МНОГОСЛОЙНЫЙ ГОРЮЧИЙ ИСТОЧНИК ТЕПЛА Российский патент 2017 года по МПК A24B15/16 

Настоящее изобретение касается многослойного горючего источника тепла для курительного изделия и курительного изделия, включающего многослойный горючий источник тепла.

Целый ряд курительных изделий, в которых табак нагревают, а не сжигают, предложен в данной области. Одна из задач таких “нагреваемых” курительных изделий состоит в уменьшении известных вредных компонентов дыма, типа тех, что образуются при горении и пиролитическом разложении табака в обычных сигаретах. В одном известном типе нагреваемого курительного изделия аэрозоль образуется в результате передачи тепла от горючего источника тепла аэрозольобразующему субстрату, расположенному ниже по потоку от горючего источника тепла. Во время курения летучие соединения высвобождаются из аэрозольобразующего субстрата в результате передачи тепла от горючего источника тепла и вовлекаются в воздух, втягиваемый через курительное изделие. Поскольку высвобождающиеся соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхается потребителем.

Например, WO-A2-2009/022232 описывает курительное изделие, включающее горючий источник тепла, аэрозольобразующий субстрат, находящийся ниже по потоку от горючего источника тепла, и теплопроводящий элемент вокруг и в прямом контакте с задней частью горючего источника тепла и примыкающей передней частью аэрозольобразующего субстрата.

Температура сгорания горючего источника тепла для нагреваемого курительного изделия не должна быть столь высокой, чтобы приводить к горению или термическому разложению аэрозольобразующего материала во время применения нагреваемого курительного изделия. Однако температура сгорания горючего источника тепла должна быть настолько высокой, чтобы выделялось достаточно тепла для высвобождения в достаточном количестве летучих соединений из аэрозольобразующего материала, чтобы обеспечить приемлемый аэрозоль, в особенности во время начальных клубов дыма.

Горючий источник тепла для нагреваемого курительного изделия должен содержать достаточное количество горючего материала для обеспечения приемлемого аэрозоля, в особенности во время более поздних клубов дыма. Однако горючий источник тепла должен также быстро достигать соответствующей температуры сгорания после его зажигания, чтобы избежать временной задержки между зажиганием потребителем горючего источника тепла и получением приемлемого аэрозоля.

Одна или более зажигающих добавок могут быть включены в горючий источник тепла для нагреваемого курительного изделия с целью улучшения характеристик воспламенения и горения горючего источника тепла и, таким образом, повышения качества аэрозоля, образующегося во время начальных клубов дыма. Однако включение одной или более зажигающих добавок уменьшает содержание горючего материала в горючем источнике тепла и так может оказать негативное влияние на качество аэрозоля, образующегося во время более поздних клубов дыма.

Желательно обеспечить горючий источник тепла для курительного изделия, который даст приемлемый аэрозоль во время и начальных клубов дыма, и последних клубов дыма.

Согласно изобретению предложен многослойный горючий источник тепла для курительного изделия, включающий: горючий первый слой, включающий уголь, и второй слой в прямом контакте с первым слоем, второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где первый слой и второй слой представляют собой продольные концентрические слои, имеющие кажущуюся плотность не менее 0,6 г/см³, и где состав первого слоя отличается от состава второго слоя.

Согласно изобретению также предложено курительное изделие, включающее многослойный горючий источник тепла по изобретению и аэрозольобразующий субстрат ниже по потоку от многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “в прямом контакте” применяется для обозначения того, что второй слой касается первого слоя и что нет никаких промежуточных слоев между первым слоем и вторым слоем.

Как используется здесь, термин “зажигающая добавка” применяется для обозначения материала, который выделяет энергию или кислород, или то и другое, во время зажигания горючего источника тепла, где скорость выделения энергии или кислорода, или того и другого, материалом не ограничивается диффузией кислорода в окружающей среде. Другими словами, скорость выделения энергии или кислорода, или того и другого, материалом во время зажигания горючего источника тепла практически не зависит от скорости, с которой кислород окружающей среды может достигать материал. Как используется здесь, термин “зажигающая добавка” также применяется для обозначения элементарного металла, который выделяет энергию во время зажигания горючего источника тепла, где температура зажигания элементарного металла ниже приблизительно 500°C и теплота горения элементарного металла не ниже приблизительно 5 кДж/г.

Как используется здесь, термин “зажигающая добавка” не включает соли щелочных металлов и карбоновых кислот (такие как цитратные соли щелочных металлов, ацетатные соли щелочных металлов и сукцинатные соли щелочных металлов), галогенидные соли щелочных металлов (такие как хлоридные соли щелочных металлов), карбонатные соли щелочных металлов или фосфатные соли щелочных металлов, как полагают, модифицируют горение угля. Даже когда присутствуют в больших количествах относительно общей массы горючего источника тепла, такие выгорающие соли щелочных металлов не выделяют достаточной энергии во время зажигания горючего источника тепла для образования приемлемого аэрозоля во время начальных клубов дыма.

Как используется здесь, термин “аэрозольобразующий субстрат” применяется для описания субстрата, способного к выделению при нагревании летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоли, выделяемые из аэрозольобразующих субстратов курительных изделий по изобретению, могут быть видимыми или невидимыми и могут включать пары (например, тонкодисперсные частицы веществ, которые находятся в газообразном состоянии, которые являются обычно жидкостью или твердым веществом при комнатной температуре), а также газы и жидкие капли конденсированных паров.

Как используются здесь, термины “выше по потоку” и “передняя сторона” и “ниже по потоку” и “задняя сторона” применяются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов курительных изделий по изобретению по отношению к направлению, в котором потребитель затягивается курительными изделиями во время их употребления. Курительные изделия по изобретению включают конец для рта и противоположный дистальный конец. При употреблении потребитель затягивается с конца для рта курительных изделий. Конец для рта находится ниже по потоку от дистального конца. Многослойный горючий источник тепла расположен на дистальном конце или вблизи него.

Как используется здесь, термин “продольные слои” применяется по отношению к слоям, которые сходятся вдоль поверхности раздела, которая простирается вдоль по длине многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “поперечные слои” применяется по отношению к слоям, которые сходятся вдоль поверхности раздела, которая простирается по ширине многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “длина” применяется для описания размера в продольном направлении горючих источников тепла и курительных изделий по изобретению.

Как описано далее ниже, включение в многослойные горючие источники тепла по изобретению горючего первого слоя, включающего уголь, и второго слоя, включающего уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, позволяет обеспечить различные температурные профили во время начальных клубов дыма и последних клубов дыма курительных изделий по изобретению. Это успешно способствует образованию приемлемого аэрозоля курительными изделиями по изобретению во время как начальных клубов дыма, так и последних клубов дыма.

Воспламенение и искрение могут быть связаны с применением некоторых зажигающих добавок и других добавок в горючих источниках тепла для курительных изделий. Как описано далее ниже, включение в многослойные горючие источники тепла по изобретению горючего первого слоя, включающего уголь, и второго слоя, включающего уголь, и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, успешно позволяет располагать такие добавки в положении, в пределах многослойного горючего источника тепла, при котором одно из двух или оба явления: возникновение и заметность воспламенения и искрения - устраняются или снижаются.

Как описано далее ниже, курительные изделия по изобретению могут включать многослойные горючие источники тепла, которые являются глухими или неглухими.

Как используется здесь, термин “глухие” применяется для описания многослойного горючего источника тепла курительного изделия по изобретению, в котором воздух, втягиваемый через курительное изделие для вдыхания потребителем, не проходит ни через какие воздушно-струйные каналы вдоль многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “не глухие” применяется для описания многослойного горючего источника тепла курительного изделия по изобретению, в котором воздух, втягиваемый через курительное изделие для вдыхания потребителем, проходит через один или более воздушно-струйных каналов вдоль многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “воздушно-струйный канал” применяется для описания канала, простирающегося вдоль многослойного горючего источника тепла, через который воздух может быть протянут ниже по потоку для вдыхания потребителем.

Угольное содержание горючего первого слоя может составлять приблизительно не менее 5% на сухую массу. Например, угольное содержание горючего первого слоя может быть приблизительно не менее 10%, приблизительно не менее 20%, приблизительно не менее 30% или приблизительно не менее 40% на сухую массу.

Горючий первый слой предпочтительно имеет угольное содержание приблизительно не менее 35%, более предпочтительно приблизительно не менее 45%, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 55 % на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой предпочтительно имеет угольное содержание приблизительно не менее 65 % на сухую массу.

Второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку.

Угольное содержание горючего первого слоя предпочтительно выше, чем угольное содержание второго слоя.

Второй слой предпочтительно имеет угольное содержание приблизительно менее или равное 55 процентам, более предпочтительно приблизительно менее или равное 45 процентам, наиболее предпочтительно приблизительно менее или равное 35 процентам на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления второй слой предпочтительно имеет угольное содержание приблизительно менее 25% на сухую массу.

Второй слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки приблизительно не менее 35%, более предпочтительно приблизительно не менее 45%, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 55% на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления второй слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки приблизительно не менее 65% на сухую массу.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, по меньшей мере, одна зажигающая добавка в горючем первом слое может быть такой же, как, по меньшей мере, одна зажигающая добавка во втором слое, или отличной от нее.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, содержание зажигающей добавки второго слоя предпочтительно выше, чем содержание зажигающей добавки горючего первого слоя.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, горючий первый слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки менее или равное приблизительно 60 процентам, более предпочтительно менее или равное приблизительно 50 процентам, наиболее предпочтительно менее или равное приблизительно 40 процентам на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки менее или равное приблизительно 30 процентам на сухую массу.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое.

Подходящие зажигающие добавки для многослойных горючих источников тепла по изобретению известны из уровня техники.

Многослойные горючие источники тепла по некоторым вариантам осуществления изобретения могут включать одну или более зажигающих добавок, состоящих из отдельного элемента или соединения, которые выделяют энергию при зажигании многослойного горючего источника тепла.

Например, в некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более энергетических материалов, состоящих из отдельного элемента или соединения, которое взаимодействует экзотермически с кислородом при зажигании многослойных горючих источников тепла. Примеры подходящих энергетических материалов включают, но не в порядке ограничения, алюминий, железо, магний и цирконий.

Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут содержать одну или более зажигающих добавок, включающих два или более элементов или соединений, которые взаимодействуют друг с другом, выделяя энергию при зажигании многослойного горючего источника тепла.

Например, в некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут содержать один или более термитов или термитных композитов, включающих восстанавливающий агент, такой как, например, металл, и окисляющий агент, такой как, например, оксид металла, которые взаимодействуют друг с другом, выделяя энергию при зажигании многослойных горючих источников тепла. Примеры подходящих металлов включают, но не в порядке ограничения, магний, и примеры подходящих оксидов металлов включают, но не в порядке ограничения, оксид железа (Fe₂O₃) и оксид алюминия (Al₂O₃).

В других вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут содержать одну или более зажигающих добавок, включающих другие материалы, которые подвергаются экзотермическим взаимодействиям при зажигании многослойного горючего источника тепла. Примеры подходящих металлов включают, но не в порядке ограничения, интерметаллические и биметаллические материалы, карбиды металлов и гидриды металлов.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению предпочтительно включают, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, которая выделяет кислород во время зажигания многослойного горючего источника тепла.

В некоторых вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, которая выделяет кислород во время зажигания многослойного горючего источника тепла.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, которая выделяет кислород во время зажигания многослойного горючего источника тепла, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, которая выделяет кислород во время зажигания многослойного горючего источника тепла.

В таких вариантах осуществления выделение кислорода, по меньшей мере, одной зажигающей добавкой при зажигании многослойного горючего источника тепла опосредованно приводит к “подъему” температуры во время начальной первой стадии горения многослойного горючего источника тепла, увеличивая скорость сгорания многослойного горючего источника тепла. Это отражается на температурном профиле многослойного горючего источника тепла.

Например, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более окисляющих агентов, которые разлагаются с выделением кислорода при зажигании многослойного горючего источника тепла. Горючие источники тепла по изобретению могут включать органические окисляющие агенты, неорганические окисляющие агенты или их комбинацию. Примеры подходящих окисляющих агентов включают, но не в порядке ограничения: 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, бензоилпероксид 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.

Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более аккумулирующих или изолирующих кислород материалов, которые выделяют кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла. Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать аккумулирующие или изолирующие кислород материалы, которые аккумулируют и выделяют кислород путем инкапсуляции, физической адсорбции, хемосорбции, структурного изменения или их комбинацией. Примеры подходящих аккумулирующих или изолирующих кислород материалов включают, но не в порядке ограничения: металлические поверхности, такие как, например, поверхности металлического серебра или металлического золота; смешанные оксиды металлов; молекулярные сита; цеолиты; металлоорганические каркасные структуры; ковалентные органические каркасные структуры; шпинели и перовскиты.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать одну или более зажигающих добавок, состоящих из отдельного элемента или соединения, которое выделяет кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла. Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут содержать одну или более зажигающих добавок, включающих два или более элементов или соединений, которые взаимодействуют друг с другом, выделяя кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать одну или более зажигающих добавок, которые выделяют как энергию, так и кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла. Например, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более окисляющих агентов, которые разлагаются экзотермически с выделением кислорода при зажигании многослойного горючего источника тепла.

Альтернативно или в дополнение многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать одну или более первых зажигающих добавок, которые выделяют энергию при зажигании многослойного горючего источника тепла, и одну или более вторых зажигающих добавок, которые отличаются от одной или более первых зажигающих добавок тем, что выделяют кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла.

В некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать, по меньшей мере, одну нитратную соль металла, имеющую температуру термического разложения приблизительно ниже 600°C, более предпочтительно приблизительно ниже 400°C. Предпочтительно, по меньшей мере, одна нитратная соль металла имеет температуру разложения приблизительно между 150°C и 600°C, более предпочтительно приблизительно между 200°C и 400°C.

В таких вариантах осуществления, когда многослойный горючий источник тепла подвергается действию обычной зажигалки с желтым пламенем или других зажигающих устройств, по меньшей мере, одна нитратная соль металла разлагается с выделением кислорода и энергии. Это вызывает начальный подъем температуры многослойного горючего источника тепла, а также способствует зажиганию многослойного горючего источника тепла. После полного разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла многослойный горючий источник тепла продолжает гореть при более низкой температуре.

Включение, по меньшей мере, одной нитратной соли металла успешно приводит к зажиганию многослойного горючего источника тепла, возникающему изнутри, а не только в некоторой точке на его поверхности.

Используемый подъем температуры многослойного горючего источника тепла при его зажигании, возникающий вследствие разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла, находит отражение в росте температуры многослойного горючего источника тепла до температуры “подъема”. При применении в курительном изделии по изобретению это успешно гарантирует, что достаточное количество тепла может быть передано от многослойного горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату курительного изделия, и, таким образом, облегчает получение приемлемого аэрозоля во время начальных клубов дыма.

Последующее снижение температуры многослойного горючего источника тепла после разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла также находит отражение в последующем снижении температуры многослойного горючего источника тепла до “эксплуатационной” температуры. При использовании в курительном изделии по изобретению это успешно предупреждает или снижает термическое разложение или горение аэрозольобразующего субстрата курительного изделия.

Величину и продолжительность подъема температуры, возникающего вследствие разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла, можно успешно регулировать характером, количеством и расположением, по меньшей мере, одной нитратной соли металла в многослойном горючем источнике тепла. В частности, обеспечивая различные количества, по меньшей мере, одной нитратной соли металла в горючем первом слое и втором слое многослойного горючего источника тепла по изобретению, величину и продолжительность подъема температуры, возникающего вследствие разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла, можно успешно регулировать так, чтобы получать приемлемый аэрозоль во время начальных клубов дыма курительных изделий по изобретению, при этом все же обеспечивая приемлемый аэрозоль во время последних клубов дыма.

Предпочтительно, по меньшей мере, одну нитратную соль металла выбирают из группы, состоящей из нитрата калия, нитрата натрия, нитрата кальция, нитрата стронция, нитрата бария, нитрата лития, нитрата алюминия и нитрата железа.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению включают, по меньшей мере, две различные нитратные соли металлов. В одном из вариантов осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению включают нитрат калия, нитрат кальция и нитрат стронция.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению включают, по меньшей мере, один пероксид или супероксид, который активно выделяет кислород при температуре ниже приблизительно 600°C, более предпочтительно при температуре ниже приблизительно 400°C.

Предпочтительно, по меньшей мере, один пероксид или супероксид активно выделяет кислород при температуре приблизительно между 150°C и 600°C, более предпочтительно приблизительно между 200°C и 400°C, наиболее предпочтительно при температуре около 350°C.

В таких вариантах осуществления, когда многослойный горючий источник тепла подвергается действию обычной зажигалки с желтым пламенем или других зажигающих устройств, по меньшей мере, один пероксид или супероксид разлагается с выделением кислорода. Это вызывает начальный подъем температуры многослойного горючего источника тепла, а также способствует зажиганию многослойного горючего источника тепла. После полного разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида многослойный горючий источник тепла продолжает гореть при более низкой температуре.

Включение, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида успешно приводит к зажиганию многослойного горючего источника тепла, возникающему изнутри, а не только в некоторой точке на его поверхности.

Используемый подъем температуры многослойного горючего источника тепла при его зажигании, возникающий вследствие разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида, находит отражение в росте температуры многослойного горючего источника тепла до температуры “подъема”. При применении в курительном изделии по изобретению это успешно гарантирует, что достаточное количество тепла может быть передано от многослойного горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату курительного изделия, и, таким образом, облегчает получение приемлемого аэрозоля во время начальных клубов дыма.

Последующее снижение температуры многослойного горючего источника тепла после разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида также находит отражение в последующем снижении температуры многослойного горючего источника тепла до “эксплуатационной” температуры. При использовании в курительном изделии по изобретению это успешно предупреждает или снижает термическое разложение или горение аэрозольобразующего субстрата курительного изделия.

Величину и продолжительность подъема температуры, возникающего вследствие разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида, можно успешно регулировать характером, количеством и расположением, по меньшей мере, одного пероксида в многослойном горючем источнике тепла. В частности, обеспечивая различные количества, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида в горючем первом слое и втором слое многослойного горючего источника тепла по изобретению, величину и продолжительность подъема температуры, возникающего вследствие разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида, можно успешно регулировать так, чтобы получать приемлемый аэрозоль во время начальных клубов дыма курительных изделий по изобретению, при этом все же обеспечивая приемлемый аэрозоль во время последних клубов дыма.

Подходящие пероксиды и супероксиды для включения в многослойные горючие источники тепла по изобретению включают, но не в порядке ограничения, пероксид стронция, пероксид магния, пероксид бария, пероксид лития, пероксид цинка, супероксид калия и супероксид натрия.

Предпочтительно, по меньшей мере, один пероксид выбирают из группы, состоящей из пероксида кальция, пероксида стронция, пероксида магния, пероксида бария и их комбинаций.

В некоторых вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид, где соотношение по сухой массе угля и пероксида в горючем первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и пероксида во втором слое.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид, где соотношение по сухой массе угля и пероксида в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и пероксида во втором слое.

В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и пероксид кальция, и второй слой включает уголь и пероксид кальция, где соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в горючем первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и пероксид кальция, и второй слой включает уголь и пероксид кальция, где соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое.

Слои многослойных горючих источников тепла по изобретению могут дополнительно включать одно или более связующих веществ.

Одним или более связующими веществами могут быть органические связующие вещества, неорганические связующие вещества или их комбинация. Подходящие известные органические связующие вещества включают, но не в порядке ограничения: камеди, такие как, например, гуаровая камедь; модифицированные целлюлозы и производные целлюлозы, такие как, например, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза; пшеничная мука; крахмалы; сахара; растительные масла и их комбинации.

Подходящие известные неорганические связующие вещества включают, но не в порядке ограничения: глины, такие как, например бентонит и каолинит; алюмосиликатные производные, такие, например, как цемент, активированные щелочью алюмосиликаты; силикаты щелочных металлов, такие как, например, силикаты натрия и силикаты калия; производные известняка, такие как, например, известь и гидратная известь; соединения щелочноземельных металлов и производные, такие как, например, магнезиальный цемент, сульфат магния, сульфат кальция, фосфат кальция и дикальцийфосфат; и соединения алюминия и производные, такие как, например, сульфат алюминия.

В некоторых вариантах осуществления слои многослойных горючих источников тепла по изобретению могут быть образованы смесью, включающей: угольный порошок; модифицированную целлюлозу, такую как, например, карбоксиметилцеллюлоза; муку, такую как, например пшеничная мука; и сахар, такой как, например, белый кристаллический сахар, полученный из свеклы.

В других вариантах осуществления слои многослойных горючих источников тепла по изобретению могут быть образованы смесью, включающей: угольный порошок; модифицированную целлюлозу, такую как, например, карбоксиметилцеллюлоза; и необязательно бентонит.

Вместо или в дополнение к одному или более связующим веществам, слои многослойных горючих источников тепла по изобретению могут включать одну или более добавок для того, чтобы улучшить характеристики многослойного горючего источника тепла. Подходящие добавки включают, но не в порядке ограничения, добавки, способствующие упрочению многослойного горючего источника тепла (например, спекающие добавки), добавки, способствующие горению многослойного горючего источника тепла (например, калий и соли калия, такие как цитрат калия), и добавки, способствующие разложению одного или более газов, образующихся при горении многослойного горючего источника тепла (например, катализаторы, такие как CuO, Fe₂O₃ и Al₂O₃).

Предпочтительно, первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению являются неволокнистыми.

Первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению могут быть образованы одним или более подходящими угольсодержащими материалами. Подходящие угольсодержащие материалы хорошо известны в данной области и включают, но не в порядке ограничения, угольный порошок.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут иметь общее угольное содержание приблизительно не менее 35%. Например, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут иметь общее угольное содержание приблизительно не менее 40% или приблизительно не менее 45% на сухую массу.

В некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут представлять собой многослойные горючие источники тепла на угольной основе. Как используется здесь, термин “на угольной основе” применяется для описания многослойного горючего источника тепла, состоящего, главным образом, из угля.

Многослойные горючие источники тепла на угольной основе по изобретению могут иметь угольное содержание приблизительно не менее 50%, предпочтительно приблизительно не менее 60%, более предпочтительно приблизительно не менее 70%, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 80% на сухую массу.

Первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению имеют кажущуюся плотность не менее 0,6 г/см³.

Кажущаяся плотность первого слоя и второго слоя многослойных горючих источников тепла по изобретению может быть вычислена делением массы каждого слоя на объем каждого слоя.

Например, когда первый слой и второй слой двухслойных горючих источников тепла по изобретению получены прессованием, кажущаяся плотность первого слоя и второго слоя может быть вычислена делением массы материала, прессованного с образованием каждого слоя, на объем каждого полученного слоя.

Альтернативно, когда первый слой и второй слой двухслойных горючих источников тепла по изобретению получены экструзией, кажущаяся плотность первого слоя и второго слоя может быть вычислена удалением одного из слоев и расчетом плотности удаленного слоя делением массы удаленного материала на объем слоя перед удалением, и расчетом плотности оставшегося слоя делением массы оставшегося слоя на объем оставшегося слоя.

Предпочтительно, первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению имеют кажущуюся плотность приблизительно между 0,6 г/см³ и 1 г/см³.

Кажущаяся плотность первого слоя может быть такой же или отличной от кажущейся плотности второго слоя.

Когда кажущаяся плотность первого слоя отлична от кажущейся плотности второго слоя, различие в кажущейся плотности первого слоя и кажущейся плотности второго слоя предпочтительно менее или равно 0,2 г/см³.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению имеют кажущуюся плотность приблизительно между 0,6 г/см³ и 1 г/см³.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению являются вытянутыми. Более предпочтительно, многослойные горючие источники тепла, по существу, палочкообразные.

В особенно предпочтительных вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению, по существу, цилиндрические.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению, по существу, постоянного диаметра. Однако многослойные горючие источники тепла по изобретению, альтернативно, могут быть коническими, так что диаметр первого конца многослойного горючего источника тепла больше, чем диаметр противоположного второго.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению имеют, по существу, круглое, или, по существу, овальное, или, по существу, элиптическое поперечное сечение. Наиболее предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению имеют, по существу, круглое поперечное сечение. Однако в альтернативных вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут иметь поперечные сечения различной формы. Например, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут иметь, по существу, треугольное, квадратное, ромбовидное, трапецеидальное или восьмигранное поперечное сечение.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению имеют длину приблизительно между 5 мм и 20 мм, более предпочтительно приблизительно между 7 мм и 15 мм, наиболее предпочтительно приблизительно между 7 мм и 13 мм.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению имеют диаметр приблизительно между 5 мм и 10 мм, более предпочтительно приблизительно между 6 мм и 9 мм, наиболее предпочтительно приблизительно между 7 мм и 8 мм.

Как используется здесь, термин “диаметр” означает максимальный поперечный размер многослойных горючих источников тепла по изобретению.

Горючий первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению являются продольными концентрическими слоями.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению, по существу, цилиндрические, и горючий первый слой и второй являются продольными концентрическими слоями.

В некоторых вариантах осуществления горючий первый слой является внешним слоем, и второй слой является внутренним слоем, который ограничивается горючим первым слоем.

В некоторых вариантах осуществления горючий первый слой является кольцевым внешним слоем, и второй слой является, по существу, цилиндрическим внутренним слоем, который ограничивается горючим первым слоем.

В некоторых иных вариантах осуществления второй слой является внешним слоем, и горючий первый слой является внутренним слоем, который ограничивается вторым слоем.

В некоторых дальнейших вариантах осуществления второй слой является кольцевым внешним слоем, и горючий первый слой является, по существу, цилиндрическим внутренним слоем, который ограничивается вторым слоем.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой является внешним слоем, и второй слой является внутренним слоем, который ограничивается горючим первым слоем, второй слой может успешно действовать как “фитиль” при зажигании многослойного горючего источника тепла. Вдобавок в таких вариантах осуществления одно из двух или оба явления: возникновение и заметность воспламенения и искрения, связанные с применением некоторых зажигающих добавок и других добавок, могут быть устранены или снижены включением таких добавок во второй слой многослойного горючего источника тепла при исключении или снижении наличия таких добавок в горючем первом слое.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой является кольцевым внешним слоем, и второй слой представляет собой, по существу, цилиндрический внутренний слой, который ограничивается горючим первым слоем, многослойный горючий источник тепла может, например, иметь диаметр приблизительно между 5 мм и 10 мм, и второй слой может, например, иметь диаметр приблизительно между 0,5 мм и 9 мм.

В вариантах осуществления, где второй слой является кольцевым внешним слоем, и горючий первый слой представляет собой, по существу, цилиндрический внутренний слой, который ограничивается вторым слоем, многослойный горючий источник тепла может, например, иметь диаметр приблизительно между 5 мм и 10 мм, и горючий первый слой может, например, иметь диаметр приблизительно между 0,5 мм и 9 мм.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более дополнительных слоев.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более дополнительных слоев, имеющих, по существу, тот же состав, что и горючий первый слой.

Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более дополнительных слоев, имеющих, по существу, тот же состав, что и второй слой.

Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более дополнительных слоев, имеющих состав, отличный как от горючего первого слоя, так и второго слоя.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более дополнительных слоев, по существу, параллельных горючему первому слою и второму слою. В таких вариантах осуществления горючий первый слой, второй слой и один или более дополнительных слоев сходятся по практически параллельным поверхностям раздела.

Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более дополнительных слоев, по существу, перпендикулярных горючему первому слою и второму слою. В таких вариантах осуществления горючий первый слой сходится со вторым слоем по первой поверхности раздела, и один или более дополнительных слоев сходятся друг с другом и горючим первым слоем и вторым слоем по второй поверхности раздела, по существу, перпендикулярной первой поверхности раздела.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут дополнительно включать один или более дополнительных продольных слоев или один или более дополнительных поперечных слоев, или комбинацию из одного или более дополнительных продольных слоев и одного или более дополнительных поперечных слоев.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут дополнительно включать один или более дополнительных концентрических слоев или один или более дополнительных неконцентрических слоев, или комбинацию из одного или более дополнительных концентрических слоев и одного или более дополнительных неконцентрических слоев.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению дополнительно содержат третий слой, включающий уголь или, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, или то и другое.

Третий слой может быть горючим или негорючим.

Состав третьего слоя может быть по существу тем же или отличным от состава горючего первого слоя. Предпочтительно, состав третьего слоя отличен от состава горючего первого слоя.

Состав третьего слоя может быть по существу тем же или отличным от состава второго слоя.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления третий слой включает уголь.

В вариантах осуществления, где третий слой включает уголь, угольное содержание горючего первого слоя предпочтительно выше, чем угольное содержание третьего слоя.

В вариантах осуществления, где третий слой включает уголь, угольное содержание второго слоя предпочтительно выше или, по существу, равно угольному содержанию третьего слоя.

В альтернативных вариантах осуществления, где третий слой включает уголь, угольное содержание второго слоя может быть ниже, чем угольное содержание третьего слоя.

В вариантах осуществления, где третий слой включает уголь, третий слой предпочтительно имеет угольное содержание ниже или, по существу, равное приблизительно 55 процентам, более предпочтительно ниже или равное приблизительно 45 процентам, наиболее предпочтительно ниже или равное приблизительно 35 процентам на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления третий слой предпочтительно имеет угольное содержание ниже или равное приблизительно 25 процентам на сухую массу.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления третий слой включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку.

Когда третий слой включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, по меньшей мере, одна зажигающая добавка в третьем слое может быть такой же или отличной от, по меньшей мере, одной зажигающей добавки во втором слое.

Когда горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку и третий слой включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, по меньшей мере, одна зажигающая добавка в третьем слое может быть такой же или отличной от, по меньшей мере, одной зажигающей добавки в горючем первом слое.

В вариантах осуществления, где третий слой включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, содержание зажигающей добавки третьего слоя предпочтительно выше или по существу равно содержанию зажигающей добавки второго слоя.

В альтернативных вариантах осуществления, где третий слой включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, содержание зажигающей добавки третьего слоя может быть ниже, чем содержание зажигающей добавки второго слоя.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку и третий слой включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, содержание зажигающей добавки третьего слоя предпочтительно выше, чем содержание зажигающей добавки горючего первого слоя.

В альтернативных вариантах осуществления, где горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку и третий слой включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, содержание зажигающей добавки третьего слоя предпочтительно ниже, чем содержание зажигающей добавки горючего первого слоя.

В вариантах осуществления, где третий слой включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, третий слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки приблизительно не менее 30%, более предпочтительно приблизительно не менее 40%, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 50 % на сухую массу.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку и третий слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в горючем первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку и третий слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку и третий слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое, и соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое выше или по существу равно соотношению по сухой массе угля и зажигающей добавки в третьем слое.

В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и пероксид кальция, второй слой включает уголь и пероксид кальция и третий слой включает уголь и пероксид кальция, где соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в горючем первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и пероксид кальция, второй слой включает уголь и пероксид кальция и третий слой включает уголь и пероксид кальция, где соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и пероксид кальция, второй слой включает уголь и пероксид кальция и третий слой включает уголь и пероксид кальция, где соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое, и соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое выше или по существу равно соотношению по сухой массе угля и пероксида кальция в третьем слое.

В альтернативном варианте осуществления горючий первый слой включает уголь и пероксид кальция, второй слой включает уголь и пероксид кальция и третий слой включает уголь и пероксид кальция, где соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое, и соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое ниже, чем соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в третьем слое.

Третий слой может быть по существу параллельным горючему первому слою и второму слою. В таких вариантах осуществления горючий первый слой, второй слой и третий слой сходятся по практически параллельным поверхностям раздела.

Альтернативно, третий слой может быть по существу перпендикулярным горючему первому слою и второму слою. В таких вариантах осуществления горючий первый слой сходится со вторым слоем по первой поверхности раздела и третий слой сходится с горючим первым слоем и вторым слоем по второй поверхности раздела, по существу перпендикулярной первой поверхности раздела.

Третий слой может быть продольным слоем или поперечным слоем.

Третий слой может быть концентрическим слоем или неконцентрическим слоем.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления третий слой является неконцентрическим слоем.

В некоторых вариантах осуществления горючий первый слой является продольным внешним слоем, второй слой является продольным внутренним слоем, который ограничивается горючим первым слоем, и третий слой является поперечным слоем.

В некоторых вариантах осуществления горючий первый слой является кольцевым продольным внешним слоем, второй слой является, по существу, цилиндрическим продольным внутренним слоем, который ограничивается горючим первым слоем, и третий слой является поперечным слоем.

В некоторых иных вариантах осуществления второй слой является продольным внешним слоем, горючий первый слой является продольным внутренним слоем, который ограничивается вторым слоем, и третий слой является поперечным слоем.

В некоторых дополнительных вариантах осуществления второй слой является кольцевым продольным внешним слоем, горючий первый слой является, по существу, цилиндрическим продольным внутренним слоем, который ограничивается вторым слоем, и третий слой является поперечным слоем.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой является кольцевым продольным внешним слоем, второй слой является, по существу, цилиндрическим продольным внутренним слоем, ограничиваемым горючим первым слоем, и третий слой является поперечным слоем, многослойный горючий источник тепла может, например, иметь диаметр приблизительно между 5 мм и 10 мм, второй слой может, например, иметь диаметр приблизительно между 0,5 мм и 9 мм, и третий слой может, например, иметь длину приблизительно между 1 мм и 10 мм.

В вариантах осуществления, где второй слой является кольцевым продольным внешним слоем, горючий первый слой является, по существу, цилиндрическим продольным внутренним слоем, ограничиваемым вторым слоем, и третий слой является поперечным слоем, многослойный горючий источник тепла может, например, иметь диаметр приблизительно между 5 мм и 10 мм, горючий первый слой может, например, иметь диаметр приблизительно между 0,5 мм и 9 мм, и третий слой может, например, иметь длину приблизительно между 1 мм и 10 мм.

Для изготовления многослойных горючих источников тепла по изобретению уголь и любые другие компоненты горючего первого слоя, по меньшей мере, одну зажигающую добавку и любые другие компоненты второго слоя и, где присутствуют, компоненты третьего слоя и любые другие дополнительные слои многослойного горючего источника тепла смешивают и придают требуемую форму. Компонентам горючего первого слоя, компонентам второго слоя и, где присутствуют, компонентам третьего слоя и любых других дополнительных слоев можно придавать требуемую форму, используя любые подходящие известные способы формования керамики, такие как, например, шликерное литье, экструзия, инжекционное формование и уплотнение в матрицах или прессование, или их комбинацию. Предпочтительно, компонентам горючего первого слоя, компонентам второго слоя и, где присутствуют, компонентам третьего слоя и любых других дополнительных слоев придают требуемую форму прессованием или экструзией, или их комбинацией.

В некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут быть изготовлены формованием горючего первого слоя, второго слоя и, где присутствует, третьего слоя и любых других дополнительных слоев, используя один способ. Например, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут быть изготовлены путем формования горючего первого слоя, второго слоя и, где присутствует, третьего слоя и любых других дополнительных слоев экструзией.

Альтернативно, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут быть изготовлены путем формования горючего первого слоя, второго слоя и, где присутствует, третьего слоя и любых других дополнительных слоев прессованием.

В других вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут быть изготовлены путем формования горючего первого слоя, второго слоя и, где присутствует, третьего слоя и любых других дополнительных слоев с применением двух или более различных способов.

Например, когда многослойные горючие источники тепла по изобретению включают первый горючий слой, второй слой и третий слой, и горючий первый слой и второй слой являются продольными слоями, а третий слой является поперечным слоем, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут быть изготовлены путем формования горючего первого слоя и второго слоя экструзией и формования третьего слоя прессованием.

Предпочтительно, компоненты горючего первого слоя, компоненты второго слоя и, где присутствуют, компоненты третьего слоя и любых других дополнительных слоев формуют в цилиндрический стержень. Однако следует понимать, что компонентам горючего первого слоя, компонентам второго слоя и, где присутствуют, компонентам третьего слоя и любых других дополнительных слоев могут быть приданы другие требуемые формы.

После формования цилиндрический стержень или другая требуемая форма может быть высушена для уменьшения содержания в ней влаги.

Формованный многослойный горючий источник тепла предпочтительно является не пиролизованным, когда один или более слоев многослойного горючего источника тепла включают, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, выбираемую из группы, состоящей из пероксидов, термитов, интерметаллидов, магния, алюминия и циркония.

В других вариантах осуществления формованный многослойный горючий источник тепла пиролизуют в неокисляющей атмосфере при температуре, достаточной для коксования любых связующих веществ, где присутствуют, и практически для удаления любых летучих веществ из формованного многослойного горючего источника тепла. В таких вариантах осуществления формованный многослойный горючий источник тепла предпочтительно пиролизуют в атмосфере азота при температуре приблизительно между 700°C и 900°C. По меньшей мере, одна нитратная соль металла может быть включена в многослойные горючие источники тепла по изобретению путем включения, по меньшей мере, одного предшественника нитрата металла в смесь компонентов, формованных в высушенный цилиндрический стержень или другую требуемую форму, и затем последующим превращением, по меньшей мере, одного предшественника нитрата металла в, по меньшей мере, одну нитратную соль металла на месте путем обработки пиролизованного формованного многослойного горючего источника тепла водным раствором азотной кислоты.

По меньшей мере, один предшественник нитрата металла может представлять собой любой металл или металлсодержащее соединение, такое как, например, оксид металла или карбонат металла, которое взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитратной соли металла. Подходящие предшественники нитратной соли металла включают, но не в порядке ограничения, карбонат кальция, карбонат калия, оксид кальция, карбонат стронция, карбонат лития и доломит (карбонат кальция и магния).

Предпочтительно, концентрация водного раствора азотной кислоты составляет приблизительно между 20% и 50% по сухой массе, более предпочтительно приблизительно между 30% и 40% по сухой массе. Помимо превращения, по меньшей мере, одного предшественника нитрата металла в, по меньшей мере, одну нитратную соль металла обработка углесодержащих многослойных горючих источников тепла по изобретению азотной кислоты успешно улучшает пористость углесодержащих многослойных горючих источников тепла и активирует угольный субстрат, увеличивая его площадь поверхности.

Курительные изделия по изобретению могут включать негорючую, по существу воздухонепроницаемую мембрану между расположенным ниже по потоку концом многослойного горючего источника тепла и расположенным выше по потоку концом аэрозольобразующего субстрата.

Как используется здесь, термин “негорючий” применяется для описания мембраны, которая является по существу негорючей при температурах, достигаемых многослойным горючим источником тепла во время его горения или зажигания.

Мембрана может примыкать или к расположенному ниже по потоку концу многослойного горючего источника тепла, или расположенному выше по потоку концу аэрозольобразующего субстрата, или к обоим концам.

Мембрана может быть приклеена или иначе прикреплена или к расположенному ниже по потоку концу многослойного горючего источника тепла, или к расположенному выше по потоку концу аэрозольобразующего субстрата, или к обоим концам.

В некоторых вариантах осуществления мембрана включает защитное покрытие, обеспеченное на задней поверхности многослойного горючего источника тепла. В таких вариантах осуществления, предпочтительно, мембрана включает защитное покрытие, обеспеченное, по меньшей мере, практически на всей задней поверхности многослойного горючего источника тепла. Более предпочтительно мембрана включает защитное покрытие, обеспеченное на всей задней поверхности многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “покрытие” применяется для описания слоя материала, который покрывает и приклеен к многослойному горючему источнику тепла.

Мембрана может успешно ограничивать температуру, которой подвергается аэрозольобразующий субстрат во время зажигания или горения многослойного горючего источника тепла, и, таким образом, помогает избегать или снижать термическое разложение или горение аэрозольобразующего субстрата во время использования курительного изделия.

В зависимости от требуемых характеристик и эффективности функционирования курительного изделия мембрана может иметь низкую теплопроводность или высокую теплопроводность. В некоторых вариантах осуществления мембрана может быть сформирована из материала, имеющего объемную теплопроводность приблизительно между 0,1 Вт на метр на Кельвин (Вт/(м⋅К)) и 200 Вт на метр на Кельвин (Вт/(м⋅К)) при 23°C и относительной влажности 50%, измеренной с применением модифицированного нестационарного метода плоского источника (MTPS).

Толщина мембраны может быть соответственно отрегулирована для достижения хороших характеристик курения. В некоторых вариантах осуществления мембрана может иметь толщину приблизительно между 10 микронами и 500 микронами.

Мембрана может быть сформирована из одного или более подходящих материалов, которые являются практически термически стабильными и негорючими при температурах, достигаемых многослойным горючим источником тепла во время зажигания и горения. Подходящие материалы известны из уровня техники и включают, но не в порядке ограничения, глины (такие как, например, бентонит и каолинит), стекла, минералы, керамические материалы, смолы, металлы и их комбинации.

Предпочтительные материалы, из которых может быть сформирована мембрана, включают глины и стекла. Более предпочтительные материалы, из которых может быть сформирована мембрана, включают медь, алюминий, нержавеющую сталь, сплавы, оксид алюминия (Al₂O₃), смолы и минеральные клеи.

В одном из вариантов осуществления мембрана включает глинистое покрытие, включающее смесь 50/50 бентонита и каолинита, предусмотренное на задней поверхности многослойного горючего источника тепла. В одном из более предпочтительных вариантов осуществления мембрана включает алюминиевое покрытие, предусмотренное на задней поверхности многослойного горючего источника тепла. В другом предпочтительном варианте осуществления мембрана включает стеклянное покрытие, более предпочтительно спеченное стеклянное покрытие, предусмотренное на задней поверхности многослойного горючего источника тепла.

Предпочтительно мембрана имеет толщину приблизительно не менее 10 микрон. По причине слабой проницаемости глины в отношении воздуха в вариантах осуществления, где мембрана включает глинистое покрытие, предусмотренное на задней поверхности многослойного горючего источника тепла, глинистое покрытие более предпочтительно имеет толщину приблизительно не менее 50 микрон и наиболее предпочтительно приблизительно между 50 микронами и 350 микронами. В вариантах осуществления, где мембрана сформирована из одного или более материалов, которые более непроницаемы в отношении воздуха, таких как алюминий, мембрана может быть тоньше и обычно предпочтительно будет иметь толщину менее приблизительно 100 микрон и более предпочтительно около 20 микрон. В вариантах осуществления, где мембрана включает стеклянное покрытие, предусмотренное на задней поверхности горючего источника тепла, стеклянное покрытие предпочтительно имеет толщину приблизительно менее 200 микрон. Толщина мембраны может быть измерена с помощью микроскопа, сканирующего электронного микроскопа (SEM) или любыми другими подходящими методами измерений, известными из уровня техники.

Когда мембрана включает защитное покрытие, предусмотренное на задней поверхности многослойного горючего источника тепла, защитное покрытие может быть нанесено, чтобы покрыть, и присоединено к задней поверхности многослойного горючего источника тепла любыми подходящими способами, известными из уровня техники, включающими, но не в порядке ограничения, нанесение покрытия распылением, парофазное осаждение, макание, перенос материала (например, нанесение кистью или наклеивание), электростатическое осаждение или любую их комбинацию.

Например, защитное покрытие может быть изготовлено предварительным формованием мембраны, размером и формой, приблизительно соответствующей задней поверхности многослойного горючего источника тепла, и нанесением ее на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла, чтобы покрыть и присоединить как минимум практически ко всей задней поверхности многослойного горючего источника тепла. Альтернативно, первое защитное покрытие может быть вырезано или иначе подвергнуто механической обработке после его нанесения на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла. В одном из предпочтительных вариантов осуществления алюминиевую фольгу наносят на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла наклеиванием или прессованием с многослойным горючим источником тепла и вырезают или иначе подвергают механической обработке, так что алюминиевая фольга покрывает и присоединяется как минимум практически ко всей задней поверхности многослойного горючего источника тепла, предпочтительно ко всей задней поверхности многослойного горючего источника тепла.

В другом предпочтительном варианте осуществления защитное покрытие формируют, нанося раствор или суспензию одного или более подходящих покрывающих материалов на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла. Например, защитное покрытие может быть нанесено на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла маканием задней поверхности многослойного горючего источника тепла в раствор или суспензию одного или более подходящих покрывающих материалов или нанесением кистью, или нанесением покрытия распылением раствора или суспензии, или электростатическим напылением порошка или порошковой смеси одного или более подходящих покрывающих материалов на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла. Когда защитное покрытие наносят на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла электростатическим напылением порошка или порошковой смеси одного или более подходящих покрывающих материалов на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла, заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла предпочтительно предварительно обрабатывают жидким стеклом перед электростатическим осаждением. Предпочтительно, защитное покрытие наносят путем нанесения покрытия распылением.

Защитное покрытие может быть сформировано одним нанесением раствора или суспензии одного или более подходящих покрывающих материалов на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла. Альтернативно, защитное покрытие может быть сформировано многократными нанесениями раствора или суспензии одного или более подходящих покрывающих материалов на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла. Например, защитное покрытие может быть сформировано одним, двумя, тремя, четырьмя, пятью, шестью, семью или восемью последовательными нанесениями раствора или суспензии одного или более подходящих покрывающих материалов на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла.

Предпочтительно, защитное покрытие формируют одним-десятью нанесениями раствора или суспензии одного или более подходящих покрывающих материалов на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла.

После нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих покрывающих материалов на его заднюю поверхность многослойный горючий источник тепла может быть высушен для образования защитного покрытия.

Когда защитное покрытие формируют многократными нанесениями раствора или суспензии одного или более подходящих покрывающих материалов на его заднюю поверхность, может потребоваться высушить многослойный горючий источник тепла между последовательными нанесениями раствора или суспензии.

Альтернативно или в дополнение к высушиванию после нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих покрывающих материалов на заднюю поверхность многослойного горючего источника тепла покрывающий материал на многослойном горючем источнике тепла может быть спечен для формирования защитного покрытия. Спекание защитного покрытия в особенности предпочтительно, когда защитное покрытие является стеклянным или керамическим покрытием. Предпочтительно, защитное покрытие спекают при температуре приблизительно между 500°C и 900°C и более предпочтительно приблизительно при 700°C.

В некоторых вариантах осуществления курительные изделия по изобретению могут содержать многослойные горючие источники тепла, которые не включают воздушно-струйные каналы. Многослойные горючие источники тепла курительных изделий таких вариантов осуществления называются здесь глухими многослойными горючими источниками тепла.

В курительных изделиях по изобретению, включающих глухие многослойные горючие источники тепла, перенос тепла от многослойного горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату осуществляется, главным образом, за счет теплопроводности, и нагревание аэрозольобразующего субстрата путем конвекции сведено к минимуму или пониженное. Это успешно способствует сведению к минимуму или снижению воздействия режима пускания клубов дыма потребителем на состав основного аэрозоля курительных изделий по изобретению, включающих глухие многослойные горючие источники тепла.

Следует понимать, что курительные изделия по изобретению могут содержать глухие многослойные горючие источники тепла, включающие один или более закрытых или блокированных внутренних каналов, через которые воздух не может быть протянут для вдыхания потребителем. Например, курительные изделия по изобретению могут содержать глухие многослойные горючие источники тепла, включающие один или более закрытых внутренних каналов, которые простираются от расположенной выше по потоку торцевой стороны многослойного горючего источника тепла только на часть расстояния по длине многослойного горючего источника тепла.

В таких вариантах осуществления включение одного или более закрытых воздушных внутренних каналов увеличивает площадь поверхности многослойного горючего источника тепла, который подвергается действию кислорода из воздуха, и может успешно способствовать зажиганию и устойчивому горению многослойного горючего источника тепла.

В других вариантах осуществления курительные изделия по изобретению могут содержать многослойные горючие источники тепла, включающие один или более воздушно-струйных каналов. Многослойные горючие источники тепла курительных изделий по таким вариантам осуществления носят здесь название неглухие многослойные горючие источники тепла.

В курительных изделиях по изобретению, включающих неглухие многослойные горючие источники тепла, нагревание аэрозольобразующего субстрата осуществляется путем теплопроводности и конвекции. При использовании, когда потребитель пускает клубы дыма из курительного изделия по изобретению, включающего неглухой многослойный горючий источник тепла, воздух протягивается ниже по потоку через один или более воздушно-струйных каналов вдоль многослойного горючего источника тепла. Протянутый воздух проходит через аэрозольобразующий субстрат и затем ниже по потоку в направлении конца курительного изделия, предназначенного для рта.

Курительные изделия по изобретению могут содержать неглухие многослойные горючие источники тепла, включающие один или более закрытых воздушно-струйных каналов вдоль многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “закрытый” применяется для описания воздушно-струйных каналов, которые окружены многослойным горючим источником тепла по их длине.

Например, курительные изделия по изобретению могут содержать неглухие многослойные горючие источники тепла, включающие один или более закрытых воздушно-струйных каналов, которые простираются по внутренней части многослойного горючего источника тепла на всю длину многослойного горючего источника тепла.

Альтернативно или в дополнение, курительные изделия по изобретению могут содержать неглухие многослойные горючие источники тепла, включающие один или более незакрытых воздушно-струйных каналов, расположенных вдоль многослойного горючего источника тепла.

Например, курительные изделия по изобретению могут содержать неглухие многослойные горючие источники тепла, включающие один или более незакрытых воздушно-струйных каналов, которые простираются вдоль наружной поверхности многослойного горючего источника тепла как минимум по расположенному ниже по потоку участку длины многослойного горючего источника тепла.

В некоторых вариантах осуществления курительные изделия по изобретению могут содержать неглухие многослойные горючие источники тепла, включающие один два или три воздушно-струйных канала. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления курительные изделия по изобретению содержат неглухие многослойные горючие источники тепла, включающие один воздушно-струйный канал, простирающийся по внутренней части многослойного горючего источника тепла. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления курительные изделия по изобретению содержат неглухие многослойные горючие источники тепла, включающие один по существу центральный или аксиальный воздушно-струйный канал, простирающийся через внутреннюю часть многослойного горючего источника тепла. В таких вариантах осуществления диаметр одного воздушно-струйного канала предпочтительно составляет приблизительно между 1,5 мм и 3 мм.

Когда курительные изделия по изобретению содержат мембрану, включающую защитное покрытие, предусмотренное на задней поверхности неглухого многослойного горючего источника тепла, включающего один или более воздушно-струйных каналов вдоль многослойного горючего источника тепла, защитное покрытие должно позволять протягивать воздух ниже по потоку через один или более воздушно-струйных каналов.

Когда курительные изделия по изобретению содержат неглухие многослойные горючие источники тепла, курительные изделия могут дополнительно включать негорючую, по существу воздухонепроницаемую мембрану между многослойным горючим источником тепла и одним или более воздушно-струйными каналами для изоляции неглухих многослойных горючих источников тепла от воздуха, втягиваемого через курительное изделие.

В некоторых вариантах осуществления мембрана может быть приклеена или иначе прикреплена к многослойному горючему источнику тепла.

Предпочтительно, мембрана включает защитное покрытие, предусмотренное на внутренней поверхности одного или более воздушно-струйных каналов. Более предпочтительно мембрана включает защитное покрытие, предусмотренное, как минимум, практически на всей внутренней поверхности одного или более воздушно-струйных каналов. Наиболее предпочтительно мембрана включает защитное покрытие, предусмотренное на всей внутренней поверхности одного или более воздушно-струйных каналов.

Альтернативно, защитное покрытие может быть обеспечено введением покровного материала в один или более воздушно-струйных каналов. Например, когда курительные изделия по изобретению содержат неглухие многослойные горючие источники тепла, включающие один или более воздушно-струйных каналов, которые проходят через внутреннюю часть многослойного горючего источника тепла, негорючая, по существу воздухонепроницаемая тонкостенная трубка может быть введена в каждый из одного или более воздушно-струйных каналов.

Мембрана может успешно по существу предотвращать или препятствовать попаданию продуктов горения и разложения, образующихся во время зажигания и горения многослойного горючего источника тепла курительных изделий по изобретению, в воздух, протягиваемый ниже по потоку по одному или более воздушно-струйным каналам.

Мембрана может также успешно по существу предотвращать или подавлять активацию горения многослойного горючего источника тепла курительных изделий по изобретению во время пускания клубов дыма потребителем.

В зависимости от требуемых характеристик и эффективности функционирования курительного изделия мембрана может иметь низкую теплопроводность или высокую теплопроводность. Предпочтительно мембрана имеет низкую теплопроводность.

Толщина мембраны может быть соответственно отрегулирована для достижения хороших характеристик курения. В некоторых вариантах осуществления мембрана может иметь толщину приблизительно между 30 микронами и 200 микронами. В предпочтительных вариантах осуществления мембрана имеет толщину приблизительно между 30 микронами и 100 микронами.

Мембрана может быть сформирована из одного или более подходящих материалов, которые являются практически термически стабильными и негорючими при температурах, достигаемых многослойным горючим источником тепла во время зажигания и горения. Подходящие материалы известны из уровня техники и включают, но не в порядке ограничения, например: глины; оксиды металлов, такие как оксид железа, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид кремния, диоксид кремния-оксид алюминия, диоксид циркония и диоксид церия; цеолиты; фосфат циркония и другие керамические материалы или их комбинации.

Предпочтительные материалы, из которых может быть сформирована мембрана, включают глины, стекла, алюминий, оксид железа и их комбинации. По желанию, каталитические ингредиенты, такие как ингредиенты, которые промотируют окисление моноксида углерода до диоксида углерода, могут быть включены в мембрану. Подходящие каталитические ингредиенты включают, но не в порядке ограничения, например, платину, палладий, переходные металлы и их оксиды.

Когда курительные изделия по изобретению включают мембрану между расположенным ниже по потоку концом многослойного горючего источника тепла и расположенным выше по потоку концом аэрозольобразующего субстрат и мембрану между многослойным горючим источником тепла и одним или более воздушно-струйными каналами вдоль многослойного горючего источника тепла, две мембраны могут быть формованы из одного и того же материала или из разных материалов.

Когда мембрана между многослойным горючим источником тепла и одним или более воздушно-струйными каналами включает защитное покрытие, предусмотренное на внутренней поверхности одного или более воздушно-струйных каналов, защитное покрытие может быть нанесено на внутреннюю поверхность одного или более воздушно-струйных каналов любым подходящим методом, таким как методы, описанные в US-A-5040551. Например, внутренняя поверхность одного или более воздушно-струйных каналов может быть обработана напылением, смочена или окрашена раствором или суспензией защитного покрытия. В предпочтительных вариантах осуществления защитное покрытие наносят на внутреннюю поверхность одного или более воздушно-струйных каналов способом, описанным в WO-A2-2009/074870, когда многослойный горючий источник тепла является экструдированным.

Многослойный горючий источник тепла и аэрозольобразующий субстрат курительных изделий по изобретению могут практически примыкать друг к другу. Альтернативно, многослойный горючий источник тепла и аэрозольобразующий субстрат курительных изделий по изобретению могут быть продольно расположены на расстоянии друг от друга.

Предпочтительно, курительные изделия по изобретению дополнительно включают теплопроводящий элемент вокруг и в прямом контакте с задней частью многослойного горючего источника тепла и примыкающей передней частью аэрозольобразующего субстрата. Теплопроводящий элемент предпочтительно является стойким к горению и задерживающим кислород.

В таких вариантах осуществления одно из двух или оба явления: возникновение и заметность воспламенения и искрения, связанные с применением некоторых зажигающих добавок и других добавок, могут быть устранены или снижены включением таких добавок в заднюю часть многослойного горючего источника тепла, окруженного теплопроводящим элементом.

Например, когда горючий первый слой является кольцевым, продольным внешним слоем, второй слой является по существу цилиндрическим, продольным внутренним слоем, который ограничивается горючим первым слоем, и третий слой является поперечным слоем, третий слой может быть расположен на задней стороне многослойного горючего источника тепла и такие добавки могут быть включены в третий слой.

Теплопроводящий элемент находится вокруг и в прямом контакте с перифериями как задней части многослойного горючего источника тепла, так и передней части аэрозольобразующего субстрата. Теплопроводящий элемент обеспечивает тепловой канал между этими двумя компонентами курительных изделий по изобретению.

Подходящие теплопроводящие элементы для курительных изделий по изобретению включают, но не в порядке ограничения: обертки из металлической фольги, такие как, например, обертки из алюминиевой фольги, обертки из стали, обертки из железной фольги и обертки из медной фольги; и обертки из фольги на основе металлических сплавов.

Предпочтительно, задняя часть многослойного горючего источника тепла, окруженного теплопроводящим элементом, составляет в длину приблизительно между 2 мм и 8 мм, более предпочтительно приблизительно между 3 мм и 5 мм в длину.

Предпочтительно, передняя часть многослойного горючего источника тепла, не окруженного теплопроводящим элементом, составляет в длину приблизительно между 4 мм и 15 мм, более предпочтительно приблизительно между 4 мм и 8 мм в длину.

Предпочтительно, аэрозольобразующий субстрат имеет длину приблизительно между 5 мм и 20 мм, более предпочтительно приблизительно между 8 мм и 12 мм.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления аэрозольобразующий субстрат простирается приблизительно не менее чем на 3 мм ниже по потоку за пределы теплопроводящего элемента.

Предпочтительно, передняя часть аэрозольобразующего субстрата, окруженного теплопроводящим элементом, составляет в длину приблизительно между 2 мм и 10 мм, более предпочтительно приблизительно между 3 мм и 8 мм в длину, наиболее предпочтительно приблизительно между 4 мм и 6 мм в длину. Предпочтительно, задняя часть аэрозольобразующего субстрата, не окруженного теплопроводящим элементом, составляет в длину приблизительно между 3 мм и 10 мм. Другими словами, аэрозольобразующий субстрат предпочтительно простирается приблизительно на 3 мм - 10 мм ниже по потоку за пределы теплопроводящего элемента. Более предпочтительно, аэрозольобразующий субстрат предпочтительно простирается приблизительно не менее чем на 4 мм ниже по потоку за пределы теплопроводящего элемента.

В других вариантах осуществления аэрозольобразующий субстрат может простираться менее чем на 3 мм ниже по потоку за пределы теплопроводящего элемента.

В дальнейших вариантах осуществления аэрозольобразующий субстрат по всей длине может быть окружен теплопроводящим элементом.

Предпочтительно, курительные изделия по изобретению содержат аэрозольобразующие субстраты, включающие материал, способный к выделению летучих соединений в ответ на нагревание, и, по меньшей мере, один образователь аэрозоля.

Предпочтительно, материал, способный к выделению летучих соединений в ответ на нагревание, представляет собой наполнитель из материала на растительной основе, более предпочтительно - наполнитель из гомогенизированного материала на растительной основе. Например, аэрозольобразующий субстрат может включать один или более материалов, полученных из растений, включая, но не в порядке ограничения: табак; чай, например зеленый чай; мяту перечную; лавр; эвкалипт; базилик; шалфей; вербену и эстрагон. Материал на растительной основе может включать добавки, включающие, но не в порядке ограничения, увлажнители, ароматизаторы, связующие вещества и их смеси. Предпочтительно, материал на растительной основе состоит по существу из табачного материала, наиболее предпочтительно гомогенизированного табачного материала.

По меньшей мере, один образователь аэрозоля может представлять собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и которые по существу устойчивы к термическому разложению при рабочей температуре курительного изделия. Подходящие образователи аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, например, многоатомные спирты, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина, и алифатические эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными образователями аэрозоля для курительных изделий по изобретению являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтителен глицерин.

Курительные изделия по изобретению предпочтительно также включают пространство для расширения ниже по потоку от аэрозольобразующего субстрата. Включение пространства для расширения успешно обеспечивает дополнительное охлаждение аэрозоля, образующегося в результате передачи тепла от многослойного горючего источника тепла аэрозольобразующему субстрату. Пространство для расширения также успешно позволяет полную длину курительных изделий по изобретению отрегулировать до требуемой величины, например до длины, такой же, что и в общепринятых сигаретах, путем соответствующего выбора длины пространства для расширения. Предпочтительно, пространство для расширения представляет собой вытянутую тонкостенную трубку.

Курительные изделия по изобретению могут также дополнительно включать мундштук ниже по потоку от аэрозольобразующего субстрата и, когда присутствует, ниже по потоку от пространства для расширения. Предпочтительно, мундштук имеет низкую эффективность фильтрации, более предпочтительно - очень низкую эффективность фильтрации. Мундштук может быть односегментным или составным мундштуком. Альтернативно, мундштук может быть многосегментным или многокомпонентным мундштуком.

Мундштук может, например, включать фильтр, изготовленный из ацетата целлюлозы, бумаги или других подходящих известных фильтрующих материалов. Альтернативно или в дополнение, мундштук может включать один или более сегментов, включающих абсорбенты, адсорбенты, ароматизаторы и другие модификаторы аэрозоля и добавки или их комбинации.

Предпочтительно, курительные изделия по изобретению включают внешнюю обертку, которая ограничивает, по меньшей мере, заднюю часть многослойного горючего источника тепла, аэрозольобразующий субстрат и любые другие компоненты курительного изделия ниже по потоку от аэрозольобразующего субстрата. Предпочтительно, внешняя обертка по существу воздухонепроницаемая. Курительные изделия по изобретению могут включать внешние обертки, образованные любым подходящим материалом или комбинацией материалов. Подходящие материалы хорошо известны в данной области и включают, но не в порядке ограничения, сигаретную бумагу. Внешняя обертка должна крепко держать источник тепла и аэрозольобразующий субстрат курительного изделия, когда курительное изделие собрано.

Признаки, описанные относительно одного аспекта изобретения, могут также быть применимы к другим аспектам изобретения. В частности, признаки, описанные относительно многослойных горючих источников тепла по изобретению, могут также быть применимы к курительным изделиям по изобретению и наоборот.

Далее изобретение будет дополнительно описано просто посредством примеров со ссылкой на приложенные чертежи, где:

Фигура 1 представляет вид в перспективе многослойного горючего источника тепла по первому варианту осуществления изобретения;

Фигура 2 представляет вид в перспективе многослойного горючего источника тепла по второму варианту осуществления изобретения;

Фигура 3a представляет график зависимости температуры аэрозольобразующего субстрата курительного изделия по изобретению, описанного в примере 1, от времени горения его многослойного горючего источника тепла;

Фигура 3b представляет график абсорбции при 320 нм аэрозоля, образуемого курительным изделием по изобретению, описанным в примере 1, как функцию порядкового номера выпускаемого клуба дыма;

Фигура 4a представляет график зависимости температуры аэрозольобразующего субстрата курительного изделия по изобретению, описанного в примере 2, от времени горения его многослойного горючего источника тепла; и

Фигура 4b представляет график абсорбции при 320 нм аэрозоля, образуемого курительным изделием по изобретению, описанным в примере 2, как функцию порядкового номера выпускаемого клуба дыма.

Многослойный горючий источник тепла 2 по первому варианту осуществления изобретения, представленному на фигуре 1, представляет собой по существу цилиндрический, двухслойный, горючий источник тепла, включающий горючий первый слой 4 и второй слой 6. Как показано на фигуре 1, второй слой 6 является кольцевым, продольным внешним слоем, и горючий первый слой 4 является по существу цилиндрическим, продольным внутренним слоем, который ограничивается вторым слоем 6. Внутренний диаметр кольцевого, продольного внешнего второго слоя 6 по существу равен диаметру по существу цилиндрического, продольного внутреннего горючего первого слоя 4.

Многослойный горючий источник тепла 8 по второму варианту осуществления изобретения, представленному на фигуре 2, представляет собой по существу цилиндрический, трехслойный горючий источник тепла, включающий горючий первый слой 10, второй слой 12 и третий слой 14. Как показано на фигуре 2, горючий первый слой 10 является кольцевым, продольным внешним слоем, второй слой 12 является по существу цилиндрическим, продольным внутренним слоем, который ограничивается горючим первым слоем 10, и третий слой 14 является по существу цилиндрическим поперечным слоем.

Внутренний диаметр кольцевого, продольного внешнего горючего первого слоя 10 по существу равен диаметру по существу цилиндрического, продольного внутреннего второго слоя 12. Внешний диаметр кольцевого, продольного, внешнего горючего первого слоя 10 по существу равен диаметру по существу цилиндрического поперечного третьего слоя 14.

Пример 1

Курительные изделия по изобретению собирают вручную с использованием двухслойных горючих источников тепла по первому варианту осуществления изобретения, представленному на фигуре 1, имеющих состав, приведенный в таблице 1. Курительные изделия собирают с двухслойным горючим источником тепла, примыкающим и граничащим с аэрозольобразующим субстратом.

В целях сравнения, курительные изделия той же конструкции и размеров собирают вручную с использованием монослойных горючих источников тепла, имеющих состав, приведенный в таблице 1.

Таблица 1 Двухслойный горючий источник тепла Монослойный горючий источник тепла Пример 1 Пример сравнения A Горючий первый слой Длина (мм) 13 13 Диаметр (мм) 4,8 6,3 Уголь (% на сухую массу) 65 45 Карбоксиметилцеллюлоза
(% на сухую массу) 5 5 Пероксид кальция
(% на сухую массу) 30 50 Второй слой Длина (мм) 13 - Внутренний диаметр (мм) 4,8 - Внешний диаметр (мм) 6,3 - Уголь (% на сухую массу) 45 - Карбоксиметилцеллюлоза
(% на сухую массу) 5 - Пероксид кальция (% на сухую массу) 50 -

Температуру аэрозольобразующего субстрата курительных изделий во время горения горючих источников тепла измеряют, используя термопару, прикрепленную к поверхности курительных изделий в положении на 2 мм ниже по потоку от горючего источника тепла. Результаты представлены на фигуре 3a.

Абсорбцию аэрозоля, выделяемого во время каждого выпуска клуба дыма курительными изделиями, измеряют, используя оптический спектрометр УФ-видимой области с оптической кюветой, настроенный на регистрацию данных в области ближнего УФ-излучения при 320 нм. Результаты, показывающие плотность выделяющегося аэрозоля, приведены на фигуре 3b.

Для составления профилей, показанных на фигурах 3a и 3b, горючие источники тепла курительных изделий поджигают, используя обычную зажигалку с желтым пламенем. Затем осуществляют пуски клубов дыма по 55 мл (объем клуба дыма), занимающие 2 секунды (продолжительность пуска клуба дыма), каждые 30 секунд (частота пуска клуба дыма), используя курительную машину.

Как показано на фигуре 3a, во время начальных пусков клубов дыма температура аэрозольобразующего субстрата курительного изделия по изобретению, включающего двухслойный горючий источник тепла по изобретению, соответствует температуре аэрозольобразующего субстрата курительного изделия, включающего монослойный источник тепла, имеющий такой же состав, как второй слой двухслойного горючего источника тепла по изобретению.

А также, как показано на фигуре 3a, во время более поздних пусков клубов дыма температура аэрозольобразующего субстрата курительного изделия по изобретению, включающего двухслойный горючий источник тепла по изобретению, значительно выше, чем температура курительного изделия, включающего монослойный источник тепла, имеющий такой же состав, как второй слой двухслойного горючего источника тепла по изобретению.

Примеры 2 и 3

Курительные изделия по изобретению собирают вручную с использованием трехслойных горючих источников тепла по второму варианту осуществления изобретения, представленному на фигуре 2, имеющих составы, приведенные в таблице 2. Курительные изделия собирают с третьим слоем двухслойного горючего источника тепла, примыкающего и граничащего с аэрозольобразующим субстратом.

Температуру аэрозольобразующего субстрата курительных изделий во время горения трехслойных горючих источников тепла измеряют, используя термопару, прикрепленную к поверхности курительных изделий в положении на 2 мм ниже по потоку от трехслойного горючего источника тепла. Результаты представлены на фигуре 4a.

Абсорбцию аэрозоля, выделяемого во время каждого выпуска клуба дыма курительными изделиями, измеряют, используя оптический спектрометр УФ-видимой области с оптической кюветой, настроенный на регистрацию данных в области ближнего УФ-излучения при 320 нм. Результаты, показывающие плотность выделяющегося аэрозоля, приведены на фигуре 4b.

Для составления профилей, показанных на фигурах 4a и 4b, трехслойные горючие источники тепла курительных изделий поджигают, используя обычную зажигалку с желтым пламенем. Затем осуществляют пуски клубов дыма по 55 мл (объем клуба дыма), занимающие 2 секунды (продолжительность пуска клуба дыма), каждые 30 секунд (частота пуска клуба дыма), используя курительную машину.

Как показано на фигуре 4a, температура аэрозольобразующего субстрата курительных изделий по изобретению, включающих трехслойные горючие источники тепла по изобретению, по существу постоянна во время как начальных пусков клубов дыма, так и более поздних пусков клубов дыма.

Таблица 2 Трехслойные горючие источники тепла Пример 2 Пример 3 Горючий первый слой Длина (мм) 10 10 Внутренний диаметр (мм) 4 4 Внешний диаметр (мм) 7,8 7,8 Уголь (% на сухую массу) 65 65 Карбоксиметилцеллюлоза (% на сухую массу) 5 5 Пероксид кальция (% на сухую массу) 30 30 Второй слой Длина (мм) 10 10 Диаметр (мм) 4 4 Уголь (% на сухую массу) 45 45 Карбоксиметилцеллюлоза (% на сухую массу) 5 5 Пероксид кальция (% на сухую массу) 50 50 Третий слой Длина (мм) 3 3 Диаметр (мм) 7,8 7,8 Внешний диаметр (мм) 6,3 - Уголь (% на сухую массу) 45 15 Графит (% на сухую массу) - 20 Карбоксиметилцеллюлоза (% на сухую массу) 5 5 Пероксид кальция (% на сухую массу) 50 60

Варианты осуществления и примеры, описанные выше, иллюстрируют, но не ограничивают изобретение. Другие варианты осуществления изобретения могут быть выполнены без отступления от его сущности и объема, и следует понимать, что описанные здесь конкретные варианты осуществления и примеры не являются ограничивающими.

В частности, хотя изобретение иллюстрируется приведенными выше ссылками на варианты осуществления и примеры, описывающие двухслойные и трехслойные горючие источники тепла, следует понимать, что многослойные горючие источники тепла по изобретению, включающие четыре или более слоев, также могут быть изготовлены.

Изобретение касается многослойного горючего источника тепла для курительного изделия и курительного изделия, включающего многослойный горючий источник тепла. Многослойный горючий источник тепла для курительного изделия содержит горючий первый слой, включающий уголь, и второй слой в прямом контакте с первым слоем, второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где первый слой и второй слой представляют собой продольные концентрические неволокнистые слои, имеющие кажущуюся плотность не менее 0,6 г/см³, и где состав первого слоя отличается от состава второго слоя. Техническим результатом изобретения является обеспечение горючего источника тепла для курительного изделия, который даст приемлемый аэрозоль во время и начальных клубов дыма, и последних клубов дыма. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 пр., 2 табл., 4 ил.

1. Многослойный горючий источник тепла для курительного изделия, содержащий:

горючий первый слой, включающий уголь, и

второй слой в прямом контакте с первым слоем, второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку,

где первый слой и второй слой представляют собой продольные концентрические неволокнистые слои, имеющие кажущуюся плотность не менее 0,6 г/см³, и где состав первого слоя отличается от состава второго слоя.

2. Многослойный горючий источник тепла по п. 1, где первый слой и второй слой имеют плотность между приблизительно 0,6 г/см³ и 1,0 г/см³.

3. Многослойный горючий источник тепла по п. 1 или 2, где кажущаяся плотность первого слоя отличается от кажущейся плотности второго слоя и где различие в кажущейся плотности первого слоя и кажущейся плотности второго слоя приблизительно менее или равно 0,2 г/см³.

4. Многослойный горючий источник тепла по п. 1, где первый слой дополнительно включает, по меньшей мере, одну зажигающую добавку.

5. Многослойный горючий источник тепла по п. 4, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое.

6. Многослойный горючий источник тепла по п. 5, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое.

7. Многослойный горючий источник тепла по п. 1, где первый слой является внешним слоем и второй слой является внутренним слоем, ограничиваемым первым слоем.

8. Многослойный горючий источник тепла по п. 1, дополнительно включающий:

третий слой, включающий или уголь, или, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, или то и другое.

9. Многослойный горючий источник тепла по п. 8, где состав третьего слоя отличается от состава первого слоя.

10. Многослойный горючий источник тепла по п. 9, где состав третьего слоя отличается от состава второго слоя.

11. Многослойный горючий источник тепла по п. 9, где состав третьего слоя тот же самый, что и состав второго слоя.

12. Многослойный горючий источник тепла по пп. 8-11, где третий слой по существу параллелен первому слою и второму слою.

13. Многослойный горючий источник тепла по пп. 8-11, где третий слой по существу перпендикулярен первому слою и второму слою.

14. Курительное изделие, включающее:

многослойный горючий источник тепла по любому из пп. 1-13 и аэрозольобразующий субстрат ниже по потоку от многослойного горючего источника тепла.