CN104602554A - 绝热热源 - Google Patents

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Abstract

一种用于吸烟制品的热源(2)，其具有上游端(4)和相对的下游端(6)，并包括可燃碳芯(8)和整体、不可燃且绝热的***层(10)。碳芯(8)从热源(2)的上游端(4)延伸到热源(2)的下游端(6)。***层(10)从热源(2)的上游端(4)仅部分沿着热源(2)的长度延伸并包围碳芯(8)的上游部分(12)。

Description

绝热热源
技术领域
本发明涉及一种用于吸烟制品的绝热热源和包括绝热热源的吸烟制品。
背景技术
先前技术中已提出大量加热而非燃烧烟草的吸烟制品。此类“加热式”吸烟制品的一个目的是减少传统香烟中燃烧和热降解烟草产生的类型的已知有害烟雾成分。在一种已知类型的加热式吸烟制品中，通过将热量从可燃热源传输至位于可燃热源下游的气溶胶形成基质而产生气溶胶。在吸烟过程中，通过来自可燃热源的热传递而从气溶胶形成基质释放挥发性化合物，并且所释放的挥发性化合物被夹带在被抽吸通过吸烟制品的空气中。随着释放的化合物冷却，它们冷凝并形成供使用者吸入的气溶胶。
已知的是包括导热元件，所述导热元件围绕并接触可燃热源的至少后部及加热式吸烟制品的气溶胶形成基质的至少前部，以便确保从可燃热源传输足够的传导热到气溶胶形成基质，从而获得可接受的气溶胶。例如，WO-A2-2009/022232公开了一种吸烟制品，其包括可燃热源、位于可燃热源下游的气溶胶形成基质以及围绕并直接接触可燃热源的后部及气溶胶形成基质的相邻前部的导热元件。
用在加热式吸烟制品中的可燃热源的燃烧温度不应太高，否则会在使用加热式吸烟制品的过程中导致气溶胶形成材料燃烧或热降解。但是，可燃热源的燃烧温度应足够高以产生足够的热量，从而从气溶胶形成材料中释放足够的挥发性化合物以产生可接受的气溶胶，特别是在早期吸入阶段。
先前技术中已提出用于加热式吸烟制品的各种可燃含碳热源。用在加热式吸烟制品中的可燃含碳热源的燃烧温度通常介于约600℃和800℃之间。由于可燃含碳热源的较高的燃烧温度，包括这种可燃含碳热源的加热式吸烟制品的易燃性(ignition propensity)可能太高。
已知的是，在加热式吸烟制品的可燃含碳热源的周围包裹绝热件，以便降低加热式吸烟制品的易燃性。通过降低加热式吸烟制品的表面温度，包括包围加热式吸烟制品的可燃含碳热源的绝热件降低了加热式吸烟制品的易燃性。
例如，US-A-4,714,082揭示了包括可燃含碳燃料元件、气溶胶发生装置、导热元件以及由弹性、非燃烧材料制成的外周绝热构件(例如玻璃纤维外套)的吸烟制品。绝热构件包围了燃料元件的至少一部分，并且有利地包围气溶胶发生装置的至少一部分。
包括如US-A-4,714,082中所揭示的非整体式绝热构件可导致加热式吸烟制品的横截面沿着吸烟制品的长度不恒定。这可能对加热式吸烟制品的外观有不利影响，并使得难以将可燃含碳热源可靠地固定在加热式吸烟制品内。包括非整体式的绝热构件还可能增加组装加热式吸烟制品的复杂性。
期望的是，提供一种用于这样的吸烟制品的绝热热源：所述吸烟制品具有降低的易燃性、可接受的外观且可以以可靠方式组装。
还期望的是，提供一种用于这样的吸烟制品的绝热热源：所述吸烟制品具有降低的易燃性，并且在早期吸入和后期吸入过程中提供可接受的气溶胶。
发明内容
根据本发明，提供一种用于吸烟制品的热源，所述热源具有上游端和相对的下游端，并且包括：可燃碳芯；以及整体、不可燃且绝热的***层。碳芯从热源的上游端延伸至热源的下游端。***层从热源的上游端仅部分沿热源的长度延伸，并且***层围绕碳芯的上游部分。
根据本发明，还提供一种吸烟制品，所述吸烟制品包括：根据本发明的热源；位于热源下游的气溶胶形成基质；以及围绕且与气溶胶形成基质的上游部分和热源的碳芯的下游部分直接接触的导热且阻燃的包装材料。
本文所用的术语“上游”和“前部”以及“下游”和“后部”用于说明吸烟制品的各组件或各组件的各个部分相对于使用者在使用吸烟制品期间抽吸所述吸烟制品所沿着的方向的相对位置。根据本发明的吸烟制品包括嘴端和相对的远端。在使用过程中，使用者抽吸所述吸烟制品的嘴端。嘴端位于远端的下游。热源位于吸烟制品的远端处或接近吸烟制品的远端。
本文中使用的术语“碳质”用于说明包括碳的芯或层。
本文中使用的术语“整体”用于说明与芯直接接触并且不借助外在粘合剂或其他中间连接材料连接到芯的层。
本文中使用的术语“外在粘合剂”用于说明不是芯或***层的组成部分的粘合剂。
本文中使用的术语“不可燃”用于说明在燃烧或点燃可燃碳芯的过程中在热源所达到的温度下基本不可燃的层、阻障或材料。
在点燃及燃烧芯的过程中，不可燃且绝热的***层在该***层所承受的温度下应当稳定，并在点燃和燃烧芯的过程中应保持基本完整。
本文中使用的术语“***层”用于说明根据本发明的热源的最外层。
本文中使用的术语“绝热层”用于说明包括绝热材料的层。
本文中使用的术语“绝热材料”用于说明在23℃和50％相对湿度下使用改进的瞬态平面热源(MTPS)方法测得的体导热系数小于约50毫瓦每米开(mW/(m·K))的材料。
优选的是，不可燃且绝热的***层包括使用激光脉冲法(laserflash method)测得的体热扩散率小于或等于约每秒0.01平方厘米(cm2/s)的绝热材料。
优选的是，在根据本发明的吸烟制品中使用时，不可燃且绝热的***层的外表面不应超过约350℃。
绝热的***层的透气性应足以允许足够的氧气到达可燃碳芯以维持可燃碳芯燃烧。
本文中使用的术语“长度”用于说明根据本发明的热源和吸烟制品在其上游端和下游端之间的最大纵向尺寸。
本文中使用的术语“气溶胶形成基质”用于说明能够在加热时释放挥发性化合物的基质，所释放的挥发性化合物能够形成气溶胶。
本文中使用的术语“导热”用于说明利用在23℃和50％的相对湿度下使用改进的瞬态平面热源(MTPS)方法测得的体导热系数至少为约10W每米开(W/(m·K))的材料制成的包装材料。在某些实施例中，导热且阻燃的包装材料优选使用在23℃和50％的相对湿度下使用改进的瞬态平面热源(MTPS)方法测得的体导热系数至少为约100W/米开(W/(m·K))、更优选地至少为约200W/米·开(W/(m·K))的材料制成。
本文中使用的术语“阻燃”用于说明在点燃和燃烧芯的过程中保持基本完整的包装材料。
由根据本发明的吸烟制品的气溶胶形成基质产生的气溶胶可为可见的或不可见的，并可包含蒸汽(例如，处于气态的物质微粒，室温下通常为液体或固体)以及气体和冷凝蒸汽的液滴。
通过降低吸烟制品的表面温度，包括整体、不可燃且绝热的***层有助于降低包括根据本发明的热源的吸烟制品的易燃性。
可燃碳芯沿热源长度从热源的上游端延伸到热源的下游端。整体、不可燃且绝热的***层从热源的上游端仅部分沿着热源的长度延伸，并包围可燃碳芯的上游部分。
在用在根据本发明的吸烟制品中时，在燃烧热源的碳芯的过程中产生的热量通过导热、阻燃的包装材料以传导方式传输至热源下游的气溶胶产生基质。比碳芯的***层短的长度允许导热、阻燃的包装材料直接接触热源的可燃碳芯的未被***层包围的下游部分。这有利地有助于实现从热源到气溶胶产生基质的足够高的热传导，以产生可接受的气溶胶。
根据本发明的热源的预期用途，可以生产出形状和尺寸不同的热源。
根据本发明的热源的质量可介于约300毫克和约500毫克之间，例如可以介于约400毫克和约450毫克之间。
优选的是，根据本发明的热源大致是圆柱形的。在这样的实施例中，术语“***层”用于说明根据本发明的热源径向最外侧的环形层。
根据本发明的圆柱形热源可以具有大致圆形的横截面或大致椭圆形的横截面。
优选的是，根据本发明的热源的长度介于约5毫米和约20毫米之间，更优选的是介于约7毫米和约15毫米之间，最优选的是介于约11毫米和13毫米之间。
优选的是，根据本发明的热源的直径基本恒定。本文中使用的术语“直径”用于说明根据本发明的热源的最大横向尺寸。
在这样的实施例中，碳芯的由***层包围的上游部分直径小于碳芯的未由***层包围的部分的直径。直径的差异约等于***层厚度的两倍。
本文中使用的术语“厚度”用于说明根据本发明的热源的层的最大横向尺寸。
优选的是，根据本发明的热源的直径介于约5毫米和约10毫米之间，更优选的是介于约7毫米和约8毫米之间。
优选的是，***层的长度比热源的长度小至少约2毫米，更优选的是比热源的长度小至少约3毫米。***层和热源之间的长度差异等于碳芯的未由热源包围的部分的长度。
优选的是，***层的长度介于约3毫米和约18毫米之间，更优选的是介于约4毫米和约12毫米之间，最好的是介于约7毫米和约9毫米之间。
优选的是，***层的厚度小于或等于约1.5毫米。更优选的是，***层的厚度介于约0.5毫米和约1.5毫米之间。
根据本发明的热源包括可燃碳芯，所述可燃碳芯含有作为燃料的碳。
碳芯的碳含量按干重可至少为约5％。例如，碳芯的碳含量按干重可至少为约10％，至少为约20％，至少约为约30％，或至少为约40％。
优选的是，碳芯的碳含量按干重至少为约35％，更优选的是至少约40％，最优选的是至少约45％。
在某些实施例中，根据本发明的热源可以包括可燃的基于碳的芯。
本文中使用的术语“基于碳”用于说明主要由碳构成的芯。即含碳量至少为50％的芯。
例如，根据本发明的热源可包括碳含量按干重至少为约60％、至少为约70％，或至少为约80％的可燃的基于碳的芯。
根据本发明的热源的碳芯可由一种或多种合适的含碳材料制成。合适的含碳材料在本领域中是已知的，并且包括但不限于碳粉。
优选的是，碳芯进一步包含至少一种点火助剂。
本文中使用的术语“点火助剂”用于说明在点燃碳芯的过程中释放能量和氧气中的一种或两种的材料，其中此材料释放能量和氧气中的一种或两种的速率不受周围的氧扩散的限制。换言之，在点燃芯的过程中所述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独立于周围的氧气能够到达材料的速率。本文中使用的术语“点火助剂”也用于说明在点燃芯的过程中释放能量的金属元素，其中金属元素的点火温度低于约500℃，金属元素的燃烧热至少约为5千焦/克。
本文中使用的术语“点火助剂”不包括被认为会改变碳燃烧的羧酸的碱金属盐(例如碱金属柠檬酸盐、碱金属乙酸盐和碱金属琥珀酸盐)、碱金属卤盐(如碱金属氯盐)、碱金属碳酸盐或碱金属磷酸盐。
在使用中，在点燃芯的过程中通过至少一种点火助剂释放能量和氧气中的一种或两种会导致芯在点燃时温度升高。这反映在热源温度升高上。在用在根据本发明的吸烟制品时，这有利于确保有足够的热量可从热源传输到吸烟制品的气溶胶形成基质，由此促进在吸烟制品的早期吸入阶段产生可接受的气溶胶。
优选的是，按芯的干重至少约20％的量中至少存在一种点火助剂。
应了解，为了实现足够的温度提升而必须包括在根据本发明的热源的芯中的至少一种点火助剂的量将根据芯中所包括的特定的至少一种点火助剂而变化。
一般来讲，至少一种点火助剂单位质量释放的能量和氧气中的一种或两种的数量越大，必须包括在根据本发明的热源的芯中的至少一种点火助剂的量就越小。
在一些实施例中，优选的是，按芯的干重计，至少一种点火助剂的量为至少约25％，更优选的是至少约30％，最优选的是至少约40％。
优选的是，按芯的干重计，至少一种点火助剂的量小于约65％。
在一些实施例中，优选的是，按芯的干重计，至少一种点火助剂的量小于约60％，更优选的是小于约55％，最优选的是小于约50％。
用在根据本发明的热源的碳芯中的合适的点火助剂在本领域中是已知的。
芯可包括一种或多种点火助剂，所述一种或多种点火助剂由在点燃芯时释放能量的单个元素或化合物组成。在点燃芯时一种或多种点火助剂释放能量可直接导致在芯燃烧的初始阶段温度“升高”。
例如，在某些实施例中，芯可包括由在点燃芯时与氧发生放热反应的单个元素或化合物组成的一种或多种含能材料。合适的含能材料的示例包括但不限于铝、铁、镁和锆。
替代地或此外，芯可包括这样的一种或多种点火助剂，所述一种或多种点火助剂由在点燃芯时相互反应以释放能量的两种或更多种元素或化合物组成。
例如，在某些实施例中，芯可包括一种或多种铝热剂或铝热剂复合材料，其包括还原剂(如金属)和氧化剂(如金属氧化物)，在点燃芯时，还原剂和氧化剂相互反应以释放能量。合适金属的示例包括但不限于镁，合适金属氧化物的示例包括但不限于氧化铁(Fe2O3)和氧化铝(Al2O3)。
在其他实施例中，芯可包括一种或多种点火助剂，所述一种或多种点火助剂包括在点燃芯时发生放热反应的其他材料。合适金属的示例包括但不限于金属间化合物材料和双金属材料、金属碳化物和金属氢化物。
优选的是，芯包括在点燃芯的过程中释放氧气的至少一种点火助剂。在此类实施例中，至少一种点火助剂在点燃芯时释放氧气会通过增大芯燃烧率而间接导致在芯的燃烧初始阶段温度“升高”。这反映在热源的温度曲线上。
例如，芯可包括在点燃芯时会分解以释放氧的一种或多种氧化剂。芯可包括有机氧化剂、无机氧化剂或它们的组合。合适氧化剂的示例包括但不限于：硝酸盐，例如硝酸钾、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锂、硝酸铝和硝酸铁；亚硝酸盐；其他有机和无机硝基化合物；氯酸盐，例如氯酸钠和氯酸钾；高氯酸盐，例如高氯酸钠；亚氯酸盐；溴酸盐，例如溴酸钠和溴酸钾；过溴酸盐；亚溴酸盐；硼酸盐，例如硼酸钠和硼酸钾；高铁酸盐，例如高铁酸钡；铁酸盐；锰酸盐，例如锰酸钾；高锰酸盐，例如高锰酸钾；有机过氧化物，例如过氧化苯甲酰和过氧化丙酮；无机过氧化物，例如过氧化氢、过氧化锶、过氧化镁、过氧化钙、过氧化钡、过氧化锌和过氧化锂；超氧化物，例如，超氧化钾和超氧化钠；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；亚膦酸盐(phospinates)；亚磷酸盐；以及磷酸盐类(phosphanites)；
根据本发明的热源的芯可包括由在点燃芯时释放氧气的单个元素或化合物组成的一种或多种点火助剂。替代地或此外，根据本发明的热源的芯可包括这样的一种或多种点火助剂，所述一种或多种点火助剂包括在点燃芯时相互反应以释放氧气的两种或更多种元素或化合物。
芯可包括在点燃芯时释放能量和氧气两者的一种或多种点火助剂。例如，芯可包括在点燃芯时放热分解以释放氧气的一种或多种氧化剂。
替代地或此外，芯可包括在点燃芯时释放能量的一种或多种第一点火助剂和不同于所述一种或多种第一点火助剂的一种或多种第二点火器，所述第二点火助剂在点燃芯时释放氧气。
在某些实施例中，芯可包括至少一种金属硝酸盐，其热分解温度低于约600℃，更优选的是低于约400℃。优选的是，所述至少一种金属硝酸盐的分解温度介于约150℃和约600℃之间，更优选的是介于约200℃和约400℃之间。
在此类实施例中，当芯暴露于传统的黄色火焰打火机或其他点火装置时，至少一种金属硝酸盐分解以释放氧气和能量。这导致热源温度开始上升，同时有助于点燃芯。在至少一种金属硝酸盐完全分解后，芯继续以较低温度燃烧。
包括至少一种金属硝酸盐有利于导致芯点燃从内部启动，而非仅在其表面上的部位。
优选的是，从由硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡、硝酸锂、硝酸铝、硝酸铁及它们的组合组成的组中选择至少一种金属硝酸盐。
在某些实施例中，芯可包括至少两种不同的金属硝酸盐。在一个实施例中，芯包括硝酸钾、硝酸钙和硝酸锶。
在某些优选实施例中，芯包括至少一种过氧化物或超氧化物，所述至少一种过氧化物或超氧化物在低于约600℃的温度下、更优选的是在低于约400℃的温度下积极产生氧气。
优选的是，至少一种过氧化物或超氧化物在介于约150℃和约600℃之间的温度下、更优选的是在介于约200℃和约400℃的温度下并且最优选的是在约350℃的温度下积极产生氧气。
在此类实施例中，当芯暴露于传统的黄色火焰打火机或其他点火装置时，至少一种过氧化物或超氧化物分解以释放氧气。这导致芯的温度开始上升，同时有助于点燃芯。在至少一种过氧化物或超氧化物完全分解后，芯继续以较低温度燃烧。
包括至少一种过氧化物或超氧化物有利地导致芯点燃从内部启动，而并不仅在其表面上的部位。
合适的过氧化物和超氧化物的示例包括但不限于：过氧化锶；过氧化镁；过氧化钡、过氧化锂；过氧化锌；超氧化钾；以及超氧化钠。
优选的是，从由过氧化钙、过氧化锶、过氧化镁、过氧化钡和它们的组合组成的组中选择所述至少一种过氧化物。
替代所述至少一种点火助剂或除了所述至少一种点火助剂之外，芯可包括一种或多种其他添加剂以改进热源的特性。合适的添加剂包括但不限于：促进热源固结的添加剂(例如烧结助剂，如碳酸钙)、促进可燃芯燃烧的添加剂(例如，钾和碱金属燃烧盐，例如钾盐，如氯化钾和柠檬酸钾)、以及促进一种或多种通过芯燃烧产生的气体分解的添加剂，例如催化剂，如氧化铜(CuO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化铁硅酸盐粉末和氧化铝(Al2O3)。
根据本发明的热源的可燃碳芯的被***层包围的上游部分的组成可与芯的未由***层包围的下游部分的组成基本相同。
替代地，根据本发明的热源的可燃碳芯的被***层围绕的上游部分的组成可与芯的未由***层包围的下游部分的组成不同。
根据本发明的热源的可燃碳芯可包括两个或更多个组成不同的层。
在某些优选实施例中，芯包括第一层和第二层，所述第一层包括碳，所述第二层包括至少一种点火助剂，其中第一层的组成与第二层的组成不同。
在根据本发明的热源的芯中包括含有碳的第一层和含有至少一种点火助剂的第二层允许在根据本发明的吸烟制品的早期抽吸和后期抽吸过程中提供不同的温度曲线。这有利于促进通过根据本发明的吸烟制品在早期抽吸和后期抽吸两个过程中产生可接受的气溶胶。
火焰和火花可与在用于吸烟制品的热源中使用某些点火助剂和其他添加剂相关联。在根据本发明的热源的芯中包括含有碳的第一层和含有至少一种点火助剂的第二层有利地允许此类添加剂被置于热源的芯的内部的位置，在该位置，可消除或减少火焰和火花的出现和/或可见性。
在某些优选实施例中，第一层包括碳和至少一种点火助剂，第二层包括碳和至少一种点火助剂，其中第一层中的碳和点火助剂的干重比率与第二层中的碳和点火助剂的干重比率不同。
在某些特别优选的实施例中，可燃的第一层包括碳和至少一种过氧化物，第二层包括碳和至少一种过氧化物，其中可燃的第一层中的碳和过氧化物的干重比率与第二层中的碳和过氧化物的干重比率不同。
在一个特别优选的实施例中，可燃的第一层包括碳和过氧化钙，第二层包括碳和过氧化钙，其中可燃的第一层中的碳和过氧化钙的干重比率与第二层中的碳和过氧化钙的干重比率不同。
在第一层和第二层两者均包括至少一种点火助剂的实施例中，第二层的点火助剂含量优选大于第一层的点火助剂含量。
在第一层和第二层两者均包括至少一种点火助剂的实施例中，第一层中的至少一种点火助剂可与第二层中的至少一种点火助剂相同或不同。
第一层和第二层可为纵向层。
本文中使用的术语“纵向”用于说明沿着分界面相接触的层，所述分界面沿热源的芯的长度延伸的接口的层。
在某些实施例中，第一层和第二层可为同心的纵向层。在其他实施例中，第一层和第二层可为非同心的纵向层。
在某些优选实施例中，第一层可为外部纵向层，第二层可为被第一层包围的内部纵向层。在此类实施例中，第二层在点燃热源的芯时有利地起到“导火索(fuse)”的作用。此外，在此类实施例中，通过在热源的芯的第二层包括其他添加剂并且同时消除或减少这些添加剂在热源的芯的第一层中的存在，能够有利地消除或减轻与使用某些点火助剂和所述其他添加剂相关的火焰和火花的发生和/或可见性。
替代地，第一层和第二层可为横向层。
本文中使用的术语“横向”用于说明沿着分界面相接触的层，其中该分界面横过热源的芯的宽度延伸。
在某些实施例中，第二层可位于第一层的下游。
在某些优选实施例中，第二层可位于第一层的下游，并且***层可包围芯的第一层。在用在根据本发明的吸烟制品中时，这允许导热且阻燃的包装材料直接接触热源的芯的未被***层包围的第二层。在此类实施例中，通过在热源的芯的被导热且阻燃的包装材料包围的第二层中包括其他添加剂并且同时消除或减少此类添加剂在热源的芯的第一层中的存在，可有利地消除或减少与使用某些点火助剂和此类添加剂关联的火焰和火花的出现和/或可见性。
根据本发明的热源包括不可燃且绝热的***层。
优选的是，***层按干重至少包含约90％的绝热材料。例如，***层按干重可包括介于约90％和约100％之间的绝热材料。
***层可使用一种或多种绝热材料形成。替代地或此外，***层可使用在点燃芯时分解以形成一种或多种绝热材料的一种或多种前体材料形成。
应了解，为了充分降低易燃性而必须包括在根据本发明的热源的***层中的绝热材料的数量将根据***层中所包括的特定绝热材料而变化。
一般来讲，绝热材料的热扩散系数和热导率越低，必须包括在根据本发明的热源的***层中的绝热材料的数量就越小。
***层可包括一种或多种绝热粉末材料、一种或多种绝热泡沫材料、一种或多种隔热棉或它们的组合。
用在根据本发明的热源的***层中的适合绝热材料在本领域中是已知的。合适的绝热材料示例包括但不限于：粘土，例如膨润土和高岭土；卫生陶瓷制品(whiteware ceramics)，例如陶器、瓷器和粗陶器；工业陶瓷，例如碳化物(如碳化钛、碳化锆)、氮化物(如氮化钾和氮化钠)、氧化物(如氧化铝、氧化锆和氧化铈)和硅化物(例如硅化镁和钾硅化物)；矿物，例如石膏；以及岩石，例如火成岩(如花岗岩、黑曜石、矿渣和凝灰岩)；沉积岩(如白垩、粘土石、硅藻土和石灰石)和变质岩(如片麻岩和片岩)。
在某些优选实施例中，***层包括从由硅藻土、石膏和膨润土组成的组中选择的一种或多种绝热材料。
根据本发明的热源的***层和芯中的一个或两者可进一步包括一种或多种粘结剂。
所述一种或多种粘结剂可为有机粘结剂、无机粘结剂或它们的组合。
合适的已知有机粘结剂包括但不限于：树胶，例如瓜尔胶；改性纤维素和纤维素衍生物，例如甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素；小麦粉；淀粉；糖；植物油；以及它们的组合。
合适的已知无机粘结剂包括但不限于：粘土，例如膨润土和高岭土；铝硅酸盐衍生物，例如水泥、碱激发铝硅酸盐；碱金属硅酸盐，例如，硅酸钠和硅酸钾；石灰石的衍生物，例如，石灰和熟石灰；碱土金属化合物及衍生物，例如镁氧水泥、硫酸镁、硫酸钙、磷酸钙和磷酸二钙；铝的化合物及衍生物，例如硫酸铝。
在某些实施例中，芯可由混合物形成，所述混合物包括：炭粉；改性纤维素，例如羧甲基纤维素；面粉，例如小麦粉；以及糖，例如源自甜菜的白色结晶糖。
在其他实施例中，芯可由混合物形成，所述混合物包括：炭粉；改性纤维素，例如羧甲基纤维素；以及任选的膨润土。
在某些实施例中，***层可由混合物形成，所述混合物包括：一种或多种绝热材料；以及改性纤维素，例如羧甲基纤维素。
为了制造根据的本发明热源，不可燃且绝热的***层的各组分和可燃碳芯的各组分被混合并被形成为所需的形状。可使用任何合适的已知陶瓷成型方法将***层的各组分和芯的各组分形成为所需的形状，这些方法例如是注浆成型、挤出、注塑成型和模压(die compaction)或冲压或它们的组合。优选的是，通过冲压或挤出或它们的组合将***层的各组分和芯的各组分形成为所需的形状。
在某些实施例中，根据本发明的热源可通过使用单种方法形成***层和芯来制成。
例如，根据本发明的热源可通过使用挤出法形成***层和芯来制成。
替代地，根据本发明的热源可通过使用冲压法形成***层和芯来制成。
在其他实施例中，根据本发明的热源可通过使用两种或更多种不同的方法形成***层和芯来制成。
例如，在根据本发明的热源的芯包括两个或更多个横向层的情况下，根据本发明的热源可通过如下方式制成：使用冲压法形成芯的***层和第一层，和使用冲压法形成芯的第二层。
优选的是，***层的各组分和芯的各组分被形成为圆柱杆。但是，应了解的是，***层的各组分和芯的各组分可形成为其他所需的形状。
在成型后，可对圆柱杆或其他所需形状进行干燥以减少其水分含量。
在芯包括从由过氧化物、铝热剂、金属间化合物、镁、铝和锆组成的组中选择的至少一种点火助剂的情况下，成型后的热源最好不要进行热解。
在其他实施例中，成型后的热源可在非氧化气氛中在足以碳化任何粘结剂(如存在)并基本上消除成型后的热源中的任何挥发物的温度下热解。在此类实施例中，成型后的热源最好在氮气气氛中在介于约700℃和约900℃的温度下热解。
根据本发明的吸烟制品包括导热且阻燃的包装材料，所述包装材料围绕并直接接触气溶胶形成基质的上游部分和热源的芯的下游部分。
在某些实施例中，热源的基本整个长度都被包裹在导热且阻燃的包装材料中。在此类实施例中，导热且阻燃的包装材料围绕并直接接触热源的芯的下游部分和***层。
在优选实施例中，热源的上游部分未被包裹在导热且阻燃的包装材料中。
优选的是，热源的未被包裹在导热且阻燃的包装材料中的上游部分的长度介于约4毫米和约15毫米之间，更优选的是介于约4毫米和约8毫米之间。
优选的是，热源的被包裹在阻燃的包装材料中的下游部分的长度介于约2毫米和约8毫米之间，更优选的是介于约3毫米和约5毫米之间。
在某些实施例中，***层的基本整个长度都未被包裹在导热且阻燃的包装材料中。
正如上文所述，在热源的芯燃烧过程中产生的热量通过导热且阻燃的包装材料以传导方式传输至位于热源下游的气溶胶形成基质。这可对芯的下游部分的温度产生显著影响。
通过导热且阻燃的包装材料传输的传导热施加的热耗(heatdrain)可显著降低芯的被包裹在导热且阻燃的包装材料中的下游部分的温度，并保持芯的下游部分的温度显著低于其自燃温度。
导热且阻燃的包装材料可为限制氧气的包装材料，所述限制氧气的包装材料限制或阻止氧气进入芯的被包裹在导热且阻燃的包装材料中的下游部分。例如，导热且阻燃的包装材料可为基本不透氧气的包装材料。
在此类实施例中，芯的被包裹在导热且阻燃的包装材料中的下游部分将完全得不到氧气，因此在使用吸烟制品时不会燃烧。
优选的是，阻燃的包装材料既能够导热又能够限制氧气。
用在根据本发明的吸烟制品中的适合的导热且阻燃的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。
优选的是，气溶胶形成基质的长度介于约5毫米和约20毫米之间，更优选的是介于约8毫米和约12毫米之间。
在某些实施例中，气溶胶形成基质的基本整个长度可包裹在导热且阻燃的包装材料中。
在优选实施例中，气溶胶形成基质的下游部分未包裹在导热且阻燃的包装材料中。
在某些优选实施例中，气溶胶形成基质向下游延伸超出导热且阻燃的包装材料至少约3毫米。
在其他优选实施例中，气溶胶形成基质可向下游延伸超出导热元件不到3毫米。
优选的是，包裹在导热且阻燃的包装材料中的气溶胶形成基质的上游部分的长度介于约2毫米和约10毫米之间，更优选的是介于约3毫米和约8毫米之间，最优选的是介于约4毫米和约6毫米之间。
优选的是，气溶胶形成基质的未包裹在导热且阻燃的包装材料中的下游部分的长度介于约3毫米和约10毫米之间。换言之，优选的是，气溶胶形成基质向下游延伸超出导热且阻燃的包装材料约3毫米至约10毫米。更优选的是，气溶胶形成基质向下游延伸超出导热且阻燃的包装材料至少约4毫米。
优选的是，气溶胶形成基质包括至少一种气溶胶形成物和响应于加热能够散发挥发性化合物的至少一种材料。
至少一种气溶胶形成物可以是任何合适的已知化合物或化合物的混合物，所述化合物或化合物的混合物在使用中可促进形成致密且稳定的气溶胶，并且在吸烟制品的操作温度下基本能够抵抗热降解。合适的气溶胶形成物在本领域中众所周知，并且包括例如多元醇、多元醇酯(如单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯或三醋酸甘油酯)以及一元羧酸酯、二羧酸酯或多羧酸酯(如十二烷二酸二甲酯和十四烯二酸二甲酯)。用在根据本发明的吸烟制品中的优选气溶胶形成物为多元醇或其混合物，如二缩三乙二醇、1,3-丁二醇，最优选的是丙三醇。
优选的是，响应于加热能够散发挥发性化合物的材料是一定量的植物性材料，更优选的是一定量的均质化植物性材料。例如，气溶胶形成基质可包括一种或多种源自植物的材料，这些植物包括但不限于：烟草；茶，例如绿茶；薄荷；月桂；桉树；罗勒；鼠尾草；马鞭草；以及龙蒿。植物性材料可包含添加剂，这些添加剂包括但不限于保湿剂、调味剂、粘结剂及它们的混合物。优选的是，植物性材料主要由烟草材料组成，最优选的是主要由均质烟草材料构成。
优选的是，根据本发明的吸烟制品包括含有尼古丁的气溶胶形成基质。更优选的是，根据本发明的吸烟制品包括含有烟草的气溶胶形成基质。
根据本发明的吸烟制品可以包括根据本发明的热源以及紧邻热源下游的气溶胶形成基质。在此类实施例中，气溶胶形成基质可以邻接热源。
替代地，根据本发明的吸烟制品可以包括根据本发明的热源以及位于热源下游的气溶胶形成基质，其中气溶胶形成基质与热源隔开。
根据本发明的吸烟制品可包括不可燃且基本不透气的阻障，该阻障位于热源的下游端和气溶胶形成基质的上游端之间。
此阻障可邻接热源的下游端和气溶胶形成基质的上游端中的一个或两个。
此阻障可粘附或以其他方式附着到热源的下游端和气溶胶形成基质的上游端中的一个或两个。
在某些实施例中，此阻障包括设置在热源的下游端面上的阻障涂层。在此类实施例中，优选的是，此阻障包括设置在热源的至少基本整个下游端面上的阻障涂层。更优选的是，此阻障包括设置在热源的整个下游端面上的阻障涂层。
本文中使用的术语“涂层”用于说明覆盖并粘附到热源上的材料层。
此阻障可有利地限制在点燃或燃烧热源的过程中气溶胶形成基质所处的温度，从而帮助避免或减少在使用吸烟制品的过程中气溶胶形成基质的热降解或燃烧。
根据吸烟制品的所需特性和性能，此阻障可具有较低的导热系数或较高的导热系数。在某些实施例中，此阻障可由在23℃和50％相对湿度下使用改进的瞬态平面热源(MTPS)方法测得的体导热系数介于约0.1毫瓦/米开(W/(m·K))和约200毫瓦/米开(W/m·K)之间的材料形成。
此阻障的厚度可经过适当调整以实现良好的吸烟性能。在某些实施例中，此阻障的厚度可介于约10微米和约500微米之间。
此阻障可使用在点燃及燃烧芯的过程中热源达到的温度下基本热稳定且不可燃的一种或多种合适材料形成。合适材料在本领域中是众所周知的，并且包括但不限于，粘土(例如，膨润土和高岭石)、玻璃、矿物、陶瓷材料、树脂、金属和它们的组合。
可形成阻障的优选材料包括粘土和玻璃。可形成阻障的更优选材料包括铜、铝、不锈钢、合金、氧化铝(Al2O3)、树脂和矿物胶。
根据本发明的吸烟制品可以包括根据本发明的盲热源。
本文中使用的术语“盲”用于说明这样的根据本发明的吸烟制品的热源，在该热源中，被抽吸通过吸烟制品以供使用者吸入的空气不经过沿着热源的任何气流通道。
本文中使用的术语“气流通道”用于说明沿着热源的长度延伸的通道，通过该通道向下游抽吸空气以供使用者吸入。
在根据本发明的包括盲热源的吸烟制品中，从热源到气溶胶形成基质的热传输主要通过传导进行，并且气溶胶形成基质的对流加热被最小化或减少。这有利地帮助最小化或减少使用者的抽吸模式对根据本发明的包括根据本发明的盲热源的吸烟制品的主流气溶胶的组成的影响。
应了解，根据本发明的吸烟制品可包括这样的盲热源，所述盲热源包括一个或多个封闭或堵塞的通道，空气无法被抽吸通过这些通道以供使用者吸入。例如，根据本发明的吸烟制品可包括这样的盲热源，所述盲热源包括从热源的上游端面仅部分沿着热源的长度延伸的一个或多个封闭通道。
在此类实施例中，包括一个或多个封闭空气通道会增大热源暴露于来自空气的氧气的表面积，并可有利地促进热源的芯的点燃和持续燃烧。
在其他实施例中，根据本发明的吸烟制品可包括根据本发明的非盲热源。
本文中使用的术语“非盲”用于说明根据本发明的吸烟制品的这样的热源，在该热源中，被抽吸通过吸烟制品以供使用者吸入的空气通过沿着热源的一个或多个气流通道。
在根据本发明的包括非盲热源的吸烟制品，气溶胶形成基质通过传导和对流加热。在使用中，当使用者抽吸根据本发明的包括非盲热源的吸烟制品时，空气被向下游抽吸通过沿着热源的一个或多个气流通道。吸入的空气经过气溶胶形成基质，然后向下游朝向吸烟制品的嘴端行进。
根据本发明的吸烟制品可包括这样的非盲热源，该非盲热源包括沿着热源的一个或多个封闭气流通道。
本文中使用的术语“封闭”用于说明气流通道沿它们的长度被热源包围。
例如，根据本发明的吸烟制品可包括这样的非盲热源，该非盲热源包括一个或多个封闭气流通道，所述一个或多个封闭气流通道沿着热源的整个长度延伸穿过热源的芯的内部。
替代地或此外，根据本发明的吸烟制器可包括这样的非盲热源，该非盲热源包括沿着热源的一个或多个非封闭气流通道。
例如，根据本发明的吸烟制品可包括这样的非盲热源，该非盲热源包括沿着热源的外部沿着至少热源的长度的下游部分延伸的一个或多个非封闭气流通道。
在某些实施例中，根据本发明的吸烟制品可包括具有一个、两个或三个气流通道的非盲热源。在某些优选实施例中，根据本发明的吸烟制品包括具有延伸穿过热源的芯的内部的单个气流通道的非盲热源。在某些特别优选的实施例中，根据本发明的吸烟制品包括具有延伸穿过热源的芯的内部的单个基本上中心或轴向的气流通道的非盲热源。在此类实施例中，优选的是，单个气流通道的直径介于约1.5毫米和约3毫米之间。
应了解，在根据本发明的吸烟制品包括具有设置在非盲热源的下游端面上的阻障涂层的阻障且所述非盲热源包括沿着热源的一个或多个气流通道的情况下，阻障涂层应允许空气被向下游抽吸通过一个或多个气流通道。
在根据本发明的吸烟制品包括非盲热源的情况下，吸烟制品可在热源和一个或多个气流通道之间进一步包括不可燃且基本不透气的阻障，以将非盲热源与抽吸通过吸烟制品的空气隔离。
在某些实施例中，此阻障可粘附或以其他方式附着到热源。
优选的是，此阻障包括设置在一个或多个气流通道的内表面上的阻障涂层。更优选的是，此阻障包括设置在一个或多个气流通道的至少基本整个内表面上的阻障涂层。最优选的是，此阻障包括设置在一个或多个气流通道的整个内表面上的阻障涂层。
替代地，阻障涂层可通过将衬垫***到一个或多个气流通道来提供。例如，在根据本发明的吸烟制品包括具有延伸穿过热源的芯的内部的一个或多个气流通道的非盲热源的情况下，可将不可燃且基本不透气的空心管***到一个或多个气流通道中的每一个。
阻障可有利地基本上防止或抑制在点燃和燃烧热源芯期间形成的燃烧和分解产物进入被沿着一个或多个气流通道向下游抽吸的空气。
此阻障还可有利地基本上防止或抑制在使用者吸烟过程中激活热源的芯的燃烧。
根据吸烟制品的所需特性和性能，此阻障可具有较低的导热系数或较高的导热系数。优选的是，此阻障具有较低的导热系数。
此阻障的厚度可经过适当调整以实现良好的吸烟性能。在某些实施例中，此阻障的厚度可介于约30微米和约200微米之间。在一个优选实施例中，此阻障的厚度介于约30微米和约100微米之间。
此阻障可使用一种或多种合适材料形成，所述一种或多种合适材料在点燃及燃烧芯的过程中热源达到的温度下基本热稳定且不可燃。合适材料在本领域中是众所周知的，并且包括但不限于，例如：粘土；金属氧化物，如氧化铁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化硅-氧化铝、氧化锆和氧化铈；沸石；磷酸锆；以及其他陶瓷材料，或它们的组合。
可形成阻障的优选材料包括粘土、玻璃、铝、铁的氧化物和它们的组合。根据需要，可在阻障中添加催化成分，如促进将一氧化碳氧化为二氧化碳的成分。合适的催化成分包括但不限于例如铂、钯、过渡金属及它们的氧化物。
在根据本发明的吸烟制品包括位于热源的下游端与气溶胶形成基质的上游端之间的阻障和位于热源与沿着热源的一个或多个气流通道之间的阻障的情况下，这两个阻障可由相同或不同材料形成。
根据本发明的吸烟制品可包括位于气溶胶形成基质下游的气流引导元件。气流引导元件限定气流通路，并将来自至少一个空气入口的空气沿着气流通路朝向吸烟制品的嘴端引导。
优选的是，至少一个空气入口设置在气溶胶形成基质的下游端与气流引导元件的下游端之间。优选的是，气流通路包括从至少一个空气入口沿着纵向向上游朝着气溶胶形成基质延伸的第一部分和从第一部分沿着纵向向下游朝着吸烟制品的嘴端延伸的第二部分。在使用过程中，通过至少一个空气入口吸入到吸烟制品中的空气通过气流通路的第一部分向上游朝向气溶胶形成基质行进，然后通过气流通路的第二部分向下游朝向吸烟制品的嘴端行进。
气流引导元件可包括端部开口的、基本不透气的空心体。在此类实施例中，端部开口的、基本不透气的空心体的外部限定气流通路的第一部分和气流通路的第二部分中的一个，并且端部开口的、基本不透气的空心体的内部限定气流通路的第一部分和气流通路的第二部分中的另一个。优选的是，端部开口的、基本不透气的空心体的外部限定气流通路的第一部分，并且端部开口的、基本不透气的空心体的内部限定气流通路的第二部分。
在一个优选实施例中，端部开口的、基本不透气的空心体是一个圆筒，更优选的是一个直圆筒。
在另一优选实施例中，端部开口的、基本不透气的空心体是一个截锥体，优选的是一个截头圆锥体。
端部开口的、基本不透气的空心体可邻接气溶胶形成基质。替代地，端部开口的、基本不透气的空心体可延伸到气溶胶形成基质中。
基本不透气的空心体可由一种或多种适当的不透气材料形成，所述一种或多种适当的不透气材料在通过从热源传输热量至气溶胶形成基质而产生的气溶胶的温度下基本热稳定。合适的材料在本领域中是众所周知的，并且包括但不限于纸板、塑料、陶瓷和它们的组合。
根据本发明的吸烟制品可进一步包括位于气溶胶形成基质下游且位于气流引导元件(如果有的话)下游的膨胀室。包括膨胀室有利地允许进一步冷却通过从热源传输热量至气溶胶形成基质而产生的气溶胶。膨胀室还有利地允许通过选择适当长度的膨胀室将根据本发明的吸烟制品的整个长度调节为所需值，例如调节为类似传统香烟的长度。优选的是，膨胀室为细长的空心管。
根据本发明的吸烟制品可进一步包括位于吸烟制品嘴端的烟嘴(mouthpiece)。在此类实施例中，烟嘴位于气溶胶形成基质下游，并且位于气流引导元件和膨胀室(如果有的话)的下游。优选的是烟嘴的过滤效率较低，更优选的是烟嘴的过滤效率极低。烟嘴可为单区段或单组件烟嘴。替代地，烟嘴也可为多区段或多组件烟嘴。
烟嘴可包括例如一个或多个过滤区段，所述一个或多个过滤区段包括醋酸纤维素、纸张或其它合适的已知过滤材料。替代地或此外，烟嘴可包括一个或多个包括吸收剂、吸附剂、调味剂和其他气雾改性剂和添加剂或它们的组合的区段。
优选的是，根据本发明的吸烟制品包括至少包围热源的后部、气溶胶形成基质和吸烟制品的位于气溶胶形成基质下游的任何其他组件的外包装材料。外包装材料可由任何合适的材料或材料组合形成。合适材料在本领域中是众所周知的，并且包括但不限于卷烟纸。
根据需要，可以在根据本发明的吸烟制品的热源的下游的位置提供通风装置。例如，如果存在的话，通风装置可以设置在沿着根据本发明的吸烟制品的烟嘴的位置。
根据本发明的吸烟制品可使用已知方法和机械组装。
描述的与本发明一方面相关的特征也适用于本发明的其他方面。特别是，描述的与根据本发明的热源相关的特征也适用于根据本发明的吸烟制品，反之亦然。
附图说明
将参考附图仅通过示例的方式进一步描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的热源的示意性立体图；
图2示出了根据本发明的吸烟制品的示意性纵向剖视图；以及
图3示出了照片，该照片示出了对根据本发明的三种吸烟制品和示例中描述的对比性吸烟制品进行的易燃性试验的结果。
具体实施方式
图1中显示的热源2是具有上游端4和相对下游端6的大体圆柱形热源，所述圆柱形热源包括大体圆柱形的可燃碳芯8和整体、不可燃且绝热的环形***层10。芯8从热源2的上游端4延伸到热源2的下游端6，***层10从热源2的上游端4仅部分沿着热源2的长度延伸。
***层10包围芯8的上游部分12。如图1所示，芯8的下游部分14未由***层10包围。
芯8的上游部分12的直径小于芯8的下游部分14的直径。直径差异基本上等于***层10的厚度的两倍。因此，热源2的直径基本恒定。
表1中提供了图1中所示的根据本发明的热源2的一些示例性尺寸。
尺寸 毫米
A 9
B 4
C 7.8
D 1.3
表1
在某些实施例中，芯8的被***层10包围的上游部分12和芯8的未被***层10包围的下游部分14具有相同的组成。
在其他实施例中，芯8的被***层10包围的上游部分12可为芯的第一层，芯8的未被***层10包围的下游部分14可为芯的第二层，其中第一层的组成与第二层的组成不同。
图1中显示的吸烟制品22包括对接同轴对准的根据本发明的图1所示的热源2、气溶胶形成基质24、气流引导元件26、膨胀室28和烟嘴30。热源2、气溶胶形成基质24、气流引导元件26、膨胀室28和烟嘴30采用由透气度低的卷烟纸制成的外包装材料32进行外包裹。
气溶胶形成基质24紧邻热源2的下游，并且包括均质烟草材料制成的圆柱塞34，所述圆柱塞34包括作为气溶胶形成物的丙三醇并由过滤塞包裹材料36围绕。
可在热源2的下游端与气溶胶形成基质24的上游端之间提供不可燃、基本不透气的阻障。例如，如图2a中所示，由不可燃、基本不透气的阻障涂层38构成的不可燃、基本不透气的阻障可以设置在热源2的整个下游端面上。
吸烟制品22进一步包含导热且阻燃的包装材料40，包装材料40围绕且直接接触热源2的芯8的下游部分14的后部14b和气溶胶形成基质24的邻接前部24a。如图2中所示，气溶胶形成基质24的后部未被导热且阻燃的包装材料40包围。导热且阻燃的包装材料40由铝箔的管状层组成。
同样由铝箔管组成的附加的导热且阻燃的包装材料42包围并与外包装材料32直接接触。附加的导热且阻燃的包装材料42覆盖在导热且阻燃的包装材料40上，并且外包装材料32设置在包装材料42和40之间。附加的导热且阻燃的包装材料42的长度大于导热且阻燃的包装材料40的长度。因此，附加的导热且阻燃的包装材料42向下游延伸超出导热且阻燃的包装材料40，并且覆盖气溶胶形成基质24的更大的一段长度。
气流引导元件26位于气溶胶形成基质24的下游，并且包括端部开口的、基本不透气的截头空心锥44，截头空心锥44例如由纸板制成。端部开口的截头空心锥44的下游端的直径与气溶胶形成基质24基本相同，并且端部开口的截头空心锥44的上游端的直径比气溶胶形成基质24的直径更小。
如图2中所示，气流引导元件26的端部开口的、基本不透气的截头空心锥44的上游端延伸至气溶胶形成基质24中。同样如图2中所示，在外包装材料32中，空气入口46沿着圆周布置，从而包围端部开口的、基本不透气的截头空心锥44。
膨胀室28位于气流引导元件26的下游，并且包括使用如纸板制成的端部开口的空心管48，空心管48的直径与气溶胶形成基质24基本相同。
吸烟制品22的烟嘴30位于膨胀室28的下游，并且包括圆柱塞50，所述圆柱塞50由过滤效率极低的醋酸纤维素丝束制成，并且由过滤塞包裹材料52包围。烟嘴30可由一圈水松纸(未显示)包围。
气流通路在空气入口46和吸烟制品22的烟嘴30之间延伸。由气流引导元件26的端部开口的空心锥44的外部和外包装材料32界定的体积形成气流通路的第一部分，所述气流通路的第一部分从空气入口46向纵向上游延伸至气溶胶形成基质24。由气流引导元件26的端部开口的空心锥44的内部界定的体积形成气流通路的第二部分，所述第二部分在气溶胶形成基质24和膨胀室28之间沿着纵向向下游朝向吸烟制品22的烟嘴30延伸。
在使用中，当消费者抽吸吸烟制品22的烟嘴30时，冷空气(如图2中的虚线箭头所示)通过空气入口46被吸入到吸烟制品22内。吸入的空气沿着气流通路的位于气流引导元件26的端部开口的空心锥44的外部和外包装材料32之间的第一部分向上游到达气溶胶形成基质24。
气溶胶形成基质24的前部24a通过热源2的芯8的下游部分14的邻接后部14b和导热且阻燃的包装材料40以传导方式加热。附加的导热且阻燃的包装材料42保持吸烟制品22内的热量，以便在吸烟过程中帮助保持导热且阻燃的包装材料40的温度。这又有助于保持气溶胶形成基质24的温度，以促进持续增强的气溶胶输送。此外，导热且阻燃的包装材料42沿气溶胶形成基质24将热量传递超过导热且阻燃的包装材料40的下游端。这有助于通过气溶胶形成基质24的更大体积来散热，这又有助于提供更一致的逐口(puff-by-puff)气溶胶输送。
加热气溶胶形成基质24会从均质烟草材料制成的塞36释放出挥发性和半挥发性的化合物及丙三醇，这些挥发性和半挥发性的化合物及丙三醇形成气溶胶，在空气流过气溶胶形成基质24时，所形成的气溶胶被夹带在吸入的空气中。吸入的空气和所夹带的气溶胶(如图2中的点划线箭头所示)沿气流通路的第二部分向下游通过气流引导元件26的端部开口的空心锥44的内部而到达膨胀室28，在膨胀室28中，吸入的空气和所夹带的气溶胶冷却并冷凝。然后，冷却的气溶胶向下游通过吸烟制品22的烟嘴30并进入到消费者的嘴中。
热源2的下游端面上设置的不可燃、基本不透气的阻障涂层38将热源2与通过吸烟制品22的气流通路隔离，这样在使用中，沿气流通路的第一部分和第二部分被抽吸通过吸烟制品22的空气不会直接接触热源2。
通过降低热源2的未被导热且阻燃的包装材料40和附加的导热且阻燃的包装材料42包围的部分的温度，包围热源2的芯8的上游部分12的整体、不可燃且绝热的环形***层10有助于降低吸烟制品22在使用期间和使用后的易燃性(ignition propensity)。
表2中提供了根据本发明的图2中所示的吸烟制品2的一些示例性尺寸，该吸烟制品2包括根据本发明的图1中所示的热源2，该热源2的尺寸如表1中所示。
距热源上游端的距离(毫米)
E 10
F 13
表2
示例
如图2中所示、具有表2所示尺寸的根据本发明的吸烟制品通过使用如图1中所示的根据本发明的热源2手动组装而成，所述热源2的组成在表3中给出，并且尺寸在表1和3给出。
为了进行比较，使用具有表3所示的组成的相同尺寸的热源手动组装了构造和尺寸相同的吸烟制品。
所有热源都通过手动按压制成。
吸烟制品的易燃性通过三次重复实验获得。在标准过滤器保持件的顶部放置了十个沃特曼(Whatman)过滤器，并使用三张纸板限制气流干扰。
吸烟制品的热源使用黄色火焰打火机点燃。在点燃后，由于暴燃的正面从热源的上游端向下游端移动，所以热源表面的颜色发生改变。在暴燃的正面已经到达热源的下游端后的三十秒，吸烟制品水平置于十个沃特曼过滤器的顶部上。
吸烟制品留在沃特曼过滤器上，直至熄灭或至少持续10分钟。然后，从过滤器保持件上取下沃特曼过滤器，并对十个沃特曼过滤器分别进行拍照。
根据表3中所示的每个示例的一个代表性重复的吸烟制品的第一个(最上面的)、第三个、第六个和第十个(最下面的)沃特曼过滤器的照片如图3所示。
表3
如图3中所示，用于比较示例的吸烟制品的第一个、第三个、第六个和第十个过滤器都进行了标记。相比之下，用于根据本发明的示例1、2和4的吸烟制品的第三个、第六个和第十个过滤器未做标记，并且用于根据本发明的示例3的吸烟制品的第六个和第十个过滤器未做标记。
这表明，提供根据本发明的包围热源的可燃碳芯的上游部分的整体、不可燃且绝热的***层可降低根据本发明的吸烟制品的表面温度，由此降低其易燃性。
上述实施例和示例旨在阐述而非限制本发明。可实施本发明的其他实施例，并应了解本文所述的特定实施例和示例并不是限制性的。

Claims (15)

1.一种用于吸烟制品的热源，所述热源具有上游端和相对的下游端，所述热源包括：
能够燃烧的碳芯；以及
整体的不可燃且绝热的***层，
其中，所述碳芯从热源的上游端延伸至热源的下游端，所述***层从热源的上游端仅部分沿着热源的长度延伸并包围所述碳芯的上游部分。
2.根据权利要求1所述的热源，其中，***层的长度至少比热源的长度小约2毫米。
3.根据权利要求1或2所述的热源，其中，热源的直径基本恒定。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的热源，其中，***层包括按干重计至少90％的绝热材料。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的热源，其中，***层包括至少一种前体材料，在点燃碳芯时，所述至少一种前体材料会分解，以形成至少一种绝热材料。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的热源，其中，***层包括至少一种从由粘土、卫生陶瓷、工业陶瓷和岩石组成的组中选择的绝热材料。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的热源，其中，***层包括至少一种从由硅藻土、石膏和膨润土组成的组中选择的绝热材料。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的热源，其中，所述碳芯包括至少一种点火助剂。
9.根据权利要求8所述的热源，其中，所述碳芯包含：
包括碳的第一层；以及
包括至少一种点火助剂的第二层，
其中，所述第一层的组成与所述第二层的组成不同。
10.根据权利要求9所述的热源，其中，所述第二层进一步包括碳。
11.根据权利要求9或10所述的热源，其中，所述第一层进一步包括至少一种点火助剂。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的热源，其中，所述第一层包括碳和至少一种点火助剂，所述第二层包括碳和至少一种点火助剂，其中，所述第一层中的碳与点火助剂的干重比率与所述第二层中的碳与点火助剂的干重比率不同。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的热源，其中，所述第二层位于第一层的下游。
14.一种吸烟制品，所述吸烟制品包括：
根据权利要求1至13中的任一项所述的热源；
位于所述热源下游的气溶胶形成基质；以及
导热且阻燃的包装材料，所述包装材料围绕并直接接触所述气溶胶形成基质的上游部分和所述热源的碳芯的下游部分。
15.一种吸烟制品，所述吸烟制品包括：
根据权利要求13所述的热源；
位于所述热源下游的气溶胶形成基质；以及
导热且阻燃的包装材料，所述包装材料围绕并直接接触所述气溶胶形成基质的上游部分和所述热源的碳芯的第二层的至少下游部分。
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