Курительное изделие, содержащее сгораемый источник тепла с задним барьерным покрытием

Курительное изделие, содержащее сгораемый источник тепла с задним барьерным покрытием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к курительному изделию, включающему сгораемый источник тепла и образующий аэрозоль субстрат, включающий, по меньшей мере, одно образующее аэрозоль вещество, в котором субстрат расположен по ходу потока после сгораемого источника тепла, к сгораемому источнику тепла для использования в таком курительном изделии, а также к способу, уменьшающему образование определенных вредных компонентов дыма в процессе горения сгораемого источника тепла в курительном изделии.

В технике предложен ряд курительных изделий, в которых табак нагревается, а не сгорает. Цель таких курительных изделий заключается в том, чтобы уменьшать количество известных вредных компонентов дыма, образующихся в процессе горения и пиролитического разложения табака в традиционных сигаретах. Как правило, в таких курительных изделиях аэрозоль образуется при переносе тепла от сгораемого топливного элемента или источника тепла к образующему аэрозоль субстрату, который может быть расположен внутри, вокруг или по ходу потока после топливного элемента. В процессе курения летучие соединения выделяются из образующего аэрозоль субстрата посредством переноса тепла от топливного элемента и увлекаются воздухом, втягиваемым через курительное изделие. Когда выделяемые соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхает потребитель.

Например, публикация WO 2009/022232 описывает курительное изделие, содержащее сгораемый источник тепла, образующий аэрозоль субстрат расположенный по ходу потока после сгораемого источника тепла, и теплопроводный элемент, окружающий заднюю часть сгораемого источника тепла и находящийся с ней в контакте, а также прилегающий к передней части образующего аэрозоль субстрата. В курительном изделии, описанном в публикации WO 2009/022232, поверхность образующего аэрозоль субстрата находится в непосредственном контакте со сгораемым источником тепла.

В прошлом был сделан ряд попыток по уменьшению количества моноксида углерода, образующегося в процессе горения углеродистых источников тепла для нагреваемых курительных изделий, в том числе посредством использования катализаторов в источнике тепла для превращения моноксида углерода, образующегося в процессе горения источника тепла, в диоксид углерода. Другие документы уровня техники, такие как патент США 5040551, описывают способ уменьшения количества моноксида углерода, образующегося в процессе горения углеродистого топливного элемента, посредством частичного или полного покрытия открытых поверхностей углеродистого топливного элемента тонким микропористым слоем твердого зернистого материала, который является по существу несгораемым при температурах горения углеродистого топлива. Согласно патенту США 5040551, микропористый слой должен быть достаточно тонким, и таким образом, проницаемым для воздуха, чтобы не препятствовать без необходимости горению углеродистого топлива. Аналогично курительному изделию, описанному в публикации WO 2009/022232, поверхность образующего аэрозоль субстрата согласно патенту США 5040551 находится в непосредственном контакте со сгораемым источником тепла.

Чтобы способствовать образованию аэрозоля, образующие аэрозоль субстраты известных нагреваемых курительных изделий, как правило, включают многоатомный спирт, такой как глицерин, или другие известные образующие аэрозоль вещества. В процессе хранения и курения образующие аэрозоль вещества могут перемещаться из образующих аэрозоль субстратов известных нагреваемых курительных изделий в соответствующие сгораемые источники тепла. Это перемещение образующих аэрозоль веществ может неблагоприятно приводить к их разложению, в частности, в процессе курения нагреваемых курительных изделий. В прошлом был сделан ряд попыток, чтобы препятствовать перемещению образующих аэрозоль веществ из образующих аэрозоль субстратов нагреваемых курительных изделий в соответствующие сгораемые источники тепла (например, в патенте США 4714082, европейской патентной заявке № EP-A2-0337507, европейской патентной заявке № EP-A2-0337508 и патенте США 5156170). Как правило, в таких попытках использовали курительные изделия, в которых образующий аэрозоль субстрат заключен в несгораемую капсулу, такую как металлическая сетка, чтобы уменьшить перемещение образующих аэрозоль веществ из образующего аэрозоль субстрата в сгораемый источник тепла в процессе хранения и использования, но в которых все же допускается, чтобы сгораемый источник тепла вступал в непосредственный контакт с образующими аэрозоль веществами из образующего аэрозоль субстрата в процессе хранения и использования. Такие конструкции уровня техники неблагоприятно допускают, что газообразные продукты разложения и горения, образующиеся из сгораемого источника тепла, непосредственно втягиваются во вдыхаемый курильщиком аэрозоль, делая затруднительным использование известных устройств и способов для изготовления курительного изделия, а также могут снижать способность курительного изделия в достижении подходящей температуры для образования удовлетворительного аэрозоля в процессе первых нескольких затяжек потребителя.

По-прежнему требуется усовершенствованное нагреваемое курительное изделие, которое содержит сгораемый источник тепла и образующий аэрозоль субстрат, включающий, по меньшей мере, одно образующее аэрозоль вещество, и которое можно собирать с использованием известного производственного оборудования. Кроме того, все еще необходимо усовершенствованное нагреваемое курительное изделие, которое включают сгораемый источник тепла и образующий аэрозоль субстрат, включающий, по меньшей мере, одно образующее аэрозоль вещество, и в котором по существу предотвращается или замедляется перемещение, по меньшей мере, одного образующего аэрозоль вещества из образующего аэрозоль субстрата в сгораемый источник тепла. Кроме того, сохраняется потребность в снижении уровня вредных компонентов дыма во вдыхаемом курильщиком аэрозоле нагреваемого курительного изделия, таких как карбонильные соединения, например, формальдегид, ацетальдегид, пропионовый альдегид, а также фенольные соединения.

Согласно настоящему изобретению предложено курительное изделие, содержащее сгораемый источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями и, по меньшей мере, один воздушный проточный канал, продолжающийся от передней поверхности до задней поверхности сгораемого источника тепла; и образующий аэрозоль субстрат, содержащий по меньшей мере одно образующее аэрозоль вещество по ходу потока после сгораемого источника тепла. Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие нанесено по существу на всю заднюю поверхность сгораемого источника тепла, который допускает втягивание газа, по меньшей мере, через один воздушный проточный канал.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором первое барьерное покрытие имеет толщину, составляющую, по меньшей мере, около 10 мкм.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором первое барьерное покрытие является по существу непроницаемым для воздуха.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором первое барьерное покрытие содержит глину, стекло или оксид алюминия.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором сгораемый источник тепла представляет собой углеродистый источник тепла.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором сгораемый источник тепла содержит стимулятор воспламенения.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором стимулятор воспламенения представляет собой окисляющее вещество.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором газостойкое термостойкое второе барьерное покрытие нанесено на внутреннюю поверхность, по меньшей мере, одного воздушного проточного канала.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором второе барьерное покрытие является по существу непроницаемым для воздуха.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, в котором образующий аэрозоль субстрат содержит гомогенизированный материал на табачной основе.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, дополнительно содержащее теплопроводный элемент, окружающий заднюю часть сгораемого источника тепла и находящийся с ней в контакте, а также прилегающий к передней части образующего аэрозоль субстрата.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, дополнительно содержащее расширительную камеру, расположенную по ходу потока после образующего аэрозоль субстрата.

Кроме того, согласно изобретению предложено курительное изделие, дополнительно содержащее мундштук расположенный по ходу потока после расширительной камеры.

Кроме того, согласно изобретению предложен сгораемый источник тепла с противоположными передней и задней поверхностями для использования в курительном по изобретению, который имеет неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие, нанесенное по существу на всю его заднюю поверхность.

Согласно настоящему изобретению предложено курительное изделие для снижения количества моноксида углерода, образующегося в процессе горения сгораемого источника тепла в курительном изделии.

Согласно настоящему изобретению предложено курительное изделие для снижения количества определенных вредных компонентов дыма, таких как моноксид углерода, формальдегид, ацетальдегид, пропионовый альдегид и фенольные соединения, которые образуются в процессе горения сгораемого источника тепла в курительном изделии.

Согласно настоящему изобретению предложен сгораемый источник тепла для снижения количества определенных вредных компонентов дыма, таких как моноксид углерода, формальдегид, ацетальдегид, пропионовый альдегид и фенольные соединения, которые образуются в процессе горения сгораемого источника тепла в курительном изделии.

Согласно настоящему изобретению предложен способ уменьшения образования газа, выбранного из группы, которую составляют моноксид углерода, формальдегид, ацетальдегид, пропионовый альдегид, фенольные соединения и их смеси, который образуется во вдыхаемом курильщиком аэрозоле в процессе горения сгораемого источника тепла в курительном изделии, включающий стадию изготовления курительного изделия по изобретению.

При упоминании в настоящем документе термины «расположенный раньше по ходу потока» и «передний», а также «расположенный по ходу потока после» и «задний» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов, сгораемых источников тепла и курительных изделий по изобретению по отношению к направлению потока воздуха, втягиваемого через сгораемые источники тепла и курительные изделия в процессе их использования.

При упоминании в настоящем документе термин «покрытие» используется для описания слоя материала, который покрывает источник тепла и прикрепляется к нему.

При упоминании в настоящем документе термин «неметаллический» используется для описания барьерного покрытия, в котором основной компонент не представляет собой элементарный металл или сплав, то есть барьерного покрытия, в котором содержание элементарного металла или сплава составляет менее чем 50 мол.%.

При упоминании в настоящем документе термин «несгораемый» используется для описания барьерного покрытия, которое является по существу несгораемым при температурах, достигаемых сгораемым источником тепла в процессе его горения или воспламенения.

При упоминании в настоящем документе термин «газостойкий» используется для описания барьерного покрытия, которое является, по меньшей мере, по существу непроницаемым для газа. Предпочтительно первое барьерное покрытие является, по меньшей мере, по существу непроницаемым для воздуха.

При упоминании в настоящем документе термин «образующий аэрозоль субстрат» используется для описания субстрата, который при нагревании способен выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль.

Нанесение неметаллического несгораемого газостойкого первого барьерного покрытия по существу на всей задней поверхности сгораемого источника тепла предпочтительно предотвращает или замедляет перемещение, по меньшей мере, одного образующего аэрозоль вещества из образующего аэрозоль субстрата в сгораемый источник тепла в процессе хранения и использования курительных изделий по изобретению. Таким образом, предпочтительно предотвращается или сокращается разложение, по меньшей мере, одного образующего аэрозоль вещества в процессе использования курительных изделий по изобретению.

Нанесение неметаллического несгораемого газостойкого первого барьерного покрытия по существу на всей задней поверхности сгораемого источника тепла также может предпочтительно ограничивать или предотвращать перемещение других летучих компонентов образующего аэрозоль субстрата из образующего аэрозоль субстрата в сгораемый источник тепла в процессе хранения и в процессе использования курительных изделий по изобретению.

Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие, нанесенное на заднюю поверхность сгораемого источника тепла, также предпочтительно предотвращает или замедляет поступление продуктов горения и разложения, которые образуются в процессе воспламенения и горения сгораемого источника тепла, в воздух, втягиваемый через курительное изделие в процессе его использования. Как дополнительно описано ниже, оказывается особенно предпочтительным, когда сгораемый источник тепла содержит одну или более добавок, чтобы способствовать воспламенению или горению сгораемого источника тепла, или их сочетание.

Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие, нанесенное на заднюю поверхность сгораемого источника тепла, также предпочтительно ограничивает температуру, которая воздействует на образующий аэрозоль субстрат в процессе воспламенения или горения сгораемого источника тепла, и, таким образом, способствует предотвращению термического разложения или горения образующего аэрозоль субстрата в процессе использования курительного изделия. Как дополнительно описано ниже, это также имеет особенное преимущество, когда сгораемый источник тепла содержит одну или более добавок, которые стимулируют воспламенение сгораемого источника тепла.

В зависимости от желательных характеристик и свойств курительного изделия, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие может иметь низкий или высокий коэффициент теплопроводности. Согласно одному примеру предпочтительного варианта выполнения неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно изготавливать из материала, имеющего объемный коэффициент теплопроводности, составляющий от около 0,1 Вт(м⋅К) до около 200 W Вт(м⋅К) при 23°C и относительной влажности 50% при измерении с использованием метода модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS). Согласно еще одному примеру предпочтительного варианта выполнения неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно изготавливать из материала, имеющего объемный коэффициент теплопроводности, составляющий от около 0,05 Вт(м⋅К) до около 50 W Вт(м⋅К) при 23°C и относительной влажности 50% при измерении с использованием метода модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).

Толщину неметаллического несгораемого газостойкого первого барьерного покрытия можно регулировать соответствующим образом для достижения хорошего качества курения и одновременного предотвращения или сокращения до минимума образования и/или вдыхания вредных летучих соединений из курительного изделия. Согласно одному примеру предпочтительного варианта выполнения неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие может иметь толщину от около 10 мкм до около 500 мкм.

Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно изготавливать, используя один или более подходящих материалов, которые являются по существу термически устойчивыми и несгораемыми при температурах, достигаемых сгораемым источником тепла в процессе воспламенения и горения. Подходящие материалы известны в технике и включают, но не ограничиваются этим, глины (такие как, например, бентонит и каолинит), стекла и другие минералы, керамические материалы или их комбинации.

Предпочтительные покровные материалы, из которых можно изготавливать несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие, включают глины и стекла. Предпочтительнее неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно изготавливать, используя оксид алюминия (Al₂O₃), полимеры и неорганические клеи. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие представляет собой глиняное покрытие, содержащее смесь бентонита и каолинита в соотношении 50/50. Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие представляет собой стеклянное покрытие, предпочтительнее спеченное стеклянное покрытие.

Предпочтительно неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие имеет толщину по меньшей мере около 10 мкм. Вследствие низкой проницаемости глин по отношению к газам, согласно вариантам выполнения, в которых неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие представляет собой глиняное покрытие, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие имеет толщину, предпочтительно, по меньшей мере, около 50 мкм, и еще предпочтительнее от около 50 мкм до около 350 мкм. Согласно вариантам выполнения, в которых неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие изготовлено из одного или более материалов, которые являются более непроницаемыми по отношению к газам, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие может быть тоньше, и, как правило, его толщина составляет предпочтительно менее чем около 100 мкм и предпочтительнее около 20 мкм. Согласно вариантам выполнения, в которых неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие представляет собой стеклянное покрытие, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие предпочтительно имеет толщину до 200 мкм. Толщину неметаллического несгораемого газостойкого первого барьерного покрытия можно измерять, используя микроскоп, сканирующий электронный микроскоп (SEM) или любые другие подходящие измерительные приборы, известные в технике.

Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно наносить в качестве покрытия, которое прикрепляется по существу на всю заднюю поверхность сгораемого источника тепла, используя любые подходящие способы, известные в технике в том числе, но не ограничиваясь этим, распылительное покрытие, осаждение из паровой фазы, погружение, нанесение материала (например, нанесение кистью или приклеивание), электростатическое осаждение или любое их сочетание.

Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно наносить, например, предварительно изготавливая барьерное покрытие, около соответствующее по размеру и форме задней поверхности сгораемого источника тепла, и нанося его на заднюю поверхность сгораемого источника тепла в качестве покрытия, прикрепляемого по существу на всю заднюю поверхность сгораемого источника тепла. В качестве альтернативы, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно подвергать формованию, перфорации или механической обработке после его нанесения на заднюю поверхность сгораемого источника тепла.

Согласно предпочтительному варианту выполнения неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие изготавливают путем нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла. Например, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно наносить по существу на всю заднюю поверхность сгораемого источника тепла путем погружения задней поверхности сгораемого источника тепла в раствор или суспензию одного или более подходящих покровных материалов или путем нанесения кистью или распылительного нанесения раствора или суспензии или путем электростатического нанесения порошка или смеси порошков одного или более подходящих покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла. Заднюю поверхность сгораемого источника тепла предпочтительно предварительно обрабатывают растворимым стеклом перед электростатическим нанесением покрытия. Предпочтительнее несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие наносят путем распылительного покрытия.

Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно изготавливать посредством однократного нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла. В качестве альтернативы, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно изготавливать посредством многократного нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла. Например, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие можно изготавливать, осуществляя одно, два, три, четыре, пять, шесть, семь или восемь последовательных нанесений раствора или суспензии одного или более подходящих покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла.

Предпочтительно неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие изготавливают, осуществляя от одного до десяти нанесений раствора или суспензии одного или более подходящих покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла.

После нанесение раствора или суспензии одного или более покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла, его можно высушивать, получая неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие.

Когда неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие изготавливают посредством многократного нанесения раствора или суспензии одного или более подходящих покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла, его высушивание может не потребоваться между последовательными нанесениями раствора или суспензии.

В качестве альтернативы, или в качестве дополнения к высушиванию, после нанесения раствора или суспензии одного или более покровных материалов на заднюю поверхность сгораемого источника тепла, один или более покровных материалов на сгораемом источнике тепла можно спекать, чтобы получать неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие. Спекание неметаллического несгораемого газостойкого первого барьерного покрытия является особенно предпочтительным, когда барьерное покрытие представляет собой стеклянное или керамическое покрытие.

Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие спекают при температуре, составляющей предпочтительно от около 500°C до около 900°C и предпочтительнее около 700°C.

Предпочтительно сгораемый источник тепла представляет собой углеродистый источник тепла. При упоминании в настоящем документе термин «углеродистый» используется для описания источника тепла, содержащего углерод.

Предпочтительно сгораемый источник тепла представляет собой источник тепла на углеродной основе. При упоминании в настоящем документе термин «источник тепла на углеродной основе» используется для описания источника тепла, содержащего, главным образом, углерод, то есть источник тепла, в котором содержание углерода составляет, по меньшей мере, 50 вес.% по сухому веществу. Согласно настоящему изобретению сгораемые источники тепла на углеродной основе имеют содержание углерода, составляющее предпочтительно, по меньшей мере, около 60 вес.% по сухому веществу, предпочтительнее, по меньшей мере, около 70 вес.% по сухому веществу и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, около 80 вес.% по сухому веществу.

Сгораемые углеродистые источники тепла по изобретению можно изготавливать, используя один или более подходящих углеродсодержащих материалов.

Если это желательно, одно или более связующих можно сочетать с одним или более углеродсодержащими материалами. Предпочтительно одно или более связующих представляют собой органические связующие. Подходящие известные органические связующие, включают, но не ограничиваются этим, смолы (например, гуаровая смола), модифицированные целлюлозы и производные целлюлозы (например, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза), муку, крахмалы, сахара, растительные масла и их комбинации.

Согласно особенно предпочтительному варианту выполнения, сгораемый источник тепла изготавливают из смеси угольного порошка, модифицированной целлюлозы, муки и сахара.

В качестве альтернативы или в качестве дополнения к одному или более связующим, сгораемые источники тепла по изобретению могут включать одну или более добавок для улучшения свойств сгораемого углеродистого источника тепла. Подходящие добавки включают, но не ограничиваются этим, добавки, способствующие укрупнению частиц сгораемого источника тепла (например, спекающие добавки), добавки, способствующие воспламенению сгораемого источника тепла (например, окислители, такие как перхлораты, хлораты, нитраты, пероксиды, перманганаты, и/или цирконий), добавки, способствующие горению сгораемого источника тепла (например, калий и соли калия, такие как цитрат калия), и добавки, способствующие разложению одного или более газов, образующихся в процессе горения сгораемого источника тепла (например, катализаторы, такие как CuO, Fe₂O₃ и Al₂O₃).

Такие добавки можно вводить в сгораемый источник тепла до или после нанесения неметаллического несгораемого газостойкого первого барьерного покрытия на его заднюю поверхность.

Согласно особенно предпочтительному варианту выполнения, сгораемый источник тепла представляет собой цилиндрический сгораемый источник тепла, включающий углерод и, по меньшей мере, один стимулятор воспламенения, причем этот цилиндрический сгораемый источник тепла имеет расположенный раньше по ходу потока (передний) край и противоположный, расположенный дальше по ходу потока (задний) край, и, по меньшей мере, часть цилиндрического сгораемого источника тепла между расположенным раньше по ходу потока краем и расположенным дальше по ходу потока краем обертывает огнестойкий оберточный материал, и, при воспламенении расположенного раньше по ходу потока края цилиндрического сгораемого источника тепла расположенный дальше по ходу потока край цилиндрического сгораемого источника тепла нагревается до первой температуры, и в процессе последующего горения цилиндрического сгораемого источника тепла расположенный дальше по ходу потока край цилиндрического сгораемого источника тепла сохраняет вторую температуру, которая является ниже, чем первая температура. При упоминании в настоящем документе термин «стимулятор воспламенения» используется для обозначения материала, который выделяет энергию и/или кислород в процессе воспламенения сгораемого источника тепла, причем скорость выделения энергии и/или кислорода данным материалом не ограничивается диффузией кислорода окружающей среды. Другими словами, скорость выделения энергии и/или кислорода данным материалом в процессе воспламенения сгораемого источника тепла является по существу независимой от скорости, с которой кислород окружающей среды может поступать к материалу. При упоминании в настоящем документе термин «стимулятор воспламенения» также используется для описания элементарного металла, который выделяет энергию в процессе воспламенения сгораемого источника тепла, причем температура воспламенения элементарного металла составляет ниже чем около 500°C, и теплота сгорания элементарного металла составляет, по меньшей мере, около 5 кДж/г.

При упоминании в настоящем документе термин «стимулятор воспламенения» не содержит соли щелочных металлов и карбоновых кислот (такие как цитратные соли щелочных металлов, ацетатные соли щелочных металлов и сукцинатные соли щелочных металлов), галогенидные соли щелочных металлов (такие как хлоридные соли щелочных металлов), карбонатные соли щелочных металлов или фосфатные соли щелочных металлов, которые считаются модифицирующими горение углерода.

В результате использования выделения энергии и/или кислорода, по меньшей мере, одним стимулятором воспламенения в процессе воспламенения сгораемого источника тепла температура сгораемого источника тепла резко увеличивается при его воспламенении. Это отражает увеличение температуры сгораемого источника тепла. При использовании в курительном по изобретению это предпочтительно обеспечивает наличие достаточного количества тепла для переноса из сгораемого источника тепла в образующий аэрозоль субстрат курительного изделия и, таким образом, способствует образованию приемлемого аэрозоля в процессе первых затяжек.

Примеры подходящих окисляющих веществ включают, но не ограничиваются этим, следующие вещества: нитраты, такие как, например, нитрат калия, нитрат кальция, нитрат стронция, нитрат натрия, нитрат бария, нитрат лития, нитрат алюминия нитрат и железа; нитриты; другие органические и неорганические нитросоединения; хлораты, такие как, например, хлорат натрия и хлорат калия; перхлораты, такие как, например, перхлорат натрия; хлориты; броматы, такие как, например, бромат натрия и бромат калия; перброматы; бромиты; бораты, такие как, например, борат натрия и борат калия; ферраты, такие как, например, феррат бария; ферриты; манганаты, такие как, например, манганат калия; перманганаты, такие как, например, перманганат калия; органические пероксиды, такие как, например, бензоилпероксид и пероксид ацетона; неорганические пероксиды, такие как, например, пероксид водорода, пероксид стронция, пероксид магния, пероксид кальция, пероксид бария, пероксид цинка и пероксид лития; надпероксиды, такие как, например, надпероксид калия и надпероксид натрия; карбонаты; йодаты; перйодаты; йодиты; сульфаты; сульфиты; другие сульфоксиды; фосфаты; фосфинаты; фосфиты и фосфаниты.

Несмотря на предпочтительное улучшение свойств воспламенения и горения сгораемого источника тепла включение способствующих воспламенению и горению добавок может приводить к образованию нежелательных продуктов разложения и других реакций в процессе использования курительного изделия. Например, разложение нитратов, включаемых в сгораемый источник тепла, чтобы способствовать его воспламенению, может приводить к образованию оксидов азота. Неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие, нанесенное на заднюю поверхность сгораемого источника тепла, предпочтительно предотвращает или замедляет поступление таких продуктов разложения и других реакций в воздух, втягиваемый через курительное изделие в процессе его использования.

Кроме того, включение окислителей, таких как нитраты или другие добавки, для стимуляции воспламенения может приводить к образованию горячих газов и высоких температур в сгораемом источнике тепла в процессе воспламенения сгораемого источника тепла. Действуя в качестве теплоотвода и препятствия для горячих газов, неметаллическое несгораемое газостойкое первое барьерное покрытие, нанесенное на заднюю поверхность сгораемого источника тепла, предпочтительно ограничивает температуру, которая воздействует на образующий аэрозоль субстрат, и, таким образом, способствует предотвращению термического разложения или горение образующего аэрозоль субстрата в процессе воспламенения сгораемого источника тепла.

Для изготовления сгораемых углеродистых источников тепла по изобретению один или более углеродсодержащий материалов предпочтительно смешивают с одним или более связующими и другими добавками, если они применяются, и предварительно изготавливают из смеси желательную форму. Из смеси одного или более углеродсодержащий материалов, одного или более связующих и других добавок можно предварительно изготавливать желательную форму, используя любые подходящие известные способы изготовления керамических материалов, такие как, например, шликерное литье, экструзия, инжекционное формование и уплотнение под давлением. Предпочтительно из смеси изготавливают желательную форму посредством экструзии.

Предпочтительно из смеси одного или более углеродсодержащих материалов, одного или более связующих и других добавок предварительно изготавливают удлиненный стержень. Однако следует отметить, что из смеси одного или более углеродсодержащих материалов, одного или более связующих и других добавок можно предварительно изготавливать и другие желательные формы.

После изготовления удлиненный стержень или другую желательную форму предпочтительно высушивают, чтобы уменьшить влагосодержание, а затем подвергают пиролизу в неокислительной атмосфере при температуре, достаточной для карбонизации одного или более связующих, если они присутствуют, и для значительного удаления любых летучих веществ из удлиненного стержня или другой формы. Предпочтительно удлиненный стержень или другую желательную форму подвергают пиролизу в атмосфере азота при температуре, составляющей от около 700°C до около 900°C.

Согласно одному варианту выполнения, по меньшей мере, одну нитратную соль металла вводят в сгораемый источник тепла посредством включения, по меньшей мере, одного предшественника нитрата металла в смесь одного или более углеродсодержащих материалов, одного или более связующих и других добавок. По меньшей мере, один предшественник нитрата металла затем подвергают превращению на месте применения, по меньшей мере, в одну нитратную соль металла посредством обработки пиролизованного предварительно изготовленного цилиндрического стержня или другой формы водным раствором азотной кислоты. Согласно одному варианту выполнения сгораемый источник тепла содержит, по меньшей мере, одну нитратную соль металла, у которой температура термического разложения составляет менее чем около 600°C и предпочтительнее менее чем около 400°C. По меньшей мере, одна нитратная соль металла имеет температуру разложения, составляющую предпочтительно от около 150°C до около 600°C и предпочтительнее от около 200°C до около 400°C.

Согласно предпочтительным вариантам выполнения воздействие на сгораемый источник тепла традиционного желтого пламени зажигалки или другого воспламеняющего устройства должно приводить к тому, что, по меньшей мере, одна нитратная соль металла разлагается и выделяет кислород и энергию. Это разложение вызывает начальное повышение температуры сгораемого источника тепла, а также способствует воспламенению сгораемого источника тепла. После разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла сгораемый источник тепла предпочтительно продолжает горение при меньшей температуре.

Включение, по меньшей мере, одной нитратной соли металла предпочтительно приводит к тому, что воспламенение сгораемого источника тепла начинается внутри, а не только в точке на его поверхности. Предпочтительно, по меньшей мере, одна нитратная соль металла распределяется по существу равномерно в объеме сгораемого источника тепла. Предпочтительно, по меньшей мере, одна нитратная соль металла присутствует в сгораемом источнике тепла в количестве, составляющем от около 20 вес.% по сухому веществу до около 50 вес.% по сухому веществу сгораемого источника тепла.