CN101909851A - 用于生产柱形热源的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种用于生产柱形含碳热源(4)的工艺，该柱形含碳热源(4)用于加热的吸烟物品，所述热源具有贯穿于热源延伸的纵向空气流动通道，所述纵向空气流动通道的内表面覆盖有涂层(22)，所述工艺包括以下步骤：(a)通过使含碳材料穿过模具(6)挤出成型而形成柱形热源(4)，所述模具(6)包括孔口(8)，该孔口(8)具有安装在孔口(8)中的芯棒(10)，以便形成空气流动通道；和(b)将流体涂层化合物(16)涂敷到芯棒下游的空气流动通道的内表面。将涂层化合物(16)穿过进给通路(12)进行进给，该进给通路(12)沿纵向穿过芯棒(10)延伸并具有在进给通路(12)端部处的出口。涂层化合物(16)由于涂层化合物和内表面之间的粘着力而浸润纵向通道的内表面，由此随着柱形热源(4)被挤出而形成涂层(22)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生产柱形含碳热源的工艺，该柱形含碳热源具有至少一个穿过该柱形含碳热源延伸的纵向空气流动通道，该纵向空气流动通道的表面被涂布。
背景技术
挤出成型是在很多工业中使用的已知的制造工艺(这些工业包括食品、金属、塑料和陶瓷工业)，用于生产具有固定的横截面的细长杆和管。在挤出成型工艺中，塑料进料通过模具推进或者拉出，所述模具具有与挤出的物品的所需形状相反的几何形状。例如，实心的杆通过使进料穿过模具孔口挤出而生产。一个或多个中空通路可以通过在模具孔口中安装一个或多个销或芯棒而在挤出的杆中形成。
还已知的是，使用挤出成型工艺来将涂层涂敷到基底。例如，EP-A-0 914 239公开了一种用于同时将一种或多种流体流挤出到移动的网上以便在该移动的网上形成涂层的模具。
在共挤出成型(co-extrusion)工艺中，涂层可以直接涂敷到挤出的物品的表面，其中两种或多种不同的材料穿过在相同模具中的不同的孔口挤出。所述孔口如此布置，使得所述挤出的材料在它们离开模具时融合并结合在一起而形成层状结构。例如，EP-A-0 662 385和EP-A-0 491 093两者都公开了用于生产具有两个或多个同心层的管的共挤出成型工艺。然而，共挤出成型已经被发现不适用于涂敷厚度小于约1mm的涂层，这是因为当挤出涂层所穿过的模具孔口变得过于狭窄时会遇到问题。通常，在挤出成型中使用高粘性进料，以便获得机械稳定性，从而在挤出成型期间或者在随后的处理期间挤出的物品不会在重力的作用下变形。然而，迫使高粘性进料穿过狭窄的孔口在孔口内产生大的剪切力。因此，需要高压来迫使高粘性进料穿过模具并防止模具孔口的阻塞。另外，模具的磨损很高，这将显著减少模具的寿命。在进料包含坚硬的磨料微粒(例如陶瓷微粒)的情况下，这尤其是个问题。
用于将涂层涂敷到挤出的杆或管的一个或多个表面的许多可供选择的方法已经在现有技术中提出。涂层涂敷到挤出的物品的外表面可以利用相对简单的传统涂布技术(例如，喷洒和浸渍)来完成。然而，将涂层涂敷到挤出的管的内表面更加困难。
DE-A-35 25 530和DE-A-102 49 141两者都描述了挤出成型工艺，在所述挤出成型工艺中，涂层涂敷到挤出的聚合物管的内表面。在DE-A-35 25 530的工艺中，形成了柱形的涂层材料层，然后直接涂敷到挤出的管的内表面，并通过芯棒机械地压靠该表面。在DE-A-102 49141的工艺中，涂层材料通过安装在模具孔口内的芯棒中的一个或多个进给通道而注射到管的内表面上。然后，涂层材料通过芯棒的端部机械地压靠该内表面，该芯棒的端部与芯棒的其它部分相比具有增加的直径。
在DE-A-35 25 530和DE-A-102 49 141中所述的工艺中，可以涂敷与在共挤出成型中所需的涂层化合物的粘性相比具有更低粘性的涂层化合物。然而，如同共挤出成型那样，模具(特别是模具孔口和芯棒中的流动通道)的尺寸由挤出的物品的尺寸和所需的涂层厚度决定。所需的模具孔口和流动通道越小，制造和操作模具变得越困难，并且越可能在挤出成型期间发生磨损和阻塞。
加热的吸烟物品(例如，加热的香烟)通常包括易燃的燃料元件或者热源。烟雾通过热量从热源传递到物理上分离的烟雾形成材料而产生，该烟雾形成材料可位于热源内、周围或者下游。热源可以通过挤出成型而形成，并有利地包括沿热源的整个长度延伸的至少一个纵向空气流动通道。该至少一个空气流动通道提供了可控量的烟雾产生物质的对流加热。空气流动通道的内表面可以部分或者全部地涂布，在该处希望减少对流热量传递。涂层可以有利地减少或者基本防止燃烧副产品从易燃的热源流入到一个或者多个空气流动通道。涂层也可以有利地减少或者防止在吸烟期间激活热源的燃烧。
US-A-5 040 551描述了一种用来生产用于加热的吸烟物品的含碳燃料元件的工艺。该燃料元件具有一个或者多个纵向延伸的通路，所述通路的表面涂布有固体颗粒材料的多微孔层。该涂层通过喷洒、浸渍或者通过使涂层的悬浮液穿过燃料元件流动而涂敷到预成形燃料元件的通路的表面。然后使涂层干燥，以便将溶剂从悬浮液移除。
已经发现，由于种种原因，很难在通路的表面上提供均匀、匀质的涂层。燃料元件的通路可以具有小于约3mm、有时小于1mm的直径，因此需要非常薄的涂层。如上所述，在现有技术条件下，很难提供这样一种薄的涂层，特别是当涂层材料是低粘性的或者包含坚硬的研磨材料时。另外，燃料元件通常由含碳材料形成，该含碳材料是多孔的，并且已经发现，在现有的涂布技术条件下，涂层材料在通路的表面处被吸入到气孔内。这使得控制涂层形成变得困难，也导致了不均匀的涂层，在含碳材料和涂层之间具有限定较差的界面。
希望提供一种用来生产用于加热的吸烟物品的柱形含碳热源的简化并且更加有效的工艺，该热源具有穿过热源延伸的一个或多个纵向空气流动通道，其中均匀的涂层涂敷到一些或者所有的空气流动通道的表面。
也希望提供一种用于向柱形热源的纵向空气流动通道涂敷薄的涂层的有效的工艺，同时使得在上述的现有技术工艺中遇到的问题最小化或者基本消除上述问题。
发明内容
根据本发明，提供了一种用来生产用于加热的吸烟物品的柱形含碳热源的工艺，该热源具有贯穿于热源延伸的纵向空气流动通道，该纵向空气流动通道的内表面覆盖有涂层，其中，所述工艺包括以下步骤：
(a)通过使含碳材料穿过模具挤出成型而形成柱形热源，该模具包括孔口，该孔口具有安装在孔口中的芯棒，以便形成空气流动通道；和
(b)通过使涂层化合物穿过进给通路进行进给而将流体涂层化合物涂敷到芯棒下游的空气流动通道的内表面，该进给通路穿过芯棒纵向延伸并具有在进给通路端部中的出口，其中，由于在涂层化合物和内表面之间的粘着力，涂层化合物浸润空气流动通道的内表面，由此随柱形热源被挤出而形成涂层。
术语“柱形”贯穿说明书使用，以便描述挤出的热源具有沿其长度的基本恒定的横截面，并包括例如具有圆形、椭圆形或者矩形横截面的柱体。
在根据本发明的工艺中，涂层化合物“浸润”空气流动通道的内表面。这意味着，由于热力学驱动力、特别是由于涂层化合物和空气流动通道的内表面之间的粘着力，涂层化合物自然而然地遍及空气流动通道的表面扩散。流体浸润固体表面的程度是热力学变量，该热力学变量取决于固体-液体界面和液体-气体界面的界面张力。
通过执行已知的“悬滴”测试可以确定给定液体浸润一表面的程度，该测试测量在液滴的界面和液滴放置于其上的水平表面之间的接触角。由液体浸润表面的程度越高，液体在表面上扩散得越多并且接触角将越小。接触角通常用测角器测量，利用相机和软件来捕捉并分析液滴的轮廓。例如，悬滴测试在Encyclopedia of Surface and ColloidScience，2006年第二版，p1528-9(由CRC出版社出版)中描述。
在本发明的工艺中，优选选择这样一种涂层化合物，该涂层化合物以较高程度浸润形成挤出的热源的材料的表面。
由于涂层形成的方式，在挤出成型期间仅通过使涂层化合物与所述表面接触而在所述表面上提供涂层化合物的匀质层是可能的。然后，涂层化合物将随柱形热源被挤出而自然而然地遍及空气流动通道的表面扩散。这种效果的产生与涂层化合物进给到空气流动通道内的位置在何处无关，因此，没有必要将涂层化合物在空气流动通道的内表面附近注入。相反，涂层化合物可以穿过进给通路进给到空气流动通道的中央、远离空气流动通道的内表面，所述进给通路穿过芯棒的中央延伸。这种布置简化了涂布工艺所需的设备，并且与现有技术工艺相比，大大降低了涂层涂敷中所需的精确度水平。
有利的是，在本发明的工艺中，没有必要预形成涂层，或者抵靠空气流动通道的内表面施加用于按压涂层化合物的机械接触力，如上述现有技术工艺中所述。另外，可以使用相对低粘性的涂层化合物，这给出了更大的灵活性。
在本发明的工艺中涂敷的涂层在纵向空气流动通道的整个内表面上的成分、结构和厚度是基本均匀的，并且涂层的表面是基本光滑的。另外，已经发现，在空气流动通道的内表面处的表面变形由于涂层而变得光滑。由于这种变形导致的其它的涂层中的缺点因此被基本消除。这些有益的表面性能是由于热力学的力而形成的涂层的结果，而不是由于施加机械力。与本发明相比，在现有技术工艺中，芯棒用于机械地按压涂层抵靠挤出的物品的表面，涂层将是不光滑的，因为在挤出的物品和芯棒的表面中的不可避免的缺陷引起涂层的表面中的缺陷。
令人惊讶的是，使用本发明的工艺，已经发现涂层化合物没有大量吸入到热源的含碳材料内，甚至当含碳材料具有高的孔隙度以及使用相对低粘性的涂层化合物时，也是如此。意想不到的是，在空气流动通道的表面和涂层之间的良好粘着以及尖锐的界面的情况下，涂层因此是均匀的并且是良好限定的。这些有利的性能减小了在最终热源中产生瑕疵的可能性，并优化了在加热的吸烟物品使用期间热源的性能，加热的吸烟物品中包括热源。
使用本发明的工艺，在挤出成型工艺期间将涂层涂敷到挤出的柱形热源的纵向空气流动通道的内表面是可能的，该工艺使用比在现有技术工艺中所需的设备简单得多的设备。优选的是，挤出成型的步骤和涂布的步骤基本同时发生。因此，本发明的工艺是有效的、单步骤工艺，该工艺如简单的挤出成型工艺那样消耗相似的时间量。该工艺也适于以相对高的速度进行热源的工业规模的生产。
由本发明的工艺形成的涂布的热源适于在各种电加热的吸烟物品中使用，例如电加热的香烟。在吸烟期间，在热源的空气流动通道中的涂层可以执行一个或者多个功能，包括但不限于在吸烟期间减小并稳定热源的内壁、防止固体颗粒物质释放到主流烟雾内以及防止一氧化碳释放到主流烟雾内。
有利的是，本发明的工艺适用于与各种各样的涂层化合物一起使用，因为工艺参数可以适应性改变并控制，以便与正在使用的材料的性能相配。形成在步骤(b)中的涂层的厚度也可以可预料地控制。
使用本发明的工艺形成的特定涂层化合物的厚度可以由本领域的技术人员通过对已知的热力学原理的应用容易地预料到，如在D.Quéré，Annu.Rev.Fluid Mech.，第31卷(1999)，第347-384页中所述。在本发明的工艺中，涂层的厚度可以通过改变涂层化合物的粘性或者挤出成型的速度或者以上两者来改变。
与上述的现有技术工艺中不同的是，涂敷到空气流动通道的表面的涂层的厚度不受到芯棒中的进给通路的直径的影响，涂层化合物穿过该进给通路进行进给。因此有利的是，通过改变工艺参数(例如粘性和挤出成型速度)而不是通过改变芯棒中的进给通道的直径，来改变沉积的涂层的厚度是可能的。因此，与现有技术工艺相比，可以采用简单得多的芯棒的设计。另外，可能获得比之前实现的涂层薄得多的涂层。
有利的是，由于薄的涂层可以通过本发明的工艺获得，而不减小芯棒中的流动通道的直径，在本发明的工艺中，不会遇到如此程度的与现有技术工艺有关的问题(例如高的剪应力和磨损)。
与现有技术工艺不同的是，本发明的工艺也具有以下优点，可以涂敷包含坚硬微粒的涂层化合物，因为流动通道可以具有足够的直径来防止由坚硬颗粒导致的显著的磨损和阻塞。优选的是，涂层化合物是在液体溶剂中的微粒悬浮液。这种悬浮液将通常具有低体积量的微粒和低的粘性，这使得利用现有技术将它们涂敷到空气流动通道的表面是困难的。然而，已经发现，在根据本发明的工艺中使用悬浮液带来涂层优越的均匀性和稳定性。
优选的是，该工艺还包括对挤出的热源进行干燥的步骤。该干燥步骤可以在环境温度下执行，或者可以通过施加热量、压力或者两者的结合而进行辅助。通常，将期望在干燥步骤期间，溶剂从挤出的柱形热源和涂层化合物两者移除。当涂层化合物是悬浮液时，干燥步骤将通常是希望的，以便移除悬浮液的液相。在干燥之后，悬浮液的微粒形成均匀紧致的层。通常，由于溶剂的移除，在干燥步骤和任何加热步骤期间涂层的收缩将会很大，这使得可能进一步减小涂层的厚度。涂层收缩的程度将通常与含碳材料在干燥和加热期间收缩的程度不同，存在着涂层破裂或与含碳材料分离的潜在可能。然而，使用本发明的工艺，可以形成足够稳定和均匀的涂层，并表现出对含碳材料的足够好的粘着，从而上述影响可以被基本消除。
可供选择的是，或者除了干燥步骤以外，可能希望以某些方式处理挤出的热源，以便实现最终的产品。例如，可能希望挤出的热源经受热处理，以便使涂层稳定，或者致使已经添加到涂层化合物的有机添加剂的燃尽或者高温分解，以便调整其浸润或者流变性能。优选地，该工艺还包括将热源加热到至少为750℃的步骤，优选是在惰性环境下，以便引起烧结或高温分解。
该工艺还包括切割步骤，在该切割步骤中，挤出的柱形热源切割成单独的部分。切割步骤可以在干燥步骤以及任何其它附加的处理步骤之前或者之后发生。每个热源优选具有在约7mm到约17mm之间的长度，更优选的是在约11mm到约15mm之间的长度，最优选为约11mm的长度。
在优选的工艺中，形成具有单个基本上中心或者轴向的空气流动通道的热源。空气流动通道的直径优选在约1.5mm到约3mm之间，更优选在约2mm到约2.5mm之间。
优选的是，涂层具有在约10微米到约200微米之间的厚度，更优选在约10微米到约100微米的厚度。
优选的是，在步骤(b)，形成在空气流动通道的内表面上的涂层的厚度至少部分地通过对穿过芯棒的进给通路的涂层化合物的流率的控制而得到控制。而流率可以通过对涂层化合物的压力和体积的至少一个的控制而得到控制。
在本发明的特定实施例中，涂层化合物的流率如此控制，使得涂层紧邻芯棒的端部形成，其中在该端部中设有出口。在这种情况下，涂层化合物的流率直接影响所形成的涂层的厚度。在挤出成型期间，由于挤出的热源和涂层化合物的相对运动，流体静力学负压在芯棒的端部处形成。在进给通路中的静力学压力可以利用一个或多个压力传感器进行监测，并且流动压力可以响应于压力测量进行调整，以便保证压力保持在所需的水平。
在可供选择的实施例中，穿过在芯棒中的进给通路的涂层化合物的流动如此控制，使得涂层化合物的储集部分在紧邻芯棒的端部的空气流动通道的部分中形成。涂层随即形成在储集部分的下游。涂层化合物的流动可以通过泵来控制，该泵独立于用于含碳材料的流动系统进行操作。涂层化合物的储集部分完全填充紧邻芯棒的端部的空气流动通道的部分，该涂层化合物的储集部分可以通过在挤出成型的初始阶段期间，将增加的体积的化合物泵送到芯棒内而产生。随后，流动体积可以调整，从而储集部分中的涂层化合物以与其移动进入热源的空气流动通道内的速率相同的速率被替换。这意味着，贯穿于挤出成型工艺的始终，储集部分的弯液面有利地保持在相对于芯棒的端部的基本相同的位置。弯液面向后运动到芯棒的内部可能破坏涂层的形成。弯液面进一步远离芯棒的运动将导致比需要填充的部分更长的空气流动通道的填充。
为了监测和控制储集部分的位置，其弯液面的位置可以利用适当的非破坏性方法(例如X-射线吸收或者β射线后方散射)进行测量。也可以采用用于特定涂层化合物的电磁法(例如电容传感器)。沿涂层化合物的流动通道在两个或者多个位置处检测储集部分的存在或者不存在。化合物的流率相应地通过泵进行控制，以便保证弯液面保持在所需的位置。
在芯棒的端部中的进给通路的出口处，芯棒壁的边缘可以有利地成倾斜状，以便在涂层被拉到芯棒的边缘上方时避免大的拉伸应力以及涂层的分离。
本发明的工艺也可以用于通过在挤出成型步骤中利用具有安装在模具孔口中的多个芯棒的模具，而生产具有多个纵向空气流动通道的柱形热源，每个芯棒形成空气流动通道中的一个。优选的是，在热源中形成一个到三个之间的空气流动通道。所述空气流动通道可以具有彼此相同或者不同直径。
在具有多个纵向空气流动通道的热源产生之处，一个或多个空气流动通道的内表面可被涂布。每个通道可以通过使涂层化合物穿过在芯棒中的流动通路进行进给而以上述的方式涂布，所述芯棒形成上述通道。优选的是，所有空气流动通道的内表面被涂布。用于涂布每个空气流动通道的涂层化合物可以与用于涂布其它空气流动通道的涂层化合物相同或者不同。
本发明的工艺可以通过沿水平或者竖直方向发生的挤出成型完成。在水平的挤出成型情况下，在涂层化合物已经形成在空气流动通道的内表面上之后，重力可引起涂层化合物的向下的漏滴。因此，优选具有高粘性和大的屈服强度的涂层化合物，以便防止上述结果。然而，在使涂层化合物穿过芯棒中的进给通道供应期间，优选的是涂层化合物的粘性尽可能低，以便避免流动通道中的大的应力和磨损。因此优选表现出触变性行为的涂层。触变性材料是相对高粘性的材料，该触变性材料在施加剪切力时粘性降低；在剪切力移除时，再次回复到原始的较高粘性。触变性能可以通过向涂层化合物添加适当的添加剂而获得。用于此目的的适当的添加剂在现有技术中是已知的。例如，可以使用各向异性组成部分(如伸长的聚合体，或者小片形状的微粒)。
含碳热源优选是易燃的，并且除了碳以外可以包括一个或者多个附加的易燃燃料，所述易燃燃料包括但不限于，铝、镁、碳化物、氮化物和以上各种的混合物。优选是具有高的热量产生能力的易燃的燃料，所述具有高的热量产生能力的易燃的燃料提供非常少量的不完全燃烧副产品，并且提供易燃热源的足够的机械强度。由本发明工艺形成的含碳热源通常是多孔的，并且它们的孔隙度对它们的燃烧率具有显著的影响。随着燃烧的进行，氧气可以以用于维持燃烧的足够的速率分散到热源的大部分内。
由本发明的工艺产生的热源是柱形的，并优选具有基本均匀的直径。例如，热源可以是具有基本圆形横截面的柱体，或者是具有基本椭圆形横截面的柱体。热源的横截面可以通过改变模具中的孔口的横截面而改变，热源材料穿过模具中的孔口被挤出。
如果需要，在热源中可以包括有机粘结剂。也可以包括添加剂，例如用于促进易燃热源的固结的添加剂(例如，烧结辅助剂)、用于促进热源燃烧的添加剂(例如钾)和用于促进由热源的燃烧产生的一种或多种气体的分解的添加剂(例如催化剂)。通常，添加剂将在挤出成型之前被添加到含碳材料。然而，氧化剂可以在任何热处理之后添加，以便提高热源的燃烧和点燃性能。
涂层化合物的成分和性能必须根据用于形成热源的含碳材料进行调整，以便优化由涂层化合物对空气流动通道的内表面的浸润。
有利的是，热源的涂层包括固体颗粒物质层，并基本上是空气不可透过的。这种类型的颗粒涂层通常以悬浮液的形式涂敷，如上所述。所述涂层可由一个或多个适当的材料形成，所述适当的材料在热源的燃烧温度下基本上是热稳定的和不可燃烧的。现有技术中已知的适当的材料例如包括粘土(如，高岭土、膨润土、白云母)；金属氧化物(如，氧化铁、氧化铝、氧化钛、硅石、硅铝、氧化锆和二氧化铈)；沸石、锆、磷酸盐、石墨、玻璃和其它陶瓷材料或者它们的各种结合。优选的涂层材料包括矿物化合物(如，粘土和云母铁矿)。优选的是，涂层化合物包含体积占约5％到35％之间的一种或多种矿物，更优选的是体积占约10％到约25％之间。优选的是，涂层化合物中的矿物的微粒尺寸在约50纳米到约20微米之间。
在特别优选的实施例中，涂层化合物是陶瓷微粒的悬浮液。
如果需要，催化剂组分(例如促进一氧化碳向二氧化碳氧化的组分)可以包括在涂层化合物中。适当的催化剂材料包括，例如铂、钯、过渡金属以及它们的氧化物。
涂层化合物可以包括一种或者多种粘合剂。优选的是，涂层化合物包括重量占约0.5％到约3％之间的粘合剂，或者各种粘合剂的结合。适当的粘合剂的例子是Methocel
(甲基纤维素，可从Dow Chemical公司购得)。
涂层化合物还可以包括一种或者多种分散剂，以便防止悬浮液中的微粒的聚集。优选的是，涂层化合物包含重量占约0.1％到约10％之间的分散剂，或者两种或者多种分散剂的结合，更优选的是重量占约0.1％到约3％之间。适当的分散剂的例子是Bentone
LT(有机改性的特殊近晶粘土，可以从Elementis Specialties股份有限公司购得)。抗泡剂也可以添加到涂层化合物。适当的抗泡剂的例子是Agitan
731(具有非离子的烷氧基化化合物的改性的有机聚硅氧烷，可从Münzing Chemie购得)。
其它适当的粘合剂、分散剂和抗泡剂，以及它们对于它们所添加到的悬浮液的流变能力的影响，对于本领域的技术人员而言是已知的。
优选的是，在100s-1和25℃条件下，涂层化合物的粘性在8mPa.s到1700mPa.s之间，更优选的是，在100s-1和25℃条件下，涂层化合物的粘性在100mPa.s到800mPa.s之间(1Pa.s＝1kgm-1s-1)。
附图说明
现在本发明将仅通过实例并参照附图进行进一步描述，其中：
图1示出了根据本发明的第一实例的工艺中、在模具使用期间穿过模具的一部分的纵向横截面，该工艺用来制造用于加热的吸烟物品的热源；和
图2示出了根据本发明的第二实例的工艺中、在模具使用期间穿过模具的一部分的纵向横截面，该模具用来制造用于加热的吸烟物品的热源。
具体实施方式
实例1
首先，进料以常规方式、通过将粉末碳与含钾燃烧添加剂和有机粘结剂系统混合于水中以便形成含碳的浆糊而产生。
涂层化合物还从下面表1中所示的材料中制备。
表1
为了形成涂层化合物，乳状液首先由去除矿物质的水和Agitan
731的混合物制备，然后，小部分的Bentone
LT逐渐分散到乳状液中。乙二醇、然后云母铁矿和最后Methocel
以少部分添加到分散液(dispersion)中。在最终涂层化合物中的固体馏分约占体积的10％，涂层化合物具有大约0.65Pa.s的粘性(在100s-1和25℃条件下)。
如在图1中所示，含碳的浆糊2沿箭头方向穿过模具6挤出，以形成杆4。挤出成型的速度大约是12mms-1。模具6包括具有圆形横截面的中央模具孔口8，在该模具孔口8中安装芯棒10。芯棒10在中央安装在模具孔口8中，并且还具有外径约3mm的圆形的横截面。因此，最终的挤出杆4为具有圆形横截面和中央纵向空气流动通道的柱形。对应于芯棒10的横截面和直径，纵向空气流动通道具有圆形横截面和约3mm的直径。
进给通路12穿过芯棒10的中央延伸到位于芯棒10的端面的中央中的出口14。在出口处，芯棒壁是成倾斜状的，从而在出口处的进给通路的直径稍微增大。涂层化合物16通过泵送系统(未示出)引入到进给通路12内，并穿过通路12进行进给，然后离开出口14进入到挤出的杆4中的纵向空气流动通道内。在挤出成型工艺的初始阶段，涂层化合物16被泵送穿过芯棒10并进入到进给通路12内，从而涂层化合物16的储集部分18形成在紧邻芯棒10的端部的杆4的纵向空气流动通道内。一旦储集部分18已经形成并且储集部分的弯液面20相对于芯棒10的端部处于所需的位置，涂层化合物的流率由泵送系统进行控制，从而随着涂层化合物16的离开，以相同的速率将涂层化合物16进给到储集部分18。由此，储集部分的弯液面20在整个挤出成型工艺中基本保持在相同的位置。
随着含碳的浆糊穿过模具6被挤出，在储集部分18中的涂层化合物16在纵向空气流动通道的内表面上形成涂层22，该涂层22具有约250微米的厚度。
然后，杆4在环境温度下干燥，并且在惰性环境、在约750℃条件下进行加热分解(pyrolise)。干燥的涂层具有约50微米的厚度和约50％的孔隙度。最后，杆4被切割成得到几个柱形热源，以便合并在加热的香烟内。
实例2
进料和涂层化合物如上所述进行制备。如在图2中所示，含碳的浆糊2沿箭头方向穿过模具6被挤出，该模具6具有与在图1中示出和如上所述的相同的构造。然而，与实例1中不同的是，不存在涂层化合物的储集部分，而是，涂层化合物16的流动受到控制，从而一旦挤出的柱体4离开芯棒10的端部，涂层22就形成在纵向空气流动通道的内表面上。与在实例1中不同的是，在实例1中，供应到储集部分的涂层化合物的体积受到控制，在实例2的工艺中，涂层化合物的压力受到控制，以便实现稳定的工艺。压力应该在很少的百分比内保持稳定，以避免涂层的破裂。涂层22的厚度可以通过压力的变化而进行改变，以改变涂层化合物16的流率。
Claims (14)
1.一种用于生产柱形含碳热源(4)的工艺，该柱形含碳热源(4)用于加热的吸烟物品，所述热源具有贯穿于热源延伸的纵向空气流动通道，所述纵向空气流动通道的内表面覆盖有涂层(22)，其中，所述工艺包括以下步骤：
(a)通过使含碳材料穿过模具(6)挤出成型而形成柱形热源(4)，所述模具(6)包括孔口(8)，该孔口(8)具有安装在孔口(8)中的芯棒(10)，以便形成空气流动通道；和
(b)通过使流体涂层化合物(16)穿过进给通路(12)进行进给，而将流体涂层化合物(16)涂敷到芯棒下游的空气流动通道的内表面，该进给通路(12)沿纵向穿过芯棒(10)延伸并具有在进给通路(12)端部中的出口，其中，涂层化合物由于涂层化合物和空气流动通道的内表面之间的粘着力而浸润空气流动通道的内表面，由此随着柱形热源(4)被挤出而形成涂层(22)。
2.根据权利要求1所述的工艺，其中涂层化合物是包含陶瓷微粒的悬浮液。
3.根据权利要求2所述的工艺，其中所述工艺还包括在步骤(b)之前去除悬浮液的空气的步骤。
4.根据前述权利要求任一项所述的工艺，其中通过对在步骤(b)中穿过进给通路(12)的涂层化合物(16)的流率的控制，来控制涂层(22)的厚度。
5.根据前述权利要求任一项所述的工艺，其中穿过进给通路(12)的涂层化合物的流率如此控制，使得涂层(22)紧邻芯棒(10)的端部形成。
6.根据权利要求1-4任一项所述的工艺，其中穿过芯棒(10)中的进给通路(12)的涂层化合物(16)的流动受到控制，从而在空气流动通道的紧邻芯棒(10)的端部的部分中形成涂层化合物(16)的储集部分(18)，涂层(22)在储集部分(18)的下游形成。
7.根据权利要求6所述的工艺，其中测量储集部分(18)的位置并且控制涂层化合物(16)的流率，以便使储集部分(18)相对于芯棒(10)的端部基本保持在相同的位置。
8.根据前述权利要求任一项所述的工艺，所述工艺用于生产具有多个纵向空气流动通道的热源，其中，在步骤(a)中使用的模具包括孔口，该孔口具有安装在孔口中的多个芯棒，每个芯棒形成纵向空气流动通道中的一个。
9.根据权利要求8所述的工艺，其中两个或多个纵向空气流动通道的内表面覆盖有涂层，步骤(b)包括使流体涂层化合物穿过进给通路进给到两个或多个纵向空气流动通道内，该进给通路穿过形成两个或多个通道的芯棒延伸，其中，涂层化合物浸润空气流动通道的表面，由此随柱形物品被挤出而在每个空气流动通道的内表面上形成涂层。
10.根据前述权利要求任一项所述的工艺，其中，在步骤(b)中形成涂层(22)，所述涂层(22)具有在10微米到100微米之间的厚度。
11.根据前述权利要求任一项所述的工艺，还包括对在步骤(b)中形成的热源进行干燥的步骤。
12.根据前述权利要求任一项所述的工艺，还包括将在步骤(b)中形成的热源加热到至少750℃的温度的步骤。
13.根据前述权利要求任一项所述的工艺，其中进给通路(12)穿过芯棒(10)的中央延伸。
14.一种根据权利要求1-13任一项所述的工艺形成的热源。
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