ГОРЮЧИЙ ИСТОЧНИК ТЕПЛА, ИМЕЮЩИЙ ЗАКРЕПЛЕННЫЙ НА НЕМ БАРЬЕР, И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОРЮЧЕГО ИСТОЧНИКА ТЕПЛА
COMBUSTIBLE HEAT SOURCE HAVING BARRIER AFFIXED THERETO AND METHOD OF MANUFACTURING COMBUSTIBLE HEAT SOURCE

Настоящее изобретение относится к горючему источнику тепла для курительного изделия, имеющему барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, и к способу изготовления горючего источника тепла для курительного изделия, имеющего барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла.
В области техники, к которой относится настоящее изобретение, был предложен ряд курительных изделий, в которых табак нагревается, а не сгорает. Одна из целей таких «нагреваемых» курительных изделий состоит в уменьшении содержания вредных компонентов дыма, которые образуются в результате сгорания и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах. В нагреваемом курительном изделии одного известного типа аэрозоль генерируется в результате передачи тепла от горючего источника тепла на образующий аэрозоль субстрат, расположенный дальше по ходу потока относительно горючего угольного источника тепла. В процессе курения летучие соединения высвобождаются из образующего аэрозоль субстрата в результате передачи тепла от горючего источника тепла и захватываются потоком воздуха, втягиваемым через курительное изделие. По мере охлаждения высвобожденных соединений они конденсируются с образованием аэрозоля, вдыхаемого пользователем.
Например, в WO-A2-2009/022232 раскрыто курительное изделие, содержащее горючий источник тепла; образующий аэрозоль субстрат, расположенный дальше по ходу потока относительно горючего источника тепла; и теплопроводный элемент, окружающий при непосредственном контакте заднюю часть горючего источника тепла и смежную переднюю часть образующего аэрозоль субстрата.
Горючие источники тепла для нагреваемых курительных изделий могут содержать одну или более добавок, способствующих воспламенению или горению горючего источника тепла. Для облегчения образования аэрозоля образующие аэрозоль субстраты нагреваемых курительных изделий обычно содержат многоатомный спирт, такой как глицерин, или другие известные образователи аэрозоля.
В курительном изделии, раскрытом в WO-A2-2009/022232, передняя концевая поверхность образующего аэрозоль субстрата находится в непосредственном контакте с задней концевой поверхностью горючего источника тепла. Тем не менее, известны также нагреваемые курительные изделия, содержащие горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на задней концевой поверхности этого источника тепла, и образующий аэрозоль субстрат, размещенный дальше по ходу потока относительно задней концевой поверхности горючего источника тепла и барьера.
Этот барьер обеспечивает преимущество, состоящее в возможности предотвращения или ослабления миграции образователя аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата к горючему источнику тепла в процессе хранения и использования нагреваемого курительного изделия и, как следствие, предотвращения или уменьшения разложения образователя аэрозоля в процессе использования нагреваемого курительного изделия. Барьер обеспечивает также преимущество, состоящее в ограничении или предотвращении миграции других летучих компонентов образующего аэрозоль субстрата к горючему источнику тепла в процессе хранения и в процессе использования курительных изделий согласно настоящему изобретению.
В качестве альтернативы или дополнительно, барьер обеспечивает преимущество, состоящее в возможности ограничения температуры, действующей на образующий аэрозоль субстрат в процессе воспламенения или горения горючего источника тепла, и, как следствие, в возможности содействия предотвращению или уменьшению термического разложения или горения образующего аэрозоль субстрата в процессе использования курительного изделия.
В качестве альтернативы или дополнительно, барьер обеспечивает преимущество, состоящее в возможности предотвращения или ослабления поступления продуктов горения и разложения, образующихся в процессе воспламенения и горения горючего источника тепла, в воздух, втягиваемый через нагреваемое курительное изделие в процессе его использования. Это преимущество особенно важно в случае, если горючий источник тепла содержит одну или более добавок, способствующих воспламенению или горению горючего источника тепла, или их комбинацию.
В WO-A1-2013/149810 и WO-A1-2013/189836 описаны способы изготовения горючих источников тепла, имеющих барьер, закрепленный на концевой поверхности этих горючих источников тепла; согласно этим способам, один или более определенных компонентов сжимают в пресс-форме для формования горючего источника тепла и закрепления барьера, изготовленного штамповкой из слоистого барьерного материала, на концевой поверхности этого горючего источника тепла.
Внешние факторы, такие как окружающая влажность и вибрация, а также истирание в процессе изготовления, транспортировки и сборки, могут привести к ненадлежащему закреплению барьера на концевой поверхности горючих источников тепла, изготовленных способами, раскрытыми в WO-A1-2013/149810 и WO-A1-2013/189836. Это может привести к проблеме, состоящей в высоком проценте брака горючих источников тепла, изготовленных способами, раскрытыми в WO-A1-2013/149810 и WO-A1-2013/189836.
Было бы желательно создание такого горючего источника тепла для использования в курительных изделиях, в котором барьер был бы прочно закреплен на концевой поверхности этого горючего источника тепла. Было бы также желательно создание такого способа изготовления горючего источника тепла, имеющего барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, благодаря которому (способу) этот барьер был бы надежно закреплен на концевой поверхности горючего источника тепла.
Согласно настоящему изобретению, предложен горючий источник тепла для курительного изделия, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, при этом между концевой поверхностью горючего источника тепла и барьером выполнен термически активируемый адгезив.
Согласно настоящему изобретению, предложено также курительное изделие, содержащее горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, и образующий аэрозоль субстрат, расположенный дальше по ходу потока относительно концевой поверхности горючего источника тепла и барьера, при этом между концевой поверхностью горючего источника тепла и барьером выполнен термически активируемый клей.
Согласно настоящему изобретению, предложен также способ изготовления горючего источника тепла, имеющего барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла; способ содержит этапы, на которых: выполняют термически активируемый адгезив между концевой поверхностью горючего источника тепла и барьером; закрепляют барьер на концевой поверхности горючего источника тепла; и нагревают горючий источник тепла вместе с барьером, закрепленным на концевой поверхности этого горючего источника тепла, для активации термически активируемого адгезива.
Выполнение термически активируемого адгезива между концевой поверхностью горючего источника тепла и барьером обеспечивает преимущество, состоящее в более надежном и прочном закреплении барьера на концевой поверхности горючего источника тепла. В частности, после активации термически активируемый адгезив между концевой поверхностью горючего источника тепла и барьером обеспечивает преимущество, состоящее в том, что он действует как клей, который приклеивает барьер к концевой поверхности горючего источника тепла. Таким образом обеспечивают преимущество, состоящее в снижении процента брака горючих источников тепла, изготавливаемых способом согласно настоящему изобретению.
Термически активируемый адгезив может быть активирован в процессе изготовления горючего источника тепла, путем нагрева горючего источника тепла, имеющего барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, до температуры, превышающей температуру активации этого термически активируемого адгезива.
Как будет дополнительно описано ниже, в особо предпочтительных вариантах термически активируемый адгезив активируют в процессе сушки горючего источника тепла, имеющего барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла. В таких вариантах термически активируемый адгезив предпочтительно имеет температуру активации от примерно 75°С до примерно 95°С.
Подходящие термически активируемые адгезивы известны в уровне техники и включают, но без ограничения, термопластичные адгезивы, такие как термоплавкие адгезивы или горячие клеи. Например, термически активируемый адгезив может представлять собой термоплавкий адгезив на основе этиленвинилацетата (EVA).
Термически активируемый адгезив предпочтительно способен выдерживать температуры, достигаемые горючим источником тепла в процессе его воспламенения и горения. В частности, термически активируемый адгезив предпочтительно не высвобождает токсичных продуктов термического разложения при температурах, достигаемых горючим источником тепла в процессе его воспламенения и горения.
Предпочтительно, указанный барьер является негорючим.
В контексте данного документа термин «негорючий» используется для описания барьера, который является по существу негорючим при температурах, достигаемых горючим источником тепла в процессе его горения или воспламенения.
Предпочтительно, барьер является по существу воздухонепроницаемым. В контексте данного документа термин «по существу воздухонепроницаемый» используется для описания барьера, который по существу предотвращает втягивание через этот барьер воздуха и его контакт с горючим источником тепла.
В зависимости от желаемых характеристик и качества курительного изделия барьер может иметь низкую теплопроводность или высокую теплопроводность. В некоторых вариантах барьер может быть выполнен из материала, имеющего объемную теплопроводность от примерно 0,1 Ватт на метр-Кельвин (Вт/(м⋅К)) до примерно 200 Ватт на метр-Кельвин (Вт/(м⋅К)), при 23°С и относительной влажности 50%, согласно измерению с использованием модифицированного метода нестационарного плоского источника (MTPS).
Толщина барьера может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить хорошую характеристику курения, когда горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, используется в курительном изделии. В некоторых вариантах барьер может иметь толщину от примерно 10 микрон до примерно 500 микрон. Предпочтительно, толщина барьера составляет от примерно 10 микрон до примерно 30 микрон, более предпочтительно - примерно 20 микрон.
Толщина барьера может быть измерена с помощью микроскопа, сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) или любых других подходящих методов измерения, известных в уровне техники.
Барьер может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов, которые являются по существу термически стабильными при температурах, достигаемых горючим источником тепла в процессе воспламенения и горения.
Как будет дополнительно описано ниже, предпочтительно, барьер выполняют из слоистого барьерного материала, обеспечивающего возможность выполнения из него барьера путем штамповки.
Предпочтительные материалы, из которых может быть выполнен барьер, включают, но без ограничения: медь, алюминий, нержавеющую сталь; и сплавы. Более предпочтительно, барьер выполняют из алюминия или содержащего алюминий сплава. В особо предпочтительных вариантах барьер выполняют из сплава EN AW 1200, или EN AW 8079, содержащего >99% чистого алюминия.
Предпочтительно, барьер проходит по существу через всю концевую поверхность горючего источника тепла.
Более предпочтительно, барьер проходит по существу через всю концевую поверхность горючего источника тепла и, по меньшей мере частично, вдоль смежной стороны горючего источника тепла. В таких вариантах барьер образует «выпуклую крышку», которая закрывает конец горючего источника тепла. Таким образом обеспечено преимущество, состоящее в повышении конструкционной прочности периферии концевой поверхности горючего источника тепла, закрытого указанной «крышкой». Дополнительно, таким образом обеспечено преимущество, состоящее в снижении опасности фрагментации горючего источника тепла вдоль границы между барьером и горючим источником тепла.
В некоторых вариантах барьер проходит вдоль смежной стороны горючего источника тепла на расстояние, меньшее примерно пятикратной толщины барьера, более предпочтительно - меньшее примерно трехкратной толщины барьера.
Предпочтительно, термически активируемый адгезив наносят на барьер до того, как барьер будет закреплен на концевой поверхности горючего источника тепла. Термически активируемый адгезив может быть нанесен на барьер с использованием любых подходящих средств, включая, но без ограничения, распылитель, валик, щелевой аппарат для нанесения покрытий или их комбинацию.
В предпочтительных вариантах барьер выполняют из слоистого материала, на который был предварительно нанесен термически активируемый адгезив. В особо предпочтительных вариантах барьер выполняют из слоистого барьерного материала, дополнительно ламинированного слоем термически активируемого адгезива.
Между концевой поверхностью горючего источника тепла и термически активируемым адгезивом может быть выполнен активируемый влагой адгезив. Как будет дополнительно описано ниже, это особо предпочтительно в случае, если горючие источники тепла согласно настоящему изобретению формуют путем прессования.
После своей активации активируемый влагой адгезив между концевой поверхностью горючего источника тепла и термически активируемым адгезивом обеспечивает преимущество, состоящее в том, что он действует как клей, который приклеивает термически активируемый адгезив к концевой поверхности горючего источника тепла. Таким образом обеспечивают преимущество, состоящее в снижении процента брака горючих источников тепла, изготавливаемых способом согласно настоящему изобретению.
Предпочтительно, активируемый влагой адгезив активируют до того, как горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, будет нагрет до температуры, превышающей температуру активации термически активируемого адгезива.
Подходящие активируемые влагой адгезивы известны в уровне техники и включают, но без ограничения, карбоксиметилцеллюлозу (СМС) и водные адгезивы, которые содержат воду в качестве носителя или разбавляющего агента и активируются в результате испарения воды или в результате поглощения воды в субстрате. Например, активируемые влагой адгезивы могут представлять собой: полимерный цемент, такой как водная эмульсия этиленвинилацетата (EVA) или поливинилацетата (PVA); растительный клей, такой как адгезив на основе крахмала или декстрина; латексный цемент или резиновый цемент (иначе говоря, водную эмульсию латекса или другого эластомера); или протеиновый адгезив, такой как животный, рыбный или казеиновый клей.
Активируемый влагой адгезив предпочтительно способен выдерживать температуры, достигаемые горючим источником тепла в процессе его воспламенения и горения. В частности, активируемый влагой адгезив предпочтительно не высвобождает токсичных продуктов термического разложения при температурах, достигаемых горючим источником тепла в процессе его воспламенения и горения.
Предпочтительно, термически активируемый адгезив и активируемый влагой адгезив наносят на барьер до того, как этот барьер будет закреплен на концевой поверхности горючего источника тепла. Термически активируемый адгезив и активируемый влагой адгезив могут быть нанесены на барьер с использованием любых подходящих средств, включая, но без ограничения, распылитель, валик, щелевой аппарат для нанесения покрытий или их комбинацию.
В некоторых предпочтительных вариантах барьер выполняют из слоистого барьерного материала, на который предварительно были нанесены термически активируемый адгезив и активируемый влагой адгезив. В некоторых особо предпочтительных вариантах барьер выполняют из слоистого барьерного материала, дополнительно ламинированного слоем термически активируемого адгезива и слоем активируемого влагой адгезива.
Предпочтительно, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению представляют собой горючие угольные источники тепла.
В контексте данного документа термин «угольный» используется для описания горючих источников тепла, сыпучих компонентов и сыпучих материалов, содержащих уголь.
Предпочтительно, горючие угольные источники тепла для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению имеют содержание угля по меньшей мере примерно 35 процентов, более предпочтительно - по меньшей мере примерно 40 процентов, наиболее предпочтительно - по меньшей мере примерно 45 процентов по сухому весу горючего источника тепла.
В некоторых вариантах горючие источники тепла согласно настоящему изобретению представляют собой горючие источники тепла на основе угля. В контексте данного документа термин «источник тепла на основе угля» используется для описания источника тепла, содержащего в основном уголь.
Горючие источники тепла на основе угля для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению имеют содержание угля по меньшей мере примерно 50 процентов. Например, горючие источники тепла на основе угля для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению могут иметь содержание угля по меньшей мере примерно 60 процентов, или по меньшей мере примерно 70 процентов, или по меньшей мере примерно 80 процентов по сухому весу горючего источника тепла на основе угля.
Горючие угольные источники тепла согласно настоящему изобретению могут быть выполнены из одного или более подходящих углесодержащих материалов.
С одним или более углесодержащими материалами могут комбинироваться одно или более связующих. Горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут содержать одно или более органических связующих или комбинацию из одного или более органических связующих и одного или более неорганических связующих.
Подходящие известные органические связующие включают, но без ограничения: камеди, например гуаровую камедь; модифицированные целлюлозы и производные целлюлоз, например такие, как метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза; муку; крахмалы; сахара; растительные масла; и их комбинации.
Подходящие неорганические связующие содержат, но без ограничения: глины, например такие, как бентонит и каолинит; алюмосиликатные производные, например такие, как цемент, алюмосиликаты, активируемые щелочными металлами; силикаты щелочных металлов, например такие, как силикаты натрия и силикаты калия; производные известняка, например такие, как известь и гашеная известь; соединения и производные щелочноземельных металлов, например такие, как магнезиальный цемент, сульфат магния, сульфат кальция, фосфат кальция и дикальцийфосфат; соединения и производные алюминия, например такие, как сульфат алюминия; и комбинации вышеперечисленных.
2
3
2
3
Вместо одного или более связующих или в дополнение к ним, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут содержать одну или более добавок для улучшения характеристик горючего источника тепла. Подходящие добавки включают, но без ограничения, добавки для улучшения затвердевания горючего источника тепла (например, спекающие добавки), добавки для улучшения воспламенения горючего источника тепла (например, окислители, такие как перхлораты, хлораты, нитраты, пероксиды, перманганаты, цирконий и их комбинации), добавки для улучшения горения горючего источника тепла (например, калий и соли калия, такие как лимоннокислый калий) и добавки для улучшения разложения одного или более газов, образующихся в результате сгорания горючего источника тепла (например катализаторы, такие как CuO, FeO и AlO).
Предпочтительно, горючие угольные источники тепла согласно настоящему изобретению содержат уголь и по меньшей мере одну добавку для воспламенения. В некоторых предпочтительных вариантах горючие угольные источники тепла согласно настоящему изобретению содержат уголь и по меньшей мере одну добавку для воспламенения, как описано в WO-A1-2012/164077.
В контексте данного документа термин «добавка для воспламенения» используется для описания материала, выделяющего энергию и/или кислород в процессе воспламенения горючего угольного источника тепла, при этом скорость выделения этим материалом энергии и/или кислорода не ограничена диффузией кислорода, содержащегося в окружающем воздухе. Иначе говоря, скорость выделения энергии и/или кислорода указанным материалом в процессе воспламенения горючего угольного источника тепла мало зависит от скорости, с которой кислород из окружающего воздуха может поступать к этому материалу. В настоящем описании термин «добавка для воспламенения» используется также для описания элементарного металла, который высвобождает энергию в процессе воспламенения горючего угольного источника тепла, причем температура воспламенения этого элементарного металла ниже примерно 500 °С, а теплота сгорания этого элементарного металла составляет по меньшей мере примерно 5 кДж/г.
В контексте данного документа термин «добавка для воспламенения» не включает соли щелочных металлов карбоновых кислот (такие как лимоннокислые соли щелочных металлов, уксуснокислые соли щелочных металлов и янтарнокислые соли щелочных металлов), галогенидные соли щелочных металлов (такие как хлоридные соли щелочных металлов), карбонатные соли щелочных металлов или фосфатные соли щелочных металлов, которые, как считается, модифицируют горение углерода. Даже в случае своего присутствия большом количестве относительно общего веса горючего угольного источника тепла, эти сжигаемые соли щелочных металлов в процессе воспламенения горючего угольного источника тепла не высвобождают достаточно энергии для образования приемлемого аэрозоля на начальном этапе курения курительного изделия, содержащего горючий угольный источник тепла.
Примеры подходящих добавок для воспламенения включают, но без ограничения: энергетические материалы, которые вступают в экзотермическую реакцию с кислородом при воспламенении горючих угольных источников тепла, например такие, как алюминий, железо, магний и цирконий; термиты или термитные композиции, содержащие восстанавливающий агент, например такой, как металл, и окисляющий агент, например такой, как оксид металла, которые вступают в реакцию друг с другом с высвобождением энергии при воспламенении горючего угольного источника тепла; материалы, которые претерпевают экзотермические реакции при воспламенении горючего источника тепла, например такие, как интерметаллические и биметаллические материалы, карбиды металлов и гидриды металлов; и окислители, которые разлагаются с высвобождением кислорода при воспламенении горючих угольных источников тепла.
Примеры подходящих окислителей включают, но без ограничения: нитраты, например такие, как нитрат калия, нитрат кальция, нитрат стронция, нитрат натрия, нитрат бария, нитрат лития, нитрат алюминия и нитрат железа; нитриты; другие органические и неорганические соединения азота; хлораты, например такие, как хлорат натрия и хлорат калия; перхлораты, например такие, как перхлорат натрия; хлориты; броматы, например такие, как бромат натрия и бромат калия; перброматы; бромиты; бораты, например такие, как борат натрия и борат калия; ферраты, например такие, как феррат бария; ферриты; манганаты, например такие, как манганат калия; перманганаты, например такие, как перманганат калия; органические пероксиды, например такие, как пероксид бензоила и пероксид ацетона; неорганические пероксиды, например такие, как пероксид водорода, пероксид стронция, пероксид магния, пероксид кальция, пероксид бария, пероксид цинка и пероксид лития; супероксиды, например такие, как супероксид калия и супероксид натрия; иодаты; периодаты; иодиты; сульфаты; сульфиты; другие сульфоксиды; фосфаты; фосфинаты; фосфиты; и фосфаниты.
Горючие угольные источники тепла для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению предпочтительно выполняют путем смешения одного или более углесодержащих материалов с одним или более связующими и любыми другими добавками, в случае их включения, и формования полученной смеси до желаемой формы. Смесь одного или более углесодержащих материалов, одного или более связующих и необязательных других добавок может быть предварительно отформована до желаемой формы с использованием любых подходящих известных способов формования керамики, например таких, как шликерное литье, экструзия, литье под давлением и штамповка или прессование.
Предпочтительно, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению выполняют способом прессования или способом экструзии. Наиболее предпочтительно, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению выполняют способом прессования.
Предпочтительно, смесь одного или более углесодержащих материалов, одного или более связующих и необязательных других добавок формуют в виде цилиндрического стержня. Однако следует понимать, что смесь одного или более углесодержащих материалов, одного или более связующих и необязательных других добавок может быть отформована в виде других желаемых форм.
После формования цилиндрический стержень или объект другой желаемой формы может быть высушен для уменьшения содержания в нем влаги.
Предпочтительно, термически активируемый адгезив между барьером и концевой поверхностью горючего источника тепла термически активируют в процессе сушки этого горючего источника тепла.
Горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут содержать единственный слой. В качестве альтернативы, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут представлять собой многослойные горючие источники тепла, содержащие множество слоев.
В контексте данного документа, при использовании в отношении горючих источников тепла согласно настоящему изобретению, термины «слой» и «слои» используются для ссылки на отдельные части многослойных горючих источников тепла согласно настоящему изобретению, прилегающие друг к другу вдоль своих поверхностей. Использование терминов «слой» и «слои» не ограничено отдельными частями многослойных горючих источников тепла согласно настоящему изобретению, имеющими любые конкретные абсолютные или относительные размеры. В частности, слои многослойных горючих источников тепла согласно настоящему изобретению могут быть ламинарными или неламинарными.
3
3
Предпочтительно, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению имеют кажущуюся плотность от примерно 0,8 г/см до примерно 1,1 г/см.
Предпочтительно, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению имеют массу от примерно 300 мг до примерно 500 мг, более предпочтительно - от примерно 400 мг до примерно 450 мг.
Предпочтительно, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению имеют длину от примерно 7 мм до примерно 17 мм, более предпочтительно - от примерно от 7 мм примерно до 15 мм и наиболее предпочтительно - от примерно от 7 мм до примерно 13 мм.
В контексте данного документа термин «длина» описывает максимальный продольный размер горючих источников тепла согласно настоящему изобретению.
Предпочтительно, диаметр горючих источников тепла согласно настоящему изобретению составляет от примерно 5 мм до примерно до 9 мм, более предпочтительно - от примерно 7 мм до примерно 8 мм.
В контексте данного документа термин «диаметр» описывает максимальный поперечный размер горючих источников тепла согласно настоящему изобретению.
Предпочтительно, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению имеют по существу постоянный диаметр. Тем не менее, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут, в качестве альтернативы, сужаться на конус таким образом, чтобы диаметр первой концевой поверхности горючего источника тепла был больше, чем диаметр противоположной второй концевой поверхности этого горючего источника тепла. Например, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут сужаться на конус таким образом, чтобы диаметр той концевой поверхности горючего источника тепла, на которой закрепляется барьер, был больше, чем диаметр противоположной концевой поверхности этого горючего источника тепла.
Предпочтительно, горючие источники тепла согласно настоящему изобретению являются по существу цилиндрическими. Цилиндрические горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут иметь по существу круглое поперечное сечение или по существу эллиптическое поперечное сечение.
В особо предпочтительных вариантах горючие источники тепла согласно настоящему изобретению являются по существу цилиндрическими и имеют по существу круглое поперечное сечение.
Горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут представлять собой несплошные горючие источники тепла. В контексте данного документа термин «несплошной» используется для описания горючего источника тепла согласно настоящему изобретению, имеющего барьер, закрепленный на поверхности этого горючего источника тепла, при этом в барьере выполнено по меньшей мере одно отверстие, и этот горючий источник тепла включает по меньшей мере один канал воздушного потока, проходящий от той концевой поверхности горючего источника тепла, на которой закреплен барьер, до противоположной концевой поверхности этого горючего источника тепла.
В контексте данного документа термин «канал воздушного потока» используется для описания канала, проходящего вдоль длины горючего источника тепла. В случае, если горючие источники тепла согласно настоящему изобретению представляют собой несплошные горючие источники тепла, указанное по меньшей мере одно отверстие, выполненное в барьере, закрепленном на концевой поверхности горючего источника тепла, обеспечивает возможность втягивания воздуха вдоль длины горючего источника тепла через по меньшей мере один канал воздушного потока для вдыхания пользователем.
В курительных изделиях, содержащих несплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению, нагрев образующего аэрозоль субстрата происходит за счет теплопроводности и принудительной конвекции.
Один или более каналов воздушного потока могут включать один или более закрытых каналов воздушного потока.
В контексте данного документа термин «закрытый» используется для описания каналов воздушного потока, проходящих через внутреннюю область несплошного горючего источника тепла и окруженных этим несплошным горючим источником тепла.
В качестве альтернативы или дополнительно, один или более каналов воздушного потока могут включать один или более незакрытых каналов воздушного потока. Например, один или более каналов воздушного потока могут включать одну или более канавок или других незакрытых каналов воздушного потока, проходящих вдоль внешней стороны несплошного горючего источника тепла.
Один или более каналов воздушного потока могут включать один или более закрытых каналов воздушного потока или один или более незакрытых каналов воздушного потока или их комбинацию.
В некоторых вариантах несплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению содержат один, два или три канала воздушного потока.
В некоторых предпочтительных вариантах несплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению содержат единственный канал воздушного потока.
В некоторых особо предпочтительных вариантах несплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению содержат единственный по существу центральный или осевой канал воздушного потока. В таких вариантах диаметр единственного канала воздушного потока предпочтительно составляет от примерно 1,5 мм до примерно 3 мм.
Следует понимать, что в дополнение к одному или более каналам воздушного потока, через которые воздух может втягиваться пользователем для вдыхания, несплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут содержать один или более закрытых или блокированных воздушных трактов или каналов воздушного потока, через которые воздух не может втягиваться пользователем для вдыхания.
Например, несплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут содержать один или более каналов воздушного потока, проходящих от той концевой поверхности горючего источника тепла, на которой закреплен барьер, к противоположной концевой поверхности этого горючего источника тепла и обеспечивающие возможность втягивания через них воздуха для вдыхания пользователем, и один или более закрытых воздушных трактов, которые проходят лишь частично вдоль длины горючего источника тепла от концевой поверхности горючего источника тепла, противоположной концевой поверхности этого горючего источника тепла, на которой закреплен барьер, и через которые воздух не может втягиваться пользователем для вдыхания.
Включение одного или более закрытых или заблокированных воздушных трактов увеличивает площадь поверхности несплошного горючего источника тепла, на которую воздействует кислород из воздуха, и обеспечивает преимущество, состоящее в возможности облегчения воспламенения и непрерывного горения несплошного горючего источника тепла.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению, содержащие несплошной горючий источник тепла, могут дополнительно содержать второй барьер между несплошным горючим источником тепла и одним или более каналами воздушного потока, обеспечивающими возможность втягивания через них воздуха для вдыхания пользователем.
Второй барьер между несплошным горючим источником тепла и одним или более каналами воздушного потока, обеспечивающими возможность втягивания через них воздуха для вдыхания пользователем, обеспечивает преимущество, состоящее в возможности по существу предотвращения или снижения поступления продуктов горения и разложения, образующихся в процессе воспламенения и горения несплошного горючего источника тепла, в воздух, втягиваемый в курительное изделие, содержащее несплошной горючий источник тепла, через один или более каналов воздушного потока, в процессе прохождения втягиваемого воздуха через один или более каналов воздушного потока.
Включение второго барьера между несплошным горючим источником тепла и одним или несколькими каналами воздушного потока, обеспечивающими возможность втягивания через них воздуха для вдыхания пользователем, обеспечивает также преимущество, состоящее в возможности по существу предотвращения или ослабления активации горения несплошного горючего источника тепла в процессе затяжки, выполняемой пользователем. Таким образом обеспечено преимущество, состоящее в возможности по существу предотвращения или ослабления резких скачков температуры образующего аэрозоль субстрата курительного изделия, содержащего несплошной горючий источник тепла, в процессе выполнении затяжки пользователем.
Благодаря предотвращению или ослаблению активации горения несплошного горючего источника тепла и, как следствие, предотвращению или ослаблению избыточных повышений температуры в образующем аэрозоль субстрате, обеспечено преимущество, состоящее в возможности предотвращения горения или пиролиза образующего аэрозоль субстрата в интенсивных режимах выполнения затяжек. Кроме того, обеспечено преимущество, состоящее в возможности минимизации или уменьшения влияния режима выполнения затяжек пользователем на состав вдыхаемого аэрозоля.
Предпочтительно, второй барьер является негорючим.
Предпочтительно, второй барьер является по существу воздухонепроницаемым.
Второй барьер может быть приклеен или иным образом закреплен на несплошном горючем источнике тепла.
В некоторых предпочтительных вариантах второй барьер содержит негорючее, по существу воздухонепроницаемое покрытие, образующее второй барьер и выполненное на внутренней поверхности одного или более каналов воздушного потока, обеспечивающих возможность втягивания через них воздуха для вдыхания пользователем. В таких вариантах второй барьер предпочтительно содержит покрытие, образующее второй барьер и выполненное по меньшей мере по существу на всей внутренней поверхности одного или более каналов воздушного потока. Более предпочтительно, второй барьер содержит покрытие, образующее второй барьер и выполненное на всей внутренней поверхности одного или более каналов воздушного потока.
В контексте данного документа термин «покрытие» используется для описания слоя материала, который закрывает горючий источник тепла и приклеен к нему.
В других вариантах второй барьер может быть обеспечен путем вставки вкладыша в один или более каналов воздушного потока, обеспечивающих возможность втягивания через них воздуха для вдыхания пользователем. Например, в случае, если один или более каналов воздушного потока, обеспечивающих возможность втягивания через них воздуха для вдыхания пользователем, включают один или более закрытых каналов воздушного потока, проходящих через внутреннюю область несплошного горючего источника тепла, в каждый из этих каналов воздушного потока может быть вставлена негорючая, по существу воздухонепроницаемая полая трубка.
В зависимости от желаемых характеристик и качества курительного изделия, второй барьер может иметь низкую теплопроводность или высокую теплопроводность. Предпочтительно, второй барьер имеет низкую теплопроводность.
Толщина второго барьера может быть надлежащим образом отрегулирована для обеспечения высоких характеристик курения. В некоторых вариантах второй барьер может иметь толщину от примерно 30 микрон до примерно 200 микрон. В предпочтительном варианте второй барьер имеет толщину от примерно 30 микрон до примерно 100 микрон.
Второй барьер может быть выполнен из одного или более подходящих материалов, которые являются по существу термически стабильными и негорючими при температурах, достигаемых с помощью несплошного горючего источника тепла в процессе его воспламенения и горения. Подходящие материалы известны в уровне техники и включают, но без ограничения, например: глины, оксиды металлов, такие как оксид железа, оксид алюминия, диоксид титана, кремнезем, кремнезем-оксид алюминия, диоксид циркония и оксид церия; цеолиты; фосфат циркония; и другие керамические материалы или их комбинации.
Предпочтительные материалы, из которых может быть выполнен второй барьер, включают глины, стекла, алюминий, оксид железа и их комбинации. При необходимости, в состав второго барьера могут быть включены каталитические ингредиенты, такие как ингредиенты, способствующие окислению монооксида углерода до диоксида углерода. Подходящие каталитические ингредиенты включают, но без ограничения, например, платину, палладий, переходные металлы и их оксиды.
В случае, если второй барьер содержит покрытие, образующее второй барьер и выполненное на внутренней поверхности одного или более каналов воздушного потока, обеспечивающих возможность втягивания через них воздуха для вдыхания пользователем, это покрытие, образующее второй барьер, может быть нанесено на внутреннюю поверхность одного или более каналов воздушного потока любым подходящим способом, таким как способы, описанные в US-A-5,040,551. Например, раствор или суспензия покрытия, образующего второй барьер, могут быть нанесены на внутреннюю поверхность одного или нескольких каналов воздушного потока путем распыления, смачивания или окрашивания. В некоторых предпочтительных вариантах покрытие, образующее второй барьер, наносят на внутреннюю поверхность одного или более каналов воздушного потока способом, описанным в WO-A2-2009/074870, в процессе экструзии горючего источника тепла.
Горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут представлять собой сплошные горючие источники тепла. В контексте данного документа термин «сплошной» используется для описания горючего источника тепла согласно настоящему изобретению, не включающего каких-либо каналов воздушного потока, проходящих от концевой поверхности горючего источника тепла, на которой закреплен барьер, к противоположной концевой поверхности этого горючего источника тепла. В контексте данного документа термин «сплошной» используется также для описания горючего источника тепла согласно настоящему изобретению, включающего один или более каналов воздушного потока, проходящих от концевой поверхности горючего источник тепла, на которой закреплен барьер, к противоположной концевой поверхности этого горючего источника тепла, при этом барьер, закрепленный на концевой поверхности горючего источника тепла, предотвращает втягивание воздуха вдоль длины горючего источника тепла через один или более каналов воздушного потока.
В курительных изделиях, содержащих сплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению, передача тепла от сплошного горючего источника тепла к образующему аэрозоль субстрату происходит в основном за счет теплопроводности, и нагрев образующего аэрозоль субстрата в результате принудительной конвекции минимизирован или уменьшен.
В таких вариантах реализации воздух, втягиваемый при использовании воздух курительное изделие для вдыхания пользователем, не проходит через какие-либо каналы воздушного потока вдоль длины сплошного горючего источника тепла. Отсутствие каких-либо каналов воздушного потока, обеспечивающих возможность втягивания воздуха для вдыхания пользователем вдоль длины сплошного горючего источника тепла, обеспечивает преимущество, состоящее в по существу предотвращении или ослаблении активации горения сплошного горючего источника тепла в процессе затяжки, выполняемой пользователем. Благодаря этому по существу предотвращены или ослаблены резкие скачки температуры образующего аэрозоль субстрата в процессе затяжки, выполняемой пользователем.
Благодаря предотвращению или ослаблению активации горения сплошного горючего источника тепла и, как следствие, предотвращению или ослаблению избыточных повышений температуры в образующем аэрозоль субстрате, обеспечено преимущество, состоящее в предотвращении горения или пиролиза образующего аэрозоль субстрата в интенсивных режимах выполнения затяжек. Кроме того, обеспечено преимущество, состоящее в возможности минимизации или уменьшения влияния режима выполнения затяжек пользователем на состав вдыхаемого аэрозоля.
Включение сплошного горючего источника тепла обеспечивает также преимущество, состоящее в возможности по существу предотвращения или ослабления поступления продуктов горения и разложения и других материалов, образующихся в процессе воспламенения и горения сплошного горючего источника тепла, в воздух, втягиваемый через курительное изделие в процессе его использования.
Следует понимать, что сплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут содержать один или более закрытых или блокированных воздушных трактов, через которые воздух не может втягиваться пользователем для вдыхания.
Например, сплошные горючие источники тепла согласно настоящему изобретению могут содержать один или более закрытых воздушных трактов, которые проходят лишь частично вдоль длины сплошного горючего источника тепла от концевой поверхности горючего источника тепла, противоположной той концевой поверхности этого горючего источника тепла, на которой закреплен барьер.
Включение одного или более закрытых или блокированных воздушных каналов увеличивает площадь поверхности сплошного горючего источника тепла, на которую воздействует кислород из воздуха, и обеспечивает преимущество, состоящее в возможности облегчения воспламенения и устойчивого горения этого сплошного горючего источника тепла.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат горючий источник тепла с противоположными передней и задней проверхностями, имеющий барьер, закрепленный на задней поверхности этого горючего источника тепла, и образующий аэрозоль субстрат, расположенный дальше по ходу потока относительно задней концевой поверхности и барьера горючего источника тепла, при этом между задней поверхностью горючего источника тепла и барьером выполнен термически активируемый адгезив.
В контексте данного документа выражения «дальний», «раньше по ходу потока» и «передний», и «ближний», «дальше по ходу потока» и «задний» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов курительного изделия относительно направления, в котором пользователь затягивается на курительном изделии в процессе его использования. Курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат ближний конец, через который при использовании аэрозоль выходит из курительного изделия для доставки пользователю. Ближний конец курительного изделия может также именоваться мундштучным концом. При использовании пользователь затягивается на ближнем конце курительного изделия с целью вдыхания аэрозоля, генерируемого курительным изделием.
Горючий источник тепла расположен на дальнем конце курительного изделия или вблизи него. Мундштучный конец находится дальше по ходу потока относительно дальнего конца. Ближний конец может также именоваться задним по ходу потока концом курительного изделия, а дальний конец может также именоваться передним по ходу потока концом курительного изделия. Компоненты или части компонентов курительных изделий согласно настоящему изобретению могут быть описаны как передние по ходу потока или задние по ходу потока относительно друг друга, исходя из их относительных положений между ближним концом и дальним концом курительного изделия.
Передняя поверхность горючего источника тепла находится на переднем по ходу потока конце этого горючего источника тепла. Передний по ходу потока конец горючего источника тепла представляет собой конец горючего источника тепла, наиболее удаленный от ближнего конца курительного изделия. Задняя поверхность горючего источника тепла находится на заднем по ходу потока конце этого горючего источника тепла. Задний по ходу потока конец горючего источника тепла представляет собой конец этого горючего источника тепла, ближайший к ближнему концу курительного изделия.
Образующий аэрозоль субстрат может иметь форму заглушки или сегмента, окруженного оберткой и содержащего материал, способный при нагревании высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. В случае, если образующий аэрозоль субстрат имеет форму такой заглушки или сегмента, вся заглушка или сегмент, включая любую обертку, рассматриваются в качестве образующего аэрозоль субстрата.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат образующий аэрозоль субстрат, содержащий по меньшей мере один образователь аэрозоля и материал, способный высвобождать летучие соединения при нагреве. Образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, включая, но без ограничения, увлажнители, ароматизаторы, связующие и их смеси.
Предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат содержит никотин. Более предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат содержит табак.
По меньшей мере один образователь аэрозоля может представлять собой любые подходящие известные соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и при рабочей температуре курительного изделия являются по существу стойкими к термическому разложению. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в уровне техники и включают, например, многоатомные спирты, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицеринмоно-, ди- или триацетат, и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновой кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительные образователи аэрозоля для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению представляют собой многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин.
Материал, способный выделять летучие соединения при нагреве, может представлять собой наполнитель из материала растительного происхождения. Материал, способный выделять летучие соединения при нагреве, может представлять собой наполнитель из гомогенизированного материала растительного происхождения. Например, образующий аэрозоль субстрат может содержать один или более материалов, полученных из растений, включая, но без ограничения: табак; чай, например зеленый чай; мяту перечную; лавр; эвкалипт; базилик; шалфей; вербену и эстрагон.
Предпочтительно, материал, способный выделять летучие соединения при нагреве, представляет собой наполнитель из материала на основе табака, более предпочтительно - наполнитель из гомогенизированного материала на основе табака.
Образующий аэрозоль субстрат может иметь форму заглушки или сегмента, содержащего материал, способный выделять летучие соединения при нагреве и окруженный бумажной или другой оберткой. Как было указано выше, если образующий аэрозоль субстрат имеет форму такой заглушки или сегмента, вся эта заглушка или сегмент, включая любую обертку, рассматривается в качестве образующего аэрозоль субстрата.
Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно имеет длину от примерно 5 мм до примерно 20 мм. В некоторых вариантах образующий аэрозоль субстрат может иметь длину от примерно 6 мм до примерно 15 мм или длину от примерно 7 мм до примерно 12 мм.
В предпочтительных вариантах образующий аэрозоль субстрат содержит заглушку из материала на основе табака, завернутую в фицеллу. В особо предпочтительных вариантах образующий аэрозоль субстрат содержит заглушку из гомогенизированного материала на основе табака, завернутую в фицеллу.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать одно или более первых впускных воздушных отверстий вокруг периферии образующего аэрозоль субстрата.
В таких вариантах, при использовании холодный воздух втягивается в образующий аэрозоль субстрат курительного изделия через первые впускные воздушные отверстия. Воздух, втягиваемый в образующий аэрозоль субстрат через первые впускные воздушные отверстия, проходит дальше по ходу потока от образующего аэрозоль субстрата через курительное изделие и выходит из курительного изделия через его ближний конец.
В таких вариантах, в процессе затяжки, выполняемой пользователем, холодный воздух, втянутый через одно или более первых впускных воздушных отверстий вокруг периферии образующего аэрозоль субстрата, обеспечивает преимущество, состоящее в снижении температуры образующего аэрозоль субстрата. Таким образом обеспечено преимущество, состоящее в по существу предотвращении или ослаблении скачков температуры образующего аэрозоль субстрата в процессе затяжки, выполняемой пользователем.
В контексте данного документа термин «холодный воздух» используется для описания окружающего воздуха, существенно не нагреваемого горючим источником тепла при выполнении затяжки пользователем.
Благодаря предотвращению или ослаблению скачков температуры образующего аэрозоль субстрата, включение одного или более первых впускных воздушных отверстий вокруг периферии образующего аэрозоль субстрата обеспечивает преимущество, состоящее в содействии предотвращению или ослаблению горения или пиролиза образующего аэрозоль субстрата в интенсивных режимах выполнения затяжек. В дополнение, включение одного или более первых впускных воздушных отверстий вокруг периферии образующего аэрозоль субстрата обеспечивает преимущество, состоящее в содействии минимизации или уменьшению влияния режима выполнения затяжек пользователем на состав вдыхаемого аэрозоля курительных изделий согласно настоящему изобретению.
Количество, форма, размер и местоположение первых впускных воздушных отверстий могут надлежащим образом корректироваться для достижения хорошей курительной характеристики.
В некоторых вариантах образующий аэрозоль субстрат может упираться в барьер, закрепленный на задней поверхности горючего источника тепла.
В контексте данного документа термин «упираться» используется для описания образующего аэрозоль субстрата, находящегося в непосредственном контакте с барьером, закрепленным на задней поверхности горючего источника тепла.
В других вариантах образующий аэрозоль субстрат может быть удален от барьера, закрепленного на задней поверхности горючего источника тепла. Иначе говоря, между образующим аэрозоль субстратом и барьером, закрепленным на задней поверхности горючего источника тепла, может находиться промежуток или зазор.
В таких вариантах, в качестве альтернативы или в дополнение к одному или более первым впускным воздушным отверстиям вокруг периферии образующего аэрозоль субстрата, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать одно или более вторых впускных воздушных отверстий между задней поверхностью горючего источника тепла и образующим аэрозоль субстратом. При использовании холодный воздух втягивается в пространство между горючим источником тепла и образующим аэрозоль субстратом через вторые впускные воздушные отверстия. Воздух, втянутый в пространство между горючим источником тепла и образующим аэрозоль субстратом через вторые впускные воздушные отверстия, проходит дальше по ходу потока через курительное изделие из пространства между горючим источником тепла и образующим аэрозоль субстратом и выходит из курительного изделия через его ближний конец.
В таких вариантах, в процессе выполнения затяжки пользователем холодный воздух, втягиваемый через одно или несколько вторых впускных отверстий между задней поверхностью горючего источника тепла и образующим аэрозоль субстратом, обеспечивает преимущество, состоящее в снижении температуры образующего аэрозоль субстрата курительных изделий согласно настоящему изобретению. Таким образом обеспечено преимущество, состоящее в возможности по существу предотвращения или ослабления резких скачков температуры образующего аэрозоль субстрата курительных изделий согласно настоящему изобретению в процессе выполнении затяжки пользователем.
В качестве альтернативы или в дополнение к одному или более первым впускным воздушным отверстиям вокруг периферии образующего аэрозоль субстрата и/или к одному или более вторым впускным воздушным отверстиям между задней поверхностью горючего источника тепла и образующим аэрозоль субстратом, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать одно или более третьих впускных воздушных отверстий дальше по ходу потока относительно образующего аэрозоль субстрата.
Предпочтительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат один или более теплопроводных элементов по окружности по меньшей мере задней части горючего источника тепла и по меньшей мере передней части образующего аэрозоль субстрата. Указанные один или более теплопроводных элементов предпочтительно являются стойкими к горению. В некоторых вариантах один или более теплопроводных элементов могут ограничивать поступление кислорода. Иначе говоря, один или более теплопроводных элементов могут ослаблять или противодействовать прохождению кислорода через теплопроводный элемент к горючему источнику тепла.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать теплопроводный элемент, находящийся в непосредственном контакте как с по меньшей мере задней частью горючего источника тепла, так и с по меньшей мере передней частью образующего аэрозоль субстрата. В таких вариантах теплопроводный элемент обеспечивает тепловую связь между горючим источником тепла и образующим аэрозоль субстратом курительных изделий согласно настоящему изобретению.
В качестве альтернативы или дополнительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать теплопроводный элемент, удаленный от горючего источника тепла и/или от образующего аэрозоль субстрата таким образом, чтобы отсутствовал непосредственный контакт между теплопроводным элементом с одной стороны и горючим источником тепла и/или образующим аэрозоль субстратом с другой.
Подходящие теплопроводные элементы для использования в курительных изделиях согласно настоящему изобретению включают, но без ограничения: обертки из металлической фольги, например такие, как обертки из алюминиевой фольги, стальные обертки, обертки из железной фольги и обертки из медной фольги; и обертки из фольги из металлического сплава.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат мундштучную часть, расположенную на ближнем конце курительного изделия.
Предпочтительно, мундштучная часть имеет низкую эффективность фильтрации, более предпочтительно - очень низкую эффективность фильтрации. Мундштучная часть может представлять собой односегментную или однокомпонентную мундштучную часть. В качестве альтернативы, мундштучная часть может представлять собой многосегментную или многокомпонентную мундштучную часть.
Мундштучная часть может содержать фильтр, содержащий один или более сегментов, содержащих подходящие известные фильтрующие материалы. Подходящие фильтрующие материалы известны в уровне техники и включают, но без ограничения, ацетилцеллюлозу и бумагу. В качестве альтернативы или дополнительно, мундштучная часть может содержать один или более сегментов, содержащих абсорбенты, адсорбенты, ароматизаторы и другие модификаторы аэрозолей и добавки или их комбинации.
Предпочтительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению дополнительно содержат элемент переноса или разделительный элемент между образующим аэрозоль субстратом и мундштучной частью.
Элемент переноса может упираться в образующий аэрозоль субстрат и/или в мундштучную часть. В качестве альтернативы, элемент переноса может быть удален от образующего аэрозоль субстрата и/или мундштучной части.
Включение элемента переноса обеспечивает преимущество, состоящее в возможности охлаждения аэрозоля, образующегося в результате теплопередачи от горючего источника тепла к образующему аэрозоль субстрату. Включение элемента переноса обеспечивает также преимущество, состоящее в возможности регулирования общей длины курительных изделий согласно настоящему изобретению до требуемого значения, например до такой же длины, что и у обычных сигарет, посредством надлежащего выбора длины элемента переноса.
Элемент переноса может иметь длину от примерно 7 мм до примерно 50 мм, например длину от примерно 10 мм до примерно 45 мм или от примерно 15 мм до примерно 30 мм. Элемент переноса может иметь другие значения длины, в зависимости от требуемой общей длины курительного изделия и наличия и длины других компонентов в курительном изделии.
Предпочтительно, элемент переноса содержит по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытыми концами. В таких вариантах при использовании воздух, втягиваемый в курительное изделие, проходит через указанное по меньшей мере через одно трубчатое полое тело с открытыми концами по мере своего прохождения дальше по ходу потока через курительное изделие из образующего аэрозоль субстрата к мундштучной части.
Элемент переноса может содержать по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытыми концами, выполненное из одного или более подходящих материалов, которые являются по существу термически стабильными при температуре аэрозоля, образующегося в результате теплопередачи от горючего источника тепла к образующему аэрозоль субстрату. Подходящие материалы известны в уровне техники и включают, но без ограничения, бумагу, картон, пластмассу, такую как ацетилцеллюлоза, керамический материал и их комбинации.
В качестве альтернативы или дополнительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать элемент охлаждения аэрозоля или теплообменник между образующим аэрозоль субстратом и мундштучной частью. Элемент охлаждения аэрозоля может содержать несколько каналов, проходящих в продольном направлении.
Элемент охлаждения аэрозоля может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из металлической фольги, полимерного материала и по существу непористой бумаги или картона. В некоторых вариантах элемент охлаждения аэрозоля может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из полиэтилена (PE), полипропилена (PP), поливинилхлорида (PVC), полиэтилентерефталата (PET), полимолочной кислоты (PLA), ацетилцеллюлозы (CA) и алюминиевой фольги.

В некоторых предпочтительных вариантах элемент охлаждения аэрозоля может содержать собранный лист биологически разлагаемого полимерного материала, такого как полимолочная кислота (PLA) или материалы марки Mater-Bi(имеющаяся в продаже на рынке серия сополиэфиров на основе крахмала).
Предпочтительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат наружную обертку, которая окружает образующий аэрозоль субстрат и по меньшей мере заднюю часть горючего источника тепла. Наружная обертка должна зажимать горючий источник тепла и образующий аэрозоль субстрат курительного изделия, когда курительное изделие собрано.
Более предпочтительно, курительные изделия согласно настоящему изобретению содержат наружную обертку, которая окружает образующий аэрозоль субстрат, по меньшей мере заднюю часть горючего источника тепла и любые другие компоненты курительного изделия, расположенные дальше по ходу потока относительно образующего аэрозоль субстрата.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут содержать наружные обертки, выполненные из любого подходящего материала или комбинации материалов. Подходящие материалы хорошо известны в области техники, к которой относится изобретение, и включают, но без ограничения, сигаретную бумагу.
Сборка курительных изделий согласно настоящему изобретению может осуществляться с использованием известных способов и оборудования.
Способ изготовления горючего источника тепла, имеющего барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источник тепла, согласно настоящему изобретению содержит этапы, на которых: выполняют термически активируемый адгезив между концевой поверхностью горючего источника тепла и барьером; закрепляют барьер на концевой поверхности горючего источника тепла; и нагревают горючий источник тепла вместе с барьером, закрепленным на концевой поверхности этого горючего источника тепла, для активации термически активируемого адгезива.
Предпочтительно, способ содержит этап, на котором нагревают горючий источник тепла вместе с барьером, закрепленным на концевой поверхности этого горючего источника тепла, до температуры от примерно 75°С до примерно 95°С для активации термически активируемого адгезива.
Более предпочтительно, способ содержит этап, на котором нагревают горючий источник тепла вместе с барьером, закрепленным на концевой поверхности этого горючего источника тепла, в печи до температуры от примерно 75°С до примерно 95°С для сушки горючего источника тепла и активации термически активируемого адгезива.
В некоторых предпочтительных вариантах способ содержит этапы, на которых: обеспечивают пресс-форму, в которой образована полость, имеющая первое отверстие; размещают один или более сыпучих компонентов в полости через первое отверстие; закрывают первое отверстие слоистым барьерным материалом; выполняют термически активируемый адгезив между указанными одним или более сыпучими компонентами и слоистым барьерным материалом; штампуют барьер из слоистого барьерного материала и сжимают один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла путем введения первого пуансона в полость через первое отверстие; выталкивают из пресс-формы горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла; и нагревают горючий источник тепла вместе с барьером, закрепленным на концевой поверхности этого горючего источника тепла, для активации термически активируемого адгезива.
В других предпочтительных вариантах способ содержит этапы, на которых: обеспечивают пресс-форму, в которой образована полость, имеющая первое отверстие и противоположное ему второе отверстие; закрывают первое отверстие слоистым барьерным материалом; штампуют барьер из слоистого барьерного материала путем введения первого пуансона в полость через первое отверстие; размещают один или более сыпучих компонентов в полости через второе отверстие; выполняют термически активируемый адгезив между одним или более сыпучими компонентами и барьером; сжимают один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла путем введения второго пуансона в полость через второе отверстие; выталкивают из пресс-формы горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла; и нагревают горючий источник тепла вместе с барьером, закрепленным на концевой поверхности этого горючего источника тепла, для активации термически активируемого адгезива.
В контексте данного документа термин «сыпучий компонент» используется для описания любого текучего сыпучего материала или комбинации сыпучих материалов, включая, но без ограничения, материалы в виде порошков и гранул. Сыпучие компоненты, используемые в способах согласно настоящему изобретению, могут содержать два или более сыпучих материалов различных типов. В качестве альтернативы или дополнительно, сыпучие компоненты, используемые в способах согласно настоящему изобретению, могут содержать два или более сыпучих материалов различного состава.
В контексте данного документа термин «различный состав» используется для ссылки на материалы или компоненты, полученные из различных соединений, или из различных комбинаций соединений, или из различных составов одной и той же комбинации соединений.
В некоторых предпочтительных вариантах первый пуансон имеет вогнутый профиль. Использование первого пуансона, имеющего вогнутый профиль, обеспечивает возможность содействия формованию скругленных или скошенных кромок по периферии той концевой поверхности горючего источника тепла, на которой крепится барьер.
Использование первого пуансона, имеющего вогнутый профиль, обеспечивает преимущество, состоящее в снижении опасности образования воздушной пробки между барьером и той концевой поверхностью горючего источника тепла, на которой крепится барьер. Использование первого пуансона, имеющего вогнутый профиль, обеспечивает также преимущество, состоящее в содействии выполнению барьера в виде выпуклой крышки, которая закрывает конец горючего источника тепла.
В случае, если способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором штампуют барьер из слоистого барьерного материала и сжимают один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла путем введения первого пуансона в полость через первое отверстие, использование первого пуансона, имеющего вогнутый профиль, обеспечивает также преимущество, состоящее в возможности уменьшения трения между первым пуансоном и пресс-формой благодаря по существу предотвращению накопления сыпучего материала между первым пуансоном и пресс-формой; фактически, первый пунсон действует как скребок.
В вариантах, в которых первый пуансон имеет вогнутый профиль, этот вогнутый профиль первого пуансона может иметь глубину от примерно 0,25 мм до примерно 1 мм, более предпочтительно - от примерно 0,4 мм до примерно 0,6 мм.
В вариантах, в которых первый пуансон имеет вогнутый профиль, этот вогнутый профиль первого пуансона может иметь скошенную кромку под углом от примерно 30 градусов до примерно 80 градусов.
В других вариантах первый пунсон имеет плоский профиль.
В случае, если способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором сжимают один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла путем введения второго пуансона в полость через второе отверстие, профили первого и второго пуансонов могут быть одинаковыми или разными.
В некоторых предпочтительных вариантах второй пуансон имеет вогнутый профиль. В таких вариантах использование второго пуансона, имеющего вогнутый профиль, обеспечивает возможность содействия выполнению скругленных или скошенных кромок по периферии концевой поверхности горючего источника тепла, противоположной той концевой поверхности этого горючего источника тепла, на которой крепится барьер.
Использование второго пуансона, имеющего вогнутый профиль, обеспечивает также преимущество, состоящее в снижении трения между вторым пуансоном и пресс-формой благодаря по существу предотвращению накопления сыпучего материала между вторым пуансоном и пресс-формой; фактически, второй пуансон действует как скребок.
В вариантах, в которых второй пуансон имеет вогнутый профиль, этот вогнутый профиль первого пуансона может иметь глубину от примерно 0,25 мм до примерно 1 мм, более предпочтительно - от примерно 0,4 мм до примерно 0,6 мм.
В вариантах, в которых второй пуансон имеет вогнутый профиль, этот вогнутый профиль второго пуансона может иметь скошенную кромку под углом от примерно 30 градусов до примерно 80 градусов.
Предпочтительно, полость, первый пуансон и, при его наличии, второй пуансон являются цилиндрическими и имеют по существу круглое поперечное сечение. В качестве альтернативы, полость, первый пуансон и, при его наличии, второй пуансон могут быть цилиндрическими и иметь по существу эллиптическое поперечное сечение.
В случае, если способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором штампуют барьер из слоистого материала и сжимают один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла путем введения первого пуансона в полость через первое отверстие, предпочтительно, чтобы первый пуансон был верхним пуансоном. В таких вариантах штампуют барьер из слоистого материала путем введения первого пуансона сверху вниз в полость через первое отверстие, которое расположено на верхнем конце пресс-формы.
В случае, если способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором штампуют барьер из слоистого материала и сжимают один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла путем введения первого пуансона в полость через первое отверстие, предпочтительно, чтобы способ содержал этап, на котором выталкивают готовый горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, из пресс-формы через первое отверстие.
В некоторых вариантах способ может содержать этап, на котором выталкивают готовый горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, из пресс-формы через первое отверстие и перемещают пресс-форму в направлении, по существу противоположном направлению извлечения первого пуансона из пресс-формы.
В случае, если способ согласно настоящему изобретению содержит этапы, на которых: штампуют барьер из слоистого материала путем введения первого пуансона в полость через первое отверстие; и закрепляют барьер на концевой поверхности горючего источника тепла путем введения второго пуансона в полость через второе отверстие, предпочтительно, чтобы первый пуансон был нижним пуансоном, а второй пуансон - верхним пуансоном. В таких вариантах штампуют барьер из слоистого барьерного материала путем введения первого пуансона снизу вверх в полость через первое отверстие, которое расположено на нижнем конце пресс-формы. Указанные один или более сыпучих компонентов затем сжимают для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла путем введения второго пуансона сверху вниз в полость через второе отверстие, которое расположено на верхнем конце пресс-формы.
В случае, если способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором сжимают указанные один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла путем введения второго пуансона в полость через второе отверстие, этот способ предпочтительно содержит этап, на котором выталкивают из пресс-формы через второе отверстие готовый горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла.
В некоторых вариантах способ может содержать этап, на котором выталкивают из формы через второе отверстие готовый горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, путем извлечения второго пуансона из пресс-формы через второе отверстие и перемещения первого пуансона внутрь пресс-формы в направлении второго отверстия.
В случае, если первый пуансон является нижним пуансоном, а второй пуансон - верхним пуансоном, способ предпочтительно содержит этап, на котором выталкивают из формы через второе отверстие, расположенное на верхнем конце пресс-формы, готовый горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, путем извлечения верхнего пуансона из пресс-формы через второе отверстие и перемещения нижнего пуансона вверх внутрь пресс-формы в направлении второго отверстия.
В других вариантах способ может включать этап, на котором выталкивают через второе отверстие готовый горючий источник тепла, имеющий барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, путем извлечения второго пуансона из пресс-формы через второе отверстие и перемещения пресс-формы в направлении первого пуансона.
Предпочтительно, способ содержит этап, на котором размещают указанные один или более сыпучих компонентов посредством бункера с подачей самотеком. В некоторых вариантах способ содержит этап, на котором продвигают бункер над первым отверстием или, при его наличии, вторым отверстием полости с целью размещения указанных одного или более сыпучих компонентов в этой полости с последующим отводом бункера из первого отверстия или второго отверстия полости.
В некоторых вариантах способ может содержать этап, на котором используют бункер для удаления предварительно изготовленного горючего источника тепла, имеющего барьер, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, который был вытолкнут из пресс-формы во время этапа продвижения бункера над первым отверстием или, при его наличии, вторым отверстием полости.
В некоторых вариантах бункер может содержать выпускное отверстие для подачи одного или более сыпучих компонентов, которое по существу заперто пресс-формой до тех пор, пока это выпускное отверстие не окажется над первым отверстием или, при его наличии, над вторым отверстием полости.
В контексте данного документа термин «заперто» используется для обозначения состояния, при котором не допускается выпуск сыпучего материала, содержащегося в бункере, через выпускное отверстие.
Предпочтительно, способ содержит этап, на котором закрывают первое отверстие непрерывным слоистым барьерным материалом. Предпочтительно, этот непрерывный слоистый барьерный материал имеет ширину от примерно 1,5-кратной до примерно 3-кратной ширины полости.
С целью закрытия первого отверстия непрерывным слоистым барьерным материалом способ может содержать этап, на котором подают непрерывный слоистый барьерный материал в направлении, по существу параллельном направлению, в котором продвигают и отводят бункер.
Тем не менее, способ может содержать этап, на котором подают непрерывный слоистый материал в направлении, по существу перпендикулярном направлению, в котором продвигают и отводят бункер.
Предпочтительно, способ содержит этап, на котором задерживают слоистый барьерный материал вблизи пресс-формы во время этапа штамповки слоистого барьерного материала. Таким образом обеспечивают преимущество, состоящее в улучшении качества барьера, выполняемого путем штамповки слоистого барьерного материала.
Предпочтительно, этап, на котором задерживают слоистый барьерный материал, включает использование пластины, которая содержит сквозное отверстие для размещения первого пуансона, для прижатия слоистого барьерного материала к пресс-форме вблизи первого отверстия или, при его наличии, второго отверстия полости.
Для того, чтобы обеспечить возможность одновременного изготовления множества горючих источником тепла, имеющих барьеры, закрепленные на концевых поверхностях этих горючих источников тепла, способ может содержать этап, на котором обеспечивают множество пресс-форм, каждая из которых оснащена соответствующим первым пуансоном и, при его наличии, соответствующим вторым пуансоном.
Указанное множество пресс-форм может быть размещено в один ряд или в несколько рядов.
В качестве альтернативы, способ согласно настоящему изобретению может быть осуществлен с использованием непрерывно вращающегося многополостного или так называемого «револьверного» пресса. В таких вариантах множество пресс-форм вращают вокруг центральной оси, и один или более сыпучих компонентов размещают в полостях пресс-форм через первые отверстия или, при их наличии, вторые отверстия с использованием бункера. Затем размещают слоистый барьерный материал вблизи пресс-формы таким образом, чтобы закрыть первое отверстие или, при его наличии, второе отверстие полости, и подают слоистый барьерный материал по существу в тангенциальном направлении к вращающемуся многополостному прессу. Первый пуансон размещают вертикально над или под слоистым барьерным материалом, и во время этапа штамповки этого слоистого барьерного материала поддерживают первый пуансон в постоянном угловом положении относительно пресс-формы, в которую он вводится.
Предпочтительно, термически активируемый адгезив наносят на слоистый барьерный материал до закрытия первого отверстия этим слоистым барьерным материалом. Термически активируемый адгезив может быть нанесен на слоистый барьерный материал с использованием любых подходящих средств, включая, но без ограничения, распылитель, валик, щелевой аппарат для нанесения покрытий или их комбинацию.
В предпочтительных вариантах способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором закрывают первое отверстие слоистым барьерным материалом, на который был предварительно нанесен термически активируемый адгезив. В особо предпочтительных вариантах способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором закрывают первое отверстие слоистым барьерным материалом, дополнительно ламинированным слоем термически активируемого адгезива.
Предпочтительно, способ согласно настоящему изобретению дополнительно содержит этап, на котором выполняют активируемый влагой адгезив между концевой поверхностью горючего источника тепла и термически активируемым адгезивом.
В случае, если способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором сжимают один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла, предпочтительно, чтобы этот способ согласно настоящему изобретению дополнительно содержал этап, на котором выполняют активируемый влагой адгезив между одним или более сыпучими компонентами и термически активируемым адгезивом.
В таких вариантах прессование одного или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла повышает уровень влажности на единицу объема одного или более сыпучих компонентов. Это повышение уровня влажности на единицу объема на концевой поверхности горючего источника тепла обеспечивает преимущество, состоящее в активации активируемого влагой адгезива, выполненного между термически активируемым адгезивом и одним или более сыпучими компонентами. Иначе говоря, в таких вариантах способ согласно настоящему изобретению содержит этапы, на которых: прессуют один или более сыпучих компонентов для формования горючего источника тепла, закрепляют барьер на концевой поверхности этого горючего источник тепла и активируют активируемый влагой адгезив.
Предпочтительно, термически активируемый адгезив и активируемый влагой адгезив наносят на слоистый барьерный материал до закрытия первого отверстия этим слоистым барьерным материалом. Термически активируемый адгезив и активируемый влагой адгезив могут быть нанесены на слоистый барьерный материал с использованием любых подходящих средств, включая, но без ограничения, распылитель, валик, щелевой аппарат для нанесения покрытий или их комбинацию.
В предпочтительных вариантах способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором закрывают первое отверстие слоистым барьерным материалом, на который предварительно были нанесены термически активируемый адгезив и активируемый влагой адгезив. В особо предпочтительных вариантах способ согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором закрывают первое отверстие слоистым барьерным материалом, дополнительно ламинированным слоем термически активируемого адгезива и слоем активируемого влагой адгезива.
Способ согласно настоящему изобретению может быть использован для изготовления горючих угольных источников тепла, имеющих барьер, закрепленный на их концевой поверхности. В таких вариантах по меньшей мере один из указанных одного или более сыпучих компонентов, размещаемых в полости, является угольным.
Способ согласно настоящему изобретению может содержать этап, на котором размещают один или более сыпучих компонентов в полости.
В качестве альтернативы или дополнительно, способ согласно настоящему изобретению может содержать этап, на котором размещают один или более неугольных сыпучих компонентов в полости.
Угольные сыпучие компоненты для использования в способе согласно настоящему изобретению могут быть получены из одного или более подходящих углесодержащих материалов.
Предпочтительно, по меньшей мере один из одного или более сыпучих компонентов содержит связующее.
Один или более сыпучих компонентов могут содержать одно или более органических связующих, одно или более неорганических связующих или комбинацию из одного или более органических связующих и одного или более органических связующих. В некоторых вариантах одно или более связующих могут содействовать закреплению барьера на концевой поверхности горючего источника тепла.
В случае, если способы согласно настоящему изобретению используются для изготовления горючих угольных источников тепла, один или более сыпучих компонентов могут, вместо или в дополнение к одному или более связующим, содержать одну или более добавок с целью улучшения характеристик горючего угольного источника тепла.
В случае, если способы согласно настоящему изобретению используются для изготовления горючих угольных источников тепла, предпочтительно, чтобы по меньшей мере один из одного или более сыпучих компонентов содержал добавку для воспламенения. В некоторых вариантах по меньшей мере один из одного или более сыпучих компонентов может содержать уголь и добавку для воспламенения.
Способ согласно настоящему изобретению может использоваться для изготовления горючих источников тепла, которые являются несплошными или сплошными.
Способ согласно настоящему изобретению может использоваться для изготовления горючих источников тепла, содержащих единственный слой. В качестве альтернативы, способ согласно настоящему изобретению может использоваться для изготовления многослойных горючих источников тепла, содержащих множество слоев.
Например, для изготовления двухслойного горючего источника тепла способ согласно настоящему изобретению может содержать этапы, на которых размещают первый сыпучий компонент и второй сыпучий компонент в полости, сжимают первый сыпучий компонент для формования первого слоя двухслойного горючего источника тепла и сжимают второй слой для формования второго слоя двухслойного горючего источника тепла.
Во избежание сомнений, признаки, описанные выше применительно к одному аспекту настоящего изобретения, могут быть применены также и к другим аспектам настоящего изобретения. В частности, признаки, описанные выше применительно к горючим источникам тепла согласно настоящему изобретению, могут также относиться, при необходимости, к одному или более курительным изделиям согласно настоящему изобретению и способам изготовления горючих источников тепла согласно настоящему изобретению, и наоборот.
Все научные и технические термины, используемые в данном документе, имеют значения, обычно используемые в данной области техники, если не указано иное. Приводимые в данном описании определения предназначены для облегчения понимания некоторых терминов, часто используемых в данном документе.
Термины «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам реализации настоящего изобретения, которые могут дать определенные преимущества при определенных условиях. Особо предпочтительными являются горючие источники тепла, курительные изделия и способы изготовления горючих источников тепла согласно настоящему изобретению, содержащие комбинации предпочтительных признаков. Тем не менее, следует понимать, что при тех же самых или других условиях предпочтительными могут быть также и другие варианты осуществления изобретения. Кроме того, приведение одного или нескольких предпочтительных вариантов осуществления изобретения не означает того, что другие варианты не являются полезными, и не предполагает исключения других вариантов из объема формулы изобретения.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно на примерах, со ссылками на прилагаемые графические материалы, где:
На фиг. 1 показано схематическое изображение горючего источника тепла согласно настоящему изобретению, имеющего барьер согласно настоящему изобретению, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, и изготовленного способом согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 (iii) показан готовый цилиндрический горючий угольный источник 2с тепла с по существу круглым поперечным сечением, имеющий негорючий и по существу воздухонепроницаемый барьер 6, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, согласно настоящему изобретению. Барьер проходит через всю концевую поверхность горючего источника 2с тепла. Хотя на фиг. 1 (iii) и не показано, в предпочтительном варианте барьер 6 частично проходит также и вдоль смежной стороны горючего источника 2с тепла, образуя «выпуклую крышку», которая закрывает конец горючего источника 2с тепла.
Как показано на фиг. 1 (iii), между концевой поверхностью горючего источника 2с тепла и барьером 6 выполнен слой термически активируемого адгезива 8b. Кроме того, как показано на фиг. 1 (iii), между концевой поверхностью горючего источника 2с тепла и слоем термически активируемого адгезива 8b выполнен слой активируемого влагой адгезива 10b. Как показано на фиг. 1 (i) и как будет дополнительно описано ниже, барьер выполнен из слоистого барьерного материала, дополнительно ламинированного слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а. В предпочительном варианте слоистый барьерный материал представляет собой алюминиевую фольгу.
Показанный на фиг. 1 (iii) горючий источник 2с тепла, имеющий барьер 6, закрепленный на концевой поверхности этого горючего источника тепла, изготовлен с использованием пресс-формы, имеющей полость с первым отверстием (не показана). Над указанной полостью размещен бункер, заключающий в себе источник подачи сыпучего материала, содержащего один или более угольных сыпучих компонентов, одно или более связующих и, при необходимости, другие добавки. Этот бункер закреплен на пресс-форме с возможностью скольжения таким образом, чтобы он имел возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль линии, перпендикулярной продольной оси полости, и выполнен с возможностью подачи сыпучего материала в полость через выпускное отверстие. Первый пуансон размещают вертикально над полостью и ориентируют таким образом, чтобы продольная ось первого пуансона и продольная ось полости были совмещены друг с другом. Первый пуансон имеет возможность перемещения относительно полости в направлении, параллельном ее продольной оси. Обеспечивают бобину, содержащую слоистый барьерный материал, полученный дополнительно ламинированный слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а. Эта бобина выполнена с возможностью подачи слоистого барьерного материала, дополнительно ламинированного слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, в направлении, по существу параллельном направлению возвратно-поступательного перемещения бункера, таким образом, чтобы закрыть первое отверстие полости. Слоистый барьерный материал, дополнительно ламинированный слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, подают таким образом, чтобы слой активируемого влагой адгезива 10а был обращен к полости.
Для изготовления горючего источника тепла располагают бункер таким образом, чтобы его выходное отверстие находилось над первым отверстием полости. В этом положении бункер осуществляет подачу находящегося внутри него сыпучего материала внутрь полости. Из бункера внутрь полости через первое отверстие подают достаточное количество сыпучего материала, чтобы сформовать один горючий источник тепла. Слоистый барьерный материал, дополнительно ламинированный слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, удаляют из первого отверстия полости с помощью бункера во время заполнения этой полости.
Как только из бункера в полость подано достаточное количество сыпучего материала, отводят бункер от первого отверстия этой полости. Во время перемещения бункера в направлении удаления от первого отверстия полости, продвигают первый пуансон сверху вниз в направлении этого первого отверстия полости. Барьер 6 выполняют путем штамповки слоистого барьерного материала, дополнительно ламинированного слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, с помощью первого пуансона. Для того, чтобы слоистый барьерный материал, дополнительно ламинированный слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, находился в правильном положении для штамповки при выполнении барьера 6, задерживают этот материал с помощью пластины, закрепленной на первом пуансоне. Во время продвижения первого пуансона вниз в направлении полости указанная пластина взаимодействует со слоистым барьерным материалом, дополнительно ламинированным слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, и задерживает этот материал поверх первого отверстия этой полости. Как только указанная пластина вступает во взаимодействие с слоистым барьерным материалом, дополнительно ламинированным слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, эта пластина перестает перемещаться относительно полости, а первый пуансон продолжает продвигаться вниз, перемещаясь относительно пластины и полости. Когда первый пуансон достигает полости через первое отверстие, он производит штамповку барьера 6 из слоистого барьерного материала, дополнительно ламинированного слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а. Первый пуансон предпочтительно имеет вогнутый профиль поперечного сечения. Таким образом облегчена резка слоистого барьерного материала, дополнительно ламинированного слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, с помощью первого пуансона; фактически, вогнутый профиль обеспечивает в первом пуансоне ножеобразную кромку для обеспечения возможности более легкой резки слоистого барьерного материала, дополнительно ламинированного слоем термически активируемого адгезива 8а и слоем активируемого влагой адгезива 10а, для получения барьера 6.
Когда первый пуансон достигает полости через первое отверстие, он сжимает сыпучий материал 2а в этой полости для формования горючего источника тепла и закрепления барьера 6 на концевой поверхности этого горючего источника тепла. Вогнутый профиль поперечного сечения первого пуансона обеспечивает перемещение сыпучего материала в направлении удаления от области взаимодействия между первым пуансоном и пресс-формой и таким образом обеспечивает снижение трения между первым пуансоном и пресс-формой, когда первый пуансон вводится в полость через первое отверстие; фактически, вогнутый профиль действует как скребок вдоль внутренней поверхности полости.
Благодаря сжатию сыпучего материала первым пуансоном для формования горючего источника тепла и закрепления барьера на концевой поверхности этого горючего источника тепла, повышают уровень влажности на единицу объема сыпучего материала. Как схематично показано на фиг. 1 (ii), благодаря повышению уровня влажности на единицу объема на концевой поверхности горючего источника тепла, происходит активация слоя активируемого влагой адгезива 10а, сформированного между слоем термически активируемого адгезива 8а и одним или более сыпучими компонентами. Результирующий слой активируемого влагой адгезива 10b приклеивает слой термически активируемого адгезива 8а к концевой поверхности горючего источника тепла.
По завершении этапа сжатия первый пуансон отводят вверх. Во время отвода первого пуансона часть пресс-формы, образующую стенки полости, опускают относительно части пресс-формы, образующей основание этой полости. Таким образом выталкивают из полости горючий источник тепла с барьером 6, закрепленным на концевой поверхности этого горючего источника тепла. Во время опускания части пресс-формы, образующей боковые стенки полости, продвигают бункер в направлении первого отверстия этой полости для того, чтобы начать процесс изготовления следующего горючего источника тепла. Во время продвижения бункера используют переднюю кромку этого бункера для удаления вытолкнутого горючего источник 2b тепла с барьером 6, закрепленным на концевой поверхности, из рабочей зоны. Таким образом обеспечивают непрерывный процесс.
Вытолкнутый горючий источник 2b тепла с барьером 6, закрепленным на его концевой поверхности, транспортируют в печь, где сушат при температуре от примерно 75°С до примерно 95°С в течение периода времени от примерно 40 минут до примерно 50 минут, чтобы уменьшить содержание в нем влаги. Как схематично показано на фиг. 1 (iii), при температурах, достигаемых внутри печи в процессе сушки вытолкнутого горючего источника 2b тепла с барьером 6, закрепленным на концевой поверхности этого горючего источника тепла, происходит активация термически активируемого адгезива 8а между слоем активируемого влагой адгезива 10b и концевой поверхностью горючего источника тепла. Результирующий слой термически активируемого адгезива 8b приклеивает барьер 6 к активированному слою активируемого влагой адгезива 10b. Таким образом обеспечивают преимущество, состоящее том, что по завершении этапа сушки барьер 6 оказывается приклеенным к концевой поверхности горючего источника 2с тепла посредством как слоя термически активируемого адгезива 8b, так и слоя активируемого влагой адгезива 10b.
Вышеописанные конкретные варианты и примеры поясняют, но не ограничивают настоящее изобретение. Следует понимать, что возможны и другие варианты осуществления настоящего изобретения и что указанные конкретные варианты и примеры не предназначены для ограничения.