BR112015004678B1 - Artigo para fumar - Google Patents

Abstract

fonte de calor e artigo para fumar. a presente invenção refere-se a uma fonte de calor (2) destinada a um artigo para fumar que possui uma extremidade a montante (4) e uma extremidade a jusante (6) oposta e contém um núcleo carbonáceo combustível (8) e uma camada periférica inteira, isolante térmica e não combustível (10).o núcleo (8) estende-s e desde a extremidade a montante (4) da fonte de calor (2) até a extremidade a jusante (6) da fonte de calor (2). a camada periférica ( 10) estende-se desde a extremidade a montante (4) da fonte de calor (2), ao longo de apenas parte do comprimento da fonte de calor (2) e circunscreve uma parte a montante (12) do núcleo (8).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um artigo para fumar que contém uma fonte de calor isolada.

[002] Diversos artigos para fumar em que o tabaco é aquecido em vez de sofrer combustão têm sido propostos na área. Um dos objetivos de tais artigos para fumar "aquecidos" é reduzir os já conhecidos componentes nocivos da fumaça, do tipo produzido pela combustão e degradação pirolítica do tabaco, em cigarros convencionais. Em um tipo conhecido de artigo para fumar aquecido, um aerossol é gerado pela transferência de calor, de uma fonte de calor combustível para um substrato de formação de aerossol localizado a jusante da fonte de calor combustível. Durante o fumar, os compostos voláteis são liberados pelo substrato de formação de aerossol por meio de transferência de calor, a partir da fonte de calor combustível, e são puxados junto com o ar aspirado através do artigo para fumar. Conforme os compostos liberados esfriam, eles condensam-se para formar um aerossol que é inalado pelo usuário.

[003] Sabe-se que se deve incluir um elemento condutor de calor em torno de, e em contato com, pelo menos uma parte traseira da fonte de calor combustível e, pelo menos, uma parte frontal do substrato de formação de aerossol do artigo para fumar aquecido, a fim de assegurar a transferência de calor por condução suficiente, da fonte de calor combustível para o substrato de formação de aerossol, para obter um aerossol aceitável. Por exemplo, o WO-A2-2009/022232 divulga um artigo para fumar que inclui uma fonte de calor combustível, um substrato de formação de aerossol a jusante da fonte de calor combustível, e um elemento condutor de calor em torno de, e em contato direto com, uma parte traseira da fonte de calor combustível e com uma parte frontal adjacente do substrato de formação de aerossol.

[004] A temperatura de combustão de uma fonte de calor combustível para utilização em um artigo para fumar aquecido não deve ser tão elevada de modo a resultar na combustão ou na degradação térmica do material de formação de aerossol, durante o uso do artigo para fumar aquecido. No entanto, a temperatura de combustão da fonte de calor combustível deve ser suficientemente elevada para gerar calor suficiente a fim de liberar compostos voláteis suficientes a partir do material formador de aerossol de modo a produzir um aerossol aceitável, especialmente durante as baforadas iniciais.

[005] Uma série de fontes de calor combustíveis contendo carbono, destinadas ao uso em artigos para fumar aquecidos, têm sido propostas na área. A temperatura de combustão de fontes de calor combustíveis contendo carbono, destinadas ao uso em artigos para fumar aquecidos, está tipicamente entre aproximadamente 600°C e 800°C. Os artigos para fumar aquecidos que incluem fontes de calor combustíveis contendo carbono podem ter uma indesejável propensão elevada de ignição devido à elevada temperatura de combustão das fontes de calor combustíveis contendo carbono.

[006] Sabe-se que se deve envolver um componente isolante em torno da periferia da fonte de calor combustível contendo carbono, de um artigo para fumar aquecido, a fim de reduzir a propensão à ignição do artigo para fumar aquecido. A inclusão de um componente isolante que circunscreve a fonte de calor combustível contendo carbono, de um artigo para fumar aquecido, reduz a propensão à ignição do artigo para fumar aquecido, reduzindo a temperatura da superfície do artigo para fumar aquecido.

[007] Por exemplo, a US-A-4.714.082 divulga um artigo para fumar que inclui um elemento de combustível contendo carbono combustível, um meio gerador de aerossol, um componente condutor de calor e um componente isolante periférico de material resistente, que não queima, tal como um revestimento de fibras de vidro. O componente isolante circunscreve pelo menos uma parte do elemento de combustível e, de forma vantajosa, uma parte do meio gerador do aerossol pelo menos.

[008] A inclusão de um componente isolante não inteiro tal como divulgado em US-A-4.714.082, pode resultar em um artigo para fumar aquecido com um corte transversal, que não é constante, ao longo do comprimento do artigo para fumar. Isso pode afetar de forma adversa a aparência do artigo para fumar aquecido e tornar mais difícil a fixação segura da fonte de calor combustível contendo carbono dentro do artigo para fumar aquecido. A inclusão de um componente isolante não inteiro pode também aumentar a complexidade da montagem do artigo para fumar aquecido.

[009] Seria desejável fornecer uma fonte de calor isolada, destinada a um artigo para fumar, que tenha uma propensão reduzida à ignição, aparência aceitável e que possa ser montada de modo seguro.

[0010] Do mesmo modo, seria desejável fornecer uma fonte de calor isolada, destinada a um artigo para fumar, que tenha uma propensão reduzida à ignição e que forneça um aerossol aceitável durante ambas as baforadas iniciais e finais.

[0011] De acordo com a invenção, apresenta-se uma fonte de calor, destinada a um artigo para fumar, que possui uma extremidade a montante e uma extremidade a jusante oposta; a fonte de calor inclui: um núcleo combustível carbonáceo; e uma camada periférica inteira, isolante térmica e não combustível. O núcleo estende-se desde a extremidade a montante da fonte de calor até a extremidade a jusante da fonte de calor. A camada periférica estende-se desde a extremidade a montante da fonte de calor, ao longo de apenas parte do comprimento da fonte de calor e circunscreve uma parte a montante do núcleo.

[0012] De acordo com a invenção, apresenta-se também um artigo para fumar que inclui uma fonte de calor de acordo com a invenção; um substrato de formação de aerossol a jusante da fonte de calor; e um invólucro resistente à combustão e condutor de calor que está em torno de, e em contato direto com, uma parte a montante do substrato de formação de aerossol e uma parte a jusante do núcleo da fonte de calor.

[0013] Conforme utilizados no presente documento, os termos "a montante" e "frontal", "a jusante" e "traseiro/traseira" são usados para descrever as posições relativas dos componentes ou de partes dos componentes, dos artigos para fumar de acordo com a invenção, e em relação ao sentido no qual um usuário aproxima-se do artigo para fumar durante a utilização desse artigo. Os artigos para fumar de acordo com a invenção compreendem uma extremidade de boca e uma extremidade distal oposta. Durante o uso, o usuário aspira pela extremidade de boca do artigo para fumar. A extremidade da boca está a jusante da extremidade distal. A fonte de calor está localizada na extremidade distal do artigo para fumar ou próxima a ela.

[0014] Conforme utilizado no presente documento, o termo "carbonáceo" é usado para descrever um núcleo ou camada contendo carbono.

[0015] Conforme utilizado no presente documento, o termo "inteiro/inteira" é usado para descrever uma camada que está em contato direto com o núcleo e ligada a ele sem o auxílio de um adesivo extrínseco ou de outro material de ligação intermediária.

[0016] Conforme utilizado no presente documento, o termo "adesivo extrínseco" é usado para descrever um adesivo que não é um componente do núcleo ou da camada periférica.

[0017] Conforme utilizado no presente documento, o termo "não combustível" é usado para descrever uma camada, uma barreira ou um material substancialmente não combustível em temperaturas atingidas pela fonte de calor durante a combustão ou ignição do núcleo combustível carbonáceo.

[0018] A camada periférica, isolante térmica e não combustível deve ser estável a temperaturas às quais esteja sujeita durante a ignição e combustão do núcleo, devendo permanecer substancialmente intata durante a ignição e combustão do núcleo.

[0019] Conforme utilizado no presente documento, o termo "camada periférica" é o usado para descrever uma camada exterior mais distante das fontes de calor de acordo com a invenção.

[0020] Conforme utilizado no presente documento, o termo "camada isolante térmica" é usado para descrever uma camada que contém um material isolante térmico.

[0021] Conforme utilizado no presente documento, o termo "material isolante térmico" é usado para descrever o material que tem uma condutividade térmica em massa inferior a aproximadamente 50 miliwatts por metro Kelvin (mWZ(m-K)) a 23°C e uma umidade relativa de 50%, conforme medido utilizando o método de fonte plana transiente modificada (Modified Transient Plane Source - MTPS).

[0022] Preferencialmente, a camada periférica, isolante térmica e não combustível contém um material isolante térmico com uma difusividade térmica em massa inferior ou igual a aproximadamente 0,01 centímetros quadrados por segundo (cm2Zs), conforme medido utilizando o método de flash de laser.

[0023] Preferencialmente, para uso nos artigos para fumar de acordo com a invenção, a superfície exterior da camada periférica, isolante térmica e não combustível não deve exceder a aproximadamente 350 C.

[0024] A permeabilidade ao ar da camada periférica isolante térmica deve ser o bastante para permitir que oxigênio suficiente alcance o núcleo carbonáceo combustível para sustentar a combustão dele.

[0025] Conforme utilizado no presente documento, o termo "comprimento" é usado para descrever a dimensão longitudinal máxima das fontes de calor e dos artigos para fumar de acordo com a invenção, entre a extremidade a montante e a extremidade a jusante desse artigo.

[0026] Conforme utilizado no presente documento, o termo "substrato de formação de aerossol" é usado para descrever um substrato capaz de liberar, mediante aquecimento, compostos voláteis que podem formar um aerossol.

[0027] Conforme utilizado no presente documento, o termo "condutor de calor" é usado para descrever o invólucro feito com material que tenha uma condutividade térmica em massa de pelo menos aproximadamente 10 W por metro Kelvin (W/(m^K)) a 23°C e uma umidade relativa de 50%, conforme medido utilizando o método de fonte plana transiente modificada (MTPS). Em algumas formas de realização, o invólucro resistente à combustão e condutor de calor é preferencialmente feito com um material que tenha uma condutividade térmica em massa de pelo menos aproximadamente 100 W por metro Kelvin (W/(m^K)), mais preferencialmente de pelo menos 200 W por metro Kelvin (W/(m^K)), a 23 C e uma umidade relativa de 50%, conforme medido utilizando o método de fonte plana transiente modificada (MTPS).

[0028] Conforme utilizado no presente documento, o termo "resistente à combustão" é usado para descrever um invólucro que permaneça substancialmente intato durante a ignição e combustão do núcleo.

[0029] Os aerossóis gerados dos substratos de formação de aerossol dos artigos para fumar de acordo com a invenção podem ser visíveis ou invisíveis e podem incluir vapores (por exemplo, partículas finas de substâncias que estão no estado gasoso e que são normalmente líquidas ou sólidas à temperatura ambiente), bem como gases e gotículas de líquido de vapores condensados.

[0030] A inclusão de uma camada periférica inteira, isolante térmica e não combustível ajuda, de forma vantajosa, a reduzir a propensão à ignição de artigos para fumar que contenham fontes de calor de acordo com a invenção, ao reduzir a temperatura da superfície do artigo para fumar.

[0031] O núcleo carbonáceo combustível estende-se ao longo do comprimento da fonte de calor, desde a extremidade a montante da fonte de calor até a extremidade a jusante dessa fonte. A camada periférica inteira, isolante térmica e não combustível estende-se desde a extremidade a montante da fonte de calor, ao longo apenas de parte do comprimento da fonte de calor, e circunscreve uma parte a montante do núcleo carbonáceo combustível.

[0032] Durante o uso nos artigos para fumar de acordo com a invenção, o calor gerado durante a combustão do núcleo da fonte de calor é transferido por condução para o substrato de formação de aerossol a jusante da fonte de calor, por meio do invólucro resistente à combustão e condutor de calor. O comprimento reduzido da camada periférica, comparado ao núcleo, permite que o invólucro resistente à combustão e condutor de calor esteja em contato direto com uma parte a jusante do núcleo carbonáceo combustível da fonte de calor que não é circunscrita pela camada periférica. Isso ajuda a alcançar, de forma vantajosa, uma transferência de calor por condução suficientemente elevada, da fonte de calor, para que o substrato de formação de aerossol produza um aerossol aceitável.

[0033] As fontes de calor de acordo com a invenção podem ser produzidas com diferentes formas e dimensões, dependendo do seu uso pretendido.

[0034] As fontes de calor de acordo com a invenção podem ter uma massa entre cerca de 300 mg e cerca de 500 mg, por exemplo, uma massa entre cerca de 400 mg e cerca de 450 mg.

[0035] Preferencialmente, as fontes de calor de acordo com a invenção são substancialmente cilíndricas. Em algumas formas de realização, o termo "camada periférica" é usado para descrever uma camada anelar, radialmente mais externa às fontes de calor de acordo com a invenção.

[0036] As fontes de calor cilíndricas de acordo com a invenção podem ser de corte transversal substancialmente circular ou de corte transversal substancialmente elíptico.

[0037] Preferencialmente, as fontes de calor de acordo com a invenção têm um comprimento de cerca de 5 mm e cerca de 20 mm, mais preferencialmente entre cerca de 7 mm e cerca de 15 mm, mais preferencialmente entre cerca de 11 mm e cerca de 13 mm.

[0038] Preferencialmente, as fontes de calor de acordo com a invenção são de diâmetro substancialmente constante. Conforme utilizado no presente documento, o termo "diâmetro" é usado para descrever a dimensão transversal máxima das fontes de calor de acordo com a invenção.

[0039] Em tais formas de realização, o diâmetro da parte a montante do núcleo circunscrito pela camada periférica é menor do que o diâmetro da parte do núcleo que não está circunscrito pela camada periférica. A diferença em diâmetro é aproximadamente igual a duas vezes a espessura da camada periférica.

[0040] Conforme utilizado no presente documento, o termo "espessura" é usado para descrever a dimensão transversal máxima de camadas das fontes de calor de acordo com a invenção.

[0041] Preferencialmente, as fontes de calor de acordo com a invenção têm um diâmetro entre cerca de 5 mm e cerca de 10 mm, mais preferencialmente entre cerca de 7 mm e cerca de 8 mm.

[0042] Preferencialmente, o comprimento da camada periférica é, pelo menos, cerca de 2 mm menor que o comprimento da fonte de calor, mais preferencialmente, pelo menos, cerca de 3 mm menor que o comprimento da fonte de calor. A diferença em comprimento entre a camada periférica e a fonte de calor é igual ao comprimento da parte do núcleo que não está circunscrita pela fonte de calor.

[0043] Preferencialmente, a camada periférica tem um comprimento entre cerca de 3 mm e cerca de 18 mm, mais preferencialmente entre cerca de 4 mm e cerca de 12 mm, mais preferencialmente entre cerca de 7 mm e cerca de 9 mm.

[0044] Preferencialmente, a camada periférica tem uma espessura inferior ou igual a aproximadamente de 1,5 mm. Mais preferencialmente, a camada periférica tem uma espessura entre cerca de 0,5 mm e cerca de 1,5 mm.

[0045] As fontes de calor de acordo com a invenção possuem um núcleo carbonáceo combustível que contém carbono como combustível.

[0046] O teor de carbono do núcleo pode ser de pelo menos cerca de 5 por cento em peso seco. Por exemplo, o teor de carbono do núcleo pode ser de pelo menos cerca de 10 por cento, de pelo menos cerca de 20 por cento, de pelo menos cerca de 30 por cento, ou de pelo menos cerca de 40 por cento em peso seco.

[0047] Preferencialmente, o núcleo tem um teor de carbono de pelo menos cerca de 35 por cento, mais preferencialmente de pelo menos cerca de 40 por cento, mais preferencialmente de pelo menos cerca de 45 por cento em peso seco.

[0048] Em algumas formas de realização, as fontes de calor de acordo com a invenção podem incluir um núcleo com base de carbono combustível.

[0049] Conforme utilizado no presente documento, o termo "base de carbono" é usado para descrever um núcleo constituído principalmente de carbono. Isto é, um núcleo com um teor de carbono de pelo menos 50 por cento.

[0050] Por exemplo, as fontes de calor de acordo com a invenção podem incluir núcleos com base de carbono combustíveis com um teor de carbono de pelo menos cerca de 60 por cento, pelo menos cerca de 70 por cento ou pelo menos cerca de 80 por cento em peso seco.

[0051] O núcleo das fontes de calor de acordo com a invenção pode ser feito de um ou mais materiais adequados que contenham carbono. Os materiais adequados que contêm carbono são bem conhecidos na área e incluem, sem limitação, pó de carbono.

[0052] Preferencialmente, o núcleo contém ainda pelo menos um auxiliar de ignição.

[0053] Conforme utilizado no presente documento, o termo "auxiliar de ignição" é usado para descrever um material que libera oxigênio e/ou energia durante a ignição do núcleo, em que a taxa de liberação de oxigênio e/ou energia pelo material não é limitada pela difusão de oxigênio ambiente. Em outras palavras, a taxa de liberação de oxigênio e/ou energia pelo material durante a ignição do núcleo é amplamente independente da velocidade na qual o oxigênio ambiente pode alcançar o material. Conforme utilizado no presente documento, o termo "auxiliar de ignição" também é usado para descrever um metal elementar que libera energia durante a ignição do núcleo, caso em que a temperatura de ignição do metal elementar é inferior a aproximadamente 500°C, e o calor de combustão do metal elementar é de pelo menos aproximadamente 5 kJ/g.

[0054] Conforme utilizado no presente documento, o termo "auxiliar de ignição" não inclui sais de metais alcalinos de ácidos carboxílicos (tais como citrato de metais alcalinos, acetato de metal alcalino e succinato de metal alcalino), halogeneto de metal alcalino (tais como cloreto de metal alcalino), carbonato de metais alcalinos ou fosfato de metal alcalino, os quais se acredita modificar a combustão de carbono.

[0055] Durante o uso, a liberação de oxigênio e/ou energia por pelo menos um auxiliar de ignição, durante a ignição do núcleo, resulta em um aumento na temperatura do núcleo, quando ocorre a ignição dele. Isso se reflete em um aumento da temperatura da fonte de calor. Durante o uso em um artigo para fumar de acordo com a invenção, isso assegura, de forma vantajosa, que calor suficiente esteja disponível para ser transferido da fonte de calor para o substrato de formação de aerossol do artigo para fumar, facilitando, assim, a produção de um aerossol aceitável durante as primeiras baforadas.

[0056] Preferencialmente, pelo menos um auxiliar de ignição está presente em uma quantidade de pelo menos aproximadamente 20 por cento em peso seco do núcleo.

[0057] Deve-se notar que a quantidade de pelo menos um auxiliar de ignição que deve ser incluída no núcleo de uma fonte de calor, de acordo com a invenção, a fim de alcançar um aumento suficiente na temperatura irá variar dependendo de pelo menos um auxiliar de ignição específico incluído no núcleo.

[0058] Em geral, quanto maior for a quantidade de oxigênio e/ou energia liberada pelo pelo menos um auxiliar de ignição por unidade de massa dele, menor será a quantidade do pelo menos um auxiliar de ignição que deve ser incluída no núcleo de uma fonte de calor, de acordo com a invenção.

[0059] Em algumas formas de realização, o pelo menos um auxiliar de ignição está preferencialmente presente na quantidade de pelo menos cerca de 25 por cento, mais preferencialmente de pelo menos cerca de 30 por cento, mais preferencialmente de pelo menos cerca de 40 por cento em peso seco.

[0060] Preferencialmente, o pelo menos um auxiliar de ignição está presente em uma quantidade inferior a cerca de 65 por cento em peso seco do núcleo.

[0061] Em algumas formas de realização, o pelo menos um auxiliar de ignição está preferencialmente presente na quantidade inferior a cerca de 60 por cento, mais preferencialmente inferior a cerca de 55 em peso seco do núcleo, mais preferencialmente inferior a cerca de 50 por cento em peso seco do núcleo.

[0062] Auxiliares de ignição adequados para utilização no núcleo das fontes de calor de acordo com a invenção são conhecidos na área.

[0063] O núcleo pode incluir um ou mais auxiliares de ignição que consistem em um único elemento ou composto que libera energia na ignição do núcleo. A liberação de energia por um ou mais auxiliares de ignição, quando ocorre a ignição do núcleo, causa diretamente um "aumento" na temperatura, durante uma fase inicial da combustão do núcleo.

[0064] Por exemplo, em certas formas de realização, o núcleo pode compreender um ou mais materiais energéticos que consistem em um único elemento ou composto que reage exotermicamente com o oxigênio quando ocorre a ignição do núcleo. Exemplos de materiais energéticos adequados incluem, mas não estão limitados a, alumínio, ferro, magnésio e zircônio.

[0065] Alternativamente ou além disso, o núcleo pode conter um ou mais auxiliares de ignição que incluem dois ou mais elementos ou compostos que reagem um com o outro para liberar energia na ignição do núcleo.

[0066] Por exemplo, em algumas formas de realização, o núcleo pode conter uma ou mais termites ou compostos de termite que compreendem um agente de redução tal como, por exemplo, um metal, e um agente oxidante tal como, por exemplo, um óxido de metal, que reagem um com o outro para liberar a energia quando ocorre a ignição do núcleo. Exemplos de metais adequados incluem, mas não estão limitados a, magnésio, e exemplos de óxidos de metal adequados incluem, mas não estão limitados a, óxido de ferro (Fe2O3) e óxido de alumínio (Al2O3)

[0067] Em outras formas de realização, o núcleo pode conter um ou mais auxiliares de ignição que incluem outros materiais que são submetidos a reações exotérmicas quando ocorre a ignição do núcleo. Exemplos de metais adequados incluem, mas não estão limitados a, materiais intermetálicos e materiais bimetálicos, carbonetos metálicos e hidretos metálicos.

[0068] Preferencialmente, o núcleo contém pelo menos um auxiliar de ignição que libera oxigênio durante a ignição do núcleo. Em tais formas de realização, a liberação de oxigênio por pelo menos um auxiliar de ignição, na ignição do núcleo, resulta indiretamente em um "aumento" da temperatura durante a fase inicial de combustão do núcleo, aumentando a taxa de combustão do núcleo. Isso se reflete no perfil de temperatura da fonte de calor.

[0069] Por exemplo, o núcleo pode conter um ou mais agentes oxidantes que se decompõem para liberar oxigênio na ignição do núcleo. O núcleo pode conter agentes oxidantes orgânicos, agentes oxidantes inorgânicos ou uma combinação deles. Exemplos de agentes oxidantes adequados incluem, mas não estão limitados a: nitratos como, por exemplo, nitrato de potássio, nitrato de cálcio, nitrato de estrôncio, nitrato de sódio, nitrato de bário, nitrato de lítio, nitrato de alumínio e nitrato de ferro; nitritos; outros compostos nitrados orgânicos e inorgânicos; cloratos, tais como, por exemplo, clorato de sódio e clorato de potássio; percloratos, tais como, por exemplo, perclorato de sódio; cloretos; bromatos, tais como, por exemplo, bromato de sódio e bromato de potássio; perbromatos; brometos; boratos, tais como, por exemplo, borato de sódio e borato de potássio; ferratos, tais como, por exemplo, ferrato de bário ferrato; ferrita; manganatos, tais como, por exemplo, manganato de potássio; permanganatos, tais como, por exemplo, permanganato de potássio; peróxidos orgânicos, tais como, por exemplo, peróxido de benzoíla e peróxido de acetona; peróxidos inorgânicos, tais como, por exemplo, peróxido de hidrogênio, peróxido de estrôncio, peróxido de magnésio, peróxido de cálcio, peróxido de bário, peróxido de zinco e peróxido de lítio; superóxidos, tais como, por exemplo, superóxido de potássio e superóxido de sódio; carbonatos; iodatos; periodatos; iodetos; sulfatos; sulfitos; outros sulfóxidos; fosfatos; fosfinatos; fosfitos; e fosfanatos.

[0070] O núcleo das fontes de calor de acordo com a invenção pode incluir um ou mais auxiliares de ignição constituídos por um único elemento ou composto que libera oxigênio quando ocorre a ignição do núcleo. Alternativamente ou além disso, o núcleo de fontes de calor de acordo com a invenção pode conter um ou mais auxiliares de ignição que contêm dois ou mais elementos ou compostos que reagem um com o outro para liberar oxigênio quando ocorre a ignição do núcleo.

[0071] O núcleo pode conter um ou mais auxiliares de ignição que liberam energia e oxigênio quando ocorre a ignição do núcleo. Por exemplo, o núcleo pode conter um ou mais agentes oxidantes que se decompõem exotermicamente para liberar oxigênio quando ocorre a ignição do núcleo.

[0072] Como alternativa ou adicionalmente, o núcleo pode conter um ou mais auxiliares de ignição primários, que liberam energia quando ocorre a ignição do núcleo, e um ou mais auxiliares de ignição secundários, que são diferentes do(s) auxiliar(es) de ignição primário(s), que liberam oxigênio quando ocorre a ignição do núcleo.

[0073] Em algumas formas de realização, o núcleo pode conter pelo menos um sal nitrato de metal, com uma temperatura de decomposição térmica inferior a cerca de 600°C, mais preferencialmente inferior a cerca de 400 C. Preferencialmente, o pelo menos um sal nitrato de metal tem uma temperatura de decomposição entre cerca de 150 C e cerca de 600 C, mais preferencialmente entre cerca de 200 C e cerca de 400 C.

[0074] Em tais formas de realização, quando o núcleo está exposto a uma chama amarela de acendedor convencional ou outros meios de ignição, pelo menos um sal nitrato de metal decompõe-se para liberar oxigênio e energia. Isso provoca um aumento inicial da temperatura da fonte de calor e também ajuda na ignição do núcleo. Após a decomposição total de pelo menos um sal nitrato de metal, o núcleo continua a combustão a uma temperatura mais baixa.

[0075] A inclusão de pelo menos um sal nitrato de metal resulta, de forma vantajosa, na ignição do núcleo que está sendo iniciada internamente e não apenas em um ponto sobre a superfície dele.

[0076] Preferencialmente, pelo menos um sal nitrato de metal é selecionado do grupo composto por nitrato de potássio, nitrato de sódio, nitrato de cálcio, nitrato de estrôncio, nitrato de bário, nitrato de lítio, nitrato de alumínio, nitrato de ferro e suas combinações.

[0077] Em certas formas de realização, o núcleo pode incluir pelo menos dois sais nitratos de metal diferentes. Em uma forma de realização, o núcleo contém nitrato de potássio, nitrato de cálcio e nitrato de estrôncio.

[0078] Em certas formas de realização preferidas, o núcleo contém, pelo menos, um peróxido ou superóxido que produz ativamente o oxigênio a uma temperatura inferior a cerca de 600 C, mais preferencialmente a uma temperatura inferior a cerca de 400 C.

[0079] Preferencialmente, pelo menos um peróxido ou superóxido produz ativamente oxigênio a uma temperatura entre cerca de 150 C e cerca de 600°C, mais preferencialmente entre cerca de 200 C e cerca de 400 C, mais preferencialmente a uma temperatura de cerca de 350 C.

[0080] Em tais formas de realização, quando o núcleo está exposto a uma chama amarela de isqueiro convencional ou outros meios de ignição, pelo menos um peróxido ou superóxido decompõe- se para liberar oxigênio. Isso provoca um aumento inicial da temperatura do núcleo e também ajuda na ignição do núcleo. Após a decomposição total de pelo menos um peróxido ou superóxido, o núcleo continua a combustão a uma temperatura mais baixa.

[0081] A inclusão de pelo menos um peróxido ou superperóxido resulta, de forma vantajosa, na ignição do núcleo que está sendo iniciado internamente e não apenas em um ponto sobre a superfície dele.

[0082] Exemplos de peróxidos e superperóxidos adequados incluem, mas não estão limitados a: peróxido de estrôncio; peróxido de magnésio; peróxido de bário, peróxido de lítio; peróxido de zinco; superóxido de potássio e superóxido de sódio.

[0083] Preferencialmente, pelo menos um peróxido é selecionado do grupo composto por peróxido de cálcio, peróxido de estrôncio, peróxido de magnésio, peróxido de bário e suas combinações.

[0084] Como alternativa, ou além de pelo menos um auxiliar de ignição, o núcleo pode conter um ou mais aditivos para melhorar as propriedades da fonte de calor. Os aditivos adequados incluem, mas não estão limitados a, aditivos para promover a consolidação da fonte de calor (por exemplo, auxiliares de sinterização, tais como carbonato de cálcio), aditivos para promover a combustão do núcleo combustível (por exemplo, sais para queima de metais alcalinos e potássio, por exemplo, sais de potássio, tais como cloreto de potássio e citrato de potássio) e aditivos para promover a decomposição de um ou mais gases produzidos pela combustão do núcleo, por exemplo, catalisadores, tais como o óxido de cobre (CuO), óxido de ferro (Fe2O3), pó de silicato de óxido de ferro e óxido de alumínio (Al2O3).

[0085] A composição da parte a montante do núcleo combustível carbonáceo de fontes de calor, de acordo com a invenção, e que está circunscrita pela camada periférica pode ser substancialmente a mesma que a composição da parte a jusante ao núcleo que não é circunscrita pela camada periférica.

[0086] Como alternativa, a composição da parte a montante do núcleo combustível carbonáceo das fontes de calor, de acordo com a invenção, que está rodeada pela camada periférica pode ser diferente da composição da parte a jusante do núcleo que não é circunscrita pela camada periférica.

[0087] O núcleo carbonáceo combustível das fontes de calor de acordo com a invenção pode conter duas ou mais camadas de composições diferentes.

[0088] Em certas formas de realização preferidas, o núcleo inclui uma primeira camada que contém carbono e uma segunda camada que contém pelo menos um auxiliar de ignição, caso em que a composição da primeira camada é diferente da composição da segunda camada.

[0089] A inclusão no núcleo de fontes de calor, de acordo com a invenção, de uma primeira camada contendo carbono e de uma segunda camada contendo pelo menos um auxiliar de ignição permite que diferentes perfis de temperatura sejam fornecidos durante as primeiras baforadas e as baforadas finais em artigos para fumar, de acordo com a invenção. Isso facilita, de forma vantajosa, que os artigos para fumar produzam um aerossol aceitável, de acordo com a invenção, durante as primeiras e as últimas baforadas.

[0090] Chamas e faíscas podem estar associadas ao uso de determinados auxiliares de ignição e outros aditivos em fontes de calor para artigos para fumar. A inclusão no núcleo de fontes de calor de acordo com a invenção de uma primeira camada contendo carbono e de uma segunda camada contendo pelo menos um auxiliar de ignição permite que tais aditivos sejam localizados em uma posição dentro do núcleo da fonte de calor, caso em que a ocorrência e/ou visibilidade das chamas e faíscas é eliminada ou reduzida.

[0091] Em certas formas de realização preferidas, a primeira camada contém carbono e pelo menos um auxiliar de ignição, e a segunda camada contém carbono e pelo menos um auxiliar de ignição, em que a proporção em peso seco de carbono para o auxiliar de ignição na primeira camada é diferente da proporção em peso seco de carbono para o auxiliar de ignição na segunda camada.

[0092] Em certas formas de realização particularmente preferidas, a primeira camada de combustível contém carbono e pelo menos um peróxido, e a segunda camada contém carbono e pelo menos um peróxido, em que a proporção em peso seco de carbono para peróxido na primeira camada de combustível é diferente da proporção em peso seco de carbono para peróxido na segunda camada.

[0093] Em certas formas de realização particularmente preferidas, a primeira camada de combustível contém carbono e peróxido de cálcio, e a segunda camada contém carbono e peróxido de cálcio em que a proporção em peso seco de carbono para peróxido de cálcio na primeira camada de combustível é diferente da proporção em peso seco de carbono para peróxido de cálcio na segunda camada.

[0094] Em formas de realização nas quais a primeira camada e a segunda camada contenham pelo menos um auxiliar de ignição, o conteúdo do auxiliar de ignição da segunda camada é, de preferência, maior do que o conteúdo do auxiliar de ignição da primeira camada.

[0095] Em formas de realização nas quais a primeira camada e a segunda camada contenham pelo menos um auxiliar de ignição, o(s) auxiliar(es) de ignição na primeira camada pode(m) ser igual(is) ou diferente(s) ao(s) auxiliar(es) de ignição da segunda camada.

[0096] A primeira camada e a segunda camada podem ser camadas longitudinais.

[0097] Conforme utilizado no presente documento, o termo "longitudinal" é usado para descrever camadas que se encontram ao longo de uma interface que se estende pelo comprimento do núcleo da fonte de calor.

[0098] Em certas formas de realização, a primeira camada e a segunda camada podem ser camadas longitudinais concêntricas. Em outras formas de realização, a primeira camada e a segunda camada podem ser camadas longitudinais não concêntricas.

[0099] Em certas formas de realização preferidas, a primeira camada pode ser uma camada longitudinal externa e a segunda camada pode ser uma camada longitudinal interna, que é circunscrita pela primeira camada. Em tais formas de realização, a segunda camada pode atuar, de forma vantajosa, como um "fusível" quando ocorre a ignição do núcleo da fonte de calor. Além disso, em tais formas de realização, a ocorrência e/ou visibilidade de chamas e faíscas associadas ao uso de determinados auxiliares de ignição e de outros aditivos pode ser eliminada ou reduzida, de forma vantajosa, pela inclusão desses aditivos na segunda camada do núcleo da fonte de calor, enquanto elimina ou reduz a presença desses aditivos na primeira camada do núcleo da fonte de calor.

[00100] Como alternativa a primeira camada e a segunda camada podem ser camadas transversais.

[00101] Conforme utilizado no presente documento, o termo "transversal" é usado para descrever camadas que se encontram ao longo de uma interface que se estende através da largura do núcleo da fonte de calor.

[00102] Em certas formas de realização, a segunda camada pode estar a jusante da primeira camada.

[00103] Em certas formas de realização preferidas, a segunda camada pode estar a jusante da primeira camada, e a camada periférica pode circunscrever a primeira camada do núcleo. Durante o uso nos artigos para fumar de acordo com a invenção, isso permite que o invólucro resistente à combustão e condutor de calor esteja em contato direto com a segunda camada do núcleo da fonte de calor que não é circunscrita pela camada periférica. Em tais formas de realização, a ocorrência e/ou visibilidade de chamas e faíscas associadas ao uso de determinados auxiliares de ignição e de outros aditivos pode ser eliminada ou reduzida, de forma vantajosa, pela inclusão desses aditivos na segunda camada do núcleo da fonte de calor circunscrito pelo invólucro resistente à combustão e condutor de calor, enquanto elimina ou reduz a presença desses aditivos na primeira camada do núcleo da fonte de calor.

[00104] As fontes de calor de acordo com a invenção contêm uma camada periférica isolante térmica não combustível.

[00105] Preferencialmente, a camada periférica inclui pelo menos cerca de 90 por cento em peso seco de material isolante térmico. Por exemplo, a camada periférica pode incluir entre cerca de 90 por cento em peso seco e cerca de 100 por cento em peso seco de material isolante térmico.

[00106] A camada periférica pode ser feita com um ou mais materiais isolantes térmicos. Como alternativa ou adicionalmente, a camada periférica pode ser feita com um ou mais materiais precursores que se decompõem para formar um ou mais materiais isolantes térmicos quando ocorre a ignição do núcleo.

[00107] Deve-se notar que a quantidade de material isolante térmico que deve ser incluída na camada periférica de uma fonte de calor, de acordo com a invenção, a fim de alcançar uma redução suficiente na propensão à ignição, irá variar dependendo do material isolante térmico específico incluído na camada periférica.

[00108] Em geral, quanto menores forem a difusividade térmica e a condutividade térmica do material isolante térmico, menor será a quantidade de material isolante térmico que deve ser incluído na camada periférica de uma fonte de calor de acordo com a invenção.

[00109] A camada periférica pode conter um ou mais materiais isolantes térmicos em pó, uma ou mais espumas isolantes térmicas, uma ou mais lãs isolantes térmicas ou uma combinação desses.

[00110] Materiais isolantes térmicos adequados para utilização na camada periférica das fontes de calor de acordo com a invenção são conhecidos na área. Exemplos de materiais isolantes térmicos adequados incluem, mas não estão limitados a: argilas tais como, por exemplo, bentonita, caulinita; cerâmicas de mesa, tais como, por exemplo, louça de barro, porcelana e faiança; cerâmicas técnicas, tais como, por exemplo, carbonetos (como o carboneto de titânio e carboneto de zircônio), nitretos (tais como nitreto de potássio e de nitreto de sódio), óxidos (tal como óxido de alumínio, óxido de zircônio e óxido de cério) e silicietos (tais como o silicieto de magnésio e silicieto de potássio); minerais, tais como, por exemplo, gipsita; e rochas, tais como, por exemplo, rochas ígneas (tais como o granito, obsidiana, escória e tufo); rochas sedimentares (como giz, pedra argilosa, terra de diatomáceas e calcário) e metamórficas (como gnaisse e xisto).

[00111] Em certas formas de realização preferidas, a camada periférica contém um ou mais materiais isolantes térmicos selecionados do grupo composto por terra de diatomáceas, gipsita e bentonita.

[00112] A camada periférica e/ou o núcleo de fontes de calor de acordo com a invenção podem ainda conter um ou mais aglutinantes.

[00113] O(s) aglutinante(s) pode(m) ser aglutinantes orgânicos, aglutinantes inorgânicos ou uma combinação desses.

[00114] Aglutinantes orgânicos conhecidos adequados incluem, mas não estão limitados a: gomas, tais como, por exemplo, goma guar; celuloses modificadas e derivados de celulose tais como, por exemplo, metil celulose, carboximetilcelulose, hidroxipropilcelulose e hidroxipropil metilcelulose; farinha de trigo; amidos; açúcares; óleos vegetais e suas combinações.

[00115] AAglutinantes inorgânicos conhecidos adequados incluem, mas não estão limitados a: argilas tais como, por exemplo, bentonita e caulinita; derivados de aluminossilicato, tais como, por exemplo, cimento, aluminossilicatos com ativação alcalina; silicatos alcalinos, tais como, por exemplo, silicatos de sódio e silicatos de potássio; derivados de calcário, tais como, por exemplo, calcário e cal hidratada; compostos alcalino-terrosos e seus derivados, tais como, por exemplo, cimento de magnésia, sulfato de magnésio, sulfato de cálcio, fosfato de cálcio e fosfato de dicálcio; e compostos de alumínio e seus derivados, tais como, por exemplo, sulfato de alumínio.

[00116] Em certas formas de realização, o núcleo pode ser feito de uma mistura que contenha: pó de carbono; celulose modificada, tal como, por exemplo, carboximetilcelulose; farinha, tal como, por exemplo, farinha de trigo; e açúcar, tal como, por exemplo, açúcar branco cristal derivado de beterraba.

[00117] Em outras formas de realização, o núcleo pode ser feito de uma mistura que contenha: pó de carbono; celulose modificada, tal como, por exemplo, carboximetilcelulose; e, opcionalmente, bentonita.

[00118] Em certas formas de realização, a camada periférica pode ser feita com uma mistura que contenha: um ou mais materiais isolantes térmicos e celulose modificada, tal como, por exemplo, carboximetilcelulose.

[00119] Para fazer fontes de calor de acordo com a invenção, os componentes da camada periférica isolante térmica não combustível e os componentes do núcleo carbonáceo combustível são misturados e moldados em um formato desejado. Os componentes da camada periférica e os componentes do núcleo podem ser moldados em uma forma desejada utilizando quaisquer métodos conhecidos de formação de cerâmica adequados, tais como, por exemplo, moldagem em pasta, extrusão, moldagem por injeção e prensagem ou compactação por molde ou uma combinação desses. Preferencialmente, os componentes da camada periférica e os componentes do núcleo são moldados em uma forma desejada por prensagem ou extrusão ou uma combinação delas.

[00120] Em certas formas de realização, as fontes de calor de acordo com a invenção podem ser feitas por meio da formação da camada periférica e do núcleo utilizando um método único.

[00121] Por exemplo, as fontes de calor de acordo com a invenção podem ser feitas por meio da formação da camada periférica e do núcleo por extrusão.

[00122] Como alternativa, fontes de calor de acordo com a invenção podem ser feitas por meio da formação da camada periférica e do núcleo por prensagem.

[00123] Em outras formas de realização, as fontes de calor de acordo com a invenção podem ser feitas por meio da formação da camada periférica e do núcleo utilizando um ou mais métodos diferentes.

[00124] Por exemplo, quando o núcleo de fontes de calor de acordo com a invenção compreende duas ou mais camadas transversais, as fontes de calor de acordo com a invenção podem ser feitas por meio da formação da camada periférica e da primeira camada do núcleo por prensagem e pela formação da segunda camada do núcleo por prensagem.

[00125] Preferencialmente, os componentes da camada periférica e os componentes do núcleo são moldados em uma haste cilíndrica. No entanto, deve-se notar que os componentes da camada periférica e os componentes do núcleo podem ser moldados em outras formas desejadas.

[00126] Após a formação, a haste cilíndrica ou outra forma desejada pode ser seca para reduzir o seu teor de umidade.

[00127] A fonte de calor formada não é, preferencialmente, pirolisada onde o núcleo compreende pelo menos um auxiliar de ignição selecionado do grupo composto por peróxidos, termites, intermetálicos, magnésio, alumínio e zircônio.

[00128] Em outras formas de realização, a fonte de calor formada pode ser pirolisada em uma atmosfera não oxidante, a uma temperatura suficiente para carbonizar qualquer aglutinante, se presentes, e substancialmente eliminar quaisquer substâncias voláteis da fonte de calor formada. Em tais formas de realização, a fonte de calor formada é preferencialmente pirolisada em uma atmosfera de nitrogênio a uma temperatura entre cerca de 700 C e cerca de 900 C.

[00129] Os artigos para fumar de acordo com a invenção incluem um invólucro resistente à combustão e condutor de calor que está em torno e em contato direto com uma parte a jusante do substrato de formação de aerossol e uma parte a montante do núcleo da fonte de calor.

[00130] Em certas formas de realização, substancialmente, todo o comprimento da fonte de calor pode ser envolvido no invólucro resistente à combustão e condutor de calor. Em tais formas de realização, o invólucro resistente à combustão e condutor de calor está em torno e em contato direto com a camada periférica e com uma parte a jusante do núcleo da fonte de calor.

[00131] Em formas de realização preferidas, uma parte a montante da fonte de calor não está envolvida no invólucro resistente à combustão e condutor de calor.

[00132] Preferencialmente, a parte a montante da fonte de calor não envolvida no invólucro resistente à combustão e condutor de calor situa-se entre cerca de 4 mm e cerca de 15 mm de comprimento, mais preferencialmente entre cerca de 4 mm e carca de 8 mm de comprimento.

[00133] Preferencialmente, a parte a jusante da fonte de calor envolta no invólucro resistente à combustão situa-se entre cerca de 2 mm e cerca de 8 mm de comprimento, mais preferencialmente entre cerca de 3 mm e cerca de 5 mm de comprimento.

[00134] Em certas formas de realização preferidas, substancialmente, todo o comprimento da camada periférica não está envolvida no invólucro resistente à combustão e condutor de calor.

[00135] Como definido anteriormente, o calor gerado durante a combustão do núcleo da fonte de calor é transferido por condução para o substrato de formação de aerossol a jusante da fonte de calor por meio do invólucro resistente à combustão e condutor de calor. Isso pode afetar significativamente a temperatura da parte a jusante do núcleo.

[00136] A drenagem de calor exercida pela transferência de calor por condução através do invólucro resistente à combustão e condutor de calor pode diminuir significativamente a temperatura da parte a jusante do núcleo envolvido no invólucro resistente à combustão e condutor de calor e manter a temperatura da parte a montante do núcleo significativamente abaixo da sua temperatura de autoignição.

[00137] O invólucro resistente à combustão e condutor de calor pode ser um invólucro com restrição de oxigênio que restringe ou impede o acesso de oxigênio à parte a jusante do núcleo envolto no invólucro resistente à combustão e condutor de calor. Por exemplo, o invólucro resistente à combustão e condutor de calor pode ser um invólucro substancialmente impermeável ao oxigênio.

[00138] Em tais formas de realização, a parte a jusante do núcleo envolvido no invólucro resistente à combustão e condutor de calor não terá, substancialmente, acesso a oxigênio e, portanto, não pode não entrar em combustão durante a utilização do artigo para fumar.

[00139] Preferencialmente, o invólucro resistente à combustão é condutor de calor e tem restrição a oxigênio.

[00140] Invólucros resistentes à combustão e condutores de calor adequados para serem usados nos artigos para fumar de acordo com a invenção incluem, mas não estão limitados a: invólucros de folha de metal, como, por exemplo, invólucros de papel alumínio, invólucros de folha de aço e invólucros de folha de ferro e invólucros de folha de cobre; invólucros de folha de liga metálica; invólucros de folha de grafite e certos invólucros de fibra cerâmica.

[00141] Preferencialmente, o substrato de formação de aerossol tem um comprimento entre carca de 5 mm e carca de 20 mm, mais preferencialmente entre cerca de 8 mm e cerca de 12 mm.

[00142] Em certas formas de realização, substancialmente, todo o comprimento do substrato de formação de aerossol pode ser envolvido no invólucro resistente à combustão e condutor de calor.

[00143] Em formas de realização preferidas, uma parte a jusante do substrato de formação de aerossol não está envolvida no invólucro resistente à combustão e condutor de calor.

[00144] Em certas formas de realização preferidas, o substrato de formação de aerossol se estende, pelo menos, aproximadamente 3 mm a jusante para além do invólucro resistente à combustão e condutor de calor.

[00145] Em outras formas de realização preferidas, o substrato de formação de aerossol pode se estender menos do que 3 mm a jusante para além do elemento condutor de calor.

[00146] Preferencialmente, a parte a montante do substrato de formação de aerossol envolvida no invólucro resistente à combustão e condutor de calor tem entre cerca de 2 mm e cerca de 10 mm de comprimento, mais preferencialmente entre cerca de 3 mm e cerca de 8 mm de comprimento, mais preferencialmente entre cerca de 4 mm e cerca de 6 mm de comprimento.

[00147] Preferencialmente, a parte a jusante do substrato de formação de aerossol não envolvida no invólucro resistente à combustão e condutor de calor tem cerca de 3 mm e cerca de 10 mm de comprimento. Em outras palavras, o substrato de formação de aerossol se estende, preferencialmente, entre cerca de 3 mm e cerca de 10 mm a jusante para além do invólucro resistente à combustão e condutor de calor. Mais preferencialmente, o substrato de formação de aerossol se estende, pelo menos, cerca de 4 mm a jusante para além do invólucro resistente à combustão e condutor de calor.

[00148] Preferencialmente, o substrato de formação de aerossol contém pelo menos um formador de aerossol e pelo menos um material capaz de emitir compostos voláteis em resposta ao aquecimento.

[00149] O pelo menos um formador de aerossol pode ser qualquer composto ou mistura de compostos conhecidos adequados que, em uso, facilita a formação de um aerossol denso e estável, e que é substancialmente resistente à degradação térmica à temperatura de funcionamento do artigo para fumar. Formadores de aerossol adequados são bem conhecidos na área e incluem, por exemplo, álcoois poli-hídricos, ésteres de álcoois poli-hídricos, tais como glicerol mono-, di- ou triacetato e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais como dimetil dodecanodioato e dimetil tetradecanodioato. Formadores de aerossol preferidos para uso nos artigos para fumar de acordo com a invenção são os álcoois poli- hídricos ou misturas desses, tais como o trietileno-glicol, 1,3- butanodiol e, mais preferencialmente, glicerina.

[00150] Preferencialmente, o material capaz de emitir compostos voláteis em resposta ao aquecimento é uma carga de material à base de plantas, mais preferencialmente uma carga de material à base de plantas homogeneizado. Por exemplo, o substrato de formação de aerossol pode conter um ou mais materiais derivados de plantas, incluindo, mas não limitados a: tabaco; chá, por exemplo, chá verde; hortelã-pimenta; louro; eucalipto; manjericão; sálvia; verbena e estragão. O material à base de plantas pode conter aditivos, incluindo, mas não limitado a umectantes, flavorizantes, aglutinantes e suas misturas. Preferencialmente, o material à base de plantas é constituído essencialmente por material de tabaco, mais preferencialmente de material de tabaco homogeneizado.

[00151] Preferencialmente, os artigos para fumar de acordo com a invenção incluem substratos de formação de aerossol contendo nicotina. Mais preferencialmente, os artigos para fumar de acordo com a invenção incluem substratos de formação de aerossol contendo tabaco.

[00152] Os artigos para fumar de acordo com a invenção podem incluir uma fonte de calor de acordo com a invenção e um substrato de formação de aerossol localizado imediatamente a jusante da fonte de calor. Em tais formas de realização, o substrato de formação de aerossol pode estar contíguo à fonte de calor.

[00153] Alternativamente, artigos para fumar de acordo com a invenção podem incluir uma fonte de calor de acordo com a invenção e um substrato de formação de aerossol localizado a jusante da fonte de calor, caso em que o substrato de formação de aerossol está separado da fonte de calor.

[00154] Os artigos para fumar de acordo com a invenção podem incluir uma barreira não combustível, substancialmente impermeável ao ar, entre a extremidade a jusante da fonte de calor e uma extremidade a montante do substrato de formação de aerossol.

[00155] A barreira pode estar contígua à extremidade a jusante da fonte de calor e/ou à extremidade a montante do substrato de formação de aerossol.

[00156] A barreira pode estar aderida, ou de outra forma afixada, à extremidade a jusante da fonte de calor e/ou à extremidade a montante do substrato de formação de aerossol.

[00157] Em algumas formas de realização, a barreira contém um revestimento de barreira fornecido em uma face da extremidade a jusante da fonte de calor. Em tais formas de realização, preferencialmente, a barreira contém um revestimento de barreira fornecido em, pelo menos, substancialmente, toda a face da extremidade a jusante da fonte de calor. Mais preferencialmente, a barreira contém um revestimento de barreira fornecido em toda a face da extremidade a jusante da fonte de calor.

[00158] Conforme utilizado no presente documento, o termo "revestimento" é usado para descrever uma camada de material que cobre e está aderente à fonte de calor.

[00159] A barreira pode, de forma vantajosa, limitar a temperatura à qual o substrato de formação de aerossol fica exposto durante a ignição ou a combustão da fonte de calor, e assim ajuda a evitar ou a reduzir a degradação térmica ou a combustão do substrato de formação de aerossol durante a utilização do artigo para fumar.

[00160] Dependendo das características e do desempenho desejado para o artigo para fumar, a barreira pode ter uma baixa condutividade térmica ou uma alta condutividade térmica. Em algumas formas de realização, a barreira pode ser feita com um material que tenha uma condutividade térmica em massa entre cerca de 0,1 miliwatts por metro Kelvin (mWZ(m-K)) e de cerca de 200 miliwatts por metro Kelvin (mWZ(m^K)), a 23°C e uma umidade relativa de 50%, conforme medido utilizando o método de fonte plana transiente modificada (MTPS).

[00161] A espessura da barreira pode ser ajustada de forma apropriada para conseguir um bom desempenho de fumar. Em certas formas de realização, a barreira pode ter uma espessura entre cerca de 10 mícrons e cerca de 500 mícrons.

[00162] A barreira pode ser feita com um ou mais materiais adequados que sejam substancial e termicamente estáveis e não combustíveis a temperaturas alcançadas pela fonte de calor durante a ignição e combustão do núcleo. Os materiais adequados são conhecidos na área e incluem, mas não se limitam a, argilas (tais como, por exemplo, bentonita e caulinita), vidros, minerais, materiais cerâmicos, metais, resinas e suas combinações.

[00163] Os materiais preferidos com os quais a barreira pode ser feita incluem argilas e vidros. Os materiais mais preferidos com os quais a barreira pode ser feita incluem cobre, alumínio, aço inoxidável, ligas, alumina (Al2O3), resinas e colas minerais.

[00164] Os artigos para fumar de acordo com a invenção podem compreender fontes de calor cegas de acordo com a invenção.

[00165] Conforme utilizado no presente documento, o termo "cega" é usado para descrever uma fonte de calor de um artigo para fumar, de acordo com a invenção, em que o ar aspirado através do artigo para fumar para inalação pelo usuário não passa através dos canais de fluxo de ar ao longo da fonte de calor.

[00166] Conforme utilizado no presente documento, o termo "canal de fluxo de ar" é usado para descrever um canal que se estende ao longo do comprimento de uma fonte de calor através da qual o ar pode ser aspirado a jusante para inalação pelo usuário.

[00167] Nos artigos para fumar de acordo com a invenção, os quais contêm fontes de calor cegas, a transferência de calor da fonte de calor para o substrato de formação de aerossol ocorre principalmente por condução, e o aquecimento do substrato de formação de aerossol por convecção é minimizado ou reduzido. Isso ajuda, de forma vantajosa, a minimizar ou reduzir o impacto do regime de baforadas do usuário sobre a composição do aerossol principal de artigos para fumar de acordo com a invenção, contendo fontes de calor cegas conforme a invenção.

[00168] Deve-se notar que os artigos para fumar de acordo com a invenção podem compreender fontes de calor cegas que contém uma ou mais passagens fechadas ou bloqueadas através das quais o ar não pode ser aspirado para inalação pelo usuário. Por exemplo, artigos para fumar de acordo com a invenção podem compreender fontes de calor cegas que contém uma ou mais passagens fechadas que se estendem a partir de uma face da extremidade a montante da fonte de calor, apenas por uma parte ao longo do comprimento da fonte de calor.

[00169] Em tais formas de realização, a inclusão de uma ou mais passagens de ar fechadas aumenta a área de superfície da fonte de calor que está exposta ao oxigênio do ar e pode, de forma vantajosa, facilitar a ignição e combustão contínua do núcleo da fonte de calor.

[00170] Em outras formas de realização, os artigos para fumar de acordo com a invenção podem compreender fontes de calor não cegas de acordo com a invenção.

[00171] Conforme utilizado no presente documento, o termo "não cegas" é usado para descrever uma fonte de calor de um artigo para fumar, de acordo com a invenção, em que o ar aspirado através do artigo para fumar para inalação pelo usuário passa através de um ou mais canais de fluxo de ar ao longo da fonte de calor.

[00172] Nos artigos para fumar de acordo com a invenção, os quais contêm fontes de calor não cegas, o aquecimento do substrato de formação de aerossol ocorre por condução e por convecção. Durante o uso, quando o usuário dá uma baforada em um artigo para fumar de acordo com a invenção, o qual contém uma fonte de calor não cegas, o ar é aspirado em direção à parte a jusante através de um ou mais canais de fluxo de ar ao longo da fonte de calor. O ar aspirado passa através do substrato de formação de aerossol e, em seguida, em direção à parte a jusante no sentido da extremidade de boca do artigo para fumar.

[00173] Os artigos para fumar de acordo com a invenção podem conter fontes de calor não cegas incluindo um ou mais canais de fluxo de ar delimitados ao longo da fonte de calor.

[00174] Conforme utilizado no presente documento, o termo "delimitado" é usado para descrever os canais de fluxo de ar que estão rodeados pela fonte de calor ao longo de seu comprimento.

[00175] Por exemplo, os artigos para fumar de acordo com a invenção podem conter fontes de calor não cegas incluindo um ou mais canais de fluxo de ar delimitados que se estendem através do interior do núcleo da fonte de calor ao longo de todo o comprimento da fonte de calor.

[00176] Como alternativa ou além disso, os artigos para fumar de acordo com a invenção podem conter fontes de calor não cegas incluindo um ou mais canais de fluxo de ar não delimitados ao longo da fonte de calor.

[00177] Por exemplo, os artigos para fumar de acordo com a invenção podem conter fontes de calor não cegas incluindo um ou mais canais de fluxo de ar não delimitados que se estendem ao longo do exterior da fonte de calor ao longo de pelo menos uma parte a jusante do comprimento da fonte de calor.

[00178] Em algumas formas de realização, os artigos para fumar de acordo com a invenção podem conter fontes de calor não cegas incluindo um, dois ou três canais de fluxo de ar. Em certas formas de realização preferidas, os artigos para fumar de acordo com a invenção contêm fontes de calor não cegas incluindo um único canal de fluxo de ar que se estende através do interior do núcleo da fonte de calor. Em certas formas de realização especialmente preferidas, os artigos para fumar de acordo com a invenção contêm fontes de calor não cegas incluindo, substancialmente, um único canal de fluxo de ar axial ou central que se estende através do interior do núcleo da fonte de calor. Em tais formas de realização, o diâmetro do canal de fluxo de ar único tem preferencialmente entre cerca de 1,5 mm e cerca de 3 mm.

[00179] Deve-se notar que quando os artigos para fumar de acordo com a invenção contêm uma barreira compreendendo um revestimento de barreira fornecido em uma face da extremidade a jusante de uma fonte de calor não cega incluindo um ou mais canais de fluxo de ar ao longo da fonte de calor, o revestimento de barreira deve permitir que o ar seja aspirado a jusante através de um ou mais canais de fluxo de ar.

[00180] Quando os artigos para fumar de acordo com a invenção compreendem fontes de calor não cegas, os artigos para fumar podem compreender além disso uma barreira substancialmente impermeável ao ar não combustível entre a fonte de calor e um ou mais canais de fluxo de ar, para isolar a fonte de calor não cega do ar aspirado através do artigo para fumar.

[00181] Em algumas formas de realização, a barreira pode estar aderida ou de outra forma afixada à fonte de calor.

[00182] Preferencialmente, a barreira contém um revestimento de barreira fornecido em uma superfície interior de um ou mais canais de fluxo de ar. Mais preferencialmente, a barreira contém um revestimento de barreira fornecido em pelo menos, e substancialmente, toda a superfície interior de um ou mais canais de fluxo de ar. Mais preferencialmente, a barreira contém um revestimento de barreira fornecido em toda a superfície interior de um ou mais canais de fluxo de ar.

[00183] Alternativamente, o revestimento de barreira pode ser fornecido por inserção de um forro dentro de um ou mais canais de fluxo de ar. Por exemplo, onde artigos para fumar de acordo com a invenção contêm fontes de calor não cegas incluindo um ou mais canais de fluxo de ar que se estendem através do interior do núcleo da fonte de calor, um tubo oco substancialmente impermeável ao ar e não combustível pode ser inserido em cada um ou mais dos canais de fluxo de ar.

[00184] A barreira pode vantajosa e substancialmente impedir ou inibir que produtos de combustão e decomposição, formados durante a ignição e combustão do núcleo da fonte de calor, entrem no ar aspirado a jusante ao longo de um ou mais canais de fluxo de ar.

[00185] A barreira também pode vantajosa e substancialmente impedir ou inibir a ativação da combustão do núcleo da fonte de calor durante as baforadas do usuário.

[00186] Dependendo das características e do desempenho desejado para o artigo para fumar, a barreira pode ter uma baixa condutividade térmica ou uma alta condutividade térmica. Preferencialmente, a barreira tem uma baixa condutividade térmica.

[00187] A espessura da barreira pode ser ajustada de forma apropriada para conseguir um bom desempenho de fumar. Em certas formas de realização, a barreira pode ter uma espessura entre cerca de 30 micrometros e carca de 200 micrometros. Em uma forma de realização preferida, a barreira tem uma espessura entre cerca de 30 micrometros e cerca de 100 micrometros.

[00188] A barreira pode ser feita com um ou mais materiais adequados que sejam substancial e termicamente estáveis e não combustíveis a temperaturas alcançadas pela fonte de calor durante a ignição e combustão do núcleo. Os materiais adequados são conhecidos na área e incluem, mas não estão limitados a, por exemplo: argilas; óxidos metálicos, tais como óxido de ferro, alumina, titânia, sílica, sílica-alumina, zircônia e céria; zeólitos; fosfato de zircônio; e outros materiais cerâmicos ou suas combinações.

[00189] Os materiais preferidos, com os quais a barreira pode ser feita, incluem argilas, vidros, alumínio, óxido de ferro e as suas combinações. Se desejado, os ingredientes catalíticos, tais como ingredientes que promovem a oxidação do monóxido de carbono em dióxido de carbono, podem ser incorporados na barreira. Ingredientes catalíticos adequados incluem, mas não estão limitados a, por exemplo, platina, paládio, metais de transição e os seus óxidos.

[00190] Quando os artigos para fumar de acordo com a invenção incluírem uma barreira entre uma extremidade a jusante da fonte de calor e uma extremidade a montante do substrato de formação de aerossol e uma barreira entre a fonte de calor e um ou mais canais de fluxo de ar ao longo da fonte de calor, as duas barreiras podem ser feitas com o(s) mesmo(s) material(is) ou com material(is) diferente(s).

[00191] Os artigos para fumar de acordo com a invenção podem incluir um elemento de direcionamento de fluxo de ar a jusante do substrato de formação de aerossol. O elemento de direcionamento de fluxo de ar define uma via de fluxo de ar e direciona o ar proveniente de pelo menos uma entrada de ar ao longo da via do fluxo de ar e no sentido da extremidade de boca do artigo para fumar.

[00192] A pelo menos uma entrada de ar é preferencialmente disposta entre uma extremidade a jusante do substrato de formação de aerossol e uma extremidade a jusante do elemento de direcionamento de fluxo de ar. A via de fluxo de ar preferencialmente compreende uma primeira parte que se prolonga longitudinalmente a montante, a partir da pelo menos uma entrada de ar, na direção do substrato de formação de aerossol, e uma segunda parte que se prolonga longitudinalmente a jusante da primeira parte, na direção da extremidade de boca do artigo para fumar. Durante o uso, o ar aspirado para dentro do artigo para fumar, através da pelo menos uma entrada de ar, passa a montante através da primeira parte da via de fluxo de ar em direção ao substrato de formação de aerossol e, em seguida, passa a jusante em direção à extremidade de boca do artigo para fumar, através da segunda parte da via de fluxo de ar.

[00193] O elemento de direcionamento de fluxo de ar pode compreender um corpo oco substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta. Em tais formas de realização, o exterior do corpo oco substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta define um dentre a primeira parte da via de fluxo de ar e a segunda parte da via de fluxo de ar, e o interior do corpo oco substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta define a outra primeira parte da via de fluxo de ar e a segunda parte da via de fluxo de ar. Preferencialmente, o exterior do corpo oco substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta define a primeira parte da via de fluxo de ar, e o interior do corpo oco, substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta define a segunda parte da via de fluxo de ar.

[00194] Em uma forma de realização preferida, o corpo oco substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta é um cilindro, preferencialmente um cilindro circular reto.

[00195] Em outra forma de realização preferida, o corpo oco substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta é um cone truncado, preferencialmente um cone circular reto truncado.

[00196] O corpo oco substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta pode estar contíguo ao substrato de formação de aerossol. Como alternativa, o corpo oco substancialmente impermeável ao ar e de extremidade aberta pode estender-se para dentro do substrato de formação de aerossol.

[00197] O corpo oco substancialmente impermeável ao ar pode ser feito com um ou mais materiais adequados, impermeáveis ao ar, que sejam substancial e termicamente estáveis à temperatura do aerossol gerado pela transferência de calor da fonte de calor para o substrato de formação de aerossol. Os materiais adequados são conhecidos na área e incluem, mas não se limitam a, papelão, plástico, cerâmica e suas combinações.

[00198] Os artigos para fumar de acordo com a invenção podem ainda incluir uma câmara de expansão a jusante do substrato de formação de aerossol e a jusante do elemento de direcionamento de fluxo de ar, quando presente. A inclusão de uma câmara de expansão permite, de forma vantajosa, maior resfriamento do aerossol gerado pela transferência do calor, da fonte de calor para o substrato de formação de aerossol. A câmara de expansão também permite, de forma vantajosa, que o comprimento total dos artigos para fumar de acordo com a invenção seja ajustado para um valor desejado, por exemplo, para um comprimento semelhante àquele dos cigarros convencionais, por meio da escolha apropriada do comprimento da câmara de expansão. Preferencialmente, a câmara de expansão é um tubo oco alongado.

[00199] Os artigos para fumar de acordo com a invenção podem ainda incluir um bocal localizado na extremidade de boca do artigo para fumar. Em tais formas de realização, o bocal está a jusante do substrato de formação de aerossol e a jusante do elemento de direcionamento de fluxo de ar e da câmara de expansão, quando presente. Preferencialmente, o bocal é de baixa eficiência de filtração, mais preferencialmente de muito baixa eficiência de filtração. O bocal pode ser um bocal de segmento único ou um bocal de componente único. Alternativamente, o bocal pode ser um bocal multissegmento ou multicomponente.

[00200] O bocal pode compreender, por exemplo, um ou mais segmentos de filtro que contenham acetato de celulose, papel ou outros materiais de filtragem conhecidos e adequados. Como alternativa ou além disso, o bocal pode compreender um ou mais segmentos contendo absorventes, adsorventes, flavorizantes e outros aditivos modificadores de aerossol ou suas combinações.

[00201] Preferencialmente, os artigos para fumar de acordo com a invenção contêm um invólucro exterior que circunscreve pelo menos uma parte traseira da fonte de calor, do substrato de formação de aerossol e de quaisquer outros componentes do artigo para fumar a jusante do substrato de formação de aerossol. O invólucro exterior pode ser feito com qualquer material ou combinação de materiais adequados. Os materiais são bem conhecidos na área e incluem, mas não estão limitados a, papel de cigarros.

[00202] Se desejado, a ventilação pode ser fornecida em um local a jusante da fonte de calor dos artigos para fumar de acordo com a invenção. Por exemplo, quando presente, a ventilação pode ser fornecida em um local ao longo do bocal dos artigos para fumar de acordo com a invenção.

[00203] Os artigos para fumar de acordo com a invenção podem ser montados usando os métodos e o maquinário conhecidos.

[00204] Características descritas em relação a um aspecto da invenção podem também ser aplicáveis a outros aspectos da invenção. Em particular, as características descritas em relação às fontes de calor de acordo com a invenção podem também ser aplicáveis aos artigos para fumar de acordo com a invenção e vice- versa.

[00205] A invenção será descrita a seguir, a título de exemplo somente, tendo como referência os desenhos anexos em que:

[00206] a Figura 1 mostra uma vista em perspectiva esquemática de uma fonte de calor de acordo com a invenção;

[00207] a Figura 2 mostra um corte longitudinal esquemático de um artigo para fumar de acordo com a invenção; e

[00208] a Figura 3 mostra fotografias que ilustram os resultados de testes de propensão à ignição realizados em três artigos para fumar de acordo com a invenção e em um artigo para fumar comparativo, descrito nos Exemplos.

[00209] A fonte de calor 2, mostrada na Figura 1, é uma fonte de calor substancialmente cilíndrica com uma extremidade a montante 4 e uma extremidade a jusante 6 oposta contendo um núcleo carbonáceo combustível substancialmente cilíndrico 8 e uma camada periférica inteira, anelar, isolante térmica e não combustível 10. O núcleo 8 estende-se desde a extremidade a montante 4 da fonte de calor 2 até a extremidade a jusante 6 da fonte de calor 2, e a camada periférica 10 estende-se desde a extremidade a montante 4 da fonte de calor 2 ao longo apenas de parte do comprimento da fonte de calor 2.

[00210] A camada periférica 10 circunscreve uma parte a montante 12 do núcleo 8. Como mostrado na Figura 1, uma parte a jusante 14 do núcleo 8 não está circunscrita pela camada periférica 10.

[00211] O diâmetro da parte a montante 12 do núcleo 8 é menor do que o diâmetro da parte a jusante 14 do núcleo 8. A diferença em diâmetro é substancialmente igual a duas vezes a espessura da camada periférica 10. Como resultado, a fonte de calor 2 tem um diâmetro substancialmente constante.

[00212] Algumas dimensões de exemplo são fornecidas na Tabela 1 para uma fonte de calor 2, de acordo com a invenção, como mostrado na Figura 1. Dimensão mm

TABELA 1

[00213] Em certas formas de realização, a parte a montante 12 do núcleo 8, que está circunscrita pela camada periférica 10, e a parte a jusante 14 do núcleo 8, que não está circunscrita pela camada periférica 10, podem ter a mesma composição.

[00214] Em outras formas de realização, a parte a montante 12 do núcleo 8, que está circunscrita pela camada periférica 10, pode ser uma primeira camada do núcleo, e a parte a jusante 14 do núcleo 8, que não está circunscrita pela camada periférica 10, pode ser uma segunda camada do núcleo. Nesse caso, a composição da primeira camada é diferente da composição da segunda camada.

[00215] O artigo para fumar 22, mostrado na Figura 2, é composto por uma fonte de calor 2, de acordo com a invenção, como mostrado na Figura 1, um substrato de formação de aerossol 24, um elemento de direcionamento de fluxo de ar 26, uma câmara de expansão 28 e um bocal 30 de alinhamento coaxial contíguo. A fonte de calor 2, o substrato de formação de aerossol 24, o elemento de direcionamento de fluxo de ar 26, a câmara de expansão 28 e o bocal 30 são envolvidos em um invólucro exterior 32 de papel de cigarro de baixa permeabilidade ao ar.

[00216] O substrato de formação de aerossol 24 encontra-se localizado imediatamente a jusante da fonte de calor 2 e contém um tampão cilíndrico 34 de material de tabaco homogeneizado, contendo glicerina como agente formador de aerossol e circunscrito pelo invólucro do tampão do filtro 36.

[00217] Uma barreira não combustível, substancialmente impermeável ao ar pode ser fornecida entre a extremidade a jusante da fonte de calor 2 e a extremidade a montante do substrato de formação de aerossol 24. Por exemplo, como mostrado na Figura 2, uma barreira não combustível, substancialmente impermeável ao ar e constituída por um revestimento de barreira não combustível, substancialmente impermeável ao ar 38, pode ser fornecida em toda a face da extremidade a jusante da fonte de calor 2.

[00218] O artigo para fumar 22 ainda contém um invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40 que está em torno de, e em contato direto com uma parte traseira 14b da parte a jusante 14 do núcleo 8 da fonte de calor 2 e uma parte frontal contígua 24a do substrato de formação de aerossol 24. Como mostrado na Figura 2, a parte traseira do substrato de formação de aerossol 24 não está circunscrita pelo invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40. O invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40 é constituído por uma camada tubular de folha de alumínio.

[00219] Um invólucro resistente à combustão e condutor de calor 42 adicional, também constituído por um tubo de folha de alumínio, circunscreve e está em contato direto com o invólucro exterior 32. O invólucro resistente à combustão e condutor de calor 42 adicional se sobrepõe ao invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40, com o invólucro 32 disposto entre eles. O comprimento do invólucro resistente à combustão e condutor de calor 42 adicional é maior do que o comprimento do invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40. O invólucro resistente à combustão e condutor de calor 42 adicional, portanto, se estende a jusante para além do invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40 e se sobrepõe a um comprimento maior do substrato de formação de aerossol 24.

[00220] O elemento de direcionamento de fluxo de ar 26 está localizado a jusante do substrato de formação de aerossol 24 e compreende um cone oco truncado, substancialmente impermeável ao ar e com extremidade aberta 44 feito de, por exemplo, papelão. A extremidade a jusante do cone oco truncado com extremidade aberta 44 tem substancialmente o mesmo diâmetro que o substrato de formação de aerossol 24, e a extremidade a montante do cone oco truncado com extremidade aberta 44 tem um diâmetro reduzido, se comparada ao substrato de formação de aerossol 24.

[00221] Como mostrado na Figura 2, a extremidade a montante do cone oco truncado, substancialmente impermeável ao ar e com extremidade aberta 44 do elemento de direcionamento de fluxo de ar 26, estende-se para dentro do substrato de formação de aerossol 24. Como também é mostrado na Figura 2, um arranjo circunferencial de entradas de ar 46 é fornecido no invólucro exterior 32, circunscrevendo o cone oco truncado, substancialmente impermeável ao ar e com extremidade aberta 44.

[00222] A câmara de expansão 28 encontra-se localizada a jusante do elemento de direcionamento de fluxo de ar 26 e contém um tubo oco com extremidade aberta 48 feito de, por exemplo, papelão, que tem substancialmente o mesmo diâmetro que o substrato de formação de aerossol 24.

[00223] O bocal 30 do artigo para fumar 22 está localizado a jusante da câmara de expansão 28 e contém um tampão cilíndrico 50 de fibra de acetato de celulose de baixa eficiência de filtração circunscrito pelo invólucro do tampão do filtro 52. O bocal 30 pode ser circunscrito por uma faixa de papel de filtro (não mostrado).

[00224] Uma via de fluxo de ar estende-se entre as entradas de ar 46 e o bocal 30 do artigo para fumar 22. O volume delimitado pelo exterior do cone oco com extremidade aberta 44, do elemento de direcionamento de fluxo de ar 26, e o invólucro exterior 32 formam uma primeira parte da via de fluxo de ar que se estende longitudinalmente a montante das entradas de ar 46 até o substrato de formação de aerossol 24. O volume delimitado pelo interior do cone oco com extremidade aberta 44, do elemento de direcionamento de fluxo de ar 26, forma uma segunda parte da via de fluxo de ar que se estende longitudinalmente a jusante no sentido do bocal 30 do artigo para fumar 22, entre o substrato de formação de aerossol 24 e a câmara de expansão 28.

[00225] Durante o uso, quando o consumidor aspira no bocal 30 do artigo para fumar 22, o ar frio (indicado pelas setas tracejadas na Figura 2) é aspirado para dentro do artigo para fumar 22 através das entradas de ar 46. O ar aspirado passa a montante para o substrato de formação de aerossol 24, ao longo da primeira parte da via de fluxo de ar entre o exterior do cone oco com extremidade aberta 44, do elemento de direcionamento de fluxo de ar 26 e do invólucro exterior 32.

[00226] A parte frontal 24a do substrato de formação de aerossol 24 é aquecida por condução por meio da parte traseira 14b, contígua da parte a jusante 14, do núcleo 8 da fonte de calor 2 e do invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40. O invólucro resistente à combustão e condutor de calor adicional 42 retém o calor dentro do artigo para fumar 22 para ajudar a manter a temperatura do invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40 durante o ato de fumar. Isso, por sua vez, ajuda a manter a temperatura do substrato de formação de aerossol 24 para facilitar o fornecimento contínuo e melhorado de aerossol. Além disso, o invólucro resistente à combustão e condutor de calor 42 transfere calor ao longo do substrato de formação de aerossol 24, para além da extremidade a jusante do invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40. Isso ajuda a dispersar o calor por meio de um volume maior de substrato de formação de aerossol 24, que por sua vez ajuda a proporcionar uma distribuição de aerossol mais consistente a cada baforada.

[00227] O aquecimento do substrato de formação de aerossol 24 libera compostos voláteis, semivoláteis e glicerina do tampão 36 do material de tabaco homogeneizado, o qual forma um aerossol que é puxado no ar aspirado que flui através do substrato de formação de aerossol 24. O ar aspirado e o aerossol puxado (indicado pelas setas tracejadas e pontilhadas na Figura 2) passam a jusante ao longo da segunda parte da via de fluxo de ar, através do interior do cone oco com extremidade aberta 44 do elemento de direcionamento de fluxo de ar 26, para a câmara de expansão 28, onde eles resfriam e condensam. O aerossol resfriado passa então a jusante através do bocal 30 do artigo para fumar 22 para dentro da boca do consumidor.

[00228] O revestimento de barreira, substancialmente impermeável ao ar e não combustível 38, fornecido na face da extremidade a jusante da fonte de calor 2, isola a fonte de calor 2 da via de fluxo de ar através do artigo para fumar 22 de tal modo que, durante o uso, o ar aspirado através do artigo para fumar 22, ao longo da primeira parte e da segunda parte da via de fluxo de ar, não entra em contato diretamente com a fonte de calor 2.

[00229] A camada periférica inteira, anelar, isolante térmica e não combustível 10, que circunscreve a parte a montante 12 do núcleo 8 da fonte de calor 2, ajuda a reduzir a propensão à ignição do artigo para fumar 22 durante e após a utilização, reduzindo a temperatura da parte da fonte de calor 2 que não está circunscrita pelo invólucro resistente à combustão e condutor de calor 40 e pelo invólucro resistente à combustão e condutor de calor adicional 42.

[00230] Alguns exemplos de dimensões são fornecidos na Tabela 2 com relação a um artigo para fumar 2, de acordo com a invenção, como mostrado na Figura 2, que é composto por uma fonte de calor 2, de acordo com a invenção, como mostrado na Figura 1, tendo as dimensões indicadas na Tabela 1. Distância a partir da extremidade a montante da fonte de calor (mm)

TABELA 2 EXEMPLOS

[00231] Os artigos para fumar de acordo com a invenção, como mostrado na Figura 2 e que possuem as dimensões mostradas na Tabela 2, são montados manualmente, utilizando as fontes de calor 2 de acordo com a invenção, como mostrado na Figura 1, que possuem a composição indicada na Tabela 3 e as dimensões mostradas nas Tabelas 1 e 3.

[00232] Para fins comparativos, os artigos para fumar da mesma construção e dimensões são montados manualmente utilizando fontes de calor com as mesmas dimensões e com a composição mostrada na Tabela 3.

[00233] Todas as fontes de calor são feitas por prensagem manual.

[00234] A propensão à ignição dos artigos para fumar é testada com três repetições. Dez filtros Whatman são colocados em cima de um suporte de filtro padrão e três pedaços de papelão são utilizados para limitar perturbação ao fluxo de ar.

[00235] As fontes de calor dos artigos para fumar são acesas usando um acendedor de chama amarela. A cor na superfície das fontes de calor muda ao serem acesas devido ao movimento a jusante de uma frente de deflagração a partir da extremidade a montante para a extremidade a jusante das fontes de calor. Trinta segundos após a frente de deflagração alcançar a extremidade a jusante da fonte de calor, os artigos para fumar são colocados horizontalmente no topo dos dez filtros Whatman.

[00236] Os artigos para fumar são deixados nos filtros Whatman até se apagarem ou durante pelo menos 10 minutos. Os filtros Whatman são em seguida removidos do suporte de filtro e é tirada uma fotografia de cada um dos dez filtros Whatman.

[00237] As fotografias do primeiro (que está mais acima), terceiro, sexto e décimo (que está mais abaixo) filtros Whatman réplicas de um artigo para fumar representativo de acordo com cada exemplo mostrado na Tabela 3 são mostradas na Figura 3. Exemplo 1 Exemplo 2 Exemplo 3 Exemplo 4 Exemplo comparativo Camada periférica, isolante térmica e não combustível

TABELA 3

[00238] Como mostrado na Figura 3, o primeiro, o terceiro, o sexto e o décimo filtros do exemplo comparativo do artigo para fumar estão todos marcados. Em contraste, o terceiro, o sexto e o décimo filtros dos artigos para fumar de acordo com a invenção dos Exemplos 1, 2 e 4 não estão marcados, e o sexto e o décimo dos artigos para fumar de acordo com a invenção do Exemplo 3 não estão marcados.

[00239] Isso demonstra que o fornecimento de uma camada periférica inteira, isolante térmica e não combustível, que circunscreva uma parte a montante do núcleo carbonáceo combustível das fontes de calor de acordo com a invenção, reduz a temperatura da superfície dos artigos para fumar de acordo com a invenção e, portanto, a sua propensão à ignição.

[00240] As formas de realização e os exemplos descritos acima ilustram, mas não limitam a invenção. Outras formas de realização da invenção podem ser feitas e deve-se entender que as formas de realização e exemplos específicos descritos no presente documento não são limitativos.

Claims (14)

1. Artigo para fumar que compreende: uma fonte de calor cega (2) tendo uma extremidade a montante (4) e uma extremidade a jusante oposta (6), a fonte de calor cega (2) compreendendo um núcleo carbonáceo combustível (8), em que o núcleo (8) se estende da extremidade a montante (4) da fonte de calor cega (2) até a extremidade a jusante (6) da fonte de calor cega (2); e um substrato de formação de aerossol (24) a jusante da fonte de calor cega (2); caracterizado pelo fato de que: a fonte de calor cega (2) compreende uma camada periférica inteira, não combustível, termicamente isolante (10), em que a camada periférica (10) se estende a partir da extremidade a montante (4) da fonte de calor cega (2) apenas parcialmente ao longo do comprimento da fonte de calor cega (2) e circunscreve uma porção a montante (12) do núcleo (8); e um invólucro condutor de calor e resistente à combustão (40) ao redor e em contato direto com uma porção a montante (24a) do substrato formador de aerossol (24) e uma porção a jusante (14b) do núcleo (8) da fonte de calor cega (2).

2. Artigo para fumar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento da camada periférica (10) é pelo menos 2 mm menor que o comprimento da fonte de calor cega (2).

3. Artigo para fumar de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o diâmetro da fonte de calor cega (2) ser constante.

4. Artigo para fumar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a camada periférica (10) compreende pelo menos 90% em peso seco de material termicamente isolante.

5. Artigo para fumar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a camada periférica (10) compreende pelo menos um material precursor que se decompõe para formar pelo menos um material termicamente isolante após a ignição do núcleo (8).

6. Artigo para fumar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a camada periférica (10) compreende pelo menos um material termicamente isolante selecionado do grupo que consiste em argilas, cerâmicas branca, cerâmicas técnica e rochas.

7. Artigo para fumar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a camada periférica (10) compreende pelo menos um material termicamente isolante selecionado do grupo que consiste em terra de diatomáceas, gesso e bentonita.

8. Artigo para fumar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o núcleo (8) compreende pelo menos um auxiliar de ignição.

9. Artigo para fumar, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o núcleo (8) compreende: uma primeira camada compreendendo carbono; e uma segunda camada compreendendo pelo menos um auxiliar de ignição, em que a composição da primeira camada é diferente da composição da segunda camada.

10. Artigo para fumar, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a segunda camada compreende ainda carbono.

11. Artigo para fumar, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a primeira camada compreende ainda pelo menos um auxiliar de ignição.

12. Artigo para fumar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que a primeira camada compreende carbono e pelo menos um auxiliar de ignição e a segunda camada compreende carbono e pelo menos um auxiliar de ignição, em que a proporção em peso seco de carbono para o auxiliar de ignição na primeira camada é diferente da proporção em peso seco de carbono para o auxiliar de ignição na segunda camada.

13. Artigo para fumar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de que a segunda camada está a jusante da primeira camada.

14. Artigo para fumar, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o invólucro condutor de calor e resistente à combustão (40) está ao redor e em contato direto com pelo menos uma porção a jusante da segunda camada do núcleo (8) da fonte de calor cega (2).

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