包含導(dǎo)熱元件和表面處理的氣溶膠生成制品的制作方法
本發(fā)明涉及氣溶膠生成制品，其包括熱源、與熱源熱連通的氣溶膠形成基質(zhì)和設(shè)置在氣溶膠形成基質(zhì)的至少一部分周圍且包括表面涂層的導(dǎo)熱組件。在一些實例中，導(dǎo)熱組件包括兩個或更多個導(dǎo)熱元件。
背景技術(shù)：
所屬領(lǐng)域中已經(jīng)提出了煙草在其中被加熱而非燃燒的多種吸煙制品。這種‘加熱式’吸煙制品的一個目的是減少傳統(tǒng)香煙中的煙草因燃燒和熱解降解所產(chǎn)生的已知類型的有害煙成分。在一種已知類型的加熱式吸煙制品中，通過從可燃熱源向位于所述可燃熱源的下游的氣溶膠形成基質(zhì)的熱傳遞產(chǎn)生氣溶膠。在吸煙期間，揮發(fā)性化合物通過來自可燃熱源的熱傳遞從氣溶膠形成基質(zhì)釋放并且夾帶在被抽吸通過吸煙制品的空氣中。隨著所釋放的化合物冷卻，化合物冷凝以形成由使用者吸入的氣溶膠。通常，通過穿過可燃熱源設(shè)置的一個或多個氣流通道使空氣被吸入到這種已知的加熱式吸煙制品中，且通過慣例和傳導(dǎo)進行從可燃熱源到氣溶膠形成基質(zhì)的熱傳遞。
舉例來說，wo-a-2009/022232公開了吸煙制品，其包含可燃熱源、可燃熱源下游的氣溶膠形成基質(zhì)以及圍繞并且接觸可燃熱源的后部和氣溶膠形成基質(zhì)的相鄰的前部的導(dǎo)熱元件。
wo-a-2009/022232的吸煙制品中的導(dǎo)熱元件將在熱源燃燒期間生成的熱通過傳導(dǎo)而傳遞至氣溶膠形成基質(zhì)。通過傳導(dǎo)性熱傳遞產(chǎn)生的熱流失顯著降低可燃熱源的后部的溫度，使得后部的溫度保持顯著低于其自燃溫度。
在氣溶膠形成基質(zhì)經(jīng)加熱的氣溶膠生成制品，例如煙草經(jīng)加熱的吸煙制品中，氣溶膠形成基質(zhì)中達到的溫度對產(chǎn)生感官上可接受的氣溶膠的能力具有顯著影響。通常期望將氣溶膠形成基質(zhì)的溫度維持在一定范圍內(nèi)，以便優(yōu)化對使用者的氣溶膠遞送。在一些情況下，來自導(dǎo)熱元件的外表面的輻射熱損失可造成可燃熱源或氣溶膠形成基質(zhì)的溫度下降到所需范圍外，由此影響吸煙制品的性能。如果氣溶膠形成基質(zhì)的溫度降得太低，則舉例來說，其可不利地影響遞送至使用者的氣溶膠的一致性和量。
在一些加熱的氣溶膠生成制品中，除傳導(dǎo)性熱傳遞之外，還提供了從可燃熱源到氣溶膠形成基質(zhì)的對流熱傳遞。舉例來說，在一些已知的吸煙制品中，提供沿可燃熱源的至少一個縱向氣流通道，以便提供氣溶膠形成基質(zhì)的對流加熱。在此類吸煙制品中，氣溶膠形成基質(zhì)通過傳導(dǎo)加熱和對流加熱的組合進行加熱。
在其它加熱式吸煙制品中，可能優(yōu)選的是在無任何氣流通道延伸穿過熱源的情況下提供可燃熱源。在此類吸煙制品中，可存在氣溶膠形成基質(zhì)的受限對流加熱且氣溶膠形成基質(zhì)的加熱主要通過自導(dǎo)熱元件的傳導(dǎo)熱傳遞實現(xiàn)。當氣溶膠形成基質(zhì)主要通過傳導(dǎo)熱傳遞進行加熱時，氣溶膠形成基質(zhì)的溫度可變得對導(dǎo)熱元件的溫度的變化更敏感。這意味著與其中氣溶膠形成基質(zhì)的對流加熱也可用的吸煙制品相比，由于輻射熱損失的導(dǎo)熱元件的任何冷卻均可對氣溶膠生成具有更大的影響。
將期望提供包含熱源和熱源下游的氣溶膠形成基質(zhì)的加熱式吸煙制品，其提供改進的吸煙性能。確切地說，將期望提供加熱式吸煙制品，其中存在氣溶膠形成基質(zhì)的傳導(dǎo)加熱的控制改進，以便幫助將氣溶膠形成基質(zhì)的溫度在吸煙期間維持在所需溫度范圍內(nèi)。
也將期望提供在不損害吸煙制品在使用期間的內(nèi)部溫度概況的情況下獲得此類吸煙制品的所需外觀的新方法。舉例來說，可能期望提供使消費者區(qū)分各自包括提供于氣溶膠形成基質(zhì)內(nèi)且在吸煙期間遞送至消費者的不同香料的此類吸煙制品的新方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供包括可燃熱源的氣溶膠生成制品。制品進一步包括與可燃熱源熱連通的氣溶膠形成基質(zhì)。導(dǎo)熱組件在氣溶膠形成基質(zhì)的至少一部分周圍，導(dǎo)熱組件包括形成氣溶膠生成制品的外表面的至少一部分的外表面。導(dǎo)熱組件的外表面的至少一部分包括表面涂層且具有小于約0.6的輻射率。
在一些實例中，優(yōu)選的是導(dǎo)熱組件的外表面的輻射率小于約0.5。在一些實例中，輻射率可小于約0.4、小于約0.3、小于約0.2或小于約0.15。優(yōu)選地，輻射率大于約0.1、大于約0.2或大于約0.3。
輻射率(其為表面發(fā)射熱輻射形式的能量的有效性的量度)是根據(jù)iso18434-1測量，其細節(jié)陳述于本文的輻射率測試方法部分中。
如本文所用，術(shù)語‘氣溶膠形成基質(zhì)’用于描述當加熱時能夠釋放可以形成氣溶膠的揮發(fā)性化合物的基質(zhì)。由氣溶膠形成基質(zhì)生成的氣溶膠可為可見的或不可見的，并且可包含蒸汽(例如，處于氣態(tài)的細顆粒物質(zhì)，其在室溫下通常為液體或固體)以及氣體和冷凝蒸汽的液滴。
通過在導(dǎo)熱組件的至少一部分上提供表面涂層，已發(fā)現(xiàn)有可能在一些實例中管理氣溶膠生成制品的熱特性。確切地說，在本發(fā)明的實例中，導(dǎo)熱組件可實現(xiàn)自可燃熱源的熱轉(zhuǎn)移。經(jīng)由導(dǎo)熱組件自制品的熱傳遞和制品中的熱管理可通過存在表面涂層而實現(xiàn)。
表面涂層優(yōu)選地包括填充劑或顏料材料。填充劑材料可包括有機或無機材料。優(yōu)選地，表面涂層包括無機填充劑材料。優(yōu)選地，填充劑材料在至少約300℃或至少約400℃下熱穩(wěn)定。填充劑材料優(yōu)選地包括顏料。填充劑材料的實例包含石墨、金屬碳酸鹽和金屬氧化物。舉例來說，填充劑材料可包括一種或多種選自二氧化鈦、氧化鋁和氧化鐵的金屬氧化物。填充劑可包括碳酸鈣。
導(dǎo)熱組件可在熱源的下游部分周圍延伸且與其接觸。導(dǎo)熱組件可包括在熱源的下游部分和氣溶膠形成基質(zhì)的相鄰上游部分周圍且與其接觸的第一導(dǎo)熱元件，和在第一導(dǎo)熱元件的至少一部分周圍且包括形成氣溶膠生成制品的外表面的至少一部分的外表面的第二導(dǎo)熱元件。第二導(dǎo)熱元件的外表面的至少一部分包括表面涂層且具有小于0.6的輻射率。
第二導(dǎo)熱元件可通過在第一與第二導(dǎo)熱元件之間的第一導(dǎo)熱元件的至少一部分周圍延伸的至少一個絕熱材料層與第一導(dǎo)熱元件徑向分離。
導(dǎo)熱組件的外表面的至少一部分可包括表面處理，其中表面處理優(yōu)選地包括壓凸、壓凹和其組合中的至少一者。
在本發(fā)明的實例中，氣溶膠形成基質(zhì)在熱源下游。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供包括熱源和氣溶膠形成基質(zhì)的氣溶膠生成制品。氣溶膠形成基質(zhì)可在熱源下游。氣溶膠生成制品進一步包括在熱源的下游部分和氣溶膠形成基質(zhì)的相鄰上游部分周圍且與其接觸的導(dǎo)熱組件。導(dǎo)熱組件包括形成氣溶膠生成制品的外表面的至少一部分的外表面。導(dǎo)熱組件的外表面的至少一部分包括表面處理，例如表面涂層，且具有小于約0.6的輻射率。
在一些實例中，優(yōu)選的是導(dǎo)熱組件的外表面的輻射率小于約0.5。在一些實例中，輻射率可小于約0.4、小于約0.3、小于約0.2或小于約0.15。優(yōu)選地，輻射率大于約0.1、大于約0.2或大于約0.3。
導(dǎo)熱組件可包括在熱源的下游部分和氣溶膠形成基質(zhì)的相鄰上游部分周圍且與其接觸的第一導(dǎo)熱元件，和在第一導(dǎo)熱元件的至少一部分周圍且包括形成吸煙制品的外表面的至少一部分的外表面的第二導(dǎo)熱元件。第二導(dǎo)熱元件的外表面的至少一部分包括表面處理且具有小于約0.6的輻射率。第二導(dǎo)熱元件優(yōu)選地通過在第一與第二導(dǎo)熱元件之間的第一導(dǎo)熱元件的至少一部分周圍延伸的至少一個絕熱材料層與第一導(dǎo)熱元件徑向分離。也就是說，在一些實例中，第二導(dǎo)熱元件可不與熱源或氣溶膠形成基質(zhì)直接接觸。
如本文所用，術(shù)語“上游”和“下游”用于描述氣溶膠生成制品的元件或元件的部分相對于消費者在氣溶膠生成制品的使用期間對其進行抽吸的方向的相對位置。如本文所述的氣溶膠生成制品包括下游端(也就是說，口端)和相對的上游端。在使用時，消費者在氣溶膠生成制品的下游端抽吸。下游端在上游端的下游，其還可以描述為遠端。
如本文使用，術(shù)語“直接接觸”用于意指無需任何中間連接材料在兩個組件之間的接觸，使得組件表面彼此接觸。
如本文使用，術(shù)語“徑向分離”用于指示第二導(dǎo)熱元件的至少一部分在徑向方向上與下方第一導(dǎo)熱元件間隔開，使得在第二導(dǎo)熱元件的所述部分與第一導(dǎo)熱元件之間不存在直接接觸。
本發(fā)明的方面的氣溶膠生成制品可并入上覆于第一導(dǎo)熱元件的至少一部分的第二導(dǎo)熱元件。優(yōu)選地，在第一與第二導(dǎo)熱元件之間的氣溶膠生成制品上的一個或多個位置處存在徑向分離。
優(yōu)選地，全部或大體上全部第二導(dǎo)熱元件通過至少一個絕熱材料層與第一導(dǎo)熱元件徑向分離，使得第一與第二導(dǎo)熱元件之間基本上不存在直接接觸以限制或抑制第一導(dǎo)熱元件至第二導(dǎo)熱元件的傳導(dǎo)熱轉(zhuǎn)移。因此，第二導(dǎo)熱元件可保持相比于第一導(dǎo)熱元件較低的溫度。從氣溶膠生成制品的外表面的熱輻射損失可相比于在第一導(dǎo)熱元件的至少一部分周圍不具有第二導(dǎo)熱元件的氣溶膠生成制品減少。
第二導(dǎo)熱元件可有利地減少來自第一導(dǎo)熱元件的熱損失。第二導(dǎo)熱元件可由導(dǎo)熱材料形成，當熱通過熱源生成時，所述導(dǎo)熱材料將在氣溶膠生成制品的吸煙期間溫度增加。第二導(dǎo)熱元件的增加的溫度可降低第一導(dǎo)熱元件與上覆材料之間的溫度差，使得從第一導(dǎo)熱元件的熱損失可經(jīng)管理，例如減少。
通過管理來自第一導(dǎo)熱元件的熱損失，第二導(dǎo)熱元件可有利地幫助將第一導(dǎo)熱元件的溫度較好地維持在所需溫度范圍內(nèi)。第二導(dǎo)熱元件可有利地幫助更有效地使用來自熱源的熱，以將氣溶膠形成基質(zhì)升溫至所需溫度范圍。在進一步的優(yōu)點中，第二導(dǎo)熱元件可幫助將氣溶膠形成基質(zhì)的溫度維持在更高的水平下。第二導(dǎo)熱元件可轉(zhuǎn)而改善來自氣溶膠形成基質(zhì)的氣溶膠生成。有利地，第二導(dǎo)熱元件可增加對使用者的總體氣溶膠遞送。特別地，在氣溶膠形成基質(zhì)包括尼古丁源的實施例中，可見尼古丁遞送可通過添加第二導(dǎo)熱元件而顯著改善。
另外，已發(fā)現(xiàn)第二導(dǎo)熱元件有利地延長氣溶膠生成制品的吸煙持續(xù)時間，使得可進行更大數(shù)目的單口抽吸。
通過在導(dǎo)熱組件的至少一部分上，例如第二導(dǎo)熱元件的至少一部分上提供表面處理，氣溶膠生成制品的溫度的進一步管理為可能的。
本發(fā)明人也已認為有可能在導(dǎo)熱組件的外表面上，例如第二導(dǎo)熱元件上提供表面處理，以提供氣溶膠生成制品的所需外觀，其條件是表面處理維持或提供小于約0.6的輻射率。確切地說，在上面提供有表面處理的導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的那些部分上維持或提供小于約0.6的輻射率確保經(jīng)由導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件自氣溶膠生成制品的輻射熱損失得到管理。
表面涂層或其它表面處理可提供于導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的外表面的一個或多個部分上。表面涂層或其它表面處理可提供于導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的基本上整個外表面上方。
表面處理可包括壓凸、壓凹和其組合中的至少一者。
在本發(fā)明的兩個方面中，適合的表面涂層包含包括至少一種改變形成導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的基質(zhì)的所感知顏色的顏料的涂層。舉例來說，所述涂層可包括有色油墨。
另外或替代地，表面涂層可包括半透明材料。術(shù)語“半透明”在本文中用于意指對于可見光的至少一個波長，傳輸至少約20％、更優(yōu)選地至少約50％、最優(yōu)選地至少約80％入射到材料上的光的材料。也就是說，對于可見光的至少一個波長，至少約20％、優(yōu)選地至少約50％、最優(yōu)選地至少約80％的入射到半透明材料上的光不會被材料反射或吸收。術(shù)語“可見光”用以指約390與約750納米的波長之間的電磁波譜的可見部分。
使用根據(jù)iso2471的方法測量半透明度。小于約80％的不透明度指示材料為半透明的。也就是說，對于具有小于約80％的不透明度的材料，至少約20％入射到材料上的光不會被材料反射或吸收。因此，半透明材料具有小于約80％、優(yōu)選地小于約50％、最優(yōu)選地小于約20％的不透明度。
半透明材料可跨越可見光譜均勻地傳光，以使得半透明材料具有無色外觀。或者，半透明材料可吸收至少80％的一個或多個波長下的入射光，以使得半透明材料具有著色或彩色外觀。
在表面涂層包括半透明材料的那些實施例中的任一個中，半透明材料可為透明材料。透明度為半透徹度的特殊類型且術(shù)語“透明”在本文中用于意指基本上在不散射的情況下傳輸入射到材料上的光的半透明材料。也就是說，入射到透明材料上的光根據(jù)斯涅爾定律(snell'slaw)傳輸通過材料。透明材料是半透明材料的子集。
除本文所述的表面涂層中的任一者以外，或作為其的一個替代方案，表面涂層可包括至少一種金屬材料以向?qū)峤M件或第二導(dǎo)熱元件的外表面提供金屬外觀。舉例來說，表面涂層可包括金屬顆粒、金屬片或兩者。金屬材料可包括10重量％與100重量％之間的金屬，優(yōu)選地約20重量％與約50重量％之間的金屬。在一些實施例中，金屬材料可以金屬油墨形式施用。
在表面處理包括表面涂層的本文中所描述的實施例中的任一個中，表面涂層可由單層組成。舉例來說，表面涂層可由彩色或著色透明材料組成?；蛘?，表面涂層可包括多個層。在這些實施例中，多個層可相同或不同。優(yōu)選地，多個層為不同層。舉例來說，表面涂層可包括含顏料和金屬材料中的至少一者的基底層，和上覆于基底層的透明頂部層，其全部如本文所述。
在表面處理包括表面涂層的本文中所描述的實施例中的任一個中，表面涂層的外表面優(yōu)選地具有導(dǎo)致高光澤效應(yīng)的平滑表面。舉例來說，在一些實施例中，表面涂層具有約0.1微米與約1微米之間、優(yōu)選地小于約0.6微米的根據(jù)iso8791-4測量的派克-普林柯表面粗糙度(parker-print-surfaceroughness)。
表面涂層可為導(dǎo)熱組件的一部分上的基本上連續(xù)的涂層。在一些實例中，表面涂層為不連續(xù)涂層。舉例來說，涂層可包含涂層的多個單獨區(qū)，例如大量涂布點。涂層覆蓋的區(qū)域的比例可在涂布部分的一個區(qū)與涂布部分的另一個區(qū)中不同。涂層可在導(dǎo)熱組件的不同區(qū)中包括不同涂層材料。涂層的一個或多個區(qū)可具有紋理化表面。因此，氣溶膠生成制品中的進一步熱管理可為可能的。
在表面處理包括表面涂層的本文中所描述的實施例中的任一個中，選擇特定表面涂層以在導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的外表面處提供小于約0.6的輻射率。本發(fā)明人已認為一些涂層材料可能不適合于提供在此范圍內(nèi)的輻射率值。舉例來說，包括大量黑色顏料的一些表面涂層可展現(xiàn)顯著大于0.6的輻射率并且因此在涂覆于導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的外表面時導(dǎo)致不可接受的自吸煙制品的輻射熱損失水準。因此，產(chǎn)生大于0.6的輻射率的涂層材料和涂層材料組合不在本發(fā)明的至少一些方面的范圍內(nèi)。技術(shù)人員可選擇適合的涂層材料以提供小于約0.6的輻射率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供制造氣溶膠生成制品的方法，所述氣溶膠生成制品包括可燃熱源、與可燃熱源熱連通的氣溶膠形成基質(zhì)和在氣溶膠形成基質(zhì)的至少一部分周圍的導(dǎo)熱組件，所述導(dǎo)熱組件包括形成氣溶膠生成制品的外表面的至少一部分的外表面。方法包含將涂層組合物涂覆至導(dǎo)熱組件的外表面的至少一部分以使得導(dǎo)熱組件的涂布部分具有小于約0.6的輻射率的步驟。
涂層組合物可包含填充劑材料、粘合劑和溶劑。填充劑材料可包括一種或多種選自石墨、金屬氧化物和金屬碳酸鹽的材料。舉例來說，填充劑材料可包括一種或多種選自二氧化鈦、氧化鋁和氧化鐵的金屬氧化物。填充劑可包括碳酸鈣。
粘合劑可例如包括硝化纖維素、乙基纖維素或纖維素粘合劑，例如羧甲基纖維素或羥乙基纖維素。
溶劑可例如包括水或其它溶劑，例如異丙醇。
適當方法可用于在組裝氣溶膠生成制品中的導(dǎo)熱組件之前或之后將涂料涂覆至導(dǎo)熱組件。舉例來說，印刷技術(shù)可用于涂覆涂料。輪轉(zhuǎn)式凹版印刷(rotogravure)技術(shù)可用于涂覆涂料。
涂覆的涂料的量可例如在約0.5與2g/m2之間。將選擇涂覆的涂料的量和厚度(例如)以實現(xiàn)所需輻射率。
在本文中所描述的實施例中的任一個中，導(dǎo)熱組件或各導(dǎo)熱元件可由金屬箔，如鋁箔、鋼箔、鐵箔、銅箔或金屬合金箔形成。優(yōu)選地，導(dǎo)熱組件或各導(dǎo)熱元件由鋁箔形成。導(dǎo)熱組件或各導(dǎo)熱元件可由單一導(dǎo)熱材料層組成。或者，導(dǎo)熱組件或各導(dǎo)熱元件可包括多個導(dǎo)熱材料層。在這些實施例中，多個層可包括相同導(dǎo)熱材料或不同導(dǎo)熱材料。
優(yōu)選地，導(dǎo)熱組件或每一導(dǎo)熱元件由材料形成，所述材料具有如使用修正的瞬態(tài)平面熱源(mtps)方法測量的，在23℃和50％的相對濕度下的約10瓦/米開氏度與約500瓦/米開氏度之間、更優(yōu)選約15瓦/米開氏度與約400瓦/米開氏度之間的整體導(dǎo)熱率。
優(yōu)選地，導(dǎo)熱組件或每一導(dǎo)熱元件的厚度在約5微米與約50微米之間、更優(yōu)選地約10微米與約30微米之間且最優(yōu)選地約20微米。
在導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件由金屬箔形成且表面處理包括表面涂層的那些實施例中，表面涂層可包括金屬氧化物層。金屬氧化物層可外加或替代本文所述的表面涂層材料中的任一種。
如本文所述，本發(fā)明人已認為當將表面處理施加至導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的外表面時維持或提供小于約0.6的輻射率通過管理經(jīng)由導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的輻射熱損失而優(yōu)化氣溶膠生成制品的熱性能。本發(fā)明人另外認為減少輻射熱損失的效應(yīng)可在導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的外表面的輻射率小于約0.5時尤其顯著。因此，在本文中所描述的實施例中的任一個中，包括表面處理的導(dǎo)熱組件或第二導(dǎo)熱元件的外表面部分可具有小于約0.5或小于約0.4的輻射率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供包括熱源和熱源下游的氣溶膠形成基質(zhì)的氣溶膠生成制品。氣溶膠生成制品進一步包括在熱源的下游部分和氣溶膠形成基質(zhì)的相鄰上游部分周圍且與其接觸的第一導(dǎo)熱元件，和在第一導(dǎo)熱元件的至少一部分周圍且包括形成氣溶膠生成制品的外表面的至少一部分的外表面的第二導(dǎo)熱元件。第二導(dǎo)熱元件通過在第一與第二導(dǎo)熱元件之間的第一導(dǎo)熱元件的至少一部分周圍延伸的至少一個絕熱材料層與第一導(dǎo)熱元件徑向分離。第二導(dǎo)熱元件的外表面可具有小于約0.6，且在一些實例中小于0.5的輻射率
第二導(dǎo)熱元件可由例如金屬箔，如鋁箔、鋼箔、鐵箔、銅箔或金屬合金箔形成。優(yōu)選地，第二導(dǎo)熱元件由鋁箔形成。第二導(dǎo)熱元件可由單一導(dǎo)熱材料層組成?；蛘?，第二導(dǎo)熱元件可包括多個導(dǎo)熱材料層。在這些實施例中，多個層可包括相同導(dǎo)熱材料或不同導(dǎo)熱材料。
優(yōu)選地，第二導(dǎo)熱元件由材料形成，所述材料具有如使用修正的瞬態(tài)平面熱源(mtps)方法測量的，在23℃和50％的相對濕度下的約10瓦/米開氏度與約500瓦/米開氏度之間、更優(yōu)選約15瓦/米開氏度與約400瓦/米開氏度之間的整體導(dǎo)熱率。
優(yōu)選地，第二導(dǎo)熱元件的厚度在約5微米與約50微米之間、更優(yōu)選地約10微米與約30微米之間并且最優(yōu)選地約20微米。
根據(jù)本發(fā)明的方面且在本文中所描述的實施例中的任一個中，至少一個絕熱材料層可包括一個或多個紙層。紙優(yōu)選地提供第一和第二導(dǎo)熱元件的完全分離，使得在導(dǎo)熱元件的表面之間不存在直接接觸。
尤其優(yōu)選地，第一和第二導(dǎo)熱元件由包裝紙分離，所述包裝紙沿著氣溶膠生成制品的全長延伸。在此類實施例中，包裝紙包裹于第一導(dǎo)熱元件周圍，且第二導(dǎo)熱元件接著涂覆在包裝紙的至少一部分的頂部上。
第二導(dǎo)熱元件在包裝紙上的供應(yīng)提供與根據(jù)本發(fā)明的方面的氣溶膠生成制品的外觀有關(guān)，且尤其與吸煙期間和之后的氣溶膠生成制品的外觀有關(guān)的其它益處。在某些情況下，當包裝材料暴露于來自熱源的熱時，可觀察到在熱源的區(qū)域中的包裝紙的一些褪色。包裝紙可另外由于氣溶膠形成劑從氣溶膠形成基質(zhì)遷移到包裝紙中而染色。在根據(jù)本發(fā)明的方面的氣溶膠生成制品中，第二導(dǎo)熱元件可在熱源的至少一部分和氣溶膠形成基質(zhì)的相鄰部分上提供，以使得褪色或染色被覆蓋且不再可見。氣溶膠生成制品的初始外觀因此可在吸煙期間得到保留。
替代第一與第二導(dǎo)熱元件之間的紙的中間層或除其以外，第一和第二導(dǎo)熱元件的至少一部分可由氣隙徑向分離，以使得至少一個絕熱材料層包括氣隙。氣隙可通過在第一導(dǎo)熱元件與第二導(dǎo)熱元件之間包含一個或多個間隔元件而提供，以維持限定的彼此分離。這可例如通過第二導(dǎo)熱元件的穿孔、壓凸或壓凹實現(xiàn)。在此類實施例中，第二導(dǎo)熱元件的壓凸或壓凹部分可與導(dǎo)熱元件接觸，同時非壓凸部分借助于氣隙與第一導(dǎo)熱元件分離，或反之亦然?；蛘撸粋€或多個獨立的間隔元件可提供于導(dǎo)熱元件之間。
優(yōu)選地，第一和第二導(dǎo)熱元件彼此徑向分離至少50微米，更優(yōu)選地至少75微米并且最優(yōu)選地至少100微米。當如本文所述，一個或多個紙層提供于導(dǎo)熱元件之間時，導(dǎo)熱元件的徑向分離將由一個或多個紙層的厚度確定。
如本文所述，根據(jù)本發(fā)明的方面的氣溶膠生成制品的導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件可與熱源的下游部分和氣溶膠形成基質(zhì)的相鄰上游部分接觸。在具有可燃熱源的實施例中，導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件優(yōu)選地耐燃燒且限制氧。
在尤其優(yōu)選的本發(fā)明實施例中，導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件形成連續(xù)套管，其緊密環(huán)繞熱源的下游部分和氣溶膠形成基質(zhì)的上游部分。
優(yōu)選地，導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件提供了熱源與氣溶膠形成基質(zhì)之間的基本上氣密連接。這有利地防止來自熱源的燃燒氣體通過其邊緣容易地抽吸到氣溶膠形成基質(zhì)內(nèi)。此類連接還使通過沿邊緣抽吸的熱氣從熱源向氣溶膠形成基質(zhì)的對流熱傳遞最小化或基本上避免對流熱傳遞。
導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件可由任何適合的耐熱材料或具有適當導(dǎo)熱性的材料的組合形成。優(yōu)選地，導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件由材料形成，所述材料具有如使用修正的瞬態(tài)平面熱源(mtps)方法測量的，在23℃和50％的相對濕度下的約10瓦/米開氏度與約500瓦/米開氏度之間、更優(yōu)選約15瓦/米開氏度與約400瓦/米開氏度之間的整體導(dǎo)熱率。
用于根據(jù)本發(fā)明的方面的吸煙制品的適合導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件包含(但不限于)：金屬箔，如鋁箔、鋼箔、鐵箔和銅箔；以及金屬合金箔。導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件可由單個導(dǎo)熱材料層組成?；蛘?，導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件可包括多個導(dǎo)熱材料層。在這些實施例中，多個層可包括相同導(dǎo)熱材料或不同導(dǎo)熱材料。
第一導(dǎo)熱元件與第二導(dǎo)熱元件可由相同材料或不同材料形成。優(yōu)選地，第一和第二導(dǎo)熱元件由相同材料形成，其最優(yōu)選地為鋁箔。
優(yōu)選地，第一導(dǎo)熱元件的厚度在約5微米與約50微米之間、更優(yōu)選地約10微米與約30微米之間并且最優(yōu)選地約20微米。第一導(dǎo)熱元件的厚度可與第二導(dǎo)熱元件的厚度基本上相同，或?qū)嵩删哂斜舜瞬煌暮穸?。?yōu)選地，第一和第二導(dǎo)熱元件均由具有約20微米的厚度的鋁箔形成。
優(yōu)選地，由導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件圍繞的熱源的下游部分的長度在約2毫米與約8毫米之間，更優(yōu)選地長度在約3毫米與約5毫米之間。
優(yōu)選地，未由導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件圍繞的熱源的上游部分的長度在約5毫米與約15毫米之間，更優(yōu)選地長度在約6毫米與約8毫米之間。
優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)向下游延伸超出導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件至少約3毫米。在其它實施例中，氣溶膠形成基質(zhì)可向下游延伸超出導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件小于3毫米。在其它實施例中，氣溶膠形成基質(zhì)的整個長度可由導(dǎo)熱組件或第一導(dǎo)熱元件圍繞。
在某些優(yōu)選實施例中，第二導(dǎo)熱元件可形成為獨立元件?；蛘撸诙?dǎo)熱元件可形成多層或?qū)訅翰牧系囊徊糠?，包括第二?dǎo)熱元件以及一個或多個絕熱層。形成第二導(dǎo)熱元件的層可由本文中指示的材料中的任一種形成。在某些實施例中，第二導(dǎo)熱元件可形成為包含至少一個層合至第二導(dǎo)熱元件的絕熱層的層壓材料，其中絕熱層形成與第一導(dǎo)熱元件相鄰的層壓材料的內(nèi)層。以此方式，層合物的絕熱層提供第一導(dǎo)熱元件與第二導(dǎo)熱元件的所需徑向分離。
使用層壓材料來提供第二導(dǎo)熱元件在根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品的生產(chǎn)期間可能是另外有利的，因為絕熱層可提供額外的強度和剛度。這使得材料能夠更容易地加工，伴隨第二導(dǎo)熱元件的塌陷或斷裂的風(fēng)險降低，所述第二導(dǎo)熱元件可能是相對薄和脆弱的。
用于提供第二導(dǎo)熱元件的特別適合的層壓材料的一個實例是包含鋁外層和紙內(nèi)層的雙層層壓材料。
第二導(dǎo)熱元件的位置和覆蓋度可相對于第一導(dǎo)熱元件和下方熱源以及氣溶膠形成基質(zhì)進行調(diào)整，以控制在吸煙期間的吸煙制品的加熱。第二導(dǎo)熱元件可放置在氣溶膠形成基質(zhì)的至少一部分上?；蛘呋蛄硗猓诙?dǎo)熱元件可放置在熱源的至少一部分上。更優(yōu)選地，第二導(dǎo)熱元件設(shè)置在氣溶膠形成基質(zhì)的一部分和熱源的一部分上，其方式類似于第一導(dǎo)熱元件。
取決于氣溶膠生成制品的所需性能，可調(diào)整在上游和下游方向上第二導(dǎo)熱元件相對于第一導(dǎo)熱元件的程度。
第二導(dǎo)熱元件可覆蓋與第一導(dǎo)熱元件基本上相同的氣溶膠生成制品區(qū)域，使得導(dǎo)熱元件沿氣溶膠生成制品的相同長度延伸。在此狀況下，第二導(dǎo)熱元件優(yōu)選地直接上覆于第一導(dǎo)熱元件且完全覆蓋第一導(dǎo)熱元件。
或者，第二導(dǎo)熱元件可在上游方向、下游方向、或上游和下游方向兩者上延伸超出第一導(dǎo)熱元件?；蛘呋蛄硗猓谝粚?dǎo)熱元件可在上游和下游方向中的至少一個上延伸超出第二導(dǎo)熱元件。
優(yōu)選地，第二導(dǎo)熱元件在上游方向上不延伸超出第一導(dǎo)熱元件。第二導(dǎo)熱元件可延伸至與第一導(dǎo)熱元件在熱源上大致相同的位置，使得第一和第二導(dǎo)熱元件在熱源上基本上對齊。或者，第一導(dǎo)熱元件可在上游方向上延伸超出第二導(dǎo)熱元件。這種布置可降低熱源的溫度。
優(yōu)選地，第二導(dǎo)熱元件在下游方向上延伸至與第一導(dǎo)熱元件至少相同的位置。第二導(dǎo)熱元件可延伸至與第一導(dǎo)熱元件在氣溶膠形成基質(zhì)上大致相同的位置，使得第一和第二導(dǎo)熱元件在氣溶膠形成基質(zhì)上基本上對齊?；蛘?，第二導(dǎo)熱元件可在下游方向上延伸超出第一導(dǎo)熱元件，以使得第二導(dǎo)熱元件經(jīng)相比于第一導(dǎo)熱元件較大比例的其長度覆蓋氣溶膠形成基質(zhì)。舉例來說，第二導(dǎo)熱元件可延伸超出第一導(dǎo)熱元件至少1毫米，或延伸超出第一導(dǎo)熱元件至少2毫米。但是，優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)在下游延伸超出第二導(dǎo)熱元件至少2毫米，以使得氣溶膠形成基質(zhì)的下游部分保持未經(jīng)兩個導(dǎo)熱元件覆蓋。
在根據(jù)本發(fā)明的所有方面的氣溶膠生成制品中，通過熱源產(chǎn)生熱。熱源可為(例如)散熱片、化學(xué)熱源、可燃熱源或電熱源。熱源優(yōu)選地是可燃熱源，并且包括任何適合的可燃燃料，包含(但不限于)碳、鋁、鎂、碳化物、亞硝酸鹽和其混合物。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品的熱源為含碳可燃熱源。
如本文所用，術(shù)語“含碳”用于描述包含碳的熱源。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的含碳可燃熱源具有以可燃熱源的干重計至少約35％、更優(yōu)選地至少約40％、最優(yōu)選地至少約45％的碳含量。
在一些實施例中，根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品的熱源為可燃碳基熱源。如本文使用，術(shù)語‘碳基熱源’用于描述主要由碳組成的熱源。
用于根據(jù)本發(fā)明的吸煙制品中的可燃碳基熱源可具有以可燃碳基熱源的干重計至少約50％、優(yōu)選至少約60％、更優(yōu)選至少約70％、最優(yōu)選至少約80％的碳含量。
根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品可包括由一種或多種適合的含碳材料形成的可燃含碳熱源。
如果需要，可將一種或多種粘合劑與一種或多種含碳材料組合。優(yōu)選地，一種或多種粘合劑為有機粘合劑。適合的已知的有機粘合劑包含(但不限于)膠(例如瓜爾豆膠)、改性纖維素和纖維素衍生物(例如甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素)、面粉、淀粉、糖、植物油和其組合。
在一個優(yōu)選實施例中，可燃熱源由碳粉、改性纖維素、面粉和糖的混合物形成。
替代一種或多種粘合劑或除了一種或多種粘合劑之外，用于根據(jù)本發(fā)明的吸煙制品中的可燃熱源可包括一種或多種添加劑，以便改進可燃熱源的特性。適合的添加劑包含(但不限于)用以促進可燃熱源的固結(jié)的添加劑(例如燒結(jié)助劑)、用以促進可燃熱源的點燃的添加劑(例如氧化劑，如高氯酸鹽、氯酸鹽、硝酸鹽、過氧化物、高錳酸鹽、鋯和其組合)、用以促進可燃熱源的燃燒的添加劑(例如鉀和鉀鹽，如檸檬酸鉀)、和用以促進由可燃熱源的燃燒所產(chǎn)生的一種或多種氣體的分解的添加劑(例如催化劑，如cuo、fe2o3和al2o3)。
用于根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品中的可燃含碳熱源優(yōu)選地如下形成：使一種或多種含碳材料與一種或多種粘合劑和其它添加劑(當包含時)混合，并且將混合物預(yù)形成為所需的形狀。一種或多種含碳材料、一種或多種粘合劑和任選的其它添加劑的混合物可以利用任何適當?shù)囊阎沾沙尚头椒ǎ绶蹪{澆注、擠出、注模和模具壓塑，而預(yù)形成為所需的形狀。在一些優(yōu)選的實施例中，通過擠出使混合物預(yù)形成為所需的形狀。
優(yōu)選地，一種或多種含碳材料、一種或多種粘合劑和其它添加劑的混合物被預(yù)形成為細長形桿。但是，應(yīng)理解，一種或多種含碳材料、一種或多種粘合劑和其它添加劑的混合物可被預(yù)形成為其它所需的形狀。
在形成之后，特別是在擠出之后，細長形桿或其它所需形狀優(yōu)選地被干燥以降低其含水量，然后在非氧化性氣氛中在足夠使一種或多種粘合劑(如果存在的話)碳化的溫度下熱解，并基本上消除細長形桿或其它形狀中的任何揮發(fā)物。優(yōu)選地在氮氣氛中在約700℃與約900℃之間的溫度下熱解細長形桿或其它所需的形狀。
可燃熱源優(yōu)選地具有約20％與約80％之間、更優(yōu)選地約20％與60％之間的孔隙度。甚至更優(yōu)選地，可燃熱源具有如通過例如水銀孔率法或氦測比重術(shù)測量的約50％與約70％之間、更優(yōu)選地約50％與約60％之間的孔隙度。所需的孔隙度可在使用常規(guī)方法和技術(shù)生產(chǎn)可燃熱源的過程中容易地實現(xiàn)。
有利地，用于根據(jù)本發(fā)明的吸煙制品的可燃含碳熱源具有約0.6克/立方厘米與約1克/立方厘米之間的表觀密度。
優(yōu)選地，可燃熱源具有約300毫克與約500毫克之間、更優(yōu)選地約400毫克與約450毫克之間的質(zhì)量。
優(yōu)選地，可燃熱源具有約7毫米與約17毫米之間、更優(yōu)選地約7毫米與約15毫米之間、最優(yōu)選地約7毫米與約13毫米之間的長度。
優(yōu)選地，可燃熱源具有約5毫米與約9毫米之間、更優(yōu)選地約7毫米與約8毫米之間的直徑。
優(yōu)選地，可燃熱源具有基本上均一的直徑。但是，可燃熱源可替代地成錐形，使得可燃熱源的后部的直徑大于其前部的直徑。特別優(yōu)選的是基本上圓柱形的可燃熱源。可燃熱源可以例如是具有基本上圓形橫截面的圓柱或錐形圓柱，或者是具有基本上橢圓形橫截面的圓柱或錐形圓柱。
根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品將包括一個或多個氣流路徑，空氣可沿其抽吸通過氣溶膠生成制品以供使用者吸入。
在本發(fā)明的某些實施例中，熱源可包括至少一個縱向氣流通道，其提供一個或多個穿過熱源的氣流路徑。術(shù)語“氣流通道”在本文中用以描述沿?zé)嵩吹拈L度延伸的通道，通過所述通道，空氣可被抽吸通過氣溶膠生成制品以供使用者吸入。包括一個或多個縱向氣流通道的此類熱源在本文中被稱作“非盲”熱源。
至少一個縱向氣流通道的直徑可在約1.5毫米與約3毫米之間，更優(yōu)選地在約2毫米與約2.5毫米之間。如wo-a-2009/022232中更詳細地描述，至少一個縱向氣流通道的內(nèi)表面可經(jīng)部分或全部涂布。
在本發(fā)明的替代實施例中，未在熱源中設(shè)置縱向氣流通道以使得抽吸通過氣溶膠生成制品的空氣不穿過沿?zé)嵩吹娜魏螝饬魍ǖ?。此類熱源在本文中稱為“盲”熱源。包含盲熱源的氣溶膠生成制品界定通過吸煙制品的替代氣流路徑。
在包括盲熱源的根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品中，自熱源向氣溶膠形成基質(zhì)的熱傳遞主要通過傳導(dǎo)進行，且氣溶膠形成基質(zhì)的對流加熱被最小化或減少。因此，盲熱源尤其重要的是使熱源與氣溶膠形成基質(zhì)之間的傳導(dǎo)熱傳遞達到最佳。已發(fā)現(xiàn)使用第二導(dǎo)熱元件對包含盲熱源的氣溶膠生成制品的吸煙性能具有特別有利的作用，在包含盲熱源的氣溶膠生成制品中存在很少由對流所致的補償性加熱效應(yīng)(如果有的話)。
在包含盲熱源的根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品中，可在熱源的下游端與氣溶膠形成基質(zhì)的上游端之間提供不可燃熱傳遞元件。參考第一和第二導(dǎo)熱元件，熱傳遞元件可由本文所述的導(dǎo)熱材料中的任一種形成。優(yōu)選地，熱傳遞元件由金屬箔、最優(yōu)選地鋁箔形成。除了優(yōu)化熱源至氣溶膠形成基質(zhì)的傳導(dǎo)熱傳遞以外，熱傳遞元件還可減少或防止粒子和氣態(tài)燃燒產(chǎn)物自熱源向氣溶膠生成制品的口端的遷移。
優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)包括至少一種氣溶膠形成劑和一種能夠響應(yīng)于加熱發(fā)出揮發(fā)性化合物的材料。
至少一種氣溶膠形成劑可為在使用中促進形成密集和穩(wěn)定的氣溶膠的任何適合的已知化合物或化合物的混合物。氣溶膠形成劑優(yōu)選地對氣溶膠生成制品的操作溫度下的熱降解具抗性。適合的氣溶膠形成劑在所屬領(lǐng)域中眾所周知且包含例如多元醇、多元醇的酯(如單乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯或三乙酸甘油酯)，和單羧酸、二羧酸或多羧酸的脂族酯(如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯)。供根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品用的優(yōu)選氣溶膠形成劑是多元醇或其混合物，如三乙二醇、1,3-丁二醇和最優(yōu)選的丙三醇。
優(yōu)選地，加熱時能夠散發(fā)揮發(fā)性化合物的材料是一卷植物性材料，更優(yōu)選地為一卷均質(zhì)化植物性材料。舉例來說，氣溶膠形成基質(zhì)可以包括一種或多種衍生自植物的材料，所述植物包含(但不限于)：煙草；茶，例如綠茶；胡椒薄荷；月桂；桉樹；羅勒屬植物(basil)；鼠尾草(sage)；馬鞭草(verbena)；和龍嵩(tarragon)?；谥参锏牟牧峡梢园ㄌ砑觿?，添加劑包括(但不限于)保濕劑、香料、粘合劑和其混合物。優(yōu)選地，基于植物的材料主要包含煙草材料，最優(yōu)選地包含均質(zhì)煙草材料。
優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)具有約5毫米與約20毫米之間、更優(yōu)選地約8毫米與約12毫米之間的長度。優(yōu)選地，被第一導(dǎo)熱元件包圍的氣溶膠形成基質(zhì)的前部的長度在約2毫米與約10毫米之間，其長度更優(yōu)選地在約3毫米與約8毫米之間，其長度最優(yōu)選地在約4毫米與約6毫米之間。優(yōu)選地，不被第一導(dǎo)熱元件包圍的氣溶膠形成基質(zhì)的后部的長度在約3毫米與約10毫米之間。換句話說，氣溶膠形成基質(zhì)優(yōu)選地向下游延伸超出第一導(dǎo)熱元件約3毫米與約10毫米之間。更優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)向下游延伸超出第一導(dǎo)熱元件至少約4毫米。
根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品的熱源和氣溶膠形成基質(zhì)可以彼此基本鄰接?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品的熱源和氣溶膠形成基質(zhì)可以相互縱向地間隔開。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品包括位于氣溶膠形成基質(zhì)下游的氣流引導(dǎo)元件。氣流引導(dǎo)元件界定穿過氣溶膠生成制品的氣流路徑。至少一個空氣入口優(yōu)選地設(shè)置在氣溶膠形成基質(zhì)的下游端與氣流引導(dǎo)元件的下游端之間。氣流引導(dǎo)元件將來自至少一個入口的空氣引導(dǎo)到氣溶膠生成制品的口端。
氣流引導(dǎo)元件可包含端部開口、基本上不透氣的中空體。在此類實施例中，抽吸通過至少一個空氣入口的空氣首先沿端部開口、基本上不透氣的中空體的外部部分向上游抽吸，并且隨后穿過端部開口、基本上不透氣的中空體的內(nèi)部向下游抽吸。
基本上不透氣的中空體可由一種或多種適合的不透氣的材料形成，所述一種或多種適合的不透氣的材料在通過從熱源向氣溶膠形成基質(zhì)的熱傳遞生成的氣溶膠的溫度下是基本上熱穩(wěn)定的。適合的材料在所屬領(lǐng)域是已知的，并且包含(但不限于)紙板、塑料、陶瓷和其組合。
在一個優(yōu)選實施例中，端部開口、基本上不透氣的中空體是圓柱體，優(yōu)選直立圓柱體。
在另一個優(yōu)選實施例中，端部開口、基本上不透氣的中空體是截頭圓錐，優(yōu)選地截頭直立圓錐。
端部開口、基本上不透氣的中空體可具有約7毫米與約50毫米之間的長度，例如約10毫米與約45毫米之間或約15毫米與約30毫米之間的長度。取決于氣溶膠生成制品的所需總長度，以及吸煙制品內(nèi)的其它組件的存在和長度，氣流引導(dǎo)元件可具有其它長度。
當端部開口、基本上不透氣的中空體是圓柱體時，圓柱體可具有約2毫米與約5毫米之間的直徑，例如約2.5毫米與約4.5毫米之間的直徑。取決于吸煙制品的所需總直徑，圓柱體可具有其它直徑。
當端部開口、基本上不透氣的中空體是截頭圓錐時，截頭圓錐的上游端可具有約2毫米與約5毫米之間的直徑，例如約2.5毫米與約4.5毫米之間的直徑。取決于氣溶膠生成制品的所需總直徑，截頭圓錐的上游端可具有其它直徑。
當端部開口、基本上不透氣的中空體是截頭圓錐時，截頭圓錐的下游端可具有約5毫米與約9毫米之間的直徑，例如約7毫米與約8毫米之間的直徑。取決于氣溶膠生成制品的所需總直徑，截頭圓錐的下游端可具有其它直徑。優(yōu)選地，截頭圓錐的下游端具有與氣溶膠形成基質(zhì)基本上相同的直徑。
端部開口、基本上不透氣的中空體可鄰接氣溶膠形成基質(zhì)?；蛘?，端部開口、基本上不透氣的中空體可延伸到氣溶膠形成基質(zhì)內(nèi)。例如，在某些實施例中，端部開口、基本上不透氣的中空體可延伸最高達0.5l的距離進入氣溶膠形成基質(zhì)內(nèi)，其中l(wèi)是氣溶膠形成基質(zhì)的長度。
基本上不透氣的中空體的上游端具有與氣溶膠形成基質(zhì)相比較減少的直徑。
在某些實施例中，基本上不透氣的中空體的下游端具有與氣溶膠形成基質(zhì)相比較減少的直徑。
在其它實施例中，基本上不透氣的中空體的下游端具有與氣溶膠形成基質(zhì)基本上相同的直徑。
當基本上不透氣的中空體的下游端具有與氣溶膠形成基質(zhì)相比較減少的直徑時，基本上不透氣的中空體可由基本上不透氣的密封件環(huán)繞。在此類實施例中，基本上不透氣的密封件位于一個或多個空氣入口下游?；旧喜煌笟獾拿芊饧删哂信c氣溶膠形成基質(zhì)基本上相同的直徑。例如，在一些實施例中，基本上不透氣的中空體的下游端可由基本上不透氣的成型件或墊圈環(huán)繞，所述基本上不透氣的成型件或墊圈具有與氣溶膠形成基質(zhì)基本上相同的直徑。
基本不透氣密封件可以由一種或多種適當?shù)牟煌笟獠牧闲纬?，所述不透氣材料在通過從熱源向氣溶膠形成基質(zhì)的熱傳遞產(chǎn)生的氣溶膠的溫度下是基本熱穩(wěn)定的。適合的材料在所屬領(lǐng)域是已知的，并且包含(但不限于)紙板、塑料、蠟、硅酮、陶瓷和其組合。
端部開口、基本上不透氣的中空體的長度的至少一部分可由透氣的擴散器環(huán)繞。透氣的擴散器可具有與氣溶膠形成基質(zhì)基本上相同的直徑。透氣擴散器可以由一種或多種適合的透氣材料形成，所述透氣材料在通過從熱源向氣溶膠形成基質(zhì)的熱傳遞產(chǎn)生的氣溶膠的溫度下是基本熱穩(wěn)定的。適合的透氣的材料在所屬領(lǐng)域是已知的，并且包含(但不限于)多孔材料，例如乙酸纖維素絲束、棉花、開孔陶瓷和聚合物泡沫、煙草材料以及其組合。
在一個優(yōu)選實施例中，氣流引導(dǎo)元件包含具有與氣溶膠形成基質(zhì)相比較減少的直徑的端部開口、基本上不透氣的中空管，以及具有與氣溶膠形成基質(zhì)基本上相同的外徑的環(huán)形、基本上不透氣的密封件，所述環(huán)形、基本上不透氣的密封件環(huán)繞中空管的下游端。
氣流引導(dǎo)元件還可包括內(nèi)部包裝物，其環(huán)繞中空管和環(huán)形基本上不透氣的密封件。
中空管的開放的上游端可鄰接氣溶膠形成基質(zhì)的下游端?？商娲?，中空管的開放的上游端可插入或以其它方式延伸到氣溶膠形成基質(zhì)的下游端內(nèi)。
氣流引導(dǎo)元件還可包含具有與氣溶膠形成基質(zhì)基本上相同的外徑的環(huán)形透氣的擴散器，其環(huán)繞環(huán)形基本上不透氣的密封件上游的中空管長度的至少一部分。舉例來說，中空管可至少部分嵌入乙酸纖維素絲束的成型件內(nèi)。
在另一個優(yōu)選實施例中，氣流引導(dǎo)元件包含：端部開口、基本上不透氣的、截頭中空圓錐，其具有與氣溶膠形成基質(zhì)相比較減少的直徑的上游端以及與氣溶膠形成基質(zhì)基本上相同的直徑的下游端。
截頭中空圓錐的開放的上游端可鄰接氣溶膠形成基質(zhì)的下游端?；蛘?，截頭中空圓錐的開放的上游端可插入或以其它方式延伸到氣溶膠形成基質(zhì)的下游端內(nèi)。
氣流引導(dǎo)元件還可以包含具有與氣溶膠形成基質(zhì)基本相同外徑的環(huán)形的透氣擴散器，環(huán)形透氣擴散器環(huán)繞截頂中空錐體的長度的至少一部分。例如，截頭中空圓錐可至少部分嵌入乙酸纖維素絲束的成型件內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品優(yōu)選地另外包括氣溶膠形成基質(zhì)的下游的膨脹室，如果存在膨脹室，那么其在氣流引導(dǎo)元件的下游。包括膨脹室有利于進一步冷卻通過從熱源傳輸熱量至氣溶膠形成基質(zhì)而產(chǎn)生的氣溶膠。膨脹室還有利地允許根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品的總長度通過膨脹室的長度的適當選擇被調(diào)整至所需值，例如調(diào)整至與常規(guī)香煙相似的長度。優(yōu)選地，膨脹室是細長形中空管。
根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品還可進一步包括氣溶膠形成基質(zhì)的下游的煙嘴，如果存在煙嘴，那么其在氣流引導(dǎo)元件和膨脹室的下游。煙嘴可以例如包含由乙酸纖維素、紙或其它適當?shù)囊阎^濾材料制成的過濾器。優(yōu)選地，煙嘴具有低過濾效率，更優(yōu)選地具有非常低的過濾效率?；蛘呋蛄硗?，煙嘴可包含一個或多個段，所述一個或多個段包含吸收劑、吸附劑、香料、以及其它氣溶膠改性劑和添加劑(其用于常規(guī)香煙的濾嘴中)或其組合。
根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品可以使用已知方法和機器組裝。
輻射率的測試方法
根據(jù)iso18434-1中詳細陳述的測試程序測量輻射率。測試方法使用已知輻射率的參考材料來測定樣品材料的未知輻射率。確切地說，將參考材料涂覆于樣品材料的一部分上且將兩種材料加熱至100℃的溫度。接著使用紅外相機測量參考材料的表面溫度且使用參考材料的已知輻射率校準相機系統(tǒng)。適合的參考材料為黑色聚氯乙烯電絕緣膠帶，如
附圖說明
實施例和實例
本發(fā)明現(xiàn)將參看附圖，僅借助于實例進一步描述，在所述附圖中：
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品的橫截面視圖；
圖2顯示用于測定不同第二導(dǎo)熱元件對于自氣溶膠生成制品的熱損耗的影響的測試裝置；
圖3顯示當在圖2的裝置上測試時，不同第二導(dǎo)熱元件材料的外表面溫度相對于時間的圖示；
圖4顯示當在圖2的裝置上測試時，不同第二導(dǎo)熱元件材料的內(nèi)部溫度相對于時間的圖示；
圖5顯示當在圖2的裝置上測試時，第二導(dǎo)熱元件的內(nèi)部溫度相對于時間的圖示，以顯示不同壓凸圖案的影響；
圖6顯示當在圖2的裝置上測試時，第二導(dǎo)熱元件的內(nèi)部溫度相對于時間的圖示，以顯示不同表面涂層的影響；
圖7顯示用于圖5和圖6的測試的不同壓凸圖案和不同表面涂層的測量輻射率值的概述；
圖8和圖9顯示包含具有圖6的不同表面涂層的第二導(dǎo)熱元件且根據(jù)加拿大健康劇烈吸煙制度(healthcanadaintensesmokingregime)吸煙的氣溶膠生成制品的測試數(shù)據(jù)；且
圖10和圖11顯示包含具有碳酸鈣表面涂層的第二導(dǎo)熱元件且根據(jù)加拿大健康劇烈吸煙制度吸煙的氣溶膠生成制品的比較測試數(shù)據(jù)。
具體實施方式
圖1中示出的氣溶膠生成制品2包括處于鄰接同軸排列的可燃含碳熱源4、氣溶膠形成基質(zhì)6、氣流引導(dǎo)元件44、細長形膨脹室8和煙嘴10?？扇己紵嵩?、氣溶膠形成基質(zhì)6、氣流引導(dǎo)元件44、細長形膨脹室8和煙嘴10被包裹在具有低透氣性的卷煙紙的外包裝材料12中。
如圖1所示，非可燃的耐氣體第一阻擋涂層14提供于可燃含碳熱源4的基本整個后表面上。在一替代實施例中，非可燃的基本上不透氣的第一阻擋層以鄰接于可燃含碳熱源4的后表面和氣溶膠形成基質(zhì)6的前表面的圓盤形式提供。
可燃含碳熱源4為盲熱源，以使得供使用者吸入的抽吸通過氣溶膠生成制品的空氣不穿過沿可燃熱源4的任何氣流通道。
氣溶膠形成基質(zhì)6緊靠地位于可燃含碳熱源4的下游，并且包括煙草材料的圓柱形成型件18，其包括作為氣溶膠形成劑的甘油并且由過濾成型件包裝材料20環(huán)繞。
包括由鋁箔管組成的第一導(dǎo)熱元件22的導(dǎo)熱組件包圍可燃含碳熱源4的下游部分4b和氣溶膠形成基質(zhì)6的鄰接上游部分6a并且與其直接接觸。如圖1所示，氣溶膠形成基質(zhì)6的下游部分不被第一導(dǎo)熱元件22包圍。
氣流引導(dǎo)元件44位于氣溶膠形成基質(zhì)6的下游并且包括例如由紙板制成的端部開口的基本不透氣的中空管56，其具有與氣溶膠形成基質(zhì)6相比減小的直徑。端部開口的中空管56的上游端鄰接氣溶膠形成基質(zhì)6。端部開口的中空管56的下游端由環(huán)形基本上不透氣的密封件58圍繞，所述環(huán)形基本上不透氣的密封件具有與氣溶膠形成基質(zhì)6基本上相同的直徑。端部開口的中空管的剩余部分嵌入乙酸纖維素絲束的圓柱形成型件60內(nèi)，所述圓柱形成型件具有與氣溶膠形成基質(zhì)6基本上相同的直徑。
端部開口的中空管56和乙酸纖維素絲束的圓柱形成型件60由透氣的內(nèi)包裝材料50環(huán)繞。一周向列的空氣入口52提供于外包裝材料12和內(nèi)包裝材料50中。
細長膨脹室8位于氣流引導(dǎo)元件44的下游并且包括紙板的圓柱形端部開口管24。氣溶膠生成制品2的煙嘴10位于膨脹室8的下游并且包括由過濾嘴成型件包裝材料28環(huán)繞的具有非常低的過濾效率的乙酸纖維素絲束的圓柱形成型件26。煙嘴10可由接裝紙(未示出)環(huán)繞。
導(dǎo)熱組件進一步包括由圍繞外包裝材料12且與其接觸的鋁箔管組成的第二導(dǎo)熱元件30。第二導(dǎo)熱元件30安置于第一導(dǎo)熱元件22上且與第一導(dǎo)熱元件22具有相同尺寸。第二導(dǎo)熱元件30因此直接上覆于第一導(dǎo)熱元件22，在其之間具有外包裝材料12。第二導(dǎo)熱元件30的外表面涂布有表面涂層，如光澤彩色涂層，其對于第二導(dǎo)熱元件22的外表面產(chǎn)生小于約0.6、優(yōu)選小于約0.2的輻射率值。
在使用中，使用者點燃可燃含碳熱源4，所述可燃含碳熱源通過傳導(dǎo)來加熱氣溶膠形成基質(zhì)6。使用者接著在煙嘴10上抽吸，以使得冷卻空氣通過空氣入口52抽吸至氣溶膠生成制品2中。被抽吸的空氣向上游經(jīng)過端部開口的中空管56的外部與內(nèi)包裝材料50之間，穿過乙酸纖維素絲束的圓柱形成型件60到達氣溶膠形成基質(zhì)6。氣溶膠形成基質(zhì)6的加熱從煙草材料18釋放揮發(fā)性和半揮發(fā)性化合物和甘油，其在抽吸的空氣到達氣溶膠形成基質(zhì)6時被夾帶在抽吸的空氣中。抽吸的空氣也在其穿過加熱的氣溶膠形成基質(zhì)6時被加熱。加熱的抽吸空氣和夾帶的化合物接著向下游經(jīng)過氣流引導(dǎo)元件44的中空管56的內(nèi)部到達膨脹室8，加熱的抽吸空氣和夾帶的化合物在其中冷卻且凝結(jié)。冷卻的氣溶膠隨后向下游經(jīng)過氣溶膠生成制品2的煙嘴10到達使用者的口中。
設(shè)置在可燃含碳熱源4的整個后面上的不可燃的基本上不透氣的阻擋涂層14使可燃含碳熱源4與通過氣溶膠生成制品2的氣流路徑隔開，使得在使用中，沿氣流路徑被抽吸通過氣溶膠生成制品2的空氣不直接接觸可燃含碳熱源4。
第二導(dǎo)熱元件30保持氣溶膠生成制品2內(nèi)的熱量以便幫助在吸煙期間維持第一導(dǎo)熱元件22的溫度。這依次又幫助維持氣溶膠形成基質(zhì)6的溫度，以促進連續(xù)和增強的氣溶膠遞送。
圖2顯示用于模擬根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品的加熱的測試裝置100，其用于測試不同第二導(dǎo)熱元件(包含具有不同表面處理的那些)的性能。測試裝置100包括圓柱形鋁主體102，在其周圍包裹有測試材料104。測試材料104模擬根據(jù)本發(fā)明的氣溶膠生成制品中的第二導(dǎo)熱元件。
在測試期間，嵌入鋁主體102內(nèi)的盤管加熱器106模擬氣溶膠生成制品的上游端處的可燃熱源的加熱效應(yīng)。為了使得能夠根據(jù)iso18434-1測量測試材料104的外表面的輻射率，分階段地增加跨越盤管加熱器106的電壓以在加熱過程期間提供穩(wěn)定化高溫時段。確切地說，跨越盤管加熱器106的電壓遞增至6伏特、11伏特、14伏特、17伏特、19.5伏特、21伏特和24伏特，在每一電壓增加之間具有10分鐘延遲以允許測試材料104的溫度穩(wěn)定化。
在測試程序期間，第一和第二熱電偶108和110分別記錄測試材料104的外表面和鋁主體102的內(nèi)部處的溫度。每一熱電偶108、110與鋁主體102的上游端112相距7毫米而安置。
圖3顯示當在圖2的裝置上測試時，使用熱電偶108測量的表面溫度相對于不同第二導(dǎo)熱元件材料的時間的圖示。對于第二導(dǎo)熱元件測試的材料為：僅鋁；僅紙；紙-鋁共層合物，其中鋁層形成外表面；以及紙-鋁共層合物，其中紙層形成外表面。鋁具有0.09的測量輻射率且紙具有0.95的測量輻射率。在圖3中顯示鋁層相比于紙層的較低輻射率導(dǎo)致歸因于減少的輻射熱損失，第二導(dǎo)熱元件的外表面溫度較高。
如圖4(其顯示在與圖3相同的測試期間使用熱電偶110測量的內(nèi)部溫度相對于時間的圖示)中所示，通過使用在外表面具有較低輻射率的第二導(dǎo)熱元件實現(xiàn)的減少的輻射熱損失也導(dǎo)致模擬的氣溶膠生成制品內(nèi)的內(nèi)部溫度增加。基于此數(shù)據(jù)，本發(fā)明人認為利用在外表面具有較低輻射率的第二導(dǎo)熱元件提供熱效率更高的氣溶膠生成制品并且因此提供吸煙期間的內(nèi)部溫度的所需增加。
使用各自具有不同壓凸圖案的三種不同紙-鋁共層合物重復(fù)加熱測試，且在每一情況下用鋁層形成第二導(dǎo)熱元件的外表面。測試數(shù)據(jù)顯示于圖5中，其顯示用熱電偶110測量的內(nèi)部溫度相對于所有三種測試材料的時間，以及出于參考目的的非壓凸共層合物(對于形成外表面的鋁和紙兩者)的數(shù)據(jù)。圖5中的數(shù)據(jù)顯示壓凸形成第二導(dǎo)熱元件的材料對加熱測試期間的模擬的氣溶膠生成制品的內(nèi)部溫度基本上無影響，其可歸因于壓凸對第二導(dǎo)熱元件的外表面處的輻射率基本上無影響。這顯示于圖7中的數(shù)據(jù)中，其顯示三種壓凸圖案的經(jīng)測量輻射率值為0.092、0.085和0.092，這與鋁層形成外表面的非壓凸共層合物的0.09的輻射率值基本上相同。
使用六種不同紙-鋁共層合物再次重復(fù)加熱測試，所述共層合物各自具有涂覆于鋁層外表面上的彩色油墨的不同表面涂層，且在每一情況下用鋁層形成第二導(dǎo)熱元件的外表面。測試的六種不同表面涂層為：光澤金色；無光澤粉紅色；光澤粉紅色；無光澤綠色；光澤橘色；和無光澤黑色。測試數(shù)據(jù)顯示于圖6中，其顯示用熱電偶110測量的內(nèi)部溫度相對于所有六種測試材料的時間，以及出于參考目的的非涂布共層合物(對于形成外表面的鋁和紙兩者)的數(shù)據(jù)。在圖6中顯示以無光澤黑色油墨涂布鋁層在測試期間產(chǎn)生與用共層合物的紙層形成第二導(dǎo)熱元件的外表面所獲得類似的內(nèi)部溫度。當相比于未涂布鋁層形成第二導(dǎo)熱元件的外表面的數(shù)據(jù)時，其它油墨對模擬的氣溶膠生成制品的內(nèi)部溫度不具有顯著效應(yīng)。因此，基于此數(shù)據(jù)，本發(fā)明人認為將表面涂層涂覆至形成第二導(dǎo)熱元件的外表面的材料可對第二導(dǎo)熱元件的熱性能具有顯著影響，其取決于使用的特定表面涂層。
就此而言，測量用于圖6中的測試的不同測試材料的輻射率且數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在圖7中。在圖7中顯示盡管相比于未涂布鋁層，將彩色涂層涂覆至鋁層增加輻射率，但效果在所述涂層為無光澤黑色時最顯著。因此，在由涂覆彩色涂層所致的輻射率值的增加與加熱測試期間的模擬的氣溶膠生成制品的內(nèi)部溫度的所得降低之間存在直接相關(guān)性。因此，本發(fā)明人認為當將表面涂層涂覆至第二導(dǎo)熱元件的外表面時，應(yīng)選擇表面涂層以維持或提供低輻射率值以預(yù)防氣溶膠生成制品的內(nèi)部溫度在吸煙期間的非所需降低，或產(chǎn)率所述內(nèi)部溫度的所需增加。
使用六種用于圖6和圖7中的測試的涂布的共層合物構(gòu)筑氣溶膠生成制品，其中涂布的鋁層在每一情況下形成第二導(dǎo)熱元件的外表面。出于參考目的，也使用未涂布的無光澤鋁層形成第二導(dǎo)熱元件的外表面的紙-鋁共層合物構(gòu)筑氣溶膠生成制品。在每一情況下，共層合物包括層合至具有6.3微米的厚度的鋁箔的紙層，其具有73微米的厚度和45克/平方米的基重。氣溶膠生成制品接著根據(jù)加拿大健康劇烈吸煙制度(55立方厘米單口抽吸體積、30秒單口抽吸頻率、2秒單口抽吸持續(xù)時間)吸煙且關(guān)于甘油、尼古丁和總顆粒物質(zhì)(tpm)的遞送的所得數(shù)據(jù)顯示于圖8和圖9中。
圖8和圖9顯示無光澤粉紅色、無光澤綠色、光澤粉紅色和光澤橘色涂層導(dǎo)致相比于參考未涂布無光澤鋁制品類似的甘油、尼古丁和tpm遞送。光澤金涂層導(dǎo)致相比于參考制品減少但可接受的遞送。無光澤黑色涂層導(dǎo)致相比于參考制品顯著減少且不可接受的遞送?；趫D8和圖9中的數(shù)據(jù)以及圖7中的測量輻射率值，本發(fā)明人認為當在形成第二導(dǎo)熱元件的材料的外表面上提供表面處理時，應(yīng)選擇表面處理以維持或提供小于約0.6的輻射率。
在另一實例中，構(gòu)筑氣溶膠生成制品以檢查碳酸鈣涂層對第二導(dǎo)熱元件的外表面的影響。構(gòu)筑各自具有未涂布的第二導(dǎo)熱元件的第一和第二參考制品組，且接著根據(jù)加拿大健康劇烈吸煙制度(55立方厘米單口抽吸體積、30秒單口抽吸頻率、2秒單口抽吸持續(xù)時間)吸煙。關(guān)于第一和第二參考制品的吸煙期間的溫度概況顯示于圖10和圖11中(圖10顯示在熱源的下游端測量的溫度，且圖11顯示在氣溶膠形成基質(zhì)的上游端測量的溫度)。第二參考制品各自包含比第一參考制品中的每一個的熱源提供更大熱輸出的熱源。因此，第二參考制品展現(xiàn)相比于第一參考制品總體上較熱的溫度概況。
為進行比較，構(gòu)筑一組第三制品，其各自與第二參考制品相同，除了添加假漆涂層至第二導(dǎo)熱元件的外表面，所述假漆包括60％碳酸鈣。第三制品組接著根據(jù)相同吸煙制度吸煙且結(jié)果顯示于圖10和圖11中。如圖10和圖11中所示，將碳酸鈣涂層涂覆至第二參考制品的第二導(dǎo)熱元件的外表面改進第二參考制品在吸煙期間的溫度概況，以使其近似于第一參考制品在吸煙期間的溫度概況，盡管相比于每一第一參考制品中的熱源的熱輸出，每一第二參考制品中的熱源的熱輸出更大。
圖1至圖11中所示和本文所描述的實施例和實例用于說明但不限制本發(fā)明。本發(fā)明的其它實施例可以在不脫離其范圍的情況下進行，并且應(yīng)理解本文所描述的特定實施例不具限制性。
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