CN109222238A - 包括隔离的可燃热源的发烟制品 - Google Patents

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Abstract

一种发烟制品(2，32，34，36，38，42，56)包括：可燃热源(4，40)，所述可燃热源具有相对的前表面和后表面；浮质形成基质(6)，所述浮质形成基质位于可燃热源(4，40)的后表面的下游；外包装材料(12)，所述外包装材料包裹可燃热源的至少后部部分和所述浮质形成基质；和一条或多条气流路径，能够沿着所述一条或多条气流路径抽吸空气通过发烟制品(2，32，34，36，38，42，56)，以供使用者吸入。可燃热源(4，40)与一条或多条气流路径隔离，使得被沿着一条或多条气流路径抽吸通过发烟制品(2，32，34，36，38，42，56)的空气不与可燃热源(4，40)直接接触。

Description

包括隔离的可燃热源的发烟制品
本申请是名称为“包括隔离的可燃热源的发烟制品”、国际申请日为2013年2月12日、国际申请号为PCT/EP2013/052794、国家申请号为201380008557.3的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发烟制品，所述发烟制品包括可燃热源和位于可燃热源的下游的浮质形成基质。
背景技术
本领域中已经提出了多种发烟制品，在所述发烟制品中，烟草被加热而不是燃烧。这种“加热式”发烟制品的一个目的是减少传统香烟中的烟草的燃烧和热降解所产生的有害烟成分。在一种已知类型的加热式发烟制品中，通过将热量从可燃热源传递到浮质形成基质来产生浮质。浮质形成基质可以位于可燃热源内、周围或者下游。在发烟期间，通过来自可燃热源的热传递从浮质形成基质释放挥发性化合物，并且所述挥发性化合物被夹带在抽吸通过发烟制品的空气中。随着释放的化合物冷却，它们冷凝，以形成供使用者吸入的浮质。通常，通过贯穿可燃热源设置的一条或多条气流通道将空气抽吸到这种已知加热式发烟制品中，并且从可燃热源传递到浮质形成基质的热传递通过对流和传导进行。
例如，WO-A2-2009/022232公开了一种发烟制品，所述发烟制品包括可燃热源、位于可燃热源下游处的浮质形成基质和导热元件，所述导热元件位于可燃热源的后部部分和浮质形成基质的毗邻的前部部分的周围，并且与可燃热源的后部部分和浮质形成基质的毗邻的前部部分直接接触。为了提供浮质形成基质的可控量的对流加热，至少一条纵向气流通道贯穿可燃热源设置。在WO-A2-2009/022232的发烟制品中，浮质形成基质的表面抵靠可燃热源，并且在使用过程中，抽吸通过发烟制品的空气与可燃热源的后端表面直接接触。
在主要通过对流将热量从可燃热源传递到浮质形成基质的已知的加热式发烟制品中，对流传热并且因此浮质形成基质中的温度可能会根据使用者的抽吸行为而发生显著变化。结果，由使用者吸入的主流浮质的成分并且因此感觉性能可能不利地对使用者的抽吸机制极其敏感。
在抽吸通过加热式发烟制品的空气与加热式发烟制品的可燃热源直接接触的已知的加热式发烟制品中，使用者的抽吸启动可燃热源燃烧。因此，强烈的抽吸机制可能会导致足够高的对流传热，以致使浮质形成基质的温度突升，从而不利地导致热解浮质形成基质乃至使得浮质形成基质可能局部燃烧。当在本文中使用时，术语“突升”用于描述浮质形成基质的温度短暂升高。
这种已知加热式发烟制品产生的主流浮质中的不期望的热解副产物和燃烧副产物的水平还可能根据使用者采用的具体抽吸机制而不利地发生显著变化。
已知在加热式发烟制品的可燃热源中包括添加剂，以提高可燃热源的引燃和燃烧性能。然而，包括引燃和燃烧添加剂能够产生分解和反应产物，所述分解和反应产物在使用加热式发烟制品期间不利地进入到被抽吸通过加热式发烟制品的浮质形成基质的空气中。
之前已经多次尝试在使用具有可燃热源的加热式发烟制品期间减小或者消除来自抽吸通过所述加热式发烟制品的浮质形成基质的空气的不期望的烟成分。例如，之前已经多次尝试通过在碳质热源中使用催化剂以将在碳质热源燃烧期间产生的一氧化碳转换成二氧化碳来减少在用于加热式发烟制品的碳质热源燃烧期间产生的一氧化碳。
US-A-5,040,551公开了一种减少用于包括浮质产生部件的加热式发烟制品的碳质燃料元件在燃烧期间产生的一氧化碳量的方法。所述方法包括用固体颗粒物质的薄且微孔层涂覆碳质燃料元件的露出表面中的一些或全部，所述固体颗粒物质在碳质燃料元件燃烧的温度下不会燃烧。涂层还可以包括催化成分。根据US-A-5,040,551，微孔层必须足够薄并且因此可透气，以便不会过度阻止碳质燃料燃烧。结果，抽吸通过US-A-5,040,551的发烟制品的空气与碳质燃料元件的表面直接接触，从而导致不期望的烟成分的含量增大。
US-A-5,060,667公开了一种发烟制品，所述发烟制品包括可燃燃料元件、围绕燃料元件的空心传热管、围绕传热管的香味源材料和围绕发烟制品的多孔包装材料。传热管在其上游端部处开口，并且在其下游端部处封闭，传热管在其上游端部处具有：环形凸缘，所述环形凸缘的外径基本与发烟制品的外径相等；和居中布置的开口，所述居中布置的开口与可燃端部元件对准。传热管的封闭下游端部和传热管的上游端部处的环形凸缘防止来自燃料元件的烟进入到吸烟者的口中。
为了促进形成浮质，加热式发烟制品的浮质形成基质通常包括多元醇(例如丙三醇)或者其它已知浮质形成物。在存储和发烟期间，这些浮质形成物可以从已知加热式发烟制品的浮质形成基质迁移到已知加热式发烟制品的可燃热源。浮质形成物迁移到已知加热式发烟制品的可燃热源可能会不利地导致浮质形成物分解，尤其是在加热式发烟制品发烟期间。
之前已经多次尝试阻止浮质形成物从加热式发烟制品的浮质形成基质迁移到加热式发烟制品的可燃热源。通常，这些之前尝试已经涉及将加热式发烟制品的浮质形成基质包封在不可燃的胶囊(例如金属笼)中，以便在存储和使用期间减少从浮质形成基质迁移到可燃热源的浮质形成物。然而，仍然允许可燃热源在存储和使用期间与来自浮质形成基质的浮质形成物直接接触，并且抽吸通过浮质形成基质以供使用者吸入的空气仍然可以与可燃热源的表面直接接触。这不利地允许由可燃热源产生的分解和燃烧气体被抽吸到这种已知的加热式发烟制品的主流浮质中。
仍然需要一种这样的加热式发烟制品，所述加热式发烟制品包括：可燃热源，所述可燃热源具有相对的前表面和后表面；和位于可燃热源的后表面的下游的浮质形成基质，在所述加热式发烟制品中，在强烈抽吸机制下避免浮质形成基质的温度突升。特别地，仍然需要一种这样的加热式发烟制品，其包括：具有相对的前表面和后表面的可燃热源；和位于可燃热源的后表面的下游的浮质形成基质，在所述加热式发烟制品中，在强烈抽吸机制下浮质形成基质基本不会燃烧或热解。
还需要一种这样的加热式发烟制品，所述加热式发烟制品包括：具有相对的前表面和后表面的可燃热源；和位于可燃热源的后表面的下游的浮质形成基质，在所述加热式发烟制品中，在使用加热式发烟制品期间，防止或抑制在可燃热源引燃和燃烧期间形成的燃烧和分解产物进入到被抽吸通过浮质形成基质的空气中。
仍然还需要一种这样的加热式发烟制品，所述加热式发烟制品包括：具有相对的前表面和后表面的可燃热源；和位于可燃热源的后表面的下游的浮质形成基质，在所述加热式发烟制品中，基本防止或抑制浮质形成物从浮质形成基质迁移到可燃热源。
发明内容
根据本发明，提供了一种发烟制品，其包括：具有相对的前表面和后表面的可燃热源；位于可燃热源的后表面的下游的浮质形成基质；外包装材料，所述外包装材料包裹可燃热源的至少后部部分和浮质形成基质；和一条或多条气流路径，能够沿着所述一条或多条气流路径将空气抽吸通过发烟制品，以供使用者吸入。可燃热源与一条或多条气流路径隔离，使得在使用过程中，被沿着一条或多条气流路径抽吸通过发烟制品的空气不直接接触可燃热源。
根据本发明，还提供了一种用在根据本发明的发烟制品中的可燃热源，所述可燃热源具有相对的前表面和后表面，其中，可燃热源具有不可燃的基本不透气的第一屏障物，所述第一屏障物至少设置在可燃热源的基本整个后表面上。在某些优选实施例中，第一屏障物包括设置在可燃热源的后表面上的第一屏障涂层。在这些实施例中，优选地，第一屏障物包括至少设置在可燃热源的基本整个后表面上的第一屏障涂层。更优选地，第一屏障物包括设置在可燃热源的整个后表面上的第一屏障涂层。
根据本发明，还提供了一种减轻或者消除在抽吸期间发烟制品的浮质形成基质的温度升高的方法。所述方法包括提供一种发烟制品，所述发烟制品包括：具有相对的前表面和后表面的可燃热源；位于可燃热源的后表面的下游的浮质形成基质；外包装材料，所述外包装材料包裹可燃热源的至少后部部分和浮质形成基质；和一条或多条气流路径，能够沿着所述一条或多条气流路径将空气抽吸通过发烟制品，以供使用者吸入，其中，可燃热源与一条或多条气流路径隔离，使得在使用过程中，被沿着一条或多条气流路径抽吸通过发烟制品的空气不直接接触可燃热源。
这里使用的术语“气流路径”用于描述这样的路线，空气可以沿着所述路线被抽吸通过发烟制品以供使用者吸入。
这里使用的术语“浮质形成基质”用于描述这样的基质，所述基质在被加热时能够释放能够形成浮质的挥发性化合物。根据本发明的发烟制品的浮质形成基质产生的浮质可以是可见的或者不可见的，并且可以包括蒸汽(例如，微粒物质，所述微粒物质呈气态，在室温条件下通常为液态或者固态)以及冷凝的蒸汽的气体和液滴。
这里使用的术语“上游”和“前”以及“下游”和“后”用于描述发烟制品的部件或者部件的部分相对于在使用发烟制品期间使用者抽吸发烟制品的方向的相对位置。根据本发明的发烟制品包括嘴端和相对的远端。在使用过程中，使用者抽吸发烟制品的嘴端。嘴端位于远端的下游。可燃热源位于远端处或者位于远端附近。
可燃热源的前表面位于可燃热源的上游端部处。可燃热源的上游端部是可燃热源的距离发烟制品的嘴端最远的端部。可燃热源的后表面位于可燃热源的下游端部处。可燃热源的下游端部是可燃热源的距离发烟制品的嘴端最近的端部。
这里使用的术语“长度”用于描述发烟制品的沿着纵向方向的尺寸。
这里使用的术语“直接接触”用于描述被沿着一条或多条气流路径抽吸通过发烟制品的空气和可燃热源的表面之间的接触。
这里使用的术语“隔离的可燃热源”用于描述这样的可燃热源，所述可燃热源不与被沿着一条或多条气流路径抽吸通过发烟制品的空气直接接触。
这里使用的术语“涂层”用于描述覆盖并粘附到可燃热源的一层材料。
如下文进一步所述的那样，根据本发明的发烟制品可以包括无孔(blind)或者开孔(non-blind)的可燃热源。
这里使用的术语“无孔”用于描述根据本发明的发烟制品的可燃热源，在该可燃热源中，被抽吸通过发烟制品以供使用者吸入的空气不沿着可燃热源通过任何气流通道。
这里使用的术语“开孔”用于描述根据本发明的发烟制品的可燃热源，在该可燃热源中，被抽吸通过发烟制品以供使用者吸入的空气沿着可燃热源通过一条或多条气流通道。
这里使用的术语“气流通道”用于描述沿着可燃热源的长度延伸的通道，可以通过所述通道向下游抽吸空气，以供使用者吸入。
根据本发明的可燃热源与一条或多条气流路径隔离有利地基本防止或抑制在使用者抽吸期间启动根据本发明的发烟制品的可燃热源的燃烧。这基本防止或抑制在使用者抽吸期间浮质形成基质的温度突升。
通过防止或抑制启动可燃热源的燃烧，并且由此防止或抑制浮质形成基质中的温度过度升高，可以有利地避免根据本发明的发烟制品的浮质形成基质在强烈抽吸机制下燃烧或者热解。另外，可以有利地最小化或者降低使用者的抽吸机制对根据本发明的发烟制品的主流浮质的成分的影响。
将可燃热源与一条或多条气流路径隔离还有利地基本防止或者抑制在根据本发明的发烟制品的可燃热源的引燃和燃烧期间形成的燃烧和分解产物以及其它物质进入到被沿着一条或多条气流路径抽吸通过发烟制品的空气中。如在下文进一步描述的那样，在可燃热源包括一种或多种添加剂以辅助引燃或者燃烧可燃热源的情况下，这是尤为有利的。
可燃热源和一条或多条气流路径的隔离将可燃热源与浮质形成基质隔离。可燃热源与浮质形成基质隔离可以有利地基本防止或者抑制根据本发明的发烟制品的浮质形成基质的成分在存储发烟制品期间迁移到可燃热源。
替代地或者附加地，可燃热源与一条或多条气流路径隔离可以有利地基本防止或者抑制根据本发明的发烟制品的浮质形成基质的成分在使用发烟制品期间迁移到可燃热源。
如在下文中进一步描述的那样，在浮质形成基质包括至少一种浮质形成物的情况下，可燃热源与一条或多条气流路径以及浮质形成基质隔离是尤为有利的。
为了隔离可燃热源与一条或多条气流路径，根据本发明的发烟制品可以包括不可燃的基本不透气的第一屏障物，其位于可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部之间。
这里使用的术语“不可燃”用于描述这样的屏障物，在可燃热源燃烧或者点燃可燃热源期间，所述屏障物在可燃热源达到的温度下基本不可燃。
第一屏障物可以邻接可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部中的一个或者两个。
第一屏障物可以粘附或者用其它方式固定到可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部中的一个或者两个。
在一些实施例中，第一屏障物包括第一屏障涂层，所述第一屏障涂层设置在可燃热源的后表面上。在这些实施例中，优选地，第一屏障物包括设置在可燃热源的至少基本整个后表面上的第一屏障涂层。更优选地，第一屏障物包括设置在可燃热源的整个后表面上的第一屏障涂层。
第一屏障物可以有利地限制在引燃可燃热源或者可燃热源燃烧期间浮质形成基质所处的温度，并且因此有助于避免或者减轻浮质形成基质在使用发烟制品期间的热降解或者燃烧。如下文进一步描述的那样，在可燃热源包括一种或者多种添加剂以辅助引燃可燃热源的情况下，这是尤为有利的。
根据发烟制品的期望特征和性能，第一屏障物可以具有低导热系数或者高导热系数。在某些实施例中，第一屏障物可以由这样的材料形成，当使用修改瞬态平面热源(MTPS)方法测量时，在23℃和50％的相对湿度下，所述材料的体积导热率(bulk thermalconductivity)介于约0.1W/米·开尔文(W/m·K)和约200W/米·开尔文(W/m·K)之间。
可以适当地调整第一屏障物的厚度，以实现良好的发烟性能。在某些实施例中，第一屏障物的厚度可以介于约10微米和约500微米之间。
第一屏障物可以由一种或多种适当的材料形成，在由可燃热源在引燃和燃烧期间实现的温度下，所述材料大体热稳定并且不能燃烧。适当的材料在本领域中是已知的，并且包括但不局限于黏土(例如膨润土和高岭土)、玻璃、矿物、陶瓷材料、树脂、金属和它们的组合。
可以形成第一屏障物的优选材料包括黏土和玻璃。可以形成第一屏障物的更加优选的材料包括铜、铝、不锈钢、合金、氧化铝(Al2O3)、树脂和矿物胶。
在一个实施例中，第一屏障物包括设置在可燃热源的后表面上的黏土涂层，所述黏土涂层包括膨润土和高岭土的50/50的混合物。在一个更为优选的实施例中，第一屏障物包括设置在可燃热源的后表面上的铝涂层。在另一个优选实施例中，第一屏障物包括设置在可燃热源的后表面上的玻璃涂层、更优选地包括设置在可燃热源的后表面上的烧结玻璃涂层。
优选地，第一屏障物的厚度至少约为10微米。由于黏土的轻微的透气性，在第一屏障物包括设置在可燃热源的后表面上的黏土涂层的实施例中，黏土涂层的厚度更加优选地至少为约50微米，并且最为优选地介于约50微米和约350微米之间。在第一屏障物由透气性更差的一种或者多种材料(例如铝)形成的实施例中，第一屏障物可以更薄并且通常将优选地具有小于约100微米的厚度，所述厚度更加优选地约为20微米。在第一屏障物包括设置在可燃热源的后表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。可以使用显微镜、扫描式电子显微镜或者本领域中已知的任何一种其它适当的测量方法来测量第一屏障物的厚度。
在第一屏障物包括设置在可燃热源的后表面上的第一屏障涂层的情况下，可以通过本领域中任何已知的适当方法施加第一屏障涂层，以便覆盖可燃热源的后表面并粘附到可燃热源的后表面，所述方法包括但不局限于喷涂、气相沉积、浸渍、材料转移(例如，刷涂或者贴合)、静电沉积或者它们的任意组合。
例如，可以通过如下方式制成第一屏障涂层：将屏障物预成形为与可燃热源的后表面近似的尺寸和形状，并且将屏障物施加到可燃热源的后表面以覆盖并附着到可燃热源的至少基本整个后表面。替代地，可以在将第一屏障涂层施加到可燃热源的后表面之后切割或者用其它方法机械加工第一屏障涂层。在一个优选实施例中，通过将铝箔粘合或者压合到可燃热源而将铝箔施加到可燃热源的后表面，并且切割或者用其它方法机械加工铝箔，使得铝箔覆盖并附着到可燃热源的至少基本整个后表面，优选地覆盖并附着到可燃热源的整个后表面。
在另一个优选实施例中，通过将一种或者多种适当的涂层材料的溶液或者悬浮液施加到可燃热源的后表面来形成第一屏障涂层。例如，可以通过将可燃热源的后表面浸入在一种或多种适当涂层材料的溶液或者悬浮液中，或者通过将溶液或者悬浮液刷涂或者喷涂到可燃热源的后表面上，或者通过将一种或多种适当的涂层材料的粉末或者粉末混合物静电沉积到可燃热源的后表面上，将第一屏障涂层施加到可燃热源的后表面上。在通过将一种或者多种适当的涂层材料的粉末或者粉末混合物静电沉积到可燃热源的后表面上而将第一屏障涂层施加到可燃热源的后表面的情况下，优选地在静电沉积之前用水玻璃预处理可燃热源的后表面。优选地，通过喷涂施加第一屏障涂层。
可以通过将一种或者多种适当的涂层材料的溶液或者悬浮液单次施加到可燃热源的后表面来形成第一屏障涂层。替代地，可以通过将一种或者多种适当的涂层材料的溶液或者悬浮液多次施加到可燃热源的后表面来形成第一屏障涂层。例如，可以通过将一种或者多种适当的涂层材料的溶液或者悬浮液一次、两次、三次、四次、五次、六次、七次或八次相继施加到可燃热源的后表面来形成第一屏障涂层。
优选地，通过将一种或者多种适当的涂层材料的溶液或者悬浮液以介于一次和十次之间的次数相继施加到可燃热源的后表面来形成第一屏障涂层。
在将一种或者多种适当的涂层材料的溶液或者悬浮液施加到可燃热源的后表面之后，可以干燥可燃热源，以形成第一屏障涂层。
在通过将一种或者多种适当的涂层材料的溶液或者悬浮液多次施加到可燃热源的后表面来形成第一屏障涂层的情况下，在相邻的两次施加溶液或者悬浮液之间，可能需要干燥可燃热源。
作为干燥的替代方案或者附加方案，在将一种或者多种涂层材料的溶液或者悬浮液施加到可燃热源的后表面之后，可以烧结可燃热源上的涂层材料，以形成第一屏障涂层。在第一屏障涂层是玻璃或者陶瓷涂层的情况下，烧结第一屏障涂层是尤为优选的。优选地，在介于约500℃和约900℃之间的温度并且更优选地在约700℃的温度下烧结第一屏障涂层。
根据本发明的发烟制品包括一条或多条气流路径，可以沿着所述一条或多条气流路径抽吸空气通过发烟制品。
在某些实施例中，根据本发明的发烟制品的一条或多条气流路径可以包括沿着可燃热源包括一条或多条气流通道。根据这些实施例的发烟制品的可燃热源这里称作开孔可燃热源。
在根据本发明的包括开孔可燃热源的发烟制品中，通过传导和对流加热浮质形成基质。在使用过程中，当使用者抽吸根据本发明的包括开孔热源的发烟制品时，空气被向下游抽吸通过沿着可燃热源的一条或多条气流通道。然后，当进一步向下游抽吸空气通过发烟制品的一条或多条气流通道时，抽吸的空气通过浮质形成基质，以供使用者吸入。
根据本发明的包括开孔可燃热源的发烟制品的一条或多条气流路径可以包括沿着可燃热源包括一条或多条包封的气流通道。
这里使用的术语“包封的”用于描述这样的气流通道，沿着所述气流通道的长度，气流通道由可燃热源包围。
例如，一条或多条气流路径可以包括沿着可燃热源的整个长度延伸通过可燃热源内部的一条或多条包封的气流通道。在这些实施例中，一条或多条气流通道在可燃热源的相对的前表面和后表面之间延伸。
替代地或者附加地，一条或多条气流路径可以包括沿着可燃热源的一条或多条非包封的气流通道。例如，一条或多条气流路径可以包括沿着可燃热源的长度的至少下游部分的一条或多条槽或者其它非包封的气流通道，所述一条或多条槽或者其它非包封的气流通道沿着可燃热源的外部延伸。
一条或多条气流路径可以包括沿着可燃热源的一条或多条包封的气流通道或者沿着可燃热源的一条或多条非包封的气流通道或者它们的组合。
在某些实施例中，一条或多条气流路径可以包括一条、两条或者三条气流通道。在一个优选实施例中，一条或多条气流路径包括单条气流通道，所述单条气流通道延伸通过可燃热源的内部。在一个尤为优选的实施例中，一条或多条气流路径包括单条大体中央或者轴向的气流通道，所述气流通道延伸通过可燃热源的内部。单条气流通道的直径优选地介于约1.5mm和约3mm之间。
在根据本发明的发烟制品包括第一屏障物(其包括设置在可燃热源的后表面上的第一屏障涂层)和一条或多条气流路径(其包括沿着可燃热源的一条或多条气流通道)的情况下，第一屏障涂层应当允许空气被向下游抽吸通过一条或多条气流通道。
在一条或多条气流路径包括沿着可燃热源的一条或多条气流通道的情况下，根据本发明的发烟制品还可以包括位于可燃热源和一条或多条气流通道之间的不可燃的基本不透气的第二屏障物，以隔离可燃热源和一条或多条气流路径。
在一些实施例中，第二屏障物可以粘附或者用其它方法固定到可燃热源。
优选地，第二屏障物包括设置在一条或多条气流通道的内表面上的第二屏障涂层。更优选地，第二屏障物包括设置在一条或多条气流通道的至少基本整个内表面上的第二屏障涂层。最为优选地，第二屏障物包括设置在一条或多条气流通道的整个内表面上的第二屏障涂层。
替代地，通过将衬里插入到一条或多条气流通道中来提供第二屏障涂层。例如，在一条或多条气流路径包括延伸通过可燃热源的内部的一条或多条气流通道的情况下，不可燃的基本不透气的空心管可以插入到一条或多条气流通道中的每一条中。
第二屏障物可以有利地基本防止或者抑制在引燃和燃烧根据本发明的发烟制品的可燃热源期间形成的燃烧和分解产物进入被沿着一条或多条气流通道向下游抽吸的空气中。
第二屏障物还可以有利地基本防止或者抑制在使用者抽吸期间燃烧根据本发明的发烟制品的可燃热源。
根据发烟制品的期望特征和性能，第二屏障物可以具有低导热系数或者高导热系数。优选地，第二屏障物具有低导热系数。
可以适当地调节第二屏障物的厚度，以实现良好的发烟性能。在某些实施例中，第二屏障物的厚度可以介于约30微米和约200微米之间。在一个优选实施例中，第二屏障物的厚度介于约30微米和约100微米之间。
第二屏障物可以由一种或者多种适当的材料形成，在可燃热源在引燃和燃烧期间所达到的温度下，这些材料基本热稳定并且不可燃烧。这些适当的材料在本领域中是已知的，并且包括但不局限于例如：黏土；金属氧化物，例如氧化铁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、硅铝(silica-alumina)、氧化锆和二氧化铈；沸石；磷酸锆；和其它陶瓷材料，或者它们的组合。
可以形成第二屏障物的优选材料包括黏土、玻璃、铝、氧化铁和它们的组合。如果需要，诸如促进把一氧化碳氧化成二氧化碳的成分的催化成分可以包含在第二屏障物中。适当的催化成分包括但不局限于例如铂、钯、过渡金属和它们的氧化物。
在根据本发明的发烟制品包括位于可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部之间的第一屏障物并且包括位于可燃热源和沿着可燃热源的一条或多条气流通道之间的第二屏障物的情况下，第二屏障物和第一屏障物可以由不同材料或者相同材料制成。
在第二屏障物包括设置在一条或多条气流通道的内表面上的第二屏障涂层的情况下，可以通过任何适当的方法(例如US-A-5,040,551中描述的方法)将第二屏障涂层施加到一条或多条气流通道的内表面。例如，可以用第二屏障涂层的溶液或者悬浮液喷涂、浸湿或者涂刷一条或多条气流通道的内表面。在一个优选实施例中，随着可燃热源被挤出，通过WO-A2-2009/074870中描述的处理将第二屏障涂层施加到一条或多条气流通道的内表面。
在其它实施例中，根据本发明的发烟制品的一条或多条气流路径可以不包括沿着可燃热源的任何气流通道。
根据这些实施例的发烟制品的可燃热源在此称作无孔可燃热源。
在根据本发明的包括无孔可燃热源的发烟制品中，主要通过传导将热量从可燃热源传递到浮质形成基质，并且最小化或者减轻对流加热浮质形成基质。这有利地有助于最小化或者减轻使用者抽吸机制对根据本发明的包括无孔可燃热源的发烟制品的主流浮质成分的影响。
应当理解的是，根据本发明的发烟制品可以包括无孔可燃热源，所述无孔可燃热源包括一条或多条封闭或者堵塞的通路，空气不能被抽吸通过所述通路以供使用者吸入。这种封闭通路不构成根据本发明的发烟制品的一条或多条气流路径的一部分。还应当理解的是，除了一条或多条气流通道(空气可以被抽吸通过所述气流通道以供使用者吸入)之外，根据本发明的发烟制品的开孔可燃热源还可以包括一条或多条封闭通路，空气不能被抽吸通过所述封闭通路以供使用者吸入。
例如，根据本发明的发烟制品可以包括可燃热源，所述可燃热源包括一条或多条封闭通路，所述封闭通路从位于可燃热源的上游端部处的前表面沿着可燃热源的长度的一部分延伸。
包括一条或多条封闭空气通路增大了可燃热源暴露于空气中的氧气的表面面积，并且可以有利地促进可燃热源的引燃和持续燃烧。
根据本发明的包括无孔可燃热源的发烟制品包括位于可燃热源的后表面的下游的一个或多个进气口，用于将空气抽吸到一条或多条气流路径中。根据本发明的包括开孔可燃热源的发烟制品还可以包括位于可燃热源的后表面的下游的一个或多个进气口，用于将空气抽吸到一条或多条气流路径中。
在使用者抽吸期间，通过位于可燃热源的后表面的下游的进气口抽吸到一条或多条气流路径中的冷空气有利地降低了浮质形成基质的温度。这基本防止或者抑制在使用者抽吸期间浮质形成基质的温度突升。
这里使用的术语“冷空气”用于描述在使用者抽吸时没有被可燃热源显著加热的环境空气。
通过防止或者抑制浮质形成基质的温度突升，包括位于可燃热源的后表面的下游的一个或多个进气口有利地帮助避免或者减轻根据本发明的发烟制品的浮质形成基质在强烈抽吸机制下的燃烧或者热解。另外，包括位于可燃热源的后表面的下游的一个或多个进气口有利地帮助最小化或者减轻使用者抽吸机制对根据本发明的发烟制品的主流浮质的成分造成的影响。
根据本发明的发烟制品包括外包装材料，所述外包装材料包裹可燃热源的至少后部部分、浮质形成基质和发烟制品的位于浮质形成基质的下游的任何其它部件。根据本发明的发烟制品可以包括由任何适当材料或者材料组合形成的外包装材料。适当的材料在本领域中是众所周知的，并且包括但不局限于香烟纸。在组装发烟制品时，外包装材料应当夹住发烟制品的可燃热源和浮质形成基质。
在存在的情况下，在外包装材料和包裹根据发明的发烟制品的部件(可以通过该部件将空气抽吸到一条或多条气流路径中)的任何其它材料中，设置位于可燃热源的后表面的下游的用于将空气抽吸到一条或多条气流路径中的一个或多个进气口。这里使用的术语“进气口”用于描述外包装材料和包裹根据本发明的发烟制品的部件(可以通过该部件将空气抽吸到一条或多条气流路径中)的任何其它材料中的一个或多个孔、缝、槽或其它孔隙。
可以适当地调节进气口的数量、形状、尺寸和位置，以实现良好的发烟性能。
根据本发明的发烟制品可以包括位于可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部之间的一个或多个进气口，以将空气抽吸到一条或多条气流路径中。位于可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部之间的进气口在此可以称作第一进气口。
在使用过程中，当使用者抽吸这种发烟制品时，可以通过位于可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部之间的一个或多个第一进气口将空气抽吸到发烟制品中。然后，在抽吸的空气被向下游抽吸通过发烟制品的一条或多条气流路径时，抽吸的空气通过浮质形成基质，以供使用者抽吸。
在根据本发明的发烟制品包括位于可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部之间的第一屏障物的情况下，所述一个或多个第一进气口位于第一屏障物的下游。
作为一个或多个第一进气口的替代方案或者附加方案，根据本发明的发烟制品可以包括围绕浮质形成基质的外周设置的一个或多个进气口，用于将空气抽吸到一条或多条气流路径中。围绕浮质形成基质的外周定位的进气口在此称作第二进气口。
在使用过程中，当使用者抽吸这种发烟制品时，可以通过一个或者多个第二进气口将空气抽吸到浮质形成基质中。然后，在抽吸的空气被向下游抽吸抽吸的空气通过发烟制品的一条或多条气流路径时，抽吸的空气通过浮质形成基质，以供使用者吸入。
作为一个或多个第一进气口或者一个或多个第二进气口的替代方案或者附加方案，根据本发明的发烟制品可以包括位于浮质形成基质的下游的一个或多个进气口，用于将空气抽吸到一条或多条气流路径中。位于浮质形成基质的下游的进气口在此称作第三进气口。
在使用过程中，当使用者抽吸这种发烟制品时，可以通过位于浮质形成基质的下游的一个或多个第三进气口将空气抽吸到发烟制品中。
在某些优选实施例中，根据本发明的发烟制品可以包括在位于浮质形成基质的下游的一个或多个第三进气口和发烟制品的嘴端之间延伸的气流路径，其中，该气流路径包括从一个或多个第三进气口向上游朝向浮质形成基质纵向延伸的第一部分和从第一部分向下游朝向发烟制品的嘴端纵向延伸的第二部分。
在使用过程中，当使用者抽吸这种发烟制品时，可以通过位于浮质形成基质的下游的一个或多个第三进气口将空气抽吸到发烟制品中，并且空气向上游通过气流路径的第一部分到达浮质形成基质。然后，抽吸的空气向下游通过气流路径的第二部分而到达发烟制品的嘴端，以供使用者吸入。
优选地，气流路径的第一部分从一个或多个第三进气口向上游延伸至浮质形成基质，气流路径的第二部分从浮质形成基质向下游朝向发烟制品的嘴端延伸。
根据本发明的发烟制品可以包括位于浮质形成基质的下游的气流引导元件。气流引导元件限定了气流路径的在位于浮质形成基质的下游的一个或多个第三进气口和发烟制品的嘴端之间延伸的第一部分和第二部分。一个或多个第三进气口设置在浮质形成基质的下游端部和气流引导元件的下游端部之间。气流引导元件可以邻接浮质形成基质。替代地，气流引导元件可以延伸到浮质形成基质中。例如，在某些实施例中，气流引导元件可以延伸到浮质形成基质中0.5L的距离，其中L是浮质形成基质的长度。
气流引导元件可以具有介于约7mm和约50mm之间的长度，例如，介于约10mm和约45mm或者介于约15mm和约30mm之间的长度。根据发烟制品的期望的总长度和发烟制品内存在的其它部件和这些其它部件的长度，气流引导元件可以具有其它长度。
气流引导元件可以包括端部开口的基本不透气的空心体。在这些实施例中，端部开口的基本不透气的空心体的外部限定了气流路径的第一部分和气流路径的第二部分中的一个，而端部开口的基部不透气的空心体的内部限定了气流路径的第一部分和气流路径的第二部分中的另一个。
基本不透气的空心体可以由一种或者多种适当的不透气材料形成，所述不透气材料在通过将热量从可燃热源传递到浮质形成基质而产生的浮质的温度下基本热稳定。适当的材料在本领域中是已知的，并且包括但不局限于纸板、塑料、陶瓷和它们的组合。
优选地，端部开口的基本不透气的空心体的外部限定了气流路径的第一部分，而端部开口的基本不透气的空心体的内部限定了气流路径的第二部分。
在一个优选实施例中，端部开口的基本不透气的空心体是圆柱体，优选是正圆柱体。
在另一个优选实施例中，端部开口的基本不透气的空心体是截头圆锥体，优选地是截头的正圆锥体。
端部开口的基本不透气的空心体可以具有介于约7mm和约50mm之间的长度，例如，具有介于约10mm和约45mm之间或者介于约15mm和约30mm之间的长度。根据发烟制品的期望的总长度和发烟制品内存在的其它部件以及这些其它部件的长度，端部开口的基本不透气的空心体可以具有其它长度。
在端部开口的基本不透气的空心体是圆柱体的情况下，圆柱体的直径可以介于约2mm和约5mm之间，例如介于约2.5mm和约4.5mm之间。根据发烟制品的期望的总直径，圆柱体可以具有其它直径。
在端部开口的基本不透气的空心体是截头圆锥体的情况下，截头圆锥体的上游端部的直径可以介于约2mm和约5mm之间，例如介于约2.5mm和约4.5mm之间。根据发烟制品的期望的总直径，截头圆锥体的上游端部可以具有其它直径。
在端部开口的基本不透气的空心体是截头圆锥体的情况下，截头圆锥体的下游端部的直径可以介于约5mm和约9mm之间，例如介于约7mm和约8mm之间。根据发烟制品的期望的总直径，截头圆锥体的下游端部可以具有其它直径。优选地，截头圆锥体的下游端部的直径与浮质形成基质的直径基本相等。
端部开口的基本不透气的空心体可以邻接浮质形成基质。替代地，端部开口的基本不透气的空心体可以延伸到浮质形成基质中。例如，在某些优选实施例中，端部开口的基本不透气的空心体可以延伸进入到浮质形成基质中一高达0.5L的距离，其中，L是浮质形成基质的长度。
基本不透气的空心体的上游端部的直径小于浮质形成基质的直径。
在某些实施例中，基本不透气的空心体的下游端部的直径小于浮质形成基质的直径。
在其它实施例中，基本不透气的空心体的下游端部的直径与浮质形成基质的直径相等。
在基本不透气的空心体的下游端部的直径小于浮质形成基质的直径的情况下，可以利用基本不透气的密封件包裹基本不透气的空心体。在这些实施例中，基本不透气的密封件位于一个或多个第三进气口的下游。基本不透气的密封件的直径可以与浮质形成基质的直径基本相等。例如，在一些实施例中，基本不透气的空心体的下游端部可以由直径与浮质形成基质的直径基本相等的基本不透气的塞或者垫圈包围。
基本不透气的密封件可以由一种或者多种适当的不透气的材料形成，这些材料在通过将热量从可燃热源传递到浮质形成基质而产生的浮质的温度下基本热稳定。适当的材料在本领域中是已知的，并且包括但不局限于纸板、塑料、蜡、硅酮、陶瓷和它们的组合。
透气扩散件可以包裹端部开口的基本不透气的空心体的长度的至少一部分。透气扩散件的直径基本与浮质形成基质的直径相等。透气扩散件可以由一种或者多种适当的透气材料形成，所述一种或者多种适当的透气材料在通过将热量从可燃热源传递到浮质形成基质而产生的浮质的温度下基本热稳定。适当的透气材料在本领域中是已知的，并且包括但不局限于多孔材料(例如醋酸纤维素丝束、棉、开孔陶瓷和聚合物泡沫)、烟草材料以及它们的组合。在某些优选实施例中，透气扩散件包括大体均质的透气多孔材料。
在一个优选实施例中，空气引导元件包括：端部开口的基本不透气的空心管，所述空心管的直径小于浮质形成基质的直径；和环形的基本不透气的密封件，其直径与浮质形成基质的直径基本相等，所述环形的基本不透气的密封件包裹位于一个或多个第三进气口的下游的空心管。
在这个实施例中，由空心管的外部和发烟制品的外包装材料径向地界定的体积限定了气流路径的从一个或多个第三进气口向上游朝向浮质形成基质纵向延伸的第一部分，并且空心管的内部径向地界定的体积限定了气流路径的向下游朝向发烟制品的嘴端纵向延伸的第二部分。
气流引导元件还可以包括内包装材料，所述内包装材料包裹空心管和环形的基本不透气的密封件。
在这个实施例中，由空心管的外部和气流引导元件的内包装材料界定的体积限定了气流路径的从一个或多个第三进气口向上游朝向浮质形成基质纵向延伸的第一部分，并且空心管的内部界定的体积限定了气流路径的向下游朝向发烟制品的嘴端纵向延伸的第二部分。
空心管的开口上游端部可以邻接浮质形成基质的下游端部。替代地，空心管的开口上游端部可以插入或者以其它方式延伸到浮质形成基质的下游端部中。
气流引导元件还可以包括环形透气扩散件，所述环形透气扩散件的外径与浮质形成基质的外径基本相等，所述环形透气扩散件包裹空心管的长度的位于环形的基本不透气的密封件的上游的至少一部分。例如，空心管可以至少部分地嵌入在醋酸纤维素丝束制成的塞中。
在气流引导元件还包括内包装材料的情况下，内包装材料可以包裹空心管、环形的基本不透气的密封件和环形透气扩散件。
在使用过程中，当使用者抽吸发烟制品的嘴端时，通过位于浮质形成基质的下游的一个或多个第三进气口将冷空气抽吸到发烟制品中。抽吸的空气沿着气流路径的位于空心管的外部和发烟制品的外包装材料或气流引导元件的内包装材料之间的第一部分向上游抵达浮质形成基质。抽吸的空气通过浮质形成基质，然后沿着气流路径的第二部分向下游通过空心管的内部到达发烟制品的嘴端，以供使用者吸入。
在气流引导元件包括环形透气扩散件的情况下，当抽吸的空气沿着气流路径的第一部分朝向浮质形成基质向上游行进时，抽吸的空气通过环形透气扩散件。
在另一个优选实施例中，气流引导元件包括端部开口的基本不透气的截头圆锥空心体，其具有直径小于浮质形成基质的直径的上游端部和直径与形成浮质的直径大体相等的下游端部。
在这个实施例中，截头空心圆锥体的外部和发烟制品的外包装材料径向地界定的体积限定了气流路径的从一个或多个第三进气口向上游纵向延伸到浮质形成基质的第一部分，截头空心圆锥体的内部径向地界定的体积限定了气流路径的向下游朝向发烟制品的嘴端纵向延伸的第二部分。
截头空心圆锥体的开口上游端部可以邻接浮质形成基质的下游端部。替代地，截头空心圆锥体的开口上游端部可以插入或者以其它方式延伸到浮质形成基质的下游端部中。
气流引导元件还可以包括环形透气扩散件，其直径与浮质形成基质的外径基本相等，所述环形透气的扩散件包裹截头空心圆锥体的长度的至少一部分。例如，截头空心圆锥体可以至少部分地嵌在醋酸纤维素丝束制成的塞中。
在使用过程中，当使用者抽吸发烟制品的嘴端时，通过位于浮质形成基质下游的一个或多个第三进气口将冷空气抽吸到发烟制品中。抽吸的空气沿着气流路径的位于发烟制品的外包装材料和气流引导元件的截头空心圆锥体的外部之间的第一部分向上游抵达浮质形成基质。抽吸的空气通过浮质形成基质，然后沿着气流路径的第二部分向下游通过截头空心圆锥体的内部而到达发烟制品的嘴端，以供使用者吸入。
在气流引导元件包括环形透气扩散件的情况下，当抽吸的空气沿着气流路径的第一部分向上游朝向浮质形成基质行进时，抽吸的空气通过环形透气扩散件。
应当理解的是，根据本发明的发烟制品可以包括位于可燃热源的下游端部和浮质形成基质的上游端部之间的一个或多个第一进气口，或者围绕浮质形成基质的外周的一个或多个第二进气口，或者位于浮质形成基质的下游的一个或多个第三进气口，或者它们的任意组合。
优选地，可燃热源是碳质热源。这里使用的术语“碳质”用于描述包括碳的可燃热源。
优选地，用在根据本发明的发烟制品中的可燃碳质热源具有可燃热源的干重的至少约35％、更优选地至少约40％、最为优选地至少约45％的碳含量。
在一些实施例中，根据本发明的可燃热源是能够燃烧的基于碳的热源。这里使用的术语“基于碳的热源”用于描述主要由碳构成的热源。
用在根据本发明的发烟制品中的可燃的基于碳的热源可以具有可燃的基于碳的热源的干重的至少约50％、优选地为至少约60％、更优选地至少约70％、最优选地至少约80％的碳含量。
根据本发明的发烟制品可以包括由一种或者多种适当的含碳材料形成的可燃碳质热源。
如果需要，一种或者多种粘结剂可以与一种或者多种含碳材料相组合。优选地，一种或多种粘结剂是有机粘结剂。适当的已知有机粘结剂包括但不局限于树胶(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、羟基丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素)、面粉、淀粉、糖、植物油以及它们的组合。
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。
作为一种或多种粘结剂的替代方案或者附加方案，用在根据本发明的发烟制品中的可燃热源可以包括一种或多种添加剂，以改进可燃热源的性能。适当的添加剂包括但不局限于：促进可燃热源固结的添加剂(例如，烧结助剂)、促进可燃热源的引燃的添加剂(例如，诸如高氯酸盐、氯酸盐、硝酸盐、过氧化物、高锰酸盐、锆以及它们组合的氧化剂)、促进可燃热源燃烧的添加剂(例如，钾和钾盐，例如柠檬酸钾)和促进由可燃热源的燃烧产生的一种或多种气体分解的添加剂(例如，催化剂，例如CuO、Fe2O3和Al2O3)。
在根据本发明的发烟制品包括具有设置在可燃热源的后表面上的第一屏障涂层的第一屏障物的情况下，这些添加剂可以在将第一屏障涂层施加到可燃热源的后表面上之前或者之后包含在可燃热源中。
在一个优选实施例中，可燃热源是圆柱状可燃热源，其包括碳和至少一种引燃辅助物，所述圆柱状可燃热源具有前端面(即，上游端面)和相对的后表面(即，下游端面)，其中，圆柱状可燃热源的位于前表面和后表面之间的至少一部分被包裹在阻燃包装材料中，并且其中，在引燃圆柱状可燃热源的前表面时，圆柱状可燃热源的后表面的温度升高至第一温度，并且其中，在之后的圆柱状可燃热源燃烧期间，圆柱状可燃热源的后表面保持低于第一温度的第二温度。
这里使用的术语“引燃辅助物”用于表示这样的材料，所述材料在引燃可燃热源期间释放能量和氧气中的一种或者两种，其中，所述材料释放能量和氧气中的一种或两种的释放速率是不受环境氧气扩散限制的。换言之，在引燃可燃热源期间由所述材料释放能量和氧气中的一种或两种的释放速率很大程度上不受环境氧气能够抵达材料的速率的影响。这里使用的术语“引燃辅助物”还用于表示单质金属，所述单质金属在引燃可燃热源期间释放能量，其中，单质金属的引燃温度低于约500℃，并且单质金属的燃烧热量至少为约5kJ/g。
这里使用的术语“引燃辅助物”不包括被认为会改变碳燃烧的羟酸的碱金属盐(例如碱金属柠檬酸盐、碱金属醋酸盐和碱金属琥珀酸盐)、碱金属卤盐(例如碱金属氯盐)、碱金属碳酸盐或者碱金属磷酸盐。即使在相对于可燃热源的总量存在大量碱金属燃烧盐的情况下，这些碱金属燃烧盐也不会在引燃可燃热源期间释放足够的能量以在早期抽吸期间产生可接受的浮质。
适当的氧化剂的示例包括但不限于：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；其它有机和无机硝基化合物；氯酸盐，例如氯酸纳和氯酸钾；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；其它亚砜；磷酸盐；次磷酸盐(phospinate)；亚磷酸盐；和亚膦酸盐(phosphanite)。
虽然有利地改进了可燃热源的引燃和燃烧特性的同时，但是包括引燃和燃烧添加剂可能会在使用发烟制品期间产生不期望的分解和反应产物。例如，包括在可燃热源中以帮助引燃可燃热源的硝酸盐的分解能够导致形成一氧化氮。将可燃热源与通过发烟制品的一条或多条气流路径隔离有利地防止或者抑制这些分解和反应产物在使用发烟制品期间进入到抽吸通过发烟制品的空气中。
另外，包括诸如硝酸盐的氧化剂或者其它有助于引燃的添加剂能够导致在引燃可燃热源期间在可燃热源中产生热气和高温。将可燃热源与通过发烟制品的一条或多条气流路径隔离有利地限制浮质形成基质所处的温度，并且还有助于避免或者减轻浮质形成基质在引燃可燃热源期间的热降解或者燃烧。
优选地，通过混合一种或者多种含碳材料与一种或者多种粘结剂以及其它添加剂(在包括添加剂的情况下)并且将混合物预成形为期望的形状，形成用在根据本发明的发烟制品中的可燃碳质热源。可以使用任何适当的已知的陶瓷成形方法(例如流铸法、挤出、注塑模制和模压)将一种或者多种含碳材料、一种或多种粘结剂以及人选的其它添加剂的混合物预成形为期望的形状。在某些优选实施例中，通过挤出将混合物预成形为期望的形状。
优选地，一种或者多种含碳材料、一种或者多种粘结剂以及其它添加剂的混合物被预成形为细长棒。然而，应当理解的是，一种或者多种含碳材料、一种或者多种粘结剂以及其它添加剂的混合物可以被预成形为其它期望的形状。
在成形之后，尤其是在挤出之后，优选地，干燥细长棒或者其它期望形状的棒，以降低其水分含量，然后在足以使一种或者多种粘结剂(在存在粘结剂的情况下)碳化的温度下在非氧化气氛中热解所述细长棒或者其它期望形状的棒，并且基本消除细长棒或者其它形状的棒中的任何挥发物。细长棒或者其它期望形状的棒优选在介于约700℃和约900℃之间的温度下在氮保护气氛中热解。
在一个实施例中，通过在一种或者多种含碳材料、一种或者多种粘结剂和其它添加剂的混合物中包括至少一种金属硝酸盐前体，使得可燃热源中包含至少一种金属硝酸盐。然后，通过用硝酸的水溶液处理经过热解的预成形的圆柱棒或者其它形状的棒，至少一种金属硝酸盐前体随后被原位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，所述金属硝酸盐具有低于约600℃，更加优选地低于约400℃的热分解温度。优选地，至少一种金属硝酸盐具有介于约150℃和约600℃之间、更优选地介于约200℃和约400℃之间的分解温度。
在优选实施例中，使可燃热源暴露于传统的黄色火焰点火器或者其它点火装置会使至少一种金属硝酸盐分解并释放氧气和能量。这种分解致使可燃热源的温度初始升高，而且还有助于引燃可燃热源。在至少一种金属硝酸盐分解之后，可燃热源优选地继续在更低的温度条件下燃烧。
包括至少一种金属硝酸盐有利地导致从可燃热源内部而不是仅在可燃热源的表面上的点处引燃可燃热源。优选地，至少一种金属硝酸盐以占可燃热源的干重约20％和约50％之间的量存在于可燃热源中。
在另一个实施例中，可燃热源包括至少一种过氧化物或超氧化物，所述过氧化物或者超氧化物在低于约600℃、更优选地在低于约400℃的温度下主动释放氧气。
优选地，至少一种过氧化物或者超氧化物在介于约150℃和约600℃之间、更优选地介于约200℃和约400℃之间、最优选地为约350℃的温度下主动释放氧气。
在使用过程中，使可燃热源暴露于传统黄色火焰点火器或者其它点火装置会使至少一种过氧化物或者超氧化物分解并释放氧气。这导致可燃热源的温度初始升高，而且还有助于引燃可燃热源。在至少一种过氧化物或者超氧化物分解之后，可燃热源优选地继续在更低的温度条件下燃烧。
包括至少一种过氧化物或者超氧化物有利地导致从可燃热源的内部而不是仅在可燃热源的表面上的点处引燃可燃热源。
可燃热源优选地具有介于约20％和约80％、更优选地介于约20％和约60％之间的孔隙率。在可燃热源包括至少一种金属硝酸盐的情况下，这有利地允许氧气以足以在至少一种金属硝酸盐分解并且进行燃烧时支持燃烧的速率扩散到可燃热源的大部分中。更为优选地，当例如通过水银孔率法或者氦气测比重法测量时，可燃热源的孔隙率介于约50％和约70％之间，更优选地介于约50％和约60％之间。在使用传统方法和技术生产可燃热源期间，可以容易地实现所需的孔隙率。
有利地，用在根据本发明的发烟制品中的可燃热源具有介于约0.6g/cm3和约1g/cm3之间的表观密度。
优选地，可燃热源的质量介于约300mg和约500mg之间，更加优选地介于约400mg和大于450mg之间。
优选地，可燃热源的长度介于约7mm和约17mm，更加优选地介于约7mm和约15mm之间，最为优选地介于约7mm和约13mm之间。
优选地，可燃热源的直径介于约5mm和约9mm之间，更为优选地介于约7mm和约8mm之间。
优选地，可燃热源具有大体一致的直径。然而，可燃热源可以替代地是锥形的，使得可燃热源的后部部分的直径大于可燃热源的前部部分的直径。基本成圆柱状的可燃热源是尤为优选的。可燃热源可以例如是具有大体圆形横截面的圆柱体或者锥形的圆柱体或者具有大体椭圆形横截面的圆柱体或者锥形的圆柱体。
根据本发明的发烟制品优选地包括具有至少一种浮质形成物的浮质形成基质。在这些实施例中，将可燃热源与浮质形成基质隔离开有利地在存储发烟制品期间防止或者抑制至少一种浮质形成物从浮质形成基质迁移到可燃热源。在这些实施例中，将可燃热源与一条或多条气流路径隔离开还可以在使用发烟制品期间有利地基本防止或者抑制至少一种浮质形成物从浮质形成基质移动到可燃热源。由此，有利地基本避免或者减轻了至少一种浮质形成物在使用发烟制品期间的分解。
至少一种浮质形成物可以是任何适当的已知化合物或者多种化合物的混合物，所述化合物或者混合物在使用过程中促进形成稠密且稳定的浮质，并且在发烟制品的操作温度下基本能够抵抗热降解。适当的浮质形成物在本领域中是众所周知的，并且包括例如多元醇、多元醇酯(例如单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯)和一元羧酸、二羧酸、聚羧酸的脂肪族酯(例如十二烷二羧酸二甲酯(dimethyl dodecanedioate)和十四烷二酸二甲酯(dimethyl tetradecanedioate))。用在根据本发明的发烟制品中的优选浮质形成物是多元醇或者其混合物，例如三甘醇、1,3-丁二醇，并且最优选的为丙三醇。
根据本发明的发烟制品的可燃热源和浮质形成基质可以基本相互邻接。替代地，根据本发明的发烟制品的可燃热源和浮质形成基质可以相互纵向间隔开。
优选地，根据本发明的发烟制品还包括包围可燃热源的后部部分以及浮质形成基质的毗邻的前部部分并且与可燃热源的所述后部部分和浮质形成基质的所述毗邻的前部部分直接接触的导热元件。导热元件优选地阻燃并且限氧(oxygen restricting)。
导热元件包围可燃热源的后部部分和浮质形成基质的前部部分的外周，并且与可燃热源的所述后部部分和浮质形成基质的所述前部部分直接接触。导热元件在根据本发明的发烟制品的这两个部件之间提供了热连接。
用在根据本发明的发烟制品中的适当的导热元件包括但不限于：金属箔包装材料，例如铝箔包装材料、钢包装材料、铁箔包装材料和铜箔包装材料；和金属合金箔包装材料。
优选地，可燃热源的被导热元件包围的后部部分的长度介于约2mm和约8mm之间，更加优选地介于约3mm和约5mm之间。
优选地，可燃热源的没有被导热元件包围的前部部分的长度介于约4mm和约15mm之间，更加优选地介于约4mm和约8mm之间。
优选地，浮质形成基质的长度介于约5mm和约20mm之间，更加优选地介于约8mm和约12mm之间。
在某些优选实施例中，浮质形成基质至少向下游延伸超过导热元件约3mm。
优选地，浮质形成基质的被导热元件包围的前部部分的长度介于约2mm和约10mm之间，更加优选地介于约3mm和约8mm之间，最为优选地介于约4mm和约6mm之间。优选地，浮质形成基质的没有被导热元件包围的后部部分的长度介于约3mm和约10mm之间。换言之，浮质形成基质优选地向下游延伸超过导热元件介于约3mm和约10mm之间的距离。更优选地，浮质形成基质向下游延伸越过导热元件至少约4mm。
在其它实施例中，浮质形成基质可以向下游延伸超过导热元件小于3mm的距离。
在其它实施例中，可以由导热元件包围浮质形成基质的整个长度。
优选地，根据本发明的发烟制品包括浮质形成基质，所述浮质形成基质包括至少一种浮质形成物和能够响应加热释放挥发性化合物的材料。优选地，能够响应加热释放挥发性化合物的材料是基于植物的材料的装料，更加优选地是均质化的基于植物的材料的装料。例如，浮质形成基质可以包括来源于植物的一种或多种材料，所述植物包括但不限于：烟草；茶，例如绿茶；薄荷；月桂；桉木；罗勒；鼠尾草；马鞭草；和龙蒿。基于植物的材料可以包括添加剂，所述添加剂包括但不限于湿润剂、香味剂、粘结剂和它们的混合物。优选地，基于植物的材料主要由烟草材料构成，最为优选地主要由均质烟草材料构成。
根据本发明的发烟制品优选地还包括位于浮质形成基质下游的膨胀室，并且在存在气流引导元件的情况下，所述膨胀室位于气流引导元件的下游。包括膨胀室有利地允许进一步冷却通过将热量从可燃热源传递到浮质形成基质产生的浮质。膨胀室还有利地通过适当选择膨胀室的长度来允许将根据本发明的发烟制品的总长度调节到期望的值，例如，调节到与传统香烟的长度类似的长度。优选地，膨胀室是细长空心管。
根据本发明的发烟制品还可以包括衔嘴，所述衔嘴位于浮质形成基质下游，并且在存在气流引导元件和膨胀室的情况下位于气流引导元件下游处和膨胀室的下游。优选地，衔嘴具有低过滤效率，更加优选地具有非常低的过滤效率。衔嘴可以是单段或者单部件衔嘴。替代地，衔嘴可以是多段或者多部件衔嘴。
衔嘴例如可以包括由醋酸纤维素、纸或者其它适当的已知过滤材料制成的过滤器。替代地或者附加地，衔嘴可以包括一个或多个分段，所述一个或多个分段包括吸收剂、吸附剂、香味剂和其它浮质改性剂以及添加剂或者它们的组合。
关于本发明的一个方面描述的特征还可以适用于本发明的其它方面。特别地，关于根据本发明的发烟制品和可燃热源描述的特征也可以适用于根据本发明的方法。
附图说明
参照附图仅通过示例的方式进一步描述本发明，其中：
图1a)示出了根据本发明的第一实施例的包括开孔可燃热源的发烟制品的分解视图；
图1b)示出了根据本发明的第二实施例的包括开孔可燃热源的发烟制品的分解视图；
图1c)示出了根据本发明的第三实施例的包括开孔可燃热源的发烟制品的分解视图；
图1d)示出了根据本发明的第四实施例的包括无孔可燃热源的发烟制品的分解视图；
图1e)示出了根据本发明的第五实施例的包括无孔可燃热源的发烟制品的分解视图；
图2示出了在图1a)中示出的根据本发明的第一实施例的发烟制品的示意性纵向截面；
图3示出了根据本发明的第六实施例的包括无孔可燃热源的发烟制品的示意性纵向截面；和
图4示出了根据本发明的第七实施例的包括无孔可燃热源的发烟制品的示意性纵向截面。
具体实施方式
在图1a)和2中示出的根据本发明的第一实施例的发烟制品2包括共轴对准邻接的可燃碳质热源4、浮质形成基质6、细长膨胀室8和衔嘴(mouthpiece)10。低透气率的香烟纸12的外包装材料包覆可燃碳质热源4、浮质形成基质6、细长膨胀室8和衔嘴10。
如图2所示，不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14设置在可燃碳质热源4的整个后表面上。
可燃碳质热源4包括中央气流通道16，所述中央气流通道16纵向延伸通过可燃碳质热源4和不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14。不可燃的基本不透气的第二屏障涂层18设置在中央气流通道16的整个内表面上。
浮质形成基质6紧邻可燃碳质热源4的后表面的下游布置，并且包括烟草材料的圆柱塞20，所述烟草材料的圆柱塞20包括作为浮质形成物的丙三醇并且由滤棒包装22包裹。
由铝箔管构成的导热元件24包围可燃碳质热源4的后部部分4b和浮质形成基质6的邻接的前部部分6a，并且与可燃碳质热源4的后部部分4b和浮质形成基质6的邻接的前部部分6a直接接触。如图2所示，导热元件24没有包围浮质形成基质6的后部部分。
细长膨胀室8位于浮质形成基质6的下游，并且包括纸板制成的圆筒状端部开口的空心管26，所述空心管26的直径与浮质形成基质6的直径基本相等。发烟制品2的衔嘴10位于膨胀室8的下游，并且包括由滤棒包装30包裹的过滤效率非常低的醋酸纤维素丝束的圆柱塞28。衔嘴10可以由接装纸(未示出)包裹。
在使用过程中，使用者点燃可燃碳质热源4，然后抽吸衔嘴10，以便向下游抽吸空气通过可燃碳质热源4的中央气流通道16。可燃碳质热源4的邻接的后部部分4b和导热元件24主要通过传导的方式加热浮质形成基质的前部部分6a。抽吸的空气在通过可燃碳质热源4的中央气流通道16时被加热，然后通过对流加热浮质形成基质6。通过传导和对流加热浮质形成基质6从烟草材料的塞20释放挥发性和半挥发性化合物和丙三醇，在加热的抽吸空气流经浮质形成基质6时，这些挥发性和半挥发性化合物以及丙三醇被夹带在加热的抽吸空气中。加热的空气和夹带的化合物向下游通过膨胀室8，冷却并凝结以形成通过衔嘴10进入到使用者口中的浮质。
通过根据本发明的第一实施例的发烟制品2的气流路径由图1a)中的虚线箭头表示。设置在可燃碳质热源4的后表面上的不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14和设置在中央气流通道16的内表面上的不可燃的基本不透气的第二屏障涂层18将可燃碳质热源4与气流路径隔离，使得在使用过程中，沿着气流路径被抽吸通过发烟制品2的空气不会直接接触可燃碳质热源4。
使用根据下面的示例1和6制造的可燃碳质热源来组装具有表格1中示出的尺寸的在图1a)和2中示出的根据本发明的第一实施例的发烟制品。
表格1
图1b)中示出的根据本发明的第二实施例的发烟制品32的构造很大程度上与在图1a)和2中示出的根据本发明的第一实施例的发烟制品的构造相同。然而，在根据本发明的第二实施例的发烟制品32中，可燃碳质热源4和浮质形成基质6沿着发烟制品的长度相互间隔开。在香烟纸12和导热元件24中，在位于可燃碳质热源4的下游端部和浮质形成基质6的上游端部之间，第一进气口沿着圆周布置，以便允许冷空气进入到位于可燃碳质热源4和浮质形成基质6之间的空间中。
在使用过程中，当使用者抽吸根据本发明的第二实施例的发烟制品32的衔嘴10时，空气被向下游抽吸通过可燃碳质热源4的中央气流通道16，并且空气还被通过香烟纸12和导热元件24中的第一进气口抽吸到位于可燃碳质热源4和浮质形成基质6之间的空间中。在使用者抽吸期间，被抽吸通过第一进气口的冷空气和被抽吸通过可燃碳质热源4的中央气流通道16的经过加热的空气降低了被抽吸通过根据本发明的第二实施例的发烟制品32的浮质形成基质6的空气的温度。
由图1b)中的虚线箭头表示通过根据本发明的第二实施例的发烟制品32的气流路径。设置在可燃碳质热源4的后表面上的不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14和设置在中央气流通道16的内表面上的不可燃的基本不透气的第二屏障涂层18将可燃碳质热源4与气流路径隔离，使得在使用过程中，沿着气流路径被抽吸通过发烟制品2的空气不会与可燃碳质热源4直接接触。
在图1c)中示出的根据本发明的第三实施例的发烟制品34的构造也在很大程度上与在图1a)和2中示出的根据本发明的第一实施例的发烟制品的构造相同。然而，在根据本发明的第三实施例的发烟制品34中，在包裹浮质形成基质6的香烟纸12和滤棒包装22中，沿着圆周设置第二进气口，以便允许冷空气进入到浮质形成基质6中。
在使用过程中，当使用者抽吸根据本发明的第二实施例的发烟制品34的衔嘴10时，空气被向下游抽吸通过可燃碳质热源4的中央气流通道16，并且空气也被通过香烟纸12和滤棒包装22中的第二进气口抽吸到浮质形成基质6中。在使用者抽吸期间，被抽吸通过第二进气口的冷空气降低了根据本发明的第三实施例的发烟制品32的浮质形成基质6的温度。
图1c)中的虚线箭头示出了通过根据本发明的第三实施例的发烟制品34的气流路径。设置在可燃碳质热源4的后表面上的不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14和设置在中央气流通道16的内表面上的不可燃的基本不透气的第二屏障涂层18将可燃碳质热源4与气流路径隔离，使得在使用过程中，沿着气流路径抽吸通过发烟制品2的空气不会直接接触可燃碳质热源4。
在图1d)和1e)中示出的根据本发明的第四实施例和第五实施例的发烟制品36、38的构造在很大程度上分别与在图1b)和1c)中示出的根据本发明的第二实施例和第三实施例的发烟制品的构造相同，并且可以以类似的方式组装。然而，根据本发明的第四和第五实施例的发烟制品36、38包括可燃碳质热源38，所述可燃碳质热源38不包括中央气流通道16。不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14设置在根据本发明的第四和第五实施例的发烟制品36、38的可燃碳质热源38的整个后表面上。
在使用过程中，当使用者抽吸根据本发明的第四和第五实施例的发烟制品36、38的衔嘴10时，没有空气被抽吸通过可燃碳质热源38。结果，通过可燃碳质热源4的邻接的后部部分4b和导热元件24仅以传导的方式加热浮质形成基质6。
图1d)和1e)中的虚线箭头表示通过根据本发明的第四和第五实施例的发烟制品36、38的气流路径。设置在根据本发明的第四和第五实施例的发烟制品36、38的可燃碳质热源38的整个后表面上的不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14将可燃碳质热源38与气流路径隔离，使得在使用过程中，沿着气流路径被抽吸通过发烟制品36、38的空气不与可燃碳质热源38直接接触。
图3中示出的根据本发明的第六实施例的发烟制品42包括以共轴对准方式邻接的可燃碳质热源40、浮质形成基质6、气流引导元件44、细长膨胀室8和衔嘴10。可燃碳质热源40、浮质形成基质6、气流引导元件44、细长膨胀室8和衔嘴10被包裹在低透气率的香烟纸12的外包装材料中。
如图3所示，不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14设置在可燃碳质热源40的整个后表面上。
浮质形成基质6紧邻可燃碳质热源40的下游布置，并且包括烟草材料的圆柱塞20，所述圆柱塞20包括作为浮质形成物的丙三醇并且由滤棒包装(filter plug wrap)22包裹。
由铝箔管构成的导热元件24包围可燃碳质热源40的后部部分4b和浮质形成基质6的邻接的前部部分6a，并且与可燃碳质热源40的后部部分4b和浮质形成基质6的邻接的前部部分6a直接接触。如图3所示，浮质形成基质6的后部部分没有被导热元件24包围。
气流引导元件44位于浮质形成基质6的下游，并且包括由例如纸板制成的端部开口的基本不透气的截头空心圆锥体46。端部开口的截头空心圆锥体46的下游端部的直径基本与浮质形成基质6的直径相等，并且端部开口的截头空心圆锥体46的上游端部的直径比浮质形成基质6的直径小。
端部开口的截头空心圆锥体46的上游端部邻接浮质形成基质6，并且嵌在由滤棒包装50包裹的醋酸纤维素丝束的透气圆柱塞48中，所述透气圆柱塞48的直径与浮质形成基质6的直径基本相等。应当理解的是，在替代实施例中(未示出)，端部开口的截头空心圆锥体46的上游端部可以延伸到浮质形成基质6的后部部分中。还应当理解的是，在替代实施例中(未示出)，可以省略醋酸纤维素丝束的圆柱塞48。
如图3所示，例如由纸板制成的低透气率的内包装材料52包裹端部开口的截头空心圆锥体46的没有嵌在醋酸纤维素丝束的圆柱塞48中的部分。应当理解的是，在替代实施例(未示出)中，可以省略内包装材料52。
还如图3所示，在醋酸纤维素丝束的圆柱塞48的下游，在外包装材料12和包裹端部开口的截头空心圆锥体46的内包装材料52中，第三进气口54沿着圆周设置。
细长膨胀室8位于气流引导元件44的下游，并且包括例如由纸板制成的圆筒状端部开口的空心管26，所述圆筒状端部开口的空心管26的直径与浮质形成基质6的直径基本相等。发烟制品42的衔嘴10位于膨胀室8的下游，并且包括由滤棒包装30包裹的过滤效率非常低的醋酸纤维素丝束的圆柱塞28。衔嘴10可以由接装纸(未示出)包裹。
根据本发明的第六实施例的发烟制品42包括气流路径，所述气流路径在第三进气口54和发烟制品42的嘴端之间延伸。由端部开口的截头空心圆锥体46的外部和内包装材料52界定的体积形成气流路径的位于第三进气口54和浮质形成基质6之间的第一部分，由端部开口的截头空心圆锥体46的内部界定的体积形成气流路径的位于浮质形成基质6和膨胀室8之间的第二部分。
在使用过程中，当使用者抽吸衔嘴10时，通过第三进气口54将冷空气抽吸到根据本发明的第六实施例的发烟制品42中。抽吸的空气沿着气流路径的位于端部开口的截头空心圆锥体46的外部和内包装材料52之间的第一部分并且通过醋酸纤维素丝束的圆柱塞48向上游抵达浮质形成基质6。
通过可燃碳质热源40的邻接的后部部分4b和导热元件24以传导的方式加热浮质形成基质6的前部部分6a。加热浮质形成基质6从烟草材料塞20释放挥发性和半挥发性化合物以及丙三醇，当抽吸的空气流经浮质形成基质6时，这些挥发性和半挥发性化合物以及丙三醇被夹带在抽吸的空气中。抽吸的空气和夹带的化合物沿着气流路径的第二部分向下游通过端部开口的截头空心圆锥体46的内部而到达膨胀室8，在所述膨胀室8处，它们冷却并冷凝，以形成通过衔嘴10进入到使用者嘴中的浮质。
设置在可燃碳质热源40的后表面上的不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14将可燃碳质热源40与通过发烟制品42的气流路径隔离，使得在使用过程中，沿着气流路径的第一部分和气流路径的第二部分被抽吸通过发烟制品42的空气不会与可燃碳质热源40直接接触。
在图4中示出的根据本发明的第七实施例的发烟制品56还包括共轴对准邻接的可燃碳质热源40、浮质形成基质6、气流引导元件44、细长膨胀室8和衔嘴10。低透气率的香烟纸12的外包装材料包覆可燃碳质热源40、浮质形成基质6、气流引导元件44、细长膨胀室8和衔嘴10。
如图4所示，不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14设置在可燃碳质热源40的整个后表面上。
浮质形成基质6紧邻可燃碳质热源40的下游设置，并且包括烟草材料的圆柱塞20，所述圆柱塞20包括作为浮质形成物的丙三醇并且由滤棒包装22包裹。
由铝箔管构成的导热元件24包围可燃碳质热源40的后部部分4b和浮质形成基质6的邻接的前部部分6a，并且与可燃碳质热源40的后部部分4b和浮质形成基质6的邻接的前部部分6a直接接触。如图4所示，导热元件24不包围浮质形成基质6的后部部分。
气流引导元件44位于浮质形成基质6的下游，并且包括例如由纸板制成的端部开口的基本不透气的空心管58，空心管58的直径比浮质形成基质6的直径小。端部开口的空心管58的上游端部邻接浮质形成基质6。端部开口的空心管58的下游端部由环形的基本不透气的密封件60包围，所述环形的基本不透气的密封件60的直径与浮质形成基质的直径基本相等。端部开口的空心管58的剩余部分嵌在醋酸纤维素丝束的透气的圆柱塞62中，所述圆柱塞62的直径与浮质形成基质6的直径基本相等。
透气的内包装材料64包裹端部开口的空心管58和醋酸纤维素丝束的圆柱塞62。
还如图4所示，第三进气口54沿着圆周布置在包裹内包装材料64的外包装材料12中。
细长膨胀室8位于气流引导元件44的下游，并且包括例如由纸板制成的圆筒状端部开口的空心管26，所述圆筒状端部开口的空心管26的直径与浮质形成基质6的直径基本相等。发烟制品56的衔嘴10位于膨胀室8的下游，并且包括由滤棒包装30包裹的过滤效率非常低的醋酸纤维素丝束的圆柱塞28。衔嘴10可以由接装纸(未示出)包裹。
根据本发明的第七实施例的发烟制品56包括在第三进气口54和发烟制品56的嘴端之间延伸的气流路径。由端部开口的空心管58的外部和内包装材料64界定的体积形成气流路径的位于第三进气口54和浮质形成基质6之间的第一部分，而由端部开口的空心管58的内部界定的体积形成气流路径的位于浮质形成基质6和膨胀室8之间的第二部分。
在使用过程中，当使用者抽吸衔嘴10时，通过第三进气口54和透气的内包装材料64将冷空气抽吸到根据本发明的第七实施例的发烟制品56中。抽吸的空气沿着气流路径的位于端部开口的空心管58的外部和内包装材料64之间的第一部分向上游抵达浮质形成基质6，并且通过醋酸纤维素丝束的圆柱塞62。
通过可燃碳质热源40的邻接的后部部分4b和导热元件24以传导的方式加热浮质形成基质6的前部部分6a。加热浮质形成基质6从烟草材料塞20释放挥发性和半挥发性化合物，当抽吸的空气流经浮质形成基质6时，这些挥发性和半挥发性化合物被夹带在抽吸的空气中。抽吸的空气和夹带的化合物沿着气流路径的第二部分向下游通过端部开口的空心管58的内部而到达膨胀室8，在所述膨胀室8中，它们冷却并冷凝，以形成通过衔嘴10进入到使用者嘴中的浮质。
设置在可燃碳质热源40的后表面上的不可燃的基本不透气的第一屏障涂层14将可燃碳质热源40与通过发烟制品56的气流路径隔离开，使得在使用过程中，沿着气流路径的第一部分和气流路径的第二部分抽吸通过发烟制品56的空气不会与可燃碳质热源40直接接触。
使用根据下面的示例1和6制造的没有任何纵向气流通道的可燃碳质热源组装具有表格2中示出的尺寸的在图3和4中示出的根据本发明的第六和第七实施例的发烟制品。
表格2
示例1-制备可燃热源
可以如在WO2009/074870A2中描述的那样或者根据本领域技术人员已知的任何其它现有技术制备用在根据本发明的发烟制品中的可燃圆柱状碳质热源。如在WO2009/074870A2中所述的那样，将含水浆体挤出通过具有圆形横截面的中央模口的模具，以制成可燃热源。模口的直径为8.7mm，以便形成圆柱棒，所述圆柱棒的长度介于约20cm和约22cm之间，直径介于约9.1cm和约9.2cm之间。通过居中安装在模口中的芯轴在圆柱棒中形成单个纵向气流通道。芯轴优选地具有圆形横截面，所述圆形横截面的外径为约2mm或者约3.5mm。替代地，使用具有外径约2mm的圆形横截面的三个芯轴在圆柱棒中形成三条气流通道，所述芯轴等角度地安装在模口中。在挤出圆柱棒期间，将基于黏土的涂层浆体(使用诸如天然生黏土的黏土制成)泵送通过延伸通过芯轴或者多根芯轴的中心的供给通路，以在一条或多条通道的内表面上形成约150微米至约300微米的薄的第二屏障涂层。在约40％至约50％的相对湿度条件下，在约20℃至约25℃的温度下干燥圆柱棒约12小时至约72小时，然后在约750℃的氮气气氛中热解约240分钟。在热解之后，使用研磨机切割圆柱棒并且将圆柱棒成形为具有限定的直径，从而形成单个可燃碳质热源。在切割和成形之后，棒的长度为约11mm，直径为约7.8mm，干质量为约400mg。随后，在约130℃的条件下干燥各个可燃碳质热源约1小时。
示例2-用膨润土/高岭土涂覆可燃热源。
通过浸渍、刷涂或者喷涂的方式，在如示例1所述制备的可燃碳质热源的后表面上形成膨润土/高岭土的不可燃的基本不透气的第一屏障涂层。浸渍包括将可燃碳质热源的后表面插入到浓缩的膨润土/高岭土溶液中。用于浸渍的膨润土/高岭土溶液包含3.8％的膨润土、12.5％的高岭土和83.7％的H2O[m/m]。可燃碳质热源的后表面被浸渍到膨润土/高岭土溶液中约1秒，并且允许弯液面因溶液浸入到可燃碳质热源的后表面的表面处的碳孔隙中而消失。刷涂包括将刷子浸渍到浓缩的膨润土/高岭土溶液中和将刷子上的浓缩的膨润土/高岭土溶液施加到可燃碳质热源的后表面的表面上，直到所述表面被覆盖为止。用于刷涂的膨润土/高岭土溶液包含3.8％的膨润土、12.5％的高岭土和83.7％的H2O[m/m]。
在通过浸渍或者刷涂施加不可燃的基本不透气的第一屏障涂层之后，在炉中在约130℃的温度下干燥可燃碳质热源约30分钟，并且将可燃碳质热源放置在约5％的相对湿度的干燥器中一整夜。
喷涂涉及悬浮溶液，所述悬浮溶液优选地包含3.6％的膨润土、18.0％的高岭土和78.4％的H2O[m/m]，并且当利用流变计(Physica MCR 300，共轴圆柱布置)测量时具有在约100s-1剪切速率下的约50mPa·s的粘度。利用SMC E-MY2B线性致动器上的使用0.5mm、0.8mm或者1mm的喷嘴的Sata MiniJet 3000以约10mm/s至约100mm/s的速度来完成喷涂。使用以下喷雾参数：样本-枪距离15cm；样本速度10mm/s；喷嘴0.5mm；喷射扁平射流和喷射压力2.5bar。在单次喷涂情况下，通常获得约为11微米的涂层厚度。重复喷雾三次。在每次喷涂之间，在室温条件下干燥可燃碳质热源约10分钟。在施加不可燃的基本不透气的第一屏障涂层之后，在约700℃的条件下热解可燃碳质热源约1小时。
示例3-利用烧结玻璃涂覆可燃热源
通过喷涂在如示例1所述制备的可燃碳质热源的后表面上形成不可燃的基本不透气的玻璃制成的第一屏障涂层。使用细粉末由玻璃粉(ground glass)的悬浮液来进行使用玻璃的喷涂。例如，使用这样的喷涂悬浮液，其粘度为120mPa·s且包含37.5％的玻璃粉末(3μm)、2.5％的甲基纤维素和60％的水；或者其粘度为60至100mPa·s且包含37.5％的玻璃粉末(3μm)、3.0％的膨润土粉末和59.5％的水。可以使用具有对应于表格3中的玻璃1、2、3和4的成分和物理性质的玻璃粉末。
利用SMC E-MY2B线性致动器上的使用0.5mm、0.8mm或者1mm的喷嘴的SataMiniJet 3000喷枪以约10mm/s至约100mm/s的速度完成喷涂。优选地喷涂重复若干次。在完成喷涂之后，在约700℃的条件下热解可燃碳质热源约1小时。
表格3：以重量百分比表示的玻璃成分，转化温度Tg，由成分计算得出的热膨胀系数A20-300和KI值。
示例4-利用铝涂覆可燃热源
通过从厚度为约20微米的铝筒带上激光切割铝屏障，在如示例1中所述制备的可燃碳质热源的后表面上形成不可燃的基本不透气的铝制的第一屏障涂层。铝屏障的直径为约7.8mm，并且在其中心具有外径为约1.8mm的单个孔，以便匹配示例1的可燃碳质热源的横截面。在替代实施例中，铝屏障具有三个孔，所述三个孔定位成与设置在可燃碳质热源中的三条气流通道对准。通过使用任何适当的粘合剂将铝屏障附接到可燃碳质热源的后表面上来形成铝屏障涂层。
示例5-测量烟化合物的方法
发烟的条件
ISO标准3308(ISO 3308:2000)中规定了发烟条件和发烟机器的规格。ISO标准3402中规定了用于调节和测试的气氛。使用Cambridge过滤垫捕获酚类化合物。利用UPLC-MSMS确定浮质中的羰基化合物(carbonyls)的数量，所述羰基化合物包括甲醛、丙烯醛、乙醛和丙醛。利用液相色谱(LC-fluorescence)测量诸如苯邻二酚、对苯二酚和苯酚的数量。根据ISO标准8454(ISO 8454:2007)的规定使用气体取样袋捕获烟中的一氧化碳并且使用非色散红外分析仪来测量。
发烟机制
在加拿大卫生署发烟机制下测试的香烟被抽吸12次，抽吸体积为55ml、抽吸持续时间为2秒并且抽吸间隔为30秒。在强烈发烟机制下测试的香烟被抽吸20次，抽吸体积为80ml、抽吸持续时间为3.5秒并且抽吸间隔为23秒。
示例6-制备具有引燃辅助物的可燃热源
如主要在WO2009/074870A2中描述的那样，通过将525g的碳粉、225g的碳酸钙(CaCO3)、51.75g的柠檬酸钾、84g的改性纤维素、276g的面粉、141.75g的糖和21g的玉米油与579g的去离子水混合以形成水浆体来制备包括引燃辅助物的碳质可燃热源。然后，将水浆体挤出通过具有中央模口(其具有直径为约8.7mm的圆形横截面)的模具，以形成圆柱棒，所述圆柱棒的长度介于约20cm和约22cm之间，直径介于约9.1mm和约9.2mm之间。通过居中安装在模口中的芯轴在圆柱棒中形成单条纵向气流通道。芯轴具有外径为约2mm或约3.5mm的圆形横截面。替代地，使用等角度地安装在模口中的三根芯轴在圆柱棒中形成三条气流通道，所述芯轴具有外径为约2mm的圆形横截面。在挤出圆柱棒期间，泵送基于生黏土的涂布浆体通过延伸通过芯轴中心的进料通道，以在单条纵向气流通道的内表面上形成厚度介于约150微米和约300微米之间的薄的第二屏障涂层。在约40％至约50％之间的相对湿度条件下在约20℃和约25℃之间的温度下干燥圆柱棒约12小时至约72小时，然后在约750℃在氮气气氛中热解约240分钟。在热解之后，使用研磨机切割圆柱棒并且使圆柱棒成形为具有限定直径，以形成单个的可燃碳质热源，这些单个的可燃碳质热源的长度为约11mm，直径为约7.8mm并且干质量为约400mg。在约130℃干燥单个的可燃碳质热源约1小时，然后将其放置在硝酸的水溶液中，所述硝酸水溶液具有按重量计38％的浓度并且其中的硝酸钾(KNO3)达到饱和。在约5分钟之后，从溶液中取出单个的可燃碳质热源并且在约130℃干燥约1小时。在干燥之后，将单个的可燃碳质热源再次放置在硝酸水溶液中，所述硝酸水溶液具有按重量计38％的浓度并且其中的硝酸钾(KNO3)达到饱和。在约5分钟之后，从溶液中取出单个的可燃碳质热源并且在约130℃干燥1小时，之后在约160℃干燥约1小时，并且最后在200℃干燥约1小时。
示例7-来自包括可燃热源(其具有不可燃的基本不透气的黏土或玻璃制成的第一屏障涂层)的发烟制品的烟化合物
如在示例6中所述制备包括引燃辅助物的可燃圆柱状碳质热源，其中，该可燃圆柱状碳质热源具有直径为1.85mm的单条纵向气流通道和膨润土/高岭土制成的第二屏障涂层。可燃圆柱状碳质热源设置有如示例2所述的不可燃的基本不透气的黏土制成的第一屏障涂层。另外，如示例6所述的包括引燃辅助物的可燃圆柱状碳质热源(其具有直径为1.85mm的单条纵向气流通道和玻璃制成的第二屏障涂层)设置有如示例3所述的不可燃的基本不透气的烧结玻璃制成的第一屏障涂层。在这两种情况下，可燃圆柱状碳质热源的长度皆为11mm。不可燃的基本不透气的黏土制成的第一屏障涂层的厚度介于约50微米和约100微米之间，并且不可燃的基本不透气的玻璃制成的第一屏障涂层的厚度为约20微米、约50微米或者约100微米。用手组装图1a)和2示出的根据本发明的第一实施例的发烟制品，所述发烟制品的总长为70mm并且包括上述可燃圆柱状碳质热源。发烟制品的浮质形成基质的长度为10mm，并且包括重量占约60％的烤烟烟叶、重量占约10％的香料烟(orientaltobacco)和重量占约20％的晒干烟叶。发烟制品的导热元件的长度为9mm，所述长度中的4mm覆盖可燃热源的后部部分，长度中的5mm覆盖浮质形成基质的毗邻的前部部分。除了在这个示例的前述描述中指出的内容之外，发烟制品的性能符合在上文的表格1中列出的那些性能。作为比较，还可以用手组装具有相同构造但却没有不可燃的基本不透气的第一屏障涂层的发烟制品。
所形成的发烟制品在加拿大卫生署的发烟机制下如示例5所述的那样发烟。在发烟之前，使用常规的黄色火焰点火器点燃发烟制品的可燃热源。如示例5所述的那样测量发烟制品的主流浮质中的甲醛、乙醛、丙烯醛和丙醛。结果汇总在下面的表格4中，并且这些结果表明与包括没有不可燃的基本不透气的第一屏障涂层的可燃热源的发烟制品的主流浮质相比，包括具有不可燃的基本不透气的第一屏障涂层的可燃热源的发烟制品的主流浮质中的羰基化合物(例如乙醛，并且尤其是甲醛)显著减少。
表格4：针对包括(a)没有不可燃的基本不透气的第一屏障涂层的可燃碳质热源、(b)具有不可燃的基本不透气的黏土制成的第一屏障涂层的可燃碳质热源和(c)具有不可燃的基本不透气的烧结玻璃制成的第一屏障涂层的可燃碳质热源的这三种发烟制品在加拿大卫生署发烟机制下测量的主流浮质中的羰基化合物(每个样本所含微克数)的数量。
示例8-包括具有不可燃的基本不透气的铝制第一屏障涂层的发烟制品的烟化合物
如示例7所述制备的可燃圆柱状碳质热源(但是没有用硝酸处理)设置有如在示例4中所述的不可燃的基本不透气的铝制第一屏障涂层(其厚度为约20微米)，所述可燃圆柱状碳质热源的长度为11mm并且具有直径为1.85mm的单条纵向气流通道和云母氧化铁涂层(奥地利沃尔夫斯堡， Montanindustrie,Miox)制成的第二屏障涂层。使用手组装如在图1a)和2中示出的根据本发明的第一实施例的发烟制品，所述发烟制品的总长为70mm并且包括上述可燃圆柱状碳质热源。发烟制品的浮质形成基质的长度为10mm并且包含重量占约60％的烘烤烟草和重量占约10％的香料烟以及重量占约20％的晒干烟草。发烟制品的导热元件的长度为9mm，所述长度中的4mm覆盖可燃热源的后部部分，所述长度中的5mm覆盖浮质形成基质的毗邻的前部部分。除了在这个示例的前述描述中指出的内容之外，发烟制品的性能符合在上文表格1中列出的那些性能。还可以使用手组装具有相同构造但却没有不可燃的基本不透气的第一屏障涂层的发烟制品，以进行比较。
发烟制品在加拿大卫生署发烟机制和强烈发烟机制下如示例5所述的那样发烟。在发烟之前，使用常规黄色火焰点火器点燃可燃热源。如示例5所述的那样测量发烟制品的主流浮质中的甲醛、乙醛、丙烯醛和丙醛、苯酚、苯邻二酚和对苯二酚。在表格5中汇总了结果。如能够从表格4所看到的那样，在加拿大卫生署和强烈发烟机制条件下，在可燃热源的后表面上包括不可燃的基本不透气的铝制第一屏障涂层致使主流浮质中的酚类化合物和羰基化合物(例如甲醛和乙醛)显著减少。
表格5：针对包括(a)没有不可燃的基本不透气的第一屏障涂层的可燃碳质热和(b)具有不可燃的基本不透气的铝制第一屏障涂层的可燃碳质热源的发烟制品在(i)加拿大卫生署发烟机制和(ii)强烈发烟机制下在主流浮质中测量到的化合物的数量(每样本毫克数)。
如能够从示例7和8所见的那样，通过至少在可燃热源的基本整个后表面上设置不可燃的基本不透气的第一屏障涂层和至少在贯穿可燃热源的气流通道的基本整个内表面上设置不可燃的基本不透气的第二屏障涂层将根据本发明的发烟制品的可燃热源与通过发烟制品的一条或多条气流路径隔离开，显著减少了在主流浮质中形成的羰基化合物(例如甲醛、乙醛、丙醛)和酚类物质。
上述阐释的实施例和示例并不用于限制本发明。在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以获得本发明的其它实施例，并且应当理解的是，本文中描述的具体实施例并不是限制性的。

Claims (10)

1.一种发烟制品，所述发烟制品包括：
可燃热源，所述可燃热源具有前端部和后端部；
浮质形成基质，所述浮质形成基质位于所述可燃热源的后端部的下游；
外包装材料，所述外包装材料包裹所述可燃热源的至少后部部分和所述浮质形成基质；和
一条或多条气流路径，能够沿着所述一条或多条气流路径抽吸空气通过所述发烟制品，以供使用者吸入，
其中，所述可燃热源与所述一条或多条气流路径隔离，使得在使用过程中被沿着所述一条或多条气流路径抽吸通过所述发烟制品的空气不会直接接触所述可燃热源。
2.根据权利要求1所述的发烟制品，所述发烟制品还包括不可燃的基本不透气的第一屏障物，所述第一屏障物位于所述可燃热源的下游端部和所述浮质形成基质的上游端部之间。
3.根据权利要求2所述的发烟制品，其中，所述第一屏障物包括设置在所述可燃热源的后表面上的第一屏障涂层。
4.根据权利要求1、2或3所述的发烟制品，其中，所述一条或多条气流路径包括沿着所述可燃热源的一条或多条气流通道。
5.根据权利要求4所述的发烟制品，所述发烟制品包括不可燃的基本不透气的第二屏障物，所述第二屏障物位于所述可燃热源和所述一条或多条气流通道之间。
6.根据权利要求5所述的发烟制品，其中，所述第二屏障物包括设置在所述一条或多条气流通道的内表面上的第二屏障涂层。
7.根据任意一项前述权利要求所述的发烟制品，所述发烟制品包括位于所述可燃热源的后表面下游的一个或多个进气口，用于将空气抽吸到所述一条或多条气流路径中。
8.根据权利要求7所述的发烟制品，所述发烟制品包括一个或多个第一进气口，所述一个或多个第一进气口位于所述可燃热源的下游端部和所述浮质形成基质的上游端部之间。
9.根据权利要求7或8所述的发烟制品，所述发烟制品包括位于所述浮质形成基质的外周周围的一个或多个第二进气口，用于将空气抽吸到所述一条或多条气流路径中。
10.一种在抽吸期间减小或者消除发烟制品的浮质形成基质的温度升高的方法，所述方法包括提供一种发烟制品，所述发烟制品包括：
具有相对的前表面和后表面的可燃热源；
位于所述可燃热源的所述后表面的下游的浮质形成基质；
外包装材料，所述外包装材料包裹所述可燃热源的至少后部部分和所述浮质形成基质；和
一条或多条气流路径，能够沿着所述一条或多条气流路径抽吸空气通过所述发烟制品，以供使用者吸入，
其中，所述可燃热源与所述一条或多条气流路径隔离，使得被沿着所述一条或多条气流路径抽吸通过所述发烟制品的空气不直接接触所述可燃热源。
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