切割填充烟草组合物、香烟和制造香烟的方法技术

本发明专利技术提供了涉及羟基氧化物的使用的切割填充烟草组合物、香烟、制造香烟的方法及吸香烟的方法，所述羟基氧化物能够分解形成至少一种产物，该产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂。吸烟时香烟的燃烧区（其中Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］纳米粒子起氧化剂的作用）和吸烟时香烟的热解区（其中Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］纳米粒子起催化剂的作用），以及在这些区域所发生的相关反应。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
广义而言，本专利技术涉及减少吸烟时香烟的主流烟中一氧化碳的量的方法。更具体而言，本专利技术涉及切割填充烟草组合物、香烟、制造香烟的方法及吸香烟的方法，其中涉及羟基氧化物的应用，该羟基氧化物在吸烟过程中分解而产生一种或多种产物，所述产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂和/或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。
技术介绍
减少吸烟时香烟的主流烟中一氧化碳量的不同方法已被提出。例如，英国专利863,287描述了在制造烟草制品之前处理烟草的方法，以便在吸该烟草制品时除去或改良不完全燃烧的产物。此外，有人建议了包含吸收剂(通常在过滤嘴中)的香烟，用于物理吸收一些一氧化碳。在例如美国重新发行专利RE 31,700；美国专利4,193,412；英国专利973,854；英国专利685,822；英国专利1,104,993和瑞士专利609,217中描述了香烟过滤嘴和过滤材料。然而，这样的方法通常不完全有效。在例如美国专利4,317,460；4,956,330；5,258,330；4,956,330；5,050,621和5,258,340以及英国专利1,315,374中描述了用于将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。将常规的催化剂引入香烟中的缺点包括为了实现一氧化碳的显著减少，需要在过滤嘴中引入大量的氧化剂。而且，如果考虑到非均相反应的低效率，所需要的氧化剂的量将会更大。为了各种目的，金属氧化物如氧化铁也被引入香烟中。见例如国际公布WO 87/06104和WO 00/40104以及美国专利3,807,416和3,720,214。为了各种其它目的，也有人提出了将氧化铁引入烟草制品中。例如，氧化铁已被描述作为颗粒无机填充物(例如美国专利4,197,861；4,195,645和3,931,824)，用作着色剂(例如美国专利4,119,104)，和以粉末形式作为燃烧调节物(例如美国专利4,109,663)。此外，有几篇专利描述了用粉末化的氧化铁处理填充烟草材料来改进味道、颜色和/或外观(例如美国专利6,095,152；5,598,868；5,129,408；5,105,836和5,101,839)。然而，以前的将金属氧化物如FeO或Fe2O3引入到香烟中的尝试没有导致主流烟中一氧化碳的有效较少。尽管发展至今，仍然需要用于减少吸烟时香烟的主流烟中一氧化碳量的改进的和更有效的方法和组合物。优选地，这样的方法和组合物不应该包括昂贵的或耗时的制造和/或加工步骤。更优选地，它应该可以在吸烟时催化或氧化一氧化碳，不仅在香烟的过滤嘴区，而且在沿香烟的全部长度上。专利技术简述本专利技术提供切割填充烟草(cut filler)组合物、香烟、制造香烟的方法及吸香烟的方法，其中涉及羟基氧化物的应用，该羟基氧化物能够分解成至少一种产物，所述产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂和/或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。本专利技术的一个实施方案涉及包含烟草及羟基氧化物的切割填充烟草组合物，其中在所述切割填充烟草组合物燃烧过程中，所述羟基氧化物能够分解而形成至少一种产物，该产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，和/或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。本专利技术的另一个实施方案涉及包含烟草棒(tobacco rod)的香烟，其中所述的烟草棒包含含有烟草和羟基氧化物的切割填充烟草组合物。在吸该香烟过程中，所述羟基氧化物能够分解而形成至少一种产物，该产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，和/或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。所述香烟优选每一支包含约5mg至约200mg，更优选约40mg至约100mg的所述羟基氧化物。本专利技术的又一个实施方案涉及制造香烟的方法，包括(i)将羟基氧化物加入到切割填充烟草中，其中所述的羟基氧化物能够在吸香烟过程中分解而形成至少一种产物，该产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，和/或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂；(ii)将包含所述羟基氧化物的切割填充烟草提供给制烟机以形成烟草棒；和(iii)将烟草棒周围裹上包装纸以形成香烟。这样生产的香烟每一支优选包含约5mg至约200mg，更优选约40mg至约100mg的所述羟基氧化物。本专利技术的另一个实施方案涉及吸上述香烟的方法，其包括点燃该香烟以形成烟并吸入烟，其中在吸所述香烟过程中，所述的羟基氧化物能够分解形成至少一种产物，该产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，和/或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述羟基氧化物能够分解而形成至少一种产物，该产物能够既作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，又作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。优选的羟基氧化物包括但不限于FeOOH、AlOOH、TiOOH和其混合物，FeOOH是特别优选的。优选地，该羟基氧化物能够分解而形成选自Fe2O3、Al2O3、TiO2及其混合物的至少一种产物。优选地，由羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物存在的量可有效地将至少50％的一氧化碳转化为二氧化碳。在另一个优选的实施方案中，所述羟基氧化物和/或羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物呈纳米粒子的形式，优选平均粒子大小小于约500nm，更优选平均粒子大小小于约100nm，更优选平均粒子大小小于约50nm，最优选平均粒子大小小于约5nm。附图简要说明考虑以下的详细说明并结合附图，将可以了解本专利技术的各种特征和优点，其中附图说明图1描绘了一氧化碳形成二氧化碳的氧化反应的吉布斯自由能和焓的温度依赖性。图2描绘了二氧化碳通过碳形成一氧化碳的转化率的温度依赖性。图3描绘了碳、氧、一氧化碳、二氧化碳和氢气之间不同反应的吉布斯能变化的对比。图4描绘了二氧化碳在不同的温度下分别通过碳和氢形成一氧化碳的百分转化率。图5描绘了涉及Fe(III)和/或一氧化碳的几个反应的吉布斯能变化。图6描绘了在一段温度范围内一氧化碳分别通过Fe2O3和Fe3O4形成二氧化碳的转化率。图7描绘了在一段温度范围内FeOOH分解的吉布斯能变化。图8分别描绘了在一段温度范围内FeOOH分解和Fe2O3还原的焓的变化。图9描绘了平均粒子大小约3nm的Fe2O3纳米粒子(得自MACHI，Inc.，King of Prussia，PA的NANOCATSuperfine Iron Oxide(SFIO))与平均粒子大小约5μm的Fe2O3粉末(得自Aldrich Chemical Company)的催化活性的对比。图10描绘了吸烟时香烟的燃烧区(其中Fe2O3纳米粒子作为氧化剂)和吸烟时香烟的热解区(其中Fe2O3纳米粒子作为催化剂)，以及在这些区域发生的相关反应。图11A描绘了燃烧区、热解/蒸馏区及冷凝/过滤区，图11B、11C和11D分别描绘了吸烟时沿香烟长度上的氧、二氧化碳和一氧化碳的相对浓度。图12描绘了石英流动管反应器的示意图。图13描绘了在使用Fe2O3纳米粒子作为催化剂用氧来氧化一氧化碳以产生二氧化碳时，一氧化碳、二氧化碳和氧的产生量对温度的依赖性。图14图解说明了在使用Fe2O3纳米粒子作为Fe2O3与一氧化碳反应生成二氧化碳和FeO的氧化剂时，一氧化碳、二氧化碳和氧的相对产量。图15A和15B图解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切割填充烟草组合物，包含烟草和羟基氧化物，其中在所述的切割填充烟草组合物燃烧过程中，所述的羟基氧化物能够分解形成至少一种产物，该产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，和／或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。

【技术特征摘要】
US 2002-4-8 10/117,2201.一种切割填充烟草组合物，包含烟草和羟基氧化物，其中在所述的切割填充烟草组合物燃烧过程中，所述的羟基氧化物能够分解形成至少一种产物，该产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，和/或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。2.权利要求1的切割填充烟草组合物，其中所述的羟基氧化物能够分解形成至少一种产物，该产物能够既作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，又作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。3.权利要求1的切割填充烟草组合物，其中所述的羟基氧化物选自FeOOH、AlOOH、TiOOH及其混合物。4.权利要求1的切割填充烟草组合物，其中所述的羟基氧化物和/或由所述羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物呈纳米粒子形式。5.权利要求1的切割填充烟草组合物，其中所述的羟基氧化物能够在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成选自Fe2O3、Al2O3、TiO2及其混合物的至少一种产物。6.权利要求1的切割填充烟草组合物，其中由羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物以可有效地将至少50％的一氧化碳转化为二氧化碳的量存在。7.权利要求1的切割填充烟草组合物，其中所述的羟基氧化物和/或由羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物具有小于约500nm的平均粒子大小。8.权利要求7的切割填充烟草组合物，其中所述的羟基氧化物和/或由羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物具有小于约100nm的平均粒子大小。9.权利要求8的切割填充烟草组合物，其中所述的羟基氧化物和/或由羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物具有小于约50nm的平均粒子大小。10.权利要求9的切割填充烟草组合物，其中所述的羟基氧化物和/或由羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物具有小于约5nm的平均粒子大小。11.一种包含烟草棒的香烟，其中所述的烟草棒包含含有烟草和羟基氧化物的切割填充烟草组合物，其中在吸香烟过程中，所述的羟基氧化物能够分解形成至少一种产物，该产物能够作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，和/或作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。12.权利要求11的香烟，其中所述的羟基氧化物能够在吸香烟过程中分解形成至少一种产物，该产物能够既作为将一氧化碳转化为二氧化碳的氧化剂，又作为将一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂。13.权利要求11的香烟，其中所述的羟基氧化物选自FeOOH、AlOOH、TiOOH及其混合物。14.权利要求11的香烟，其中所述的羟基氧化物和/或由羟基氧化物在切割填充烟草组合物燃烧过程中分解形成的产物呈纳米粒子形式。15.权利要求11的香烟，其中所述的羟基氧化物能够在吸香烟过程中分解，形成选自Fe2O3、Al2O3、TiO2及其混合物的至少一种产物。16.权利要求11的香烟，其中由羟基氧化物在吸香烟过程中分解形成的所述产物以可有效地将至少50％的一氧化碳转化为二氧化碳的量存在。17.权利要求11的香烟，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M哈加利戈尔，李平，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯生产公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]