CN112369668A - 一种降温功能材料及其在加热不燃烧卷烟中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种降温功能材料及其在加热不燃烧卷烟中的用途，所述降温功能材料包括基底和施加在所述基底的表面上的薄膜，所述薄膜包含聚乳酸、多元醇、聚乙二醇、有机酯和石蜡中的一种或多种。经研究发现，根据本发明的降温功能材料结构简单、制备成本低、可应用于加热不燃烧卷烟中用于降低加热不燃烧卷烟所产生的烟气的温度，其降温效果较好，使得烟气温度较低，吸阻较小，可提升用户的抽吸体验感。
Description
技术领域
本发明属于有机分子材料领域，更具体地，本发明通常涉及一种降温功能材料及其在加热不燃烧卷烟中的用途。
背景技术
随着烟草行业的不断发展，新型烟草市场呈逐年扩大的趋势。加热不燃烧卷烟作为新型烟草中的重要分支，结合了传统卷烟与电子烟产品二者优势，主要是利用特殊加热元件对卷烟中的烟草物质进行加热从而产生烟气，其有害成分较少，又能给用户带来传统卷烟的抽吸体验感。
由于加热不燃烧卷烟是使用特殊热源进行加热，考虑到加热效果及受热范围，其烟支长度普遍较短，烟气降温时间及距离有限，导致烟气温度较高，因此，解决加热不燃烧卷烟烟气降温问题是行业研究的重要课题。菲莫国际烟草公司推出的IQOS配套使用的烟支Marlboro HeatSticks中，使用压纹聚拢PLA薄膜作为降温材料；英美烟草推出的超细支Kent烟支中使用纸质空心嘴棒作为降温材料；而四川中烟“宽窄”采用压纹聚拢铝箔复合纸作为降温材料。
发明内容
本发明的目的在于解决加热不燃烧卷烟烟气的降温问题，从而提供一种新型的降温功能材料，该降温功能材料可应用于加热不燃烧卷烟中，使烟气温度降低到合适的温度。
为了实现上述目的，在一个方面，本发明提供了一种降温功能材料，其包括基底和施加在所述基底的表面上的薄膜，所述薄膜包含聚乳酸、多元醇、聚乙二醇、有机酯和石蜡中的一种或多种。
在本发明的一个优选实施方式中，所述薄膜通过选自毛刷、印刷、共辊、浸渍、喷涂和旋涂中的一种或多种涂覆方式而施加在所述基底的表面上。
在本发明的一个优选实施方式中，所述薄膜施加在所述基底的一个或多个表面上。
在本发明的一个优选实施方式中，所述薄膜的厚度为1μm-100μm。
在本发明的一个优选实施方式中，所述多元醇为木糖醇、季戊四醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的一种或多种。
在本发明的一个优选实施方式中，所述基底以棒状、丝状、条状或片状的形式存在。
在另一方面，本发明还提供了上述降温功能材料用于加热不燃烧卷烟中的用途，所述用途包括使所述加热不燃烧卷烟产生的烟气温度降低。
在本发明的一个优选实施方式中，所述降温功能材料设置在所述加热不燃烧卷烟的纸管段中。
在本发明的一个优选实施方式中，所述降温功能材料被进一步加工成具有无序、褶皱式或波浪式的空间构象。
在本发明的一个优选实施方式中，所述降温功能材料使得所述纸管段的空隙率为20％-80％。
根据本发明的降温功能材料结构简单、制备成本低、可应用于加热不燃烧卷烟中用于降低加热不燃烧卷烟所产生的烟气的温度，其降温效果较好，使得烟气温度较低，吸阻较小，可提升用户的抽吸体验感。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是示出根据本发明的一个实施方式的降温功能材料的结构示意图；
图2是示出根据本发明的一个实施方式的加热不燃烧卷烟的结构示意图；
图3是示出根据本发明的一个实施方式的降温功能材料被进一步加工成具有褶皱式的空间构象的结构示意图；以及
图4是示出根据本发明的一个实施方式的降温功能材料被进一步加工成具有波浪式的空间构象的结构示意图。
另外，在附图中使用的附图标记用于指示以下元件，其中各图中所用相同的附图标记指示相同的元件：
10-烟丝段；11-中空管；12-纸管段；13-滤嘴段；20-降温功能材料；200-薄膜；201-基底；30-滤棒；300-成型纸。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在一个方面，本发明提供了一种降温功能材料20，其包括基底201和施加在所述基底的表面上的薄膜200，所述薄膜包含聚乳酸、多元醇、聚乙二醇、有机酯和石蜡中的一种或多种。
在本发明中，术语“多元醇”是指分子中含有二个或二个以上羟基的醇类小分子化合物，通常可用于生产醇酸树脂、清漆、聚酯树脂、炸药等工业品以及作为合成干性油、胶黏剂、增塑剂、表面活性剂的重要中间体。在一个优选的实施方式中，所述多元醇可以为木糖醇、季戊四醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的一种或多种。术语“有机酯”是指有机化学中醇与羧酸或无机含氧酸发生酯化反应生成的化合物，常见的有机酯包括例如乙酸乙酯、乙酸异戊酯、苯甲酸甲酯和水杨酸甲酯等。除此之外，本发明的薄膜还可以包含除上述组分外的其他具有降温功能的材料。
如图1所示，在本发明的一个实施方式中，所示基底201可以以片状的形式存在，而所述薄膜200可以施加在所述基底201的一个表面(例如上表面)上，从而形成本发明的降温功能材料。
当然，本发明的降温功能材料的结构并不限于此。在另一个实施方式中，所述薄膜200可以施加在所述基底201的多个表面上，例如施加在所述基底201的上表面和下表面、或甚至是一个或多个侧表面上。因此，在本发明的一个实施方式中，所述薄膜200可以施加在所述基底201的一个或多个表面上。
根据本发明，上述的施加过程可以通过本领域中常见的施加方式进行，例如，所述薄膜200可以直接以固体的形式直接沉积在所述基底201上，或者也可以通过以液态形式涂覆在所述基底201上并然后进行干燥过程，从而施加在所述基底201上。在本发明的一个实施方式中，所述涂覆可以通过毛刷、印刷、共辊、浸渍、喷涂和旋涂中的一种或多种方式进行，也就是说，所述薄膜200可以通过选自毛刷、印刷、共辊、浸渍、喷涂和旋涂中的一种或多种涂覆方式而施加在所述基底201的表面上。
根据本发明，所述薄膜的质量可以通过例如薄膜厚度和涂覆溶液的浓度等决定，并且可以根据实际情况进行调整。在一个优选的实施方式中，所述薄膜的厚度可以为1μm-100μm，例如2μm、5μm、10μm、20μm或50μm等，从而可以达到更佳的降温效果。
根据本发明，对于本发明的基底部分，可以选取网状材料、薄片(主要由烟末、碎片、烟梗或低次烟叶中加入胶粘剂和其他添加剂等组成)、水松纸、线材等材料。该基底部分除了可以以如上所述的片状的形式存在，还可以以其他多种形式存在。例如，在本发明的一个实施方式中，所述基底可以以棒状、丝状、条状或片状的形式存在。根据基底的不同形式，可以对所述薄膜的施加方式进行不同的调整。例如，当所述基底为片状形式时，所述薄膜通常可以施加在所述基底的上表面和/或下表面上；而当所述基底为棒状或条状等形式时，所述薄膜通常还可以施加在所述基底的侧表面上。
在另一方面，本发明还提供了上述降温功能材料用于加热不燃烧卷烟中的用途，所述用途包括使所述加热不燃烧卷烟产生的烟气温度降低。
如图2所示，在本发明的一个实施方式中，所述加热不燃烧卷烟包括烟丝段10、中空管11、纸管段12和滤嘴段13，所述烟丝段10通常包括若干沿卷烟径向无序或有序排列的烟丝，中空管11可用于聚集烟丝段烟丝经加热后产生的烟气，纸管段12可用于降低烟气温度，而滤嘴段13通常采用的是醋酸纤维素滤嘴。因此，在本发明的一个实施方式中，所述降温功能材料可以设置在所述加热不燃烧卷烟的纸管段中，从而用于降低烟气温度。
根据本发明，当将所述降温功能材料设置在所述加热不燃烧卷烟的纸管段中时，所述降温功能材料在所述纸管段中可以以多种空间构象的形式存在。例如，在一个实施方式中，所述降温功能材料被进一步加工成具有无序、褶皱式(如图3所示)或波浪式(如图4所示)的空间构象。更一步地，所述降温功能材料可以使得所述纸管段的空隙率为20％-80％，例如30％、40％、50％、60％或70％，从而在保证具有较好降温效果的同时提升用户的抽吸体验感。
综上所述，根据本发明的降温功能材料结构简单、制备成本低、可应用于加热不燃烧卷烟中用于降低加热不燃烧卷烟所产生的烟气的温度，其降温效果较好，使得烟气温度较低，吸阻较小，可提升用户的抽吸体验感。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但应当理解的是，本发明的保护范围不应受以下具体实施例的限制。
实施例
实施例1
将原料溶液通过毛刷方式涂覆至薄片基底的一个表面上，该原料溶液由木糖醇、聚乙二醇和水混合而成，具体地，基于原料溶液的总重量，其中聚乙二醇含量为30wt％，木糖醇含量为10wt％，其余为水，烘干后形成薄膜，薄片克重显著增加。
将涂覆溶液后的薄片材料手动裁剪成合适的长条形状，称取质量一定质量的薄片有序置入加热不燃烧卷烟的纸管段内作为降温功能材料，可有效降低烟气温度，烟气温度平均降至41.53℃。
实施例2
将原料溶液通过辊压技术涂覆至薄片基地的上下两个表面上，该原料溶液由新戊二醇、聚乙二醇和水组成，具体地，基于原料溶液的总重量，其中新戊二醇含量为10wt％，聚乙二醇含量为20wt％，其余为水，烘干后形成薄膜，薄片克重显著增加。
将涂覆溶液后的薄片材料进一步加工成具有一定宽度的丝状样品，称取一定量无序并松散地放置于加热不燃烧卷烟的纸管段内作为降温功能材料，而不堵塞烟气的流通。该卷烟样品既能保证烟气入口温度较低，烟气温度平均降至42.38℃，同时能够具有较小的吸阻，不影响抽吸体验。
实施例3
将原料溶液通过辊压技术涂覆至薄片基地的上下两个表面上，该原料溶液由季戊四醇和石蜡组成，具体地，基于原料溶液的总重量，其中石蜡含量为20wt％，季戊四醇含量为80wt％，烘干后形成薄膜，薄片克重显著增加。
然后，如图3所示，将处理好的薄片进一步卷接成具有一定直径的滤棒30，所述滤棒包括中空管状结构的成型纸300和降温功能材料20，所述功能材料20被进一步加工成褶皱形式，沿该材料纵向方向具有无规则形状的纵向通道，可保证烟气正常通过。将此滤棒切成长度为15mm的短滤棒，放置于加热不燃烧卷烟的纸管段内，烟气温度平均降低至42.56℃。
实施例4
将原料溶液通过辊压技术涂覆至薄片基地的上下两个表面上，该原料溶液由聚乳酸和聚乙二醇组成，具体地，基于原料溶液的总重量，其中聚乳酸含量为20wt％，聚乙二醇含量为80wt％，烘干后形成薄膜，薄片克重显著增加。
通过人工将处理后的薄片裁剪成一定大小的长方形片状，然后卷成如图4所示的呈等间隔的波浪起伏结构，波浪状凸起的延伸方向与过烟通道同向，将折皱后的薄片放置加热不燃烧卷烟的纸管段内，烟气温度平均降低至42.06℃。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种降温功能材料，其包括基底和施加在所述基底的表面上的薄膜，所述薄膜包含聚乳酸、多元醇、聚乙二醇、有机脂和石蜡中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的降温功能材料，其中，所述薄膜通过选自毛刷、印刷、共辊、浸渍、喷涂和旋涂中的一种或多种涂覆方式而施加在所述基底的表面上。
3.根据权利要求1所述的降温功能材料，其中，所述薄膜施加在所述基底的一个或多个表面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的降温功能材料，其中，所述薄膜的厚度为1μm-100μm。
5.根据权利要求1所述的降温功能材料，其中，所述多元醇为木糖醇、季戊四醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷和甘油中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的降温功能材料，其中，所述基底以棒状、丝状、条状或片状的形式存在。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的降温功能材料用于加热不燃烧卷烟中的用途，所述用途包括使所述加热不燃烧卷烟产生的烟气温度降低。
8.根据权利要求7所述的用途，其中，所述降温功能材料设置在所述加热不燃烧卷烟的纸管段中。
9.根据权利要求8所述的用途，其中，所述降温功能材料被进一步加工成具有无序、褶皱式或波浪式的空间构象。
10.根据权利要求9所述的用途，其中，所述降温功能材料使得所述纸管段的空隙率为20％-80％。
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