CN113693261B - 雾化剂及其制备方法和雾化剂在加热不燃烧烟具中的应用 - Google Patents

雾化剂及其制备方法和雾化剂在加热不燃烧烟具中的应用 Download PDF

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Abstract

本申请涉及加热不燃烧烟具的领域，具体公开了一种雾化剂及其制备方法和在制备加热不燃烧烟丝中的应用。雾化剂由包括以下重量百分比的原料制备而成：甘油50‑75%、成雾成分15‑30%；成雾成分包括轻组分、中组分、重组分中的至少两种；轻组分包括1,3‑丁二醇、1,3‑丙二醇中的至少一种；中组分包括三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、单醋酸甘油酯中的至少一种；重组分为柠檬酸三乙酯；本申请的雾化剂具有在保证烟雾量的同时，保证烟雾的连续性，提升抽吸感受的优点。将其应用于加热不燃烧烟具中，即能加工得到总烟雾量达33.54‑38.06 ug的加热不燃烧烟丝，更接近于传统香烟的口感。

Description

雾化剂及其制备方法和雾化剂在加热不燃烧烟具中的应用
技术领域
本申请涉及加热不燃烧烟具技术领域，更具体地说，它涉及雾化剂及其制备方法和雾化剂在加热不燃烧烟具中的应用。
背景技术
加热不燃烧烟草制品是新兴的一类烟草产品，因其具有只加热不燃烧的特性，烟气中的有害成分显著降低，在满足抽吸者生理需求的同时可以大幅度降低烟草制品对其健康的危害。
加热不燃烧产品的烟弹主要成分是烟叶，为了增加烟雾量会在烟叶中添加雾化剂，雾化剂主要由丙二醇和甘油组成，两者总含量高于90％。
针对相关技术，申请人发现在抽吸加热不燃烧烟具的过程中，烟雾量会持续下降，可能抽几口后就不发烟或发烟量极小，导致其与传统香烟口感存在差距，感官感受差。
发明内容
为了提高加热不燃烧烟具的发烟量，本申请提供一种雾化剂及其制备方法和雾化剂在加热不燃烧烟具中的应用。
第一方面，本申请提供一种雾化剂，采用如下的技术方案：
一种雾化剂，由包括以下重量份的原料制备而成：甘油50-75份和成雾成分15-30份；
成雾成分包括轻组分、中组分、重组分中的至少两种；
轻组分包括1,3-丁二醇、1,3-丙二醇中的至少一种；
中组分包括三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、单醋酸甘油酯中的至少一种；
重组分为柠檬酸三乙酯。
通过采用上述技术方案，甘油的沸点在190℃左右，成雾成分中作为轻组分的1,3-丁二醇沸点为207℃、1,3-丙二醇的沸点为210℃，作为中组分的三醋酸甘油酯的沸点为258℃、二醋酸甘油酯的沸点为240℃、单醋酸甘油酯的沸点为258℃，作为重组分的柠檬酸三乙酯的沸点为294℃。本申请混合不同沸点的成分，使得在不同加热温度段都有烟雾产生，在提高烟雾量的同时，提高了烟雾的持久性；另外，多种成雾组分配合使用，降低了单一组分的用量，尤其降低了甘油的用量，提高雾化剂的流动性，使雾化剂能及时补充到发热丝附近受热，从而增加了雾化剂的连续成雾能力，使得雾化剂在加热不燃烧卷烟的加热温度下可产生明显烟气，从而提高雾化剂的受热发烟量，总烟雾量可以达到33.54-38.06ug，第15口烟雾量与第1口烟雾量相比，下降率为21.09-25.11％。
多组成雾成分配合使用，可以降低甘油的用量，而甘油带有一定的甜腻感，降低甘油的用量可以将低烟雾中的甜腻感，使得烟雾更接近传统香烟的口感。
优选的，所述成雾成分包括重量比为1：(2-2.5)的轻组分与中组分。
通过采用上述技术方案，成雾成分采用轻组分与中组分，成雾成分的沸点在207℃-258℃，与甘油成分配合，在加热过程中，温度逐渐升高，在温度较低且达到甘油沸点时，甘油先进行雾化产生烟雾；随着温度的升高，轻组分、中组分先后进行雾化，中组分的用量为轻组分的2倍左右，可以达到在温度持续升高的过程中，轻组分与中组分“完美交接”成雾的效果，甚至在加热温度超过258℃之后，依然可以有烟雾的产生，在保证烟雾量的同时，保证烟雾的连续性，提升抽吸感受。
优选的，所述成雾成分包括重量比为1：(0.75-1.1)的轻组分与重组分。
通过采用上述技术方案，成雾成分采用轻组分与重组分，成雾成分沸点在207℃-294℃，与甘油成分配合，在加热过程中，温度逐渐升高，在温度较低且达到甘油沸点时，甘油先进行雾化产生烟雾，随着温度的升高，轻组分、中组分先后进行雾化。轻组分与重组分的配比接近1:1，适当提高了轻组分的用量，这是因为轻组分与重组分的沸点之间存在一定的间断，既沸点不连续，提高轻组分的用量，能使加热温度在两沸点之间时，轻组分产生的烟雾量依然可以保持烟雾的供给，至温度达到重组分沸点时，重组分进行雾化发烟，在提高烟雾量的同时，保证烟雾的连续性与稳定性。
优选的，所述成雾成分包括重量比为1:(0.5-1)的中组分与重组分。
通过采用上述技术方案，成雾成分采用中组分与重组分，成雾成分沸点在240℃-294℃，与甘油成分配合，在加热过程中，温度逐渐升高，在温度较低且达到甘油沸点时，甘油先进行雾化产生烟雾，随着温度的升高，中组分、重组分先后进行雾化，在本申请的中组分与重组分的配比下，烟雾量可以达到33.70-33.73ug。
优选的，所述成雾成分包括重量比为1:(2.5-3)：(1-1.5)的轻组分、中组分与重组分。
通过采用上述技术方案，成雾成分采用轻组分、中组分与重组分，成雾成分沸点在207℃-294℃，且沸点更为连续，与甘油成分配合，在加热过程中，温度逐渐升高，在温度较低且达到甘油沸点时，甘油先进行雾化产生烟雾，随着温度的升高，轻组分、中组分、重先后进行雾化。中组分的用量多于轻组分与重组分，使中组分能充当雾化剂发烟的衔接成分。较高比例的中组分可以进一步保证成雾的连续性与稳定性。
优选的，其还包括10-25重量份的黏度调节成分，所述黏度调节成分包括重量比为(8-11)：1的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮与乙醇。
通过采用上述技术方案，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的沸点低，流动性高，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮与乙醇复配作为黏度调节成分，可以提高雾化剂的流动性，使得雾化剂可以更容易被烟丝吸收并被加热雾化；另外，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮与乙醇配合可以使得甘油更容易被雾化，甘油雾化增加了烟雾的厚实饱满感，从而进一步提高了电子烟的吸食口感。
第二方面，本申请提供一种电子雾化液用雾化剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种前述任一项雾化剂的制备方法，包括以下步骤：
将各原料按配比混合均匀制得雾化剂。
通过采用上述技术方案，制备雾化剂的工艺简单、方便，易于操作。
第三方面，本申请提供一种用雾化剂及其制备方法和雾化剂在加热不燃烧烟具中的应用，采用如下的技术方案：
一种前述任一项雾化剂及其制备方法和雾化剂在加热不燃烧烟具中的应用，通过以下步骤制备烟丝：
将烟丝进行蒸汽爆破处理；
将雾化剂喷洒在蒸汽爆破处理后的烟丝上；
喷洒雾化剂后的烟丝进行平衡水分处理。
通过采用上述技术方案，对烟丝进行蒸汽爆破处理，可以破坏烟丝内部微结构，然后再喷洒雾化剂，提高了烟丝对雾化剂的吸收量，有利于提高烟雾量。
优选的，所述烟丝在进行蒸汽爆破处理前进行真空冷冻干燥处理，冷冻干燥后的烟丝进行平衡水分处理后再进行蒸汽爆破。
通过采用上述技术方案，将烟丝冻干、复湿后再进行蒸汽爆破处理，对烟丝进行冻干处理，可以有效去除烟丝结构中的水分和其它挥发性物质，活化烟丝表面的气孔，将冻干后的烟丝复湿后再进行蒸汽爆破从处理，可以进一步提高烟丝对雾化剂的吸收量。
优选的，所述蒸汽爆破的温度为35℃-45℃、蒸汽爆破时间小于0.01s、蒸汽压力为0.2MPa-0.4MPa，压力保留时间为10-20s。
通过采用上述技术方案，因为对烟丝进行了冻干处理，使得烟丝的内部结构产生一定的破坏，因此在爆破处理时，在较小的爆破压力与压力保持时间下既可达到提高烟丝对雾化剂吸收量的效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用轻组分、中组分、重组分中的两种或三种配合使用作为雾化成分与甘油配合，得到的产品中总烟雾量可达33.54-38.06ug，第15口烟雾量与第1口烟雾量相比，下降率为21.09-25.11％，制得的产品烟雾量大且烟雾量持久。
2、本申请中优选采用将雾化剂喷洒与烟丝前，按照冻干、平衡水分、蒸汽爆破的顺序处理烟丝，提高了烟丝对烟雾的吸收，得到的产品中总烟雾量可达33.54-38.06ug。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1-3
一种电子雾化液用雾化剂，其制备方法为：
按照表1中的原料配比表，将各原料混合均匀，得到电子雾化液用雾化剂。
表1实施例1-3原料配比表(kg)
Figure BDA0003241000940000041
实施例4-8
与实施例2不同的，成雾成分中轻组分与中组分的配比不同，详见表2。
表2实施例4-8中成雾成分配比表(kg)
Figure BDA0003241000940000042
实施例9-11
与实施例2不同的是，成雾成分包括轻组分与重组分，详见表3。
表3实施例9-11中成雾成分配比表(kg)
Figure BDA0003241000940000051
实施例12-14
与实施例2不同的是，成雾成分包括中组分与重组分，详见表4。
表4实施例12-14中成雾成分配比表(kg)
Figure BDA0003241000940000052
实施例15-19
与实施例2不同的是，成雾成分包括轻组分、中组分与重组分，详见表5。
表5实施例15-19中成雾成分配比表(kg)
Figure BDA0003241000940000053
Figure BDA0003241000940000061
实施例20-22
与实施例16不同的是，原料中还分别包括10kg、18kg、25kg的黏度调节成分，黏度调节成分配比表见表6。
实施例23-24
与实施例18不同的是黏度调节成分的不同，详见表6。
表6实施例20-24中黏度调节成分配比表(kg)
实施例20 实施例21 实施例22 实施例23 实施例24
1,3-二甲基-2-咪唑啉酮 0 25.0 16.0 16.5 17.5
乙醇 10.0 0 2.0 1.5 0.5
应用例
应用例1
一种加热不燃烧用烟丝，其通过如下步骤制备得到：
将烟丝进行蒸汽爆破处理，蒸汽爆破的温度为35℃、蒸汽爆破时间为0.008s、蒸汽压力为0.4MPa，压力保留时间为10s；
烟丝蒸汽爆破处理完成后，在5s内将雾化剂喷洒在烟丝上，雾化剂的施加比例为烟丝重量的20％，其中雾化剂来自实施例1；
喷洒雾化剂后的烟丝再次进行平衡水分处理，平衡水分的环境中温度为15℃、湿度为5％、平衡时间为1.5h。
应用例2
一种加热不燃烧用烟丝，其通过如下步骤制备得到：
将烟丝进行真空冷冻干燥，冻干温度为-10℃、真空度为25Pa、冻干时间为45min；
将S1处理后的烟丝进行蒸汽爆破处理，蒸汽爆破的温度为35℃、蒸汽爆破时间为0.008s、蒸汽压力为0.4MPa，压力保留时间为10s；
烟丝蒸汽爆破处理完成后，在5s内将雾化剂喷洒在烟丝上，雾化剂的施加比例为烟丝重量的20％，其中雾化剂来自实施例1；
喷洒雾化剂后的烟丝再次进行平衡水分处理，平衡水分的环境中温度为15℃、湿度为5％、平衡时间为1.5h。
应用例3
一种加热不燃烧用烟丝，其通过如下步骤制备得到：
将烟丝进行真空冷冻干燥，冻干温度为-10℃、真空度为25Pa、冻干时间为45min；
将冷冻干燥后的烟丝进行平衡水分处理，平衡水分的环境中温度为15℃、湿度为75％、平衡时间为6h；
将上述处理后的烟丝进行蒸汽爆破处理，蒸汽爆破的温度为35℃、蒸汽爆破时间为0.008s、蒸汽压力为0.4MPa，压力保留时间为10s；
烟丝蒸汽爆破处理完成后，在5s内将雾化剂喷洒在烟丝上，雾化剂的施加比例为烟丝重量的20％，其中雾化剂来自实施例1；
喷洒雾化剂后的烟丝再次进行平衡水分处理，平衡水分的环境中温度为15℃、湿度为5％、平衡时间为1.5h。
应用例4
与应用例3不同的是，蒸汽爆破处理中，蒸汽爆破的温度为40℃、蒸汽爆破时间为0.008s、蒸汽压力为0.3MPa，压力保留时间为15s；烟丝蒸汽爆破处理完成后，在5s内将雾化剂喷洒在烟丝上，雾化剂的施加比例为烟丝重量的30％，其中雾化剂来自实施例2。
应用例5
与应用例3不同的是，蒸汽爆破处理中，蒸汽爆破的温度为45℃、蒸汽爆破时间为0.008s、蒸汽压力为0.2MPa，压力保留时间为20s；烟丝蒸汽爆破处理完成后，在5s内将雾化剂喷洒在烟丝上，雾化剂的施加比例为烟丝重量的35％，其中雾化剂来自实施例3。
应用例7-26
与应用例4不同的是，雾化剂分别来自实施例4-24。
对比例
对比例1
与应用例1不同的是，雾化剂中用等量1,3-丙二醇替换三醋酸甘油酯。
对比例2
与应用例1不同的是，雾化剂中用等量三醋酸甘油酯替换1,3-丙二醇。
对比例3
与应用例1不同的是，雾化剂中用等量柠檬酸三乙酯替换三醋酸甘油酯与1,3-丙二醇。
性能检测试验
检测方法/试验方法
甜腻感评价：对应用例1-26、对比例1-3中产品的甜腻感进行感官评定，感官评定人员选定10个，计算10个人的平均分，感官评定的评判标准参见表7。
表7甜腻度感官评价表
Figure BDA0003241000940000081
烟雾量检测：将配置好的应用例1-26以及对比例1-3的烟丝加入加热不燃烧器具中，进行加热，并上电子烟吸烟机抽吸，以剑桥滤片捕集气溶胶。通过称重法，称量前15口捕集前后剑桥滤片的重量变化，作为总烟雾量；然后再以同样的方法测定第1口的烟雾量以及第15口的烟雾量，并计算第15口与第1口的烟雾量变化，记为变化率，变化率＝(第1口烟雾量-第15口烟雾量)/第1口烟雾量×100％。
性能检测结果见表8。
表8性能检测结果
Figure BDA0003241000940000082
Figure BDA0003241000940000091
结合应用例1-26和对比例1-3，并结合表8可以看出，对本申请的产品进行抽吸，甜腻感有所降低，应用例1-26的烟雾量均明显大于对比例1-3，且应用例1-26中第15口的烟雾量相对于第1口的烟雾量的下降率明显低于对比例1-3，这说明本申请的产品不仅烟雾量，而且发烟稳定，可以持续发烟。
结合应用例1-2与应用例3，并结合表8可以看出，将雾化剂喷洒与烟丝前，按照冻干、平衡水分、蒸汽爆破的顺序处理烟丝，烟雾量较大，这可能是因为冻干处理，可以有效去除烟丝结构中的水分和其它挥发性物质，活化烟丝表面的气孔，将冻干后的烟丝复湿后再进行蒸汽爆破处理，有效破坏烟丝内部微结构，然后再喷洒雾化剂，大大提高了烟丝对雾化剂的吸收量，有利于提高烟雾量；而如果冻干后不进行复湿，则会使得在蒸汽爆破处理中烟丝内部的结构损坏过于严重，而造成烟丝对雾化剂吸收的降低，从而降低烟雾量。
结合应用例3-21与对比例1-3，并结合表8可以看出，应用例3-21中的烟雾量明显大于对比例1-3，且应用例3-16中烟雾量相差不大，应用例3-16中雾化成分为轻组分、中组分、重组分中任意两种，应用例17-21中的烟雾量相对于应用例3-16有所提高，应用例17-21中雾化成分包含轻组分、中组分、重组分中的三种，说明轻组分、中组分、重组分复配作为成雾成分，可以有效提高烟雾量，这可能是因为三种组分复配，不仅拓宽了成雾成分的沸点范围，还提高了组分间沸点的连续性，在提高烟雾量的同时，提高烟雾的稳定性。
结合应用例6-10，并结合表8可以看出，应用例6-8中的烟雾量相对于应用例9-10有所提高、变化率有所降低，且应用例8中的效果更好，这说明应用例8中的成雾成分配比更优；应用例10的效果优于应用例9，这可能是因为应用例9中的轻组分含量过少，导致成雾成分与甘油之间的成雾不连续，从而造成烟雾量下降。
结合应用例11-13，并结合表8可以看出，应用例11-12中的烟雾量相对于应用例13有所提高、变化率有所降低，且应用例11中的效果优于应用例12，这说明应用例11中的成雾成分配比更优。
结合应用例14-16，并结合表8可以看出，应用例14-15中的烟雾量相对于应用例16有所提高、变化率有所降低，且应用例14中的效果优于应用例15，这可能是因为应用例14中中组分含量相对较高，使得成雾成分与甘油之间成雾更为连续。
结合应用例17-21，并结合表8可以看出，应用例17-19中的烟雾量相对于应用例20-21有所提高、变化率有所降低，这说明在本申请的配比下成雾成雾可以达到更好的效果；应用例20中的效果优于应用例21，这可能是因为应用例21中中组分含量过低，而中组分又在轻组分与重组分之间起到一定的连接作用，中组分含量过低可能会导致成雾不连续。
结合应用例22-26，并结合表8可以看出，应用例22-26中烟雾量相对较高，第15口的烟雾量相对于第1口的烟雾量的下降率，这可能因为1,3-二甲基-2-咪唑啉酮与乙醇复配进行黏度调节，与中组分与重组分中的成分配合，降低甘油与轻组分成分的黏度，提高雾化剂的流动性，使雾化剂能及时补充到发热丝附近受热，从而增加了雾化剂的连续成雾能力，使得雾化剂在加热不燃烧卷烟的加热温度下可产生明显烟气，从而提高雾化剂的受热发烟量，可以有效提高雾化剂的流动性，从而提高雾化剂的成雾能力。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (1)

1.一种雾化剂在制备加热不燃烧烟具中的应用，其特征在于，所述雾化剂由包括以下重量份的原料制备而成：甘油50-75份、成雾成分15份和10-25重量份的黏度调节成分；
成雾成分包括轻组分、中组分、重组分；
轻组分包括1,3-丁二醇、1,3-丙二醇中的至少一种；
中组分包括三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、单醋酸甘油酯中的至少一种；
重组分为柠檬酸三乙酯；
所述成雾成分包括重量比为1:（2.5-3）：（1-1.5）的轻组分、中组分与重组分；
所述加热不燃烧烟具中的烟丝通过如下方法制得：
将烟丝在进行蒸汽爆破处理前进行真空冷冻干燥处理，冷冻干燥后的烟丝进行平衡水分处理后再进行蒸汽爆破；所述蒸汽爆破的温度为35℃-45℃、蒸汽爆破时间小于0.01s、蒸汽压力为0.2MPa-0.4MPa，压力保留时间为10-20s；
将雾化剂喷洒在蒸汽爆破处理后的烟丝上；
喷洒雾化剂后的烟丝进行平衡水分处理。
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