它們通常是以小于1%的總固溶體重量^f皮包括在固溶體中。 一種優(yōu)選的混合 物和具有痕量的其他氧化催化劑的固溶體是上述催化劑與鈰/鋯混合氧化 物固溶體的混合物。最好,上述的氧化催化劑既可以是單獨(dú)地也可以是以 其混合物形式而被包括在固溶體中。盡管這樣,除此之外,上述催化劑或 其混合物也許還可^皮施加到鈰/鋯混合氧化物固溶體顆粒材料的表面。
      混合氧化物的多用途固溶體包括鈰土/氧化鋯/氧化鎂/二氧化鈦,其中
      鈰土占固溶體的約5%-約75%。
      現(xiàn)還發(fā)現(xiàn),顆粒包封紙上的涂層對(duì)改進(jìn)灰分特性方面是有效的。如先 前所述,處理組合物或許被結(jié)合或涂覆在包封紙上,該包封紙是煙絲條的 底包封紙。如上所指出,改進(jìn)灰分的一種方法是減少吸著性添加劑諸如沸 石及取代物(因此而被選定的氧化物)的量。另外,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),特別是就 具有加有處理組合物的單層包封紙而言,包封紙外部上的碳酸鉤涂層大大地改進(jìn)從外觀看來(lái)的灰分特性。相當(dāng)驚人的是顆粒碳酸鈣涂層起其改進(jìn)灰 特性的作用?;蛟S碳酸鈣化學(xué)或物理束縛包封紙中的成分而產(chǎn)生更均勻而 輕度的灰色灰分。顆粒碳酸鈣或許與合適的粘合劑 一起配制成淤漿作為在 包封紙上的涂料。合適的粘合劑包括通常用于涂布碳酸鈣到包封材料上的
      那些粘合劑,諸如聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纖維素(CMC)、酪蛋白、大豆 蛋白質(zhì)、粘合性粘土和其他合用的粘合劑或膠。顆粒^談酸鈣具有與其在制 造時(shí)巻煙紙通常作為填料用途相關(guān)的粒徑。因此,該粒徑通常為低于10 jum且優(yōu)選為約3/am。雖然如此,但粒徑低于1 ju m的某些級(jí)別的碳酸鈣 也可使用。
      側(cè)流煙處理組合物的驚人活性使其能用于具有各種孔隙率的巻煙紙。 現(xiàn)還發(fā)現(xiàn),該組合物并不是必須被用于恰好具有高孔隙率的巻煙紙。該處 理組合物在具有低孔隙率約為0.5到非常高孔隙率約為1000 Ceresta單 位的紙中均能很好地使用。優(yōu)選的孔隙率通常為低于200 Ceresta單位, 且最優(yōu)選的孔隙率通常為約15-60 Ceresta單位。;故賞識(shí)的是將紙用作 雙層或多層包封。該紙可被用作具有常規(guī)巻煙紙香煙上的外包封。還著眼 的是,根據(jù)孔隙率之不同,催化劑與添加劑的某些混合物可以比其他混合 物能更好地使用。
      所述組合物能被簡(jiǎn)單地噴霧到巻煙紙的一面或二面并被吸收到紙中。 如圖1中所示,紙10按箭頭12方向輸送。處理組合物14作為淤漿被噴 觜16噴霧到紙10以形成涂層18,涂層18被干燥在紙上。另外,該組合 物可作為薄膜被擠出到紙的表面上并被用作單層或多層包封紙。如圖2中 所示,薄膜涂布裝置20包含成淤漿的處理組合物14。薄膜混涂布機(jī)20 將薄膜22成層在紙10上,紙10按箭頭12方向被輸送。將薄膜干燥而在 紙10上形成涂層24。就這些排列來(lái)說(shuō),相當(dāng)驚人的是來(lái)自燃燒香煙的可 見(jiàn)的側(cè)流煙事實(shí)上消失了 。處理組合物可被施加到常規(guī)香煙的巻煙紙的外 部。
      涂層可以通過(guò)輥?zhàn)油渴C(jī)26來(lái)獲得,如圖3中所示。處理組合物14 以層28的形式被施加在輥30上。刮刀32決定層34的厚度,然后層^皮供 鋪設(shè)在紙10上,紙按箭頭12方向被輸送。然后層被干燥而在紙10上形 成涂層36。
      浸漬是通過(guò)使用圖4的輥涂機(jī)24來(lái)實(shí)現(xiàn)的,且所得的層36與紙10 — 起按箭頭12方向穿過(guò)輥38和40,輥38和40迫送材料層到紙10,由此而將處理組合物的浸漬成分進(jìn)入到紙中。
      本領(lǐng)域的技術(shù)人員還明白,各種其他的涂布方法包括轉(zhuǎn)涂法等可被用
      于制造本發(fā)明的處理紙。在轉(zhuǎn)涂法中Mylar 片或其他合適的連續(xù)片材可 被用于將涂料組合物從Mylar 片轉(zhuǎn)移到巻巻煙紙表面。當(dāng)由于紙或類似 材料的物理強(qiáng)度特性之故基材片可能不易被組合物涂布輥接受時(shí),此種類 型的轉(zhuǎn)涂是有效的。
      另一種可選擇的方案是,在造紙時(shí)加入處理組合物。組合物可被引入 到作為淤漿的紙配料中。參照?qǐng)D5,配料42中的處理組合物被攪拌機(jī)44 攪拌而形成在貯槽46中的淤漿。淤漿按常規(guī)造紙方式被轉(zhuǎn)移,并在移動(dòng) 的輸送帶50上被鋪設(shè)成層48而形成成品巻煙紙52。從而將處理組合物結(jié) 合到最終的紙產(chǎn)品中。
      再一種可選擇的方案是,將處理組合物夾在紙層之間而形成包封在煙 絲條上的雙層巻煙紙。例如,組合物可諸如通過(guò)圖1中所示的噴霧法而尋皮 施加到外層紙的內(nèi)部和/或內(nèi)層紙的外部。 一旦二種紙^L施加到煙絲條時(shí), 作為層的組合物就被夾在二層紙之間。每一種紙可具有常規(guī)巻煙紙一半的 厚度,因此雙層包封紙不會(huì)明顯地增加香煙的直徑,從而使制煙機(jī)方便地 進(jìn)行生產(chǎn)。
      參照?qǐng)D6,煙絲條54具有,例如,巻煙紙IO,用紙外表面上的涂料18 在巻煙紙10的周圍包封。反之,如圖7中所示,巻煙紙10可^皮施加處在 紙內(nèi)表面上、毗鄰煙絲條54的涂料18。
      又一種可選擇的方案,如圖8中所示,是將涂料18夾在巻煙紙56和 58之間。紙56和58與中間物涂料18可被形成單一香煙包裝紙,單一香 煙包裝紙被施加到煙絲條54。另一種可選擇的方法被示于圖9中,其中煙 絲條54用常規(guī)巻煙紙60所包封。在常規(guī)巻煙紙60上是圖5的其中裝有 處理組合物的巻煙紙52。還著眼于將紙52與加在其中的處理組合物直接 施加到煙絲條54。
      在本發(fā)明還有另外一種可選擇方案中,在雙包封結(jié)構(gòu)中可以提供不同 組合的側(cè)流煙處理紙,例如圖7的涂敷紙可^皮用作紙的內(nèi)層而不同的紙可 被用雙層包封紙的外層(雙層包封紙可以是常規(guī)紙)。內(nèi)層紙還可以是具 有加在其中的處理組合物的紙,諸如圖9中所示的紙。內(nèi)層紙能^皮設(shè)計(jì)成 提供減少側(cè)流煙,這可以通過(guò)包括組合物的所有必要組分諸如貯氧和氧供 體金屬氧化物氧化催化劑和用于催化劑的不可燃的添加劑。此種類型組合的優(yōu)選例包括高表面積的鈰/鋯混合氧化物和沸石且可非強(qiáng)制地用氧化催
      化劑諸如鉑或鈀來(lái)增強(qiáng)。在雙包封體系中,沸石的量可超過(guò)3oy。而優(yōu)選范
      圍為例如50%-60重量%。
      雙層包封的外層可具有不同的組合物,且^皮設(shè)計(jì)成使灰分改性到獲得 理想的特性。例如,外層紙可被設(shè)計(jì)成為不僅能提高灰分外觀而且還能改 進(jìn)香煙的燃燒率和使在香煙抽吸時(shí)閃光縮減到最少(如果不是消除的話)。 外層可包括,例如,金屬氧化物諸如低表面積氧化鈰、氧化鈰/氧化《皓的 固溶體、礬土、氧化鋯、氧化鈦、氧化錫等等。另外,氧化鈰水合物可被 涂在外層的金屬氧化物材料上,保證足夠氧的存在以支持香煙外層的燃 燒。所述二層當(dāng)其被結(jié)合成雙層包封時(shí),能提供對(duì)可見(jiàn)側(cè)流煙的有效控制。 毗鄰的紙均勻燃燒產(chǎn)生理想的灰分,而外層紙可起縮少或消除高活性氧供 體材料所引起的不間斷閃光的作用。
      本發(fā)明雙層包封的特征是對(duì)低側(cè)流煙香煙設(shè)計(jì)提供重要的適應(yīng)性。雙 層包封設(shè)計(jì)的各別紙片具有被浸漬、涂敷或裝在各別的紙片中的選定的處 理組合物。具有裝在其中的處理組合物的可供選用的片材,還可以用相同 或不同的處理組合物涂敷,以進(jìn)一步增大對(duì)側(cè)流煙的控制和/或灰分改性。 為了證明在設(shè)計(jì)低側(cè)流煙香煙中的這樣適應(yīng)性,用于內(nèi)層和外層紙的例示
      性處理組合物如下所示 外層紙
      i)高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75 : 25 ) +低表面積的氧化鋯;
      i i)用鈰水合物涂敷的高表面積礬土;
      U i)用鈰水合物涂敷的低表面積鞏土;
      iv)用鈰水合物涂敷的高表面積氧化鋯;
      V)高表面積的鈰/鋯混合氧化物(25 :75 )。
      內(nèi)層紙
      i) 用鈀催化劑增強(qiáng)的高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75 :25 ) +用鈀 催化劑增強(qiáng)的沸石;
      ii) 高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75 :25 ) +用鈀催化劑增強(qiáng)的沸
      石;
      iii) 高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75 :25 ) +沸石,此處鈰/鋯混 合氧化物是用鈀催化劑增強(qiáng)的;
      iv) 高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75 :25 ) +沸石,此處鈰/鋯混合氧化物用鉑和錫催化劑增強(qiáng)的;
      這些用于外層和內(nèi)層的各種組合物,可以各種混合物方式相混合,以 提供側(cè)流煙控制與灰分改進(jìn)。
      用于外層紙的優(yōu)選的混合物,是高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75 : 25 ) 和氧化鈰的固溶體。用于內(nèi)層紙的優(yōu)選的組合物,是用鈀催化劑增強(qiáng)的高 表面積的鈰/鋯混合氧化物(75:25 ) +用鈀催化劑增強(qiáng)的沸石的固溶體。 以干重量計(jì),在外層紙的涂料配方中具有25%的高表面積的鈰/鋯混合氧化 物和75%的低表面積的氧化鋯。以干重量計(jì),內(nèi)層紙具有約44%的高表面 積的鈰/鋯混合氧化物和56°/。的沸石,二者均用4巴增強(qiáng)。
      本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道,上述的提供處在或用于理想巻煙紙中的側(cè)流 煙處理組合物的方法,可由改變裝入量和用于煙絲條上的包封紙的數(shù)目而 改變。例如,在紙的二面上具有不同量組合物的二層或更多層紙可被這樣 使用,以致將一個(gè)面上的裝入量減少,從而使涂料的施加更容易。
      就任何一個(gè)這樣的組合而言,現(xiàn)已驚人地發(fā)現(xiàn),可見(jiàn)的側(cè)流煙事實(shí)上 已被消除。同時(shí),該巻煙紙顯示出常規(guī)的灰分特性。特別驚人的發(fā)現(xiàn)是, 將所述組合物簡(jiǎn)單地施加到巻煙紙的外部,能將可見(jiàn)的側(cè)流煙減縮到幾乎 檢測(cè)不出的水平。
      考慮到根據(jù)組合物被使用和施加到香煙的方式,各種加工助劑及其混 合物可能是需要的以更容易地具體施加處理組合物。這樣的加工助劑包括 層合助劑諸如聚乙烯醇,淀粉,羧甲基纖維素(CMC),酪蛋白或大豆蛋白 質(zhì)以及其他類型可使用的膠,各種類型的粘合性粘土,惰性纖維材料諸如 鋯纖維和鋯/鈰纖維,例如2001年9月13日提交的、題目為鋯/金屬氣化 物纖維的美國(guó)專利申請(qǐng)Jfe 60/318614號(hào)中所述的那些,該專利申請(qǐng)的內(nèi)容 ^皮入編于本文中作為參考文件。
      滲透劑也可被使用以攜帶紐合物進(jìn)入到紙中。合適的稀釋劑諸如水也 可被用來(lái)稀釋組合物,使組合物能被噴涂、簾涂、氣刀刮涂、棒式涂布、 刮板式涂布、印涂、浸涂、輥涂、縫模涂、轉(zhuǎn)移涂等到常規(guī)的巻煙紙上。
      裝在巻煙紙上或裝入到巻煙紙、包封紙等中的處理組合物的理想量?jī)?yōu) 選為約2. 5g/m2到約125 g/m2。最優(yōu)選為約2. 5g/m2到約100 g/m2。當(dāng)以重 量%表示時(shí),紙可以含有約10重量%和優(yōu)選為約10%- 400重量%的處理 組合物。盡管這些裝入量是就巻煙紙而言的,但是,對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的熟練 技術(shù)人員來(lái)說(shuō),這些總裝入量能適用于二層或多層紙。該減少側(cè)流煙的組合物通常是作為組合物的水淤漿面被使用的。能被 制成淤漿的干組合物的構(gòu)成,可能隨其作為紙涂料、裝入或浸漬等的應(yīng)用
      而變化。例如,裝入型配方可含約10%-33重量%的鈰基催化劑、20%-62重量%的添加劑和10% - 75重量%的灰分改性劑。另 一種可供選擇的配 方,可含約10% - 25重量%的鈰基催化劑、40% - 55重量%的添加劑和20% -5 0重量%的不作為添加劑的沸石。
      淤漿可被裝入到造紙過(guò)程的配料中,或通過(guò)各種方法涂布方法被涂在 紙上,或通過(guò)各種浸漬方法被浸注在紙中。淤漿的催化劑和添加劑的粒徑 處在約ljum-約30jum且最優(yōu)選為約1 ju m -約10ium的范圍內(nèi)。被混合 到添加劑的催化劑之相對(duì)量,以總等值的催化劑和添加劑的重量為基準(zhǔn) 計(jì),可處于約1%-75%的鈰的范圍內(nèi),更優(yōu)選為約10%-70%,而甚至更優(yōu) 選為約20%-70%的范圍內(nèi)。小于1%的其他催化劑諸如貴金屬催化劑可被 固定到添加劑中。
      現(xiàn)已在此對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案作了詳細(xì)的介紹,但是,在不違背 本發(fā)明精神或所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍之前提下,本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技 術(shù)人員懂得如何作出種種可能的改進(jìn)。
      權(quán)利要求
      1.一種包括常規(guī)的煙絲條與可燃性處理紙的低側(cè)流煙香煙,其中可燃性處理紙具有側(cè)流煙處理組合物,所說(shuō)的處理組合物包括貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑、用于所說(shuō)催化劑的基本上不可燃的顆粒添加劑和用于改進(jìn)灰分特性的金屬氧化物和/或碳酸鹽。
      2. —種包括常規(guī)的煙絲條與可燃性處理紙的低側(cè)流煙香煙,該可燃性 處理紙具有側(cè)流煙處理組合物,所說(shuō)的處理組合物包括貯氧氧供體/金屬 氧化物氧化催化劑、基本上不可燃的高表面積的、用于被裝在所說(shuō)的處理 紙中的催化劑的添加劑,以及處在所說(shuō)的處理紙外表面上的、改進(jìn)灰分特 性的碳酸4丐涂層。
      3. —種權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的氧供體/貯氧金屬氧化物 氧化催化劑選自由過(guò)渡金屬元素氧化物,稀土金屬氧化物以及它們的混合 物所組成的組。
      4. 一種權(quán)利要求3的發(fā)明,其中所說(shuō)的過(guò)渡金屬氧化物選自由IVB、 VB、 VIB、 VIIB、 VH1B和I B族金屬的氧化物以及它們的混合物組成的組。
      5. —種權(quán)利要求3的發(fā)明,其中所說(shuō)的稀土金屬氧化物選自由鈧,釔, 鑭系金屬以及它們的混合物組成的組中的氧化物。
      6. —種權(quán)利要求5的發(fā)明,其中所說(shuō)的鑭系金屬氧化物選自由氧化鑭、 氧化鈰、氧化鐠、氧化釹以及它們的混合物組成的組。
      7. 權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的添加劑選自由粘土、基本上不 可燃的磨碎纖維、單塊礦物基材料、基本上不可燃的碳、沸石以及它們的 混合物組成的組。
      8. —種權(quán)利要求7的發(fā)明,其中所說(shuō)的添加劑是一種作為選自由釔、 鉑、銠、氧化錫、氧化銅、氧化鐵、氧化錳及它們的混合物組成的組中的 氧化催化劑的載體。
      9. 權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的添加劑是高表面積的顆粒。
      10. —種權(quán)利要求9的發(fā)明,其中所說(shuō)的顆粒添加劑為沸石基材料, 其量以總干組合物重量為基準(zhǔn)計(jì),為約0. 1%-約60重量%,優(yōu)選為少于 25重量%,最優(yōu)選為少于15重量%。
      11. 權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的添加劑是一種用于被施加到其中并干燥的鈰土溶膠的支承體。
      12. 權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的添加劑是一種高表面積的氧 化鈰。
      13. 權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的添加劑是選自由氧化鋯、氧 化鈦、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈰、氧化鈦、氧化錫、氧化鐵、氧化錳、碳 酸鈣、碳酸鋯、碳酸鎂以及它們的混合物、金屬氧化物纖維和磨碎的多孔 陶資纖維以及它們的混合物組成的組中。
      14. 一種權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的貯氧和氧供體/金屬氧化 物氧化催化劑及其添加劑是混合金屬氧化物的固溶體。
      15. —種權(quán)利要求14的發(fā)明,其中所說(shuō)的混合金屬氧化物的固溶體進(jìn) 一步包括選自由鈀、鉑、銠、氧化錫、氧化銅、氧化鐵、氧化錳及它們的 混合物組成的組中的氧化催化劑。
      16. —種權(quán)利要求14的發(fā)明,其中添加劑是選自由氧化鋯、氧化鋁、 氧化鎂、氧化鈦以及它們的混合物組成的組中。
      17. —種權(quán)利要求14的發(fā)明,其中所說(shuō)的混合金屬氧化物的固溶體選 自由鈰/鑭混合氧化物、鈰/鋯混合氧化物、鈰/鋁混合氧化物、鈰/鎂混合 氧化物、鈰/鈦混合氧化物、鈰/鋯/鑭混合氧化物、鈰/鑭混合氧化物、鈰 /鋯混合氧化物、鈰/鋯/鑭混合氧化物、鈰/鋯/鐠混合氧化物、鈰/鋯/鑭/ 鐠混合氧化物、鈰/鋯/釹混合氧化物以及它們的混合物組成的組。
      18. —種權(quán)利要求14的發(fā)明,其中所說(shuō)的固溶體是高表面積的多孔顆粒。
      19. 一種權(quán)利要求14的發(fā)明,其中所說(shuō)的固溶體是低表面積的多孔顆粒。
      20. —種權(quán)利要求14的發(fā)明,其中所說(shuō)的固溶體是高表面積的鈰/鋯 混合氧化物。
      21. —種權(quán)利要求20的發(fā)明,其中所說(shuō)的鈰/鋯混合氧化物的比例為 從約5 : 95 -約95 : 5。
      22. 在權(quán)利要求20的低側(cè)流煙香煙中,其中選自由鈀、鉑、銠、氧化 錫、氧化銅、氧化鐵、氧化錳及它們的混合物組成的組中的氧化催化劑, 既可被包括在所說(shuō)的鈰/鋯混合氧化物的所說(shuō)的固溶體中,也可被施加到 鈰/鋯混合氧化物的所說(shuō)的固溶體的表面。
      23. —種權(quán)利要求20的發(fā)明,其中所說(shuō)的鈰/鋯混合氧化物具有粒徑為大于約1 ium。
      24. —種權(quán)利要求23的發(fā)明,其中所說(shuō)的鈰/鋯混合氧化物具有粒徑 為小于約30拜。
      25. —種權(quán)利要求24的發(fā)明,其中所說(shuō)的比例為約75: 25,所說(shuō)的粒 徑為約6 ju m - 10 ju m。
      26. 權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的處理組合物是以約2. 5g/m2 到約125 g/i^的加入量^^皮結(jié)合在所說(shuō)的處理紙中。
      27. 權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的處理組合物是;f皮涂敷在所說(shuō) 的處理紙上。
      28. —種權(quán)利要求1的低側(cè)流煙香煙,其中所說(shuō)的灰分改性金屬氧化 物和/或碳酸鹽選自由氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈰、氧化 錫、氧化鐵、氧化錳、碳酸鈣、碳酸鋯、碳酸鎂以及它們的混合物組成的 組中。
      29. —種權(quán)利要求28的低側(cè)流煙香煙,其中所說(shuō)的灰分改性金屬氧化 物和/或碳酸鹽是氧化鋯。
      30. —種權(quán)利要求1或2的發(fā)明,其中所說(shuō)的貯氧和氧供體金屬氧化 物氧化催化劑是鈰/鋯混合氧化物的多孔粒狀的固溶體,且它優(yōu)選為混合 氧化物高表面積材料。
      31. —種權(quán)利要求30的發(fā)明,其中氧化鋯和/或沸石是與所說(shuō)的鈰/鋯 混合氧化物混合使用的。
      32. —種權(quán)利要求31的發(fā)明,其中氧化催化劑是與所說(shuō)的鈰/鋯金屬 氧化物、氧化鋯和/或沸石一起使用的。
      33. —種權(quán)利要求32的發(fā)明,其中所說(shuō)的氧化催化劑選自由鈀、柏、 銠、氧化錫、氧化銅、氧化鐵、氧化錳及它們的混合物組成的組中,且被 選定的氧化催化劑既可以被加在鈰/鋯混合氧化物的所說(shuō)的固溶體中也可 以被施加到粒狀鈰/鋯混合氧化物、氧化鋯和/或沸石的表面。
      34. —種權(quán)利要求1的低側(cè)流煙香煙,其中所說(shuō)的處理組合物作為涂 料被施加到巻煙紙,所說(shuō)的涂料組合物包括選自由氧化鋯、氧化鈦、氧化 鎂、氧化鋁、氧化鈰、氧化錫、氧化鐵、氧化錳、碳酸鈣、碳酸鋯、碳酸 鎂以及它們的混合物組成的組中的金屬氧化物或石友酸鹽。
      35. —種權(quán)利要求1的低側(cè)流煙香煙,其中所說(shuō)的可燃的處理紙包括 內(nèi)層和外層紙片,所說(shuō)的內(nèi)層紙片包括用于減少側(cè)流煙的所說(shuō)的處理組合物,所說(shuō)的外層紙包括用于改進(jìn)灰分特性的處理組合物。
      全文摘要
      一種低側(cè)流煙香煙包括常規(guī)的煙絲條(54),和具有側(cè)流煙處理組合物的可燃的處理紙(56,58)。處理組合物包括混合物形式的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑和用于所說(shuō)的催化劑的基本上不可燃的顆粒添加劑。在處理組合物和/或向其添加的金屬氧化物或碳酸鹽方面已作出改進(jìn)以提高灰分特性。
      文檔編號(hào)D21H19/38GK101623127SQ2009101492
      公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
      發(fā)明者E·R·貝克, S·G·查普曼, S·M·斯奈德?tīng)?申請(qǐng)人:樂(lè)富門·本森及赫奇斯有限公司
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