CN105167182B

CN105167182B - 基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品及气溶胶发生段的制备方法

Info

Publication number: CN105167182B
Application number: CN201510563009.8A
Authority: CN
Inventors: 叶菁; 胡汉华; 吴刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-09-06
Filing date: 2015-09-06
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2035-09-06
Also published as: CN105167182A

Abstract

本发明涉及本发明提供了一种基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，包括依次连接的相变控温式燃料组件段、气溶胶发生段及滤嘴段。在燃烧过程中所释放的热量，通过主流烟气传输给气溶胶发生段，以及相变蓄热材料的作用下，得到吸附净化和对CO进行氧化催化，避免温度过高使烟雾基质产生不期望的热裂解。气溶胶发生段由烟雾基质和高导热MPCF炭纤维长丝或短丝均匀掺混组成，使气溶胶发生系统沿卷烟轴向温度梯度减小，并使整个气溶胶发生段得到均匀加热，避免吸烟体验随抽吸次数的增加快速衰减。相变控温式燃料组件段和气溶胶发生段，由隔热卷烟纸包裹卷装成一体，减少热量的耗散，使燃料元件能在较低的配热量下，实现对烟雾基质的有效热激发。

Description

基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品及气溶胶发生段的制备方法

技术领域

本发明涉及新型烟草技术领域，具体涉及非燃烧型低温卷烟，特别涉及一种基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品及气溶胶发生段的制备方法。

背景技术

近年来，新型烟草制品呈现快速发展态势，其原因：一方面由于传统烟草制品的消费人口比率在逐年下降；另一方面由于世界范围内的禁烟力度不断加大，为履行《烟草控制框架公约》中“防止接触烟草烟雾”的规定，许多国家制订和实施了严格的公共场所吸烟禁令。在此背景下，新型烟草制品既能较好地适应公共场所禁烟令，又能在一定程度上满足烟草消费者的个人爱好，故市场需求增速显现。

所谓新型烟草制品的主要特征是，不需要燃烧烟草，显著减少因高温热裂解产生的有害烟气成分；很少产生侧流烟气，可消除二手烟气对公共环境产生的影响，缓解吸烟和禁烟的矛盾；能在一定程度上满足消费者对吸烟的所需体验。

新型烟草制品主要包括低温卷烟、无烟气烟草制品和电子烟。其中，低温卷烟外观与传统卷烟极相似，在500℃以下只加热不燃烧烟草，而将烟草香味和满足感传递给消费者，基本没有侧流烟气。

传统卷烟主要是由烟草、添加剂、卷烟纸和滤嘴等构成。抽吸过程即伴随着卷烟两种燃烧方式的进行：吸燃和阴燃，前者产生主流烟气，后者产生侧流烟气。通常卷烟燃吸时，燃烧区内温度范围约为700～950℃，加热速度可高达500℃/秒。在这样的高温条件下燃烧，烟草的化学成分发生一系列复杂变化，并向外扩散形成烟气，这些含有许多不同类型化学物质的烟气，包括气相和颗粒相两部分，形成所谓烟气的气溶胶。

有研究表明，烟气中的化合物随卷烟燃烧温度而变化，当温度上升到300℃时，烟草中的挥发类和较低沸点的物质开始形成烟气；当上升到450℃时，烟草中的纤维质开始焦化；上升到400～600℃时，烟草生成一系列的正烷烃与烯烃；约700℃时生成萘，硝酸盐还原和甘氨酸热裂形成氰化氢；高于700℃时，氨基酸、肽、生物碱经高温合成反应而形成乙腈；高于800℃时生成多环芳烃；上升到850℃时，含硫氨基酸热分解产生氧硫化碳。总之，当卷烟被点燃直至温度上升到约900℃时，烟草中2500多种化合物开始产生一系列的热解和化学反应，形成大量的新化合物，这些新化合物有些是有害物质。另一方面，烟气中的有害成分CO也是燃烧的主要产物，其约30％由烟草组分热裂解产生，约36％由烟草燃烧产生，至少有23％是CO₂经C还原而成，且燃烧温度越高，CO生成越多。由此可以看出，烟气中各种化学物质的生成与烟草燃烧温度密不可分，卷烟的危害性指数随着烟草燃烧温度的升高而提高。因此，不直接燃烧烟草，自然成为降低烟气有害物质产生的重要措施。

通过加热而不燃烧烟草，来避免烟气有害物质产生的吸烟制品，过去三十年来一直在发展中。其中，在原理和结构上比较接近目前的非燃烧型低温卷烟制品，在以下中国专利和美国专利中有描述：

雷诺兹烟草公司的中国专利CN 85106876(吸烟制品，1985)，公开了一种吸烟制品，它包括一个碳素燃料元件，一个总休上分离含有烟雾形成基质的烟雾发生机构，一个使燃料元件的一部分和基质接触的热传导构件，一个至少要围住一部份燃料的绝热外套，以及一个接嘴。燃料元件和烟雾发生机构有传导热交换关系结构，其中热传导构件是金属的包括金属箔。

Banerjee等人的美国专利US 4714082(Smoking article，1985)，公开了一种发烟制品，其包括具有单个轴向孔的高密度可燃燃料元件，物理分离的气雾产生装置和包括箔带的热传导构件，热传导构件形成传导容器，传导容器沿其整个长度封装气雾产生装置，气雾形成材料浸渍的粒状热稳定碳或氧化铝形成的气雾产生基质和紧跟在气雾产生基质后面设置的烟草填料。发烟制品还包括由弹性非燃烧材料构成的外周隔离元件，比如玻璃纤维套。还包括由弹性纤维素构成的环形段的醋酸纤维素管，发烟制品的整个长度被卷绕在卷烟型纸中。

雷诺兹烟草公司的中国专利CN 91109831.3(吸烟制品，1985)，以及Banerjee等人的美国专利US 5067499(Smoking article，1987)，公开了一种吸烟制品，它包括一燃料元件，一整体分离且含有烟雾形成物质和热传导件的烟雾发生机构，在燃料元件燃烧过程中将热量轴传递到烟雾发生机构，热传导件轴向间隔安置在燃料元件的点火端后面，热传导件至少接触燃料元件和烟雾发生机构的外周表面的一部分。

Farrier等人的美国专利US 5020548(Smoking article with improved fuelelement，1985)和US 5076297(Method for preparing carbon fuel for smokingarticles and product produced thereby，1986)，以及雷诺兹烟草公司的中国专利CN86105536(烟制品—人造香烟，1986)，公开了一种发烟制品，包括可燃的燃料，与生烟物质结构上分开的烟雾发生体，使热量从燃料传给烟雾发生体的导热元件，导热元件接触燃料的一部分和烟雾发生体的至少一部分；导热元件设置在燃料里，导热元件沿燃料长度大约一半不到接触燃料。

雷诺兹烟草公司的中国专利CN 87105964.9(具有改进的燃料元件的吸烟制品，1987)，公开了一种吸烟制品，包括一种长度小于30毫米、具有许多外围纵向通道的可燃性燃料元件，和含有一种热稳定的、能容纳一种烟雾形成物的基体(如颗粒氧化铝)烟雾发生装置，以及含有有效的热绝缘装置和一较长的烟嘴部分。

Barnes等人的美国专利US 4938238(Smoking article with improved，1987)和雷诺兹烟草公司的中国专利CN 88106259.6(具有改进包裹物的吸烟制品，1988)，公开了一种用于吸烟制品的改进包裹物及使用该包裹物的吸烟制品，包含足够量无机材料的包裹物包围至少一部分绝缘层，并能提供一层可透过性附着层；无机材料包含穿孔的铝箔及玻璃纤维。燃烧剂元件为碳质的，烟雾发生装置与燃烧剂元件呈传导性热交换关系。

雷诺兹烟草公司的中国专利CN 88106280.4(具有改进烟嘴件的吸烟制品，1988)，公开了一种具有改进烟嘴件的吸烟制品，包括一燃料元件，至少含一种烟雾形成材料的一种物理分离的烟雾发生装置，由非织热塑塑料纤维形成段的烟雾传输装置，烟雾发生装置和非织段之间还有一隔离元件，热塑塑料纤维段由含聚烯烃和聚酯组合选出的材料形成，隔离元件是一群选自烟草、含纸烟草、醋酯纤维素和醋酯纤维的环绕一管子的材料，或通过将一群材料收拢或折叠成一圆柱状而形成。

雷诺兹烟草公司的中国专利申请公布号CN 87101955A(制备吸烟制品的碳质燃料的方法和由此制成的产品，1988)，公开了一种生产特别适合卷烟制品中使用的含碳释热元件。该含碳燃料元件是热解纤维素材料和粘结剂混合物，利用挤压或压制成形。为改变燃料性能，这种混合物可包含燃烧添加剂和其它组分。

雷诺兹烟草公司的中国专利CN 90108150.7和CN 90108148.5(卷烟及其可吸填料，1990)，公开了一种卷烟，包括由一种无机组分和一种有机组分组成的凝聚基体和烟草的紧密混合物的可吸填料，可吸填料中包含一种藻酸铵粘结剂，烟草含有烟草提取物，及包括丙三醇的烟雾形成材料，凝聚基体填料由碳酸钙组分和藻酸盐组分组成。

雷诺兹烟草公司的中国专利CN 91105363.8(具有烟草/玻璃纤维燃料包裹纸的香烟，1991)，公开了一种如香烟之类的吸烟制品，包括与物理分离的烟雾发生装置成热交换关系设置的、短约9毫米长的碳质燃料元件，外包燃料元件的是烟草/玻璃纤维隔热包裹纸，隔热包裹纸包括至少二个分开和不同的部分，至少有一纤维状隔热材料层和至少有一含烟草的材料层；隔热包裹纸中使用至少二层玻璃纤维隔热材料，还包括一第二层含薄片状烟草材料层，玻璃纤维和烟草材料的排列从燃料元件向外为烟草、玻璃纤维、烟草、玻璃纤维。

这类吸烟制品还包括：Clearman等人的美国专利US 4756318(Smoking articlewith tobacco jacke，1985)；Sensabaugh等人的欧洲专利公布号0174645A2(Smokingarticle，1985)；Banerjee等人的欧洲专利公布号0212234A2(Smoking article，1986)；Banerjee等人的美国专利US 5105831(Smoking article with conductive aerosolchamber，1987)；Clearman等人的美国专利US 4881556(Low CO smoking article，1988)；Shannon等人的美国专利US5027836(Insulated smoking article，1988)；White等人的美国专利US 5129409(Extruded cigarette，1989)；Shannon等人的美国专利US 5211684(Catalyst containing smoking articles for reducing carbon monoxide，1989)；Strubel的美国专利US 5060667(Smoking article，1990)；Clearman等人的美国专利US5099861(Aerosol delivery article，1990)；Best等人的美国专利US 5148821(Processesfor producing a smokable and/or combustible tobacco material，1990)；Lawson等人的美国专利US 5065776(Cigarette with tobacco/glass fuel wrapper，1990)；Riggs等人的美国专利US 5178167(Carbonaceous composition for fuel elements of smokingarticles and method of modifying the burning characteristics thereof，1991)；Clearman等人的美国专利US 5203355(Cigarette with cellulosic substrate，1991)；Clearman等人的美国专利US 5247947(Cigarette，1991)；Casey,III等人的美国专利US5396911(Substrate material for smoking articles，1991)；Banerjee等人的美国专利US 5303720(Smoking article with improved insulating materia，1992)；Clearman等人的美国专利US 5345955(Composite fuel element for smoking articles，1992)；Barnes等人的美国专利US 5469871(Cigarette and method of making same，1993)。

对以上专利的技术特征进行概括分析，可以知道，以加热而非燃烧烟草为原理的卷烟制品，其基本结构包括：一个包裹着隔热纤维层的可燃烧碳质热源，一个产生烟雾的气溶胶元件，一个具有良好导热性能的金属箔或片层，使热源与气溶胶元件之间构成有效的热交换关系，一个过滤接嘴和卷烟外包装纸。其中，产生烟雾的气溶胶元件包含烟雾基质，其由植物包括天然或人工均质烟草材料、烟草提取物、香料，及多元醇或多元醇酯等烟雾剂或包括无机多孔材料等组成。显然，除无机多孔材料外的其它基质成分，对温度带来的热裂解仍然是高度敏感的。这些众多专利所涉及的具体结构和材料已成为非燃烧型卷烟领域的公知。

根据上述专利的特征描述，也可以知道，所谓非燃烧型低温卷烟，是通过热传导结构(关系)将燃料元件燃烧产生的热量传导给烟雾基质，期望使其加热至250～500℃，要避免烟雾基质因温度过高导致燃烧或热裂解形成不期望的化合物，同时产生感觉上可接受的烟雾。因此，在非燃烧型卷烟的公知结构中，碳质热源与烟雾基质之间的热传导结构和关系，以及降低主流烟气中的CO等有害物质十分重要。以下引述的专利在其中某些结构和方法上获得了一定的成功，但这不能必然地解释为既有的这些技术是合格的或适宜的。

菲利普莫里斯生产公司的中国专利CN 200480016579.5(从香烟的主流烟雾中降低一氧化碳和氮氧化物的催化剂)，公开了一种短切填料组合物，香烟，制造香烟的方法和吸烟方法，涉及将一氧化碳转化成二氧化碳和/或将氮氧化物转化成氮气的催化剂，催化剂包括承载在纤维载体上的纳米级金属和/或金属氧化物颗粒，或者通过结合金属前体溶液与纤维载体，然后热处理纤维载体，从而制备该催化剂。纤维载体包括陶瓷纤维和玻璃纤维。

菲利普莫里斯生产公司的中国专利CN 200480016481.X(降低香烟主流烟雾内一氧化碳的催化剂)，公开了一种短切填料组合物，卷烟纸，香烟过滤嘴，香烟，制造香烟的方法和吸烟的方法，涉及使用将一氧化碳转化成二氧化碳的催化剂。该催化剂包括承载在高表面积载体颗粒上的纳米级颗粒和/或金属氧化物颗粒。可通过结合金属前体溶液与高表面积载体颗粒，形成混合物，或者通过结合金属前体溶液与胶态溶液，形成混合物，然后加热该混合物制备催化剂。

日本烟草产业株式会社的中国专利CN 200780013028.7(非燃烧型吸烟物品用碳质热源组成物和非燃烧型吸烟物品)，公开的碳质热源组成物包含有碳和重量为0.5％～5％甘油或丙二醇及重量为30％～55％的碳酸钙。较不含多元醇的碳质热源，非燃烧型吸烟物品能够把CO的增加率抑制在5％以下，着火时间得到11％以上的改善。

西村学等人的中国专利申请公布号CN102458165A(具备碳质热源的非燃烧型吸烟物品，2009)，公开了一种非燃烧型吸烟物品，具备碳质热源和气溶胶发生部，碳质热源具有圆筒状的外壁和设置于其内部、横截面成格子的隔壁，且具有由所述隔壁划分的空气流路。碳质热源的空隙率为50％以上；热源组合物中的碳量为10％～60％。

雷诺兹烟草公司的中国专利200980146835.5(浸渍有金属氧化物成分的吸收材料)，公开了一种浸渍有金属氧化物浸的改进的吸收材料，其可用于适用于吸烟物品中的过滤元件，以改进的吸收材料对卷烟的主烟气流中的某些气态种类的过滤效率。吸收材料包括活性碳、分子筛、粘土、离子交换树脂、活性氧化铝、硅胶、海泡石以及它们的混合物。

雷诺兹烟草公司的中国专利CN 201080038270.1(带绝热垫的分段吸烟制品)，公开了一种香烟，它包含点烟端、烟嘴端、可抽吸段、气溶胶发生系统及生热段。生热段包含热源和机织、针织或二者混织的非玻璃材料绝热层，位于生热段与烟嘴端之间各自物理隔离的气溶胶发生段，含有气溶胶形成材料，绝热材料包括纤维材料，从外面包覆至少一部分气溶胶发生段、生热段和至少一部分可抽吸段的外包覆材料组件；这几段通过外包覆材料连接在一起，形成香烟棒。

雷诺兹烟草公司的中国专利申请公布号CN 102946747A(分段式抽吸制品，2011)，公开了一种卷烟包括点火端和嘴端，设置在点火端处的可抽吸段，设置在点火端与嘴端之间的气雾生成系统，该气雾生成系统包括与可抽吸段相邻的生热段，包括热源和可由织造、编织或两者的非玻璃材料形成的隔热层，隔热层包括烤烟烟片、水溶烤烟烟杆提取物以及木浆，隔热层包括氯化铵及碳酸氢钠处理处理，并构造成具有面向内的几何形状与热源互补配合，可将热源纵向地保持在生热段内，隔热层还包括C-玻璃纤维及炭纤维材料。

雷诺兹烟草公司的中国专利申请公布号CN 103929989A(带有基质腔的分段吸烟制品，2012)，公开了一种香烟包括点燃和口腔端，布置在点燃端的可抽吸段，布置在点燃与口腔端之间的气溶胶发生系统，该系统包括热源和绝热层的生热段，及包括基质的气溶胶发生段，基质为烟草球和气溶胶形成材料。层压有箔条的外包装材料绕气溶胶发生段、生热段和可抽吸段形成香烟棒。箔条被布置为与生热段进行热交换的关系，箔条包括选自以下的材料：铝、黄铜、铜和它们的任意组合。

菲利普莫里斯生产公司的中国专利申请公布号CN 104080359A(空气流动改进的发烟制品，2013)，公开了一种具有口端和远端的发烟制品，包括热源，及热源下游的气雾形成基体；在气雾形成基体下游的至少一个空气入口，以及在该发烟制品和至少一个空气入口与口端之间延伸的空气流动路径。空气流动路径包括从至少一个空气入口朝向气雾形成基体纵向地向上游延伸的第一部分和从第一部分朝向发烟制品的口端纵向地向下游延伸的第二部分。即通过在气雾形成基体下游引入空气入口，并与气雾形成基体产生一部分热交换，以在抽吸期间减小或消除发烟制品的气雾形成基体的温度升高。

罗诚浩等人的中国专利CN 201310144843.4(一种干馏型卷烟)，公开了一种干馏型卷烟，包括热源段、干馏段、填充段及咀棒段。热源段包括碳质热源和包裹在碳质热源外层的卷烟纸，碳质热源的内部设有沿轴向贯通的孔隙，碳质热源和卷烟纸之间设有金属层，金属层上设有网状细孔，金属为铝箔。

罗诚浩等人的中国实用新型专利CN 201320694678.5(外部导热吸烟装置)，公开了一种外部导热吸烟装置，它包括筒状导热套和与筒状导热套内部腔体连通的筒状气流导管，筒状气流导管的外表面套有与筒状气流导管匹配的筒状燃料块，筒状导热套腔体内设有卷烟限位板，设有通孔的卷烟限位板将筒状导热套内部腔体分隔为间隔区和插烟区，间隔区位于筒状气流导管与插烟区之间。筒状导热套和筒状气流导管均为金属筒状导热套。

罗诚浩等人的中国实用新型专利CN201320696295.1(具有聚热区的烟草干馏装置)，公开了一种具有聚热区的烟草干馏装置，包括筒状导热套，及筒状气流导管和聚热腔，筒状气流导管通过聚热腔与筒状导热套连通，筒状气流导管和聚热腔的外表面套有与筒状气流导管和聚热腔形状相匹配的燃料块，筒状导热套和筒状气流导管及漏斗形聚热腔均为金属材料。

李峰等人的中国实用新型专利CN 201320893789.9(一种碳加热香烟)，公开了一种碳加热香烟，包括碳加热部分、铝箔部分和卷烟部分，其中碳加热部分包括碳芯、第一玻纤棉、烟料薄片、第二玻纤棉和第一烟纸；铝箔部分包括铝箔纸和烟料，铝箔纸包裹烟料，铝箔纸通过搭接方式与碳加热部分连接。

冯洪涛等人的中国实用新型专利CN 201320570189.9(一种碳质加热型卷烟)，公开了一种碳质加热型卷烟，包括碳质热源区、气溶胶形成区、烟丝填充区、增湿区和过滤嘴区。气溶胶形成区的前端与碳质热源区连接，后端与所述烟丝填充区的前端连接，烟丝填充区的后端与所述增湿区的前端连接，增湿区的后端与所述过滤嘴区连接，以减轻了烟气的干燥感。

韩咚林等人的中国专利申请公布号CN 104055219A(烟丝添加剂及其制备方法以及用于生产卷烟的应用，2014)，公开了一种烟丝添加剂及其制备方法以及用于生产卷烟的应用，该烟丝添加剂是由石墨烯氧化物通过超声波分散于水中并得到浓度为0.1～0.3wt％的均相溶液。

雷诺兹烟草公司的中国专利申请公布号CN 102159100A(用于制备吸烟物品的燃料元件的方法，2011)，公开了一种制备吸烟物品的燃料元件的方法，将能够加热分解成催化金属化合物的含金属催化剂前驱体添加到燃料元件中或其表面上形成燃料元件，而非直接用催化金属化合物处理燃料元件。该专利申请也公开了一种包括点燃端、嘴端和浮质形成系统的吸烟物品。其中，在点燃端的可燃含碳燃料元件中(或涂覆表面)，添加了能够加热分解成催化金属化合物的金属催化剂前驱体，以减少主烟流的某些气相成分。其含碳燃料元件包括炭纤维材料、粘合剂和其它如石墨、氧化铝、烟草粉末。燃料元件的隔热物使用的是玻璃丝或玻璃纤维。其浮质形成系统包括浮质形成段和包括燃料元件的发热段，在物理上分开的，通过对流和铝箔传导的方式形成热交换关系。浮质形成段可包括甘油、丙二醇或其组合。

菲利普莫里斯生产公司的中国专利CN 200880102333.8(基于蒸馏的发烟制品)，公开了一种发烟制品，包括可燃热源、气雾产生基质、热传导元件、膨胀室及烟嘴。通过热传导元件铝箔部分围绕接触的气雾产生基质相邻形成热传导关系，其可燃热源为多孔碳基热源，并设置至少一条贯穿其内的纵向气流通道，通道内表面涂覆有基本上不透气、不燃烧、低热导率的涂层，涂层为一种或多种包括粘土、金属氧化物、沸石、磷酸锆和其它陶瓷材料或其组合，且催化剂铂、钯、过渡金属及氧化物也可结合到涂层材料中。由于可燃热源内纵向气流通道涂覆有基本上不透气的涂层，以及可燃热源与气雾产生基质之间通过热传导元件的气密性接触连接，这有利于减少来自热源的燃烧气体被抽吸到气雾产生基质内及燃烧温度的升高最小化。

值得注意的是，菲利普莫里斯生产公司的二项中国专利申请公布号CN103889254A(包括有具有后方屏障涂层的可燃热源的发烟制品，2012)和CN 104105419A(包括隔离的可燃热源的发烟制品，2013)，其中，CN 103889254A公开了一种包括可燃热源及气雾剂形成基材的发烟制品包，可燃热源具有从正面延伸至背面的至少一个气流通道，可燃热源背面涂有不可燃烧、耐气体的非金属第一屏障涂层。CN 104105419A公开了一种具有所谓前表面和后表面的可燃热源和位于可燃热源后表面下游的浮质形成基质，以及包裹可燃热源后部和浮质形成基质的外包装材料，形成具有一条或多条空气抽吸气流路径的发烟制品。这二项专利申请与菲利普莫里斯生产公司上述CN 200880102333.8专利最明显的区别是：可燃碳质热源不仅在纵向气流通道的整个内表面上涂有不可燃、基本不透气所谓“第二屏障涂层”，而且还在可燃热源的整个后表面也涂有不可燃、基本不透气所谓的“第一屏障涂层”。据此来强化可燃热源与一条或多条气流路径隔离效果，使流经发烟制品的抽吸空气不直接接触可燃热源，这有利于抑制可燃热源在燃烧期间形成的燃烧和分解产物进入到发烟制品的主气流中，也有利于抑制使用者在抽吸期间或强烈抽吸机制下，浮质形成基质因温度突升导致的燃烧或热解。

菲利普莫里斯生产公司的中国专利申请公布号CN 103619198A(用于发烟制品的可燃热源，2012)，公开了一种用于发烟制品的可燃热源，热源包括碳和至少一种含量为热源干重至少20％的点火助剂，点火助剂选自金属硝酸盐、过氧化物、铝热材料、金属间材料、镁、锆、铁、铝及其组合。可燃热源的第二部分包裹于阻燃包装材料中，阻燃包装材料为导热的或/又为基本不透氧的，包括金属箔包装材料，如铝箔、钢箔、铁箔和铜箔包装材料，金属合金箔、石墨箔、玻璃纤维和陶瓷纤维包装材料，以及特定的纸质包装材料。当热源的第一部分被点燃时，第二部分的温度上升至第一温度，随后的燃烧期间，第二部分保持比第一温度低的第二温度。热源包括含量为至少20％的点火助剂，是为了能自发而稳定地从其内部包含的助燃剂中获得氧气，以满足其“抽吸气流与可燃热源的隔离”燃烧放热设计。同时，阻燃包装材料的导热、不透氧和第二温度也是为了发烟制品的气雾剂生成基材温度不会达到使气雾剂生成基材发生燃烧或热降解的水平。

尽管经过长期的关注和持续的大量研究工作，非燃烧型低温卷烟在逐步完善，其中某些类型已由雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds Tobacco Company)以注册商标“普勒米尔”(Premier)和“艾里普斯”(Eclipse)，以及菲利普莫里斯有限公司以注册商标“阿可得”(Accord)和日本烟草公司的“Steam Hot One”及“AIRS”在市场上销售。是但由于存在若干问题，这些非燃烧型低温卷烟都没有获得商业成功。这些问题包括：

在偏离FTC或ISO标准条件的强抽吸机制下，因燃料元件温度陡增，使过多的燃烧热量通过热传导结构传输给烟雾基质，导致靠近热源的烟雾基质部分被显著碳化或者甚至燃烧，而产生不期望的热裂解，即烟雾基质的升温对抽吸方式高度敏感。

承载烟雾基质的气溶胶发生系统沿卷烟轴向温度梯度过大，或与导热金属箔片接触区沿法向受热不均匀，使得吸烟体验随抽吸次数的增加衰减过快。

燃料元件中包含形成纳米金属或金属氧化物颗粒催化剂前驱体溶液，由于超微颗粒的高吸附活性，可能影响有害物质在较低温度下的挥发，造成对金属盐类物质高温分解和挥发物可能的残留担忧。

燃料元件本体被赋予了良多的期望功能，组分设计被平衡了诸多影响因素，使其成分可能偏于复杂，而对倾向于天然、简单一点的部分人来说可能在选择上会有所犹豫。

与某些超低焦油含量的香烟相比，主流烟气中碳燃烧副产物，包括CO偏高。由于绝热材料使用了玻璃纤维，也产生了“不可避免地”被吸入的安全性担忧。

因此，期望提供一种非燃烧型低温卷烟，其燃料元件组分与燃烧性能匹配合理，不完全燃烧产物较少，吸燃主流烟气相对安全，温度输出的极值范围可控，热量传导具有削峰填谷作用，使吸烟体验能兼容尽可能宽泛的个性习惯，避免烟雾基质因局部过热而形成不期望的裂解产物。还期望提供一种将催化剂用于包裹燃料元件的嵌套材料中，而不是内含在燃料元件中，实现在燃料元件的外表面与嵌套内表面之间形成的环状腔体内对CO的氧化催化作用，以产生相对较少的主流烟气附加产物。这些期望还包括提供一种具有使气溶胶发生系统温场较为均匀的热传导介质，以及隔热效果良好的卷烟外包装纸，通过有效的传导加热和对流加热，使燃料元件的吸燃温度相对降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品及气溶胶发生段的制备方法，卷烟制品不完全燃烧产物较少，吸燃主流烟气相对安全，温度输出的极值范围可控，产生相对较少的主流烟气附加产物，气溶胶发生系统温场较为均匀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，包括依次连接的相变控温式燃料组件段、形成烟雾的气溶胶发生段及滤嘴段。

上述方案中，所述相变控温式燃料组件段和形成烟雾的气溶胶发生段，通过隔热纸，优选地，非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸进行连接或邻接包裹卷装，形成烟雾的气溶胶发生段和滤嘴段通过水松纸进行连接包裹卷装，构成沿主流烟气流动方向，依次为相变控温式燃料组件段、形成烟雾的气溶胶发生段和滤嘴段的一体化结构。

上述方案中，所述相变控温式燃料组件段包括燃料元件和燃料元件嵌套，所述燃料元件由碳质原料制成，所述碳质原料包括竹炭和隐晶质石墨，所述燃料元件嵌套套在所述燃料元件外部，所述燃料元件嵌套与燃料元件之间有环状的空腔，所述燃料元件嵌套由基体材料和相变蓄热材料制成。由于相变蓄热材料对温度的调控作用，使得主流烟气温度低于约510℃。

上述方案中，碳质原料由竹炭和隐晶质石墨组成的配比取决于所述隐晶质石墨的碳质晶体结构层间距d₀₀₂值，及所述竹炭和隐晶质石墨相应的放热峰起始温度和放热峰终止温度。所述碳质原料中竹碳和隐晶质石墨的配比如下，按质量百分数计为：

竹炭50％～95％，固定碳含量不低于95％，放热峰起始温度范围310～325℃，放热峰终止温度约为355～370℃；隐晶质石墨5％～50％，固定碳含量大于90％，碳质晶体层间距放热峰起始温度范围540～590℃，放热峰终止温度为770～960℃。其中，d₀₀₂值越小，且所述隐晶质石墨含量增加，着火点温度提高，燃烧速度减慢，阴燃和吸燃的燃烧温度差值增大，单位质量放热量增加。

上述方案中，所述基体材料和相变蓄热材料配比如下，按质量百分数计为：基体材料70％～85％，相变蓄热材料15％～30％。

上述方案中，所述基体材料包括以下组分，按质量百分数计为：

电气石8％～25％，高岭土35％～60％，氧化铁(Fe₂O₃)5％～10％，氧化铈(CeO₂)2％～5％，淀粉10％～20％，羧甲基纤维素或瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵4％～8％。电气石采用除铁电气石以外，还可以选自镁电气石、钙镁电气石、锂电气石中的一种或多种组合。采用湿法搅拌磨对除淀粉、羧甲基纤维素或瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵之外的所述嵌套基体原料进行粉磨，粒度D₉₇≤12μm。

上述方案中，所述相变蓄热材料取自以下材料中的一种或几种材料的物理混合物：低温玻璃粉，铝基共晶合金，三氧化二硼(B₂O₃)，氢氧化锶(Sr(OH)₂))，氯化钠与氯化钙混合盐(95.4NaCl-4.6CaCl₂)。所述相变蓄热粉体配比为，按所述嵌套基体原料干基质量与相变蓄热粉体质量之和的15％～30％，粒度D₉₇≤75μm。

上述方案中，所述低温玻璃粉：软化温度范围为370～460℃，熔融温度范围为510～600℃，显著吸热温度范围为450～550℃；所述B₂O₃熔点约450℃；所述Sr(OH)₂熔点约375℃；所述95.4NaCl-4.6CaCl₂熔点约570℃；所述铝基共晶合金为以下一种或两种的物理混合物：86.4Al-9.4Si-4.2Sb熔点约471℃、64.1Al-5.2Si-28Cu-2.2Mg熔点约507℃、68.5Al-5.0Si-26.6Cu熔点约525℃、64.3Al-34.0Cu-1.7Sb熔点约545℃、89Al-4Cu-7Si熔点约566.5℃和88Al-12Si，熔点约580℃。

上述方案中，将经过超细粉碎后的所述嵌套基体原料，按所述的嵌套基体原料配比加入淀粉、羧甲基纤维素或瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，及按所述相变蓄热粉体配比加入相变蓄热粉体，混炼捏合获得燃料元件嵌套膏体，含水率为所述燃料元件嵌套膏体质量百分数的20％～40％。

上述方案中，在对碳质原料进行粉碎的过程中，利用介质磨剥类超细磨的粉碎机械力化学效应和参杂效应，以及粉碎粒度分布方程的分布模数，来调整所述碳质原料的燃烧性能和对CO的氧化催化效果。

上述方案中，所述介质磨剥类超细磨采用的是搅拌磨湿法间歇粉磨工艺，通过小尺寸钢质研磨介质和刚玉质研磨介质复配的研磨作用，引发碳质原料的粉碎机械力化学效应和参杂效应，其中，小尺寸研磨介质中的钢质球体积分数60％～90％，刚玉球质体积分数40％～10％，尺寸最小的研磨介质为所述刚玉质球。

上述方案中，所述介质磨剥类超细磨或采用球磨机干法间歇式防爆粉磨工艺，通过钢质平衬板或小波纹衬板，以及小尺寸钢质研磨介质的研磨作用，引发碳质原料的粉碎机械力化学效应和参杂效应。

上述方案中，所述碳质原料的超细粉碎粒度分布方程符合：其中，R(D)为粒径为D的颗粒筛上累积质量百分数，De取值范围2.0～8.0μm，n取值范围0.5～2.7，De值越小，着火点温度低、燃烧速度快；n值小于0.7时，所述碳质燃料元件孔隙率减小，燃烧速度减慢。

上述方案中，超细粉碎后所述碳质原料中出现由粉碎机械力化学效应引发产生的碳化铁Fe₅C₂和/或Fe₃C，以及参杂效应形成的羟基铁Fe-OH和/或Fe₂O₃。

上述方案中，所述相变控温式燃料组件段包括燃料元件和相变热控管，所述燃料元件与相变热控管串联；所述燃料元件包括碳质原料固结物和在其外侧的凝胶浸渍棉线绳缠绕包覆层，所述碳质原料固结物和棉线绳缠绕包覆层之间形成环状腔体；所述相变热控管由相变蓄热膏体制成，所述相变热控管内部设有轴向吸燃气通道。由于相变蓄热材料对温度的调控作用，使得主流烟气温度低于约500℃。

上述方案中，所述气溶胶发生段包括烟雾基质和高导热炭纤维长丝。

上述方案中，所述高导热炭纤维长丝采用中间相沥青基炭纤维MPCF，导热率为400～1950W/(m·K)。

上述方案中，所述中间相沥青基炭纤维MPCF采用带状纤维，其截面宽度为0.3～1.5mm，截面厚度为10～30μm，所述中间相沥青基炭纤维MPCF所使用的纤维数截面积总和占所述形成烟雾的气溶胶发生段截面积的0.75％～3％，即约15～60根纤维。

上述方案中，所述形成烟雾的气溶胶发生段，由烟雾基质和高导热炭纤维短丝组成。

上述方案中，所述高导热炭纤维短丝采用中间相沥青基炭纤维MPCF，导热率为600～1950W/(m·K)。

上述方案中，所述中间相沥青基炭纤维MPCF采用带状纤维，其截面宽度为0.3～1.5mm，截面厚度为10～30μm，短丝纤维长度为15～35mm，所述中间相沥青基炭纤维MPCF炭纤维短丝所使用的总体积占所述形成烟雾的气溶胶发生段体积的1.2％～5.0％。

本发明还提供了一种气溶胶发生段的制备方法，所述气溶胶发生段包括烟雾基质和高导热炭纤维长丝，所述高导热炭纤维长丝采用中间相沥青基炭纤维MPCF，通过高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于基质烟丝中的制备方法实施，具体包括以下步骤：

烟雾基质被加入到基质吸送腔中，所述高导热MPCF炭纤维长丝穿过丝孔均布板，沿牵引方向被均匀地排布在基质吸送腔内；

当基质吸送腔在真空抽吸作用下连续进气时，空气携带着烟雾基质，流经均匀排布且连续行走，由所述高导热MPCF炭纤维长丝所形成的管状缝隙，烟雾基质被阻隔下来，形成松软的高导热MPCF炭纤维长丝与烟雾基质的均匀混合料条，并在对辊驱动轮的牵引作用下离开基质吸送腔；

当回旋牵引轮以混合料条牵引方向为轴旋转时，其上数对带有针刺结构的牵引轮，使松软的所述高导热MPCF炭纤维长丝与烟雾基质的均匀混合料条连续扭转，形成烟雾基质与所述高导热MPCF炭纤维长丝的均匀混编料条；

调整气流抽吸的真空度、高导热MPCF炭纤维长丝牵引速度和回旋牵引轮转速，可以改变均匀混编料条的透气率。

上述方案中，所述隔热卷烟纸具有双层纸复合结构，包含四种介质层，由上到下，或包覆卷烟形成管状构型时，由表及里的顺序依次为：表层纸、隔热介质层和底层纸；所述隔热介质层包括以下组分，以体积百分数计为：微米热塑性聚合物颗粒3％～30％；纳米SiO₂气凝胶颗粒60％～95％；微米TiO₂颗粒2％～10％。

上述方案中，所述底层纸下表面还设有浸润阻隔层。

上述方案中，所述浸润阻隔层由甲基纤维素凝胶干燥成膜形成，或由质量百分数约为70％的甲基纤维素与质量百分数约为30％的海藻酸钠复配凝胶干燥成膜形成。

上述方案中，所述微米热塑性聚合物颗粒为选自于以下一种或多种的组合：麦芽糖、果糖、聚环氧乙烷、聚乙烯、聚乙酸乙烯酯。所述微米热塑性聚合物颗粒采用深冷粉碎法至粒度D₉₀≤74μm。

上述方案中，所述微米热塑性聚合物颗粒的配比：质量百分数为55％～85％的麦芽糖，与质量百分数为15％～45％的聚乙酸乙烯酯复配组成，或质量百分数为55％～85％的果糖，与质量百分数为15％～45％的聚环氧乙烷复配组成。

上述方案中，所述纳米SiO₂气凝胶颗粒的一次粒子直径为约1～30nm，微孔尺寸≤70nm，BET比表面积300～900m²/g。

上述方案中，所述微米TiO₂颗粒纯度≥97％，粒度D₉₇≤10μm。

上述方案中，所述表层纸可采用草类纤维原料抄造，定量为15～22g/m²。

上述方案中，所述底层纸采用草类纤维或复合有烟草纤维原料抄造，定量为20～25g/m²，碳酸钙含量(质量百分数)可提高到45％～65％。

纳米SiO₂气凝胶是一种具有高比表面积、低堆积密度的多孔纳米材料，其结构十分符合超级绝热材料的基本特征。根据分子运动及碰撞理论，气体对流传热主要是通过高温侧运动速度较高的分子与低温侧运动速度较低的分子相互碰撞传递能量，由于空气中主要成分氮气和氧气的分子平均自由程均在70nm左右，当纳米SiO₂微粒构成的微孔尺寸小于这一临界尺寸时，尤其小于50nm时，微孔内的空气分子失去了在分子平均自由程内进行无序热运动的能力，只能直接与微孔壁发生弹性碰撞而保留自身的速度与能量，微孔材料处于近似真空状态，产生所谓“零对流效应”，即从材料的介观结构上切断了气体分子的热传导作用，从而可获得比无对流空气更低的导热率。同时，由于纳米结构孔的存在，材料的热传导只能沿着微孔壁传递，而由大量微孔(孔隙率在80％～99.8％)构造的微孔壁形成了近于“无穷长路径效应”，使得纳米SiO₂气凝胶的热传导能力降至接近最低极限。诸多研究表明，纳米SiO₂气凝胶在低于450℃时具有非常优异的隔热性质。

根据以上分析可知，纳米SiO₂气凝胶的多孔结构对导热率的影响至关重要。纳米SiO₂气凝胶通常采用溶胶-凝胶法制备，步骤包括溶胶制备、凝胶制备和凝胶干燥三个过程，其中，凝胶干燥过程极为重要。若采用传统的干燥方法，在湿凝胶液相的脱除过程中，因液体毛细管张力的收缩作用，使凝胶骨架结构塌陷，孔隙大量减少，同时产生一次粒子变粗，比表面积大幅下降等不利影响。而采用超临界流体干燥方法，则有效地解决这些问题，即在维持凝胶骨架结构的前提下，完成湿凝胶向气凝胶的转变，制备出高品质纳米SiO₂气凝胶。

因此，在利用纳米SiO₂气凝胶作为隔热介质时，如何继续维持纳米SiO₂气凝胶的多孔结构，是实现卷烟纸具有优良隔热性能的技术关键。

若采用常规的液相成膜材料浸润纳米SiO₂气凝胶，来直接涂敷卷烟纸，显然在液相的润湿和移除过程中，会破坏纳米SiO₂气凝胶的孔隙结构。

若采用纳米SiO₂气凝胶涂敷卷烟纸，再通过超临界流体干燥方法来获得纳米SiO₂气凝胶基层，虽然能获得很好的孔隙结构，但对于大量生产的卷烟纸来说，超临界流体干燥的量产装置可能存在技术问题，以及存在着成本问题。

本发明通过一定量的微米热塑性聚合物粉体及一定量的微米TiO₂红外阻隔剂，对纳米SiO₂气凝胶进行均匀掺混，获得含有热熔性粘结颗粒的纳米SiO₂气凝胶粉体和微米TiO₂粉体复配的隔热介质，通过预热和电晕电极与辊筒电极之间形成的静电吸附结构，使所述表层纸的内面在静电吸附力作用下形成均匀铺层的所述隔热介质层，再通连续回转的加热加压对辊，将所述底层纸的内表面通过熔融的热塑性聚合物颗粒相互粘合，形成所述表层纸和所述底层纸之间，通过含有热熔粘结颗粒的纳米SiO₂气凝胶粉体和微米TiO₂粉体复配的隔热介质相互粘合的复合隔热双层纸。

所述表层纸和底层纸可采用草类纤维或复合有烟草纤维，这类在传统卷烟纸制造中被认为是最差的纤维原料，从而可以节省麻浆、木浆这类在传统卷烟纸制造中被认为是最好的，但每年需要大量进口的纤维原料，因为包覆非燃烧型低温卷烟的卷烟纸并不发生燃烧，使得籍纤维原料的优良性质来改善卷烟纸的燃烧度、透气度、不透明度和吸味等指标的需求不复存在。同时，由于双层纸的复合增强作用，使得表层纸和底层纸各自对抗张强度的要求可有所降低。

所述浸润阻隔层，利用加大浸润阻隔层与液相烟雾基质润的润湿角，防止在卷烟存储阶段因液相烟雾基质通过对卷烟纸的润湿产生的挥发，包括污染表层纸，同时也可以防止液相烟雾基质通过对卷烟纸的附着润湿，被传输到燃料元件段而产生不希望的热裂解。所述形成烟雾的气溶胶发生段，由烟雾基质和高导热MPCF炭纤维短丝或高导热MPCF炭纤维长丝组成。其中，烟雾基质由本领域已公知的各种单体基材和基材载体组成，这些公知的单体基材包括：烟草，如切碎的烟叶、复原烟草丝等均质烟草材料；植物料，如茶叶、马鞭草、龙篙等；烟草提取物、香味剂等；烟雾形成材料，如多元醇、多元醇酯等；粘结剂，如甲基纤维素、羧甲基纤维素、藻酸铵、淀粉等。公知的基材载体包括：纤维状、多孔状无机材料，如硫酸钙纤维、活性炭、海泡石、沸石、分子筛等。

所述形成烟雾的气溶胶发生段，其内，将所述高导热MPCF炭纤维短丝均匀掺混于烟雾基质中，或将所述高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于烟雾基质中，所述高导热MPCF炭纤维的导热率为400～1950W/(m·K)，以减小所述形成烟雾的气溶胶发生段沿卷烟轴向方向的温度梯度，并使得整个形成烟雾的气溶胶发生段中的烟雾基质得以均匀加热。

所述非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸，用于所述相变控温式燃料组件段和形成烟雾的气溶胶发生段的邻接或连接包裹卷装，再通过水松纸，将形成烟雾的气溶胶发生段与滤嘴段连接包裹卷装成一体，这些包裹卷装可通过公知的方法和机械予以实施。

所述非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸，与所述相变控温式燃料组件段和形成烟雾的气溶胶发生段，一并构成所述基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品的热交换关系。所述的热交换关系为：燃料元件的燃烧热量，通过主流烟气，经由复合嵌套环状腔体的的吸附和氧化催化作用，以及相变蓄热材料的控温作用后，流经烟雾基质与高导热MPCF炭纤维均匀混合的气溶胶发生段，以对流加热的方式直接激发烟雾基质形成气溶胶，并以对流加热使炭纤维受热后经由炭纤维的传导加热作用，使烟雾基质获得均匀的协同强化加热激发效果。所述非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸，使所述的热交换关系成为一种准绝热系统，避免普通卷烟纸对燃烧热量的耗散，使燃料元件能在较低的配热量下，实现对烟雾基质的有效热激发。

所述高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于基质烟丝中的制备方法，包括采用所述基质吸送腔、丝孔均布板、对辊驱动轮和回旋牵引轮结构，通过真空抽吸使烟雾基质在气流的携带作用下，流经由高导热MPCF炭纤维长丝均匀排布且连续行走的管状缝隙时，烟雾基质被阻隔下来，形成松软的高导热MPCF炭纤维长丝与烟雾基质的均匀混合料条，并在对辊驱动轮的牵引作用下离开基质吸送腔，当回旋牵引轮以混合料条牵引方向为轴旋转时，其上数对带有针刺结构的牵引轮，使松软的高导热MPCF炭纤维长丝与烟雾基质的均匀混合料条连续扭转，形成所述的烟雾基质与高导热MPCF炭纤维长丝的均匀混编料条。调整气流抽吸的真空度、高导热MPCF炭纤维长丝牵引速度和回旋牵引轮转速，可以改变均匀混编料条的透气率。

所述相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品的滤嘴段，可以是本领域公知的普通滤嘴，也可以是一些具有特别吸附和过滤功能的新型滤嘴。在所述形成烟雾的气溶胶发生段和滤嘴段之间，或滤嘴段中部，沿滤嘴水松纸的圆周，可以开设本领域已公知的通气小孔，以利用环境空气来稀释主流烟气中的有害烟气，同时可适当降低主流烟气的温度。

实施本发明的基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，具有以下有益效果：

1、相变控温式燃料组件来克服因燃料元件在强烈抽吸机制下温度陡增，使烟雾基质产生不期望的热裂解，即利用相变蓄热材料来控制燃料元件温度输出，温度过高时相变蓄热材料发生相变吸收热量，温度下降时放出热量，对燃料元件的输出温度进行“削峰填谷”式控制。

2、利用高导热中间相沥青基炭纤维(MPCF)，作为燃料元件与烟雾基质之间的热传导介质，使气溶胶发生系统沿卷烟轴向温度梯度减小，温场趋于均匀，避免吸烟体验随抽吸次数的增加快速衰减。MPCF炭纤维导热率高达400～1950W/(m·K)，而纯铝的导热系数约为230W/(m·K)。因此，与采用金属箔片作为热传导介质的既有技术相比，将高导热MPCF炭纤维短丝均匀掺混于基质烟丝中，或将高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于基质烟丝中，可以显著减小非燃烧型低温卷烟沿轴向方向的温度梯度，同时，由于炭纤维均匀地分散于基质烟丝中，使得整个承载烟雾基质的气溶胶发生段均匀加热，避免了金属箔片仅限于接触区对烟雾基质进行传导加热，而基质之间的传导加热作用极低，气溶胶发生段受热不均匀。

3、采用非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸包裹相变控温式燃料组件和气溶胶发生段，即将非燃烧型低温卷烟的气溶胶发生系统设计成准绝热系统，使被燃料元件加热的主流烟气在隔热效果良好的圆管形通道内，通过对流加热直接激发烟雾基质形成气溶胶，并通过对流加热使炭纤维受热后经由炭纤维的传导加热，使烟雾基质获得均匀的协同强化加热激发效果，避免了采用普通卷烟纸对燃烧热量的耗散，从而可以减少燃料元件的配热量，并适当降低燃烧温度。

4、提出高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于基质烟丝中的制备方法，即利用丝孔均布板将高导热MPCF炭纤维长丝沿牵引方向被均匀地排布在基质吸送腔内，通过真空抽吸使烟雾基质在气流携带作用下，流经均匀排布且连续行走的由高导热MPCF炭纤维长丝所形成的管状缝隙，烟雾基质被阻隔下来，形成松软的高导热MPCF炭纤维长丝与烟雾基质的均匀混合料条，并通过回旋牵引轮的旋转牵引作用使混合料条扭转，形成烟雾基质与高导热MPCF炭纤维长丝的均匀混编料条。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品01的轴向和截面示例性剖视图；

图2为又一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维短丝构成的非燃烧型低温卷烟制品02的轴向和截面示例性剖视图；

图3为一种相变控温式燃料组件和控温管与高导热MPCF炭纤维短丝构成的非燃烧型低温卷烟制品03的轴向和截面示例性剖视图；

图4为再一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品04的轴向和截面示例性剖视图；

图5为还有一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维短丝构成的非燃烧型低温卷烟制品05的轴向和截面示例性剖视图；

图6为高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于基质烟丝中的制备方法原理示意图。

具体实施方式

以下结合结构示例性简图和制备方法原理示意图及实施例，对本发明的具体实施方式进行进一步说明，但本发明并不限定于此：

实施例1

如图1所示，一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品01，由相变控温式燃料组件段011和形成烟雾的气溶胶发生段012及滤嘴段013组成，其中，相变控温式燃料组件段011和形成烟雾的气溶胶发生段012，通过非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸014进行邻接包裹卷装，形成烟雾的气溶胶发生段012和滤嘴段013通过水松纸进行连接包裹卷装，构成沿主流烟气流动方向，依次为相变控温式燃料组件段011、形成烟雾的气溶胶发生段012和滤嘴段013的一体化结构，获得基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品。

所述碳质原料粉体的熔体挤出风冷固结物0111、燃料元件嵌套粉体的熔体挤出风冷固结物0112，以及碳质原料粉体的熔体挤出风冷固结物0111外表面，与燃料元件嵌套粉体的熔体挤出风冷固结物0112内表面之间形成的环状腔体0113，经高温碳化所得产物组成。相变控温式燃料组件段011，在燃烧过程中所释放的热量，通过主流烟气传输给形成烟雾的气溶胶发生段012，期间在流经环状腔体0113时，由于燃料元件嵌套粉体的熔体挤出风冷固结物0112中，电气石的热电效应和自发电极静电场效应及吸附效应，使主流烟气得到吸附净化和对CO进行氧化催化，同时由于相变蓄热材料对温度的调控作用，使得主流烟气温度低于约510℃。

所述相变控温式燃料组件段011，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约5～50mm，优选地，10～15mm。

所述形成烟雾的气溶胶发生段012，由烟雾基质0121和高导热MPCF炭纤维长丝0122组成。其中，各种烟雾基质已为本领域公知，优选质量百分数：复原烟草丝和白肋烟草混合物60％，烟草提取物20％，丙三醇17％，羧甲基纤维素2％，烟草香味剂1％。

所述高导热MPCF炭纤维长丝0122导热率为400～1950W/(m·K)，优选地，导热率约640W/(m·K)；所述高导热MPCF炭纤维长丝0122采用带状纤维，其截面宽度为0.3～1.5mm，优选地，约1.2mm，截面厚度为10～30μm，优选地，约20μm；所述高导热MPCF炭纤维长丝0122所使用的纤维数截面积总和占所述形成烟雾的气溶胶发生段012截面积的0.75％～3％，即约15～60根纤维，优选地，1.0％，约20根纤维。

可采用图6所示的高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于基质烟丝中的制备方法，将所述高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于烟雾基质中，其中，烟雾基质0601被加入到基质吸送腔0604中，高导热MPCF炭纤维长丝0602穿过丝孔均布板0603，沿牵引方向被均匀地排布在基质吸送腔0604内；当基质吸送腔的真空抽吸口连续抽气时，空气携带着烟雾基质，流经均匀排布且连续行走的，由高导热MPCF炭纤维长丝所形成的管状缝隙，烟雾基质被阻隔下来，形成松软的高导热MPCF炭纤维长丝与烟雾基质的均匀混合料条，并在对辊驱动轮0605的牵引作用下离开基质吸送腔；当回旋牵引轮0607以混合料条牵引方向为轴旋转时，其上数对带有针刺结构的牵引轮，使松软的高导热MPCF炭纤维长丝与烟雾基质的均匀混合料条连续扭转，形成烟雾基质与高导热MPCF炭纤维长丝的均匀混编料条0606；调整气流抽吸的真空度、高导热MPCF炭纤维长丝牵引速度和回旋牵引轮转速，可以改变均匀混编料条的透气率；当均匀混编料条0606被牵引至裹装机0609处时，预包装纸0608在均匀混编料条0606回旋牵引过程中，被一组导向轮翻卷裹装在料条上，形成预卷装烟草条，并根据工艺需要切割成适宜长度，以备下一步形成基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品的组装。预包装纸0608可采用公知的工艺复含烟草香味剂。

所述形成烟雾的气溶胶发生段012，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约13～58mm，优选地，45～55mm。

采用所述非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸014，将相变控温式燃料组件段011和形成烟雾的气溶胶发生段012邻接包裹卷装成一体，其中，相变控温式燃料组件段011和形成烟雾的气溶胶发生段012之间，可以留有1～2mm的间隙，以减少可能的液相烟雾基质对相变控温式燃料组件的浸润。

滤嘴段013中的过滤纤维0132可以是本领域公知的材料，如传统的醋酸纤维素丝束、聚丙烯丝束等，或采用一些具有特别吸附和过滤功能的新型滤嘴。

在形成烟雾的气溶胶发生段012和滤嘴段013之间，或滤嘴段013中部，沿滤嘴水松纸的圆周，可以开设本领域公知的通气小孔，以利用环境空气来稀释主流烟气中的有害烟气，同时可适当降低主流烟气的温度。

所述的一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品01，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.8mm～Φ8.2mm，长度约60～100mm，优选地80～85mm。

实施例2

如图2所示，又一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维短丝构成的非燃烧型低温卷烟制品02，由相变控温式燃料组件段021和形成烟雾的气溶胶发生段022及滤嘴段023组成，其中，相变控温式燃料组件段021和形成烟雾的气溶胶发生段022，通过非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸024进行邻接包裹卷装，形成烟雾的气溶胶发生段022和滤嘴段023通过水松纸进行连接包裹卷装，构成沿主流烟气流动方向，依次为相变控温式燃料组件段021、形成烟雾的气溶胶发生段022和滤嘴段023的一体化结构，获得基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品。

所述碳质原料粉体的挤出干燥固结物0211、燃料元件嵌套粉体的挤出干燥固结物0212，以及碳质原料粉体的挤出干燥固结物0211外表面，与燃料元件嵌套粉体的挤出干燥固结物0212内表面之间形成的环状腔体0213，经高温碳化所得产物组成。相变控温式燃料组件段021，在燃烧过程中所释放的热量，通过主流烟气传输给形成烟雾的气溶胶发生段022，期间在流经环状腔体0213时，由于燃料元件嵌套粉体的挤出干燥固结物0212中，电气石的热电效应和自发电极静电场效应及吸附效应，使主流烟气得到吸附净化和对CO进行了氧化催化，同时由于相变蓄热材料对温度的调控作用，使得主流烟气温度低于约510℃。

所述相变控温式燃料组件段021，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约5～50mm，优选地，10～15mm。

所述形成烟雾的气溶胶发生段022，由烟雾基质0221和高导热MPCF炭纤维短丝0222组成。其中，各种烟雾基质已为本领域公知，优选质量百分数，复原烟草丝60％，烟草提取物18％，甘油二乙酸酯19％，甲基纤维素2％，烟草香味剂1％。

所述高导热MPCF炭纤维短丝0222导热率为600～1950W/(m·K)，优选地，导热率约800W/(m·K)；所述高导热MPCF炭纤维短丝0222采用带状纤维，其截面宽度为0.3～1.5mm，优选地，约1.5mm，截面厚度为10～30μm，优选地，约25μm，短丝纤维长度为15～35mm；所述高导热MPCF炭纤维短丝0222所使用的总体积占所述形成烟雾的气溶胶发生段022体积的1.2％～5.0％，优选地，3.0％。

所述高导热MPCF炭纤维短丝0222与烟雾基质0221均匀混合后，通过本领域公知的方法，如吸丝法，采用所述非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸024，将相变控温式燃料组件段021和形成烟雾的气溶胶发生段022邻接包裹卷装成一体，其中，相变控温式燃料组件段021和形成烟雾的气溶胶发生段022之间，可以留有1mm～2mm的间隙，以减少可能的液相烟雾基质对相变控温式燃料组件的浸润。

所述形成烟雾的气溶胶发生段022，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约13～58mm，优选地，45～55mm。

滤嘴段023中的过滤纤维0232可以是本领域公知的材料，如传统的醋酸纤维素丝束、聚丙烯丝束等，或采用一些具有特别吸附和过滤功能的新型滤嘴。

在形成烟雾的气溶胶发生段022和滤嘴段023之间，或滤嘴段023中部，沿滤嘴水松纸的圆周，可以开设本领域公知的通气小孔，以利用环境空气来稀释主流烟气中的有害烟气，同时可适当降低主流烟气的温度。

所述的又一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品02，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.8mm～Φ8.2mm，长度约60～100mm，优选地80～85mm。

实施例3

如图3所示，一种相变控温式燃料组件和控温管与高导热MPCF炭纤维短丝构成的非燃烧型低温卷烟制品03，由相变控温式燃料组件段031和形成烟雾的气溶胶发生段032及滤嘴段033组成，其中，相变控温式燃料组件段031和形成烟雾的气溶胶发生段032，通过非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸034进行连接包裹卷装，形成烟雾的气溶胶发生段032和滤嘴段033通过水松纸进行连接包裹卷装，构成沿主流烟气流动方向，依次为相变控温式燃料组件段031、形成烟雾的气溶胶发生段032和滤嘴段033的一体化结构，获得基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品。

所述碳质原料膏体的挤出干燥固结物0311、燃料元件嵌套膏体的挤出干燥固结物0312、碳质原料膏体的挤出干燥固结物0311外表面，与燃料元件嵌套膏体的挤出干燥固结物0312内表面之间形成的环状腔体0313，经高温碳化所得产物，以及铝合金复合相变蓄热膏体挤出干燥固结碳化物0314和其内热交换通道0315组成。相变控温式燃料组件段031，在燃烧过程中所释放的热量，通过主流烟气传输给形成烟雾的气溶胶发生段032，期间在流经环状腔体0313时，由于燃料元件嵌套粉体的挤出干燥固结物0312中，电气石的热电效应和自发电极静电场效应及吸附效应，使主流烟气得到吸附净化和对CO进行了氧化催化，同时在流经热交换通道0315时，相变蓄热材料对温度的调控作用，使得主流烟气温度低于约500℃。

所述相变控温式燃料组件段031，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约15～50mm，优选地，19～22mm。

所述形成烟雾的气溶胶发生段032，由烟雾基质0321和高导热MPCF炭纤维短丝0322组成。其中，各种烟雾基质已为本领域公知，优选质量百分数，复原烟草丝和白肋烟草混合物57％，烟草提取物20％，丙三醇20％，藻酸铵1.5％，烟草香味剂1.5％。

所述高导热MPCF炭纤维短丝0322导热率为600～1950W/(m·K)，优选地，导热率约800W/(m·K)；所述高导热MPCF炭纤维短丝0322采用带状纤维，其截面宽为0.3～1.5mm，优选地，约1.5mm，截面厚度为10～30μm，优选地，约25μm，短丝纤维长度为15～35mm；所述高导热MPCF炭纤维短丝0322所使用的总体积占所述形成烟雾的气溶胶发生段032体积的1.2％～5.0％，优选地，3.0％。

所述高导热MPCF炭纤维短丝0322与烟雾基质0321均匀混合后，通过本领域公知的方法，如吸丝法，采用所述非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸034，将相变控温式燃料组件段031和形成烟雾的气溶胶发生段032连接包裹卷装成一体。

所述形成烟雾的气溶胶发生段032，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约13～58mm，优选地，45～55mm。

滤嘴段033中的过滤纤维0332可以是本领域公知的材料，如传统的醋酸纤维素丝束、聚丙烯丝束等，或采用一些具有特别吸附和过滤功能的新型滤嘴。

在形成烟雾的气溶胶发生段032和滤嘴段033之间，或滤嘴段033中部，沿滤嘴水松纸的圆周，可以开设本领域公知的通气小孔，以利用环境空气来稀释主流烟气中的有害烟气，同时可适当降低主流烟气的温度。

所述的一种相变控温式燃料组件和控温管与高导热MPCF炭纤维短丝构成的非燃烧型低温卷烟制品03，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.8mm～Φ8.2mm，长度约60～100mm，优选地80～85mm。

实施例4

如图4所示，再一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品04，由相变控温式燃料组件段041和形成烟雾的气溶胶发生段042及滤嘴段043组成，其中，相变控温式燃料组件段041和形成烟雾的气溶胶发生段042，通过非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸044进行连接包裹卷装，形成烟雾的气溶胶发生段042和滤嘴段043通过水松纸进行连接包裹卷装，构成沿主流烟气流动方向，依次为相变控温式燃料组件段041、形成烟雾的气溶胶发生段042和滤嘴段043的一体化结构，获得基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品。

所述碳质原料粉体的熔体挤出风冷固结物0411、凝胶浸渍棉线绳缠绕包覆的发泡、碳化固结层0412，以及碳质原料粉体的熔体挤出风冷固结物0411，与凝胶浸渍棉线绳缠绕包覆的发泡、碳化固结层0412内表面之间形成的环状腔体0413，经高温碳化所得产物，还包括铝合金复合相变蓄热膏体材料的挤出干燥固结物0414和其内热交换通道0415组成。相变控温式燃料组件段041，在燃烧过程中所释放的热量，通过主流烟气传输给形成烟雾的气溶胶发生段042，期间在流经环状腔体0413时，由于凝胶浸渍棉线绳缠绕包覆的发泡、碳化固结层0412中，电气石的热电效应和自发电极静电场效应及吸附效应，使主流烟气得到吸附净化和对CO进行了氧化催化，同时在流经热交换通道0415时，相变蓄热材料对温度的调控作用，使得主流烟气温度低于约500℃。

所述相变控温式燃料组件段041，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约5～50mm，优选地，10～15mm。

所述形成烟雾的气溶胶发生段042，由烟雾基质0421和高导热MPCF炭纤维长丝0422组成。其中，各种烟雾基质已为本领域公知，优选质量百分数，复原烟草丝和白肋烟草混合物60％，烟草提取物20％，丙三醇17％，羧甲基纤维素2％，烟草香味剂1％。

所述高导热MPCF炭纤维长丝0422导热率为400～1950W/(m·K)，优选地，导热率约640W/(m·K)；所述高导热MPCF炭纤维长丝0422用带状纤维，其截面宽度为0.3～1.5mm，优选地，约1.2mm，截面厚度为10～30μm，优选地，约20μm；所述高导热MPCF炭纤维长丝0422所使用的纤维数截面积总和占所述形成烟雾的气溶胶发生段012截面积的0.75％～3％，即约15～60根纤维，优选地，1.5％，约30根纤维。

可采用图6所示的高导热MPCF炭纤维长丝均匀混编于基质烟丝中的制备方法，具体与实施例1相同。

所述形成烟雾的气溶胶发生段042，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约13～58mm，优选地，45～55mm。

滤嘴段043中的过滤纤维0432可以是本领域公知的材料，如传统的醋酸纤维素丝束、聚丙烯丝束等，或采用一些具有特别吸附和过滤功能的新型滤嘴。

在形成烟雾的气溶胶发生段042和滤嘴段043之间，或滤嘴段043中部，沿滤嘴水松纸的圆周，可以开设本领域公知的通气小孔，以利用环境空气来稀释主流烟气中的有害烟气，同时可适当降低主流烟气的温度。

所述的再一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品04，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.8mm～Φ8.2mm，长度约60～100mm，优选地80～85mm。

实施例5

如图5所示，还有一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品05，由相变控温式燃料组件段051和形成烟雾的气溶胶发生段052及滤嘴段053组成，其中，相变控温式燃料组件段051和形成烟雾的气溶胶发生段052，通过非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸054进行连接包裹卷装，形成烟雾的气溶胶发生段052和滤嘴段053通过水松纸进行连接包裹卷装，构成沿主流烟气流动方向，依次为相变控温式燃料组件段051、形成烟雾的气溶胶发生段052和滤嘴段053的一体化结构，获得基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品。

所述碳质原料粉体的熔体挤出风冷固结物0511、凝胶浸渍棉线绳缠绕包覆的发泡、碳化固结层0512，以及碳质原料粉体的熔体挤出风冷固结物0511，与凝胶浸渍棉线绳缠绕包覆的发泡、碳化固结层0512内表面之间形成的环状腔体0513，经高温碳化所得产物，包括铝合金复合相变蓄热膏体材料的挤出干燥固结物0514和其内热交换通道0515组成。相变控温式燃料组件段051，在燃烧过程中所释放的热量，通过主流烟气传输给形成烟雾的气溶胶发生段052，期间在流经环状腔体0513时，由于凝胶浸渍棉线绳缠绕包覆的发泡、碳化固结层0512中，电气石的热电效应和自发电极静电场效应及吸附效应，使主流烟气得到吸附净化和对CO进行了氧化催化，同时在流经热交换通道0515时，相变蓄热材料对温度的调控作用，使得主流烟气温度低于约500℃。

所述相变控温式燃料组件段051，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约15～50mm，优选地，19～22mm。

所述形成烟雾的气溶胶发生段052，由烟雾基质0521和高导热MPCF炭纤维短丝0522组成。其中，各种烟雾基质已为本领域公知，优选质量百分数，复原烟草丝和白肋烟草混合物57％，烟草提取物20％，丙三醇20％，藻酸铵1.5％，烟草香味剂1.5％。

所述高导热MPCF炭纤维短丝0522导热率为600～1950W/(m·K)，优选地，导热率约800W/(m·K)；所述高导热MPCF炭纤维短丝0522采用带状纤维，其截面宽为0.3～1.5mm，优选地，约1.5mm，截面厚度为10～30μm，优选地，约25μm，短丝纤维长度为15～35mm；所述高导热MPCF炭纤维短丝0522导热率约800W/(m·K)；所述高导热MPCF炭纤维短丝0522所使用的总体积占所述形成烟雾的气溶胶发生段052体积的1.2％～5.0％，优选地，3.0％。

所述高导热MPCF炭纤维短丝0522与烟雾基质0521均匀混合后，通过本领域公知的方法，如吸丝法，采用所述非燃烧型低温卷烟用纳米二氧化硅气凝胶隔热卷烟纸054，将相变控温式燃料组件段051和形成烟雾的气溶胶发生段052连接包裹卷装成一体。

所述形成烟雾的气溶胶发生段052，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.6mm～Φ8mm；长度约13～58mm，优选地，45～55mm。

滤嘴段053中的过滤纤维0352可以是本领域公知的材料，如传统的醋酸纤维素丝束、聚丙烯丝束等，或采用一些具有特别吸附和过滤功能的新型滤嘴。

在形成烟雾的气溶胶发生段052和滤嘴段053之间，或滤嘴段053中部，沿滤嘴水松纸的圆周，可以开设本领域公知的通气小孔，以利用环境空气来稀释主流烟气中的有害烟气，同时可适当降低主流烟气的温度。

所述的还有一种相变控温式燃料组件与高导热MPCF炭纤维长丝构成的非燃烧型低温卷烟制品05，直径约Φ5mm～Φ9mm，优选地，Φ7.8～Φ8.2mm，长度约60～100mm，优选地80～85mm。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，其特征在于，包括依次连接的相变控温式燃料组件段、形成烟雾的气溶胶发生段及滤嘴段；所述相变控温式燃料组件段包括燃料元件和燃料元件嵌套，所述燃料元件由碳质原料制成，所述碳质原料包括竹炭和隐晶质石墨，所述燃料元件嵌套套在所述燃料元件外部，所述燃料元件嵌套与燃料元件之间有环状的空腔，所述燃料元件嵌套由基体材料和相变蓄热材料制成。

2.根据权利要求1所述的基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，其特征在于，所述相变控温式燃料组件段包括燃料元件和相变热控管，所述燃料元件与相变热控管串联；所述燃料元件包括碳质原料固结物和在其外侧的凝胶浸渍棉线绳缠绕包覆层，所述碳质原料固结物和棉线绳缠绕包覆层之间形成环状腔体；所述相变热控管由相变蓄热膏体制成，所述相变热控管内部设有轴向吸燃气通道。

3.根据权利要求1所述的基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，其特征在于，所述气溶胶发生段包括烟雾基质和高导热炭纤维长丝。

4.根据权利要求3所述的基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，其特征在于，所述高导热炭纤维长丝采用中间相沥青基炭纤维MPCF，导热率为400~1950 W/( m·K)。

5.根据权利要求4所述的基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，其特征在于，所述中间相沥青基炭纤维MPCF采用带状纤维，其截面宽度为0.3~1.5mm，截面厚度为10~30μm，所述中间相沥青基炭纤维MPCF所使用的纤维数截面积总和占所述形成烟雾的气溶胶发生段截面积的0.75%~3%。

6.根据权利要求1所述的基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，其特征在于，所述形成烟雾的气溶胶发生段，由烟雾基质和高导热炭纤维短丝组成。

7.根据权利要求6所述的所述的基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，其特征在于，所述高导热炭纤维短丝采用中间相沥青基炭纤维MPCF，导热率为600~1950 W/( m·K)。

8.根据权利要求7所述的所述的基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品，其特征在于，所述中间相沥青基炭纤维MPCF采用带状纤维，其截面宽度为0.3~1.5mm，截面厚度为10~30μm，短丝纤维长度为15~35mm，所述中间相沥青基炭纤维MPCF炭纤维短丝所使用的总体积占所述形成烟雾的气溶胶发生段体积的1.2%~5.0%。

9.一种气溶胶发生段的制备方法，所述气溶胶发生段包括烟雾基质和高导热炭纤维长丝，所述高导热炭纤维长丝采用中间相沥青基炭纤维MPCF，其特征在于，包括以下步骤：

当回旋牵引轮以混合料条牵引方向为轴旋转时，其上数对带有针刺结构的牵引轮，使松软的所述高导热MPCF炭纤维长丝与烟雾基质的均匀混合料条连续扭转，形成烟雾基质与所述高导热MPCF炭纤维长丝的均匀混编料条。