CN114554882A - 具有不可燃涂层的气溶胶生成制品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气溶胶生成制品(2)，其包括具有上游部分和下游部分的可燃热源(4)。所述气溶胶生成制品还包括在所述热源(4)下游的气溶胶形成基质(10)和限定所述气溶胶形成基质(10)的上游部分和所述可燃热源(4)的下游部分的包装材料(36)。所述气溶胶生成制品(2)还包括设置在可燃热源(4)的上游部分上并且不设置在可燃热源(4)的下游部分上的不可燃涂层(42)，所述不可燃涂层具有介于约30微米与约250微米之间的厚度。

Description

具有不可燃涂层的气溶胶生成制品

本发明涉及一种气溶胶生成制品，其包括设置在可燃热源上的不可燃涂层。

在本领域中提出了许多烟草被加热而不是燃烧的吸烟制品。在一种已知类型的加热式吸烟制品中，通过从可燃热源向位于所述可燃热源的下游的气溶胶形成基质的热传递产生气溶胶。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，所述化合物凝结以形成气溶胶。

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介于约600℃与800℃之间。由于可燃含碳热源的燃烧温度较高，包括可燃含碳热源的加热式吸烟制品的点燃倾向(ignition propensity)可能太高。

已知可围绕加热式吸烟制品的可燃含碳热源的周围包裹绝缘件，以便降低可燃热源的点燃倾向。包括限定加热式吸烟制品的可燃含碳热源的绝缘件，通过降低气溶胶生成制品的表面温度，降低了可燃热源的点燃倾向。

在现有技术的一些气溶胶生成制品中，例如使用压模工艺或共挤出工艺，与绝缘层一体地形成可燃热源。然而，尽管此类绝缘层可以减小可燃热源的点燃倾向，但这些一体形成的层还可以使得可燃热源难以使用常规的黄色火焰点火器点燃。

可能期望提供用于吸烟制品的隔离热源，所述隔离热源具有降低的点燃倾向，但也容易用黄色火焰点火器点燃。

此外，已知将点火助剂添加到现有技术的气溶胶生成制品的可燃热源。然而，有时在点火期间或在热源燃烧开始时，点火助剂未被完全消耗。已经发现，在这种情况发生时，和在热源燃烧期间后期消耗点火助剂时，热源中可能发生气体累积。这可以称为后期升压现象。由燃烧气体的积聚引起的内部压力可能损坏热源，或者在一些情况下，导致热源从吸烟制品的其余部分分离。

可能还期望提供不经历与后期升压现象相关联的技术问题的可燃热源。

根据本发明的第一方面，提供了包括可燃热源的气溶胶生成制品。可燃热源具有上游部分和下游部分。

气溶胶生成制品还可以包括在可燃热源下游的气溶胶形成基质。来自可燃热源的热可使来自气溶胶形成基质的挥发性化合物作为气溶胶释放。

所述气溶胶生成制品还可以包括包装材料，所述包装材料限定气溶胶形成基质的上游部分和可燃热源的下游部分。

包装材料的提供可以有利地将可燃热源固定到气溶胶形成基质。这在后期升压现象对热源施加压力的情况下可能尤其重要，因为包装材料可使热源牢固地附接到气溶胶形成基质。

不可燃涂层可以设置在可燃热源的上游部分上，并且不设置在可燃热源的下游部分上。

不可燃涂层可以通过将热源与热源可能接触的其它材料隔离来有利地降低可燃热源的点燃倾向。

不可燃涂层可具有介于约30微米与约250微米之间的厚度。

如下文将更详细地解释的，已发现具有在此范围中的厚度的涂层有利地降低可燃热源的点燃倾向，同时还仍允许使用常规的黄色火焰点火器来点燃热源。此外，已经令人惊讶地发现，提供厚度介于约30微米与约250微米之间的不可燃涂层可以降低后期升压现象发生的可能性，这可以有利地降低在使用气溶胶生成制品期间对可燃热源造成损坏的可能性。

根据本发明的第一方面，优选地提供了包括可燃热源的气溶胶生成制品。可燃热源具有上游部分和下游部分。所述气溶胶生成制品还包括包装材料，所述包装材料限定气溶胶形成基质的上游部分和可燃热源的下游部分。所述气溶胶生成制品还包括设置在可燃热源的上游部分上并且不设置在可燃热源的下游部分上的不可燃涂层，所述不可燃涂层具有介于约30微米与约250微米之间的厚度。

根据本发明的气溶胶生成制品的提供克服了现有技术的气溶胶生成制品的许多缺点。特别地，提供厚度介于约30微米与约250微米之间的不可燃涂层可以有利地降低可燃热源的点燃倾向，同时仍然允许使用常规的黄色火焰点火器来点燃热源。此外，已发现不可燃涂层可有利地降低后期升压现象发生的可能性，这可有利地降低在使用气溶胶生成制品期间对可燃热源造成损坏的可能性。不希望受理论束缚，这可能是因为提供不可燃涂层可导致热源的较慢或更渐进的加热。这可意指可燃热源更均匀地改变温度，这可促进在燃烧过程开始时更好地消耗任何点火助剂。此外，更渐进且均匀的加热可在整个可燃热源的长度上产生较小的温度梯度，这可进一步给由燃烧产生的气体更多时间以逃离可燃热源，这可进一步降低对可燃热源造成损坏的可能性。

在可燃热源的上游部分上提供不可燃涂层，并且包装材料仅限定热源的下游部分，允许包装材料与包装材料限定可燃热源之处的可燃热源直接接触。这可以进一步有利地改善可燃热源对气溶胶形成基质的保持。

可燃热源具有上游部分和下游部分。上游部分朝向可燃热源的上游端定位，并且被定义为可燃热源的表面的包括不可燃涂层的那部分。可燃热源的下游部分朝向可燃热源的下游端定位，并且被定义为可燃热源的由包装材料限定的那部分。换句话说，可燃热源的表面包括上游部分和下游部分，在所述上游部分上设置不可燃涂层，所述下游部分由包装材料限定。可燃热源的上游部分和下游部分可为不同长度。

可燃热源的上游部分可以比可燃热源的下游部分长。这可以确保可燃热源的较大部分暴露且不被包装材料覆盖。这可以有利地促进可燃热源的点火和持续燃烧。

可燃热源的上游部分可以邻接可燃热源的下游部分，使得不可燃涂层的下游端与包装材料的上游端之间没有间隙。这可以有利地确保不暴露任何可燃热源，从而进一步降低可燃热源的点燃倾向。

可燃热源的上游部分可以不邻接可燃热源的下游部分，使得不可燃涂层的下游端与包装材料的上游端之间有间隙。这可以有利地允许空气到达可燃热源以促进点火和持续燃烧。

可燃热源可以具有纵向外表面。设置在可燃热源的上游部分并且不设置在可燃热源的下游部分上的不可燃涂层可以设置在可燃热源的上游部分的纵向外表面上。

如本文中关于本发明所使用的，术语“纵向”和“轴向”用于描述气溶胶生成制品或气溶胶生成制品的部件的相对的上游端与下游端之间的方向。因此，“纵向外表面”是气溶胶生成制品的部件的外表面，其在气溶胶生成制品的部件的相对上游与下游端之间延伸。

如本文中关于本发明所使用的，术语“邻接(abutting/abut)”用于描述部件或部件的一部分与另一部件或部件的一部分直接接触。

如本文中关于本发明所使用的，术语“限定(circumscribe/circumscribing)”是指第一特征围绕第二特征的整个圆周延伸。例如，在本发明中，包装材料限定气溶胶形成基质的上游部分和可燃热源的下游部分。这意味着，在沿着气溶胶形成基质的上游部分的纵向长度的一个或多个点处，包装材料围绕气溶胶形成基质的整个圆周延伸，并且在沿着可燃热源的下游部分的纵向长度的一个或多个点处，包装材料围绕可燃热源的整个圆周延伸。

如本文中关于本发明所使用的，术语“上游”和“前部”以及“下游”和“后部”用于描述气溶胶生成制品的部件或部件的各部分相对于空气在气溶胶生成制品使用期间通过其流动的方向的相对位置。根据本发明的气溶胶生成制品包括近端，在使用中，气溶胶通过所述近端离开制品。气溶胶生成制品的近端还可被称作口端或下游端。口端在远端下游。可燃热源位于远端处或远端附近。气溶胶生成制品的远端还可被称作上游端。气溶胶生成制品的部件或部件部分可基于其在吸烟制品的近端与气溶胶生成制品的远端之间的相对位置而描述为在彼此的上游或下游。在气溶胶生成制品的部件或部件的部分的前部是最接近气溶胶生成制品的上游端的端部处的部分。在气溶胶生成制品的部件或部件的部分的后部是最接近气溶胶生成制品的下游端的端部处的部分。可燃热源的后部部分是可燃热源在可燃热源的下游端处的部分。气溶胶形成基质的前部部分是气溶胶形成基质在气溶胶形成基质的上游端处的部分。

如本文中关于本发明所使用的，术语“涂层”用于描述覆盖和粘附到热源的材料层。

如本文中关于本发明所使用的，术语“不可燃”用于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涂层。

提供不可燃涂层而非另一种类型的不可燃屏障是有利的，因为它允许不可燃屏障特别薄。这可以有利地允许使用黄色火焰点火器容易地点燃可燃热源。

涂层可以通过任何手段施加到可燃热源。例如，可以通过将包含不可燃材料的液体预涂层制剂施加到可燃热源来将涂层施加到可燃热源。然后，所施加的预涂层制剂可经历干燥和固化过程中的至少一个以形成不可燃涂层。可以使用浸渍或喷涂中的至少一种来施加液体预涂层制剂。

可燃热源可包括至少一种点火助剂。

如本文所使用，术语“点火助剂”用于表示在可燃热源点燃期间释放能量和氧中的一者或两者的材料，其中材料释放能量和氧中的一者或两者的速率不受环境氧扩散的限制。换句话说，在可燃热源点燃期间材料释放能量和氧气中的一种或两种的速率在很大程度上与环境氧气可到达材料的速率无关。如本文所使用，术语“点火助剂”也用于表示在可燃热源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摄氏度以下，且元素金属的燃烧热为至少约5kJ/g。

如本文中所使用的，术语“点火助剂”不包括羧酸的碱金属盐(例如碱金属柠檬酸盐、碱金属乙酸盐和碱金属琥珀酸盐)、碱金属卤化物盐(例如碱金属氯化物盐)、碱金属碳酸盐或碱金属磷酸盐，认为上述这些盐改变碳燃烧。即使当相对于可燃热源的总重量存在大量时，这种碱金属燃烧盐在可燃热源点燃期间也不释放足够的能量，以在早期抽吸期间产生可接受的气溶胶。

合适的点火助剂的实例包括但不限于：硝酸盐；氯酸盐；高氯酸盐；溴酸盐；亚溴酸盐；硼酸盐；高铁酸盐；铁酸盐；锰酸盐；高锰酸盐；有机过氧化物；无机过氧化物；超氧化物、碳酸盐；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；次磷酸盐(phospinate)；亚磷酸盐和次亚磷酸盐(phosphanite)。至少一种点火助剂可以包括过氧化钙。

使用中，在可燃热源点燃期间由至少一个点火助剂释放能量和氧气中的一种或两种会导致可燃热源在点燃时温度升高。这反映在热源温度升高上。这可以有利地确保有足够的热量可从热源传递到气溶胶形成基质。

此外，如上所述，当可燃热源包括点火助剂时，提供根据本发明的不可燃涂层可能是特别有利的，因为不可燃涂层可以有助于防止后期升压现象，这可以有利地降低对热源造成损坏的可能性。

在可燃热源的前端面上不设置不可燃涂层。

可燃热源可以是大体上圆柱形的形状，其具有其上设置不可燃涂层和包装材料的一部分的纵向表面。可燃热源还可以包括纵向表面之间的前端面和后端面。

通过不在可燃热源的前端面上提供不可燃涂层，可燃热源的前端面保持暴露。这可以有利地允许足够的空气到达可燃热源以便于可燃热源的点火和持续燃烧。本发明的发明人已认识到，为了降低可燃热源的点燃倾向，并不必要在前端面上提供不可燃涂层。这是因为如果气溶胶生成制品被放在表面上，则前端面不太可能与表面接触。

不可燃涂层具有介于约30微米与约250微米之间的厚度。如上文所阐述，已发现具有在此范围内的厚度的不可燃涂层可有利地降低可燃热源的点燃倾向，同时仍允许用黄色火焰点火器容易地点燃可燃热源。

不可燃涂层可具有至少约30微米、至少约50微米或至少约75微米的厚度。

不可燃涂层可具有不超过约250微米、不超过约200微米或不超过约150微米的厚度。

例如，不可燃涂层可具有介于约50微米与约200微米之间或介于约75微米与约150微米之间的厚度。不可燃涂层可具有约150微米的厚度。

不可燃涂层可包括任何不可燃材料。不可燃涂层可以是绝热涂层。在这种情况下，不可燃涂层可包含绝热材料。

如本文中关于本发明所使用的，术语“绝热材料”用于描述整体导热率在23℃时小于约50毫瓦每米开尔文(mW/(m·K))且相对湿度使用改进的瞬态平面热源(MTPS)方法测得为50％的材料。

优选的是，不可燃涂层包括整体热扩散率小于或等于约0.01平方厘米每秒(cm2/s)(使用激光闪光法测得)的绝热材料。

优选的是，使用中，在根据本发明的气溶胶生成制品中，不可燃涂层的外表面不应超过约350℃。

不可燃涂层可以是多孔的。不可燃涂层可含有孔。这可以有利地允许足够的氧气到达可燃热源以维持其燃烧。

不可燃涂层可包含陶瓷颗粒。

陶瓷颗粒在不可燃涂层中的使用是有利的，因为陶瓷可以是不可燃的且绝热的。使用颗粒还有利地允许不可燃涂层保持多孔，使得空气能够到达可燃热源。

陶瓷颗粒可以具有任何尺寸。陶瓷颗粒可具有至少约0.02微米或至少约0.04微米的平均粒度。陶瓷颗粒可具有不超过约250微米、不超过约150微米或不超过约100微米的平均粒度。

陶瓷颗粒可具有介于约0.02微米与约250微米之间、介于约0.04微米与约150微米之间、或介于约0.04微米与约100微米之间的平均粒度。

陶瓷颗粒可包含硅藻土、膨胀粘土、蛭石、珍珠岩、泡沫玻璃、高岭土和氧化锆中的至少一种。

不可燃涂层可包含任何量的陶瓷颗粒。例如，不可燃涂层可包含至少约60重量％的陶瓷颗粒、至少约70重量％的陶瓷颗粒或至少约80重量％的陶瓷颗粒。

不可燃涂层可包含不超过约95重量％的陶瓷颗粒、不超过约90重量％的陶瓷颗粒或不超过约86重量％的陶瓷颗粒。

例如，不可燃涂层可包含介于约60重量％与约95重量％之间的陶瓷颗粒、介于约70重量％与约90重量％之间的陶瓷颗粒、或介于约80重量％与约86重量％之间的陶瓷颗粒。不可燃涂层可包含约85重量％的陶瓷颗粒。

这些陶瓷材料可有利地在降低可燃热源的点燃倾向方面特别有效，同时允许使用黄色火焰点火器点燃可燃热源。这些陶瓷材料还可以有利有效地降低观察到后期升压现象的可能性。

优选地，陶瓷颗粒包含硅藻土和高岭土。

不可燃涂层可包含流变改性剂。

流变改性剂的提供可以有利地控制预涂层制剂的流变，使得能够例如通过浸渍或喷涂将预制剂容易地施加到可燃热源。

如本文中关于本发明所使用的，术语“流变改性剂”是指改变预涂层制剂的流动特性的添加剂。例如，流变改性剂可以修改预涂层制剂的粘度。流变改性剂可以增加预涂层制剂的粘度。流变改性剂可以降低预涂层制剂的粘度。

应了解，预涂层制剂的所需流动特性可根据将预涂层制剂施加到可燃热源的方式而改变。因此，可以根据预期应用方法小心地选择流变改性剂的类型和数量。在任何干燥或固化步骤之后，流变改性剂保留在不可燃涂层中。流变改性剂优选地对不可燃涂层的热或结构特性影响很小或没有影响。

流变改性剂可以是任何流变改性剂。流变改性剂可包含纤维素、纤维素衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚环氧乙烷、聚乙二醇、黄原胶、膨润土、微硅粉、碳酸钙、硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。

这些流变改性剂可有利地在为预涂层制剂提供适当的流变特性时特别有效。

不可燃涂层可包含任何量的流变改性剂。例如，不可燃涂层可包含至少约3重量％的流变改性剂、至少约5重量％的流变改性剂或至少约10重量％的流变改性剂。

不可燃涂层可包含不超过约30重量％的流变改性剂、不超过约25重量％的流变改性剂、或不超过约20重量％的流变改性剂。

例如，不可燃涂层可包含介于约3重量％与约30重量％之间的流变改性剂、介于约5重量％与约25重量％之间的流变改性剂、或介于约10重量％与约20重量％之间的流变改性剂。不可燃涂层可包含约15重量％的流变改性剂。

在某些优选的实施例中，不可燃涂层可包含硅藻土、高岭土和硅酸钠。在此实施例中，陶瓷颗粒包含硅藻土颗粒和高岭土颗粒。流变改性剂是硅酸钠。

不可燃涂层可包含介于约50重量％与70重量％之间的硅藻土、介于约20重量％与约30重量％之间的高岭土、以及介于约10重量％与约20重量％之间的硅酸钠。例如，不可燃涂层可包含约62重量％的硅藻土、约23重量％的高岭土和约15重量％的硅酸钠。

不可燃涂层可包含硅藻土、粘土minca和硅酸钠。在此实施例中，陶瓷颗粒包含硅藻土颗粒和粘土minca颗粒。流变改性剂是硅酸钠。

不可燃涂层可包含介于约50重量％与60重量％之间的硅藻土、介于约15重量％与约25重量％之间的粘土minca以及介于约20重量％与约30重量％之间的硅酸钠。例如，不可燃涂层可包含约55重量％的硅藻土、约21重量％的粘土minca和约24重量％的硅酸钠。

包装材料可以是任何包装材料。包装材料可以是导热不可燃包装材料。

导热不可燃包装材料的提供可有利地允许在热源燃烧期间产生的热通过传导经由导热不可燃包装材料传递到可燃热源下游的气溶胶形成基质。这可以有利地帮助实现从可燃热源到气溶胶形成基质的足够高的传导热传递以产生可接受的气溶胶。

适当的导热不可燃包装材料包括但不限于：金属箔包装材料，例如，铝箔包装材料、钢箔包装材料、铁箔包装材料和铜箔包装材料；金属合金箔包装材料；石墨箔包装材料；以及某些陶瓷纤维包装材料。

包装材料可以具有任何厚度。包装材料可具有介于约30微米与约200微米之间的厚度。包装材料可具有至少约30微米、至少约50微米或至少约75微米的厚度。

包装材料可具有不超过约250微米、不超过约200微米、或不超过约150微米的厚度。

例如，包装材料可具有介于约50微米与约200微米之间或介于约75微米与约150微米之间的厚度。包装材料涂层可具有约为150微米的厚度。

这可以有利地允许包装材料具有与不可燃涂层类似的厚度，从而允许包装材料与不可燃涂层齐平。包装材料的厚度可以与不可燃涂层的厚度大致相同。

如上所述，可以通过施加液体预涂层制剂将涂层施加到可燃热源。预涂层制剂包含不可燃涂层的所有组分。另外，预涂层制剂可以包含分散助剂。

分散助剂可包含水、聚羧醚、柠檬酸、聚羧酸盐(如ViscoCrete)、三聚氰胺磺酸盐、萘磺酸盐和木质素磺酸盐中的至少一种。

分散助剂的提供可以有利地防止陶瓷颗粒聚集，从而提供均匀的悬浮液。这可以有利地产生均匀的不可燃涂层。

示例性预涂层制剂可以包含介于约15重量％与25重量％之间的硅藻土、介于约3重量％与约10重量％之间的高岭土、介于约5重量％与约15重量％之间的硅酸钠、以及介于约60重量％与约70重量％之间的水。例如，预涂层制剂可以包含约18重量％的硅藻土、约7重量％的高岭土、约12重量％的硅酸钠和约63％的水。

根据本发明的气溶胶生成制品包括用于加热气溶胶形成基质的可燃热源。可燃热源优选的是固体热源，并且可以包括任何适合的可燃燃料，包含但不限于碳和含有铝、镁、一种或多种碳化物、一种或多种氮化物和其组合的基于碳的材料。通常，用于加热式吸烟制品的已知固体可燃热源是基于碳的，即，其包括碳作为主要可燃材料。

可燃热源可为含碳可燃热源。

可燃热源优选的是封闭可燃热源。

如本文中关于本发明所使用的，术语“封闭的(blind)”描述了不包括从可燃热源的前端面延伸到后端面的任何气流通道的热源。如本文中关于本发明所使用的，术语“封闭的”还用于描述包括从可燃热源的前端面延伸到可燃热源的后端面的一个或多个通道的可燃热源，其中位于可燃热源的后端面与气溶胶形成基质屏障之间的基本上不透气的可燃屏障阻止空气沿可燃热源的长度被抽吸通过一个或多个通道。

包含一个或多个封闭空气通路增大了封闭可燃热源暴露于来自空气的氧气的表面积，并且可以有利地便于封闭可燃热源的点燃和持续燃烧。

包括封闭可燃热源的根据本发明的气溶胶生成制品包括一个或多个位于可燃热源的后端面下游的空气入口以便将空气抽入通过气溶胶生成制品的一个或多个气流路径中。包括非封闭可燃热源的根据本发明的气溶胶生成制品还可包括一个或多个位于可燃热源的后端面下游的空气入口以便将空气抽入通过气溶胶生成制品的一个或多个气流路径中。在气溶胶生成制品包括可燃热源的后端面下游的一个或多个空气入口的情况下，一个或多个空气入口可以在保持包装的下游部分中。备选地，可燃热源的后端面下游的一个或多个空气入口可比保持包装的下游部分的下游端更下游。

在一些实施例中，包括封闭可燃热源的根据本发明的气溶胶生成制品包括位置接近气溶胶形成基质的下游端的一个或多个空气入口。

在使用时，沿包括封闭可燃热源的根据本发明的气溶胶生成制品的一个或多个气流路径抽吸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防止或抑制封闭可燃热源在使用者抽吸期间的燃烧的激活。这基本上防止或抑制气溶胶形成基质在使用者抽吸期间的温度剧增。通过防止或抑制对封闭可燃热源的燃烧的激活，并且由此防止或抑制气溶胶形成基质中温度的过度升高，可有利地避免气溶胶形成基质在强烈的抽吸条件下燃烧或热解。另外，可有利地将使用者的抽吸条件对主流气溶胶组成的影响最小化或减小。

包括封闭可燃热源还可有利地基本上防止或抑制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它材料进入在根据本发明的气溶胶生成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种或多种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。

在包括封闭可燃热源的根据本发明的气溶胶生成制品中，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。通过强制对流的气溶胶形成基质的加热被最小化或减少。这可以有利地帮助最小化或减轻用户的抽吸状态对于根据本发明的制品的主流气溶胶组成的影响。

在本发明的某些实施例中，可燃热源包括至少一个纵向气流通道，其提供通过热源的一个或多个气流路径。术语“气流通道”在本文中用以描述沿热源的长度延伸的通道，通过所述通道，空气可以被抽吸通过气溶胶生成制品。包含一个或多个纵向气流通道的此类热源在本文中称为“非盲”热源。

至少一个纵向气流通道的直径可在约1.5毫米与约3毫米之间，更优选地在约2毫米与约2.5毫米之间。

优选地，可燃热源具有约7毫米与约17毫米之间、更优选地约7毫米与约15毫米之间、最优选地约7毫米与约13毫米之间的长度。在一些实施例中，可燃热源具有约9毫米的长度。

优选地，可燃热源具有约5毫米与约9毫米之间、更优选地约7毫米与约8毫米之间的直径。

如本文中关于本发明所使用的，术语“气溶胶形成基质”用来描述在加热时释放挥发性化合物的基质，所述挥发性化合物可形成气溶胶。由根据本发明的气溶胶生成制品的气溶胶形成基质产生的气溶胶可为可见的或不可见的，并且可包含蒸气(例如，处于气态的物质的细颗粒，其在室温下通常为液体或固体)以及气体和冷凝蒸气的液滴。

气溶胶形成基质可为固体气溶胶形成基质。或者，气溶胶形成基质可包括固体和液体组分两者。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，其含有在加热后从基质释放的挥发性烟草香味化合物。备选地，气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质可以进一步包括一种或多种气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例包含但不限于甘油和丙二醇。

气溶胶形成基质可为包括含烟草材料的条。

如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，那么所述固体气溶胶形成基质可以包括例如粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条带或薄片中的一种或多种，其中含有草本植物叶、烟叶、烟草肋料片、复原烟草、均质化烟草、挤压烟草和膨胀烟草中的一种或多种。固体气溶胶形成基质可呈松散形式，或可提供于合适的容器或筒中。举例来说，固体气溶胶形成基质的气溶胶形成材料可以包含在纸或其他包装材料内，并且具有棒的形式。在气溶胶形成基质为棒的形式的情况下，包括任何包装材料的整个棒被认为是气溶胶形成基质。

固体气溶胶形成基质可含有在固体气溶胶形成基质加热时释放的额外烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基质也可含有胶囊，该胶囊例如包括额外烟草或非烟草挥发性香味化合物，并且此类胶囊可在固体气溶胶形成基质的加热期间熔化。

固体气溶胶形成基质可提供于热稳定载体上或嵌入其中。载体可以呈粉末、颗粒、小球、碎片、通心管、条带或薄片形式。可以将固体气溶胶形成基质以例如片材、泡沫、凝胶或浆料的形式沉积在载体的表面上。固体气溶胶形成基质可以沉积在载体的整个表面上，或者备选地，可以按一定图案沉积，以便在使用期间提供不均匀的香味递送。

气溶胶形成基质可以呈棒或节段形式，其包括被纸或其它包装材料包围的能够响应于加热而放出挥发性化合物的材料。在气溶胶形成基质呈此类棒或节段的形式的情况下，包含任何包装材料的整个棒或节段被视为气溶胶形成基质。

优选地，气溶胶形成基质具有在约5毫米与约20毫米之间的长度。在某些实施例中，气溶胶形成基质可具有在约6毫米与约15毫米之间的长度，或在约7毫米与约12毫米之间的长度。

气溶胶形成基质可包括棒包装中所包裹的烟草基材料的棒。在优选实施例中，气溶胶形成基质包括棒包装中所包裹的均质化烟草基材料的棒。

根据本发明的气溶胶生成制品可以包括处于气溶胶形成基质下游的传递元件或间隔元件。此类元件可以采取位于气溶胶形成基质的下游的中空管的形式。

传递元件可邻接于气溶胶形成基质和烟嘴中的一个或两个。或者，传递元件可以与气溶胶形成基质和衔嘴中的一个或两个隔开。

包含传递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。包含传递元件还有利地允许通过适当选择传递元件的长度而将气溶胶生成制品的总长度调整到期望值，例如类似于传统香烟的长度。

传递元件可具有介于约7毫米与约50毫米之间的长度，例如介于约10毫米与约45毫米之间或介于约15毫米与约30毫米之间的长度。取决于气溶胶生成制品的所需总长度，和气溶胶生成制品内的其它部件的存在和长度，传递元件可以具有其它长度。

优选的是，传递元件包括至少一个开放式管状中空体。在此类实施例中，在使用中，被抽吸到气溶胶生成制品中的空气在它从气溶胶形成基质通过气溶胶生成制品向下传递到气溶胶生成制品的远端时穿过至少一个开放式管状中空体。

传递元件可包括由一种或多种合适的材料形成的至少一个开放式管状中空体，所述一种或多种合适的材料在通过从可燃热源到气溶胶形成基质的热传递生成的气溶胶的温度下是大体上热稳定的。合适的材料在所属领域中已知，并且包括但不限于纸、卡纸板、塑料诸如乙酸纤维素、陶瓷及其组合。

根据本发明的气溶胶生成制品可以包括在气溶胶形成基质下游的气溶胶冷却元件或热交换器。气溶胶冷却元件可以包括多个纵向延伸的通道。如果气溶胶生成制品在气溶胶形成基质下游包括传输元件，那么气溶胶冷却元件优选的是在传输元件下游。

气溶胶冷却元件可以包括选自由以下各项组成的组的材料的聚集片材：金属箔、聚合物材料，以及基本上无孔的纸或卡纸板。在某些实施例中，气溶胶冷却元件可以包括选自由以下各项组成的组的材料的聚集片材：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)以及铝箔。

在某些优选实施例中，气溶胶冷却元件可以包括可生物降解聚合材料的聚集片材，如聚乳酸(PLA)或Mater-

(可商购的淀粉基共聚酯系列)级。

优选的是，气溶胶生成制品包括在气溶胶形成基质下游且定位在气溶胶生成制品的下游端处的烟嘴。烟嘴可以包括过滤器。举例来说，烟嘴可以包括具有一个或多个节段的过滤器滤嘴段。在烟嘴包括过滤器滤嘴段的情况下，优选的是，过滤器滤嘴段是单一节段的过滤器滤嘴段。过滤器滤嘴段可以包括一个或多个节段，所述节段包括乙酸纤维素、纸或其它合适的已知过滤材料或其组合。优选的是，过滤器滤嘴段包括低过滤效率的过滤材料。

根据本发明的气溶胶生成制品可包括呈条形式组装的多个元件。

气溶胶生成制品的形状可为大体上圆柱形的。气溶胶生成制品可为大体上细长的。气溶胶形成基质可为基本上圆柱形的形状。气溶胶形成基质可为基本上细长的。气溶胶形成基质可以位于气溶胶生成制品中，使得气溶胶形成基质的长度大体上平行于气溶胶生成制品中的气流方向。

传递区段或元件可为大体上细长的。

气溶胶生成制品可以具有任何所要的长度。例如，气溶胶生成制品可以具有在约65毫米与约100毫米之间的总长度。气溶胶生成制品可以具有任何所要外径。例如，气溶胶生成制品可以具有在约5毫米与约12毫米之间的外径。

还应了解，在本发明的任何方面描述且限定的各种特征的特定组合可独立地实现或供应或使用。

图1示出了根据本发明的气溶胶生成制品的示意性纵截面视图；

图2示出了根据本发明的第一气溶胶生成制品和参考制品的比较点燃倾向值；

图3示出了根据本发明的第一气溶胶生成制品和参考制品的比较温度曲线；

图4示出了根据本发明的第二气溶胶生成制品和参考制品的比较点燃倾向值；

图5示出了根据本发明的第二气溶胶生成制品和参考制品的比较温度曲线；

根据图1所示的本发明第一实施例的气溶胶生成制品2包括封闭可燃热源4和可燃热源4下游的气溶胶形成基质10，所述封闭的可燃热源具有前面6和相对的后面8。气溶胶生成制品2还包括传递元件12、气溶胶冷却元件14和设置在气溶胶形成基质10的下游的间隔元件16。

可燃热源4是封闭含碳可燃热源，且位于气溶胶生成制品2的远端。可燃热源4包括作为点火助剂的过氧化钙。

气溶胶形成基质10紧邻地位于热源4下游。气溶胶形成基质10包括均质化烟草基材料的圆柱形棒24，所述圆柱形棒包含包裹在棒包装26中的气溶胶形成剂，如甘油。

传递元件12紧邻地位于气溶胶形成基质10下游且包括圆柱形开放式中空乙酸纤维素管28。

气溶胶冷却元件14紧邻地位于传递元件12下游，并且包括可生物降解聚合材料的聚集片材，例如聚乳酸。

间隔元件16紧邻地位于气溶胶冷却元件14下游且包括圆柱形开放式中空纸或纸板管30。

烟嘴18紧邻地位于间隔元件16下游。如图1中所示，烟嘴18位于气溶胶生成制品2的近端处，且包括包裹在过滤器滤嘴段包装34内的合适过滤材料32的圆柱形滤嘴段，所述合适过滤材料是例如具有极低过滤效率的乙酸纤维素丝束。

导热阻燃包装材料36限定气溶胶形成基质10的上游部分和可燃热源4的下游部分。包装材料36包括铝箔。

外包装材料20限定气溶胶生成制品2的每个部件的至少一部分。外包装材料20可由纸形成。

如图1中所示，周向布置的空气入口40设置在气溶胶形成基质10的棒包装26、外包装材料20和导热阻燃包装材料36中，以接纳冷空气(在图1中由虚线箭头示出)进入气溶胶形成基质10中。

气溶胶生成制品2还包括设置在可燃热源4的上游部分上的不可燃涂层42。不可燃涂层42限定可燃热源4的上游部分。在可燃热源4的前端面上不设置不可燃涂层42。不可燃涂层42具有150微米的厚度，并且包括平均尺寸介于约0.04微米与约150微米之间的陶瓷颗粒。不可燃涂层42包含硅藻土、硅酸钠和高岭土。

在使用中，使用者点燃根据本发明的第一实施例的气溶胶生成制品2的封闭可燃热源4，并且随后在烟嘴18上抽吸。当使用者在烟嘴18上抽吸时，空气(图1中用虚线箭头示出)通过空气入口40被抽吸到气溶胶生成制品2的气溶胶形成基质10中。

气溶胶形成基质10的前部部分通过经由封闭可燃热源4的后面8和导热阻燃包装材料36的传导而被加热。

通过传导加热气溶胶形成基质10会从均质化烟草基材料棒24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释放的化合物形成气溶胶，所述气溶胶夹带在空气中，空气在流过气溶胶生成制品2的气溶胶形成基质10时通过空气入口40被抽吸到气溶胶形成基质10中。吸入的空气和夹带的气溶胶(在图1中由虚线箭头示出)向下游经过传递元件12、气溶胶冷却元件14和间隔元件16，在其中吸入的空气和夹带的气溶胶冷却且凝结。冷却的吸入的空气和夹带的气溶胶向下游通过烟嘴18且通过根据本发明的第一实施例的气溶胶生成制品2的近端递送到使用者。

图2和图4示出了根据本发明的第一气溶胶生成制品、根据本发明的第二气溶胶生成制品和参考气溶胶生成制品的点燃倾向测试的结果。第一气溶胶生成制品的不可燃涂层的厚度为约50微米。第二气溶胶生成制品的不可燃涂层的厚度为约150微米。参考气溶胶生成制品与第一气溶胶生成制品和第二气溶胶生成制品相同，但不具有设置在可燃热源的上游部分上的任何不可燃涂层。

为了进行点燃倾向测试，将待测试的气溶胶生成制品放置在棒保持器中，并且使用黄色火焰点火器来点燃可燃热源。在预定时间段之后，将气溶胶生成制品放置在10个白色过滤垫的堆叠上。将气溶胶生成制品保持在过滤垫的堆叠上8分钟，之后移除气溶胶生成制品。然后使用显微镜拍摄10个过滤垫中的每一个，并且使用计算机来分析所有10个过滤垫的总焦化面积。

在图2和图4中，纵轴示出以10毫米平方为单位的总焦化面积。

图2示出了标记为“A”的参考气溶胶生成制品和标记为“B”的根据本发明的其中不可燃涂层的厚度为约50微米的第一气溶胶生成制品的10个过滤垫的总焦化面积。

图4示出了标记为“C”的参考气溶胶生成制品和标记为“D”的根据本发明的其中不可燃涂层的厚度为约150微米的第二气溶胶生成制品的10个过滤垫的总焦化面积。

如可见，在两次测试中，根据本发明的气溶胶生成制品的燃烧面积小于参考气溶胶生成制品的燃烧面积。这指示根据本发明的气溶胶生成的点燃倾向有利地低于不包括不可燃涂层的气溶胶生成制品的点燃倾向。还显而易见的是，与根据本发明的具有较薄(50微米)涂层的第一气溶胶生成制品相比，根据本发明的具有较厚(150微米)涂层的第二气溶胶生成制品有利地显示出较低点燃倾向值。

将第一气溶胶生成制品、第二气溶胶生成制品和参考气溶胶生成制品连接到吸烟机，点燃可燃热源，并且使每个气溶胶生成制品经受相同的抽吸循环。在整个抽吸循环中使用热电偶测量在距烟草棒的上游端2毫米处的烟草棒的温度，以产生示出烟草棒的温度随时间变化的温度曲线。这些温度曲线在图3和图5中示出。在温度曲线中，温度显示在纵轴110上并且以摄氏度为单位，时间显示在横轴120上并且以秒为单位。

图3示出了与参考气溶胶生成制品的温度曲线相比，根据本发明的第一气溶胶生成制品的温度曲线。线101(以黑色示出)是参考气溶胶生成制品的温度曲线。线102(以灰色示出)是根据本发明的其中不可燃涂层的厚度为约50微米的第一气溶胶生成制品的温度曲线。如可见，根据本发明的第一气溶胶生成制品的温度曲线与参考气溶胶生成制品的温度曲线非常相似。因此，显而易见，在可燃热源的上游部分上提供50微米厚的不可燃涂层对气溶胶生成制品的性能没有不利影响。

图5示出了与参考气溶胶生成制品的温度曲线相比，根据本发明的第二气溶胶生成制品的温度曲线。线103(以黑色示出)是参考气溶胶生成制品的温度曲线。线104(以灰色示出)是根据本发明的其中不可燃涂层的厚度为约150微米的第二气溶胶生成制品的温度曲线。如可见，根据本发明的第二气溶胶生成制品的温度曲线低于参考气溶胶生成制品的温度曲线。这指示根据本发明的第二气溶胶生成制品的气溶胶形成基质的温度低于参考气溶胶生成制品的气溶胶形成基质的温度。这可能与较低性能相关联。因此，显而易见，在可燃热源的上游部分上提供150微米厚的不可燃涂层可能开始降低气溶胶生成制品的性能。

根据这两项测试，发明人已经惊讶地发现，不可燃涂层的最佳厚度必须在约50微米与约150微米之间。如从图2的点燃倾向比较可见，其中不可燃涂层具有小于约50微米的厚度，降低点燃倾向的有利效果可能是可忽略的。然而，如从图5的温度曲线比较可见，其中不可燃涂层具有超过约150微米的厚度，气溶胶生成制品的性能可能受到负面影响。

还进行了测试，以研究在根据本发明的气溶胶生成制品中观察到后期升压现象的可能性。根据本发明的第二气溶胶生成制品和如上所述的参考气溶胶生成制品在22摄氏度、60％相对湿度下保持144小时和180小时不被覆盖。然后点燃气溶胶生成制品的可燃热源，并且表征可燃热源的燃烧。测试了每种气溶胶生成制品中的二十个。在根本展现升压的热源中，升压的特征在于以下之一：“后期升压”—燃烧在点火后停止然后重新开始；“中断”—由于极端的后期升压，热源的至少某部分断开；或“良好”—在开始时升压，燃烧恰当扩散，没有后期升压。

这些检测的结果在下文中示出。

表1

表1示出了在气溶胶生成制品不被覆盖144小时后每种类型的升压的比例。如可见，与根据本发明的第二气溶胶生成制品相比，参考气溶胶生成制品显示出明显更多的后期升压现象的情况。相反，与参考气溶胶生成制品相比，根据本发明的第二气溶胶生成制品表现出显著更多的“良好”升压。

表2

表2示出了在气溶胶生成制品不被覆盖180小时后每种类型的升压的比例。如可见，与根据本发明的第二气溶胶生成制品相比，参考气溶胶生成制品显示出显著更多的后期升压现象的情况，第二气溶胶生成制品未显示出后期升压现象的情况。相反，与参考气溶胶生成制品相比，根据本发明的第二气溶胶生成制品表现出显著更多的“良好”升压。

因此，本发明的发明人出人意料地发现，根据本发明的不可燃涂层的提供在减少后期升压现象方面是有效的。

上文所描述的具体实施例和实例说明但不限制本发明。应了解，可以产生本发明的其他实施例且本文所述的具体实施例和实例并非详尽的。

Claims (15)

1.一种气溶胶生成制品，包括；

具有上游部分和下游部分的可燃热源，

在所述热源下游的气溶胶形成基质，

包装材料，所述包装材料限定所述气溶胶形成基质的上游部分和所述可燃热源的下游部分，以及

不可燃涂层，所述不可燃涂层设置在所述可燃热源的上游部分上并且不设置在所述可燃热源的下游部分上，所述不可燃涂层具有介于约30微米与约250微米之间的厚度。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成制品，其中所述可燃热源包括至少一个点火助剂。

3.根据权利要求2所述的气溶胶生成制品，其中所述至少一个点火助剂包含过氧化钙。

4.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述不可燃涂层不设置在所述可燃热源的前端面上。

5.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述不可燃涂层具有介于约50微米与约150微米之间的厚度。

6.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述不可燃涂层包含陶瓷颗粒。

7.根据权利要求6所述的气溶胶生成制品，其中所述陶瓷颗粒具有介于约0.04微米与约150微米之间的平均粒度。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的气溶胶生成制品，其中所述陶瓷颗粒包含硅藻土、膨胀粘土、蛭石、珍珠岩、泡沫玻璃、高岭土和氧化锆中的至少一种。

9.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述不可燃涂层包含至少一种流变改性剂。

10.根据权利要求9所述的气溶胶生成制品，其中所述流变改性剂包含纤维素、纤维素衍生物、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚环氧乙烷、聚乙二醇、黄原胶、膨润土、微硅粉、碳酸钙、硅酸钠和硅酸钾中的至少一种。

11.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述不可燃涂层包含硅藻土、硅酸钠和高岭土。

12.根据权利要求11所述的气溶胶生成制品，其中所述不可燃涂层包含介于约50重量％与70重量％之间的硅藻土、介于约20重量％与约30重量％之间的高岭土、以及介于约10重量％与约20重量％之间的硅酸钠。

13.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述包装材料是导热阻燃包装材料。

14.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述包装材料具有介于约30微米与约250微米之间的厚度。

15.根据任一前述权利要求所述的吸烟制品，其中所述不可燃涂层含有孔。

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