CN113197337B - 一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段及其制备方法，制备方法包括如下步骤：将水溶性高分子材料溶解后，添加层状钙钛矿，搅拌均匀，得到混合溶液；将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，干燥后得到复合降温材料；对复合降温材料进行压纹处理和聚拢包裹处理，切段即得到加热卷烟降温段。本公开的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法工艺简单，易于大规模应用。本公开的降温段可利用层状钙钛矿材料的固‑固相变行为吸收烟气热量，相变过程无泄漏，不会对烟气品质造成负面影响。水溶性高分子材料可吸附烟气中的水分，降低烟气含水率，进一步减少入口烟气的灼热感。

Description

一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段及其制备方法
技术领域
本发明涉及加热卷烟制造领域，更具体地，涉及一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人们对吸烟与健康问题的重视，传统卷烟的销量增速逐渐下滑，加热卷烟等新型烟草制品受到了广泛的关注和重视。国内外烟草公司对加热卷烟的研发力度增大，并推出了多款加热卷烟制品。
加热卷烟采用低温加热烟草成分替代传统卷烟燃烧烟草成分的方式释放烟气，因此烟气中的有害物质相对传统卷烟大幅度下降，但是同时也造成烟气浓度低于传统卷烟。为了改善入口烟气口感，加热卷烟的烟支长度较短，烟气在传输过程中降温幅度也较小。此外，由于加热温度低导致烟气含水量高，因此入口烟气的感官温度高于传统卷烟，烟气的热刺激性较强，消费者吸食加热卷烟时会有一定的灼热感，抽吸品质较差。
因此，如何提供一种可有效降低入口烟气感官温度，提高抽吸品质的加热卷烟成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可有效降低入口烟气感官温度，提高抽吸品质的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法。
该含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法包括如下步骤：
步骤(1)：将水溶性高分子材料溶解后，添加层状钙钛矿，搅拌均匀，得到混合溶液；
步骤(2)：将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，干燥后得到复合降温材料；
步骤(3)：对复合降温材料进行压纹处理和聚拢包裹处理，切段即得到加热卷烟降温段。
可选的，所述步骤(1)中的水溶性高分子材料和层状钙钛矿的质量比为(5-7):(3-5)。
可选的，所述步骤(1)中的水溶性高分子材料包括聚乙烯醇、改性淀粉、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和明胶中的至少一种。
可选的，所述步骤(1)中的层状钙钛矿包括(C12H25NH3)2ZnCl4、(C14H29NH3)2ZnCl4、(C16H33NH3)2ZnCl4、(C12H25NH3)2CoCl4、(C14H29NH3)2ZnCl4、(C16H33NH3)2CoCl4、(C12H25NH3)2MnCl4、(C14H29NH3)2MnCl4、(C16H33NH3)2MnCl4、(C12H25NH3)2CuCl4、(C14H29NH3)2CuCl4和(C16H33NH3)2CuCl4中的至少一种。
可选的，所述步骤(1)中的混合溶液中的溶质的质量百分含量为5％-30％。
可选的，所述步骤(1)中的混合溶液中的溶质的质量百分含量为15％-25％。
可选的，所述步骤(2)中的混合溶液干燥后的涂层的厚度为2um-10um，干燥的温度为60℃-80℃。
可选的，所述步骤(3)中的压纹处理的宽度为1mm-3mm。
根据本发明的第二方面，提供了一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段。
该含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段由本公开的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法制得。
可选的，所述含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段对烟气的降温幅度大于或等于40℃，使得入口烟气温度小于50℃。
本公开的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法工艺简单，易于大规模应用。本公开的降温段可利用层状钙钛矿材料的固-固相变行为吸收烟气热量，层状钙钛矿材料的相变潜热高，化学性质稳定，可耐200℃高温，相变过程中不挥发，因此相变过程无泄漏，不会对烟气品质造成负面影响。烟气在通过降温段的过程中，可有效地与相变材料进行热交换，快速地降低烟气温度。水溶性高分子材料可吸附烟气中的水分，降低烟气含水率，进一步减少入口烟气的灼热感。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
本公开提供了一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法包括如下步骤：
步骤(1)：将水溶性高分子材料溶解后，添加层状钙钛矿，搅拌均匀，得到混合溶液。
为了提高降温效率，步骤(1)中的水溶性高分子材料和层状钙钛矿的质量比可为(5-7):(3-5)。
为了提高降温效率，步骤(1)中的水溶性高分子材料可包括聚乙烯醇、改性淀粉、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和明胶中的至少一种。
为了提高降温效率，步骤(1)中的层状钙钛矿可包括(C12H25NH3)2ZnCl4、(C14H29NH3)2ZnCl4、(C16H33NH3)2ZnCl4、(C12H25NH3)2CoCl4、(C14H29NH3)2ZnCl4、(C16H33NH3)2CoCl4、0(C12H25NH3)2MnCl4、(C14H29NH3)2MnCl4、(C16H33NH3)2MnCl4、(C12H25NH3)2CuCl4、(C14H29NH3)2CuCl4和(C16H33NH3)2CuCl4中的至少一种。
层状钙钛矿材料是指一类有机金属配合物，化合物通式为(CnH2n+1NH3)2MX4(M＝Cu、Co、Zn、Mn，X＝Br、Cl)，是由薄的无机层阴离子MX4 2-与厚的烷基铵阳离子[R-NH3]+组成的碳氢层规则交替排列形成独特的夹心层状结构。层状钙钛矿材料具有优异的固-固相变性能，化学性质十分稳定，可耐200℃高温不发生变化。
为了提高降温效率，步骤(1)中的混合溶液中的溶质的质量百分含量可为5％-30％。
为了提高降温效率，步骤(1)中的混合溶液中的溶质的质量百分含量可为15％-25％。
步骤(2)：将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，干燥后得到复合降温材料。
为了提高降温效率，步骤(2)中的混合溶液干燥后的涂层的厚度为2um-10um，干燥的温度为60℃-80℃。
步骤(3)：对复合降温材料进行压纹处理和聚拢包裹处理，切段即得到加热卷烟降温段。
为了提高降温效率，步骤(3)中的压纹处理的宽度为1mm-3mm。
本公开还提供了一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段，由本公开的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法制得。
具体实施时，含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段对烟气的降温幅度大于或等于40℃，使得入口烟气温度小于50℃。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。
实施例1
1、将50份的聚乙烯醇1799溶解在水中，然后添加50份的(C12H25NH3)2ZnCl4粉末搅拌均匀后形成质量浓度为20wt％的混合溶液。其中，(C12H25NH3)2ZnCl4的相变温度为88℃，相变潜热为97J/g。
2、将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，在80℃干燥后得到涂层厚度为5um的复合降温材料。
3、将复合降温材料进行压纹处理，经纸质材质聚拢包裹，切段得到加热卷烟的降温段S1，压纹处理的宽度为1mm。
将降温段S1应用于加热卷烟，烟气通过降温段时，烟气降温幅度为43℃，入口烟气温度为46.3℃，烟气含水率降低，有效地提高了加热卷烟的抽吸品质。
实施例2
1、将65份的聚乙烯醇1799溶解在水中，然后添加35份的(C16H33NH3)2ZnCl4粉末搅拌均匀后形成质量浓度为15wt％的混合溶液。其中，(C16H33NH3)2ZnCl4的相变温度为99℃，相变潜热为117J/g。
2、将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，在75℃干燥后得到涂层厚度为3.5um的复合降温材料。
3、将复合降温材料进行压纹处理，经纸质材质聚拢包裹，切段得到加热卷烟的降温段S2，压纹处理的宽度为1.5mm。
将降温段S2应用于加热卷烟，烟气通过降温段时，烟气降温幅度为45.6℃，入口烟气温度为48.2℃，烟气含水率降低，有效地提高了加热卷烟的抽吸品质。
实施例3
1、将60份的改性淀粉溶解在水中，然后添加40份的(C12H25NH3)2MnCl4粉末搅拌均匀后形成质量浓度为20wt％的混合溶液。其中，(C12H25NH3)2MnCl4的相变温度为58℃，相变潜热为198J/g。
2、将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，在80℃干燥后得到涂层厚度为2um的复合降温材料。
3、将复合降温材料进行压纹处理，经纸质材质聚拢包裹，切段得到加热卷烟的降温段S3，压纹处理的宽度为2mm。
将降温段S3应用于加热卷烟，烟气通过降温段时，烟气降温幅度为47℃，入口烟气温度为44.7℃，烟气含水率降低，有效地提高了加热卷烟的抽吸品质。
实施例4
1、将50份的羟丙基纤维素溶解在水中，然后添加50份的(C12H25NH3)2ZnCl4粉末搅拌均匀后形成质量浓度为25wt％的混合溶液。其中，(C12H25NH3)2ZnCl4的相变温度为88℃，相变潜热为97J/g。
2、将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，在80℃干燥后得到涂层厚度为3um的复合降温材料。
3、将得到的复合降温材料进行压纹处理，经纸质材质聚拢包裹，切段得到加热卷烟的降温段S4，压纹处理的宽度为1.5mm。
将降温段S4应用于加热卷烟，烟气通过降温段时，烟气降温幅度为44℃，入口烟气温度为45.6℃，烟气含水率降低，有效地提高了加热卷烟的抽吸品质。
实施例5
1、将40份的明胶和30份的羧甲基纤维素钠溶解在水中，然后添加20份的(C12H25NH3)2MnCl4与20份的(C12H25NH3)2ZnCl4粉末搅拌均匀后形成质量浓度为15wt％的混合溶液。其中，(C12H25NH3)2MnCl4的相变温度为58℃，相变潜热为198J/g，(C12H25NH3)2ZnCl4的相变温度为88℃，相变潜热为97J/g。
2、将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，在60℃干燥后得到涂层厚度为4um的复合降温材料。
3、将复合降温材料进行压纹处理，经纸质材质聚拢包裹，切段得到加热卷烟的降温段S5，压纹处理的宽度为3mm。
将降温段S5应用于加热卷烟，烟气通过降温段时，烟气降温幅度为46℃，入口烟气温度为43.3℃，烟气含水率降低，有效地提高了加热卷烟的抽吸品质。
对比例1
将纤维素纸进行压纹处理，压纹处理的宽度为2mm，经纸质材质聚拢包裹，切段得到加热卷烟的降温段D1。
将降温段D1应用于加热卷烟，烟气通过降温段时，烟气降温幅度为25℃，入口烟气温度为62.5℃，烟气含水率较高，抽吸过程中有明显的烟气灼热感。
由以上实施例1-5和对比例1可知，本发明提供的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段，可有效地降低烟气温度，提高抽吸感官品质，具有较好的应用前景。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：将水溶性高分子材料溶解后，添加层状钙钛矿，搅拌均匀，得到混合溶液，水溶性高分子材料和层状钙钛矿的质量比为(5-7):(3-5)，水溶性高分子材料包括聚乙烯醇、改性淀粉、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素和明胶中的至少一种，层状钙钛矿包括(C12H25NH3)2ZnCl4、(C14H29NH3)2ZnCl4、(C16H33NH3)2ZnCl4、(C12H25NH3)2CoCl4、(C14H29NH3)2ZnCl4、(C16H33NH3)2CoCl4、(C12H25NH3)2MnCl4、(C14H29NH3)2MnCl4、(C16H33NH3)2MnCl4、(C12H25NH3)2CuCl4、(C14H29NH3)2CuCl4和(C16H33NH3)2CuCl4中的至少一种，混合溶液中的溶质的质量百分含量为5％-30％；
步骤(2)：将混合溶液涂覆在纤维素纸表面，干燥后得到复合降温材料，混合溶液干燥后的涂层的厚度为2um-10um，干燥的温度为60℃-80℃；
步骤(3)：对复合降温材料进行压纹处理和聚拢包裹处理，切段即得到加热卷烟降温段，压纹处理的宽度为1mm-3mm。
2.根据权利要求1所述的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的混合溶液中的溶质的质量百分含量为15％-25％。
3.一种含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段，其特征在于，由权利要求1或2所述的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段的制备方法制得。
4.根据权利要求3所述的含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段，其特征在于，所述含有层状钙钛矿的加热卷烟降温段对烟气的降温幅度大于或等于40℃，使得入口烟气温度小于50℃。
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