Курительное изделие, содержащее двойные теплопроводящие элементы
Изобретение относится к курительному изделию, содержащему источник тепла, аэрозоль-образующий субстрат после источника тепла и двойные теплопроводящие элементы, обеспеченные вокруг курительного изделия. Курительное изделие содержит источник тепла; аэрозоль-образующий субстрат, расположенный после источника тепла; первый теплопроводящий элемент вокруг и в контакте с задней частью источника тепла и смежной передней частью аэрозоль-образующего субстрата и второй теплопроводящий элемент вокруг по меньшей мере части первого теплопроводящего элемента, причем по меньшей мере часть второго теплопроводящего элемента радиально отделена от первого теплопроводящего элемента. Техническими результатами изобретения являются обеспечение улучшенных характеристик курения и улучшенный контроль кондукционного нагрева аэрозоль-образующего субстрата для облегчения поддержания температуры субстрата во время курения. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение касается курительного изделия, содержащего источник тепла, аэрозоль-образующий субстрат после источника тепла и двойные теплопроводящие элементы, обеспеченные вокруг курительного изделия.
Целый ряд курительных изделий, в которых табак нагревают, а не сжигают, предложен в данной области. Одна из задач таких “нагреваемых” курительных изделий состоит в уменьшении известных вредных компонентов дыма, типа тех, что образуются при горении и пиролитическом разложении табака в обычных сигаретах. В одном известном типе нагреваемого курительного изделия аэрозоль образуется в результате передачи тепла от горючего источника тепла аэрозоль-образующему субстрату, расположенному после горючего источника тепла. Во время курения летучие соединения высвобождаются из аэрозоль-образующего субстрата в результате передачи тепла от горючего источника тепла и вовлекаются в воздух, втягиваемый через курительное изделие. Поскольку высвобождающиеся соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхается потребителем. Как правило, воздух протягивается в таких известных нагреваемых курительных изделиях через один или более воздушно-струйных каналов, проходящих сквозь горючий источник тепла, и передача тепла от горючего источника тепла аэрозоль-образующему субстрату осуществляется путем конвекции и теплопроводности.
Например, WO-A2-2009/022232 описывает курительное изделие, содержащее горючий источник тепла, аэрозоль-образующий субстрат, находящийся после горючего источника тепла, и теплопроводящий элемент вокруг и в контакте с задней частью горючего источника тепла и смежной передней частью аэрозоль-образующего субстрата.
Теплопроводящий элемент в курительном изделии по WO-A-2009/022232 передает тепло, выделяющееся во время горения источника тепла, аэрозоль-образующему субстрату посредством теплопроводности. Тепловая утечка, вызываемая кондуктивной теплопередачей, существенно понижает температуру задней части горючего источника тепла, так что температура задней части сохраняется значительно ниже, чем ее температура самововозгорания.
В курительных изделиях, в которых нагревается табак, температура, достигаемая в аэрозоль-образующем субстрате, оказывает значительное воздействие на способность выделять приемлемый с точки зрения вкусовой ощущаемости аэрозоль. Как правило, желательно поддерживать температуру аэрозоль-образующего субстрата в пределах определенного диапазона, чтобы оптимизировать доставку аэрозоля потребителю. В некоторых случаях потери тепла за счет лучистого теплообмена наружной поверхности теплопроводящего элемента могут заставлять температуру горючего источника тепла и аэрозоль-образующего субстрата понижаться за пределы желаемого диапазона, тем самым влияя на эффективность функционирования курительного изделия. Если температура аэрозоль-образующего субстрата падает слишком низко, например, это может неблагоприятно повлиять на консистенцию и количество аэрозоля, поставляемого the потребителю.
В некоторых нагреваемых курительных изделиях обеспечивается конвекционная теплопередача от горючего источника тепла аэрозоль-образующему субстрату в дополнение к кондуктивной теплопередаче. Например, в некоторых известных курительных изделиях обеспечен, по меньшей мере, один продольный воздушно-струйный канал через горючий источник тепла для обеспечения конвекционного нагрева аэрозоль-образующего субстрата. В таких курительные изделиях аэрозоль-образующий субстрат нагревается сочетанием кондукционного и конвекционного нагрева.
В других нагреваемых курительных изделиях может быть предпочтительно обеспечить горючий источник тепла без воздушно-струйных каналов, продолжающихся через источник тепла. В таких курительных изделиях возможен ограниченный конвекционный нагрев аэрозоль-образующего субстрата, и нагрев аэрозоль-образующего субстрата главным образом достигается кондуктивной теплопередачей от теплопроводящего элемента. Когда аэрозоль-образующий субстрат нагревается главным образом кондуктивной теплопередачей, температура аэрозоль-образующего субстрата может стать более чувствительной к изменениям в температуре теплопроводящего элемента. Это означает, что любое охлаждение теплопроводящего элемента из-за потери тепла за счет лучистого теплообмена может оказывать большее влияние на образование аэрозоля, чем в курительных изделиях, где конвекционный нагрев аэрозоль-образующего субстрата также доступен.
Было бы желательно предложить нагреваемое курительное изделие, содержащее источник тепла и аэрозоль-образующий субстрат после источника тепла, которое обеспечит улучшенную характеристику курения. В частности было бы желательно предложить нагреваемое курительное изделие, в котором будет улучшенный контроль кондукционного нагрева аэрозоль-образующего субстрата для облегчения поддержания температуры аэрозоль-образующего субстрата во время курения.
Согласно настоящему изобретению предложено курительное изделие, содержащее: источник тепла; аэрозоль-образующий субстрат после источника тепла; первый теплопроводящий элемент вокруг и в прямом контакте с задней частью источника тепла и смежной передней частью аэрозоль-образующего субстрата; и второй теплопроводящий элемент вокруг, по меньшей мере, части, первого теплопроводящего элемента. По меньшей мере, часть второго теплопроводящего элемента радиально отделена от первого теплопроводящего элемента.
Как используются здесь, термины «передний», «перед» (или «до»), а также «задний» и «после» описывают относительные положения компонентов или частей компонентов курительных изделий по изобретению относительно направления, в котором втягивается дым во время употребления курительного изделия.
Курительные изделия по изобретению включают мундштучный конец и противоположный дистальный конец. При употреблении потребитель затягивается с мундштучного конца курительного изделия. Соответственно мундштучный конец является «задним» концом, т.е. находится после дистального конца, который является «передним» концом при употреблении курительного изделия. Источник тепла расположен на дистальном конце или возле него.
Задняя часть источника тепла является частью, которая ограничена и находится в прямом контакте с первым теплопроводящим элементом. Передняя часть аэрозоль-образующего субстрата является частью, которая ограничена и находится в прямом контакте с первым теплопроводящим элемент.
Как используется здесь, термин “длина” применяется для описания размера в продольном направлении курительного изделия.
Как используется здесь, термин "в прямом контакте" применяется для обозначения контакта между двумя компонентами без промежуточного соединительного материала, такого, что поверхности компонентов касаются друг друга.
Как используется здесь, термин "радиально разделенный" применяется для указания того, что, по меньшей мере, часть второго теплопроводящего элемента расположена независимо от нижележащего первого теплопроводящего элемента в радиальном направлении, так что отсутствует непосредственный контакт между этой частью второго теплопроводящего элемента и первым теплопроводящим элементом.
Курительное изделие по настоящему изобретению включает второй теплопроводящий элемент, который перекрывает, по меньшей мере, часть первого теплопроводящего элемента. Существует радиальное разделение между первыми и вторыми теплопроводящими элементами в одном или более положениях в курительном изделии.
Предпочтительно, весь или, по существу, весь второй теплопроводящий элемент радиально отделен от первого теплопроводящего элемента, так что по существу отсутствует непосредственный контакт между первым и вторым теплопроводящими элементами для ограничения и подавления кондукционного переноса тепла от первого теплопроводящего элемента ко второму теплопроводящему элементу. Передача тепла от первого теплопроводящего элемента второму теплопроводящему элементу, таким образом, предпочтительно ограничена теплопередачей излучением. В результате, второй теплопроводящий элемент поддерживает более низкую температуру, чем первый теплопроводящий элемент. Потери за счет лучистого теплообмена внешних поверхностей курительного изделия являются сниженными по сравнению с курительным изделием, которое не имеет второго теплопроводящего элемента вокруг, по меньшей мере, части первого теплопроводящего элемента.
Второй теплопроводящий элемент успешно снижает потери тепла от первого теплопроводящего элемента. Второй теплопроводящий элемент формуют из теплопроводящего материала, температура которого повышается во время курения курительного изделия по мере того, как тепло вырабатывается источником тепла. Повышенная температура второго теплопроводящего элемента снижает разность температур между первым теплопроводящим элементом и перекрывающим материалом, так что потеря тепла от первого теплопроводящего элемента может быть снижена.
Снижая потери тепла от первого теплопроводящего элемента, второй теплопроводящий элемент успешно способствует лучшему поддержанию температуры первого теплопроводящего элемента в пределах желаемого диапазона температур. Второй теплопроводящий элемент успешно помогает эффективнее использовать тепло от источника тепла для нагревания аэрозоль-образующего субстрата до желаемого диапазона температур. Дальнейшее преимущество состоит в том, что второй теплопроводящий элемент помогает поддерживать температуру аэрозоль-образующего субстрата на более высоком уровне. Второй теплопроводящий элемент в свою очередь улучшает образование аэрозоля из аэрозоль-образующего субстрата. Полезно, что второй теплопроводящий элемент увеличивает в целом доставку аэрозоля потребителю. В частности можно заметить, что доставка никотина может быть существенно улучшена добавлением второго теплопроводящего элемента.
Кроме того обнаружено, что второй теплопроводящий элемент успешно продляет продолжительность курения курительного изделия, так что возможно получение большего числа затяжек.
В предпочтительных вариантах выполнения второй теплопроводящий элемент проводит тепло вдоль курительного изделия от источника тепла так же, как и первый теплопроводящий элемент. Поэтому второй теплопроводящий элемент может в таких вариантах выполнения также повышать эффективность проведения тепла от источника тепла к аэрозоль-образующему субстрату и, следовательно, нагрева аэрозоль-образующего субстрата.
Улучшение кондуктивной теплопередачи, достигаемое через включение второго теплопроводящего элемента, в особенности целесообразно для курительных изделий, в которых существует минимальная конвекционная теплопередача.
Радиальное разделение между первым и вторым теплопроводящими элементами предпочтительно достигается включением одного или более промежуточных слоев между первым и вторым теплопроводящими элементами. Один или более промежуточные слои могут быть обеспечены по всей той площади, по которой второй теплопроводящий элемент перекрывает первый теплопроводящий элемент. Альтернативно, один или более промежуточные слои могут быть обеспечены только на части или частях этой площади. Один или более промежуточных слоев могут в некоторых случаях продолжаться за пределы первого и второго теплопроводящих элементов, например, вдоль курительного изделия за пределы первого и второго теплопроводящих элементов в направлении вперед или назад относительно направления потока, т.е. по потоку или против потока, соответственно.
Предпочтительно, первый и второй теплопроводящие элементы радиально разделены одним или более слоями теплоизоляционного материала, такого как бумага. Например, в одном из предпочтительных вариантов выполнения изобретения первый теплопроводящий элемент покрыт бумажной оберткой, которая ограничивает курительное изделие вдоль, по меньшей мере, части его длины. Ограничивающая бумажная обертка успешно обеспечивает полное разделение первого и второго теплопроводящих элементов, так что отсутствует непосредственный контакт между поверхностями теплопроводящих элементов.
В особенности предпочтительно, первый и второй теплопроводящие элементы разделять внешней оберткой курительного изделия, которая ограничивает курительное изделие вдоль его длины. В таких вариантах выполнения внешнюю обертку обертывают вокруг курительного изделия поверх первого теплопроводящего элемента, и второй теплопроводящий элемент затем накладывают сверху, по меньшей мере, части внешней обертки. Следовательно, второй теплопроводящий элемент может быть обеспечен снаружи курительного изделия, так что второй теплопроводящий элемент виден на внешней поверхности курительного изделия. Альтернативно, дополнительная обертка может быть обеспечена поверх второго теплопроводящего элемента, чтобы обеспечить внешнюю поверхность курительного изделия. Дополнительная обертка может продолжаться вдоль всего курительного изделия или только его части.
Размещение второго теплопроводящего элемента поверх внешней обертки обеспечивает дополнительные преимущества относительно внешнего вида курительных изделий по изобретению и, в частности, внешнего вида курительного изделия во время и после курения. В определенных случаях наблюдается некоторое обесцвечивание внешней обертки в области источника тепла, когда обертка подвергается нагреву от источника тепла. Внешняя обертка может вдобавок покрываться пятнами в результате миграции образователя аэрозоля из аэрозоль-образующего субстрата во внешнюю обертку. В курительных изделиях по изобретению второй теплопроводящий элемент может быть размещен поверх, по меньшей мере, части источника тепла и смежной части аэрозоль-образующего субстрата, так что обесцвечивание или окрашивание скрыты и больше не видны. Таким образом, начальный внешний вид курительного изделия может быть сохранен во время курения.
Альтернативно или дополнительно к промежуточному слою материала между первым и вторым теплопроводящими элементами, по меньшей мере, часть первого и второго теплопроводящих элементов может быть радиально разделена воздушным промежутком. Воздушный промежуток может быть обеспечен включением одного или более разделительных элементов между первым теплопроводящим элементом и вторым теплопроводящим элементом для поддержания указанного отделения друг от друга. Это может быть достигнуто, например, посредством перфорирования или гофрирования второго теплопроводящего элемента. В таких вариантах выполнения выпуклые части второго теплопроводящего элемента могут быть в контакте с первым теплопроводящим элементом, тогда как невыпуклые части отделены от первого теплопроводящего элемента воздушным промежутком, или наоборот. Альтернативно, один или более отдельных разделительных элементов может быть обеспечено между теплопроводящими элементами.
Предпочтительно, первый и второй теплопроводящие элементы радиально отделены друг от друга, по меньшей мере, на 50 микрон, более предпочтительно, по меньшей мере, на 75 микрон и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 100 микрон. Когда один или более промежуточных слоев обеспечено между теплопроводящими элементами, как описано выше, радиальное разделение теплопроводящих элементов будет определяться толщиной одного или более промежуточных слоев.
Как описано выше, первый теплопроводящий элемент курительных изделий по изобретению находится в контакте с задней частью источника тепла и смежной передней частью аэрозоль-образующего субстрата. В вариантах выполнения с горючим источником тепла теплопроводящий элемент предпочтительно является устойчивым к горению и задерживающим кислород.
В особенно предпочтительных вариантах выполнения изобретения первый теплопроводящий элемент образует непрерывную трубчатую оболочку, которая строго ограничивает заднюю часть источника тепла и переднюю часть аэрозоль-образующего субстрата.
Предпочтительно, первый теплопроводящий элемент обеспечивает, по существу, воздухонепроницаемую связь между источником тепла и аэрозоль-образующим субстратом. Это успешно препятствует немедленному втягиванию газообразных продуктов горения от источника тепла в аэрозоль-образующий субстрат через его периферическую поверхность. Такая связь также позволяет свести к минимуму или по существу избежать конвекционной теплопередачи от источника тепла к аэрозоль-образующему субстрату горячим воздухом, воздух, протягиваемым вдоль периферической поверхности.
Первый теплопроводящий элемент может быть образован из любого подходящего термостойкого материала или комбинации материалов с соответствующей теплопроводностью. Предпочтительно первый теплопроводящий элемент образуют из материала, имеющего объемную теплопроводность приблизительно между 10 Вт на метр на Кельвин (Вт/(м⋅К)) и 500 Вт на метр на Кельвин (Вт/(м⋅К)), более предпочтительно приблизительно между 15 Вт/м⋅К и 400 Вт/м⋅К, при 23°C и относительной влажности 50%, измеренной с применением модифицированного нестационарного метода плоского источника (MTPS).
Подходящие первые теплопроводящие элементы для курительных изделий по изобретению включают, но не в порядке ограничения: обертки из металлической фольги, такие как, например, обертки из алюминиевой фольги, обертки из стали, обертки из железной фольги и обертки из медной фольги; и обертки из фольги на основе металлических сплавов.
Предпочтительно толщина первого теплопроводящего элемента составляет приблизительно между 5 микронами и 50 микронами, более предпочтительно приблизительно между 10 микронами и 30 микронами и наиболее предпочтительно около 20 микрон. В особенно предпочтительных вариантах выполнения изобретения первый теплопроводящий элемент образован из алюминиевой фольги, имеющей толщину около 20 микрон.
Предпочтительно, задняя часть источника тепла, окруженного первым теплопроводящим элементом, составляет приблизительно между 2 мм и 8 мм в длину, более предпочтительно приблизительно между 3 мм и 5 мм в длину.
Предпочтительно, передняя часть источника тепла, не окруженного первым теплопроводящим элементом, составляет приблизительно между 5 мм и 15 мм в длину, более предпочтительно приблизительно между 6 мм и 8 мм в длину.
Предпочтительно, аэрозоль-образующий субстрат продолжается приблизительно не менее чем на 3 мм по ходу потока за пределы первого теплопроводящего элемента. В других вариантах выполнения аэрозоль-образующий субстрат может продолжаться приблизительно не менее чем на 3 мм по ходу потока за пределы первого теплопроводящего элемента. В дальнейших вариантах выполнения аэрозоль-образующий субстрат может быть окружен первым теплопроводящим элементом по всей длине.
Второй теплопроводящий элемент обеспечен поверх, по меньшей мере, части первого теплопроводящего элемента и может продолжаться по всему периметру поверхности или части периметра поверхности курительного изделия. Предпочтительно, второй теплопроводящий элемент имеет форму непрерывной трубчатой оболочки, ограничивающей курительное изделие поверх части, по меньшей мере, первого теплопроводящего элемента.
Второй теплопроводящий элемент может быть образован из любого подходящего термостойкого материала или комбинации материалов с соответствующей теплопроводностью. Предпочтительно второй теплопроводящий элемент образуют из материала, имеющего объемную теплопроводность приблизительно между 10 Вт на метр на Кельвин (Вт/(м⋅К)) и 500 Вт на метр на Кельвин (Вт/(м⋅К)), более предпочтительно приблизительно между 15 Вт/м⋅К и 400 Вт/м⋅К, при 23°C и относительной влажности 50%, измеренной с применением модифицированного нестационарного метода плоского источника (MTPS).
Подходящие вторые теплопроводящие элементы для курительных изделий по изобретению включают, но не в порядке ограничения: обертки из металлической фольги, такие как, например, обертки из алюминиевой фольги, обертки из стали, обертки из железной фольги и обертки из медной фольги; и обертки из фольги на основе металлических сплавов. Второй теплопроводящий элемент может быть образован из того же материала, что и первый теплопроводящий элемент, или из другого материала. Предпочтительно, первый и второй теплопроводящие элементы образуют из одного и того же материала, который наиболее предпочтительно представляет собой алюминиевую фольгу.
В особенно предпочтительных вариантах выполнения настоящего изобретения второй теплопроводящий элемент включает теплоотражающий материал, такой как алюминий или сталь. В таких вариантах выполнения второй теплопроводящий элемент успешно отражает часть тепла, излучаемого первым теплопроводящим элементом, обратно к первому теплопроводящему элементу. Это дополнительно снижает потери тепла от первого теплопроводящего элемента, в силу чего можно лучше регулировать температуру теплопроводящего элемента и источник тепла можно поддерживать при более высокой температуре.
Как используется здесь, термин "теплоотражающий материал" означает материал, который обладает сравнительно высокой теплоотражательной способностью и сравнительно низкой теплоизлучательной способностью, так что материал отражает большую долю излучения от свой поверхности, чем испускает. Предпочтительно, материал отражает более 50% падающего излучения, более предпочтительно свыше 70% падающего излучения и наиболее предпочтительно свыше 75%.
В вариантах выполнения, где второй теплопроводящий элемент включает теплоотражающий материал, предпочтительно весь или, по существу, весь второй теплопроводящий элемент радиально отделен от первого теплопроводящего элемента с целью облегчения отражения тепла в направлении первого теплопроводящего элемента.
Отражательная способность второго теплопроводящего элемента может быть улучшена обеспечением глянцевой внутренней поверхности, причем эта внутренняя поверхность является той поверхностью второго теплопроводящего элемента, которая обращена к внешней поверхности первого теплопроводящего элемента.
В предпочтительных вариантах выполнения, второй теплопроводящий элемент может быть образован из одного слоя теплопроводящего материала, такого как алюминий. Альтернативно, второй теплопроводящий элемент может быть образован из многослойного или ламинированного материала, содержащего, по меньшей мере, один слой теплопроводящего материала в комбинации с одним или более другими проводящими или непроводящими слоями. Теплопроводящий слой может быть образован из любого вышеуказанного материала. В вариантах выполнения второй теплопроводящий элемент может быть образован из ламинированного материала, содержащего, по меньшей мере, один теплопроводящий слой и, по меньшей мере, один теплоизолирующий слой, причем второй теплопроводящий элемент снабжен теплоизолирующим слоем, образующим внутренний слой, между теплопроводящими элементами. Таким образом, теплоизолирующий слой ламината обеспечивает желаемое радиальное разделение теплопроводящих элементов. Дополнительные внешние слои могут быть обеспечены поверх теплопроводящего слоя, если желательно. Например, внешний слой бумаги может быть обеспечен поверх теплопроводящего слоя из эстетических соображений.
Применение ламинированного материала для обеспечения второго теплопроводящего элемента может кроме того быть целесообразно во время производства курительных изделий по изобретению, поскольку теплоизолирующий слой может придавать увеличенную прочность и жесткость. Это дает возможность более легкой переработки материала с пониженным риском разрушения или разрыва теплопроводящего слоя, который может быть сравнительно тонким и хрупким.
Одним из примеров в особенности подходящего ламинированного материала для образования второго теплопроводящего элемента служит двухслойный ламинат, который включает внешний слой из алюминия и внутренний слой из бумаги.
Предпочтительно толщина второго теплопроводящего элемента составляет приблизительно между 5 микронами и 50 микронами, более предпочтительно приблизительно между 10 микронами и 30 микронами и наиболее предпочтительно около 20 микрон. Толщина второго теплопроводящего элемента может быть, по существу, такой же, как толщина первого теплопроводящего элемента, или теплопроводящие элементы могут иметь различную толщину относительно друг друга. Предпочтительно, как первый, так и второй теплопроводящие элементы образуют из алюминиевой фольги, имеющей толщина около 20 микрон.
Можно регулировать положение и перекрытие второго теплопроводящего элемента относительно первого теплопроводящего элемента и нижележащего источника тепла и аэрозоль-образующего субстрата с целью регулирования нагрева курительного изделия во время курения. Второй теплопроводящий элемент может быть помещен поверх, по меньшей мере, части аэрозоль-образующего субстрата. Альтернативно или дополнительно, второй теплопроводящий элемент может быть помещен поверх, по меньшей мере, части источника тепла. Более предпочтительно, второй теплопроводящий элемент обеспечить поверх как части аэрозоль-образующего субстрата, так и части источника тепла, аналогично первому теплопроводящему элементу.
Протяженность второго теплопроводящего элемента относительно первого теплопроводящего элемента в направлениях вперед или назад относительно направления потока может быть отрегулирована в зависимости от желаемой эффективности функционирования курительного изделия.
Второй теплопроводящий элемент может покрывать, по существу, ту же самую площадь курительного изделия, что и первый теплопроводящий элемент, таким образом, теплопроводящие элементы продолжаются на одну и ту же длину курительного изделия. В этом случае второй теплопроводящий элемент предпочтительно непосредственно перекрывает первый теплопроводящий элемент и полностью покрывает первый теплопроводящий элемент.
Альтернативно, второй теплопроводящий элемент может продолжаться за пределы первого теплопроводящего элемента в направлении по потоку, в направлении против потока или в обоих направлениях, как вперед, так и назад относительно направления потока. Альтернативно или дополнительно, первый теплопроводящий элемент может продолжаться за пределы второго теплопроводящего элемента, по меньшей мере, в одном из направлений вперед и назад относительно направления потока.
Предпочтительно, второй теплопроводящий элемент не продолжается за пределы первого теплопроводящего элемента в направлении против потока. Второй теплопроводящий элемент может продолжаться приблизительно до того же положения на источнике тепла, что и первый теплопроводящий элемент, так что первый и второй теплопроводящие элементы, по существу, выравниваются по источнику тепла. Альтернативно, первый теплопроводящий элемент может продолжаться за пределы второго теплопроводящего элемента в направлении против потока. Такое размещение может понижать температуру источника тепла.
Предпочтительно, второй теплопроводящий элемент продолжается, по меньшей мере, до того же самого положения, что и первый теплопроводящий элемент в направлении по потоку. Второй теплопроводящий элемент может продолжаться приблизительно до того же самого положения на аэрозоль-образующем субстрате, что и первый теплопроводящий элемент, так что первый и второй теплопроводящие элементы, по существу, выравниваются по аэрозоль-образующему субстрату. Альтернативно, второй теплопроводящий элемент может продолжаться за пределы первого теплопроводящего элемента в направлении по потоку, так что второй теплопроводящий элемент покрывает аэрозоль-образующий субстрат поверх большей части его длины, чем затем первый теплопроводящий элемент. Например, второй теплопроводящий элемент может продолжаться, по меньшей мере, на 1 мм за пределы первого теплопроводящего элемента или, по меньшей мере, на 2 мм за пределы первого теплопроводящего элемента. Предпочтительно, однако, аэрозоль-образующий субстрат продолжается, по меньшей мере, на 2 мм по потоку за пределы второго теплопроводящего элемента, так, что задняя часть аэрозоль-образующего субстрата остается непокрытой обоими теплопроводящими элементами.
Неожиданно было обнаружить, что протяженность второго теплопроводящего элемента относительно первого теплопроводящего элемента на аэрозоль-образующем субстрате оказывает значительное влияние на качество курения курительного изделия. Перекрытие второго теплопроводящего элемента поверх аэрозоль-образующего субстрата может, следовательно, быть отрегулировано с целью регулирования профиля доставки аэрозоля курительного изделия.
В частности, обнаружено, что когда второй теплопроводящий элемент продолжается за пределы первого теплопроводящего элемента в направлении по потоку, более постоянная позатяжечная доставка аэрозоля обеспечивается во время курения. В частности, найдено, что пониженная доставка аэрозоля во время срединных затяжек, таким образом, снижает интенсивность курения во время этих затяжек, приводя ее больше к уровню интенсивности в начале и конце курения. Обнаружено также, что продолжительность курения дополнительно возрастает.
Когда второй теплопроводящий элемент продолжается за пределы первого теплопроводящего элемента поверх аэрозоль-образующего субстрата, большая площадь аэрозоль-образующего субстрата покрыта вторым теплопроводящим элементом. Тепло, таким образом, рассеивается по большему объему аэрозоль-образующего субстрата, так что существует меньшая разность температур между различными частями аэрозоль-образующего субстрата. Это приводит к снижению температуры передней части аэрозоль-образующего субстрата и увеличению температуры расположенных дальше по потоку частей аэрозоль-образующего субстрата. Считается, что это является причиной наблюдаемого воздействия на позатяжечную доставку аэрозоля.
Далее обнаружено, что регулирование протяжения второго теплопроводящего элемента за пределы первого теплопроводящего элемента в направлении по потоку изменяет время до первой затяжки для курительного изделия. В частности, время до первой затяжки будет возрастать с увеличением протяжения второго теплопроводящего элемента за пределы первого теплопроводящего элемента в направлении по потоку.
Согласно изобретению далее представлен способ регулирования позатяжечной доставки аэрозоля в курительном изделии во время затяжек, включающий получение курительного изделия по изобретению, как описано выше, и регулирование величины, на которую второй теплопроводящий элемент продолжается за пределы первого теплопроводящего элемента в направлении по потоку поверх аэрозоль-образующего субстрата.
Как используется здесь, термин "позатяжечная доставка аэрозоля" означает профиль количества аэрозоля, получаемого потребителем во время каждой последовательной затяжки из курительного изделия. Для типичного нагреваемого курительного изделия профиль имеет форму колоколообразной кривой, с количеством доставляемого аэрозоля, возрастающим в направлении срединных затяжек перед последующим снижением к концу курения. Позатяжечная доставка аэрозоля может быть отрегулирована таким образом, чтобы фактическое количество аэрозоля, получаемого потребителем при каждой затяжке, может быть изменено. Альтернативно или дополнительно, относительные количества, доставляемые с каждой затяжкой, можно изменять так, чтобы, форма профиля изменялась.
В курительных изделиях по изобретению тепло выделяется источником тепла. Источник тепла может представлять собой, например, теплопоглотитель, химический источник тепла, горючий источник тепла или электрический источник тепла. Источник тепла предпочтительно представляет собой горючий источник тепла и включает любое подходящее горючее топливо, содержащее, но не в порядке ограничения, уголь, алюминий, магний, карбиды, нитриты и их смеси.
Предпочтительно, источник тепла курительных изделий по изобретению является углесодержащим горючим источником тепла.
Как используется здесь, термин "углесодержащий" применяется для описания источника тепла, содержащего уголь. Предпочтительно, углесодержащие горючие источники тепла по изобретению имеют угольное содержание приблизительно не менее 35 процентов, более предпочтительно приблизительно не менее 40 процентов, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 45 процентов сухой массы горючего источника тепла.
В вариантах выполнения источник тепла курительных изделий по изобретению представляет собой горючий источник тепла на угольной основе. Как используется здесь, термин "источник тепла на угольной основе" применяется для описания источника тепла, содержащего главным образом уголь.
Горючие источники тепла на угольной основе для курительных изделий по изобретению могут иметь угольное содержание приблизительно не менее 50 процентов, предпочтительно приблизительно не менее 60 процентов, более предпочтительно приблизительно не менее 70 процентов, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 80 процентов на сухую массу горючего источника тепла на угольной основе.
Курительные изделия по изобретению могут включать горючие углесодержащие источники тепла, образованные из одного или более подходящих уголь-содержащих материалов.
При желании, одно или более связующих веществ может быть скомбинировано с одним или более уголь-содержащими материалами. Предпочтительно, одно или более связующих веществ представляют собой органические связующие вещества. Подходящие известные органические связующие вещества включают, но не в порядке ограничения, камеди (например, гуаровую камедь), модифицированные целлюлозы и производные целлюлозы (например, метилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу и гидроксипропилметилцеллюлозу) муку, крахмалы, сахара, растительные масла и их комбинации.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения горючий источник тепла образован из смеси угольного порошка, модифицированной целлюлозы, муки и сахара.
Вместо, или в дополнение к одному или более связующим веществам, горючие источники тепла по изобретению для применения в курительных изделиях по изобретению могут включать одну или более добавок для того, чтобы улучшить характеристики горючего источника тепла. Подходящие добавки включают, но не в порядке ограничения, добавки, способствующие упрочению горючего источника тепла (например, спекающие добавки), добавки, способствующие воспламенению горючего источника тепла (например, окислители, такие как перхлораты, хлораты, нитраты, пероксиды, перманганаты и/или цирконий), добавки, способствующие горению горючего источника тепла (например, калий и соли калия, такие как цитрат калия), и добавки, способствующие разложению одного или более газов, образующихся при горении горючего источника тепла (например, катализаторы, такие как CuO, Fe2O3 и Al2O3).
Горючие углесодержащие источники тепла для курительных изделий по изобретению предпочтительно образуют смешиванием одного или более уголь-содержащих материалов с одним или более связующими веществами и другими добавками, где входят, и предварительным формованием смеси с приданием желаемой формы. Смесь из одного или более уголь-содержащих материалов, одного или более связующих веществ и необязательных других добавок может быть предварительно формована, с приданием желаемой формы, использованием любых подходящих известных способов формования керамики, таких как, например, шликерное литье, экструзия, инжекционное формование и уплотнение в матрицах. В предпочтительных вариантах выполнения смесь предварительно формуют, с приданием желаемой формы, путем экструзии.
Предпочтительно смесь из одного или более уголь-содержащих материалов, одного или более связующих веществ и других добавок предварительно формуют в вытянутый стержень. Однако следует понимать, что смесь из одного или более уголь-содержащих материалов, одного или более связующих веществ и других добавок может быть предварительно формована с приданием других желаемых форм.
После формования, в частности, после экструзии, вытянутый стержень или другую желаемую форму предпочтительно сушат для снижения содержания в ней влаги и затем пиролизуют в неокисляющей атмосфере при температуре, достаточной для коксования одного или более связующих веществ, где присутствуют, и по существу удаления любых летучих веществ из вытянутого стержня или другой желаемой формы. Вытянутый стержень или другую желаемую форму пиролизуют предпочтительно атмосфере азота при температуре приблизительно между 700°C и 900°C.
Горючий источник тепла предпочтительно имеет пористость приблизительно между 20 процентами и 80 процентами, более предпочтительно приблизительно между 20 процентами и 60 процентами. Еще более предпочтительно горючий источник тепла имеет пористость приблизительно между 50 процентами и 70 процентами, более предпочтительно приблизительно между 50 процентами и 60 процентами, как измерено, например, ртутной порометрией или гелиевой пикнометрией. Требуемая пористость легко может быть достигнута во время производства горючего источника тепла с применением общепринятых способов и технологий.
Целесообразно, чтобы горючие углесодержащие источники тепла для курительных изделий по изобретению имели кажущуюся плотность приблизительно между 0,6 г/см3 и 1 г/см3.
Предпочтительно горючий источник тепла имеет массу приблизительно между 300 мг и 500 мг, более предпочтительно приблизительно между 400 мг и 450 мг.
Предпочтительно горючий источник тепла имеет длину приблизительно между 7 мм и 17 мм, более предпочтительно приблизительно между 7 мм и 15 мм, наиболее предпочтительно приблизительно между 7 мм и 13 мм.
Предпочтительно горючий источник тепла имеет диаметр приблизительно между 5 мм и 9 мм, более предпочтительно приблизительно между 7 мм и 8 мм.
Предпочтительно горючий источник тепла имеет, по существу, постоянный диаметр. Однако горючий источник тепла альтернативно может быть коническим, таким, что диаметр задней части горючего источника тепла больше, чем диаметр его передней части. В особенности предпочтительны горючие источники тепла, которые, по существу, являются цилиндрическими. Горючий источник тепла может, например, быть цилиндром или коническим цилиндром, по существу, круглого поперечного сечения, или цилиндром или коническим цилиндром, по существу, элиптического поперечного сечения.
Курительные изделия по изобретению будут включать один или более проводящих воздушный поток путей, по которым воздух может быть втянут через курительное изделие для вдыхания потребителем.
В вариантах выполнения изобретения источник тепла включает, по меньшей мере, один продольный воздушно-струйный канал, который обеспечивает один или более путей, проводящих воздушный поток сквозь источник тепла. Термин "воздушно-струйный канал" применяется здесь для описания канала, продолжающегося вдоль горючего источника тепла, через который воздух может быть втянут для вдыхания потребителем. Такие источники тепла, содержащие один или более продольных воздушно-струйных каналов, носят здесь название "неглухие" источники тепла.
Диаметр, по меньшей мере, одного продольного воздушно-струйного канала может быть приблизительно между 1,5 мм и 3 мм, более предпочтительно приблизительно между 2 мм и 2,5 мм. На внутреннюю поверхность, по меньшей мере, одного продольного воздушно-струйного канала может быть частично или полностью нанесено покрытие, как описано более подробно в WO-A-2009/022232.
В альтернативных вариантах выполнения изобретения никакие продольные воздушно-струйные каналы источнике тепла не обеспечены, так что воздух, втягиваемый через курительное изделие, не проходит ни через какие воздушно-струйные каналы вдоль источника тепла. Такие источники тепла носят здесь название "глухие" источники тепла. Курительные изделия, содержащие глухие источники тепла характеризуются альтернативными путями, проводящими воздушный поток сквозь курительное изделие.
В курительных изделиях по изобретению, содержащих глухие источники тепла, перенос тепла от источника тепла к аэрозоль-образующему субстрату осуществляется главным образом за счет теплопроводности, и нагревание аэрозоль-образующего субстрата путем конвекции сведено к минимуму или пониженное. Поэтому особенно важно с глухими источниками тепла оптимизировать кондуктивную теплопередачу между источником тепла и аэрозоль-образующим субстратом. Использование второго теплопроводящего элемента, как было найдено, оказывает особенно полезное влияние на эффективность курения курительных изделий, содержащих глухие источники тепла, где почти нет компенсационного эффекта нагрева, обусловленного конвекцией.
Предпочтительно, курительные изделия по изобретению содержат аэрозоль-образующие субстраты, содержащие, по меньшей мере, один образователь аэрозоля и материал, способный к выделению летучих соединений в ответ на нагревание.
По меньшей мере, один образователь аэрозоля может представлять собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля. Образователь аэрозоля преимущественно устойчив к термическому разложению при рабочей температуре курительного изделия. Подходящие образователи аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, например, многоатомные спирты, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина, и алифатические эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными образователями аэрозоля для курительных изделий по изобретению являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтителен глицерин.
Предпочтительно материал, способный к выделению летучих соединений в ответ на нагревание, представляет собой наполнитель из материала на растительной основе, более предпочтительно - наполнитель из гомогенизированного материала на растительной основе. Например, аэрозоль-образующий субстрат может включать один или более материалов, полученных из растений, включая, но не в порядке ограничения: табак; чай, например зеленый чай; мяту перечную; лавр; эвкалипт; базилик; шалфей; вербену и эстрагон. Материал на растительной основе может включать добавки, содержащие, но не в порядке ограничения, увлажнители, ароматизаторы, связующие вещества и их смеси. Предпочтительно, материал на растительной основе состоит, по существу, из табачного материала, наиболее предпочтительно гомогенизированного табачного материала.
Предпочтительно аэрозоль-образующий субстрат имеет длину приблизительно между 5 мм и 20 мм, более предпочтительно приблизительно между 8 мм и 12 мм. Предпочтительно передняя часть аэрозоль-образующего субстрата, окруженного первым теплопроводящим элементом, составляет в длину приблизительно между 2 мм и 10 мм, более предпочтительно приблизительно между 3 мм и 8 мм в длину, наиболее предпочтительно приблизительно между 4 мм и 6 мм в длину. Предпочтительно, задняя часть аэрозоль-образующего субстрата, неокруженного первым теплопроводящим элементом, составляет в длину приблизительно между 3 мм и 10 мм. Другими словами, аэрозоль-образующий субстрат предпочтительно продолжается приблизительно на 3 мм - 10 мм по потоку за пределы первого теплопроводящего элемента. Более предпочтительно аэрозоль-образующий субстрат продолжается приблизительно не менее чем на 4 мм по потоку за пределы теплопроводящего элемента.
Источник тепла и аэрозоль-образующий субстрат курительных изделий по изобретению могут по существу примыкать друг к другу. Альтернативно, многослойный горючий источник тепла и аэрозоль-образующий субстрат курительных изделий по изобретению могут быть продольно разнесены друг от друга.
Предпочтительно курительные изделия по изобретению включают направляющий воздушный поток элемент после аэрозоль-образующего субстрата. Направляющий воздушный поток элемент означает проводящий воздушный поток путь через курительное изделие. По меньшей мере, один вход для воздуха предпочтительно обеспечить между задним концом аэрозоль-образующего субстрата и задним концом направляющего воздушный поток элемента. Направляющий воздушный поток элемент направляет воздух от, по меньшей мере, одного входа в направлении мундштучного конца в курительном изделии.
Направляющий воздушный поток элемент может включать незамкнутое, по существу, воздухонепроницаемое полое тело. В таких вариантах выполнения воздух, втягиваемый, по меньшей мере, через один вход для воздуха сначала протягивается против потока по наружной части поверхности незамкнутого, по существу, воздухонепроницаемого полого тела и затем дальше по потоку через внутреннюю часть незамкнутого, по существу, воздухонепроницаемого полого тела.
По существу, воздухонепроницаемое, полое тело может быть образовано из одного или более подходящих воздухонепроницаемых материалов, которые, по существу, термически стабильны при температуре аэрозоля, образующегося в результате передачи тепла от источника тепла аэрозоль-образующему субстрату. Подходящие материалы известны из уровня техники и включают, но не в порядке ограничения, картон, пластик, керамику и их комбинации.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело представляет собой цилиндр, предпочтительно прямой круговой цилиндр.
В других предпочтительных вариантах выполнения незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело представляет собой усеченный конус, предпочтительно усеченный прямой круговой конус.
Незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело может иметь длину приблизительно между 7 мм и 50 мм, например, длину приблизительно между 10 мм и 45 мм или приблизительно между 15 мм и 30 мм. Направляющий воздушный поток элемент может иметь другие длины в зависимости от желаемой полной длины курительного изделия и наличия и длины других компонентов внутри курительного изделия.
Когда незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело представляет собой цилиндр, цилиндр может иметь диаметр приблизительно между 2 мм и 5 мм, например, диаметр приблизительно между 2,5 мм и 4,5 мм. Цилиндр может иметь другие диаметры в зависимости от желаемого полного диаметра курительного изделия.
Когда незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело представляет собой усеченный конус, передний конец усеченного конуса может иметь диаметр приблизительно между 2 мм и 5 мм, например, диаметр приблизительно между 2,5 мм и 4,5 мм. Передний конец усеченного конуса может иметь другие диаметры в зависимости от желаемого полного диаметра курительного изделия.
Когда незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело представляет собой усеченный конус, причем задний конец усеченного конуса может иметь диаметр приблизительно между 5 мм и 9 мм, например, приблизительно между 7 мм и 8 мм. Задний конец усеченного конуса может иметь другие диаметры в зависимости от желаемого полного диаметра курительного изделия. Предпочтительно, задний конец усеченного конуса имеет, по существу, такой же диаметр, как и аэрозоль-образующий субстрат.
Незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело может примыкать к аэрозоль-образующему субстрат. Альтернативно, незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело может продолжаться внутрь аэрозоль-образующего субстрата. Например, в вариантах выполнения незамкнутое, по существу воздухонепроницаемое полое тело может продолжаться на расстояние до 0,5L внутрь аэрозоль-образующего субстрата, где L означает длину аэрозоль-образующего субстрата.
Передний конец по существу воздухонепроницаемого полого тела имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозоль-образующим субстратом.
В вариантах выполнения задний конец по существу воздухонепроницаемого полого тела имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозоль-образующим субстратом.
В других вариантах выполнения задний конец по существу воздухонепроницаемого полого тела имеет такой же диаметр, как и аэрозоль-образующий субстрат.
Когда задний конец по существу воздухонепроницаемого полого тела имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозоль-образующим субстратом, по существу воздухонепроницаемое полое тело может быть ограничено по существу воздухонепроницаемым затвором. В таких вариантах выполнения по существу воздухонепроницаемый затвор расположен после одного или более входов для воздуха. По существу воздухонепроницаемый затвор может быть, по существу, такого же диаметра, как и аэрозоль-образующий субстрат. Например, в вариантах выполнения задний конец по существу воздухонепроницаемого полого тела может быть ограничен по существу непроницаемой пробкой или прокладкой, по существу, такого же диаметра, как и аэрозоль-образующий субстрат.
По существу воздухонепроницаемый затвор может быть образован из одного или более подходящих воздухонепроницаемых материалов, которые, по существу, термически стабильны при температуре аэрозоля, образующегося в результате передачи тепла от горючего источника тепла аэрозоль-образующему субстрату. Подходящие материалы известны из уровня техники и включают, но не в порядке ограничения, картон, пластик, воск, силикон, керамику и их комбинации.
По меньшей мере, часть длины незамкнутого, по существу, воздухонепроницаемого полого тела может быть ограничена воздухопроницаемым диффузором. Воздухопроницаемый диффузор может быть, по существу, такого же диаметра, как и аэрозоль-образующий субстрат. Воздухопроницаемый диффузор может быть образован из одного или более подходящих воздухопроницаемых материалов, которые, по существу, термически стабильны при температуре аэрозоля, образующегося в результате передачи тепла от горючего источника тепла аэрозоль-образующему субстрату. Подходящие воздухопроницаемые материалы известны из уровня техники и включают, но не в порядке ограничения, пористые материалы, такие как, например, жгут ацетатцеллюлозного волокна, хлопок, керамические и полимерные пеноматериалы с открытыми порами, табачный материал и их комбинации.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения направляющий воздушный поток элемент включает незамкнутую, по существу воздухонепроницаемую, тонкостенную трубку уменьшенного диаметра по сравнению с аэрозоль-образующим субстратом и кольцевой, по существу воздухонепроницаемый затвор по существу такого же внешнего диаметра, как аэрозоль-образующий субстрат, который ограничивает задний конец тонкостенной трубки.
Направляющий воздушный поток элемент может дополнительно включать внутреннюю обертку, которая ограничивает тонкостенную трубку и кольцевой по существу воздухонепроницаемый затвор.
Открытый против потока конец тонкостенной трубки может примыкать к заднему концу аэрозоль-образующего субстрата. Альтернативно, открытый против потока конец тонкостенной трубки может быть введен или иначе продолжаться внутрь заднего конца аэрозоль-образующего субстрата.
Направляющий воздушный поток элемент может дополнительно включать кольцевой воздухопроницаемый диффузор, по существу, такого же внешнего диаметра, как аэрозоль-образующий субстрат, который ограничивает, по меньшей мере, часть длины тонкостенной трубки, расположенной против потока от кольцевого, по существу, воздухонепроницаемого затвора. Например, тонкостенная трубка может быть, по меньшей мере, частично погружена в пробку из жгута ацетатцеллюлозного волокна.
В других предпочтительных вариантах выполнения направляющий воздушный поток элемент включает: незамкнутый, по существу, воздухонепроницаемый, усеченный полый конус, имеющий передний конец уменьшенного диаметра по сравнению с аэрозоль-образующим субстратом и задний конец, по существу, такого же диаметра, как аэрозоль-образующий субстрат.
Открытый против потока конец усеченного полого конуса может примыкать к заднему концу аэрозоль-образующего субстрата. Альтернативно, открытый против потока конец усеченного полого конуса может быть введен или иначе продолжаться внутрь заднего конца аэрозоль-образующего субстрата.
Направляющий воздушный поток элемент может дополнительно включать кольцевой воздухопроницаемый диффузор, по существу, такого же диаметра, как аэрозоль-образующий субстрат, который ограничивает, по меньшей мере, часть длины усеченного полого конуса. Например, усеченный полый конус может быть, по меньшей мере, частично погружен в пробку из жгута ацетатцеллюлозного волокна.
Курительные изделия по изобретению предпочтительно дополнительно включают пространство для расширения, расположенное после аэрозоль-образующего субстрата, а когда имеется направляющий воздушный поток элемент, то и после него. Включение пространства для расширения успешно обеспечивает дополнительное охлаждение аэрозоля, образующегося в результате передачи тепла от источника тепла к аэрозоль-образующему субстрату. Пространство для расширения также успешно позволяет отрегулировать полную длину курительных изделий по изобретению до желаемого значения, например до длины, аналогичной длине обычных сигарет, путем соответствующего выбора длины пространства для расширения. Предпочтительно, пространство для расширения представляет собой вытянутую тонкостенную трубку.
Курительные изделия по изобретению могут также дополнительно включать мундштук после аэрозоль-образующего субстрата, а когда имеется направляющий воздушный поток элемент, то после него и пространства для расширения. Мундштук может, например, включать фильтр, изготовленный из ацетата целлюлозы, бумаги или других подходящих известных фильтрующих материалов. Предпочтительно мундштук имеет низкую эффективность фильтрации, более предпочтительно очень низкую эффективность фильтрации. Альтернативно или кроме того, мундштук может включить один или несколько сегментов, содержащих абсорбенты, адсорбенты, ароматизаторы и другие модификаторы аэрозоля и добавки, которые используются в фильтрах для обычных сигарет, или комбинации этого.
Курительные изделия по изобретению могут быть собраны с использованием известных способов и оборудования.
Далее изобретение будет описано исключительно с помощью примеров со ссылкой на сопровождающие чертежи, где:
Фиг. 1 - схематичный вид в продольном сечении курительного изделия по первому варианту выполнения изобретения;
Фиг. 2 - схематичный вид в продольном сечении курительного изделия по второму варианту выполнения изобретения и
Фиг. 3 - схематичный вид в продольном сечении курительного изделия курительного изделия по третьему варианту выполнения изобретения.
Подробное описание изобретения
Курительное изделие 2, представленное на Фиг. 1, включает горючий углесодержащий источник тепла 4, аэрозоль-образующий субстрат 6, вытянутое пространство для расширения 8 и мундштук 10 в смежном коаксиальном положении. Горючий углесодержащий источник тепла 4, аэрозоль-образующий субстрат 6, вытянутое пространство для расширения 8 и мундштук 10 обернуты внешней оберткой из сигаретной бумаги 12 с низкой воздухопроницаемостью.
Как показано на Фиг. 1, негорючее, газоустойчивое, первое защитное покрытие 14 обеспечено на, по существу, всей задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 4. В альтернативном варианте выполнения негорючая, по существу, воздухонепроницаемая первая мембрана обеспечена в форме диска, который примыкает к задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 4 и передней стороне поверхности аэрозоль-образующего субстрата 6.
Горючий углесодержащий источник тепла 4 представляет собой неглухой источник тепла и включает центральный воздушно-струйный канал 16, который продолжается продольно сквозь горючий углесодержащий источник тепла 4 и негорючее, газоустойчивое, первое защитное покрытие 14. Газоустойчивое, термостойкое, второе защитное покрытие (не показано) обеспечено на внутренней поверхности центрального воздушно-струйного канала 16.
Аэрозоль-образующий субстрат 6 расположен непосредственно после горючего углесодержащего источника тепла 4 и включает цилиндрическую пробку из табачного материала 18, содержащего глицерин в качестве образователя аэрозоля, и ограничивается оберткой пробки фильтра 20.
Первый теплопроводящий элемент 22, состоящий из трубки из алюминиевой фольги, окружает и находится в контакте с задней частью 4b горючего углесодержащего источника тепла 4 и смежной передней частью 6a аэрозоль-образующего субстрата 6. Как показано на Фиг. 1, задняя часть аэрозоль-образующего субстрата 6 не окружена первым теплопроводящим элементом 22.
Вытянутое пространство для расширения 8 расположено после аэрозоль-образующего субстрата 6 и включает цилиндрическую незамкнутую трубку из картона 24. Мундштук 10 курительного изделия 2 расположен после пространства для расширения 8 и включает цилиндрическую пробку из жгута ацетатцеллюлозного волокна 26 очень низкой эффективности фильтрации, ограниченную оберткой пробки фильтра 28. Мундштук 10 может ограничиваться ободковой бумагой (не показана).
Второй теплопроводящий элемент 30, состоящий из трубки из алюминиевой фольги, окружает и находится в контакте с внешней оберткой 12. Второй теплопроводящий элемент 30 размещен поверх первого теплопроводящего элемента 22 и имеет такие же размеры, как первый теплопроводящий элемент 22. Второй теплопроводящий элемент 30 таким образом непосредственно перекрывает первый теплопроводящий элемент 22, с внешней оберткой 12 между ними.
При использовании потребитель зажигает горючий углесодержащий источник тепла 4 и затем втягивает воздух через центральный воздушно-струйный канал 16 дальше по потоку в направлении мундштука 10. Передняя часть 6a аэрозоль-образующего субстрата 6 нагревается прежде всего за счет теплопроводности через примыкающую невоспламеняющуюся заднюю часть 4b горючего углесодержащего источник тепла 4 и первый теплопроводящий элемент 22. Втягиваемый воздух нагревается при прохождении через центральный воздушно-струйный канал 16 горючего углесодержащего источника тепла 4 и затем нагревает аэрозоль-образующий субстрат 6 конвекцией. Нагревание аэрозоль-образующего субстрата 6 приводит к выделению летучих и труднолетучих соединений, и глицерина из табачного материала 18, которые вовлекаются в нагретый втягиваемый воздух по мере его протекания через аэрозоль-образующий субстрат 6. Нагретый воздух и вовлеченные соединения проходят дальше по потоку через пространство для расширения 8, охлаждаются и конденсируются с образованием аэрозоля, который проходит через мундштук 10 в рот потребителя).
Второй теплопроводящий элемент 30 поддерживает тепло внутри курительного изделия 2, помогая поддерживать температуру первого теплопроводящего элемента 22 во время курения. Это в свою очередь помогает поддержать температуру аэрозоль-образующего субстрата 6, что способствует продолжительной и увеличенной доставке аэрозоля.
Курительное изделие 54 по второму варианту выполнения изобретения, показанному на Фиг. 2, включает горючий углесодержащего источник тепла 40, аэрозоль-образующий субстрат 6, направляющий воздушный поток элемент 44, вытянутое пространство для расширения 8 и мундштук 10 в смежном коаксиальном положении. Горючий углесодержащий источник тепла 40, аэрозоль-образующий субстрат 6, направляющий воздушный поток элемент 44, вытянутое пространство для расширения 8 и мундштук 10 обернуты поверх внешней оберткой из сигаретной бумаги 12 с низкой воздухопроницаемостью.
Как показано на Фиг. 2, негорючее, по существу, воздухонепроницаемое, защитное покрытие 14 обеспечено на всей задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 40 курительного изделия 54. В альтернативном варианте выполнения вместо покрытия обеспечена негорючая, по существу, воздухонепроницаемая мембрана в форме диска, который примыкает к задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 40 и передней стороне поверхности аэрозоль-образующего субстрата 6.
Горючий углесодержащий источник тепла 40 представляет собой глухой источник тепла, и в курительном изделие 54 по второму варианту выполнения воздух, втягиваемый через курительное изделие для вдыхания потребителем, не проходит ни через какие воздушно-струйные каналы вдоль горючего источника тепла 40.
Аэрозоль-образующий субстрат 6, пространство для расширения 8 и мундштук 10 имеют ту же конструкцию и функцию, что описана в отношении курительного изделия 2 по первому варианту выполнения, показанному на Фиг. 1.
Как в курительном изделии 2 по первому варианту выполнения, показанному на Фиг. 1, первый теплопроводящий элемент 22, состоящий из трубки из алюминиевой фольги, окружает и находится в контакте с задней частью 4b горючего углесодержащего источника тепла 40 и смежной передней частью 6a аэрозоль-образующего субстрата 6. Второй теплопроводящий элемент 30, состоящий из аналогичной трубки из алюминиевой фольги, также обеспечен, как описано выше в отношении курительного изделия 2 по первому варианту выполнения, показанному на Фиг. 1.
Направляющий воздушный поток элемент 44 расположен после аэрозоль-образующего субстрата 6 и включает незамкнутую, по существу, воздухонепроницаемую тонкостенную трубку 56, изготовленную, например, из картона, которая имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозоль-образующим субстратом 6. Передний конец незамкнутой тонкостенной трубки 56 примыкает к аэрозоль-образующему субстрату 6. Задний конец незамкнутой тонкостенной трубки 56 окружен кольцевым, по существу, воздухонепроницаемым затвором 58, по существу того же диаметра, что и аэрозоль-образующий субстрат 6. Хвостовая часть незамкнутой тонкостенной трубки погружена в цилиндрическую пробку из жгута ацетатцеллюлозного волокна 60, по существу, того же диаметра, что и аэрозоль-образующий субстрат 6.
Незамкнутая тонкостенная трубка 56 и цилиндрическая пробка из жгута ацетатцеллюлозного волокна 60 ограничиваются воздухопроницаемой внутренней оберткой 50.
Как также показано на Фиг. 2, кольцевой ряд входов для воздуха 52 обеспечен во внешней обертке 12, ограничивающей внутреннюю обертку 50.
При использовании, когда потребитель затягивается через мундштук 10, холодный воздух втягивается в курительное изделие 54 по второму варианту выполнения изобретения через входы для воздух 52. Втягиваемый воздух проходит против потока между наружной поверхностью незамкнутой тонкостенной трубки 56 и внутренней оберткой 50 через цилиндрическую пробку из жгута ацетатцеллюлозного волокна 60 к аэрозоль-образующему субстрату 6.
Как в курительном изделии 2 по первому варианту выполнения, показанному на Фиг. 1 и описанному выше, аэрозоль-образующий субстрат 6 нагревается за счет теплопроводности с образованием аэрозоля, который вовлекается во втягиваемый воздух при его токе через аэрозоль-образующий субстрат 6. Втягиваемый воздух и вовлеченный аэрозоль проходят дальше по потоку через внутреннюю часть тонкостенной трубки 56 направляющего воздушный поток элемента 44 к пространству для расширения 8, где они охлаждаются и конденсируются. Охлажденный аэрозоль затем проходит дальше по потоку через мундштук 10 курительного изделия 54 в рот потребителя.
Негорючее, по существу, воздухонепроницаемое, защитное покрытие 14, обеспеченное на всей задней поверхности горючего углесодержащего источника тепла 40, изолирует горючий углесодержащий источник тепла 40 от проводящих воздушный поток через курительное изделие 54 путей так, что, при использовании, воздух, втягиваемый через курительное изделие 54 по проводящим воздушный поток путям, не имеет непосредственного контакта с горючим, углесодержащим источником тепла 40.
Второй теплопроводящий элемент 30 поддерживает тепло в курительном изделии 54, как описано выше в отношении курительного изделия 2 по первому варианту выполнения, показанному на Фиг. 1.
Курительные изделия по второму варианту выполнения изобретения, показанному на Фиг. 2, собраны из компонентов, приведенных ниже в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Курительное изделие | |
| Полная длина (мм) | 84 |
| Диаметр (мм) | 7,8 |
| Пористый углесодержащий источник тепла | |
| Длина (мм) | 8 |
| Диаметр (мм) | 7,8 |
| Толщина первого защитного покрытия (микроны) | ≤500 |
| Аэрозоль-образующий субстрат | |
| Длина (мм) | 10 |
| Диаметр (мм) | 7,8 |
| Плотность (г/см3) | 0,73 |
| Образователь аэрозоля | Глицерин |
| Количество образователя аэрозоля | 20% на сухую мас. табака |
| Направляющий воздушный поток элемент | |
| Длина (мм) | 26 |
| Диаметр (мм) | 7,8 |
| Длина пробки пористого материала (мм) | 24 |
| Диаметр тонкостенной трубки (мм) | 3,5 |
| Число входов для воздуха | 4-8 |
| Диаметр входов для воздуха (мм) | 0,2 |
| Расстояние входов для воздуха от переднего конца (мм) | 24 |
| Пространство для расширения | |
| Длина (мм) | 33 |
| Диаметр (мм) | 7,8 |
| Мундштук | |
| Длина (мм) | 7 |
| Диаметр (мм) | 7,8 |
| Теплопроводящие элементы | |
| Длина (мм) | 8 |
| Диаметр (мм) | 7,8 |
| Толщина алюминиевой фольги (микроны) | 20 |
| Длина задней части горючего углесодержащего источника тепла (мм) | 4 |
| Длина передней части аэрозоль-образующего субстрата (мм) | 4 |
| Длина задней части аэрозоль-образующего субстрата (мм) | 6 |
Курительное изделие 60 по третьему варианту выполнения изобретения, показанному на Фиг. 3, имеет конструкцию, подобную курительному изделию 54 по второму варианту выполнения изобретения, показанному на Фиг. 2. Однако, курительное изделие 60, показанное на Фиг. 3, отличается от курительного изделия 54, показанного на Фиг. 2, по конструкции направляющего воздушный поток элемента 44, как описано ниже. Кроме того, в отличие от курительного изделия 54, показанного на Фиг. 2, второй теплопроводящий элемент 30ʹ курительного изделия 60 продолжается приблизительно на 3 мм за пределы первого теплопроводящего элемента 22 в направлении дальше по потоку. Кроме того, второй теплопроводящий элемент 30ʹ покрывает большую часть аэрозоль-образующего субстрата 6.
В третьем варианте выполнения изобретения направляющий воздушный поток элемент 44 включает аксиальный, незамкнутый, по существу, воздухонепроницаемый, усеченный конус 62, который размещен центрально внутри курительного изделия 60. Задний конец полого конуса 62 имеет, по существу, такой же диаметр, как и аэрозоль-образующий субстрат 6, и передний конец полого конуса 62 имеет уменьшенный диаметр по сравнению с аэрозоль-образующим субстратом 6. Полый конус 62 может быть образован из любого подходящего воздухонепроницаемого материала, содержащего, но не в порядке ограничения, картон, пластик и их комбинации.
Передний конец, по существу, воздухонепроницаемого, усеченного, полого конуса 62 продолжается внутрь аэрозоль-образующего субстрата 6.
Кольцевой ряд входов для воздуха 52 обеспечен во внешней обертке 12, ограничивающей полый конус 62 после аэрозоль-образующего субстрата 6.
При использовании, когда потребитель затягивается через мундштук 10 курительного изделия 60 по третьему варианту выполнения изобретения, холодный воздух втягивается в курительное изделие 60 через входы для воздуха 52. Холодный воздух проходит против потока между внешней оберткой 12 и наружной поверхностью полого конуса 62 направляющего воздушный поток элемента 44 внутрь аэрозоль-образующего субстрата 6.
Как в курительном изделии 54 по второму варианту выполнения изобретения, показанному на Фиг. 2 и описанному выше, аэрозоль-образующий субстрат 6 нагревается за счет теплопроводности с образованием аэрозоля, который вовлекается во втягиваемый воздух при его токе через аэрозоль-образующий субстрат 6. Втягиваемый воздух и вовлеченный аэрозоль проходят дальше по потоку через внутреннюю часть полого конуса 62 направляющего воздушный поток элемента 44 к пространству для расширения 8, где они охлаждаются и конденсируются. Охлажденный аэрозоль затем проходит дальше по потоку через мундштук 10 курительного изделия 60 в рот потребителя.
Второй теплопроводящий элемент 30' поддерживает тепло в курительном изделии 54, как описано выше в отношении курительного изделия 2 по первому варианту выполнения, показанному на Фиг. 1. Кроме того, второй теплопроводящий элемент 30' передает тепло вдоль аэрозоль-образующего субстрата 6 за пределы заднего конца первого теплопроводящего элемента 22. Таким образом, тепло рассеивается по большему объему аэрозоль-образующего субстрата 6, и обеспечивается более постоянная позатяжечная доставка аэрозоля, как описано выше.
Было обнаружено, что во время курения курительного изделия 60 по третьему варианту выполнения, показанному на Фиг.3, температура задней части 4b горючего источника тепла 40 (как измерено термопарой, обеспеченной приблизительно на расстоянии 1 мм от заднего конца горючего источника тепла 40) приблизительно на 50°C выше, чем соответствующая температура в идентичном курительном изделии без второго теплопроводящего элемента 30ʹ.
Также обнаружено, что температура передней части аэрозоль-образующего субстрата 6 (как измерено термопарой, обеспеченной приблизительно на расстоянии 2 мм от переднего конца аэрозоль-образующего субстрата 6) на 20°C-50°C выше, чем соответствующая температура в идентичном курительном изделии без второго теплопроводящего элемента 30ʹ.
Установлено, что продолжительность курения курительного изделия 60 по третьему варианту выполнения изобретения повышена приблизительно на 1 минуту, или на две затяжки, по сравнению с продолжительностью курения для идентичного курительного изделия без второго теплопроводящего элемента 30ʹ.
Обнаружено, что курительное изделие 60 по третьему варианту выполнения изобретения доставляет приблизительно на 25 процентов больше никотина во время курения по сравнению с идентичным курительным изделием без второго теплопроводящего элемента. Аналогично, найдено, что курительное изделие 60 доставляет приблизительно на 30 процентов больше глицерина во время курения по сравнению с идентичным курительным изделием без второго теплопроводящего элемента 30ʹ.
Курительные изделия по третьему варианту выполнения могут быть собраны из отдельных описанных компонентов, параметры которых могут быть определены по аналогии с информацией, приведенной в таблице 1 для второго варианта выполнения.
Варианты выполнения, показанные на Фиг. 1-3 и описанные выше, иллюстрируют, но не ограничивают изобретение. Другие варианты выполнения изобретения могут быть предложены без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, и понятно, что описанные здесь конкретные варианты выполнения не являются ограничивающими.
1. Курительное изделие, содержащее:
источник тепла;
аэрозоль-образующий субстрат, расположенный после источника тепла;
первый теплопроводящий элемент вокруг и в контакте с задней частью источника тепла и смежной передней частью аэрозоль-образующего субстрата; и
второй теплопроводящий элемент вокруг, по меньшей мере, части первого теплопроводящего элемента, причем, по меньшей мере, часть второго теплопроводящего элемента радиально отделена от первого теплопроводящего элемента.
2. Курительное изделие по п. 1, в котором весь второй теплопроводящий элемент радиально отделен от первого теплопроводящего элемента так, что отсутствует непосредственный контакт между первым и вторым теплопроводящими элементами.
3. Курительное изделие по п. 1, в котором первый теплопроводящий элемент и второй теплопроводящий элемент радиально разделены по меньшей мере одним слоем теплоизолирующего материала.
4. Курительное изделие по п. 3, в котором теплоизолирующий материал представляет собой обертку из бумаги.
5. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором второй теплопроводящий элемент включает один или более слоев теплоотражающего материала.
6. Курительное изделие по п. 5, в котором теплоотражающий
материал отражает более 50% падающего излучения.
7. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором второй теплопроводящий элемент включает один или более слоев алюминия.
8. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором второй теплопроводящий элемент перекрывает, по меньшей мере, часть аэрозоль-образующего субстрата и, по меньшей мере, часть источника тепла.
9. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором второй теплопроводящий элемент имеет максимальную толщину от 5 до 50 микрон.
10. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором первый теплопроводящий элемент и второй теплопроводящий элемент радиально отделены, по меньшей мере, на 50 микрон.
11. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащее внешнюю обертку из бумаги вокруг второго теплопроводящего элемента.
12. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором второй теплопроводящий элемент обеспечен снаружи курительного изделия, так что второй теплопроводящий элемент виден на внешней поверхности курительного изделия.
13. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором второй теплопроводящий элемент образован из ламинированного материала, содержащего один или более слоев теплопроводящего материала.
14. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором источник тепла представляет собой глухой горючий источник тепла,
в котором не имеется продольных воздушно-струйных каналов, так что воздух, втягиваемый через курительное изделие во время использования, не проходит через воздушно-струйные каналы по источнику тепла.
15. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором второй теплопроводящий элемент продолжается за пределы первого теплопроводящего элемента в направлении по потоку.
16. Курительное изделие по любому из пп. 1-4, в котором против потока края первого теплопроводящего элемента и второго теплопроводящего элемента, по существу, выровнены.
17. Способ регулирования позатяжечной доставки аэрозоля в курительном изделии во время затяжек, включающий получение курительного изделия по п. 1 и регулирование величины, на которую второй теплопроводящий элемент продолжается за пределы первого теплопроводящего элемента, в направлении по потоку, поверх аэрозоль-образующего субстрата.
