CN105828647B - 包括隔热可燃热源的吸烟制品 - Google Patents

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Abstract

一种吸烟制品(8)包括：具有前部部分(2a)和后部部分(2b)的可燃热源(2)；在所述可燃热源(2)的所述后部部分(2b)下游的气溶胶形成基质(10)；和包围所述可燃热源(2)的所述前部部分(2a)和所述后部部分(2b)的包装材料(40)。所述包装材料(40)与所述可燃热源(2)的所述后部部分(2b)接触。所述可燃热源(2)的全部或部分所述前部部分(2a)的直径小于所述可燃热源(2)的所述后部部分(2b)的直径，使得所述包装材料(40)与所述可燃热源(2)的所述前部部分(2a)的全部或部分径向间隔至少约0.5mm的空气间隙(42)。

Description

包括隔热可燃热源的吸烟制品
技术领域
本发明涉及一种包括可燃热源和气溶胶形成基质的吸烟制品，所述可燃热源具有前部部分和后部部分，所述气溶胶形成基质在可燃热源的后部部分下游。
背景技术
本领域已提出其中的烟草被加热而非燃烧的多种吸烟制品。这种‘加热的’吸烟制品的一个目的是减少通过传统香烟中的烟草的燃烧和热降解所产生的已知类型的有害烟气成分。在一种已知类型的加热的吸烟制品中，通过从可燃热源至位于该可燃热源的下游的成烟基质的热传递产生烟雾。在吸烟期间，挥发性化合物通过来自可燃热源的热传递从气溶胶形成基质释放并且夹带在被抽吸通过吸烟制品的空气中。随着所释放的化合物冷却，化合物凝结以形成由使用者吸入的气溶胶。
已知包含导热元件，其围绕并直接接触可燃热源的至少后部部分和加热式吸烟制品的气溶胶形成基质的至少前部部分，以便确保足够的热量从可燃热源传输传输到气溶胶形成基质，从而获得可接受的气溶胶。例如，WO-A2-2009/022232公开了吸烟制品，其包括可燃热源、可燃热源下游的气溶胶形成基质以及围绕并且直接接触可燃热源的后部和气溶胶形成基质的相邻的前部的导热元件。
用于加热吸烟制品的可燃热源的燃烧温度不应太高，否则会导致在使用加热吸烟制品的过程中燃烧或热降解气溶胶形成材料。但是，可燃热源的燃烧温度应足够高以产生足够的热量，从气溶胶形成材料中释放足够的挥发性化合物以产生可接受的气溶胶，特别是在早期吸入阶段。
先前技术中已提出用于加热吸烟制品的各种可燃含碳热源。用于加热式吸烟制品的可燃含碳热源的燃烧温度通常在600℃与800℃之间。
已知在加热式吸烟制品的可燃含碳热源的周围包装隔热构件，以便降低加热式吸烟制品的表面温度。
例如，US-A-4,714,082揭示了包括含有燃料元件的可燃碳、气溶胶发生装置、导热元件以及弹性、非燃烧材料的外绝缘构件(如玻璃纤维外套)的吸烟制品。绝缘件包围了燃料元件的至少一部分，有利的是包围气溶胶发生装置的至少一部分。
EP-A2-0 174 645公开了一种吸烟制品，所述吸烟制品包括含碳燃料元件、带有气溶胶形成材料承载基质并且物理上独立的气溶胶生成设备、与燃料元件和基质的一部分相接触的导热构件、以及口端件。优选的是，燃料元件的至少一部分具有外围隔热构件(例如隔热纤维的外壳)，所述隔热构件减少径向热损耗且帮助保持热量并将热量从燃料元件导向气溶胶生成设备。
包含如US-A-4,714,082和EP-A2-0 174 645中所公开的非整体式隔热构件可导致加热式吸烟制品沿着吸烟制品长度具有不恒定的横向横截面。这可能对加热式吸烟制品的外观有不利影响，且可能使得在加热式吸烟制品内可靠获取可燃含碳热源更难。包含US-A-4,714,082和EP-A2-0 174 645中所公开的非整体式隔热构件还可能增加组装加热式吸烟制品的复杂度。
将需要提供具有降低的接近热源的表面温度、可接受外观且可以更可靠方式组装的吸烟制品。
发明内容
根据本发明，提供一种具有前部部分和后部部分的可燃热源；在可燃热源的后部部分的下游的气溶胶形成基质；和包围可燃热源的前部部分和后部部分的包装材料，其中包装材料与可燃热源的后部部分接触，且其中可燃热源全部或部分前部部分的直径小于后部部分，使得包装材料与可燃热源的前部部分的全部或部分径向间隔至少约0.5mm的空气间隙。
如本文中所使用的，术语‘气溶胶形成基质’用来说明能够在加热挥发性化合物时释放并且能够形成气溶胶的基质。从根据本发明的吸烟制品的气溶胶形成基质产生的气溶胶可为可见的或不可见的，并且可包括蒸汽(例如，处于气态的细颗粒物质，其通常在室温下为液体或固体)以及气体和冷凝蒸汽的液滴。
气溶胶形成基质可采取由包装物限制的成型件或段的形式，所述成型件或段包含能够在加热时释放可形成气溶胶的挥发性化合物的材料。当气溶胶形成基质采取此类成型件或段的形式时，包括包装物的整个成型件或段视为气溶胶形成基质。
如本文使用的，术语‘远’、‘上游’和‘前部’，以及‘近’、‘下游’和‘后部’用于描述吸烟制品的各部件或部件的各部分相对于吸烟者在吸烟制品的使用期间在吸烟制品上抽吸的方向的相对位置。根据本发明的吸烟制品包括近端，在使用中，通过该近端气溶胶离开吸烟制品用于递送至使用者。吸烟制品的近端还可被称为嘴端部。在使用中，使用者在吸烟制品的近端上抽吸，以便吸入由吸烟制品生成的气溶胶。
可燃热源位于远端处或接近于远端。嘴端部在远端下游。近端还可被称为吸烟制品的下游端部，并且远端还可被称为吸烟制品的上游端部。根据本发明的吸烟制品的各部件或部件的各部分可基于其在吸烟制品的近端和远端之间的相对位置，描述为在彼此的上游或下游。
可燃热源的前部部分位于可燃热源的上游端处。可燃热源的上游端部是可燃热源最远离吸烟制品的近端的端部。可燃热源的后部部分位于可燃热源的下游端处。可燃热源的下游端部是可燃热源最接近于吸烟制品的近端的端部。
如本文使用的，术语‘纵向’用于描述在吸烟制品的近端和相对远端之间的方向。
如本文使用的，术语‘径向’和‘横向’用于描述与在吸烟制品的近端与相对远端之间的方向垂直的方向。
如本文使用的，术语‘长度’用于描述在吸烟制品的纵向方向上的最大尺寸。即，在吸烟制品的近端与相对的远端之间的方向上的最大尺寸。
根据本发明的吸烟制品包含至少0.5mm的空气间隙，所述空气间隙位于可燃热源的至少一部分前部部分与包装材料之间。包含在可燃热源的前部部分的全部或部分与包装材料之间的至少约0.5mm的空气间隙有利地使可燃热源隔热，且因此降低接近可燃热源的吸烟制品的表面温度。
根据本发明之吸烟制品的可燃热源的前部部分的全部或部分具有相比于可燃热源的后部部分缩小的直径。尽管可燃热源的前部部分的全部或部分与包装材料材料之间包含空气间隙，但是可燃热源的前部部分的全部或部分相比于可燃热源的后部部分减小的直径允许包装材料与可燃热源的后部部分接触。这有利地帮助将可燃热源保持在吸烟制品内。这也有助于促进将充足的热从可燃热源传输到气溶胶形成基质，从而提供可接受的气溶胶。
如本文中所使用的表达‘接触’用于意谓包装材料与可燃热源的后部部分之间不存在空气间隙。
包装材料可与可燃热源的前部部分的全部或部分径向间隔至少约1.0mm的空气间隙。
优选的是，包装材料与可燃热源的全部或部分前部部分径向间隔约0.5mm至约1.5mm的空气间隙。包装材料可与可燃热源的前部部分的全部或部分径向间隔在约1.0mm与约1.5mm之间的空气间隙。
优选的是，包装材料与可燃热源的前部部分的至少约50％径向间隔所述空气间隙。包装材料可与可燃热源的前部部分的至少约60％径向间隔所述空气间隙。
优选的是，可燃热源的后部部分具有基本上恒定的横向横截面。更优选的是，可燃热源的后部部分具有基本上恒定的圆形横向横截面。
优选的是，可燃热源的前部部分具有基本上恒定的横向横截面。
在某些实施例中，可燃热源的全部前部部分的直径小于后部部分，使得包装材料与可燃热源的全部前部部分径向间隔所述空气间隙。在某些优选实施例中，可燃热源的前部部分和后部部分具有基本上恒定的圆形横向横截面，且可燃热源具有大体上T形的纵向横截面。
在其它实施例中，仅可燃热源的前部部分的部分具有相较于可燃热源的后部部分减小的直径，使得包装材料与可燃热源的前部部分的仅部分径向间隔所述空气间隙。在某些实施例中，可燃热源的前部部分包括具有相较于可燃热源的后部部分减小的直径的多个以圆周方式分间隔的纵向凹槽。在某些实施例中，可燃热源的前部部分具有基本上恒定的星形或齿轮形横向横截面，且可燃热源的后部部分具有基本上恒定的圆形横截面。
优选地，可燃热源具有约7mm至约17mm、更优选地约7mm至约15mm、最优选地约7mm至约13mm的长度。
优选的是，可燃热源的前部部分的长度为至少5mm。
优选的是，可燃热源的前部部分的长度在约5mm与约12mm之间。
优选的是，可燃热源的后部部分的长度为至少3mm。
优选的是，可燃热源的后部部分的长度在约3mm与约6mm之间。
优选的是，可燃热源的后部部分具有在约5mm与约9mm之间的直径，更优选的是具有在约7mm与约8mm之间的直径。
优选的是，可燃热源的后部部分具有与气溶胶形成基质基本上相同的直径。
包装材料可以是外包装材料。如本文中使用的‘外包装纸’用于描述在吸烟制品的外部上可见的包装材料。
替代地，包装材料可以是内包装材料。如本文中使用的术语‘内包装材料’用于描述在吸烟制品的外部上不可见或仅部分可见的包装材料。在这种实施例中，吸烟制品进一步包括覆盖包装材料的全部或部分的一或多个额外材料层。举例来说，吸烟制品可包括包围包装材料的全部或部分的额外包装材料。
为了促进将氧气供应至可燃热源的前部部分，优选地在可燃热源的前部部分周围的包装材料和(若存在)覆盖包装材料的任何额外材料层中提供一或多个空气入口。
优选的是，在点燃和燃烧期间，包装材料在可燃热源达到的温度下保持物理完整性。
包装材料可包括导热材料。包装材料可包括任何合适的导热材料或具有适当导热性的材料的组合。
在这类实施例中，包装材料优选地包括一个或多个导热材料，其具有如使用改进的瞬态平面热源(MTPS)方法测量的、在23℃和50％的相对湿度下的约10瓦每米开氏度(W/(m·K))与约500瓦每米开氏度(W/(m·K))之间、更优选的是在约15瓦每米开氏度(W/(m·K))至约400瓦每米开氏度(W/(m·K))之间的整体导热性。合适的导热材料包含但不限于：金属箔，例如铝箔、钢箔、铁箔和铜箔；以及金属合金箔。
替代地或另外，包装材料可包括隔热材料。包装材料可以包括任何合适的隔热材料或材料的组合。合适的隔热材料包含但不限于纸。
包装材料可由单一导热材料层或单一隔热材料层形成。
或者，包装材料可由包括一或多个导热材料层和一或多个隔热材料层的多层材料或层压材料形成。在此类实施例中，一或多个导热材料层可包括上文列出的导热材料中的任一种。
在某些优选实施例中，包装材料可由层压材料形成，所述层压材料包括面向可燃热源的后部部分的径向内部隔热材料层和径向外部导热材料层。
在这类实施例中，包含包括径向内部隔热材料层和径向外部导热材料层的组合的包装材料有利地将热从可燃热源传导至气溶胶形成基质，限制自可燃热源的径向热损耗，且隔离可燃热源。
在某些实施例中，包装材料可与可燃热源的后部部分直接接触。如本文使用的，术语‘直接接触’用于意指无需任何中间材料在两个部件之间的接触，使得部件表面彼此接触。
在其它实施例中，包装材料可与可燃热源的后部部分间接接触。在此类实施例中，一或多个材料层设置在包装材料与可燃热源的后部部分之间。
根据本发明的吸烟制品可包括在可燃热源的后部部分与包装材料之间的第一导热元件。在此类实施例中，第一导热元件在部分包装材料下方。
第一导热元件可在可燃热源的后部部分的全部或部分的周围。优选的是，第一导热元件在可燃热源的后部部分的全部或部分和所述气溶胶形成基质的至少前部部分周围。第一导热元件优选地为耐燃的。在某些实施例中，第一导热元件是氧限制性的。换言之，第一导热元件阻止或抵抗经由第一导热元件到可燃热源的氧气通过。
在某些实施例中，第一导热元件可提供可燃热源与气溶胶形成基质之间的基本上气密连接。这可以有利地阻止或防止来自可燃热源的燃烧气体通过其外周容易地抽吸到气溶胶形成基质内。此类连接还可有利地最小化或基本上避免通过沿可燃热源和气溶胶形成基质外周抽吸的空气，从可燃热源到气溶胶形成基质的强制对流热传递。
在某些实施例中，第一导热元件可位于可燃热源的后部部分的全部或部分和气溶胶形成基质的至少前部部分周围并且与所述部分直接接触。在此类实施例中，可燃热源的后部部分的全部或部分由第一导热元件围绕且直接接触第一导热元件，且气溶胶形成基质的至少前部部分由第一导热元件围绕且直接接触第一导热元件。在此类实施例中，第一导热元件提供了在根据本发明的吸烟制品的可燃热源和气溶胶形成基质之间的热联系。
在某些实施例中，气溶胶形成基质的整个长度可由第一导热元件围绕。
在其它实施例中，第一导热元件可仅围绕气溶胶形成基质的前部部分。在此类实施例中，气溶胶形成基质向下游延伸超出第一导热元件。
在第一导热元件仅围绕气溶胶形成基质的前部部分的实施例中，气溶胶形成基质优选地向下游延伸超出第一导热元件至少约3mm。更优选地，气溶胶形成基质向下游延伸超出第一导热元件约3mm至约10mm。然而，气溶胶形成基质可向下游延伸超出第一导热元件小于3mm。
优选的是，由第一导热元件围绕的气溶胶形成基质的前部部分的长度在约1mm与约10mm之间，更优选的是在约2mm与约8mm之间，最优选的是在约2mm与约6mm之间。
第一导热元件包括导热材料。第一导热元件可包含任何合适的导热材料或具有适当导热率的材料的组合。
优选地，第一导热元件包含一个或多个导热材料，其具有如使用修正的瞬态平面热源(MTPS)方法测量的，在23℃和50％的相对湿度下的约10瓦每米开氏度(W/(m·K))至约500瓦每米开氏度(W/(m·K))、更优选约15瓦每米开氏度(W/(m·K))至约400瓦每米开氏度(W/(m·K))的整体导热率。合适的导热材料包括但不限于：金属箔包装物，例如铝箔包装物、钢制包装物、铁箔包装物和铜箔包装物；以及金属合金箔包装物。
第一导热元件可由单个导热材料层形成。可替代地，第一导热元件可由多层或层压材料形成，所述多层或层压材料包括与一或多个其他导热层或非导热层组合的至少一个导热材料层。在此类实施例中，至少一个导热材料层可包含上文列出的导热材料中的任一种。
在某些实施例中，第一导热元件可由层压材料形成，所述层压材料包括至少一个导热材料层和至少一个绝热材料层。在此类实施例中，面对可燃热源的后部部分的第一导热元件的径向内层可为导热材料层，且第一导热元件的径向外层可为隔热材料层。
优选的是，第一导热元件的厚度为约5微米至约50微米、更优选约10微米至约30微米、且最优选约20微米。在某些特别优选的实施例中，第一导热元件包含具有约20微米厚度的铝箔。
替代地或除了位于包装材料的部分下方的第一导热元件，根据本发明的吸烟制品可包括位于包装材料的全部或部分下方的第二导热元件。
在根据本发明的吸烟制品包括第一导热元件和第二导热元件的情况下，第二导热元件优选地在第一导热元件的至少一部分周围。即，第二导热元件优选地覆在第一导热元件的至少一部分上。在这类实施例中，第二导热元件的至少一部分由包装材料与第一导热元件径向分离。
如本文使用的，术语“径向分离”用于指示第二导热元件的至少一部分在径向方向上由包装材料与第一导热元件间隔开，使得在第二导热元件的至少一部分与第一导热元件之间不存在直接接触。
优选的是，第二导热元件的全部或基本上全部由包装材料与第一导热元件径向分离，使得在第一导热元件与第二导热元件之间基本上不存在直接接触。这有利地限制或阻止从第一导热元件到第二导热元件的传导性热传递。这有利地导致第二导热元件保持比第一导热元件更低的温度。
在这类实施例中，第二导热元件有利地减少来自第一导热元件的热损失。在使用时，当通过可燃热源产生热量时，第二导热元件在吸烟制品的吸烟期间将增加温度。第二导热元件的增加的温度减小第一导热元件、包装材料和任何额外中间材料层之间的温度差异，使得来自第一导热元件的热损失可减少。通过减少来自第一导热元件的热损失，第二导热元件有利地帮助将第一导热元件的温度更佳地维持在所需温度范围内。
第二导热元件包括导热材料。第二导热元件可包含任何合适的导热材料或具有适当导热率的材料的组合。
优选地，第二导热元件包含一个或多个导热材料，其具有如使用修正的瞬态平面热源(MTPS)方法测量的，在23℃和50％的相对湿度下的约10瓦每米开氏度(W/(m·K))至约500瓦每米开氏度(W/(m·K))、更优选约15瓦每米开氏度(W/(m·K))至约400瓦每米开氏度(W/(m·K))的整体导热率。合适的导热材料包括但不限于：金属箔包装物，例如铝箔包装物、钢制包装物、铁箔包装物和铜箔包装物；以及金属合金箔包装物。
在根据本发明的吸烟制品包括第一导热元件和第二导热元件的情况下，第一导热元件和第二导热元件可包括相同或不同的导热材料。
在某些优选实施例中，第一导热元件和第二导热元件包含相同的导热材料。在某些优选实施例中，第一导热元件和第二导热元件包含铝箔。
在根据本发明的吸烟制品包括第一导热元件和第二导热元件的情况下，第二导热元件优选地包括一个或多个热反射材料，例如铝或刚。在此类实施例中，在使用中，第二导热元件将来自第一导热元件的热辐射有利地反射回第一导热元件。这还降低来自第一导热元件的热损失，使得第一导热元件的温度可得到更佳控制，并且可燃热源可维持在更高的温度下。
如本文使用的，术语‘热反射材料’指具有相对高的热反射率和相对低的热发射率的材料，使得材料反射比它发射的更大比例的来自其表面的入射辐射。优选地，材料反射超过50％的入射辐射、更优选超过70％的入射辐射、且最优选超过75％的入射辐射。
在根据本发明的吸烟制品包括第一导热元件和包括热反射材料的第二导热元件的情况下，优选的是，第二导热元件的全部或基本上全部由包装材料与第一导热元件径向分离，以便促进通过第二导热元件朝向第一导热元件的热反射。
第二导热元件的反射率可通过提供具有光亮径向内表面的第二导热元件得到改善，其中径向内表面是面对第一导热元件的径向外表面的第二导热元件的表面。
第二导热元件可由单个导热材料层形成。可替代地，第二导热元件可由多层或层压材料形成，所述多层或层压材料包括与一或多个其他导热层或非导热层组合的至少一个导热材料层。在此类实施例中，至少一个导热材料层可包含上文列出的导热材料中的任一种。
在某些实施例中，第二导热元件可由层压材料形成，所述层压材料包括至少一个导热材料层和至少一个隔热材料层。在此类实施例中，面对包装材料的第二导热元件的径向内层可为隔热材料层，且第二导热元件的径向外层可为导热材料层。
在根据本发明的吸烟制品包括第一导热元件和第二导热元件的情况下，第二导热元件的厚度可与第一导热元件的厚度基本上相同。可替代地，第一导热元件和第二导热元件可具有彼此不同的厚度。
优选地，第二导热元件的厚度为约5微米至约100微米、更优选约5微米至约80微米。
优选的是，第二导热元件包含一层或多层导热材料，其具有约2微米至约50微米、更优选约4微米至约30微米的厚度。
在某些实施例中，第二导热元件可包含具有约20微米厚度的铝箔。
在某些实施例中，第二导热元件可包括层压材料，所述层压材料包括具有在约5微米与约6微米之间的厚度的铝外层和纸内层。
在根据本发明的吸烟制品包括第一导热元件和第二导热元件的情况下，第二导热元件相对于第一导热元件、可燃热源和气溶胶形成基质的位置和范围可进行调整，以便控制在吸烟期间的气溶胶形成基质的加热。
第二导热元件可定位在可燃热源的前部部分和后部部分中的一者或两者周围。
在包装材料包括单一隔热材料层的情况下，第二导热元件优选地定位在可燃热源的前部部分和后部部分周围。
替代地或另外，第二导热元件可定位在气溶胶形成基质的至少一部分周围。
在某些实施例中，气溶胶形成基质可抵靠可燃热源的后部部分。
如本文使用的，术语‘抵靠’用于描述气溶胶形成基质直接接触可燃热源的后部部分或可燃热源的后部部分的背面上提供的不可燃的基本上不透气的屏障涂层。
在其它实施例中，气溶胶形成基质可与可燃热源的后部部分间隔开。即，在气溶胶形成基质和可燃热源的后面之间可存在空间或间隙。
根据本发明的吸烟制品可进一步包括围绕气溶胶形成基质外周的一或多个第一空气入口。
在使用中，冷空气通过第一空气入口抽吸到气溶胶形成基质内。通过第一空气入口被抽吸到气溶胶形成基质内的空气通过吸烟制品，从气溶胶形成基质向下游经过，并且通过其近端离开吸烟制品。
在由使用者单口抽吸期间，通过一或多个第一入口抽吸到气溶胶形成基质内的冷空气有利地降低了根据本发明的吸烟制品的气溶胶形成基质的温度。这可有利地基本上阻止或防止在由使用者单口抽吸期间，根据本发明的吸烟制品的气溶胶形成基质的温度的峰值。
在某些优选实施例中，一或多个第一空气入口定位接近于气溶胶形成基质的下游端部。
替代的或另外，在气溶胶形成基质与可燃热源的后部部分间隔开的情况下，根据本发明的吸烟制品可进一步包括在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间的第二空气入口。在使用中，冷空气通过第二空气入口被抽吸到可燃热源和气溶胶形成基质之间的空间内。通过第二空气入口被抽吸到可燃热源和气溶胶形成基质之间的空间内的空气穿过吸烟制品，从可燃热源和气溶胶形成基质之间的空间向下游经过，并且通过其近端离开吸烟制品。
在由使用者单口抽吸期间，通过可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间的一或多个第二入口抽吸的冷空气也可有利地降低根据本发明的吸烟制品的气溶胶形成基质的温度。这可有利地基本上阻止或防止在由使用者单口抽吸期间，根据本发明的吸烟制品的气溶胶形成基质的温度的峰值。
可替代地或另外地，根据本发明的吸烟制品还可包括在气溶胶形成基质下游的一或多个第三空气入口。
应当理解，根据本发明的吸烟制品可包括围绕气溶胶形成基质外周的一或多个第一空气入口、在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间的一或多个第二空气入口和在气溶胶形成基质下游的一或多个第三空气入口的任何组合。
根据本发明的吸烟制品可包括在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间的不可燃的基本上不透气的第一屏障。
如本文使用的，术语‘不可燃’用于描述在可燃热源的燃烧和点燃期间由可燃热源达到的温度下基本上不可燃的屏障。
第一屏障可抵靠可燃热源的后部部分和气溶胶形成基质的前部部分中的一者或两者。可替代地，第一屏障可与可燃热源的后部部分和气溶胶形成基质中的一者或两者间隔开。
第一屏障可粘结或者以其它方式固定至可燃热源的后部部分和气溶胶形成基质中的一者或两者。
在某些优选实施例中，第一屏障包括设置在可燃热源的后部部分的后面上的不可燃的基本上不透气的第一屏障涂层。在此类实施例中，优选地第一屏障包括设置在可燃热源的后部部分的至少基本上整个后面上的第一屏障涂层。更优选地，第一屏障包括设置在可燃热源的后部部分的整个后面上的第一屏障涂层。
如本文使用的，术语‘涂层’用于描述覆盖和粘结至可燃热源的材料层。
第一屏障可以有利地限制气溶胶形成基质在可燃热源的点燃和燃烧期间暴露的温度，并且因此在吸烟制品的使用期间帮助避免或减轻气溶胶形成基质的热降解或燃烧。这在可燃热源包括一个或多个添加剂以帮助可燃热源的点燃的情况下是特别有利的。
在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间包含不可燃的基本上不透气的第一屏障还可有利地基本上防止或阻止根据本发明的吸烟制品的气溶胶形成基质的组分在吸烟制品的贮存期间迁移至可燃热源。
可替代地或另外地，在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间包括不可燃的基本上不透气的第一屏障可有利地基本上防止或阻止根据本发明的吸烟制品的气溶胶形成基质的组分在吸烟制品的使用期间迁移至可燃热源。
在气溶胶形成基质包括至少一种气溶胶形成剂的情况下，在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间包含不可燃的基本上不透气的第一屏障可为特别有利的。在此类实施例中，在可燃热源的后部部分和气溶胶形成基质之间包含不可燃的基本上不透气的第一屏障可有利地防止或阻止至少一种气溶胶形成剂在吸烟制品的贮存和使用期间从气溶胶形成基质迁移至可燃热源。在吸烟制品的使用期间，至少一种气溶胶形成剂的分解因此可有利地基本上被避免或降低。
根据吸烟制品的所需特征和性能，第一屏障可具有低导热率或高导热率。在某些实施例中，第一屏障可由以下材料形成，这种材料具有如使用修正的瞬态平面热源(MTPS)方法测量的、在23℃和50％的相对湿度下的在约0.1瓦每米开氏度(W/(m·K))与约200瓦每米开氏度(W/(m·K))之间的整体导热性。
第一屏障的厚度可被恰当地调整以获得良好的吸烟性能。在某些实施例中，第一屏障可具有约10微米至约500微米的厚度。
第一屏障可由一个或多个合适的材料形成，所述材料在点燃和燃烧期间由可燃热源获得的温度下为基本上热稳定的且不可燃的。合适的材料是本领域已知的，并且包括但不限于粘土(例如膨润土和高岭石)、玻璃、矿物质、陶瓷材料、树脂、金属及其组合。
可形成第一屏障的优选材料包括粘土和玻璃。可形成屏障的更优选的材料包括铜、铝、不锈钢、合金、氧化铝(Al2O3)、树脂和矿物胶。
在某些优选实施例中，第一屏障包括设置于可燃热源的后部部分的后面上的粘土涂层，所述粘土涂层包括膨润土和高岭石的50/50混合物。在其它优选实施例中，第一屏障包括设置于可燃热源的后部部分的后面上的玻璃涂层，更优选的为烧结玻璃涂层。
在某些特别优选的实施例中，第一屏障包括设置于可燃热源的后部部分的后面上的铝涂层。
优选地，屏障具有至少约10微米的厚度。
在第一屏障包括设置于可燃热源的后部部分的后面上的粘土涂层的实施例中，由于粘土的轻微透气性，粘土涂层更优选地具有至少约50微米、且最优选在约50微米与约350微米之间的厚度。
在其中第一屏障由更不透气的一个或多个材料(例如铝)形成的实施例中，第一屏障可更薄，并通常优选具有小于约100微米、更优选为约20微米的厚度。
在第一屏障包括设置于可燃热源的后部部分的后面上的玻璃涂层的实施例中，玻璃涂层优选地具有小于约200微米的厚度。
第一屏障的厚度可使用显微镜、扫描电子显微镜(SEM)或本领域已知的任何其他合适的测量方法测得。
在第一屏障包括设置于可燃热源的后部部分的后面上的第一屏障涂层时，第一屏障涂层可通过本领域已知的任何合适的方法施加以覆盖并粘附到可燃热源的后部部分的后面，所述方法包含但不限于喷涂、蒸气沉积、浸渍、材料转移(例如刷涂或胶合)、静电沉积或其任意组合。
举例来说，可通过以接近可燃热源的后部部分的后面的尺寸和形状预形成一屏障，并将所述屏障施加至可燃热源的后部部分的后面以覆盖并粘附到可燃热源的后部部分的至少基本上整个后面来制得第一屏障涂层。可替代地，在第一屏障涂层涂覆至可燃热源的后部部分的后面之后，可切削或机械加工所述第一屏障涂层。在一个优选实施例中，通过将铝箔胶合或按压至可燃热源而将铝箔涂覆至可燃热源的后部部分的后面，并切削或机械加工所述铝箔以使得所述铝箔覆盖并粘附到可燃热源的后部部分的至少基本上整个后面，优选地覆盖并粘附到可燃热源的整个后面。
在另一优选实施例中，通过将一个或多个合适的涂敷材料的溶液或悬浮体涂覆至可燃热源的后部部分的后面，从而形成第一屏障涂层。例如，可通过将可燃热源的后部部分的后面浸入一个或多个合适的涂敷材料的溶液或悬浮体中，或者通过将溶液或悬浮体刷涂或喷涂至可燃热源的后部部分的后面上或将一个或多个合适的涂敷材料的粉末或粉末混合物静电沉积至可燃热源的后部部分的后面上，从而将第一屏障涂层涂覆至可燃热源的后部部分的后面。在通过将一个或多个合适的涂敷材料的粉末或粉末混合物静电沉积至可燃热源的后部部分的后面上而将第一屏障涂层涂覆至可燃热源的后部部分的后面的情况下，可燃热源的后部部分的后面优选地在静电沉积之前用水玻璃预处理。优选地，第一屏障涂层通过喷涂施加。
第一屏障涂层可通过将一个或多个合适的涂敷材料的溶液或悬浮体单次涂覆至可燃热源的后部部分的后面而形成。可替代地，第一屏障涂层可通过将一个或多个合适的涂敷材料的溶液或悬浮体多次涂覆至可燃热源的后部部分的后面而形成。例如，第一屏障涂层可通过将一个或多个合适的涂敷材料的溶液或悬浮体一次、两次、三次、四次、五次、六次、七次或八次连续涂覆至可燃热源的后部部分的后面而形成。
优选的是，第一屏障涂层通过将一个或多个合适的涂敷材料的溶液或悬浮体一次至十次涂覆至可燃热源的后部部分的后面而形成。
在将一个或多个涂敷材料的溶液或悬浮体涂覆至可燃热源的后部部分的后面之后，可干燥可燃热源以形成第一屏障涂层。
在第一屏障涂层通过将一个或多个合适的涂敷材料的溶液或悬浮体多次涂覆至可燃热源的后部部分的后面而形成的情况下，可燃热源可能需要在溶液或悬浮体的连续涂覆之间进行干燥。
替代或除了干燥，在将一个或多个涂敷材料的溶液或悬浮体涂覆至可燃热源的后部部分的后面之后，可烧结可燃热源上的涂敷材料以便形成第一屏障涂层。当第一屏障涂层为玻璃或陶瓷涂层时，特别优选第一屏障涂层的烧结。优选地，第一屏障涂层在约500℃至约900℃的温度下，更优选在约700℃下烧结。
根据本发明的吸烟制品可包含不封闭可燃热源。如本文使用的，术语‘不封闭的’用于描述可燃热源包括从可燃热源的前部部分的前面延伸到可燃热源的后部部分的后面的至少一个气流通道。
如本文使用的，术语‘气流通道’用于描述沿可燃热源的长度延伸的通道，空气可被通过该通道向下游抽吸用于由使用者吸入。
在包括不封闭可燃热源的根据本发明的吸烟制品中，气溶胶形成基质的加热通过传导和强制对流发生。
一或多个气流通道可包括一或多个密闭的气流通道。
如本文使用的，术语‘密闭’用于描述延伸穿过不封闭可燃热源的内部且由不封闭可燃热源包围的气流通道。
可替代地或另外地，一或多个气流通道可包括一或多个非密闭的气流通道。例如，一或多个气流通道可包括沿不封闭可燃热源的后部部分的外部延伸的一或多个凹槽或者其它非密闭的气流通道。
一或多个气流通道可包括一或多个密闭的气流通道或者一或多个非密闭的气流通道或其组合。
在某些实施例中，根据本发明的吸烟制品包括从不封闭可燃热源的前部部分的前面延伸到不封闭可燃热源的后部部分的后面的一个、两个或三个气流通道。
在某些优选实施例中，根据本发明的吸烟制品包括从不封闭可燃热源的前部部分的前面延伸到不封闭可燃热源的后部部分的后面的单个气流通道。
在某些特别优选的实施例中，根据本发明的吸烟制品包括从不封闭可燃热源的前部部分的前面延伸到不封闭可燃热源的后部部分的后面的单个基本上中心或轴向气流通道。
在此类实施例中，单个气流通道的直径优选为约1.5mm至约3mm。
应当理解除空气可通过其被抽吸用于由使用者吸入的一或多个气流通道之外，根据本发明的吸烟制品还可包括包括一或多个封闭或阻塞的通路的不封闭可燃热源，空气不能通过封闭或阻塞的通路被抽吸用于由使用者吸入。
例如，根据本发明的吸烟制品可包括不封闭可燃热源，所述不封闭可燃热源包括从不封闭可燃热源的前部部分的前面延伸到不封闭可燃热源的后部部分的后面的一或多个气流通道、以及从不封闭可燃热源的前部部分的前面沿可燃热源的长度延伸仅一部分的一或多个封闭通路。
包括一或多个封闭空气通路增大了不封闭可燃热源的暴露于来自空气的氧的表面面积，并且可有利地便于不封闭可燃热源的点燃和持续燃烧。
在根据本发明的吸烟制品包括不封闭可燃热源和在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间的不可燃的基本上不透气的第一屏障的情况下，第一屏障应经配置以允许空气通过一或多个气流通道进入吸烟制品，以向下游抽吸穿过吸烟制品。
替代或除了在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间的不可燃的基本上不透气的第一屏障，包括不封闭可燃热源的根据本发明的吸烟制品可包括在不封闭可燃热源与一或多个气流通道之间的不可燃的基本上不透气的第二屏障。
不封闭可燃热源与一或多个气流通道之间的第二屏障可有利地基本上防止或阻止当被抽吸的空气经过一或多个气流通道时，在不封闭可燃热源的点燃和燃烧期间形成的燃烧和分解产物进入通过一或多个气流通道抽吸到根据本发明的吸烟制品中的空气中。当不封闭可燃热源包括一个或多个添加剂以帮助不封闭可燃热源的点燃或燃烧时，这是特别有利的。
包括在不封闭可燃热源和一或多个气流通道之间的不可燃基本上不透气的第二屏障还可有利地基本上防止或阻止在通过使用者单口抽吸期间，不封闭可燃热源的燃烧的激发。这可基本上阻止或防止在由使用者单口抽吸期间气溶胶形成基质的温度的突增。
通过防止或阻止不封闭可燃热源的燃烧的激发，以及由此防止或阻止气溶胶形成基质中的过度的温度升高，可有利地避免气溶胶形成基质在强烈的单口抽吸状态下的燃烧或热解。另外，使用者的单口抽吸状态对主流气溶胶的组成的影响可被有利地最小化或减轻。
在不封闭可燃热源与一或多个气流通道之间的第二屏障可粘结或者以其它方式固定至不封闭可燃热源。
在某些优选实施例中，第二屏障包括设置在一或多个气流通道的内表面上的不可燃的基本上不透气的第二屏障涂层。在此类实施例中，优选地第二屏障包括设置在一或多个气流通道的至少基本上整个内表面上的第二屏障涂层。更优选地，第二屏障包括设置在一或多个气流通道的整个内表面上的第二屏障涂层。
在其他实施例中，第二屏障涂层可通过将衬里插入一或多个气流通道内来提供。例如，当一或多个气流通道包括延伸穿过不封闭可燃热源的内部的一或多个密闭的气流通道时，不可燃的基本上不透气的中空管可插入一或多个气流通道各自内。
根据吸烟制品的所需特征和性能，第二屏障可具有低导热率或高导热率。优选地，第二屏障具有低导热率。
第二屏障的厚度可被恰当地调整以获得良好的吸烟性能。在某些实施例中，第二屏障可具有约30微米至约200微米的厚度。在一个优选实施例中，第二屏障具有约30微米至约100微米的厚度。
第一屏障可由一个或多个合适的材料形成，所述材料在点燃和燃烧期间由不封闭可燃热源获得的温度下为基本上热稳定的且不可燃的。合适的材料是本领域已知的，并且包括但不限于例如：粘土；金属氧化物，比如氧化铁、氧化铝、二氧化钛、氧化硅、氧化硅-氧化铝、氧化锆和氧化铈；沸石；磷酸锆；以及其他陶瓷材料或其组合。
可形成第二屏障的优选材料包括粘土、玻璃、铝、氧化铁及其组合。如果需要，可将催化成分，比如促进使一氧化碳氧化成二氧化碳的成分，结合到第二屏障中。适当的催化成分包括但不限于，例如铂、钯、过渡金属及其氧化物。
在第二屏障包括设置在一或多个气流通道的内表面上的第二屏障涂层的情况下，可通过任何适当的方法，比如在US-A-5,040,551中描述的方法，将第二屏障涂层施加于一或多个气流通道的内表面。例如，一或多个气流通道的内表面可利用屏障涂层的溶液或悬浮体进行喷涂、润湿或涂装。在某些优选实施例中，在可燃热源被挤出时，通过WO-A2-2009/074870中描述的过程将第二屏障涂层涂覆于一或多个气流通道的内表面。
可替代地，根据本发明的吸烟制品可包含封闭可燃热源。如本文使用的，术语‘封闭的’用于描述可燃热源不包括从可燃热源的前面延伸到可燃热源的后面的任何气流通道。
在使用中，被抽吸通过包括封闭可燃热源的根据本发明的吸烟制品用于由使用者吸入的空气不穿过沿封闭可燃热源的任何气流通道。通过封闭可燃热源的任何气流通道的缺乏有利地基本上阻止或防止封闭可燃含碳热源在由使用者单口抽吸期间的燃烧的激发。这基本上阻止或防止了在由使用者单口抽吸期间气溶胶形成基质的温度的峰值。
通过防止或阻止封闭可燃热源的燃烧的激发，以及由此防止或阻止气溶胶形成基质中的过度的温度升高，可有利地避免气溶胶形成基质在强烈的单口抽吸状态下的燃烧或热解。另外，使用者的单口抽吸状态对主流气溶胶的组成的影响可被有利地最小化或减轻。
包括封闭可燃热源还可有利地基本上防止或阻止在封闭可燃热源的点燃和燃烧期间形成的燃烧和分解产物以及其他材料进入在根据本发明的吸烟制品的使用期间通过其被抽吸的空气。当封闭可燃热源包括一个或多个添加剂以帮助封闭可燃热源的点燃或燃烧时，这是特别有利的。
包括封闭可燃热源的根据本发明的吸烟制品包括在可燃热源的后部部分下游的一或多个空气入口。应当理解，包括封闭可燃热源的根据本发明的吸烟制品可包括下列中的一个或多个：围绕气溶胶形成基质外周的一或多个第一空气入口；在可燃热源的后部部分与气溶胶形成基质之间的一或多个第二空气入口；和在气溶胶形成基质下游的一或多个第三空气入口。
在包括封闭可燃热源的根据本发明的吸烟制品中，主要通过传导发生从封闭可燃热源到气溶胶形成基质的热传递，并且通过强制传导对气溶胶形成基质的加热被最小化或减轻。这可有利地帮助最小化或减轻使用者的单口抽吸状态对根据本发明的吸烟制品的主流气溶胶的组成的影响。
在包括封闭可燃热源的根据本发明的吸烟制品中，特别重要的是优化在可燃热源和气溶胶形成基质之间的传导性热传递。在此类实施例中，特别优选地包括下列中的一个或多个：包括导热材料层的包装材料；第一导热元件；和第二导热元件。这有利地帮助确保从封闭可燃热源到气溶胶形成基质足够高的热传导以提供可接受的气溶胶。
应当理解根据本发明的吸烟制品可包括包括一或多个封闭或阻塞的通路的封闭可燃热源，空气不能通过封闭或阻塞的通路被抽吸用于由使用者吸入。
例如，根据本发明的吸烟制品可包括封闭可燃热源，该封闭可燃热源包括在封闭可燃热源的上游端部处从前面沿封闭可燃热源的长度延伸仅一部分的一或多个封闭通路。
包括一或多个封闭空气通路增大了封闭可燃热源的暴露于来自空气的氧的表面面积，并且可有利地便于封闭可燃热源的点燃和持续燃烧。
优选地，可燃热源为含碳热源。如本文使用的，术语‘含碳’用于描述包含碳的可燃热源。优选地，用于根据本发明的吸烟制品中的可燃含碳热源具有至少约35％、更优选至少约40％、最优选至少约45％的碳含量，以可燃热源的干重计。
在一些实施例中，根据本发明的可燃热源为可燃碳基热源。如本文使用的，术语‘碳基热源’用于描述主要由碳组成的热源。
用于根据本发明的吸烟制品中的可燃碳基热源具有至少约50％的碳含量。例如，用于根据本发明的吸烟制品中的可燃碳基热源可具有至少约60％、或至少约70％、或至少约80％的碳含量，以可燃碳基热源的干重计。
根据本发明的吸烟制品可包括由一个或多个合适的含碳材料形成的可燃含碳热源。
如果需要，可将一个或多个粘合剂与一个或多个含碳材料组合。优选地，一个或多个粘合剂为有机粘合剂。合适的已知的有机粘合剂包括但不限于胶(例如瓜尔豆胶)、改性纤维素和纤维素衍生物(例如甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素)、面粉、淀粉、糖、植物油及其组合。
在一个优选实施例中，可燃热源由碳粉、改性纤维素、面粉和糖的混合物形成。
代替一个或多个粘合剂或者除了一个或多个粘合剂之外，用于根据本发明的吸烟制品中的可燃热源可包含一个或多个添加剂，以便改进可燃热源的性质。合适的添加剂包括但不限于用以促进可燃热源的固结的添加剂(例如烧结助剂)、用以促进可燃热源的点燃的添加剂(例如氧化剂，如高氯酸盐、氯酸盐、硝酸盐、过氧化物、高锰酸盐、锆和它们的组合)、用以促进可燃热源的燃烧的添加剂(例如钾和钾盐，如柠檬酸钾)、和用以促进由可燃热源的燃烧所产生的一个或多个气体的分解的添加剂(例如催化剂，如CuO、Fe2O3和Al2O3)。
当根据本发明的吸烟制品包括设置在可燃热源的后面上的第一屏障涂层时，在第一屏障涂层应用于可燃热源的后面之前或之后，此类添加剂可掺入可燃热源中。
在某些优选实施例中，可燃热源是包含碳和至少一种点燃助剂的可燃含碳热源。在一个优选实施例中，可燃热源是如WO-A1-2012/164077中所述，包含碳和至少一种点燃助剂的可燃含碳热源。
如在本文中所使用的，术语‘点燃助剂’用来表示在可燃热源的点燃期间释放能量和氧气中的一者或两者的材料，其中由材料释放的能量和氧气中的一者或两者的速率不受环境氧气散布的限制。换句话说，在可燃热源的点燃期间由材料释放的能量和氧气中的一者或两者的速度很大程度上与环境氧气能够到达材料的速率无关。如本文使用的，术语‘点燃助剂’也用于表示在可燃热源的点燃期间释放能量的元素金属(elemental metal)，其中元素金属的点燃温度在约500℃以下，且元素金属的燃烧热为至少约5kJ/g。
如本文使用的，术语‘点燃助剂’不包括羧酸的碱金属盐(如碱金属柠檬酸盐、碱金属乙酸盐和碱金属琥珀酸盐)、碱金属卤化物盐(如碱金属氯化物盐)、碱金属碳酸盐或碱金属磷酸盐，据信上述这些盐改变碳燃烧。即使当碱金属燃烧盐相对于可燃热源的总重量以大量存在时，这种碱金属燃烧盐在可燃热源的点燃过程中也不释放足够的能量以在早期单口抽吸过程中产生可接受的气溶胶。
举例来说，根据本发明的可燃热源可包括一个或多个氧化剂，所述氧化剂在点燃可燃热源的第一部分时分解以释放氧气。根据本发明的可燃热源可包括有机氧化剂、无机氧化剂或它们的组合。
合适的氧化剂的例子包括但不限于：硝酸盐，例如硝酸钾、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锂、硝酸铝和硝酸铁；亚硝酸盐；其他有机和无机硝基化合物；氯酸盐，例如氯酸钠和氯酸钾；高氯酸盐，例如高氯酸钠；亚氯酸盐；溴酸盐，例如溴酸纳和溴酸钾；过溴酸盐；亚溴酸盐；硼酸盐，例如硼酸钠和硼酸钾；高铁酸盐，例如高铁酸钡；铁酸盐；锰酸盐，例如锰酸钾；高锰酸盐，例如高锰酸钾；有机过氧化物，例如过氧化苯甲酰和过氧化丙酮；无机过氧化物，例如过氧化氢、过氧化锶、过氧化镁、过氧化钙、过氧化钡、过氧化锌和过氧化锂；超氧化物，例如超氧化钾和超氧化钠；碘酸盐；高碘酸盐；亚碘酸盐；硫酸盐；亚硫酸盐；其他亚砜；磷酸盐；次膦酸盐；亚磷酸盐；和次亚磷酸盐。
尽管有利地改进可燃热源的点燃和燃烧性质，但包含点燃和燃烧添加剂可在吸烟制品的使用过程中导致不希望的分解和反应产物。例如，包含于可燃热源中以协助其点燃的硝酸盐的分解可导致氮氧化物的形成。
在可燃热源的后面和气溶胶形成基质之间包括不可燃基本上不透气的第一屏障可有利地基本上防止或阻止此类分解和反应产物进入通过根据本发明的吸烟制品抽吸的空气。
当根据本发明的吸烟制品包括不封闭可燃热源时，在一或多个气流通道和不封闭可燃热源之间包括不可燃基本上不透气的第二屏障可有利地基本上防止或阻止当抽吸的空气经过一或多个气流通道时，此类分解和反应产物进入通过一或多个气流通道抽吸到根据本发明的吸烟制品中的空气。
用于根据本发明的吸烟制品的可燃含碳热源可如本领域普通技术人员已知的现有技术中所述进行制备。
使一个或多个含碳材料与一个或多个粘合剂和如果有的情况下的其他添加剂混合，并且将混合物预形成为所需的形状。一个或多个含碳材料、一个或多个粘合剂和可选择的其他添加剂的混合物可利用任何适当的已知陶瓷成型方法，比如，例如粉浆浇注、挤出、注模和模具压塑或按压，而预形成为所需的形状。在某些优选实施例中，通过按压或挤出或其组合使混合物预形成为所需的形状。
优选地，一个或多个含碳材料、一个或多个粘合剂和其他添加剂的混合物被预形成为细长形杆。但是，应当理解，一个或多个含碳材料、一个或多个粘合剂和其他添加剂的混合物可被预形成为其他所需的形状。
在成形之后，特别是在挤出之后，细长形杆或其他所需形状优选地被干燥以降低其含水量，然后在非氧化性气氛中在足够使一个或多个粘合剂(如果存在的话)碳化的温度下热解，并基本上消除细长形杆或其他形状中的任何挥发物。优选地在氮气氛中在约700℃至约900℃的温度下热解细长形杆或其他所需的形状。
在某些实施例中，通过在一个或多个含碳材料、一个或多个粘合剂和其他添加剂的混合物中包括至少一种金属硝酸盐前体而将至少一种金属硝酸盐结合在可燃热源中。至少一种金属硝酸盐前体然后通过利用硝酸的水溶液处理热解的预形成的圆柱形杆或其他形状被就地转换成至少一种金属硝酸盐。在一个实施例中，可燃热源包括至少一种金属硝酸盐，至少一种金属硝酸盐具有小于约600℃、更优选地小于约400℃的热分解温度。优选的是，至少一种金属硝酸盐具有在约150℃与约600℃之间、更优选的在约200℃与约400℃之间的分解温度。
在优选实施例中，可燃热源对于传统黄火点火器或其他点燃装置的暴露应导致至少一种金属硝酸盐分解并且释放氧和能量。这种分解引起可燃热源的温度的初始提高，以及还有助于可燃热源的点燃。在至少一种金属硝酸盐的分解之后，可燃热源优选地继续在更低的温度下燃烧。
包括至少一种金属硝酸盐有利地引起可燃热源的点燃被内部地触发，而非仅在其表面上的点处。优选地，至少一种金属硝酸盐以可燃热源的干重的约20％至可燃热源的干重的约50％的量存在于可燃热源中。
在其他实施例中，可燃热源包括至少一种过氧化物或超氧化物，过氧化物或超氧化物在小于约600℃的温度下、更优选地在小于约400℃的温度下主动地衍生出氧。
优选地，至少一种过氧化物或超氧化物在约150℃至约600℃的温度下、更优选地在约200℃至约400℃的温度下、最优选地在约350℃的温度下主动地衍生出氧。
在使用中，可燃热源对于传统黄火点火器或其他点燃装置的暴露应导致至少一种过氧化物或超氧化物分解并且释放氧。这引起可燃热源的温度的初始提高，以及还有助于可燃热源的点燃。在至少一种过氧化物或超氧化物的分解之后，可燃热源优选地继续在更低的温度下燃烧。
包括至少一种过氧化物或超氧化物有利地引起可燃热源的点燃被内部地触发，而非仅在其表面上的点处。
可燃热源优选地具有约20％至约80％、更优选地约20％至60％的孔隙度。在可燃热源包括至少一种金属硝酸盐的情况下，这有利地允许氧在至少一种金属硝酸盐分解并且燃烧继续进行时以足以维持燃烧的速度扩散到可燃热源的质量内。甚至更加优选地，可燃热源具有如通过例如水银孔率法或氦测比重术测量的约50％至约70％、更优选地约50％至约60％的孔隙度。所需的孔隙度可在使用常规方法和技术生产可燃热源的过程中容易地实现。
有利地，用于根据本发明的吸烟制品的可燃含碳热源具有约0.6g/cm3至约1g/cm3的表观密度。
优选地，可燃热源具有约300mg至约500mg、更优选地约400mg至约450mg的质量。
根据本发明的吸烟制品优选包括气溶胶形成基质，该气溶胶形成基质包含至少一种气溶胶形成剂和能够响应加热释放挥发性化合物的材料。气溶胶形成基质可包含其他添加剂和成分，包括但不限于保湿剂、调味剂、粘合剂及其混合物。
优选地，气溶胶形成基质包括尼古丁。更优选地，气溶胶形成基质包括烟草。
至少一种气溶胶形成剂可为任何适当的已知化合物或化合物的混合物，化合物或化合物的混合物在使用中便于形成密集和稳定的气溶胶并且在吸烟制品的工作温度下基本上抵抗热降解。合适的气溶胶形成剂是本领域公知的，并包括例如多元醇，多元醇的酯(单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯或三乙酸甘油酯)，以及单羧酸、二羧酸或多羧酸的脂族酯(例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯)。用于根据本发明的吸烟制品的优选气溶胶形成剂为多元醇或其混合物，例如三甘醇、1,3-丁二醇，最优选甘油。
能够响应加热放出挥发性化合物的材料可为基于植物的填充材料。能够响应加热放出挥发性化合物的材料可为基于植物的均质填充材料。例如，气溶胶形成基质可包含来源于以下植物的一个或多个材料，所述植物包括但不限于：烟草；茶叶，例如绿茶；薄荷；月桂；桉树；罗勒；鼠尾草；马鞭草；和龙嵩。
优选地，能够响应加热放出挥发性化合物的材料为基于烟草的填充材料，最优选基于烟草的均质填充材料。
气溶胶形成基质可采取由纸或其他包装物围绕的成型件或段的形式，所述成型件或段包含能够响应加热放出挥发性化合物的材料。如上所述，当气溶胶形成基质采取此类成型件或段的形式时，包括任何包装物的整个成型件或段视为气溶胶形成基质。
优选地，气溶胶形成基质具有约5mm至约20mm、更优选约8mm至约12mm的长度。
在优选实施例中，气溶胶形成基质包括在成型件包装件中包裹的基于烟草的材料成型件。在特别优选的实施例中，气溶胶形成基质包括在成型件包装件中包裹的基于烟草的均质材料成型件。
根据本发明的吸烟制品优选包括气溶胶形成基质下游的烟嘴。烟嘴位于吸烟制品的近端处。
优选地，烟嘴具有低过滤效率，更优选地具有非常低的过滤效率。烟嘴可以是单个段或部件的烟嘴。可替代地，烟嘴可以是多段烟嘴或多部件烟嘴。
烟嘴可包括具有一或多个段的过滤嘴，所述一或多个段包含合适的已知过滤材料。合适的过滤材料是本领域已知的，并且包括但不限于乙酸纤维素和纸。可替代地或另外地，烟嘴可包括一或多个段，所述一或多个段包含吸收剂、吸附剂、调味剂、以及其他气溶胶改性剂和添加剂或其组合。
根据本发明的吸烟制品可进一步包括在气溶胶形成基质与烟嘴之间的气流引导元件。在此类实施例中，气流引导元件定义气流路径并将来自至少一个空气入口的空气沿气流路径引导到吸烟制品的口端。
优选的是至少一个空气入口在气溶胶形成基质的下游端与气流引导元件的下游端之间提供。优选的是，气流路径包括从至少一个空气入口纵向延伸到气溶胶形成基质的第一部分和从气溶胶形成基质纵向延伸到吸烟制品的口端的第二部分。在使用中，通过至少一个空气入口抽吸到吸烟制品中的空气沿气流路径的第一部分传到气溶胶形成基质，且接着向下游沿气流路径的第二部分传向吸烟制品的口端。
气流引导元件可包括端部开口、基本上不透气的中空体。在这些实施例中，端部开口的基本不透气中空体的外部限定气流路径的第一部分和气流路径的第二部分中的一者，端部开口的基本不透气中空体的内部限定气流路径的第一部分和气流路径的第二部分中的另一者。优选地，端部开口的基本不透气中空体的外部限定气流路径的第一部分，端部开口的基本不透气中空体的内部限定气流路径的第二部分。
在一个优选实施例中，端部开口、基本上不透气的中空体是圆柱体，优选直立圆柱体。
在另一个优选实施例中，端部开口、基本上不透气的中空体是截头圆锥，优选截头直立圆锥。
端部开口、基本上不透气的中空体可邻接气溶胶形成基质。可替代地，端部开口、基本上不透气的中空体可延伸到气溶胶形成基质内。
基本上不透气的中空体可由一个或多个合适的不透气的材料形成，所述一个或多个合适的不透气的材料在通过从可燃热源向气溶胶形成基质的热传递生成的气溶胶的温度下是基本上热稳定的。合适的材料在本领域是已知的，并且包括但不限于纸板、塑料、陶瓷及其组合。
根据本发明的吸烟制品优选还包括在气溶胶形成基质和烟嘴之间的转移元件或间隔物元件。
转移元件可邻接气溶胶形成基质和烟嘴之一或两者。可替代地，转移元件可与气溶胶形成基质和烟嘴之一或两者间隔开。
包括转移元件有利地允许通过从可燃热源向气溶胶形成基质的热传递生成的气溶胶的冷却。包括转移元件还有利地允许根据本发明的吸烟制品的总长度通过转移元件的长度的适当选择被调整至所需值，例如调整至与传统香烟相似的长度。
转移元件可具有约7mm至约50mm的长度，例如约10mm至约45mm或约15mm至约30mm的长度。根据吸烟制品的所需总长度，以及在吸烟制品内的其他部件的存在和长度，转移元件可具有其他长度。
优选地，转移元件包括至少一个端部开口的管形中空体。在此类实施例中，在使用中，当被吸入的空气通过吸烟制品从气溶胶形成基质向下游到其近端时，被抽吸通过吸烟制品的空气经过至少一个端部开口的管形中空体。
转移元件可包括由一个或多个合适材料形成的至少一个端部开口的管形中空体，所述一个或多个合适材料在通过从可燃热源向气溶胶形成基质的热传递生成的气溶胶的温度下是基本上热稳定的。合适的材料在本领域是已知的，并且包括但不限于纸、纸板、塑料例如乙酸纤维素、陶瓷及其组合。
可替代地或另外地，根据本发明的吸烟制品可包括在气溶胶形成基质和烟嘴之间的气溶胶冷却元件或热交换器。气溶胶冷却元件可包括多个纵向延伸的通道。
气溶胶冷却元件可包括选自金属箔、聚合物材料和基本上无孔的纸或纸板的材料的聚集片。在某些实施例中，气溶胶冷却元件可包括选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)、乙酸纤维素(CA)和铝箔的材料的聚集片。
在某些优选实施例中，气溶胶冷却元件可包括可生物降解的聚合物材料的聚集片，所述材料例如聚乳酸(PLA)或(商购可得系列的淀粉基共聚酯)级。
根据本发明的吸烟制品可包含在气溶胶形成基质下游的一个或多个气溶胶改性剂。例如，根据本发明的吸烟制品的烟嘴、转移元件和气溶胶冷却元件中的一个或多个可包含一个或多个气溶胶改性剂。
合适的气溶胶改性剂包括但不限于：调味剂；和化学品(chemesthetic)试剂。
如本文使用的，术语‘调味剂’用于描述在使用中，对通过吸烟制品的气溶胶形成基质生成的气溶胶赋予味道或芳香的一种或两种的任何试剂。
如本文使用的，术语‘化学品试剂’用于描述在使用中通过味觉感受器或嗅觉感受器细胞的感知之外在使用者的口腔或嗅觉腔中感知的或者除了通过味觉感受器或嗅觉感受器细胞的感知之外还在使用者的口腔或嗅觉腔中感知的任何试剂。化学品试剂的感知通常通过“三叉神经感应”，或通过三叉神经、舌咽神经、交感神经，或这些神经的一些组合。通常，化学品试剂被感知为热的、辣的、凉的或镇静的感觉。
根据本发明的吸烟制品可包含在气溶胶形成基质下游的一个或多个气溶胶改性剂，其为调味剂和化学品试剂两者。例如，根据本发明的吸烟制品的烟嘴、转移元件和气溶胶冷却元件中的一个或多个可包含薄荷醇或提供凉的化学品效果的另一种调味剂。
根据本发明的吸烟制品可使用已知方法和机器进行装配。
附图说明
将参照附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在所述附图中：
图1展示根据本发明的吸烟制品中包含的第一封闭可燃热源的透视图。
图2展示根据本发明的吸烟制品中包含的第二封闭可燃热源的透视图；和
图3展示包括图1中展示的封闭可燃热源的根据本发明的第一实施例的吸烟制品的示意性纵向横截面。
具体实施方式
图1中展示的第一封闭可燃热源2包括具有基本上恒定的圆形横向横截面的前部部分2a和具有基本上恒定的圆形横向横截面的后部部分2b。如图1中所展示，第一封闭可燃热源2的前部部分2a的直径小于封闭可燃热源的后部部分2b的直径。图1中展示的第一封闭可燃热源2具有基本上T形的纵向横截面。
图2中展示的第二封闭可燃热源4包括具有大体上圆形横向横截面的前部部分4a和具有基本上恒定的圆形横向横截面的后部部分4b。如图2中所展示，第二封闭可燃热源4的前部部分4a的周边周围提供六个周向间隔开的纵向凹槽6，所述凹槽相比于第二封闭可燃热源4的后部部分4b具有缩小的直径。图2中展示的第二封闭可燃热源4的前部部分4a具有基本上恒定的星形或齿轮形横向横截面。
在图3中所示的根据本发明的第一实施例的吸烟制品8包括呈邻接同轴对准的图3中所示的第一封闭可燃热源2、气溶胶形成基质10、传输元件12、气溶胶冷却元件14、间隔元件16和烟嘴18。
第一封闭可燃热源2具有前面20和相对的后面22且位于吸烟制品8的远端处。如图3中所示，呈铝箔盘形式的不可燃的基本上不透气的第一屏障24设置在第一封闭可燃热源2的后面22与气溶胶形成基质10之间。通过将铝箔盘按压到第一封闭可燃热源2的后面22上，将第一屏障24涂覆于第一封闭可燃热源2的后面22上，并且邻接第一封闭可燃热源2的后面22和气溶胶形成基质10。
气溶胶形成基质10位于第一屏障24的紧下游，所述第一屏障涂覆与第一封闭可燃热源2的后面22上。气溶胶形成基质10包括基于烟草的均质材料26的圆柱形塞，其包含包裹在塞包装件28中的气溶胶形成剂，例如甘油。
传输元件12位于气溶胶形成基质10的紧下游，并且包括圆柱形的端部打开的中空醋酸纤维素管30。
气溶胶冷却元件14位于转移元件12的紧下游，并且包括生物可降解的聚合物材料例如聚乳酸的聚集片。
间隔元件16位于气溶胶冷却元件14的紧下游，并且包括圆柱形的端部打开的中空纸或纸板管32。
烟嘴18位于间隔物元件16的紧下游。如图3中所示，烟嘴18位于吸烟制品8的近端处，并且包括在过滤器塞包装件36中包裹的合适过滤材料的圆柱形塞34，所述合适过滤材料例如具有极低过滤效率的醋酸纤维素丝束。
如图1中所示，吸烟制品8还包括具有合适材料(例如铝箔)的第一导热元件38，所述第一导热元件围绕且直接接触第一封闭可燃热源2的后部部分2b和气溶胶形成基质10的前部部分10a。在图3中所示的根据本发明的第一实施例的吸烟制品8中，气溶胶形成基质10向下游延伸超出第一导热元件38。即，第一导热元件38不围绕且直接接触气溶胶形成基质10的后部部分。然而，应当理解，在本发明的其它实施例中(未示出)，第一导热元件38可围绕且接触气溶胶形成基质10的整个长度。
如图3中所示，第一封闭可燃热源2的前部部分2a和后部部分2b、气溶胶形成基质10、传输元件12、气溶胶冷却元件14、间隔元件16和烟嘴18被包裹在隔热材料的包装材料40中，所述包装材料例如卷烟纸。
包装材料40覆在第一导热元件38上面且与可燃热源2的后部部分2a间接接触。如图3中所示，由于第一封闭可燃热源2的前部部分2b的全部具有相比于可燃热源2的后部部分2b缩小的直径，因此包装材料40由空气间隙42与可燃热源的前部部分2a的全部径向分隔。
吸烟制品可进一步包括围绕包装材料40的下游端部部分的接装纸带(未示出)。
吸烟制品8还包括具有合适材料(例如铝箔)的第二导热元件44，所述第二导热元件在第一封闭可燃热源2的前部部分2a和后部部分2b、气溶胶形成基质10的整个长度和传输元件12的整个长度周围。如图3中所示，第二导热元件44上覆且直接接触包装材料40的上游端部部分。
多个穿孔46设置于围绕可燃热源2的前部部分2a的包装材料40和第二导热元件中。
根据本发明的第一实施例的吸烟制品8进一步包括围绕气溶胶形成基质10外周的一或多个第一空气入口48。如图3中所示，环形布置的第一空气入口48设置在气溶胶形成基质10的塞包装件28、包装材料40和第二导热元件44中，以接纳冷空气(在图3中由虚线箭头示出)进入气溶胶形成基质10中。
在使用中，使用者点燃根据本发明的第一实施例的吸烟制品8的第一封闭可燃热源2的前部部分2a，且随后在烟嘴18上抽吸。设置在围绕第一封闭可燃热源2的前部部分2a的包装材料40和第二导热元件中的多个穿孔46确保将充足的氧气供应至第一封闭可燃热源2的前部部分2a以维持它的燃烧。
当使用者在烟嘴18上抽吸时，冷空气(在图3中由虚线箭头示出)通过第一空气入口48被抽吸到吸烟制品8的气溶胶形成基质10内。气溶胶形成基质10的前部部分10a通过经由第一封闭可燃热源2的后面22和第一屏障24以及第一导热元件38的传导而被加热。
通过传导加热气溶胶形成基质10从基于烟草的匀质材料的塞26释放甘油以及其它挥发性和半挥发性化合物。从气溶胶形成基质10中释放的化合物形成气溶胶，当所吸入的空气流动通过气溶胶形成基质10时，所述气溶胶夹带在通过第一空气入口48被抽吸到吸烟制品8的气溶胶形成基质10内的空气中。所吸入的空气和所夹带的气溶胶(在图3中由虚线箭头示出)向下游经过传输元件12的圆柱形端部打开的中空醋酸纤维素管30的内部、气溶胶冷却元件14和间隔物元件16，在其中所吸入的空气和所夹带的气溶胶冷却且凝结。冷却的所吸入的空气和所夹带的气溶胶向下游经过烟嘴18，并且通过根据本发明的第一实施例的吸烟制品8的近端递送至使用者。在第一封闭可燃热源2的后面22上的不可燃基本上不透气的第一屏障24使第一封闭可燃热源2与通过吸烟制品8抽吸的空气分离，使得在使用中，通过吸烟制品8抽吸的空气不直接接触第一封闭可燃热源2。
在使用中，第二导热元件44在吸烟制品8中保持加热，以帮助维持在吸烟期间第一导热元件38的温度。这依次又帮助维持气溶胶形成基质10的温度，以促进连续和增强的气溶胶递送。另外，第二导热元件44沿超出第一导热元件38的下游端部的气溶胶形成基质10传递热，使得热通过气溶胶形成基质10的更大体积分散。这帮助提供更一致的单口抽吸间气溶胶递送。
包装材料40与第一封闭可燃热源2的前部部分2a之间的空气间隙42使第一封闭可燃热源2的前部部分2a隔离，且因此降低围绕第一封闭可燃热源2的前部部分2a的吸烟制品8的表面温度。
根据本发明的第二实施例的吸烟制品(未示出)具有与在图3中所示的根据本发明的第一实施例的吸烟制品在很大程度上相同的构造。然而，根据本发明的第二实施例的吸烟制品包括图2中所示的第二封闭可燃热源。在根据本发明的第二实施例的吸烟制品中，包装材料40由空气间隙与设置在第二封闭可燃热源4的前部部分4a周边周围的六个周向分隔开的纵向凹槽6分隔开，所述纵向凹槽具有相比于第二可燃热源4的后部部分4b缩小的直径。
实例1
使用具有表1中所示尺寸的图1中所示类型的第一封闭可燃热源手动组装根据本发明的吸烟制品。出于比较的目的，使用具有表1所示尺寸的、具有相同组成和基本上恒定的圆形横向横截面的封闭可燃热源手动组装相同构造和尺寸的吸烟制品。
表1
如表1中所示，在根据本发明实例1的吸烟制品中，由于封闭可燃热源的前部部分的直径小于封闭可燃热源的后部部分的直径，包装材料与封闭可燃热源的前部部分的全部径向间隔1.0mm的空气间隙。相反，在对比实例的吸烟制品中，包装材料与封闭可燃热源的前部部分之间不存在空气间隙。
对根据本发明实例1的吸烟制品和对比实例的吸烟制品的可燃热源周围的表面温度加以测试。将十个Whatman过滤器放置在标准过滤器固定器顶部。使用黄色火焰点火器点燃吸烟制品的封闭可燃热源。当点火开始蔓延时移除火焰。点燃时，由于暴燃正面从封闭可燃热源的前部端向下游移动到后部端，因此封闭可燃热源表面的颜色发生改变。暴燃正面到达封闭可燃热源的后部端后的三十秒，将吸烟制品水平地放置在十个Whatman过滤器的顶部。吸烟制品留在Whatman过滤器上10分钟。随后从过滤器固定器移除Whatman过滤器，且第一个(最上面的)、第三个、第六个和第十个(最下面的)Whatman过滤器分析燃烧发生率和热渗透深度。
用于比较实例的吸烟制品的第一个、第三个、第六个和第十个过滤器都进行了标记。相反，用于根据本发明实例1的吸烟制品的第三个、第六个和第十个过滤器未进行标记。
实例2
使用具有图2所示尺寸的图1所示类型的第二封闭可燃热源手动组装根据本发明的吸烟制品。出于比较的目的，使用具有表2所示尺寸的、具有相同组成和基本上恒定的圆形横向横截面的封闭可燃热源手动组装相同构造和尺寸的吸烟制品。
表2
如表1中所示，在根据本发明实例2的吸烟制品中，由于设置在封闭可燃热源的前部部分周边周围的多个周向分隔开的纵向凹槽具有相比于封闭可燃热源的后部部分减小的直径，因此包装材料由0.5mm的空气间隙与封闭可燃热源的前部部分径向分隔开。相反，在对比实例的吸烟制品中，包装材料与封闭可燃热源的前部部分之间不存在空气间隙。
对根据本发明实例2的吸烟制品和对比实例的吸烟制品的可燃热源周围的表面温度加以测试。将十个Whatman过滤器放置在标准过滤器固定器顶部。使用黄色火焰点火器点燃吸烟制品的封闭可燃热源。当光传播发生时移除火焰。点燃时，由于暴燃正面从封闭可燃热源的前部端向下游移动到后部端，因此封闭可燃热源表面的颜色发生改变。暴燃正面到达封闭可燃热源的后部端后的三十秒，将吸烟制品水平地放置在十个Whatman过滤器的顶部。吸烟制品留在Whatman过滤器上10分钟。随后从过滤器固定器移除Whatman过滤器，且第一个(最上面的)、第三个、第六个和第十个(最下面的)Whatman过滤器分析燃烧发生率和热渗透深度。
用于比较实例的吸烟制品的第一个、第三个、第六个和第十个过滤器都进行了标记。相反，用于根据本发明实例2的吸烟制品的第六个和第十个过滤器未进行标记。
实例1和2的结果证明在可燃热源的前部部分的全部或部分与包装材料之间包含至少约0.5mm的空气间隙有利地降低根据本发明的吸烟制品的表面温度。
如上所述的实施例和例子用于说明本发明而非限制本发明。可实施本发明的其他实施例，并应了解本文所述的特定实施例和示例没有限制。

Claims (16)

1.一种吸烟制品，所述吸烟制品包含：
具有前部部分和后部部分的可燃热源；
在所述可燃热源的所述后部部分下游的气溶胶形成基质；和
包围所述可燃热源的所述前部部分和所述后部部分的包装材料，
其中所述包装材料与所述可燃热源的所述后部部分接触，且其中所述可燃热源的全部或部分所述前部部分的直径小于所述可燃热源的所述后部部分的直径，使得所述包装材料与所述可燃热源的所述前部部分的全部或部分径向间隔至少0.5mm的空气间隙。
2.根据权利要求1所述的吸烟制品，其中所述包装材料与所述可燃热源的所述前部部分的全部或部分径向间隔在0.5mm与1.5mm之间的空气间隙。
3.根据权利要求1所述的吸烟制品，其中所述包装材料与所述可燃热源的所述前部部分的至少50％径向间隔所述空气间隙。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中所述可燃热源的所述前部部分的全部具有相比于所述可燃热源的所述后部部分减小的直径，使得所述包装材料与所述可燃热源的所述前部部分的全部径向间隔所述空气间隙。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中所述可燃热源的所述前部部分包括多个周向分隔开的纵向凹槽，所述纵向凹槽具有相比于所述可燃热源的所述后部部分减小的直径。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中所述包装材料包括一或多个导热材料层。
7.根据权利要求6所述的吸烟制品，其中所述包装材料包括一或多个铝层。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中所述包装材料包括一或多个隔热材料层。
9.根据权利要求8所述的吸烟制品，其中所述包装材料包括一或多个纸层。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中所述包装材料包括径向内部隔热材料层和径向外部导热材料层。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中一或多个空气入口设置于围绕所述可燃热源的所述前部部分的所述包装材料中。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中所述可燃热源的所述后部部分具有与所述气溶胶形成基质基本上相同的直径。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中所述可燃热源是封闭可燃热源。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其中穿过所述可燃热源设置一或多个纵向气流通道。
15.根据权利要求14所述的吸烟制品，其进一步包括在所述可燃热源与所述一或多个气流通道之间的基本上不透气的不可燃屏障。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的吸烟制品，其进一步包括在所述可燃热源的所述后部部分与所述气溶胶形成基质之间的基本上不透气的不可燃屏障。
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