CN110602954A - 具有隔绝的热源的气溶胶生成制品 - Google Patents

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Abstract

一种气溶胶生成制品(2)，包括气溶胶形成基质(4)、可燃热源(3)和包围所述可燃热源(3)的长度的至少一部分的至少一层陶瓷纸(5)。所述至少一层陶瓷纸(5)包含纤维素衍生物粘结剂。

Description

具有隔绝的热源的气溶胶生成制品
技术领域
本发明涉及一种包括气溶胶形成基质和可燃热源的气溶胶生成制品以及用于形成此气溶胶生成制品的方法。
背景技术
所属领域中已提出其中烟草被加热而非燃烧的数种气溶胶生成制品。此种‘加热式’气溶胶生成制品的一个目的是减少因可燃香烟中的烟草燃烧和热降解而产生的已知类型的有害烟雾成分。在一种已知类型的加热式气溶胶生成制品中，通过将热从可燃热源传递到邻近可燃热源定位的气溶胶形成基质来生成气溶胶。在气溶胶生成期间，挥发性化合物通过来自可燃热源的热传递从气溶胶形成基质释放且夹带在被抽吸通过气溶胶生成制品的空气中。随着所释放的化合物冷却，化合物凝结以形成由使用者吸入的气溶胶。
用在加热式气溶胶生成制品中的可燃热源的燃烧温度不应高得导致气溶胶形成基质在加热式气溶胶生成制品的使用期间燃烧或热降解。然而，尤其是在早期抽吸期间，可燃热源的燃烧温度应高得足以生成足够热来从气溶胶形成基质释放足够挥发性化合物以产生可接受气溶胶。
所属领域中已提出用在加热式气溶胶生成制品中的各种可燃热源。用在加热式气溶胶生成制品中的可燃热源的燃烧温度通常介于约600℃与800℃之间。
已知将隔离部件围绕加热式气溶胶生成制品的可燃热源的周缘包裹，以便降低加热式气溶胶生成制品的表面温度。然而，已发现此类隔离部件可能降低可燃热源在可燃热源的燃烧期间的温度，从而有可能减弱热源加热气溶胶形成基质以生成气溶胶的效果。这种效果在隔离部件大体上延伸可燃热源的长度的情况下尤其明显。此类隔离部件还可能抑制可燃热源的持续燃烧，使得可燃热源燃烧的持续时间减少。
期望的是提供一种气溶胶生成制品，其具有降低的接近热源的表面温度、可接受外观，且可以简单可靠的方式组装。还将需要提供一种气溶胶生成制品，其在早期抽吸和稍后抽吸期间均生成可接受的气溶胶。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种气溶胶生成制品，其包括气溶胶形成基质、可燃热源和包围可燃热源的长度的至少一部分的至少一层陶瓷纸。该至少一层陶瓷纸包含纤维素衍生物。
在使用时，可燃热源可由例如打火机等外部热源点燃，且可开始燃烧。燃烧热源可加热气溶胶形成基质，使得气溶胶形成基质的挥发性化合物汽化。当使用者抽吸气溶胶生成制品时，空气可被抽吸到气溶胶生成制品中且与来自受热气溶胶形成基质的蒸气混合以形成气溶胶。气溶胶可被抽吸出气溶胶生成制品，且被递送给使用者以供使用者吸入。
包围可燃热源的长度的至少一部分的至少一层陶瓷纸可将可燃热源隔热。这可降低气溶胶生成制品在可燃热源处的表面温度。至少一层陶瓷纸还可允许足够的空气通过层，使得可燃热源的燃烧可基本上不受阻。
如本文中所使用，术语‘纸’用以描述纤维薄垫或片。通常，本文中所描述的纸由压制成薄片或垫的纤维浆料制成。本发明的纸可包括编织纤维。然而，本发明的纸通常包括非编织物纤维。本发明的纸的纤维可以是随机交织的。本文中所描述的纸通常很薄。换句话说，纤维垫或片的厚度或深度基本上小于垫或片的其他尺寸，例如垫或片的长度和宽度。通常，本文中所描述的纸是柔性的。换句话说，本文中所描述的纸可被弯曲或塑形，以便围绕可燃热源的圆周包裹，使得纸包围可燃热源的至少一部分。
如本文中所使用，术语‘陶瓷纸’用以描述包括陶瓷材料的纸。换句话说，术语“陶瓷纸”用于描述包括陶瓷材料的薄垫或纤维片。如本文中所用，术语‘陶瓷纸’和‘陶瓷纤维纸’可互换地使用。
本发明的陶瓷纸包含陶瓷材料的纤维。陶瓷纸可包含陶瓷材料编织纤维。陶瓷纸可包含陶瓷材料非编织纤维。陶瓷纸可包含纤维状陶瓷材料，所述纤维状陶瓷材料包括陶瓷纤维棉絮、陶瓷纤维棉胎和陶瓷纤维毛绒中的至少一种。在一些实施方案中，陶瓷纸可仅包括陶瓷材料纤维。换句话说，在一些实施方案中，陶瓷纸可能不包括非陶瓷材料纤维。
陶瓷纸可包括其他形式的陶瓷材料，包含颗粒状陶瓷材料。陶瓷纸可包括多于一种形式的陶瓷材料，例如纤维状陶瓷材料和颗粒状陶瓷材料。
陶瓷材料可包括任何合适的陶瓷材料。陶瓷材料可包括晶质陶瓷材料。陶瓷材料可包括半晶质陶瓷材料。陶瓷材料可包括非晶质陶瓷材料。陶瓷材料可以是非晶形的。陶瓷材料可以是半晶质的。陶瓷材料可以是晶质的。
如本文中所使用，术语‘陶瓷材料’涵盖玻璃。如本文中所使用，术语‘玻璃’用以描述在玻璃化转变温度下呈现玻璃化转变的材料。通常，术语‘玻璃’在本文中用以描述非晶体或无定形固体材料。然而，术语‘玻璃’还涵盖包括晶体组分和非晶体组分的材料。包括晶体组分和非晶体组分两者的玻璃材料可被称为‘玻璃陶瓷’材料。
本发明的玻璃材料的特性可由玻璃的形成方法确定。如本文中所使用，术语‘玻璃’涵盖通过任何合适的方法形成的玻璃。形成玻璃的合适方法包含：熔化淬火；物理气相沉积；固态反应，包含热化学和机械化学反应；液态反应，例如溶胶-凝胶法；晶体固体的照射，例如辐射非晶化；以及压力非晶化(即在高压动作下形成)。
在一些实施方案中，陶瓷材料可包括玻璃。陶瓷材料可以是玻璃。玻璃可以是玻璃陶瓷材料。陶瓷纸可包括玻璃纤维。陶瓷纸可包括玻璃陶瓷纤维。
在一些实施方案中，陶瓷材料可能不包括玻璃。换句话说，陶瓷材料可包括除了玻璃之外的任何陶瓷材料。陶瓷材料可能不是玻璃材料。陶瓷材料可能不包括玻璃纤维。在这些实施方案中，陶瓷材料通常包括晶质陶瓷材料。
陶瓷材料可包括氧化物、碳化物、硼化物、氮化物和硅化物中的至少一种。举例来说，陶瓷材料可包括金属氧化物。陶瓷纸可包括二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)和二氧化锆(ZrO2)中的至少一种，所有这些被理解为陶瓷材料。举例来说，陶瓷纸可包括碱土金属硅酸盐毛绒、氧化铝硅酸盐毛绒或多晶毛绒中的至少一种。陶瓷纸可包括氧化铁(Fe2O3)、氧化钾(K2O)、氧化钠(Na2O)中的至少一种，所有这些被理解为陶瓷材料。
陶瓷纸可包括任何合适量的纤维状材料。陶瓷纸可包括至少约40重量百分比的陶瓷材料；至少约50重量百分比的陶瓷材料；或至少约60重量百分比的陶瓷材料。陶瓷纸可包括小于约99.99重量百分比的陶瓷纸材料；或小于约95重量百分比的陶瓷材料。例如，陶瓷纸可包括介于约50重量百分比与约99.99重量百分比之间的陶瓷材料。
陶瓷纸可包括非纤维状材料。非纤维状材料可包含水。
根据本发明的至少一层陶瓷材料包括纤维素衍生物粘结剂。在某些陶瓷纸中使用粘结剂将陶瓷材料固定在一起。粘结剂的提供还可改进陶瓷纸的机械性能。例如，粘结剂可使陶瓷纸不那么易脆以及更具柔性。这可有利地使至少一层陶瓷纸被包裹在可燃热源的至少一部分的周围。
如本文所使用，术语“纤维素衍生物粘结剂”用于描述包括纤维素衍生物的粘结剂。具体地说，纤维素衍生物粘结剂可包括通过将特定侧基添加到纤维素而形成的纤维素衍生物。
合适的纤维素衍生物包含但不限于：羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基甲基纤维素(HEC)、羟乙基纤维素、醋酸纤维素、纤维素酯和纤维素醚。优选的是，纤维素衍生物粘结剂包括羧甲基纤维素。
纤维素衍生物粘结剂可以以约0.01重量百分比至约20重量百分比的浓度分散在液体例如水中。
已经发现使用包含纤维素衍生物粘结剂的陶瓷纸有利地将陶瓷纤维固定在一起并且提供上述有利的机械性能。另外，已经发现当可燃热源被点燃和燃烧时，使用包含纤维素衍生物粘结剂的陶瓷纸不会产生难闻的气味。
至少一层陶瓷纸可包含任何量的纤维素衍生物粘结剂。至少一层陶瓷纸可包含至少约0.01重量百分比的纤维素衍生物粘结剂，至少约1重量百分比的纤维素衍生物粘结剂，至少约5重量百分比的纤维素衍生物粘结剂，或至少约10重量百分比的纤维素衍生物粘结剂。在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸可包含不超过或等于约40重量百分比的纤维素衍生物粘结剂，不超过约30重量百分比的纤维素衍生物粘结剂，或不超过约15重量百分比的纤维素衍生物粘结剂。至少一层陶瓷纸可包含约0.01重量百分比至约40重量百分比的纤维素衍生物粘结剂。陶瓷纸可包括非陶瓷材料。非陶瓷材料可包含聚合材料。非陶瓷材料可包含有机材料。非陶瓷材料可包含无机材料。
可通过例如颗粒加强等额外手段进一步加强陶瓷纸。举例来说，可使用碳黑粒子加强陶瓷纸。陶瓷纸可进一步包含任何其他合适的成分，包含但不限于二氧化钛、三水合铝以及可包含铁和锰的颜料。
陶瓷纸可包括任何合适量的非陶瓷材料。在一些实施方案中，陶瓷纸可仅包括陶瓷材料。换句话说，在一些实施方案中，陶瓷纸可能不包括任何非陶瓷材料。陶瓷纸可包括约0重量百分比的非陶瓷材料。陶瓷纸可包括介于0重量百分比与约25重量百分比之间的非陶瓷材料。陶瓷纸可包括：至少约0.5重量百分比的非陶瓷材料；至少约2重量百分比的非陶瓷材料；至少约10重量百分比的非陶瓷材料；至少约20重量百分比的非陶瓷材料；至少约30重量百分比的非陶瓷材料；至少约40重量百分比的非陶瓷材料；或至少约50重量百分比的非陶瓷材料。陶瓷纸可包括小于约40重量百分比的非陶瓷材料；小于约30重量百分比的非陶瓷纸材料；或小于约15重量百分比的非陶瓷材料。
在一些实施方案中，陶瓷纸可包括低生物持久性纤维。在一些特定的实施方案中，陶瓷纸的纤维材料可由低生物持久性纤维组成。
如本文所用，术语“生物持久性”是指完整纤维保留在人的呼吸***的肺和胸膜(胸腔)中的时间长度。
用于测量生物持久性的合适的短期测试包括短期吸入实验。示例性短期吸入实验包括将啮齿动物每天暴露于已知浓度的给定纤维类型中持续5天，每天6小时，然后定期进行处死以确定肺纤维负荷。在Bernstein,D.M.、C.Morscheidt、H.-G.Grimm、P.Thevenaz和U.Teichert.1996.Evaluation of soluble fibers using the inhalationbiopersistence model,a nine-fiber comparison.Inhalation Toxicol.8(4):345-385中描述了这样的过程。测量生物持久性的合适的替代短期测试包括气管内滴注实验，该气管内滴注实验包括通过气管内滴注用已知量的盐水中的纤维向啮齿动物给药，并将这些啮齿动物定期处死以确定肺纤维负荷。
短期吸入方法和气管内灌注方法的结果可以表示为加权清除率半时间(wt1/2)或从肺部(T90)清除90％纤维所需的时间。
如果通过吸入进行的短期生物持久性测试显示，长于20微米的纤维的加权半衰期为10天或更短，或者通过气管内滴注进行的短期生物持久性测试显示，长于20微米的纤维的加权半衰期为40天或更短，则纤维可被视为具有“低生物持久性”或是“低生物持久性的”，如1997年12月5日的欧洲委员会指令97/69/EC的注释Q所述。如果在气管内灌注2mg的细悬浮液，并且长度为5μm的纤维，则纤维也可以被视为“低生物力”或“低生物力学支架”，直径小于3μm，长度比超过3：1(WHO纤维)不超过40天，正如1999年10月26日欧洲委员会决定1999/836/EC第26季度的欧洲委员会决定第2季度所述，德国通知的矿产有关97/69/EC指令。
具有低生物持久性的材料可以通过一种机制从人的呼吸***中移除或清除。从呼吸***移除材料的一种示例性机制是物理移位，例如通过粘膜纤毛输送。从呼吸***移除材料的另一种示例性机制是化学溶解。如果材料在呼吸***的溶剂中的溶解度足够高，则该材料可被视为是“生物可溶的”。
在一些实施方案中，陶瓷纸可包括生物可溶性纤维。在一些特定的实施方案中，陶瓷纸的纤维材料可由生物可溶性纤维组成。
如本文所用，术语“生物可溶的”用于描述可溶于生物***的材料；特别地，用于描述可溶于人的呼吸***的材料。材料在人的呼吸***中的生物可溶性可能明显不同于材料在水中的可溶性。如本文所用，生物可溶性纤维被认为是低生物持久性纤维。
如本文所用，如果体外静态可溶性测试表明至少0.1g的物质溶解于100ml的人呼吸***的溶剂中，则该物质可被视为是“生物可溶的”。类似地，如果静态可溶性测试表明少于0.1g的物质溶解于100ml的人呼吸***的溶剂中，则该物质可被视为是生物不溶的。
合适的体外静态可溶性测试包括将要测试的物质的样品在37℃的温度下暴露于合适的溶剂中24小时。24小时后，可通过确定溶解液的组成或剩余样品的重量来测量溶解度。例如，使用溶解液的感应耦合等离子体光谱的元素分析可用于计算溶解液中所溶解样品的总质量。
在体外静态溶解度测试中用作人呼吸***溶剂的合适溶剂包括生理盐水溶液和人呼吸***溶剂的替代物，例如已知的模拟肺液(SLF)。已知合适的SLF包括pH为约4.5的人工溶酶体液(ALF)和pH为约7.4的Gamble溶液，其中人工溶酶体液类似于肺泡和肺中的间质巨噬细胞吞噬后其中的吸入颗粒会接触的流体，Gamble溶液类似于到肺深处的间质液。
如本文所用，如果体外动态可溶性测试表明物质在人呼吸***的溶剂中的溶出速率常数为至少150纳克每平方厘米每小时(ng/cm2·h)，则该物质也可被视为是生物可溶的。
合适的体外动态可溶性测试包括使合适的溶剂缓慢流过测试物质的样品，并测量纤维随时间的溶解度。为了确定样品的溶解度在很长一段时间内是否均匀，测试进行了很长一段时间，例如至少三周。更详细地，将合适的溶剂缓慢地泵送流过已经正常化到其表面积的纤维样品，使得总是向该样品提供新鲜溶液。特别合适的体外动态可溶性测试包括将合适的溶剂在37摄氏度的温度下以每小时5ml的速度流过要测试的样品持续1000小时。收集溶液并分析从纤维样品中浸出的元素的浓度。在测试期间多次收集溶液，例如每周两次，以确定随时间推移样品的溶解度是否均匀或恒定。
可通过确定溶解液的组成或剩余样品的重量来测量溶解度。例如，使用溶解液的感应耦合等离子体光谱的元素分析可用于在特定时间间隔计算溶解液中所溶解样品的总质量。由于样品的表面积和溶剂的流速是已知的，并且沥出液的浓度是从溶解度测试中确定的，因此这些值可用于通过已知方法确定溶解度。溶解率可以按每小时纳克/平方厘米的纳克/平方厘米表示。
在体外动态可溶性测试中用作人呼吸***溶剂的合适溶剂包括生理盐水溶液和SLF，如上文针对体外静态可溶性测试所述。
在B.D.Law、W.B.Bunn和T.W.Hesterberg(2008)Solubility of PolymericOrganic Fibers and Manmade Vitreous Fibers in Gambles Solution,InhalationToxicology,2:4,321-339,DOI:10.3109/08958379009145261中描述了一种特定的合适的体外动态可溶性测试。
生物可溶性材料可以是任何合适的生物可溶性材料。合适的生物可溶性材料包括碱土硅酸盐材料和高氧化铝低二氧化硅材料。
在一些优选的实施方案中，纤维材料包括碱土硅酸盐纤维。在一些特别优选的实施方案中，纤维材料基本上由碱土硅酸盐纤维组成。在一些特别优选的实施方案中，纤维材料由碱土硅酸盐纤维组成。
在本发明的一些实施方案中，陶瓷纸可包含约99.99重量百分比的纤维状碱土硅酸盐材料，例如碱土硅酸盐羊毛。
在本发明的一些实施方案中，陶瓷纸可包含：介于约50重量百分比与约99.99重量百分比之间的纤维状碱土硅酸盐材料。
在本发明的一些实施方案中，陶瓷纸可包含介于约60重量百分比与约70重量百分比之间的二氧化硅；介于约15重量百分比与约35重量百分比之间的氧化钙；介于约4重量百分比与约20重量百分比之间的氧化镁。
在本发明的一些实施方案中，陶瓷纸可包括：小于约40重量百分比的氧化铝；小于约10重量百分比的有机材料；以及小于约1重量百分比的水分。
上述组成物是指在已点燃陶瓷纸之后各种组分的重量百分比。
当前可商购的包含生物可溶性陶瓷纤维的陶瓷纸实例包括：FibrePaper、Fibre Flex Wrap、HT Fibre、PlusFibre和Plus 332-E；所有这些均购自Morgan Advanced Materials,plc。不含粘结剂的陶瓷纸也是合适的，例如来自Final Advanced Materials的Rescor 300BL，或来自DL-Thermal的无粘结剂生物可溶性纤维纸。一些不含粘结剂的陶瓷纸可能是合适的，这些不含粘合剂的陶瓷纸包含以下项中的至少一种：生物可溶性纤维；低生物持久性纤维；包含二氧化硅、氧化钙和氧化镁中的至少一种的纤维。一些包含碱土硅酸盐纤维的不含粘结剂的陶瓷纸可能是合适的。
在一些实施方案中，陶瓷纸可包含生物可溶性纤维和低生物持久性纤维中的一种或多种。生物可溶性和低生物持久性中的至少一种的合适材料的实例包括但不限于二氧化硅、氧化钙和氧化镁。生物可溶性和低生物持久性中的至少一种的特别合适的材料包括碱土金属硅酸盐。
陶瓷纸可具有低导热性。换句话说，陶瓷纸可以是良好的绝热体。举例来说，陶瓷纸在约23℃的温度下可具有介于约0.5到2W/mK之间的导热性。尤其是在陶瓷纸包含编织或非编织纤维状陶瓷材料的情况下观测到此低导热性。这可能是由于包括纤维状陶瓷材料的相对开放的、高度多孔的陶瓷纸结构，这减少了通过传导的热传递。
陶瓷纸可具有高空气渗透性。这可能是由于相对开放的、高度多孔的结构。至少一层陶瓷纸可充分渗透空气，以使可燃热源基本上不受阻地燃烧。举例来说，至少一层陶瓷纸可具有大于约4000(cm3/(min*cm2)的空气渗透性。
至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少一部分。本发明的至少一层陶瓷纸可基本上包围可燃热源的全长。这可使气溶胶生成制品能够得益于陶瓷纸的隔热性质，以在使用期间将表面温度降低到接近于热源，且得益于陶瓷纸的空气渗透性，从而使足够的环境空气能够达到可燃热源，以供可燃热源点燃且基本上不受阻地燃烧。
陶瓷纸可具有有利的机械性能。举例来说，由于陶瓷材料——尤其是若存在的话，陶瓷纤维——的加强效应，陶瓷纸可以是柔性的和可机械加工的。陶瓷纸可具有促进形成包围热源的长度的至少一部分的一层陶瓷纸的机械加工性。
如本文中所使用，术语‘层’用以描述大体上符合可燃热源的形状的材料主体。至少一层陶瓷纸可以是被布置成包围热源的任何合适类型的层。合适类型的层尤其包含包装纸和涂层。如本文中所使用，术语‘涂层’用以描述覆盖且粘附到热源的一层材料。
至少一层陶瓷纸可与可燃热源直接接触。至少一层陶瓷纸可与可燃热源间隔开。
至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少一部分。举例来说，至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的约一半。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的超过一半。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的约60％到约100％。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的至少约70％。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的至少约80％。至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的长度的至少约90％。至少一层陶瓷纸可基本上包围可燃热源的长度。
至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的整个长度。如本文中所使用，术语‘长度’用以描述气溶胶生成制品的组件或部分在气溶胶生成制品的纵向方向上的尺寸。
至少一层陶瓷纸可包围气溶胶形成基质的长度的约一半。有利的是，包围气溶胶形成基质的至少一层陶瓷纸可降低气溶胶形成基质处气溶胶生成制品的表面温度。
至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的下游端处的可燃热源。在气溶胶生成制品的正常操作期间，这可有利地降低气溶胶生成制品在最靠近使用者的可燃热源部分处的表面温度。
至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的上游端处的可燃热源。
至少一层陶瓷纸可包围上游端和下游端处的可燃热源。
可燃热源的未被覆盖部分可在本文中称作‘裸露’部分。本发明的至少一层陶瓷纸可被设置成覆盖或包围可燃热源的‘裸露’或未被覆盖部分。
在一些实施方案中，在上游端处，可燃热源的一部分可被至少一个额外层包围。至少一个额外层可以是香烟纸层。在这些实施方案中，可燃热源的上游部分是裸露部分。换句话说，可燃热源的上游部分未被所述至少一个额外层覆盖。在这些实施方案中，至少一层陶瓷纸可包围可燃热源的上游部分。至少一层陶瓷纸可包围从包围可燃热源的上游部分的至少一个额外层的上游端到可燃热源的下游端处或周围的可燃热源。因而，在这些实施方案中，可通过组合下游端处的至少一个额外层和上游端处的至少一层陶瓷纸而基本上沿着其长度包围可燃热源。在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸和至少一个额外层可沿着可燃热源的长度重叠。
可燃热源、气溶胶形成基质和至少一层陶瓷纸可被配置成基本上防止或抑制在可燃热源的燃烧期间气溶胶形成基质的温度超过约375℃。举例来说，可燃热源、气溶胶形成基质和至少一层陶瓷纸可被塑形、尺寸设定和布置成基本上防止或抑制在可燃热源的燃烧期间气溶胶形成基质的温度超过约375℃。这可保持气溶胶形成基质的完整性。举例来说，如果气溶胶形成基质包括一种或多种气溶胶形成剂，那么气溶胶形成剂可在高于约375℃温度下经历热解。举例来说，在甚至更高的温度下，且在气溶胶形成基质包括烟草的情况下，烟草可燃烧。
可燃热源、气溶胶形成基质和至少一层陶瓷纸可被配置成使得在可燃热源的燃烧期间使距气溶胶形成基质的近侧面2mm的气溶胶形成基质的温度处于至少约100℃，持续至少约6分钟的时段。
至少一层陶瓷纸可具有任何合适的厚度。通常，至少一层陶瓷纸是薄层。至少一层陶瓷纸的厚度可为至少约0.25毫米或至少约0.5毫米。至少一层陶瓷纸的厚度可小于约10毫米或小于约5毫米。至少一层陶瓷纸的厚度可介于约0.25毫米与约10毫米之间或介于约0.5毫米与约5毫米之间。
至少一层陶瓷纸可进一步包括一个或多个空气入口，例如一个或多个穿孔。一个或多个空气入口可进一步增大至少一层陶瓷纸的空气渗透性。
在本发明的一些实施方案中，气溶胶生成制品进一步包括一个或多个气流路径，可沿着所述气流路径将空气抽吸通过气溶胶生成制品以由使用者吸入。当使用者抽吸气溶胶生成制品时，空气可沿着一个或多个气流路径被抽吸到气溶胶生成制品中。
至少一层陶瓷纸可以是与一个或多个气流路径隔离，使得在使用中沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气不直接接触至少一层陶瓷纸。
在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸可与一个或多个气流路径间隔开，使得沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气不直接接触至少一层陶瓷纸。
在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸的一个或多个部分可被覆盖、涂布或囊封于纤维和粒子基本上不可渗透的材料中。被覆盖、涂布或囊封于纤维和粒子基本上不可渗透的材料中的至少一层陶瓷纸的一个或多个部分可被定位成接近于沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气。覆盖、涂布或囊封可将沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气与至少一层陶瓷纸的纤维和粒子隔离。
在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸的一个或多个部分可覆盖在一层纸中以将至少一层陶瓷纸与一个或多个气流路径隔离。所述一层纸可设置在至少一层陶瓷纸的内表面和至少一层陶瓷纸的外表面中的至少一个上。所述一层纸可设置在至少一层陶瓷纸的内表面和外表面两者上。纸层可包括层压纸。所述一层纸可与至少一层陶瓷纸共层压。所述一层纸可仅设置在至少一层陶瓷纸的邻近于气流路径的部分上。
至少一层陶瓷纸可以是基本上耐燃的。如本文中所使用，术语‘抗燃’是指在可燃热源的点燃和燃烧期间保持基本上完好的材料。包围可燃热源的长度的至少一部分的至少一层耐燃陶瓷纸的设置可有利地防止火焰或烟气从层中射出。这可基本上防止或抑制在可燃热源的燃烧期间从所述层释放出不合需要的排放物或气味。
在本发明的一些实施方案中，气溶胶生成制品进一步包括在可燃热源与气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的屏障。可燃热源与气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的阻挡层将可燃热源与一个或多个气流路径隔离，使得在使用中沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气不直接接触可燃热源。
根据本发明的气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质。如本文所使用，术语‘气溶胶形成基质’用于描述能够在加热后释放挥发性化合物的基质，其可形成气溶胶。由根据本发明的气溶胶生成制品的气溶胶形成基质生成的气溶胶可以是可见的或不可见的，且可包含蒸气(例如，呈气态的物质的细颗粒，其在室温下通常为液体或固体)以及冷凝蒸气的气体和液滴。
气溶胶形成基质可以是固态的。气溶胶形成基质在室温下可以是固态的。
气溶胶形成基质可包括至少一种气溶胶形成剂和至少一种能够响应于加热而发出挥发性化合物的材料。
所述至少一种气溶胶形成剂可以是任何合适的已知化合物或化合物的混合物，其在使用时促进密集和稳定气溶胶的形成，且在气溶胶生成制品的操作温度下基本上耐热降解。合适的气溶胶形成剂是本领域公知的，并包括例如多元醇，多元醇的酯(单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯或三乙酸甘油酯)，以及单羧酸、二羧酸或多羧酸的脂族酯(例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯)。用在根据本发明的气溶胶生成制品中的示范性气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如三乙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇。
能够响应于加热而发出挥发性化合物的材料可以是植物类材料的装料，例如均质植物类材料的装料。例如，气溶胶形成基质可包含来源于以下植物的一个或多个材料，所述植物包括但不限于：烟草；茶叶，例如绿茶；薄荷；月桂；桉树；罗勒；鼠尾草；马鞭草；和龙嵩。基于植物的材料可以包括添加剂，添加剂包括但不限于保湿剂、香味剂、粘结剂及其混合物。植物类材料可基本上由烟草材料、任选地均质烟草材料组成。
根据本发明的气溶胶生成制品可包括气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质包括尼古丁。举例来说，根据本发明的气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质包括烟草。
气溶胶形成基质可由滤嘴段包装包围。
根据本发明的气溶胶生成制品包括可燃热源，所述可燃热源被布置成加热气溶胶形成基质且与一个或多个气流路径隔离。
可燃热源可包括可燃材料的主体。可燃材料的主体可具有基本上恒定的直径。可燃材料的主体可具有沿着其长度恒定的直径。这可有利地简化制造可燃热源和气溶胶生成制品所涉及的过程。在一些实施方案中，可燃材料的主体可形成大体上圆形的圆柱形主体，其沿着其长度具有基本上恒定的直径。
可燃热源可以是含碳热源。如本文中所使用，术语‘含碳’用以描述包括碳的可燃热源。优选的是，用在根据本发明的气溶胶生成制品中的可燃含碳热源具有按30可燃热源的干重计至少约35％、更优选地至少约40％、最优选地至少约45％的碳含量。
根据本发明的可燃热源可以是可燃碳基热源。如本文使用的，术语‘碳基热源’用于描述主要由碳组成的热源。
用在根据本发明的气溶胶生成制品中的可燃碳基热源可具有按可燃碳基热源的干重计至少约50％、优选地至少约60％、更优选地至少约70％、最优选地至少约80％的碳含量。
本发明的可燃热源与穿过气溶胶生成制品的一个或多个气流路径隔离。如本文中所用，术语‘气流路径’用以描述空气可沿着其被抽吸通过气溶胶生成制品以供使用者吸入的路线。如本文所使用，术语‘上游’和‘下游’用以描述气溶胶生成制品的组件相对于当使用者抽吸气溶胶生成制品时空气流动通过一个或多个气流路径的方向的相对方向和位置。
将可燃热源与气溶胶生成制品的一个或多个气流路径隔离可基本上防止或抑制对可燃热源在使用者抽吸期间的燃烧的启用。这可基本上阻止或抑制在使用者抽烟期间气溶胶形成基质温度突增。这可大体上防止或抑制气溶胶形成基质在剧烈的抽吸状态下燃烧或热解。这可基本上防止或抑制由气溶胶生成制品生成的气溶胶的组成因使用者的抽吸状态而改变。
将可燃热源与一个或多个气流路径隔离还可基本上防止或抑制燃烧和分解产物以及在可燃热源的点燃和燃烧期间形成的其他材料进入沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气。
本发明的隔离的可燃热源可包括堵塞型热源。如本文中所使用，术语‘堵塞型’用以描述可燃热源，其中被抽吸通过气溶胶生成制品以供使用者吸入的空气不穿过沿着可燃热源的气流通道。由此，堵塞型可燃热源与气溶胶形成基质之间的热传递主要通过传导性热传递发生。
通过不提供通过可燃热源的气流通道，可减少或最小化可燃热源与气溶胶形成基质之间的对流热传递。减少可燃热源与气溶胶形成基质之间的对流热传递可基本上防止或抑制气溶胶形成基质在使用者抽吸期间的温度剧增。这可大体上防止或抑制气溶胶形成基质在剧烈的抽吸状态下燃烧或热解。这可基本上防止或抑制由气溶胶生成制品生成的气溶胶的组成因使用者的抽吸状态而改变。这还可基本上防止或抑制燃烧和分解产物以及在可燃热源的点燃和燃烧期间形成的其他材料进入沿着一个或多个气流路径被抽吸通过气溶胶生成制品的空气。
本发明的隔离的可燃热源可包括非堵塞型热源。如本文中所使用，术语‘非堵塞型’用以描述热源，其中被抽吸通过气溶胶生成制品以供使用者吸入的空气穿过沿着热源的一个或多个气流通道。由此，非堵塞型可燃热源与气溶胶形成基质之间的热传递可通过传导性热传递和通过沿着一个或多个气流通道的对流热传递发生。
如本文中所使用，术语‘气流通道’用以描述沿着可燃热源的长度延伸的通道，空气可通过所述通道抽吸到下游以供使用者吸入。由此，本发明的气溶胶生成制品可能不包括一个或多个气流通道。
可燃热源与气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的屏障可包括与可燃热源的近端和气溶胶形成基质的远端中的一个或两个邻接的第一屏障。第一屏障可有助于使可燃热源与气溶胶生成制品的一个或多个气流路径隔离。第一屏障可将最大温度降低到气溶胶形成基质在可燃热源的点燃或燃烧期间暴露到的温度，且可基本上防止或抑制气溶胶形成基质在气溶胶生成制品的使用期间热降解或燃烧。
如本文中所使用，术语‘不可燃’用以描述在可燃热源在其燃烧或点燃期间所达到的温度下基本上不可燃的材料。
如本文中所使用，术语‘不透气’用以描述基本上防止或抑制空气从中穿过的材料。
第一阻挡层可邻接可燃热源的近侧端和气溶胶形成基质的远侧端中的一个或两个。第一屏障可粘合或以其他方式附连到可燃热源的近端和气溶胶形成基质的远端中的一个或两个。
第一屏障可包括提供于可燃热源的近侧面上的第一屏障涂层。在此类实施方案中，第一屏障可包括提供于可燃热源的至少基本上整个近侧面上的第一屏障涂层。第一屏障可包括提供于可燃热源的整个近侧面上的第一屏障涂层。可通过任何合适的方法，例如WO-A1-2013120855中所描述的方法形成第一阻挡层涂层且将其施加到可燃热源的近侧面。
取决于气溶胶生成制品的所要特征和性能，第一屏障可具有低导热率或高导热率。在某些实施方案中，第一屏障可具有介于约0.1W/m.K与约200W/m.K之间的导热性。
第一屏障的厚度可适当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。在某些实施方案中，第一屏障的厚度可介于约10微米与约500微米之间。
第一屏障可由一种或多种合适的材料形成，所述材料在可燃热源在点燃和燃烧期间达到的温度下为基本上热稳定且不可燃的。合适的材料在所属领域中已为人所知并且包含但不限于粘土(如膨润土和高岭石)、玻璃、矿物质、陶瓷材料、树脂、金属和其组合。
可形成第一屏障的材料包含粘土和玻璃。可形成第一阻挡层的更多材料包含铜、铝、不锈钢、合金、氧化铝(Al2O3)、树脂和矿物胶。
在第一屏障包括金属或合金，例如铜、铝、不锈钢的情况下，第一屏障涂层可有利地充当可燃热源与气溶胶形成基质之间的热连接。这可改善从可燃热源到气溶胶形成基质的传导性热传递。
气溶胶生成制品还可包括在可燃热源的近端下游的一个或多个空气入口。在一些实施方案中，一个或多个空气入口在可燃热源的近端与气溶胶生成制品的近端之间。一个或多个空气入口可布置成使得空气可在不被抽吸通过可燃热源的情况下通过一个或多个空气入口被抽吸到气溶胶生成制品的一个或多个气流路径中。这可基本上防止或抑制气溶胶形成基质在使用者抽吸期间的温度剧增。
一个或多个空气入口可包括空气可通过其被抽吸到气溶胶生成制品中的任何合适的空气入口。举例来说，合适的空气入口包含孔、狭缝、狭槽或其他开孔。空气入口的数目、形状、大小和布置可恰当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。
一个或多个空气入口可布置在气溶胶形成基质处。一个或多个空气入口可被布置在气溶胶形成基质的远端与气溶胶形成基质的近端之间。在一个或多个空气入口布置在气溶胶形成基质处且气溶胶形成基质包括滤嘴段包装的情况下，滤嘴段包装可具有一个或多个开口来允许空气进入气溶胶形成基质中。一个或多个开口可以是空气可通过其被抽吸到气溶胶形成基质中的狭缝、槽或其他合适的孔口。开口的数目、形状、大小和布置可适当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。
可燃热源可包括一个或多个气流通道。换句话说，可燃热源可以是非堵塞型热源。一个或多个气流通道可沿着可燃热源的长度延伸。一个或多个气流通道可形成气溶胶生成制品的一个或多个气流路径的部分。
在可燃热源包括气溶胶生成制品中的一个或多个气流通道的情况下，可燃热源与气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的屏障还可包括可燃热源与可燃热源的一个或多个气流通道之间的第二屏障。
第二屏障可有助于使可燃热源与气溶胶生成制品的一个或多个气流路径隔离。第二屏障可将最大温度降低到气溶胶形成基质在可燃热源的点燃或燃烧期间所暴露到的温度，且因此帮助避免或减少气溶胶形成基质在气溶胶生成制品的使用期间的热降解或燃烧。
第二屏障可粘合或以其他方式附连到可燃热源。
第二屏障可包括设置在一个或多个气流通道的内表面上的第二屏障涂层。第二屏障可包括提供于一个或多个气流通道的至少基本上整个内表面上的第二屏障涂层。第二屏障可包括提供于一个或多个气流通道的整个内表面上的第二屏障涂层。
可通过将衬垫***到一个或多个气流通道中来提供第二屏障涂层。举例来说，在一个或多个气流路径包括延伸通过可燃热源内部的一个或多个气流通道的情况下，不可燃的基本上不透气的中空管可***到所述一个或多个气流通道中的每一个中。
第二屏障可有利地基本上防止或抑制在根据本发明的气溶胶生成制品的可燃热源的点燃和燃烧期间形成的燃烧和分解产物进入沿着一个或多个气流通道向下游抽吸的空气。
取决于气溶胶生成制品的所要特征和性能，第二屏障可具有低导热率或高导热率。第二屏障可具有低导热率。
第二屏障的厚度可适当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。在某些实施方案中，第二屏障的厚度可介于约30微米与约200微米之间。在实施方案中，第二屏障的厚度介于约30微米与约100微米之间。
第二屏障可由一种或多种合适的材料形成，所述材料在可燃热源在点燃和燃烧期间达到的温度下为基本上热稳定且不可燃的。合适的材料在本领域中是已知的，并且包括但不限于例如：粘土；金属氧化物，例如氧化铁、氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、氧化锆和氧化铈；沸石；磷酸锆；和其他陶瓷材料，或其组合。
可形成第二屏障的材料包含粘土、玻璃、铝、氧化铁和其组合。必要时，可以将催化成分，例如促进一氧化碳氧化成二氧化碳的成分，并入第二屏障中。合适的催化成分包含但不限于例如铂、钯、过渡金属和其氧化物。
在根据本发明的气溶胶生成制品包括在可燃热源的下游端与气溶胶形成基质的上游端之间的第一屏障和在可燃热源与沿着可燃热源的一个或多个气流通道之间的第二屏障的情况下，第二屏障可由与第一屏障相同或不同的一种或多种材料形成。
在第二屏障包括提供于一个或多个气流通道的内表面上的第二屏障涂层的情况下，可通过任何合适的方法，例如US-A-5,040,551和WO-A1-2013120855中所描述的方法将第二屏障涂层涂覆到一个或多个气流通道的内表面。
气溶胶生成制品还可包括至少包围可燃热源的近侧部分和气溶胶形成基质的远侧部分的一个或多个额外层。一个或多个额外层可包括以下中的至少一个：导热元件，用以将热从可燃热源传递到气溶胶形成基质；以及一层香烟纸。
导热元件可仅包围气溶胶形成基质的远侧部分。导热元件可基本上包围气溶胶形成基质的长度。导热元件可以与可燃热源和气溶胶形成基质中的至少一个直接接触。导热元件可不与可燃热源和气溶胶形成基质中的任一个直接接触。
导热元件可提供可燃热源与气溶胶形成基质之间的热连接。导热元件可大体上抗燃。
合适的导热元件可包含：金属箔包装纸或金属合金箔包装纸。金属箔包装材料可包含：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。导热元件可包括铝管。
由导热元件包围的可燃热源的近侧部分的长度可介于约2毫米与约8毫米之间或介于约3毫米与约5毫米之间。
未被导热元件包围的可燃热源的远侧部分的长度可介于约4毫米与约15毫米之间或介于约4毫米与约8毫米之间。
香烟纸层可至少包围可燃热源的近侧部分、气溶胶形成基质的长度以及接近气溶胶形成基质布置的气溶胶生成制品的任何其他组件。香烟纸层可基本上包围可燃热源的长度。在香烟纸层基本上包围可燃热源的长度的情况下，香烟纸层可在可燃热源处具有通风孔，例如穿孔、孔或狭缝，以使空气能够穿过香烟纸层到可燃热源。开口的数目、形状、大小和位置可适当地调整以实现良好的气溶胶生成性能。香烟纸层可围绕可燃热源和气溶胶形成基质紧密地包裹，使得香烟纸层在组装气溶胶生成制品时夹紧和固定可燃热源和气溶胶形成基质。
至少一层陶瓷纸可以是径向外层。在气溶胶生成制品包括一个或多个额外层的情况下，陶瓷纸的径向外层可上覆一个或多个额外层的至少一部分。换句话说，一个或多个额外层可布置在可燃热源与至少一层陶瓷纸之间。举例来说，在气溶胶生成制品包括额外层，所述额外层包括导热元件的情况下，导热元件可以是径向内层且至少一层陶瓷纸可以是径向外层，从而包围导热元件的至少一部分。
如本文中所使用，术语‘径向外’和‘径向内’用以指示气溶胶生成制品的组件距气溶胶生成制品的纵向轴线的相对距离。如本文中所使用，术语‘径向’用以描述垂直于气溶胶生成制品的纵向轴线的方向，所述纵向轴线在气溶胶生成制品的近端与远端之间的方向上延伸。
一个或多个额外层可以是径向外层。一个或多个额外层可上覆至少一层陶瓷纸的至少一部分。
至少一层陶瓷纸可紧固或附接到气溶胶生成制品的一个或多个其他组件或部分。至少一层陶瓷纸可紧固到气溶胶生成制品的任何合适的组件。举例来说，至少一层陶瓷纸可紧固到可燃热源、气溶胶形成基质和一个或多个额外层中的至少一个。至少一层陶瓷纸可通过任何合适手段紧固到气溶胶生成制品的一个或多个组件。可使用粘合剂紧固至少一层陶瓷纸。合适的胶粘剂，例如硅酸盐胶，可呈现耐高温性。在一个或多个额外层是径向外层的情况下，一个或多个额外层可围绕至少一层陶瓷纸的至少一部分紧密地包裹。
在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸可与可燃热源成一体。如本文所使用，术语‘一体’用以描述不借助外部胶粘剂或其他中间连接材料而与可燃热源直接接触且附着于可燃热源的层。
在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸可由具有相对端的陶瓷纸条带形成。陶瓷纸条带可围绕可燃热源包裹，使得条带的相对端重叠。可使用胶粘剂或任何其他合适的方式将所述条带重叠的相对端固定在一起。这样可将至少一层陶瓷纸紧固在可燃热源上。
在一些实施方案中，中间层可设置于至少一层陶瓷纸与可燃热源、气溶胶形成基质和一个或多个额外层中的至少一个之间。中间层可邻近于至少一层陶瓷纸。中间层可接触至少一层陶瓷纸。中间层可被布置成在至少一层陶瓷纸的径向内部。
中间层可以是胶粘剂层。胶粘剂层可包括任何合适的胶粘剂。合适的胶粘剂，例如硅酸盐胶，可呈现耐高温性。粘合剂层可被布置在至少一层陶瓷纸与可燃热源之间且可将至少一层陶瓷纸附接到可燃热源。粘合剂层可被布置在至少一层陶瓷纸与一个或多个额外层之间且可将至少一层陶瓷纸附接到一个或多个额外层。粘合剂层可被布置在至少一层陶瓷纸与气溶胶形成基质之间且可将至少一层陶瓷纸附接到气溶胶形成基质。
在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸可由具有相对端的陶瓷纸条带形成。陶瓷纸条带可围绕可燃热源包裹，使得条带的相对端邻接且不重叠。胶粘剂层可至少在所述条带的相对端处提供于所述条带的面向可燃热源的侧上。粘合剂层可至少在条带的相对端处将陶瓷纸条带紧固到可燃热源。
气溶胶生成制品可包括布置在可燃热源与气溶胶形成基质之间的导热部件。导热构件可以是上文所描述的第一屏障。气溶胶生成制品可包括导热部件和第一屏障。导热构件可包括与导热元件类似的材料。气溶胶生成制品可包括导热部件和导热元件。提供导热元件和导热部件中的至少一个可有助于可燃热源与气溶胶形成基质之间的传导性热传递。
气溶胶生成制品还可包括任何其他合适的组件。举例来说，气溶胶生成制品可包括以下中的至少一个：传递元件；气溶胶冷却元件；间隔元件；以及衔嘴。一个或多个另外的组件可与可燃热源和气溶胶形成基质同轴地布置。一个或多个另外的组件可接近气溶胶形成基质布置。一个或多个另外的组件可以任何合适的次序布置。气溶胶生成制品还可包括：邻近于气溶胶形成基质的近端的传递元件；邻近于传递元件的近端的气溶胶冷却元件；邻近于气溶胶冷却元件的近端的间隔元件；以及邻近于间隔元件的近端的衔嘴。
如本文所使用，术语‘近侧’和‘远侧’用以描述根据本发明的气溶胶生成制品的组件或组件的部分的相对位置。气溶胶生成制品的组件的近端是组件离气溶胶生成制品的口端最近的端，且气溶胶生成制品的组件的远端是组件离气溶胶生成制品的口端最远的端。通常，可燃热源布置在气溶胶生成制品的远端处。
根据本发明的第二方面，提供一种形成根据本发明的第一方面的气溶胶生成制品的方法。该方法包括：布置可燃热源以加热气溶胶形成基质；以及用包含纤维素衍生物粘结剂的至少一层陶瓷纸来包围可燃热源的长度的至少一部分。
在一些实施方案中，使用至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少一部分的步骤可包括：提供包含纤维素衍生物粘结剂的具有相对端的陶瓷纸条带；围绕可燃热源包裹条带，使得可燃热源被至少一层陶瓷纸包围；使条带的相对端重叠；以及将重叠端紧固在一起以将至少一层陶瓷纸紧固到可燃热源。
可使用任何合适手段将陶瓷纸条带的重叠端紧固在一起。举例来说，可使用粘合剂将陶瓷纸条带的重叠端紧固在一起。合适的胶粘剂应具有耐高温性且包含二氧化硅胶。
在一些实施方案中，使用至少一层陶瓷纸包围可燃热源的长度的至少一部分的步骤可包括：提供包含纤维素衍生物粘结剂的具有相对端的条带陶瓷纸；将粘合剂层至少在相对端中的每一个处施加到条带的一侧；布置条带，其中粘合剂层面向可燃热源；围绕可燃热源包裹条带，使得可燃热源的长度的至少一部分被至少一层陶瓷纸包围；使条带的相对端邻接，而不使相对端重叠；以及使用粘合剂层将条带紧固到可燃热源。
在一些实施方案中，至少一层陶瓷纸可与额外层，例如一层香烟纸层压。可在将至少一层陶瓷纸施加到可燃热源之前使至少一层陶瓷纸与额外层层压。可以与陶瓷纸条带相同的方式围绕可燃热源包裹包括至少一层陶瓷纸和额外层的共层压纸条带。在一些实施方案中，共层压纸可被布置成使得至少一层陶瓷纸面向可燃热源。换句话说，至少一层陶瓷纸可被布置成在额外层的径向内部。在一些实施方案中，共同层压的纸可布置成使得额外层面向可燃热源。
尽管本发明涉及陶瓷纸，但是纤维素衍生物粘结剂可用作其他层中的粘合剂，该其他层中的粘结剂用于包围气溶胶生成制品的可燃热源的长度的至少一部分。纤维素衍生物粘结剂可用于任何纤维材料层中。纤维素衍生物粘结剂可用于包含陶瓷纤维的纤维材料层中。
纤维素衍生物粘结剂可用于纤维增强气凝胶层中。
如本文所用，术语“气凝胶”用于描述开孔泡沫。气凝胶可为介孔材料。术语‘介孔材料’是指含有直径范围从约2纳米到约50纳米的孔的材料。气凝胶可包括互连结构的网络，互连结构的网络可以是纳米结构。气凝胶可呈现约50％或更多的孔隙度。气凝胶可呈现约90％或更多的孔隙度。气凝胶可通过从常规凝胶移除液体组分而形成。常规凝胶应理解为意指分散于液体中的固体的半固体胶状悬浮体。
气凝胶通常具有极低热导率。在不希望受理论束缚的情况下，气凝胶中因其高孔隙度而抑制传导性热传递，而气凝胶中因孔的小直径而抑制对流性热传递。孔的小直径限制通过气凝胶的空气流动。
如本文所使用，术语‘纤维增强气凝胶’是指包括利用纤维材料增强的气凝胶基质的复合材料。
附图说明
将参考附图仅作为实例进一步描述本发明，在附图中：
图1示出根据本发明的包括堵塞型可燃热源的气溶胶生成制品的第一实施方案的示意性表示；
图2示出类似于图1所示的气溶胶生成制品在制品中的第一位置处的温度曲线；
图3示出类似于图1所示的气溶胶生成制品在制品中的第二位置处的温度曲线；
图4示出类似于图1所示的气溶胶生成制品在制品中的第三位置处的温度曲线；
图5示出类似于图1所示的其他气溶胶生成制品在制品的第三位置处的温度曲线，其中气溶胶生成制品中的一种包含具有生物可溶性碱土硅酸盐纤维的陶瓷纸和
图6示出根据本发明的包括非堵塞型可燃热源的气溶胶生成制品的第二实施方案的示意性表示。
具体实施方式
图1示出气溶胶生成制品2的示意图。气溶胶生成制品2包括可燃热源3。可燃热源3包括长度约10毫米的基本上圆形的含碳材料圆柱形主体。可燃热源3是堵塞型热源。换句话说，可燃热源3不包括从中延伸通过的任何空气通道。
气溶胶生成制品2还包括气溶胶形成基质4。气溶胶形成基质4布置在可燃热源3的近端处。气溶胶形成基质4包括被滤嘴段包装19包围的烟草材料18的基本上圆形的圆柱形滤嘴段。
不可燃的基本上不透气的第一屏障6布置在可燃热源3的近端与气溶胶形成基质4的远端之间。第一屏障6包括铝箔盘。第一屏障6还在可燃热源3与气溶胶形成基质4之间形成导热部件，以将热从可燃热源3的近侧面传导到气溶胶形成基质4的远侧面。
导热元件9包围可燃热源3的近侧部分和气溶胶形成基质4的远侧部分。导热元件9包括铝箔管。导热元件9与可燃热源3的近侧部分和气溶胶形成基质4的滤嘴段包装19直接接触。
气溶胶生成制品2还包括接近气溶胶形成基质4布置的各种其他组件，包含：布置在气溶胶形成基质4的近端处的传递元件11；布置在传递元件11的近端处的气溶胶冷却元件12；布置在气溶胶冷却元件11的近端处的间隔元件13；以及布置在间隔元件13的近端处的衔嘴10。
气溶胶生成制品2的组件包裹在一层香烟纸7中。香烟纸层7包围导热元件9，但在可燃热源3的远侧部分上并不延伸超出导热元件9的远端。
根据本发明，气溶胶生成制品2进一步包括一层陶瓷纸5。所述一层陶瓷纸5基本上包围可燃热源3的长度、所述一层香烟纸7的远侧部分、导热元件9和气溶胶形成基质4。换句话说，所述一层陶瓷纸5是在气溶胶生成制品2的远侧端处的径向外层。
该层陶瓷纸5包含介于约60重量百分比与约70重量百分比之间的二氧化硅；介于约16重量百分比与约22重量百分比之间的氧化钙；以及介于约12重量百分比与约19重量百分比之间的氧化镁。该层陶瓷纸5还包含氧化铝。该层陶瓷纸5还包含纤维素衍生物粘结剂。纤维素衍生物粘结剂包括以8重量百分比的浓度分散在水中的CMC。
多个空气入口8布置在气溶胶形成基质4处以允许环境空气被抽吸到气溶胶生成制品2中。空气入口8包括穿过香烟纸层7和包围气溶胶形成基质4的底层滤嘴段包装19的多个穿孔。空气入口8布置在气溶胶形成基质4的远侧面与近侧面之间。
当使用者在气溶胶生成制品2的衔嘴10上进行抽吸时，环境空气可通过空气入口8被抽吸到气溶胶生成制品2中。被抽吸到气溶胶生成制品2中的空气可沿着气溶胶生成制品2的气流路径流动，从空气入口8流动通过气溶胶形成基质4、传递元件11、冷却元件12和间隔元件13到衔嘴10且从衔嘴10流出以供使用者吸入。气流通过气溶胶生成制品2的总体方向由箭头指示。
在使用时，使用者可通过将可燃热源3暴露于打火机等外部热源以点燃可燃热源3。可燃热源3可点燃并燃烧，且可通过导热部件6和导热元件9的传导将热从可燃热源3传递到气溶胶形成基质4。加热式气溶胶形成基质4的挥发性组分可汽化。使用者可抽吸气溶胶生成制品2的衔嘴10，从而通过空气入口8将环境空气抽吸到气溶胶生成制品2的气流路径中。来自受热气溶胶形成基质4的蒸气可夹带在被抽吸通过气溶胶形成基质4的空气中，且可与空气一起朝向衔嘴10抽吸。当朝向衔嘴10抽吸蒸气时，蒸气可冷却以形成气溶胶。气溶胶可从衔嘴10抽吸出且被递送给使用者以供吸入。
应了解，基本上不透气的第一屏障6抑制空气被抽吸通过可燃热源3并进入气溶胶形成基质4。由此，第一屏障6基本上将气溶胶生成制品2的气流路径与可燃热源3隔离。
在此实施方案中，所述一层陶瓷纸5在气溶胶形成基质4的远侧端的微小部分上方延伸。因而，所述一层陶瓷纸5与空气入口8间隔开。此间隔基本上将所述一层陶瓷纸5与空气入口8隔离，使得被抽吸通过气溶胶生成制品2的气流路径的空气不接触所述一层陶瓷纸5。
应了解，在一些实施方案中，所述一层陶瓷纸可非常接近于空气入口。在这些实施方案中，可以纤维和粒子基本上不可渗透的材料涂布非常接近于空气入口的所述一层陶瓷纸的部分。这可基本上隔离非常接近于空气入口的所述一层陶瓷纸的部分，使得被抽吸通过气溶胶生成制品的气流路径的空气不接触所述一层陶瓷纸。
收集实验数据以确定在可燃热源燃烧期间类似于图1中所示的气溶胶生成制品2的各种气溶胶生成制品的可燃热源和气溶胶形成基质的温度。每个受测试的气溶胶生成制品包括基本上包围可燃热源的长度的不同材料层。在实验中，在气溶胶生成制品中形成了2mm深的孔；其中两个孔形成在图1所示的位置T1和T2处的可燃热源中，一个孔形成在
图1所示的位置T3处的气溶胶形成基质中。将热电偶***每个孔中，以便能够测量每个位置的温度。具体来说，针对气溶胶生成制品收集的实验数据包括基本上包围可燃热源的长度的一层陶瓷纸且无基本上包围可燃热源的长度的材料层。图2到4示出在各种气溶胶生成制品的三个不同位置处随着时间推移的温度实验测量值图。
图2示出在距可燃热源的远端2毫米的位置处测得的温度，所述位置对应于图1中示出的位置T1。换句话说，图2示出在可燃热源的远端处的温度。
图3示出在距可燃热源的远端5毫米的位置处测得的温度，所述位置对应于图1中示出的位置T2。换句话说，图3示出沿着可燃热源的长度的大约一半的温度。
图4示出在距可燃热源的远端11毫米的位置处测得的温度，所述位置对应于图1中的位置T3。换句话说，图4示出在气溶胶形成基质的远端处的温度。
所有温度曲线均使用电子温度探针测得，所述电子温度探针***到气溶胶生成制品的相关组件中大约2毫米深。
在图2、3和4中，标记为20的“SMAR”线示出具有“裸露”可燃热源的气溶胶生成制品的温度分布图。换句话说，“SMAR”线22示出不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图。
在图2、图3和图4中，标记为21的“陶瓷纸1”线示出具有基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸层的气溶胶生成制品的温度分布图。“陶瓷纸1”测试中的基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是购自Morgan Advanced Materials,plc的Plus Fibre。
在图2、图3和图4中，标记为22的“陶瓷纸2”线示出具有基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸层的气溶胶生成制品的温度分布图。“陶瓷纸2”测试中基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是购自Ningbo Firewheel Thermal Insulation&Sealing Co.,Ltd的CFPCeramic Fibre Paper。
在图2、图3和图4中，标记为23的“玻璃纸”线示出具有基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸层的气溶胶生成制品的温度分布图。“玻璃纸”测试中的基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是包括玻璃纤维的陶瓷纸。
需要使具有基本上包围气溶胶生成制品的长度的一层材料的气溶胶生成制品展现基本上类似于或超过具有裸露可燃热源而不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图20的温度分布图。在可燃热源展现与裸露可燃热源类似或比裸露可燃热源更高的温度的情况下，这指示基本上包围可燃热源的长度的材料层基本上不抑制可燃热源的燃烧。
出人意料地，如图2、3和4中所示，在可燃热源的大部分燃烧时间内在气溶胶生成制品的所有三个测试位置，具有基本上包围可燃热源的长度的一层陶瓷纸的气溶胶生成制品的温度分布图21、22、23基本上类似于不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图20。此外，在气溶胶生成经历期间的一些时间段内，具有基本上包围可燃热源的长度的一层陶瓷纸的气溶胶生成制品的温度分布图21和22实际上超过不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图20。
此出人意料的结果指示提供基本上包围可燃热源的长度的至少一层陶瓷纸有利地基本上不阻碍可燃热源的燃烧。实际上，提供所述一层陶瓷纸可提高在可燃热源的燃烧期间的时间段内可燃热源的温度。
图5示出了如上所述的针对三种特定的气溶胶生成制品收集的其他实验数据的图。类似于图4，图5示出在距可燃热源的远端11毫米的位置处测得的在气溶胶形成基质的远端的温度，所述位置对应于图1中的位置T3。温度曲线再次使用电子温度探针测得，所述电子温度探针***到气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中大约2毫米深。
在图5中，标记为30的“SMAR”线示出具有“裸露”可燃热源的气溶胶生成制品的温度分布图。换句话说，“SMAR”线22示出不具有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布图。
在图5中，标记为31的“玻璃纸”线示出具有基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸层的气溶胶生成制品的温度分布图。“玻璃纸”测试中的基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是包括玻璃纤维的陶瓷纸。包含玻璃纤维的陶瓷纸具有约1毫米的厚度和约5.5毫米的长度，该陶瓷纸在可燃热源的整个长度上从可燃热源的远端延伸并从气溶胶形成基质的远端延伸。
在图5中，标记为32的“生物可溶性纤维”线示出具有基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸层的气溶胶生成制品的温度分布图。“陶瓷纸1”测试中的基本上包围可燃热源的长度的陶瓷纸是购自Morgan Advanced Materials,plc的Plus Fibre。Plus纤维包含生物可溶性碱土硅酸盐纤维。包含生物可溶性纤维的陶瓷纸具有约0.5毫米的厚度和约5.5毫米的长度，该陶瓷纸在可燃热源的整个长度上从可燃热源的远端延伸并从气溶胶形成基质的远端延伸。
令人惊讶的是，如图5所示，已经发现，具有包含生物可溶性碱土硅酸盐纤维的陶瓷纸层的气溶胶生成制品在约200秒的时间段之后的温度分布32显示出比没有基本上包围可燃热源的长度的材料层的气溶胶生成制品的温度分布30和具有包含玻璃纤维的陶瓷纸层的气溶胶生成制品在200秒的时间段之后的温度分布31两者更高的温度。
该令人惊讶的结果表明，即使与具有包含基本上包围可燃热源的长度的玻璃纤维的陶瓷纸层的制品相比，通过为气溶胶形成制品提供包含基本上包围可燃热源的长度的生物可溶性碱土硅酸盐纤维的陶瓷纸层也可以增加出烟时间。
在点燃热源之后，通过将根据本发明的气溶胶生成制品放置在Whatmann纸上而观测其效果来测试所述气溶胶生成制品。举例来说，在约23℃±3℃和55％±5％相对湿度下调节气溶胶生成制品达24小时。使用电打火机点燃调节后的气溶胶生成制品，并任其燃烧2分钟的时段。在2分钟之后，将气溶胶生成制品在一堆Whatmann纸上放置10分钟的时段。在10分钟之后，检查Whatmann纸。观测到，具有基本上包围可燃热源的长度的所述一层陶瓷纸的气溶胶生成制品并不会在任一张Whatmann纸中产生孔，且不会在顶部纸中产生小型褐色区域。这个结果示出，具有基本上包围可燃热源的长度的所述一层陶瓷纸降低了接近于热源的表面温度。
图6中示出根据本发明的气溶胶生成制品的第二实施方案的示意图。气溶胶生成制品102大体上类似于图1中示出的气溶胶生成制品2。气溶胶生成制品102包括可燃热源103、气溶胶形成基质104、一层陶瓷纸105和一层香烟纸107，它们是类似于图1中示出的气溶胶生成制品2的对应组件而布置。然而，可燃热源103是非堵塞型热源。非堵塞型热源103包括具有在远端面与近端面之间延伸的通路116的含碳材料的环形主体115。通路116形成通过气溶胶生成制品的气流路径的部分且使空气能够从气溶胶生成制品的近侧端被抽吸通过可燃热源103且到达气溶胶形成基质104。所述一层陶瓷纸105与通过气溶胶生成制品102的气流路径间隔开，使得被抽吸通过气流路径的空气不接触所述一层陶瓷纸105。
不可燃的基本上不透气的第一屏障106布置在可燃热源103的近端与气溶胶形成基质104的远端之间，类似于上文相对于图1所描述的第一屏障6。然而，不同于上文所描述的第一屏障6，第一屏障106包含与通路116对准的孔口120，以使空气能够从通路116传到气溶胶形成基质104。
不可燃的基本上不透气的第二屏障117涂覆在通路116的内表面上。第二屏障117将穿过通路116的空气与可燃热源103和可燃热源的燃烧产物隔离。
由于可燃热源103是非堵塞型热源，因此气溶胶生成制品102不包括布置在气溶胶形成基质104处的空气入口。当使用者抽吸气溶胶生成制品102的衔嘴时，环境空气可通过通路116被抽吸通过热源103到气溶胶生成制品102中。被抽吸到气溶胶生成制品102中的空气可沿着气溶胶生成制品102的气流路径流动通过通路116，通过气溶胶形成基质104、传递元件、冷却元件和间隔元件到衔嘴，且从衔嘴流出以供使用者吸入。气流通过气溶胶生成制品102的总体方向由箭头指示。
应了解，在一些实施方案中，除通过可燃热源的空气通路之外，气溶胶生成制品中还可提供其他空气入口。
上文所描述的具体实施方案意在说明本发明。然而，可制备其他实施方案，而不背离如权利要求中限定的本发明的范围，且应理解，上文描述的特定实施方案并不预期是限制性的。

Claims (13)

1.一种气溶胶生成制品，包括：
气溶胶形成基质；
可燃热源；
包围所述可燃热源的长度的至少一部分的至少一层陶瓷纸，
其中所述至少一层陶瓷纸包含纤维素衍生物粘结剂，并且其中所述陶瓷纸包含以下项中的至少一种：
生物可溶性纤维；
低生物持久性纤维；以及
包含二氧化硅、氧化钙和氧化镁中的至少一种的纤维。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成制品，其中所述至少一层陶瓷纸包含小于或等于约40重量百分比的纤维素衍生物粘结剂。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的气溶胶生成制品，其中所述陶瓷纸包含纤维，所述纤维包含碱土硅酸盐。
4.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成制品，包括一个或多个气流路径，沿着所述一个或多个路径可以将空气抽吸通过所述气溶胶生成制品以供使用者吸入。
5.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成制品，包括在所述可燃热源与所述气溶胶形成基质之间的一个或多个不可燃的基本上不透气的屏障。
6.根据权利要求5所述的气溶胶生成制品，其中所述可燃热源与所述气溶胶形成基质之间的所述不可燃的基本上不透气的屏障包括与所述可燃热源的近端和所述气溶胶形成基质的远端中的一个或两个邻接的第一屏障。
7.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述至少一层陶瓷纸与所述一个或多个气流路径隔离，使得在使用中沿着所述一个或多个气流路径被抽吸通过所述气溶胶生成制品的空气不直接接触所述至少一层陶瓷纸。
8.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述可燃热源、所述气溶胶形成基质和所述至少一层陶瓷纸被布置成使得在所述可燃热源的燃烧期间所述气溶胶形成基质的温度不超过375℃。
9.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述陶瓷纸包含至少约50重量百分比的陶瓷材料。
10.根据任一项前述权利要求所述的气溶胶生成制品，其中所述至少一层陶瓷纸的厚度介于约0.5毫米与约5毫米之间。
11.一种形成根据权利要求1至权利要求10所述的气溶胶生成制品的方法，所述方法包括：
布置可燃热源以加热气溶胶形成基质；
以及
使用至少一层陶瓷纸包围所述可燃热源的长度的至少一部分，所述至少一层陶瓷纸包含纤维素衍生物粘结剂。
12.根据权利要求11所述的形成气溶胶生成制品的方法，其中使用至少一层陶瓷纸包围所述可燃热源的长度的至少一部分包括：
提供包含纤维素衍生物粘结剂的具有相对端的条带陶瓷纸；
围绕所述可燃热源包裹所述条带，使得所述可燃热源被至少一层陶瓷纸包围；
使所述条带的所述相对端重叠；以及
将所述重叠端紧固在一起，以将所述至少一层陶瓷纸紧固到所述可燃热源。
13.根据权利要求11所述的形成气溶胶生成制品的方法，其中使用至少一层陶瓷纸包围所述可燃热源的长度的至少一部分包括：
提供包含纤维素衍生物粘结剂的具有相对端的条带陶瓷纸；
将粘合剂层至少在所述相对端中的每一个处施加到所述条带的一侧；
布置所述条带，其中所述粘合剂层面向所述可燃热源；
围绕所述可燃热源包裹所述条带，使得所述可燃热源被所述至少一层陶瓷纸包围；
使所述条带的所述相对端邻接，而不使所述相对端重叠；以及
使用所述粘合剂层将所述条带紧固到所述可燃热源。
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