包括有具有后方屏障涂层的可燃热源的发烟制品的制作方法

包括有具有后方屏障涂层的可燃热源的发烟制品的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种发烟制品（2），其包括可燃热源（4）以及气雾剂形成基材（6），所述可燃热源具有相反的正面和背面以及从可燃热源（4）的正面延伸至背面的至少一个气流通道（16），所述气雾剂形成基材包括在可燃热源（4）的下游的至少一种气雾剂形成物。非金属的、不可燃烧的、耐气体的、第一屏障涂层（14）设置于可燃热源（4）的大致整个背面上。
【专利说明】包括有具有后方屏障涂层的可燃热源的发烟制品
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发烟制品，所述发烟制品包括可燃热源和包括有至少一种气雾剂形成物的气雾剂形成基材，其中所述基材在可燃热源的下游，本发明涉及一种用于在这样的发烟制品中使用的可燃热源，以及涉及一种在发烟制品中的可燃热源的燃烧期间减少某些有害烟雾成分的形成的方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中已经提出了其中烟草被加热而不是燃烧的许多发烟制品。此类发烟制品的目的是减少由传统香烟中的烟草的燃烧和热降解而产生的已知的有害烟雾成分。通常在此类发烟制品中，通过从可燃燃料元件或热源向气雾剂形成基材所进行的热量传递而生成气雾剂，所述气雾剂形成基材可位于燃料元件内、燃料元件周围或燃料元件下游。在发烟期间，挥发性化合物通过从燃料元件所进行的热量传递被从气雾剂形成基材释放并被携带于通过发烟制品所抽吸的空气中。当所释放的化合物冷却时，它们凝结以形成被消费者吸入的气雾剂。
[0003]例如，W0-A2-2009/022232公开了一种发烟制品，其包括可燃热源、在所述可燃热源的下游的气雾剂形成基材、以及围绕并接触可燃热源的后方部分和气雾剂形成基材的相邻前方部分的导热元件。在W0-A2-2009/022232的发烟制品中，所述气雾剂形成基材的表面与可燃热源直接接触。
[0004]先前已经为可加热发烟制品进行了很多尝试来减少在碳质热源的燃烧期间所产生的一氧化碳的量，比如通过在热源中使用催化剂来将在热源的燃烧期间所产生的一氧化碳转化为二氧化碳。其它现有技术文献(比如US-A-5, 040, 551)公开了一种用于通过为碳质燃料元件的所暴露的表面的部分或全部涂覆以固体颗粒物质的薄的多微孔层而减少在碳质燃料元件的燃烧中所产生的一氧化碳的量的方法，所述固体颗粒物质的薄的多微孔层在碳质燃料燃烧的温度下为基本不可燃烧的。根据US-A-5，040, 551，多微孔层必须充分地薄，并且因此能透过空气，以便不会不适当地妨碍碳质燃料燃烧。如W0-A2-2009/022232的发烟制品一样，US-A-5, 040，551中的气雾剂形成基材的表面与可燃热源直接接触。
[0005]为便于气雾剂的形成，已知的可加热发烟制品的气雾剂形成基材通常包括比如甘油的多元醇或其它已知的气雾剂形成物。在存储和发烟期间，气雾剂形成物可能会从已知的可加热发烟制品的气雾剂形成基材移动至其可燃热源。气雾剂形成物的这种移动可能不利地导致它们的分解，特别是在可加热发烟制品的发烟期间。先前已经进行了很多尝试来抑制气雾剂形成物从可加热发烟制品的气雾剂形成基材向其可燃热源的移动(例如，在US-A-4, 714，082、EP-A2-0 337 507、ΕΡ_Α2_0 337 508 以及 US-A-5, 156，170 中)。通常，此类尝试涉及其中气雾剂形成基材被包裹于不可燃烧的囊(比如金属罩)内以减少气雾剂形成物在存储和使用期间从气雾剂形成基材向可燃热源的移动的发烟制品，但是在所述发烟制品中仍然容许可燃热源在存储和使用期间与来自气雾剂形成基材的气雾剂形成物直接接触。此类现有技术设计不利地容许由可燃热源所生成的分解和燃烧气体被直接地抽吸至主流气雾剂中，使得难以使用已知的机器和方法来生产发烟制品，并且可能阻碍发烟制品获得合适的温度以在消费者的最初的几次抽吸期间提供令人满意的气雾剂的能力。
[0006]需要一种改进的可加热发烟制品，其包括可燃热源以及包括有至少一种气雾剂形成物的气雾剂形成基材，可使用已知的制造设备组装所述可加热发烟制品。还进一步需要一种改进的可加热发烟制品，其包括可燃热源以及包括有至少一种气雾剂形成物的气雾剂形成基材，其中基本防止或抑制了所述至少一种气雾剂形成物从气雾剂形成基材向可燃热源的移动。进一步地，仍然需要减少可加热发烟制品的主流气雾剂中的有害烟雾成分(如羰基化合物，比如甲醛、乙醛、丙醛、以及酚类物质)的水平。

【发明内容】

[0007]根据本发明，提供一种发烟制品，其包括:可燃热源，其具有相反的正面和背面以及从所述可燃热源的正面延伸至背面的至少一个气流通道；以及气雾剂形成基材，其包括在可燃热源的下游的至少一种气雾剂形成物。非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层设置于可燃热源的大致整个背面上，其容许通过所述至少一个气流通道抽吸气体。
[0008]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，所述第一屏障涂层具有至少大致10微米的厚度。
[0009]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，所述第一屏障涂层为基本不透空气的。
[0010]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，所述第一屏障涂层包括粘土、玻璃、或氧化铝。
[0011]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，所述可燃热源为碳质热源。
[0012]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，所述可燃热源包括点火助剂。
[0013]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，所述点火助剂为氧化剂。
[0014]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，耐气体的、耐热的第二屏障涂层设置于所述至少一个气流通道的内表面上。
[0015]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，所述第二屏障涂层为基本不透空气的。
[0016]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，其特征在于，所述气雾剂形成基材包括均质的基于烟草的材料。
[0017]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，进一步包括围绕并接触可燃热源的后方部分以及气雾剂形成基材的相邻前方部分的导热元件。
[0018]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，进一步包括在气雾剂形成基材的下游的
膨胀室。
[0019]进一步提供一种根据本发明的发烟制品，进一步包括在膨胀室的下游的嘴件。
[0020]根据本发明，还提供一种用于在根据本发明的发烟制品中使用的具有相反的正面和背面的可燃热源，所述可燃热源具有设置于其大致整个背面上的非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。
[0021]根据本发明，提供一种发烟制品，用于降低在发烟制品中的可燃热源的燃烧期间所产生的一氧化碳的量。
[0022]根据本发明，提供一种发烟制品，用于降低在发烟制品中的可燃热源的燃烧期间所产生的某些有害烟雾成分(比如一氧化碳、甲醛、乙醛、丙醛、以及酚类物质)的量。
[0023]根据本发明，提供一种可燃热源，用于降低在发烟制品中的可燃热源的燃烧期间所产生的某些有害烟雾成分(比如一氧化碳、甲醛、乙醛、丙醛、以及酚类物质)的量。
[0024]根据本发明，提供一种方法来减少在发烟制品中的可燃热源的燃烧期间在主流气雾剂中所生成的气体的形成，所述气体选自由一氧化碳、甲醛、乙醛、丙醛、酚类物质以及其混合物所组成的组，所述方法包括形成根据本发明的发烟制品的步骤。
[0025]当在本文中使用时，术语“上游”和“前方”、以及“下游”和“后方”用于描述可燃热源和根据本发明的发烟制品的构件、或构件的部分相对于在发烟制品的使用期间通过可燃热源和发烟制品所抽吸的空气的方向的相对位置。
[0026]当在本文中使用时，术语“涂层”用于描述覆盖并附着至热源的一层材料。
[0027]当在本文中使用时，术语“非金属的”用于描述一种屏障涂层，所述屏障涂层不是主要由基本金属或合金形成的，所述屏障涂层为具有小于50%的摩尔百分数的基本金属或合金含量的屏障涂层。
[0028]当在本文中使用时，术语“不可燃烧的”用于描述一种屏障涂层，所述屏障涂层在可燃热源在其燃烧或被点燃期间所达到的温度下为基本不可燃烧的。
[0029]当在本文中使用时，术语“耐气体的”用于描述一种屏障涂层，所述屏障涂层为至少基本不透气体的。优选地，第一屏障涂层为至少基本不透空气的。
[0030]当在本文中使用时，术语“气雾剂形成基材”用于描述一种能够在加热时释放挥发性化合物的基材，所述挥发性化合物可以形成气雾剂。
[0031]在可燃热源的大致整个背面上设置非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层有利地防止或抑制了所述至少一种气雾剂形成物在根据本发明的发烟制品的存储和使用期间从气雾剂形成基材向可燃热源的移动。因此有利地避免或减少了所述至少一种气雾剂形成物在根据本发明的发烟制品的使用期间的分解。
[0032]在可燃热源的大致整个背面上设置非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层还可以有利地限制或防止气雾剂形成基材的其它挥发性化合物在根据本发明的发烟制品的存储和使用期间从气雾剂形成基材向可燃热源的移动。
[0033]设置于可燃热源的背面上的非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层还有利地防止或抑制了在可燃热源的点燃和燃烧期间所形成的燃烧和分解产品进入在发烟制品的使用期间通过发烟制品所抽吸的空气。如以下所进一步描述的，在可燃热源包括一种或多种添加剂以协助可燃热源的点燃或燃烧或其组合的情况下这是特别有利的。
[0034]设置于可燃热源的背面上的非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层还有利地限制了气雾剂形成基材在可燃热源的点燃或燃烧期间所暴露至的温度，并且还有助于避免气雾剂形成基材在发烟制品的使用期间的热降解或燃烧。如以下所进一步描述的，在可燃热源包括一种或多种添加剂以协助可燃热源的点燃的情况下这还是特别有利的。
[0035]取决于发烟制品的所期望的特征和性能，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层可具有低导热率或高导热率。在优选实施例的一个实例中，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层可由下述材料形成，所述材料具有在23°C时的介于大致0.1ff每米开尔文(W/ (Π1.Κ))至大致200W每米开尔文(W/ (Π1.Κ))的堆积导热率以及在使用修正瞬态平面源(modified transient plane source:MTPS)法测量时的50%的相对湿度。在优选实施例的另一个实例中，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层可由下述材料形成，所述材料具有在23°C时的介于大致0.05W每米开尔文(W/ Cm.K))至大致50W每米开尔文(W/ (m -K))的堆积导热率以及在使用修正瞬态平面源(MTPS)法测量时的50%的相对湿度。
[0036]可将非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层的厚度适当地调整为实现良好的发烟性能同时避免或尽量减少从发烟制品所进行的有害挥发性化合物的产生以及吸入中的一种或两种。在优选实施例的一个实例中，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层可具有介于大致10微米至大致500微米之间的厚度。
[0037]非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层可由一种或多种合适的材料形成，所述一种或多种合适的材料在可燃热源在被点燃和燃烧期间所达到的温度为基本热稳定的且不可燃烧的。合适的材料在现有技术中为已知的并且包括，但不限于，粘土(比如，例如斑脱土以及高岭石)、玻璃以及其它矿物、陶瓷材料或其组合。
[0038]可形成不可燃烧的、耐气体的、第一屏障涂层的优选的涂层材料包括粘土和玻璃。更优选地，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层可由氧化铝(A1203)、树脂、以及矿物胶形成。在本发明的一个优选实施例中，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层为包括有斑脱土和高岭石的50/50的混合物的粘土涂层。在本发明的另一个优选实施例中，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层为玻璃涂层、更优选地为烧结玻璃涂层。
[0039]优选地，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层具有至少大致10微米的厚度。由于粘土对气体的微小的渗透性，在其中非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层为粘土涂层的实施例中，所述非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层更优选地具有至少大致50微米的，以及最优选地介于大致50微米至大致350微米之间的厚度。在其中非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层是由一种或多种更加不透气体的材料形成的实施例中，所述非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层可为更薄的，并且通常将优选地具有少于大致100微米的、以及更优选地大致20微米的厚度。在其中非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层为玻璃涂层的实施例中，所述非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层优选地具有低于200微米的厚度。可使用显微镜、扫描电子显微镜(scanning electron microscope:SEM)或者现有技术中已知的其它任何合适的测量方法测量所述非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层的厚度。
[0040]可通过现有技术中已知的任何合适的方法涂敷非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层以便覆盖并附着至可燃热源的大致整个背面，所述合适的方法包括但不限于，喷涂、气相沉积、浸溃、材料转移(例如，刷涂或胶接)、静电沉积或它们的任何组合。
[0041]例如，可以通过按照可燃热源的背面的大致的大小和形状预先形成屏障并将它涂敷至可燃热源的背面以覆盖并附着至可燃热源的大致整个背面而构成非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。替代地，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层可在它被涂敷至可燃热源的背面之后被形成、钻孔或用机器加工。
[0042]在一个优选实施例中，通过将一种或多种合适的涂层材料的溶液或悬浮液涂敷至可燃热源的背面而形成非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。例如，可以通过将可燃热源的背面浸溃于一种或多种合适的涂层材料的溶液或悬浮液中，或者通过将一种或多种合适的涂层材料的溶液或悬浮液刷涂或喷涂至或将一种或多种合适的涂层材料的粉或粉混合物静电沉积至可燃热源的背面，来将非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层涂敷至可燃热源的大致整个背面。优选地在静电沉积之前用水玻璃对可燃热源的背面进行预处理。更优选地，通过喷涂应用不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。
[0043]可以通过向可燃热源的背面单次涂敷一种或多种合适的涂层材料的溶液或悬浮液而形成非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。替代地，可以通过向可燃热源的背面多次涂敷一种或多种合适的涂层材料的溶液或悬浮液而形成非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。例如，可以通过向可燃热源的背面一次、两次、三次、四次、五次、六次、七次或八次相继地涂敷一种或多种合适的涂层材料的溶液或悬浮液而形成非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。
[0044]优选地，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层是通过向可燃热源的背面一次至十次涂敷一种或多种合适的涂层材料的溶液或悬浮液而形成的。
[0045]在将一种或多种涂层材料的溶液或悬浮液涂敷至可燃热源的背面之后，可以干燥可燃热源以形成非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。
[0046]在非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层是通过向可燃热源的背面多次涂敷一种或多种合适的涂层材料的溶液或悬浮液而形成的情况下，可燃热源可能需要在溶液或悬浮液的相继的涂敷之间被干燥。
[0047]替代地或除干燥之外地，在将一种或多种涂层材料的溶液或悬浮液涂敷至可燃热源的背面之后，可烧结可燃热源上的所述一种或多种涂层材料以便形成非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。在屏障涂层为玻璃或陶瓷涂层的情况下，对非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层的烧结是特别优选的。
[0048]优选地，在介于大致500°C至大致900°C之间的、以及更优选地在大致700°C的温
度下烧结非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层。
[0049]优选地，可燃热源为碳质热源。当在本文中使用时，术语“碳质”用于描述包括有碳的热源。
[0050]优选地，可燃热源为基于碳的热源。当在本文中使用时，术语“基于碳的”用于描述主要包括碳的热源，即具有占干重的至少50%的碳含量的热源。优选地，根据本发明的基于碳的可燃热源具有的碳含量占干重的至少大致60%、更优选地占干重的至少大致70%、最优选地占干重的至少大致80%。
[0051 ] 根据本发明的碳质可燃热源可由一种或多种合适的含碳材料形成。
[0052]若需要，可以将一种或多种粘结剂与所述一种或多种含碳材料相结合。优选地，所述一种或多种粘结剂为有机粘结剂。合适的已知的有机粘结剂包括但不限于，粘胶(例如，胍尔豆胶)、改性纤维素或纤维素衍生物(例如，甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟基丙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素)、面粉、淀粉、糖、菜油以及它们的组合。
[0053]在本发明的一个特别优选的实施例中，可燃热源由碳粉、改性纤维素、面粉以及糖的混合物形成。
[0054]代替一种或多种粘结剂或者除一种或多种粘结剂之外，根据本发明的可燃热源可包括一种或多种添加剂以便改进碳质可燃热源的属性。合适的添加剂包括但不限于，促进可燃热源的固结的添加剂(例如，烧结助剂)、促进可燃热源的点燃的添加剂(例如，比如高氯酸盐、氯酸盐、硝酸盐、过氧化物、高锰酸盐、和/或锆的氧化剂)、促进可燃热源的燃烧的添加剂(例如，钾以及钾盐，比如柠檬酸钾)以及促进由可燃热源的燃烧而生成的一种或多种气体的分解的添加剂(例如催化剂，比如CuO、Fe2O3^以及Al2O3X
[0055]可在将非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层涂敷至可燃热源的背面之前或之后将此类添加剂包含于可燃热源中。
[0056]在一个特别优选的实施例中，可燃热源为包括有碳和至少一种点火助剂的圆柱形可燃热源，所述圆柱形可燃热源具有上游端面和相反的下游端面，其中将圆柱形可燃热源的在上游端面和下游端面之间的至少部分包裹于阻燃包装材料中并且当圆柱形可燃热源的上游端面被点燃时，圆柱形可燃热源的下游端面的温度上升至第一温度，并且在圆柱形可燃热源的随后的燃烧期间，圆柱形可燃热源的下游端面保持比所述第一温度低的第二温度。当在本文中使用时，术语“点火助剂”用于指在可燃热源被点燃期间释放能量和氧中的一者或两者的材料，其中所述材料释放能量和氧中的一者或两者的速度不被周围的氧扩散所限制。换句话说，所述材料在可燃热源被点燃期间释放能量和氧中的一者或两者的速度很大程度上独立于周围氧可以到达材料的速度。当在本文中使用时，术语“点火助剂”还用于描述在可燃热源被点燃期间释放能量的基本金属，其中所述基本金属的点燃温度在大致500°C以下并且所述基本金属的燃烧热为至少大致5KJ/g。
[0057]当在本文中使用时，术语“点火助剂”不包括羧酸的碱金属盐(比如，碱金属柠檬酸盐、碱金属醋酸盐以及碱金属琥珀酸盐)、碱金属齒盐(例如碱金属氯盐)、碱金属碳酸盐或碱金属磷酸盐，它们被认为会改变碳的燃烧。
[0058]在使用中，由至少一种点火助剂在可燃热源被点燃期间所进行的对能量和氧中的一者或两者的释放引起可燃热 源在其被点燃时的温度的快速升高。这反映于可燃热源的温度的增加。在根据本发明的发烟制品中使用时，这有利地确保了能够将充分的热量从可燃热源传递至发烟制品的气雾剂形成基材并因此有助于在其早期抽吸期间产生可接受的气雾剂。
[0059]合适的氧化剂的实例包括，但不限于:硝酸盐，例如，如硝酸钾、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锂、硝酸铝以及硝酸铁；亚硝酸盐；其它有机的及无机的硝基化合物；氯酸盐，例如，如氯酸钠和氯酸钾；高氯酸盐，例如，如高氯酸钠；亚氯酸盐；溴酸盐，例如，如溴酸钠和溴酸钾；过溴酸盐；亚溴酸盐；硼酸盐，例如，如硼酸钠和硼酸钾；高铁酸盐，例如，如高铁酸钡；亚铁酸盐；锰酸盐，例如，如锰酸钾；高锰酸盐，例如，如高锰酸钾；有机过氧化合物，例如，如过氧化苯甲酰和过氧化丙酮；无机过氧化合物，例如，如过氧化氢、过氧化锶、过氧化镁、过氧化韩、过氧化钡、过氧化锌和过氧化锂；超氧化物，例如，如超氧化钾和超氧化钠；碳酸盐；碘酸盐；高碘酸盐；亚碘酸盐；硫酸盐；亚硫酸盐；其它亚砜；磷酸盐；次膦酸盐(phospinate);亚磷酸盐；以及次亚磷酸盐(phosphanite)。
[0060]尽管有利地改进了可燃热源的点燃和燃烧属性，但是包含点火和燃烧添加剂可能在发烟制品的使用期间引起不符合需要的分解和反应产物。例如，在可燃热源中为协助其点燃而包含的硝酸盐的分解可能引起氧化氮的形成。设置于可燃热源的背面上的非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层有利地防止或抑制了此类分解和反应产物在发烟制品的使用期间进入通过发烟制品所抽吸的空气。[0061]另外地，为了协助点燃而包含的比如硝酸盐或其它添加剂的氧化剂可能在可燃热源被点燃期间在可燃热源中引起热气体和高温的产生。通过充当针对热气体的屏障和散热器，设置于可燃热源的背面上的非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层有利地限制了气雾剂形成基材所暴露至的温度，并因此有助于避免气雾剂形成基材在可燃热源被点燃期间的热分解或燃烧。
[0062]为了形成根据本发明的碳质可燃热源，优选地使一种或多种含碳材料与一种或多种粘结剂和其它添加剂(如果包含的话)混合并预先形成所需的形状。可使用任何合适的已知的陶瓷成型方法将一种或多种含碳材料、一种或多种粘结剂和其它添加剂的混合物预先形成所需的形状，所述任何合适的已知的陶瓷成型方法比如为，例如，流铸、挤压成型、注射成型以及模具压实。优选地，通过挤压成型将所述混合物预先形成所需的形状。
[0063]优选地，将一种或多种含碳材料、一种或多种粘结剂和其它添加剂的混合物预先形成伸长的杆。然而，应当理解的是，可将一种或多种含碳材料、一种或多种粘结剂和其它添加剂的混合物预先形成其它所需的形状。
[0064]在形成之后，所述伸长的杆或其它所需的形状优选地被干燥以减少它的水分含量并且接着在无氧化气氛中于一定温度条件下被热解，所述温度足以使所述一种或多种粘结齐IJ(在存在的情况下)碳化并基本消除伸长的杆或其它形状中的任何挥发物。优选地，使伸长的杆或其它所需的形状在氮气氛中于大致700°c至大致900°C的温度条件下热解。
[0065]在一个实施例中，通过将至少一种金属硝酸盐前体包含于所述一种或多种含碳材料、一种或多种粘结剂和其它添加剂的混合物中而将至少一种金属硝酸盐包含于可燃热源中。随后接着通过使用硝酸的水溶液处理所热解的预先形成的圆柱形杆或其它形状而就地将所述至少一种金属硝酸盐前体转化为至少一种金属硝酸盐。在一个实施例中，可燃热源包括至少一种金属硝酸盐，所述至少一种金属硝酸盐具有小于大致600°C、更优选地小于大致400°C的热分解温度。优选地，所述至少一种金属硝酸盐具有大致150°C至大致600°C、更优选地大致200 °C至大致400 °C的分解温度。
[0066]在本发明的优选实施例中，将可燃热源暴露至传统的黄焰打火机或其它点火工具能致使至少一种金属硝酸盐分解并释放氧和能量。这种分解引起可燃热源的温度的最初的快速升高并且还有助于可燃热源的点燃。在所述至少一种金属硝酸盐分解之后，可燃热源优选地继续以较低的温度燃烧。
[0067]包含至少一种金属硝酸盐有利地使得在内部开始可燃热源的点燃，而不只是在它的表面上的位置处。优选地，所述至少一种金属硝酸盐遍布整个可燃热源基本均匀地分布。优选地，所述至少一种金属硝酸盐在可燃热源中所占的量为可燃热源的干重的大致20%至干重的大致50%。
[0068]在本发明的另一个实施例中，可燃热源包括至少一种过氧化物或超氧化物，其在小于大致600°C的温度、更优选地在小于大致400°C的温度有效地释放氧。
[0069]优选地，所述至少一种过氧化物或超氧化物在大致150°C至大致600°C的温度、更优选地在大致200°C至大致400°C的温度、最优选地在大致350°C的温度有效地释放氧。
[0070]在使用中，将可燃热源暴露至传统的黄焰打火机或其它点火工具能致使所述至少一种过氧化物或超氧化物分解并释放氧。这引起可燃热源的温度的最初的快速升高并且还有助于可燃热源的点燃。在所述至少一种过氧化物或超氧化物分解之后，可燃热源优选地继续以较低的温度燃烧。
[0071]包含至少一种过氧化物或超氧化物有利地使得在内部开始可燃热源的点燃，而不只是在它的表面上的位置处。优选地，所述至少一种过氧化物或超氧化物遍布整个可燃热源基本均匀地分布。
[0072]可燃热源优选地具有大致20%至大致80%的、更优选地大致20%至大致60%的孔隙度。在可燃热源包括至少一种金属硝酸盐的情况下，这有利地使得在所述至少一种金属硝酸盐分解且燃烧继续进行时氧能够以足以维持燃烧的速度扩散到大部分可燃热源中。甚至更优选地，当通过例如水银孔隙度测量法和氦测比重术测量时，可燃热源具有大致50%至大致70%的、更优选地大致50%至大致60%的孔隙度。所需的孔隙度可使用传统的方法和技术在根据本发明的可燃热源的生产期间容易地获得。
[0073]有利地，根据本发明的碳质可燃热源具有大致0.6g/cm3至大致lg/cm3的表观密度。
[0074]优选地，可燃热源具有介于大致300mg至大致500mg之间、更优选地介于大致400mg至大致450mg之间的质量。
[0075]优选地,可燃热源具有介于大致7mm至大致17mm之间、更优选地介于大致Ilmm至大致15mm之间、最优选地大致Ilmm的长度。
[0076]当在本文中使用时，术语“长度”指在可燃热源的纵向方向中的尺寸。
[0077]优选地,可燃热源具有介于大致5mm至大致9mm之间、更优选地介于大致7mm至大致8mm之间的直径。
[0078]优选地，可燃热源具有基本均匀的直径。然而，可以替代地使可燃热源成锥形以使得可燃热源的后方部分的直径大于其前方部分的直径。特别优选地是可燃热源为大致圆柱形。可燃热源可为，例如具有大致圆形横截面的圆柱体或锥形圆柱体或者具有大致椭圆形横截面的圆柱体或锥形圆柱体。
[0079]可燃热源包括至少一个气流通道，所述至少一个气流通道优选地穿过可燃热源的内部部分并且沿可燃热源的整个长度延伸。替代地或另外地，可燃热源可包括沿可燃热源的外围延伸的至少一个气流通道。根据本发明的一个优选实施例的可燃热源包括一个、两个或三个气流通道。最优选地，穿过根据本发明的可燃热源设置单一的气流通道。在本发明的特别优选的实施例中，可燃热源包括单一的基本对中的或轴向的气流通道。所述单一的气流通道的直径优选地介于大致1.5_至大致3_之间。覆盖可燃热源的大致整个背面的非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层容许通过可燃热源的气流通道中的至少一个从发烟制品的上游端面抽吸气体。
[0080]可燃热源的至少一个气流通道的内表面可部分地或全部地被涂覆以第二屏障涂层。优选地，第二屏障涂层覆盖可燃热源的所有的气流通道的大致整个内表面。
[0081]优选地，第二屏障涂层包括耐气体的一层固体颗粒物质。更优选地，第二屏障涂层为至少基本不透空气的。有利地，耐气体的第二屏障涂层具有较低的导热率。
[0082]第二屏障涂层可由在可燃热源在被点燃和燃烧期间所达到的温度下基本热稳定的且不可燃烧的一种或多种合适的材料形成。合适的材料在现有技术中为已知的并且包括，但不限于，例如，粘土 ；金属氧化物，比如氧化铁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、硅铝、氧化锆以及二氧化铈；沸石；磷酸锆；以及其它陶瓷材料或其组合。可形成第二屏障涂层的优选的涂层材料包括粘土、玻璃、铝、氧化铁及其组合。若需要，则可将催化成分(比如，促进一氧化碳氧化至二氧化碳的氧化的成分)包含于第二屏障涂层中。合适的催化成分包括，但不限于，例如，钼、钯、过渡金属以及它们的氧化物。
[0083]第二屏障涂层可由与不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层相同或不同的一种材料或多种材料形成。
[0084]优选地，第二屏障涂层具有的厚度介于大致30微米至大致200微米之间、更优选地介于大致30微米至大致100微米之间。
[0085]可以通过任何合适的方法(比如在US-A-5，040, 551中所描述的方法)将第二屏障涂层涂敷至可燃热源的所述至少一个气流通道的内表面。例如，可使用第二屏障涂层的溶液或悬浮液喷涂、润湿或涂抹每个气流通道的内表面。替代地，可以通过将衬管插入一个或多个气流通道中来设置第二屏障涂层。例如，可将耐气体的中空管插入每个气流通道中。
[0086]在一个优选实施例中，当挤压可燃热源时，通过在W0-A2-2009/074870中所描述的流程将第二屏障涂层涂敷至可燃热源的所述至少一个气流通道的内表面。
[0087]可选择地，可燃热源可包括沿可燃热源的部分或全部外围延伸的一个或多个、优选地多达并包括六个纵向沟槽。若需要，则可燃热源可包括至少一个气流通道以及一个或多个纵向沟槽。
[0088]具有设置于可燃热源的大致整个背面上的非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层的根据本发明的有相反的正面和背面的可燃热源特别地适合在W0-A-2009/022232中所公开的类型的发烟制品中使用。然而，应当理解的是，根据本发明的可燃热源还可在具有不同构造和成分的发烟制品中使用。
[0089]优选地，可燃热源和气雾剂形成基材互相抵接。
[0090]优选地，根据本发明的发烟制品进一步包括围绕并接触可燃热源的后方部分和气雾剂形成基材的相邻前方部分的导热元件。所述导热元件为优选地阻燃的且限氧的。
[0091]用于在本发明中使用的合适的导热元件包括，但不限于:金属箔包装材料比如，例如铝箔包装材料、钢包装材料、铁箔包装材料和铜箔包装材料；以及金属合金箔包装材料。
[0092]优选地，可燃热源的被导热元件所包围的后方部分的长度介于大致2mm至大致8mm之间、更优选地长度介于大致3mm至大致5mm之间。
[0093]优选地，可燃热源的未被导热元件所包围的前方部分的长度介于大致5_至大致15mm之间、更优选地长度介于大致6mm至大致8mm之间。
[0094]优选地,气雾剂形成基材超过导热元件向下游延伸至少大致3mm。
[0095]优选地，气雾剂形成基材具有介于大致5mm至大致20mm之间的、更优选地介于大致8_至大致12_之间的长度。优选地，气雾剂形成基材的被导热元件所包围的前方部分的长度介于大致2mm至大致IOmm之间、更优选地长度介于大致3mm至大致8mm之间、最优选地长度介于大致4_至大致6_之间。优选地，气雾剂形成基材的未被导热元件所包围的后方部分的长度介于大致3mm至大致IOmm之间。换句话说,气雾剂形成基材优选地超过导热元件向下游延伸大致3mm至大致10mm。更优选地，气雾剂形成基材超过导热元件向下游延伸至少大致4mm。
[0096]优选地，根据本发明的发烟制品的气雾剂形成基材包括至少一种气雾剂形成物和能够响应于加热而释放挥发性化合物的材料。由根据本发明的发烟制品的气雾剂形成基材所生成的气雾剂可为可见的或不可见的并且可包括蒸气(例如，处于气态的物质的细颗粒，而所述物质的细颗粒在室温下通常为液体或固体)和气体以及冷凝的蒸气的液滴。
[0097]所述至少一种气雾剂形成物可为任何合适的已知的化合物或化合物的混合物，其在使用中便于密而稳定的气雾剂的形成并且在发烟制品的操作温度下基本抗热降解。合适的气雾剂形成物在现有技术中为众所周知的且包括，例如，多元醇，多元醇的酯，比如单乙酸甘油酯、双乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯，以及一元羧酸、二羧酸、聚羧酸的脂族酯，比如十二烷二羧酸二甲酯和十四烯二酸二甲酯。用于在根据本发明的发烟制品中使用的优选的气雾剂形成物为多元醇或它们的混合物，例如三甘醇、1，3-丁二醇以及，最优选地，甘油。
[0098]优选地，所述能够响应于加热而释放挥发性化合物的材料为一定量的基于植物的材料、更优选地为一定量的均质的基于植物的材料。例如，气雾剂形成基材可包括从植物衍生的一种或多种材料，所述植物包括，但不限于，烟草；茶，例如绿茶；薄荷；月桂；桉树；罗勒；鼠尾草；马鞭草；以及龙蒿。基于植物的材料可包括添加剂，所述添加剂包括，但不限于，保湿剂、香味剂、粘结剂和其混合物。优选地，基于植物的材料基本由烟草材料组成、最优选地由均质的烟草材料组成。
[0099]根据本发明的发烟制品优选地进一步包括在气雾剂形成基材的下游的膨胀室。包含膨胀室有利地容许通过从可燃热源向气雾剂形成基材所进行的热量传递对所生成的气雾剂进一步冷却。膨胀室还有利地容许通过适当选择膨胀室的长度来将根据本发明的发烟制品的总长度调整至期望值，例如，调整至与传统香烟的长度类似的长度。优选地，膨胀室为伸长的中空管。
[0100]根据本发明的发烟制品还可进一步包括嘴件，其在气雾剂形成基材的下游，以及膨胀室(在存在的情况下)的下游。所述嘴件例如可包括由醋酸纤维素、纸或其它合适的已知的过滤材料所构成的过滤嘴。优选地，嘴件具有较低的过滤效率、更优选地具有非常低的过滤效率。替代地或另外地，嘴件可包括一个或多个段，其包括吸收剂、吸附剂、香味剂、以及在传统香烟的过滤嘴中使用的其它气雾剂调节剂和添加剂，或者它们的组合。
[0101 ] 可使用已知的方法和机器组装根据本发明的发烟制品。
【专利附图】

【附图说明】
[0102]将参考附图仅以举例方式进一步描述本发明，其中:
[0103]图1示出根据本发明的一个优选实施例的发烟制品的纵向剖视示意图；以及
[0104]图2示出根据本发明的第一实施例的发烟制品的气雾剂形成基材在发烟制品的可燃热源的燃烧期间的温度的曲线图。
【具体实施方式】
[0105]图1中所示的发烟制品2包括处于邻接同轴对准关系的根据本发明的碳质可燃热源4、气雾剂形成基材6、伸长的膨胀室8以及嘴件10。碳质可燃热源4、气雾剂形成基材6、伸长的膨胀室8以及嘴件10被包裹于低透气性的卷烟纸12的外部包装材料中。
[0106]如图1中所示，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层14设置于碳质可燃热源4的大致整个背面上。
[0107]碳质可燃热源4包括中心气流通道16，其穿过碳质可燃热源4和非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层14纵向地延伸。耐气体的、耐热的第二屏障涂层(未示出)设置于中心气流通道16的内表面上。
[0108]气雾剂形成基材6紧接碳质可燃热源4的下游并包括由烟草材料18构成的圆柱形栓棒，其包括作为气雾剂形成物的甘油且被过滤嘴栓棒包装材料20包绕。
[0109]由铝箔管所构成的导热元件22包围并接触碳质可燃热源4的后方部分4b和气雾剂形成基材6的邻接前方部分6a。如图1中所示，气雾剂形成基材6的后方部分未被导热元件22包围。
[0110]伸长的膨胀室8位于气雾剂形成基材6的下游并且包括硬纸板构成的圆柱形的端部敞开的管24。发烟制品2的嘴件10位于膨胀室8的下游并且包括被过滤嘴栓棒包装材料28包绕的、具有非常低的过滤效率的由醋酸纤维素丝束所构成的圆柱形栓棒26。可由接装纸(未示出)包绕嘴件10。
[0111]在使用中，消费者点燃碳质可燃热源4并且接着通过中心气流通道16向下游朝向嘴件10抽吸空气。主要通过经由碳质可燃热源4的邻接的非燃烧后方部分4b和导热元件22传导而加热气雾剂形成基材6的前方部分6a。所抽吸的空气在其穿过碳质可燃热源4的中心气流通道16时被加热并且随后通过对流而加热气雾剂形成基材6。对气雾剂形成基材6的加热将挥发性的和半挥发性的化合物以及甘油从气雾剂形成基材18释放，所述化合物和甘油在被加热过的所抽吸的空气流经气雾剂形成基材18时被携带于其中。加热过的空气和携带的化合物向下游穿过膨胀室8、冷却并冷凝以形成气雾剂，所述气雾剂通过嘴件10进入消费者的口中(以大致环境温度)。
[0112]为了组装发烟制品2，将一件矩形的导热元件22胶接至卷烟纸12。将碳质可燃热源4、气雾剂形成基材6的栓棒以及膨胀室8适当地对准并放置于具有附接的导热元件22的卷烟纸12上。具有附接的导热元件22的卷烟纸12被包裹在碳质可燃热源4的后方部分4b、气雾剂形成基材6和膨胀室8周围并被胶接。使用已知的过滤嘴结合技术将嘴件10附接至膨胀室的敞开端。
[0113]使用根据以下的实例I至6所生产的碳质可燃热源来组装图1中所示的、具有表I中所示的尺寸的根据本发明的优选实施例的发烟制品。
[0114]实例1-可燃热源的制备
[0115]可如W02009/074870A2或所属领域的普通技术人员所知的任何其它现有技术中所描述的来制备根据本发明的圆柱形的碳质可燃热源。优选地通过具有中心模孔的模具挤压如W02009/074870A2中所描述的含水浆料以制成可燃热源，所述中心模孔具有圆形横截面。优选地，所述模孔具有8.7mm的直径以便形成圆柱形杆，所述圆柱形杆优选地具有大致20cm至大致22cm的长度以及大致9.1mm至大致9.2mm的直径。可以通过对中地安装于模孔中的心轴在圆柱形杆中形成单一的纵向气流通道。所述心轴优选地具有外径大致为2mm或大致为3.5mm的圆形横截面。替代地，可以使用以普通角度安装于模孔中的三个心轴在圆柱形杆中形成三个气流通道，所述三个心轴具有外径大致为2mm的圆形横截面。在圆柱形杆的挤压期间，可以通过进给通道泵送基于粘土的涂层浆料(使用比如天然生粘土等粘土构成)以在一个气流通道或多个气流通道的内表面上形成大致150微米至大致300微米的较薄的第二屏障涂层，所述进给通道通过一个心轴或多个心轴的中心延伸。圆柱形杆可在大致20°C至大致25V的温度、大致40%至大致50%的相对湿度的条件下被干燥大致12小时至大致72小时并且接着在大致750°C的氮气氛中被热解大致240分钟。在热解之后，可以使用磨床将圆柱形杆切割并成形为限定直径以形成各个碳质可燃热源。所述杆在切割和成形之后优选地具有大致Ilmm的长度、大致7.8mm的直径以及大致400mg的干质量。各个碳质可燃热源随后可在大致130°C的条件下被干燥大致I小时。
[0116]
【权利要求】
1.一种发烟制品(2)，其包括: 可燃热源(4)，所述可燃热源具有相反的正面和背面以及从可燃热源(4)的正面延伸至背面的至少一个气流通道(16);以及 气雾剂形成基材(6)，所述气雾剂形成基材包括在可燃热源(4)的下游的至少一种气雾剂形成物， 其特征在于，非金属的、不可燃烧的、耐气体的第一屏障涂层(14)设置于可燃热源(4)的大致整个背面上，并且容许通过所述至少一个气流通道(16)抽吸气体。
2.根据权利要求1所述的发烟制品(2)，其特征在于，所述第一屏障涂层(14)具有至少大致10微米的厚度。
3.根据权利要求2所述的发烟制品(2)，其特征在于，所述第一屏障涂层(14)为基本不透空气的。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的发烟制品(2)，其特征在于，所述第一屏障涂层包括粘土、玻璃、或氧化铝。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的发烟制品(2)，其特征在于，所述可燃热源(4)为碳质热源。
6.根据任一前述权利要求所述的发烟制品(2)，其特征在于，所述可燃热源(4)包括点火助剂。
7.根据权利要求6所述的发烟制品(2)，其特征在于，所述点火助剂为氧化剂。
8.根据任一前述权利要求所述的发烟制品(2)，其特征在于，耐气体的、耐热的第二屏障涂层设置于所述至少一个气流通道(16)的内表面上。
9.根据任一前述权利要求所述的发烟制品(2)，其特征在于，所述第二屏障涂层为基本不透空气的。
10.根据任一前述权利要求所述的发烟制品(2)，其特征在于，所述气雾剂形成基材(6)包括均质的基于烟草的材料。
11.根据任一前述权利要求所述的发烟制品(2)，进一步包括: 围绕并接触可燃热源(4)的后方部分(4b)以及气雾剂形成基材(6)的相邻前方部分(6a)的导热元件(22)。
12.根据任一前述权利要求所述的发烟制品(2)，进一步包括: 在气雾剂形成基材(6)的下游的膨胀室(8)。
13.根据权利要求10所述的发烟制品(2)，进一步包括: 在膨胀室(8)的下游的嘴件(10)。
14.一种用于在根据任一前述权利要求所述的发烟制品(2)中使用的具有相反的正面和背面的可燃热源(4)，所述可燃热源(4)包括: 从可燃热源(4)的正面延伸至背面的至少一个气流通道(16)以及 容许通过所述至少一个气流通道(16)抽吸气体的、在可燃热源(4)的大致整个背面上的、非金属的、不可燃烧的、耐气体的屏障涂层(14)。
【文档编号】A24F47/00GK103889254SQ201280051920
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年11月14日 优先权日:2011年11月15日
【发明者】S·斯托尔茨, Y·德古莫伊斯, F·拉旺希 申请人:菲利普莫里斯生产公司