CN105029708A - 一种不掉灰碳质热源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不掉灰碳质热源，其含有5～25wt％的无机粘结剂，还含有晶须材料、层状材料中至少一种。该碳质热源在燃烧时可形成有一定强度的灰烬，有效解决了掉灰问题。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种不掉灰碳质热源，属于新型烟草制品领域。
二、背景技术
低温加热型卷烟一般通过加热不燃烧烟草的方式将满足感和烟草香味传递给消费者，在一定程度上适应和满足了消费者的生理需要，同时“加热不燃烧”的方式使烟草只在较低的温度下(理想温度区间300-500℃)被加热，可以有效大幅降低烟气中多种有害成分。其实现方式一般是将烟草与热源在物理上分离，因此，热源是其设计的核心。其中，碳质热源因具有安全稳定、快捷高效、价格低廉等优点，已成为低温卷烟的主要热源之一。
在碳质热源材料制备的早期报道中，如CN1039711A中，首先将碳粉、水和粘结剂混匀，成型烘干后，再经高温热处理，得到含碳量很高的碳质热源材料，但尽管如此，在碳质热源燃烧时，其中的钾、钙、镁、硅等成分还是会形成灰烬。近期报道的相关专利中，为了改善碳质热源性能，常常加入各种添加剂，如CN1100453A和CN101420876A分别加入金属氧化物和碳酸钙来降低CO释放量；CN1039711A、CN103263084A等加入各种助燃剂提高引燃性。显然，这些添加剂的加入无疑会增加灰烬量。而且由于这些灰烬没有强度，在燃烧过程中会掉落。为解决这个问题，CN1040496A设计了一种不燃陶瓷套管，其除了留少量微孔供气流畅通外，可基本包住碳质热源，这样使得在热源燃烧的整个过程中，产生的灰烬会由于陶瓷套管的包裹而不会掉落。但这种方式显然会增加低温卷烟加工的难度，并导致成本增加。
三、发明内容
本发明目的在于提供一种不掉灰碳质热源，该碳质热源燃烧时形成的灰烬具有一定物理强度，确保灰烬不会散落。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种不掉灰碳质热源，其特征在于：所述碳质热源含有5～25wt％的无机粘结剂，还含有晶须材料、层状材料中至少一种；所述晶须材料和层状材料在碳质热源中总量在5～20wt％；所述碳质热源还含有3～15wt％海藻酸钠，余量为木炭粉。
所述无机粘结剂为低熔点玻璃粉(熔点为400-700℃)、低熔点陶瓷粉(熔点为400-700℃)、球粘土、硼酸锌、耐火粘土中的至少一种。
所述晶须材料为氧化镁晶须、氧化锌晶须、氧化铝晶须、氧化铜晶须、氧化锰晶须、氧化锡晶须、氧化钛晶须、碳酸镁晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须、钛酸钾晶须中的至少一种。
所述层状材料为云母、蒙脱土、高岭土、层状磷酸锆、石墨、石墨烯、硫化钼中的至少一种。
木炭粉、无机粘结剂、晶须材料以及层状材料的尺寸均不低于100目。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
通过无机粘结剂和晶须或/和层状无机物的加入，有效提高了碳质热源燃烧灰烬的机械强度，解决了常规热源灰烬易散落的问题。
本发明从碳质热源配方设计入手，简单易行，成本低廉。
四、具体实施方式
实施例1：
本发明不掉灰碳质热源，由下列原料制成：1g海藻酸钠，9g碳粉(200目)，6g水。将上述原料混匀，再用模具制成3×3×40mm3的样条，90℃烘干待测。
实施例2：
本发明不掉灰碳质热源，由下列原料制成：1g海藻酸钠、6g碳粉(200目)、6g水、2g低熔点玻璃粉(500目)、1g云母粉(200目)。将上述原料混匀，再用模具制成3×3×40mm3的样条，90℃烘干待测。
实施例3：
本发明不掉灰碳质热源，由下列原料制成：1g海藻酸钠、6g碳粉(200目)、6g水、1.5g低熔点陶瓷粉(300目)、1.5g高岭土。将上述原料混匀，再用模具制成3×3×40mm3的样条，90℃烘干待测。
实施例4：
本发明不掉灰碳质热源，由下列原料制成：1g海藻酸钠、6g碳粉(200目)、6g水、1.5g球粘土(180目)、1.0g氧化镁晶须(直径为0.5微米，长径比为50:1)、0.5g云母粉(250目)。将上述原料混匀，再用模具制成3×3×40mm3的样条，90℃烘干待测。
实施例5：
本发明不掉灰碳质热源，由下列原料制成：1g海藻酸钠、6g碳粉(200目)、6g水、1.5g硼酸锌、1.0g硫酸钙晶须(直径为0.7微米，长径比为70:1)、0.5g蒙脱土。将上述原料混匀，再用模具制成3×3×40mm3的样条，90℃烘干待测。
实施例6：
本发明不掉灰碳质热源，由下列原料制成：1g海藻酸钠、6g碳粉(200目)、6g水、1.0g耐火粘土、2.5g层状磷酸锆。将上述原料混匀，再用模具制成3×3×40mm3的样条，90℃烘干待测。
实施例7：
本发明不掉灰碳质热源，由下列原料制成：1g海藻酸钠、6g碳粉(200目)、6g水、1.0g耐火粘土、0.5g钛酸钾晶须、1.0g氧化钛晶须、0.5g石墨烯、0.5g硫化钼。将上述原料混匀，再用模具制成3×3×40mm3的样条，90℃烘干待测。
【燃烧掉灰性实验】
将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6和实施例7制备的碳质热源进行燃烧掉灰性评价，每种碳质热源重复测试10次，评价结果见表1。由表1可知，将无机粘结剂、无机晶须和无机层状物中至少一种加入碳质热源中，可以有效抑制碳质热源燃烧时掉灰。
燃烧掉灰性实验如下：利用电动点火器点燃碳质热源，然后用一60mL/s的空气流冲击碳质热源燃烧部，直至碳质热源燃烧至20mm，此时，肉眼确认灰烬是否掉落。针对实施例1-4，分别使用10根碳质热源进行试验，其中，将确认“掉灰”热源的根数记为A，由公式“掉灰率＝A÷10×100％”计算掉灰率。
表1燃烧掉灰性评价结果
| 样品 | 不掉灰/根 | 掉灰/根 | 掉灰率 |
| 实施例1 | 6 | 4 | 40％ |
| 实施例2 | 0 | 10 | 0％ |
| 实施例3 | 0 | 10 | 0％ |
| 实施例4 | 0 | 10 | 0％ |
| 实施例5 | 0 | 10 | 0％ |
| 实施例6 | 0 | 10 | 0％ |
| 实施例7 | 0 | 10 | 0％ |
Claims (9)
1.一种不掉灰碳质热源，其特征在于：所述不掉灰碳质热源中含有5～25wt％的无机粘结剂，还含有晶须材料、层状材料中至少一种。
2.根据权利要求1所述的不掉灰碳质热源，其特征在于：晶须材料、层状材料的总量为不掉灰碳质热源质量的5～20wt％。
3.根据权利要求1或2所述的不掉灰碳质热源，其特征在于：所述不掉灰碳质热源还含有3～15wt％海藻酸钠，余量为木炭粉。
4.根据权利要求3所述的不掉灰碳质热源，其特征在于：木炭粉、无机粘结剂、晶须材料以及层状材料的尺寸均不低于100目。
5.根据权利要求1所述的不掉灰碳质热源，其特征在于：所述无机粘结剂为低熔点玻璃粉、低熔点陶瓷粉、球粘土、硼酸锌、耐火粘土中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的不掉灰碳质热源，其特征在于：
所述低熔点玻璃粉的熔点为400-700℃。
7.根据权利要求5所述的不掉灰碳质热源，其特征在于：
所述低熔点陶瓷粉的熔点为400-700℃。
8.根据权利要求1或2所述的不掉灰碳质热源，其特征在于：所述晶须材料为氧化镁晶须、氧化锌晶须、氧化铝晶须、氧化铜晶须、氧化锰晶须、氧化锡晶须、氧化钛晶须、碳酸镁晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须、钛酸钾晶须中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的不掉灰碳质热源，其特征在于：所述层状材料为云母、蒙脱土、高岭土、层状磷酸锆、石墨、石墨烯、硫化钼中的至少一种。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106690420A (zh) * | 2015-11-18 | 2017-05-24 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 一种具有梯度功能的炭加热新型烟草制品用供热体及其制备方法 |
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| CN101939359A (zh) * | 2007-10-22 | 2011-01-05 | 弗莱克斯伯陶器公司 | 耐火的柔性陶瓷树脂共混物以及由其形成的复合材料制品 |
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| CN104519758A (zh) * | 2012-07-04 | 2015-04-15 | 菲利普莫里斯生产公司 | 具有改进的粘结剂的可燃热源 |
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