用具有改進的灰份特性的可燃性紙制造的低側流煙香煙的制作方法

專利名稱：用具有改進的灰份特性的可燃性紙制造的低側流煙香煙的制作方法
技術領域：
本發明涉及在燃燒時減少側流煙的香煙及其他卷煙制品。更具體說，本發明涉及卷煙紙、香煙包封紙，或者雪茄或類似煙草制品用的包封紙，這些紙在提供改進灰份的同時減少可見的側流煙。
背景技術：
現已作出種種努力來減少或消除燃燒香煙時的側流煙。申請人開發了各種香煙的側流煙控制體系，如在加拿大專利2054735號和2057962號，美國專利5462073號和5709228號，和已公開的PCT申請WO96/22031、WO98/16125和WO99/53778中所述。
現在在煙草、過濾嘴或包封紙中使用過濾材料或吸著性材料的其他側流煙控制體系方面也得到開發。這方面的例子在美國專利2755207號、4108151號和4225636號，歐洲專利申請0740907號和0251254號，WO97/27831和WO99/53778中可見。美國專利2755207號披露一種低側流煙卷煙紙。當燃燒時該卷煙紙基本上不產生令人不愉快的成分。該卷煙紙為纖維形式的纖維素材料。它與細粉碎的礦石型硅質催化劑材料緊密地混合在一起。在卷煙紙燃燒時該卷煙紙基本上是不可燃的且基本上保持不變的耐火性，在改進紙的燃燒方面它起類似于催化劑的作用。適用的硅質催化劑包括酸處理的粘土，熱處理的蒙脫石，和含有某些相對移動的氫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。
美國專利4108151號披露在卷煙紙中使用γ-氧化鋁填料，它能在煙草燃燒時選擇性地減少有機蒸汽相成分。為了在煙草煙中減少有機蒸汽相成分，在卷煙紙中至少存在50重量％的氧化鋁填料。結果，從燃燒香煙中散發的可見的側流煙被減少。最為人們所熟知的γ-氧化鋁是活性氧化鋁，它被細粉碎到通過300目篩網。
美國專利4225636號披露在卷煙紙中使用碳，以減少在側向煙中所形成的有機蒸汽相成分和總的顆粒物。此外，所說的碳導致大大地減少從燃燒的香煙中散發出的可見的側向煙。活性炭是被優選的碳源。使用活性炭導致可見的側向煙略為下降。卷煙紙中可使用高達50％的細粉碎的碳。涂碳紙可被用作常用香煙和煙絲條組合的內包封紙。
1996年11月6日公布的歐洲專利申請0740907號披露，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向煙的特性。所用沸石之粒徑為0.5nm到1.2nm。
歐洲專利申請0251254號描述在卷煙紙中使用高比表面積填料。所說的填料通常是具有比表面積至少為20m2/g的晶體和固體。所說的填料優選為過氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、鋁酸鹽和硅酸鹽。據教導，在卷煙紙中多孔性填料諸如沸石并不被優選，其功能類似于常用的白堊。
已公布的PCT專利申請WO97/27831號，描述使用脫鋁酸鹽沸石來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被混合在卷煙紙內以減少側向煙中的一氧化碳。含鋁質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的非極性和弱極性分子。
已公布的PCT專利申請WO99/53778號，介紹一種用來減少側向煙發散的非可燃性紙頁的處理材料。所說的紙頁被用作包封紙，且被廣泛地用作通常香煙的慣用卷煙紙。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行燃燒，而同時減少可見的側向煙的發散。該非可燃性包封紙包括非可燃性陶瓷纖維、非可燃性活性炭纖維和在卷煙紙制造中常用的其他標準材料。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提供合格的側向煙控制，然而，由于包封紙的非可燃性之故，燃燒后殘留燒焦管。
美國專利4433697號和4915117號，介紹在卷煙紙制造時摻入陶瓷纖維。美國專利4433697號公開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合，以減少從燃燒的香煙中散發可見的側向煙。在常規的造紙機中由纖維漿、陶瓷纖維和填料構成的配料被用來制造紙張。陶瓷纖維可由多晶氧化鋁、鋁-硅酸鹽和無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。
美國專利4915117號介紹一種用來保持煙草的非可燃性片材。該薄片是由陶瓷材料形成的，當燃燒時它不產生煙。該陶瓷片包括陶瓷纖維的織造或非織造織物或在高溫時熱分解的紙和陶瓷的混合物。陶瓷纖維可選自無機纖維諸如硅石纖維，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。該陶瓷片是通過用無機粘合劑(諸如硅膠或氧化鋁凝膠)粘合這些材料形成的。纖維的直徑優選為1到10微米。
已公布的PCT專利申請WO01/41590號，介紹在香煙包封紙中使用陶瓷材料以減少側向煙。使用粘合劑而被結合在香煙包封紙中的陶瓷填料具有2-90μm的直徑。陶瓷填料具有預定的形狀，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則形狀。陶瓷填料可以是氧化鋁、硅石、硅硼鋁酸鹽、碳化硅、穩定化或未穩定化的氧化鋯、鋯石、石榴石、長石等等。在香煙包封紙中以用來生產香煙包封紙的造紙漿料的干材料重量為基準計，陶瓷填料占大于40重量％。粘合劑可以是藻酸鹽、樹膠、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200Coresta單位，優選為2-100Coresta單位。該包封紙之密度為0.5-3.0g/cm3。該包封紙優選被用作具有孔隙率約為12000Coresta單位的多孔性不發煙的裝過濾嘴的煙絲條的外包裹。
為了減少側流煙已將溶膠凝膠，特別是由鋁酸鎂、鋁酸鈣、二氧化鈦、鋯石和氧化鋁制成的溶膠凝膠施加到常規的卷煙紙中，如加拿大專利1180968號和加拿大專利申請2010575號所述。加拿大專利1180968號公開施加作為卷煙紙填料組分的無定形凝膠形式的氫氧化鎂，以改進灰分的外觀和減少側流煙。氫氧化鎂凝膠被涂在卷煙紙片上或被施加到卷煙紙片中。加拿大專利申請2010575號，介紹使用由溶液膠凝作用或溶膠-凝膠法生產的凝膠以控制煙草品的包封紙的燃燒。該包封紙對于減少可見的側向煙的發散是有效的。作為溶膠凝膠的金屬氧化物可以是鋁、鈦、鋯、鈉、鉀或鈣的氧化物。
已公開的德國專利申請DE 3508127號介紹一種新穎性的香煙，當其被抽吸時產生一陣陣火花。這是通過在卷煙紙中加入粒狀稀土金屬混合物(鐵酸鈰或硅-鈰形式)來達到的。當香煙發煙時，特別是在暗的空間中，燃燒的香煙散發出亮光效果的火花。被摻入到卷煙紙中的鐵酸鈰顆粒通常的粒徑為約20μm。
催化劑也可被直接施加卷煙紙中，如加拿大專利604895號和美國專利5386838號中所述。加拿大專利604895號描述在卷煙紙中使用鉑、鋨、銥、鈀、銠和釕。這些金屬起處理從紙包封燃燒時散發的蒸汽的氧化催化劑作用。通過金屬鈀能提供最優化的催化效果。在其被施加到香煙之前，在合適介質中的金屬顆粒被分散到紙包封的面上。
美國專利5386838號描述使用溶膠溶液，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。鐵鎂組合物當被加熱到溫度為100℃與約500℃之間時，顯示出高達約100m2/g-約225m2/g的表面積。該鐵鎂組合物可被添加到用來制造煙霧抑制卷煙紙的紙漿中。該鐵鎂組合物起明顯的氧化催化劑和減少燃燒香煙時所產生的煙霧量的作用。此催化劑還能被用于煙草，例如，如美國專利4248251號中所述，鈀(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芳烴。鈀與無機鹽或含氮酸或亞硝酸一起使用。這樣的硝酸鹽包括鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鈣、鍶、鑭、鈰、釹、銪、釓、鋱、鏑、鉺、鈧、錳、鐵、銠、鈀、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流煙，如已公布的PCT申請WO98/16125中所述。
美國專利6228799號介紹一種組合物，它包括顆粒形式的氧化鈰和氧化鋯并具有通常為超過35m2/g的高表面積。該組合物是通過在高溫下從溶液中共沉淀鈰和鋯來制備的，然后在溫度為80-300℃之間下分離與干燥，然后在溫度為200-1200℃之間下煅燒而制備的。
現已在香煙中使用的催化材料是氣溶膠型的，它本身不產生側流煙和主流煙，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專利5040551號、5137034號和5944025號中所述，這些專利使用催化劑以提供形成氣溶膠所必需產生的熱。這樣的催化劑體系包括鈰、鈀或鉑的氧化物。
現有技術著眼于各種側流煙控制體系，但是它們之中沒有著眼于可燃性卷煙紙，所說的可燃性卷煙紙像正常香煙那樣燃燒而不會明顯地影響香煙的味道，且其灰分也是合格的。
發明概要根據本發明的各個方面，提供用來為雪茄或其他類似的煙草制品減少可見的側流煙和改進灰份的卷煙紙、香煙包封紙、雪茄或其他類似的煙草制品的包封紙。
根據本發明的一個方面，在具有常規的煙絲條與可燃性處理紙的低側流煙香煙中，所說的處理紙具有低側流煙處理組合物，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催化劑所用的基本上不可燃的、細粉碎的顆粒添加劑，改進之處包括使用作為所說的催化劑的顆粒狀混合金屬氧化物和所說的添加劑的固溶體。
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固溶體金屬催化劑。優選的固溶體的混合氧化物是鈰/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。
根據本發明的另一個方面，具有常規的煙絲條與可燃性處理紙的低側流煙香煙，其中可燃性處理紙具有側流煙處理組合物，該處理組合物包括貯氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑、用于所說催化劑的基本上不可燃的添加劑和用于改進灰分特性的金屬氧化物。
根據本發明的又一個方面，所說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，沸石基材料之優選量為約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，且最優選的既可是低達約5-15m2/g的低表面積，也可以是高達約20m2/g以上的高表面積。氧化鈰水合物溶膠可被施加到添加劑，例如，金屬氧化物提供增加催化活性。
根據本發明的再一個方面，貯氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑優選包括氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹以及它們的混合物。貴金屬與過渡金屬元素型催化劑也可被包括，諸如鈀、鉑、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。
側流煙處理組合物可被結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，或將上述各種步驟結合來施加側流煙處理組合物。所說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紙。另外，一種雙層包封紙可以具有直接主要用于減少側流煙組合物，而另一種雙層包封紙包括直接用于灰分改性的組合物。
根據本發明的還有一個方面，低側流煙香煙包括常規的煙絲條與可燃性處理紙，該可燃性處理紙具有側流煙處理組合物。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，該添加劑為加在所說處理用催化劑的添加劑。
為了敘述方便起見，每逢術語香煙被使用時，當然它不僅包括發煙的香煙而且還包括任何形式的包封的發煙的煙草制品，諸如雪茄等等。每逢術語處理紙被使用時，當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卷煙紙或多層卷煙紙。包封紙可以被用作香卷煙紙的底層或被用作香煙的慣用的外包封香卷煙紙。處理紙可包括作為其襯底的常規香卷煙紙或具有廣范圍孔隙率的類似可燃性產品。常規的煙絲條包括通常在發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區別。
附圖簡介本發明的優選的實施方案被示于附圖中，其中

圖1為施加處理組合物到卷煙紙的噴霧法的示意圖；圖2為將處理組合物的薄膜擠出到卷煙紙上的示意圖；圖3為將處理組合物輥涂到卷煙紙上的示意圖；圖4為將處理組合物涂料浸漬到卷煙紙中的示意圖；圖5為在制造卷煙紙時將處理組合物與紙漿相混合的示意圖；圖6為在其中具有本發明的處理紙的煙絲條的透視圖；圖7為圖6的一種供替代的實施方案；圖8為被施加到煙絲條的在二層香卷煙紙之間夾有處理組合物的煙絲條的透視圖；和圖9為用于煙草絲的雙層包封紙的透視圖，其中處理紙被施加到常規香卷煙紙的外面。
優選實施方案的詳細說明根據本發明的一個方面，側流煙處理組合物提供理想的可見的側流煙控制度而同時提供所希望的理想特性的灰分。本發明的側流煙處理組合物包括與為催化劑所用的非可燃、細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。如在申請人2001年9月18號提交的美國專利申請09/954432號中所教導，現已意想不到地發現，當這二種組分本身被一起使用或與其他組分一起使用時，提供意想不到的非常驚人的可見的側流煙控制度。現已發現，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。根據本發明組合物制造已獲得改進，特別是催化劑和/或改進灰分特性的添加劑之制造已獲得改進，從而提供了合格的外觀、合格的強度、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、細粉碎的顆粒材料，它們不影響主流煙的味道，且在側流蒸汽中不會發散出不希望的臭味。此顆粒材料在燃燒香煙炭的高溫下在物理上是穩定的。該添加劑可以具有通常為小于20m2/g的低表面積，優選為1m2/g-15m2/g，最優選為3m2/g-10m2/g。當然，作為低表面積材料而言，顆粒被細粉碎且通常不是多孔性的。然而，如低表面積增加到大于20m2/g時，當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20m2/g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(1000)。更優選的是，孔具有小于20nm(200)的平均直徑，而最優選的是孔具有0.5nm-10nm(5-100)的平均直徑。就沸石基材料而言，孔的平均直徑為約0.5-1.3nm(5-13)。
顆粒添加劑可具有小于約30μm、更優選為小于約20μm、最優選為約1μm-10μm的平均粒徑。不可燃性材料可以是通常被用于香卷煙紙制造中的各種多孔性粘土，諸如膨潤土粘土或具有高表面積的處理過的粘土。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/或碳酸鹽也可被使用，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瓷品如磨碎的多孔性陶瓷纖維以及它們的混合物。就氧化鈰而言，現已發現，它能起細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、無機細粉碎的顆粒，諸如分子篩包括沸石，且還可包括無定形材料諸如硅膠/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，β-沸石，絲光沸石和ZSM沸石是合用的。優選的沸石包括疏水性沸石和輕度疏水性沸石，它們對于這樣側流煙的疏水性和輕度疏水性的有機化合物具有親合力，由此水蒸汽被避免了。沸石材料提供高多孔性結構，該結構能選擇性吸著和吸著側流煙的組分。高多孔性結構通常包括顆粒中的大孔和大孔中分出來的微孔。據信，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化為氧化的化合物，它繼續被捕獲吸著材料中或作為不可見的氣體被釋放出，這種被釋放的氣體具有足夠低的焦油和尼古丁含量，以致側流是不可見的或者是在低的理想的水平。
沸石材料可以被下式來表征MmM’nM“p[aAlO2·bSiO2·cTO2]其中M是單價陽離子，M’是二價陽離子，M“是三價陽離子，a、b、c、n、m和p為反映化學計量比的數字，c、m、n或p也可能為零，Al和Si是四面體配位的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)。
上式的優選沸石是具有特殊分子式八面沸石((Na2，Ca，Mg)29[Al58Si134O384]·240H2O；立方體)，β-沸石(Nan[AlnSi64-nO128]，n＜7；四方形體)，絲光沸石(Na8[Al8Si40O96]·24H2O；正交的)，ZSM沸石(Nan[AlnSi96-nO192]～16H2O，及n＜27；正交的)，以及它們的混合物。
顯然，各種級別的吸著材料均可被使用。這對通常為選擇性吸著例如高沸點材料、中沸點材料和低沸點材料的沸石之吸著梯度是真實可信的。這能夠導致沸石組合物的各層中優選在整個這些層中分散氧化鈰或本發明所關注的其他合適的催化劑。然后，通過使用膠粘劑或粘合劑將這些層結合到煙絲條的 卷煙紙上，所說的膠粘劑或粘合劑可以是例如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素(CMC)、淀粉和酪蛋白或大豆蛋白質、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，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轉化成金屬氧化物而履行其催化劑活性。過渡金屬元素氧化物可選自周期表第IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB和IB族金屬及其混合物的組中金屬的氧化物。來自過渡金屬元素組的優選金屬是鐵、銅、銀、錳、鈦、鋯、釩、和鎢的氧化物和來自稀土類元素的優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自IIA、IVA族的金屬以及它們的混合物。其例子包括鈀、鉑、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被稱為氫氧化鈰制成的，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化成氧化鈰而起催化劑的作用。當然，溶膠可以為低硝酸鹽氧化鈰水合物溶膠。為了敘述本發明，術語催化劑被用來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。現已發現，當此二種物質被彼此分開使用或間隔使用、非相鄰層使用時，控制側流煙的能力被大大地減弱。盡管在鈰的種種排列中，控制某些側流煙的能力能夠達到。最好，催化劑與添加劑材料基本上是相鄰的。這可以通過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、或將催化劑浸漬到添加劑前體中或其多孔表面上來達到，從而引起理想的、意想不到的側流煙控制性能。應該明白，許多其他的成分可以被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進一步增大對側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被用于香煙結構的其他處，當然提供這樣的添加劑決不能對處理側流煙的處理組合物的能力產生消極的影響。
所述組合物可以用各種達到鈰與吸著性材料共混合的方式來配制。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浸漬吸著性材料。鈰化鈰可被制備成分離的細粉末，分離的細粉末與吸著性材料的細粉相混合。特別被優選的，是催化劑粉末具有平均粒徑為小于約30μm，更優選為小于20μm，最優選為約1.0-10μmμ，更好的為6-10mμ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，本領域的技術人員知道，被選用的催化劑應具有能保證催化劑活性位置這樣的表面積，以遷移側流煙組分。在某些實施方案中這可能使催化劑粒徑為大于30μm，條件是催化劑顆粒是被合適地分布的以使側流煙組分氧化反應達到必不可少的程度。
現已令人驚奇地發現，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被用于香卷煙紙。這樣的氧化鈰量通常與根據本發明的另一方面所構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(例如氧化鋯或氫氧化鋯)一起使用。
鈰可被配制成溶液分散體諸如氧化鈰溶膠或類似物，并被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。當氧化鈰顆粒被固定在添加劑表面諸如沸石表面上時，平均粒徑可小于約1.0μm。以內含物氧化鈰與沸石的總等值量為基準計，被固定在沸石上的氧化鈰的相對量可為約1％-75重量％。以內含物氧化鈰與沸石的總等值量為基準計，被固定在沸石上的氧化鈰的優選的相對量可為約1％-70重量％。
一種制造被固定在沸石上氧化鈰的混合產品的可能方法，被描述在已公布的、向美國專利局提交的申請日為2001年9月14日、申請號為№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中，其內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，以內含物氧化鈰與沸石的總等值量為基準計。在一個方面，該方法通常包括以下步驟i)將一定量氧化鈰水合物膠態分散體與相容的沸石顆粒材料相混合而形成淤漿，此膠態分散體的量足以提供當在步驟ii)被加熱時為大于20重量％的氧化鈰，沸石顆粒材料具有平均孔徑為小于20，從而使膠態分散體處于沸石的外表面位置；和ii)首先在低于約200℃的溫度熱處理淤漿，其次，在高于約400℃下將所生成的氧化鈰固定在沸石顆粒材料的外表面上，形成自由流動的松散顆粒。
處理組合物用的某些組合能形成被認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。現已教導，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、碳酸鈣、碳酸鋯、碳酸鎂以及它們的混合物。
現已發現，處理組合物能被要求改性以改進灰分特性。這樣的改性可包括選擇顆粒狀化學或物理形式的氧供體/貯氧催化劑和添加劑的類型。特別是改進灰分的顏色使其更白或灰色而不是暗的炭色，現已發現，減少作為添加劑的沸石基材料的量是適當的。基于紙干重量的沸石基材料的減少量優選為小于35重量％，更優選為小于25重量％，最優選為小于15重量％。現已明白，其他類型的填料必須被添加以補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選的。這樣的添加劑可以例如通過共沉淀鋯類物質和鈰類物質、干燥此沉淀物、然后進行燃燒而形成高表面積氧化鈰和氧化鋯的晶狀固溶體產品來制備。在晶體結構中氧化鈰與氧化鋯的比率可處于約5∶95到95∶5的范圍內。另外，此比例范圍可以為從約20∶80到80∶20，而最優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)。
就催化劑的選擇而言，現還發現，與氧化鈰的結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選作為氧供體催化劑，由于改進后的分灰顏色較淺。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/貯氧材料的優選金屬氧化物包括氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹以及它們的混合物。作為添加劑的優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催化劑是易于購到的，且可以從許多任一催化劑供應商處購到。其他可供替代固溶體例如鈰/鋯混合氧化物固溶體的物質包括氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦。為本發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、鉑、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％的總固溶體重量被包括在固溶體中。一種優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被施加到鈰/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％。
現還發現，顆粒包封紙上的涂層對改進灰分特性方面是有效的。如先前所述，處理組合物或許被結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，現已發現，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鈣涂層大大地改進從外觀看來的灰分特性。相當驚人的是顆粒碳酸鈣涂層起其改進灰特性的作用。或許碳酸鈣化學或物理束縛包封紙中的成分而產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、粘合性粘土和其他合用的粘合劑或膠。顆粒碳酸鈣具有與其在制造時卷煙紙通常作為填料用途相關的粒徑。因此，該粒徑通常為低于10μm且優選為約3μm。雖然如此，但粒徑低于1μm的某些級別的碳酸鈣也可使用。
側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卷煙紙。現還發現，該組合物并不是必須被用于恰好具有高孔隙率的卷煙紙。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1000Ceresta單位的紙中均能很好地使用。優選的孔隙率通常為低于200Ceresta單位，且最優選的孔隙率通常為約15-60Ceresta單位。被賞識的是將紙用作雙層或多層包封。該紙可被用作具有常規卷煙紙香煙上的外包封。還著眼的是，根據孔隙率之不同，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。
所述組合物能被簡單地噴霧到卷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。就這些排列來說，相當驚人的是來自燃燒香煙的可見的側流煙事實上消失了。處理組合物可被施加到常規香煙的卷煙紙的外部。
涂層可以通過輥子涂施機26來獲得，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，然后層被供設在紙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。
浸漬是通過使用圖4的輥涂機24來實現的，且所得的層36與紙10一起按箭頭12方向穿過輥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入到紙中。
本領域的技術人員還明白，各種其他的涂布方法包括轉涂法等可被用于制造本發明的處理紙。在轉涂法中MylarTM片或其他合適的連續片材可被用于將涂料組合物從MylarTM片轉移到 卷煙紙表面。當由于紙或類似材料的物理強度特性之故基材片可能不易被組合物涂布輥接受時，此種類型的轉涂是有效的。
另一種可選擇的方案是，在造紙時加入處理組合物。組合物可被引入到作為淤漿的紙配料中。參照圖5，配料42中的處理組合物被攪拌機44攪拌而形成在貯槽46中的淤漿。淤漿按常規造紙方式被轉移，并在移動的輸送帶50上被鋪設成層48而形成成品卷煙紙52。從而將處理組合物結合到最終的紙產品中。
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卷煙紙。例如，組合物可諸如通過圖1中所示的噴霧法而被施加到外層紙的內部和/或內層紙的外部。一旦二種紙被施加到煙絲條時，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卷煙紙一半的厚度，因此雙層包封紙不會明顯地增加香煙的直徑，從而使制煙機方便地進行生產。
參照圖6，煙絲條54具有，例如，卷煙紙10，用紙外表面上的涂料18在卷煙紙10的周圍包封。反之，如圖7中所示，卷煙紙10可被施加處在紙內表面上、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夾在卷煙紙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用常規卷煙紙60所包封。在常規卷煙紙60上是圖5的其中裝有處理組合物的卷煙紙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。
在本發明還有另外一種可選擇方案中，在雙包封結構中可以提供不同組合的側流煙處理紙，例如圖7的涂敷紙可被用作紙的內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紙)。內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。內層紙能被設計成提供減少側流煙，這可以通過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。此種類型組合的優選例包括高表面積的鈰/鋯混合氧化物和沸石且可非強制地用氧化催化劑諸如鉑或鈀來增強。在雙包封體系中，沸石的量可超過30％而優選范圍為例如50％-60重量％。
雙層包封的外層可具有不同的組合物，且被設計成使灰分改性到獲得理想的特性。例如，外層紙可被設計成為不僅能提高灰分外觀而且還能改進香煙的燃燒率和使在香煙抽吸時閃光縮減到最少(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/氧化鋯的固溶體、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。所述二層當其被結合成雙層包封時，能提供對可見側流煙的有效控制。毗鄰的紙均勻燃燒產生理想的灰分，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。
本發明雙層包封的特征是對低側流煙香煙設計提供重要的適應性。雙層包封設計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，以進一步增大對側流煙的控制和/或灰分改性。為了證明在設計低側流煙香煙中的這樣適應性，用于內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；ii)用鈰水合物涂敷的高表面積礬土；iii)用鈰水合物涂敷的低表面積礬土；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)。
內層紙i)用鈀催化劑增強的高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75∶25)+用鈀催化劑增強的沸石；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的；這些用于外層和內層的各種組合物，可以各種混合物方式相混合，以提供側流煙控制與灰分改進。
用于外層紙的優選的混合物，是高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75∶25)和氧化鈰的固溶體。用于內層紙的優選的組合物，是用鈀催化劑增強的高表面積的鈰/鋯混合氧化物(75∶25)+用鈀催化劑增強的沸石的固溶體。以干重量計，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，內層紙具有約44％的高表面積的鈰/鋯混合氧化物和56％的沸石，二者均用鈀增強。
本領域的技術人員知道，上述的提供處在或用于理想卷煙紙中的側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，以致將一個面上的裝入量減少，從而使涂料的施加更容易。就任何一個這樣的組合而言，現已驚人地發現，可見的側流煙事實上已被消除。同時，該卷煙紙顯示出常規的灰分特性。特別驚人的發現是，將所述組合物簡單地施加到卷煙紙的外部，能將可見的側流煙減縮到幾乎檢測不出的水平。
考慮到根據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/金屬氧化物纖維的美國專利申請№ 60/318614號中所述的那些，該專利申請的內容被入編于本文中作為參考文件。
滲透劑也可被使用以攜帶組合物進入到紙中。合適的稀釋劑諸如水也可被用來稀釋組合物，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、轉移涂等到常規的卷煙紙上。
裝在卷煙紙上或裝入到卷煙紙、包封紙等中的處理組合物的理想量優選為約2.5g/m2到約125g/m2。最優選為約2.5g/m2到約100g/m2。當以重量％表示時，紙可以含有約10重量％和優選為約10％-400重量％的處理組合物。盡管這些裝入量是就卷煙紙而言的，但是，對本技術領域的熟練技術人員來說，這些總裝入量能適用于二層或多層紙。
該減少側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成，可能隨其作為紙涂料、裝入或浸漬等的應用而變化。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％-50重量％的不作為添加劑的沸石。
淤漿可被裝入到造紙過程的配料中，或通過各種方法涂布方法被涂在紙上，或通過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1μm-約30μm且最優選為約1μm-約10μm的范圍內。被混合到添加劑的催化劑之相對量，以總等值的催化劑和添加劑的重量為基準計，可處于約1％-75％的鈰的范圍內，更優選為約10％-70％，而甚至更優選為約20％-70％的范圍內。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。
現已在此對本發明的優選實施方案作了詳細的介紹，但是，在不違背本發明精神或所附的權利要求書的范圍之前提下，本技術領域中的普通技術人員懂得如何作出種種可能的改進。
權利要求
1.在具有常規的煙絲條與可燃性處理紙的低側流煙香煙中，所說的處理紙具有低側流煙處理組合物，該組合物包括貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑和作為所說催化劑用的基本上不可燃的、細粉碎的顆粒添加劑，改進之處包括使用作為所說催化劑的混合顆粒狀金屬氧化物和所說添加劑的固溶體。
2.在權利要求1的低側流煙香煙中，作為固溶體的催化劑的所說的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑選自由氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹以及它們的混合物組成的組中。
3.在權利要求1的低側流煙香煙中，所說的添加劑選自由氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦以及它們的混合物組成的金屬氧化物組中的。
4.在權利要求1、2或3的低側流煙香煙中，所說的混合的金屬氧化物的固溶體進一步包括選自由鈀、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。
5.在權利要求1、2、3或4的低側流煙香煙中，所說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/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中。
6.在權利要求1-5的任何一項的低側流煙香煙中，所說的固溶體是高表面積多孔顆粒。
7.在權利要求6的低側流煙香煙中，所說的固溶體是低表面積顆粒。
8.在權利要求6的低側流煙香煙中，此處所說的催化劑和所說的添加劑是所說的高表面積的鈰/鋯混合氧化物。
9.在權利要求1的低側流煙香煙中，此處選自由鈀、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催化劑既可被包括在所說的固溶體中也可被施加到所說的高表面積的鈰/鋯混合氧化物的表面。
10.在權利要求9的低側流煙香煙中，此處所說的鈰/鋯混合氧化物具有大于約1μm的粒徑。
11.在權利要求10的低側流煙香煙中，此處所說的鈰/鋯混合氧化物具有小于約30μm的粒徑。
12.在權利要求8的低側流煙香煙中，此處所說的鈰/鋯混合氧化物具有范圍為從約5∶95-約95∶5的比例。
13.在權利要求12的低側流煙香煙中，此處所說的比例為75∶25和所說的粒徑為約6μm-10μm。
14.在權利要求1的低側流煙香煙中，此處所說的處理組合物是以約2.5g/m2到約125g/m2的裝入量被結合在所說的處理紙中。
15.在權利要求1的低側流煙香煙中，此處所說的處理組合物是被涂敷在所說的處理紙上的。
16.在權利要求8的低側流煙香煙中，此處所說的處理組合物包括顆粒氧化鋯、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。
17.在權利要求8的低側流煙香煙中，此處所說的處理組合物包括包括顆粒沸石。
18.在權利要求17的低側流煙香煙中，此處所說的顆粒沸石是選自由鈀、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的載體。
19.在權利要求8的低側流煙香煙中，此處所說的處理組合物包括氧化鋯。
20.一種具有常規的煙絲條與可燃性處理紙的低側流煙香煙，其中可燃性處理紙具有側流煙處理組合物，所說的處理組合物包括貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑、用于所說催化劑的基本上不可燃的顆粒添加劑和用于改進灰分特性的金屬氧化物或碳酸鹽。
21.一種權利要求20的低側流煙香煙，其中所說的添加劑為高表面積的的顆粒。
22.一種權利要求21的低側流煙香煙，其中所說的顆粒添加劑處于從總干重組合物重量的約0.1％-總干重組合物重量的約60％，優選為少于25重量％和最優選為少于15重量％。
23.一種權利要求21的低側流煙香煙，其中所說的灰分改性劑的金屬氧化物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。
24.一種權利要求20的低側流煙香煙，其中所說的添加劑是向其施加的并被干燥的鈰土的支承體。
25.一種權利要求24的低側流煙香煙，其中所說的添加劑是高表面積的氧化鈰。
26.一種權利要求20的低側流煙香煙，其中所說的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑選自由過渡金屬元素氧化物、稀土金屬氧化物以及它們的混合物組成的組中。
27.一種權利要求26的低側流煙香煙，其中所說的過渡金屬元素氧化物選自由IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB和IB族金屬的氧化物以及它們的混合物組成的組中。
28.一種權利要求26的低側流煙香煙，其中所說稀土金屬氧化物選自鈧，釔，鑭石金屬以及它們的混合物的氧化物。
29.一種權利要求20的低側流煙香煙，其中所說的鑭石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中。
30.一種權利要求29的低側流煙香煙，其中所說的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑選自由過渡金屬元素氧化物、稀土金屬氧化物及其添加劑是混合金屬氧化物的固溶體，此處添加劑選自由氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦以及它們的混合物組成的組中。
31.一種權利要求30的低側流煙香煙，其中所說的混合金屬氧化物的固溶體包括選自由鈀、鉑、銠、氧化錫、氧化銅、氧化鐵、氧化錳組成的組中。
32.一種權利要求20的低側流煙香煙，其中所說的混合金屬氧化物的固溶體包括鈰/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。
33.一種權利要求20的低側流煙香煙，其中所說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中。
34 一種權利要求33的低側流煙香煙，其中所說的添加劑選自由氧化鋯、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、金屬氧化物纖維和磨碎的多孔陶瓷纖維以及它們的混合物組成的組中。
35.在權利要求29、30、31或32的低側流煙香煙中，所說的固溶體是高表面積的多孔顆粒。
36.在權利要求29、30、31或32的低側流煙香煙中，所說的固溶體是低表面積的多孔顆粒。
37.一種權利要求23的低側流煙香煙，其中所說的灰分改性劑是氧化鋯。
38.一種權利要求29的低側流煙香煙，其中氧化催化劑是與所說的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑一起使用的，所說的氧化催化劑選自由鈀、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。
39.一種權利要求22的低側流煙香煙，其中所說的沸石是Y-型沸石、ZSM-5型沸石或β-型沸石。
40.一種權利要求29的低側流煙香煙，其中所說的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑是鈰/鋯的多孔的粒狀固溶體，它優選為混合的高表面積的材料。
41.一種權利要求40的低側流煙香煙，其中氧化鋯和/或沸石是與所說的鈰/鋯混合氧化物混合使用的。
42.一種權利要求41的低側流煙香煙，其中氧化催化劑是與所說的鈰/鋯金屬氧化物、氧化鋯和/或沸石一起使用的。
43.一種權利要求42的低側流煙香煙，其中所說的氧化催化劑選自由鈀、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，所說的被選的氧化催化劑既可以被裝在所說的鈰/鋯混合氧化物的固溶體中或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。
44.一種權利要求42的低側流煙香煙，其中所說的沸石是Y-型沸石。
45.一種權利要求20的低側流煙香煙，其中所說的處理組合物被作為涂料施加到卷煙紙，所說的處理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碳酸鹽。
46.一種權利要求20的低側流煙香煙，其中所說的可燃的處理紙包括內層紙片和外層紙片，所說的內層紙片包括所說的用于減少側流煙的處理組合物，所說的外層紙包括用于改進灰分特性的處理組合物。
47.一種權利要求46的低側流煙香煙，其中所說的內層紙具有大于35重量％的沸石材料。
48.一種權利要求48的低側流煙香煙，其中所說的內層紙和外層紙已被所說的處理組合物涂敷、裝入或浸漬在其上或其中。
49.一種權利要求48的低側流煙香煙，其中所說的內層紙具有被裝在其中的所說的減少側流煙組合物。
50.一種權利要求48的低側流煙香煙，其中所說的內層紙具有被涂敷在其上的所說的減少側流煙組合物。
51.一種權利要求48的低側流煙香煙，其中所說的內層紙具有被裝在其中和涂敷在其上的所說的減少側流煙組合物。
52.一種權利要求48的低側流煙香煙，其中所說的外層紙具有被裝在其上的所說的減少側流煙組合物。
53.一種權利要求48的低側流煙香煙，其中所說的外層紙具有被涂敷在其上的所說的減少側流煙組合物。
54.一種權利要求48的低側流煙香煙，其中所說的外層紙具有被裝在其中和涂敷在其上的所說的減少側流煙組合物。
55.一種權利要求46的低側流煙香煙，所說的內層包括貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑與添加劑和高表面積的吸著性材料，外層包括貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑與添加劑和改性灰分特性用的金屬氧化物。
56.一種權利要求55的低側流煙香煙，其中所說的用于減少側流煙的處理組合物和所說的用于改性灰分的處理組合物被分別作為涂料而被施加到所說的內層紙片和所說的外層紙片。
57.一種權利要求56的低側流煙香煙，其中所說的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑是多孔性的粒狀高表面積的固溶體鈰/鋯混合氧化物。
58.一種權利要求57的低側流煙香煙，其中在所說的固溶體中所說的氧化鈰和所說的氧化鋯具有約5∶95-95∶5的比例。
59.一種權利要求58的低側流煙香煙，其中所說的涂料被施加到所說的內層和外層紙片，可以被施加到所說的紙片的一面或二面。
60.一種低側流煙香煙包括常規的煙絲條與可燃性處理紙，該可燃性處理紙具有側流煙處理組合物，所說的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的、用于被裝在所說的處理紙中的所說催化劑的添加劑，以及處在所說的處理紙外表面上的、改進灰分特性的碳酸鈣涂層。
61.一種權利要求60的低側流煙香煙，其中所說的添加劑包括沸石基材料。
62.一種權利要求61的低側流煙香煙，其中所說的沸石基材料的量，以總干組合物重量為基準計，為約0.1％-約60％，優選為少于25％，最優選為少于15％。
63.一種權利要求60的低側流煙香煙，其中所說的貯氧和氧供體/金屬氧化物氧化催化劑選自由過渡金屬元素氧化物、稀土金屬元素氧化物以及它們的混合物組成的組中。
64.一種權利要求61的低側流煙香煙，其中所說的過渡金屬元素氧化物選自由第IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB和IB族金屬及其混合物組成的組中。
65.一種權利要求62的低側流煙香煙，其中所說的稀土金屬元素氧化物選自由鈧，釔，鑭石金屬物質以及它們的混合物的氧化物組成的組中。
66.一種權利要求60的低側流煙香煙，其中所說的鑭石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中。
67.一種權利要求66的低側流煙香煙，其中所說的貯氧和氧供體/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，此處添加劑選自由氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦以及它們的混合物組成的組中。
68.一種權利要求67的低側流煙香煙，其中所說的固溶體包括選自由鈀、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金屬催化劑。
69.一種權利要求68的低側流煙香煙，其中所說的混合的金屬氧化物的固溶體包括鈰/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。
70.在權利要求66、67、68或69的低側流煙香煙中，所說的固溶體是高表面積的多孔顆粒。
71.一種權利要求66的低側流煙香煙，其中氧化催化劑是與所說的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑一起使用的，所說的氧化催化劑選自由鈀、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。
72.一種權利要求61的低側流煙香煙，其中所說的沸石是Y-型沸石、ZSM-5型沸石或β-型沸石。
73.一種權利要求72的低側流煙香煙，其中所說的貯氧和氧供體金屬氧化物氧化催化劑是多孔粒狀鈰/鋯混合氧化物高表面積材料。
74.一種權利要求73的低側流煙香煙，其中氧化催化劑是與所說的鈰/鋯混合氧化物、氧化鈰和/或沸石一起使用的。
75.一種權利要求74的低側流煙香煙，其中所說的氧化催化劑選自由鈀、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，所說的被選的氧化催化劑既可以被裝在所說的鈰/鋯混合氧化物的固溶體中或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。
76.一種權利要求75的低側流煙香煙，其中所說的沸石是Y-型沸石。
77.一種權利要求60的低側流煙香煙，其中用于所說的碳酸鈣涂層的粘合劑選自由聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纖維素(CMC)、酪蛋白、大豆蛋白質、無機粘合劑以及它們的混合物組成的組中。
全文摘要
一種低側流煙香煙包括常規的煙絲條(54)，和具有側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以提高灰分特性。
文檔編號D21H17/67GK1708242SQ03805997
公開日2005年12月14日 申請日期2003年3月14日 優先權日2002年3月15日
發明者S·M·斯奈德爾, E·R·貝克, S·G·查普曼 申請人:樂富門·本森及赫奇斯有限公司