Настоящее изобретение относится к курительному изделию, содержащему сплошной горючий источник тепла, имеющий противоположные переднюю и заднюю поверхности, и субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности сплошного горючего источника тепла.
В области техники, к которой относится изобретение, известен ряд курительных изделий, в которых табак нагревается, а не сгорает. Такие «нагреваемые» курительные изделия имеют целью уменьшение содержания известных вредных составляющих дыма, которые образуются в результате сгорания и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах. В нагреваемом курительном изделии одного известного типа в результате перемещения тепла от горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль, образуется аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен внутри, вокруг или ниже по потоку относительно горючего источника тепла. Во время курения летучие соединения выделяются из субстрата, образующего аэрозоль, в результате теплопередачи от горючего источника тепла и вовлекаются в поток воздуха, втягиваемый через курительное изделие. Когда происходит охлаждение выделенных соединений, они конденсируются с образованием аэрозоля, вдыхаемого пользователем. Обычно воздух втягивается в эти известные нагреваемые курительные изделия по одному или нескольким каналам для потока воздуха, предусмотренным через горючий источник тепла, и теплопередача от горючего источника тепла субстрату, образующему аэрозоль, происходит путем принудительной конвекции и теплопроводности.
Например, в документе WO-A2-2009/022232 раскрыто курительное изделие, содержащее горючий источник тепла, субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку горючего источника тепла, и теплопроводный элемент, окружающий и находящийся в непосредственном контакте с задней частью горючего источника тепла и смежной передней частью субстрата, образующего аэрозоль. Для обеспечения регулируемого количества принудительного конвективного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, через горючий источник тепла предусмотрен по меньшей мере один продольный канал для потока воздуха.
В известных нагреваемых курительных изделиях, в которых теплопередача от горючего источника тепла субстрату, образующему аэрозоль, происходит, главным образом, путем принудительной конвекции, принудительная конвективная теплопередача и, следовательно, температура в субстрате, образующем аэрозоль, могут значительно варьироваться в зависимости от режима курения пользователя. Как результат, состав и, следовательно, органолептические свойства основной струи аэрозоля, образованного такими нагреваемыми курительными изделиями, неблагоприятным образом могут быть высокочувствительными к режиму курения пользователя.
Помимо этого, в известных нагреваемых курительных изделиях, содержащих один или несколько каналов для потока воздуха вдоль горючего источника тепла, непосредственный контакт между воздухом, втягиваемым по одному или нескольким каналам для потока воздуха, и горючим источником тепла при затяжке, выполняемой пользователем, приводит к активизации горения горючего источника тепла. Как используется в настоящем документе, термин «непосредственный контакт» используется для описания контакта между воздухом, втягиваемым по одному или нескольким каналам для потока воздуха, и поверхностью горючего источника тепла. Следовательно, интенсивные режимы курения могут привести к достаточно высокой принудительной конвективной теплопередаче, чтобы вызвать пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, неблагоприятно ведущие к пиролизу и потенциально даже локализованному горению субстрата, образующего аэрозоль. Как используется в настоящем документе, термин «пик» используется для описания кратковременного повышения температуры субстрата, образующего аэрозоль. В результате, уровни нежелательных побочных продуктов пиролиза и сгорания во вдыхаемых аэрозолях, создаваемых этими известными нагреваемыми курительными изделиями, могут также неблагоприятным образом значительно варьироваться в зависимости от конкретного режима курения, принятого пользователем.
Известно включение добавок в горючие источники тепла нагреваемых курительных изделий для улучшения свойств воспламенения и горения горючих источников тепла. Тем не менее, включение добавок, способствующих воспламенению и горению, может привести к образованию продуктов разложения и реакций, которые могут неблагоприятным образом поступать в воздух, втягиваемый через один или несколько каналов для потока воздуха, расположенных вдоль горючего источника тепла таких известных нагреваемых курительных изделий во время их использования.
В документе WO-A1-2011/139730A1 раскрыто курительное изделие 10, содержащее сегмент 35, генерирующий тепло, расположенный на поджигаемом конце 14, фильтрующий сегмент 65, расположенный на другом конце (конце 18, подносимом ко рту), и сегмент 51, генерирующий аэрозоль, расположенный между этими двумя сегментами возле поджигаемого конца. Сегмент 35, генерирующий тепло, может включать в себя в общем цилиндрический углеродсодержащий источник 40 тепла, окруженный изоляционным материалом 42. Курительное изделие необязательно может иметь забор воздуха путем предоставления подходящих перфорационных отверстий 81 вблизи конца 18, подносимого ко рту. Площадь поперечного сечения источника 40 тепла предпочтительно составляет от приблизительно 10 процентов до приблизительно 35 процентов, часто от приблизительно 15 процентов до приблизительно 25 процентов общей площади поперечного сечения сегмента 35, генерирующего тепло, в то время как площадь поперечного сечения внешней или окружающей области (содержащей изоляционный материал 42 и релевантные материалы наружной обертки) составляет от приблизительно 65 процентов до приблизительно 90 процентов, часто от приблизительно 75 процентов до приблизительно 85 процентов общей площади поперечного сечения сегмента, генерирующего тепло.
В документе GB-A-2469850 раскрыто устройство для доставки испаренного материала пользователю, имеющее форму модели сигареты, содержащее многоразовый компонент 11, доставляющий тепло, и испаряющий компонент 20, предназначенный для однократного использования и выбрасываемый после использования. Компонент 11, доставляющий тепло, включает в себя цилиндрический корпус 12, содержащий раструбный конец 34, расположенный таким образом, чтобы размещать с возможностью отсоединения испаряющий компонент 20. Теплообменное устройство в форме тепловой трубки 16 расположено внутри корпуса 12 и окружено несущим и изоляционным материалом 26. Тепловая трубка 16 проходит в продольном направлении в теплоотвод 14 на конце, удаленном от рта пользователя, и на противоположном конце 32, приближенном ко рту пользователя, проходит в испаряющий компонент 20. Множество перфорационных отверстий 18 выполнены в корпусе 12, что обеспечивает прохождение потока воздуха в несущий и изоляционный материал 26. Устройство не содержит горючего источника тепла. Вместо этого теплоотвод собирает и удерживает тепло, подаваемое из внешнего источника, и предпочтительно выполнен из металлического или керамического материала, такого как ячеистый керамический материал, алюминий, или может использовать структуру с герметизированными или закрытыми ячейками, содержащую материал с легким переходом из одной фазы в другую.
Остается необходимость в нагреваемых курительных изделиях, содержащих горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями и субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности горючего источника тепла, в котором при интенсивных режимах курения исключены пики температуры субстрата, образующего аэрозоль. В частности, остается необходимость в нагреваемых курительных изделиях, содержащих горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями и субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности горючего источника тепла, в котором при интенсивных режимах курения по существу не происходит горение или пиролиз субстрата, образующего аэрозоль.
Согласно настоящему изобретению предусмотрено курительное изделие, содержащее: сплошной горючий источник тепла, имеющий противоположные переднюю и заднюю внешние поверхности, при этом сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую по меньшей мере приблизительно 60 процентов площади поперечного сечения курительного изделия; субстрат, образующий аэрозоль, расположенный ниже по потоку относительно задней поверхности сплошного горючего источника тепла, при этом задняя поверхность сплошного горючего источника тепла и субстрат, образующий аэрозоль, являются обращенными друг к другу; мундштук, расположенный ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль; и одно или несколько впускных отверстий для воздуха, расположенных ниже по потоку относительно задней поверхности сплошного горючего источника тепла и выше по потоку относительно мундштука. Одно или несколько впускных отверстий для воздуха расположены между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и расположенным ниже по потоку концом субстрата, образующего аэрозоль, и содержат одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, и, при эксплуатации, воздух, втягиваемый сквозь субстрат, образующий аэрозоль, поступает в курительное изделие через одно или несколько впускных отверстий для воздуха.
Как используется в настоящем документе, термин «сплошной» употребляется для описания горючего источника тепла, не содержащего каких-либо каналов для потока воздуха. Как используется в настоящем документе, термин «канал для потока воздуха» используется для описания канала, проходящего вдоль длины сплошного горючего источника тепла, через который воздух может втягиваться в направлении вниз по потоку для вдыхания пользователем.
Как используется в настоящем документе, термин «субстрат, образующий аэрозоль» используется для описания субстрата, обладающего способностью к высвобождению летучих соединений при нагревании, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоли, получаемые из субстратов, образующих аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению могут быть видимыми или невидимыми и могут содержать пары (например, мелкозернистые частицы веществ, находящихся в газообразном состоянии, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь форму штранга или сегмента, содержащего материал, способный при нагревании высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль, окруженного оберткой. Если субстрат, образующий аэрозоль, имеет форму такого штранга или сегмента, весь штранг или сегмент, включая обертку, считается субстратом, образующим аэрозоль.
Как используется в настоящем документе, термины «дальний», «выше по потоку» и «передний», и «ближний», «ниже по потоку», и «задний» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов курительного изделия относительно направления, в котором пользователь затягивается курительным изделием при его использовании. Курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат ближний конец, сквозь который, при использовании, аэрозоль выходит из курительного изделия для доставки пользователю. Ближний конец курительного изделия может также называться концом, подносимым ко рту. При использовании пользователь затягивается на ближнем конце курительного изделия, чтобы вдохнуть аэрозоль, созданный курительным изделием.
Сплошной горючий источник тепла расположен на дальнем конце курительного изделия или вблизи него. Мундштук расположен на ближнем конце. Конец, подносимый ко рту, находится ниже по потоку, чем дальний конец. Ближний конец может также именоваться расположенным ниже по потоку концом курительного изделия, а дальний конец может также именоваться расположенным выше по потоку концом курительного изделия. Компоненты или части компонентов курительных изделий согласно настоящему изобретению могут быть описаны как находящиеся выше по потоку или ниже по потоку относительно друг друга, исходя из их относительных положений между ближним концом и дальним концом курительного изделия.
Передняя поверхность горючего источника тепла находится на расположенном выше по потоку конце сплошного горючего источника тепла. Расположенный выше по потоку конец сплошного горючего источника тепла представляет собой конец сплошного горючего источника тепла, наиболее удаленный от ближнего конца курительного изделия. Задняя поверхность сплошного горючего источника тепла находится на расположенном ниже по потоку конце сплошного горючего источника тепла. Расположенный ниже по потоку конец сплошного горючего источника тепла представляет собой конец сплошного горючего источника тепла, наиболее приближенный к ближнему концу курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «длина» используется для описания максимального размера в продольном направлении курительного изделия. Другими словами, максимального размера в направлении между ближним концом и противоположным дальним концом курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению. Другими словами, направления, перпендикулярного направлению между ближним концом и противоположным дальним концом курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «диаметр» используется для описания максимального размера в поперечном направлении курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «обращенный» используется для описания компонентов или частей компонентов курительного изделия, находящихся в газовой связи. Другими словами, компонентов или частей компонентов курительного изделия, физически не разделенных газонепроницаемой или по существу газонепроницаемой перегородкой.
Как используется в настоящем документе, термин «в газовой связи» используется для описания компонентов или частей компонентов курительного изделия, расположенных и выполненных таким образом, чтобы позволить газу свободно перемещаться между ними.
В курительных изделиях согласно настоящему изобретению задняя поверхность сплошного горючего источника тепла и субстрат, образующий аэрозоль, обращены друг к другу. Это означает, что не существует газонепроницаемых или по существу газонепроницаемых перегородок между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, предотвращающих газовую связь между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль.
Сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую по меньшей мере приблизительно 60 процентов площади поперечного сечения курительного изделия. Предпочтительно, сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую по меньшей мере приблизительно 90 процентов площади поперечного сечения курительного изделия.
В определенных вариантах осуществления сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую от приблизительно 60 процентов до приблизительно 99 процентов площади поперечного сечения курительного изделия. В определенных предпочтительных вариантах осуществления сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую от приблизительно 90 процентов до приблизительно 99 процентов площади поперечного сечения курительного изделия.
В определенных особенно предпочтительных вариантах осуществления сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую приблизительно 95 процентов площади поперечного сечения курительного изделия. Например, в определенных вариантах осуществления курительное изделие может иметь диаметр, равный приблизительно 8 мм, и сплошной горючий источник тепла может иметь диаметр, равный приблизительно 7,8 мм, так что площадь поперечного сечения сплошного горючего источника тепла составляет приблизительно 95 процентов площади поперечного сечения курительного изделия.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат одно или несколько впускных отверстий для воздуха, расположенных ниже по потоку относительно задней поверхности сплошного горючего источника тепла и выше по потоку относительно мундштука. При эксплуатации воздух, втягиваемый сквозь субстрат, образующий аэрозоль, курительного изделия поступает в курительное изделие через одно или несколько впускных отверстий для воздуха.
Как используется в настоящем документе, термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания отверстия, прорези, щели или другого отверстия, сквозь которое воздух может втягиваться в курительное изделие.
Одно или несколько впускных отверстий для воздуха расположены между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и расположенным ниже по потоку концом субстрата, образующего аэрозоль. Одно или несколько впускных отверстий для воздуха не содержат каких-либо впускных отверстий для воздуха, находящихся между расположенным ниже по потоку концом субстрата, образующего аэрозоль, и расположенным выше по потоку концом мундштука. Другими словами, курительные изделия согласно настоящему изобретению не содержат каких-либо впускных отверстий для воздуха, находящихся ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль, и выше по потоку относительно мундштука.
Количество, форма, размер и местоположение впускных отверстий для воздуха может соответственно корректироваться для достижения хороших курительных характеристик.
Одно или несколько впускных отверстий для воздуха содержат одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, сквозь которые воздух может втягиваться в субстрат, образующий аэрозоль. При эксплуатации холодный воздух втягивается в субстрат, образующий аэрозоль, курительного изделия сквозь первые впускные отверстия для воздуха. Втягиваемый воздух проходит вниз сквозь курительное изделие от субстрата, образующего аэрозоль, к мундштуку и выходит из курительного изделия через его ближний конец.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха находятся вблизи расположенного ниже по потоку конца субстрата, образующего аэрозоль.
При эксплуатации воздух, втягиваемый сквозь курительные изделия согласно настоящему изобретению для вдыхания пользователем, не проходит через какие-либо каналы для потока воздуха вдоль сплошного горючего источника тепла. Отсутствие каких-либо каналов для потока воздуха, проходящих сквозь сплошной горючий источник тепла, преимущественным образом по существу предотвращает или подавляет активацию горения сплошного горючего источника тепла курительных изделий согласно настоящему изобретению во время затяжки, выполняемой пользователем. Это по существу предотвращает или подавляет пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, при курении пользователем.
Благодаря предотвращению или подавлению активации горения сплошного горючего источника тепла и, таким образом, предотвращению или подавлению излишних повышений температуры в субстрате, образующем аэрозоль, можно преимущественным образом предотвратить или подавить горение или пиролиз субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению при интенсивных режимах курения. Кроме того, влияние режима курения пользователя на состав вдыхаемого аэрозоля курительных изделий согласно настоящему изобретению может быть преимущественно минимизировано или уменьшено.
Добавление сплошного горючего источника тепла также преимущественным образом по существу предотвращает или подавляет попадание продуктов горения и разложения и других материалов, образующихся при воспламенении и горении сплошного горючего источника тепла, в воздух, втягиваемый через курительные изделия согласно настоящему изобретению при их использовании. Как подробнее описано ниже, это особенно преимущественно в ситуациях, когда сплошной горючий источник тепла содержит одну или несколько добавок, способствующих воспламенению или горению сплошного горючего источника тепла.
В курительных изделиях согласно настоящему изобретению передача тепла от сплошного горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль, происходит в основном за счет теплопроводности, и нагревание субстрата, образующего аэрозоль, за счет принудительной конвекции сведено к минимуму или уменьшено. Это предпочтительным образом помогает свести к минимуму или уменьшить влияние режима курения пользователя на состав основной струи аэрозоля курительных изделий согласно настоящему изобретению.
Следует понимать, что курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать сплошные горючие источники тепла, содержащие одно или несколько закрытых или блокированных проходных отверстий, через которые воздух не может быть втянут пользователем для вдыхания.
Например, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать сплошные горючие источники тепла, содержащие одно или несколько закрытых проходных отверстий, проходящих от передней поверхности на расположенном выше по потоку конце сплошного горючего источника тепла только вдоль части длины сплошного горючего источника тепла.
Добавление одного или нескольких закрытых проходных отверстий для воздуха ведет к увеличению площади поверхности сплошного горючего источника тепла, на которую воздействует кислород из воздуха, и может преимущественным образом способствовать воспламенению и непрерывному горению сплошного горючего источника тепла.
При выполнении затяжки пользователем холодный воздух, втянутый сквозь одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, преимущественно снижает температуру субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению. Это преимущественным образом по существу предотвращает или подавляет пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению при выполнении затяжки пользователем.
Как используется в настоящем документе, термин «холодный воздух» используется для описания окружающего воздуха, существенно не нагреваемого сплошным горючим источником тепла при выполнении затяжки пользователем.
Путем предотвращения или подавления пиков температуры субстрата, образующего аэрозоль, добавление одного или нескольких первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, преимущественным образом помогает избежать или уменьшить горение или пиролиз субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению при интенсивных режимах совершения затяжек. Кроме того, добавление одного или нескольких первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, преимущественным образом помогает свести к минимуму или уменьшить влияние режима курения пользователя на состав основной струи аэрозоля курительных изделий согласно настоящему изобретению.
В определенных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может упираться в заднюю поверхность сплошного горючего источника тепла. При эксплуатации это может преимущественным образом улучшить передачу тепла за счет теплопроводности между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль.
В других вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может находиться на расстоянии от задней поверхности сплошного горючего источника тепла. Другими словами, между субстратом, образующим аэрозоль, и задней поверхностью сплошного горючего источника тепла может располагаться пространство или зазор.
В таких вариантах осуществления одно или несколько впускных отверстий для воздуха могут дополнительно содержать одно или несколько вторых впускных отверстий для воздуха между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль. При эксплуатации холодный воздух втягивается в субстрат, образующий аэрозоль, курительного изделия сквозь первые впускные отверстия для воздуха и холодный воздух втягивается в пространство между сплошным горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль, сквозь вторые впускные отверстия для воздуха. Втягиваемый воздух проходит вниз сквозь курительное изделие от субстрата, образующего аэрозоль, к мундштуку и выходит из курительного изделия через его ближний конец.
Предпочтительно курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат наружную обертку, окружающую субстрат, образующий аэрозоль, и по меньшей мере заднюю часть сплошного горючего источника тепла. Наружная обертка должна обхватывать сплошной горючий источник тепла и субстрат, образующий аэрозоль, курительного изделия, когда курительное изделие собрано.
Предпочтительнее, курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат наружную обертку, окружающую мундштук, субстрат, образующий аэрозоль, любые другие компоненты курительного изделия, расположенные ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль, и выше по потоку относительно мундштука, и по меньшей мере заднюю часть сплошного горючего источника тепла.
Предпочтительно, наружная обертка является по существу воздухонепроницаемой.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать наружные обертки, выполненные из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы хорошо известны в области техники, к которой относится изобретение, и включают, но без ограничения, сигаретную бумагу.
Одно или несколько впускных отверстий для воздуха, находящихся между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и расположенным ниже по потоку концом субстрата, образующего аэрозоль, расположены в наружной обертке и любых других материалах, окружающих компоненты курительных изделий согласно настоящему изобретению, сквозь которые воздух может втягиваться в курительное изделие.
Одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, расположены в наружной обертке и любых других материалах, окружающих субстрат, образующий аэрозоль.
Предпочтительно, сплошной горючий источник тепла представляет собой углеродсодержащий источник тепла. Как используется в настоящем документе, термин «углеродсодержащий» используется для описания сплошного горючего источника тепла, содержащего углерод. Предпочтительно, горючие углеродсодержащие источники тепла для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению обладают содержанием углерода, составляющим по меньшей мере приблизительно 35 процентов, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 40 процентов, наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 45 процентов по сухому весу сплошного горючего источника тепла.
В некоторых вариантах осуществления сплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению представляют собой горючие источники тепла на основе углерода. Как используется в настоящем документе, термин «источник тепла на основе углерода» используется для описания источника тепла, содержащего в основном углерод.
Горючие источники тепла на основе углерода для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению обладают содержанием углерода, составляющим по меньшей мере приблизительно 50 процентов. Например, горючие источники тепла на основе углерода для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению могут иметь содержание углерода по меньшей мере примерно 60 процентов, или по меньшей мере приблизительно 70 процентов, или по меньшей мере приблизительно 80 процентов по сухому весу горючего источника тепла на основе углерода.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать сплошные горючие углеродсодержащие источники тепла, образованные из одного или нескольких подходящих углеродсодержащих материалов.
По желанию одно или несколько связующих могут комбинироваться с одним или несколькими углеродсодержащими материалами. Предпочтительно, одно или несколько связующих представляют собой органические связующие. Подходящие известные органические связующие включают, помимо прочего, камеди (например, гуаровая камедь), модифицированные целлюлозы и производные целлюлоз (например, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза), муку, крахмалы, сахара, растительные масла и их комбинации.
В одном предпочтительном варианте осуществления сплошной горючий источник тепла образован из смеси угольного порошка, модифицированной целлюлозы, муки и сахара.
Вместо или в дополнение к одному или нескольким связующим, сплошные горючие источники тепла для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению могут содержать одну или несколько добавок для улучшения свойств сплошного горючего источника тепла. Подходящие добавки включают, без ограничения, добавки для улучшения консолидации сплошного горючего источника тепла (например, спекающие добавки), добавки для улучшения воспламенения сплошного горючего источника тепла (например, окислители, такие как перхлораты, хлораты, нитраты, пероксиды, перманганаты, цирконий и их комбинации), добавки для улучшения горения сплошного горючего источника тепла (например, калий и соли калия, такие как лимоннокислый калий) и добавки для улучшения разложения одного или нескольких газов, образованных сгоранием сплошного горючего источника тепла (например катализаторы, такие как CuO, Fe2O3 и Al2O3).
В определенных предпочтительных вариантах осуществления сплошной горючий источник тепла представляет собой сплошной горючий углеродсодержащий источник тепла, содержащий углерод и по меньшей мере одно средство воспламенения. В одном предпочтительном варианте осуществления сплошной горючий источник тепла представляет собой горючий углеродсодержащий источник тепла, содержащий углерод и по меньшей мере одно средство воспламенения, как описано в документе WO-A1-2012/164077.
Как используется в настоящем документе, термин «средство воспламенения» используется для описания материала, выделяющего одно или оба из энергии и кислорода во время воспламенения сплошного горючего источника тепла, причем скорость выделения материалом одного или обоих из энергии и кислорода не ограничена диффузией кислорода, содержащегося в окружающем воздухе. Другими словами, скорость выделения одного или обоих из энергии и кислорода материалом во время воспламенения горючего источника тепла в значительной степени не зависит от скорости поступления к материалу кислорода из окружающего воздуха. Как используется в настоящем документе, термин «средство воспламенения» используется также для описания элементарного металла, выделяющего энергию во время воспламенения сплошного горючего источника тепла, причем температура воспламенения элементарного металла ниже приблизительно 500°С, и теплота сгорания элементарного металла равна по меньшей мере приблизительно 5 кДж/г.
Как используется в настоящем документе, термин «средство воспламенения» не распространяется на соли щелочных металлов карбоновых кислот (таких как лимоннокислые соли щелочных металлов, уксуснокислые соли щелочных металлов и янтарнокислые соли щелочных металлов), галогенидные соли щелочных металлов (такие как хлоридные соли щелочных металлов), карбонатные соли щелочных металлов или фосфатные соли щелочных металлов, которые, как считается, модифицируют горение углерода. Даже будучи присутствующими в большом количестве относительно общей массы горючего сплошного источника тепла, эти сгоревшие соли щелочных металлов не высвобождают достаточно энергии при воспламенении сплошного горючего источника тепла для создания приемлемого аэрозоля при начальных затяжках.
Примеры подходящих окислителей включают, помимо прочего, нитраты, такие как, например, нитрат калия, нитрат кальция, нитрат стронция, нитрат натрия, нитрат бария, нитрат лития, нитрат алюминия и нитрат железа; нитриты; другие органические и неорганические нитросоединения; хлораты, такие как, например, хлорат натрия и хлорат калия; перхлораты, такие как, например, перхлорат натрия; хлориты; броматы, такие как, например, бромат натрия и бромат калия; перброматы; бромиты; бораты, такие как, например, борат натрия и борат калия; ферраты, такие как, например, феррат бария; ферриты; манганаты, такие как, например, манганат калия; перманганаты, такие как, например, перманганат калия; органические пероксиды, такие как, например, пероксид бензоила и пероксид ацетона; неорганические пероксиды, такие как, например, пероксид водорода, пероксид стронция, пероксид магния, пероксид кальция, пероксид бария, пероксид цинка и пероксид лития; супероксиды, такие как, например, супероксид калия и супероксид натрия; иодаты; периодаты; иодиты; сульфаты; сульфиты; другие сульфоксиды; фосфаты; фосфинаты; фосфиты и фосфаниты.
Хотя они преимущественным образом улучшают свойства воспламенения и горения сплошного горючего источника тепла, включение добавок, способствующих воспламенению и горению, может привести к увеличению количества нежелательных продуктов разложения и реакции при использовании курительного изделия. Например, разложение нитратов, включенных в сплошной горючий источник тепла для способствования его воспламенению, может привести к образованию оксидов азота. Добавление сплошного горючего источника тепла в курительные изделия согласно настоящему изобретению преимущественным образом по существу предотвращает или подавляет попадание таких продуктов разложения и реакции в воздух, втягиваемый сквозь курительные изделия согласно настоящему изобретению при их использовании.
Сплошные горючие углеродсодержащие источники тепла для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению могут быть получены, как описано в уровне техники, известном специалистам в данной области.
Сплошные горючие углеродсодержащие источники тепла для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению предпочтительно выполнены путем смешивания одного или нескольких углеродсодержащих материалов с одним или несколькими связующими и другими добавками, при их наличии, и предварительного формирования смеси в желаемую форму. Смесь одного или нескольких углеродсодержащих материалов, одного или нескольких связующих и факультативных других добавок может предварительно формоваться для придания ей требуемой формы с использованием любых подходящих известных способов формования керамики, таких как, например, шликерное литье, экструзия, литье под давлением и штамповка или прессование. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления смесь предварительно формуется для придания ей требуемой формы посредством прессования или экструзии или их комбинации.
Предпочтительно, смесь одного или нескольких углеродсодержащих материалов, одного или нескольких связующих и других добавок предварительно формуется в удлиненный стержень. Однако ясно, что смесь одного или нескольких углеродсодержащих материалов, одного или нескольких связующих и других добавок может предварительно формоваться для придания ей любых требуемых форм.
После образования, в частности, после экструзии удлиненный стержень или другая требуемая форма предпочтительно высушивается для уменьшения содержания влаги, а затем пиролизуется в неокислительной атмосфере при температуре, достаточной для науглероживания одного или нескольких связующих, если таковые присутствуют, и по существу удаления любых летучих веществ в удлиненном стержне или другой форме. Удлиненный стержень или другая требуемая форма пиролизуется предпочтительно в атмосфере азота при температуре от приблизительно 700°C до приблизительно 900°C.
В определенных вариантах осуществления по меньшей мере одна нитратная соль металла внедрена в сплошной горючий источник тепла путем включения по меньшей мере одного предшественника нитрата металла в смесь одного или нескольких углеродсодержащих материалов, одного или нескольких связующих и других добавок. По меньшей мере один предшественник нитрата металла затем впоследствии преобразуется на месте по меньшей мере в одну нитратную соль металла при обработке пиролизованного предварительного формованного цилиндрического стержня или другой формы водным раствором азотной кислоты. В одном варианте осуществления сплошной горючий источник тепла содержит по меньшей мере одну нитратную соль металла с температурой термического разложения менее приблизительно 600°С, более предпочтительно менее приблизительно 400°С. Предпочтительно температура разложения по меньшей мере одной нитратной соли металла находится в диапазоне от приблизительно 150°С до приблизительно 600°С, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 200°С до приблизительно 400°С.
В предпочтительных вариантах осуществления воздействие на сплошной горючий источник тепла обычного желтого пламени зажигалки или другого устройства для воспламенения должно привести к разложению по меньшей мере одной нитратной соли металла с выделением кислорода и энергии. Это разложение вызывает начальное повышение температуры сплошного горючего источника тепла, а также способствует воспламенению сплошного горючего источника тепла. После разложения по меньшей мере одной нитратной соли металла сплошной горючий источник тепла предпочтительно продолжает гореть при более низкой температуре.
Введение по меньшей мере одной нитратной соли металла преимущественно приводит к инициированию воспламенения сплошного горючего источника тепла не только в месте, находящемся на его поверхности, но и внутри. Предпочтительно, по меньшей мере одна нитратная соль металла присутствует в сплошном горючем источнике тепла в количестве от приблизительно 20 процентов по сухому весу до приблизительно 50 процентов по сухому весу сплошного горючего источника тепла.
В других вариантах осуществления сплошной горючий источник тепла содержит по меньшей мере один пероксид или супероксид, активно выделяющий кислород при температуре ниже приблизительно 600°С, более предпочтительно при температуре ниже приблизительно 400°С.
Предпочтительно по меньшей мере один пероксид или супероксид активно выделяет кислород при температуре в диапазоне от приблизительно 150°С до приблизительно 600°С, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 200°С до приблизительно 400°С, наиболее предпочтительно при температуре приблизительно 350°С.
При эксплуатации воздействие на сплошной горючий источник тепла обычного желтого пламени зажигалки или другого устройства для воспламенения должно привести к разложению по меньшей мере одного пероксида или супероксида с выделением кислорода. Это вызывает начальное повышение температуры сплошного горючего источника тепла, а также способствует воспламенению сплошного горючего источника тепла. После разложения по меньшей мере одного пероксида или супероксида сплошной горючий источник тепла предпочтительно продолжает гореть при более низкой температуре.
Введение по меньшей мере одного пероксида или супероксида преимущественно приводит к инициированию воспламенения сплошного горючего источника тепла не только в месте, находящемся на его поверхности, но и внутри.
Сплошной горючий источник тепла предпочтительно обладает пористостью от приблизительно 20 процентов до приблизительно 80 процентов, более предпочтительно от приблизительно 20 процентов до 60 процентов. Если сплошной горючий источник тепла содержит по меньшей мере одно нитратную соль металла, это преимущественно позволяет кислороду рассеиваться в массу сплошного горючего источника тепла со скоростью, достаточной для поддержания горения по мере разложения по меньшей мере одной нитратной соли металла и продолжения горения. Еще более предпочтительно сплошной горючий источник тепла обладает пористостью от приблизительно 50 процентов до приблизительно 70 процентов, более предпочтительно от приблизительно 50 процентов до приблизительно 60 процентов как измерено, например, ртутной порометрией или гелиевой пикнометрией. Требуемая пористость может быть легко достигнута в ходе изготовления сплошного горючего источника тепла с помощью традиционных способов и технологии.
Преимущественно сплошные горючие углеродсодержащие источники тепла для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению имеют кажущуюся плотность от приблизительно 0,6 г/см3 до приблизительно 1 г/см3.
Предпочтительно сплошной горючий источник тепла имеет массу от приблизительно 300 мг до приблизительно 500 мг, более предпочтительно от приблизительно 400 мг до приблизительно 450 мг.
Предпочтительно сплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению имеют длину в диапазоне от приблизительно 7 мм до приблизительно 17 мм, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 7 мм до приблизительно 15 мм, наиболее предпочтительно в диапазоне от приблизительно 7 мм до приблизительно 13 мм.
Предпочтительно диаметр сплошного горючего источника тепла находится в диапазоне от приблизительно 5 мм до приблизительно 9 мм, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 7 мм до приблизительно 8 мм.
Предпочтительно сплошной горючий источник тепла имеет по существу одинаковый диаметр. Тем не менее, сплошной горючий источник тепла в качестве альтернативы может быть коническим, таким образом, чтобы диаметр задней части сплошного горючего источника тепла превышал диаметр его передней части. В таких вариантах осуществления задняя часть сплошного горючего источника тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую по меньшей мере приблизительно 60 процентов площади поперечного сечения курительного изделия.
Особенно предпочтительными являются сплошные горючие источники тепла, являющиеся по существу цилиндрическими. Сплошной горючий источник тепла может, например, представлять собой цилиндр или конический цилиндр по существу с круглым поперечным сечением или цилиндр или конический цилиндр по существу с эллиптическим поперечным сечением.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат субстрат, образующий аэрозоль, содержащий по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля и материал, способный реагировать на нагревание выделением летучих соединений. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, включая, помимо прочего, увлажнители, ароматизаторы, связующие и их смеси.
Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин. Более предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, содержит табак.
Указанное по меньшей мере одно аэрозольобразующее средство может представлять собой любые подходящие известные соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые при рабочей температуре курительного изделия по существу обладают стойкостью к термической деструкции. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в области техники, к которой относится изобретение, и включают, например, многоатомные спирты, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицеринмоно-, ди- или триацетат, и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновой кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин.
Материал, способный реагировать на нагревание выделением летучих соединений, может представлять собой наполнение из материала растительного происхождения. Материал, способный реагировать на нагревание выделением летучих соединений, может представлять собой наполнение из гомогенизированного материала растительного происхождения. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать один или несколько материалов, полученных из растений, включая, но без ограничения, табак, чай, например, зеленый чай, мяту перечную, лавр, эвкалипт, базилик, шалфей, вербену и полынь эстрагонную.
Предпочтительно материал, способный выделять летучие соединения при нагреве, представляет собой наполнение из материала на основе табака, наиболее предпочтительно наполнение из гомогенизированного материала на основе табака.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь форму штранга или сегмента, содержащего материал, способный реагировать на нагревание выделением летучих соединений, окруженный бумажной или другой оберткой. Как указано выше, если субстрат, образующий аэрозоль, имеет форму такого штранга или сегмента, весь штранг или сегмент, включая любую обертку, считается субстратом, образующим аэрозоль.
Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, имеет длину в диапазоне от приблизительно 5 мм до приблизительно 20 мм, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 8 мм до приблизительно 12 мм.
В предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит штранг материала на основе табака, завернутый в фицеллу. В особенно предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит штранг гомогенизированного материала на основе табака, завернутый в фицеллу.
Предпочтительно курительные изделия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат теплопроводный элемент вокруг задней части сплошного горючего источника тепла и по меньшей мере передней части субстрата, образующего аэрозоль. Теплопроводный элемент предпочтительно является устойчивым к горению. В определенных вариантах осуществления теплопроводный элемент является ограничивающим поступление кислорода. Другими словами, теплопроводный элемент подавляет или ограничивает прохождение кислорода сквозь теплопроводный элемент к горючему источнику тепла.
В определенных вариантах осуществления теплопроводный элемент может находиться в непосредственном контакте как с задней частью сплошного горючего источника тепла, так и с субстратом, образующим аэрозоль. В таких вариантах осуществления теплопроводный элемент обеспечивает тепловую связь между сплошным горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению.
В других вариантах осуществления теплопроводный элемент может быть удален от одного или обоих из задней части сплошного горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль, таким образом чтобы не было непосредственного контакта между теплопроводным элементом и одним или обоими из задней части сплошного горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль.
Подходящие теплопроводные элементы для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению включают, но без ограничения, обертки из металлической фольги, такие как, например, обертки из алюминиевой фольги, стальные обертки, обертки из железной фольги и обертки из медной фольги и обертки из фольги из сплава металлов.
Предпочтительно, задняя часть сплошного горючего источника тепла, окруженная теплопроводным элементом, имеет длину от приблизительно 2 мм до приблизительно 8 мм, более предпочтительно - длину от приблизительно 3 мм до приблизительно 5 мм.
Предпочтительно передняя часть сплошного горючего источника тепла, не окруженная теплопроводным элементом, имеет длину в диапазоне от приблизительно 4 мм до приблизительно 15 мм, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 5 мм до приблизительно 8 мм.
В определенных вариантах осуществления вся длина субстрата, образующего аэрозоль, может быть окружена теплопроводным элементом.
В других вариантах осуществления теплопроводный элемент может окружать лишь переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль. В таких вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, проходит ниже по потоку за пределы теплопроводного элемента.
В вариантах осуществления, в которых теплопроводный элемент окружает лишь переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно проходит по меньшей мере на расстояние приблизительно 3 мм ниже по потоку за пределы теплопроводного элемента. Более предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, проходит ниже по потоку за пределы теплопроводного элемента в диапазоне от приблизительно 3 мм до приблизительно 10 мм. Тем не менее, субстрат, образующий аэрозоль, может проходить менее чем на 3 мм ниже по потоку за пределы теплопроводного элемента.
Предпочтительно передняя часть субстрата, образующего аэрозоль, окруженная теплопроводным элементом, имеет длину в диапазоне от приблизительно 1 мм до приблизительно 10 мм, более предпочтительно длину в диапазоне от приблизительно 2 мм до приблизительно 8 мм, наиболее предпочтительно длину в диапазоне от приблизительно 2 мм до приблизительно 6 мм.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат мундштук, расположенный ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль.
Предпочтительно мундштук имеет низкую эффективность фильтрации, более предпочтительно очень низкую эффективность фильтрации. Мундштук может представлять собой односегментный или однокомпонентный мундштук. Альтернативно, мундштук может представлять собой многосегментный или многокомпонентный мундштук.
Мундштук может содержать фильтр, содержащий один или несколько сегментов, содержащих подходящие известные фильтрующие материалы. Подходящие фильтрующие материалы известны в области техники, к которой относится изобретение, и включают, но без ограничения, ацетат целлюлозы и бумагу. Альтернативно или дополнительно мундштук может содержать один или несколько сегментов, содержащих абсорбенты, адсорбенты, ароматизаторы и другие модификаторы аэрозолей и добавки или их комбинации.
Предпочтительно курительные изделия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат перемещающий элемент или разделительный элемент между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштуком.
Перемещающий элемент может упираться в один или оба из субстрата, образующего аэрозоль, и мундштука. В качестве альтернативы, перемещающий элемент может находиться на расстоянии от одного или обоих из субстрата, образующего аэрозоль, и мундштука.
Добавление перемещающего элемента преимущественным образом позволяет охлаждать аэрозоль, образуемый за счет теплопередачи от сплошного горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль. Добавление перемещающего элемента также преимущественным образом позволяет регулировать до требуемого значения общую длину курительных изделий согласно настоящему изобретению, например, до длины, аналогичной длине обычных сигарет, посредством соответствующего выбора длины перемещающего элемента.
Перемещающий элемент может иметь длину от приблизительно 7 мм до приблизительно 50 мм, например, длину от приблизительно 10 мм до приблизительно 45 мм или от приблизительно 15 мм до приблизительно 30 мм. Перемещающий элемент может иметь другие значения длины в зависимости от желаемой общей длины курительного изделия и наличия и длины других компонентов в курительном изделии.
Предпочтительно, перемещающий элемент содержит по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытым концом. В таких вариантах осуществления при эксплуатации воздух, втягиваемый в курительное изделие сквозь одно или несколько впускных отверстий для воздуха, проходит по меньшей мере сквозь одно трубчатое полое тело с открытым концом по мере своего прохождения вниз по потоку сквозь курительное изделие из субстрата, образующего аэрозоль, к мундштуку.
Перемещающий элемент может содержать по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытым концом, выполненное из одного или нескольких подходящих материалов, которые являются по существу термически стабильными при температуре аэрозоля, образующегося за счет теплопередачи от сплошного горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль. Подходящие материалы известны в данной области техники и включают, но без ограничения, бумагу, картон, пластмассу, такую как ацетат целлюлозы, керамический материал и их комбинации.
В качестве альтернативы или дополнения, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать элемент, охлаждающий аэрозоль, или теплообменник между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштуком. Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать несколько каналов, проходящих в продольном направлении.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из металлической фольги, полимерного материала и по существу непористой бумаги или картона. В определенных вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полимолочной кислоты (ПМК), ацетата целлюлозы (АЦ) и алюминиевой фольги.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист биоразлагаемого полимерного материала, такого как полимолочная кислота (ПМК) или сорт Mater-Bi® (доступная на рынке серия сложных сополиэфиров на основе крахмала).
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль, расположенных ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль. Например, одно или несколько из мундштука, перемещающего элемента и элемента, охлаждающего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению могут содержать одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль.
Подходящие средства, модифицирующие аэрозоль, включают, но без ограничения, ароматизаторы и химически воспринимаемые средства.
Как используется в настоящем документе, термин «ароматизатор» используется для описания любого средства, которое при использовании придает вкус и/или аромат аэрозолю, создаваемому субстратом, образующим аэрозоль, курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «химически воспринимаемое средство» используется для описания любого средства, которое при использовании воспринимается в ротовой или обонятельной полостях пользователя посредством иного, чем восприятие посредством клеток вкусовых рецепторов или обонятельных рецепторов или в дополнение к ним. Восприятие химически воспринимаемых средств обычно происходит посредством «тройничной реакции» либо посредством тройничного нерва, языкоглоточного нерва, блуждающего нерва, либо некоторой их комбинации. Обычно химически воспринимаемые средства воспринимаются как горячее, острое ощущение, ощущение охлаждения или успокаивающее ощущение.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль, представляющих собой как ароматизатор, так и химически воспринимаемое средство, расположенные ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль. Например, одно или несколько из мундштука, перемещающего элемента и элемента, охлаждающего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению могут содержать ментол или другой ароматизатор, обеспечивающий охлаждающее химически воспринимаемое воздействие.
Сборка курительных изделий согласно настоящему изобретению может быть осуществлена с использованием известных методов и оборудования.
Настоящее изобретение будет далее описано лишь на примере со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1a) показан вид в разобранном состоянии курительного изделия согласно первому варианту осуществления изобретения;
на фиг. 1b) показан вид в разобранном состоянии курительного изделия согласно второму варианту осуществления изобретения;
на фиг. 2 показан схематический вид в продольном сечении курительного изделия согласно первому варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг. 1a); и
на фиг. 3 показан схематический вид в продольном сечении курительного изделия согласно второму варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг. 1b).
Курительное изделие 2 согласно первому варианту осуществления изобретения, изображенное на фиг. 1a) и фиг. 2, содержит сплошной горючий источник 4 тепла, имеющий переднюю поверхность 6 и противоположную заднюю поверхность 8, субстрат 10, образующий аэрозоль, перемещающий элемент 12 и мундштук 14, которые упираются друг в друга с соосным выравниванием. Как изображено на фиг. 2, субстрат 10, образующий аэрозоль, перемещающий элемент 12 и мундштук 14 и задняя часть сплошного горючего источника 4 тепла завернуты в наружную обертку 16 из листового материала, такого как, например, сигаретная бумага с низкой воздухопроницаемостью.
Сплошной горючий источник 4 тепла представляет собой сплошной углеродсодержащий горючий источник тепла и расположен на дальнем конце курительного изделия 2.
Субстрат 10, образующий аэрозоль, расположен непосредственно ниже по потоку относительно задней поверхности 8 сплошного горючего источника 4 тепла и обращен к задней поверхности 8 сплошного горючего источника тепла. Субстрат 10, образующий аэрозоль, содержит цилиндрический штранг гомогенизированного материала 18 на основе табака, содержащего вещество для образования аэрозоля, такое как, например, глицерин, завернутый в фицеллу 20.
Перемещающий элемент 12 расположен непосредственно ниже по потоку относительно субстрата 10, образующего аэрозоль, и содержит цилиндрическую полую трубку 22 с открытым концом из подходящего материала, такого как, например, бумага, картон или ацетатцеллюлозное волокно.
Мундштук 14 расположен непосредственно ниже по потоку относительно перемещающего элемента 12 на ближнем конце курительного изделия 2. Мундштук 14 содержит цилиндрический штранг подходящего фильтрующего материала 24, такого как, например, ацетатцеллюлозного волокна с очень низкой эффективностью фильтрации, завернутый в фицеллу 26 фильтра.
Курительное изделие может дополнительно содержать полосу ободковой бумаги (не изображена), окружающую расположенную ниже по потоку конечную часть наружной обертки 16.
Как изображено на фиг. 2, курительное изделие 2 дополнительно содержит теплопроводный элемент 28 из подходящего материала, такого как, например, алюминиевая фольга, расположенный вокруг и в контакте с задней частью 4b сплошного горючего источника 4 тепла и примыкающей передней частью 10a субстрата 10, образующего аэрозоль. В курительном изделии 2 согласно первому варианту осуществления изобретения, изображенном на фиг. 2, субстрат 10, образующий аэрозоль, проходит вниз по потоку за пределы теплопроводного элемента 28. Другими словами, теплопроводный элемент 28 не располагается вокруг и в контакте с задней частью субстрата 10, образующего аэрозоль. Тем не менее, следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения (не изображены), теплопроводный элемент 28 может располагаться вокруг и в контакте со всей длиной субстрата 10, образующего аэрозоль.
Курительное изделие 2 согласно первому варианту осуществления изобретения содержит одно или несколько впускных отверстий для воздуха, расположенных ниже по потоку относительно задней поверхности 8 сплошного горючего источника 4 тепла и выше по потоку относительно мундштука 14. Одно или несколько впускных отверстий для воздуха расположены между задней поверхностью 8 сплошного горючего источника 4 тепла и расположенным ниже по потоку концом субстрата 10, образующего аэрозоль, и содержат одно или несколько первых впускных отверстий 30 для воздуха, расположенных вокруг периферии субстрата 10, образующего аэрозоль.
Как изображено на фиг. 2, расположение первых впускных отверстий 30 для воздуха вдоль длины окружности предоставлено в фицелле 20 субстрата 10, образующего аэрозоль, и лежащей поверх нее наружной обертке 16 для того, чтобы позволить холодному воздуху (изображен пунктирными стрелками на фиг. 1a) и фиг. 2) проходить в субстрат 10, образующий аэрозоль. Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения (не изображены), в которых теплопроводный элемент 28 располагается вокруг и в контакте со всей длиной субстрата 10, образующего аэрозоль, расположение первых впускных отверстий 30 для воздуха вдоль длины окружности может быть предоставлено в фицелле 20 субстрата 10, образующего аэрозоль, лежащем поверх них теплопроводном элементе 28 и лежащей поверх них наружной обертке 16 для того, чтобы пропускать холодный воздух в субстрат 10, образующий аэрозоль.
При использовании пользователь воспламеняет сплошной горючий источник 4 тепла курительного изделия 2 согласно первому варианту осуществления изобретения и затем делает затяжку через мундштук 14. Когда пользователь делает затяжку через мундштук 14, холодный воздух (показан пунктирными стрелками на фиг. 1а) и фиг. 2) втягивается в субстрат 10, образующий аэрозоль, курительного изделия 2 через первые впускные отверстия 30 для воздуха.
Передняя часть 10а субстрата 10, образующего аэрозоль, нагревается за счет теплопроводности через примыкающую заднюю поверхность 8 сплошного горючего источника 4 тепла и теплопроводный элемент 28.
Нагревание субстрата 10, образующего аэрозоль, за счет теплопроводности приводит к выделению глицерина и других летучих и полулетучих соединений из штранга гомогенизированного материала 18 на основе табака. Соединения, выделенные из субстрата 10, образующего аэрозоль, образуют аэрозоль, увлекаемый воздухом, втягиваемым в субстрат 10, образующий аэрозоль, курительного изделия 2 сквозь первые впускные отверстия 30 для воздуха, по мере его течения сквозь субстрат 10, образующий аэрозоль. Втягиваемый воздух и увлекаемый аэрозоль (изображены штрихпунктирными стрелками на фиг. 1a) и фиг. 2) проходят вниз по потоку сквозь перемещающий элемент 12, где они остывают и конденсируются. Охлажденный втягиваемый воздух и увлекаемый аэрозоль проходят вниз по потоку через мундштук 14 и доставляются пользователю через ближний конец курительного изделия 2 согласно первому варианту осуществления изобретения.
Курительное изделие 32 согласно второму варианту осуществления изобретения, изображенное на фиг. 1b) и фиг. 3, имеет конструкцию, в основном подобную конструкции курительного изделия согласно первому варианту осуществления изобретения, изображенного на фиг. 1a) и фиг. 2. Тем не менее, в курительном изделии 32 согласно второму варианту осуществления изобретения сплошной горючий источник 4 тепла и субстрат 10, образующий аэрозоль, удалены друг от друга.
Как изображено на фиг. 3, помимо расположения первых впускных отверстий 30 для воздуха вдоль длины окружности вокруг периферии субстрата 10, образующего аэрозоль, в курительном изделии 32 согласно второму варианту осуществления изобретения расположение вторых впускных отверстий 34 для воздуха вдоль длины окружности предоставлено в теплопроводном элементе 28 и расположенной поверх него наружной обертке 16 между задней поверхностью 8 сплошного горючего источника 4 тепла и расположенным выше по потоку концом субстрата 10, образующего аэрозоль, для того, чтобы позволить холодному воздуху (изображен пунктирными стрелками на фиг. 1b) и фиг. 3) проходить в пространство между сплошным горючим источником 4 тепла и субстратом 10, образующим аэрозоль.
При эксплуатации, когда пользователь делает затяжку через мундштук 14 курительного изделия 32 согласно второму варианту осуществления изобретения, холодный воздух (изображен пунктирными стрелками на фиг. 1b) и фиг. 3) втягивается в субстрат 10, образующий аэрозоль, курительного изделия 2 сквозь первые впускные отверстия 30 для воздуха, а также в пространство между сплошным горючим источником 4 тепла и субстратом 10, образующим аэрозоль, сквозь вторые впускные отверстия 34 для воздуха.
Передняя часть 10a субстрата 10, образующего аэрозоль, нагревается в основном за счет теплопроводности через теплопроводный элемент 28.
Нагревание субстрата 10, образующего аэрозоль, за счет теплопроводности приводит к выделению глицерина и других летучих и полулетучих соединений из штранга гомогенизированного материала 18 на основе табака. Соединения, выделенные из субстрата 10, образующего аэрозоль, образуют аэрозоль, увлекаемый воздухом, втягиваемым в субстрат 10, образующий аэрозоль, курительного изделия 2 сквозь первые впускные отверстия 30 для воздуха, и воздухом, втягиваемым в пространство между сплошным горючим источником 4 тепла и субстратом 10, образующим аэрозоль, сквозь вторые впускные отверстия 34 для воздуха, по мере его течения сквозь субстрат 10, образующий аэрозоль. Втягиваемый воздух и увлекаемый аэрозоль (изображены штрих-пунктирными стрелками на фиг. 1a) и фиг. 2) проходят вниз по потоку сквозь перемещающий элемент 12, где они остывают и конденсируются. Охлажденный втягиваемый воздух и увлекаемый аэрозоль проходят вниз по потоку через мундштук 14 и доставляются пользователю через ближний конец курительного изделия 2 согласно первому варианту осуществления изобретения.
При эксплуатации, когда пользователь делает затяжку через мундштук 14 курительных изделий 2, 32 согласно первому и второму вариантам осуществления изобретения, воздух не втягивается сквозь его сплошной горючий источник 4 тепла. Следовательно, как описано выше, субстрат 10, образующий аэрозоль, курительного изделия 2 согласно первому варианту осуществления изобретения нагревается исключительно за счет теплопроводности через примыкающую заднюю поверхность 8 сплошного горючего источника 4 тепла и теплопроводный элемент 28, и субстрат 10, образующий аэрозоль, курительного изделия 32 согласно второму варианту осуществления изобретения нагревается в основном за счет теплопроводности через теплопроводный элемент 28.
При эксплуатации холодный воздух, втягиваемый сквозь одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата 10, образующего аэрозоль, снижает температуру субстрата 10, образующего аэрозоль, курительных изделий 2, 32 согласно первому и второму вариантам осуществления изобретения во время затяжки, осуществляемой пользователем.
В комбинации, добавление в курительные изделия 2, 32 согласно первому и второму вариантам осуществления изобретения сплошного горючего источника 4 тепла и одного или нескольких первых впускных отверстий 30 для воздуха вокруг периферии субстрата 120, образующего аэрозоль, преимущественным образом предотвращает или подавляет пики температуры субстрата 10, образующего аэрозоль, во время затяжки, выполняемой пользователем, и преимущественным образом сводит к минимуму или уменьшает влияние режима курения пользователя на состав основной струи аэрозоля курительных изделий 2, 32 согласно первому и второму вариантам осуществления изобретения.
Определенные варианты осуществления, описанные выше, предназначены для наглядной иллюстрации изобретения. Тем не менее, другие варианты осуществления могут быть выполнены в пределах идеи и объема настоящего изобретения, как определено в формуле изобретения, и следует понимать, что определенные варианты осуществления, описанные выше, не предназначены для ограничения.
Изобретение относится к курительному изделию, которое содержит сплошной горючий источник тепла, горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую по меньшей мере 60 процентов площади поперечного сечения курительного изделия; субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности сплошного горючего источника тепла, при этом задняя поверхность сплошного горючего источника тепла и субстрат обращены друг к другу; и одно или несколько впускных отверстий для воздуха, расположенных ниже по потоку относительно задней поверхности сплошного горючего источника тепла и выше по потоку относительно мундштука, при этом одно или несколько впускных отверстий для воздуха расположены между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и расположенным ниже по потоку концом субстрата, образующего аэрозоль, и содержат одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, при этом при эксплуатации воздух, втягиваемый сквозь субстрат, поступает в курительное изделие через одно или несколько впускных отверстий для воздуха. Технический результат заключается в исключении горения или пиролиза субстрата при интенсивных режимах курения. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
1. Курительное изделие, содержащее:
сплошной горючий источник тепла, имеющий противоположные переднюю и заднюю поверхности, при этом сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую по меньшей мере приблизительно 60 процентов площади поперечного сечения курительного изделия;
субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности сплошного горючего источника тепла, при этом задняя поверхность сплошного горючего источника тепла и субстрат, образующий аэрозоль, обращены друг к другу;
мундштук ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль; и
одно или несколько впускных отверстий для воздуха, расположенных ниже по потоку относительно задней поверхности сплошного горючего источника тепла и выше по потоку относительно мундштука, при этом одно или несколько впускных отверстий для воздуха расположены между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и расположенным ниже по потоку концом субстрата, образующего аэрозоль, и содержат одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль,
при этом при эксплуатации воздух, втягиваемый сквозь субстрат, образующий аэрозоль, поступает в курительное изделие через одно или несколько впускных отверстий для воздуха.
2. Курительное изделие по п. 1, отличающееся тем, что сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую от приблизительно 60 процентов до приблизительно 99 процентов площади поперечного сечения курительного изделия.
3. Курительное изделие по п. 1, отличающееся тем, что сплошной горючий источник тепла имеет площадь поперечного сечения, составляющую от приблизительно 90 процентов до приблизительно 99 процентов площади поперечного сечения курительного изделия.
4. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что субстрат, образующий аэрозоль, упирается в заднюю поверхность сплошного горючего источника тепла.
5. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что субстрат, образующий аэрозоль, находится на расстоянии от задней поверхности сплошного горючего источника тепла.
6. Курительное изделие по п. 5, отличающееся тем, что одно или несколько впускных отверстий для воздуха дополнительно содержат одно или несколько вторых впускных отверстий для воздуха между задней поверхностью сплошного горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль.
7. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее наружную обертку, окружающую субстрат, образующий аэрозоль, и по меньшей мере заднюю часть сплошного горючего источника тепла.
8. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее:
теплопроводный элемент вокруг задней части сплошного горючего источника тепла и по меньшей мере передней части субстрата, образующего аэрозоль.
9. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что субстрат, образующий аэрозоль, содержит материал на основе табака и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля.
10. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что сплошной горючий источник тепла представляет собой горючий углеродсодержащий источник тепла.
11. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что сплошной горючий источник тепла содержит средство воспламенения.
12. Курительное изделие по п. 11, отличающееся тем, что средство воспламенения представляет собой окисляющее вещество.
13. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее перемещающий элемент между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштуком.
14. Курительное изделие по п. 13, отличающееся тем, что перемещающий элемент содержит трубчатое полое тело с открытым концом.
15. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль, расположенных ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль.
| Курительное изделие | 1989 |
|
SU1812955A3 |
| ИНГАЛЯТОР | 2002 |
|
RU2311859C2 |
| ЗАМЕНИТЕЛЬ СИГАРЕТЫ | 2006 |
|
RU2389419C2 |
| US 20130061861 A1, 14.03.2013. | |||
