КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ
SMOKING ARTICLE

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к продуктам, изготовленным или полученным из табака либо иным образом содержащим табак и предназначенным для потребления человеком, и, более конкретно, к сегментному курительному изделию, которое вырабатывает аэрозоли, содержащие значительно меньшее количество продуктов неполного сгорания и пиролиза по сравнению с табачными продуктами, которые вырабатывают дым посредством сжигания табака.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Популярные курительные изделия, такие как сигареты, имеют по существу цилиндрическую стержнеобразную конструкцию и содержат заполнитель, рулон или столбик курительного материала, как например резаный табак (например, в форме резаного наполнителя), окруженный бумажной оберткой, таким образом, образуя так называемый «курительный стержень», «табачный стержень» или «сигаретный стержень». Как правило, сигарета имеет цилиндрический фильтрующий элемент, выровненный торец к торцу с табачным стержнем. В предпочтительном варианте осуществления, фильтрующий элемент содержит жгут пластифицированной ацетатцеллюлозы, окруженный бумажным материалом, известным как «фицелла». В предпочтительном варианте осуществления, фильтрующий элемент прикреплен к одному торцу табачного стержня посредством окружающего оберточного материала, известного как «ободковая бумага». Кроме того, стало желательным перфорировать ободковую бумагу и фицеллу с целью обеспечения разбавления втягиваемого основного потока дыма окружающим воздухом. Описания сигарет и их различных компонентов представлено в публикации Tobacco Production, Chemistry and Technology (Табачное производство, химия и технология) (Davis и др.) (Ред.) (1999), которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. Курильщик использует традиционный тип сигарет, поджигая один конец сигареты и сжигая табачный стержень. В этом случае курильщик принимает основной поток дыма в рот посредством совершения затяжек с противоположного конца (например, со стороны фильтра или мундштучного конца) сигареты. На протяжении многих лет предпринимаются попытки усовершенствовать компоненты, конструкцию и технические характеристики курительных изделий. Например, в уровне техники описан патент США №7753056 (Borschke и др.), который включен в настоящую заявку посредством ссылки.
Определенные типы сигарет, в которых используются углеродсодержащие топливные элементы, представлены на рынке под товарными знаками «Premier»,«Eclipse» и «Revo» табачной компании R.J. Reynolds Tobacco Company. Например, эти типы сигарет описаны 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 Tobacco Company (1988 г.) и научном журнале Inhalation Toxicology, 12:5, стр. 1-58 (2000 г.). Кроме того, аналогичный тип сигарет недавно был выпущен на рынок в Японии табачной компанией Japan Tobacco Inc под товарным знаком «Steam Hot One».
Различные типы курительных продуктов, содержащих углеродсодержащие топливные элементы для выработки тепла и образования аэрозоля, недавно были представлены в патентной литературе; и несколько патентных документов описывают историческую перспективу технологии, относящейся к курительным продуктам, которые доставляют аэрозоли с химическими составами, относительно простыми по сравнению с химическим составом основного потока дыма, производимого сжиганием табака. Например, типы курительных продуктов и соответствующие технологии предложены в патентах США №4793365 (Sensabaugh и др.); №5099861 (Clearman и др.); №7647932 (Cantrell и др.), №7836897 (Borschke и др.), №8469035 (Banerjee и др.), №8464726 (Sebastian и др.), №8616217 (Tsurizumi и др.), №8678013 (Crooks и др.) и №8915255 (Poget и др.), публикации патента США №2012/0042885 (Stone и др.); №2013/0133675 (Shinozaki и др.) и №2015/0157052 (Ademe и др.); международных заявках РСТ WO №2012/0164077 (Gladden и др.), №2013/098380 (Raether и др.), №2013/098405 (Zuber и др.), №2013/098410 (Zuber и др.), №2013/104914 (Woodcock), №2013/120849 (Roudier и др.), №2013/120854 (Mironov), WO 2013/162028 (Azegami и др.) и 20132/1600112 (Saleem и др.), ЕР 1808087 (Baba и др.)); ЕР 2550879 (Tsuruizumi и др.)) и заявке на патент США №14/840178, поданной 31 августа 2015 года (Beeson и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Было бы крайне желательно создать курительные изделия, демонстрирующие способность предоставить курильщику большое количество удовольствия от курения традиционных сигарет без подачи аэрозоля, содержащего значительное количество продуктов неполного сгорания и пиролиза, образованных в результате сжигания табака.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вышеописанные и другие потребности удовлетворены аспектами настоящего изобретения, в соответствии с одним из которых предлагается продолговатое курительное изделие, имеющее поджигаемый конец и противоположный мундштучный конец. Такое курительное изделие содержит часть мундштучного конца, расположенную на мундштучном конце, и тепловыделяющую часть, расположенную на поджигаемом конце. По меньшей мере тепловыделяющая часть обернута наружным оберточным материалом, который проходит к части мундштучного конца таким образом, чтобы образовать цилиндрический стержень. Внутри наружного оберточного материала между тепловыделяющей частью и частью мундштучного конца расположена генерирующая аэрозоль часть, которая выполнена с возможностью генерирования аэрозоля при получении тепла от тепловыделяющей части. Внутри тепловыделяющей части расположен тепловыделяющий картридж, по меньшей мере частично открытый на поджигаемом конце и выполненный с возможностью содержания противоположных перфорированных концевых частей и поджигаемого топливного элемента между концевыми частями таким образом, что при поджигании топливный элемент имеет возможность выделения тепла.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ образования продолговатого курительного изделия, имеющего поджигаемый конец и противоположный мундштучный конец. Такой способ включает обертывание по меньшей мере тепловыделяющей части, расположенной на поджигаемом конце, наружным оберточным материалом таким образом, что наружный оберточный материал проходит к части мундштучного конца, расположенной на мундштучном конце, с образованием цилиндрического стержня. Внутри наружного оберточного материала между тепловыделяющей частью и частью мундштучного конца расположена генерирующая аэрозоль часть, которая выполнена с возможностью генерирования аэрозоля при получении тепла от тепловыделяющей части. Внутри тепловыделяющей части расположен тепловыделяющий картридж таким образом, что тепловыделяющий картридж по меньшей мере частично открыт на поджигаемом конце, причем тепловыделяющий картридж выполнен с возможностью содержания противоположных перфорированных концевых частей и поджигаемого топливного элемента между концевыми частями, а топливный элемент при поджигании имеет возможность выделения тепла.
Аспекты настоящего изобретения относятся в целом к продолговатому типу курительного изделия, с поджигаемым концом (т.е. расположенный раньше по ходу потока конец) и противоположную часть мундштучного конца (т.е. расположенный дальше по ходу потока конец). Такое курительное изделие содержит тепловыделяющую часть, расположенную на поджигаемом конце. Между тепловыделяющей частью и частью мундштучного конца расположена генерирующая аэрозоль часть, которая выполнена с возможностью генерирования аэрозоля при передаче тепла от тепловыделяющей части во время использования. Кроме того, тепловыделяющая часть может включать или иметь форму картриджа (например, в целом цилиндрический контейнер, имеющий перфорированные области для обеспечения прохождения через него воздушного потока), который содержит горючий компонент (например, топливный элемент, содержащий частицы или фрагменты горючего углеродсодержащего материала). К примеру, уплотненный полый цилиндрический картридж (например, выполненный из материала с невысокой теплопроводностью, такого как углерод, стекло или керамика) может иметь перфорированные области или компоненты как на расположенном раньше по ходу потока конце, так и на расположенном дальше по ходу потока конце. Этот картридж может также содержать множество частиц или фрагментов (например, гранулы или шарики), выполненных из горючего углеродсодержащего материала.
Согласно определенным аспектам в настоящем изобретении предложено курительное изделие, имеющее стержнеобразную конструкцию, такое как сигарета. Курительное изделие содержит поджигаемый конец и мундштучный конец. Курительное изделие также содержит генерирующую аэрозоль систему, содержащую: (i) тепловыделяющую область, часть или сегмент и (и) область, часть или генерирующий аэрозоль сегмент, расположенный дальше по ходу потока от тепловыделяющего сегмента. Тепловыделяющий сегмент и генерирующий аэрозоль сегмент, предпочтительно находятся в теплообменном взаимодействии друг с другом. Тепловыделяющий сегмент содержит относительно короткий продольно проходящий источник тепла, который может быть выполнен в формате и конфигурациях картриджа или контейнера (например, в целом цилиндрического картриджа, выполненного из материала с невысокой теплопроводностью, такого как углерод, стекло или керамика, или другого подходящего материала), обладающего противоположными областями, выполненными с возможностью обеспечения попадания и выхода атмосферного воздуха для прохождения воздуха через них), который содержит горючий компонент или топливный элемент (например, множество частиц или фрагментов, гранул или шариков, выполненных из углеродсодержащего материала). Генерирующий аэрозоль сегмент, наиболее предпочтительно содержит область субстрата, в которой расположен материал субстрата (т.е. элемент предшественника аэрозоля или генерирующий аэрозоль элемент). Наиболее предпочтительный субстрат содержит обработанный табак, который выполняет функцию носителя для образующих аэрозоль материалов (например, глицерин и/или пропиленгликоль), а также источников ароматических компонентов, характерных для табака. Согласно определенным вариантам осуществления, область субстрата содержит пеллеты или шарики, выполненные из табака, которые расположены в камере субстрата. Согласно другим определенным вариантам осуществления, область субстрата содержит восстановленный табачный материал (например, материал, выполненный из резаного отлитого измельченного наполнителя). Камера субстрата или область субстрата, в которой расположен материал субстрата, предпочтительно окружена вдоль продольного протяженной длины курительного изделия теплопроводящим слоем металлической фольги и бумаги. Согласно альтернативному варианту осуществления, субстрат может быть включен в картридж или контейнер, подобный во многих отношениях картриджу, использованному для образования тепловыделяющего сегмента. Как правило, по меньшей мере часть тепловыделяющей части обернута наружным оберточным материалом, который может также проходить поверх области генерации аэрозоля, к части мундштучного конца таким образом, чтобы образовать обернутый цилиндрический стержень. Мундштучная часть, такая как сегмент фильтрующего элемента, расположена на краю мундштучного конца курительного изделия.
Аэрозоль, вырабатываемый курительным изделием в соответствии с аспектами настоящего изобретения, образуется в результате воздействия тепла, вырабатываемого за счет воспламенения/сжигания горючего(-их) компонента(-ов) тепловыделяющего сегмента, на образующие аэрозоль материалы, расположенные в генерирующем аэрозоль сегменте, причем курильщик такого курительного изделия вдыхает этот аэрозоль через мундштучную часть. Такой аэрозоль может содержать воздухсодержащие компоненты, такие как пары, газы, взвешенные частицы и т.п. в форме, подходящей для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они видимыми или нет, и имеют ли форму, которая может считаться «подобной дыму», или нет. Наиболее предпочтительно, компоненты аэрозоля могут быть образованы в результате воздействия тепла, вырабатываемого тепловыделяющим сегментом, на сегмент генерирации аэрозоля (например, для испарения образующего аэрозоль материала, расположенного в генерирующем аэрозоль сегменте). Это тепло может быть получено за счет сгорания горючего материала или топливного элемента, который может считаться полностью сгораемым по своей природе (например, предпочтительный горючий компонент представляет собой углеродсодержащий материал, и аэрозоль, образующийся в результате использования сигареты, раскрытой в настоящем документе, обладает низкими или особенно низкими уровнями продуктов неполного сгорания и пиролиза по сравнению с сигаретой, в которой аэрозоль образуется в результате сжигания измельченного табачного наполнителя). Согласно определенным аспектам посредством сжигания какого-либо вида табака также могут образовываться некоторые ароматизирующие компоненты аэрозоля за счет термического разложения некоторого количества табака, вызванного нагревом или обугливанием табака (или иным образом подвергая табак некоторой форме тления). В результате, образованный таким образом аэрозоль может содержать испаряемые компоненты, продукты горения (например, двуокись углерода и воду), а также некоторое количество (хотя наиболее предпочтительно минимальное) продуктов неполного сгорания и пиролиза.
Таким образом, настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие варианты осуществления:
Вариант осуществления 1: Продолговатое курительное изделие, имеющее поджигаемый конец и противоположный мундштучный конец, которое содержит часть мундштучного конца, расположенную на мундштучном конце; тепловыделяющую часть, расположенную на поджигаемом конце; наружный оберточный материал, обернутый по меньшей мере вокруг тепловыделяющей части и проходящий к части мундштучного конца таким образом, чтобы образовать цилиндрический стержень; генерирующую аэрозоль часть, расположенную внутри наружного оберточного материала между тепловыделяющей частью и частью мундштучного конца, причем генерирующая аэрозоль часть выполнена с возможностью генерирования аэрозоля при получении тепла от тепловыделяющей части; и тепловыделяющий картридж, расположенный внутри тепловыделяющей части и по меньшей мере частично открытый на поджигаемом конце, причем тепловыделяющий картридж выполнен с возможностью содержания противоположных перфорированных концевых частей и поджигаемого топливного элемента между концевыми частями, при этом при поджигании топливный элемент имеет возможность выделения тепла.
Вариант осуществления 2: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором тепловыделяющий картридж выполнен в виде правильного цилиндра или желобообразного цилиндра, имеющего проходящую в продольном направлении боковую стенку и противоположные концевые части.
Вариант осуществления 3: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором боковая стенка и каждый из противоположных концов образуют по меньшей мере одно перфорационное отверстие.
Вариант осуществления 4: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, содержащее одну или более перегородок, проходящих внутри от боковой стенки между противоположными концами.
Вариант осуществления 5: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, содержащее изоляционный элемент, обернутый вокруг тепловыделяющего картриджа и продольно проходящий вдоль него от поджигаемого конца к генерирующей аэрозоль части.
Вариант осуществления 6: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором изоляционный элемент содержит стекловолоконный мат, изоляционное покрытие, изоляционную краску, стеклянную гильзу или керамическую гильзу.
Вариант осуществления 7: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором поджигаемый топливный элемент содержит покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность тепловыделяющего картриджа или элемента, расположенного внутри тепловыделяющего картриджа.
Вариант осуществления 8: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором тепловыделяющий картридж выполнен из графита, углерода, армированного углеродным волокном, керамики, волокнистой тугоплавкой композитной изоляции, алюминия, оксида алюминия или диоксида кремния.
Вариант осуществления 9: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором тепловыделяющий картридж содержит первую часть, образующую внутреннюю камеру, выполненную с возможностью размещения топливного элемента, и вторую часть, содержащую внешнюю гильзу, выполненную с возможность соосного расположения относительно первой части и окружающую ее, причем внешняя гильза расположена на расстоянии в радиальном направлении от первой части, образующей внутреннюю камеру, и взаимодействует с ней с образованием кольцевого пространства между ними.
Вариант осуществления 10: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором тепловыделяющий картридж содержит съемную концевую крышку, выполненную с возможностью взаимодействия с приемным резервуаром, в котором размещен топливный элемент таким образом, чтобы образовать тепловыделяющий картридж.
Вариант осуществления 11: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором тепловыделяющий картридж выполнен в виде правильного цилиндра или желобообразного цилиндра, имеющего проходящую в продольном направлении боковую стенку, противоположные концевые части и серединный разделитель, расположенный внутри боковой стенки между противоположными концами, причем боковая стенка взаимодействует с серединным разделителем и концевыми частями с образованием последовательно расположенных первой и второй камер, при этом первая камера выполнена с возможностью размещения топливного элемента, а вторая камера выполнена с возможностью размещения генерирующего аэрозоль элемента, и содержит генерирующую аэрозоль часть.
Вариант осуществления 12: Изделие в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, содержащее генерирующий аэрозоль картридж, расположенный в генерирующей аэрозоль части, причем генерирующий аэрозоль картридж, выполнен с возможностью содержания противоположных перфорированных концевых частей и элемента предшественника аэрозоля между концевыми частями, при этом при нагревании элемент предшественника аэрозоля имеет возможность образования аэрозоля.
Вариант осуществления 13: Способ образования продолговатого курительного изделия, имеющего поджигаемый конец и противоположный мундштучный конец, согласно которому обертывают по меньшей мере тепловыделяющую часть, расположенную на поджигаемом конце, наружным оберточным материалом таким образом, что наружный оберточный материал проходит к части мундштучного конца, расположенной на мундштучном конце, и таким образом, чтобы образовать цилиндрический стержень; располагают генерирующую аэрозоль часть, внутри наружного оберточного материала между тепловыделяющей частью и частью мундштучного конца, причем генерирующая аэрозоль часть, выполнена с возможностью генерирования аэрозоля в ответ на получение тепла от тепловыделяющей части; и располагают тепловыделяющий картридж внутри тепловыделяющей части таким образом, что тепловыделяющий картридж по меньшей мере частично открыт на поджигаемом конце, причем тепловыделяющий картридж выполнен с возможностью содержания противоположных перфорированных концевых частей и поджигаемого топливного элемента между концевыми частями, при этом при поджигании топливный элемент имеет возможность выделения тепла.
Вариант осуществления 14: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором расположение тепловыделяющего картриджа включает расположение тепловыделяющего картриджа, выполненного в виде правильного цилиндра или желобообразного цилиндра и имеющего проходящую в продольном направлении боковую стенку и противоположные концевые части, внутри тепловыделяющей части.
Вариант осуществления 15: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором расположение тепловыделяющего картриджа включает расположение тепловыделяющего картриджа, в котором боковая стенка и каждый из противоположных концов образуют по меньшей мере одно перфорационное отверстие, внутри тепловыделяющей части.
Вариант осуществления 16: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, согласно которому одну или более перегородок вводят во взаимодействие с боковой стенкой тепловыделяющего картриджа, причем одна или более перегородок проходят внутри от боковой стенки между противоположными концами.
Вариант осуществления 17: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, согласно которому обертывают изоляционный элемент вокруг тепловыделяющего картриджа и в продольном направлении вдоль него от поджигаемого конца к генерирующей аэрозоль части.
Вариант осуществления 18: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором обертывание изоляционного элемента включает обертывание изоляционного элемента, содержащего стекловолоконный мат, изоляционное покрытие, изоляционную краску, стеклянную гильзу или керамическую гильзу, вокруг тепловыделяющего картриджа и в продольном направлении вдоль него.
Вариант осуществления 19: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором расположение тепловыделяющего картриджа включает расположение тепловыделяющего картриджа, имеющего поджигаемый топливный элемент, содержащий покрытие, нанесенное на его внутреннюю поверхность или расположенный внутри него элемент, внутри тепловыделяющей части.
Вариант осуществления 20: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором расположение тепловыделяющего картриджа включает расположение тепловыделяющего картриджа, выполненного из графита, армированного углеродным волокном углерода, керамики, волокнистой тугоплавкой композитной изоляции, алюминия, оксида алюминия или диоксида кремния, внутри тепловыделяющей части.
Вариант осуществления 21: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, согласно которому вводят первую часть, образующую внутреннюю камеру, выполненную с возможностью размещения топливного элемента, во взаимодействие со второй частью, содержащей внешнюю гильзу, выполненную с возможностью соосного расположения относительно первой части и окружающую ее, таким образом, чтобы образовать тепловыделяющий картридж, причем тепловыделяющий картридж содержит внешнюю гильзу, расположенную на расстоянии в радиальном направлении от первой части, образующей внутреннюю камеру, и взаимодействующую с ней с образованием кольцевого пространства между ними.
Вариант осуществления 22: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, согласно которому вводят съемную концевую крышку во взаимодействие с приемным резервуаром, в котором размещен топливный элемент таким образом, чтобы образовать тепловыделяющий картридж.
Вариант осуществления 23: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором тепловыделяющий картридж выполнен в качестве правильного цилиндра или желобообразного цилиндра, имеющего проходящую в продольном направлении боковую стенку, противоположные концевые части и серединный разделитель, расположенный внутри боковой стенки между противоположными концами, причем боковая стенка взаимодействует с серединным разделителем и концевыми частями с образованием последовательно расположенных первой и второй камер, а способ включает расположение топливного элемента в первой камере, и расположение элемента, генерирующего аэрозоль, во второй камере с образованием генерирующей аэрозоль части.
Вариант осуществления 24: Способ в соответствии с любым предшествующим или последующим вариантом осуществления или их комбинацией, в котором расположение генерирующей аэрозоль части, включает расположение генерирующего аэрозоль картриджа, содержащего противоположные перфорированные концевые части и элемент предшественника аэрозоля между концевыми частями, внутри генерирующей аэрозоль части, при этом при нагревании элемент предшественника аэрозоля имеет возможность образования аэрозоля.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем изобретении или изложенных в любом одном или более пунктов формулы изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы явным образом или изложены иным образом в описании конкретного варианта осуществления изобретения или в формуле изобретения, которые представлены в настоящей заявке. Настоящее описание предназначено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любом из его аспектов и вариантов осуществления должны считаться комбинируемыми, если контекст изобретения явно не указывает иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
После приведенного таким образом описания изобретения в общих понятиях, далее будет сделана ссылка на сопроводительные чертежи, которые не обязательно вычерчены в масштабе, на которых:
На ФИГ. 1-3, 6 и 11 схематично показан продольный разрез типичного, в целом стержнеобразного курительного изделия в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения;
На ФИГ. 4, 5, 7-10, 12 и 13 схематично показан продольный разрез типичного тепловыделяющего картриджа и/или генерирующего аэрозоль картриджа, который может быть использован в курительном изделии, показанном на любой из ФИГ. 1-3, 6 и 11, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения; и
На ФИГ. 14 схематично показан способ образования продолговатого курительного изделия в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение далее будет подробно описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны некоторые, но не все, аспекты изобретения. Разумеется, настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное аспектами, описанными в настоящей заявке; скорее, эти аспекты представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. Одинаковые элементы на всех чертежах имеют одинаковые номера позиций.
На ФИГ. 1 показано типичное курительное изделие 10 в виде сигареты, имеющей поджигаемый конец 14 и мундштучный конец 18. Согласно предпочтительному варианту осуществления, курительное изделие 10 имеет общий размер, форму и общий внешний вид сигареты с фильтром традиционного типа. На поджигаемом конце 14 расположен проходящий в продольном направлении тепловыделяющий сегмент 35. Тепловыделяющий сегмент 35 имеет проходящую в продольном направлении в целом трубчатую часть 39, которая может содержать или иным образом быть выполнена как тепловыделяющий картридж 50. Этот сегмент 35 дополнительно содержит крайний расположенный раньше по ходу потока конец или переднюю поверхность 220, которая образует множество маленьких перфорационных отверстий 43 для обеспечения прохождения атмосферного воздуха в курительное изделие 10; и этот сегмент дополнительно содержит расположенный дальше по ходу потока конец или заднюю поверхность 225, которая также образует множество маленьких перфорационных отверстий 45 для обеспечения прохождения атмосферного воздуха к расположенному дальше по ходу потока или мундштучному концу 18 курительного изделия 10. Согласно некоторым аспектам проходящая в продольном направлении в целом трубчатая часть 39 тепловыделяющего сегмента 35, при взаимодействии с передней поверхностью 220 и задней поверхностью 225, может, таким образом, совместно иметь общую форму картриджа 50 (т.е. уплотненного картриджа в некоторых примерах), который действует как контейнер, и который также образует открытые отверстия 43, 45, выполненные с возможностью обеспечения необходимого прохождения через них атмосферного воздуха. Согласно некоторым аспектам трубчатая часть 39 может также образовывать одно или более отверстий или перфорационных отверстий при необходимости или по требованию
Компоненты, используемые для образования картриджа 50 могут быть различными. Компоненты картриджа (или некоторые из этих компонентов) обладают или могут взаимодействовать для проявления определенных теплопроводящих свойств. Приведенные в качестве примера материалы, используемые для выполнения по меньшей мере части картриджа 50, могут включать теплопроводящие материалы, например, металлические материалы (такие как алюминий, нержавеющая сталь или т.п.), хотя эти проводящие материалы предпочтительно могут быть обернуты или покрыты изоляционным материалом. Хотя согласно альтернативному варианту осуществления, наиболее предпочтительно, чтобы компоненты картриджа (или некоторые из этих компонентов) были выполнены из материала, который обладает свойствами теплоизоляционного материала или свойствами, которые не считаются высокотеплопроводящими. Приведенные в качестве примера материалы могут включать графит, углерод, армированный углеродным волокном, керамику, волокнистую тугоплавкую композитную изоляцию, стекло, оксид алюминия или диоксид кремния и/или керамическую структуру с покрытием (т.е. стекло или металл с керамическим покрытием). Согласно другим аспектам компоненты картриджа могут быть покрыты изоляционным материалом, таким как изоляционная краска, графен или высокотемпературная краска со стеклянными или керамическими частицами. Как правило, картридж 50 выполнен с возможность поддержания своей общей формы и общих физических свойств в условиях нормального использования, и в условиях нормального использования картридж 50 предпочтительно выполнен без возможности горения, сжигания или другого термического разложения в любой существенной степени, что привело бы к потере структуры или первоначальных структурных характеристик.
Общая форма картриджа 50 может быть различной. Согласно предпочтительному варианту осуществления, картридж 50 имеет в целом цилиндрическую форму. Согласно такому аспекту внешняя поверхность проходящей в продольном направлении трубчатой части 39 картриджа 50 способствует обеспечению конструкции для в целом стержнеобразной конструкции курительного изделия 10; и, кроме того, внутренняя поверхность проходящей в продольном направлении части способствует определению внутренних границ картриджа. Согласно некоторым примерам внешняя поверхность проходящей в продольном направлении трубчатой части 39 может быть соответственно выполнена таким образом, что картридж 50 имеет желобообразную конфигурацию, проходящую в его продольном направлении. Иными словами, согласно различным аспектам картридж 50 может быть выполнен в виде правильного цилиндра или желобообразного цилиндра, имеющего проходящую в продольном направлении боковую стенку и противоположные концевые части. Для показанного варианта осуществления, проходящая в продольном направлении поверхность или боковая стенка трубчатой части 39 может быть по существу непроницаемой для прохождения через нее атмосферного воздуха.
Как правило, цилиндрический картридж 50 получают путем закупоривания каждого из расположенного раньше по ходу потока конца и расположенного дальше по ходу потока конца проходящей в продольном направлении трубчатой части 39 подходящими приспособленными концевыми крышками или другими подходящими уплотнительными механизмами. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления, концевые крышки являются проницаемыми для атмосферного воздуха таким образом, что воздух может проходить через расположенную раньше по ходу потока концевую крышку, проходить через внутренние границы трубчатого участка и выходить через расположенную дальше по ходу потока концевую крышку. Таким образом, каждая концевая крышка может быть выполнена с использованием похожего на экран материала или выполнена так, чтобы иметь ряд перфорационных отверстий 43, 45 для обеспечения прохождения воздуха через них. В результате, совместное использование трубной секции, уплотненной на каждом конце с использованием соответствующей концевой крышки обеспечивает таким образом цилиндрическую форму картриджа, который выступает в качестве эффективного приемного резервуара, емкости или контейнера. Согласно некоторым аспектам, концевые крышки, концевые стенки или любые другие конструкции, проходящие в поперечном направлении к продольной оси картриджа 50, могут быть выполнены из таких же материалов, что и оставшаяся часть картриджа 50 (т.е. боковая стенка). Однако, согласно другим примерам, может быть предпочтительно, чтобы концевые крышки, концевые стенки или любые другие структуры, проходящие в поперечном направлении к продольной оси картриджа 50, были выполнены из теплопроводящих материалов для облегчения и обеспечения прохождения нагретого воздуха через картридж 50. Соответственно, такой картридж 50 может состоять из концевых крышек, концевых стенок или любых других конструкций, проходящих в поперечном направлении к продольной оси картриджа 50, выполненного из теплопроводящего материала, при этом боковая стенка или цилиндрический корпус картриджа 50 могут быть выполнены из материалов, обладающих теплоизоляционными свойствами.
При необходимости внешняя поверхность по длине (или части длины) проходящей в продольном направлении трубчатой части 39 уплотненного картриджа 50 может быть окружена, обернута или покрыта материалом, обладающим свойствами теплоизоляционного материала 58. Иными словами, согласно конкретным аспектам, изоляционный элемент 58 может быть обернут вокруг тепловыделяющего картриджа 50, причем изоляционный элемент 58 проходит в продольном направлении вдоль тепловыделяющего картриджа 50 от поджигаемого конца 14 к генерирующей аэрозоль части 75. Согласно некоторым аспектам, изоляционный элемент 58 может проходить в продольном направлении от тепловыделяющего сегмента 35 над частью или по всей длине генерирующей аэрозоль части, при необходимости или по требованию. Такой изоляционный элемент 58 может содержать, например, стекловолоконный мат, изоляционное покрытие, изоляционную краску, стеклянную гильзу или керамическую гильзу. Другие примеры типов изоляционных материалов, типичных изоляционных узлов, приемов и способов для выполнения изоляционных узлов компонентов курительного изделия изложены в патентах США №4,807,809 (Pryor и др.); №4,893,637 (Hancock и др.); №4,938,238 (Barnes и др.); №5,027,836 (Shannon и др.); №5,065,776 (Lawson и др.); №5,105,838 (White и др.); №5,119,837 (Banerjee и др.); №5,247,947 (Clearman и др.); №5,303,720 (Banerjee и др.); №5,345,955 (Clearman и др.); №5,396,911 (Casey, III и др.); №5,546,965 (White); №5,727,571 (Meiring и др.); №5,902,431 (Wilkinson и др.); №5,944,025 (Cook и др.).; №8,424,538 (Thomas и др.); №8,464,726 (Sebastian и др.) и №8,678,013 (Crooks и др.), и заявке на патент США №14/840178 (Beeson и др.), поданной 31 августа 2015 года, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Тепловыделяющий сегмент 35 может включать горячий компонент 63 (т.е. поджигаемый топливный элемент), который сгорает с образованием тепла для использования при выработке аэрозоля генерирующей аэрозоль частью 75. Согласно некоторым аспектам, горючий компонент 63 содержится в картридже 50 или заключен в него. Согласно другим аспектам, горючий компонент 63 может быть нанесен в виде покрытия на, образован в виде части или другим образом связан с картриджем 50. Иными словами, согласно некоторым примерам, поджигаемый топливный элемент/горючий компонент 63 может содержать покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность тепловыделяющего картриджа 50 или элемента, или его частиц или фрагментов, расположенных внутри тепловыделяющего картриджа 50.
Форма горючего компонента 63 может быть различной. Горючий компонент 63, содержащийся внутри картриджа 50, может быть выполнен в виде одинарного элемента. Этот типичный одноэлементный горючий компонент 63 может иметь в целом цилиндрическую форму и предпочтительно выполнен таким образом, что он может содержаться или быть расположен внутри и быть установлен или закреплен внутри в целом цилиндрической камеры, образованной картриджем 50 с источником тепла. Как правило, одноэлементный горючий компонент 63 может иметь проходящие в продольном направлении канавки в его проходящей в продольном направлении внешней поверхности, и этот горючий компонент 63 также может образовывать проходящие в продольном направлении пути для прохождения воздуха через него. См., например, типы конфигураций этих типичных прессованных углеродсодержащих источников тепла, которые изложены в патентах США №4,989,619 (Clearman и др.) и №8,469,035 (Banerjee и др.), и в патентной публикации США №2015/0083150 (Conner и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Согласно альтернативному и предпочтительному варианту осуществления, горючий компонент 63 может быть выполнен по меньшей мере из двух частиц или фрагментов и быть использован в качестве них. Например, согласно конкретным предпочтительным аспектам, этот горючий компонент 63 имеет форму множества или сборку множества частиц или фрагментов 65. Такие части или фрагменты как правило имеют относительно небольшой размер и могут иметь форму хлопьев, сфер, цилиндров, трубок, колец, кубов, резанных фрагментов листового материала, спиральных прядей, длинных нитевидных или ленточных прядей, фрагментов неправильной формы, полученных разрушением крупных фрагментов материала и т.п. Эти частицы или фрагменты также могут быть гранулами по своей природе. Согласно конкретным вариантам осуществления, все частицы или фрагменты горючего компонента 63 могут иметь одинаковые общий размер и форму (например, все частицы или фрагменты внутри картриджа 50 могут состоять из сферических шариков по существу одинакового размера, или все частицы или фрагменты могут иметь форму соразмерных гранул). Согласно конкретным вариантам осуществления, частицы или фрагменты горючего компонента 63 могут иметь различные размеры и формы (например, частицы или фрагменты 65 внутри картриджа 50 могут состоять из сферических шариков различных размеров, или частицы или фрагменты 65 могут иметь форму смеси из сферических шариков и гранул). Согласно предпочтительному варианту осуществления, частицы или фрагменты 65 имеют достаточно большой размер, и перфорационные отверстия 43, 45 на каждом конце картриджа 50 являются достаточно маленькими, так что частицы и фрагменты 65 горючего компонента удерживаются внутри картриджа 50.
Согласно некоторым примерам, картридж 50 может содержать только ограниченное количество частиц или фрагментов, а оставшееся пространство в нем может оставаться пустым (воздушное пространство) или может быть заполнено материалом наполнителя (т.е. для удержания шариков/гранул на месте внутри картриджа 50). Согласно некоторым примерам, воздушное пространство, образованное частицами или фрагментами 65, занимающими камеру, образованную картриджем 50, может, например, служить для увеличения площади поверхности частиц или фрагментов 65 горючего компонента 63, доступного для сжигания, и/или может облегчить воспламенение этих частиц или фрагментов 65. Согласно некоторым аспектам, камера картриджа 50, внутри которой размещены части или фрагменты 65, может быть заполнена частицами или фрагментами таким образом, что в ней останется более примерно 5% воздушного пространства (т.е. для более гранулированного материала), согласно некоторым примерам более примерно 10% воздушного пространства и согласно другим примерам более примерно 30% или 40% воздушного пространства (т.е. для относительно более крупных частиц или фрагментов). Количество частиц или фрагментов, содержащихся внутри камеры, может быть различным. Количество частиц или фрагментов может в целом быть больше 25, как правило больше 50 и предпочтительно больше 100, хотя количество частиц или фрагментов как правило не превышает 1000. Например, относительно более крупные частицы или фрагменты могут составлять примерно от 100 до примерно 150 частиц или фрагментов внутри камеры картриджа 50. В случаях более гранулированного материала, в камере может размещаться от примерно 600 до примерно 800 частиц или фрагментов. В любом случае, специалисту в области техники будет понятно, что картридж 50, в котором размещены такие части или фрагменты 65 горючего компонента 63, будет иметь внутри достаточно непрерывное воздушное пространство для обеспечения одного или более путей для воздуха, проходящего через картридж 50 при затяжке, осуществляемой пользователем курительного изделия 10.
Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления, горючий компонент 63 состоит из, или содержит, полностью сгорающий горючий материал, и такой материал как правило может быть обеспечен путем выбора подходящего углеродсодержащего материала. Такие горючие углеродсодержащие материалы, как правило, имеют высокое содержание углерода. Предпочтительные углеродсодержащие материалы состоят преимущественно из углерода, как правило, имеют содержание углерода более примерно 60%, обычно более примерно 70%, часто более примерно 80% и нередко более примерно 90% в пересчете на сухой вес. Горючий компонент 63 также может содержать компоненты или элементы, отличающиеся от горючих углеродсодержащих материалов (например, табачные компоненты, такие как порошкообразный табак или табачный экстракт; ароматические вещества; соли, такие как хлорид натрия, хлорид калия и карбонат натрия; термостойкое графитовое волокно; порошок оксида железа; стеклянные нити; порошок карбоната кальция; гранулы оксида алюминия; источники аммиака, такие как соли аммония; и/или связующие вещества, такие как гуаровая смола, альгинат аммония и альгинат натрия).
Подходящий горючий компонент 63 может быть обеспечен с использованием этих типов химических составов топливного элемента, которые были включены в те сигареты, которые представлены на рынке под товарными знаками «Premier»,«Eclipse» и «Revo» и «Steam Hot One». Дополнительно, типичные типы ингредиентов и химических составов горючего компонента изложены в патентах США №4,219,031 (Rainer и др.); №4,714,082 (Banerjee и др.); №4,756,318 (Clearman и др.); №4,819,655 (Roberts и др.); №4,881,556 (Clearman и др.); №4,920,990 (Lawrence и др.); №4,989,619 (Clearman и др.); №5,007,440 (Robinson и др.); №5,020,548 (Farrier и др.); №5,027,837 (Clearman и др.); №5,060,673 (Lehman); №5,067,499 (Banerjee и др.); №5,076,297 (Farrier и др.); №5,099,861 (Clearman и др.); №5,105,831 (Banerjee и др.).; №5,129,409 (White и др.); №5,148,821 (Best и др.) и №5,156,170 (Clearman и др.), №5,178,167 (Riggs и др.); №5,211,684 (Shannon и др.); №5,247,947 (Clearman и др.); №5,345,955 (Clearman и др.); №5,461,879 (Barnes и др.); №5,469,871 (Barnes и др.); №5,551,451 (Riggs); №5,560,376 (Meiring и др.).; №5,706,834 (Meiring и др.); №5,727,571 (Meiring и др.); №7,836,897 (Borschke и др.); №8,119,555 (Banerjee и др.); №8,617,263 (Banerjee и др.) и №8,678,013 (Crooks), публикациях патентных заявок США №2005/0274390 (Banerjee и др.); №2007/0215168 (Banerjee и др.); №2009/0044818 (Takeuchi и др.); №2012/0042885 (Stone и др.); №2013/0269720 (Stone и др.); и №2015/0083150 (Conner и др.), и патентной заявке США №14/755 205 (Nordskog и др.), поданной 30 июня 2015 года, и №14/840178 (Beeson и др.), поданной 31 августа 2015 года, которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
При необходимости, частицы или фрагменты 65 горючего компонента 63 могут быть обработаны клейким веществом, таким как сироп, связующее, адгезивный материал или т.п. Таким образом, различные частицы или фрагменты 65 могут быть обработаны так, чтобы обеспечить агломерированный либо связанный горючий компонент 63, например, для уменьшения воздействия перемещения отдельных частиц или фрагментов 65 или деформации или отделения горючего компонента 63, что будет препятствовать его вставке в картридж 50 и т.д., и, таким образом, обеспечен прием или способ для поддержания в целом физической целостности этих частиц или фрагментов 65, содержащих горючий компонент 63.
Согласно другим аспектам, горючий компонент 63 может иметь форму множества гранулированных частиц или фрагментов 65 неправильной формы, причем эти фрагменты 65 имеют размер и присутствуют в таком количестве, чтобы по существу заполнять полую внутреннюю область в целом цилиндрического картриджа 50 с источником тепла. Случайный характер расположения этих фрагментов 65 может привести к пустотам или пространствам между ними. Как правило, гранулы горючего компонента состоят из полностью сгораемого углеродсодержащего материала, однако другие горючие материалы (например, частицы или фрагменты табачного материала) также могут быть объединены с углеродсодержащим материалом для обеспечения небольшого количества ароматизированного дыма. При необходимости горючие гранулы могут быть смешаны с негорючими материалами (например, стеклянными шариками), что обеспечивает физическое разделение различных горючих гранул.
Генерирующий аэрозоль сегмент 75, расположен дальше по ходу потока от тепловыделяющего сегмента 35 (т.е. по направлению к мундштучному концу 18) и в теплообменном взаимодействии с ним (например, путем переноса тепла). В конкретных аспектах, тепловыделяющий сегмент 35 выровнен в осевом направлении торец к торцу с генерирующим аэрозоль сегментом 75. Согласно предпочтительному варианту осуществления, эти сегменты находятся в физическом контакте друг с другом (т.е. расположенный дальше по ходу потока конец тепловыделяющего сегмента 35 упирается в расположенный раньше по ходу потока конец генерирующего аэрозоль сегмента 75). Согласно предпочтительному варианту осуществления, общая форма поперечного сечения и размеры указанных сегментов 35, 75 по существу одинаковы, если смотреть перпендикулярно продольной оси курительного изделия 10. Фактическое расположение этих сегментов 35, 75 предпочтительно таково, что тепло передается (например, при помощи механизмов, включающих кондуктивную и конвективную теплопередачу) от тепловыделяющего сегмента 35 к смежному генерирующему аэрозоль сегменту 75, на протяжении всего времени горения горючего компонента 63 во время использования.
Генерирующий аэрозоль сегмент 75, включает материал 85 субстрата, который сам по себе является аэрозолеобразующим агентом или аэрозолеобразующим веществом или иным образом выступает в качестве носителя для аэрозолеобразующего агента или материала. Например, генерирующий аэрозоль сегмент 75, может содержать восстановленный табачный материал, который содержит, включает или несет в себе технологические добавки, ароматические добавки и/или аэрозольобразующие материалы или предшественник аэрозоля (например, глицерин и/или пропиленгликоль). Вышеприведенные компоненты генерирующего аэрозоль сегмента 75, могут быть расположены внутри оберточного материала 90 и окружены им, так как обеспечено с помощью многослойного листа бумаги и алюминиевой фольги. Оберточный материал 90 может быть выполнен с возможностью обеспечения передачи тепла от поджигаемого конца 14 курительного изделия 10 (например, от тепловыделяющего сегмента 35) к сегменту 75, генерирующему аэрозоль, или его компоненту (компонентам). Таким образом, тепло, выработанное тепловыделяющим сегментом 35, подается или переносится к генерирующему аэрозоль сегменту 75, для испарения аэрозолеобразующего материала, связанного с материалом 85 субстрата, таким образом, с обеспечением образования или генерирования аэрозоля. Как расположенный раньше по ходу потока конец, так и расположенный дальше по ходу потока конец генерирующего аэрозоль сегмента 75, выполнены открытыми таким образом, что материал 85 субстрата, содержащийся в нем, расположен на обоих продольных концах. Таким образом, тепло от тепловыделяющего сегмента 35 может напрямую взаимодействовать с материалом 85 субстрата, содержащимся в генерирующем аэрозоль сегменте 75.
При необходимости тепловыделяющий сегмент 35 и генерирующий аэрозоль сегмент 75, могут иметь или образовывать буферную область или разделительный сегмент 76 между ними. Иными словами, эти сегменты 35, 75 при необходимости могут быть расположены на расстоянии друг от друга в продольном направлении. Таким образом, вместо того, чтобы быть расположенными торец к торцу с примыканием друг к другу, эти сегменты 35, 75 могут быть расположены с образованием пустого воздушного пространства или области, частично или по существу полностью заполненной негорючим материалом (например, теплопроводящим и воздухопроницаемым материалом, полученным из материала, такого как металл, керамический материал или их комбинации). Например, буферная область 76 может содержать каталитические материалы, такие как материалы, включающие ионы церия или меди, или оксиды и/или соли церия и ионы меди. См., например, патенты США №8 469 035 (Banerjee и др.) и №8617263 (Banerjee и др.), а также публикацию патентной заявки США №2007/0215168 (Banerjee и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. При наличии, типичная буферная область может проходить от примерно 1 мм до примерно 10 мм вдоль длины курительного изделия 10, но часто между тепловыделяющим сегментом 35 и генерирующим аэрозоль сегментом 75, эта длина составляет от примерно 2 мм до примерно 5 мм.
Компоненты генерирующего аэрозоль сегмента 75, могут быть различными. Этот сегмент 75 содержит компоненты или элементы, которые могут быть переведены в состояние пара, аэрозоля или увлечены в воздух, захваченный потоком, проходящим через курительное изделие 10 при использовании. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления, эти компоненты по отдельности или в сочетании обеспечивают сенсорные и органолептические эффекты (например, аромат, вкус, видимый аэрозоль и т.п.). Примеры компонентов или элементов генерирующего аэрозоль сегмента 75, попадающих в рот курильщика при затяжке на мундштучном конце 18, включают воду (например, в качестве водяного пара), видимые аэрозолеобразующие материалы (например, глицерин и/или пропиленгликоль), различные летучие ароматические вещества (например, ванилин, ментол и т.п.), летучие компоненты табака (например, никотин) и т.п.
Предпочтительный аэрозолеобразующий материал образует видимый аэрозоль при приложении к нему достаточного количества тепла или иным образом посредством действия условий образования аэрозоля, вызванных компонентами курительного изделия 10. Наиболее предпочтительный аэрозолеобразующий материал вырабатывает видимый аэрозоль, который можно рассматривать как «дымообразный». Предпочтительный аэрозолеобразующий материал является химически простым относительно химической природы дыма, вырабатываемого за счет сжигания табака. Предпочтительный видимый
аэрозолеобразующий материал представляет собой полиол, а приведенные в качестве примера предпочтительные аэрозолеобразующие материалы включают глицерин, пропиленгликоль и их смеси. При необходимости аэрозолеобразующие материалы могут быть объединены с другими жидкими материалами, такими как вода. Например, химические составы аэрозолеобразующих материалов могут включать смеси глицерина и воды или смеси пропиленгликоля и воды. См., например, различные аэрозолеобразующие материалы, упомянутые в патентах США №4793365 (Sensabaugh, Jr. и др.), №5101839 (Jakob и др.) и №8678013 (Crooks и др.), а также в международной заявке РСТ WO 98/57556 (Biggs и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Материал 85 субстрата генерирующего аэрозоль сегмента 75, может быть различным. Подходящие материалы субстрата и соответствующие аэрозолеобразующие материалы и добавки, переносимые этими материалами субстрата, включены в типы сигарет, представленных на рынке под товарными знаками «Premier»,«Eclipse», «Revo» и «Steam Hot One». Материал 85 субстрата может содержать табак в некотором виде, может состоять преимущественно из табака и может быть выполнен фактически полностью из табачного материала. Например, в некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере часть всего материала субстрата использована по существу в форме традиционного наполнителя (например, резаного наполнителя). Однако, подходящие материалы субстрата и химические составы субстрата, включающие аэрозолеобразующие материалы (включая отлитый лист и восстановленные табачные материалы бумажного типа), также описаны в патентах США №4793365 (Sensabaugh и др.), №4893639 (White), №5099861 (Clearman и др.), №5101839 (Jakob и др.), №5105836 (Gentry и др.), №5109122 (Clearman и др.), №5159942 (Brinkley и др.), №5 203 355 (Clearman и др.), №5271419 (Arzonico и др.), №5327917 (Lekwauwa и др.), №5396911 (Casey и др.), №5 533 530 (Young и др.), №5588446 (Clearman), №5598868 (Jakob и др.), №5715844 (Young и др.), №6378528 (Beeson и др.) и №8678013 (Crooks и др.) и публикациях патентных заявок США №2005/0066986 (Nestor и др.), №2012/0067360 (Conner и др.) и №2015/0157052 (Ademe и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Дополнительно, материалы субстрата могут иметь типы или конфигурации, изложенные в патенте США №8839799 (Conner и др.); в виде собранного полотна или листа, получаемого при помощи методов, в целом изложенных в патенте США №4 807 809 (Pryor и др.), или в виде полотна или листа, разрезанного на множество проходящих в продольном направлении волокон, получаемого при помощи методов, в целом изложенных в патенте США №5025814 (Raker), каждый из которых включен в настоящую заявку посредством ссылки.
Способ, посредством которого тепловыделяющий сегмент 35 и генерирующий аэрозоль сегмент 75, удерживаются на месте относительно друг друга вдоль курительного изделия 10, может быть различным. Как правило, эти сегменты 35, 75 закреплены на месте посредством использования проходящего в продольном направлении бумажного оберточного материала 93, который покрывает проходящие в продольном направлении поверхности этих сегментов 35, 75. Таким образом, путем объединения этих сегментов 35, 75 обеспечена генерирующая аэрозоль система 92.
Сегмент 95 табачного рулона может быть расположен дальше по ходу потока от генерирующего аэрозоль сегмента 75, (т.е. по направлению к мундштучному концу 18). Сегмент 95 табачного рулона может состоять из частиц табачного резанного наполнителя 101, обернутого в продольном направлении бумагой 106. Как расположенный раньше по ходу потока конец, так и расположенный дальше по ходу потока конец сегмента 95 табачного рулона, открыты таким образом, что табачный резанный наполнитель 101, содержащийся в нем, открыт на обоих продольных концах. Генерирующий аэрозоль сегмент 75, выровнен в осевом направлении торец к торцу с сегментом 95 табачного рулона. Согласно предпочтительному варианту осуществления, эти сегменты 75, 95 находятся в физическом контакте друг с другом (т.е. расположенный дальше по ходу потока конец генерирующего аэрозоль сегмента 75, упирается в расположенный раньше по ходу потока конец сегмента 95 табачного рулона). Фактическое расположение этих сегментов 75, 95 предпочтительно таково, что аэрозоль, выходящий из генерирующего аэрозоль сегмента 75, ароматизирован табачным ароматическим веществом, источником которого является табачный резанный наполнитель 101, когда этот аэрозоль проходит через сегмент 95 табачного рулона.
Различные сочетания и разновидности ароматических веществ (включая различные материалы, которые изменяют сенсорный и/или органолептический характер или природу основного вдыхаемого аэрозоля курительного изделия 10) могут быть включены в подходящие курительные изделия 10. Например, материал 85 субстрата и различные другие табачные или другие компоненты курительного изделия 10 (например, те компоненты, которые при необходимости расположены внутри тепловыделяющего сегмента 35, а также внутри сегмента 95 табачного рулона) могут быть обработаны табачными добавками того типа, который традиционно используют для изготовления сигарет, например, компонентами гильзы и/или поверхностного слоя. См., например, типы компонентов, изложенные в патенте США №8678013 (Crooks и др.), который включен в настоящую заявку посредством ссылки.
В предпочтительном варианте осуществления, курительное изделие 10 содержит подходящий мундштук, такой как, например, сегмент 135 фильтрующего элемента. Сегмент 135 фильтрующего элемента расположен на краю мундштучного конца 18 курительного изделия 10 и на дальнем по ходу потока конце сегмента 95 табачного рулона таким образом, что эти сегменты 95, 135 выровнены в осевом направлении торец к торцу, примыкая друг к другу при отсутствии какого-либо барьера или пространства между ними. Согласно предпочтительному варианту осуществления, общие формы поперечного сечения и размеры этих сегментов 95, 135 по существу идентичны друг другу, если смотреть перпендикулярно продольной оси курительного изделия 10. Фильтрующий элемент 135 может содержать фильтрующий материал 140, обернутый вдоль проходящей в его продольном направлении поверхности окружающим материалом 142 фицеллы. В одном примере фильтрующий материал 140 содержит жгут пластифицированного ацетатцеллюлозного волокна или другой подходящий фильтрующий материал сигаретного типа. Оба конца фильтрующего элемента 135 предпочтительно открыты, чтобы фильтрующий элемент 140, содержащийся внутри, был открыт с обоих продольных концов, и чтобы обеспечить возможность прохождения через него аэрозоля в ответ на затяжку, осуществляемую пользователем на одном мундштучном конце 18.
Способ, посредством которого сегмент 95 табачного рулона и сегмент 135 фильтрующего элемента удерживают на месте относительно друг друга в продольном направлении вдоль курительного изделия 10, может варьироваться. Как правило, эти сегменты 95, 135 закреплены на месте посредством использования проходящего в продольном направлении бумажного оберточного материала или поверхностного оберточного материала 150, которая обертывает проходящие в продольном направлении поверхности этих сегментов 95, 135. Таким образом, путем объединения этих сегментов 95, 135 обеспечивается сегмент 152 мундштучного конца.
Генерирующая аэрозоль система 92, предпочтительно прикреплена к сегменту 152 мундштучного конца посредством ободковой бумаги 155. Согласно предпочтительному варианту осуществления, общие формы поперечного сечения и размеры генерирующего аэрозоль сегмента 92, и сегмента 152 мундштучного конца по существу идентичны друг другу, если смотреть перпендикулярно продольной оси курительного изделия 10. Как правило, эти сегменты 92, 152 закреплены вместе посредством использования проходящей в продольном направлении ободковой бумаги 155, которая обертывает наружную проходящую в продольном направлении поверхность сегмента 152 мундштучного конца и смежную расположенную дальше по ходу потока наружную проходящую в продольном направлении поверхность генерирующей аэрозоль системы 92. Таким образом, путем объединения этих сегментов 92, 152 обеспечивается полностью собранное четырехсегментное курительное изделие 10 согласно аспекту настоящего раскрытия.
Курительное изделие 10 при необходимости может содержать средство разбавления, такое как перфорационное отверстие или ряд перфорационных отверстий 160, каждое из которых может проходить через ободковую бумагу 155, поверхностный оберточный материал 150 сегмента мундштучного конца и фильтрующий материал 142 фицеллы к фильтрующему материалу 140. Согласно альтернативному варианту осуществления, различные перфорационные отверстия 160 могут проходить вокруг курительного изделия 10 как кольцо в области, расположенной раньше по ходу потока по сравнению с показанной на фиг.1.
Сегмент 135 фильтрующего элемента при необходимости может содержать одну или более разрушаемых ароматических капсул 200 (см., например, фиг. 2). Были предложены многочисленные пути использования разрушаемых капсул и заключение этих разрушаемых капсул в компоненты курительных изделий и систем для доставки пара. Например, различные типы капсул, подходящих для использования в курительных изделиях, компонентах курительных изделий, которые включают разрушаемые капсулы, и оборудование и технологии, связанные с производством этих компонентов курительных изделий, предложены в патентах США №№6,631,722 (MacAdam и др.); 7,479,098 (Thomas и др.); 7,833,146 (Deal; 7,984,719 (Dube и др.); 7,972,254 (Stokes и др.); 8,186,359 (Ademe и др.); 8,262,550 (Barnes и др.); 8,308,623 (Nelson и др.); 8,353,810 (Garthaffner и др.); 8,381,947 (Garthaffner и др.); 8,459,272 (Karles и др.); 8,739,802 (Fagg; 8,905,243 (Dixon и др.) и 9,055,768 (Henley и др.); публикациях патентных заявок США №№2010/0184576 (Prestia и др.); 2011/0053745 (Iliev и др.); 2011/0271968 (Carpenter и др.); (Henley и др.) и 2013/0085052 (Novak III и др.); и заявке на патент США №14/835962 (Ademe), поданной 26 августа 2015; которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, характерные сигаретные продукты, которые содержат фильтрующие элементы, включающие в себя разрушаемые капсулы, доступны в продаже по всему миру под такими торговыми марками как «Marlboro W-Burst 5», «Kent iSwitch», «Kool Boost», «Camel Lights with Menthol Boost», «Camel Crush», «Camel Silver Menthol», «Camel Filters Menthol» и «Camel Crush Bold».
Примеры типов капсул, капсульных ингредиентов, капсульных конфигураций и форматов, размеров капсул, свойств капсул и технологий приготовления капсул изложены в патентах США №№5,223,185 (Takei и др.); 5,387,093 (Takei; 5,882,680 (Suzuki и др.); 6,719,933 (Nakamura и др.); 7,754,239 (Mane; 6,949,256 (Fonkwe и др.); 7,984,719 (Dube и др.); 8,470,215 (Zhang) и 8,695,609 (Dube); публикациях патентных заявок США №№2004/0224020 (Schoenhard); 2005/0196437 (Bednarz и др.); 2005/0249676 (Scott и др.) и 2014/0053855 (Hartmann и др.); и РСТ WO 03/009711 (Kim) и РСТ WO 2014/170947 (Iwatani), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, примеры характерных типов капсул и компонентов капсул коммерчески доступны под названием «Momints» компании Yosha! Enterprises, Inc. и «Ice Breakers Liquid Ice» компании The Hershey; и характерные типы капсул и компонентов капсул были включены в жевательную резинку, например тип жевательной резинки, доступный в продаже под торговой маркой «Cinnaburst» компании Cadbury Adams USA.
Согласно некоторым аспектам сегмент 35 фильтрующего элемента курительного изделия 10 может содержать многокомпонентный фильтрующий элемент, содержащий, например, расположенный раньше по ходу потока сегмент в форме фильтрующего сегмента ацетатцеллюлозной трубки и расположенный дальше по ходу потока сегмент в форме сегмента жгута низкоэффективного пластифицированного ацетатцеллюлозного волокна. Однако, специалисту в области техники будет понятно, что такие многокомпонентные фильтрующие элементы могут быть образованы и выполнены множеством различных способов.
В связи с конструкцией курительного изделия 10 могут быть использованы различные известные компоненты. Эти компоненты включают, например, известные оберточные материалы, теплопроводящие материалы, металлическую фольгу и слои фольги, мундштучные части, фильтрующие элементы, фицеллы, ободковую бумагу и адгезивы. Кроме того, типичные курительные изделия могут содержать самые разнообразные типы табака, виды табака и их смеси. См., например, типичные типы компонентов, изложенные и упомянутые в патентах США №5,183,062 (Clearman и др.); №5,203,355 (Clearman и др.); №5,588,446 (Clearman; №5,724,997 (Fagg и др.); №6,849,085 (Marton) и №8,678,013 (Crooks и др.), в публикации патентной заявки США №2015/0157052 (Ademe и др.) и в заявке на патент США №14/840178, поданной 31 августа 2015 (Beeson и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Дополнительные примеры ободковой бумаги описаны в патенте США №7,789,089 (Dube и др.) и публикациях патентных заявок США №2007/0215167 (Crooks и др.), №2010/0108081 (Joyce и др.), №2010/0108084 (Norman и др.), и №2013/0167849 (Ademe и др.) и публикации патентной заявки РСТ №2013/160671 (Dittrich и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. См., также эти типы материалов, используемых в выполнении тех типов сигарет, которые представлены на рынке под товарными знаками «Premier»,«Eclipse», «Revo» и «Steam Hot One».
Подходящие методы и способы сборки типичных типов курительных изделий изложены в патентах США №5,469,871 (Barnes и др.) и №8,678,013 Crooks и др.), и публикациях патентных заявок США №2012/0042885 (Stone и др.); №2012/0067360 (Conner и др.); №2014/0261470 (Amiss и др.); и №2015/0157052 (Ademe и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Размеры собранного стержнеобразного курительного изделия 10 могут быть различными. Как правило, длина окружности типичного курительного изделий находится в диапазоне от примерно 22 мм до примерно 27 мм, предпочтительно, чтобы длина окружности находилась в диапазоне от 24 мм до 25 мм. Длина типичного курительного изделия составляет от примерно 80 мм до примерно 100 мм, и длины различных сегментов, содержащихся внутри курительного изделия, могут быть различными. Например, типичное курительное изделие может содержать тепловыделяющий сегмент 35 длиной от примерно 10 мм до примерно 30 мм, часто от примерно 15 мм до примерно 20 мм, генерирующий аэрозоль сегмент 75, длиной от примерно 10 мм до примерно 40 мм, часто от примерно 20 мм до примерно 25 мм, сегмент 95 табачного рулона длиной от примерно 20 мм до примерно 50 мм, часто от примерно 30 мм до примерно 40 мм, и сегмент 135 фильтрующего элемента длиной от примерно 10 мм до примерно 30 мм, часто от примерно 15 мм до примерно 25 мм.
При использовании курильщик размещает мундштучный конец 18 курительного изделия 10 на губах. Затем курильщик поджигает поджигаемый конец 14 курительного изделия 10 (например, с помощью спички или прикуривателя). Иными словами, поджигаемый конец картриджа 50 с источником тепла подвергается воздействию источника тепла, достаточному, чтобы вызвать сжигание горючего компонента 63, связанного с картриджем 50. Согласно некоторым аспектам, поджигаемый конец картриджа 50 с источником тепла может включать элемент (т.е. покрытый термочувствительной краской или содержащий термочувствительный материал), который изменяет цвет при воспламенении или ином нагревании путем сжигания. Затяжка пользователем с мундштучного конца 18 вызывает попадание атмосферного воздуха в тепловыделяющий сегмент 35 через расположенные раньше по ходу потока перфорационные отверстия 43. Затянутый воздух действует для поддержания горения горючего компонента 63 и дополнительно этот затянутый воздух в результате нагревается. Нагретый воздух, таким образом затянутый через картридж 50 тепловыделяющего сегмента 35, выходит через расположенные дальше по ходу потока перфорационные отверстия 45 картриджа 50 и попадает в генерирующий аэрозоль сегмент 75. Следовательно, действие тепла на расположенные внутри компоненты или связанные с генерирующим аэрозоль сегментом 75, приводят к выработке аэрозоля, который втягивается в сегмент 95 табачного рулона и через него. Ароматизированный аэрозоль затем выходит из сегмента 95 табачного рулона и протекает через фильтрующий сегмент 135 и наконец выходит наружу из области 18 мундштучного конца курительного изделия 10 в рот курильщика.
На ФИГ. 2 показано типичное курительное изделие 10, подобное во многих аспектах курительному изделию, описанному ранее со ссылкой на фиг. 1. Показан тепловыделяющий сегмент 35 и генерирующий аэрозоль сегмент 75, каждый их которых подобен во многих аспектах тем, что описаны со ссылкой на фиг. 1. Показан картридж 50 с источником тепла, содержащий горючий компонент 63, который может иметь форму множества частиц или фрагментов 65, причем частицы или фрагменты 65 могут быть неправильными относительно друг друга с точки зрения размера и/или формы. Однако, вместо двух компонентов или сегментов (т.е. генерирующего аэрозоль сегмента 75, и сегмента 95 табачного рулона), расположенных между тепловыделяющим сегментом 35 и сегментом 135 фильтрующего элемента, в данном случае расположен единственный продолговатый генерирующий аэрозоль сегмент 75. Таким образом, тепло, вырабатываемое путем сжигания горючего компонента 63 внутри тепловыделяющего сегмента 35, действует для нагрева компонентов единственного генерирующего аэрозоль сегмента 75, для выработки аэрозоля, который при затяжке протекает через сегмент 135 фильтрующего элемента и попадает в рот курильщика.
Размеры собранного стержнеобразного курительного изделия 10, как показано на фиг. 2, могут быть различными. Как правило, длина окружности типичного курительного изделия находится в диапазоне от примерно 22 мм до примерно 27 мм, предпочтительно, чтобы длина окружности находилась в диапазоне от 24 мм до 25 мм. Длина типичного курительного изделия составляет от примерно 80 мм до примерно 100 мм, и длины различных сегментов, содержащихся внутри курительного изделия, могут быть различными. Например, типичное курительное изделие, такое как показано на фиг.2, может содержать тепловыделяющий сегмент 35 длиной от примерно 10 мм до примерно 30 мм, часто от примерно 15 мм до примерно 20 мм, генерирующий аэрозоль сегмент 75, длиной от примерно 20 мм до примерно 60 мм, часто от примерно 30 мм до примерно 50 мм, и сегмент 135 фильтрующего элемента длиной от примерно 10 мм до примерно 30 мм, часто от примерно 15 мм до примерно 25 мм.
На ФИГ. 3 показано типичное курительное изделие 10, подобное курительному изделию, описанному ранее со ссылкой на фиг.1. Показан тепловыделяющий сегмент 35, состоящий из цилиндрического картриджа 50, содержащего горючий компонент 63, который может иметь форму множества частиц или фрагментов 65. Каждый фрагмент типичного горючего компонента 63 может иметь в целом сферическую форму, и каждый фрагмент может быть почти одинаковым по форме и размеру. Эти по существу одинаковые фрагменты 65 имеют размер и присутствуют в таком количестве, чтобы по существу заполнять полую внутреннюю область в целом цилиндрического картриджа 50. Например, типичный в целом цилиндрический картридж 50, образующий полую внутреннюю область длиной примерно 30 мм и диаметром примерно 7,5 мм, может содержать примерно от 150 мг до примерно 650 мг небольших сферических фрагментов или шариков горючего материала (причем диаметр каждой небольшой бусины составляет примерно 1,3 мм).
Для данного варианта осуществления курительного изделия 10, показанного на фиг.3, показан типичный тип картриджа 50 внутри тепловыделяющего сегмента 35, который имеет двухкомпонентную структуру, как показано более конкретно на фиг.4. Расположенный раньше по ходу потока конец 220 картриджа 50 образует крайний поджигаемый конец 14 картриджа 50 и содержит концевую стенку 221, образующую расположенные раньше по ходу потока отверстия 43 с проходящей в продольном направлении наружной боковой стенкой 39, прикрепленной к ней или выполненной с ней за одно целое. Таким образом, этот расположенный раньше по ходу потока конец 220 имеет в целом форму чаши или наконечника. Расположенный дальше по ходу потока конец 225 картриджа 50 имеет форму чаши 226, образующей расположенные дальше по ходу потока отверстия 45. Крышка 226 может быть выполнена таким образом, чтобы иметь возможность расположения внутри расположенного дальше по ходу потока конца 225 чашеобразного сегмента двухкомпонентного картриджа 50. Крышка 226 может быть закреплена на месте относительно чашеобразного сегмента, например, посредством фрикционной посадки, устойчивого к высоким температурам адгезива, сварки, подходящей посадки с натягом, подходящего крепежного механизма типа штифт-канавка или т.п.Таким образом, два компонента 220, 226, которые образуют картридж 50, собирают для образования картриджа 50, который можно рассматривать подлежащим для уплотнению для размещения внутри горючего компонента 63. Для варианта осуществления, показанного на фиг.3 и 4, расположенный раньше по ходу потока конец 220 картриджа 50 содержит множество небольших перфорационных отверстий 43 (т.е. расположенных на передней поверхности или расположенной раньше по ходу потока концевой стенке картриджа 50 для образования поджигаемого конца 14 и при необходимости в наружной боковой стенке или поверхности 39 картриджа 50 (см., например, фиг. 10, элемент 228) на его крайней расположенной раньше по ходу потока области), так чтобы обеспечить прохождение затянутого воздуха снаружи к курительному изделию 10 в картридж 50, и расположенный дальше по ходу потока конец 225 картриджа 50 (например, расположенная дальше по ходу потока поверхность, образованная крышкой 226) содержит множество небольших перфорационных отверстий 45 для обеспечения прохождения нагретого воздуха наружу из этого картриджа 50 к мундштучному концу 18.
Как далее показано на ФИГ. 5, специалисту в области техники будет понятно, что расположенный раньше по ходу потока конец 220 картриджа 50 может быть выполнен с возможностью взаимодействия с трубчатой частью 39 и расположенной дальше по ходу потока концевой крышкой 226 для образования трехкомпонентного картриджа 50. Иными словами, на фиг. 5 показано, что картридж 50 может быть образован в качестве трубчатой части 39, имеющей концевые крышки 221, 226 на каждом конце, которые вместе взаимодействуют для образования «уплотненного » картриджа 50. На ФИГ. 5 также показано, что в некоторых примерах картридж 50 может также содержать одну или более перегородок 243, проходящих в камеру, образованную картриджем 50, от боковой стенки или ее трубчатой части 39. Такие перегородки 243 (например, расположенные на расстоянии друг от друга частичные стенки по существу перпендикулярные общему пути перемещения воздушного потока через картридж 50) или другие структуры (например, такие, как структуры, образующие спиральный путь перемещения воздушного потока) для обеспечения в некоторой степени извилистого пути перемещения воздушного потока через картридж 50) может, например, увеличивать эффективную длину картриджа 50, через который воздух направляется в ответ на затяжку, осуществляемую пользователем. Соответственно в некоторых примерах длина картриджа может быть уменьшена при сохранении той же или подобной эффективности в отношении его предназначения.
В соответствии с аспектами, показанными на фиг. 3, генерирующий аэрозоль сегмент 75, может иметь форму картриджа 240, который предпочтительно в целом имеет цилиндрическую форму. Проходящая в продольном направлении часть 245 картриджа 240 является в целом трубчатой по своей природе. Таким образом, внешняя поверхность проходящей в продольном направлении трубчатой части 245 картриджа 240 способствует обеспечению в целом стержнеобразной структуры курительного изделия 10; и кроме того, внутренняя поверхность проходящей в продольном направлении трубчатой части 245 образует внутреннюю камеру картриджа 240. Проходящая в продольном направлении часть 245 является по существу непроницаемой для прохождения через нее атмосферного воздуха, так что атмосферный воздух, который нагревается картриджем 50 с источником тепла и выходит через расположенный дальше по ходу потока конец 225 картриджа 50 с источником тепла может проходить через картридж 240, который является частью генерирующего аэрозоль сегмента 75. Как правило, картридж 240 цилиндрической субстрата получают путем закупоривания каждого из расположенного раньше по ходу потока конца и расположенного дальше по ходу потока конца проходящей в продольном направлении трубчатой части подходящими приспособленными концевыми крышками 252, 255 (см., например, приведенные в качестве примера картриджи, показанные под номером 50 на фиг.4 и 5 с концевыми крышками, обозначенными элементами 221 и 226 и проходящей в продольном направлении трубчатой части, обозначенной элементом 93). Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления, концевые крышки 252, 255 являются проницаемыми для атмосферного воздуха, таким образом, что нагретый воздух из картриджа 50 с источником тепла может проходить через расположенную раньше по ходу потока концевую крышку 252 и проходить через внутреннюю камеру трубчатой части 245 для нагрева материала 85 субстрата, расположенного внутри, и затем выходит через расположенную дальше по ходу потока концевую крышку 255. Таким образом, каждая концевая крышка 252, 255 может быть выполнена с использованием похожего на экран материала или выполнена так, чтобы иметь перфорационное отверстие или ряд перфорационных отверстий 261, 263, соответственно, для обеспечения прохождения воздуха через них. В результате, совместное использование трубчатой части 245, уплотненной на каждом конце с использованием соответствующих концевых крышек 252, 255 таким образом обеспечивает цилиндрический картридж 240, который выступает в качестве эффективного приемного резервуара или контейнера для субстрата 85, который переносит, содержит или обеспечивает источник аэрозолеобразующего материала.
Для варианта осуществления, показанного на фиг.3, субстрат или материал 85 субстрата может иметь форму табачных пеллет. Используемый в настоящей заявке термин «табачные пеллеты» включает гранулы, пеллеты или другие дискретные маленькие частицы табака, образованные сформованные, сжатые, спрессованные или иным образом получившие требуемую форму. Например, табачные пеллеты могут быть сформованы посредством так называемого процесса марумеризирования. Табачные пеллеты могут иметь гладкую правильную наружную форму (например, форму сферы, цилиндра, овалоида и т.п.) и/или неправильную наружную форму. В одном примере диаметр каждой табачной пеллеты может находиться в диапазоне примерно от 1 мм до 2 мм. Табачные пеллеты могут по меньшей мере частично заполнять камеру или полость субстрата, образованную картриджем 240, как описано в настоящей заявке. Иными словами, субстрат, элемент субстрата или материал 85 субстрата может иметь форму пеллет или других свободных частиц, занимающих пространство внутри картриджа 240 генерирующего аэрозоль сегмента 75, смежного с тепловыделяющим сегментом 35 и расположенного дальше по ходу потока от него. В одном примере, объем полости субстрата, образованной картриджем 240, может находиться в диапазоне приблизительно от 500 мм3 до 700 мм3 (например, объем полости субстрата, образованной картриджем 240, причем диаметр полости составляет от приблизительно 7,5 до примерно 7,8 мм, а длина полости составляет от приблизительно 11 до примерно 15 мм, которая имеет в целом цилиндрическую геометрию). В одном примере масса табачных пеллет внутри полости субстрата может находиться в диапазоне от примерно 200 мг до примерно 500 мг. Например, табачные пеллеты могут быть использованы таким образом, чтобы наполнять соответствующую часть картриджа 240 генерирующего аэрозоль сегмента 75, (например, цилиндрическую область внутри картриджа 240, ограниченного концами тепловыделяющего сегмента 35 и сегмента 135 фильтрующего элемента) при плотности размещения от приблизительно 100 мг/см3 до примерно 400 мг/см3.
На ФИГ. 6 показано типичное курительное изделие 10, которое подобно во многих отношениях курительному изделию, описанному ранее со ссылкой на фиг. 1. Показан картридж 50 с источником тепла, содержащий горючий компонент 63, который может иметь форму множества частиц или фрагментов 65. Каждый фрагмент 65 типичного горючего компонента 63 может иметь в целом цилиндрическую форму. Цилиндрические фрагмент 65 имеют размер и присутствуют в таком количестве, чтобы по существу заполнять полую внутреннюю камеру, образованную в целом цилиндрическим картриджем 50 с источником тепла. Согласно некоторым примерам, случайный характер расположения цилиндрических фрагментов 65 может привести к пустотам или пространствам между ними. Например, типичный в целом цилиндрический картридж 50, образующий полую внутреннюю камеру может иметь длину примерно 30 мм и диаметр примерно 7,5 мм, и может содержать от примерно 150 мг до примерно 650 мг небольших цилиндрических фрагментов горючего материала (причем длина каждого небольшого кусочка составляет примерно 1 мм и диаметр примерно 1 мм).
Для данного варианта осуществления, показанного на фиг. 6 и 7, показан типичный тип картриджа 50 с источником тепла, который имеет двухкомпонентную структуру. Расположенный раньше по ходу потока конец 220 картриджа 50 образует крайний поджигаемый конец 14 курительного изделия 10 и проходящую в продольном направлении внешнюю боковую стенку или трубчатую часть 39, и таким образом, этот расположенный раньше по ходу потока конец 220 имеет в целом форму чаши или наконечника. Расположенный дальше по ходу потока конец 225 картриджа 50 имеет форму крышки 227, которая может быть размещена поверх расположенного дальше по ходу потока конца чашеобразного сегмента двухкомпонентного картриджа 50. Например, крышка 227 может быть закреплена на месте посредством фрикционной посадки, устойчивого к высоким температурам адгезива, сварки, подходящей посадки с натягом, подходящего крепежного механизма типа штифт-канавка или т.п. Таким образом, два компонента 220, 227, которые образуют картридж 50, собирают для образования картриджа 50, который затем можно рассматривать подлежащим уплотнению для размещения внутри горючего компонента 63. Для показанного варианта осуществления, расположенный раньше по ходу потока конец 220 картриджа 50 может образовывать перфорационное отверстие или множество небольших перфорационных отверстий 43 (например, расположенных на передней поверхности или расположенном раньше по ходу потока конце картриджа 50 и, при необходимости, на боковой поверхности или трубчатой части картриджа 50 (см., например, фиг. 10, элемент 228) на его крайней расположенной раньше по ходу потока области), так чтобы обеспечить прохождение затянутого воздуха в картридж 50 и через него). Дополнительно, расположенный дальше по ходу потока конец или задняя поверхность картриджа 50 (например, задняя поверхность, образованная крышкой 227) может образовывать перфорационное отверстие или множество небольших перфорационных отверстий 45 для обеспечения прохождения нагретого воздуха наружу из картриджа 50 в ответ на затяжку. Для показанного варианта осуществления, наиболее предпочтительным является то, что перфорационные отверстия 43, 45 имеют достаточно небольшой размер, и частицы и фрагменты 65 горючего компонента 63 имеют достаточно большой размер, так что частицы или фрагменты 65 горючего компонента 63 надлежащим образом содержатся внутри картриджа 50. Кроме того, генерирующий аэрозоль сегмент 75, может включать в себя устройство картриджа 240, который во многих отношениях подобен картриджу 50, используемому для создания тепловыделяющего сегмента 35.
Как показано на ФИГ. 8, специалисту в области техники будет понятно, что расположенный раньше по ходу потока конец 220 картриджа 50 может быть выполнен с возможностью взаимодействия с трубчатой частью 39 и расположенной дальше по ходу потока концевой крышкой 227 с образованием трехкомпонентного картриджа 50. Иными словами, на фиг. 8 показано, что картридж 50 может быть образован в качестве трубчатой части 39, имеющей концевую крышку 222, 227 на каждом конце, которые вместе взаимодействуют с образованием «уплотненного» картриджа 50. Каждая расположенная раньше по ходу потока концевая крышка 222 и расположенная дальше по ходу потока концевая крышка 227 могут быть выполнены с возможностью размещения поверх соответствующих расположенного раньше по ходу потока и расположенного дальше по хорду потока концов трубчатой части 39 с образованием картриджа 50. Например, каждая из концевых крышек 222, 227 может быть закреплена на месте с трубчатой частью 39 посредством фрикционной посадки, устойчивого к высоким температурам адгезива, сварного шва, подходящей посадки с натягом, подходящего крепежного механизма типа штифт-канавка или т.п. Таким образом, три компонента 39, 222, 227, которые образуют картридж 50, могут быть собраны для образования картриджа 50, который затем можно рассматривать подлежащим уплотнению для размещения внутри горючего компонента 63. На ФИГ. 8 также показано, что в некоторых примерах картридж 50 может содержать одну или более перегородок 243, проходящих в камеру, образованную картриджем 50 от его боковой стенки или трубчатой части 39. Такие перегородки 243 (например, расположенные на расстоянии друг от друга частичные стенки по существу перпендикулярные общему пути перемещения воздушного потока через картридж 50) или другие конструкции (например такие, как конструкции, образующие спиральный путь перемещения воздушного потока) для обеспечения в некоторой степени извилистого пути перемещения воздушного потока через картридж 50) могут, например, увеличивать эффективную длину картриджа 50, через который направляется воздух в ответ на затяжку, осуществляемую пользователем.
На ФИГ. 9 и 10 показаны другие приведенные в качестве примера аспекты и конфигурации картриджа 50, 240, который может быть выполнен в различных конфигурациях типов курительных изделий, раскрытых в настоящей заявке. Например, на фиг.9 показан одна конфигурация трехкомпонентного картриджа 50, в котором одна из концевых крышек 221 может быть выполнена с возможностью размещения внутри расположенного раньше по ходу потока конца 220 трубчатой части 39, и в котором другая концевая крышка 227 выполнена с возможностью размещения поверх расположенного дальше по ходу потока конца 225 трубчатой части 39. Любая крышка 221, 227 может быть закреплена на месте относительно трубчатой части 39, например, посредством фрикционной посадки, устойчивого к высоким температурам адгезива, сварного шва, подходящей посадки с натягом, подходящего крепежного механизма типа штифт-канавка или т.п.Вариант осуществления картриджа 50, показанный на фиг.10, подобен конфигурации картриджа, показанной на фиг.9, но дополнительно содержит одно или более отверстий или перфорационных отверстий 228, образованных трубчатой частью 39 картриджа 50. В конкретных примерах отверстия 228 могут быть расположены по направлению к краю поджигаемого конца 14 в случаях, когда картридж 50 расположен в тепловыделяющей части или сегменте 35. В таких случаях увеличенное число отверстий или перфорационных отверстий может обеспечить воспламенение горючего компонента 63 внутри картриджа 50, а также, например, увеличенный воздушный поток в тепловыделяющий картридж 50 в ответ на затяжку, или меньшее сопротивление затяжке. В других примерах отверстия 228, образованные трубчатым элементом 39, могут обеспечить поток охлаждающего воздуха вокруг внешней поверхности трубчатого элемента 39, что может, например, уменьшить, минимизировать или предотвратить обугливание бумажного оберточного материала или поверхностного оберточного материала 93 во время использования курительного изделия 10.
На ФИГ. 11 показано другое типичное курительное изделие 10, содержащее продолговатый внутренний двойной картридж 300, обеспечивающий как часть 50 картриджа с источником тепла, так и часть 240 картриджа для размещения материала 85 субстрата, используемого для переноса компонентов, участвующих в образовании аэрозоля. Часть 50 картриджа с источником тепла (т.е. часть двойного картриджа 300, содержащего горючий компонент 63, причем горючий компонент 63 может содержать, например, множество гранул горючего углеродсодержащего материала) расположена на расположенном раньше по ходу потока конце двойного картриджа 300 (т.е. по направлению к поджигаемому концу 14) и часть 240 контейнера для материала 85 субстрата, на котором обеспечен или расположен образующий аэрозоль материал (например, множество бус, образованных из смеси пульверизированной табачной пыли и глицерина), расположен на расположенном дальше по ходу потока конце двойного картриджа 300 (т.е. по направлению к сегменту 135 фильтрующего элемента). Между расположенной раньше по ходу потока и расположенной дальше по ходу потока частями 50, 240 картриджа расположен пропускаемый для воздуха барьер 310 (например, экран), который физически разделяет компоненты картриджа друг от друга. Иными словами, тепловыделяющий картридж может быть выполнен в виде правильного цилиндра или желобообразного цилиндра, имеющего проходящую в продольном направлении боковую стенку 39, противоположные концевые части 304, 305 и серединный разделитель 310, расположенный внутри боковой стенки 39 между противоположными концами 304, 305, причем боковая стенка 39 взаимодействует с серединным разделителем 310 и концевыми частями 304, 305 с образованием последовательно расположенных первой и второй камер 50, 240, при этом первая камера 50 выполнена с возможностью размещения топливного элемента/горючего компонента 63, а вторая камера 240 выполнена с возможностью размещения генерирующего аэрозоль элемента 85(и, таким образом, образует генерирующую аэрозоль сегмент 75). Препятствие 310 может образовывать одно или более отверстий или перфорационных отверстий 311 для обеспечения прохождения нагретого воздуха из расположенной раньше по ходу потока части 50 картриджа до расположенного дальше по ходу потока картриджа 240, чтобы нагретый воздух взаимодействовал генерирующим аэрозоль элементом 85, для выработки аэрозоля. Крайний расположенный раньше по ходу потока конец 304 картриджа 300 может быть уплотнен перфорированной крышкой 320, образующей одно или более отверстий или перфорационных отверстий 43, таким образом обеспечивая удержание горючего компонента 63 или его гранул внутри части 50 двойного картриджа 300. Крайний расположенный дальше по ходу потока конец 305 двойного картриджа 300 может быть уплотнен перфорированной крышкой 330, образующей одно или более отверстий или перфорационных отверстий 45, таким образом обеспечивая удержание материала 85 субстрата внутри части 240 двойного картриджа 300. Как правило, такой двойной картридж 300 выполнен из компонентов, состоящих из изоляционного материала, такого как углерод (графит), стекло или керамика. В необязательных случаях, может быть использован теплопроводящий материал, такой как алюминий или нержавеющая сталь. При необходимости такой двойной картридж 300 по длине может быть обернут, окружен, покрыт слоем или покрыт теплоизоляционным материалом 58 (например, материалом, состоящем из керамического изоляционного материала, стекловолоконного мата или т.п.).
Для варианта осуществления, показанного на фиг. 11, любая часть 50, 240 картриджа или обе части могут включать, например, капсулы, которые высвобождают компоненты, подходящие для модифицирования аэрозоля, образованного во время использования курительного изделия 10. Например, капсулы, которые выпускают свое содержимое под воздействием тепла, получаемого во время использования курительного изделия 10, могут обеспечить источник компонентов аэрозоля и/или действия для изменения сенсорных характеристик аэрозоля. Приведенные в качестве примера типы капсул, подходящих в качестве необязательных компонентов фильтрующего элемента, описаны ранее со ссылкой на фиг. 2.
Специалисту в области техники будет понятно, что картридж 50, 240 может быть выполнен множеством различных способов в соответствии с приведенным в настоящей заявке раскрытием. Например, как показано на фиг. 12, картридж 50 может быть в целом такого типа, как раскрыто на фиг. 7. Более конкретно, расположенный раньше по ходу потока конец 220 картриджа 50 может образовывать крайний поджигаемый конец 14 картриджа 50 и содержать концевую стенку 314, образующую расположенные раньше по ходу потока отверстия 43 с проходящей в продольном направлении внешней боковой стенкой 39, прикрепленной к ней или выполненной с ней за одно целое. Таким образом, этот расположенный раньше по ходу потока конец 220 имеет в целом форму чаши или наконечника с выступом 313, проходящим по окружности внешней боковой стенки 39 вокруг поджигаемого конца 14. Расположенный дальше по ходу потока конец 225 картриджа 50 имеет форму чаши 315, образующей расположенные дальше по ходу потока отверстия 45. Крышка 315 может быть выполнена таким образом, чтобы иметь возможность расположения поверх расположенного дальше по ходу потока конца 225 чашеобразного сегмента картриджа 50. Крышка 315 может быть закреплена на месте относительно чашеобразного сегмента, например, посредством фрикционной посадки, устойчивого к высоким температурам адгезива, сварного шва, подходящей посадки с натягом, подходящего крепежного механизма типа штифт-канавка или т.п.Крышка 315 может дополнительно содержать выступ 318, проходящий по его окружности наружу части, проходящей поверх чашеобразного сегмента картриджа 50. Гильза 316 может быть выполнена с возможностью установки поверх трубчатого корпуса 39, например, с помощью внутреннего диаметра, большего чем внешний диаметр трубчатой части 39, таким образом, что один конец 316А гильзы 316 взаимодействует с выступом 313 поджигаемого конца при прохождении противоположного конца 316В вокруг выступа 318, связанного с крышкой 315. Таким же образом, выступ 318, связанный с крышкой 315, может служить для соосного выравнивания гильзы 316 с трубчатым корпусом 39 для образования кольцевого цилиндрического пространства 317 между ними. Кольцевое цилиндрическое пространство 317, которое является занятым, например, воздухом или другим подходящим изоляционным материалом, может обеспечить наличие тепла в радиальном направлении и, таким образом, например, может уменьшать, минимизировать или исключать риск обгорания бумажного оберточного материала или поверхностного оберточного материала 93. Иными словами, тепловыделяющий картридж 50 может содержать первую часть 39, 314 (совместно), образующую внутреннюю камеру, выполненную с возможностью размещения топливного элемента/горючего компонента 63, и вторую часть 315, 316 (совместно), содержащую внешнюю гильзу 316, выполненную с возможностью соосного расположения относительно первой части 39 и окружающую ее, причем внешняя гильза 316 расположена на расстоянии в радиальном направлении от первой части 39, образующей внутреннюю камеру, и взаимодействует с ней с образованием кольцевого пространства 317 между ними. На ФИГ. 13 показана альтернативная конфигурация картриджа 50, показанного на фиг.12, но в котором гильза 316 и крышка 315 образованы как единый целый элемент.
На ФИГ. 12 дополнительно показано, что картридж 50 с источником тепла может быть выполнен с возможностью размещения многокомпонентного горючего компонента 63. Иными словами, в некоторых примерах, одна часть 65 горючего компонента 63 имеет форму однородной частицы, а другая часть 66 горючего компонента 63 имеет в целом форму трубки, чашки или покрытия, расположенного вдоль внутренней поверхности трубчатой части 39. Например, жидкость или сырая паста материала горючего компонента и/или вспомогательный элемент для воспламенения могут быть нанесены в виде покрытия на внутреннюю поверхность трубчатой части 39 и высушены, или образованная трубка или крышка материала горючего компонента может быть изготовлена или размещена внутри трубчатой части 39, так что внешняя поверхность образованной трубки 66 контактирует с внутренней поверхностью трубчатой части 39.
Пример
Типичное курительное изделие 10 может представлять собой тип, показанный на фиг. 1. Его тепловыделяющий сегмент может содержать картридж, имеющий форму цилиндра. Картридж может быть двухкомпонентным картриджем с большой расположенной раньше по ходу потока частью, в целом имеющую форму чаши, и небольшой расположенной дальше по ходу потока частью, имеющей форму концевой крышки, которая размещена поверх открытого конца расположенной раньше по ходу потока части. Компоненты картриджа состоят из графита или образованы путем машинной обработки твердого машинного блока. Картридж обладает теплоизоляционными свойствами.
Более крупный расположенный раньше по ходу потока компонент картриджа имеет диаметр примерно 8 мм и длину в продольном направлении примерно 11 мм, и боковая и концевая стенки этого компонента имеют толщину примерно 1 мм. Крайняя расположенная раньше по ходу потока поверхность более крупного компонента образует ряд 21 небольших имеющих круговую форму проходов, проходящих через нее, причем диаметр каждого прохода составляет примерно 0,5 мм. Этот 21 проход расположен на расстоянии друг от друга с постоянной конфигурацией 3-5-5-5-3. Проходящая в продольном направлении поверхность более крупного компонента образует ряд 90 небольших имеющих круговую форму проходов, проходящих через нее, причем диаметр каждого прохода составляет примерно 0,5 мм. Эти 90 проходов расположены в 10 равномерно разнесенных рядов перфорационных отверстий, при этом каждый ряд содержит 9 равномерно разнесенных перфорационных отверстий, проходящих по прямой линии от расположенного раньше по ходу потока конца к расположенному дальше по ходу потока концу концевой стенки.
Небольшой компонент или концевая крышка имеет расположенный дальше по ходу потока диаметр примерно 8 мм и расположенный раньше по ходу потока диаметр примерно 6 мм. Общая проходящая в продольном направлении длина небольшого компонента составляет примерно 2 мм. Расположенная дальше по ходу потока поверхность небольшого компонента образует ряд 21 небольших имеющих круговую форму проходов, проходящих через нее, причем диаметр каждого прохода составляет примерно 0,5 мм. Этот 21 проход расположен на расстоянии друг от друга с постоянной конфигурацией 3-5-5-5-3. Расположенная раньше по ходу потока область концевой крышки вставлена в открытый конец большой части(и удерживается на месте посредством фрикционной посадки) и расположенная дальше по ходу потока область концевой крышки покрывает крайний расположенный дальше по ходу потока конец большой части. Таким образом, обеспечен уплотненный цилиндр, образующий 132 небольших перфорационных отверстия и имеющий общую длину примерно 12 мм.
Внутренняя полая область цилиндра таким образом обеспеченная имеет объем примерно 0,28 см3. В этой полой области расположено от примерно 100 до примерно 200 измельченных частиц, полученных из материала топливного элемента, использованного в качестве топливного элемента для сигаретного продукта «Revo», произведенного табачной компанией R.J. Reynolds Tobacco Company, который выступает в качестве горючего компонента.
На ФИГ. 14 схематично показан способ образования продолговатого курительного изделия, имеющего поджигаемый конец и противоположный мундштучный конец. Такой способ может содержать обертывание по меньшей мере тепловыделяющей части, расположенной на поджигаемом конце таким образом, что наружный оберточный материал проходит к части мундштучного конца, расположенной на мундштучном конце, и таким образом, чтобы образовать цилиндрический стержень (Блок 400). Генерирующая аэрозоль часть, расположена внутри наружного оберточного материала между тепловыделяющей частью и частью мундштучного конца, причем генерирующая аэрозоль часть, выполнена с возможностью генерирования аэрозоля при получении тепла от тепловыделяющей части (Блок 410). Внутри тепловыделяющей части расположен тепловыделяющий картридж таким образом, что тепловыделяющий картридж по меньшей мере частично открыт на поджигаемом конце, причем тепловыделяющий картридж выполнен с возможностью содержания противоположных перфорированных концевых частей и поджигаемого топливного элемента между концевыми частями таким образом, что топливный элемент при поджигании имеет возможность выделения тепла (Блок 420). Другие аспекты и/или этапы такого способа образования удлиненного курительного изделия иным образом раскрыты в связи с раскрытием различных вариантов осуществления и аспектов курительного изделия, раскрытого в настоящей заявке.
Аспекты настоящего раскрытия, в частности аспекты, включающие тепловыделяющий картридж, могут таким образом обеспечить конкретные преимущества и улучшения для типов курительных изделий, раскрытых в настоящей заявке. Например, аспекты, включающие тепловыделяющий картридж, могут предотвратить «выключение» частей горючего компонента, которые потребляются путем их сжигания (т.е. пепел), поскольку любая из таких потребляемых частей содержится внутри самого картриджа. Дополнительно, поскольку картридж имеет структуру, которая предпочтительно не расходуется путем сжигания, аспекты, включающие такой картридж, могут обеспечить тепловыделяющую часть, надежно удерживающую картридж во время использования курительного изделия (т.е. поскольку картридж не расходуется, он может быть более надежно удержан внутри курительного изделия по сравнению с «обычным» сжигаемым компонентом, который может уменьшить диаметр и иметь больший риск выпадения из курительного изделия во время использования). Дополнительно, аспекты, включающие тепловыделяющий картридж, могут служить для содержания любых искр, которые могут выделяться горючим компонентом после воспламенения.
В свете возможной взаимосвязи между аспектами настоящего изобретения при обеспечении указанных достоинств и преимуществ, связанных с ними, настоящее изобретение, таким образом, в особенности и в явной форме включает, без ограничений, варианты осуществления изобретения, представляющие различные сочетания раскрытых аспектов. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем изобретении, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы явным образом или изложены иным образом в описании конкретного приведенного в качестве примера варианта осуществления настоящей заявки. Настоящее описание предназначено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отдельные признаки или элементы изобретения в любом из его аспектов и вариантов осуществления должны считаться комбинируемыми, если контекст изобретения явно не указывает иное.
Множество модификаций и других вариантов осуществления изобретения, приведенных в настоящей заявке, 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. Например, специалистам в данной области техники понятно то, что варианты осуществления изобретения, не представленные в явной форме в настоящей заявке, могут быть реализованы в пределах объема настоящего изобретения, а также то, что характеристики, описанные в настоящей заявке для различных вариантов осуществления изобретения, могут быть объединены друг с другом и/или с техническими решениями, известными в настоящее время или разработанными в будущем, в пределах объема формулы изобретения, представленной в настоящей заявке. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем описании, и то, что модификации и другие варианты осуществления должны быть включены в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они используются только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.