多層可燃燒熱源的制作方法
【專利摘要】一種用于發煙制品的多層可燃燒熱源(2，8)，包括：含有碳的可燃燒第一層(4，10)；以及與所述第一層直接接觸的第二層(6，12)，所述第二層包括碳和至少一種點火輔助物，其中所述可燃燒第一層和所述第二層是松裝密度為至少0.6g/cm3的縱向同心層，其中所述第一層(4，10)的成分不同于所述第二層(6，12)的成分。
【專利說明】多層可燃燒熱源
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于發煙制品的多層可燃燒熱源以及涉及包括多層可燃燒熱源 的發煙制品。
【背景技術】
[0002] 在本領域中已經提出了許多加熱煙草而不是燃燒煙草的發煙制品。這種"加熱"發 煙制品的一個目的是要減少傳統香煙中的那種通過煙草的燃燒和熱解而產生的公知的有 害煙氣成分。在一種公知的加熱發煙制品中，通過從可燃燒熱源到位于所述可燃燒熱源下 游的氣霧形成基體的熱傳遞來產生氣霧。在發煙過程中，通過從可燃燒熱源的熱傳遞使揮 發性化合物從所述氣霧形成基體釋放出來并攜帶在通過該發煙制品吸入的空氣中。當釋放 出的化合物冷卻時，它們凝結成由使用者吸入的氣霧。
[0003] 例如，W0-A2-2009/022232披露了一種發煙制品，其包括可燃燒熱源、在所述可燃 燒熱源下游的氣霧形成基體、以及圍繞所述可燃燒熱源的后部和所述氣霧形成基體的相鄰 前部并與所述可燃燒熱源的后部和所述氣霧形成基體的相鄰前部直接接觸的熱傳導元件。
[0004] 用在加熱發煙制品中的可燃燒熱源的燃燒溫度不應該高到在該加熱發煙制品使 用期間導致氣霧形成材料燃燒或熱解的程度。然而，可燃燒熱源的燃燒溫度應該足夠高以 產生足夠的熱量來使足夠的揮發性化合物從所述氣霧形成材料釋放出來，使得尤其在早期 抽吸期間產生可接受的氣霧。
[0005] 用在加熱發煙制品中的可燃燒熱源應該包含足夠的可燃燒材料來產生可接受的 氣霧，尤其是在隨后的抽吸過程中。然而，所述可燃燒熱源還應該在將其點火后快速地達到 合適的燃燒溫度以避免消費者點火所述可燃燒熱源與產生可接受氣霧之間存在延遲。
[0006] 用在加熱發煙制品中的可燃燒熱源包括一個或多個點火輔助物以便于增強所述 可燃燒熱源的點火和燃燒特性，并因此提高早期抽吸期間產生的氣霧的質量。然而，包括一 個或多個點火輔助物減少了可燃燒熱源中可燃燒材料的含量，并因此可以對隨后抽吸過程 中產生的氣霧的質量造成不利影響。
[0007] 提供一種用于在早期抽吸和隨后的抽吸過程中提供可接受的氣霧的發煙制品的 可燃燒熱源是所需的。
【發明內容】
[0008] 根據本發明，提供了一種用于發煙制品的多層可燃燒熱源，包括：含有碳的可燃燒 第一層；以及與所述第一層直接接觸的第二層，所述第二層包括碳和至少一個點火輔助物， 其中所述第一層和所述第二層是縱向同心的層，它們具有至少〇. 6g/cm3的松裝密度，其中 所述第一層的成分不同于所述第二層的成分。
[0009] 根據本發明，還提供了 一種發煙制品，其包括根據本發明的多層可燃燒熱源；以及 在所述多層可燃燒熱源下游的氣霧形成基體。
[0010] 正如這里使用的，術語"直接接觸"用于表示所述第二層與所述第一層接觸并且在 所述第一層與所述第二層之間沒有介入層。
[0011] 正如這里使用的，術語"點火輔助物"用于表示在所述可燃燒熱源點火期間釋放能 量和/或氧氣的材料，其中該材料釋放能量和/或氧氣的速率不受周圍氧氣散布的限制。換 言之，在所述可燃燒熱源點火期間該材料釋放能量和/或氧氣的速率很大程度上獨立于周 圍氧氣可以到達該材料的速率。正如這里使用的，術語"點火輔助物"還用于表示在所述可 燃燒熱源點火期間釋放能量的單質金屬，其中該單質金屬的點火溫度低于大約500°C，該單 質金屬的燃燒熱至少約5KJ/g。
[0012] 正如這里使用的，術語"點火輔助物"不包括羧酸的堿金屬鹽（比如堿金屬檸檬酸 鹽、堿金屬乙酸鹽和堿金屬琥珀酸鹽）、堿金屬鹵鹽（比如堿金屬氯酸鹽）、堿金屬碳酸鹽或 堿金屬磷酸鹽，據信它們可以改變碳的燃燒。甚至在相對于可燃燒熱源的總重量存在大量 堿金屬燃燒鹽時，這些堿金屬燃燒鹽在可燃燒熱源點火期間不釋放足夠的能量以在早期抽 吸期間產生可接受的氣霧。
[0013] 正如這里使用的，術語"氣霧形成基體"用于描述在加熱時能夠釋放揮發性化合物 的基體，該揮發性化合物可形成氣霧。從根據本發明的發煙制品的氣霧形成基體產生的氣 霧是可見的或者是不可見的并且可以包括蒸氣（例如，基體的細小顆粒，它們處于氣態，它 們在室溫下通常是液體或固體）以及氣體和凝結蒸氣的液滴。
[0014] 正如這里使用的，術語"上游"和"前部"以及"下游"和"后部"用于描述根據本發 明的發煙制品的各元件或者各元件的各部分相對于在其使用期間用戶在該發煙制品上抽 吸的方向的相對位置。根據本發明的發煙制品包括口端和相對的遠端。在使用中，用戶在 該發煙制品的口端上抽吸。所述口端在所述遠端的下游。所述多層可燃燒熱源位于所述遠 端處或者靠近所述遠端定位。
[0015] 正如這里使用的，術語"縱向層"用于表示沿著一界面相接的層，所述界面沿著所 述多層可燃燒熱源的長度延伸。
[0016] 正如這里使用的，術語"橫向層"用于表示沿著一界面相接的層，所述界面橫跨所 述多層可燃燒熱源的寬度延伸。
[0017] 正如這里使用的，術語"長度"用于描述根據本發明的可燃燒熱源和發煙制品在縱 向方向上的尺寸。
[0018] 正如下面進一步描述的，在根據本發明的多層可燃燒熱源中包括含有碳的可燃燒 第一層以及含有碳和至少一個點火輔助物的第二層在根據本發明的發煙制品的早期抽吸 和隨后的抽吸過程中允許提供不同的溫度分布。這在早期抽吸和隨后的抽吸過程中有利地 方便了根據本發明的發煙制品產生可接受的氣霧。
[0019] 火焰和火花可以與在用于發煙制品的可燃燒熱源中使用某些點火輔助物和其他 添加劑有關。正如下面進一步描述的，在根據本發明的多層可燃燒熱源中包括含有碳的可 燃燒第一層以及含有碳和至少一個點火輔助物的第二層有利地使這些添加劑能夠定位在 所述多層可燃燒熱源的消除或減少火焰和火花產生和/或可見的位置中。
[0020] 正如下面進一步描述的，根據本發明的發煙制品可以包括封死的或未封死的多層 可燃燒熱源。
[0021] 正如這里使用的，術語"封死的"用于描述其中通過發煙制品吸入的用于用戶抽吸 的空氣不沿著所述多層可燃燒熱源的任何空氣流通道通過的根據本發明的發煙制品的多 層可燃燒熱源。
[0022] 正如這里使用的，術語"未封死的"用于描述其中通過發煙制品吸入的用于用戶抽 吸的空氣沿著所述多層可燃燒熱源的一個或多個空氣流通道通過的根據本發明的發煙制 品的多層可燃燒熱源。
[0023] 正如這里使用的，術語"空氣流通道"用于描述沿著多層可燃燒熱源的長度延伸的 通道，通過該通道可以將空氣抽到下游用于由使用者抽吸。
[0024] 所述可燃燒第一層的碳含量按干重計算至少大約5 %。例如，所述可燃燒第一層的 碳含量按干重計算至少大約10%、至少大約20%、至少大約30%或至少40%。
[0025] 所述可燃燒第一層優選地具有按干重計算至少大約35 %的碳含量，更優選地至少 大約45 %的碳含量，最優選地至少大約55 %的碳含量。在某些優選實施方式中，所述可燃 燒第一層優選地具有按干重計算至少大約65%的碳含量。
[0026] 所述第二層包括碳和至少一種點火輔助物。
[0027] 所述可燃燒第一層的碳含量優選地大于所述第二層的碳含量。
[0028] 所述第二層優選地具有按干重計算小于或等于大約55 %的碳含量，更優選地小于 或等于大約45%的碳含量，最優選地小于或等于大約35%的碳含量。在某些優選實施方式 中，所述第二層優選地具有按干重計算小于大約25%的碳含量。
[0029] 所述第二層優選地具有按干重計算至少大約35%的點火輔助物含量，更優選地至 少大約45%的點火輔助物含量，最優選地至少大約55%的點火輔助物含量。在某些優選實 施方式中，所述第二層優選地具有按干重計算至少大約65%的點火輔助物含量。
[0030] 在某些優選實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物。
[0031] 在所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物的實施方式中，所述可燃燒第 一層中的所述至少一種點火輔助物可以與所述第二層中的所述至少一種點火輔助物相同 或不同。
[0032] 在所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物的實施方式中，所述第二層的 點火輔助物含量優選地多于所述可燃燒第一層的點火輔助物含量。
[0033] 在所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物的實施方式中，所述可燃燒第 一層優選地具有按干重計算小于或等于大約60%的點火輔助物含量，更優選地小于或等于 大約50 %，最優選地小于或等于大約40 %。在某些優選實施方式中，所述可燃燒第一層優 選地具有按干重計算小于或等于大約30%的點火輔助物含量。
[0034] 在某些優選實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物并且所 述第二層包括碳和至少一種點火輔助物，其中所述第一層中碳與點火輔助物按干重計算的 比率不同于所述第二層中碳與點火輔助物按干重計算的比率。
[0035] 在一個特別優選的實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物 并且所述第二層包括碳和至少一種點火輔助物，其中所述可燃燒第一層中碳與點火輔助物 按干重計算的比率大于所述第二層中碳與點火輔助物按干重計算的比率。
[0036] 用在根據本發明的多層可燃燒熱源中的合適的點火輔助物在本領域中是公知的。
[0037] 根據本發明的某些實施方式的多層可燃燒熱源可以包括在所述多層可燃燒熱源 點火時釋放能量的由單種元素或化合物構成的一種或多種點火輔助物。
[0038] 例如，在某些實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括在所述多層可 燃燒熱源點火時與氧氣進行放熱反應的由單種元素或化合物構成的一種或多種高能材料。 合適的高能材料的示例包括但不局限于鋁、鐵、鎂和鋯。
[0039] 替代性地或者此外，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括含有兩種或更多種元 素或化合物的一種或多種點火輔助物，在所述多層可燃燒熱源點火時所述兩種或更多種元 素或化合物彼此反應以釋放能量。
[0040] 例如，在某些實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括一種或多種灼 熱劑或灼熱劑復合物，所述一種或多種灼熱劑或灼熱劑復合物包括諸如金屬之類的還原劑 和諸如金屬氧化物之類的氧化劑，在所述多層可燃燒熱源點火時所述還原劑與所述氧化劑 彼此反應以釋放能量。合適金屬的示例包括但不限于鎂，合適金屬氧化物的示例包括但不 限于氧化鐵（Fe 203)和氧化鋁（A1203)。
[0041] 在其他實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括一種或多種點火輔助 物，所述一種或多種點火輔助物包括在所述多層可燃燒熱源點火時經歷放熱反應的其他材 料。合適金屬的示例包括但不限于金屬間化合物和雙金屬材料、金屬碳化物和金屬氫化物。
[0042] 根據本發明的多層可燃燒熱源優選地包括在所述多層可燃燒熱源點火期間釋放 氧氣的至少一種點火輔助物。
[0043] 在某些實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳并且所述第二層包括碳和在所述多 層可燃燒熱源點火期間釋放氧氣的至少一種點火輔助物。
[0044] 在某些優選實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和在所述多層可燃燒熱源點火 期間釋放氧氣的至少一種點火輔助物并且所述第二層包括碳和在所述多層可燃燒熱源點 火期間釋放氧氣的至少一種點火輔助物。
[0045] 在這些實施方式中，在所述多層可燃燒熱源點火時通過所述至少一種點火輔助物 進行的氧氣釋放通過增加所述多層可燃燒熱源的燃燒比率而在所述多層可燃燒熱源燃燒 的初始第一階段間接導致了溫度的"攀升（boost)"。這在所述多層可燃燒熱源的溫度分布 中得到反映。
[0046] 例如，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括在所述多層可燃燒熱源點火時分解 以釋放氧氣的一種或多種氧化劑。根據本發明的可燃燒熱源可以包括有機氧化劑、無機氧 化劑或者它們的組合。合適氧化劑的示例包括但不限于硝酸鹽，比如硝酸鉀、硝酸鈣、硝酸 鍶、硝酸鈉、硝酸鋇、硝酸鋰、硝酸鋁和硝酸鐵；亞硝酸鹽；其他有機和無機硝基化合物；氯 酸鹽，比如氯化鈉和氯化鉀；高氯酸鹽，比如高氯酸鈉；亞氯酸鹽；溴酸鹽，比如溴化鈉和溴 化鉀；過溴酸鹽；亞溴酸鹽；硼酸鹽，比如硼酸鈉和硼酸鉀；高鐵酸鹽，比如高鐵酸鋇；鐵酸 鹽；錳酸鹽，比如錳酸鉀；高錳酸鹽，比如高錳酸鉀；有機過氧化物，比如過氧化苯甲酰和過 氧化丙酮；無機過氧化物，比如過氧化氫、過氧化鍶、過氧化鎂、過氧化鈣、過氧化鋇、過氧化 鋅和過氧化鋰；超氧化物，比如超氧化鉀和超氧化鈉；碘酸鹽；高碘酸鹽；亞碘酸鹽；硫酸 鹽；亞硫酸鹽；其他亞砜；磷酸鹽；亞膦酸鹽；亞磷酸鹽；和phosphanites。
[0047] 替代性地或者此外，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括在所述多層可燃燒熱 源點火時釋放氧氣的一種或多種氧氣存儲或隔離材料。根據本發明的多層可燃燒熱源可以 包括通過封裝、物理吸附、化學吸附、結構變化或者它們的結合來存放和釋放氧氣的氧氣存 儲或隔離材料。合適的氧氣存儲或隔離材料的示例包括但不限于：金屬表面，比如金屬銀或 金屬金表面；混合金屬氧化物；分子篩；沸石；金屬有機框架；共價有機框架；尖晶石；和鈣 鈦礦。
[0048] 根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括由單種元素或化合物構成的一種或多種 點火輔助物，所述一種或多種點火輔助物在所述多層可燃燒熱源點火時釋放氧氣。替代性 地或者此外，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括一種或多種點火輔助物，所述一種或 多種點火輔助物包括兩種或更多種元素或化合物，其在所述多層可燃燒熱源點火時彼此反 應，以釋放氧氣。
[0049] 據本發明的多層可燃燒熱源可以包括一種或多種點火輔助物，所述一種或多種點 火輔助物在所述多層可燃燒熱源點火時釋放能量和氧氣。例如，根據本發明的多層可燃燒 熱源可以包括在所述多層可燃燒熱源點火時放熱分解以釋放氧氣的一種或多種氧化劑。
[0050] 替代性地或者此外，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括在所述多層可燃燒熱 源點火時釋放能量的一種或多種第一點火輔助物和在所述多層可燃燒熱源點火時釋放氧 氣的、不同于所述一種或多種第一點火輔助物的一種或多種第二點火輔助物。
[0051] 在某些實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括至少一種金屬硝酸 鹽，所述至少一種金屬硝酸鹽具有小于大約600°c的熱分解溫度，更優選地小于大約400°C 的分解溫度。優選地，所述至少一種金屬硝酸鹽具有大約150°C到大約600°C的分解溫度， 更優選地大約200°C到大約400°C的分解溫度。
[0052] 在這些實施方式中，當所述多層可燃燒熱源暴露于傳統的黃色火焰打火機或者其 他點火設備時，所述至少一種金屬硝酸鹽分解以釋放氧氣和能量。這造成了所述多層可燃 燒熱源溫度的初始升高并且還輔助所述多層可燃燒熱源的點火。在所述至少一種金屬硝酸 鹽的完全分解之后，所述多層可燃燒熱源繼續以較低的溫度燃燒。
[0053] 包括至少一種金屬硝酸鹽有利地導致了多層可燃燒熱源不僅在其表面上的點處 被點火而且開始在其內部被點火。
[0054] 在使用中所述多層可燃燒熱源在其點火時由于所述至少一種金屬硝酸鹽的分解 而導致的溫度的升高在所述多層可燃燒熱源的溫度升高到"攀升"溫度中得到反映。在使 用中，在根據本發明的發煙制品中，這有利地確保了足夠的熱量可用于從所述多層可燃燒 熱源傳遞到發煙制品的氣霧形成基體，并因此便于在其早期抽吸期間產生可接受的氣霧。
[0055] 在所述至少一種金屬硝酸鹽分解之后，所述多層可燃燒熱源的溫度的后續降低在 所述多層可燃燒熱源的溫度后續降低到"巡航（cruising)"溫度中得到反映。在使用中，在 根據本發明的發煙制品中，這有利地防止或減少了發煙制品的氣霧形成基體的熱分解或燃 燒。
[0056] 由于所述至少一種金屬硝酸鹽的分解而導致的溫度升高的幅度和持續的時間可 以有利地通過所述多層可燃燒熱源中所述至少一種金屬硝酸鹽的性質、數量和位置來控 制。特別地，通過在根據本發明的多層可燃燒熱源的可燃燒第一層和第二層中設置不同量 的至少一種金屬硝酸鹽，由于所述至少一種金屬硝酸鹽的分解導致的溫度升高的幅度和持 續的時間可以有利地被控制成在根據本發明的發煙制品早期抽吸期間產生可接受的氣霧 同時仍然在其隨后的抽吸過程中提供可接受的氣霧。
[0057] 優選地，所述至少一種金屬硝酸鹽選自由硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鈣、硝酸鍶、硝酸 鋇、硝酸鋰、硝酸鋁和硝酸鐵構成的組。
[0058] 優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源包括至少兩種不同的金屬硝酸鹽。在一個 實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源包括硝酸鉀、硝酸鈣和硝酸鍶。
[0059] 在某些優選實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源包括至少一種過氧化物或 超氧化物，所述至少一種過氧化物或超氧化物在小于大約600°C的溫度下、更優選地是在小 于大約400°C的溫度下主動地放出氧氣。
[0060] 優選地，所述至少一種過氧化物或超氧化物在大約150°C到大約600°C的溫度下 主動地放出氧氣，更優選地是在大約200°C到大約400°C，最優選地是在大約350°C的溫度 下。
[0061] 在這些實施方式中，當所述多層可燃燒熱源暴露于傳統的黃色火焰打火機或其他 點火設備時，至少一種過氧化物或超氧化物分解以釋放氧氣。這造成了所述多層可燃燒熱 源溫度的初始升高并且還輔助所述多層可燃燒熱源的點火。在所述至少一種過氧化物或超 氧化物的完全分解之后，所述多層可燃燒熱源繼續以較低的溫度燃燒。
[0062] 包括至少一種過氧化物或超氧化物有利地導致了多層可燃燒熱源不僅在其表面 上的點處被點火而且開始在其內部被點火。
[0063] 在使用中所述多層可燃燒熱源在其點火時由于所述至少一種過氧化物或超氧化 物的分解而導致的溫度的升高在所述多層可燃燒熱源的溫度升高到"攀升"溫度中得到反 映。在使用中，在根據本發明的發煙制品中，這有利地確保了足夠的熱量可用于從所述可 燃燒熱源傳遞到發煙制品的氣霧形成基體，并因此便于在其早期抽吸期間產生可接受的氣 霧。
[0064] 在所述至少一種過氧化物或超氧化物分解之后，所述多層可燃燒熱源的溫度的后 續降低也在所述多層可燃燒熱源的溫度后續降低到"巡航"溫度中得到反映。在使用中，在 根據本發明的發煙制品中，這有利地防止或減少了發煙制品的氣霧形成基體的熱分解或燃 燒。
[0065] 由于所述至少一種過氧化物或超氧化物的分解而導致的溫度升高的幅度和持續 的時間可以有利地通過所述多層可燃燒熱源中所述至少一種過氧化物的性質、數量和位置 來控制。特別地，通過在根據本發明的多層可燃燒熱源的可燃燒第一層和第二層中設置不 同量的至少一種過氧化物或超氧化物，由于所述至少一種過氧化物或超氧化物的分解導致 的溫度升高的幅度和持續的時間可以有利地被控制成在根據本發明的發煙制品早期抽吸 期間產生可接受的氣霧同時仍然在其隨后的抽吸過程中提供可接受的氣霧。
[0066] 根據本發明的多層可燃燒熱源中包括的合適的過氧化物和超氧化物包括但不局 限于過氧化銀、過氧化鎂、過氧化鋇、過氧化鋰、過氧化鋅、過氧化鉀和過氧化鈉。
[0067] 優選地，所述至少一種過氧化物選自由過氧化鈣、過氧化鍶、過氧化鎂、過氧化鋇 以及它們的組合構成的組。
[0068] 在某些實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳，所述第二層包括碳和至少一種過 氧化物。
[0069] 在某些優選實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和至少一種過氧化物，所述第 二層包括碳和至少一種過氧化物，其中所述可燃燒第一層中碳與過氧化物按干重計算的比 率不同于所述第二層中碳與過氧化按干重計算的比率。
[0070] 在一個優選實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和至少一種過氧化物，所述第 二層包括碳和至少一種過氧化物，其中所述可燃燒第一層中碳與過氧化物按干重計算的比 率大于所述第二層中碳與過氧化物按干重計算的比率。
[0071] 在某些特別優選的實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和過氧化鈣，所述第二 層包括碳和過氧化鈣，其中所述可燃燒第一層中碳與過氧化鈣按干重計算的比率不同于所 述第二層中碳與過氧化鈣按干重計算的比率。
[0072] 在一個特別優選的實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和過氧化鈣，所述第二 層包括碳和過氧化鈣，其中所述可燃燒第一層中碳與過氧化鈣按干重計算的比率大于所述 第二層中碳與過氧化鈣按干重計算的比率。
[0073] 根據本發明的多層可燃燒熱源的層還可以包括一種或多種粘合劑。
[0074] 所述一種或多種粘合劑可以是有機粘合劑、無機粘合劑或者它們的組合。合適的 已知有機粘合劑包括但不限于：樹膠，比如果阿膠；改性纖維素以及纖維素衍生物，比如甲 基纖維素、羧甲基纖維素、羥基丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素；小麥面粉；淀粉；糖；蔬菜 油；以及它們的組合。
[0075] 合適的已知無機粘合劑包括但不限于：粘土，比如皂土和高嶺土；硅酸鋁衍生物， 比如水泥、堿激發硅酸鋁；堿式硅酸鋁，比如硅酸鈉和硅酸鉀；石灰石衍生物，比如石灰和 熟石灰；堿土金屬化合物以及衍生物，比如鎂氧水泥、硫酸鎂、硫酸鈣、磷酸鈣和磷酸二鈣； 以及鋁化合物以及衍生物，比如硫酸鋁。
[0076] 在某些實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源的層可以由混合物形成，所述 混合物包括：碳粉；改性纖維素，比如羧甲基纖維素；面粉，比如小麥面粉；和糖，比如從甜 菜中獲得的白砂糖。
[0077] 在其他實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源的層可以由混合物形成，所述 混合物包括：碳粉；改性纖維素，比如羧甲基纖維素；以及可選的皂土。
[0078] 作為對一種或多種粘合劑的替代或者除了一種或多種粘合劑之外，根據本發明的 多層可燃燒熱源的層可以包括一種或多種添加劑以便于改善所述多層可燃燒熱源的特性。 合適的添加劑包括但不限于促進所述多層可燃燒熱源固結的添加劑（例如燒結助劑）、促 進所述多層可燃燒熱源燃燒的添加劑（例如鉀和鉀鹽，比如檸檬酸鉀）以及促進通過所述 多層可燃燒熱源的燃燒而產生的一種或多種氣體分解的添加劑（例如催化劑，比如CuO、 Fe203 和 A1203)。
[0079] 優選地，根據本發明的所述多層可燃燒熱源的第一層和第二層是非纖維的。
[0080] 根據本發明的多層可燃燒熱源的第一層和第二層可以由一種或多種合適的含碳 材料形成。合適的含碳材料在本領域中是公知的，包括但不限于碳粉。
[0081] 根據本發明的多層可燃燒熱源可以具有至少大約35%的總含碳量。例如，根據本 發明的多層可燃燒熱源可以具有按干重計算至少大約40%或至少大約45%的總含碳量。 [0082] 在某些實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源可以是碳基多層可燃燒熱源。 正如這里使用的，術語"碳基"用于描述主要由碳構成的多層可燃燒熱源。
[0083] 根據本發明的碳基多層可燃燒熱源可以具有按干重計算至少大約50%的碳含量， 優選地至少大約60 %，更優選地至少大約70 %，最優選地至少大約80 %。
[0084] 根據本發明的多層可燃燒熱源的第一層和第二層具有至少0. 6g/cm3的松裝密度。
[0085] 根據本發明的多層可燃燒熱源的第一層和第二層的松裝密度可以通過每層的質 量除以每層的體積來計算。
[0086] 例如，在根據本發明的雙層可燃燒熱源的第一層和第二層通過壓制成型的情況 下，所述第一層和第二層的松裝密度可以通過壓制成每層的材料的質量除以每個形成的層 的體積來計算。
[0087] 替代性地，在根據本發明的雙層可燃燒熱源的第一層和第二層是通過擠出成型的 情況下，第一層和第二層的松裝密度可以通過以下方式來計算：移除其中一層并通過移除 的材料的質量除以移除之前該層的體積來計算移除的層的密度，并且通過余下的層的質量 除以該余下的層的體積來計算余下的層的密度。
[0088] 優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源的第一層和第二層具有大約0. 6g/cm3至大 約lg/cm3的松裝密度。
[0089] 第一層的松裝密度可以與第二層的松裝密度相同或不同。
[0090] 在所述第一層的松裝密度不同于所述第二層的松裝密度的情況下，所述第一層的 松裝密度與所述第二層的松裝密度之差優選地小于或等于0. 2g/cm3。
[0091] 優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源具有大約〇.6g/cm3到大約lg/cm 3的松裝密 度。
[0092] 優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源是細長的。更優選地，根據本發明的多層可 燃燒熱源基本是桿形的。
[0093] 在特別優選的實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源基本上是圓柱形的。
[0094] 優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源具有基本均勻的直徑。然而，根據本發明的 多層可燃燒熱源可以替代性地是錐形的，使得所述多層可燃燒熱源的第一端的直徑大于其 相對的第二端的直徑。
[0095] 優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源具有基本是圓形的或者基本是卵形的或者 基本是橢圓形的橫截面。最優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源具有基本是圓形的橫截 面。然而，在替代性實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源可以具有不同形狀的橫截 面。例如，根據本發明的多層可燃燒熱源可以具有基本是三角形的、正方形的、長菱形的、梯 形的或者八角形的橫截面。
[0096] 優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源具有大約5mm到大約20mm的長度，更優選 地大約7mm到大約15mm，最優選地大約7mm到大約13mm。
[0097] 優選地，根據本發明的多層可燃燒熱源具有大約5mm到大約10mm的直徑，更優選 地大約6mm到大約9mm，最優選地大約7mm到大約8mm。
[0098] 正如這里使用的，術語"直徑"表示根據本發明的多層可燃燒熱源的最大橫向尺 寸。
[0099] 根據本發明的多層可燃燒熱源的可燃燒第一層和第二層是縱向同心層。
[0100] 在某些優選實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源基本上是圓柱形的并且所 述可燃燒第一層和第二層是縱向同心層。
[0101] 在某些實施方式中，所述可燃燒第一層是外層，所述第二層是內層，所述第二層由 所述可燃燒第一層包圍。
[0102] 在某些實施方式中，所述可燃燒第一層是環形外層，所述第二層是基本圓柱形的 內層，所述第二層由所述可燃燒第一層包圍。
[0103] 在某些其他實施方式中，所述第二層是外層，所述可燃燒第一層是內層，所述可燃 燒第一層由所述第二層包圍。
[0104] 在某些其他實施方式中，所述第二層是環形外層，所述可燃燒第一層是基本圓柱 形的內層，所述可燃燒第一層由所述第二層包圍。
[0105] 在所述可燃燒第一層是外層以及所述第二層是由所述可燃燒第一層包圍的內層 的實施方式中，在所述多層可燃燒熱源點火時，所述第二層可以有利地起到"引信（fuse)" 的作用。此外，在這些實施方式中，與使用某些點火輔助物和其他添加劑相關聯的火焰和火 花的產生和可視性中的一個或兩個可以有利地通過在所述多層可燃燒熱源的第二層中包 括這些添加劑來消除或減少，同時消除或減少了這些添加劑在可燃燒第一層中的存在。
[0106] 在所述可燃燒第一層是環形外層以及所述第二層是由所述可燃燒第一層包圍的 基本圓柱形的內層的實施方式中，所述多層可燃燒熱源例如可以具有大約5mm到大約10_ 的直徑，所述第二層例如可以具有大約〇. 5mm到大約9mm的直徑。
[0107] 在所述第二層是環形外層以及所述可燃燒第一層是由所述第二層包圍的基本圓 柱形的內層的實施方式中，所述多層可燃燒熱源例如可以具有大約5mm到大約10mm的直 徑，所述可燃燒第一層例如可以具有大約〇. 5_到大約9_的直徑。
[0108] 根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括一個或多個附加層。
[0109] 根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括一個或多個附加層，所述附加層具有與所 述可燃燒第一層基本相同的成分。
[0110] 替代性地或者此外，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括一個或多個附加層， 所述附加層具有與所述第二層基本相同的成分。
[0111] 替代性地或者此外，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括一個或多個附加層， 所述附加層具有與所述可燃燒第一層和所述第二層不同的成分。
[0112] 根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括基本平行于所述可燃燒第一層和所述第 二層的一個或多個附加層。在這些實施方式中，所述可燃燒第一層、所述第二層和所述一個 或多個附加層沿著基本平行的界面相接。
[0113] 替代性地或者此外，根據本發明的多層可燃燒熱源可以包括基本垂直于所述可燃 燒第一層和所述第二層的一個或多個附加層。在這些實施方式中，所述可燃燒第一層沿著 第一界面與所述第二層相接，所述一個或多個附加層沿著基本垂直于所述第一界面的第二 界面彼此相接并與所述可燃燒第一層和所述第二層相接。
[0114] 根據本發明的多層可燃燒熱源還可以包括一個或多個附加的縱向層或者一個或 多個附加的橫向層，或者一個或多個附加的縱向層與一個或多個附加的橫向層的組合。
[0115] 根據本發明的多層可燃燒熱源還可以包括一個或多個附加的同心層或者一個或 多個附加的非同心層，或者一個或多個附加的同心層與一個或多個附加的非同心層的組 合。
[0116] 在某些優選的實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源還包括第三層，所述第 三層包括碳和/或至少一種點火輔助物。
[0117] 所述第三層可以是可燃燒的或者不可燃燒的。
[0118] 所述第三層的成分可以與所述可燃燒第一層的成分基本相同或不同。優選地，所 述第三層的成分不同于所述可燃燒第一層的成分。
[0119] 所述第三層的成分可以與所述第二層的成分基本相同或不同。
[0120] 在某些優選的實施方式中，所述第三層包括碳。
[0121] 在所述第三層包括碳的實施方式中，所述可燃燒第一層的碳含量優選地大于所述 第三層的碳含量。
[0122] 在所述第三層包括碳的實施方式中，所述第二層的碳含量優選地大于或基本等于 所述第三層的碳含量。
[0123] 在所述第三層包括碳的替代性實施方式中，所述第二層的碳含量可以小于所述第 三層的碳含量。
[0124] 在所述第三層包括碳的實施方式中，所述第三層優選地具有按干重計算小于或等 于大約55%的碳含量，更優選地小于或等于大約45%的碳含量，最優選地小于或等于大約 35 %的碳含量。在某些優選的實施方式中，所述第三層優選地具有按干重計算小于或等于 大約25 %的碳含量。
[0125] 在某些優選的實施方式中，所述第三層包括至少一種點火輔助物。
[0126] 在所述第三層包括至少一種點火輔助物的情況下，所述第三層中的所述至少一種 點火輔助物可以與所述第二層中的所述至少一種點火輔助物相同或不同。
[0127] 在所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物并且所述第三層包括至少一 種點火輔助物的情況下，所述第三層中的所述至少一種點火輔助物可以與所述可燃燒第一 層中的所述至少一種點火輔助物相同或不同。
[0128] 在所述第三層包括至少一種點火輔助物的實施方式中，所述第三層的點火輔助物 含量優選地大于或基本等于所述第二層的點火輔助物含量。
[0129] 在所述第三層包括至少一種點火輔助物的替代性實施方式中，所述第三層的點火 輔助物含量可以小于所述第二層的點火輔助物含量。
[0130] 在所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物并且所述第三層包括至少一 種點火輔助物的實施方式中，所述第三層的點火輔助物含量優選地大于所述可燃燒第一層 的點火輔助物含量。
[0131] 在所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物并且所述第三層包括至少一 種點火輔助物的替代性實施方式中，所述第三層的點火輔助物含量可以小于所述可燃燒第 一層的點火輔助物含量。
[0132] 在所述第三層包括至少一種點火輔助物的實施方式中，所述第三層優選地具有按 干重計算至少大約30%的點火輔助物含量，更優選地至少大約40%，最優選地至少大約 50%。
[0133] 在某些優選的實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物，所 述第二層包括碳和至少一種點火輔助物，所述第三層包括碳和至少一種點火輔助物，其中 按干重計算所述可燃燒第一層中碳與點火輔助物的比率不同于按干重計算所述第二層中 碳與點火輔助物的比率。
[0134] 在一個優選實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物，所述 第二層包括碳和至少一種點火輔助物，所述第三層包括碳和至少一種點火輔助物，其中按 干重計算所述可燃燒第一層中碳與點火輔助物的比率大于按干重計算所述第二層中碳與 點火輔助物的比率。
[0135] 在一個優選實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和至少一種點火輔助物，所述 第二層包括碳和至少一種點火輔助物，所述第三層包括碳和至少一種點火輔助物，其中按 干重計算所述可燃燒第一層中碳與點火輔助物的比率大于按干重計算所述第二層中碳與 點火輔助物的比率，按干重計算所述第二層中碳與點火輔助物的比率大于或基本等于按干 重計算所述第三層中碳與點火輔助物的比率。
[0136] 在某些特別優選的實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和過氧化鈣，所述第二 層包括碳和過氧化鈣，所述第三層包括碳和過氧化鈣，其中按干重計算所述可燃燒第一層 中碳與過氧化鈣的比率不同于按干重計算所述第二層中碳與過氧化鈣的比率。
[0137] 在一個特別優選的實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和過氧化鈣，所述第二 層包括碳和過氧化鈣，所述第三層包括碳和過氧化鈣，其中按干重計算所述可燃燒第一層 中碳與過氧化鈣的比率大于按干重計算所述第二層中碳與過氧化鈣的比率。
[0138] 在一個特別優選的實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和過氧化鈣，所述第二 層包括碳和過氧化鈣，所述第三層包括碳和過氧化鈣，其中按干重計算所述可燃燒第一層 中碳與過氧化鈣的比率大于按干重計算所述第二層中碳與過氧化鈣的比率，按干重計算所 述第二層中碳與過氧化鈣的比率大于或基本等于按干重計算所述第三層中碳與過氧化鈣 的比率。
[0139] 在替代性實施方式中，所述可燃燒第一層包括碳和過氧化鈣，所述第二層包括碳 和過氧化鈣，所述第三層包括碳和過氧化鈣，其中按干重計算所述可燃燒第一層中碳與過 氧化鈣的比率大于按干重計算所述第二層中碳與過氧化鈣的比率，按干重計算所述第二層 中碳與過氧化鈣的比率小于按干重計算所述第三層中碳與過氧化鈣的比率。
[0140] 所述第三層可以基本平行于所述可燃燒第一層和所述第二層。在這些實施方式 中，所述可燃燒第一層、所述第二層和所述第三層沿著基本平行的界面相接。
[0141] 替代性地，所述第三層可以基本垂直于所述可燃燒第一層和所述第二層。在這些 實施方式中，所述可燃燒第一層沿著第一界面與所述第二層相接，所述第三層沿著基本垂 直于所述第一界面的第二界面與所述可燃燒第一層和所述第二層相接。
[0142] 所述第三層可以是縱向層或橫向層。
[0143] 所述第三層可以是同心層或非同心層。
[0144] 在某些優選的實施方式中，所述第三層是非同心層。
[0145] 在某些實施方式中，所述可燃燒第一層是縱向外層，所述第二層是縱向內層，所述 第二層由所述可燃燒第一層包圍，所述第三層是橫向層。
[0146] 在某些實施方式中，所述可燃燒第一層是環形縱向外層，所述第二層是基本圓柱 形的縱向內層，所述第二層由所述可燃燒第一層包圍，所述第三層是橫向層。
[0147] 在某些其他實施方式中，所述第二層是縱向外層，所述可燃燒第一層是縱向內層， 所述可燃燒第一層由所述第二層包圍，所述第三層是橫向層。
[0148] 在某些其他實施方式中，所述第二層是環形縱向外層，所述可燃燒第一層是基本 圓柱形的縱向內層，所述可燃燒第一層由所述第二層包圍，所述第三層是橫向層。
[0149] 在所述可燃燒第一層是環形縱向外層、所述第二層是由所述可燃燒第一層包圍的 基本圓柱形的縱向內層并且所述第三層是橫向層的實施方式中，所述多層可燃燒熱源例如 可以具有大約5mm到大約10mm的直徑，所述第二層例如可以具有大約0. 5mm到大約9mm的 直徑，所述第三層例如可以具有大約1_到大約1〇_的長度。
[0150] 在所述第二層是環形縱向外層、所述可燃燒第一層是由所述第二層包圍的基本圓 柱形的縱向內層并且所述第三層是橫向層的實施方式中，所述多層可燃燒熱源例如可以具 有大約5mm到大約10mm的直徑，所述可燃燒第一層例如可以具有大約0. 5mm到大約9mm的 直徑，所述第三層例如可以具有大約1_至大約1〇_的長度。
[0151] 為了制造根據本發明的多層可燃燒熱源，可燃燒第一層的碳和任何其他組分、第 二層的所述至少一種點火輔助物和任何其他組分以及（存在的情況下）所述第三層和多層 可燃燒熱源的任何其他附加層的組分混合并形成所需的形狀。所述可燃燒第一層的組分、 所述第二層的組分以及（存在的情況下）所述第三層和任何其他附加層的組分可以使用任 何合適的已知陶瓷形成方法（比如流鑄、擠出成型、注射成型和模具壓縮或壓制或者它們 的組合）形成所需的形狀。優選地，所述可燃燒第一層的組分、所述第二層的組分以及（存 在的情況下）所述第三層和任何其他附加層的組分通過壓制或擠出成型或者它們的組合 形成所需的形狀。
[0152] 在某些實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源可以通過使用單種方法形成所 述可燃燒第一層、所述第二層以及（存在的情況下）所述第三層和任何其他附加層來制造。
[0153] 例如，根據本發明的多層可燃燒熱源可以通過擠出成型形成所述可燃燒第一層、 所述第二層以及（存在的情況下）所述第三層和任何其他附加層來制造。
[0154] 替代性地，根據本發明的多層可燃燒熱源可以通過壓制形成所述可燃燒第一層、 所述第二層以及（存在的情況下）所述第三層和任何其他附加層來制造。
[0155] 在其他實施方式中，根據本發明的多層可燃燒熱源可以通過使用兩種或更多種不 同的方法形成所述可燃燒第一層、所述第二層以及（存在的情況下）所述第三層和任何其 他附加層來制造。
[0156] 例如，在根據本發明的多層可燃燒熱源包括第一可燃燒層、第二層和第三層并且 所述可燃燒第一層和所述第二層是縱向層且所述第三層是橫向層的情況下，根據本發明的 多層可燃燒熱源可以通過擠出成型形成所述可燃燒第一層和所述第二層并且通過壓制形 成所述第三層來制造。
[0157] 優選地，所述可燃燒第一層的組分、所述第二層的組分以及所述第三層和任何其 他附加層（存在的情況下）的組分可以形成圓柱形桿。然而，將會意識到的是所述可燃燒 第一層的組分、所述第二層的組分以及所述第三層和任何其他附加層（存在的情況下）的 組分可以形成其他所需的形狀。
[0158] 在形成之后，可以將圓柱形桿或其他所需的形狀烘干以減少其濕氣含量。
[0159] 在所述多層可燃燒熱源的一層或多層包括選自由過氧化物、灼熱劑、金屬間化合 物、鎂、鋁和鋅構成的組的至少一種點火輔助物的情況下形成的多層可燃燒熱源優選地是 非熱解的。
[0160] 在其他實施方式中，形成的多層可燃燒熱源在足以使任何粘合劑（存在的情況 下）碳化的溫度下在非氧化氣氛中熱解并且基本消除了形成的多層可燃燒熱源中的任何 揮發性物質。在這些實施方式中，形成的多層可燃燒熱源優選地在大約700°C到大約900°C 的溫度下在氮氣氣氛中熱解。通過在形成干燥圓柱形桿或其他所需形狀的組分的混合物中 包括至少一種金屬硝酸鹽前體，然后通過用硝酸的水溶液處理熱解形成的多層可燃燒熱源 隨后將所述至少一種金屬硝酸鹽前體在原位轉化成至少一種金屬硝酸鹽，可以將至少一種 金屬硝酸鹽結合在根據本發明的多層可燃燒熱源中。
[0161] 所述至少一種金屬硝酸鹽前體可以是任何金屬或含有金屬的化合物，比如金屬氧 化物或金屬碳化物，其與硝酸反應形成金屬硝酸鹽。合適的金屬硝酸鹽前體包括但不限于 碳酸鈣、碳酸鉀、氧化鈣、碳酸鍶、碳酸鋰和白云石（碳酸鈣鎂）。
[0162] 優選地，硝酸水溶液的濃度按干重計算在大約20%到大約50%之間，更優選地按 干重計算在大約30 %到大約40 %之間。此外，將所述至少一種金屬硝酸鹽前體轉化成至少 一種金屬硝酸鹽，用硝酸對根據本發明的含碳多層可燃燒熱源的處理有利地通過增加其表 面積增強了含碳多層可燃燒熱源的孔隙率并且激活了碳結構。
[0163] 根據本發明的發煙制品可以在所述多層可燃燒熱源的下游端與所述氣霧形成基 體的上游端之間包括不可燃燒的基本不透氣的阻擋物。
[0164] 正如這里使用，術語"不可燃燒的"用于描述所述多層可燃燒熱源燃燒或點火期間 在所述多層可燃燒熱源達到的溫度下基本不可燃燒的阻擋物。
[0165] 所述阻擋物可以抵靠所述多層可燃燒熱源的下游端和/或所述氣霧形成基體的 上游端。
[0166] 所述阻擋物可以粘結或以其他方式固附連到所述多層可燃燒熱源的下游端和/ 或所述氣霧形成基體的上游端。
[0167] 在一些實施方式中，所述阻擋物包括設置在所述多層可燃燒熱源的后面上的阻擋 物涂層。在這些實施方式中，優選地第一阻擋物包括至少設置在所述多層可燃燒熱源的基 本整個后面上的阻擋物涂層。更優選地，所述阻擋物包括設置在所述多層可燃燒熱源的整 個后面上的阻擋物涂層。
[0168] 正如這里使用的，術語"涂層"用于描述覆蓋并粘結到所述多層可燃燒熱源的材料 層。
[0169] 所述阻擋物可以有利地限制所述多層可燃燒熱源點火或燃燒期間所述氣霧形成 基體所暴露于的溫度，從而有助于避免或減少發煙制品使用期間所述氣霧形成基體的熱分 解或燃燒。
[0170] 根據發煙制品的所需的特性和性能，所述阻擋物可以具有低的導熱率或高的導熱 率。在某些實施方式中，所述阻擋物可以由在23°C下具有大約每米開爾文0. lW(WAm*K)) 到大約每米開爾文200W(WAm*K))的整體導熱率和正如使用修改后的瞬態平面源（MTPS) 方法測量的50%的相對濕度的材料形成。
[0171] 所述阻擋物的厚度可以適當地調節以獲得良好的發煙性能。在某些實施方式中， 所述阻擋物可以具有大約10微米到大約500微米之間的厚度。
[0172] 所述阻擋物可以由點火和燃燒期間在由所述多層可燃燒熱源達到的溫度下基本 熱穩定并且不可燃燒的一種或多種合適材料形成。合適的材料在本領域中公知的并且包括 但不限于粘土（比如皂土和高嶺土）、玻璃、礦物、陶瓷材料、樹脂、金屬以及它們的組合。
[0173] 形成所述阻擋物的優選材料包括粘土和玻璃。形成所述阻擋物的更優選的材料包 括銅、鋁、不銹鋼、合金、氧化鋁（A1 203)、樹脂和礦物膠。
[0174] 在一個實施方式中，所述阻擋物包括粘土涂層，該粘土涂層包括設置在所述多層 可燃燒熱源的后面上的皂土和高嶺土的50/50混合物。在一個更優選實施方式中，所述阻 擋物包括設置在所述多層可燃燒熱源的后面上的鋁涂層。在另一個優選實施方式中，所述 阻擋物包括設置在所述多層可燃燒熱源的后面上的玻璃涂層，更優選地是燒結的玻璃涂 層。
[0175] 優選地，所述阻擋物具有至少大約10微米的厚度。由于粘土對空氣的微小的透氣 性，在所述阻擋物包括設置在所述多層可燃燒熱源的后面上的粘土涂層的實施方式中，所 述粘土涂層更優選地具有至少大約50微米的厚度，最優選地在大約50微米到大約350微 米之間的厚度。在所述阻擋物是由對空氣更不可滲透的一種或多種材料（比如鋁）形成 的實施方式中，所述阻擋物可以更薄，并且總體上優選地具有小于大約100微米的厚度，更 優選地大約20微米的厚度。在所述阻擋物包括設置在所述可燃燒熱源的后面上的玻璃涂 層的實施方式中，所述玻璃涂層優選地具有小于大約200微米的厚度。所述阻擋物的厚度 可以使用顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM)或者本領域中公知的任何其他合適的測量方法測 量。
[0176] 在所述阻擋物包括設置在所述多層可燃燒熱源的后面上的阻擋物涂層的情況下， 可以通過本領域中公知的任何合適的方法施加所述阻擋物涂層以覆蓋并粘結到所述多層 可燃燒熱源的后面，所述方法包括但不限于噴涂、蒸汽沉積、浸漬、材料轉移（例如刷涂或 膠粘）、靜電沉積或者它們的任意組合。
[0177] 例如，所述阻擋物涂層可以通過以所述多層可燃燒熱源的后面的大致尺寸和形狀 預成型阻擋物并且將其施加到所述多層可燃燒熱源的后面以覆蓋并粘結到所述多層可燃 燒熱源的至少基本整個后面而制成。替代性地，第一阻擋物涂層在其施加到所述多層可燃 燒熱源的后面之后可以被切割或以其他方式加工。在一個優選實施方式中，通過膠粘將鋁 箔施加到所述多層可燃燒熱源的后面或者將鋁箔壓制到所述多層可燃燒熱源，并對其切割 或以其他方式加工以便于所述鋁箔覆蓋并粘結到所述多層可燃燒熱源的至少基本整個后 面，優選地覆蓋并粘結到所述多層可燃燒熱源的整個后面。
[0178] 在另一個優選實施方式中，所述阻擋物涂層通過將一種或多種合適涂層材料的溶 液或懸浮液施加到所述多層可燃燒熱源的后面而形成。例如，所述阻擋物涂層可以通過將 所述多層可燃燒熱源的后面浸漬在一種或多種合適涂層材料的溶液或懸浮液中、或者通過 將溶液或懸浮液刷涂或噴涂、或者將一種或多種合適涂層材料的粉末或粉末混合物靜電沉 積到所述多層可燃燒熱源的后面上而施加在所述多層可燃燒熱源的后面。在通過將一種或 多種合適涂層材料的粉末或粉末混合物靜電沉積到所述多層可燃燒熱源的后面上而將所 述阻擋物涂層施加在所述多層可燃燒熱源的后面的情況下，所述多層可燃燒熱源的后面優 選地在靜電沉積之前用水玻璃預處理。優選地，所述阻擋物涂層通過噴涂施加。
[0179] 所述阻擋物涂層可以通過將一種或多種合適涂層材料的溶液或懸浮液單次施加 到所述多層可燃燒熱源的后面來形成。替代性地，所述阻擋物涂層可以通過將一種或多種 合適涂層材料的溶液或懸浮液多次施加到所述多層可燃燒熱源的后面來形成。例如，所述 阻擋物涂層可以通過將一種或多種合適涂層材料的溶液或懸浮液一次、兩次、三次、四次、 五次、六次、七次或八次連續地施加到所述多層可燃燒熱源的后面來形成。
[0180] 優選地，所述阻擋物涂層通過將一種或多種合適涂層材料的溶液或懸浮液一到十 次施加到所述多層可燃燒熱源的后面來形成。
[0181] 在將一種或多種涂層材料的溶液或懸浮液施加到所述多層可燃燒熱源的后面之 后，可以將所述多層可燃燒熱源烘干以形成所述阻擋物涂層。
[0182] 在所述阻擋物涂層是通過將一種或多種合適涂層材料的溶液或懸浮液多次施加 到所述多層可燃燒熱源的后面來形成的情況下，在所述溶液或懸浮液的連續的施加之間可 能需要對所述多層可燃燒熱源進行烘干。
[0183] 替代性地或者除了烘干之外，在將一種或多種涂層材料的溶液或懸浮液施加到所 述多層可燃燒熱源的后面之后，可以燒結所述多層可燃燒熱源上的涂層材料以便于形成所 述阻擋物涂層。阻擋物涂層的燒結尤其在阻擋物涂層是玻璃或陶瓷涂層的情況下是優選 的。優選地，所述阻擋物涂層在大約500°C到大約900°C的溫度下燒結，更優選地在大約 700°C的溫度下燒結。
[0184] 在某些實施方式中，根據本發明的發煙制品可以包括沒有任何空氣流通道的多層 可燃燒熱源。根據這些實施方式的發煙制品的多層可燃燒熱源在這里稱作封死的多層可燃 燒熱源。
[0185] 在根據本發明的包括封死的多層可燃燒熱源的發煙制品中，從多層可燃燒熱源到 氣霧形成基體的熱傳遞主要是通過傳導進行的并且將通過對流對氣霧形成基體的加熱最 小化或減少。這有利地有助于將使用者抽吸方法對根據本發明的包括封死的多層可燃燒熱 源的發煙制品的主流氣霧的成分的影響降到最低或者減小。
[0186] 將會意識到的是根據本發明的發煙制品可以包括封死的多層可燃燒熱源，該封死 的多層可燃燒熱源包括一個或多個封閉的或阻塞的通路，空氣不可以通過該通路吸入用于 用戶抽吸。例如，根據本發明的發煙制品可以包括封死的多層可燃燒熱源，該封死的多層可 燃燒熱源包括從該多層可燃燒熱源的上游端面沿著該多層可燃燒熱源的長度僅延伸一部 分的一個或多個封閉的通路。
[0187] 在這些實施方式中，包括一個或多個封閉的空氣通路增加了所述多層可燃燒熱源 的暴露于空氣中氧氣的表面積并且可以有利地便于所述多層可燃燒熱源的點火和維持燃 燒。
[0188] 在其他實施方式中，根據本發明的發煙制品可以包括具有一個或多個空氣流通道 的多層可燃燒熱源。根據這些實施方式的發煙制品的多層可燃燒熱源在這里稱作未封死的 多層可燃燒熱源。
[0189] 在根據本發明的包括未封死的多層可燃燒熱源的發煙制品中，氣霧形成基體的加 熱是通過傳導和對流進行的。在使用中，當使用者在根據本發明的包括未封死的多層可燃 燒熱源的發煙制品上抽吸時，將空氣通過所述一個或多個空氣流通道沿著所述多層可燃燒 熱源吸到下游。吸入的空氣通過所述氣霧形成基體，然后朝向發煙制品的口端到達下游。
[0190] 根據本發明的發煙制品可以包括未封死的多層可燃燒熱源，該未封死的多層可燃 燒熱源包括沿著所述多層可燃燒熱源的一個或多個圍住的空氣流通道。
[0191] 正如這里使用，術語"圍住的"用于描述由所述多層可燃燒熱源沿著它們的長度圍 繞的空氣流通道。
[0192] 例如，根據本發明的發煙制品可以包括未封死的多層可燃燒熱源，該未封死的多 層可燃燒熱源包括沿著所述多層可燃燒熱源的整個長度穿過所述多層可燃燒熱源的內部 延伸的一個或多個圍住的空氣流通道。
[0193] 替代性地或者此外，根據本發明的發煙制品可以包括未封死的多層可燃燒熱源， 該未封死的多層可燃燒熱源包括沿著所述多層可燃燒熱源延伸的一個或多個未圍住的空 氣流通道。
[0194] 例如，根據本發明的發煙制品可以包括未封死的多層可燃燒熱源，該未封死的多 層可燃燒熱源包括至少沿著所述多層可燃燒熱源的長度的下游部分、沿著所述多層可燃燒 熱源的外部延伸的一個或多個未圍住的空氣流通道。
[0195] 在某些實施方式中，根據本發明的發煙制品可以包括未封死的多層可燃燒熱源， 該未封死的多層可燃燒熱源包括一個、兩個或三個空氣流通道。在某些實施方式中，根據本 發明的發煙制品包括未封死的多層可燃燒熱源，該未封死的多層可燃燒熱源包括穿過所述 多層可燃燒熱源的內部延伸的單個空氣流通道。在某些特別優選的實施方式中，根據本發 明的發煙制品包括未封死的多層可燃燒熱源，該未封死的多層可燃燒熱源包括穿過所述多 層可燃燒熱源的內部延伸的單個基本在中心的或者軸向的空氣流通道。在這些實施方式 中，所述單個空氣流通道的直徑優選地在大約1. 5mm到大約3mm之間。
[0196] 在根據本發明的發煙制品包括阻擋物且所述阻擋物包括設置在未封死的多層可 燃燒熱源的后面上的阻擋物涂層并且所述未封死的多層可燃燒熱源包括沿著所述多層可 燃燒熱源的一個或多個空氣流通道的情況下，所述阻擋物涂層應該允許通過所述一個或多 個空氣流通道將空氣吸到下游。
[0197] 在根據本發明的發煙制品包括未封死的多層可燃燒熱源的情況下，該發煙制品還 可以在所述多層可燃燒熱源與所述一個或多個空氣流通道之間包括不可燃燒的基本不透 氣的阻擋物，以將所述未封死的多層可燃燒熱源與通過該發煙制品吸入的空氣隔離。
[0198] 在一些實施方式中，所述阻擋物可以粘結或者以其他方式附連到所述多層可燃燒 熱源。
[0199] 優選地，所述阻擋物包括設置在所述一個或多個空氣流通道的內表面上的阻擋物 涂層。更優選地，所述阻擋物包括設置在所述一個或多個空氣流通道的至少基本整個內表 面上的阻擋物涂層。最優選地，所述阻擋物包括設置在所述一個或多個空氣流通道的整個 內表面上的阻擋物涂層。
[0200] 替代性地，所述阻擋物涂層可以通過將襯里插入到所述一個或多個空氣流通道中 來提供。例如，在根據本發明的發煙制品包括未封死的多層可燃燒熱源并且所述未封死的 多層可燃燒熱源包括穿過所述多層可燃燒熱源的內部延伸的一個或多個空氣流通道的情 況下，可以將不可燃燒的基本不透氣的中空管插入到所述一個或多個空氣流通道的每個 中。
[0201] 所述阻擋物可以有利地基本防止或阻止燃燒和在根據本發明的發煙制品的所述 多層可燃燒熱源點火和燃燒期間形成的分解產品進入沿著所述一個或多個空氣流通道吸 到下游的空氣中。
[0202] 所述阻擋物還可以有利地基本防止或阻止在使用者抽吸期間激發根據本發明的 發煙制品的多層可燃燒熱源的燃燒。
[0203] 根據發煙制品的所需的特性和性能，所述阻擋物可以具有低的導熱率或高的導熱 率。優選地，所述阻擋物具有低的導熱率。
[0204] 所述阻擋物的厚度可以適當地調節以獲得良好的發煙性能。在某些實施方式中， 所述阻擋物可以具有大約30微米到大約200微米之間的厚度。在一個優選實施方式中，所 述阻擋物具有大約30微米到大約100微米之間的厚度。
[0205] 所述阻擋物可以由在點火和燃燒期間所述多層可燃燒熱源達到的溫度下基本熱 穩定和不可燃燒的一種或多種合適的材料形成。合適的材料在本領域中是公知的并且包括 但不限于例如：粘土；金屬氧化物，比如氧化鐵、氧化鋁、二氧化鈦、二氧化硅、硅鋁、氧化鋯 和二氧化鈰；沸石；磷酸鋯；和其他陶瓷材料或者它們的組合。
[0206] 可以形成所述阻擋物的優選材料包括粘土、玻璃、氧化鋁、氧化鐵以及它們的組 合。如果需要，可以在阻擋物中結合催化劑成分，比如促進一氧化碳氧化成二氧化碳的成 分。合適的催化劑成分包括但不限于例如鉬、鈀、過渡金屬以及它們的氧化物。
[0207] 在根據本發明的發煙制品在多層可燃燒熱源的下游端與氣霧形成基體的上游端 之間包括阻擋物并且在所述多層可燃燒熱源與沿著所述多層可燃燒熱源的一個或多個空 氣流通道之間包括阻擋物的情況下，這兩阻擋物可以由相同或不同的一種或多種材料形 成。
[0208] 在所述多層可燃燒熱源與所述一個或多個空氣流通道之間的阻擋物包括設置在 所述一個或多個空氣流通道內表面上的阻擋物涂層的情況下，可以通過任何合適的方法將 該阻擋物涂層施加到所述一個或多個空氣流通道的內表面，比如在US-A-5, 040, 551中描 述的方法。例如，所述一個或多個空氣流通道的內表面可以用阻擋物涂層的溶液或懸浮 液噴涂、浸濕或者涂抹。在一個優選實施方式中，當擠出成型所述多層可燃燒熱源時通過 W0-A2-2009/074870中描述的方法將阻擋物涂層施加到所述一個或多個空氣流通道的內表 面。
[0209] 根據本發明的發煙制品的多層可燃燒熱源和氣霧形成基體可以基本彼此抵接。替 代性地，根據本發明的發煙制品的多層可燃燒熱源和氣霧形成基體可以彼此縱向間隔。
[0210] 優選地，根據本發明的發煙制品還包括圍繞在所述多層可燃燒熱源的后部和所述 氣霧形成基體的相鄰前部并與所述多層可燃燒熱源的后部和所述氣霧形成基體的相鄰前 部直接接觸的熱傳導元件。所述熱傳導元件優選地是阻燃的并且是限制氧氣的。
[0211] 在這些實施方式中，與某些點火輔助物和其他添加劑的使用相關聯的火焰和火花 的發生和/或可視性可以通過在由第一熱傳導元件圍繞的所述多層可燃燒熱源的后部中 包括這些添加劑而被有利地消除或減少。
[0212] 例如，在所述可燃燒第一層是環形縱向外層、由所述可燃燒第一層包圍的所述第 二層基本是圓柱形的縱向內層以及所述第三層是橫向層的情況下，所述第三層可以定位在 所述多層可燃燒熱源的后部并且這些添加劑可以包含在所述第三層中。
[0213] 所述熱傳導元件圍繞所述多層可燃燒熱源的后部和所述氣霧形成基體的前部的 外周并且與它們的外周直接接觸。所述熱傳導元件提供在根據本發明的發煙制品的這兩個 元件之間的熱聯接。
[0214] 用在根據本發明的發煙制品中的合適的熱傳導元件包括但不限于：金屬箔包裹 件，比如鋁箔包裹件、鋼包裹件、鐵箔包裹件和銅箔包裹件；以及金屬合金箔包裹件。
[0215] 優選地，由所述熱傳導元件圍繞的多層可燃燒熱源的后部長度在大約2_到大約 8mm之間，更優選地長度在大約3mm到大約5mm之間。
[0216] 優選地，不由所述熱傳導元件圍繞的多層可燃燒熱源的前部長度在大約4mm到大 約15mm之間，更優選地長度在大約4mm到大約8mm之間。
[0217] 優選地，所述氣霧形成基體具有大約5mm到大約20mm之間的長度，更優選地在大 約8mm到大約12mm之間的長度。
[0218] 在某些優選實施方式中，所述氣霧形成基體超出所述熱傳導元件向下游延伸至少 大約3mm。
[0219] 優選地，由所述熱傳導元件圍繞的氣霧形成基體的前部長度在大約2mm到大約 10mm之間，更優選地長度在大約3mm到大約8mm之間，最優選地長度在大約4mm到大約6_ 之間。優選地，不由所述熱傳導元件圍繞的氣霧形成基體的后部長度在大約3mm到大約 10mm之間。換言之,所述氣霧形成基體優選地超出所述熱傳導元件向下游延伸大約3mm到 大約10_。更優選地，所述氣霧形成基體超出所述熱傳導元件向下游延伸至少大約4_。
[0220] 在其他實施方式中，所述氣霧形成基體可以超出所述熱傳導元件向下游延伸小于 3mm 〇
[0221] 在另外的實施方式中，所述氣霧形成基體的整個長度可以由所述熱傳導元件圍 繞。
[0222] 優選地，根據本發明的發煙制品包括氣霧形成基體，該氣霧形成基體包括響應于 加熱能夠釋放揮發性化合物的材料和至少一種氣霧形成物。
[0223] 優選地，響應于加熱能夠釋放揮發性化合物的材料主要是植物基材料，更優選地 主要是均質的植物基材料。例如，所述氣霧形成基體可以包括從植物獲得的一種或多種材 料，包括但不限于：煙草；茶，例如綠茶；薄荷；月桂；桉樹；紫蘇；鼠尾草；馬鞭草；和龍蒿。 所述植物基材料可以包括添加劑，包括但不限于濕潤劑、芳香劑、粘合劑以及它們的混合 物。優選地，所述植物基材料主要由煙草材料組成,最優選地是均質煙草材料。
[0224] 所述至少一種氣霧形成物可以是任何合適的已知化合物或化合物混合物，在使用 中，其便于濃厚穩定的氣霧的形成，在發煙制品的操作溫度下其基本是抗熱分解的。合適的 氣霧形成物在本領域中是眾所周知的，包括例如多元醇；多元醇的酯，比如單乙酸甘油酯、 二乙酸甘油酯或三乙酸甘油酯；以及一元羧酸、二元羧酸或多羧酸的脂族酯，比如二甲基 十二烷二酸和十四烯二酸二甲酯。用在根據本發明的發煙制品中的優選的氣霧形成物是多 元醇或者它們的混合物，比如三甘醇、1，3- 丁二醇，最優選地是丙三醇。
[0225] 根據本發明的發煙制品優選地還包括在所述氣霧形成基體下游的膨脹室。包括膨 脹室有利地實現了通過從所述多層可燃燒熱源到所述氣霧形成基體的熱傳遞產生的氣霧 的進一步冷卻。通過對所述膨脹室的長度的合適的選擇，所述膨脹室還有利地使根據本發 明的發煙制品的總長度能夠被調節到所需的值，例如近似于傳統香煙的長度。優選地，所述 膨脹室是細長中空管。
[0226] 根據本發明的發煙制品還可以包括在所述氣霧形成基體下游和所述膨脹室（存 在的情況下）下游的煙嘴。優選地，所述煙嘴具有低的過濾效率，更優選地具有非常低的過 濾效率。所述煙嘴可以是單段或者單元件煙嘴。替代性地，所述煙嘴可以是多段或多元件 噴嘴。
[0227] 所述煙嘴例如可以包括由醋酸纖維素、紙或其他合適的已知過濾材料制成的過濾 嘴。替代性地或者此外，所述煙嘴可以包括一段或多段，包括吸收劑、吸附劑、芳香劑和其他 氣霧改性劑和添加劑或者它們的組合。
[0228] 優選地，根據本發明的發煙制品包括外包裹件，該外包裹件至少限定所述多層可 燃燒熱源的后部、所述氣霧形成基體以及所述發煙制品的所述氣霧形成基體下游的任何其 他元件。優選地，所述外包裹件基本是不透氣的。根據本發明的發煙制品可以包括由任何 合適材料或者材料的組合形成的外包裹件。合適的材料在本領域中是眾所周知的，包括但 不限于香煙紙。當組裝所述發煙制品時，所述外包裹件應該夾緊所述發煙制品的所述熱源 和氣霧形成基體。
[0229] 關于本發明的一個方面描述的特征還可應用于本發明的其他方面。特別地，關于 根據本發明的多層可燃燒熱源描述的特征還可以應用于根據本發明的發煙制品，并且反之 亦然。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0230] 將參照附圖通過示例進一步描述本發明，其中：
[0231] 圖1是根據本發明的第一實施方式的多層可燃燒熱源的透視圖；
[0232] 圖2是根據本發明的第二實施方式的多層可燃燒熱源的透視圖；
[0233] 圖3a示出了在根據本發明的發煙制品的多層可燃燒熱源燃燒期間在示例1中描 述的所述發煙制品的氣霧形成基體的溫度曲線；
[0234] 圖3b示出了在示例1中描述的由根據本發明的發煙制品產生的320nm氣霧下吸 收率與抽吸數量的關系曲線；
[0235] 圖4a示出了在根據本發明的發煙制品的多層可燃燒熱源燃燒期間示例2中描述 的所述發煙制品的氣霧形成基體的溫度曲線；以及
[0236] 圖4b示出了在示例2中描述的由根據本發明的發煙制品產生的320nm氣霧下吸 收率與抽吸數量的關系曲線。
【具體實施方式】
[0237] 圖1中示出的根據本發明的第一實施方式的多層可燃燒熱源2基本是圓柱形的雙 層可燃燒熱源，其包括可燃燒第一層4和第二層6。如圖1中所示，所述第二層6是環形縱 向外層，所述可燃燒第一層4是由所述第二層6包圍的基本是圓柱形的縱向內層。所述環 形縱向外部第二層6的內徑基本等于基本是圓柱形的縱向內部可燃燒第一層4的直徑。
[0238] 圖2中示出的根據本發明的第二實施方式的多層可燃燒熱源8基本是圓柱形的三 層可燃燒熱源，其包括可燃燒第一層10、第二層12和第三層14。如圖2中所示，所述可燃 燒第一層10是環形縱向外層，所述第二層12是由所述可燃燒第一層10包圍的基本是圓柱 形的縱向內層，所述第三層14是基本是圓柱形的橫向層。所述環形縱向外部可燃燒第一層 10的內徑基本等于基本是圓柱形的縱向內部第二層12的直徑。所述環形縱向外部可燃燒 第一層10的外徑基本等于基本是圓柱形的橫向第三層14的直徑。
[0239] 示例 1
[0240] 根據本發明的發煙制品通過手使用圖1中示出的根據本發明第一實施方式的雙 層可燃燒熱源組裝，所述可燃燒熱源具有表1中示出的成分。所述發煙制品組裝成所述雙 層可燃燒熱源鄰接并抵靠所述氣霧形成基體。
[0241] 為了對比的目的，用手使用具有表1中示出的成分的單層可燃燒熱源組裝出相同 構造和尺寸的發煙制品。
[0242]
【權利要求】
1. 一種用于發煙制品的多層可燃燒熱源，包括： 含有碳的可燃燒第一層；以及 與所述第一層直接接觸的第二層，所述第二層包括碳和至少一種點火輔助物， 其中所述第一層和所述第二層是松裝密度為至少0. 6g/cm3的縱向同心層，并且其中所 述第一層的成分不同于所述第二層的成分。
2. 根據權利要求1所述的多層可燃燒熱源，其中所述第一層和所述第二層具有0. 6g/ cm3到大約1. Og/cm3的密度。
3. 根據權利要求1或2所述的多層可燃燒熱源，其中所述第一層的松裝密度不同于所 述第二層的松裝密度，其中所述第一層的松裝密度與所述第二層的松裝密度之差小于或等 于 0· 2g/cm3。
4. 根據權利要求1，2或3所述的多層可燃燒熱源，其中所述第一層和所述第二層是不 含纖維的。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的多層可燃燒熱源，其中所述第一層還包括至少一 種點火輔助物。
6. 根據權利要求5所述的多層可燃燒熱源，其中按干重計算的所述第一層中碳與點火 輔助物的比率不同于按干重計算的所述第二層中碳與點火輔助物的比率。
7. 根據權利要求6所述的多層可燃燒熱源，其中按干重計算的所述第一層中碳與點火 輔助物的比率大于按干重計算的所述第二層中碳與點火輔助物的比率。
8. 根據權利要求1-7中任一項所述的多層可燃燒熱源，其中所述第一層是外層，所述 第二層是由所述第一層包圍的內層。
9. 根據權利要求1-8中任一項所述的多層可燃燒熱源，還包括： 第三層，所述第三層包括碳和/或至少一種點火輔助物。
10. 根據權利要求8所述的多層可燃燒熱源，其中所述第三層的成分不同于所述第一 層的成分。
11. 根據權利要求9或10所述的多層可燃燒熱源，其中所述第三層的成分不同于所述 第二層的成分。
12. 根據權利要求9或10所述的多層可燃燒熱源，其中所述第三層的成分與所述第二 層的成分相同。
13. 根據權利要求9-12中任一項所述的多層可燃燒熱源，其中所述第三層基本平行于 所述第一層和第二層。
14. 根據權利要求9-12中任一項所述的多層可燃燒熱源，其中所述第三層基本垂直于 所述第一層和第二層。
15. 一種發煙制品，包括： 根據權利要求1-14中任一項所述的多層可燃燒熱源；以及 位于所述多層可燃燒熱源下游的氣霧形成基體。
【文檔編號】A24B15/16GK104203013SQ201380016398
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年2月21日 優先權日:2012年2月24日
【發明者】S·魯迪耶, F·J·克萊曼斯, M·I·米舍 申請人:菲利普莫里斯生產公司