[发明专利]具有包封的催化剂颗粒的卷烟组分及其制备方法和用途

说明书

背景技术

卷烟在抽吸过程中产生主流烟气和在静态燃烧过程中产生侧流烟气。主流烟气和侧流烟气二者的成分为一氧化碳(CO)和氧化氮(NO)。降低烟气中一氧化碳和/或氧化氮是所需的。

发明概述

公开了能降低主流烟气内一氧化碳和/或氮氧化物的含包封的催化剂颗粒的卷烟和卷烟组分(例如烟丝和卷烟纸)，其中包封的催化剂颗粒包括至少部分用挥发性包封剂涂布的催化剂颗粒。优选地，催化剂颗粒充分地用挥发性包封剂涂布。

可含纳米级颗粒的催化剂颗粒优选包括选自下述中的至少一种元素的元素金属、合金、氧化物和/或羟基氧化物：Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、Sn、Ce、Pr、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir和Au。

优选的催化剂颗粒可降低烟气成分，例如催化一氧化碳转化成二氧化碳和/或催化氮氧化物转化成氮气，氧化一氧化碳成二氧化碳和还原氮氧化物成氮气。

挥发性包封剂优选是蜡、水溶性聚合物或水不溶性聚合物。挥发性包封剂可包括带香料的化合物，例如薄荷醇、薄荷醇衍生物或薄荷醇前体。优选的挥发性包封剂的挥发温度为约40℃至约350℃，或者一旦暴露于相对湿度大于约5％的大气下则挥发。

在一个实施方案中，挥发性包封剂包括与催化剂颗粒接触的第一层(例如带香料的层)和在第一层上形成的第二层。

在含包封的催化剂颗粒的卷烟中，挥发性包封剂适合于在卷烟抽吸过程中挥发(例如热或化学降解)，结果暴露催化剂颗粒的活性表面。

在一个实施方案中，包封的催化剂颗粒可均匀地或非均匀地与卷烟的烟条一起掺入。在进一步的实施方案中，包封的催化剂颗粒可掺入到卷烟的外包纸或滤嘴内。例如，包封的催化剂颗粒可掺入到多层外包纸的第一层(即里层)内。例如，包封的催化剂颗粒可在整个外包纸当中分配或者印刷在外包纸的表面上。卷烟可包括不同包封的催化剂颗粒的混合物。

制备卷烟的方法包括(i)在烟丝和卷烟外包纸中至少一个之内和/或之上掺入包封的催化剂颗粒；(ii)提供卷烟机烟丝，形成烟草柱；和(iii)在烟草柱周围放置卷烟外包纸，形成卷烟的烟条；和(iv)任选地使用接装纸，固定卷烟滤嘴到烟草柱上。可通过喷洒、喷粉或浸渍，掺入包封的催化剂颗粒。例如，可通过在湿的基础纤维网上、中间纤维网或完工的纤维网上喷洒或涂布包封的催化剂颗粒，在卷烟纸内掺入包封的催化剂颗粒。

附图简述

图1(a)示出了原样接收的NANOCAT氧化铁催化剂颗粒的光学显微图象。图1(b)和1(c)分别示出了颗粒和纤维形式的藻酸盐包封的NANOCAT氧化铁的光学显微图象。

优选实施方案的详细说明

公开了在其内掺入包封的催化剂颗粒的卷烟组分、卷烟和抽烟方法。包封的催化剂颗粒包括一种或更多种催化剂颗粒的芯和在芯周围形成的挥发性的包封层(即涂层)。挥发性包封层可以是在近环境温度下(例如，在卷烟储存过程中和在点火的卷烟内的燃烧/热解区下游)，用于催化剂颗粒的保护层，但暴露于升高的温度、卷烟烟气的湿气或气相成分下时，挥发性材料可挥发(例如热或化学降解)，结果暴露底下的催化剂颗粒。

可将包封的催化剂颗粒掺入到卷烟的一个或更多个组件(component)，例如卷烟的烟丝、卷烟纸和卷烟滤嘴内。在含包封的催化剂颗粒的卷烟中，可降低在主流烟气内的一氧化碳和/或氮氧化物的含量。提供含包封的催化剂颗粒的卷烟的方法包括包封催化剂颗粒和将包封的催化剂颗粒掺入到形成卷烟所使用的一个或更多个组件内。

在共同拥有的美国专利公布Nos.2004/0131859、2004/0040566和2004/0110633中公开了将催化剂颗粒掺入到卷烟的一个或更多个组件内，其内容在此通过参考引入。可将催化剂颗粒掺入到卷烟内，以便降低主流烟气和/或侧流烟气内一种或更多种气相成分(例如CO或NO)的浓度。然而，在抽吸含催化剂颗粒的卷烟过程中，可在催化剂颗粒上形成半挥发性或不挥发性的燃烧产物，例如焦油。半挥发性和不挥发性沉积物的早期沉积可(例如通过在催化剂颗粒和气相成分之间形成阻挡层和/或通过与催化剂颗粒的化学相互作用)有效地使催化剂颗粒失活。例如，半挥发性或不挥发性材料层可有效地使在主流烟气内发现的气相成分不透过。此外，在升高的温度下，半挥发性或不挥发性材料可与催化剂颗粒反应并减少其催化活性。