CN104720113A - 一种加热不燃烧烟草制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加热不燃烧烟草制品，包括供热装置、加热腔和咬嘴；在加热腔周围、咬嘴内部和/或咬嘴周围添加相变储热材料；所述相变储热材料的相变温度为15～350℃。相变储热材料在自身相变时吸收热量，加热腔体外周及烟雾气流温度有明显降低，进一步可降低吸食的烟雾热辣灼烧感，提高烟气湿润舒适感。

Description

一种加热不燃烧烟草制品
技术领域
本发明涉及一种加热不燃烧烟草制品，属于烟草领域。
背景技术
随着吸烟与健康的呼声越来越高以及公众对健康的日益关注，我国一系列控烟与禁烟措施已逐步出台。同时，传统卷烟燃烧时燃烧锥温度可达800 ℃以上，常产生多种有害物（如稠环芳烃），对人的健康有一定影响。因此必须对传统卷烟技术进行改进。这迫使烟草行业努力研发既能满足消费者的吸烟需求又能减少吸烟对身体危害的烟草消费形式，其中极有可能实现的是开发新型烟草制品，如加热不燃烧烟草制品、电子烟等。现实情况说明新型烟草制品保持了快速发展势头。如据“2013年世界烟草发展报告”（《中国烟草》2014年第6期）一文指出，2014年预计世界卷烟市场销量继续下滑，下降幅度在2%～3%。而新型烟草制品每年保持在较高的增长速度，故有人惊呼新型烟草制品将有可能取得传统卷烟。
加热不燃烧卷烟属于新型烟草制品之一，其加热温度远低于卷烟燃烧温度，一般在180～220 ℃之间，也有的高于或低于此温度范围。目前，菲莫、英美、帝国与日本等大烟草公司已经有、或正在研发加热不燃烧烟草制品。但研发出来的产品尚存在一定缺陷，如加热腔外温度高、加热产生的烟雾有明显灼烧、热辣感。
发明内容
本发明解决的技术问题是，降低不燃烧烟草制品加热腔外的温度，减少进入口腔烟气的灼烧、热辣感。
本发明的技术方案是，提供一种加热不燃烧烟草制品，包括供热装置、加热腔和咬嘴；在加热腔周围、咬嘴内部和/或咬嘴周围添加相变储热材料；所述相变储热材料的相变温度为15～350 ℃。
进一步地，所述加热腔周围的相变储热材料的相变温度为100～350 ℃；所述咬嘴内部和咬嘴周围的相变储热材料的相变温度为15～100 ℃。
进一步地，所述相变储热材料为两种以上相变储热材料的组合。
进一步地，所述相变储热材料为固相-液相相变储热材料。
进一步地，所述相变储热材料为重量百分数68.1%的KCl和31.9%的ZnCl2的组合。
进一步地，所述相变储热材料为重量百分数73%的Na2HPO4·12H2O、19%的尿素和8%的CaSO4·2H2O的组合。
进一步地，所述相变储热材料中添加成核剂、导热物、保湿剂、pH调节剂、增稠剂和相稳定剂中的一种或多种。
相变储热材料，也称相变吸热材料（Phase Change Materials, PCMs），亦可简称相变材料，是利用其在固态、液态与气态的三种物相状态发生变化时所需吸收或释放的热量来进行储热或储冷的原理，并兼有储热密度高、占用空间小等优点，从而被大量应用在如太阳能利用、建筑采暖、制冷与航空航天等领域。相变储热材料，按相变温度高低分为低温、中温与高温等类型；按物质组成分主要分为无机水合盐类、有机相变储热材料与复合相变储热材料等；按相变前后状态分为固-固、固-液等类型。下面对相变储热材料作进行进一步说明。
1.低温相变储热材料
低温相变储热材料是指相变点为-50℃～90℃范围内的低温相变储热材料，它按材料的化学成分一般可分为无机水合盐类、有机相变储热材料与复合相变储热材料等。
无机水合盐类相变储热材料，主要包括碱及碱土金属的卤化物、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、硫酸盐及醋酸盐等无机水合盐。代表性的有Na2SO4·10H2O（芒硝）和CaCl2·6H2O，CaBr2·6H2O，CH3COONa·3H2O 等。
有机相变储热材料有机相变储热材料是利用晶型之间的转变和高分子支链在不同温度下的转变而吸热或放热，典型的有石蜡（C13～C24）、酯酸类等。
复合相变储热材料中，作为相变储热材料的物质嵌在网络结构基质中，通过相变吸收或释放能量；其中纤维复合储热材料是将导热纤维制成蓬松团置入金属容器或模腔中，并加入相变储热材料制成的复合材料。
除加热不燃烧烟草制品加热腔周围外，咬嘴等烟气通道上以低温相变储热材料为主。
2.中温相变储热材料
中温相变储热材料的相变温度介于90～400 ℃之间，主要为中温熔融盐、碱、醇及混合盐等。如MgCl2·6H2O(相变温度117℃，相变热168.6J/g)、赤藓糖醇(Erythritol，相变温度118℃，相变热339.8J/g)。同时，两种或两种以上无机或有机类相变储热材料组合在一起的中温相变储热材料也能有好的效果，如68.1%的KCl+31.9%的ZnCl2(相变温度235℃，相变热198J/g)。
加热腔四周以添加中温相变储热材料为主，中温相变储热材料的相变温度不至于太低而使得加热腔的热量被过度吸收，导致加热腔中的烟草没有被充分加热，影响烟气的形成；同时，其相变温度也不至于太高而不能降低烟气的温度，导致加热腔的外壁过热烫手。中温相变储热材料与低温相变储热材料组合使用可以在更广的温度范围内调节需要应用在加热不燃烧烟草中相变储热材料的相变温度。
3.高温无机盐相变储热材料
高温无机盐相变储热材料主要为高温熔融盐、部分碱、混合盐等。高温熔融盐主要有氟化物、氯化物、硝酸盐和硫酸盐等，其相变温度从几百摄氏度至几千摄氏度，相变潜热较大，如LiH 的熔化热大（2840 J/g）。碱的比热容高，熔化热大，稳定性好，且价格便宜，也是一种较好的中高温储能物质。例如混合盐LiOH+LiF的熔化温度为700℃，熔化热为1163 J/g。
相变储热材料是一个系统，它除了包括储热剂（如Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O等）外，还包括合适的成核剂（又称防过冷剂，如硼砂、尿素等）、导热物（如导热纤维）、保湿剂（如甘油等）、pH调节剂（如硼酸、柠檬酸等）、增稠剂（如羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺等）、相稳定剂（如十二烷基磺酸钠、EDTA）以及其它载体基质等。
相变储热材料在应用时还包括储存其用的器具的合适材质，如加热腔外周的材质，要求其传热快、耐腐蚀、耐高温、不易氧化等特性。
相变储热材料体系制作好后，装入合适器具（载体）内，安置在加热不燃烧烟草制品的加热腔周围、咬嘴内部和/或咬嘴周围。
本发明的有益效果是，相变储热材料能在自身相变时吸收热量，有利于降低其周围环境的温度。加热不燃烧新型烟草制品在加热烟丝时，传导给加热腔外周以及加热产生的高温气流的热能被合适的相变储热材料吸收时，加热腔体外周温度有明显降低，烫手感消失；加热产生的烟雾气流流经咬嘴区时经咬嘴内部和/或咬嘴周围进一步吸热，吸食的烟雾热辣灼烧感也明显降低，烟气湿润舒适感明显增强。
附图说明
图1表示本发明提供的相变储热材料添加在加热不燃烧烟草制品上区域简图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例：
如图1所示，本发明提供的加热不燃烧烟草制品，包括依次连接的供热装置、加热腔和咬嘴；相变储热材料可以添加在加热腔周围、咬嘴内部和/或咬嘴周围；其中加热腔周围和咬嘴周围中的“周围”是指外周，图1中的填充部分仅为相变储热材料可以添加的区域的示意图。
称取6.81克KCl、3.19克ZnCl2高温熔融并搅匀后，添加在加热不燃烧烟草制品加热腔外周的不锈钢内筒内；再称取7.3克Na2HPO4·12H2O、1.9克尿素、0.8克CaSO4·2H2O，在70℃条件下搅拌熔融，放入冰浴中结晶，反复熔融与结晶5次后，放入咬嘴外周的不锈钢内筒内；准备就绪后进行评吸测试。
评吸结果认为，采用该方法与技术后，加热不燃烧烟草制品加热腔体与咬嘴外周无高温烫手感觉，进入口腔的烟香无明显变化，烟气无明显异味，烟气湿润感提高，口腔灼烧感显著降低。

Claims (7)

1.一种加热不燃烧烟草制品，包括供热装置、加热腔和咬嘴；其特征在于，在加热腔周围、咬嘴内部和/或咬嘴周围添加相变储热材料；所述相变储热材料的相变温度为15～350 ℃。
2.根据权利要求1所述的烟草制品，其特征在于，所述加热腔周围的相变储热材料的相变温度为100～350 ℃；所述咬嘴内部和咬嘴周围的相变储热材料的相变温度为15～100 ℃。
3.根据权利要求1所述的烟草制品，其特征在于，所述相变储热材料为两种以上相变储热材料。
4.根据权利要求1所述的烟草制品，其特征在于，所述相变储热材料为固相-液相相变储热材料。
5.根据权利要求1所述的烟草制品，其特征在于，所述相变储热材料为重量百分数68.1%的KCl和31.9%的ZnCl2的组合。
6.根据权利要求1所述的烟草制品，其特征在于，所述相变储热材料为重量百分数73%的Na2HPO4·12H2O、19%的尿素和8%的CaSO4·2H2O的组合。
7.根据权利要求1所述的烟草制品，其特征在于，所述相变储热材料中添加成核剂、导热物、保湿剂、pH调节剂、增稠剂和相稳定剂中的一种或多种。
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