Настоящее изобретение относится к курительному изделию, содержащему горючий источник тепла, имеющий противоположные переднюю и заднюю поверхности, субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности горючего источника тепла и двойные теплопроводные элементы вокруг курительного изделия.
В области техники, к которой относится изобретение, известен ряд курительных изделий, в которых табак нагревается, а не сгорает. Такие «нагреваемые» курительные изделия имеют целью уменьшение содержания известных вредных составляющих дыма, которые образуются в результате сгорания и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах. В нагреваемом курительном изделии одного известного типа в результате передачи тепла от горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль, образуется аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен внутри, вокруг или ниже по потоку относительно горючего источника тепла. Во время курения летучие соединения выделяются из субстрата, образующего аэрозоль, в результате теплопередачи от горючего источника тепла и вовлекаются в поток воздуха, втягиваемый через курительное изделие. Когда происходит охлаждение выделенных соединений, они конденсируются с образованием аэрозоля, вдыхаемого пользователем. Обычно воздух втягивается в эти известные нагреваемые курительные изделия по одному или нескольким каналам для потока воздуха, предусмотренным через горючий источник тепла, и теплопередача от горючего источника тепла субстрату, образующему аэрозоль, происходит путем принудительной конвекции и теплопроводности.
Например, в документе WO-A2-2009/022232 раскрыто курительное изделие, содержащее горючий источник тепла, субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку горючего источника тепла, и теплопроводный элемент, окружающий и находящийся в контакте с задней частью горючего источника тепла и смежной передней частью субстрата, образующего аэрозоль.
Теплопроводный элемент в курительном изделии согласно WO-A2-2009/022232 проводит тепло, образованное при сгорании горючего источника тепла, в субстрат, образующий аэрозоль, посредством теплопроводности. Отведение тепла, осуществляемое передачей тепла путем теплопроводности, существенно снижает температуру задней части горючего источника тепла таким образом, чтобы поддерживаемая температура задней части была существенно ниже его температуры самовоспламенения.
В курительных изделиях, в которых табак нагревается, а не сгорает, температура, получаемая в субстрате, образующем аэрозоль, существенно влияет на способность образования аэрозоля, воспринимаемого органами чувств. Обычно желательно поддерживать температуру субстрата, образующего аэрозоль, в пределах определенного диапазона для того, чтобы оптимизировать доставку аэрозоля пользователю. В некоторых случаях, потери тепла на излучение из внешней поверхности теплопроводного элемента, окружающего и соприкасающегося с горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль, может приводить к падению температуры горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль, за пределы желаемого диапазона, тем самым воздействуя на рабочие характеристики курительного изделия. Если температура субстрата, образующего аэрозоль, опустится слишком низко, например, это может отрицательно повлиять на консистенцию и количество аэрозоля, доставляемого пользователю.
В некоторых нагреваемых курительных изделиях используется принудительная конвективная передача тепла к субстрату, образующему аэрозоль, в дополнение к передаче тепла путем теплопроводности посредством теплопроводного элемента. Например, в некоторых известных нагреваемых курительных изделиях один или несколько каналов для потока воздуха проходят сквозь горючий источник тепла для предоставления принудительного конвективного нагрева субстрата, образующего аэрозоль. В таких курительных изделиях субстрат, образующий аэрозоль, нагревается сочетанием нагрева путем теплопроводности и принудительного конвективного нагрева.
В известных нагреваемых курительных изделиях, в которых теплопередача от горючего источника тепла субстрату, образующему аэрозоль, происходит, главным образом, путем принудительной конвекции, принудительная конвективная теплопередача и, следовательно, температура в субстрате, образующем аэрозоль, могут значительно варьироваться в зависимости от режима курения пользователя. Как результат, состав и, следовательно, органолептические свойства основной струи аэрозоля, образованного такими нагреваемыми курительными изделиями, неблагоприятным образом могут быть высокочувствительными к режиму курения пользователя.
Помимо этого, в известных нагреваемых курительных изделиях, содержащих один или несколько каналов для потока воздуха вдоль горючего источника тепла, непосредственный контакт между воздухом, втягиваемым по одному или нескольким каналам для потока воздуха, и горючим источником тепла при затяжке, выполняемой пользователем, приводит к активизации горения горючего источника тепла. Следовательно, интенсивные режимы курения могут привести к достаточно высокой принудительной конвективной теплопередаче, чтобы вызвать пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, неблагоприятно ведущие к пиролизу и потенциально даже локализованному горению субстрата, образующего аэрозоль. Как используется в настоящем документе, термин «пик» используется для описания кратковременного повышения температуры субстрата, образующего аэрозоль. В результате, уровни нежелательных побочных продуктов пиролиза и сгорания во вдыхаемых аэрозолях, создаваемых этими известными нагреваемыми курительными изделиями, могут также неблагоприятным образом значительно варьироваться в зависимости от конкретного режима курения, принятого пользователем.
В других нагреваемых курительных изделиях нет каналов для потока воздуха, проходящих сквозь горючий источник тепла. В таких нагреваемых курительных изделиях нагревание субстрата, образующего аэрозоль, достигается в первую очередь благодаря передаче тепла путем теплопроводности посредством теплопроводного элемента. В нагреваемых курительных изделиях, где субстрат, образующий аэрозоль, нагревается в первую очередь благодаря передаче тепла путем теплопроводности, температура субстрата, образующего аэрозоль, может становиться более чувствительной к изменениям температуры теплопроводного элемента. Это означает, что любое охлаждение теплопроводного элемента из-за потери тепла на излучение в таких нагреваемых курительных изделиях может оказывать большее влияние на образование аэрозоля, чем в нагреваемых курительных изделиях, где субстрат, образующий аэрозоль, также нагревается принудительной конвективной теплопередачей.
В EP-A2-0 336 456 раскрыты курительные изделия, содержащие горючий топливный элемент и физически удаленное от него средство для генерирования аэрозоля, связанное теплообменом путем теплопроводности с топливным элементом. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 2, горючий топливный элемент 24 присоединен к средству 12 для генерирования аэрозоля посредством теплопроводного стержня 26 и бумажной трубки 14, покрытой изнутри фольгой, которая ведет к концу 15, подносимому ко рту, курительного изделия. Средство 12 для генерирования аэрозоля содержит углеродсодержащий субстрат 28, насыщенный одним или несколькими материалами, образующими аэрозоль. Пустое пространство 30 добавлено между топливным элементом 24 и углеродсодержащим субстратом 28 средства 12 для генерирования аэрозоля. Часть трубки 14, покрытой изнутри фольгой, окружающей пустое пространство 30, содержит множество периферийных отверстий 32, позволяющих воздуху поступать в пустое пространство 30. В этом варианте осуществления теплопроводный стержень 26 вставлен в тело горючего топливного элемента 24 и углеродсодержащего субстрата 28 средства 12 для генерирования аэрозоля и в части трубки 14, покрытой изнутри фольгой, окружающей углеродсодержащий субстрат 28 средства 12 для генерирования аэрозоля, нет впускных отверстий для воздуха.
Известно включение добавок в горючие источники тепла нагреваемых курительных изделий для улучшения свойств воспламенения и горения горючих источников тепла. Тем не менее, включение добавок, способствующих воспламенению и горению, может привести к образованию продуктов разложения и реакций, которые могут неблагоприятным образом поступать в воздух, втягиваемый через такие известные нагреваемые курительные изделия во время их использования.
Для облегчения образования аэрозоля, субстраты, образующие аэрозоль, нагреваемых курительных изделий обычно содержат многоатомный спирт, такой как глицерин, или другие известные вещества для образования аэрозоля. При хранении и курении такие вещества для образования аэрозоля могут мигрировать из субстратов, образующих аэрозоль, известных нагреваемых курительных изделий в их горючие источники тепла. Миграция веществ для образования аэрозоля в горючие источники тепла известных нагреваемых курительных изделий неблагоприятным образом может приводить к разложению веществ для образования аэрозоля, в частности при курении нагреваемых курительных изделий.
Было бы желательно предоставить нагреваемое курительное изделие, содержащее горючий источник тепла, имеющий противоположные переднюю и заднюю поверхности, субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности горючего источника тепла, предоставляющее улучшенное качество курения. В частности, было бы желательно предоставить нагреваемое курительное изделие, обладающее улучшенным управлением нагревом субстрата, образующего аэрозоль, для того, чтобы помочь в поддержании температуры субстрата, образующего аэрозоль, в пределах желаемого температурного диапазона во время курения.
Согласно настоящему изобретению предоставлено курительное изделие, содержащее: горючий источник тепла, имеющий противоположные переднюю и заднюю поверхности; субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности горючего источника тепла; первый теплопроводный элемент, окружающий заднюю часть горючего источника тепла и по меньшей мере переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль; второй теплопроводный элемент вокруг по меньшей мере части первого теплопроводного элемента, где по меньшей мере часть второго теплопроводного элемента радиально удалена от первого теплопроводного элемента; и одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль.
Как используется в настоящем документе, термины «дальний», «выше по потоку» и «передний», и «ближний», «ниже по потоку», и «задний» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов курительного изделия относительно направления, в котором пользователь затягивается курительным изделием при его использовании. Курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат ближний конец, сквозь который, при использовании, аэрозоль выходит из курительного изделия для доставки пользователю. Ближний конец курительного изделия может также называться концом, подносимым ко рту. При использовании пользователь затягивается на ближнем конце курительного изделия, чтобы вдохнуть аэрозоль, созданный курительным изделием.
Горючий источник тепла расположен на дальнем конце курительного изделия или вблизи него. Конец, подносимый ко рту, находится ниже по потоку, чем дальний конец. Ближний конец может также именоваться расположенным ниже по потоку концом курительного изделия, а дальний конец может также именоваться расположенным выше по потоку концом курительного изделия. Компоненты или части компонентов курительных изделий согласно настоящему изобретению могут быть описаны как находящиеся выше по потоку или ниже по потоку относительно друг друга, исходя из их относительных положений между ближним концом и дальним концом курительного изделия.
Передняя поверхность горючего источника тепла находится на расположенном выше по потоку конце горючего источника тепла. Расположенный выше по потоку конец горючего источника тепла представляет собой конец горючего источника тепла, наиболее удаленный от ближнего конца курительного изделия. Задняя поверхность горючего источника тепла находится на расположенном ниже по потоку конце горючего источника тепла. Расположенный ниже по потоку конец горючего источника тепла представляет собой конец горючего источника тепла, наиболее приближенный к ближнему концу курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «длина» используется для описания максимального размера в продольном направлении курительного изделия. Другими словами, максимального размера в направлении между ближним концом и противоположным дальним концом курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «субстрат, образующий аэрозоль» используется для описания субстрата, обладающего способностью к высвобождению летучих соединений при нагревании, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоли, получаемые из субстратов, образующих аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению могут быть видимыми или невидимыми и могут содержать пары (например, мелкозернистые частицы веществ, находящихся в газообразном состоянии, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь форму штранга или сегмента, содержащего материал, способный при нагревании высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль, окруженного оберткой. Если субстрат, образующий аэрозоль, имеет форму такого штранга или сегмента, весь штранг или сегмент, включая обертку, считается субстратом, образующим аэрозоль.
Как используется в настоящем документе, термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания отверстия, прорези, щели или другого отверстия, сквозь которое воздух может втягиваться в курительное изделие.
Первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент содержат теплопроводный материал.
Как используется в настоящем документе, термин «радиально разделенный» используется обозначения того факта, что по меньшей мере часть теплопроводного материала второго теплопроводного элемента расположена на расстоянии от теплопроводного материала первого теплопроводного элемента в радиальном направлении таким образом, чтобы отсутствовал непосредственный контакт между по меньшей мере частью теплопроводного материала второго теплопроводного элемента и теплопроводным материалом первого теплопроводного элемента.
Как используется в настоящем документе, термин «радиальный» используется для описания направления, перпендикулярного направлению между ближним концом и противоположным дальним концом курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «непосредственный контакт» используется для обозначения контакта между двумя компонентами без какого-либо промежуточного материала, так что поверхности компонентов соприкасаются друг с другом.
Курительное изделие согласно настоящему изобретению содержит первый теплопроводный элемент, окружающий заднюю часть горючего источника тепла и по меньшей мере переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль, и второй теплопроводный элемент вокруг по меньшей мере части первого теплопроводного элемента.
В определенных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент может находиться в непосредственном контакте с задней частью горючего источника тепла и по меньшей мере передней частью субстрата, образующего аэрозоль. В таких вариантах осуществления задняя часть горючего источника тепла окружена первым теплопроводным элементом и находится в непосредственном контакте с ним, и по меньшей мере передняя часть субстрата, образующего аэрозоль, окружена первым теплопроводным элементом и находится в непосредственном контакте с ним. В таких вариантах осуществления первый теплопроводный элемент обеспечивает тепловую связь между горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению.
В других вариантах осуществления первый теплопроводный элемент может быть удален от задней части горючего источника тепла и/или субстрата, образующего аэрозоль, в радиальном направлении таким образом, чтобы не было непосредственного контакта между первым теплопроводным элементом и задней частью горючего источника тепла и/или субстратом, образующим аэрозоль.
Второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента. Имеется радиальный интервал между первым теплопроводным элементом и вторым теплопроводным элементом в одном или нескольких положениях вдоль курительного изделия.
Предпочтительно, весь или по существу весь второй теплопроводный элемент радиально удален от первого теплопроводного элемента таким образом, чтобы по существу отсутствовал непосредственный контакт между первым теплопроводным элементом и вторым теплопроводным элементом. Это преимущественным образом ограничивает или подавляет передачу тепла путем теплопроводности от первого теплопроводного элемента ко второму теплопроводному элементу.
Предпочтительно, передача тепла путем теплопроводности от первого теплопроводного элемента ко второму теплопроводному элементу по существу уменьшена. Это преимущественным образом приводит к тому, что второй теплопроводный элемент сохраняет более низкую температуру, чем первый теплопроводный элемент. В предпочтительных вариантах осуществления потери тепла на излучение из внешних поверхностей курительного изделия по существу уменьшены по сравнению с курительным изделием, не содержащим второй теплопроводный элемент вокруг по меньшей мере части первого теплопроводного элемента.
Второй теплопроводный элемент преимущественным образом уменьшает потери тепла из первого теплопроводного элемента. Второй теплопроводный элемент содержит теплопроводный материал, температура которого будет повышаться при курении курительного изделия, по мере образования тепла горючим источником тепла. Повышенная температура второго теплопроводного элемента уменьшает разницу температур между первым теплопроводным элементом и лежащими поверх него компонентами курительного изделия таким образом, чтобы можно было уменьшить потери тепла из первого теплопроводного элемента.
Путем уменьшения потерь тепла из первого теплопроводного элемента, второй теплопроводный элемент преимущественным образом способствует лучшему поддержанию температуры первого теплопроводного элемента в пределах желаемого температурного диапазона. Второй теплопроводный элемент преимущественным образом способствует более эффективному использованию тепла от горючего источника тепла для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, до желаемого температурного диапазона. В качестве дальнейшего преимущества, второй теплопроводный элемент способствует поддержанию температуры субстрата, образующего аэрозоль, на более высоком уровне. В свою очередь, второй теплопроводный элемент улучшает образование аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль. Преимущественным образом, второй теплопроводный элемент увеличивает общую доставку аэрозоля пользователю. В частности, можно заметить, что в том случае, если субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин, доставка никотина пользователю может быть значительно улучшена путем добавления второго теплопроводного элемента.
Дополнительно, было обнаружено, что добавление второго теплопроводного элемента преимущественным образом увеличивает продолжительность курения курительного изделия таким образом, чтобы пользователь мог осуществить больше затяжек.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент проводит тепло вдоль курительного изделия от горючего источника тепла таким же образом, что и первый теплопроводный элемент. В таких вариантах осуществления второй теплопроводный элемент также может улучшать эффективность передачи тепла путем теплопроводности от горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль, и, следовательно, нагревание субстрата, образующего аэрозоль.
Улучшение передачи тепла путем теплопроводности, достигнутой посредством добавления второго теплопроводного элемента, особенно полезно для курительных изделий, в которых по существу отсутствует принудительная конвективная теплопередача.
Радиальный интервал между первым теплопроводным элементом и вторым теплопроводным элементом предпочтительно достигается посредством добавления одного или нескольких промежуточных слоев материала между первым теплопроводным элементом и вторым теплопроводным элементом. Один или несколько промежуточных слоев материала могут быть расположены по всей площади, на которой второй теплопроводный элемент покрывает первый теплопроводный элемент. В качестве альтернативы, один или несколько промежуточных слоев материала могут быть расположены лишь на части или частях этой площади. Один или несколько промежуточных слоев материала в некоторых случаях могут выходить за пределы первого теплопроводного элемента и/или вторых теплопроводных элементов в направлении вверх по потоку и/или направлении вниз по потоку.
Предпочтительно, первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент радиально разделены одним или несколькими слоями теплоизоляционного материала. Подходящие теплоизоляционные материалы включают в себя, без ограничения, бумагу, керамику и оксиды металлов.
Например, в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения первый теплопроводный элемент покрыт бумажной оберткой, окружающей курительное изделие вдоль по меньшей мере части его длины. В таких вариантах осуществления бумажная обертка преимущественным образом обеспечивает полное разделение первого теплопроводного элемента и второго теплопроводного элемента таким образом, чтобы отсутствовал непосредственный контакт между первым теплопроводным элементом и вторым теплопроводным элементом.
В определенных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент радиально разделены внутренней оберткой или наружной оберткой, проходящей вдоль всего курительного изделия или лишь его части. В таких вариантах осуществления внутренняя обертка или наружная обертка обернута вокруг курительного изделия поверх первого теплопроводного элемента и второй теплопроводный элемент затем расположен поверх по меньшей мере части внутренней обертки или наружной обертки.
Предпочтительно, второй теплопроводный элемент расположен снаружи курительного изделия таким образом, чтобы второй теплопроводный элемент был виден на внешней стороне курительного изделия.
В качестве альтернативы, наружная обертка, проходящая вдоль всего курительного изделия или лишь его части, может быть расположена поверх второго теплопроводного элемента таким образом, чтобы второй теплопроводный элемент был невидимым или лишь частично видимым на внешней стороне курительного изделия.
Расположение второго теплопроводного элемента поверх обертки курительного изделия может предоставить преимущества относительно внешнего вида курительных изделий согласно настоящему изобретению, в частности, во время их курения и после него. В определенных случаях можно наблюдать некоторое обесцвечивание обертки в области горючего источника тепла, когда обертка подвергается воздействию тепла от горючего источника тепла. Обертка может дополнительно обесцвечиваться в результате миграции летучих соединений из субстрата, образующего аэрозоль, в обертку, расположенную вокруг субстрата, образующего аэрозоль, и ниже по потоку относительно него. В определенных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент курительных изделий согласно настоящему изобретению может быть расположен поверх обертки вокруг по меньшей мере задней части горючего источника тепла и по меньшей мере передней части субстрата, образующего аэрозоль, таким образом, чтобы обесцвечивание обертки было закрыто и больше не видно или меньше видно. В определенных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент может проходить вокруг всей длины субстрата, образующего аэрозоль. В определенных предпочтительных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент может проходить ниже по потоку за пределы субстрата, образующего аэрозоль. Следовательно, в ходе курения может сохраняться начальный внешний вид курительного изделия.
В качестве альтернативы или в дополнение к одному или нескольким слоям теплоизоляционного материала между первым теплопроводным элементом и вторым теплопроводным элементом по меньшей мере часть второго теплопроводного элемента может быть радиально отделена от первого теплопроводного элемента воздушным зазором. Воздушный зазор может быть предоставлен посредством добавления одного или нескольких разделительных элементов между первым теплопроводным элементом и вторым теплопроводным элементом для поддержания определенного интервала между по меньшей мере частью второго теплопроводного элемента и первым теплопроводным элементом. Один или несколько разделительных элементов могут представлять собой, например, одну или несколько полосок бумаги, обернутых в радиальном направлении вокруг первого теплопроводного элемента.
Предпочтительно, первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент радиально удалены друг от друга по меньшей мере на 20 микрон, более предпочтительно по меньшей мере на 50 микрон. В определенных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент радиально удалены друг от друга по меньшей мере на 75 микрон или более или по меньшей мере на 100 микрон или более.
Если один или несколько слоев теплоизоляционного материала расположены между первым теплопроводным элементом и вторым теплопроводным элементом, как описано выше, радиальное разделение первого теплопроводного элемента и второго теплопроводного элемента будет определено толщиной одного или нескольких слоев теплоизоляционного материала.
Как описано выше, первый теплопроводный элемент курительных изделий согласно настоящему изобретению предпочтительно находится в непосредственном контакте с задней частью горючего источника тепла и по меньшей мере передней частью субстрата, образующего аэрозоль. Первый теплопроводный элемент предпочтительно является устойчивым к горению. В определенных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент является ограничивающим поступление кислорода. В таких вариантах осуществления первый теплопроводный элемент подавляет или ограничивает прохождение кислорода сквозь первый теплопроводный элемент к горючему источнику тепла.
В особенно предпочтительных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент образует непрерывный рукав, плотно окружающий заднюю часть горючего источника тепла и по меньшей мере переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль.
В определенных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент предоставляет по существу воздухонепроницаемое соединение между горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль. Это может преимущественным образом предотвратить или задержать быстрое втягивание газообразных продуктов сгорания из горючего источника тепла в субстрат, образующий аэрозоль, через его периферию. Такое соединение также может преимущественным образом свести к минимуму или по существу предотвратить принудительную конвективную теплопередачу от горючего источника тепла в субстрат, образующий аэрозоль, посредством воздуха, втягиваемого вдоль периферий горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль.
Предпочтительно, физическая целостность первого теплопроводного элемента поддерживается при температурах, достигаемых горючим источником тепла при воспламенении и сгорании. В вариантах осуществления, в которых первый теплопроводный элемент предоставляет по существу воздухонепроницаемое соединение между горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль, это преимущественным образом помогает поддерживать воздухонепроницаемое соединение при использовании курительного изделия.
Первый теплопроводный элемент может содержать любой подходящий теплопроводный материал или комбинацию материалов с соответствующей теплопроводностью.
Предпочтительно, первый теплопроводный элемент содержит один или несколько теплопроводных материалов, обладающих объемной теплопроводностью, составляющей от приблизительно 10 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅K)) до приблизительно 500 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅K)), более предпочтительно от приблизительно 15 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅K)) до приблизительно 400 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅K)), при температуре 23°C и относительной влажности 50%, как измерено способом модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS). Подходящие теплопроводные материалы включают, но без ограничения, обертки из металлической фольги, такие как, например, обертки из алюминиевой фольги, стальные обертки, обертки из железной фольги и обертки из медной фольги; и обертки из фольги из сплава металлов.
Первый теплопроводный элемент может быть выполнен в виде одинарного слоя теплопроводного материала. В качестве альтернативы, первый теплопроводный элемент может быть выполнен из многослойного или слоистого материала, содержащего по меньшей мере один слой теплопроводного материала в комбинации с одним или несколькими другими теплопроводными слоями или не теплопроводными слоями. В таких вариантах осуществления по меньшей мере один слой теплопроводного материала может содержать любой из теплопроводных материалов, перечисленных выше.
В определенных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент может быть выполнен из слоистого материала, содержащего по меньшей мере один слой теплопроводного материала и по меньшей мере один слой теплоизоляционного материала. В таких вариантах осуществления внутренний слой первого теплопроводного элемента, обращенный к задней части горючего источника тепла и по меньшей мере передней части субстрата, образующего аэрозоль, может представлять собой слой теплопроводного материала, и наружный слой первого теплопроводного элемента, обращенный ко второму теплопроводному элементу, может представлять собой слой теплоизоляционного материала. Таким образом, наружный слой теплоизоляционного материала обеспечивает требуемый радиальный интервал между теплопроводным материалом второго теплопроводного элемента и теплопроводным материалом первого теплопроводного элемента.
Одним примером особенно подходящего слоистого материала для образования первого теплопроводного элемента является двухслойный слоистый материал, содержащий наружный слой из бумаги и внутренний слой из алюминия.
Предпочтительно, толщина первого теплопроводного элемента составляет от приблизительно 5 микрон до приблизительно 50 микрон, более предпочтительно от приблизительно 10 микрон до приблизительно 30 микрон и наиболее предпочтительно приблизительно 20 микрон. В определенных особенно предпочтительных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент содержит алюминиевую фольгу толщиной приблизительно 20 микрон.
Предпочтительно, задняя часть горючего источника тепла, окруженная первым теплопроводным элементом, имеет длину от приблизительно 2 мм до приблизительно 8 мм, более предпочтительно - длину от приблизительно 3 мм до приблизительно 5 мм.
Предпочтительно, передняя часть горючего источника тепла, не окруженная первым теплопроводным элементом, имеет длину от приблизительно 4 мм до приблизительно 15 мм, более предпочтительно - длину от приблизительно 5 мм до приблизительно 8 мм.
В определенных вариантах осуществления вся длина субстрата, образующего аэрозоль, может быть окружена первым теплопроводным элементом.
В других вариантах осуществления первый теплопроводный элемент может окружать лишь переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль. В таких вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, проходит ниже по потоку за пределы первого теплопроводного элемента.
В вариантах осуществления, в которых первый теплопроводный элемент окружает лишь переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно проходит по меньшей мере на расстояние приблизительно 3 мм ниже по потоку за пределы первого теплопроводного элемента. Более предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, проходит ниже по потоку за пределы первого теплопроводного элемента в диапазоне от приблизительно 3 мм до приблизительно 10 мм. Тем не менее, субстрат, образующий аэрозоль, может проходить менее чем на 3 мм ниже по потоку за пределы первого теплопроводного элемента.
В таких вариантах осуществления передняя часть субстрата, образующего аэрозоль, окруженная первым теплопроводным элементом, предпочтительно имеет длину в диапазоне от приблизительно 1 мм до приблизительно 10 мм, более предпочтительно длину в диапазоне от приблизительно 2 мм до приблизительно 8 мм, наиболее предпочтительно длину в диапазоне от приблизительно 2 мм до приблизительно 6 мм.
Второй теплопроводный элемент расположен вокруг по меньшей мере части первого теплопроводного элемента.
Второй теплопроводный элемент вокруг всей окружности курительного изделия или вокруг ее части. Предпочтительно, второй теплопроводный элемент образует непрерывный рукав, окружающий по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента.
Второй теплопроводный элемент может содержать любой подходящий теплопроводный материал или комбинацию материалов с соответствующей теплопроводностью.
Предпочтительно, второй теплопроводный элемент содержит один или несколько теплопроводных материалов, обладающих объемной теплопроводностью, составляющей от приблизительно 10 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅K)) до приблизительно 500 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅K)), более предпочтительно от приблизительно 15 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅K)) до приблизительно 400 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅K)), при температуре 23°C и относительной влажности 50%, как измерено способом модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS). Подходящие теплопроводные материалы включают, но без ограничения, обертки из металлической фольги, такие как, например, обертки из алюминиевой фольги, стальные обертки, обертки из железной фольги и обертки из медной фольги; и обертки из фольги из сплава металлов.
Первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент могут содержать один и тот же или разные теплопроводный материал или материалы.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент содержат один и тот же теплопроводный материал. В определенных предпочтительных вариантах осуществления первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент содержат алюминиевую фольгу.
Предпочтительно, второй теплопроводный элемент содержит один или несколько теплоотражающих материалов, таких как алюминий или сталь. В таких вариантах осуществления при эксплуатации второй теплопроводный элемент преимущественным образом отражает тепло, излучаемое от первого теплопроводного элемента, обратно к первому теплопроводному элементу. Это дополнительно уменьшает потери тепла от первого теплопроводного элемента таким образом, чтобы температурой первого теплопроводного элемента можно было лучше управлять и можно было поддерживать более высокую температуру горючего источника тепла.
Как используется в настоящем документе, термин «теплоотражающий материал» относится к материалу, обладающему относительно высокой теплоотражательной способностью и относительно низкой теплоизлучательной способностью таким образом, чтобы материал отражал большую долю падающего излучения со своей поверхности, чем она испускает. Предпочтительно, материал отражает более 50% падающего излучения, более предпочтительно более 70% падающего излучения и наиболее предпочтительно более 75% падающего излучения.
В вариантах осуществления, в которых второй теплопроводный элемент содержит теплоотражающий материал, предпочтительно весь или по существу весь второй теплопроводный элемент радиально удален от первого теплопроводного элемента для того, чтобы способствовать отражению тепла вторым теплопроводным элементом к первому теплопроводному элементу.
Отражательная способность второго теплопроводного элемента может быть улучшена посредством оснащения второго теплопроводного элемента блестящей внутренней поверхностью, при этом внутренняя поверхность представляет собой поверхность второго теплопроводного элемента, обращенную к внешней поверхности первого теплопроводного элемента.
Второй теплопроводный элемент может быть выполнен в виде одинарного слоя теплопроводного материала. В качестве альтернативы, второй теплопроводный элемент может быть выполнен из многослойного или слоистого материала, содержащего по меньшей мере один слой теплопроводного материала в комбинации с одним или несколькими другими теплопроводными слоями или не теплопроводными слоями. В таких вариантах осуществления по меньшей мере один слой теплопроводного материала может содержать любой из теплопроводных материалов, перечисленных выше.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент может быть выполнен из слоистого материала, содержащего по меньшей мере один слой теплопроводного материала и по меньшей мере один слой теплоизоляционного материала. В таких вариантах осуществления внутренний слой второго теплопроводного элемента, обращенный к первому теплопроводному элементу, может представлять собой слой теплоизоляционного материала. Таким образом, внутренний слой теплоизоляционного материала обеспечивает требуемый радиальный интервал между теплопроводным материалом второго теплопроводного элемента и теплопроводным материалом первого теплопроводного элемента.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент содержит одинарный слой теплопроводного материала.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент представляет собой слоистый материал, содержащий одинарный слой теплопроводного материала и один или несколько слоев теплоизоляционного материала. В определенных особенно предпочтительных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент представляет собой слоистый материал, содержащий одинарный слой теплопроводного материала и одинарный слой теплоизоляционного материала. Предпочтительно, второй теплопроводный элемент представляет собой слоистый материал, содержащий одинарный наружный слой теплопроводного материала и одинарный внутренний слой теплоизоляционного материала.
Одним примером особенно подходящего слоистого материала для образования второго теплопроводного элемента является двухслойный слоистый материал, содержащий наружный слой из алюминия и внутренний слой из бумаги.
Применение второго теплопроводного элемента, содержащего слоистый материал, может принести дополнительную пользу при изготовлении курительных изделий согласно настоящему изобретению, поскольку по меньшей мере один теплоизоляционный слой может обеспечить дополнительную прочность и жесткость. Это позволяет легче обрабатывать слоистый материал, с меньшим риском смятия или разрыва по меньшей мере одного теплопроводного слоя, который может быть относительно тонким и хрупким.
Толщина второго теплопроводного элемента может быть по существу равна толщине первого теплопроводного элемента. В качестве альтернативы, первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент могут иметь разную толщину в сравнении друг с другом.
Предпочтительно, толщина второго теплопроводного элемента составляет от приблизительно 5 микрон до приблизительно 100 микрон, более предпочтительно от приблизительно 5 микрон до приблизительно 80 микрон.
Предпочтительно, второй теплопроводный элемент содержит один или несколько слоев теплопроводного материала, обладающих толщиной от приблизительно 2 микрон до приблизительно 50 микрон, более предпочтительно от приблизительно 4 микрон до приблизительно 30 микрон.
В определенных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент может содержать алюминиевую фольгу, обладающую толщиной, равной приблизительно 20 микрон.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент может содержать слоистый материал, содержащий наружный слой из алюминия, обладающий толщиной от приблизительно 5 микрон до приблизительно 6 микрон, и внутренний слой из бумаги.
Расположение и протяженность второго теплопроводного элемента относительно первого теплопроводного элемента, горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль, может регулироваться для того, чтобы управлять нагреванием субстрата, образующего аэрозоль, при курении.
Второй теплопроводный элемент может быть расположен вокруг по меньшей мере части субстрата, образующего аэрозоль. В качестве альтернативы или дополнения, второй теплопроводный элемент может быть расположен вокруг по меньшей мере части горючего источника тепла.
Предпочтительно, второй теплопроводный элемент расположен вокруг по меньшей мере части субстрата, образующего аэрозоль, и по меньшей мере части горючего источника тепла, подобно первому теплопроводному элементу.
Протяженность второго теплопроводного элемента относительно первого теплопроводного элемента в направлении вверх по потоку и направлении вниз по потоку может регулироваться в зависимости от желаемых рабочих характеристик курительного изделия.
Второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента.
Второй теплопроводный элемент может окружать по существу ту же область горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль, что и первый теплопроводный элемент таким образом, чтобы первый теплопроводный элемент и теплопроводный элемент проходили вдоль одного и того же отрезка курительного изделия. В таких вариантах осуществления второй теплопроводный элемент предпочтительно непосредственно покрывает первый теплопроводный элемент и полностью закрывает первый теплопроводный элемент.
В альтернативных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента, но может проходить за пределы первого теплопроводного элемента в направлении вверх по потоку или в направлении вниз по потоку, или как в направлении вверх по потоку, так и в направлении вниз по потоку.
В качестве альтернативы или, где это применимо, дополнения, первый теплопроводный элемент может проходить за пределы второго теплопроводного элемента в направлении вверх по потоку или в направлении вниз по потоку, или как в направлении вверх по потоку, так и в направлении вниз по потоку.
Предпочтительно, второй теплопроводный элемент не проходит по существу за пределы первого теплопроводного элемента в направлении вверх по потоку. Второй теплопроводный элемент может проходить приблизительно до того же положения на горючем источнике тепла, что и первый теплопроводный элемент в направлении вверх по потоку таким образом, чтобы расположенные выше по потоку концы первого теплопроводного элемента и второго теплопроводного элемента были по существу выровнены поверх горючего источника тепла. В качестве альтернативы, первый теплопроводный элемент может проходить за пределы второго теплопроводного элемента в направлении вверх по потоку. Это размещение может уменьшить температуру горючего источника тепла.
Предпочтительно, второй теплопроводный элемент проходит по меньшей мере до того же положения, что и первый теплопроводный элемент, в направлении вниз по потоку. Второй теплопроводный элемент может проходить приблизительно до того же положения на субстрате, образующем аэрозоль, что и первый теплопроводный элемент, в направлении вниз по потоку таким образом, чтобы расположенные ниже по потоку концы первого теплопроводного элемента и второго теплопроводного элемента были по существу выровнены поверх субстрата, образующего аэрозоль. В качестве альтернативы, второй теплопроводный элемент может проходить за пределы первого теплопроводного элемента в направлении вниз по потоку таким образом, чтобы второй теплопроводный элемент окружал большую площадь субстрата, образующего аэрозоль, чем первый теплопроводный элемент.
Например, второй теплопроводный элемент может проходить по меньшей мере на 1 мм за пределы первого теплопроводного элемента в направлении вниз по потоку, или по меньшей мере на 2 мм за пределы первого теплопроводного элемента в направлении вниз по потоку.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента и окружает всю длину субстрата, образующего аэрозоль. В определенных вариантах осуществления второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента и проходит за пределы субстрата, образующего аэрозоль, в направлении вниз по потоку.
В других вариантах осуществления второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента, но окружает лишь переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль. В таких вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, проходит за пределы второго теплопроводного элемента в направлении вниз по потоку.
Неожиданно было обнаружено, что протяженность второго теплопроводного элемента относительно первого теплопроводного элемента поверх субстрата, образующего аэрозоль, имеет существенное влияние на качество курения курительного изделия. Следовательно, площадь покрытия второго теплопроводного элемента поверх субстрата, образующего аэрозоль, можно регулировать для регулирования профиля доставки аэрозоля курительного изделия.
В частности, было обнаружено, что в том случае, если второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента и проходит за пределы первого теплопроводного элемента в направлении вниз по потоку, обеспечивается более равномерная доставка аэрозоля посредством поочередных затяжек при курении. В частности, обнаружено, что доставка аэрозоля при средних затяжках является уменьшенной, тем самым уменьшая интенсивность курения в ходе этих затяжек для того, чтобы выровнять ее с интенсивностью при начальных затяжках и заключительных затяжках. Также было обнаружено, что продолжительность курения дополнительно увеличивается.
Когда второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть первого теплопроводного элемента и проходит ниже по потоку за пределы первого теплопроводного элемента поверх субстрата, образующего аэрозоль, большая площадь субстрата, образующего аэрозоль, покрыта вторым теплопроводным элементом. Таким образом, тепло распределяется через больший объем субстрата, образующего аэрозоль, таким образом, чтобы присутствовала меньшая разница температур между разными частями субстрата, образующего аэрозоль. Это приводит к уменьшению температуры передней части субстрата, образующего аэрозоль, и увеличению температуры задней части субстрата, образующего аэрозоль. Считается, что это является причиной наблюдаемого воздействия на доставку аэрозоля посредством поочередных затяжек.
Как используется в настоящем документе, термин “доставка аэрозоля посредством поочередных затяжек” относится к профилю количества аэрозоля, доставляемого пользователю при каждой затяжке. Для обычного нагреваемого курительного изделия профиль доставки аэрозоля посредством поочередных затяжек имеет форму колоколообразной кривой, при этом количество аэрозоля, доставляемого пользователю, увеличивается к средним затяжкам перед тем, как снова уменьшиться к заключительным затяжкам. Доставка аэрозоля посредством поочередных затяжек может регулироваться таким образом, чтобы изменять фактическое количество аэрозоля, доставляемого пользователю при каждой затяжке. В качестве альтернативы или дополнения, относительные количества доставленного аэрозоля, доставляемого пользователю при каждой затяжке, изменяются таким образом, чтобы изменять форму профиля доставки аэрозоля посредством поочередных затяжек.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль.
Неожиданно было обнаружено, что добавление одного или нескольких первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, в комбинации со вторым теплопроводным элементом преимущественным образом увеличивает доставку аэрозоля в курительном изделии.
При эксплуатации холодный воздух втягивается в субстрат, образующий аэрозоль, курительного изделия сквозь первые впускные отверстия для воздуха. Воздух, втянутый в субстрат, образующий аэрозоль, сквозь первые впускные отверстия для воздуха, проходит вниз по потоку сквозь курительное изделие из субстрата, образующего аэрозоль, и выходит из курительного изделия через его ближний конец.
При выполнении затяжки пользователем холодный воздух, втянутый сквозь одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, преимущественно снижает температуру субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению. Это преимущественным образом по существу предотвращает или подавляет пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению при выполнении затяжки пользователем.
Как используется в настоящем документе, термин «холодный воздух» используется для описания окружающего воздуха, существенно не нагреваемого горючим источником тепла при выполнении затяжки пользователем.
Путем предотвращения или подавления пиков температуры субстрата, образующего аэрозоль, добавление одного или нескольких первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, преимущественным образом помогает избежать или уменьшить горение или пиролиз субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению при интенсивных режимах совершения затяжек. Кроме того, добавление одного или нескольких первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, преимущественным образом помогает свести к минимуму или уменьшить влияние режима курения пользователя на состав основной струи аэрозоля курительных изделий согласно настоящему изобретению.
Количество, форма, размер и местоположение первых впускных отверстий для воздуха может соответственно корректироваться для достижения хороших курительных характеристик.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха находятся вблизи расположенного ниже по потоку конца субстрата, образующего аэрозоль.
В определенных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может упираться в заднюю поверхность горючего источника тепла.
Как используется в настоящем документе, термин «упираться» используется для описания субстрата, образующего аэрозоль, находящегося в непосредственном контакте с задней поверхностью горючего источника тепла или негорючим, по существу воздухонепроницаемым барьерным покрытием, расположенным на задней поверхности горючего источника тепла.
В других вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может находиться на расстоянии от задней поверхности горючего источника тепла. Другими словами, между субстратом, образующим аэрозоль, и задней поверхностью горючего источника тепла может располагаться пространство или зазор.
В таких вариантах осуществления курительные изделия согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать одно или несколько вторых впускных отверстий для воздуха между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль. При эксплуатации холодный воздух втягивается в пространство между горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль, сквозь вторые впускные отверстия для воздуха. Воздух, втянутый в пространство между горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль, сквозь вторые впускные отверстия для воздуха, проходит вниз по потоку сквозь курительное изделие из пространства между горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль, и выходит из курительного изделия через его ближний конец.
При выполнении затяжки пользователем холодный воздух, втянутый сквозь одно или несколько вторых впускных отверстий между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, также может преимущественным образом уменьшать температуру субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению. Это преимущественным образом может по существу предотвратить или подавить пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению при выполнении затяжки пользователем.
В качестве альтернативы или дополнения, курительные изделия согласно настоящему изобретению дополнительно могут содержать одно или несколько третьих впускных отверстий для воздуха ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль.
Следует понимать, что курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, и одно или несколько вторых впускных отверстий для воздуха между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, или одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, и одно или несколько третьих впускных отверстий для воздуха ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль, или одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, и одно или несколько вторых впускных отверстий для воздуха между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, и одно или несколько третьих впускных отверстий для воздуха ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать негорючую, по существу воздухонепроницаемую первую перегородку между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль.
Как используется в настоящем документе, термин «негорючий» используется для описания перегородки, являющейся по существу негорючей при температурах, достигаемых горючим источником тепла во время его горения и воспламенения.
Первая перегородка может упираться в одно или оба из задней поверхности горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль. В качестве альтернативы, первая перегородка может быть удалена от одного или обоих из задней поверхности горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль.
Первая перегородка может быть приклеена или иным образом прикреплена к одному или обоим из задней поверхности горючего источника тепла и субстрата, образующего аэрозоль.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления первая перегородка содержит негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие, предоставленное на задней поверхности горючего источника тепла. В таких вариантах осуществления первая перегородка предпочтительно содержит первое барьерное покрытие, предусмотренное по меньшей мере по существу на всей задней поверхности горючего источника тепла. Более предпочтительно, первая перегородка содержит первое барьерное покрытие, предусмотренное на всей задней поверхности горючего источника тепла.
Как используется в настоящем документе, термин «покрытие» используется для описания слоя материала, покрывающего горючий источник тепла и приклеенного к нему.
Первая перегородка может преимущественно ограничивать температуру, действию которой подвергается субстрат, образующий аэрозоль, во время воспламенения и горения горючего источника тепла, и таким образом способствует предотвращению или уменьшению термической деградации или горения субстрата, образующего аэрозоль, во время использования курительного изделия. Это особенно преимущественно в ситуациях, когда горючий источник тепла содержит одну или несколько добавок, способствующих воспламенению горючего источника тепла.
Добавление негорючей по существу воздухонепроницаемой первой перегородки между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, также может преимущественным образом по существу предотвращать или замедлять миграцию компонентов субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению к горючему источнику тепла при хранении курительных изделий.
В качестве альтернативы или дополнения, добавление негорючей по существу воздухонепроницаемой первой перегородки между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, может преимущественным образом по существу предотвращать или замедлять миграцию компонентов субстрата, образующего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению к горючему источнику тепла при использовании курительных изделий.
Добавление негорючей по существу воздухонепроницаемой первой перегородки между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, может быть особенно преимущественным, если субстрат, образующий аэрозоль, содержит по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля.
В таких вариантах осуществления добавление негорючей по существу воздухонепроницаемой первой перегородки между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, может преимущественным образом предотвращать или замедлять миграцию по меньшей мере одного вещества для образования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль, в горючий источник тепла при хранении и использовании курительного изделия. Таким образом, разложение по меньшей мере одного вещества для образования аэрозоля при использовании курительных изделий преимущественным образом может быть по существу предотвращено или уменьшено.
В зависимости от требуемых характеристик и качества курительного изделия первая перегородка может иметь низкую теплопроводность или высокую теплопроводность. В определенных вариантах осуществления первая перегородка может быть выполнена из материала, обладающего объемной теплопроводностью в диапазоне от приблизительно 0,1 ватта на метр-кельвин (Вт/(м⋅К)) до приблизительно 200 ватт на метр-кельвин (Вт/(м⋅К)), при температуре 23°С и относительной влажности 50%, измеренной с использованием модифицированного метода нестационарного плоского источника (MTPS).
Толщина первой перегородки может быть соответствующим образом отрегулирована для обеспечения удовлетворительного качества курения. В определенных вариантах осуществления первая перегородка может иметь толщину в диапазоне от приблизительно 10 микрон до приблизительно 500 микрон.
Первая перегородка может быть выполнена из одного или нескольких подходящих материалов, по существу являющихся термически стабильными и негорючими при температурах, достигаемых горючим источником тепла во время воспламенения и горения. Подходящие материалы известны в области техники, к которой относится изобретение, и включают, но без ограничения, глины (такие как, например, бентонит и каолинит), стекла, минералы, керамические материалы, смолы, металлы и их комбинации.
Предпочтительные материалы, из которых может быть образована первая перегородка, включают глины и стекла. Более предпочтительные материалы, из которых может быть образована первая перегородка, включают медь, алюминий, нержавеющую сталь, сплавы, оксид алюминия (Al2O3), смолы и минеральные клеи.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления первая перегородка содержит глиняное покрытие, содержащее смесь в соотношении 50/50 бентонита и каолинита, расположенную на задней поверхности горючего источника тепла. В других предпочтительных вариантах осуществления первая перегородка содержит стеклянное покрытие, более предпочтительно - покрытие из спеченного стекла, расположенное на задней поверхности горючего источника тепла.
В определенных особенно предпочтительных вариантах осуществления первая перегородка содержит алюминиевое покрытие, расположенное на задней поверхности горючего источника тепла.
Предпочтительно, первая перегородка имеет толщину по меньшей мере приблизительно 10 микрон.
Из-за небольшой воздухопроницаемости глин в вариантах осуществления, где первая перегородка содержит глиняное покрытие, расположенное на задней поверхности горючего источника тепла, толщина глиняного покрытия более предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 50 микрон, и наиболее предпочтительно составляет от приблизительно 50 микрон до приблизительно 350 микрон.
В вариантах осуществления, в которых первая перегородка выполнена из одного или нескольких материалов, более непроницаемых для воздуха, таких как алюминий, первая перегородка может быть тоньше, и обычно предпочтительно будет иметь толщину менее приблизительно 100 микрон и более предпочтительно приблизительно 20 микрон.
В вариантах осуществления, где первая перегородка содержит стеклянное покрытие, расположенное на задней поверхности горючего источника тепла, толщина стеклянного покрытия предпочтительно составляет приблизительно менее 200 микрон.
Толщина первой перегородки может быть измерена с помощью микроскопа, сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) или любых иных подходящих методов измерения, известных в области, к которой относится изобретение.
Если первая перегородка содержит первое барьерное покрытие, расположенное на задней поверхности горючего источника тепла, первое барьерное покрытие может быть нанесено таким образом, чтобы оно покрывало заднюю поверхность горючего источника тепла и приклеивалось к ней, посредством любых подходящих способов, известных в данной области техники, включая, но без ограничения, напыление, осаждение из паровой фазы, погружение, передачу материала (например, нанесение щеткой или склеивание), электростатическое осаждение или любую их комбинацию.
Например, первое барьерное покрытие может быть выполнено путем предварительного формирования перегородки с приблизительным размером и формой задней поверхности горючего источника тепла, и нанесения его на заднюю поверхность горючего источника тепла для покрытия по меньшей мере по существу всей задней поверхности горючего источника тепла и приклеивания к ней. Альтернативно первое барьерное покрытие может быть отрезано или подвергнуто другой машинной обработке после его нанесения на заднюю поверхность горючего источника тепла. В одном предпочтительном варианте осуществления алюминиевая фольга нанесена на заднюю поверхность горючего источника тепла путем приклеивания или прессования к горючему источнику тепла и отрезана или подвергнута другой машинной обработке, так что алюминиевая фольга покрывает и приклеена по меньшей мере по существу ко всей задней поверхности горючего источника тепла, предпочтительно ко всей задней поверхности горючего источника тепла.
В другом предпочтительном варианте осуществления первое барьерное покрытие выполнено путем нанесения раствора или суспензии одного или нескольких подходящих покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла. Например, первое барьерное покрытие может быть нанесено на заднюю поверхность горючего источника тепла путем погружения задней поверхности горючего источника тепла в раствор или суспензию одного или нескольких подходящих покровных материалов, или путем нанесения щеткой или напыления раствора или суспензии, или путем электростатического осаждения порошка или порошковой смеси одного или нескольких подходящих покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла. Если первое барьерное покрытие нанесено на заднюю поверхность горючего источника тепла путем электростатического осаждения порошка или порошковой смеси одного или нескольких подходящих покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла, задняя поверхность горючего источника тепла предпочтительно предварительно обработана жидким стеклом перед электростатическим осаждением. Предпочтительно, первое барьерное покрытие наносится методом распыления.
Первое барьерное покрытие может быть выполнено посредством одного нанесения раствора или суспензии одного или нескольких подходящих покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла. В качестве альтернативы, первое барьерное покрытие может быть выполнено посредством нескольких нанесений раствора или суспензии одного или нескольких подходящих покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла. Например, первое барьерное покрытие может быть выполнено посредством одного, двух, трех, четырех, пяти, шести, семи или восьми последовательных нанесений раствора или суспензии одного или нескольких подходящих покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла.
Предпочтительно, первое барьерное покрытие выполнено посредством от одного до десяти нанесений раствора или суспензии одного или нескольких подходящих покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла.
После нанесения раствора или суспензии одного или нескольких покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла он может быть высушен для формирования первого барьерного покрытия.
Если первое барьерное покрытие выполнено посредством нескольких нанесений раствора или суспензии одного или нескольких подходящих покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла, он может нуждаться в сушке между последовательными нанесениями раствора или суспензии.
В качестве альтернативы или дополнения к сушке после нанесения раствора или суспензии одного или нескольких покровных материалов на заднюю поверхность горючего источника тепла покровный материал на горючем источнике тепла может быть спечен для образования первого барьерного покрытия. Спекание первого барьерного покрытия является особенно предпочтительным, если первое барьерное покрытие представляет собой стеклянное или керамическое покрытие. Предпочтительно, первое барьерное покрытие спекается при температуре от приблизительно 500°C до приблизительно 900°C и более предпочтительно при приблизительно 700°C.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать несплошной горючий источник тепла. Как используется в настоящем документе, термин «несплошной» используется для описания горючего источника тепла, содержащего по меньшей мере один канал для потока воздуха, проходящий от передней поверхности к задней поверхности горючего источника тепла.
Как используется в настоящем документе, термин «канал для потока воздуха» используется для описания канала, проходящего вдоль длины горючего источника тепла, через который воздух может втягиваться в направлении вниз по потоку для вдыхания пользователем.
В курительных изделиях согласно настоящему изобретению, содержащих несплошной горючий источник тепла, нагревание субстрата, образующего аэрозоль, происходит за счет теплопроводности и принудительной конвекции.
Один или несколько каналов для потока воздуха могут содержать один или несколько закрытых каналов для потока воздуха.
Как используется в настоящем документе, термин «закрытый» используется для описания каналов для потока воздуха, проходящих сквозь внутреннюю часть несплошного горючего источника тепла и окруженных несплошным горючим источником тепла.
В качестве альтернативы или дополнения, один или несколько каналов для потока воздуха могут содержать один или несколько незакрытых каналов для потока воздуха. Например, один или несколько каналов для потока воздуха могут содержать одну или несколько канавок или других незакрытых каналов для потока воздуха, проходящих вдоль внешней стороны несплошного горючего источника тепла.
Один или несколько каналов для потока воздуха могут содержать один или несколько закрытых каналов для потока воздуха или один или несколько незакрытых каналов для потока воздуха или их комбинацию.
В определенных вариантах осуществления курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат один, два или три канала для потока воздуха, проходящие от передней поверхности к задней поверхности несплошного горючего источника тепла.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат один канал для потока воздуха, проходящий от передней поверхности к задней поверхности несплошного горючего источника тепла.
В определенных особенно предпочтительных вариантах осуществления курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат один по существу центральный или осевой канал для потока воздуха, проходящий от передней поверхности к задней поверхности несплошного горючего источника тепла.
В таких вариантах осуществления изобретения диаметр одного канала для потока воздуха предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 1,5 мм до приблизительно 3 мм.
Следует понимать, что помимо одного или нескольких каналов для потока воздуха, сквозь которые воздух может втягиваться для вдыхания пользователем, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать несплошные горючие источники тепла, содержащие одно или несколько закрытых или блокированных проходных отверстий, сквозь которые воздух не может втягиваться для вдыхания пользователем.
Например, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать несплошные горючие источники тепла, содержащие один или несколько каналов для потока воздуха, проходящих от передней поверхности к задней поверхности горючего источника тепла, и одно или несколько закрытых проходных отверстий, проходящих от передней поверхности несплошного горючего источника тепла лишь вдоль части длины горючего источника тепла.
Добавление одного или нескольких закрытых проходных отверстий для воздуха ведет к увеличению площади поверхности несплошного горючего источника тепла, на которую воздействует кислород из воздуха, и может преимущественным образом способствовать воспламенению и непрерывному горению несплошного горючего источника тепла.
Если курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат несплошной горючий источник тепла и негорючую, по существу воздухонепроницаемую первую перегородку между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, первая перегородка должна позволять воздуху поступать в курительное изделие по одному или нескольким каналам для потока воздуха для его втягивания вниз по потоку сквозь курительное изделие.
В качестве альтернативы или дополнения к негорючей, по существу воздухонепроницаемой первой перегородке между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, курительные изделия согласно настоящему изобретению, содержащие несплошной горючий источник тепла, могут содержать негорючую, по существу воздухонепроницаемую вторую перегородку между несплошным горючим источником тепла и одним или несколькими каналами для потока воздуха.
Вторая перегородка может преимущественным образом по существу предотвращать или подавлять поступление продуктов горения и разложения, образующихся во время воспламенения и горения несплошного горючего источника тепла, в воздух, втягиваемый в курительные изделия согласно настоящему изобретению сквозь один или несколько каналов для потока воздуха по мере того, как втянутый воздух проходит сквозь один или несколько каналов для потока воздуха. Это особенно преимущественно в ситуациях, когда несплошной горючий источник тепла содержит одну или несколько добавок, способствующих воспламенению или горению несплошного горючего источника тепла.
Добавление негорючей, по существу воздухонепроницаемой второй перегородки между несплошным горючим источником тепла и одним или несколькими каналами для потока воздуха также может преимущественным образом по существу предотвращать или подавлять активацию горения несплошного горючего источника тепла во время затяжки, выполняемой пользователем. Это может по существу предотвратить или подавить пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, во время затяжки, выполняемой пользователем.
Благодаря предотвращению или подавлению активации горения несплошного горючего источника тепла и, таким образом, предотвращению или подавлению излишних повышений температуры в субстрате, образующем аэрозоль, можно преимущественным образом предотвратить горение или пиролиз субстрата, образующего аэрозоль, при интенсивных режимах совершения затяжек. Кроме того, влияние режима курения пользователя на состав основной струи аэрозоля может быть преимущественно сведено к минимуму или уменьшено.
Вторая перегородка может быть приклеена или иным образом прикреплена к несплошному горючему источнику тепла.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления вторая перегородка содержит негорючее, по существу воздухонепроницаемое второе барьерное покрытие, расположенное на внутренней поверхности одного или нескольких каналов для потока воздуха. В таких вариантах осуществления вторая перегородка предпочтительно содержит второе барьерное покрытие, расположенное по меньшей мере по существу на всей внутренней поверхности одного или нескольких каналов для потока воздуха. Более предпочтительно, вторая перегородка содержит второе барьерное покрытие, расположенное по меньшей мере по существу на всей внутренней поверхности одного или нескольких каналов для потока воздуха.
В других вариантах осуществления второе барьерное покрытие может быть предоставлено путем введения вставки в один или несколько каналов для потока воздуха. Например, в тех случаях, когда один или несколько каналов для потока воздуха содержат один или несколько закрытых каналов для потока воздуха, проходящих через внутреннюю часть несплошного горючего источника тепла, в каждый из одного или нескольких каналов для потока воздуха может быть вставлена негорючая по существу воздухонепроницаемая полая трубка.
В зависимости от требуемых характеристик и качества курительного изделия вторая перегородка может иметь низкую теплопроводность или высокую теплопроводность. Предпочтительно, вторая перегородка имеет низкую теплопроводность.
Толщина второй перегородки может быть соответствующим образом отрегулирована для обеспечения хорошего качества курения. В определенных вариантах осуществления вторая перегородка может иметь толщину в диапазоне от приблизительно 30 микрон до приблизительно 200 микрон. В предпочтительном варианте осуществления вторая перегородка имеет толщину в диапазоне от приблизительно 30 микрон до приблизительно 100 микрон.
Вторая перегородка может быть выполнена из одного или нескольких подходящих материалов, по существу являющихся термически стабильными и негорючими при температурах, достигаемых несплошным горючим источником тепла во время воспламенения и горения. Подходящие материалы известны в области, к которой относится изобретение, и включают, но без ограничения, например: глины, оксиды металлов, такие как оксид железа, окись алюминия, диоксид титана, кремнезем, кремнезем/глинозем, двуокись циркония и окись церия, цеолиты, циркония фосфат и другие керамические материалы или их комбинации.
Предпочтительные материалы, из которых может быть образована вторая перегородка, включают глины, стекла, алюминий, оксид железа и их комбинации. При необходимости в состав второй перегородки могут быть включены каталитические ингредиенты, такие как ингредиенты, способствующие окислению монооксида углерода до диоксида углерода. Подходящие каталитические ингредиенты включают, но без ограничения, например, платину, палладий, переходные металлы и их оксиды.
Если вторая перегородка содержит второе барьерное покрытие, расположенное на внутренней поверхности одного или нескольких каналов для потока воздуха, второе барьерное покрытие может быть нанесено на внутреннюю поверхность одного или нескольких каналов для потока воздуха любым подходящим способом, таким как способы, описанные в документе US-A-5040551. Например, раствор или суспензия второго барьерного покрытия могут быть нанесены на внутреннюю поверхность одного или нескольких каналов для потока воздуха путем распыления, смачивания или окрашивания. В определенных предпочтительных вариантах осуществления второе барьерное покрытие нанесено на внутреннюю поверхность одного или нескольких каналов для потока воздуха с помощью способа, описанного в документе WO-A2-2009/074870, во время экструзии горючего источника тепла.
В качестве альтернативы, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать сплошной горючий источник тепла. Как используется в настоящем документе, термин «сплошной» используется для описания горючего источника тепла, не содержащего каких-либо каналов для потока воздуха, проходящих от передней поверхности к задней поверхности горючего источника тепла.
При эксплуатации воздух, втягиваемый сквозь курительные изделия согласно настоящему изобретению, содержащие сплошной горючий источник тепла, для вдыхания пользователем, не проходит через какие-либо каналы для потока воздуха вдоль сплошного горючего источника тепла. Отсутствие каких-либо каналов для потока воздуха, проходящих сквозь сплошной горючий источник тепла, преимущественным образом по существу предотвращает или подавляет активацию горения сплошного горючего источника тепла во время затяжки, выполняемой пользователем. Это по существу предотвращает или подавляет пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, во время затяжки, выполняемой пользователем.
Благодаря предотвращению или подавлению активации горения сплошного горючего источника тепла и, таким образом, предотвращению или подавлению излишних повышений температуры в субстрате, образующем аэрозоль, можно преимущественным образом предотвратить горение или пиролиз субстрата, образующего аэрозоль, при интенсивных режимах совершения затяжек. Кроме того, влияние режима курения пользователя на состав основной струи аэрозоля может быть преимущественно сведено к минимуму или уменьшено.
Добавление сплошного горючего источника тепла также может преимущественным образом по существу предотвращать или подавлять попадание продуктов горения и разложения и других материалов, образующихся при воспламенении и горении сплошного горючего источника тепла, в воздух, втягиваемый через курительные изделия согласно настоящему изобретению при их использовании. Это особенно преимущественно в ситуациях, когда сплошной горючий источник тепла содержит одну или несколько добавок, способствующих воспламенению или горению сплошного горючего источника тепла.
В курительных изделиях согласно настоящему изобретению, содержащих сплошной горючий источник тепла, передача тепла от сплошного горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль, происходит в основном за счет теплопроводности, и нагревание субстрата, образующего аэрозоль, за счет принудительной конвекции сведено к минимуму или уменьшено. Это преимущественным образом может помочь свести к минимуму или уменьшить влияние режима курения пользователя на состав основной струи аэрозоля курительных изделий согласно настоящему изобретению.
В курительных изделиях согласно настоящему изобретению, содержащих сплошной горючий источник тепла, особенно важно оптимизировать передачу тепла путем теплопроводности между горючим источником тепла и субстратом, образующим аэрозоль. Было обнаружено, что добавление второго теплопроводного элемента оказывает особенно преимущественное воздействие на качество курения курительных изделий, содержащих сплошные источники тепла, если субстрат, образующий аэрозоль, слабо нагревается или вообще не нагревается принудительной конвекцией.
Следует понимать, что курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать сплошные горючие источники тепла, содержащие одно или несколько закрытых или блокированных проходных отверстий, через которые воздух не может быть втянут пользователем для вдыхания.
Например, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать сплошные горючие источники тепла, содержащие одно или несколько закрытых проходных отверстий, проходящих от передней поверхности на расположенном выше по потоку конце сплошного горючего источника тепла только вдоль части длины сплошного горючего источника тепла.
Добавление одного или нескольких закрытых проходных отверстий для воздуха ведет к увеличению площади поверхности сплошного горючего источника тепла, на которую воздействует кислород из воздуха, и может преимущественным образом способствовать воспламенению и непрерывному горению сплошного горючего источника тепла.
Предпочтительно, горючий источник тепла представляет собой углеродсодержащий источник тепла. Как используется в настоящем документе, термин «углеродсодержащий» используется для описания горючего источника тепла, содержащего углерод. Предпочтительно горючие углеродсодержащие источники тепла для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению обладают содержанием углерода, составляющим по меньшей мере приблизительно 35 процентов, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 40 процентов, наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 45 процентов по сухому весу горючего источника тепла.
В некоторых вариантах осуществления горючие источники тепла согласно настоящему изобретению представляют собой горючие источники тепла на основе углерода. Как используется в настоящем документе, термин «источник тепла на основе углерода» используется для описания источника тепла, содержащего в основном углерод.
Горючие источники тепла на основе углерода для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению обладают содержанием углерода, составляющим по меньшей мере приблизительно 50 процентов. Например, горючие источники тепла на основе углерода для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению могут иметь содержание углерода по меньшей мере приблизительно 60 процентов, или по меньшей мере приблизительно 70 процентов, или по меньшей мере приблизительно 80 процентов по сухому весу горючего источника тепла на основе углерода.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать горючие углеродсодержащие источники тепла, образованные из одного или нескольких подходящих углеродсодержащих материалов.
По желанию один или несколько связующих могут комбинироваться с одним или несколькими углеродсодержащими материалами. Предпочтительно, один или несколько связующих представляют собой органические связующие. Подходящие известные органические связующие включают, но без ограничения, камеди (например, гуаровая камедь), модифицированные целлюлозы и производные целлюлоз (например, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза), муку, крахмалы, сахара, растительные масла и их комбинации.
В одном предпочтительном варианте осуществления горючий источник тепла образован из смеси угольного порошка, модифицированной целлюлозы, муки и сахара.
Вместо или в дополнение к одному или нескольким связующим горючие источники тепла для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению могут содержать одну или несколько добавок для улучшения свойств горючего источника тепла. Подходящие добавки включают, но без ограничения, добавки для улучшения затвердевания горючего источника тепла (например, спекающие добавки), добавки для улучшения воспламенения горючего источника тепла (например, окислители, такие как перхлораты, хлораты, нитраты, пероксиды, перманганаты, цирконий и их комбинации), добавки для улучшения горения горючего источника тепла (например, калий и соли калия, такие как лимоннокислый калий) и добавки для улучшения разложения одного или нескольких газов, образованных сгоранием горючего источника тепла (например, катализаторы, такие как CuO, Fe2O3 и Al2O3).
Если курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат первое барьерное покрытие, расположенное на задней поверхности горючего источника тепла, такие добавки могут быть включены в горючий источник тепла перед или после нанесения первого барьерного покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления горючий источник тепла представляет собой горючий углеродсодержащий источник тепла, содержащий углерод и по меньшей мере одно средство воспламенения. В одном предпочтительном варианте осуществления горючий источник тепла представляет собой горючий углеродсодержащий источник тепла, содержащий углерод и по меньшей мере одно средство воспламенения, как описано в документе WO-A1-2012/164077.
Как используется в настоящем документе, термин «средство воспламенения» используется для описания материала, выделяющего энергию и/или кислород во время воспламенения горючего источника тепла, причем скорость высвобождения энергии и/или кислорода материалом не ограничена диффузией кислорода, содержащегося в окружающем воздухе. Другими словами, скорость выделения одного или обоих из энергии и кислорода материалом во время воспламенения горючего источника тепла в значительной степени не зависит от скорости поступления к материалу кислорода из окружающего воздуха. Как используется в настоящем документе, термин «средство воспламенения» также используется для описания элементарного металла, выделяющего энергию во время воспламенения горючего источника тепла, причем температура воспламенения элементарного металла ниже приблизительно 500°С, и теплота сгорания элементарного металла равна по меньшей мере приблизительно 5 кДж/г.
Как используется в настоящем документе, термин «средство воспламенения» не распространяется на соли щелочных металлов карбоновых кислот (таких как лимоннокислые соли щелочных металлов, уксуснокислые соли щелочных металлов и янтарнокислые соли щелочных металлов), галогенидные соли щелочных металлов (такие как хлоридные соли щелочных металлов), карбонатные соли щелочных металлов или фосфатные соли щелочных металлов, которые, как считается, модифицируют горение углерода. Даже будучи присутствующими в большом количестве относительно общей массы горючего источника тепла, эти сгоревшие соли щелочных металлов не высвобождают достаточно энергии при воспламенении горючего источника тепла для создания приемлемого аэрозоля при начальных затяжках.
Примеры подходящих окислителей включают, но без 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, пероксид бензоила и пероксид ацетона; неорганические пероксиды, такие как, например, пероксид водорода, пероксид стронция, пероксид магния, пероксид кальция, пероксид бария, пероксид цинка и пероксид лития; супероксиды, такие как, например, супероксид калия и супероксид натрия; иодаты; периодаты; иодиты; сульфаты; сульфиты; другие сульфоксиды; фосфаты; фосфинаты; фосфиты и фосфаниты.
Хотя они преимущественным образом улучшают свойства воспламенения и горения горючего источника тепла, включение добавок, способствующих воспламенению и горению, может привести к увеличению количества нежелательных продуктов разложения и реакции при использовании курительного изделия. Например, разложение нитратов, включенных в горючий источник тепла для способствования его воспламенению, может привести к образованию оксидов азота.
Добавление негорючей, по существу воздухонепроницаемой первой перегородки между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль, может преимущественным образом по существу предотвращать или подавлять попадание таких продуктов разложения и реакций в воздух, втягиваемый сквозь курительные изделия согласно настоящему изобретению.
Если курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат несплошной горючий источник тепла, добавление негорючей по существу воздухонепроницаемой второй перегородки между одним или несколькими каналами для потока воздуха и несплошным горючим источником тепла может преимущественным образом по существу предотвращать или подавлять попадание таких продуктов разложения и реакций в воздух, втягиваемый в курительные изделия согласно настоящему изобретению сквозь один или несколько каналов для потока воздуха, по мере прохождения втягиваемого воздуха по одному или нескольким каналам для потока воздуха.
Горючие углеродсодержащие источники тепла для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению могут быть получены, как описано в уровне техники, известном специалистам в данной области.
Горючие углеродсодержащие источники тепла для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению предпочтительно образованы смешиванием одного или нескольких углеродсодержащих материалов одним или несколькими связующими и другими добавками, если таковые включены, и предварительным формованием смеси для придания ей требуемой формы. Смесь одного или нескольких углеродсодержащих материалов, одного или нескольких связующих и факультативных других добавок может предварительно формоваться для придания ей требуемой формы с использованием любых подходящих известных способов формования керамики, таких как, например, шликерное литье, экструзия, литье под давлением и штамповка или прессование. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления смесь предварительно формуется для придания ей требуемой формы посредством прессования или экструзии или их комбинации.
Предпочтительно, смесь одного или нескольких углеродсодержащих материалов, одного или нескольких связующих и других добавок предварительно формуется в удлиненный стержень. Однако ясно, что смесь одного или нескольких углеродсодержащих материалов, одного или нескольких связующих и других добавок может предварительно формоваться для придания ей любых требуемых форм.
После образования, в частности, после экструзии удлиненный стержень или другая требуемая форма предпочтительно высушивается для уменьшения содержания влаги, а затем пиролизуется в неокислительной атмосфере при температуре, достаточной для науглероживания одного или нескольких связующих, если таковые присутствуют, и по существу удаления любых летучих веществ в удлиненном стержне или другой форме. Удлиненный стержень или другая требуемая форма пиролизуется предпочтительно в атмосфере азота при температуре от приблизительно 700 до приблизительно 900°C.
В определенных вариантах осуществления по меньшей мере одна нитратная соль металла внедрена в горючий источник тепла путем включения по меньшей мере одного предшественника нитрата металла в смесь одного или нескольких углеродсодержащих материалов, одного или нескольких связующих и других добавок. По меньшей мере один предшественник нитрата металла затем впоследствии преобразуется на месте по меньшей мере в одну нитратную соль металла при обработке пиролизованного предварительного формованного цилиндрического стержня или другой формы водным раствором азотной кислоты. В одном варианте осуществления горючий источник тепла содержит по меньшей мере одну нитратную соль металла с температурой термического разложения менее приблизительно 600°С, более предпочтительно менее приблизительно 400°С. Предпочтительно температура разложения по меньшей мере одной нитратной соли металла находится в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 600°С, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 200 до приблизительно 400°С.
В предпочтительных вариантах осуществления воздействие на горючий источник тепла обычного желтого пламени зажигалки или другого устройства для воспламенения должно привести к разложению по меньшей мере одной нитратной соли металла с выделением кислорода и энергии. Это разложение вызывает начальное повышение температуры горючего источника тепла, а также способствует воспламенению горючего источника тепла. После разложения по меньшей мере одной нитратной соли металла горючий источник тепла предпочтительно продолжает гореть при более низкой температуре.
Введение по меньшей мере одной нитратной соли металла преимущественно приводит к инициированию воспламенения горючего источника тепла не только в месте, находящемся на его поверхности, но и внутри. Предпочтительно по меньшей мере одна нитратная соль металла присутствует в горючем источнике тепла в количестве от приблизительно 20 процентов по сухому весу до приблизительно 50 процентов по сухому весу горючего источника тепла.
В других вариантах осуществления горючий источник тепла содержит по меньшей мере один пероксид или супероксид, активно выделяющий кислород при температуре ниже приблизительно 600°С, более предпочтительно при температуре ниже приблизительно 400°С.
Предпочтительно по меньшей мере один пероксид или супероксид активно выделяет кислород при температуре в диапазоне от приблизительно 150 до приблизительно 600°С, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 200 до приблизительно 400°С, наиболее предпочтительно при температуре приблизительно 350°С.
При эксплуатации воздействие на сгораемый источник тепла обычного желтого пламени зажигалки или другого устройства для воспламенения должно привести к разложению по меньшей мере одного пероксида или супероксида с выделением кислорода. Это вызывает начальное повышение температуры горючего источника тепла, а также способствует воспламенению горючего источника тепла. После разложения по меньшей мере одного пероксида или супероксида горючий источник тепла предпочтительно продолжает гореть при более низкой температуре.
Введение по меньшей мере одного пероксида или супероксида преимущественно приводит к воспламенению горючего источника тепла не только в месте, находящемся на его поверхности, но и внутри.
Горючий источник тепла предпочтительно обладает пористостью от приблизительно 20 процентов до приблизительно 80 процентов, более предпочтительно от приблизительно 20 процентов до 60 процентов. Если горючий источник тепла содержит по меньшей мере одну нитратную соль металла, это преимущественно позволяет кислороду рассеиваться в массе горючего источника тепла со скоростью, достаточной для поддержания горения по мере разложения по меньшей мере одной нитратной соли металла и продолжения горения. Еще более предпочтительно горючий источник тепла обладает пористостью от приблизительно 50 процентов до приблизительно 70 процентов, более предпочтительно от приблизительно 50 процентов до приблизительно 60 процентов, как измерено, например, ртутной порометрией или гелиевой пикнометрией. Требуемая пористость может быть легко достигнута в ходе изготовления горючего источника тепла с помощью традиционных способов и технологии.
Преимущественно, горючие углеродсодержащие источники тепла для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению имеют кажущуюся плотность от приблизительно 0,6 до приблизительно 1 г/см3.
Предпочтительно горючий источник тепла обладает массой от приблизительно 300 до приблизительно 500 мг, более предпочтительно от приблизительно 400 до приблизительно 450 мг.
Предпочтительно горючие источники тепла согласно настоящему изобретению имеют длину в диапазоне от приблизительно 7 до приблизительно 17 мм, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 7 до приблизительно 15 мм и наиболее предпочтительно в диапазоне от приблизительно 7 до приблизительно 13 мм.
Предпочтительно диаметр горючего источника тепла находится в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 9 мм, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 7 до приблизительно 8 мм.
Предпочтительно, горючий источник тепла имеет по существу одинаковый диаметр. Тем не менее, горючий источник тепла в качестве альтернативы может быть коническим, таким образом, чтобы диаметр задней части сплошного источника тепла превышал диаметр его передней части. Особенно предпочтительными являются горючие источники тепла, являющиеся по существу цилиндрическими. Горючий источник тепла может, например, представлять собой цилиндр или конический цилиндр по существу с круглым поперечным сечением или цилиндр или конический цилиндр по существу с эллиптическим поперечным сечением.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат субстрат, образующий аэрозоль, содержащий по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля и материал, способный реагировать на нагревание выделением летучих соединений. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, включая, но без ограничения, увлажнители, ароматизаторы, связующие и их смеси.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин. Более предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, содержит табак.
Указанное по меньшей мере одно аэрозоль-образующее средство может представлять собой любые подходящие известные соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые при рабочей температуре курительного изделия по существу обладают стойкостью к термической деградации. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в области техники, к которой относится изобретение, и включают, например, многоатомные спирты, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицеринлмоно-, ди- или триацетат, и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновой кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля для применения в курительных изделиях согласно настоящему изобретению являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин.
Материал, способный реагировать на нагревание выделением летучих соединений, может представлять собой наполнение из материала растительного происхождения. Материал, способный реагировать на нагревание выделением летучих соединений, может представлять собой наполнение из гомогенизированного материала растительного происхождения. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать один или несколько материалов, полученных из растений, включая, но без ограничения, табак, чай, например, зеленый чай, мяту перечную, лавр, эвкалипт, базилик, шалфей, вербену и полынь эстрагонную.
Предпочтительно, материал, способный выделять летучие соединения при нагреве, представляет собой наполнение из материала на основе табака, более предпочтительно, наполнение из гомогенизированного материала на основе табака.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь форму штранга или сегмента, содержащего материал, способный реагировать на нагревание выделением летучих соединений, окруженный бумажной или другой оберткой. Как указано выше, если субстрат, образующий аэрозоль, имеет форму такого штранга или сегмента, весь штранг или сегмент, включая любую обертку, считается субстратом, образующим аэрозоль.
Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, имеет длину в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 20 мм, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 8 до приблизительно 12 мм.
В предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит штранг материала на основе табака, завернутый в фицеллу. В особенно предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит штранг гомогенизированного материала на основе табака, завернутый в фицеллу.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат мундштук, расположенный ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль. Мундштук расположен на ближнем конце курительного изделия.
Предпочтительно мундштук имеет низкую эффективность фильтрации, более предпочтительно очень низкую эффективность фильтрации. Мундштук может представлять собой односегментный или однокомпонентный мундштук. Альтернативно, мундштук может представлять собой многосегментный или многокомпонентный мундштук.
Мундштук может содержать фильтр, содержащий один или несколько сегментов, содержащих подходящие известные фильтрующие материалы. Подходящие фильтрующие материалы известны в области техники, к которой относится изобретение, и включают, но без ограничения, ацетат целлюлозы и бумагу. Альтернативно или дополнительно мундштук может содержать один или несколько сегментов, содержащих абсорбенты, адсорбенты, ароматизаторы и другие модификаторы аэрозолей и добавки или их комбинации.
Предпочтительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат перемещающий элемент или разделительный элемент между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштуком.
Перемещающий элемент может упираться в один или оба из субстрата, образующего аэрозоль, и мундштука. В качестве альтернативы, перемещающий элемент может находиться на расстоянии от одного или обоих из субстрата, образующего аэрозоль, и мундштука.
Добавление перемещающего элемента преимущественным образом позволяет охлаждать аэрозоль, образуемый за счет теплопередачи от горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль. Добавление перемещающего элемента также преимущественным образом позволяет регулировать до требуемого значения общую длину курительных изделий согласно настоящему изобретению, например, до длины, аналогичной длине обычных сигарет, посредством соответствующего выбора длины перемещающего элемента.
Перемещающий элемент может иметь длину от приблизительно 7 до приблизительно 50 мм, например, длину от приблизительно 10 до приблизительно 45 мм или от приблизительно 15 до приблизительно 30 мм. Перемещающий элемент может иметь другие значения длины в зависимости от желаемой общей длины курительного изделия и наличия и длины других компонентов в курительном изделии.
Предпочтительно, перемещающий элемент содержит по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытым концом. В таких вариантах осуществления при эксплуатации воздух, втягиваемый сквозь курительное изделие, проходит сквозь по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытым концом по мере своего прохождения вниз по потоку сквозь курительное изделие из субстрата, образующего аэрозоль, к его ближнему концу.
Перемещающий элемент может содержать по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытым концом, выполненное из одного или нескольких подходящих материалов, которые являются по существу термически стабильными при температуре аэрозоля, образующегося за счет теплопередачи от горючего источника тепла к субстрату, образующему аэрозоль. Подходящие материалы известны в данной области техники и включают, но без ограничения, бумагу, картон, пластмассу, такую как ацетат целлюлозы, керамический материал и их комбинации.
В качестве альтернативы или дополнения, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать элемент, охлаждающий аэрозоль, или теплообменник между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштуком. Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать множество каналов, проходящих в продольном направлении.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из металлической фольги, полимерного материала и по существу непористой бумаги или картона. В определенных вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полимолочной кислоты (ПМК), ацетата целлюлозы (АЦ) и алюминиевой фольги.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист биоразлагаемого полимерного материала, такого как полимолочная кислота (ПМК) или сорт Mater-Bi® (доступная на рынке серия сложных сополиэфиров на основе крахмала).
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль, расположенных ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль. Например, одно или несколько из мундштука, перемещающего элемента и элемента, охлаждающего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению могут содержать одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль.
Подходящие средства, модифицирующие аэрозоль, включают, но без ограничения, ароматизаторы и химически воспринимаемые средства.
Как используется в настоящем документе, термин «ароматизатор» используется для описания любого средства, которое при использовании придает вкус и/или аромат аэрозолю, создаваемому субстратом, образующим аэрозоль, курительного изделия.
Как используется в настоящем документе, термин «химически воспринимаемое средство» используется для описания любого средства, которое при использовании воспринимается в ротовой или обонятельной полостях пользователя посредством иного, чем восприятие посредством клеток вкусовых рецепторов или обонятельных рецепторов или в дополнение к ним. Восприятие химически воспринимаемых средств обычно происходит посредством «тройничной реакции» либо посредством тройничного нерва, языкоглоточного нерва, блуждающего нерва, либо некоторой их комбинации. Обычно химически воспринимаемые средства воспринимаются как горячее, острое ощущения, ощущение охлаждения или успокаивающее ощущение.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль, представляющих собой как ароматизатор, так и химически воспринимаемое средство, расположенные ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль. Например, одно или несколько из мундштука, перемещающего элемента и элемента, охлаждающего аэрозоль, курительных изделий согласно настоящему изобретению могут содержать ментол или другой ароматизатор, обеспечивающий охлаждающее химически воспринимаемое воздействие.
Сборка курительных изделий согласно настоящему изобретению может быть осуществлена с использованием известных методов и оборудования.
Настоящее изобретение будет далее описано лишь на примере со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 изображен схематический вид в продольном сечении курительного изделия согласно одному варианту осуществления изобретения; и
на фиг. 2 изображен график общих доставок вещества для образования аэрозоля и никотина для курительных изделий согласно варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг. 1.
Курительное изделие 2 согласно первому варианту осуществления изобретения, изображенное на фиг. 1, содержит сплошной горючий источник 4 тепла, имеющий переднюю поверхность 6 и противоположную заднюю поверхность 8, субстрат 10, образующий аэрозоль, перемещающий элемент 12, элемент 14, охлаждающий аэрозоль, разделительный элемент 16 и мундштук 18, которые упираются друг в друга с соосным выравниванием. Как изображено на фиг. 1, субстрат 10, образующий аэрозоль, перемещающий элемент 12, элемент 14, охлаждающий аэрозоль, разделительный элемент 16 и мундштук 18 и задняя часть сплошного горючего источника 4 тепла завернуты в наружную обертку 20 из листового материала, такого как, например, сигаретная бумага с низкой воздухопроницаемостью. Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения (не изображены), наружная обертка 20 может отсутствовать.
Сплошной горючий источник 4 тепла представляет собой сплошной углеродсодержащий горючий источник тепла и расположен на дальнем конце курительного изделия 2. Как изображено на фиг. 1, негорючая, по существу воздухонепроницаемая первая перегородка 22 в форме диска из алюминиевой фольги расположена между задней поверхностью 8 сплошного горючего источника 4 тепла и субстратом 10, образующим аэрозоль. Первая перегородка 22 нанесена на заднюю поверхность 8 сплошного горючего источника 4 тепла путем прессовки диска из алюминиевой фольги на заднюю поверхность 8 сплошного горючего источника 4 тепла и упирается в заднюю поверхность 8 горючего углеродсодержащего источника 4 тепла и субстрату 10, образующему аэрозоль.
Субстрат 10, образующий аэрозоль, расположен непосредственно ниже по потоку относительно первой перегородки 22, нанесенной на заднюю поверхность 8 сплошного горючего источника 4 тепла. Субстрат 10, образующий аэрозоль, содержит цилиндрический штранг гомогенизированного материала 24 на основе табака, содержащего вещество для образования аэрозоля, такое как, например, глицерин, завернутый в фицеллу 26.
Перемещающий элемент 12 расположен непосредственно ниже по потоку относительно субстрата 10, образующего аэрозоль, и содержит цилиндрическую полую ацетатцеллюлозную трубку 28 с открытым концом.
Элемент 14, охлаждающий аэрозоль, расположен непосредственно ниже по потоку относительно перемещающего элемента 12 и содержит собранный лист биоразлагаемого полимерного материала, такого как, например, полимолочная кислота.
Разделительный элемент 16 расположен непосредственно ниже по потоку относительно элемента 14, охлаждающего аэрозоль, и содержит цилиндрическую полую бумажную или картонную трубку 30 с открытым концом.
Мундштук 18 расположен непосредственно ниже по потоку относительно разделительного элемента 16. Как изображено на фиг. 1, мундштук 18 расположен на ближнем конце курительного изделия 2 и содержит цилиндрический штранг подходящего фильтрующего материала 32, такого как, например, ацетатцеллюлозного волокна с очень низкой эффективностью фильтрации, завернутый в фицеллу 34 фильтра.
Курительное изделие может дополнительно содержать полосу ободковой бумаги (не изображена), окружающую расположенную ниже по потоку конечную часть наружной обертки 20.
Как изображено на фиг. 1, курительное изделие 2 дополнительно содержит первый теплопроводный элемент 36 из подходящего материала, такого как, например, алюминиевая фольга, окружающий и находящийся в непосредственном контакте с задней частью 4b сплошного горючего источника 4 тепла и передней частью 10a субстрата 10, образующего аэрозоль. В курительном изделии 2 согласно первому варианту осуществления изобретения, изображенном на фиг. 1, субстрат 10, образующий аэрозоль, проходит вниз по потоку за пределы первого теплопроводного элемента 36. Другими словами, первый теплопроводный элемент 36 не окружает и не находится в непосредственном контакте с задней частью субстрата 10, образующего аэрозоль. Тем не менее, следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения (не изображены), первый теплопроводный элемент 36 может располагаться вокруг и в непосредственном контакте со всей длиной субстрата 10, образующего аэрозоль.
Как изображено на фиг. 1, курительное изделие 2 также дополнительно содержит второй теплопроводный элемент 38 вокруг задней части сплошного горючего источника 4 тепла, всей длины субстрата 10, образующего аэрозоль, и всей длины перемещающего элемента 12. В курительном изделии 2 согласно первому варианту осуществления изобретения, изображенном на фиг. 1, второй теплопроводный элемент 34 проходит приблизительно до того же положения на сплошном горючем источнике 4 тепла, что и первый теплопроводный элемент 36, в направлении вверх по потоку, таким образом, чтобы расположенные выше по потоку концы первого теплопроводного элемента 36 и второго теплопроводного элемента 38 были по существу выровнены поверх сплошного горючего источника 4 тепла. Тем не менее, следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения (не изображены) первый теплопроводный элемент 36 может проходить за пределы второго теплопроводного элемента 38 в направлении вверх по потоку, таким образом, чтобы задняя часть 4b сплошного горючего источника тепла, окруженная первым теплопроводным элементом 36, была больше задней части сплошного горючего источника тепла, окруженной вторым теплопроводным элементом 38.
Второй теплопроводный элемент 38 представляет собой двухслойный слоистый материал, содержащий внутренний слой 38a теплоизоляционного материала, такого как, например, бумага, и наружный слой 38b теплопроводного материала, такого как, например, алюминий. Как изображено на фиг. 1, первый теплопроводный элемент 36 и наружный слой 38b теплопроводного материала второго теплопроводного элемента 38 радиально разделены внутренним слоем 38a теплоизоляционного материала второго теплопроводного элемента 38, расположенным между первым теплопроводным элементом 36 и наружным слоем 38b теплопроводного материала второго теплопроводного элемента 38.
Курительное изделие 2 согласно первому варианту осуществления изобретения содержит одно или несколько первых впускных отверстий 40 для воздуха вокруг периферии субстрата 10, образующего аэрозоль.
Как изображено на фиг. 1, расположение первых впускных отверстий 40 для воздуха вдоль длины окружности предоставлено в фицелле 26 субстрата 10, образующего аэрозоль, внутреннем слое 38a теплоизоляционного материала и наружном слое 38b теплопроводного материала второго теплопроводного элемента 38, и лежащей поверх них наружной обертке 20 для того, чтобы позволить холодному воздуху (изображен пунктирными стрелками на фиг. 1) проходить в субстрат 10, образующий аэрозоль. Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения (не изображены), в которых первый теплопроводный элемент 36 располагается вокруг и в непосредственном контакте со всей длиной субстрата 10, образующего аэрозоль, расположение первых впускных отверстий 40 для воздуха вдоль длины окружности может быть предоставлено в фицелле 26 субстрата 10, образующего аэрозоль, первом теплопроводном элементе 36, внутреннем слое 38a теплоизоляционного материала и наружном слое 38b теплопроводного материала второго теплопроводного элемента 38, и лежащей поверх них наружной обертке 20 для того, чтобы пропускать холодный воздух в субстрат 10, образующий аэрозоль.
При использовании, пользователь воспламеняет сплошной горючий источник 4 тепла курительного изделия 2 согласно первому варианту осуществления изобретения и затем делает затяжку через мундштук 18. Когда пользователь делает затяжку через мундштук 18, холодный воздух (показан пунктирными стрелками из точек на фиг. 1) втягивается в субстрат 10, образующий аэрозоль, курительного изделия 2 через первые впускные отверстия 40 для воздуха.
Передняя часть 10а субстрата 10, образующего аэрозоль, нагревается за счет теплопроводности через заднюю поверхность 8 сплошного горючего источника 4 тепла и первую перегородку 22 и первый теплопроводный элемент 36.
Нагревание субстрата 10, образующего аэрозоль, за счет теплопроводности приводит к выделению глицерина и других летучих и полулетучих соединений из штранга гомогенизированного материала 24 на основе табака. Соединения, выделенные из субстрата 10, образующего аэрозоль, образуют аэрозоль, увлекаемый воздухом, втягиваемым в субстрат 10, образующий аэрозоль, курительного изделия 2 сквозь первые впускные отверстия 40 для воздуха, по мере его течения сквозь субстрат 10, образующий аэрозоль. Втягиваемый воздух и увлекаемый аэрозоль (изображены штрихпунктирными линиями на фиг. 1a) и фиг. 2) проходят вниз по потоку сквозь внутреннюю часть цилиндрической полой ацетатцеллюлозной трубки 28 с открытым концом перемещающего элемента 12, элемент 14, охлаждающий аэрозоль, и разделительный элемент 16, где они остывают и конденсируются. Охлажденный втягиваемый воздух и увлекаемый аэрозоль проходят вниз по потоку через мундштук 18 и доставляются пользователю через ближний конец курительного изделия 2 согласно первому варианту осуществления изобретения. Негорючая, по существу воздухонепроницаемая первая перегородка 22 на задней поверхности 8 сплошного горючего источника 4 тепла изолирует сплошной горючий источник 4 тепла от воздуха, втягиваемого сквозь курительное изделие 2, таким образом, чтобы при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие 2, непосредственно не соприкасался со сплошным горючим источником 4 тепла.
При эксплуатации второй теплопроводный элемент 38 удерживает тепло внутри курительного изделия 2, помогая поддерживать температуру первого теплопроводного элемента 36 во время курения. Это, в свою очередь, помогает поддерживать температуру субстрата 10, образующего аэрозоль, что способствует продолжительной и улучшенной доставке аэрозоля. Кроме этого, второй теплопроводный элемент 38 проводит тепло вдоль субстрата 10, образующего аэрозоль, за пределы расположенного ниже по потоку конца первого теплопроводного элемента 36 таким образом, чтобы тепло распределялось через больший объем субстрата 10, образующего аэрозоль. Это помогает обеспечить более равномерную доставку аэрозоля посредством поочередных затяжек.
Примеры A-D
Собраны курительные изделия согласно первому варианту осуществления изобретения, содержащие расположение первых впускных отверстий для воздуха вдоль окружности вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, обладающие размерами, указанными в таблице 1. Курительные изделия собраны без наружной обертки таким образом, чтобы наружный слой второго теплопроводного элемента был виден на внешней стороне курительных изделий. Местоположение размещения первых впускных отверстий для воздуха вдоль длины окружности вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, в курительных изделиях изображено стрелками, обозначенными A, B, C и D, соответственно, на фиг. 1.
Сравнительный пример E
С целью сравнения собрано курительное изделие, выполненное не в соответствии с настоящим изобретением, обладающее размерами, указанными в таблице 1. Курительное изделие, выполненное не в соответствии с настоящим изобретением, отличается от курительных изделий согласно настоящему изобретению из примеров A-D тем, что оно содержит расположение третьих впускных отверстий для воздуха вдоль длины окружности вокруг периферии цилиндрической полой ацетатцеллюлозной трубки с открытым концом перемещающего элемента, вместо расположения первых впускных отверстий для воздуха вдоль длины окружности вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль. Местоположение размещения третьих впускных отверстий для воздуха вдоль длины окружности вокруг периферии цилиндрической полой ацетатцеллюлозной трубки с открытым концом перемещающего элемента изображено стрелкой, обозначенной буквой E на фиг. 1.
Когда пользователь делает затяжку через мундштук курительного изделия, выполненного не в соответствии с настоящим изобретением, холодный воздух втягивается в цилиндрическую полую ацетатцеллюлозную трубку с открытым концом перемещающего элемента курительного изделия через третьи впускные отверстия для воздуха. Втягиваемый воздух проходит сквозь ацетат целлюлозы цилиндрической полой ацетатцеллюлозной трубки с открытым концом к субстрату, образующему аэрозоль. Втягиваемый воздух затем проходит вниз по потоку сквозь субстрат, образующий аэрозоль, внутреннюю часть цилиндрической полой ацетатцеллюлозной трубки с открытым концом перемещающего элемента, элемент, охлаждающий аэрозоль, разделительный элемент и мундштук и доставляется пользователю через ближний конец курительного изделия.
Измерены общие количества доставленных глицерина и никотина в курительных изделиях согласно настоящему изобретению из примеров A-D и в курительном изделии, выполненном не в соответствии с настоящим изобретением, из сравнительного примера E. Результаты показаны на фиг. 2 и в таблице 2. Для измерения общих количеств доставленных глицерина и никотина курительные изделия поджигают с помощью обычного желтого пламени зажигалки и выкуривают в соответствии с эталонным режимом курения согласно Министерству здравоохранения Канады за 12 затяжек с объемом затяжки, равным 55 мл, продолжительностью затяжки, равной 2 секунды, и интервалом между затяжками, равным 30 секунд, с помощью курительной машины. Условия курения и технические характеристики курительной машины изложены в стандарте ISO 3308 (ISO 3308:2000). Атмосферные условия подготовки и испытания изложены в стандарте ISO 3402.
В ходе сеанса курения глицерин и никотин в основной струе аэрозоля улавливались дисковым фильтром из стекловолокна (Кембриджской прокладкой). После сеанса курения глицерин и никотин экстрагировались из дискового фильтра из стекловолокна с помощью спиртового раствора. Раствор затем подвергали количественному анализу, подсчитывая количество глицерина и никотина, используя метод газовой хроматографии.
Как изображено на фиг. 2 и в таблице 2, добавление одного или нескольких первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, увеличивает общее количество доставленных глицерина и никотина в курительных изделиях согласно настоящему изобретению из примеров A-D, в сравнении с курительным изделием, выполненным не в соответствии с настоящим изобретением, из сравнительного примера E, в котором одно или несколько третьих впускных отверстий для воздуха расположены ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль.
Определенные варианты осуществления, описанные выше, предназначены для наглядного изображения изобретения. Тем не менее, другие варианты осуществления могут быть выполнены в пределах идеи и объема изобретения, определенных в формуле изобретения, и следует понимать, что определенные варианты осуществления, описанные выше, не предназначены для ограничения.
Изобретение относится к курительному изделию. Курительное изделие содержит горючий источник тепла, имеющий противоположные переднюю и заднюю поверхности; субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности горючего источника тепла; первый теплопроводный элемент, окружающий заднюю часть горючего источника тепла и по меньшей мере переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль; второй теплопроводный элемент вокруг по меньшей мере части первого теплопроводного элемента, при этом по меньшей мере часть второго теплопроводного элемента радиально удалена от первого теплопроводного элемента; одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, выполненных с возможностью втягивания через них воздуха в радиальном направлении в субстрат, образующий аэрозоль, курительного изделия при его использовании. Техническими результатами изобретения являются предоставление улучшенного качество курения и улучшенного управления нагревом субстрата, образующего аэрозоль, для того чтобы помочь в поддержании температуры субстрата, образующего аэрозоль, в пределах желаемого температурного диапазона во время курения. 19 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.
1. Курительное изделие, содержащее:
горючий источник тепла, имеющий противоположные переднюю и заднюю поверхности;
субстрат, образующий аэрозоль, ниже по потоку относительно задней поверхности горючего источника тепла;
первый теплопроводный элемент, окружающий заднюю часть горючего источника тепла и по меньшей мере переднюю часть субстрата, образующего аэрозоль;
второй теплопроводный элемент вокруг по меньшей мере части первого теплопроводного элемента, при этом по меньшей мере часть второго теплопроводного элемента радиально удалена от первого теплопроводного элемента; и
одно или несколько первых впускных отверстий для воздуха вокруг периферии субстрата, образующего аэрозоль, выполненных с возможностью втягивания через них воздуха в радиальном направлении в субстрат, образующий аэрозоль, курительного изделия при его использовании.
2. Курительное изделие по п. 1, отличающееся тем, что весь второй теплопроводный элемент радиально удален от первого теплопроводного элемента.
3. Курительное изделие по п. 1, отличающееся тем, что первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент радиально разделены теплоизоляционным материалом.
4. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент радиально удалены друг от друга на расстояние по меньшей мере 50 микрон.
5. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что второй теплопроводный элемент покрывает по меньшей мере часть горючего источника тепла и по меньшей мере часть субстрата, образующего аэрозоль.
6. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что второй теплопроводный элемент проходит за пределы первого теплопроводного элемента в направлении вниз по потоку.
7. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что второй теплопроводный элемент покрывает всю длину субстрата, образующего аэрозоль.
8. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее наружную обертку вокруг второго теплопроводного элемента.
9. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что второй теплопроводный элемент расположен снаружи курительного изделия таким образом, чтобы второй теплопроводный элемент был виден на внешней поверхности курительного изделия.
10. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что второй теплопроводный элемент выполнен из слоистого материала, содержащего один или несколько слоев теплопроводного материала.
11. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что второй теплопроводный элемент содержит один или несколько слоев теплоотражающего материала.
12. Курительное изделие по п. 11, отличающееся тем, что теплоотражающий материал отражает более 50% падающего излучения.
13. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что горючий источник тепла представляет собой сплошной горючий источник тепла.
14. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее один или несколько каналов для потока воздуха, проходящих от передней поверхности к задней поверхности горючего источника тепла.
15. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что субстрат, образующий аэрозоль, упирается в заднюю поверхность горючего источника тепла.
16. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что субстрат, образующий аэрозоль, находится на расстоянии от задней поверхности горючего источника тепла.
17. Курительное изделие по п. 16, дополнительно содержащее одно или несколько вторых впускных отверстий для воздуха между задней поверхностью горючего источника тепла и субстратом, образующим аэрозоль.
18. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее одно или несколько средств, модифицирующих аэрозоль, расположенных ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль.
19. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, в котором второй теплопроводный элемент содержит сталь.
20. Курительное изделие по любому из пп. 1-3, в котором первый теплопроводный элемент и второй теплопроводный элемент радиально удалены друг от друга по меньшей мере на 20 микрон.
| US 5027837 A, 02.07.1991 | |||
| US 4687008 A, 18.08.1987 | |||
| EP 0245732 A2, 19.11.1987 | |||
| US 5119834 A, 09.06.1992. |
