[发明专利]制造含有金属氧化物的碳质热源的改进方法

说明书

本发明涉及改进的碳质热源、由这种碳质热源燃烧所产生气体副产物(如一氧化碳)的转化以及制造这种热源的方法。本发明的方法和热源特别适用于如在共同转让的美国专利4，991，606中叙述的烟制品中。本发明的热源包括一种碳质材料和少量(重量基)金属氧化物。本发明的热源发火点低而燃烧温度高。在燃烧时，该热源的金属氧化物组分通过化学途径基本上将全部一氧化碳转化为无害物质。

按照本发明，将碳或者随后可以转化为碳的物质进行预成形。用含有一种金属氧化物前体(它随后可转化为金属氧化物)的溶胶处理此预成形的碳质材料。这致使该金属氧化物前体沉积到该预成形的碳质材料上。此预成形的碳质材料进一步被处理，使沉积的金属氧化物前体转化为金属氧化物，这样就用一种简化的方法制造出一种发火点低、运输耐受性好，燃烧时放热量大而一氧化碳排放少的热源。

以前一直有提供用于烟品热源的尝试。而当提供一种热源时，这些尝试一直未能制造出具有本发明所有优点的热源。

例如，Siegel的美国专利2，907，686叙述了一种用浓的糖溶液涂覆的炭棒，在燃烧过程中糖溶液形成了一层不透水层。据认为，这个层会容纳发烟过程中形成的气体，并将如此产生的热量集中在一起。

Ellis等人的美国专利3，258，015和3，356，094叙述了一种包括一种尼克丁源和一种烟草热源的发烟设施。

Boyd等人的美国专利3，943，941叙述了一种烟草替代物，它由一种燃料和至少一种浸渍了燃料的挥发物组成。该燃料主要由含有至少为80％(重量)碳的碳质材料制成的柔软、可燃并自粘合的纤维组成。这种碳是以只含碳、氢、氧的纤维素基纤维控制裂解的产物。

Bolt等人的美国专利4，340，072叙述了一种由烟草、烟草替代物、烟草替代物和碳的混合物、其它可燃物(如木浆、稻草和热处理的纤维素式羧甲基纤维素钠，即SCMC)以及碳混合物挤出或模压成的环状态燃料棒。

Shelar等人的美国专利4，708，151叙述了一种带有可更换药盒(内装碳质燃料源)的管子，这种燃料源包括至少60-70％的碳，最好含有80％或更多的碳，它是由纤维素材料；例如木、棉、人造丝、烟草、椰子、纸等裂解或碳化而制得的。

Banerjee等人的美国专利4，714，082叙述了一种密度大于0．5克／百米3的可燃烧料单元。该燃料单元由研成细粉并重新组合的烟草和／或烟草替代物组成，最好含有20-40％(重量)的碳。

已公开的Hearn等人的欧洲专利申请0 117 355叙述了由裂解烟草或其它碳质材料，如花生壳、咖啡豆壳、纸、纸板、竹子或橡树叶等形式的碳热源。

已公开的Farrier等人的欧洲专利申请0 236 922叙述了一种碳燃料单元和制造这种碳燃料单元的方法。这种碳燃料单元含有碳粉、粘合剂和其它附加添加剂，含有60-70％(重量)的碳。

已公开的White等人的欧洲专利申请0 295 732公开了一种双重燃烧速度碳质燃烧单元，它使用了含有不同密度碳质材料的快速燃烧段和慢速燃烧段。

这些热源都是有缺陷的，因为它们不能向香料床进行满意的热传导，这就造成烟品不令人满意，也说是说无法模拟一般香烟的香味、感觉和抽吸次数。

共同转让的美国专利5，076，296通过提供一种碳质热源解决了这个问题，这种热源是由能最大限度向香料床传热的炭来形成的，借助于这种热传导，从香料床释放出含香料的气溶胶供吸烟者吸入，而同时使产生的一氧化碳的量尽可能减少。

然而，所有惯用的碳质热源在点燃时都会释放出一定数量的一氧化碳气体。再有，在这些热源中所含的碳的发火点都比较高，在平常香烟的正常点火条件下使通常的碳质热源点火十分困难。

早就有一种尝试，制造一种用于烟品的不可燃热源，其中用电来产生热，比如有Burruss，Jr．的美国专利4，303，083；Burruss的美国专利4，141，369；Gillert的美国专利3，200，819；McCormick的美国专利2，104，266和Wyss等的美国专利1，771，366。这些装置都不能实际应用，而且都没有任何商业上的成功。

早也有一种尝试，制造一种含有金属铝化合物的引火材料，它可以以一种受控的方式进行燃烧，借此使之可用作热追踪式导弹的伪装目标(比如Baldi的美国专利4，799，979。然而，这类设施燃烧太快，产生太集中的热，致使不能用作烟品中的热源。

制造一种可燃的非碳质热源，也已做过试尝。