Данное изобретение относится к курительному изделию, содержащему горючий источник тепла и аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после горючего источника тепла.
Несколько курительных изделий, в которых табак нагревается, а не сжигается, было предложено в данной области. Одной из целей таких «нагреваемых» курительных изделий является уменьшение известных вредных компонентов дыма, образованных сгоранием и пиролитическим разложением табака, как это имеет место в обычных сигаретах. В одном из известных видов нагреваемого курительного изделия аэрозоль образуется посредством передачи тепла от горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату. Аэрозольобразующий субстрат может быть расположен внутри, вокруг или по ходу потока после горючего источника тепла. Во время курения летучие соединения высвобождаются из аэрозольобразующего субстрата посредством переноса тепла от горючего источника тепла и вовлекаются в воздух, втягиваемый через курительное изделие. Когда высвобожденные соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхается пользователем. Как правило, воздух втягивается в таких известных нагреваемых курительных изделий через один или более каналов для воздушного потока, образованных через горючий источник тепла, и теплопередача от горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату происходит за счет конвекции и проводимости.
Например, WO-A2-2009/022232 описывает курительное изделие, содержащее горючий источник тепла, аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после горючего источника тепла и теплопроводный элемент, окружающий и находящийся в непосредственном контакте с задним участком горючего источника тепла и смежным передним участком аэрозольобразующего субстрата. Для обеспечения регулируемой величины конвекционного нагрева аэрозольобразующего субстрата по меньшей мере один продольный канал для воздушного потока образован через горючий источник тепла. В курительном изделии WO-A2-2009/022232 поверхность аэрозольобразующего субстрата примыкает к горючему источнику тепла, и, при использовании, воздух, втягиваемый через курительное изделие, входит в непосредственный контакт с задней торцевой поверхностью горючего источника тепла.
В известных нагреваемых курительных изделиях, в которых передача тепла от горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату происходит в основном за счет конвекции, конвективной теплопередачи, и, следовательно, температура в аэрозольобразующем субстрате может значительно варьироваться в зависимости от характера затяжки пользователем. В результате, состав и, следовательно, органолептические свойства основного аэрозоля, вдыхаемого пользователем, может быть невыгодным образом очень чувствителен к режиму пользователем.
В известных нагреваемых курительных изделиях, в которых воздух, втягиваемый через нагреваемое курительное изделие, вступает в непосредственный контакт с горючим источником тепла нагреваемого курительного изделия, затяжка пользователем приводит к активированию сгорания горючего источника тепла. Поэтому режимы с интенсивной затяжкой могут приводить к достаточно высокой конвективной передаче тепла, чтобы вызывать пики в температуре аэрозольобразующего субстрата что неблагоприятным образом приводит к пиролизу, а потенциально и к локализованному сгоранию аэрозольобразующего субстрата. Как использовано в данном документе, термин «пик» используют, чтобы описать кратковременное повышение температуры аэрозольобразующего субстрата.
Уровни нежелательных пиролитических и побочных продуктов сгорания в основных аэрозолях, образуемых такими известными нагреваемыми курительными изделиями, могут также неблагоприятным образом существенно различаться в зависимости от конкретного режима совершения затяжек у пользователя.
Известно включение добавок в горючие источники тепла нагреваемых курительных изделий в целях улучшения характеристик воспламенения и сгорания горючих источников тепла. Однако включение добавок для воспламенения и сгорания может приводить к разложению и реакционным продуктам, которые неблагоприятным образом вводятся в воздух, втягиваемый через аэрозольобразующие субстраты нагреваемых курительных изделий во время их использования.
Ряд попыток был ранее сделан, чтобы уменьшить или устранить нежелательные компоненты дыма из воздуха, втягиваемого через аэрозольобразующие субстраты нагреваемых курительных изделий с горючим источником тепла во время их использования. Например, ряд попыток был ранее сделан, чтобы уменьшить количество монооксида углерода, образуемого при сгорании углесодержащих источников тепла для нагреваемых курительных изделий, посредством применения катализаторов в углесодержащем источника тепла для преобразования монооксида углерода, образуемого при сгорании углесодержащего источника тепла, в диоксид углерода.
US-A-5040551 описывает способ уменьшения количества монооксида углерода, образуемого при сгорании углесодержащего топливного элемента для нагреваемого курительного изделия, содержащего средство для образования аэрозоля. Способ включает нанесение на некоторые или все открытые поверхности углесодержащего топливного элемента тонкого, микропористого слоя из твердых частиц, который является по существу негорючим при температуре, при которой сгорает углесодержащий топливный элемент. Данное покрытие может дополнительно включать каталитические компоненты. В соответствии с US-A-5040551, микропористый слой должен быть достаточно тонким, и поэтому проницаемым для воздуха, чтобы не предотвращать чрезмерным образом сгорание углесодержащего топлива. Следовательно, воздух, втягиваемый через курительное изделие по US-A-5040551, входит в непосредственный контакт с поверхностью углесодержащего топливного элемента, что приводит к повышенному содержанию нежелательных компонентов в дыме.
US-A-5060667 описывает курительное изделие, содержащее горючий топливный элемент, полую трубку для передачи тепла, окружающую топливный элемент, материал, являющийся источником вкуса, окружающий полую трубку для передачи тепла, и пористую обертку, окружающую это курительное изделие. Трубка для передачи тепла открыта на ее переднем конце и закрыта на ее заднем конце и имеет кольцеобразный фланец на ее переднем конце, имеющий по существу такой же внешний диаметр, что и у курительного изделия, и центрально расположенное отверстие, соосное горючему конечному элементу. Закрытый задний конец трубки для передачи тепла и кольцеобразный фланец на переднем конце трубки для передачи тепла предотвращают поступление дыма от топливного элемента в рот курильщика.
Чтобы облегчить образование аэрозоля, аэрозольобразующие субстраты нагреваемых курительных изделий обычно содержат многоатомный спирт, такой как глицерин, или другие известные формирователи аэрозоля. Во время хранения и курения такие формирователи аэрозоля могут мигрировать из аэрозольобразующих субстратов известных нагреваемых курительных изделий к их горючим источникам тепла. Миграция формирователей аэрозоля к горючим источникам тепла известных нагреваемых курительных изделий может неблагоприятным образом приводить к разложению формирователей аэрозоля, особенно во время курения нагреваемых курительных изделий.
Ряд попыток был ранее сделан, чтобы сдерживать миграцию формирователей аэрозоля из аэрозольобразующих субстратов нагреваемых курительных изделий к их горючим источникам тепла. Как правило, такие предыдущие попытки включали размещение аэрозольобразующего субстрата нагреваемого внутри курительного изделия внутри негорючей капсулы, такой как металлический кожух, чтобы уменьшить миграцию формирователей аэрозоля из аэрозольобразующего субстрата к горючему источнику тепла во время хранения и использования. Однако горючему источнику тепла по-прежнему допускается вступать в непосредственный контакт с формирователями аэрозоля от аэрозольобразующего субстрата во время хранения и использования, и воздух, втягиваемый через аэрозольобразующий субстрат для вдыхания пользователем все еще может прийти в непосредственный контакт с поверхностью горючего источника тепла. Это невыгодным образом делает возможным втягивание газообразных продуктов разложения и сгорания, образующихся от горючего источника тепла, в основной аэрозоль таких известных нагреваемых курительных изделий.
Тем самым, остается потребность в нагреваемом курительном изделии, содержащем горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями и аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла, в котором пиков температуры аэрозольобразующего субстрата можно избежать в режиме интенсивных затяжек. В частности, остается потребность в нагреваемом курительном изделии, содержащем горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями и аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла, в котором по существу, не происходит сгорание или пиролиз аэрозольобразующего субстрата в режиме интенсивных затяжек.
Кроме того, остается потребность в нагреваемом курительном изделии, содержащем горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями и аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла, в котором предотвращается или сдерживается введение продуктов сгорания и продуктов распада, образующихся во время воспламенения и сгорания горючего источника тепла, в воздух, втягиваемый через аэрозольобразующий субстрат во время использования нагретого курительного изделия.
Помимо этого, также остается потребность в нагреваемом курительном изделии, содержащем горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями и аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла, в котором в основном предотвращается или сдерживается миграция формирователя аэрозоля из аэрозольобразующего субстрата к горючему источнику тепла.
По изобретению, предоставляется курительное изделие, содержащее: горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями; аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла; наружную обертку, окружающую аэрозольобразующий субстрат и по меньшей мере задний участок горючего источника тепла; и один или более путей для воздушного потока, по которым воздух может втягиваться через курительное изделие для вдыхания пользователем. Горючий источник тепла изолирован от одного или более путей для воздушного потока, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие по одному или более путям для воздушного потока, не контактирует непосредственно с горючим источником тепла.
По изобретению также предложен горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями для использования в курительном изделии по данному изобретению, при этом горючий источник тепла имеет негорючий, по существу воздухонепроницаемый первый барьер, обеспеченный на по меньшей мере в основном всей задней поверхности горючего источника тепла. В некоторых предпочтительных вариантах выполнения первый барьер содержит первое барьерное покрытие, образованное на задней поверхности горючего источника тепла. В таких вариантах выполнения, предпочтительно, первый барьер содержит первое барьерное покрытие, образованное на по меньшей мере в основном всей задней поверхности горючего источника тепла. Более предпочтительно, первый барьер содержит первое барьерное покрытие, образованное на всей задней поверхности горючего источника тепла.
По изобретению, дополнительно предложен способ уменьшения или устранения повышений температуры аэрозольобразующего субстрата курительного изделия во время затяжки. Способ включает получение курительного изделия, содержащего: горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями; аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла; наружную обертку, окружающую аэрозольобразующий субстрат и по меньшей мере задний участок горючего источника тепла; и один или более путей для воздушного потока, по которым воздух может втягиваться через курительное изделие для вдыхания пользователем, при этом горючий источник тепла изолирован от одного или более путей для воздушного потока, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие по одному или более путям для воздушного потока не контактирует непосредственно с горючим источником тепла.
Как использовано в данном документе, термин «путь для воздушного потока» используется для описания пути, по которому воздух может втягиваться через курительное изделие для вдыхания пользователем.
Как использовано в данном документе, термин «аэрозольобразующий субстрат» обозначает субстрат, способный к высвобождению при нагревании летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоли, образованные из аэрозольобразующих субстратов курительных изделий по изобретению, могут быть видимыми или невидимыми и могут включать пары (например, тонкие частицы веществ, которые находятся в газообразном состоянии и которые являются обычно жидкостями или твердыми веществами при комнатной температуре), а также газы и жидкие капли конденсированных паров.
Как использовано в данном документе, термины «раньше по ходу потока», «передний» и «перед», а также «дальше по ходу потока», «задний» и «после», используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов курительного изделия по отношению к направлению, в котором пользователь затягивается курительным изделием при его использовании. Курительные изделия по изобретению содержат мундштучный конец и противоположный дистальный конец. При использовании, пользователь затягивается на мундштучном конце курительного изделия. Мундштучный конец находится по ходу потока после дистального конца (расположенного спереди). Горючий источник тепла расположен на дистальном конце или вблизи него.
Передняя поверхность горючего источника тепла находится на переднем конце горючего источника тепла. Передний конец горючего источника тепла является концом горючего источника тепла, удаленным от мундштучного конца курительного изделия. Задняя поверхность горючего источника тепла находится на заднем конце горючего источника тепла. Задний конец горючего источника тепла является концом горючего источника тепла, ближайшим к мундштучному концу курительного изделия.
Как использовано в данном документе, термин «длина» используется для описания продольного размера курительного изделия.
Как использовано в данном документе, термин «непосредственный контакт» используется для описания контакта между воздухом, втягиваемым через курительное изделие по одному или более путям для воздушного потока, и поверхностью горючего источника тепла.
Как использовано в данном документе, термин «изолированный горючий источник тепла» используется для описания горючего источника тепла, который не приходит в непосредственный контакт с воздухом, втягиваемым через курительное изделие по одному или более путям для воздушного потока.
Как использовано в данном документе, термин «покрытие» используется для описания слоя материала, который покрывает горючий источник тепла и прилипает к нему.
Как описано дополнительно ниже, курительные изделия по изобретению могут содержать горючие источники тепла, которые являются сплошными или несплошными.
Как использовано в данном документе, термин «сплошной» используется для описания горючего источника тепла курительного изделия по изобретению, в котором воздух, втягиваемый через курительное изделие для вдыхания пользователем, не проходит через какой-либо из каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла.
Как использовано в данном документе, термин «несплошной» используется для описания горючего источника тепла курительного изделия по изобретению, в котором воздух, втягиваемый через курительное изделие для вдыхания пользователем, проходит по одному или более каналам для воздушного потока вдоль горючего источника тепла.
Как использовано в данном документе, термин «канал для воздушного потока» используется для описания канала, продолжающегося по длине горючего источника тепла, через который воздух может втягиваться по ходу потока для вдыхания пользователем.
Изолирование горючего источника тепла от одного или более путей для воздушного потока по изобретению эффективным образом в основном предотвращает или ингибирует активирование сгорания горючего источника тепла курительных изделий по изобретению во время затяжки пользователем. Это в основном предотвращает или сдерживает пики температуры аэрозольобразующего субстрата во время затяжки пользователем.
Посредством предотвращения или ингибирования активирования сгорания горючего источника тепла и предотвращения или сдерживания таким образом чрезмерных повышений температуры в аэрозольобразующем субстрате возможно эффективным образом избежать сгорания или пиролиза аэрозольобразующего субстрата курительных изделий по изобретению в режиме интенсивных затяжек. Кроме того, влияние режима совершения затяжек пользователем на состав основного потока аэрозоля курительного изделия по изобретению может быть эффективным образом минимизировано или уменьшено.
Изолирование горючего источника тепла от одного или более путей для воздушного потока также эффективным образом в основном предотвращать или сдерживать введение продуктов сгорания и продуктов распада, образующихся во время воспламенения и сгорания горючего источника тепла курительных изделий по изобретению, в воздух, втягиваемый через курительные изделия по одному или более путям для воздушного потока. Как описано ниже, это особенно выгодно, когда горючий источник тепла содержит одну или более добавок, чтобы способствовать воспламенению или сгоранию горючего источника тепла.
Изолирование горючего источника тепла от одного или более путей для воздушного потока отделяет горючий источник тепла от аэрозольобразующего субстрата. Изолирование горючего источника тепла от аэрозольобразующего субстрата может эффективным образом в основном предотвращать или сдерживать миграцию компонентов аэрозольобразующего субстрата курительных изделий по изобретению к горючему источнику тепла во время хранения курительных изделий.
В качестве альтернативы или в дополнение, изолирование горючего источника тепла от одного или более путей для воздушного потока может эффективным образом в основном предотвращать или сдерживать миграцию компонентов аэрозольобразующего субстрата курительных изделий по изобретению к горючему источнику тепла во время использования курительных изделий.
Как описано дополнительно ниже, изолирование горючего источника тепла от одного или более путей для воздушного потока и аэрозольобразующего субстрата особенно эффективно, когда аэрозольобразующий субстрат содержит по меньшей мере один формирователь аэрозоля.
Чтобы изолировать горючий источник тепла от одного или более путей для воздушного потока, курительные изделия по изобретению могут содержать негорючий, по существу воздухонепроницаемый, первый барьер между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата.
Как использовано в данном документе, термин «негорючий» используется для описания барьера, который является по существу негорючим при температурах, достигаемых горючим источником тепла во время его сгорания или воспламенения.
Первый барьер может примыкать к одному или обоим из заднего конца горючего источника тепла и переднего конца аэрозольобразующего субстрата.
Первый барьер может быть приклеен или иным образом прикреплен к одному или обоим из заднего конца горючего источника тепла и переднего конца аэрозольобразующего субстрата.
В некоторых вариантах выполнения первый барьер содержит первое барьерное покрытие, образованное на задней поверхности горючего источника тепла. В таких вариантах выполнения, предпочтительно, первый барьер содержит первое барьерное покрытие, образованное на по меньшей мере в основном всей задней поверхности горючего источника тепла. Более предпочтительно, первый барьер содержит первое барьерное покрытие, образованное на всей задней поверхности горючего источника тепла.
Первый барьер может эффективным образом ограничивать температуру, которой аэрозольобразующий субстрат подвергается во время воспламенения или сгорания горючего источника тепла, и таким образом помогает избежать или уменьшить термическую деградацию или сгорание аэрозольобразующего субстрата при использовании курительного изделия. Как описано ниже, это особенно выгодно, когда горючий источник тепла включает в себя одну или более добавок, чтобы способствовать воспламенению или сгоранию горючего источника тепла.
В зависимости от желательных характеристик и эксплуатационных качеств курительного изделия, первый барьер может иметь низкую теплопроводность или высокую теплопроводность. В некоторых вариантах выполнения первый барьер может быть сформирован из материала, имеющего объемную теплопроводность между около 0,1 Вт на метр-Кельвин (Вт/ (м·К)) и около 200 Вт на метр-Кельвин (Вт/ (м·К)), при температуре 23°C и относительной влажности 50%, при измерении модифицированным методом с нестационарным процессом теплопереноса от плоского источника тепла (MTPS).
Толщина первого барьера может быть соответствующим образом отрегулирована, чтобы достигнуть хороших эксплуатационных качеств для курения. В некоторых вариантах выполнения первый барьер может иметь толщину между около 10 микрон и около 500 микрон.
Первый барьер может быть сформирован из одного или более подходящих материалов, которые являются по существу термически стабильными и негорючими при температурах, достигаемых горючим источником тепла во время воспламенения и сгорания. Подходящие материалы известны в данной области и включают, без ограничения этим, глины (такие как, например, бентонит и каолин), стекла, минералы, керамические материалы, полимеры, металлы и их комбинации.
Предпочтительные материалы, из которых может быть сформирован первый барьер, включают глины и стекла.
Более предпочтительные материалы, из которых может быть сформирован первый барьер, включают медь, алюминий, нержавеющую сталь, сплавы, оксид алюминия (Al2O3), смолы и минеральные клеи.
В одном из вариантов выполнения первый барьер состоит из глинистого покрытия, содержащего смесь бентонита и каолинита 50/50, сформированного на задней поверхности горючего источника тепла. В одном из более предпочтительных вариантов выполнения первый барьер содержит алюминиевое покрытие, образованное на задней поверхности горючего источника тепла. В другом предпочтительном варианте выполнения первый барьер содержит стеклянное покрытие, более предпочтительно покрытие из спеченного стекла, образованное на задней поверхности горючего источника тепла.
Предпочтительно, чтобы первый барьер имел толщину по меньшей мере около 10 микрон. Вследствие небольшой проницаемости глин в отношении воздуха, в вариантах выполнения, причем первый барьер включает глинистое покрытие, образованное на задней поверхности горючего источника тепла, глинистое покрытие более предпочтительно имеет толщину по меньшей мере около 50 микрон, и наиболее предпочтительно между около 50 микрон и около 350 микрон. В вариантах выполнения, причем первый барьер сформирован из одного или более материалов, которые являются более непроницаемыми в отношении воздуха, таких как алюминий, первый барьер может быть тоньше, и обычно будет предпочтительно иметь толщину менее чем около 100 микрон и более предпочтительно около 20 микрон. В вариантах выполнения, в которых первый барьер включает стеклянную покрытие, образованное на задней поверхности горючего источника тепла, стеклянное покрытие предпочтительно имеет толщину менее около 200 микрон. Толщина первого барьера может быть измерена с помощью микроскопа, сканирующего электронного микроскопа (SEM) или любых других подходящих методов измерения, известных в данной области.
Когда первый барьер содержит первое барьерное покрытие, образованное на задней поверхности горючего источника тепла, первое барьерное покрытие может быть нанесено, чтобы покрывать и прилипать к задней поверхности горючего источника тепла, любыми подходящими способами, известными в данной области, включая, однако не ограничиваясь ими, напыление, осаждение из паровой фазы, погружение, передачу материала (например, нанесением кистью или склеиванием), электростатическое осаждение или любую их комбинацию.
Например, первое барьерное покрытие может быть образовано посредством предварительного формирования барьера, имеющего размер и форму, около соответствующие задней поверхности горючего источника тепла, и наложения его на заднюю поверхность горючего источника тепла, чтобы покрыть ее и приклеить по существу ко всей задней поверхности горючего источника тепла. В качестве альтернативы, первое барьерное покрытие может быть обрезано или иным образом подвергнуто механической обработке после его наложения на заднюю поверхность горючего источника тепла. В одном из предпочтительных вариантов выполнения алюминиевую фольгу накладывают на заднюю поверхность горючего источника тепла посредством приклеивания или прижимания ее к горючему источнику тепла, и обрезают или иным образом подвергают механической обработке таким образом, что алюминиевая фольга покрывает и приклеена к по меньшей мере в основном всей задней поверхности горючего источника тепла, предпочтительно ко всей задней поверхности горючего источника тепла.
В другом предпочтительном варианте выполнения первое барьерное покрытие формируют посредством нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих материалов покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла. Например, первое барьерное покрытие может быть нанесено на заднюю поверхность горючего источника тепла посредством погружения задней поверхности горючего источника тепла в раствор или суспензию одного или более подходящих материалов покрытия или посредством нанесения кистью или нанесения покрытия распылением раствора суспензии или электростатическим осаждением порошка или порошковой смеси одного или более подходящих материалов покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла. Когда первое барьерное покрытие наносят на заднюю поверхность горючего источника тепла посредством электростатического осаждения порошка или порошковой смеси одного или более подходящих материалов покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла, заднюю поверхность горючего источника тепла предпочтительно предварительно обрабатывают жидким стеклом перед электростатическим осаждением. Предпочтительно, первое барьерное покрытие наносят распылением.
Первое барьерное покрытие может быть сформировано посредством однократного нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих материалов покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла. В качестве альтернативы, первое барьерное покрытие может быть сформировано посредством нескольких нанесений раствора или суспензии одного или более подходящих материалов покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла. Например, первое барьерное покрытие может быть сформировано посредством одного двух, трех, четырех, пяти, шести, семи или восьми последовательных нанесений раствора или суспензии одного или более подходящих материалов покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла.
Предпочтительно, первое барьерное покрытие формируют посредством от одного до десяти нанесений раствора или суспензии одного или более подходящих материалов покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла.
После нанесения раствора или суспензии одного или более материалов покрытия на его заднюю поверхность, горючий источник тепла может быть высушен для формирования первого барьерного покрытия.
Когда первое барьерное покрытие формируют посредством многократного нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих материалов покрытия на его заднюю поверхность, может потребоваться сушка горючего источника тепла между последовательными нанесениями раствора или суспензии.
В качестве альтернативы или в дополнение к сушке, после нанесения раствора или суспензии одного или более материалов покрытия на заднюю поверхность горючего источника тепла, материал покрытия на горючем источнике тепла может быть спечен, чтобы сформировать первое барьерное покрытие. Спекание первого барьерного покрытия является особенно предпочтительным, когда первое барьерное покрытие является стеклянным или керамическим покрытием. Предпочтительно, первое барьерное покрытие спекают при температуре между около 500°C и около 900°C, и более предпочтительно при около 700°C.
Курительные изделия по изобретению содержат один или более путей для воздушного потока, по которым воздух может втягиваться через курительное изделие.
В некоторых вариантах выполнения один или более путей для воздушного потока в курительных изделиях по изобретению могут содержать один или более каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла. На горючие источники тепла курительных изделий в соответствии с такими вариантами выполнения в данном документе делаются ссылки как на несплошные горючие источники тепла.
В курительных изделиях по изобретению, содержащих несплошные горючие источники тепла, нагревание аэрозольобразующего субстрата происходит посредством теплопроводности и конвекции. При использовании, когда пользователь затягивается курительным изделием по данному изобретению, содержащим несплошной источник тепла, воздух втягивается вниз по потоку через один или более каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла. Вытянутый воздух затем проходит через аэрозольобразующий субстрат когда он вытягивается далее вниз по потоку течению через один или более путей для воздушного потока курительного изделия для вдыхания пользователем.
Один или более путей для воздушного потока курительных изделий по изобретению, содержащих несплошной горючий источник тепла, могут содержать один или более закрытых каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла.
Как использовано в данном документе, термин «закрытый» используется для описания каналов для воздушного потока, которые окружены горючим источником тепла вдоль их длины.
Например, один или более путей для воздушного потока могут включать один или более закрытых каналов для воздушного потока, которые продолжаются через внутреннюю часть горючего источника тепла вдоль всей длины горючего источника тепла. В таких вариантах выполнения один или более каналов для воздушного потока продолжаются между противоположными передней и задней поверхностями горючих источников тепла.
В качестве альтернативы или в дополнение, один или более путей для воздушного потока могут содержать один или более незакрытых каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла. Например, один или более путей для воздушного потока могут содержать один или более канавок или других незакрытых каналов для воздушного потока, которые продолжаются вдоль внешней поверхности горючего источника тепла вдоль по меньшей мере заднего участка длины горючего источника тепла.
Один или более путей для воздушного потока могут содержать один или более закрытых каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла или один или более незакрытых каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла или их комбинацию.
В некоторых вариантах выполнения один или более путей для воздушного потока могут содержать один, два или три канала для воздушного потока. В одном из предпочтительных вариантов выполнения один или более путей для воздушного потока содержат единственный канал для воздушного потока, продолжающийся через внутреннюю часть горючего источника тепла. В одном из особенно предпочтительных вариантов выполнения один или более путей для воздушного потока содержат единственный по существу центральный или аксиальный канал для воздушного потока, продолжающийся через внутреннюю часть горючего источника тепла. Диаметр единственного канала для воздушного потока составляет предпочтительно между около 1,5 мм и около 3 мм.
Когда курительные изделия по изобретению содержат первый барьер, содержащий первое барьерное покрытие, образованное на задней поверхности горючего источника тепла, и один или более путей для воздушного потока, содержащих один или более каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла, данное первое барьерное покрытие должно предоставлять возможность воздуху втягиваться вниз по потоку через один или более каналов для воздушного потока.
Когда один или более путей для воздушного потока содержат один или более каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла, курительные изделия по изобретению могут дополнительно содержать негорючий, по существу воздухонепроницаемый, второй барьер между горючим источником тепла и одним или более каналами для воздушного потока, чтобы изолировать горючий источник тепла от одного или более путей для воздушного потока.
В некоторых вариантах выполнения второй барьер может быть приклеен или иным образом прикреплен к горючему источнику тепла.
Предпочтительно, второй барьер содержит второе барьерное покрытие, образованное на внутренней поверхности одного или более каналов для воздушного потока. Более предпочтительно, второй барьер содержит второе барьерное покрытие, образованное на по меньшей мере в основном всей внутренней поверхности одного или более каналов для воздушного потока. Наиболее предпочтительно, второй барьер содержит второе барьерное покрытие, образованное на всей внутренней поверхности одного или более каналов для воздушного потока.
В качестве альтернативы, второе барьерное покрытие может быть предоставлено посредством вставки вкладыша в один или более каналов для воздушного потока. Например, когда один или более путей для воздушного потока содержат один или более каналов для воздушного потока, которые продолжаются через внутреннюю часть горючего источника тепла, негорючая, по существу воздухонепроницаемая, полая трубка может быть вставлена в каждый из один или более каналов для воздушного потока.
Второй барьер может эффективным образом в основном предотвращать или сдерживать введение продуктов сгорания и продуктов разложения, образующихся во время воспламенения и сгорания горючего источника тепла курительных изделий по изобретению, в воздух, втягиваемый вниз по потоку по одному или более каналам для воздушного потока.
Второй барьер может также эффективным образом в основном предотвращать или сдерживать активирование сгорания горючего источника тепла курительных изделий по изобретению во время затяжки пользователем.
В зависимости от желательных характеристик и эксплуатационных качеств курительного изделия, второй барьер может иметь низкую теплопроводность или высокую теплопроводность. Предпочтительно, второй барьер имеет низкую теплопроводность.
Толщина второго барьера может быть соответствующим образом отрегулирована, чтобы достигнуть хороших эксплуатационных качеств для курения. В некоторых вариантах выполнения второй барьер может иметь толщину между около 30 микрон и около 200 микрон. В предпочтительном варианте выполнения второй барьер имеет толщину между около 30 микрон и около 100 микрон.
Второй барьер может быть сформирован из одного или более подходящих материалов, которые являются по существу термически стабильными и негорючими при температурах, достигаемых горючим источником тепла во время воспламенения и сгорания. Подходящие материалы известны в данной области и включают, без ограничения этим, например: глины; оксиды металлов, такие как оксид железа, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид кремния, алюмосиликат, диоксид циркония и оксид церия; цеолиты; фосфат циркония; и другие керамические материалы или их комбинации.
Предпочтительные материалы, из которых может быть образован второй барьер, включают глины, стекла, алюминий, оксид железа и их комбинации. При необходимости каталитические компоненты, такие как компоненты, которые способствуют окисление монооксида углерода в диоксид углерода, могут быть включены во второй барьер. Подходящие каталитические компоненты включают, без ограничения этим, например, платину, палладий, переходные металлы и их оксиды.
Когда курительные изделия по изобретению содержат первый барьер между задним концом горючего источника тепла и верхним по потоку концом аэрозольобразующего субстрата и второй барьер между горючим источником тепла и одним или более каналами для воздушного потока вдоль горючего источника тепла, второй барьер может быть сформирован из того же или другого материала или материалов, что и первый барьер.
Когда второй барьер содержит второе барьерное покрытие, образованное на внутренней поверхности одного или более каналов для воздушного потока, второе барьерное покрытие может быть нанесено на внутреннюю поверхность одного или более каналов для воздушного потока любым подходящим способом, например, способами, описанными в US-A-5040551. Например, на внутреннюю поверхность одного или более каналов протекания воздуха может быть нанесен распылением, увлажнением или окрашиванием раствор или суспензия материала второго барьерного покрытия. В предпочтительном варианте выполнения второе барьерное покрытие наносят на внутреннюю поверхность одного или более каналов для воздушного потока способом, описанным в WO-A2-2009/074870, когда горючий источник тепла экструдируют.
В других вариантах выполнения один или более путей для воздушного потока в курительных изделиях по изобретению могут не содержать каких-либо каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла.
На горючие источники тепла курительных изделий в соответствии с такими вариантами выполнения в данном документе делаются ссылки как на сплошные горючие источники тепла.
В курительных изделиях по изобретению, содержащих сплошные горючие источники тепла, передача тепла от горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату происходит в основном за счет теплопроводности, и нагревание аэрозольобразующего субстрата посредством конвекции минимизировано или уменьшено. Это эффективным образом помогает минимизировать или уменьшить влияние режима совершения затяжек пользователем на состав основного аэрозоля курительных изделий по изобретению, содержащих сплошные горючие источники тепла.
Следует иметь в виду, что курительные изделия по изобретению могут содержать сплошные горючие источники тепла, содержащее один или более закрытых или блокированных каналов, через которые воздух не может втягиваться для вдыхания пользователем. Такие закрытые каналы не образуют часть одного или более путей для воздушного потока курительных изделий по изобретению. Следует также иметь в виду, что, в дополнение к одному или более путям для воздушного потока, через которые воздух может втягиваться для вдыхания пользователем, несплошные горючие источники тепла курительных изделий по изобретению могут также содержать один или более закрытых каналов, через которые воздух не может втягиваться для вдыхания пользователем.
Например, курительные изделия по изобретению могут содержать горючие источники тепла, содержащие один или более закрытых каналов, которые продолжаются от передней поверхности на переднем конце горючего источника тепла лишь частично вдоль длины горючего источника тепла.
Включение одного или более закрытых каналов увеличивает площадь поверхности горючего источника тепла, который подвергается воздействию кислорода из воздуха, и может эффективным образом способствовать воспламенению и устойчивому горению горючего источника тепла.
Курительные изделия по изобретению, содержащие сплошные горючие источники тепла, содержат одно или более впускных отверстий для воздуха по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока. Курительные изделия по изобретению, содержащие несплошные горючие источники тепла, могут также содержать одно или более впускных отверстий для воздуха по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока.
Во время затяжки пользователем холодный воздух, втягиваемый в один или более путей для воздушного потока через впускные отверстия для воздуха по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла, эффективным образом уменьшает температуру аэрозольобразующего субстрата. Это в основном предотвращает или сдерживает пики температуры аэрозольобразующего субстрата во время затяжки пользователем.
Как использовано в данном документе, термин «холодный воздух» используется для описания окружающего воздуха, который не нагревается существенным образом горючим источником тепла во время затяжки пользователем.
Посредством предотвращения или сдерживания пиков температуры аэрозольобразующего субстрата включение одного или более впускных отверстий для воздуха по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла эффективным образом помогает избежать или уменьшить сгорание или пиролиз аэрозольобразующего субстрата курительных изделий по изобретению в режиме интенсивных затяжек. В дополнение к этому, включение одного или более впускных отверстий для воздуха по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла эффективным образом помогает минимизировать или уменьшить влияние режима совершения затяжек пользователем на состав основного аэрозоля курительных изделий по изобретению.
Курительные изделия по изобретению содержат внешнюю обертку, которая окружает по меньшей мере задний участок горючего источника тепла, аэрозольобразующий субстрат и любые другие компоненты курительного изделия по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата. Курительные изделия по изобретению могут содержать внешние обертки, образованные из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы хорошо известны в данной области и включают, однако не ограничиваются ею, сигаретную бумагу. Внешняя обертка должна захватывать горючий источник тепла и аэрозольобразующий субстрат курительного изделия, когда курительное изделие находится в собранном виде.
В случае их наличия, одно или более впускных отверстий для воздуха по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока предоставляют во внешней обертке и любых других материалах, окружающих компоненты курительных изделий по изобретению, через которые воздух может втягиваться в один или более путей для воздушного потока. Как использовано в данном документе, термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания одной или более дырок, прорезей, щелей или других отверстий во внешней обертке и любых других материалах, окружающих компоненты курительных изделий по изобретению, через которые воздух может втягиваться в один или более путей для воздушного потока.
Число, форма, размер и расположение впускных отверстий для воздуха могут быть соответствующим образом отрегулированы для достижения хороших эксплуатационных качеств для курения.
Курительные изделия по изобретению могут содержать одно или более впускных отверстий для воздуха между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата, для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока. Впускные отверстия для воздуха, расположенные между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата, в данном документе называются первыми впускными отверстиями для воздуха.
При использовании, пользователь затягивается таким курительным изделием, воздух может втягиваться в курительное изделие через одно или более первых впускных отверстий для воздуха между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата. Втянутый воздух затем проходит через аэрозольобразующий субстрат когда он вытягивается вниз по потоку течению через один или более путей для воздушного потока курительного изделия для вдыхания пользователем.
Когда курительные изделия по изобретению содержат первый барьер между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата, одно или более первых впускных отверстий для воздуха расположены по ходу потока после первого барьера.
В качестве альтернативы или в дополнение к одному или более первым впускным отверстиям для воздуха, курительные изделия по изобретению могут содержать одно или более впускных отверстий для воздуха на периферии аэрозольобразующего субстрата для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока. Впускные отверстия для воздуха, расположенные на периферии аэрозольобразующего субстрата называются в данном документе вторыми впускными отверстиями для воздуха.
При использовании, когда пользователь затягивается таким курительным изделием, воздух может втягиваться в аэрозольобразующий субстрат через одно или более вторых впускных отверстий для воздуха. Втянутый воздух затем проходит через аэрозольобразующий субстрат когда он вытягивается вниз по потоку течению через один или более путей для воздушного потока курительного изделия для вдыхания пользователем.
В качестве альтернативы или в дополнение к одному или более первым впускным отверстиям для воздуха или одному или более вторым впускным отверстиям для воздуха, курительные изделия по изобретению могут содержать одно или более впускных отверстий для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока. Впускные отверстия для воздуха, расположенные по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата называются в данном документе третьими впускными отверстиями для воздуха.
При использовании, когда пользователь затягивается таким курительным изделием, воздух может втягиваться в курительное изделие через одно или более третьих впускных отверстий для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата.
В некоторых предпочтительных вариантах выполнения курительные изделия по изобретению могут содержать путь для воздушного потока, продолжающийся между одним или более третьими впускными отверстиями для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата и мундштучным концом курительного изделия, при этом путь для воздушного потока содержит первый участок, продолжающийся продольно раньше по ходу потока от одного или более третьих впускных отверстий для воздуха к аэрозольобразующему субстрату и второй участок, продолжающийся продольно дальше по ходу потока от первого участка к мундштучному концу курительного изделия.
При использовании, когда пользователь затягивается таким курительным изделием, воздух может втягиваться в курительное изделие через одно или более третьих впускных отверстий для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата и проходит раньше по ходу потока через первый участок пути для воздушного потока к аэрозольобразующему субстрату. Втянутый воздух затем проходит дальше по ходу потока через второй участок пути для воздушного потока к мундштучному концу курительного изделия для вдыхания пользователем.
Предпочтительно, первый участок пути для воздушного потока продолжается раньше по ходу потока от одного или более третьих впускных отверстий для воздуха к аэрозольобразующему субстрату, а второй участок пути для воздушного потока продолжается дальше по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата к мундштучному концу курительного изделия.
Курительные изделия по изобретению могут содержать потоконаправляющий элемент по ходу после аэрозольобразующего субстрата. Потоконаправляющий элемент образует первый участок и второй участок пути для воздушного потока, продолжающегося между одним или более третьими впускными отверстиями для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата и мундштучным концом курительного изделия. Одно или более третьих впускных отверстий для воздуха предоставляются между задним концом аэрозольобразующего субстрата и задним концом потоконаправляющего элемента. Потоконаправляющий элемент может примыкать к аэрозольобразующему субстрату. В качестве альтернативы, потоконаправляющий элемент может втягиваться в аэрозольобразующий субстрат. Например, в некоторых вариантах выполнения потоконаправляющий элемент может втягиваться на расстояние вплоть до 0,5L в аэрозольобразующий субстрат где L представляет собой длину аэрозольобразующего субстрата.
Потоконаправляющий элемент может иметь длину между около 7 мм и около 50 мм, например длину между около 10 мм и около 45 мм или между около 15 мм и около 30 мм. Потоконаправляющий элемент может иметь другие длины в зависимости от желательной общей длины курительного изделия и наличия и длины других компонентов внутри курительного изделия.
Потоконаправляющий элемент может содержать сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус. В таких вариантах выполнения наружная сторона сквозного, по существу воздухонепроницаемого полого корпуса образует один участок из первого участка пути для воздушного потока и второго участка пути для воздушного потока, а внутренняя сторона сквозного, по существу воздухонепроницаемого полого корпуса образует другой участок из первого участка пути для воздушного потока и второго участка пути для воздушного потока.
По существу воздухонепроницаемый полый корпус может быть сформирован из одного или более подходящих воздухонепроницаемых материалов, которые являются по существу термостабильными при температуре аэрозоля, образованного посредством переноса тепла от горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату. Подходящие материалы известны в данной области и включают, без ограничения этим, картон, пластик, керамику и их комбинации.
Предпочтительно, наружная сторона сквозного, по существу воздухонепроницаемого полого корпуса образует первый участок пути для воздушного потока, а внутренняя сторона сквозного, по существу воздухонепроницаемого полого корпуса образует второй участок пути для воздушного потока.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус является цилиндром, предпочтительно прямым круговым цилиндром.
В другом предпочтительном варианте выполнения сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус является усеченным конусом, предпочтительно усеченным прямым круговым конусом.
Сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус может иметь длину между около 7 мм и около 50 мм, например, длину между около 10 мм и около 45 мм или между около 15 мм и около 30 мм. Сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус может иметь другие длины в зависимости от желательной общей длины курительного изделия и наличия и длины других компонентов внутри курительного изделия.
Когда сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус является цилиндром, данный цилиндр может иметь диаметр между около 2 мм и около 5 мм, например, диаметр между около 2,5 мм и около 4,5 мм. Цилиндр может иметь другие диаметры в зависимости от желательного общего диаметра курительного изделия.
Когда сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус является усеченным конусом, передний конец данного усеченного конуса может иметь диаметр между около 2 мм и около 5 мм, например, диаметр между около 2,5 мм и около 4,5 мм. Передний конец усеченного конуса может иметь другие диаметры в зависимости от желательного общего диаметра курительного изделия.
Когда сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус является усеченным конусом, задний конец данного усеченного конуса может иметь диаметр между около 5 мм и около 9 мм, например, между около 7 мм и около 8 мм. Задний конец усеченного конуса может иметь другие диаметры в зависимости от желательного общего диаметра курительного изделия. Предпочтительно, задний конец усеченного конуса имеет по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат.
Сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус может примыкать к аэрозольобразующему субстрату. В качестве альтернативы, сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус может продолжаться в аэрозольобразующий субстрат. Например, в некоторых вариантах выполнения сквозной, по существу воздухонепроницаемый полый корпус может продолжаться на расстояние вплоть до 0,5L в аэрозольобразующий субстрат где L представляет собой длину аэрозольобразующего субстрата.
Передний конец по существу воздухонепроницаемого полого корпуса имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозольобразующим субстратом.
В некоторых вариантах выполнения задний конец по существу воздухонепроницаемого полого корпуса имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозольобразующим субстратом.
В других вариантах выполнения задний конец по существу воздухонепроницаемого полого корпуса имеет по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат.
Когда задний конец по существу воздухонепроницаемого полого корпуса имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозольобразующим субстратом данное по существу воздухонепроницаемый полый корпус может быть окружено по существу воздухонепроницаемым уплотнением. В таких вариантах выполнения по существу воздухонепроницаемое уплотнение расположено по ходу потока после одного или более третьих впускных отверстий. По существу воздухонепроницаемое уплотнение может иметь по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат. Например, в некоторых вариантах выполнения конец по существу воздухонепроницаемого полого корпуса может быть окружено по существу непроницаемой заглушкой или прокладкой по существу такого же диаметра, что и аэрозольобразующий субстрат.
По существу воздухонепроницаемое уплотнение может быть сформировано из одного или более подходящих воздухонепроницаемых материалов, которые являются по существу термостабильными при температуре аэрозоля, образованного посредством переноса тепла от горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату. Подходящие материалы известны в данной области и включают, без ограничения этим, картон, пластик, воск, силикон, керамику и их комбинации.
По меньшей мере часть длины сквозного, по существу воздухонепроницаемого полого корпуса может быть окружена воздухопроницаемым диффузором. Воздухопроницаемый диффузор может иметь по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат. Воздухопроницаемый диффузор может быть сформирован из одного или более подходящих воздухопроницаемых материалов, которые являются по существу термостабильными при температуре аэрозоля, образованного посредством переноса тепла от горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату. Подходящие воздухопроницаемые материалы известны в данной области и включают, без ограничения этим, пористые материалы, такие как, например, волокно из ацетата целлюлозы, хлопок, керамические и полимерные пеноматериалы с открытыми порами, табачный материал и их комбинации. В некоторых предпочтительных вариантах выполнения воздухопроницаемый диффузор включает по существу однородный, воздухопроницаемый пористый материал.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения потоконаправляющий элемент содержит сквозную, по существу воздухонепроницаемую полую трубку уменьшенного диаметра по сравнению с аэрозольобразующим субстратом и кольцеобразным, по существу воздухонепроницаемым уплотнением по существу такого же диаметра, что и аэрозольобразующий субстрат которое окружает полую трубку по ходу потока после одного или более третьих впускных отверстий для воздуха.
В этом варианте выполнения объем, ограниченный в радиальном направлении наружной поверхностью полой трубки и внешней оберткой курительного изделия, образует первый участок пути для воздушного потока, который продолжается продольно раньше по ходу потока от одного или более третьих впускных отверстий к аэрозольобразующему субстрату и объем, ограниченный в радиальном направлении внутренней частью полой трубки, образует второй участок пути для воздушного потока, который продолжается продольно к мундштучному концу курительного изделия.
Потоконаправляющий элемент может дополнительно содержать внутреннюю обертку, которая окружает полую трубку и кольцеобразное, по существу воздухонепроницаемое уплотнение.
В этом варианте выполнения объем, ограниченный в радиальном направлении наружной поверхностью полой трубки и внутренней оберткой потоконаправляющего элемента, образует первый участок пути для воздушного потока, который продолжается продольно раньше по ходу потока от одного или более третьих впускных отверстий к аэрозольобразующему субстрату и объем, ограниченный внутренней частью полой трубки, образует второй участок пути для воздушного потока, который продолжается продольно дальше по ходу потока к мундштучному концу курительного изделия.
Открытый передний конец полой трубки может примыкать к заднему концу аэрозольобразующего субстрата. В качестве альтернативы, открытый передний конец полой трубки может быть вставлен или иным образом продолжается в задний конец аэрозольобразующего субстрата.
Потоконаправляющий элемент могут дополнительно содержать кольцеобразный воздухопроницаемый диффузор по существу такого же диаметра, что и аэрозольобразующий субстрат который окружает по меньшей мере часть длины полой трубки раньше по ходу потока от кольцеобразного, по существу воздухонепроницаемого уплотнения. Например, полая трубка может быть по меньшей мере частично встроена в заглушку из ацетатцеллюлозного волокна.
Когда потоконаправляющий элемент дополнительно содержит внутреннюю обертку, внутренняя обертка может окружать полую трубку, кольцеобразное, по существу воздухонепроницаемое уплотнение и кольцеобразный воздухопроницаемый диффузор.
При использовании, когда пользователь затягивается на мундштучном конце курительного изделия, холодный воздух может втягиваться в курительное изделие через одно или более третьих впускных отверстий для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата. Втянутый воздух проходит раньше по ходу потока к аэрозольобразующему субстрату по первому участку пути для воздушного потока между наружной поверхностью полой трубки и внешней оберткой курительного изделия или внутренней оберткой потоконаправляющего элемента. Втянутый воздух проходит через аэрозольобразующий субстрат и затем проходит дальше по ходу потока по второму участку пути для воздушного потока через внутреннюю часть полой трубки к мундштучному концу курительного изделия для вдыхания пользователем.
Когда потоконаправляющий элемент содержит кольцеобразный воздухопроницаемый диффузор, втянутый воздух проходит через кольцеобразный воздухопроницаемый диффузор, когда он проходит раньше по ходу потока через первый участок пути для воздушного потока к аэрозольобразующему субстрату.
В другом предпочтительном варианте выполнения потоконаправляющий элемент содержит сквозной, по существу воздухонепроницаемый, усеченный полый конус, имеющий верхний по потоку конец уменьшенного диаметра по сравнению с аэрозольобразующим субстратом и задний конец по существу такого же диаметра, что и аэрозольобразующий субстрат.
В этом варианте выполнения объем, ограниченный в радиальном направлении наружной поверхностью усеченного полого конуса и внешней оберткой курительного изделия, образует первый участок пути для воздушного потока, который продолжается продольно раньше по ходу потока от одного или более третьих впускных отверстий к аэрозольобразующему субстрату и объем, ограниченный в радиальном направлении внутренней частью усеченного полого конуса, образует второй участок пути для воздушного потока, который продолжается продольно дальше по ходу потока к мундштучному концу курительного изделия.
Открытый передний конец усеченного полого конуса может примыкать к заднему концу аэрозольобразующего субстрата. В качестве альтернативы, открытый передний конец усеченного полого конуса может быть вставлен или иным образом продолжается в задний конец аэрозольобразующего субстрата.
Потоконаправляющий элемент могут дополнительно содержать кольцеобразный воздухопроницаемый диффузор по существу такого же диаметра, что и аэрозольобразующий субстрат который окружает по меньшей мере часть длины усеченного полого конуса. Например, усеченный полый конус может быть по меньшей мере частично встроен в заглушку из ацетатцеллюлозного волокна.
При использовании, когда пользователь затягивается на мундштучном конце курительного изделия, холодный воздух может втягиваться в курительное изделие через одно или более третьих впускных отверстий для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата. Втянутый воздух проходит раньше по ходу потока к аэрозольобразующему субстрату по первому участку пути для воздушного потока между внешней оберткой курительного изделия и наружной поверхностью усеченного полого конуса потоконаправляющего элемента. Втянутый воздух проходит через аэрозольобразующий субстрат и затем проходит дальше по ходу потока по второму участку пути для воздушного потока через внутреннюю часть усеченного полого конуса к мундштучному концу курительного изделия для вдыхания пользователем.
Когда потоконаправляющий элемент содержит кольцеобразный воздухопроницаемый диффузор, втянутый воздух проходит через кольцеобразный воздухопроницаемый диффузор, когда он проходит раньше по ходу потока через первый участок пути для воздушного потока к аэрозольобразующему субстрату.
Следует принимать во внимание, что курительные изделия по изобретению могут содержать одно или более первых впускных отверстий для воздуха между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата или одно или более вторых впускных отверстий для воздуха на периферии аэрозольобразующего субстрата или одно или более третьих впускных отверстий для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата или любую их комбинацию.
Предпочтительно, горючий источник тепла представляет собой углесодержащий источник тепла. Как использовано в данном документе, термин «углесодержащий» используется для описания горючего источника тепла, включающего уголь.
Предпочтительно, горючие углесодержащие источники тепла для применения в курительных изделиях по изобретению имеют содержание угля по меньшей мере около 35%, более предпочтительно по меньшей мере около 40%, наиболее предпочтительно по меньшей мере около 45% от веса сухого горючего источника тепла.
В некоторых вариантах выполнения горючие источники тепла по изобретению являются горючими источниками тепла на основе угля. Как использовано в данном документе, термин «источник тепла на основе угля» используется для описания источника тепла, содержащего в основном уголь.
Горючие источники тепла на основе угля для применения в курительных изделиях по изобретению могут иметь содержание угля по меньшей мере около 50%, предпочтительно по меньшей мере около 60%, более предпочтительно по меньшей мере около 70%, наиболее предпочтительно по меньшей мере около 80% от веса сухого горючего источника тепла на основе угля.
Курительные изделия по изобретению могут содержать горючие углесодержащие источники тепла, сформированные из одного или более подходящих углесодержащих материалов.
При необходимости, одно или более связующих могут быть объединены с одним или более углесодержащими материалами. Предпочтительно, одно или более связующих являются органическими связующими. Подходящие известные органические связующие вещества включают, без ограничения этим, смолы (например, гуаровую смолу), модифицированные целлюлозы и производные целлюлозы (например, метилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу и гидроксипропилметилцеллюлозу), муку, крахмалы, сахара, растительные масла и их комбинации.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения горючий источник тепла образован из смеси угольного порошка, модифицированной целлюлозы, муки и сахара.
Вместо этого или в дополнение к одному или более связующим горючие источники тепла для применения в курительных изделиях по изобретению могут содержать одну или более добавок, чтобы улучшить свойства горючего источника тепла. Подходящие добавки включают, без ограничения этим, добавки, способствующие объединению горючего источника тепла (например, спекающие добавки), добавки для содействия воспламенению горючего источника тепла (например, окислители, такие как перхлораты, хлораты, нитраты, пероксиды, перманганаты, цирконий и их комбинации), добавки для содействия сгоранию горючего источника тепла (например, калий и соли калия, такие как цитрат калия) и добавки для содействия разложения одного или более газов, образующихся при сгорании горючего источника тепла (например, катализаторы, такие как CuO, Fe2O3 и Al2O3).
Когда курительные изделия по изобретению содержат первый барьер, содержащий первое барьерное покрытие, образованное 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 одном из предпочтительных вариантов выполнения, горючий источник тепла представляет собой цилиндрический горючий источник тепла, содержащий уголь и по меньшей мере одну воспламеняющую добавку, данный цилиндрический горючий источник тепла имеет переднюю торцевую поверхность (а именно, торцевую поверхность, расположенную раньше по ходу потока) и противоположную заднюю поверхность (а именно, торцевую поверхность расположенную дальше по ходу потока), при этом по меньшей мере часть цилиндрического горючего источника тепла между передней поверхностью и задней поверхностью обернута в обертку, устойчивую к сгоранию, и при этом при воспламенении передней поверхности цилиндрического горючего источника тепла температура задней поверхности цилиндрического горючего источника тепла увеличивается до первой температуры, и при этом во время последующего сгорания цилиндрического горючего источника тепла температура задней поверхности цилиндрического горючего источника тепла поддерживается при второй температуре, ниже чем первая температура.
Как использовано в данном документе, термин «воспламеняющая добавка» используется, чтобы обозначать материал, который высвобождает энергию и/или кислород во время воспламенения горючего источника тепла, при этом скорость высвобождения энергии и/или кислорода данным материалом не ограничена диффузией кислорода окружающей среды. Другими словами, скорость высвобождения энергии и/или кислорода данным материалом во время воспламенения горючего источника тепла является в значительной степени независимой от скорости, при которой кислород окружающей среды может поступать к материалу. Как использовано в данном документе, термин «воспламеняющая добавка» также используется для обозначения элементарного металла, который высвобождает энергию во время воспламенения горючего источника тепла, при этом температура воспламенения элементарного металла составляет ниже, чем около 500°C, и теплота сгорания элементарного металла составляет по меньшей мере 5 кДж/г.
Как использовано в данном документе, термин «воспламеняющая добавка» не включают соли щелочных металлов карбоновых кислот (такие как цитратные соли щелочных металлов, ацетатные соли щелочных металлов и сукцинатные соли щелочных металлов), галоидные соли щелочных металлов (такие, как хлориды щелочных металлов), карбонатные соли щелочных металлов или фосфатные соли щелочных металлов, которые, как полагают, модифицируют сгорание угля. Даже если они присутствуют в большом количестве относительно общего веса горючего источника тепла, такие соли щелочных металлов, не выделяют достаточно энергии во время воспламенения горючего источника тепла для образования приемлемого аэрозоля во время первых затяжек.
Примеры подходящих окислителей включают, без ограничения этим: 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; йодаты; перйодаты; йодиты; сульфаты; сульфиты; другие сульфоксиды; фосфаты; фосфинаты; фосфиты; и фосфаниты.
Наряду с эффективным улучшением способности к воспламенению и сгоранию горючего источника тепла, включение добавок для воспламенения и сгорания может вызывать образование нежелательных продуктов разложения и сгорания при использовании курительного изделия. Например, разложение нитратов, включенных в горючий источник тепла, чтобы способствовать его воспламенению, может приводить к образованию оксидов азота. Изолирование горючего источника тепла от одного или более путей для воздушного потока через курительное изделие эффективным образом предотвращает или сдерживает введение таких продуктов разложения и сгорания в воздух, втягиваемый через курительное изделие при его использовании.
В дополнение к этому, включение окислителей, таких как нитраты или другие добавки, чтобы способствовать воспламенению, может приводить к образованию горячих газов и и высоких температур в горючем источнике тепла во время воспламенения горючего источника тепла. Изолирование горючего источника тепла от одного или более путей для воздушного потока через курительное изделие эффективным образом ограничивает температуру, которой подвергается аэрозольобразующий субстрат и тем самым помогает избежать или уменьшить термическую деградацию или сгорание аэрозольобразующего субстрата во время воспламенения горючего источника тепла.
Горючие углесодержащие источники тепла для применения в курительных изделиях по изобретению предпочтительно сформированы посредством смешивания одного или более углесодержащих материалов с одним или более связующими и другими добавками, когда они включены, и предварительного формования смеси с приданием желательной формы. Смесь одного или более углесодержащих материалов, одного или более связующих и необязательных других добавок может быть предварительно сформована с приданием желательной формы при применении любых подходящих известных методов формования, таких как, например, шликерное литье, экструзия, инжекционное формование и прессование. В некоторых предпочтительных вариантах выполнения смесь предварительно формуют с приданием желательной формы посредством экструзии.
Предпочтительно смесь одного или более углесодержащих материалов, одного или более связующих и других добавок предварительно формуют в виде удлиненного стержня. Однако следует принимать во внимание, смесь одного или более углесодержащих материалов, одного или более связующих и других добавок может быть предварительно сформована с приданием других желательных форм.
После формования, особенно после экструзии, удлиненный стержень или другую желательную форму предпочтительно сушат, чтобы уменьшить содержание влаги, а затем подвергают пиролизу в неокислительной атмосфере при температуре, достаточной для карбонизирования одного или более связующих, если они присутствуют, и, устранения в основном любых летучих веществ в удлиненном стержне или другой форме. Удлиненный стержень или другую желательную форму пиролизуют предпочтительно в атмосфере азота при температуре между около 700°C и около 900°C.
В одном из вариантов выполнения по меньшей мере одна нитратная соль металла введена в горючий источник тепла посредством включения по меньшей мере одного предшественника нитрата металла в смесь одного или более углесодержащих материалов, одного или более связующих веществ и других добавок. По меньшей мере один предшественник нитрата металла в таком случае затем преобразуют in-situ по меньшей мере в одну нитратную соль металла посредством обработки пиролизованного предварительно сформованного цилиндрического стержня или другой формы водным раствором азотной кислоты. В одном из вариантов выполнения горючий источник тепла содержит по меньшей мере одну нитратную соль металла, имеющую температуру термического разложения менее чем около 600°C, более предпочтительно менее чем около 400°C. Предпочтительно, по меньшей мере одна нитратная соль металла имеет температуру разложения между около 150°C и около 600°C, более предпочтительно между около 200°C и около 400°C.
В предпочтительных вариантах выполнения воздействие на горючий источник тепла обычной зажигалки с желтым пламенем или другого средства воспламенения приводит к разложению по меньшей мере одной нитратной соли металла и высвобождению кислорода и энергии. Это разложение вызывает первоначальное повышение температуры горючего источника тепла и также способствует воспламенению горючего источника тепла. После разложения по меньшей мере одной нитратной соли металла, горючий источник тепла предпочтительно продолжает сгорать при более низкой температуре.
Включение по меньшей мере одной нитратной соли металла эффективным образом приводит к воспламенению горючих источника тепла, инициируемого внутри, а не только в месте на его поверхности. Предпочтительно, по меньшей мере одна нитратная соль металла присутствует в горючем источнике тепла в количестве между около 20% от веса сухого вещества и около 50% от веса сухого вещества горючего источника тепла.
В другом варианте выполнения горючий источник тепла содержит по меньшей мере один пероксид или супероксид, который активно выделяет кислород при температуре менее чем около 600°C, более предпочтительно при температуре менее 400°C.
Предпочтительно, по меньшей мере один пероксид или супероксид активно выделяет кислород при температуре между около 150°C и около 600°C, более предпочтительно при температуре между около 200°C и около 400°C, наиболее предпочтительно при температуре около 350°C.
При использовании, воздействие на горючий источник тепла обычной зажигалки с желтым пламенем или другого средства воспламенения приводит к разложению по меньшей мере одного пероксида или супероксида и высвобождению кислорода и энергии. Это вызывает первоначальное повышение температуры горючего источника тепла и также способствует воспламенению горючего источника тепла. После разложения по меньшей мере одного пероксида или супероксида горючий источник тепла предпочтительно продолжает сгорать при более низкой температуре.
Включение по меньшей мере одного пероксида или супероксида эффективным образом приводит к воспламенению горючих источника тепла, инициируемого внутри, а не только в месте на его поверхности.
Горючий источник тепла предпочтительно имеет пористость между около 20% и около 80%, более предпочтительно между около 20% и 60%. Если горючий источник тепла содержит по меньшей мере одну нитратную соль металла, это выгодным образом позволяет кислороду диффундировать в массу горючего источника тепла со скоростью, достаточной для поддержания сгорания, когда по меньшей мере одна нитратная соль металла разлагается и происходит сгорание. Еще более предпочтительно, горючий источник тепла имеет пористость между около 50% и около 70%, более предпочтительно между около 50% и 60%, при измерении, например, ртутной порометрией или гелиевой пикнометрией. Требуемая пористость может быть легко достигнута при изготовлении горючего источника тепла с применением обычных способов и технологий.
Эффективным образом, горючие углесодержащие источники тепла для использования в курительных изделиях по изобретению имеют кажущуюся плотность между около 0,6 г/см3 и около 1 г/см3.
Предпочтительно, горючий источник тепла имеет массу между около 300 мг и около 500 мг, более предпочтительно между около 400 мг и около 450 мг.
Предпочтительно, горючий источник тепла имеет длину между около 7 мм и около 17 мм, более предпочтительно между около 7 мм и около 15 мм, наиболее предпочтительно между около 7 мм и около 13 мм.
Предпочтительно, горючий источник тепла имеет диаметр между около 5 мм и около 9 мм, более предпочтительно между около 7 мм и около 8 мм.
Предпочтительно, горючий источник тепла имеет по существу равномерный диаметр. Однако горючий источник тепла, в качестве альтернативы, может быть коническим, так что диаметр задней части горючего источника тепла больше, чем диаметр его переднего участка. Особенно предпочтительными являются горючие источники тепла, которые являются по существу цилиндрическими. Горючий источник тепла может, например, быть цилиндром или коническим цилиндром с по существу круглым поперечным сечением или цилиндром или коническим цилиндром с по существу эллиптическим поперечным сечением.
Курительные изделия по изобретению предпочтительно содержат аэрозольобразующий субстрат содержащий по меньшей мере один формирователь аэрозоля. В таких вариантах выполнения изолирование горючего источника тепла от аэрозольобразующего субстрата эффективным образом предотвращает или сдерживает миграцию по меньшей мере одного формирователя аэрозоля от аэрозольобразующего субстрата к горючему источнику тепла во время хранения курительных изделий. В таких вариантах выполнения изолирование горючего источника тепла от одного или более путей для воздушного потока может также эффективным образом в основном предотвращать или сдерживать миграцию по меньшей мере одного формирователя аэрозоля от аэрозольобразующего субстрата к горючему источнику тепла при использовании курительных изделий. Разложение по меньшей мере одного формирователя аэрозоля при использовании курительных изделий, соответственно, эффективным образом в основном устраняется или уменьшается.
По меньшей мере один формирователь аэрозоля может быть любым подходящим известным соединением или смесью соединений, которое, при использовании, способствует формированию плотного и стабильного аэрозоля и которое по существу устойчиво к термическому разложению при рабочей температуре курительного изделия. Подходящие формирователи аэрозоля хорошо известны в данной области и включают, например, многоатомные спирты, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина, и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными формирователями аэрозоля для использования в курительных изделиях по изобретению являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин.
Горючий источник тепла и аэрозольобразующий субстрат курительных изделий по изобретению могут по существу примыкать друг к другу. В качестве альтернативы, горючий источник тепла и аэрозольобразующий субстрат курительных изделий по изобретению могут быть продольно разнесены друг от друга.
Предпочтительно, курительные изделия по изобретению дополнительно содержат теплопроводный элемент вокруг и в непосредственном контакте с задним участком горючего источника тепла и смежным передним участком аэрозольобразующего субстрата. Теплопроводный элемент предпочтительно является устойчивым к сгоранию и ограничивающим кислород.
Теплопроводный элемент окружает периферии заднего участка горючего источника тепла и переднего участка аэрозольобразующего субстрата и находится в непосредственном контакте с ними. Теплопроводный элемент обеспечивает тепловую связь между этими двумя компонентами курительных изделий по изобретению.
Подходящие теплопроводные элементы для применения в курительных изделиях по изобретению включают, без ограничения этим: 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 металлического сплава.
Предпочтительно, задняя часть горючего источника тепла, окруженная теплопроводным элементом, составляет между около 2 мм и около 8 мм в длину, более предпочтительно между около 3 мм и около 5 мм в длину.
Предпочтительно, передняя часть горючего источника тепла, не окруженная теплопроводным элементом, составляет между около 4 мм и около 15 мм в длину, более предпочтительно между около 4 мм и около 8 мм в длину.
Предпочтительно, аэрозольобразующий субстрат имеет длину между около 5 мм и около 20 мм, более предпочтительно между около 8 мм и около 12 мм.
В некоторых предпочтительных вариантах выполнения аэрозольобразующий субстрат продолжается по меньшей мере около на 3 мм по ходу потока после теплопроводного элемента.
Предпочтительно, передняя часть аэрозольобразующего субстрата окруженная теплопроводным элементом, составляет между около 2 мм и около 10 мм в длину, более предпочтительно между около 3 мм и около 8 мм в длину, наиболее предпочтительно между около 4 мм и около 6 мм в длину. Предпочтительно, задняя часть аэрозольобразующего субстрата не окруженная теплопроводным элементом, составляет между около 3 мм и около 10 мм в длину. Другими словами, аэрозольобразующий субстрат предпочтительно продолжается между около 3 мм и около 10 мм дальше по ходу потока за пределы теплопроводного элемента. Более предпочтительно, аэрозольобразующий субстрат продолжается еще по меньшей мере на расстояние около 4 мм по ходу потока после теплопроводного элемента.
В других вариантах выполнения аэрозольобразующий субстрат может втягиваться на менее чем 3 мм по ходу потока после теплопроводного элемента.
В еще одних вариантах выполнения аэрозольобразующий субстрат может быть окружен теплопроводным элементом по всей длине.
Предпочтительно, курительные изделия по изобретению содержат аэрозольобразующие субстраты содержащие по меньшей мере один формирователь аэрозоля и материал, способный к выделению летучих соединений при нагревании. Предпочтительно, материал, способный к выделению летучих соединений при нагревании является дозой материала на растительной основе, более предпочтительно дозой гомогенизированного материала на растительной основе. Например, аэрозольобразующий субстрат может содержать один или более материалов, полученных из растений, включающих, однако не ограничиваясь ими: табак; чай, например, зеленый чай; перечную мяту; лавр; эвкалипт; базилик; шалфей; вербену; и эстрагон. Материал на растительной основе может содержать добавки, включая, однако не ограничиваясь ими, увлажнители, ароматизаторы, связующие вещества и их смеси. Предпочтительно, материал на растительной основе состоит по существу из табачного материала, наиболее предпочтительно гомогенизированного табачного материала.
Курительные изделия по изобретению предпочтительно дополнительно содержат расширительную камеру по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата и, при его наличии, по ходу потока после потоконаправляющего элемента. Включение расширительной камеры эффективным образом способствует дополнительному охлаждению аэрозоля, образованного посредством переноса тепла от горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату. Расширительная камера также эффективным образом делает возможным регулирование общей длины курительных изделий по изобретению до желательной величины, например, до длины, сходной с длиной обычных сигарет, посредством соответствующего выбора длины расширительной камеры. Предпочтительно, расширительная камера представляет собой удлиненную полую трубку.
Курительные изделия по изобретению может также дополнительно содержать мундштук по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата и, при их наличии, по ходу потока после потоконаправляющего элемента и расширительной камеры. Предпочтительно, мундштук имеет низкую эффективность фильтрации, более предпочтительно очень низкую эффективность фильтрации. Мундштук может быть односегментным или однокомпонентным мундштуком. В качестве альтернативы, мундштук может быть многосегментным или многокомпонентным мундштуком.
Мундштук может, например, содержать фильтр, изготовленный из ацетата целлюлозы, бумаги или других подходящих известных фильтрующих материалов. В качестве альтернативы или в дополнение, мундштук может содержать один или более сегментов, содержащих абсорбенты, адсорбенты, ароматизаторы и другие модификаторы аэрозоля и добавки или их комбинации.
Особенности, описанные в отношении одного из аспектов данного изобретения, могут также быть применимы к другим аспектам изобретения. В частности, особенности, описанные в отношении курительных изделий и горючих источников тепла по изобретению, также могут быть применимы к способам по изобретению.
Далее изобретение будет описано на примере варианта выполнения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1a - вид в перспективе с пространственным разделением компонентов курительного изделия в соответствии с первым вариантом выполнения, содержащего несплошной горючий источник тепла;
Фиг.1b - вид в перспективе с пространственным разделением компонентов курительного изделия в соответствии со вторым вариантом выполнения, содержащего несплошной горючий источник тепла;
Фиг.1c - вид в перспективе с пространственным разделением компонентов курительного изделия в соответствии с третьим вариантом выполнения, содержащего несплошной горючий источник тепла;
Фиг.1d - вид в перспективе с пространственным разделением компонентов курительного изделия в соответствии с четвертым вариантом выполнения, содержащего сплошной горючий источник тепла;
Фиг.1e - вид в перспективе с пространственным разделением компонентов курительного изделия в соответствии с пятым вариантом выполнения, содержащего сплошной горючий источник тепла;
Фиг.2 - схематичный вид в продольном сечении курительного изделия в соответствии с первым вариантом выполнения, показанным на Фиг.1a;
Фиг.3 - схематичный вид в продольном сечении курительного изделия в соответствии с шестым вариантом выполнения, содержащего сплошной горючий источник тепла; и
Фиг.4 - схематичный вид в продольном сечении курительного изделия в соответствии с седьмым вариантом выполнения, содержащего сплошной горючий источник тепла.
Курительное изделие 2 в соответствии с первым вариантом выполнения, показанным на Фиг.1a и 2, содержит горючий углесодержащий источник тепла 4, аэрозольобразующий субстрат 6, удлиненную расширительную камеру 8 и мундштук 10 при смежном соосном расположении. Горючий углесодержащий источник тепла 4, аэрозольобразующий субстрат 6, удлиненная расширительная камера 8 и мундштук 10 обернуты во внешнюю обертку из сигаретной бумаги 12 с низкой воздухопроницаемостью.
Как показано на Фиг.2, негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14 предоставлено на всей задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 4.
Горючий углесодержащий источник тепла 4 содержит центральный канал 16 для воздушного потока, который продолжается продольно через горючий углесодержащий источник тепла 4 и негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14. Негорючее, по существу воздухонепроницаемое второе барьерное покрытие 18 предоставлено на всей внутренней поверхности центрального канала 16 для воздушного потока.
Аэрозольобразующий субстрат 6, расположен непосредственно по ходу потока после задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 4 и содержит цилиндрическую заглушку из прессованного табачного материала 20, содержащего глицерин в качестве формирователя аэрозоля окруженную фильтрующей оберткой 22 заглушки.
Теплопроводный элемент 24, состоящий из трубки из алюминиевой фольги, окружает и находится в непосредственном контакте с задним участком 4b горючего углесодержащего источника тепла 4 и смежным передним участком 6a аэрозольобразующего субстрата 6. Как показано на Фиг.2, задняя часть аэрозольобразующего субстрата 6 не окружена теплопроводным элементом 24.
Удлиненная расширительная камера 8 расположена по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата 6 и содержит цилиндрическую, сквозную полую трубку 26 из картона, которая имеет по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат 6. Мундштук 10 курительного изделия 2 расположен по ходу потока после расширительной камеры 8 и содержит цилиндрическую заглушку 28 из ацетатцеллюлозного волокна с очень низкой эффективностью фильтрации, окруженную фильтрующей оберткой 30 заглушки. Мундштук 10 может быть окружен ободковой бумагой (не показано).
При использовании, пользователь зажигает горючий углесодержащий источник тепла 4 и затем затягивается через мундштук 10, чтобы втягивать воздух через центральный канал 16 для воздушного потока горючего углесодержащего источника тепла 4. Передняя часть 6a аэрозольобразующего субстрата 6 нагревается первоначально посредством теплопроводности через смежный задний участок 4b горючего углесодержащего источника тепла 4 и теплопроводный элемент 24. Втягиваемый воздух нагревается, когда он проходит через центральный канал 16 для воздушного потока горючего углесодержащего источника тепла 4, и затем нагревает аэрозольобразующий субстрат 6, посредством конвекции. Нагревание аэрозольобразующего субстрата 6 посредством теплопроводности и конвекции высвобождает летучие и полулетучие соединения и глицерин из заглушки из прессованного табачного материала 20, которые вовлекаются в нагретый втягиваемый воздух, когда он протекает через аэрозольобразующий субстрат 6. Нагретый воздух и вовлеченные соединения проходят вниз по потоку через расширительную камеру 8, охлаждаются и конденсируются с образованием аэрозоля, который проходит через мундштук 10 в рот пользователя.
Путь для воздушного потока через курительное изделие 2 в соответствии с первым вариантом выполнения проиллюстрирован пунктирной стрелкой на Фиг.1a. Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14, обеспеченное на задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 4, и негорючее, по существу воздухонепроницаемое второе барьерное покрытие 18, обеспеченное на внутренней поверхности центрального канала 16 для воздушного потока, изолируют горючий углесодержащий источник тепла 4 от пути для воздушного потока, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие 2 по пути для воздушного потока, не контактирует непосредственно с горючим углесодержащим источником тепла 4.
Курительные изделия в соответствии с первым вариантом выполнения, показанном на Фиг.1а и 2, имеющие размеры, приведенные в таблице 1, были собраны с использованием горючих углесодержащих источников тепла, изготовленных в соответствии с Примерами 1 и 6 ниже.
Курительное изделие 32 в соответствии со вторым вариантом выполнения, показанным на Фиг.1b, имеет конструкцию, почти идентичную курительному изделию в соответствии с первым вариантом выполнения, показанным на Фиг.1a и 2. Однако в курительном изделии 32 в соответствии со вторым вариантом выполнения горючий углесодержащий источник тепла 4 и аэрозольобразующий субстрат 6, отделены один от другого вдоль длины курительного изделия. Окружное расположение первых впускных отверстий для воздуха предоставлено в сигаретной бумаге 12 и теплопроводном элементе 24 между задним концом горючего углесодержащего источника тепла 4 и передним концом аэрозольобразующего субстрата 6, чтобы допускать холодный воздух в пространство между горючим углесодержащим источником тепла 4 и аэрозольобразующим субстратом 6.
При использовании, когда пользователь затягивается через мундштук 10 курительного изделия 32 в соответствии со вторым вариантом выполнения, воздух втягивается дальше по ходу потока через центральный канал 16 для воздушного потока горючего углесодержащего источника тепла 4, и воздух также втягивается в пространство между горючим углесодержащим источником тепла 4 и аэрозольобразующим субстратом 6 через первые впускные отверстия для воздуха в сигаретной бумаге 12 и теплопроводном элементе 24. Смешивание холодного воздуха, втягиваемого через первые впускные отверстия для воздуха, с нагретым воздухом, втягиваемым через центральный канал 16 для воздушного потока горючего углесодержащего источника тепла 4, уменьшает температуру воздуха, втягиваемого через аэрозольобразующий субстрат 6, курительного изделия 32 в соответствии со вторым вариантом выполнения во время затяжки пользователем.
Пути для воздушного потока через курительное изделие 32 в соответствии со вторым вариантом выполнения проиллюстрированы пунктирными стрелками на Фиг.1b. Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14, обеспеченное на задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 4, и негорючее, по существу воздухонепроницаемое второе барьерное покрытие 18, обеспеченное на внутренней поверхности центрального канала 16 для воздушного потока, изолируют горючий углесодержащий источник тепла 4 от путей для воздушного потока, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие 2 по пути для воздушного потока, не контактирует непосредственно с горючим углесодержащим источником тепла 4.
Курительное изделие 34 в соответствии с третьим вариантом выполнения, показанным на Фиг.1c, также имеет конструкцию, почти идентичную курительному изделию в соответствии с первым вариантом выполнения, показанным на Фиг.1a и 2. Курительное изделие 34 в соответствии с третьим вариантом выполнения окружное расположение вторых впускных отверстий для воздуха предоставлено в сигаретной бумаге 12 и фильтрующей обертке 22 заглушки, окружающих аэрозольобразующий субстрат 6, чтобы допускать холодный воздух в аэрозольобразующий субстрат 6.
При использовании, когда пользователь затягивается через мундштук 10 курительного изделия 34 в соответствии со вторым вариантом выполнения, воздух втягивается дальше по ходу потока через центральный канал 16 для воздушного потока горючего углесодержащего источника тепла 4, и воздух также втягивается в аэрозольобразующий субстрат 6, через вторые впускные отверстия для воздуха в сигаретной бумаге 12 и фильтрующей обертке 22 заглушки. Холодный воздух, втягиваемый через вторые впускные отверстия для воздуха, уменьшает температуру аэрозольобразующего субстрата 6 курительного изделия 32 в соответствии с третьим вариантом выполнения во время затяжки пользователем.
Пути для воздушного потока через курительное изделие 34 в соответствии со третьим вариантом выполнения проиллюстрированы пунктирными стрелками на Фиг.1c. Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14, обеспеченное на задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 4, и негорючее, по существу воздухонепроницаемое второе барьерное покрытие 18, обеспеченное на внутренней поверхности центрального канала 16 для воздушного потока, изолируют горючий углесодержащий источник тепла 4 от путей для воздушного потока, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие 2 по путям для воздушного потока, не контактирует непосредственно с горючим углесодержащим источником тепла 4.
Курительные изделия 36, 38 в соответствии с четвертым и пятым вариантами выполнения, показанными на Фиг.1d и 1e, имеют конструкцию, почти идентичную курительным изделиям в соответствии со вторым и третьим вариантами выполнения изобретения, показанными на Фиг.1b и 1c, соответственно, и могут быть собраны аналогичным образом. Однако, курительные изделия 36, 38 в соответствии с четвертым и пятым вариантами выполнения, содержат горючие углесодержащие источники тепла 38, которые не содержат центральный канал 16 для воздушного потока. Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14 предоставлено на всей задней поверхности горючих углесодержащих источников тепла 38 курительных изделий 36, 38 в соответствии с четвертым и пятым вариантами выполнения.
При использовании, когда пользователь затягивается через мундштук 10 курительных изделий 36, 38 в соответствии с четвертым и пятым вариантами выполнения, воздух не втягивается через горючие углесодержащие источники тепла 38. Поэтому аэрозольобразующий субстрат 6, нагревается только лишь посредством теплопроводности через смежный задний участок 4b горючего углесодержащего источника тепла 4 и теплопроводный элемент 24.
Пути для воздушного потока через курительные изделия 36, 38 в соответствии с четвертым и пятым вариантами выполнения проиллюстрированы пунктирными стрелками на Фиг.1d и 1e. Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14, обеспеченное на всей задней поверхности горючих углесодержащих источников тепла 38 курительных изделий 36, 38 в соответствии с четвертым и пятым вариантами выполнения, изолирует горючие углесодержащие источники тепла 38 от путей для воздушного потока, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительные изделия 36, 38 по путям для воздушного потока, не контактирует непосредственно с горючими углесодержащими источниками тепла 38.
Курительное изделие 42 в соответствии с шестым вариантом выполнения, показанным на Фиг.3, содержит горючий углесодержащий источник тепла 40, аэрозольобразующий субстрат 6, потоконаправляющий элемент 44, удлиненную расширительную камеру 8 и мундштук 10 при смежном соосном расположении. Горючий углесодержащий источник тепла 40, аэрозольобразующий субстрат 6, потоконаправляющий элемент 44, удлиненная расширительная камера 8 и мундштук 10 обернуты во внешнюю обертку из сигаретной бумаги 12 с низкой воздухопроницаемостью.
Как показано на Фиг.3, негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14 предоставлено на всей задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 40.
Аэрозольобразующий субстрат 6, расположен непосредственно по ходу потока после горючего углесодержащего источника тепла 40 и содержит цилиндрическую заглушку из прессованного табачного материала 20, содержащего глицерин в качестве формирователя аэрозоля окруженную фильтрующей оберткой 22 заглушки.
Теплопроводный элемент 24, состоящий из трубки из алюминиевой фольги, окружает и находится в непосредственном контакте с задним участком 4b горючего углесодержащего источника тепла 40 и смежным передним участком 6a аэрозольобразующего субстрата 6. Как показано на Фиг.3, задняя часть аэрозольобразующего субстрата 6 не окружена теплопроводным элементом 24.
Потоконаправляющий элемент 44 расположен по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата 6 и содержит сквозной, по существу воздухонепроницаемый, усеченный полый конус 46 изготовленный, например, из картона. Задний конец сквозного усеченного полого конуса 46 имеет по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат 6, а передний конец сквозного усеченного полого конуса 46 имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозольобразующим субстратом 6.
Передний конец сквозного усеченного полого конуса 46 примыкает к аэрозольобразующему субстрату 6 и встроен в воздухопроницаемую цилиндрическую заглушку 48 из ацетатцеллюлозного волокна, окруженную фильтрующей оберткой 50 заглушки, которая имеет по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат 6. Следует принимать во внимание, что в альтернативных вариантах выполнения (не показаны) пеоежгий конец сквозного усеченного полого конуса 46 может втягиваться в задний участок аэрозольобразующего субстрата 6. Следует также принимать во внимание, что в альтернативных вариантах выполнения (не показаны) цилиндрическая заглушка 48 из ацетатцеллюлозного волокна может не использоваться.
Как показано на Фиг.3, часть сквозного усеченного полого конуса 46, которая не встроена в цилиндрическую заглушку 48 из ацетатцеллюлозного волокна, окружена внутренней оберткой 52 с низкой воздухопроницаемостью, изготовленной, например, из картона. Следует принимать во внимание, что в альтернативных вариантах выполнения (не показаны) внутренняя обертка 52 может не использоваться.
Как также показано на Фиг.3, окружное расположение третьих впускных отверстий 54 для воздуха предусмотрено во внешней обертке 12 и внутренней обертке 52, окружающих сквозной усеченный полый конус 46 по ходу потока после цилиндрической заглушки 48 из ацетатцеллюлозного волокна.
Удлиненная расширительная камера 8 расположена по ходу потока после направляющего элемента 44 для воздушного потока и содержит цилиндрическую, сквозную полую трубку 26, изготовленную, например, из картона, которая имеет по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат 6. Мундштук 10 курительного изделия 2 расположен по ходу потока после расширительной камеры 8 и содержит цилиндрическую заглушку 28 из ацетатцеллюлозного волокна с очень низкой эффективностью фильтрации, окруженную фильтрующей оберткой 30 заглушки. Мундштук 10 может быть окружен ободковой бумагой (не показано).
Курительное изделие 42 в соответствии с шестым вариантом выполнения содержит путь для воздушного потока, продолжающийся между третьими впускными отверстиями 54 для воздуха и мундштучным концом курительного изделия 42. Объем, ограниченный внешней поверхностью сквозного усеченного полого конуса 46 и внутренней оберткой 52, образует первый участок пути для воздушного потока между третьими впускными отверстий 54 для воздуха и аэрозольобразующим субстратом 6 и объем, ограниченный внутренней частью сквозного усеченного полого конуса 46, образует второй участок пути для воздушного потока между аэрозольобразующим субстратом 6 и расширительной камерой 8.
При использовании, когда пользователь затягивается через мундштук 10, холодный воздух втягивается в курительное изделие 42 в соответствии с шестым вариантом выполнения через третьи впускные отверстия 54 для воздуха. Втягиваемый воздух проходит раньше по ходу потока к аэрозольобразующему субстрату 6 через первый участок пути для воздушного потока между наружной поверхностью сквозного усеченного полого конуса 46 и внутренней оберткой 52 и через цилиндрическую заглушку 48 из ацетатцеллюлозного волокна.
Передняя часть 6a аэрозольобразующего субстрата 6 нагревается посредством теплопроводности через смежный задний участок 4b горючего углесодержащего источника тепла 40 и теплопроводный элемент 24. Нагревание аэрозольобразующего субстрата 6 высвобождает летучие и полулетучие соединения и глицерин из заглушки из прессованного табачного материала 20, которые вовлекаются во втягиваемый воздух, когда он протекает через аэрозольобразующий субстрат 6. Втягиваемый воздух и вовлеченные соединения проходят вниз по потоку по второму участку пути для воздушного потока через внутреннюю часть сквозного усеченного полого конуса 46 к расширительной камере 8, где они охлаждаются и конденсируются с образованием аэрозоля, который проходит через мундштук 10 в рот пользователя.
Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14, обеспеченное на задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 40, изолирует горючий углесодержащий источник тепла 40 от пути для воздушного потока через курительное изделие 42, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие 42 через первый участок пути для воздушного потока и второй участок пути для воздушного потока не контактирует непосредственно с горючим углесодержащим источником тепла 40.
Курительное изделие 56 в соответствии с седьмым вариантом выполнения, показанным на Фиг.4, также содержит горючий углесодержащий источник тепла 40, аэрозольобразующий субстрат 6, потоконаправляющий элемент 44, удлиненную расширительную камеру 8 и мундштук 10 при смежном соосном расположении. Горючий углесодержащий источник тепла 40, аэрозольобразующий субстрат 6, потоконаправляющий элемент 44, удлиненная расширительная камера 8 и мундштук 10 обернуты во внешнюю обертку из сигаретной бумаги 12 с низкой воздухопроницаемостью.
Как показано на Фиг.4, негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14 предоставлено на всей задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 40.
Аэрозольобразующий субстрат 6, расположен непосредственно по ходу потока после горючего углесодержащего источника тепла 40 и содержит цилиндрическую заглушку из прессованного табачного материала 20, содержащего глицерин в качестве формирователя аэрозоля окруженную фильтрующей оберткой 22 заглушки.
Теплопроводный элемент 24, состоящий из трубки из алюминиевой фольги, окружает и находится в непосредственном контакте с задним участком 4b горючего углесодержащего источника тепла 40 и смежным передним участком 6a аэрозольобразующего субстрата 6. Как показано на Фиг.4, задняя часть аэрозольобразующего субстрата 6 не окружена теплопроводным элементом 24.
Потоконаправляющий элемент 44 расположен по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата 6 и содержит сквозную, по существу воздухонепроницаемую, полую трубку 58, изготовленную, например, из картона, которая имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозольобразующим субстратом 6. Передний конец сквозной полой трубки 58 примыкает к аэрозольобразующему субстрату 6. Задний конец сквозной полой трубки 58 окружен кольцеобразным, по существу воздухонепроницаемым уплотнением 60 по существу такого же диаметра, что и аэрозольобразующий субстрат 6. Остальная часть сквозной полой трубки 58 встроена в воздухопроницаемую цилиндрическую заглушку 62 из ацетатцеллюлозного волокна по существу такого же диаметра, что и аэрозольобразующий субстрат 6.
Сквозная полая трубка 58 и цилиндрическая заглушка 62 из ацетатцеллюлозного волокна окружены воздухопроницаемой внутренней оберткой 64.
Как также показано на Фиг.4, окружное расположение третьих впускных отверстий 54 для воздуха предоставлено во внешней обертке 12, окружающей внутреннюю обертку 64.
Удлиненная расширительная камера 8 расположена по ходу потока после направляющего элемента 44 для воздушного потока и содержит цилиндрическую, сквозную полую трубку 26, изготовленную, например, из картона, которая имеет по существу такой же диаметр, что и аэрозольобразующий субстрат 6. Мундштук 10 курительного изделия 56 расположен по ходу потока после расширительной камеры 8 и содержит цилиндрическую заглушку 28 из ацетатцеллюлозного волокна с очень низкой эффективностью фильтрации, окруженную фильтрующей оберткой 30 заглушки. Мундштук 10 может быть окружен ободковой бумагой (не показано).
Курительное изделие 56 в соответствии с седьмым вариантом выполнения содержит путь для воздушного потока, продолжающийся между третьими впускными отверстиями 54 для воздуха и мундштучным концом курительного изделия 56. Объем, ограниченный внешней поверхностью сквозной полой трубки 58 и внутренней оберткой 64, образует первый участок пути для воздушного потока между третьими впускными отверстий 54 для воздуха и аэрозольобразующим субстратом 6 и объем, ограниченный внутренней частью сквозной полой трубки 58, образует второй участок пути для воздушного потока между аэрозольобразующим субстратом 6 и расширительной камерой 8.
При использовании, когда пользователь затягивается через мундштук 10, холодный воздух втягивается в курительное изделие 56 в соответствии с седьмым вариантом выполнения через третьи впускные отверстия 54 для воздуха и воздухопроницаемую внутреннюю обертку 64. Втягиваемый воздух проходит раньше по ходу потока к аэрозольобразующему субстрату 6 через первый участок пути для воздушного потока между наружной поверхностью сквозной полой трубки 58 и внутренней оберткой 64 и через цилиндрическую заглушку 62 из ацетатцеллюлозного волокна.
Передняя часть 6a аэрозольобразующего субстрата 6 нагревается посредством теплопроводности через смежный задний участок 4b горючего углесодержащего источника тепла 40 и теплопроводный элемент 24. Нагревание аэрозольобразующего субстрата 6 высвобождает летучие и полулетучие соединения и глицерин из заглушки из прессованного табачного материала 20, которые вовлекаются во втягиваемый воздух, когда он протекает через аэрозольобразующий субстрат 6. Втягиваемый воздух и вовлеченные соединения проходят вниз по потоку по второму участку пути для воздушного потока через внутреннюю часть сквозной полой трубки 58 к расширительной камере 8, где они охлаждаются и конденсируются с образованием аэрозоля, который проходит через мундштук 10 в рот пользователя.
Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие 14, обеспеченное на задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 40, изолирует горючий углесодержащий источник тепла 40 от пути для воздушного потока через курительное изделие 56, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие 56 через первый участок пути для воздушного потока и второй участок пути для воздушного потока не контактирует непосредственно с горючим углесодержащим источником тепла 40.
Курительные изделия в соответствии с шестым и седьмым вариантами выполнения, показанном на Фиг.3 и 4, имеющие размеры, приведенные в таблице 2, были собраны с использованием горючих углесодержащих источников тепла, изготовленных в соответствии с Примерами 1 и 6 ниже, однако без каких-либо продольных каналов для воздушного потока.
Пример 1 - Приготовление горючего источника тепла
Горючие цилиндрические углесодержащие источники тепла для применения в курительных изделиях по изобретению могут быть приготовлены, как описано в WO2009/074870 A2 или любом другом прототипе, который известен средним специалистам в данной области. Водную суспензию, как описано в WO2009/074870 A2, экструдируют через головку, имеющую центральную выходной участок оформляющего канала головки экструдера с круговым поперечным сечением, чтобы изготовить горючий источник тепла. Выходная часть оформляющего канала головки экструдера имеет диаметр 8,7 мм чтобы сформировать цилиндрические стержни, имеющие длину между около 20 см и около 22 см и диаметр между около 9,1 мм и около 9,2 мм. Единственный продольный канал для воздушного потока формируют в цилиндрических стержнях посредством сердечника, установленного в центре выходного участка оформляющего канала головки экструдера. Сердечник предпочтительно имеет круговое поперечное сечение с внешним диаметром около 2 мм или около 3,5 мм. В качестве альтернативы, три канала для воздушного потока формируют в цилиндрических стержнях при применении трех сердечников с круговым поперечным сечением с внешним диаметром около 2 мм, установленных при регулярных углах в выходного участка оформляющего канала головки экструдера. Во время экструзии цилиндрических стержней суспензию материала покрытия на основе глины (изготовленной с применением глины, такой как природная зеленая глина) закачивают через подающий канал, продолжающийся через центр сердечника или сердечников, чтобы сформировать тонкое второе барьерное покрытие толщиной от около 150 микрон до около 300 микрон на внутренней поверхности канала или каналов для воздушного потока. Цилиндрические стержни сушат при температуре от около 20°C до около 25°C при относительной влажности от около 40% до около 50% в течение от около 12 часов до около 72 часов и затем пиролизуют в атмосфере азота при около 750°C в течение около 240 минут. После пиролиза цилиндрические стержни разрезают и профилируют до определенного диаметра при применении шлифовального станка, чтобы сформировать отдельные горючие углесодержащие источники тепла. Стержни после разрезания и профилирования имеют длину около 11 мм, диаметр около 7,8 мм и массу в сухом состоянии около 400 мг. Отдельные горючие углесодержащие источники тепла затем сушат при около 130°C в течение около 1 часа.
Пример 2 - Нанесение на горючий источник тепла покрытия из бентонита/каолинита
Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие из бентонита/каолинита формируют на задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла, приготовленного, как описано в Примере 1, посредством погружения, нанесения кистью или нанесения распылением. Погружение включает введение задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла в концентрированный раствор бентонита/каолинита. Раствор бентонита/каолинита для погружения содержит 3,8% бентонита, 12,5% каолинита и 83,7 вес.% H2O. Заднюю поверхность горючего углесодержащего источника тепла погружают в раствор бентонита/каолинита около на 1 секунду и предоставляют возможность исчезновения мениска в результате проникновения раствора в поры угля на задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла. Нанесение кистью включает погружение кисти в концентрированный раствор бентонита/каолинита и нанесение концентрированного раствора бентонита/каолинита на кисти на заднюю поверхность горючего углесодержащего источника тепла до ее покрывания. Раствор бентонита/каолинита для нанесения кистью содержит 3,8% бентонита, 12,5% каолинита и 83,7 вес.% H2O.
После нанесения негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия погружением или нанесением кистью, горючий углесодержащий источник тепла сушат в печи при около 130°C в течение около 30 минут и помещают в эксикатор при относительной влажности около 5% на ночь.
Нанесение покрытия распылением включает суспендирование раствора, предпочтительно содержащего 3,6% бентонита, 18,0% каолинита и 78,4 вес.% H2O и имеющего вязкость около 50 мПа·с, при скорости сдвига около 100 с-1 при измерении реометром (Physica MCR 300, соосное расположение цилиндров). Нанесение покрытия распылением выполняют с помощью пистолета-распылителя Sata MiniJet 3000 при применении распылительных сопел 0,5 мм, 0,8 мм или 1 мм на механизме линейного перемещения SMC E-MY2B при скорости от около 10 мм/с до около 100 мм/с. Использовали следующие параметры распыления: расстояние образец-пистолет 15 см; скорость образца 10 мм/с; распылительное сопло 0,5 мм; плоская распыленная струя и давление распыления 2,5 бар. В случае однократного нанесения покрытия распылением, обычно получают покрытие толщиной около 11 микрон. Нанесение распылением повторяют три раза. Между каждыми из нанесений покрытия распылением горючий углесодержащий источник тепла сушат при комнатной температуре в течение около 10 минут. После нанесения негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия горючий углесодержащий источник тепла пиролизуют при около 700°C в течение около 1 часа.
Пример 3 - Нанесение на горючий источник тепла покрытия из спеченного стекла
Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие из стекла формируют на задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла, приготовленного, как описано в Примере 1, посредством нанесения распылением. Нанесение покрытия из стекла распылением выполняют с применением суспензии измельченного стекла в виде тонкого порошка. Например, используют суспензию для нанесения покрытия распылением, содержащую либо 37,5% стеклянного порошка (3 мкм), 2,5% метилцеллюлозы и 60% воды с вязкостью 120 мПа·с, либо 37,5% стеклянного порошка (3 мкм), 3,0% порошка бентонита и 59,5% воды с вязкостью от 60 до 100 мПа·с. Может быть использован стеклянный порошок, имеющий составы и физические свойства, соответствующие Стеклу 1, 2, 3 и 4 в Таблице 3.
Нанесение покрытия распылением выполняют с помощью пистолета-распылителя Sata MiniJet 3000 при применении распылительных сопел 0,5 мм, 0,8 мм или 1 мм на механизме линейного перемещения SMC E-MY2B при скорости от около 10 мм/с до около 100 мм/с. Нанесение распылением предпочтительно повторяют несколько раз. После обершения нанесения распылением, горючий углесодержащий источник тепла пиролизуют при около 700°C в течение около 1 часа.
Состав стекол в весовых процентах, температура трансформации Tg, коэффициент термического расширения A20-300 и величина KI, вычисленная из состава
Пример 4 - Нанесение на горючий источник тепла покрытия из алюминия
Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие из алюминия предоставляют на заднюю поверхность горючего углесодержащего источника тепла, приготовленного, как описано в Примере 1, посредством лазерной вырезки алюминиевого барьера из алюминиевой бобинной ленты, имеющей толщину около 20 микрон. Алюминиевый барьер имеет диаметр около 7,8 мм и единственное отверстие, имеющее внешний диаметр около 1,8 мм, в его центре, чтобы соответствовать поперечному сечению горючего углесодержащего источника тепла Примера 1. В альтернативном варианте выполнения алюминиевый барьер имеет три отверстия, которые расположены таким образом, чтобы быть совмещенными с тремя каналами для воздушного потока, предусмотренными в горючем углесодержащем источнике тепла. Алюминиевое барьерное покрытие образуют посредством присоединения алюминиевого барьера к задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла при применении любого подходящего адгезива.
Пример 5 - Методы измерения компонентов дыма
Условия для курения
Условия для курения и технические условия для курительной машины установлены в стандарте ISO 3308 (ISO 3308:2000). Атмосферы для кондиционирования и испытаний установлены в стандарте ISO 3402. Фенолы захватывают при применении фильтровальных подушек Cambridge. Количественное определение карбонильных соединений в аэрозолях, включая формальдегид, акролеин, ацетальдегид и пропионовый альдегид, выполняют методом UPLC-MSMS. Количественное определение фенольных соединений, таких как катехин, гидрохинон и фенол выполняют с помощью ЖХ-флуоресценции. Монооксид углерода в дыме захватывают при применении мешков для отбора проб газа и измеряют при применении недисперсионного инфракрасного анализатора, как установлено в стандарте ISO 8454 (ISO 8454:2007).
Режимы курения
Сигареты, испытываемые в соответствии с режимом курения министерства здравоохранения Канады, курят при 12 затяжках с объемом затяжки 55 мл, продолжительностью затяжки 2 секунды и интервалом между затяжками 30 секунд. Сигареты, испытываемые при интенсивном режиме курения, курят при 20 затяжках с объемом затяжки 80 мл, продолжительностью затяжки 3,5 секунды и интервалом между затяжками 23 секунды.
Пример 6 - Приготовление горючего источника тепла с воспламеняющей добавкой
Углесодержащий горючий источник тепла, содержащий воспламеняющую добавку приготавливают смешиванием 525 г угольного порошка, 225 г карбоната кальция (CaCO3), 51?75 г цитрата калия, 84 г модифицированной целлюлозы, 276 г муки, 141,75 г сахара и 21 г кукурузного масла с 579 г деионизированной воде с образованием водной суспензии, по существу, как описано в WO2009/074870 A2. Водную суспензию затем экструдируют через головку экструдера, имеющую центральную выходной участок оформляющего канала головки с круговым поперечным сечением диаметром около 8,7 мм, чтобы сформировать цилиндрические стержни, имеющие длину от около 20 см до около 22 см, и диаметр от около 9,1 мм до около 9,2 мм. Единственный продольный канал для воздушного потока формируют в цилиндрических стержнях посредством сердечника, установленного в центре выходного участка оформляющего канала головки экструдера. Сердечник имеет круговое поперечное сечение с внешним диаметром около 2 мм или около 3,5 мм. В качестве альтернативы, три канала для воздушного потока формируют в цилиндрических стержнях при применении трех сердечников с круговым поперечным сечением с внешним диаметром около 2 мм, установленных при регулярных углах в выходного участка оформляющего канала головки экструдера. Во время экструзии цилиндрических стержней, суспензию материала покрытия на основе зеленой глины закачивают через подающий канал, продолжающийся через центр сердечника, чтобы сформировать тонкое второе барьерное покрытие, имеющее толщину между около 150 микрон и около 300 микрон, на внутренней поверхности единственного продольного канала для воздушного потока. Цилиндрические стержни сушат между около 20°C и около 25°C при относительной влажности от около 40% до около 50% в течение от около 12 часов до около 72 часов и затем пиролизуют в атмосфере азота при около 750°C в течение около 240 минут. После пиролиза, цилиндрические стержни нарезают и профилируют до определенного диаметра с использованием шлифовального станка, чтобы сформировать отдельные горючие углесодержащие источники тепла, имеющие длину около 11 мм, диаметр около 7,8 мм и массу в сухом состоянии около 400 мг. Отдельные горючие углесодержащие источники тепла сушат при около 130°C в течение около 1 часа, а затем помещают в водный раствор азотной кислоты, имеющий концентрацию 38 вес.% и насыщают нитратом калия (KNO3). Около через 5 минут отдельные горючие углесодержащие источники тепла удаляют из раствора и сушат при около 130°C в течение около 1 часа. После сушки отдельные горючие углесодержащие источники тепла помещают снова в водный раствор азотной кислоты, имеющий концентрацию 38 вес.%, и насыщают нитратом калия (KNO3). Около через 5 минут отдельные горючие углесодержащие источники тепла удаляют из раствора и сушат при около 130°C в течение около 1 часа, с последующей сушкой при около 160°C в течение около 1 часа и заключительной сушкой при 200°C в течение около 1 часа.
Пример 7 - Компоненты дыма от курительных изделий с горючими источниками тепла с негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием из глины или стекла
Горючие цилиндрические углесодержащие источники тепла, содержащие воспламеняющую добавку, приготавливают, как описано в Примере 6, с единственным продольным каналом для воздушного потока, имеющим диаметр 1,85 мм, и вторым барьерным покрытием из бентонита/каолинита. Горючие цилиндрические углесодержащие источники тепла снабжают негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием из глины, как описано в Примере 2. Кроме того, горючие цилиндрические углесодержащие источники тепла, содержащие воспламеняющую добавку, как описано в Примере 6, с единственным продольным каналом для воздушного потока, имеющим диаметр 1,85 мм, и стеклянным вторым барьерным покрытием снабжают негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием из спеченного стекла, как описано в Примере 3. В обоих случаях длина горючих цилиндрических углесодержащих источников тепла составляет 11 мм. Негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие из глины имеет толщину между около 50 микрон и около 100 микрон и негорючее, по существу воздухонепроницаемое первое барьерное покрытие из стекла имеет толщину около 20 микрон, около 50 микрон или около 100 микрон. Курительные изделия в соответствии с первым вариантом выполнения, показанном на Фиг.1а и 2, имеющие общую длину 70 мм, которые содержат вышеуказанные горючие цилиндрические углесодержащие источники тепла, собирают вручную. Аэрозольобразующий субстрат курительных изделий имеет длину 10 мм и содержит около 60 вес.% табака трубоогневой сушки, около 10 вес.% табака восточного типа и около 20 вес.% табака, высушенного на солнце. Теплопроводный элемент курительных изделий имеет длину 9 мм, из которых 4 мм покрывают задний участок горючего источника тепла и 5 мм покрывают смежную передний участок аэрозольобразующего субстрата. Если не указано иное в вышеприведенном описании этого Примера, свойства курительных изделий соответствуют тем, что представлены в Таблице 1 выше. Курительные изделия одной и той же конструкции, но без негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия также собирают вручную для сравнения.
Полученные курительные изделия курят, как описано в Примере 5, в соответствии с режимом курения министерства здравоохранения Канады. Перед курением горючие источники тепла курительных изделий зажигают при применении обычной зажигалки с желтым пламенем. Формальдегид, ацетальдегид, акролеин и пропионовый альдегид в основном аэрозоле курительных изделий измеряют, как описано в Примере 5. Результаты обобщены в Таблице 4 ниже и показывают, что карбонильные соединения, такие как ацетальдегид и особенно формальдегид, значительно уменьшаются в основных аэрозолях курительных изделий, содержащих горючий источник тепла с негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием, по сравнению с основными аэрозолями курительных изделий, содержащих горючий источник тепла без негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия.
Количество карбонильных соединений (микрограммы на образец), измеренной в основном аэрозоле в соответствии с режимом курения министерства здравоохранения Канады для курительных изделий, содержащих горючий углесодержащий источник тепла (a) без негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия, (b) с негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием из глины и (c) с негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием из спеченного стекла
Пример 8 - Компоненты дыма курительных изделий с горючими источниками тепла с негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием из алюминия
Горючие цилиндрические углесодержащие источники тепла, приготовленные как описано в Примере 7 (но не обрабатанные азотной кислотой), имеющие длину 11 мм, единственный продольный канал для воздушного потока, имеющий диаметр 1,85 мм, и второе барьерное покрытие из железной слюдки (Miox, Karntner Montanindustrie, Вольфсберг, Австрия) снабжают негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием из алюминия, имеющим толщину около 20 микрон, как описано в Примере 4. Курительные изделия в соответствии с первым вариантом выполнения, показанном на Фиг.1а и 2, имеющие общую длину 70 мм, которые содержат вышеуказанный горючий цилиндрический углесодержащий источник тепла, собирают вручную. Аэрозольобразующий субстрат курительных изделий имеет длину 10 мм и содержит около 60 вес.% табака трубоогневой сушки, около 10 вес.% табака восточного типа и около 20 вес.% табака, высушенного на солнце. Теплопроводный элемент курительных изделий имеет длину 9 мм, из которых 4 мм покрывают задний участок горючего источника тепла и 5 мм покрывают смежную передний участок аэрозольобразующего субстрата. Если не указано иное в вышеприведенном описании этого Примера, свойства курительных изделий соответствуют тем, что представлены в Таблице 1 выше. Курительные изделия одной и той же конструкции, но без негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия также собирают вручную для сравнения.
Курительные изделия курят, как описано в Примере 5, в соответствии с режимом курения министерства здравоохранения Канады и при интенсивном режиме курения. Перед курением горючие источники тепла зажигают при применении обычной зажигалки с желтым пламенем. Формальдегид, ацетальдегид, акролеин, пропионовый альдегид, фенол, катехин и гидрохинон в основном аэрозоле курительных изделий измеряют, как описано в Примере 5. Результаты обобщены в Таблице 5. Как можно видеть из Таблицы 4, как при режиме в соответствии с режимом курения министерства здравоохранения Канады, так и при интенсивном режиме курения, включение негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия из алюминия на заднюю поверхность горючего источника тепла приводит к значительному уменьшению фенольных и карбонильных соединений, таких формальдегид и ацетальдегид, в основном аэрозоле.
Количество соединений (микрограммы на образец), измеренные в основном аэрозоле при (I) режиме курения в соответствии с режимом курения министерства здравоохранения Канады и при (II) интенсивном режиме курения для курительных изделий, содержащих горючий углесодержащий источник тепла (а) без негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия и (б) с негорючим, по существу воздухонепроницаемым первым барьерным покрытием из алюминия
Как можно видеть из Примеров 7 и 8, изолирование горючего источника тепла курительных изделий по изобретению от одного или более путей для воздушного потока через курительное изделие посредством предоставления негорючего, по существу воздухонепроницаемого первого барьерного покрытия на по меньшей мере в основном всей задней поверхности горючего источника тепла и негорючего, по существу воздухонепроницаемого второго барьерного покрытия на по меньшей мере в основном всей внутренней поверхности канала для воздушного потока через горючий источник тепла приводит к значительно уменьшенному образованию карбонильных соединений, таких как формальдегид, ацетальдегид, пропионовый альдегид, и фенольных соединений, в основном аэрозоле.
Варианты выполнения и примеры, описанные выше, иллюстрируют, однако не ограничивают данное изобретение. Другие варианты выполнения могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема изобретения, и следует понимать, что конкретные варианты выполнения, описанные в данном документе, не являются ограничивающими.
Изобретение относится к курительному изделию, содержащему горючий источник тепла и аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после горючего источника тепла. Предложено курительное изделие (2, 32, 34, 36, 38, 42, 56), содержащее: горючий источник тепла (4, 40) с противоположными передней и задней поверхностями; аэрозольобразующий субстрат (6), расположенный по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла (4, 40); наружную обертку (12), окружающую аэрозольобразующий субстрат и по меньшей мере задний участок горючего источника тепла; и один или более путей для воздушного потока, по которым воздух может втягиваться через курительное изделие (2, 32, 34, 36, 38, 42, 56) для вдыхания пользователем. Горючий источник тепла (4, 40) изолирован от одного или более путей для воздушного потока, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие (2, 32, 34, 36, 38, 42, 56) по указанному одному или более путям для воздушного потока, не контактирует непосредственно с горючим источником тепла (4, 40). Технический результат - уменьшение эффекта втягивания газообразных продуктов разложения и сгорания, образующихся от горючего источника тепла, в основной аэрозоль курительного изделия. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 табл., 4 ил.
1. Курительное изделие, содержащее:
горючий источник тепла, имеющий передний конец и задний конец;
аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после заднего конца горючего источника тепла;
негорючий, по существу воздухонепроницаемый первый барьер между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата, причем первый барьер приклеен или иным образом прикреплен к задней поверхности горючего источника тепла;
наружную обертку, окружающую аэрозольобразующий субстрат и по меньшей мере задний участок горючего источника тепла; и
один или более путей для воздушного потока, по которым воздух может втягиваться через курительное изделие для вдыхания пользователем,
причем горючий источник тепла изолирован от одного или более путей для воздушного потока, так что при использовании воздух, втягиваемый через курительное изделие по указанному одному или более путям для воздушного потока, не контактирует непосредственно с горючим источником тепла.
2. Курительное изделие по п. 1, в котором первый барьер имеет толщину от 10 до 500 микрон.
3. Курительное изделие по п. 1, в котором первый барьер образован из материала, имеющего объемную теплопроводность от около 0,1 Вт на метр-Кельвин (Вт/(м·K)) до около 200 Вт на метр-Кельвин (Вт/(м·K)) при 23°С и относительной влажности 50% при измерении методом MTPS (модифицированный метод с теплопереносом от плоского источника).
4. Курительное изделие по п. 1, в котором первый барьер образован из одного или более материалов, выбранных из меди, алюминия, нержавеющей стали, сплавов, оксида алюминия (Al2O3), смол и минеральных клеев.
5. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором первый барьер содержит первое барьерное покрытие, образованное на задней поверхности горючего источника тепла.
6. Курительное изделие по п. 5, в котором первое барьерное покрытие нанесено на заднюю поверхность горючего источника тепла осаждением из паровой фазы.
7. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором один или более путей для воздушного потока содержат один или более каналов для воздушного потока вдоль горючего источника тепла.
8. Курительное изделие по п. 7, содержащее негорючий, по существу воздухонепроницаемый второй барьер между горючим источником тепла и одним или более каналами для воздушного потока.
9. Курительное изделие по п. 8, в котором второй барьер содержит второе барьерное покрытие, образованное на внутренней поверхности одного или более каналов для воздушного потока.
10. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, содержащее одно или более впускных отверстий для воздуха по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока.
11. Курительное изделие по п. 10, содержащее одно или более первых впускных отверстий для воздуха между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата.
12. Курительное изделие по п. 10, содержащее одно или более вторых впускных отверстий для воздуха на периферии аэрозольобразующего субстрата для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока.
13. Курительное изделие по п. 10, содержащее одно или более третьих впускных отверстий для воздуха по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата для втягивания воздуха в один или более путей для воздушного потока.
14. Курительное изделие по п. 13, в котором один или более путей для воздушного потока содержат первый участок, продолжающийся от одного или более третьих впускных отверстий для воздуха к аэрозольобразующему субстрату, и второй участок, продолжающийся от аэрозольобразующего субстрата к мундштучному концу курительного изделия.
15. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащее теплопроводный элемент, окружающий с непосредственным контактом задний участок горючего источника тепла и передний участок аэрозольобразующего субстрата.
16. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащее расширительную камеру по ходу потока после аэрозольобразующего субстрата.
17. Горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями для использования в курительном изделии по любому предшествующему пункту, при этом горючий источник тепла имеет негорючий, по существу воздухонепроницаемый первый барьер, обеспеченный на по меньшей мере в основном всей задней поверхности горючего источника тепла, и данный первый барьер приклеен или иным образом прикреплен к задней поверхности горючего источника тепла.
18. Горючий источник тепла по п. 17, в котором первый барьер содержит первое барьерное покрытие, обеспеченное на задней поверхности горючего источника тепла.
19. Горючий источник тепла по п. 18, в котором первое барьерное покрытие нанесено на заднюю поверхность горючего источника тепла осаждением из паровой фазы.
20. Способ уменьшения или устранения повышений температуры аэрозольобразующего субстрата курительного изделия во время затяжки, включающий получение курительного изделия, содержащего:
горючий источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями;
аэрозольобразующий субстрат, расположенный по ходу потока после задней поверхности горючего источника тепла;
негорючий, по существу воздухонепроницаемый первый барьер между задним концом горючего источника тепла и передним концом аэрозольобразующего субстрата, причем первый барьер приклеен или иным образом прикреплен к задней поверхности горючего источника тепла;
наружную обертку, окружающую аэрозоль-образующий субстрат и по меньшей мере задний участок горючего источника тепла; и
один или более путей для воздушного потока, по которым воздух может втягиваться через курительное изделие для вдыхания пользователем,
причем горючий источник тепла изолирован от одного или более путей для воздушного потока, так что воздух втягивается через курительное изделие по одному или более путям для воздушного потока, без непосредственного контакта с горючим источником тепла.
| US 5060667 A, 29.10.1991 | |||
| WO 03034847 A1, 01.05.2003 | |||
| DE 19854008 A1, 18.05.2000 | |||
| US 2011073121 A1, 31.03.2011 | |||
| WO 2012016795 A1, 09.02.2012 | |||
| WO 2009022232 A2, 19.02.2009. |
