CN109068758A - 具有隔热热源的气溶胶生成制品 - Google Patents

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Abstract

一种气溶胶生成制品(2)，包括气溶胶形成基质(4)、可燃热源(3)和包围所述可燃热源(3)的长度的至少部分的至少一层陶瓷纸(5)。所述制品(2)进一步包括：一个或多个气流路径，空气可沿着所述一个或多个气流路径被抽吸通过所述气溶胶生成制品(2)以供使用者吸入；以及所述可燃热源(3)与所述气溶胶形成基质(4)之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的阻挡层。

Description

具有隔热热源的气溶胶生成制品
技术领域
本发明涉及：一种气溶胶生成制品，其包括气溶胶形成基质和可燃热源；以及一种用于形成此类气溶胶生成制品的方法。
背景技术
所属领域中已提出其中烟草被加热而非燃烧的数种气溶胶生成制品。此类‘加热式’气溶胶生成制品的一个目的是降低可燃香烟中的烟草因燃烧和热降解而产生的类型的已知有害烟气成分。在一种已知类型的加热式气溶胶生成制品中，通过将热从可燃热源传递到被定位成邻近于可燃热源的气溶胶形成基质来产生气溶胶。在气溶胶生成期间，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且夹带在被抽吸通过气溶胶生成制品的空气中。随着所释放的化合物冷却，所述化合物冷凝以形成由使用者吸入的气溶胶。
用于加热式气溶胶生成制品中的可燃热源的燃烧温度不应高得在加热式气溶胶生成制品的使用期间导致气溶胶形成基质燃烧或热降解。然而，可燃热源的燃烧温度应足够高以产生足够的热，以从气溶胶形成基质释放足够的挥发性化合物以产生可接受的气溶胶，尤其是在早期抽烟期间。
所属领域中已提出用于加热式气溶胶生成制品中的各种可燃热源。用于加热式气溶胶生成制品中的可燃热源的燃烧温度通常介于约600℃与800℃之间。
已知的是围绕加热式气溶胶生成制品的可燃热源的周边包裹隔热构件，以便降低加热式气溶胶生成制品的表面温度。然而，已发现，此类隔热构件可降低可燃热源的燃烧期间可燃热源的温度，从而潜在地降低热源加热气溶胶形成基质以产生气溶胶的有效性。如果隔热构件基本上延伸可燃热源的长度，那么此效应尤其明显。此类隔热构件还可抑制可燃热源的持续燃烧，使得可燃热源的燃烧的持续时间缩减。
将需要提供一种气溶胶生成制品，其具有降低的接近于热源的表面温度、可接受的外观，且可以直接和可靠方式组装。还将需要提供一种气溶胶生成制品，其在早期抽烟和后期抽烟期间产生可接受的气溶胶。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种气溶胶生成制品，其包括气溶胶形成基质、可燃热源和包围可燃热源的长度的至少部分的至少一层陶瓷纸。制品进一步包括：一个或多个气流路径，空气可沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品以供使用者吸入；以及可燃热源与气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的阻挡层。可燃热源与气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的阻挡层将可燃热源与一个或多个气流路径隔离，使得在使用中沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气不直接接触可燃热源。
在使用中，可燃热源可由例如打火机等外部热源点燃，且可开始燃烧。燃烧热源可加热气溶胶形成基质，使得气溶胶形成基质的挥发性化合物汽化。当使用者对气溶胶生成制品进行抽吸时，空气可沿着一个或多个气流路径被抽吸到气溶胶生成制品中且与来自加热式气溶胶形成基质的蒸气混合以形成气溶胶。气溶胶可被抽吸出气溶胶生成制品且被递送给使用者以供使用者吸入。
包围可燃热源的长度的至少部分的至少一层陶瓷纸可将可燃热源隔热。这样可降低可燃热源处气溶胶生成制品的表面温度。至少一层陶瓷纸还可允许足够的空气通过层，使得可燃热源的燃烧可基本上不受阻。
如本文中所使用，术语‘纸’用以描述纤维薄垫或片。通常，本文中所描述的纸由压制成薄片或垫的纤维浆料制成。本发明的纸可包括编织纤维。然而，本发明的纸通常包括非编织物纤维。本发明的纸的纤维可以是随机交织的。本文中所描述的纸通常很薄。换句话说，纤维垫或片的厚度或深度基本上小于垫或片的其它尺寸，例如垫或片的长度和宽度。通常，本文中所描述的纸是柔性的。换句话说，本文中所描述的纸可被弯曲或塑形，以便围绕可燃热源的圆周包裹，使得纸包围可燃热源的至少部分。
如本文中所使用，术语‘陶瓷纸’用以描述包括陶瓷材料的纸。换句话说，术语‘陶瓷纸’用以描述包括陶瓷材料的纤维状材料的薄垫或片。如本文中所用，术语‘陶瓷纸’和‘陶瓷纤维纸’可互换地使用。
本发明的陶瓷纸可以是包括陶瓷材料纤维的纤维状材料。陶瓷纸可包括陶瓷材料编织纤维。陶瓷纸可包括陶瓷材料非编织纤维。陶瓷纸可包括纤维状陶瓷材料，所述纤维状陶瓷材料包括陶瓷纤维棉絮、陶瓷纤维棉胎和陶瓷纤维毛绒中的至少一种。在一些实施例中，陶瓷纸可仅包括陶瓷材料纤维。换句话说，在一些实施例中，陶瓷纸可能不包括非陶瓷材料纤维。
陶瓷纸可包括其它形式的陶瓷材料，包含颗粒状陶瓷材料。陶瓷纸可包括多于一种形式的陶瓷材料，例如纤维状陶瓷材料和颗粒状陶瓷材料。
陶瓷材料可包括任何合适的陶瓷材料。陶瓷材料可包括晶质陶瓷材料。陶瓷材料可包括半晶质陶瓷材料。陶瓷材料可包括非晶质陶瓷材料。陶瓷材料可以是非晶形的。陶瓷材料可以是半晶质的。陶瓷材料可以是晶质的。
如本文中所使用，术语‘陶瓷材料’涵盖玻璃。如本文中所使用，术语‘玻璃’用以描述在玻璃转变温度下展现玻璃转变的材料。通常，术语‘玻璃’在本文中用以描述非晶质或非晶形固体材料。然而，术语‘玻璃’还涵盖包括晶质组分和非晶质组分的材料。包括晶质组分和非晶质组分的玻璃材料可被称为‘玻璃陶瓷’材料。
本发明的玻璃材料的性质可由玻璃的形成方法确定。如本文中所使用，术语‘玻璃’涵盖通过任何合适的方法形成的玻璃。形成玻璃的合适方法包含：熔化淬火；物理气相沉积；固态反应，包含热化学和机械化学反应；液态反应，例如溶胶-凝胶方法；晶质固体的照射，例如辐射非晶化；以及压力非晶化(即在高压作用下形成)。
在一些实施例中，陶瓷材料可包括玻璃。陶瓷材料可以是玻璃。玻璃可以是玻璃陶瓷材料。陶瓷纸可包括玻璃纤维。陶瓷纸可包括玻璃陶瓷纤维。
在一些实施例中，陶瓷材料可能不包括玻璃。换句话说，陶瓷材料可包括除了玻璃之外的任何陶瓷材料。陶瓷材料可能不是玻璃材料。陶瓷材料可能不包括玻璃纤维。在这些实施例中，陶瓷材料通常包括晶质陶瓷材料。
陶瓷材料可包括氧化物、碳化物、硼化物、氮化物和硅化物中的至少一种。举例来说，陶瓷材料可包括金属氧化物。陶瓷纸可包括二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)和二氧化锆(ZrO2)中的至少一种，所有这些被理解为陶瓷材料。举例来说，陶瓷纸可包括碱土金属硅酸盐毛绒、氧化铝硅酸盐毛绒或多晶毛绒中的至少一种。陶瓷纸可包括氧化铁(Fe2O3)、氧化钾(K2O)、氧化钠(Na2O)中的至少一种，所有这些被理解为陶瓷材料。
陶瓷纸可包括任何合适量的纤维状材料。陶瓷纸可包括至少约40重量百分比的陶瓷材料；至少约50重量百分比的陶瓷材料；或至少约60重量百分比的陶瓷材料。陶瓷纸可包括约100重量百分比的陶瓷材料；小于约100重量百分比的陶瓷材料；小于约90重量百分比的陶瓷纸材料；或小于约80重量百分比的陶瓷材料。举例来说，陶瓷纸可包括介于约50重量百分比与约100重量百分比之间的陶瓷材料。
陶瓷纸可包括非纤维状材料。非纤维状材料可包含水。
陶瓷纸可包括非陶瓷材料。非陶瓷材料可包含聚合材料。非陶瓷材料可包含有机材料。非陶瓷材料可包含无机材料。非陶瓷材料可包含至少一种粘结剂材料以将陶瓷材料固持在一起。粘结剂材料可以是任何合适的粘结剂材料。粘结剂材料可包括一种或多种有机粘结剂，例如沥青、动物和植物胶以及聚合物。粘结剂材料可包括一种或多种无机粘结剂材料，例如石灰、水泥、石膏和液体玻璃。在粘结剂材料包括一种或多种聚合物的情况下，所述聚合物可包括：丙烯酸类树脂、酚系树脂、聚酯、环氧树脂、聚醚、PVOH、苯乙烯基聚合物、聚羧酸醚和聚氨基甲酸酯。粘结剂可包括CMC和膨润土中的一种或多种。粘结剂材料可以是丙烯酸类粘结剂。非陶瓷材料可包括用于加强陶瓷纸的一种或多种材料。举例来说，非陶瓷材料可包括聚合物纤维，例如聚酰胺和聚酰亚胺。
可通过例如颗粒加强等额外手段进一步加强陶瓷纸。举例来说，可使用碳黑粒子加强陶瓷纸。陶瓷纸可进一步包含任何其它合适的成分，包含但不限于二氧化钛、三水合铝以及可包含铁和锰的颜料。
陶瓷纸可包括任何合适量的非陶瓷材料。在一些实施例中，陶瓷纸可仅包括陶瓷材料。换句话说，在一些实施例中，陶瓷纸可能不包括任何非陶瓷材料。陶瓷纸可包括约0重量百分比的非陶瓷材料。陶瓷纸可包括介于0重量百分比与约25重量百分比之间的非陶瓷材料。陶瓷纸可包括：至少约0.5重量百分比的非陶瓷材料；至少约2重量百分比的非陶瓷材料；至少约10重量百分比的非陶瓷材料；或至少约20重量百分比的非陶瓷材料。陶瓷纸可包括小于约40重量百分比的非陶瓷材料；小于约30重量百分比的非陶瓷纸材料；或小于约15重量百分比的非陶瓷材料。
在至少一层陶瓷纸包括100重量百分比的陶瓷材料的一些实施例中，陶瓷纸不包括任何额外材料，例如粘结剂或加强材料。有利的是，提供无任何额外材料的陶瓷纸可在可燃热源的燃烧期间加热陶瓷材料时减少不期望的化合物的产生，不期望的化合物的产生可能会影响使用者的体验。
在一些实施例中，陶瓷纸可包括生物可溶性纤维。如本文中所使用，术语‘生物可溶性’用以描述可溶于生物系统，例如人体中的生物系统中的材料。材料在特定生物系统中的生物可溶性可能明显不同于材料在水中的可溶性。如本文中所使用，如果至少0.1g的物质溶解在100ml的生物系统的溶剂中，那么所述物质可被视为生物可溶性。类似地，如果小于0.1g的材料溶解在100ml的生物系统的溶剂中，那么所述物质可被视为生物不可溶性。通常，本发明的生物可溶性纤维可在使用者吸入纤维时溶于其呼吸系统中。换句话说，本发明的生物可溶性纤维通常在使用者吸入纤维时溶解在其呼吸系统中。本发明的生物可溶性纤维可溶于个人的齿槽环境中。
生物可溶性材料可以是任何合适的生物可溶性材料。合适的生物可溶性材料包含碱土金属硅酸盐毛绒和高氧化铝低二氧化硅毛绒。
在本发明的一些实施例中，陶瓷纸可包括约100重量百分比的碱土金属硅酸盐毛绒。
在本发明的一些实施例中，陶瓷纸可包括：介于约50重量百分比与约100重量百分比之间的碱土金属硅酸盐毛绒；介于约0重量百分比与约15重量百分比之间的粘结剂，例如丙烯酸类粘结剂；以及小于约10重量百分比的惰性无机材料。
在本发明的一些实施例中，陶瓷纸可包括介于约60重量百分比与约70重量百分比之间的二氧化硅；介于约15重量百分比与约35重量百分比之间的氧化钙；介于约4重量百分比与约20重量百分比之间的氧化镁。
在本发明的一些实施例中，陶瓷纸可包括：小于约40重量百分比的氧化铝；小于约10重量百分比的有机材料；以及小于约1重量百分比的水分。
上述组成物是指在已点燃陶瓷纸之后各种组分的重量百分比。
包括可商购的生物可溶性陶瓷纤维的合适陶瓷纸的实例包含：Fibre Paper、 Fibre Flex Wrap、 HT Fibre、Plus Fibre和 Plus 332-E；所有这些均购自Morgan Advanced Materials,plc。其它合适的陶瓷纸包含由购自Ningbo Firewheel Thermal Insulation&SealingCo.,Ltd的耐火陶瓷纤维制成的陶瓷纸。无粘合剂陶瓷纸也是合适的，例如来自FinalAdvanced Materials的Rescor 300BL，或来自DL-Thermal的无粘结剂生物可溶性纤维。
陶瓷纸可具有低导热性。换句话说，陶瓷纸可以是良好的绝热体。举例来说，陶瓷纸在约23℃的温度下可具有介于约0.5到2W/mK之间的导热性。尤其是在陶瓷纸包括编织或非编织纤维状陶瓷材料的情况下观测到此低导热性。这可能是由于包括纤维状陶瓷材料的相对开放的、高度多孔的陶瓷纸结构，这减少了通过传导的热传递。
陶瓷纸可具有高空气渗透性。这可能是由于相对开放的、高度多孔的结构。至少一层陶瓷纸可充分渗透空气，以使可燃热源基本上不受阻地燃烧。举例来说，至少一层陶瓷纸可具有大于约4000(cm3/(min*cm2)的空气渗透性。
至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少部分。本发明的至少一层陶瓷纸可基本上包围可燃热源的全长。这可使气溶胶生成制品能够得益于陶瓷纸的隔热性质，以在使用期间将表面温度降低到接近于热源，且得益于陶瓷纸的空气渗透性，从而使足够的环境空气能够达到可燃热源，以供可燃热源点燃且基本上不受阻地燃烧。
至少一层陶瓷纸可以是与一个或多个气流路径隔离，使得在使用中沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气不直接接触至少一层陶瓷纸。
在一些实施例中，至少一层陶瓷纸可与一个或多个气流路径间隔开，使得沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气不直接接触至少一层陶瓷纸。
在一些实施例中，至少一层陶瓷纸的一个或多个部分可被覆盖、涂布或囊封于纤维和粒子基本上不可渗透的材料中。被覆盖、涂布或囊封于纤维和粒子基本上不可渗透的材料中的至少一层陶瓷纸的一个或多个部分可被定位成接近于沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气。覆盖、涂布或囊封可将沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气与至少一层陶瓷纸的纤维和粒子隔离。
在一些实施例中，至少一层陶瓷纸的一个或多个部分可覆盖在一层纸中以将至少一层陶瓷纸与一个或多个气流路径隔离。所述一层纸可设置在至少一层陶瓷纸的内表面和至少一层陶瓷纸的外表面中的至少一个上。所述一层纸可设置在至少一层陶瓷纸的内表面和外表面两者上。所述一层纸可包括层压纸。所述一层纸可与至少一层陶瓷纸共层压。所述一层纸可仅设置在至少一层陶瓷纸的邻近于气流路径的部分上。
至少一层陶瓷纸可以是基本上耐燃的。如本文中所使用，术语‘耐燃’是指在可燃热源的点燃和燃烧期间保持基本上完好的材料。包围可燃热源的长度的至少部分的至少一层耐燃陶瓷纸的设置可有利地防止火焰或烟气从层中射出。这样可基本上防止或抑制在可燃热源的燃烧期间不期望的排放物或气味从层中释放。
陶瓷纸可具有有利的机械性质。举例来说，由于陶瓷材料——尤其是若存在的话，陶瓷纤维——的加强效应，陶瓷纸可以是柔性的和可机械加工的。陶瓷纸可具有促进形成包围热源的长度的至少部分的一层陶瓷纸的机械加工性。
如本文中所使用，术语‘层’用以描述大体上符合可燃热源的形状的材料的主体。至少一层陶瓷纸可以是被布置成包围热源的任何合适类型的层。合适类型的层尤其包含包装纸和涂层。如本文中所使用，术语‘涂层’用以描述覆盖且粘附到热源的一层材料。
至少一层陶瓷纸可与可燃热源直接接触。至少一层陶瓷纸可与可燃热源间隔开。
至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少部分。举例来说，至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的约一半。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的超过一半。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的约60％到约100％。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的至少约70％。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的至少约80％。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的至少约90％。至少一层陶瓷纸可基本上包围可燃热源的长度。
至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的整个长度。如本文中所使用，术语‘长度’用以描述气溶胶生成制品的组件或部分在气溶胶生成制品的纵向方向上的尺寸。
至少一层陶瓷纸可包围气溶胶形成基质的长度的约一半。有利的是，包围气溶胶形成基质的至少一层陶瓷纸可降低气溶胶形成基质处气溶胶生成制品的表面温度。
至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的下游端处的可燃热源。这样可有利地降低在气溶胶生成制品的正常操作期间离使用者最近的可燃热源的部分处气溶胶生成制品的表面温度。
至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的上游端处的可燃热源。
至少一层陶瓷纸可包围上游端和下游端处的可燃热源。
可燃热源的未被覆盖部分可在本文中被称作‘裸露’部分。本发明的至少一层陶瓷纸可被设置成覆盖或包围可燃热源的‘裸露’或未被覆盖部分。
在一些实施例中，可燃热源的部分可被上游端处的至少一个额外层包围。至少一个额外层可以是一层香烟纸。在这些实施例中，可燃热源的上游部分是裸露部分。换句话说，可燃热源的上游部分未被至少一个额外层覆盖。在这些实施例中，至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的上游部分。至少一层陶瓷纸可包围从包围可燃热源的上游部分的至少一个额外层的上游端到可燃热源的下游端处或周围的可燃热源。因而，在这些实施例中，可通过组合下游端处的至少一个额外层和上游端处的至少一层陶瓷纸而基本上沿着其长度包围可燃热源。在一些实施例中，至少一层陶瓷纸和至少一个额外层可沿着可燃热源的长度重叠。
可燃热源、气溶胶形成基质和至少一层陶瓷纸可被配置成基本上防止或抑制在可燃热源的燃烧期间气溶胶形成基质的温度超过约375℃。举例来说，可燃热源、气溶胶形成基质和至少一层陶瓷纸可被塑形、尺寸设定和布置成基本上防止或抑制在可燃热源的燃烧期间气溶胶形成基质的温度超过约375℃。这样可保持气溶胶形成基质的完整性。举例来说，如果气溶胶形成基质包括一种或多种气溶胶形成剂，那么气溶胶形成剂可在高于约375℃温度下经历热解。举例来说，在甚至更高的温度下，且在气溶胶形成基质包括烟草的情况下，烟草可燃烧。
可燃热源、气溶胶形成基质和至少一层陶瓷纸可被配置成使得在可燃热源的燃烧期间使距气溶胶形成基质的近侧面2mm的气溶胶形成基质的温度处于至少约100℃，持续至少约6分钟的时段。
至少一层陶瓷纸可具有任何合适的厚度。通常，至少一层陶瓷纸是薄层。至少一层陶瓷纸的厚度可为至少约0.25毫米或至少约0.5毫米。至少一层陶瓷纸的厚度可小于约10毫米或小于约5毫米。至少一层陶瓷纸的厚度可介于约0.25毫米与约10毫米之间或介于约0.5毫米与约5毫米之间。
至少一层陶瓷纸可进一步包括一个或多个空气入口，例如一个或多个穿孔。一个或多个空气入口可进一步增大至少一层陶瓷纸的空气渗透性。
根据本发明的气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质。如本文中所使用，术语‘气溶胶形成基质’用以描述能够在加热时释放挥发性化合物的基质，其可形成气溶胶。由根据本发明的气溶胶生成制品的气溶胶形成基质生成的气溶胶可以是可见的或不可见的，且可包含蒸气(例如，处于气态的物质的细粒子，其在室温下通常为液体或固体)以及凝结蒸气的气体和液滴。
气溶胶形成基质可以是固体。气溶胶形成基质在室温下可以是固体。
气溶胶形成基质可包括至少一种气溶胶形成剂和至少一种能够响应于加热而发出挥发性化合物的材料。
所述至少一种气溶胶形成剂可为在使用中促进形成致密且稳定的气溶胶且在气溶胶生成制品的操作温度下基本上耐热降解的任何合适的已知化合物或化合物的混合物。合适的气溶胶形成剂在所属领域中众所周知且包含例如多元醇、多元醇的酯，例如单乙酸甘油酯、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中的示例性气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，如三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇。
能够响应于加热而发出挥发性化合物的材料可以是植物类材料的装料，例如均质植物类材料的装料。举例来说，气溶胶形成基质可包括一种或多种衍生自植物的材料，所述植物包含但不限于：烟草；茶，例如绿茶；胡椒薄荷；月桂；桉树；罗勒属植物(basil)；鼠尾草(sage)；马鞭草(verbena)；和龙嵩(tarragon)。植物类材料可包括添加剂，所述添加剂包含但不限于保湿剂、香味剂、粘结剂和其混合物。植物类材料可主要由烟草材料，任选地均质化烟草材料组成。
根据本发明的气溶胶生成制品可包括气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质包括尼古丁。举例来说，根据本发明的气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质包括烟草。
气溶胶形成基质可由滤嘴段包裹物包围。
根据本发明的气溶胶生成制品包括可燃热源，所述可燃热源被布置成加热气溶胶形成基质且与一个或多个气流路径隔离。
可燃热源可包括可燃材料的主体。可燃材料的主体可具有基本上恒定的直径。可燃材料的主体可沿着其长度具有恒定直径。这样可有利地简化制造可燃热源和气溶胶生成制品涉及的过程。在一些实施例中，可燃材料的主体可形成基本上圆形圆柱形主体，其沿着其长度具有基本上恒定的直径。
可燃热源可以是含碳热源。如本文中所使用，术语‘含碳’用以描述包括碳的可燃热源。优选地，用于根据本发明的气溶胶生成制品中的可燃含碳热源具有按30可燃热源的干重计至少约35％，更优选地至少约40％，最优选地至少约45％的碳含量。
根据本发明的可燃热源可以是可燃碳基热源。如本文中所使用，术语‘碳基热源’用以描述主要包括碳的热源。
用于根据本发明的气溶胶生成制品中的可燃碳基热源可具有按可燃碳基热源的干重计至少约50％，优选地至少约60％，更优选地至少约70％，最优选地至少约80％的碳含量。
本发明的可燃热源与通过气溶胶生成制品的一个或多个气流路径隔离。如本文中所用，术语‘气流路径’用以描述空气可沿着其被抽吸通过气溶胶生成制品以供使用者吸入的路线。如本文所使用术语‘上游’和‘下游’用以描述气溶胶生成制品的组件相对于当使用者对气溶胶生成制品进行抽吸时空气流动通过一个或多个气流路径的方向的相对方向和位置。
将可燃热源与气溶胶生成制品的一个或多个气流路径隔离可基本上防止或抑制在使用者抽烟期间可燃热源的燃烧的激活。这可基本上阻止或抑制在使用者抽烟期间气溶胶形成基质温度突增。这可基本上防止或抑制在剧烈的抽烟状态下气溶胶形成基质的燃烧或热解。这可基本上防止或抑制由于使用者的抽烟状态而引起的由气溶胶生成制品产生的气溶胶的组成物的改变。
将可燃热源与一个或多个气流路径隔离还可基本上防止或抑制燃烧和分解产物和在可燃热源的点燃和燃烧期间形成的其它材料进入沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气。
本发明的隔离的可燃热源可包括封闭式热源。如本文中所使用，术语‘封闭式’用以描述其中被抽吸通过气溶胶生成制品以供使用者吸入的空气不穿过沿着可燃热源的气流通道的可燃热源。因而封闭式可燃热源与气溶胶形成基质之间的热传递主要通过导热传递发生。
通过不提供通过可燃热源的气流通道，可减少或最小化燃热源与气溶胶形成基质之间的对流热传递。减少可燃热源与气溶胶形成基质之间的对流热传递可基本上防止或抑制在使用者抽烟期间气溶胶形成基质的温度突增。这可基本上防止或抑制在剧烈的抽烟状态下气溶胶形成基质的燃烧或热解。这可基本上防止或抑制由于使用者的抽烟状态而引起的由气溶胶生成制品产生的气溶胶的组成物的改变。这还可基本上防止或抑制燃烧和分解产物，和在可燃热源的点燃和燃烧期间形成的其它材料进入沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气。
本发明的隔离的可燃热源可包括非封闭式热源。如本文中所使用，术语‘非封闭式’用以描述其中被抽吸通过气溶胶生成制品以供使用者吸入的空气穿过沿着热源的一个或多个气流通道的热源。因而，非封闭式可燃热源与气溶胶形成基质之间的热传递可通过导热传递和通过沿着一个或多个气流通道的对流热传递发生。
如本文中所使用，术语‘气流通道’用以描述沿着可燃热源的长度延伸的通道，空气可被向下游抽吸通过所述通道以供使用者吸入。因而，本发明的气溶胶生成制品可能不包括一个或多个气流通道。
可燃热源与气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的阻挡层可包括邻接可燃热源的近侧端和气溶胶形成基质的远侧端中的一个或两个的第一阻挡层。第一阻挡层可促进可燃热源与气溶胶生成制品的一个或多个气流路径的隔离。第一阻挡层可将最大温度降低到在可燃热源的点燃或燃烧期间暴露气溶胶形成基质的温度，且可基本上防止或抑制在气溶胶生成制品的使用期间气溶胶形成基质的热降解或燃烧。
如本文中所使用，术语‘不可燃’用以描述在可燃热源的燃烧或点燃期间其达到的温度下基本上不可燃的材料。
如本文中所使用，术语‘空气渗透性’用以描述基本上防止或抑制空气从中穿过的材料。
第一阻挡层可邻接可燃热源的近侧端和气溶胶形成基质的远侧端中的一个或两个。第一阻挡层可被粘附或以其它方式附加到可燃热源的近侧端和气溶胶形成基质的远侧端中的一个或两个。
第一阻挡层可包括设置在可燃热源的近侧面上的第一阻挡层涂层。在此类实施例中，第一阻挡层可包括设置在可燃热源的至少基本上整个近侧面上的第一阻挡层涂层。第一阻挡层可包括设置在可燃热源的整个近侧面上的第一阻挡层涂层。可通过任何合适的方法，例如WO-A1-2013120855中所描述的方法形成第一阻挡层涂层且将其施加到可燃热源的近侧面。
取决于气溶胶生成制品的所要特性和性能，第一阻挡层可具有低导热性或高导热性。在某些实施例中，第一阻挡层可具有介于约0.1W/m.K与约200W/m.K之间的导热性。
第一阻挡层的厚度可以恰当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。在某些实施例中，第一阻挡层的厚度可介于约10微米与约500微米之间。
第一阻挡层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且不可燃的。适合的材料在所属领域中已为人所知且包含但不限于粘土(如膨润土和高岭石)、玻璃、矿物质、陶瓷材料、树脂、金属和其组合。
可形成第一阻挡层的材料包含粘土和玻璃。可形成第一阻挡层的更多材料包含铜、铝、不锈钢、合金、氧化铝(Al2O3)、树脂和矿物胶。
在第一阻挡层包括金属或合金，例如铜、铝、不锈钢的情况下，第一阻挡层涂层可有利地充当可燃热源与气溶胶形成基质之间的热链路。这可以改善从可燃热源到气溶胶形成基质的导热传递。
气溶胶生成制品可进一步包括在可燃热源的近侧端下游的一个或多个空气入口。在一些实施例中，一个或多个空气入口在可燃热源的近侧端与气溶胶生成制品的近侧端之间。一个或多个空气入口可被布置成使得空气可通过一个或多个空气入口被抽吸到气溶胶生成制品的一个或多个气流路径中，而不被抽吸通过可燃热源。这可基本上阻止或抑制在使用者抽烟期间气溶胶形成基质温度突增。
一个或多个空气入口可包括空气可通过其被抽吸到气溶胶生成制品中的任何合适的空气入口。举例来说，合适的空气入口包含孔、狭缝、狭槽或其它孔口。空气入口的数目、形状、大小和布置可以恰当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。
一个或多个空气入口可被布置在气溶胶形成基质处。一个或多个空气入口可被布置在气溶胶形成基质的远侧端和气溶胶形成基质的近侧端之间。在一个或多个空气入口被布置在气溶胶形成基质处且气溶胶形成基质包括滤嘴段包裹物的情况下，滤嘴段包裹物可具有一个或多个开口来允许空气进入气溶胶形成基质。一个或多个开口可以是空气可通过其被抽吸到气溶胶形成基质中的狭缝、狭槽或其它合适的孔口。开口的数目、形状、大小和布置可以恰当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。
可燃热源可包括一个或多个气流通道。换句话说，可燃热源可以是非封闭式热源。一个或多个气流通道可沿着可燃热源的长度延伸。一个或多个气流通道可形成气溶胶生成制品的一个或多个气流路径的部分。
在可燃热源包括气溶胶生成制品中的一个或多个气流通道的情况下，可燃热源与气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的阻挡层可进一步包括可燃热源与可燃热源的一个或多个气流通道之间的第二阻挡层。
第二阻挡层可促进可燃热源与气溶胶生成制品的一个或多个气流路径的隔离。第二阻挡层可将最大温度降低到在可燃热源的点燃或燃烧期间暴露气溶胶形成基质的温度，且因此有助于避免或减少在气溶胶生成制品的使用期间气溶胶形成基质的热降解或燃烧。
第二阻挡层可粘附或以其它方式附加到可燃热源。
第二阻挡层可包括设置在一个或多个气流通道的内表面上的第二阻挡层涂层。第二阻挡层可包括设置在一个或多个气流通道的至少基本上整个内表面上的第二阻挡层涂层。第二阻挡层可包括设置在一个或多个气流通道的整个内表面上的第二阻挡层涂层。
可通过将衬垫插入到一个或多个气流通道中来提供第二阻挡层涂层。举例来说，在一个或多个气流路径包括延伸通过可燃热源的内部的一个或多个气流通道的情况下，不可燃的基本上不透气的中空管可插入到一个或多个气流通道中的每一个中。
第二阻挡层可有利地基本上防止或抑制在根据本发明的气溶胶生成制品的可燃热源的点燃和燃烧期间形成的燃烧和分解产物进入沿着一个或多个气流通道向下游抽吸的空气。
取决于气溶胶生成制品的所要特性和性能，第二阻挡层可具有低导热性或高导热性。第二阻挡层可具有低导热性。
第二阻挡层的厚度可以恰当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。在某些实施例中，第二阻挡层的厚度可介于约30微米与约200微米之间。在实施例中，第二阻挡层的厚度介于约30微米与约100微米之间。
第二阻挡层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且不可燃的。适合的材料在所属领域中已为人所知且包含但不限于例如：粘土；金属氧化物，例如氧化铁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、氧化锆和氧化铈；沸石；磷酸锆；和其它陶瓷材料，或其组合。
可以形成第二阻挡层的材料包含粘土、玻璃、铝、氧化铁和其组合。必要时，可以将催化成分，例如促进一氧化碳氧化成二氧化碳的成分，并入第二阻挡层中。适合的催化成分包含但不限于例如铂、钯、过渡金属和其氧化物。
在根据本发明的气溶胶生成制品包括在可燃热源的下游端与气溶胶形成基质的上游端之间的第一阻挡层和在可燃热源与沿着可燃热源的一个或多个气流通道之间的第二阻挡层的情况下，第二阻挡层可由与第一阻挡层相同或不同的一种或多种材料形成。
在第二阻挡层包括设置在一个或多个气流通道的内表面上的第二阻挡层涂层的情况下，可通过任何合适的方法，例如US-A-5,040,551和WO-A1-2013120855中所描述的方法将第二阻挡层涂层施加到一个或多个气流通道的内表面。
气溶胶生成制品可进一步包括至少包围可燃热源的近侧部分和气溶胶形成基质的远侧部分的一个或多个额外层。一个或多个额外层可包括以下各项中的至少一个：导热元件，其用以将热从可燃热源传递到气溶胶形成基质；以及一层香烟纸。
导热元件可仅包围气溶胶形成基质的远侧部分。导热元件可基本上包围气溶胶形成基质的长度。导热元件可与可燃热源和气溶胶形成基质中的至少一个直接接触。导热元件可能不与可燃热源和气溶胶形成基质中的任一个直接接触。
导热元件可在可燃热源与气溶胶形成基质之间提供热链路。导热元件可以是基本上耐燃的。
合适的导热元件可包含：金属箔包装纸或金属合金箔包装纸。金属箔包装纸可包含：铝箔包装纸、钢箔包装纸、铁箔包装纸和铜箔包装纸。导热元件可包括铝管。
由导热元件包围的可燃热源的近侧部分的长度可介于约2毫米与约8毫米之间或介于约3毫米与约5毫米之间。
未被导热元件环绕的可燃热源的远侧部分的长度可介于约4毫米与约15毫米之间或介于约4毫米与约8毫米之间。
所述一层香烟纸可至少包围可燃热源的近侧部分、气溶胶形成基质的长度以及被布置成接近于气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的任何其它组件。所述一层香烟纸可基本上包围可燃热源的长度。在所述一层香烟纸基本上包围可燃热源的长度的情况下，所述一层香烟纸可在可燃热源处具有通风孔，例如穿孔、孔或狭缝，以使空气能够穿过所述一层香烟纸到达可燃热源。开口的数目、形状、大小和位置可以恰当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。所述一层香烟纸可围绕可燃热源和气溶胶形成基质紧密地包裹，使得所述一层香烟纸在组装气溶胶生成制品时夹紧和紧固可燃热源和气溶胶形成基质。
至少一层陶瓷纸可以是径向外层。在气溶胶生成制品包括一个或多个额外层的情况下，陶瓷纸的径向外层可上覆一个或多个额外层的至少部分。换句话说，一个或多个额外层可布置在可燃热源与至少一层陶瓷纸之间。举例来说，在气溶胶生成制品包括额外层，所述额外层包括导热元件的情况下，导热元件可以是径向内层且至少一层陶瓷纸可以是径向外层，从而包围导热元件的至少部分。
如本文中所使用，术语‘径向外’和‘径向内’用以指示气溶胶生成制品的组件距气溶胶生成制品的纵向轴线的相对距离。如本文中所使用，术语‘径向’用以描述垂直于在气溶胶生成制品的近侧端与远侧端之间的方向上延伸的气溶胶生成制品的纵向轴线的方向。
一个或多个额外层可以是径向外层。一个或多个额外层可上覆至少一层陶瓷纸的至少部分。
至少一层陶瓷纸可紧固或附接到气溶胶生成制品的一个或多个其它组件或部分。至少一层陶瓷纸可紧固到气溶胶生成制品的任何合适的组件。举例来说，至少一层陶瓷纸可紧固到可燃热源、气溶胶形成基质和一个或多个额外层中的至少一个。至少一层陶瓷纸可通过任何合适手段紧固到气溶胶生成制品的一个或多个组件。可使用粘合剂紧固至少一层陶瓷纸。合适的粘合剂，例如硅酸盐胶合剂可展现耐高温性。在一个或多个额外层是径向外层的情况下，一个或多个额外层可围绕至少一层陶瓷纸的至少部分紧密地包裹。
在一些实施例中，至少一层陶瓷纸可与可燃热源成一体。如本文所使用，术语‘一体’用以描述与可燃热源直接接触且不辅助外部粘合剂或其它中间连接材料而附接到可燃热源的层。
在一些实施例中，至少一层陶瓷纸可由具有相对端的陶瓷纸条带形成。陶瓷纸条带可围绕可燃热源包裹，使得条带的相对端重叠。可使用粘合剂或任何其它合适的手段将条带的重叠相对端紧固在一起。这样可将至少一层陶瓷纸紧固在可燃热源上。
在一些实施例中，中间层可设置于至少一层陶瓷纸与可燃热源、气溶胶形成基质和一个或多个额外层中的至少一个之间。中间层可邻近于至少一层陶瓷纸。中间层可接触至少一层陶瓷纸。中间层可被布置成在至少一层陶瓷纸的径向内部。
中间层可以是粘合剂层。粘合剂层可包括任何合适的粘合剂。合适的粘合剂，例如硅酸盐胶合剂可展现耐高温性。粘合剂层可被布置在至少一层陶瓷纸与可燃热源之间且可将至少一层陶瓷纸附接到可燃热源。粘合剂层可被布置在至少一层陶瓷纸与一个或多个额外层之间且可将至少一层陶瓷纸附接到一个或多个额外层。粘合剂层可被布置在至少一层陶瓷纸与气溶胶形成基质之间且可将至少一层陶瓷纸附接到气溶胶形成基质。
在一些实施例中，至少一层陶瓷纸可由具有相对端的陶瓷纸条带形成。陶瓷纸条带可围绕可燃热源包裹，使得条带的相对端邻接且不重叠。粘合剂层可设置在条带的面向可燃热源的侧上，至少在条带的相对端处。粘合剂层可至少在条带的相对端处将陶瓷纸条带紧固到可燃热源。
气溶胶生成制品可包括布置于可燃热源与气溶胶形成基质之间的导热构件。导热构件可以是上文所描述的第一阻挡层。气溶胶生成制品可包括导热构件和第一阻挡层。导热构件可包括与导热元件类似的材料。气溶胶生成制品可包括导热构件和导热元件。导热元件和导热构件中的至少一个的设置可促进可燃热源与气溶胶形成基质之间的导热传递。
气溶胶生成制品可进一步包括任何其它合适的组件。举例来说，气溶胶生成制品可包括以下各项中的至少一个：传递元件；气溶胶冷却元件；间隔元件；以及衔嘴。一个或多个另外组件可与可燃热源和气溶胶形成基质同轴地布置。一个或多个另外组件可被布置成接近于气溶胶形成基质。一个或多个另外组件可以任何合适的次序布置。气溶胶生成制品可进一步包括：邻近于气溶胶形成基质的近侧端的传递元件；邻近于传递元件的近侧端的气溶胶冷却元件；邻近于气溶胶冷却元件的近侧端的间隔元件；以及邻近于间隔元件的近侧端的衔嘴。
如本文所使用，术语‘近侧’和‘远侧’用以描述根据本发明的气溶胶生成制品的组件或组件的部分的相对位置。气溶胶生成制品的组件的近侧端是组件离气溶胶生成制品的嘴端最近的端且气溶胶生成制品的组件的远侧端是组件离气溶胶生成制品的嘴端最远的端。通常，可燃热源布置在气溶胶生成制品的远侧端处。
根据本发明的第二方面，提供一种形成根据本发明的第一方面的气溶胶生成制品的方法。方法包括：布置可燃热源以加热气溶胶形成基质；提供一个或多个气流路径，空气可沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品以供使用者吸入，将可燃热源与一个或多个气流路径隔离，使得在使用中沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气不直接接触可燃热源；以及使用至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少部分。
在一些实施例中，使用至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少部分的步骤可包括：提供具有相对端的陶瓷纸条带；围绕可燃热源包裹条带，使得可燃热源被至少一层陶瓷纸包围；使条带的相对端重叠；以及将重叠端紧固在一起以将至少一层陶瓷纸紧固到可燃热源。
可使用任何合适手段将陶瓷纸条带的重叠端紧固在一起。举例来说，可使用粘合剂将陶瓷纸条带的重叠端紧固在一起。合适的粘合剂应具有耐高温性且包含二氧化硅胶合剂。
在一些实施例中，使用至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少部分的步骤可包括：提供具有相对端的条带陶瓷纸；将粘合剂层施加到至少在相对端中的每一个处的条带的一个侧；布置条带，其中粘合剂层面向可燃热源；围绕可燃热源包裹条带，使得可燃热源的长度的至少部分被至少一层陶瓷纸包围；使条带的相对端邻接，而不使相对端重叠；以及使用粘合剂层将条带紧固到可燃热源。
在一些实施例中，至少一层陶瓷纸可与额外层，例如一层香烟纸层压。可在将至少一层陶瓷纸施加到可燃热源之前使至少一层陶瓷纸与额外层层压。可以与陶瓷纸条带相同的方式围绕可燃热源包裹包括至少一层陶瓷纸和额外层的共层压纸条带。在一些实施例中，共层压纸可被布置成使得至少一层陶瓷纸面向可燃热源。换句话说，至少一层陶瓷纸可被布置成在额外层的径向内部。在一些实施例中，共层压纸可被布置成使得额外层面向可燃热源。
附图说明
将参考附图仅借助于实例进一步描述本发明，在附图中：
图1示出包括封闭式可燃热源的根据本发明的气溶胶生成制品的第一实施例的示意性图示；
图2示出在第一位置处的图1的气溶胶生成制品的温度分布图；
图3示出在第二位置处的图1的气溶胶生成制品的温度分布图；
图4示出在第三位置处的图1的气溶胶生成制品的温度分布图；以及
图5示出包括非封闭式可燃热源的根据本发明的气溶胶生成制品的第二实施例的示意性图示。
具体实施方式
图1示出气溶胶生成制品2的示意性图示。气溶胶生成制品2包括可燃热源3。可燃热源3包括具有约10毫米长度的含碳材料的基本上圆形圆柱形主体。可燃热源3是封闭式热源。换句话说，可燃热源3不包括从中延伸通过的任何空气通道。
气溶胶生成制品2进一步包括气溶胶形成基质4。气溶胶形成基质4布置在可燃热源3的近侧端处。气溶胶形成基质4包括被滤嘴段包裹物19包围的烟草材料18的基本上圆形圆柱形滤嘴段。
不可燃的基本不透气的第一阻挡层6布置于可燃热源3的近侧端与气溶胶形成基质4的远侧端之间。第一阻挡层6包括铝箔盘。第一阻挡层6还在可燃热源3与气溶胶形成基质4之间形成导热构件，以将热从可燃热源3的近侧面传导到气溶胶形成基质4的远侧面。
导热元件9包围可燃热源3的近侧部分和气溶胶形成基质4的远侧部分。导热元件9包括铝箔管。导热元件9与可燃热源3的近侧部分和气溶胶形成基质4的滤嘴段包裹物19直接接触。
气溶胶生成制品2进一步包括被布置成接近于气溶胶形成基质4的各种其它组件，包含：布置在气溶胶形成基质4的近侧端处的传递元件11；布置在传递元件11的近侧端处的气溶胶冷却元件12；布置在气溶胶冷却元件11的近侧端处的间隔元件13；以及布置在间隔元件13的近侧端处的衔嘴10。
气溶胶生成制品2的组件包裹在一层香烟纸7中。所述一层香烟纸7包围导热元件9，但在可燃热源3的远侧部分上方不延伸超出导热元件9的远侧端。
根据本发明，气溶胶生成制品2进一步包括一层陶瓷纸5。所述一层陶瓷纸5基本上包围可燃热源3的长度、所述一层香烟纸7的远侧部分、导热元件9和气溶胶形成基质4。换句话说，所述一层陶瓷纸5是在气溶胶生成制品2的远侧端处的径向外层。
所述一层陶瓷纸5包括介于约60重量百分比与约70重量百分比之间的二氧化硅；介于约16重量百分比与约22重量百分比之间的氧化钙和介于约12重量百分比与约19重量百分比之间的氧化镁。所述一层陶瓷纸5还包括氧化铝和粘结剂材料。
多个空气入口8布置在气溶胶形成基质4处以允许环境空气被抽吸到气溶胶生成制品2中。空气入口8包括通过所述一层香烟纸7和包围气溶胶形成基质4的底层滤嘴段包裹物19的多个穿孔。空气入口8布置于气溶胶形成基质4的远侧面与近侧面之间。
当使用者对气溶胶生成制品2的衔嘴10进行抽吸时，环境空气可通过空气入口8被抽吸到气溶胶生成制品2中。被抽吸到气溶胶生成制品2中的空气可沿着气溶胶生成制品2的气流路径流动，从空气入口8，通过气溶胶形成基质4、传递元件11、冷却元件12和间隔元件13，流动到衔嘴10，且从衔嘴10流出，以供使用者吸入。气流通过气溶胶生成制品2的总体方向由箭头指示。
在使用中，使用者可通过将可燃热源3暴露于外部热源，例如打火机，来点燃可燃热源3。可燃热源3可点燃和燃烧，且热可经由通过导热构件6和导热元件9的传导从可燃热源3传递到气溶胶形成基质4。加热式气溶胶形成基质4的挥发性组分可汽化。使用者可对气溶胶生成制品2的衔嘴10进行抽吸，从而通过空气入口8将环境空气抽吸到气溶胶生成制品2的气流路径中。来自加热式气溶胶形成基质4的蒸气可夹带在被抽吸通过气溶胶形成基质4的空气中且可与空气一起朝向衔嘴10被抽吸。当朝向衔嘴10抽吸蒸气时，蒸气可冷却以形成气溶胶。气溶胶可从衔嘴10抽吸出且被递送给使用者以供吸入。
应了解，基本上不透气的第一阻挡层6抑制空气被抽吸通过可燃热源3并进入气溶胶形成基质4。因而，第一阻挡层6基本上将气溶胶生成制品2的气流路径与可燃热源3隔离。
在此实施例中，所述一层陶瓷纸5在气溶胶形成基质4的远侧端的微小部分上方延伸。因而，所述一层陶瓷纸5与空气入口8间隔开。此间隔基本上将所述一层陶瓷纸5与空气入口8隔离，使得被抽吸通过气溶胶生成制品2的气流路径的空气不接触所述一层陶瓷纸5。
应了解，在一些实施例中，所述一层陶瓷纸可非常接近于空气入口。在这些实施例中，可以纤维和粒子基本上不可渗透的材料涂布非常接近于空气入口的所述一层陶瓷纸的部分。这可基本上隔离非常接近于空气入口的所述一层陶瓷纸的部分，使得被抽吸通过气溶胶生成制品的气流路径的空气不接触所述一层陶瓷纸。
收集实验数据以确定在可燃热源燃烧时段内类似于图1中所示的气溶胶生成制品2的各种气溶胶生成制品的可燃热源和气溶胶形成基质的温度。经测试的气溶胶生成制品中的每一个包括基本上包围可燃热源的长度的不同材料层。具体来说，针对气溶胶生成制品收集的实验数据包括基本上包围可燃热源的长度的一层陶瓷纸且无基本上包围可燃热源的长度的材料层。图2到4示出在各种气溶胶生成制品的三个不同位置处温度的实验测量随时间推移而变化的图形。
图2示出对应于图1中示出的位置T1的在距可燃热源的远侧端2毫米的位置处测得的温度。换句话说，图2示出在可燃热源的远侧端处的温度。
图3示出对应于图1中示出的位置T2的在距可燃热源的远侧端5毫米的位置处测得的温度。换句话说，图3示出沿着可燃热源的长度的大约一半的温度。
图4示出对应于图1中的位置T3的在距可燃热源的远侧端11毫米的位置处测得的温度。换句话说，图4示出在气溶胶形成基质的远侧端处的温度。
所有温度分布图均使用电子温度探针测得，所述电子温度探针被插入到气溶胶生成制品的相关组件中大约2毫米深。
在图2、3和4中，标记为20的“SMAR”线示出具有“裸露”可燃热源的气溶胶生成制品的温度分布图。换句话说，“SMAR”线22示出不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图。
在图2、3和4中，标记为21的“陶瓷纸1”线示出具有基本上包围根据本发明的可燃热源的长度的一层陶瓷纸的气溶胶生成制品的温度分布图。“陶瓷纸1”测试中的基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是购自Morgan Advanced Materials,plc的Plus Fibre。
在图2、3和4中，标记为22的“陶瓷纸2”线示出具有基本上包围根据本发明的可燃热源的长度的一层陶瓷纸的气溶胶生成制品的温度分布图。“陶瓷纸2”测试中基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是购自Ningbo Firewheel Thermal Insulation&Sealing Co.,Ltd的CFP Ceramic Fibre Paper。
在图2、3和4中，标记为22的“陶瓷纸2”线示出具有基本上包围根据本发明的可燃热源的长度的一层陶瓷纸的气溶胶生成制品的温度分布图。“陶瓷纸2”测试中基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是购自Ningbo Firewheel Thermal Insulation&Sealing Co.,Ltd的CFP Ceramic Fibre Paper。
在图2、3和4中，标记为23的“玻璃纸”线示出具有基本上包围根据本发明的可燃热源的长度的一层陶瓷纸的气溶胶生成制品的温度分布图。“玻璃纸”测试中的基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是包括玻璃纤维的陶瓷纸。
需要使具有基本上包围气溶胶生成制品的长度的一层材料的气溶胶生成制品展现基本上类似于或超过具有裸露可燃热源而不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图20的温度分布图。在可燃热源展现与裸露可燃热源类似或比裸露可燃热源更高的温度的情况下，这指示基本上包围可燃热源的长度的材料层基本上不抑制可燃热源的燃烧。
出人意料地，如图2、3和4中所示，在可燃热源的大部分燃烧时间内在气溶胶生成制品的所有三个测试位置，具有基本上包围可燃热源的长度的一层陶瓷纸的气溶胶生成制品的温度分布图21、22、23基本上类似于不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图20。此外，在气溶胶生成经历期间的一些时间段内，具有基本上包围可燃热源的长度的一层陶瓷纸的气溶胶生成制品的温度分布图21和22实际上超过不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图20。
此出人意料的结果指示提供基本上包围可燃热源的长度的至少一层陶瓷纸有利地基本上不阻碍可燃热源的燃烧。实际上，提供所述一层陶瓷纸可提高在可燃热源的燃烧期间的时间段内可燃热源的温度。
还通过在点燃热源之后观测将根据本发明的气溶胶生成制品放置在Whatmann纸上的效应来测试根据本发明的气溶胶生成制品。举例来说，在约23℃±3℃和55％±5％相对湿度下使气溶胶生成制品调节24小时。使用电打火机点燃调节后的气溶胶生成制品，并任其燃烧2分钟的时段。在2分钟之后，将气溶胶生成制品在一堆Whatmann纸上放置10分钟的时段。在10分钟之后，检查Whatmann纸。观测到，具有基本上包围可燃热源的长度的所述一层陶瓷纸的气溶胶生成制品并不会在任一张Whatmann纸中产生孔，且不会在顶部纸中产生小型褐色区域。这个结果示出，具有基本上包围可燃热源的长度的所述一层陶瓷纸降低了接近于热源的表面温度。
图5中示出根据本发明的气溶胶生成制品的第二实施例的示意性图示。气溶胶生成制品102基本上类似于图1中示出的气溶胶生成制品2。气溶胶生成制品102包括可燃热源103、气溶胶形成基质104、一层陶瓷纸105和一层香烟纸107，它们是类似于图1中示出的气溶胶生成制品2的对应组件而布置。然而，可燃热源103是非封闭式热源。非封闭式热源103包括具有在远侧端面与近侧端面之间延伸的通路116的含碳材料的环形主体115。通路116形成通过气溶胶生成制品的气流路径的部分且使空气能够从气溶胶生成制品的近侧端被抽吸通过可燃热源103且到达气溶胶形成基质104。所述一层陶瓷纸105与通过气溶胶生成制品102的气流路径间隔开，使得被抽吸通过气流路径的空气不接触所述一层陶瓷纸105。
不可燃的基本上不透气的第一阻挡层106布置于可燃热源103的近侧端与气溶胶形成基质104的远侧端之间，类似于上文关于图1所描述的第一阻挡层6。然而，不同于上文所描述的第一阻挡层6，第一阻挡层106包含与通路116对准的孔口120，以使空气能够从通路116传递到气溶胶形成基质104。
不可燃的基本上不透气的第二阻挡层117被涂布在通路116的内表面上。第二阻挡层117将穿过通路116的空气与可燃热源103和可燃热源的燃烧产物隔离。
由于可燃热源103是非封闭式热源，因此气溶胶生成制品102不包括布置在气溶胶形成基质104处的空气入口。当使用者对气溶胶生成制品102的衔嘴进行抽吸时，环境空气可通过通路116被抽吸通过热源103到气溶胶生成制品102中。被抽吸到气溶胶生成制品102中的空气可沿着气溶胶生成制品102的气流路径通过通路116流动通过气溶胶形成基质104、传递元件、冷却元件和间隔元件到达衔嘴，且从衔嘴流出以供使用者吸入。气流通过气溶胶生成制品102的总体方向由箭头指示。
应了解，在一些实施例中，除了通过可燃热源的空气通路之外，气溶胶生成制品中还可设置其它空气入口。
上文所描述的特定实施例意图说明本发明。然而，可在不脱离如权利要求书中限定的本发明的范围的情况下做出其它实施例，且应理解，上文所描述的特定实施例并不意图是限制性的。

Claims (15)

1.一种气溶胶生成制品，包括：
气溶胶形成基质；
可燃热源；
至少一层陶瓷纸，其包围所述可燃热源的长度的至少部分；
一个或多个气流路径，空气能够沿着所述一个或多个气流路径被抽吸通过所述气溶胶生成制品以供使用者吸入，以及
所述可燃热源与所述气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的阻挡层。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成制品，其中所述至少一层陶瓷纸与所述一个或多个气流路径隔离，使得在使用中沿着所述一个或多个气流路径被抽吸通过所述气溶胶生成制品的空气不直接接触所述至少一层陶瓷纸。
3.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述可燃热源、所述气溶胶形成基质和所述至少一层陶瓷纸被布置成使得在所述可燃热源的燃烧期间所述气溶胶形成基质的温度不超过375℃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述陶瓷纸包括介于约50重量百分比与约100重量百分比之间的陶瓷材料。
5.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述陶瓷纸包括二氧化硅纤维。
6.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述陶瓷纸包括生物可溶性陶瓷纤维。
7.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述至少一层陶瓷纸的厚度介于约0.5毫米与约5毫米之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述可燃热源与所述气溶胶形成基质之间的所述不可燃的基本上不透气的阻挡层包括第一阻挡层，所述第一阻挡层邻接所述可燃热源的近侧端和所述气溶胶形成基质的远侧端中的一个或两个。
9.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述一个或多个气流路径包括一个或多个空气入口，所述一个或多个空气入口布置于所述可燃热源的近侧端与所述气溶胶生成制品的近侧端之间，使得空气能够通过所述一个或多个空气入口被抽吸到所述气溶胶生成制品的所述一个或多个气流路径中，而不穿过所述可燃热源。
10.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述一个或多个气流路径包括沿着所述可燃热源的一个或多个气流通道，且所述可燃热源与所述一个或多个气流通道之间的所述不可燃的基本上不透气的阻挡层进一步包括所述可燃热源与所述可燃热源的所述一个或多个气流通道之间的第二阻挡层。
11.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品进一步包括一个或多个额外层，所述一个或多个额外层至少包围所述可燃热源的近侧部分和所述气溶胶形成基质的远侧部分，所述一个或多个额外层包括以下各项中的至少一个：
导热元件，其用以将热从所述可燃热源传递到所述气溶胶形成基质，以及
一层香烟纸。
12.根据权利要求11所述的气溶胶生成制品，其中所述至少一层陶瓷纸是径向外层，上覆所述一个或多个额外层的至少部分。
13.一种形成根据权利要求1到12所述的气溶胶生成制品的方法，所述方法包括：
布置可燃热源以加热气溶胶形成基质；
提供一个或多个气流路径，空气能够沿着所述一个或多个气流路径被抽吸通过所述气溶胶生成制品以供使用者吸入，以及
隔离所述可燃热源与所述一个或多个气流路径，使得在使用中沿着所述一个或多个气流路径被抽吸通过所述气溶胶生成制品的空气不直接接触所述可燃热源；以及
使用至少一层陶瓷纸包围所述可燃热源的长度的至少部分。
14.根据权利要求13所述的形成气溶胶生成制品的方法，其中使用至少一层陶瓷纸包围所述可燃热源的长度的至少部分包括：
提供具有相对端的条带陶瓷纸；
围绕所述可燃热源包裹所述条带，使得所述可燃热源被至少一层陶瓷纸包围；
使所述条带的所述相对端重叠；以及
将所述重叠端紧固在一起，以将所述至少一层陶瓷纸紧固到所述可燃热源。
15.根据权利要求13所述的形成气溶胶生成制品的方法，其中使用至少一层陶瓷纸包围所述可燃热源的长度的至少部分包括：
提供具有相对端的条带陶瓷纸；
将粘合剂层施加到至少在所述相对端中的每一个处的所述条带的一个侧；
布置所述条带，其中所述粘合剂层面向所述可燃热源；
围绕所述可燃热源包裹所述条带，使得所述可燃热源被所述至少一层陶瓷纸包围；
使所述条带的所述相对端邻接，而不使所述相对端重叠；以及
使用所述粘合剂层将所述条带紧固到所述可燃热源。
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