КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО НАГРЕВА В НЕМ Российский патент 2025 года по МПК A24D1/22 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к курительным изделиям, иногда называемым продуктами для нагревания табака, способным нагревать табачные материалы без сжигания табачных материалов, содержащихся в продуктах для нагревания табака.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

На протяжении многих лет было предложено множество курительных изделий в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, основанным на сжигании табака для использования. Некоторые приведенные для примера альтернативы включают устройства, в которых твердое или жидкое топливо сжигают для передачи тепла табаку. Такие устройства, обычно называемые курительными изделиями или продуктами для нагревания табака, позволяют нагревать табачные материалы без значительного сжигания или сгорания табачного материала. Смысл усовершенствований или альтернатив курительным изделиям обычно заключался в обеспечении ощущений, связанных с курением сигарет, сигар или курительных трубок, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые могут быть вредны для пользователя. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и источники для вырабатывания тепла, изложенные в патенте США №7,726,320 под авторством Robinson и др., в публикации заявки на патент США №2013/0255702 под авторством Griffith Jr. и др., в публикации заявки на патент США №2014/0096781 под авторством Sears и др. и в публикациях заявки на патент США №2015/0216232 под авторством Bless и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.

Изделия, которые вырабатывают вкус и ощущение курения за счет нагрева табака, полученных из табака материалов или других полученных из растений материалов без значительной степени сгорания или сжигания, обладают несоответствующими и вредными эксплуатационными характеристиками. Например, перегрев продуктов для нагревания табака может привести к нежелательному пережиганию или сгоранию внутренних табачных материалов, которые могут быть вредны для пользователя. Соответственно, может быть предпочтительным обеспечение курительного изделия, которое может обеспечить ощущения курения сигарет, сигар или курительных трубок без перегрева табачного материала и за счет улучшенных эксплуатационных характеристик.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к поглотителям тепловой энергии для курительных изделий, таких как/иногда называемых продуктами для нагревания табака. В различных вариантах реализации курительное изделие может содержать наружную обертку, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия, причем курительное изделие ограничено расположенным раньше по потоку концом зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом, источник тепла на основе углерода, расположенный вблизи конца зажигания, табачный материал, расположенный дальше по потоку от источника тепла на основе углерода, и поглотитель тепловой энергии, по меньшей мере частично расположенный между табачным материалом и источником тепла на основе углерода. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может содержать металлический или керамический материал. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может представлять собой алюминий или материал из оксида алюминия. В различных вариантах реализации поглотитель тепловой энергии выполнен с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по табачному материалу.

В конкретных вариантах реализации поглотитель тепловой энергии выполнен в виде одного или более круглых дисков. В некоторых вариантах реализации один или более круглых дисков имеют индивидуальный диаметр от примерно 5 мм до примерно 9 мм и толщину от примерно 0,1 мм до примерно 4 мм. В конкретных вариантах реализации один или более круглых дисков могут содержать множество отверстий. В различных других вариантах реализации множество отверстий могут иметь неправильную форму, быть распределены случайным образом или распределены по шаблону.

В конкретных вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен в виде множества частиц. В некоторых вариантах реализации частицы имеют по существу сферическую форму или форму полых сфер. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может содержать от примерно 3 до примерно 500 частиц. В различных вариантах реализации частицы могут иметь диаметр от примерно 0,1 мм до примерно 5 мм. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии содержит материал с удельной теплоемкостью от примерно 0,1 кДж/(кг⋅К) до примерно 3 кДж/(кг⋅К).

В различных вариантах реализации табачный материал может также включать в себя одно или более из табачного экстракта, композиции предшественника аэрозоля и ароматизатора. В некоторых вариантах реализации табачный материал может быть в измельченной форме или в виде частиц. В некоторых вариантах реализации источник тепла на основе углерода может иметь множество впускных отверстий для воздуха, проходящих через него в продольном направлении. В различных вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен с возможностью уменьшения максимальной температуры курительного изделия на величину от примерно 25°С до примерно 75°С и от примерно 475°С до примерно 525°С. В некоторых таких вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен с возможностью уменьшения на величину от примерно 50°С до примерно 500°С. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен с возможностью уменьшения общего количества твердых частиц (ТРМ), высвобождаемых во время курения курительного изделия. В некоторых других вариантах реализации расположенный дальше по потоку мундштучный конец может также содержать фильтрующий материал.

Некоторые варианты реализации обеспечивают способ уменьшения избыточного нагрева в курительном изделии, причем способ может включать: обеспечение курительного изделия, которое содержит источник тепла на основе углерода, табачный материал, поглотитель тепловой энергии и наружную обертку, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия, причем курительное изделие ограничено расположенным раньше по потоку концом зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом; и расположение поглотителя тепловой энергии по меньшей мере частично между табачным материалом и источником тепла на основе углерода таким образом, что максимальная температура курительного изделия уменьшена на величину от примерно 50°С до примерно 500°С при зажигании источника тепла на основе углерода. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по табачному материалу. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен с возможностью уменьшения общего количества твердых частиц (ТРМ), высвобождаемых во время курения курительного изделия. В некоторых других вариантах реализации расположенный дальше по потоку мундштучный конец может также содержать фильтрующий материал.

Настоящее раскрытие включает в себя, без ограничения, следующие варианты реализаций.

Вариант реализации 1: Курительное изделие, содержащее наружную обертку, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия, причем курительное изделие ограничено расположенным раньше по потоку концом зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом; источник тепла на основе углерода, расположенный вблизи конца зажигания; табачный материал, расположенный дальше по потоку от источника тепла на основе углерода; и поглотитель тепловой энергии, по меньшей мере частично расположенный между табачным материалом и источником тепла на основе углерода.

Вариант реализации 2: Курительное изделие по варианту реализации 1, в котором поглотитель тепловой энергии содержит одно или более из металлического или керамического материала.

Вариант реализации 3: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-2, в котором поглотитель тепловой энергии содержит одно или более из алюминия или материала из оксида алюминия.

Вариант реализации 4: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-3, в котором поглотитель тепловой энергии выполнен с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по табачному материалу.

Вариант реализации 5: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-4, в котором поглотитель тепловой энергии выполнен в виде одного или более круглых дисков.

Вариант реализации 6: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-5, в котором один или более круглых дисков имеют индивидуальный диаметр от примерно 5 мм до примерно 9 мм и толщину от примерно 0,1 мм до примерно 4 мм.

Вариант реализации 7: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-6, в котором один или более круглых дисков содержат множество отверстий.

Вариант реализации 8: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-7, в котором множество отверстий имеют неправильную форму, распределены случайным образом или распределены по шаблону.

Вариант реализации 9: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-4, в котором поглотитель тепловой энергии выполнен в виде множества частиц.

Вариант реализации 10: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-4 и 9, в котором частицы имеют по существу сферическую форму.

Вариант реализации 11: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-4 и 9-10, в котором поглотитель тепловой энергии содержит от примерно 3 до примерно 500 частиц.

Вариант реализации 12: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-4 и 9-11, в котором частицы имеют диаметр от примерно 0,005 мм до примерно 5 мм.

Вариант реализации 13: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-12, в котором поглотитель тепловой энергии содержит материал с удельной теплоемкостью от примерно 0,1 кДж/(кг⋅К) до примерно 3 кДж/(кг⋅К).

Вариант реализации 14: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-13, в котором табачный материал также включает в себя одно или более из табачного экстракта, композиции предшественника аэрозоля и ароматизатора.

Вариант реализации 15: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-14, в котором табачный материал находится в одном или более из измельченной формы или в виде частиц.

Вариант реализации 16: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-15, в котором источник тепла на основе углерода имеет множество впускных отверстий для воздуха, проходящих через него в продольном направлении.

Вариант реализации 17: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-16, в котором поглотитель тепловой энергии выполнен с возможностью уменьшения максимальной температуры курительного изделия на величину от примерно 50°С до примерно 500°С.

Вариант реализации 18: Курительное изделие по любому из вариантов реализации 1-17, в котором расположенный дальше по потоку мундштучный конец также содержит фильтрующий материал.

Вариант реализации 19: Способ уменьшения избыточного нагрева в курительном изделии, включающий обеспечение курительного изделия, которое содержит источник тепла на основе углерода, табачный материал, поглотитель тепловой энергии и наружную обертку, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия, причем курительное изделие ограничено расположенным раньше по потоку концом зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом; и расположение поглотителя тепловой энергии по меньшей мере частично между табачным материалом и источником тепла на основе углерода таким образом, что максимальная температура курительного изделия уменьшается на величину от примерно 50°С до примерно 500°С при зажигании источника тепла на основе углерода.

Вариант реализации 20: Способ по варианту реализации 19, согласно которому поглотитель тепловой энергии выполнен с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по табачному материалу.

Вариант реализации 21: Способ по любому из вариантов реализации 19-20, согласно которому расположенный дальше по потоку мундштучный конец также содержит фильтрующий материал.

Эти и другие признаки, аспекты и преимущества раскрытия станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает в себя любую комбинацию из двух, трех, четырех или более вышеуказанных вариантов реализаций, а также комбинации из двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем описании, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме в описании конкретного варианта реализации в настоящем документе. Настоящее раскрытие предназначено для целостного прочтения, так что любые отдельные признаки или элементы раскрытого изобретения в любых его различных аспектах и вариантах реализации должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст явно не предписывает иное.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

После такого описания аспектов данного раскрытия в вышеизложенных общих терминах ниже приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые необязательно выполнены в масштабе, и на которых:

на ФИГ. 1 показан частичный вид в разрезе курительного изделия согласно приведенному для примера варианту реализации настоящего раскрытия, включающего в себя источник тепла, табачный материал и поглотитель тепловой энергии;

на ФИГ. 2 показан частичный вид в разрезе расположенного раньше по потоку конца зажигания курительного изделия согласно приведенному для примера варианту реализации настоящего раскрытия, включающего в себя держатель источника тепла;

на ФИГ. 3 показан частичный вид в разрезе поглотителя тепловой энергии согласно приведенному для примера варианту реализации настоящего раскрытия;

на ФИГ. 4 показан частичный вид в разрезе курительного изделия согласно приведенному для примера варианту реализации настоящего раскрытия, включающего в себя поглотители тепловой энергии в виде множества частиц;

на ФИГ. 5 показан график, показывающий профили средней максимальной температуры для курительных изделий без поглотителей тепловой энергии и курительных изделий, включающих в себя поглотители тепловой энергии, согласно приведенным для примера вариантам реализации настоящего раскрытия;

на ФИГ. 6 показан график, показывающий профили среднего падения давления для курительных изделий без поглотителей тепловой энергии, согласно приведенным для примера вариантам реализации настоящего раскрытия;

на ФИГ. 7 показан график, показывающий общее количество твердых частиц (ТРМ), высвобождаемых во время курения курительных изделий с поглотителями тепловой энергии и без них, согласно приведенным для примера вариантам реализации настоящего раскрытия.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее раскрытие будет далее описано более полно со ссылками на приведенные для примера варианты его реализаций. Эти приведенные для примера варианты реализаций описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. Разумеется, настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, описанными в настоящем документе; наоборот, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. В данном раскрытии и в прилагаемой формуле изобретения грамматические конструкции, указывающие на единственное число, также подразумевают и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное. Кроме того, хотя в настоящем документе может быть сделана ссылка на количественные показатели, значения, геометрические отношения или тому подобное, если не указано иное, любой один или более, если не все из них, могут быть абсолютными или приблизительными для учета приемлемых изменений, которые могут иметь место, например, из-за технических допусков или тому подобного.

Как описано ниже, примеры вариантов реализации настоящего раскрытия относятся к поглотителям тепловой энергии для использования в курительных изделиях, таких как/иногда называемых продуктами для нагревания табака. Использование поглотителей тепловой энергии может предотвратить перегрев курительных изделий, который вызывает нежелательное пережигание/сгорание внутренних табачных материалов и обугливание ободковой бумаги сигаретных стержней. Кроме того, перегрев курительных изделий может способствовать отрицательным органолептическим свойствам и приводить к высвобождению определенных компонентов из табачных материалов. Многие компоненты табачного сигаретного дыма представляют собой продукты неполного сгорания (пиролиза) и термогенного разложения табачных сигарет в результате нагревания (термогенное разложение). Типичными маркерами пиролиза и термогенного разложения табачных сигарет являются ацетальдегид, бензоапирен и монооксид углерода. Использование поглотителей тепловой энергии, расположенных дальше по потоку от источника тепла на основе углерода, может служить для уменьшения степени перегрева или пиролиза в курительных изделиях и, таким образом, уменьшения негативных эффектов, связанных с перегревом табачных материалов в курительных изделиях.

Некоторые варианты реализации курительных изделий согласно настоящему раскрытию используют воспламеняемый источник тепла для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо значительной степени) с образованием пригодного для вдыхания вещества (например, нагреваемые углеродом табачные продукты). Предпочтительно материал нагревают без сжигания материала в какой-либо значительной степени. Компоненты таких систем имеют форму изделий, которые являются по существу компактными для того, чтобы считаться портативными устройствами. Другими словами, использование компонентов предпочтительных курительных изделий не приводит к образованию дыма в том смысле, что аэрозоль возникает главным образом из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а наоборот, использование указанных предпочтительных систем приводит к образованию паров, образующихся в результате нагревания, без сгорания или сжигания, включенного в них табака. В некоторых примерах вариантов реализации компоненты курительных изделий могут быть охарактеризованы как сигареты с нагревом, но без горения, и эти сигареты с нагревом, но без горения, наиболее предпочтительно включают табак и/или компоненты, полученные из табака, и, таким образом, доставляют компоненты, полученные из табака, в виде аэрозоля.

Курительные изделия могут обеспечить множество ощущений (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или курительной трубки, которые обусловлены поджиганием и сгоранием табака (и затем вдыханием табачного дыма) без в какой-либо значительной степени сжигания каких-либо их компонентов. Например, пользователь курительных изделий в соответствии с некоторыми примерами вариантов реализации раскрытия настоящего изобретения может держать и использовать этот компонент подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного средства для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.

Хотя системы в целом описаны в настоящем документе в условиях вариантов реализаций, связанных с курительными изделиями, следует понимать, что механизмы, компоненты, признаки и способы могут быть осуществлены во множестве различных форм и связаны с различными изделиями. Например, представленное в настоящей заявке описание может быть использовано в сочетании с вариантами осуществления традиционных курительных изделий (например, сигарет, сигар, трубок и т.п.), сигарет, использующих нагрев табака вместо его сжигания, и соответствующей упаковки для любого из продуктов, описанных в настоящей заявке. Соответственно, следует понимать, что описание механизмов, компонентов, элементов и способов, раскрытых в настоящем документе, представлено относительно вариантов осуществления изобретения, относящихся к курительным изделиям, исключительно в качестве примера и может быть реализовано и использовано в различных других продуктах и способах.

Курительные изделия настоящего раскрытия также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы, вдыхаемые вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонких твердых частиц или жидких капель в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке термин «аэрозоль» предназначен для обозначения паров, газов и аэрозолей той формы или того типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они или не являются видимыми и имеют или не имеют форму, которая может считаться «подобной дыму». Физическая форма пригодного для вдыхания вещества необязательно ограничена природой устройств изобретения, а наоборот, может зависеть от природы вещества и самого пригодного для вдыхания вещества касательно того, находится ли это вещество в парообразном состоянии или в аэрозольном состоянии. В некоторых вариантах реализации термины «пар» и «аэрозоль» могут быть взаимозаменяемыми. Таким образом, для простоты, термины «пар» и «аэрозоль», используемые для описания аспектов данного изобретения, следует понимать как взаимозаменяемые, если не указано иное.

В некоторых вариантах реализации курительные изделия настоящего раскрытия могут содержать наружную обертку, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия, причем курительное изделие ограничено расположенным раньше по потоку концом зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом, источник тепла, расположенный вблизи конца зажигания, табачный материал, расположенный дальше по потоку от источника тепла и пространственно отделенный от мундштучного конца курительного изделия, и по меньшей мере один поглотитель тепловой энергии, по меньшей мере частично расположенный между табачным материалом и источником тепла на основе углерода. Альтернативные форматы, конфигурации и компоновки различных поглотителей тепловой энергии, курительных изделий и компонентов внутри курительных изделий настоящего раскрытия будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия, представленного ниже.

В этом отношении, на ФИГ. 1 показано курительное изделие 100 согласно приведенному для примера варианту реализации настоящего раскрытия. Курительное изделие 100 может включать в себя наружную обертку 102, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия 100, причем курительное изделие ограничено расположенным раньше по потоку концом 104 зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом 106. В некоторых вариантах реализации курительное изделие 100 может также включать в себя источник 108 тепла, табачный материал 110 и поглотитель 112 тепловой энергии. В некоторых вариантах реализации источник 108 тепла может быть расположен вблизи конца 104 зажигания. В конкретных вариантах реализации табачный материал 110 может быть расположен дальше по потоку от источника 108 тепла на основе углерода и при необходимости пространственно отделен от мундштучного конца 106 курительного изделия 100. В некоторых вариантах реализации поглотитель 112 тепловой энергии может быть по меньшей мере частично расположен между табачным материалом 110 и источником 108 тепла.

В различных вариантах реализации курительные изделия согласно настоящему раскрытию могут принимать различные общие формы, включая без ограничения общую форму, которая может быть определена как по существу стержнеобразная или по существу трубчатая форма или по существу цилиндрическая форма. В варианте реализации по ФИГ. 1 курительное изделие 100 имеет по существу круглое поперечное сечение, однако другие формы поперечного сечения (например, овал, квадрат, треугольник и т.д.) также охвачены настоящим раскрытием. Таким образом, такой язык, который описывает физическую форму изделия, также может быть применен к его отдельным компонентам.

В различных вариантах реализации выравнивание компонентов в курительном изделии настоящего раскрытия может варьироваться. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть расположен полностью между источником тепла и табачным материалом. В некоторых других вариантах реализации по меньшей мере часть поглотителя тепловой энергии может быть смешана с табачным материалом таким образом, что поглотитель тепловой энергии может находиться только частично между источником тепла и табачным материалом. Другие конфигурации не обязательно исключены, например, поглотитель тепловой энергии может быть полностью смешан внутри табачного материала таким образом, что поглотитель тепловой энергии не расположен между источником тепла и табачным материалом. В целом, источник тепла может быть расположен достаточно близко к табачному материалу так, что тепло от источника тепла может нагревать, без сгорания или сжигания, табачный материал (а также в некоторых вариантах реализации один или более ароматизаторов, медикаментов и тому подобное, которые также могут быть обеспечены для доставки пользователю) и образовывать аэрозоль для доставки пользователю.

Дополнительные компоненты могут быть использованы в курительном изделии настоящего раскрытия, например, со ссылкой на ФИГ. 1, курительное изделие 100 может включать в себя фильтр 114, расположенный дальше по потоку от табачного материала 110 и вблизи расположенного дальше по потоку мундштучного конца 106 курительного изделия 100. В различных вариантах реализации фильтр 114 может быть выполнен из ацетилцеллюлозного или полипропиленового материала. Фильтр 114 может дополнительно или в качестве альтернативы содержать пряди содержащего табак материала, как описано в патенте США №5,025,814 под авторством Raker и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. В различных вариантах реализации фильтр 114 может увеличивать конструкционную целостность мундштучного конца курительного изделия 100 и/или обеспечивать фильтрующую способность, при желании, и/или обеспечивать сопротивление затяжке. В некоторых вариантах реализации фильтр может содержать отдельные части. Например, некоторые варианты реализации могут включать в себя часть, обеспечивающую фильтрацию, часть, обеспечивающую сопротивление затяжке, полую часть, обеспечивающую пространство для охлаждения аэрозоля, часть, обеспечивающую повышенную конструкционную целостность, другие части фильтра или любое одно или любое сочетание вышеперечисленного. В различных других вариантах реализации между табачным материалом 110 и мундштучным концом 106 курительного изделия 100 в дополнение к фильтру 114 могут существовать компоненты. Например, в некоторых вариантах реализации между табачным материалом 110 и мундштучным концом 106 курительного изделия 100 может быть расположена одна или любая комбинация из следующего: воздушный зазор; полая трубчатая конструкция; материалы с фазовым переходом для охлаждения воздуха; средство для высвобождения аромата; ионообменные волокна, способные к селективной химической адсорбции; частицы аэрогеля в качестве фильтрующей среды и другие подходящие материалы. Некоторые примеры возможных материалов с фазовым переходом включают, помимо прочего, соли, такие как AgNO3, AlCl3, TaCl3, InCl3, SnCl2, AlI3 и TiI4; металлы и металлические сплавы, такие как селен, олово, индий, олово-цинк, индий-цинк или индий-висмут, и органические соединения, такие как D-маннит, янтарная кислота, р-нитробензойная кислота, гидрохинон и адипиновая кислота. Другие примеры описаны в патенте США №8,430,106 под авторством Potter и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

Как указано выше, в различных вариантах реализации курительное изделие 100 может содержать наружную обертку 102, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия 100. В некоторых вариантах реализации оберточный материал наружной обертки 102 может содержать материал, который сопротивляется передаче тепла, который может включать в себя бумагу или другой волокнистый материал, такой как целлюлозный материал. Оберточный материал, используемый в качестве наружной обертки для ограничения курительных изделий, может варьироваться. Примеры типов оберточных материалов изложены в патентах США №4,938,238 под авторством Barnes и др. и №5,105,837 под авторством Barnes и др. Оберточные материалы, такие как изложены в публикации заявки на патент США №2005/0005947 под авторством Hampl, Jr. и др. и в публикации заявки РСТ WO 2005/039326 под авторством Rasouli и др., могут быть использованы в качестве внутренних оберточных материалов так называемой конфигурации «двойная обертка». Приведенный для примера тип теплопроводящего оберточного материала изложен в патенте США №5,551,451 под авторством Riggs и др., а другие подходящие оберточные материалы изложены в патентах США №5,065,776, Lawson и др. и №6,367,481 под авторством Nichols и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Примеры оберточных материалов, такие как слоистые материалы из бумаги и металлической фольги, и бумага, используемая в качестве наружной обертки, ограничивающей тепловырабатывающую часть, были включены в типы сигарет, имеющихся в продаже под товарными знаками «Premier» и «Eclipse», производимые компанией R. J. Reynolds Tobacco Company. Другие репрезентативные оберточные материалы и обработанные оберточные материалы, пригодные для использования в производстве сигарет, изложены в патентах США №5,220,930 под авторством Gentry; №6,976,493 под авторством Chapman и др.; и №7,047,982 под авторством Seymour и др.; и в заявке на патент США №11/377,630, поданной 16 марта 2006 года под авторством Crooks и др.; каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Наружная обертка 102 может также включать в себя по меньшей мере один материал наполнителя, встроенный в волокнистый материал или диспергированный в него. В различных вариантах реализации материал наполнителя может иметь форму водонерастворимых частиц. Дополнительно, материал наполнителя может включать неорганические компоненты. В различных вариантах реализации наружная обертка может быть образована из множества слоев, таких как нижележащий, слой насыпью и вышележащий слой, такой как типичная оберточная бумага в сигарете. Такие материалы могут включать, например, легковесную волокнистую массу из утиля, такую как лен, пенька, сизаль, стебли риса и/или эспарто. Наружная обертка 102 может также включать в себя материал, обычно используемый в фильтрующем элементе обычной сигареты, такой как ацетилцеллюлоза.

В некоторых вариантах реализации наружная обертка 102 может также содержать держатель 120 источника тепла, расположенный по меньшей мере вблизи конца 104 зажигания курительного изделия 100. В различных вариантах реализации держатель 120 источника тепла может окружать источник 108 тепла на ближнем конце 120а держателя 120 источника тепла и поглотитель 112 тепловой энергии на дальнем конце 120b держателя 120 источника тепла, как показано на ФИГ. 2. В различных вариантах реализации держатель 120 источника тепла может обладать определенной степенью термостойкости и может по существу иметь трубчатую форму. В некоторых вариантах реализации держатель 120 источника тепла может удерживать источник 108 тепла таким образом, что заданная длина источника 108 тепла выступает от ближнего конца держателя 120 источника тепла. В конкретных вариантах реализации держатель 120 источника тепла может иметь периферийную стенку со слоистой конструкцией и множеством слоев. Например, периферийная стенка может включать в себя один или более многослойных слоев, металлических слоев и слоев бумаги, связанных вместе. В конкретных вариантах реализации один или более металлических слоев могут быть включены в держатель 120 источника тепла таким образом, что при горении источника 108 тепла на основе углерода и нагревании наружной обертки 102 под действием тепла источника 108 тепла на основе углерода один или более металлических слоев поддерживают температуру нагрева наружной обертки 102 ниже температуры горения наружной обертки 102. Примеры держателей источников тепла для источников тепла на основе углерода описаны в публикации заявки на патент США №2018/0317560 под авторством Shinozaki и др., раскрытие которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

Снова со ссылкой на ФИГ. 1, в различных вариантах реализации курительное изделие 100 может содержать источник 108 тепла, расположенный вблизи конца 104 зажигания. В конкретных вариантах реализации источник 108 тепла на основе углерода может включать в себя горючие углеродистые материалы различных типов. В конкретных других вариантах реализации источник 108 тепла на основе углерода может включать в себя негорючие добавки в дополнение к горючим углеродистым материалам. Примеры источников тепла на основе углерода описаны в публикации заявки на патент США №2018/0317560 под авторством Shinozaki и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. В некоторых вариантах реализации источник 108 тепла на основе углерода может включать в себя другие элементы в дополнение к горючим углеродистым материалам (например, табачные компоненты, такие как порошкообразные табаки или табачные экстракты; ароматизирующие вещества; соли, такие как хлорид натрия, хлорид калия и карбонат натрия; гранулы оксида алюминия; источники аммиака, такие как соли аммиака; и/или связующие агенты, такие как гуаровая смола, альгинат аммония и альгинат натрия).

Хотя конкретные размеры применимых источников 108 тепла на основе углерода могут варьироваться, в некоторых вариантах реализации источник 108 тепла на основе углерода может иметь длину в диапазоне от примерно 5 мм до примерно 20 мм включительно, или от примерно 8 мм до примерно 16 мм, или примерно 12 мм, а общий диаметр в диапазоне от примерно 3 мм до примерно 8 мм включительно. В некоторых вариантах реализации источник 108 тепла на основе углерода может выступать на заданную длину от конца 104 зажигания, как показано на ФИГ. 1. Снова со ссылкой на ФИГ. 2, в конкретных других вариантах реализации источник 108 тепла на основе углерода может выступать на заданную длину от ближнего конца 120а держателя 120 источника тепла. Заданная длина может варьироваться, в некоторых вариантах реализации заданная длина может иметь длину в диапазоне от примерно 2 мм до примерно 12 мм включительно, или от примерно 6 мм до примерно 10 мм включительно, или примерно 8 мм. Хотя в других вариантах реализации источник 108 тепла на основе углерода может быть выполнен различными способами, в показанном варианте реализации источник 108 тепла на основе углерода экструдируют или смешивают с использованием измельченного или порошкообразного материала на основе углерода, и источник 108 тепла на основе углерода имеет плотность, которая составляет больше, чем примерно 0,5 г/см3, часто больше, чем примерно 0,7 г/см3, и часто больше, чем примерно 1 г/см3, в пересчете на сухую массу. См., например, типы компонентов, составов и конструкций топливных источников, которые изложены в патенте США №5,551,451 под авторством Riggs и др. и в патенте США №7,836, 897 под авторством Borschke и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Хотя в различных вариантах реализации источник 108 тепла на основе углерода может иметь различные формы, в том числе, например, по существу сплошную цилиндрическую форму или полую цилиндрическую (например, трубчатую) форму, источник 108 тепла на основе углерода показанного варианта реализации содержит экструдированный монолитный углеродистый материал, который имеет в целом цилиндрическую форму, но с множеством впускных отверстий для воздуха, проходящих через нее в продольном направлении. Впускные отверстия для воздуха могут иметь различные другие формы или по существу одинаковую форму, и в некоторых вариантах реализации множество впускных отверстий для воздуха могут быть расположены по шаблону или случайным образом распределены по поверхности источника тепла на основе углерода и проходить через него в продольном направлении. В некоторых вариантах реализации курительное изделие 100 и, в частности, источник 108 тепла на основе углерода, может также включать в себя компонент для теплопередачи. В различных вариантах реализации компонент для теплопередачи может быть расположен вблизи источника 108 тепла для углерода, а в некоторых вариантах реализации компонент для теплопередачи может быть расположен в источнике 108 тепла для углерода или внутри него. Некоторые примеры компонентов для теплопередачи описаны в заявке на патент США №15/923,735, поданной 16 марта 2018 года, и озаглавленной Smoking Article with Heat Transfer Component (Курительное изделие с компонентом для теплопередачи), которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

В целом источник 108 тепла на основе углерода расположен достаточно близко к табачному материалу 110 таким образом, что аэрозоль, образованный при нагревании табачного материала 110, может быть доставлен пользователю с помощью мундштучного конца 106. Таким образом, когда источник 108 тепла на основе углерода нагревает табачный материал 110, аэрозоль формируется, высвобождается или генерируется в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что указанные выше термины следует считать взаимозаменяемыми, так что формы указанного термина, такие как «высвобождать, высвобождение, высвобождает или высвобожденный», включают в себя формы, такие как «формировать или создавать, формирование или создание, формирует или создает и сформированный или созданный». В частности, пригодное для вдыхания вещество высвобождается в виде аэрозоля.

Как указано выше, в некоторых вариантах реализации курительное изделие 100 может содержать табачный материал 110, расположенный дальше по потоку от источника 108 тепла на основе углерода и при необходимости пространственно отделенный от мундштучного конца 106 курительного изделия 100. В некоторых вариантах реализации табачный материал 110 может быть в виде частиц, измельченной форме или в виде листов. В некоторых вариантах реализации табачный материал может также содержать одно или оба из композиции предшественника аэрозоля и ароматизатора. Используемые табачные материалы могут варьироваться. Может быть использован один тип табака, или могут быть использованы комбинации или смеси различных типов табака. Кроме того, различные типы табака или различные смеси табака могут быть использованы в различных местах внутри курительного изделия.

Например, в некоторых вариантах реализации изобретения используемый табачный материал может включать в себя такие табаки (или может быть получен из них), как табак трубоогневой сушки, табак Берлей, табак восточной группы, мэрилендский табак, темный табак, темный табак огневой сушки и махорка, а также другие редкие или специальные табаки, или их смеси. См. также, например, типы Табаков, изложенные в патенте США №6,730,832 под авторством Dominguez и др.; и №7,025,066 под авторством Lawson и др.; и в заявке на патент США №60/818,198, поданной 30 июня 2006 года, под авторством Stebbins и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Описания различных типов табачных изделий, способов выращивания, способов сборки урожая и способов выдерживания изложены в работе Tobacco Production, Chemistry and Technology (Производство табачных изделий, химия и технологии), под авторством Davis и др. (под ред.) (1999). Наиболее предпочтительно, используемый табак был соответствующим образом выдержан и подвергнут вылеживанию. Особенно предпочтительные способы и условия для отверждения табака трубоогневой сушки изложены в работе Nestor и др., Beitrage Tabakforsch. Int., 20 (2003) 467-475 и в патенте США №6895974 под авторством Peele, которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Репрезентативные технологии и условия для выдерживания табака на воздухе изложены в Roton и др., Beitrage Tabakforsch. Int., 21 (2005) 305-320 и Staaf и др., Beitrage Tabakforsch. Int., 21 (2005) 321-330, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.

Табачный материал, который включен в курительное изделие, может быть использован в различных формах; и могут быть использованы комбинации различных форм табака, или могут быть использованы различные виды табака в различных местах в курительном изделии. Например, табак может быть использован в виде нарезанных или измельченных кусочков пластинки или стебля; в обработанной форме (например, восстановленный табачный лист, такой как кусочки восстановленного табачного листа, измельченные в виде нарезанного наполнителя; пленки, содержащие компоненты табака; экструдированные части или кусочки табака; расширенная табачная пластинка, такая как нарезанный наполнитель, который был расширен по объему; кусочки обработанных табачных стеблей, сопоставимые с нарезанным наполнителем по размеру и общему виду; гранулированный табак; вспененные табачные материалы; сжатый или пеллетированный табак или тому подобное); в виде кусочков мелкодисперсного табака (например, табачная пыль, табачный порошок, агломерированные табачные порошки или тому подобное); или в виде табачного экстракта. См., например, заявки на патент США №11/194,215, поданную 1 августа 2005 года, под авторством Cantrell и др. и №11/377,630, поданную 16 марта 2006 года, под авторством Crooks и др.; которые включены в настоящий документ посредством ссылки.

Курительное изделие может использовать табак в виде пластинки и/или стебля. Таким образом, табак может использоваться в видах и способами, которые во многих отношениях практически идентичны тем, которые традиционно используются при изготовлении табачных продуктов, таких как сигареты. Традиционно, разрезанные или измельченные кусочки табачной пластинки и стебля использовались в качестве так называемого «нарезанного наполнителя» для производства сигарет. Кроме того, могут быть использованы кусочки стеблей, эксрагированные водой. Таким образом, табак в таком виде придает курительному изделию массу и объем. Методы и способы выдерживания, удаления стеблей, вылеживания, увлажнения, резки, переупорядочения и обработки табака, используемого в качестве нарезаного наполнителя, будут очевидны для специалистов в области производства табачных продуктов.

Обработанный табак, который может быть включен в курительное изделие, может варьироваться. Примеры способов и методов получения восстановленного табачного листа, включая технологии литья и производства бумаги, изложены в патентах США №4,674,519 под авторством Keritsis и др.; №4,941,484 под авторством Clapp и др.; №4,987,906 под авторством Young и др.; №4,972,854 под авторством Kiernan и др.; №5,099,864 под авторством Young и др.; №5,143,097 под авторством Sohn и др.; №5,159,942 под авторством Brinkley и др.; №5,322,076 под авторством Brinkley и др.; №5,339,838 под авторством Young и др.; №5,377,698 под авторством Litzinger и др.; №5,501,237 под авторством Young; и №6,216,707 под авторством Kumar, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Примеры способов и методов обеспечения экструдированных форм обработанного табака изложены в патентах США №4,821,749 под авторством Toft и др.; №4,880,018 под авторством Graves, Jr. и др.; №5,072,744 под авторством Luke и др.; №4,874,000 под авторством Tamol и др.; №5,551,450 под авторством Hemsley; №5,649,552 под авторством Cho и др.; №5,829,453 под авторством White; №6,125,855 под авторством Nevett и др.; и №6,182,670 под авторством White, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Экструдированные табачные материалы могут иметь формы цилиндров, прядей, дисков или тому подобное. Приведенный для примера расширенный табак (например, воздушный табак) может быть обеспечен с использованием типов технологий, изложенных в патентах США №Re 32,013 под авторством de la Burde и др.; №3,771,533 под авторством Armstrong и др.; №4,577,646 под авторством Ziehn; №4,962,773 под авторством White; №5,095,922 под авторством Johnson и др.; №5,143,096 под авторством Steinberg; №5,172,707 под авторством Zambelli; №5,249,588 под авторством Brown и др.; №5,687,748 под авторством Conrad; и №5,908,032 под авторством Poindexter; и в публикации патента США №2004/0182404 под авторством Poindexter и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Одним особенно предпочтительный вид расширенного табака представляет собой взорванный табак (dry ice expanded tobacco, DIET). Приведенные для примера формы обработанных табачных стеблей включают в себя нарезанные скрученные стебли, нарезанные скрученные расширенные стебли, нарезанные воздушные стебли или измельченные паром расширенные стебли (shredded-steam expanded stems). Приведенные для примера способы и методы получения обработанных табачных стеблей изложены в патентах США №4,195,646 под авторством Kite; №5,873,372 под авторством Honeycutt и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Способы и методы применения табачной пыли изложены в патентах США №4,341,228 под авторством Keritsis и др.; №4,611,608 под авторством Vos и др.; №4,706,692 под авторством Gellatly и №5,724,998 под авторством Gellatly и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Еще одни другие типы обработанного табака относятся к типу, изложенному в публикации патента США №2006/0162733 под авторством McGrath и др.

Табак может использоваться в смешанной форме. Как правило, смеси различных типов и видов табака представлены в виде смешанного нарезанного наполнителя. Например, некоторые популярные табачные смеси для производства сигарет, обычно называемые «американскими смесями», включают смеси нарезанных или измельченных кусочков табака трубоогневой сушки, табака Барлей и табака восточной группы; и такие смеси во многих случаях также содержат кусочки обработанного табака, такие как обработанные стебли табака, табак с увеличенным объемом и/или восстановленный табак. Точное количество каждого типа или вида табака в табачной смеси, используемой для производства конкретного курительного изделия, может варьироваться и является способом конструктивного выбора в зависимости от таких факторов, как желаемые сенсорные характеристики (например, вкус и аромат). См., например, типы табачных смесей, описанные в Tobacco Encyclopedia, Voges (Ed.) стр. 44-45 (1984), Browne, The Design of Cigarettes, 3^rd Ed., стр. 43 (1990) и Tobacco Production, Chemistry and Technology, Davis и др. (под ред.) стр. 346 (1999). См. также репрезентативные типы табачных смесей, изложенные в патентах США №4,836,224 под авторством Lawson и др.; №4,924,888 под авторством Perfetti и др.; №5,056,537 под авторством Brown и др.; и №5,220,930 под авторством Gentry; в публикации заявки на патент США №2004/0255965 под авторством Perfetti и др.; и №2005/0066986 под авторством Nestor и др.; в публикации заявки РСТ WO 02/37990 под авторством Bereman; и Bombick и др., Fund. Appl. Toxicol, 39, стр. 11-17 (1997); каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки.

Конкретный обработанный табак может включать в себя ингредиенты, отличные от табака. Однако предпочтительно, чтобы обработанный табак состоял преимущественно из табака того или иного вида, исходя из сухой массы этого обработанного табака. Иными словами, большая часть сухой массы этого обработанного табака и большая часть массы смеси, включающей этот обработанный табак (включая смесь материалов или материалы, содержащие добавки, нанесенные на них или иным образом включенные в них), обеспечивается табаком определенного вида. Например, эти материалы могут быть обработанным табаком, который включает незначительные количества нетабачных наполнителей (например, частиц карбоната кальция, губчатых или абсорбирующих материалов, углеродистых материалов, включая частицы углерода и графитовые волокна, зерна или древесную целлюлозу) и/или связующих веществ (например, гуаровая камедь, альгинат натрия или альгинат аммония); и/или смесь этих материалов может включать заменители или расширители (extenders) табака. Приведенные для примера типы заменителей или расширителей табака изложены в заявке на патент США №11/489,334, поданной 19 июля 2006 года, под авторством Fagg и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Вышеуказанные материалы и смеси, содержащие эти материалы, часто содержат больше, чем примерно 70 процентов табака, часто больше, чем примерно 80 процентов табака и обычно больше, чем примерно 90 процентов табака в расчете на сухую массу, исходя из объединенной массы табака, материала без табачного наполнителя и нетабачного заменителя или расширителя. Однако этот обработанный табак также может быть изготовлен практически из всего табака и может не содержать никаких нетабачных наполнителей, заменителей или расширителей.

Табак можно обрабатывать табачными добавками, которые обычно используют при изготовлении табачных продуктов. Эти добавки могут включать в себя материалы таких типов, которые используют для улучшения вкуса и аромата Табаков при производстве сигар, сигарет, трубок и тому подобном. Например, эти добавки могут включать в себя различные оболочки сигарет и/или компоненты верхнего слоя. См., например, патенты США №3,419,015 под авторством Wochnowski; №4,054,145 под авторством Berndt и др.; №4,887,619 под авторством Burcham, Jr. и др.; №5,022,416 под авторством Watson; №5,103,842 под авторством Strang и др.; и №5,711,320 под авторством Martin. Предпочтительные материалы оболочки включают воду, сахара и сиропы (например, сахарозу, глюкозу и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы), увлажнители (например, глицерин или пропиленгликоль) и ароматизирующие вещества (например, какао и солодковый корень). Эти добавляемые компоненты также включают материалы верхнего слоя (например, ароматизирующие материалы, например, ментол). См., например, патент США №4,449,541 под авторством Mays и др. Добавки также могут быть добавлены к табаку с использованием типов оборудования, описанного в патенте США №4,995,405 под авторством Lettau, или которые доступны как Menthol Application System MAS от компании Kohl Maschinenbau GmbH. Выбор конкретной оболочки и компонентов верхнего слоя зависит от таких факторов, как требуемые сенсорные характеристики, и выбор и использование этих компонентов будет совершенно очевидным для специалистов в области проектирования и производства сигарет.См.: Gutcho, Tobacco Flavoring Substances and Methods (Табачные ароматизирующие вещества и способы), Noyes Data Corp.(1972), а также Leffingwell и др., Tobacco Flavoring for Smoking Products (Табачные ароматизаторы для курительных продуктов) (1972). Табак также может быть обработан, например, аммиаком или гидроксидом аммония или иным образом обработан для включения аммиака (например, путем добавления солей аммиака, таких как, например, диаммонийфосфат). Предпочтительно количество аммиака, при необходимости включенного в курительный табак, составляет менее чем примерно 5 процентов и, как правило, от примерно 1 до примерно 3 процентов в расчете на сухую массу табака.

Табак может быть включен в курительное изделие в виде, отличном от вида нарезанного наполнителя. Например, табачный лист и/или восстановленный табачный лист могут быть использованы в качестве обертки для содержащего табак компонента, имеющего форму сигары или внутренней обертки сигаретного стержня с двойной оберткой. В качестве альтернативы, обработанный табак, такой как определенные типы восстановленного табака, может быть использован в качестве проходящих в продольном направлении прядей. См., например, тип конфигурации, изложенный в патенте США №5,025,814 под авторством Raker, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, конкретные типы восстановленных табачных листов могут быть сформированы, скатаны в рулон или собраны в желаемую конфигурацию. Кроме того, формованные, сжатые или экструдированные части или куски содержащих табак материалов, которые сформированы в желаемые формы (например, пряди, трубки, цилиндры, пеллеты или тому подобное), могут быть включены в курительное изделие. См., например, патенты США№4,836,225 под авторством Sudoh, №4,893,639 под авторством White, №4,972,855 под авторством Kuriyama и др., и №5,293,883 под авторством Edwards, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. При необходимости, мелко размолотый табак или табачная пыль могут быть включены в другие типы обработанного табака, такие как составы экструдатов, восстановленные табачные листы или тому подобное. Кроме того, мелко размолотый табак или табачная пыль могут содержаться на субстратах, таких как мембраны или экраны. При необходимости, по меньшей мере часть табака может быть подвергнута термической обработке перед использованием внутри курительного изделия (например, иметь форму высокотемпературного высушенного, поджаренного, предварительно пиролизованного табака, конденсированных летучих веществ, собранных после нагревания табака, компонентов конденсированного табачного дыма или тому подобное).

Различные способы и методы включения табака в курительные изделия и, в частности, курительные изделия, которые выполнены таким образом, чтобы специально не сжигать практически весь табак в этих курительных изделиях, изложены в патенте США №4,947,874 под авторством Brooks и др.; в публикации заявки на патент США №2005/0016549 под авторством Banerjee и др.; и в заявках на патент США №11/194,215, поданной 1 августа 2005 года, под авторством Cantrell и др., и №11/377,630, поданной 16 марта 2006 года, под авторством Crooks и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, табак был включен в сигареты, которые имеются в продаже под товарными знаками «Premier» и «Eclipse», производимые компанией R. J. Reynolds Tobacco Company. См., например, те типы сигарет, описанные в монографии Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco (Химические и биологические исследования новых прототипов сигарет, которые нагревают табак вместо сжигания) табачной компании R. J. Reynolds (1988) и Inhalation Toxicology (Токсикология при вдыхании), 12:5, р. 1-58 (2000). Табак также был включен в курительное изделие, имеющееся в продаже от компании Philip Morris Inc. под товарным знаком «Accord».

Как указано выше, в некоторых вариантах реализации табачный материал 110 может также содержать композицию предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах реализации композиция предшественника аэрозоля может содержать глицерин или пропиленгликоль. Предпочтительные материалы, образующие аэрозоль, включают многоатомные спирты (например, глицерин, пропиленгликоль и триэтиленгликоль) и/или воду и любые другие материалы, которые образуют видимый аэрозоль, а также любые их комбинации. Характерные типы материалов, образующих аэрозоль, перечислены в патентах США №4,793,365 под авторством Sensabaugh, Jr. и др. и №5,101,839 под авторством Jakob и др., в публиткации заявки на патент РСТ WO 98/57556 под авторством Biggs и др., а также в монографии Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco (Химические и биологические исследования новых прототипов сигарет, которые нагревают табак вместо сжигания) табачной компании R. J. Reynolds (1988), раскрытия которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

Другие характерные типы компонентов и составов предшественника аэрозоля также известны и охарактеризованы в патентах США №7,217,320 под авторством Robinson и др., №8,881,737 под авторством Collett и др. и №9,254,002 под авторством Chong и др.; публикациях заявок на патент США №2013/0008457 под авторством Zheng и др.; №2015/0020823 под авторством Lipowicz и др.; и №2015/0020830 под авторством Koller, а также WO 2014/182736 под авторством Bowen и др., раскрытия которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в продукты VUSE® компании R. J. Reynolds Vapor Company, в продукты BLU™ компании Fontem Ventures В. V., в продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs, продукты MARK TEN компании Nu Mark LLC, продукт JUUL компании Juul Labs, Inc. и в продукты VYPE компании British American Tobacco. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Johnson Creek Enterprises LLC. Другие дополнительные примеры композиций предшественника аэрозоля продаются под товарными знаками BLACK NOTE, COSMIC FOG, THE MILKMAN E-LIQUID, FIVE PAWNS, THE VAPOR CHEF, VAPE WILD, BOOSTED, THE STEAM FACTORY, MECH SAUCE, CASEY JONES MAINLINE RESERVE, MITTEN VAPORS, DR. CRIMMY'S V-LIQUID, SMILEY E LIQUID, BEANTOWN VAPOR, CUTTWOOD, CYCLOPS VAPOR, SICBOY, GOOD LIFE VAPOR, TELEOS, PINUP VAPORS, SPACE JAM, MT. BAKER VAPOR и JIMMY THE JUICE MAN. С композицией предшественника аэрозоля могут использоваться варианты реализации шипучих материалов, описанные, в качестве примера, в публикации заявки на патент США №2012/0055494 под авторством Hunt и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, использование шипучих материалов описано, например, в патентах США №4,639,368 под авторством Niazi и др., №5,178,878 под авторством Wehling и др., №5,223,264 под авторством Wehling и др., №6,974,590 под авторством Pather и др., №7,381,667 под авторством Bergquist и др., №8,424,541 под авторством Crawford и др., №8,627,828 под авторством Strickland и др., и №9,307,787 под авторством Sun и др., а также в публикации заявки на патент США №2010/0018539 под авторством Brinkley и др. и в заявке РСТ №WO 97/06786 под авторством Johnson и др., все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительное описание относительно вариантов реализации композиций предшественника аэрозоля, включая описание табака или компонентов, полученных из содержащегося в них табака, представлено в публикациях заявок на патент США №2018/0020722 и №2018/0020723, каждая под авторством Davis и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

Как указано выше, табачный материал 110 может также включать в себя ароматизатор. Используемая в настоящем документе ссылка на «ароматизатор» относится к соединениям или компонентам, которые могут быть аэрозолизованы или доставлены пользователю, и которые передают сенсорный опыт в отношении вкуса и/или аромата. Некоторые примеры вкусоароматических веществ включают в себя, помимо прочего, ванилин, этилванилин, сливки, чай, кофе, фрукты (например, яблочный, вишневый, клубничный, персиковый и цитрусовый ароматизаторы, включая лайм и лимон), клен, ментол, мяту, мяту перечную, мяту курчавую, грушанку, мускатный орех, гвоздику, лаванду, кардамон, имбирь, мед, анис, шалфей, розмарин, гибискус, шиповник, йербу мате, гуайюсу, ханибуш, ройбуш, йербу санту, бакопу монье, гинкго билобу, витанию снотворную, корицу, сандал, жасмин, каскароллу, какао, лакричник, а также вкусоароматические вещества того типа и характера, которые традиционно используют для ароматизации сигаретного, сигарного и трубочного табака. Кроме того, могут быть использованы сиропы, например, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы. Некоторые примеры полученных из растений композиций, которые могут быть пригодными, описаны в патенте США №9,107,453 и в публикации заявки на патент США №2012/0152265, обе под авторством Dube и др., раскрытия которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Выбор таких дополнительных компонентов варьируется в зависимости от таких факторов, как сенсорные характеристики, которые желательны для курительного изделия, их сродство к табачному материалу, их растворимость и другие физико-химические свойства. Настоящее раскрытие охватывает любые такие дополнительные компоненты, которые являются совершенно очевидными для специалистов в области табака и относящихся к табаку или полученных из табака продуктов. См.: например, Gutcho, Tobacco Flavoring Substances and Methods, Noyes Data Corp.(1972), а также Leffingwell и др., Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972), описание которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Следует отметить, что ссылка на вкусоароматическое вещество не должна ограничиваться каким-либо одним вкусоароматическим веществом, как описано выше, и фактически может представлять собой комбинацию одного или более вкусоароматических веществ.

Как указано выше, в некоторых вариантах реализации курительное изделие 100 может содержать поглотитель 112 тепловой энергии, по меньшей мере частично расположенный между табачным материалом 110 и источником 108 тепла на основе углерода. В различных вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выбран из группы, состоящей из металлов и керамики. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может представлять собой алюминиевый материал (Al) или материал из оксида алюминия (Al₂O₃). В некоторых вариантах реализации поглотители тепловой энергии могут содержать любой металл, керамику или другой подходящий материал с удельной теплоемкостью от примерно 0,1 кДж/(кг⋅К) до примерно 3 кДж/(кг⋅К), или предпочтительно от примерно 0,5 кДж/(кг⋅К) до примерно 2 кДж/(кг⋅К), или более предпочтительно от примерно 0,75 кДж/(кг⋅К) до примерно 1 кДж/(кг⋅К). Конкретные свойства материалов, подходящих для использования в качестве поглотителей тепловой энергии в настоящем раскрытии, могут варьироваться в зависимости от конкретных вариантов реализации. Подходящие материалы для использования в качестве поглотителей тепловой энергии в настоящем раскрытии могут включать, без ограничения, материалы с такими свойствами, как высокая термическая стабильность, подходящая удельная теплоемкость или высокая теплопроводность. Кроме того, подходящие материалы для использования в качестве поглотителей тепловой энергии в настоящем раскрытии могут быть нетоксичными, неопасными материалами с минимальным отрицательным воздействием на здоровье.

В некоторых вариантах реализации поглотители тепловой энергии согласно настоящему раскрытию могут быть выполнены с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по табачному материалу. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен с возможностью уменьшения максимальной температуры курительного изделия на величину от примерно 50°С до примерно 500°С. В некоторых вариантах реализации изобретения поглотители тепловой энергии могут быть выполнены с возможностью уменьшения максимальной температуры курительного изделия на величину по меньшей мере примерно 50°С, или по меньшей мере примерно 100°С, или по меньшей мере примерно 150°С, или по меньшей мере примерно 200°С, или по меньшей мере примерно 250°С, или по меньшей мере примерно 300°С, или по меньшей мере примерно 350°С, или по меньшей мере примерно 400°С, или по меньшей мере примерно 450°С, или по меньшей мере примерно 500°С. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен с возможностью обеспечения средней максимальной температуры в курительных изделиях ниже примерно 500°С или ниже примерно 450°С, или ниже примерно 400°С, или ниже примерно 350°С, или ниже примерно 300°С, или ниже примерно 250°С, или ниже примерно 200°С, или ниже примерно 150°С.

В различных вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен с возможностью минимизации уменьшения общего количества твердых частиц (ТРМ), высвобождаемых во время курения курительного изделия. Предпочтительно, поглотители тепловой энергии согласно настоящему раскрытию могут быть выполнены с возможностью обеспечения аналогичного высвобождения ТРМ во время курения курительного изделия с поглотителями тепловой энергии по сравнению с курительным изделием без поглотителей тепловой энергии, с вырабатыванием, таким образом, видимых аэрозолей с аналогичными визуальными характеристиками типичного курительного изделия с дополнительными преимуществами поглотителей тепловой энергии. В некоторых вариантах реализации поглотители тепловой энергии могут быть выполнены с возможностью поддержания падения полезного давления в курительном изделии во время курения от примерно -20 мм рт.ст. до примерно 20 мм рт.ст., или от примерно -10 мм рт.ст. до примерно 10 мм рт.ст., или примерно 0 мм рт.ст. по сравнению с контрольным образцом курительного изделия без поглотителей тепловой энергии. Предпочтительно, поглотители тепловой энергии в соответствии с настоящим раскрытием могут быть выполнены с возможностью обеспечения по существу такого же падения давления в курительном изделии с поглотителями тепловой энергии, как и в курительном изделии без поглотителей тепловой энергии с поддержанием, таким образом, такого же сопротивления затяжке для пользователя с дополнительными преимуществами поглотителей тепловой энергии.

В одном или более вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может быть выполнен в виде одного или более круглых дисков. В некоторых вариантах реализации один или более круглых дисков могут также содержать пористый или непористый материал. В этом отношении, на ФИГ. 3 показан поглотитель 112 тепловой энергии в виде круглого диска, который содержит множество отверстий 130, проходящих через него в продольном направлении. В некоторых вариантах реализации круглые диски могут иметь диаметр от примерно 5 мм до примерно 9 мм, или от примерно 6 мм до примерно 8 мм, или примерно 7 мм. В некоторых вариантах реализации круглые диски могут иметь толщину от примерно 0,1 мм до примерно 4 мм, или от примерно 1 мм до примерно 3 мм, или примерно 2 мм. Хотя в различных вариантах реализации поглотители тепловой энергии могут иметь различные геометрии и конструкционные параметры, в том числе, например, по существу сферическую форму или треугольную форму, поглотители 112 тепловой энергии, показанные на ФИГ. 3, в целом имеют цилиндрическую дисковую форму с множеством отверстий по существу аналогичного размера и равномерно распределенных по ней, хотя переменные размеры и/или переменное расстояние также охвачены. В различных других вариантах реализации множество отверстий 130 могут быть неправильной формы, распределены случайным образом, распределены по шаблону или распределены в любой другой конфигурации, которая может обеспечивать протекание воздуха через поглотитель тепловой энергии. В некоторых вариантах реализации отдельные отверстия могут иметь диаметр от примерно 0,1 до примерно 1 мм или от примерно 0,2 мм до примерно 0,5 мм.

Поглотитель тепловой энергии, показанный на ФИГ. 3, был изготовлен с использованием аддитивной технологии производства для точного изготовления дисков из оксида алюминия диаметром 6,58 мм и толщиной 1,5 мм. В показанном варианте реализации множество отверстий 130 равномерно распределены по круглому диску для равномерного распределения нагретого воздуха к табачному материалу дальше по потоку. В различных других вариантах реализации один или более круглых дисков могут быть достаточно пористыми таким образом, что множество отверстий I не являются необходимыми в одном или более круглых дисках. Например, в таких вариантах реализации один или более круглых дисков могут содержать металлический или керамический материал, который является достаточно пористым, чтобы обеспечить падение давления в курительном изделии, которое ниже, чем максимальный предел падения давления в таких курительных изделиях. Пористость может находиться в диапазоне от макромасштабной пористости до наноразмерной пористости. Кроме того, такие пористые металлические или керамические материалы могут быть в виде пеноматериала.

В некоторых вариантах реализации поглотитель 112 тепловой энергии может быть выполнен в виде множества частиц. В различных вариантах реализации частицы могут быть по существу сферической формы или могут иметь неправильную форму. В некоторых вариантах реализации форма частиц может варьироваться, например, частицы могут быть по существу в форме сферы, куба, цилиндра или любой другой подходящей трехмерной формы. В некоторых вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может содержать от примерно 5 до примерно 500 частиц или от примерно 7 до примерно 300 частиц, или от примерно 10 до примерно 100 частиц, или от примерно 12 до примерно 30 частиц, или предпочтительно от примерно 15 до примерно 20 частиц. В некоторых вариантах реализации частицы могут иметь диаметр от примерно 0,1 мм до примерно 5 мм или от примерно 0,5 мм до примерно 4 мм или от примерно 1 мм до примерно 3 мм или примерно 2 мм. В некоторых вариантах реализации, в частности, таких вариантах реализации с большим количеством общих частиц, частицы могут иметь диаметр менее примерно 0,1 мм или менее примерно 0,05 мм, или менее примерно 0,01 мм, или менее примерно 0,005 мм. В некоторых вариантах реализации поглотитель 112 тепловой энергии в виде множества частиц может быть выполнен таким образом, что количество частиц во множестве частиц постепенно уменьшается в количестве, чем дальше частицы находятся от источника 108 тепла. Например, в некоторых вариантах реализации плотность расположения частиц поглотителя тепловой энергии может быть самой высокой вблизи источника тепла и самой низкой на удалении от источника тепла. Таким образом, в некоторых вариантах реализации плотность расположения частиц поглотителя тепловой энергии может быть обратно пропорциональна расстоянию, на котором указанные частицы находятся от источника тепла. В некоторых вариантах реализации эта обратная зависимость может дополнительно обеспечивать равномерное распределение тепла по табачному материалу. В различных других вариантах реализации поглотитель тепловой энергии может иметь форму полых сфер. В некоторых вариантах реализации полая часть полых сфер может быть заполнена парафином, воском или любыми другими подходящими материалами для фазовых изменений. Например, полые сферы согласно таким вариантам реализации могут обеспечивать поглотители тепловой энергии с уменьшенной массой и изменяющимися тепловыми свойствами.

Как отмечено на ФИГ. 4, в одном конкретном варианте реализации курительное изделие 100 согласно настоящему изобретению может содержать множество поглотителей 112 тепловой энергии, которые могут иметь по существу одинаковую форму или присутствовать по существу в различных формах. Например, как показано на ФИГ. 4, поглотитель 112 тепловой энергии может включать в себя первый поглощающий тепловую энергию компонент 112а, который находится в виде одного или более круглых дисков, и может включать в себя второй поглощающий тепловую энергию компонент 112b, который находится в виде одной или более частиц (например, по существу сферических частиц). В таких вариантах реализации первый компонент 112а может быть расположен между табачным материалом 110 и источником 108 тепла на основе углерода, а второй компонент 112b может быть смешан внутри табачного материала 110. В некоторых вариантах реализации второй компонент 112b может быть выполнен таким образом, что количество частиц во множестве частиц постепенно уменьшается в количестве, чем дальше частицы находятся от источника 108 тепла на основе углерода.

В различных других вариантах реализации в настоящем изобретении предложен способ уменьшения избыточного нагрева в курительном изделии, включающий: обеспечение курительного изделия, которое содержит источник тепла на основе углерода, табачный материал, поглотитель тепловой энергии и наружный оберточный материал, окружающий по меньшей мере часть курительного изделия, причем курительное изделие ограничено расположенным раньше по потоку концом зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом; и расположение поглотителя тепловой энергии по меньшей мере частично между табачным материалом и источником тепла на основе углерода таким образом, что максимальная температура курительного изделия уменьшается на величину от примерно 25°С до примерно 75°С и от примерно 475°С до примерно 525°С при зажигании источника тепла на основе углерода. В некоторых вариантах реализации поглотители тепловой энергии, приготовленные в соответствии с настоящим способом, могут быть выполнены с возможностью уменьшения максимальной температуры курительного изделия на величину по меньшей мере примерно 50°С или по меньшей мере примерно 100°С, или по меньшей мере примерно 150°С, или по меньшей мере примерно 200°С, или по меньшей мере примерно 250°С, или по меньшей мере примерно 300°С, или по меньшей мере примерно 350°С, или по меньшей мере примерно 400°С, или по меньшей мере примерно 450°С, или по меньшей мере примерно 500°С. В некоторых вариантах реализации поглотители тепловой энергии, приготовленные в соответствии с настоящим способом, могут быть выполнены с возможностью обеспечения средней максимальной температуры в курительных изделиях ниже примерно 500°С или ниже примерно 450°С, или ниже примерно 400°С, или ниже примерно 350°С, или ниже примерно 300°С, или ниже примерно 250°С, или ниже примерно 200°С, или ниже примерно 150°С. В некоторых вариантах реализации способ согласно настоящему раскрытию может также включать обеспечение поглотителя тепловой энергии, который выполнен с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по курительному изделию. В некоторых вариантах реализации способ согласно настоящему раскрытию может также включать обеспечение фильтрующего материала, расположенного вблизи расположенного дальше по потоку мундштучного конца курительного изделия.

Множество модификаций и других вариантов реализации изобретения станут очевидными для специалиста в уровне техники, к которому относится настоящее раскрытие, что имеет преимущество в отношении учений, представленных в вышеприведенных описаниях и связанных чертежах. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами реализации, раскрытыми в настоящем документе, и то, что модификации и другие варианты реализации должны быть включены в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они использованы только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.

Примеры

Для исследования характеристик поглотителей тепловой энергии, описанных в настоящем документе, были подготовлены и испытаны в соответствии со следующими способами образцы двух различных типов сигарет с нагревом, но без горения (в дальнейшем именуемых «HNB1» и «HNB2»).

Образцы HNB1 были изготовлены вручную с ободковыми накладками размером 13 мм × 27 мм, которые объединили часть с табачными шариками и часть табачного стержня. Поглотители тепловой энергии были встроены между частью с табачными шариками и нагревателем на основе углерода. В этих образцах использовалась система двойного фильтра длиной 14 мм для СА фильтра и длиной 7 мм для HAT фильтра. В целом, согласно этому способу был подготовлен 31 образец, которые перечислены следующим образом:

5 контрольных образцов HNB1

5 образцов HNB1 с алюминиевыми дисками

3 образца HNB1 с дисками из алюмооксидной керамики

3 образца HNB1 с 10 алюминиевыми сферами

3 образца HNB1 с 15 алюминиевыми сферами

3 образца HNB1 с 20 алюминиевыми сферами

3 образца HNB1 с 10 керамическими сферами из оксида алюминия

3 образца HNB1 с 15 керамическими сферами из оксида алюминия

3 образца HNB1 с 20 керамическими сферами из оксида алюминия

Образцы HNB2 были подготовлены с помощью курительных изделий, изготовленных вручную, включающих в себя углеродный наконечник 12 мм (выступающий на 8 мм из бумажной обертки), 13 мм материалов табачного субстрата (литой лист, наполненный глицерином) после углеродного наконечника (покрытый алюминиевой фольгой), 37 мм табачного стержня (при необходимости наполненного глицерином) и 14 мм фильтр из ацетилцеллюлозы с последующей 7 мм полой ацетатной трубкой. Затем образцы HNB2 модифицировали путем выполнения прямого разреза в табачном стержне между нагревателем на основе углерода и частью табачного субстрата (глубиной примерно 4 мм) на расстоянии 12 мм (длина источника тепла) от конца зажигания табачного стержня с помощью универсального ножа. Затем в срез за источником тепла были помещены поглотители тепловой энергии. Затем прямой срез обернули ободковой бумагой размером 13 мм × 27 мм и приклеили бумагу к стержням, чтобы заблокировать любые воздушные зазоры. В целом, 76 образцов были подготовлены в соответствии с этим способом, которые перечислены следующим образом:

10 эталонных образцов HNB2

3 образца HNB2 с алюминиевыми дисками

3 образца HNB2 с керамическими дисками из оксида алюминия

3 образца HNB2 с 5 алюминиевыми сферами

3 образца HNB2 с 8 алюминиевыми сферами

3 образца HNB2 с 10 алюминиевыми сферами

10 образцов HNB2 с 15 алюминиевыми сферами

10 образцов HNB2 с 18 алюминиевыми сферами

10 образцов HNB2 с 20 алюминиевыми сферами

3 образца HNB2 с 5 керамическими сферами из оксида алюминия

3 образца HNB2 с 7 керамическими сферами из оксида алюминия

3 образца HNB2 с 10 керамическими сферами из оксида алюминия

3 контрольных образца HNB2 с ментолом

3 образца HNB2 с 15 алюминиевыми сферами с ментолом

3 образца HNB2 с 18 алюминиевыми сферами с ментолом

3 образца HNB2 с 20 алюминиевыми сферами с ментолом

Пример 1

Средние профили максимальной температуры образцов наилучших кандидатов HNB1 и HNB2 с поглотителями тепловой энергии (ФИГ. 5)

Эксперименты по термическому анализу проводились на всех образцах HNB1 и HNB2 для обеспечения температурных профилей вдоль сигаретных стержней. Для сверления отверстий диаметром 0,50 мм в двух местах сигаретных стержней на расстоянии 15 мм и 24 мм от конца зажигания использовали гиподермальную иглу. Затем термопары типа К (производства Omega Engineering, Норуолк, штат Коннектикут) с диаметром зонда 0,26 мм были вставлены в отверстия и уплотнены небольшим количеством клея для типинга (tipping glue) (клей 20009766). Глубина вставки термопар составила приблизительно 3,5 мм, что позволило расположить наконечник термопары примерно на осевой линии сигаретного стержня. Образцы HNB1 и HNB2 удерживали на месте индивидуально изготовленным лабиринтовым держателем (labyrinth holder) обычной конструкции. Акт «курения» был осуществлен с использованием индивидуально изготовленной курительной машины с шаговым двигателем MDrivePlus 17 производства компании Schneider Electric Motion USA. Шаговый двигатель был запрограммирован в соответствии с особым режимом затяжек, описанным в настоящем документе ниже. Использование шагового двигателя позволило осуществлять цифровое управление движениями поршня. Наконец, сбор данных осуществлялся с помощью IntelliLogger (производства компании Logic Beach, Ла-Меса, Калифорния), а программное обеспечение HyperWare II (производства компании Logic Beach, Ла-Меса, Калифорния) использовалось для передачи данных в компьютер для дальнейшего анализа.

Испытание проводили на образцах HNB1 и HNB2, содержащих круглые алюминиевые диски; круглые керамические диски из оксида алюминия; 5, 8, 10, 15, 18 и 20 алюминиевых сфер; и 5, 7, 10, 15, 18 и 20 керамических сфер из оксида алюминия. Все продукты были выкурены с использованием индивидуально изготовленной курительной машины за 19 затяжек с использованием объема затяжки 55 мл с двухсекундной продолжительностью затяжки. Первые три затяжки считались затяжками зажигания и по существу выполнялись одна за другой. Интервал между затяжками 1 и 2 и затяжками 2 и 3 составлял приблизительно три секунды. Источник тепла предварительно нагревали в течение приблизительно одной секунды с использованием электрической зажигалки (Borgwaldt Electric Lighter R29) перед затяжкой 1 и поддерживали легкий контакт между верхней частью зажигалки и источником тепла до конца затяжки 2. Затяжка 3 была выполнена с зажигалкой, удаленной от источника тепла. После затяжки 3 интервалы между началом последующих затяжек поддерживались на уровне 30 секунд. Температура табачной сердцевины (осевая линия стержня) на длинах 15 мм и 24 мм измерялась термопарами, и на основе этих данных, полученных с помощью IntelliLogger, был создан температурный профиль.

Было идентифицировано пиковое значение температуры в пределах каждой затяжки, которое называлось «максимальной температурой» затяжки. Образцы, которые демонстрировали максимальную температуру (собранную на 15 мм) ниже, чем у контрольных образцов HNB2 от 100°С до 300°С, были выбраны в качестве высокоэффективных «лучших» кандидатов. По результатам испытаний в качестве наилучших кандидатов были отобраны образцы HNB2 с 15, 18 и 20 алюминиевыми сферами. Как видно из ФИГ. 5, профили средней максимальной температуры были представлены на основе испытаний контрольных стержней HNB2 без алюминиевых сфер и стержней HNB2, содержащих 15, 18 и 20 алюминиевых сфер. Образец стержней HNB2, содержащих 18 алюминиевых сфер, вызвал наибольшее снижение максимальной температуры (более 300°С) во время курения; однако все три образца стержней вызвали снижение максимальной температуры по сравнению с контрольным образцом.

Пример 2

Данные о среднем падении давления для образцов наилучших кандидатов HNB1 и HNB2 с поглотителями тепловой энергии (ФИГ. 6)

Для точного сравнения двух сигаретных стержней, содержащих различные типы или составляющие табака, важно оценить и сравнить средние падения давления вдоль стержней. Падение давления воздуха прямо пропорционально сопротивлению силе втягивания воздуха, необходимой для протягивания аэрозолей через стержень и фильтр. Известно, что падение давления и сопротивление втягиванию сигареты оказывают непосредственное влияние на характеристики сигарет при курении. Для измерения падения давления воздуха в образцах использовался блок падения давления, встроенный в настройки модуля контроля качества (QTM). QTM предоставил процент разбавления в фильтре и падение давления, измеренное и представленное отдельно с открытыми отверстиями для разбавления и закрытыми отверстиями для разбавления. Отверстия для разбавления в испытании QTM подготавливают с компонентом выполнения отверстия с помощью лазера, который прорезает отверстие в боковой стороне табачного стержня дальше по потоку от наконечника на основе углерода. Для испытаний образцов с закрытыми отверстиями отверстия для разбавления закрываются, в то время как QTM выполняет испытание таким образом, что воздух поступает только в образцы из наконечника на основе углерода. Для испытания образцов с открытыми отверстиями отверстия для разбавления остаются открытыми, в то время как QTM выполняет испытание таким образом, что воздух поступает в образец как через наконечник на основе углерода, так и через отверстия для разбавления. QTM имеет протокол промышленного стандарта, обеспечивающий вытягивание воздуха объемом 17,5 см³ в секунду. QTM также обеспечил другие физические свойства образцов, включая вес стержней и окружность стержней.

В частности, на ФИГ. 6 был проведен анализ падения давления на образцах кандидатов, которые, как считалось, обладают наилучшими характеристиками в анализе температуры, описанном в Примере 1. Испытуемые образцы включали образцы HNB2 с 15, 18 и 20 алюминиевыми сферами и контрольный образец HNB2 для сравнения. Как видно из ФИГ. 6, были представлены данные о падении давления как для испытаний с открытыми, так и с закрытыми отверстиями, на основании испытания контрольных стержней HNB2 и стержней HNB2, содержащих 15 алюминиевых сфер, стержней HNB2, содержащих 18 алюминиевых сфер, и стержней HNB2, содержащих 20 алюминиевых сфер. Как отмечено на ФИГ. 6, среднее падение давления на стержнях HNB2 с алюминиевыми сферами составило от -5 мм рт.ст. до 10 мм рт.ст. по сравнению с контрольными образцами стержней HNB2, которые не содержали алюминиевых сфер. Было отмечено, что падения давления в контрольном образце HNB2 по сравнению с лучшими образцами кандидатов HNB2 были по существу схожими. Это подтверждает, что добавление поглотителей тепловой энергии не оказало существенного влияния на падение давления на образцах HNB2 и привело к изменениям характеристик продукта, связанным с сопротивлением затяжке для пользователя из-за изменения падения давления.

Пример 3

Общее количество твердых частиц, высвобождаемых лучшими образцами кандидатов HNB1 и HNB2 с поглотителями тепловой энергии (ФИГ. 7)

Общее количество твердых частиц (ТРМ), высвобождаемых при курении курительного изделия, может влиять на видимость генерируемых из него аэрозолей.

Например, уменьшение ТРМ, высвобождаемых во время курения курительного изделия, может уменьшить видимость аэрозоля, вырабатываемого из указанного курительного изделия.

Эксперименты по анализу ТРМ проводили на индивидуально изготовленной курительной машине, описанной в Примере 1. Курительная машина была запрограммирована на обеспечение режима затяжки 50/30/3 (объем затяжки 50 мл/частота затяжки 30 секунд/продолжительность затяжки 3 секунды) и использовалась для количественного определения общего количества твердых частиц (ТРМ) во время курения испытуемых образцов. Кембриджскую фильтрующую прокладку диаметром 44 мм помещали в держатель прокладки и взвешивали для определения исходной массы. Затем держатель был соединен с курительной машиной и вставлен образец. На каждом образце было выполнено 12 затяжек. Затем фильтрующую прокладку удаляли из держателя и конечную массу измеряли с использованием высокоточной шкалы. Разница между массой фильтрующих прокладок до и после каждого испытания дала общее значение ТРМ, которое было усреднено по 12 затяжкам для расчета массы на основе мг/затяжку для каждого испытуемого образца.

Как видно из ФИГ. 7, испытуемые образцы включали образцы HNB2 с 15, 18 и 20 алюминиевыми сферами и контрольный образец HNB2 для сравнения. Как видно из ФИГ. 7, контрольный образец HNB2, образец HNB2 с 15 алюминиевыми сферами, образец HNB2 с 18 алюминиевыми сферами и образец HNB2 с 20 алюминиевыми сферами генерировали значения ТРМ 1,58, 1,17, 1,00 и 1,00 мг/затяжку, соответственно. Результаты, как видно из ФИГ. 7, позволяют предположить, что ТРМ, генерируемое в контрольных образцах HNB2, только немного выше, чем ТРМ, генерируемое из образцов HNB2 с поглотителями тепловой энергии. Кроме того, было отмечено, что наблюдаемые значения ТРМ обратно пропорциональны количеству алюминиевых сфер, загруженных в стержни HNB2. Таким образом, на количество видимых аэрозолей, вырабатываемых в этих образцах, в наименьшей степени влияет меньшее количество алюминиевых сфер, а также обеспечивается снижение обгорания компонентов табачного стержня. Это испытание также подтвердило, что образец HNB2 с 15 алюминиевыми шариками обеспечивает наилучшее сочетание как минимального уменьшения значений ТРМ, так и максимального уменьшения обгорания компонентов табачных стержней.

Группа изобретений относится к курительному изделию и способу уменьшения избыточного нагрева в нем. Курительное изделие содержит наружную обертку, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия, табачный материал, фильтр, расположенный дальше по потоку от табачного материала и вблизи мундштучного конца курительного изделия, и поглотитель энергии, расположенный так, что по меньшей мере часть поглотителя энергии смешана с табачным материалом, или так, что поглотитель энергии полностью смешан с табачным материалом. Поглотитель энергии представляет собой поглотитель тепловой энергии, выполненный с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по табачному материалу. Обеспечивается регулирование распределения нагретого воздуха по табачному материалу, уменьшается степень перегрева или пиролиза в курительных изделиях и, таким образом, уменьшаются негативные эффекты, связанные с перегревом табачных материалов в курительных изделиях. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Курительное изделие, содержащее наружную обертку, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия, табачный материал, фильтр, расположенный дальше по потоку от табачного материала и вблизи мундштучного конца курительного изделия, и поглотитель энергии, расположенный так, что по меньшей мере часть поглотителя энергии смешана с табачным материалом, или так, что поглотитель энергии полностью смешан с табачным материалом, причем поглотитель энергии представляет собой поглотитель тепловой энергии, выполненный с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по табачному материалу.

2. Курительное изделие по п. 1, в котором табачный материал также включает в себя одно или более из следующего: табачный экстракт, композиция предшественника аэрозоля и ароматизатор.

3. Курительное изделие по п. 1, в котором табачный материал находится в измельченной форме и/или в виде частиц.

4. Курительное изделие по п. 1, в котором поглотитель энергии содержит металлический материал.

5. Курительное изделие по п. 1, в котором поглотитель энергии содержит керамический материал.

6. Курительное изделие по п. 1, в котором поглотитель энергии выполнен с возможностью распределения тепла по табачному материалу.

7. Курительное изделие по п. 1, в котором поглотитель энергии имеет толщину 0,1 мм.

8. Курительное изделие по п. 1, в котором фильтр содержит множество отдельных частей.

9. Курительное изделие по п. 8, в котором по меньшей мере одна из множества отдельных частей является полой.

10. Курительное изделие по п. 1, в котором курительное изделие ограничено расположенным раньше по потоку концом зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом.

11. Курительное изделие по п. 10, в котором курительное изделие также содержит источник тепла на основе углерода, расположенный вблизи конца зажигания.

12. Курительное изделие по п. 11, в котором источник тепла на основе углерода имеет множество впускных отверстий для воздуха, проходящих через него в продольном направлении.

13. Курительное изделие по п. 1, в котором поглотитель тепловой энергии выполнен в виде одного или более круглых дисков.

14. Курительное изделие по п. 13, в котором один или более круглых дисков имеют индивидуальный диаметр от 5 мм до 9 мм и толщину от 0,1 мм до 4 мм.

15. Курительное изделие по п. 13, в котором один или более круглых дисков содержат множество отверстий.

16. Курительное изделие по п. 15, в котором множество отверстий имеют неправильную форму, распределены случайным образом или распределены по шаблону.

17. Курительное изделие по п. 1, в котором поглотитель тепловой энергии выполнен в виде множества частиц.

18. Курительное изделие по п. 17, в котором частицы имеют сферическую форму.

19. Курительное изделие по п. 17, в котором поглотитель тепловой энергии содержит от 3 до 500 частиц.

20. Курительное изделие по п. 18, в котором частицы имеют диаметр от 0,005 мм до 5 мм.

21. Курительное изделие по п. 1, в котором поглотитель тепловой энергии содержит материал с удельной теплоемкостью от 0,1 кДж/(кг⋅К) до 3 кДж/(кг⋅К).

22. Курительное изделие по п. 1, в котором поглотитель тепловой энергии выполнен с возможностью уменьшения максимальной температуры курительного изделия на величину от 50°С до 500°С.

23. Способ уменьшения избыточного нагрева в курительном изделии, включающий обеспечение курительного изделия, которое содержит источник тепла на основе углерода, табачный материал, поглотитель тепловой энергии и наружную обертку, окружающую по меньшей мере часть курительного изделия, причем курительное изделие образовано расположенным раньше по потоку концом зажигания и расположенным дальше по потоку мундштучным концом, и расположение поглотителя тепловой энергии по меньшей мере частично между табачным материалом и источником тепла на основе углерода таким образом, что максимальная температура курительного изделия уменьшается на величину от 50°С до 500°С при зажигании источника тепла на основе углерода, причем поглотитель тепловой энергии выполнен с возможностью увеличения равномерного распределения нагретого воздуха по табачному материалу.