Сегментированное курительное изделие с полостью для субстрата
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к сигарете, которая содержит табачный стержень, систему генерирования аэрозоля, включающую тепловыделяющий сегмент, расположенный на конце для зажигания и содержащий источник тепла, и изолирующий слой огнестойкого материала, расположенный вокруг источника тепла; и сегмент генерирования аэрозоля, содержащий субстрат из табачных гранул и аэрозольобразующий материал, при этом субстрат расположен внутри полости для субстрата, ограниченной тепловыделяющим сегментом и табачным стержнем, таким образом, что субстрат из табачных гранул контактирует с тепловыделяющим сегментом с одной стороны полости для субстрата и контактирует с табачным стержнем с другой стороны полости для субстрата; оберточный материал, ограничивающий по меньшей мере часть тепловыделяющего сегмента, сегмента генерирования аэрозоля и по меньшей мере часть табачного стержня; и при этом оберточный материал содержит полоску из фольги, охватывающую по окружности по меньшей мере продольный участок полости для субстрата и проходящую вдоль указанного участка в продольном направлении и частично покрывающую по меньшей мере продольный участок тепловыделяющего сегмента. Технический результат заключатся в обеспечении возможности курения без доставки значительных количеств продуктов неполного сгорания и пиролиза. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.
Реферат
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
[0001] Настоящая международная заявка испрашивает приоритет на основании заявки на патент США №13/236962, поданной 20 сентября 2011 года, которая представляет собой частичное продолжение заявок на патент США №№12/775130, поданной 6 мая, 2010 года; 12/775278, поданной 6 мая 2010 года; и 12/859494, поданной 19 августа 2010 года, каждая из которых в полном объеме включена в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится к продуктам, изготовленным или выделенным из табака, или которые иным образом включают табак и предназначены для потребления человеком. В частности, настоящая заявка относится к компонентам и строению курительных изделий сегментированного типа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Популярные курительные изделия, такие как сигареты, имеют по существу цилиндрическую структуру в форме стержня и содержат загрузку, скрутку или столбик курительного материала, такого как резанный табак (например, в форме скрошенного табака), окруженный бумажной оберткой, образующей, тем самым, так называемый "курительный стержень", "табачный стержень" или "стержень сигареты". Как правило, сигарета содержит цилиндрический фильтрующий элемент, соединенный концом к табачному стержню. Фильтрующий элемент предпочтительно содержит пластифицированное ацетилцеллюлозное волокно, ограниченное бумажным материалом, известным как "фицелла". Фильтрующий элемент предпочтительно прикреплен к одному концу табачного стержня с помощью ограничивающего оберточного материала, известного как "ободковая бумага". Кроме того, стало желательным перфорировать ободковый материал и фицеллу для разбавления окружающим воздухом основного потока вдыхаемого дыма. Описания сигарет и их различных компонентов приведено в Tobacco Production, Chemistry and Technology, Davis et al. (Eds.) (1999) и в патенте США №7503330 Borschke с соавторами, который включен в настоящую заявку посредством ссылки. Курильщик использует сигарету путем прикуривания одного ее конца и сжигания табачного стержня. Затем основной поток дыма поступает в рот курильщика за счет затягивания на противоположном конце (например, фильтрующем конце) сигареты.
[0004] Некоторые виды сигарет, в которых используют углеродистые топливные элементы, поступили в продажу под торговыми марками "Premier" и "Eclipse" от компании R.J. Reynolds Tobacco Company. См., например, такие виды сигарет, которые описаны в публикациях Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Bum Tobacco, R.J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988) и Inhalation Toxicology, 12:5, p. 1-58 (2000). Совсем недавно на рынке Японии появилась сигарета от компании Japan Tobacco Inc. под торговой маркой "Steam Hot One". Кроме того, было предложено, что углеродистые топливные элементы сегментированных видов сигарет могут включать ультрамелкие частицы металлов и оксидов металлов. См., например, публикацию заявки на патент США №2005/0274390 Banerjee с соавторами, которая в полном объеме включена в настоящую заявку посредством ссылки.
[0005] В патентах США №№5285798 Banerjee с соавторами и 7290549 Banerjee с соавторами и в публикации заявки на патент США №2008/0092912 Robinson с соавторами, которые в полном объеме включены в настоящий документ посредством ссылки, также описаны другие типы курительных изделий, например, изделия, в которых при воздействии на табак или обработанный табак теплотой, выделяющейся из химических или электрических источников тепла, происходит образование ароматизированных паров. Один такой тип курительного изделия, в котором для выработки тепла использовали электрическую энергию, продавался на рынке компанией Philip Morris Inc. под торговым наименованием "Accord".
[0006] Курительные изделия, в которых для получения ароматизированных табаком паров или ароматизированных табаком видимых аэрозолей используют источники тепла, отличные от скрошенного табака, не имели широкого коммерческого успеха. Однако было бы крайне желательно получить курительные изделия, демонстрирующие способность предоставить курильщику многие из выгод и преимуществ обычного курения сигарет, но без доставки значительных количеств продуктов неполного сгорания и пиролиза.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Варианты реализации настоящего изобретения относятся к курительным изделиям и, в частности, к курительным изделиям в форме стержня, таким как сигареты. Курительное изделие включает конец для зажигания (т.е. входной конец) и конец, помещаемый в рот (т.е. выходной конец). Кроме того, курительное изделие включает систему генерирования аэрозоля, содержащую (i) тепловыделяющий сегмент и (ii) участок или сегмент генерирования аэрозоля, расположенный после тепловыделяющего сегмента. Сегмент генерирования аэрозоля может включать субстрат, содержащий гранулы или шарики марумеризированного или немарумеризированного табака, расположенный внутри полости для субстрата. Полость для субстрата может быть ограничена полоской из фольги, ламинированной на оберточный материал.
[0008] Дополнительные особенности и преимущества настоящего изобретения более подробно изложены в следующем описании.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Варианты реализации настоящего изобретения могут быть лучше поняты со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые являются только иллюстративными, а не ограничивающими.
[0010] На фиг. 1 и 2 приведены продольные поперечные сечения типичных курительных изделий.
[0011] На фиг. 3 показан типичный топливный элемент.
[0012] На фиг. 4-6 показано продольное поперечное сечение типичного курительного изделия, содержащего монолитный субстрат.
[0013] На фиг. 7 показано продольное поперечное сечение типичного курительного изделия, содержащего субстрат из табачных гранул.
[0014] На фиг. 8 показан двусторонний стержень, который можно использовать для производства курительного изделия, показанного на фиг. 7.
[0015] На фиг. 9 показан оберточный материал, который можно использовать для производства двустороннего стержня, показанного на фиг. 8.
[0016] На фиг. 10 показан один пример конструкции курительного изделия.
[0017] На фиг. 11 показано типичное курительное изделие, содержащее субстрат из табачных гранул.
[0018] На фиг. 12 показан еще один пример конструкции курительного изделия.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019] Аспекты и варианты реализации настоящего изобретения относящегося к различным курительным изделиям, расположение их различных компонентов и способ, которым указанные курительные изделия соединяют компоненты обертки, проиллюстрированы со ссылкой на фиг. 1 и 2. На всех чертежах одинаковые численные обозначения соответствуют одинаковым компонентам. Для разных чертежей, толщины различных оберточных материалов и внешних оберток различных курительных изделий и компонентов курительных изделий приведены в увеличенном масштабе. Наиболее предпочтительно, когда оберточные материалы и компоненты обертки плотно намотаны вокруг курительных изделий и компонентов курительных изделий для обеспечения плотной посадки и эстетически привлекательного внешнего вида. Типичная конструкция курительного изделия может включать такие детали, как волокнистые фильтрующие элементы, вспененные керамические монолиты, полученные в виде изоляционных материалов, или топливные элементы и другие детали, описанные в публикации заявки на патент США №2011/0041861 Sebastian с соавторами, которая в полном объеме включена в настоящую заявку посредством ссылки.
[0020] На фиг. 1 показано типичное курительное изделие 10 в форме сигареты. Курительное изделие 10 имеет стержнеобразную форму и включает конец для зажигания 14 и конец 18, помещаемый в рот.
[0021] На конце для зажигания 14 расположен проходящий в продольном направлении, в целом цилиндрический курительный концевой сегмент 22 для зажигания, содержащий курительный материал 26. Типичный курительный материал 26 может представлять собой материал растительного происхождения (например, табачный материал в форм скрошенного табака). Типичный цилиндрический курительный концевой сегмент 22 для зажигания включает загрузку или рулон курительного материала 26 (например, скрошенного табака), завернутый в бумажный оберточный материал 30 или расположенный внутри указанного материала 30 и ограниченный им. По существу, проходящая в продольном направлении наружная поверхность такого цилиндрического курительного концевого сегмента 22 для зажигания образована оберточным материалом 30.
Оба конца сегмента 22 предпочтительно открыты, что позволяет воздействовать на курительный материал 26. Курительный концевой сегмент для зажигания 22 можно расположить таким образом, чтобы курительный материал 26 и оберточный материал 30 каждый проходили вдоль всей его длины.
[0022] После курительного концевого сегмента для зажигания 22 расположен проходящий в продольном направлении в целом цилиндрический тепловыделяющий сегмент 35. Тепловыделяющий сегмент 35 включает источник тепла 40, ограниченный изоляционным материалом 42, который может быть коаксиально окружен оберточным материалом 45. Источник тепла 40 предпочтительно выполнен с возможностью активирования при горении курительного материала 26. Воспламенение и горение курительного материала предпочтительно дает пользователю желанное ощущение (в отношении по меньшей мере аромата и времени, затраченного на закуривание курительного изделия 10). Наиболее предпочтительно, если количества тепла, вырабатываемого при потреблении курительного материала, достаточно для воспламенения или иным образом активирования источника тепла 40.
[0023] Источник тепла 40 может включать горючий топливный элемент, который имеет в целом цилиндрическую форму и может содержать горючий углеродистый материал. Углеродистые материалы в целом характеризуются высоким содержанием углерода. Предпочтительные углеродистые материалы преимущественно состоят из углерода, причем содержание углерода обычно составляет более чем примерно 60 процентов, в целом, более чем примерно 70 процентов, часто более чем примерно 80 процентов и часто более чем примерно 90 процентов, в пересчете на сухую массу. Топливные элементы могут содержать компоненты, не относящиеся к горючим углеродистым материалам (например, табачные компоненты, так как порошкообразные типы табака или табачные экстракты; ароматизирующие агенты; соли, такие как хлорид натрия, хлорид калия и карбонат натрия; теплостойкое графитовое волокно; порошок оксида железа; стеклянные нити; порошкообразный карбонат кальция; гранулы глинозема; источники аммиака, такие как соли аммиака; и/или связующие агенты, такие как гуаровая смола, альгинат аммония и альгинат натрия). Длина типичного топливного элемента составляет примерно 12 мм, и полный наружный диаметр составляет примерно 4,2 мм. Типичный топливный элемент можно экструдировать или компаундировать с применением измельченного или порошкообразного углеродистого материала, при этом плотность указанного элемента составляет более чем примерно 0,5 г/см3, часто более чем примерно 0,7 г/см3 и часто более чем примерно 1 г/см3, в пересчете на сухую массу. См., например, типы компонентов топливного элемента, составы и конструктивные решения, описанные в патентах США №№5551451 Riggs с соавторами и 7836897 Borschke с соавторами, которые в полном объеме включены в настоящий документ посредством ссылки. Конкретные варианты реализации топливных элементов описаны ниже со ссылкой на фиг. 3.
[0024] Другой вариант реализации топливного элемента 40 может включать вспененный углеродный монолит, полученный в процессе пенообразования. Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения топливный элемент 40 можно экструдировать совместно со слоем изоляционного материала 42, снижая, тем самым, время производства и технологические расходы. Еще другие варианты реализации топливных элементов могут включать элементы типов, описанных в патенте США №4922901 Brooks с соавторами или в публикации заявки на патент США №2009/0044818 Takeuchi с соавторами, каждая из которых включена в настоящую заявку посредством ссылки.
[0025] Типичный слой изоляционного материала 42 может содержать стеклянные нити или волокна. Изоляционный материал 42 может действовать как оболочка, которая помогает надежно удерживать источник тепла 40 на своем месте внутри курительного изделия 10. Изоляционный материал 42 можно получить в виде многослойного компонента, содержащего внутренний слой или мат 47 из нетканых стеклянных нитей, промежуточный слой бумаги 48 из восстановленного табака и наружный слой из нетканых стеклянных нитей 49. Указанные слои могут быть ориентированы концентрически или каждый слой может обматывать и/или ограничивать источник тепла.
[0026] Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения внутренний слой 47 изоляционного материала может включать различные стеклянные или нестеклянные нити или волокна, которые являются ткаными, вязаными, или как ткаными, так и вязаными (такими как, например, так называемые 3-D тканые/вязаные гибридные маты). В случае тканого материала, внутренний слой 47 можно выполнить в виде тканого мата или трубки. Тканый или вязаный мат или трубка могут обеспечить превосходное управление воздушным потоком с точки зрения равномерности распределения по всему изолирующему слою (в том числе, когда со слоем могут происходить любые термические изменения). Специалисты в данной области техники поймут, что тканый, вязаный или гибридный материал может обеспечить более равномерные и одинаковые воздушные пространства/зазоры между нитями или волокнами по сравнению с нетканым материалом, который, скорее всего, содержит неравномерно закрытые и открытые пространства, которые могут обеспечить сравнительно неравномерный и/или уменьшенный воздушный поток. Различные другие варианты реализации изоляционного материала можно формовать, экструдировать, вспенивать или получать иным способом. Конкретные варианты реализации изоляционных структур могут включать структуры, описанные в заявке на патент США №12/859494 Stone с соавторами, поданной 19 августа, 2010 года, которая в полном объеме включена в настоящую заявку посредством ссылки.
[0027] Оба конца тепловыделяющего сегмента 35 предпочтительно открыты, что позволяет подвергнуть источник тепла 40 и изоляционный материал 42 воздействию соседних сегментов. Источник тепла 40 и окружающий его изоляционный материал 42 можно расположить таким образом, чтобы длина обоих материалов была одинаковой по протяженности (т.е., концы изоляционного материала 42 находятся на одном уровне с соответствующими концами источника тепла 40 и, в частности, на выходном конце тепловыделяющего сегмента). Возможно, хотя и не обязательно предпочтительно, изоляционный материал 42 может немного выходить за пределы (например, на расстояние от примерно 0,5 мм до примерно 2 мм) одного или обоих концов источника тепла 40, Кроме того, дым, образующийся при горении курительного концевого сегмента для зажигания 22 при применении курительного изделия 10, может без труда проходить через тепловыделяющий сегмент 35 во время затяжки, которую делает курильщик на конце 18, помещаемом в рот.
[0028] Тепловыделяющий сегмент 35 предпочтительно расположен вблизи выходного конца курительного сегмента 22, так что указанные сегменты расположены вплотную в аксиальном направлении, предпочтительно, впритык друг к другу, но без барьера (отличного от воздушного пространства) между ними. Непосредственная близость тепловыделяющего сегмента 35 и курительного концевого сегмента для зажигания 22 обеспечивает соответствующий теплообмен (например, таким образом, что действие горящего курительного материала внутри курительного концевого сегмента для зажигания 22 приводит к воспламенению источника тепла в сегменте тепловыделения 35). Формы и размеры наружного поперечного сечения курительного сегмента и тепловыделяющего сегмента 22, 35, если смотреть в поперечном направлении относительно продольной оси курительного изделия, могут быть по существу одинаковыми (например, оба, по-видимому, имеют цилиндрическую форму по существу с равными диаметрами).
[0029] Форма и размеры поперечного сечения тепловыделяющего сегмента 35 перед сжиганием могут изменяться. Площадь поперечного сечения источника тепла 40 предпочтительно составляет от примерно 10 процентов до примерно 35 процентов, часто от примерно 15 процентов до примерно 25 процентов относительно общей площади поперечного сечения указанного сегмента 35; тогда как площадь поперечного сечения наружного или ограничивающего участка (содержащего изоляционный материал 42 и соответствующие наружные оберточные материалы) составляет от примерно 65 процентов до примерно 90 процентов, часто от примерно 75 процентов до примерно 85 процентов относительно общей площади поперечного сечения указанного сегмента 35. Например, для цилиндрического курительного изделия с длиной окружности от примерно 24 мм до примерно 26 мм, типичный источник тепла 40 имеет в целом круглую форму поперечного сечения с наружным диаметром от примерно 2,5 мм до примерно 5 мм, часто от примерно 3 мм до примерно 4,5 мм.
[0030] Проходящий в продольном направлении, цилиндрический сегмент генерирования аэрозоля 51 расположен после тепловыделяющего сегмента 35. Сегмент генерирования аэрозоля 51 включает материал-субстрат 55, который, в свою очередь, действует как носитель для аэрозольобразующего агента или материала (не показано). Например, сегмент генерирования аэрозоля 51 может включать восстановленный табачный материал, содержащий технологические добавки, ароматизирующие агенты и глицерин.
[0031] Упомянутые выше компоненты сегмента генерирования аэрозоля 51 могут быть расположены внутри оберточного материала 58 и ограничены им. Оберточный материал 58 можно выполнить таким образом, чтобы он способствовал переносу тепла от конца для зажигания 14 курительного изделия 10 (например, от тепловыделяющего сегмента 35) к компонентам сегмента генерирования аэрозоля 51. То есть, сегмент генерирования аэрозоля 51 и тепловыделяющий сегмент 35 можно расположить с возможностью теплообмена друг с другом. Теплообмен происходит таким образом, чтобы достаточное количество тепла от источника тепла 40 поступало на участок генерирования аэрозоля для испарения аэрозольобразующего материала и образования аэрозоля. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения теплообмен осуществляют путем размещения указанных сегментов в непосредственной близости друг к другу. Теплообмен также можно осуществить за счет размещения теплопроводящего материала от участка, расположенного вблизи источника тепла 40, на участок, занимаемый сегментом генерирования аэрозоля 51, или вокруг указанного участка. Конкретные варианты реализации субстратов могут включать субстраты, описанные ниже или в заявке на патент США №12/859494 Stone с соавторами, поданной 19 августа года 2010, которая в полном объеме включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0032] Типичный оберточный материал 58 для материала-субстрата 55 может иметь теплопроводные свойства, которые позволяют проводить тепло от тепловыделяющего сегмента 35 в сегмент генерирования аэрозоля 51 и обеспечивать испарение аэрозольобразующих компонентов, содержащихся в указанном сегменте 51. Длина материала-субстрата 55 может составлять от примерно 10 мм до примерно 22 мм, при этом длина некоторых вариантов реализации составляет примерно от 11 мм до примерно 12 мм, а других вариантов реализации достигает примерно 21 мм.
[0033] Материал-субстрат 55 можно получить из смеси душистых и ароматических видов табака в скрошенной форме. Такие виды табака, в свою очередь, можно обработать с помощью аэрозольобразующего материала и/или по меньшей мере одного ароматизирующего агента. Материал-субстрат можно получить из обработанного табака (например, восстановленного табака, полученного методом отливки листа или с помощью процессов, используемых при производстве бумаги) в скрошенной форме. Некоторые конструкции, полученные методом отливки листа, могут включать примерно от 270 до примерно 300 мг табака на 10 мм длины в продольном направлении. Такой табак, в свою очередь, можно обработать или переработать для включения с помощью аэрозольобразующего материала и/или по меньшей мере одного ароматизирующего агента, а также ингибитора горения (например, фосфата диаммония или другой соли), предназначенного для предотвращения воспламенения и/или выгорания под действием тепловыделяющего сегмента. Металлическая внутренняя поверхность оберточного материала 58 сегмента генерирования аэрозоля 51 может действовать как носитель для аэрозольобразующего материала и/или по меньшей мере одного ароматизирующего агента.
[0034] Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения субстрат 55 может включать бумагу из табака или не содержащую табак собранную бумагу, выполненную в виде пробки. Пробку можно загрузить аэрозольобразующими материалами, ароматизаторами, табачными экстрактами или т.п. в различных формах (например, в форме микрокапсул, жидкости, порошка). Ингибитор горения (например, фосфат диаммония или другую соль) можно нанести на по меньшей мере дистальную/концевую часть субстрата для предотвращения воспламенения и/или выгорания под действием тепловыделяющего сегмента.
[0035] Согласно описанным и/или другим вариантам реализации настоящего изобретения субстрат 55 может включать гранулы или шарики, выполненные из марумеризированного и/или немарумеризированного табака. Марумеризированный табак описан, например, в патенте США №5105831 Banerjee с соавторами, который включен в настоящую заявку посредством ссылки. Марумеризированный табак может содержать от примерно 20 до примерно 50 процентов (по массе) табачной смеси в порошковой форме, содержащей глицерин (в количестве от примерно 20 до примерно 30 процентов по массе), карбонат кальция (в целом в количестве от примерно 10 до примерно 60 процентов по массе, часто от примерно 40 до примерно 60 процентов по массе) вместе со связующим веществом и ароматизирующими агентами. Связующее вещество может включать, например, карбоксиметилцеллюлозу (CMC), смолы (например, гуаровую камедь), ксантан, пуллулан, или альгинаты. Шарики, гранулы или другие марумеризированные формы можно изготовить таким образом, чтобы их размеры подходили для встраивания внутрь секции для субстрата и обеспечения оптимального воздушного потока и получения требуемого аэрозоля. Для удержания субстрата на своем месте внутри курительного изделия можно сформировать емкость, такую как полость или капсула. Указанная емкость может быть полезна для размещения, например, гранул или шариков марумеризированного и/или немарумеризированного табака. Емкость можно сформировать с помощью оберточных материалов, как дополнительно описано ниже. В настоящем документе определение термина "табачные гранулы" включает шарики, гранулы или другие дискретные маленькие частички табака, которые могут включать марумеризированный и/или немарумеризированный табак. Табачные гранулы могут иметь гладкие, правильные наружные формы (например, сферы, цилиндры, яйцевидные формы и т.д.) и/или они могут иметь неправильные наружные формы. В одном примере, диаметр каждой табачной гранулы может составлять от менее примерно 1 мм до примерно 2 мм. Табачные гранулы могут по меньшей мере частично заполнять полость для субстрата курительного изделия, как описано в настоящей заявке. В одном примере, объем полости для субстрата может составлять от примерно 500 мм3 до примерно 700 мм (например, полость курительного изделия, диаметр которой составляет от примерно 7,5 до примерно 7,8 мм и длина которой составляет от примерно 11 до примерно 15 мм, при этом полость в целом имеет цилиндрическую геометрию). В одном примере, масса табачных гранул внутри полости для субстрата может составлять от примерно 200 мг до примерно 500 мг.
[0036] Согласно еще другим вариантам реализации настоящего изобретения субстрат 55 можно выполнить в виде монолитного субстрата. Монолитный субстрат можно получить, как описано в заявке на патент США №12/859494 Stone с соавторами, поданной 19 августа 2010 года, которая в полном объеме включена в настоящую заявку посредством ссылки. Такой субстрат может включать или состоять из экструдированного материала. Кроме того, субстрат можно получить путем прессовой посадки или формования/отливки. Таким образом, общий термин "монолитный субстрат" может включать субстрат, полученный посредством экструзии или с применением одного из перечисленных других способов.
[0037] В случае предпочтительных курительных изделий, оба конца сегмента генерирования аэрозоля 51 открыты, что позволяет воздействовать на их материал-субстрат 55. Компоненты аэрозоля, образующиеся при горении курительного концевого сегмента для зажигания 22 при применении курительного изделия, могут легко пройти через сегмент генерирования аэрозоля 51 при затягивании на конце 18, помещаемом в рот.
[0038] Тепловыделяющий сегмент 35 и сегмент генерирования аэрозоля 51 вместе образуют систему генерирования аэрозоля 60. Сегмент генерирования аэрозоля 51 прилегает к выходному концу тепловыделяющего сегмента 35, так что указанные сегменты 51, 35 расположены вплотную в аксиальном направлении. Такие сегменты могут примыкать друг к другу или находиться на небольшом расстоянии друг от друга, которое может включать буферную область 53. Формы и размеры наружного поперечного сечения указанных сегментов, если смотреть в поперечном направлении относительно продольной оси курительного изделия 10, могут быть по существу идентичны друг другу. Физическое расположение указанных компонентов предпочтительно таково, что тепло передается (например, способом, включающим кондуктивный и конвективный теплоперенос) от источника тепла 40 к прилегающему материалу-субстрату 55 в течение всего времени, пока источник тепла активирован (например, горит) при применении курительного изделия 10.
[0039] Буферная область 53 может снизить возможное выгорание или иную термическую деструкцию участков сегмента генерирования аэрозоля 51. Буферная область 53 может преимущественно включать пустое воздушное пространство, или ее можно частично или по существу полностью заполнить негорючим материалом, таким как, например, металлсодержащие, органические, неорганические, керамические или полимерные материалы или любая их комбинация. Толщина буферных областей может составлять от примерно 1 мм до примерно 10 мм или более, но толщина часто будет составлять от примерно 2 мм до примерно 5 мм.
[0040] Компоненты системы генерирования аэрозоля 60 и курительный концевой сегмент для зажигания 22 предпочтительно соединены друг с другом и закреплены на своем месте с помощью оберточного материала 64. Например, оберточный материал 64 может включать бумажный оберточный материал или ламинированный материал бумажного типа, который ограничивает каждый компонент, включающий тепловыделяющий сегмент 35, по меньшей мере часть наружной проходящей в продольном направлении поверхности сегмента генерирования аэрозоля 51 и по меньшей мере часть концевого сегмента для зажигания 22, прилегающего к сегменту тепловыделения. Внутреннюю поверхность оберточного материала 64 можно прикрепить к наружным поверхностям компонентов, которые указанный материал ограничивает, с помощью подходящего клея. Оберточный материал 64 предпочтительно проходит вдоль значительной части длины курительного концевого сегмента для зажигания 22.
[0041] Курительное изделие 10 предпочтительно включает подходящий мундштук, такой как, например, фильтрующий элемент 65, расположенный на его конце 18, помещаемом в рот. Фильтрующий элемент 65 предпочтительно расположен на одном конце стержня сигареты, прилегающем к одному концу сегмента генерирования аэрозоля 51, так что фильтрующий элемент 65 и сегмент генерирования аэрозоля 51 расположены вплотную в аксиальном направлении, впритык друг к другу, но без какого-либо барьера между ними. Основные формы и размеры поперечного сечения указанных сегментов 51, 65 предпочтительно по существу идентичны друг другу, если смотреть в поперечном направлении относительно продольной оси курительного изделия. Фильтрующий элемент 65 может включать фильтрующий материал 70, который обертывают ограничивающим материалом фицелла 72 вдоль его поверхности, проходящей в продольном направлении. В одном примере, фильтрующий материал 70 включает пластифицированное ацетилцеллюлозное волокно, тогда как в других примерах фильтрующий материал может дополнительно включать активированный древесный уголь в количестве от примерно 20 до примерно 80 мг, размещенный в виде отдельной загрузки или распределенный по всему ацетатному волокну в фильтре "далматского типа". Оба конца фильтрующего элемента 65 предпочтительно открыты, что позволяет аэрозолю проходить через указанный элемент. Система 60 генерирования аэрозоля предпочтительно прикреплена к фильтрующему элементу 65 с помощью ободкового материала 78. Фильтрующий элемент 65 может также включать разрушаемую ароматизирующую капсулу типа, описанного в патентах США №№7479098 Thomas с соавторами и 7793665 Dube с соавторами; и в публикации заявки на патент США №2009/01941 18 Ademe с соавторами, которые в полном объеме включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0042] Курительное изделие 10 может включать средство подачи воздуха, такое как серия перфорированных отверстий 81, каждое из которых может проходить через ободковый материал 78 фильтрующего элемента и материал фицелла 72 показанным способом, и/или которые могут проходить к субстрат 55 или в субстрат 55.
[0043] Полные размеры курительного изделия 10 перед сжиганием могут изменяться. Как правило, курительные изделия 10 представляют собой стержни цилиндрической формы, длина окружности которых составляет от примерно 20 мм до примерно 27 мм, и полная длина составляет от примерно 70 мм до примерно 130 мм, часто от примерно 83 мм до примерно 100 мм. Длины курительных концевых сегментов для зажигания 22 обычно составляют от примерно 3 мм до примерно 15 мм, но могут доходить до примерно 30 мм. Полная длина системы генерирования аэрозоля 60 может варьироваться от примерно 20 мм до примерно 65 мм. Длина тепловыделяющего сегмента 35 системы генерирования аэрозоля 60 может составлять от примерно 5 мм до примерно 30 мм; и полная длина сегмента генерирования аэрозоля 51 системы генерирования аэрозоля 60 может составлять от примерно 10 мм до примерно 60 мм.
[0044] Количество курительного материала 26, применяемого для получения курительного концевого сегмента для зажигания 22, может варьироваться. Как правило, курительный сегмент 22, изготовленный преимущественно из скрошенного табака, содержит по меньшей мере примерно 20 мг, в целом по меньшей мере примерно 50 мг, часто по меньшей мере примерно 75 мг и часто по меньшей мере 100 мг табачного материала в пересчете на сухую массу. Плотность упаковки курительного материала 26 внутри курительного концевого сегмента для зажигания 22 будет предпочтительно меньше плотности топливного элемента (например, от примерно 100 до примерно 400 мг/см3). Курительный концевой сегмент для зажигания 22 по существу предпочтительно содержит курительный материал 26 и не содержит углеродистый компонент топливного элемента.
[0045] Совокупное количество аэрозольобразующего агента и материала-субстрата 55, применяемых в сегменте генерирования аэрозоля 51, может варьироваться. Указанный материал предпочтительно можно использовать для заполнения подходящей секции сегмента генерирования аэрозоля 51 (например, области внутри его оберточного материала 58) при плотности упаковки от примерно 100 до примерно 400 мг/см3.
[0046] При применении курильщик зажигает конец для зажигания 14 курительного изделия 10, используя спичку или зажигалку, способом, аналогичным тому, которым зажигают обычные курительные изделия. По существу, курительный материал 26 курительного концевого сегмента для зажигания 22 начинает гореть. Конец 18 курительного изделия 10, помещаемый в рот, находится во рту (в губах) курильщика. Продукты термического разложения (например, компоненты табачного дыма), образующиеся при горении курительного материала 26, проходят через курительное изделие 10, через фильтрующий элемент 65 и попадают в рот курильщика. То есть, при курении, курительное изделие создает видимый основной поток аэрозоля, который походит на основной поток табачного дыма традиционных сигарет, в которых горит скрошенный табак.
[0047] Горение курительного концевого сегмента для зажигания 22 приводит к нагреванию топливного элемента 40 тепловыделяющего сегмента 35, так что он предпочтительно будет воспламеняться или активироваться иным образом (например, начнет гореть). Источник тепла 40 внутри системы генерирования аэрозоля 60 будет гореть и вырабатывать тепло, необходимое для испарения аэрозольобразующего материала внутри сегмента генерирования аэрозоля 51 в результате теплообмена между указанными двумя сегментами. Некоторые предпочтительные источники тепла 40 не будут испытывать уменьшение объема при активации, тогда как другие могут деградировать способом, который приводит к сокращению их объема. Предпочтительно, когда компоненты сегмента генерирования аэрозоля 51 не подвергаются термическому разложению (например, обугливанию или горению) в сколько-нибудь значительной степени. Испаренные компоненты увлекаются воздухом, который проходит через область генерирования аэрозоля 51. Образующийся таким образом аэрозоль будет проходить через фильтрующий элемент 65 и поступать в рот курильщика.
[0048] Во время некоторых периодов использования, аэрозоль, образовавшийся внутри сегмента генерирования аэрозоля 51, вместе с аэрозолем (т.е., дымом), образовавшимся в результате термической деструкции курительного материала 26 внутри курительного концевого сегмента для зажигания 22, будут проходить через фильтрующий элемент 65 и попадать в рот курильщика. Таким образом, основной поток аэрозоля, образованный курительным изделием 10, включает табачный дым, образовавшийся при термическом разложении скрошенного табака, а также при испарении аэрозольобразующего материала. Для первых затяжек (т.е., во время и сразу же после закуривания), большая часть основного потока аэрозоля образуется в результате термического разложения курительного концевого сегмента 22. Для последующих затяжек (т.е., после израсходования курительного сегмента 22 и воспламенения источника тепла 40 системы генерирования аэрозоля 60), большая часть полученного основного потока аэрозоля будет образована системой генерирования аэрозоля 60. После израсходования курительного материала 26, источник тепла 40 гаснет и применение курительного изделия прекращается (т.е., процесс курения закончен).
[0049] На фиг. 2 показано типичное курительное изделие 10 в форме сигареты. Курительное изделие 10 включает тепловыделяющий сегмент 35, расположенный на конце для зажигания 14, фильтрующий сегмент 65, расположенный на другом конце (конце 18, помещаемом в рот), и сегмент генерирования аэрозоля 51 (который может содержать табак), расположенный между указанными двумя сегментами около конца для зажигания. Тепловыделяющий сегмент 35, показанный на фиг.2, может содержать в целом цилиндрический углеродистый источник тепла, ограниченный изоляционным материалом, аналогичным материалу, показанному на фиг. 1. Состав и размеры различных сегментов курительного изделия 10, показанного на фиг. 2, в целом похожи на состав и размеры, описанные ранее со ссылкой на фиг. 1, но без загрузки курительного материала на дистальном конце/конце для зажигания, так что топливный элемент воспламеняется непосредственно, а не с помощью курительного материала, который был воспламенен и горел.
[0050] Фильтрующий элемент 65 предпочтительно прикрепляют к стержню сигареты, полученному таким образом, с помощью ободкового материала 78, используя общий способ, описанный ранее со ссылкой на фиг. 1. В курительное изделие можно подать воздух путем обеспечения подходящих перфорированных отверстий 81 вблизи концевого участка 18, помещаемого в рот, как известно в данной области техники. Фильтры могут содержать материалы и могут быть изготовлены с применением способов, таких как, например, способы, описанные в патентах США №№7740019 Nelson с соавторами и 7972254 Stokes с