BR112014024332B1

BR112014024332B1 - Método de fabricação de uma fonte de calor combustível

Info

Publication number: BR112014024332B1
Application number: BR112014024332-8A
Authority: BR
Inventors: Laurent Edouard Poget; Oleg Mironov; Hans Lippert; Guenter Rinn
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2021-09-14
Also published as: AR090555A1; EP2833743B1; KR20140146601A; JP5869178B2; PL2833743T3; JP2015512266A; US9717273B2; RU2014144441A; EP2833743A1; WO2013149810A1; KR101633578B1; ES2599678T3; CN104320982B; TW201400039A; RU2614613C2; HUE029411T2; US20150107759A1; BR112014024332A2; TWI581723B; CN104320982A

Abstract

método de fabricação de uma fonte de calor combustível. a presente invenção refere-se a um método de fabricação de uma fonte de calor combustível (118) contendo uma barreira (120). o método compreende: prover um molde (100) definindo uma cavidade (102); colocar um componente particulado (108) na cavidade do molde; colocar um componente laminar (114), adjacente ao molde, para cobrir a abertura da cavidade; comprimir o componente particulado para formar a fonte de calor combustível; sendo que durante a etapa de compressão, a barreira é formada puncionando o componente laminar, usando punção (112) e molde, o punção atua sobre a barreira para comprimir o componente particulado, e afixar a barreira à fonte de calor combustível.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um método para fabricar uma fonte de calor combustível contendo uma barreira.

[0002] Um número de artigos de fumo, nos quais o tabaco é aquecido, ao invés de queimado, tem sido proposto na técnica. Um objetivo de tais artigos de fumo aquecidos é reduzir a quantidade de constituintes prejudiciais conhecidos no fumo pela combustão e degradação pirolítica do tabaco em cigarros convencionais. Em um tipo conhecido de artigo de fumo aquecido, um aerossol é gerado pela transferência do calor de uma fonte de calor combustível para um substrato formador de aerossol, localizado a jusante da fonte de calor carbonácea combustível. Durante a ação de fumar, compostos voláteis são liberados do substrato pela transferência de calor da fonte de calor combustível e entranhados no ar succionado através do artigo de fumo. Á medida que compostos liberados esfriam, eles condensam formando um aerossol que é inalado pelo usuário.

[0003] Por exemplo, o WO 2009/ 022232 descreve um artigo de fumo compreendendo uma fonte de calor combustível, um substrato formador de aerossol, a jusante da fonte de calor combustível, e um elemento condutor de calor aplicado em torno, em contato direto com uma porção traseira da fonte de calor combustível e porção adjacente do substrato formador de aerossol.

[0004] Fontes de calor combustíveis, para uso em tais artigos de fumo, são conhecidas para fabricação em um processo multiestágio, no qual a fonte de calor é formada pressionando material particulado para formar uma fonte de calor sólida. O material particulado é conhecido como sendo um material baseado em carbono e baseado em não carbono, e também podendo compreender um ligante para melhorar as propriedades estruturais da fonte de calor. O elemento condutor de calor, então, é afixado à fonte de calor em um processo subsequente.

[0005] Assim, trata-se de um objetivo da presente invenção prover um método de fabricação que aumente a eficiência de fabricação de fontes de calor combustíveis.

[0006] De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um método para fabricar uma fonte de calor combustível contendo uma barreira, que é usada para separar a fonte de calor de um substrato formador de aerossol. O método compreende prover um molde definindo uma cavidade; colocar um componente particulado na cavidade do molde; colocar um componente laminar adjacente ao molde, para cobrir a abertura da cavidade; comprimir o componente particulado para formar a fonte de calor combustível; sendo que, durante a etapa de compressão, a barreira é formada puncionando o componente laminar usando um punção e molde, o punção atuando sobre a barreira para comprimir o componente particulado e afixar a barreira à fonte de calor combustível.

[0007] A provisão deste método vantajosamente reduz o número de etapas envolvidas na fabricação de fontes de calor combustível. Por conseguinte, as fontes de calor podem ser fabricadas a um custo mais baixo e mais rapidamente. Em adição, a provisão de um método no qual o componente particulado da fonte de calor combustível não contata diretamente o equipamento de compressão, devido a presença de um componente de barreira, vantajosamente reduz o potencial de componentes particulados se aderir ao punção. Isto pode ser particularmente vantajoso quando o material articulado compreende um ligante, como descrito abaixo.

[0008] O termo "barreira" também é chamado revestimento posterior, assim a invenção se refere a um método para fabricar uma fonte de calor combustível com revestimento posterior, em um processo de um estágio.

[0009] Como usado nesta, o termo "componente particulado" é usado para descrever qualquer material particulado fluível ou uma combinação de materiais particulados, incluindo, sem limitação, pós e grânulos. O componente particulado usado no método da invenção compreende dois ou mais materiais particulados de tipos diferentes. Alternativamente ou adicionalmente, componentes particulados usados nos métodos da invenção podem compreender dois ou mais materiais de composições diferentes.

[00010] Em uso, a barreira pode vantajosamente limitar a temperatura a qual o substrato formador de aerossol é exposto durante ignição/ combustão da fonte de calor combustível, e ajudar a evitar ou reduzir a degradação ou combustão do substrato formador de aerossol, durante o uso do artigo de fumo.

[00011] Em uma modalidade preferida, o método adicionalmente compreende prover um adesivo entre a fonte de calor combustível e a barreira. O adesivo melhora a adesão da barreira à fonte de calor combustível. O adesivo é preferivelmente aplicado ao componente laminar antes de ser colocado adjacente ao molde. O adesivo pode ser aplicado por pistola pulverizadora (spray gun), rolo, pistola de fenda (slot gun), ou qualquer método adequado. O adesivo pode ser qualquer adesivo adequado para afixar o material de barreira ao material particulado comprimido de modo permanente. O adesivo, preferivelmente, deve suportar altas temperaturas durante ignição ou combustão da fonte de calor combustível. Preferivelmente, o adesivo é um adesivo PVA (Poli Acetato de Vinila). Adicionalmente ou alternativamente, aditivos na fonte de calor incluindo um agente ligante podem servir como adesivo, tal como, por exemplo, CMC ou silicato de potássio.

[00012] Em uma modalidade particularmente preferida, o material laminar é provido com um adesivo pré- aplicado.

[00013] Preferivelmente, o componente particulado é provido com um agente ligante. O agente ligante pode ser configurado para ligar a fonte de calor combustível à barreira. No caso onde o agente ligante é configurado para ligar a fonte de calor combustível à barreira, um adesivo pode não ser provido entre a fonte de calor combustível e a barreira. Em uma modalidade adicional, o componente particulado pode ser provido com um ou mais de tais agentes ligantes.

[00014] Os um ou mais agentes ligantes podem ser orgânicos, inorgânicos, ou uma combinação destes. Ligantes orgânicos adequados conhecidos incluem, sem limitação, resinas (por exemplo, resina guar), derivados de celulose, e celuloses modificadas (por exemplo, metil celulose, carboximetil celulose, hidroxipropil celulose e hidroxipropil metilcelulose), farinha, amido, açúcares, óleos vegetais, e combinações destes.

[00015] Ligantes inorgânicos conhecidos adequados incluem sem limitação, tal como, por exemplo, bentonita e caolinita; derivados de alumino-silicato, tais como, por exemplo, cimento, alumino-silicatos ativados com alqualis; silicatos alcalinos, tal como, por exemplo, silicatos de sódio e silicatos de potássio; derivados de calcário, tal como, por exemplo, cal e cal hidratado; compostos alcalinos terrosos e derivados, tal como, por exemplo, cimento de magnésio, sulfato de magnésio, sulfato de cálcio, fosfato de cálcio, e fosfato dicalcio; e compostos de alumínio e derivados, tal como, por exemplo, sulfato de alumínio.

[00016] Preferivelmente, a barreira se estende, pelo menos parcialmente, ao longo de um lado da fonte de calor combustível para formar uma capa. A capa preferivelmente se estende ao longo de um lado longitudinal da fonte de calor combustível. A capa preferivelmente se estende ao longo de um lado longitudinal da fonte de calor combustível uma extensão menor que cerca de 500 mícrons. Em certas modalidades preferidas, a capa se estende ao longo do lado longitudinal da fonte de calor combustível uma extensão menor que 5 vezes a espessura da barreira. Vantajosamente, a provisão de uma barreira em tal arranjo aumenta a rigidez estrutural dos cantos da fonte de calor combustível cobertas pela capa.

[00017] Preferivelmente, o perfil do punção que contata a barreira é côncavo. O uso de um perfil côncavo ajuda a formar bordas arredondadas ou truncadas na periferia da extremidade da fonte de calor. A provisão de um perfil de punção côncavo também permite que a barreira forme uma capa tipo convexa na fonte de calor combustível. Preferivelmente, o perfil côncavo tem uma profundidade de cerca de 0,25 mm e cerca de 1 mm, mais preferivelmente o perfil côncavo tem uma profundidade entre cerca de 0,4 mm e cerca de 0,6 mm. O ângulo da borda chanfrada do perfil côncavo preferivelmente se encontra na faixa entre cerca de 30° e cerca de 80°. O punção e molde preferivelmente têm correspondentes seções transversais circulares. Alternativamente, punção e molde têm correspondentes seções transversais elípticas.

[00018] Vantajosamente, a provisão de um punção com um perfil côncavo reduz o risco de deformação ou obstrução entre a fonte de calor e a barreira.

[00019] Preferivelmente, a barreira de presente invenção é não combustível. Como usado nesta, o termo "não combustível" é usado para descrever uma barreira substancialmente não combustível nas temperaturas alcançadas pela fonte de calor combustível, durante a combustão ou ignição da mesma.

[00020] Preferivelmente, a barreira é substancialmente impermeável ao ar. Como usado nesta, o termo "impermeável ao ar" é usado para descrever uma barreira que substancialmente impede a sucção do ar através da barreira, quando a fonte de calor combustível tendo barreira estiver sendo usada em um artigo de fumo, como será descrito em detalhes adicionais abaixo. Vantajosamente, a provisão de uma barreira impermeável ao ar pode reduzir o nível de produtos de combustão extraídos através do artigo de fumo.

[00021] Dependendo das características desejadas e desempenho do artigo de fumo, a barreira pode ter condutividade térmica baixa ou alta. Em certas modalidades, barreira pode ser formada tendo uma condutividade térmica entre cerca de 0,1 Watt per metro Kelvin (W/m*K) e cerca de 200 Watts per metro Kelvin (W/m*K) a 23°C e umidade relativa de 50% medido usando um método de fonte de plano transiente modificado (MTPS). Preferivelmente, a condutividade térmica da barreira é pelo menos cerca de 200 Watts per metro Kelvin (W/m*K).

[00022] A espessura da barreira pode ser apropriadamente ajustada para prover um bom desempenho de fumo, quando a fonte de calor combustível é provida em um artigo de fumo, como descrito acima. Em certas modalidades, a barreira pode ter uma espessura entre cerca de 10 mícrons e cerca de 500 mícrons. Preferivelmente, a espessura da barreira se encontra entre cerca de 10 mícrons e cerca de 50 mícrons, mais preferivelmente cerca de 30 mícrons.

[00023] A barreira pode ser formada a partir de um ou mais materiais adequados, substancialmente termicamente estáveis e não- combustíveis nas temperaturas alcançadas pela fonte de calor combustível durante ignição e combustão. A barreira é preferivelmente formada a partir de um material que é adequado para ser cortado usando punção e matriz. Materiais preferidos a partir dos quais a barreira pode ser formada incluem cobre, alumínio, aço inoxidável, e respectivas ligas. Mais preferivelmente, a barreira é feita de alumínio. Em uma modalidade particularmente preferida, o alumínio é EN AW 1200 com mais que 99% de alumínio puro ou liga EN AW 8079.

[00024] Preferivelmente, a barreira se estende ao longo da superfície posterior da fonte de calor combustível.

[00025] A espessura da barreira pode ser medida usando um microscópio, microscópio eletrônico de escaneamento (SEM), ou qualquer outro método de medição adequado conhecido na técnica.

[00026] O método preferivelmente compreende colocar um componente particulado na cavidade do molde usando uma tremonha. A tremonha preferivelmente avança deslizavelmente sobre a cavidade do molde para suprir material particulado, e, então, avança deslizavelmente sobre a cavidade do molde. Em uma modalidade, uma face externa da tremonha é usada para remover uma fonte de calor combustível anterior tendo uma barreira da área de trabalho, quando substancialmente selada contra a cavidade do molde. A saída da tremonha pode ser substancialmente selada em relação ao molde, até a saída da tremonha se posicionar adjacente à cavidade do molde.

[00027] Como usado nesta, o termo "selado" indica que a matéria particulada na tremonha é impedida de escapar da mesma.

[00028] O método preferivelmente compreende colocar o componente laminar para cobrir a abertura da cavidade provendo um material laminar contínuo. Preferivelmente, o material laminar contínuo tem uma largura preferivelmente entre cerca de 1,5 vez e cerca de 3 vezes a largura da cavidade do molde. O material laminar contínuo é preferivelmente provido em uma direção substancialmente paralela àquela na qual a tremonha desliza. Nessa modalidade, o material laminar é provido de cima do topo da tremonha. Em uma modalidade alternativa, o material laminar é provido em uma direção substancialmente perpendicular à direção na qual a tremonha desliza.

[00029] Preferivelmente, o método adicionalmente compreende prender o material laminar adjacente na cavidade do molde, durante a etapa de puncionamento do componente laminar. Vantajosamente, a fixação laminar durante a operação de puncionamento melhora a qualidade da barreira. Preferivelmente, a etapa de prender o componente laminar, compreende usar uma placa tendo um furo passante para receber o punção para prensar o material laminar no molde adjacente à cavidade.

[00030] Preferivelmente, o método adicionalmente compreende ejetar a fonte de calor combustível formada contendo uma barreira da cavidade. A fonte de calor combustível formada preferivelmente é ejetada, movendo a porção do molde, formando a fase da cavidade, relativamente em direção à abertura da cavidade. Em uma modalidade, a porção do molde definindo as paredes da cavidade desce, e a porção de molde definindo a base da cavidade se mantém estacionária em relação à porção que define as paredes da cavidade. Preferivelmente, a ejeção da fonte de calor da cavidade de molde corresponde ao avanço deslizante da tremonha através do molde, de modo que a face externa da tremonha remova a fonte de calor da área de trabalho.

[00031] O molde pode definir uma pluralidade de cavidades de modo que uma pluralidade de cavidades seja fabricada simultaneamente. A pluralidade de cavidades pode ser provida em uma única fileira ou em múltiplas fileiras ou em fileiras alternadas. Nesta modalidade, uma pluralidade de punções é provida, cada punção correspondendo a uma cavidade.

[00032] Em uma modalidade alternativa, o método compreende uma prensa multi-cavidade rotativa contínua, chamada "prensa-torre" (turret-press). Nesta modalidade, as cavidades giram em torno de um eixo geométrico central. O componente particulado é suprido à cavidade a partir de uma tremonha, com a tremonha estacionária em relação à cavidade que recebe o componente particulado. Assim, a tremonha executa um movimento reciprocante ao longo de uma linha definida por um arco. O material laminar então é suprido adjacente à cavidade, para cobrir a abertura da cavidade o material laminar sendo suprido substancialmente tangencialmente à prensa multicavidade rotativa. O punção é provido na vertical acima do material laminar, e, durante a etapa de puncionamento, o punção fica estacionário em relação à cavidade puncionada. Assim, o punção realiza um movimento reciprocante vertical e ao longo de uma linha definida por um arco. A fonte de calor combustível contendo uma barreira formada, então, é ejetada do molde.

[00033] Como será descrito adicionalmente, a fonte de calor combustível pode ser do tipo cego ou não-cego.

[00034] Como usado nesta, o termo "cego" (blind) é usado para descrever uma fonte de calor combustível, na qual o ar succionado através de um artigo de fumo, compreendendo uma fonte de calor combustível por inalação por um usuário, não passa através de qualquer canal de fluxo de ar ao longo da fonte de calor combustível.

[00035] Como usado nesta, o termo "não-cego" (non-blind) é usado para descrever uma fonte de calor combustível na qual o ar succionado através de um artigo de fumo, compreendendo a fonte de calor por inalação por um usuário através de um artigo de fumo compreendendo fonte de calor por inalação por um usuário, passa através de um ou mais canais de ar ao longo de fonte de calor combustível.

[00036] Em algumas modalidades, a fonte de calor combustível pode compreender uma pluralidade de camadas. Nesta modalidade, as camadas são preferivelmente feitas a partir de um material laminar diferente, de modo a formar camadas distintas tendo propriedades distintas. A pluralidade de camadas pode ser formada colocando um primeiro material particulado na cavidade do molde e um segundo material particulado na cavidade do molde. O primeiro material particulado corresponde à primeira camada e o segundo material particulado corresponde à segunda camada.

[00037] Como usado nesta, os termos "camada" e "camadas" são usados se referindo a porções distintas de artigos multicamada feitas por métodos de acordo com a invenção, que se encontram nas interfaces. O uso de termos "camada" e "camadas" não se limita às porções distintas de artigos multicamada, providos por métodos de acordo com a invenção, tendo qualquer dimensão absoluta ou relativa particular. Em particular, camadas de artigos multicamada feitos por métodos de acordo com a invenção podem ser laminar ou não-laminar.

[00038] Preferivelmente, o componente particulado compreende um material combustível carbonáceo. Componentes combustíveis carbonáceos para uso nos métodos de acordo com a invenção, para fabricar fontes de calor carbonáceos combustíveis, podem ser formados a partir de um ou mais materiais carbonáceos adequados.

[00039] Como usado nesta, o termo "carbonáceo" é usado para descrever fontes de calor e componentes particulados contendo carbono.

[00040] Em modalidades onde o componente particulado é um material carbonáceo, o primeiro componente particulado preferivelmente tem um conteúdo de carbono de pelo menos cerca de 35%, mais preferivelmente pelo menos cerca de 45%, e o mais preferível pelo menos cerca de 55% em peso seco do primeiro componente particulado. Em certas modalidades preferidas, o primeiro componente particulado preferivelmente tem um conteúdo de carbono de pelo menos cerca de 65% em peso seco do primeiro componente particulado.

[00041] Alternativamente ou adicionalmente aos um ou mais ligantes, componentes particulados carbonáceos para uso em um método de acordo com a invenção para fabricar fontes de calor carbonáceos combustíveis podem compreender um ou mais aditivos, para melhorar as propriedades da fonte de calor carbonáceo combustível. Aditivos adequados incluem, sem limitação, aditivos para promover a consolidação da fonte de calor carbonáceo combustível (por exemplo, auxiliares de sinterização), aditivos para promover a ignição de fonte de calor carbonáceo combustível (por exemplo, oxidantes, tais como percloratos, cloratos, nitratos, peróxidos, permanganatos, zircônio, e suas combinações), aditivos para promover combustão de fonte de calor carbonáceo combustível (por exemplo, potássio e sais de potássio, tal como citrato de potássio) e aditivos para promover a decomposição de um ou mais gases produzidos pela combustão da fonte de calor carbonácea combustível (por exemplo, catalisadores, tal como CuO, Fe2O3 e Al2O3).

[00042] Onde métodos de acordo com a invenção são usados para fabricar fontes de calor carbonáceos combustíveis para artigos de fumo, pelo menos um dos componentes particulados compreende carbono. Preferivelmente, pelo menos um dos componentes particulados compreende um auxiliar de ignição. Em certas modalidades, pelo menos um dos componentes particulados pode compreender carbono e um auxiliar de ignição.

[00043] Em modalidades onde o primeiro componente particulado compreende um auxiliar de ignição, o primeiro componente particulado preferivelmente tem um conteúdo de auxiliar de ignição menor ou igual a cerca de 60%, mais preferivelmente menor ou igual a cerca de 50%, e o mais preferível menor ou igual a cerca de 40% em peso seco. Em certas modalidades preferidas, o primeiro componente particulado preferivelmente tem um conteúdo de auxiliar de ignição menor ou igual a cerca de 30% em peso seco.

[00044] Como usado nesta, o termo "auxiliar de ignição" é usado para indicar um material que libera um ou ambos de energia e oxigênio durante a ignição da fonte de calor combustível, onde a taxa de liberação de um ou ambos - energia e oxigênio - pelo material não é limitada pela difusão do oxigênio no ambiente. Em outras palavras, a taxa de liberação de energia e oxigênio pelo material durante ignição da fonte de calor combustível é independente em grande extensão da taxa na qual o oxigênio ambiente pode alcançar o material. Como usado nesta, o termo "auxiliar de ignição" também é usado para indicar um metal elemental, que libera energia durante ignição da fonte de calor combustível, quando a temperatura de ignição do metal elemental se encontra abaixo de cerca de 500°C, e o calor da combustão do metal elemental é pelo menos cerca de 5 kJ/g.

[00045] Como usado nesta, o termo "auxiliar de ignição" não inclui sais metálicos alcalinos de ácido carboxílicos (tais como, sais alcalinos metálicos de citrato sais alcalinos metálicos de acetato e sais alcalinos metálicos de succinato sais alcalinos metálicos haleto (tais como, sais alcalinos metálicos cloreto), sais alcalinos metálicos carbonato, e sais alcalinos metálicos fosfato, que, supostamente, modificam a combustão do carbono. Mesmo se presente em grande quantidade, em relação ao peso total da fonte de calor combustível, a queima de tais sais de metais alcalinos não liberam uma quantidade de energia suficiente durante a ignição de uma fonte de calor combustível para produzir uma quantidade aceitável de aerossol nas primeiras lufadas.

[00046] Exemplos de agentes oxidantes adequados incluem, sem limitação: nitratos (tais como, por exemplo, nitrato de potássio, nitrato de cálcio, nitrato de sódio, nitrato de estrôncio, nitrato de sódio, nitrato de bário, nitrato de lítio, nitrato de alumínio, e nitrato de ferro; nitretos; outros compostos nitro quer orgânicos e inorgânicos; cloratos, tais como, por exemplo clorato de sódio e clorato de potássio; percloratos, tais como, por exemplo, perclorato de sódio; cloretos; bromatos, tais como, por exemplo, bromato de sódio e bromato de potássio; perbromatos; brometos, boratos tais como, por exemplo borato de sódio e borato de sódio; ferratos, tais como, por exemplo ferrato de bário; ferritas; manganatos, tais como, por exemplo, manganato de potássio; permanganatos, tais como, por exemplo, permanganato de potássio; peróxidos orgânicos, tais como, por exemplo, peróxido de benzoíla, peróxido de acetona; peróxidos inorgânicos, tais como, por exemplo, peróxido de hidrogênio, peróxido de estrôncio, peróxido de magnésio, peróxido de cálcio, peróxido de bário; peróxido de zinco, e peróxido de lítio; superóxidos, tais como, por exemplo, superóxido de potássio e superóxido de sódio; iodatos, periodatos; iodetos; sulfatos; sulfitos; outros sulfóxidos; fosfatos; fosfinatos; fosfetos; e fosfanetos.

[00047] Preferivelmente, fontes de calor providas pelos métodos da presente invenção têm uma densidade aparente entre cerca de 0,8 g/cm3 e cerca de 1,1 g/cm3, mais preferivelmente cerca de 0,9 g/cm3.

[00048] Preferivelmente, fontes de calor provido pelos métodos da presente invenção têm um comprimento entre cerca de 2 mm e corrente alternada de 20 mm, mais preferivelmente entre cerca de 3 mm e cerca de 15 mm, o mais preferível entre cerca de 9 mm e cerca de 11 mm.

[00049] Preferivelmente, as fontes de calor providas pelos métodos da presente invenção têm um diâmetro entre cerca de 5 mm e cerca de 10 mm, mais preferivelmente entre cerca de 7 mm e cerca de 8 mm, o mais preferível um diâmetro de cerca de 7,8 mm.

[00050] Preferivelmente, as fontes de calor providas pelos métodos da presente invenção têm um diâmetro substancialmente uniforme. No entanto, podem ser usados métodos de acordo com a invenção para fabricar fontes de calor combustíveis cônicas, de modo que o diâmetro da primeira extremidade da fonte de calor combustível seja maior que o diâmetro da segunda extremidade oposta.

[00051] Preferivelmente, as fontes de calor fabricadas pelos métodos da presente invenção são substancialmente cilíndricas. Por exemplo, métodos de acordo com a presente invenção podem ser usados para fabricar fontes de calor combustíveis cilíndricas, tendo uma seção transversal substancialmente cilíndrica ou elíptica.

[00052] Como usado nesta, o termo "comprimento" é usado com referência à extensão na direção longitudinal de um artigo de fumo.

[00053] De acordo com uma modalidade adicional da invenção, é provido um método de fabricação de uma fonte de calor combustível contendo uma barreira. O método provê uma matriz definindo uma cavidade; colocar a fonte de calor combustível de particulado comprimido na cavidade da matriz; colocar uma fonte de calor combustível de componente particulado na cavidade da matriz; colocar um componente laminar adjacente à matriz para cobrir a abertura da cavidade; e formar uma barreira, puncionando o componente laminar usando punção e matriz, o punção atuando sobre a barreira para afixar a barreira à fonte de calor combustível.

[00054] Vantajosamente, a formação de uma barreira, puncionando o material laminar no mesmo processo de aplicar a barreira à fonte de calor combustível, aumenta a eficiência de fabricação de fonte de calor combustível contendo uma barreira.

[00055] A fonte de calor combustível contendo uma barreira, como descrito nesta, pode ser usada em artigos de fumo. Os artigos de fumo podem compreender uma fonte de calor combustível contendo uma barreira, como descrito acima, um substrato formador de aerossol, uma seção de transferência, tal como uma câmara de expansão, uma seção de filtro, e uma peça de boca. A fonte de calor combustível é preferivelmente provida em uma primeira extremidade do artigo de fumo adjacente ao substrato formador de aerossol. A barreira da fonte de calor combustível é provida entre a fonte de calor e o substrato formador de aerossol. A peça de boca é provida na segunda extremidade do artigo de fumo. Os componentes do artigo de fumo são envolvidos em um envoltório. O envoltório pode ser provido com uma barreira adicional na região adjacente à fonte de calor combustível.

[00056] Como usado nesta, o termo "substrato formador de aerossol" se refere a um substrato capaz de liberar, por aquecimento, compostos voláteis do tipo descrito acima, para formar um aerossol.

[00057] Métodos de acordo com a invenção vantajosamente podem fabricar fontes de calor combustível tendo barreira para artigos de fumo do tipo descrito acima. Em particular, vantajosamente, podem ser usados métodos de acordo com invenção para fabricar fontes de calor carbonáceas combustíveis para artigos de fumo.

[00058] Como usado nesta, aspectos de meios e funções podem ser expressos alternativamente em termos das respectivas estruturas.

[00059] Qualquer componente relativo a um aspecto pode ser aplicado a outros aspectos em qualquer combinação apropriada. Em particular, aspectos do método podem ser aplicados a aparelhos, aspectos, e vice-versa. Ademais, quaisquer, alguns, ou todos componentes em um aspecto podem ser apropriados a quaisquer, alguns, ou todos os recursos em qualquer aspecto, em qualquer combinação apropriada.

[00060] Ademais, também deve ser apreciado que combinações particulares dos vários componentes descritos, que foram definidas em qualquer aspecto da invenção, podem ser implementadas ou supridas ou usadas de modo independente.

[00061] A presente invenção será adicionalmente descrita apenas em caráter exemplar fazendo referência a desenhos, nos quais: As Figuras 1 mostram representações esquemáticas de uma fonte de calor combustível contendo uma barreira fabricada de acordo com um método da presente invenção; e As Figuras 2 mostram uma vista lateral e vista de topo de uma fonte de calor combustível contendo uma barreira.

[00062] As Figuras 1(a), 1(b), 1(c) mostram uma representação esquemática da fabricação de uma fonte de calor combustível contendo uma barreira. Em resumo, uma fonte de calor combustível contendo uma barreira é fabricada usando um molde no qual um material particulado é provido, o material particulado sendo baseado em carbono tendo um ligante, tal como resina. A barreira é substancialmente impermeável e não combustível e configurada para transferir calor a partir da fonte de calor combustível. Um material adequado é o alumínio. Um material laminar é usado para prover uma barreira, o chamado "revestimento posterior" (back coating) na fonte de calor combustível. A barreira é formada puncionando o material laminar. Simultaneamente, o material particulado é comprimido por um punção, provendo uma força através do material de barreira. Um adesivo é provido entre a barreira e a fonte de calor, para afixar a barreira à fonte de calor. A fonte de calor combustível formada contendo uma barreira tem uma seção transversal substancialmente circular.

[00063] O equipamento usado para fabricar fontes de calor é arranjado como descrito a seguir. Um molde 100 é provido definindo as paredes laterais de uma cavidade, para formar a fonte de calor combustível. A parede lateral da cavidade é definida pelo segmento 104. As paredes laterais do molde e parede de base são móveis entre si. Uma tremonha 106 é provida configurada para suprir uma matéria particulada 108 à cavidade do molde 102 via saída da tremonha 110. A tremonha 106 é montada deslizavelmente em relação ao molde 100, de modo que realize um movimento reciprocante ao longo de uma linha perpendicular ao eixo longitudinal da cavidade 102. Um punção 112 é provido verticalmente acima da cavidade 102 e arranjado de modo que o eixo longitudinal do punção e o eixo longitudinal da cavidade resultem alinhados. Um material laminar 114 é provido a partir de uma bobina 116 compreendendo material laminar. O material laminar é suprido em uma direção substancialmente paralela à direção em que a tremonha realiza um movimento reciprocante.

[00064] A Figura 1(a) mostra a tremonha 106 posicionada de modo que a saída 110 se posicione sobre a abertura da cavidade. Nesta posição, a tremonha supre a matéria particulada 108, armazenada dentro da mesma, à cavidade 102. Uma quantidade de material particulado suficiente é suprido à cavidade para formar uma única fonte de calor combustível. O material laminar 114 é afastado da cavidade do molde pela tremonha 106 durante enchimento do molde 102. Para garantir que o material laminar seja afixado à fonte de calor um adesivo é aplicado ao material laminar antes de o punção formar a barreira. O adesivo é pré-aplicado a um lado do material laminar, e de modo que o material laminar suprido a partir da bobina 116 já tenha o adesivo.

[00065] A Figura 1(b) mostra a tremonha recuando da posição de enchimento mostrada na Figura 1(a). A medida que o punção desliza se afastando da abertura da cavidade do molde, o punção avança em direção à cavidade, na direção mostrada. Para garantir que o material laminar 114 se encontre na posição correta para puncionar a barreira, o material laminar 114 é preso por uma placa (não mostrada) resilientemente afixada ao punção 112. À medida que o punção avança em direção à cavidade, a placa engata o material laminar para fixá-lo sobre a abertura da cavidade 102. Uma vez engatada, o movimento da placa em relação ao molde é interrompido, e o punção contínua avançando, se movendo em relação à placa e cavidade. O punção forma uma barreira para o material laminar usando a abertura da cavidade como matriz. O punção aplica uma força ao material laminar através da barreira formada. Portanto, o material laminar é comprimido por um punção, ao mesmo tempo em que a barreira é formada. Em adição a formação da fonte de calor e barreira, o punção tem um perfil de seção transversal côncavo que permite cortar o material laminar usado para a barreira. Na verdade, a provisão de um perfil de punção côncavo provê uma borda tipo faca ao punção, para permitir que o material laminar seja cortado mais facilmente. Com a provisão de um perfil côncavo, o material particulado se afasta da interface entre o punção e as paredes laterais do molde. O perfil côncavo também pode facilitar a moldagem da capa na extremidade da fonte de calor. Fazendo o material laminar se afastar da interface, o material remanescente se desprende do material particulado, e reduz a fricção entre o punção e as paredes do molde; na verdade, o punção côncavo atua como raspador, ao longo das paredes laterais do molde. Ademais, o perfil do punção côncavo forma bordas arredondadas ou truncadas na periferia da fonte de calor. Assim, é provida uma barreira convexa, como será descrito em detalhes adicionais adiante. Uma vez completada a etapa de compressão, o punção recua verticalmente.

[00066] A Figura (1c) mostra o recuo do punção. À medida que o punção recua, a porção do molde que define as paredes da cavidade desce em relação à porção do molde, que forma a fase da cavidade. Deste modo, a fonte de calor 116 é ejetada da cavidade do molde. Á medida que baixa a porção de molde que define as paredes laterais da cavidade, a tremonha avança deslizavelmente ao longo da face de topo do molde para iniciar o processo de fabricação de uma fonte de calor adicional. À medida que a tremonha avança, a borda dianteira da tremonha é usada para liberar a fonte de calor formada da área de trabalho. Desta maneira, é provido um processo contínuo.

[00067] Figuras 2(a) e 2(b) mostram a fonte de calor combustível formada 118 tendo barreira 200. Como mostrado, o punção é formado em uma capa convexa tendo parede lateral 202. A capa convexa é formada pelo perfil côncavo do punção e a forma da capa convexa corresponde substancialmente à forma do perfil côncavo do punção. Prover uma capa convexa pode melhorar a adesão entre a capa e a fonte de calor. Prover uma capa convexa pode adicionalmente ou alternativamente reduzir o risco de o material particulado se fragmentar na interface entre a capa e a fonte de calor. O material particulado comprimido 204 forma a fonte de calor. A fonte de calor tem um diâmetro de aproximadamente 7,8 mm e comprimento de aproximadamente 9 mm. Como mostrado na Figura 2(b), a fonte de calor combustível 118 contendo uma barreira 200 tem uma seção transversal substancialmente circular.

[00068] A fonte de calor é usada em um artigo de fumo. O artigo de fumo compreende uma fonte de calor, formada como descrito acima, um substrato formador de aerossol provido adjacente à barreira da fonte de calor, um difusor, uma seção de transferência, um filtro adaptado para condensar vapor, e um filtro de boca (mouthpiece). Os componentes são envolvidos em um papel envoltório, que pode compreender um envoltório de alumínio adicional, adjacente à fonte de calor e substrato formador de aerossol. Em uso, o usuário inicia combustão da fonte de calor que aquece o substrato formador de aerossol para gerar um substrato. À medida que o usuário succiona o ar através do artigo de fumo, o ar é succionado através de furos de ventilação, a montante do substrato formador de aerossol, entranhando o aerossol.

[00069] As modalidades e exemplos descritos ao longo do relatório ilustram, sem limitar, a presente invenção. Outras modalidades da presente invenção poderão ser introduzidas sem sair do escopo e espírito da mesma, e deve ser entendido que as modalidades específicas descritas aqui de nenhum modo devem ser tomadas em sentido limitante.

Claims

1. Método de fabricação de uma fonte de calor combustível (118), contendo uma barreira (200), caracterizado pelo fato de compreender: prover um molde (100) definindo uma cavidade (102); colocar um componente particulado (108) na cavidade do molde (102); colocar um componente laminar (114) adjacente ao molde, para cobrir a abertura da cavidade; comprimir o componente particulado para formar a fonte de calor combustível; em que durante a etapa de compressão, a barreira é formada puncionando o componente laminar usando um punção (112) e o molde, o punção atuando na barreira para comprimir o componente particulado e afixar a barreira à fonte de calor combustível.

2. Método de fabricação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato adicionalmente compreender prover um adesivo entre a fonte de calor combustível (118) e a barreira (120).

3. Método de fabricação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato o adesivo ser aplicado a um componente laminar (114), antes de ser colocado adjacente ao molde (100).

4. Método de fabricação, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o adesivo ser aplicado por pelo menos um de pistola de pulverização, rolo, ou pistola de fenda.

5. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o componente particulado (108) ser provido com um agente ligante.

6. Método de fabricação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o agente ligante ser configurado para ligar a fonte de calor combustível (118) à barreira (200).

7. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a barreira (200) se estender, pelo menos parcialmente, ao longo de um lado da fonte de calor combustível (118) para formar uma capa.

8. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o perfil (112) do punção ser côncavo.

9. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a barreira (200) ser condutora de calor.

10. Método de fabricação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a condutividade térmica da barreira (200) ter pelo menos cerca de 200 W/ m-K.

11. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a barreira (200) ser não-combustível.

12. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de a barreira (200) ser substancialmente impermeável ao ar.

13. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato utilizar uma prensa multicavidade rotativa contínua.

14. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o componente particulado (108) compreender um material carbonáceo combustível.

15. Método de fabricação, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato ser destinada à fabricação de uma fonte de calor combustível (118) para artigos de fumo.