CN113907446A - 炭加热卷烟 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种炭加热卷烟，包括从上游到下游依次设置的炭棒段、烟草段、烟气提取段和滤嘴段。炭加热卷烟还可以包括复合纸、和包裹在复合纸、烟草段、烟气提取段以及滤嘴段的外侧的外部包裹件，复合纸包裹炭棒段的一部分、以及烟草段的一部分或者全部。烟气提取段具有在轴向方向上贯通的空腔且侧壁形成有与空腔连通的至少一个侧壁通孔。外部包裹件在与侧壁通孔相对应的位置处形成有包裹件通孔，以使外部空气进入烟气提取段内。根据本发明的炭加热卷烟使空气在抽吸卷烟时不经过烟草段的炭加热卷烟，从而能够使烟草材料保持在一定的温度范围内，保证了主流烟气的组成与浓度。

Description

炭加热卷烟
技术领域
本发明涉及卷烟领域，更具体地，涉及一种通过导热加热烟草并经气流提取形成烟气的炭加热卷烟。
背景技术
相比于其他新型烟草制品，炭加热卷烟在产品外形，抽吸方式和感官体验等方面最接近传统卷烟，具有独特的价值和意义。现有技术是利用热源燃烧产生的热气流加热烟草材料，“烘烤”出烟草材料中的烟碱和香味物质等，冷凝后形成主流烟气。目前已知的炭加热卷烟在抽吸过程中产生的热气流温度可达400-600℃，气流中残留的氧气浓度为8-13％，在该条件下，烟草材料仍然会发生氧化放热反应，导致烟草材料局部温度可达700-900℃，存在潜在风险，同时主流烟气中的有害物含量高于电加热卷烟制品，而且消费者的抽吸舒适感也较差。
中国专利CN103564657、中国专利申请CN107148224和中国专利CN105324047等专利文献都公开了将热源与发烟基质或烟草材料隔离，通过导热元件将热源燃烧生成的热传递给发烟基质或烟草材料。然而，由于端部和导热元件传热的效率远低于强制对流传热，发烟基质或烟草材料的温度显著降低，而温度对烟气组成及感官质量有显著影响。此外，在抽吸时，新鲜空气进入烟支也会导致发烟基质或烟草材料的温度进一步降低，影响主流烟气的烟雾量及稳定性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种使空气在抽吸卷烟时不经过烟草段的炭加热卷烟，从而能够使烟草材料保持在一定的温度范围内，保证了主流烟气的组成与浓度。
根据本发明的炭加热卷烟包括从所述炭加热卷烟的上游到下游依次同轴相邻设置的炭棒段、烟草段、烟气提取段和滤嘴段。炭加热卷烟还可以包括复合纸，所述复合纸包裹炭棒段靠近烟草段的一部分、以及烟草段与炭棒段相邻的一部分或者烟草段的全部。烟气提取段具有在所述炭加热卷烟的轴向方向上贯穿烟气提取段的空腔，并且烟气提取段的侧壁形成有与空腔连通的至少一个侧壁通孔。炭加热卷烟还可以包括包裹在复合纸、烟草段、烟气提取段和滤嘴段的外侧的外部包裹件，外部包裹件在与至少一个侧壁通孔相对应的位置处形成有包裹件通孔，以使外部空气进入烟气提取段内。
根据本发明的第一示例性实施例，导热阻隔件可以设置在炭棒段与烟草段之间以将炭棒段与烟草段分隔开，并且复合纸为金属复合箔纸。
可选地，导热阻隔件可以固定到炭棒段的下游端面。
优选地，导热阻隔件可以由不透气的导热材料制成。
根据本发明的第二示例性实施例，复合纸可以为石墨复合纸，并且石墨复合纸包括内层石墨纸和外层卷烟纸，内层石墨纸的幅宽小于外层卷烟纸的幅宽。
可选地，石墨复合纸可以具有在30μm—80μm范围内的厚度。
优选地，内层石墨纸在纸面方向上的导热系数可以大于400W/m·K，内层石墨纸在厚度方向上的导热系数可以小于10W/m·K。
进一步地，外部包裹件可以包括外部卷烟纸和接装纸，外部卷烟纸包裹在复合纸、烟草段和烟气提取段的外侧，接装纸包裹在滤嘴段和外部卷烟纸的位于烟气提取段外侧的一部分的外侧。
根据一个示例，烟气提取段的空腔的截面可以具有规则或者不规则的形状。
根据另一个示例，空腔可以为由具有不同直径的多个区段构成的空腔。
根据又一个示例，空腔可以由均匀分布的沿着炭加热卷烟的轴向方向贯通的多个孔道构成。
优选地，包裹件通孔的孔径不小于侧壁通孔的孔径。
可选地，外部包裹件可以由不透气或者具有可控透气度的纸基材料或者箔基材料制成。
优选地，烟气提取段可以由醋酸纤维、瓦楞纸或者纸基材料制成。
根据本发明的炭加热卷烟由于烟气提取段具有经由侧壁通孔与外界连通的空腔，因此在抽吸时空气会经过烟气提取段的侧壁通孔进入烟支，而不会经过烟草段，新鲜空气从侧壁通孔进入，对主流烟气具有良好的降温作用，因此使烟草材料保持在一定的温度范围内，从而保证主流烟气的组成与浓度，提高了原料的有效利用率，并且利用烟支提取段对烟气间接载带的方式可有效避免抽吸过程中冷空气通过烟草段，提高了加热效率，同时有效降低了烟草段氧气含量，实现加热不燃烧的目的。另外，通过调节侧壁通孔的数量、孔径、打孔方向及距离烟草段的距离，可方便地调节烟气的提取效率、烟气的稀释效率以及主流烟气温度，从而改善卷烟的感官质量。此外，由于热源燃烧烟气与主流烟气达到了基本分离的效果，因此能够扩宽热源配方的使用范围。根据本发明的炭加热卷烟具有简单的结构，从而易于工业化生产。
附图说明
本发明的上述及其它方面和特征将从以下结合附图对实施例的说明清楚呈现，其中：
图1是根据本发明的第一示例性实施例的炭加热卷烟的结构示意图；
图2是根据本发明的第二示例性实施例的炭加热卷烟的结构示意图；
图3是显示根据所述第二示例性实施例的所述炭加热卷烟的石墨复合纸的结构的展开俯视图及右视图；
图4A-4C是根据一个示例的烟气提取段的结构示意图；
图5A-5C是根据另一个示例的烟气提取段的结构示意图；以及
图6A和6B是根据又一个示例的烟气提取段的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的炭加热卷烟进行进一步说明。
根据本发明的炭加热卷烟包括从炭加热卷烟的上游到下游依次同轴相邻设置的炭棒段、烟草段、烟气提取段和滤嘴段。炭加热卷烟还可以包括复合纸，所述复合纸包裹炭棒段靠近烟草段的一部分、以及烟草段与炭棒段相邻的一部分或者烟草段的全部。烟气提取段具有在炭加热卷烟的轴向方向上贯穿烟气提取段的空腔，并且烟气提取段的侧壁形成有与所述空腔连通的至少一个侧壁通孔。可选地，烟气提取段可以由醋酸纤维、瓦楞纸或者纸基材料制成。炭加热卷烟还可以包括包裹在复合纸、烟草段、烟气提取段和滤嘴段的外侧的外部包裹件，外部包裹件在与至少一个侧壁通孔相对应的位置处形成有包裹件通孔，以使外部空气进入烟气提取段内。例如，所述包裹件通孔的孔径不小于侧壁通孔的孔径。
根据本发明，所述炭加热卷烟的使用方法与传统卷烟类似，通过点燃炭棒段进行直接抽吸。当抽吸所述炭加热卷烟时，炭棒段燃烧产生的热量经由复合纸传递给烟草段。烟草段生成的烟气通过主动扩散与烟气提取段进入的空气混合形成主流烟气，并通过滤嘴段后进入消费者口腔。由于烟气提取段具有经由侧壁通孔与外界连通的空腔，因此在抽吸时空气会经过烟气提取段的侧壁通孔进入烟支，而不会经过烟草段，新鲜空气从侧壁通孔进入，对主流烟气具有良好的降温作用，因此使烟草材料保持在一定的温度范围内，从而保证主流烟气的组成与浓度，提高了原料的有效利用率。此外，由于热源燃烧烟气与主流烟气达到了基本分离的效果，因此能够扩宽热源配方的使用范围。
接下来，将参照图1详细说明根据本发明的第一示例性实施例的炭加热卷烟。
根据本发明的第一示例性实施例，炭加热卷烟包括从所述炭加热卷烟的上游到下游依次同轴相邻设置的炭棒段1、烟草段2、烟气提取段3和滤嘴段4，如图1中所示。例如，烟草段2可以由纸基卷包的各种形态烟草原料或其他发烟基质组成，烟草原料为一定配方组成的烟草物质，其可以是片状、丝状、颗粒状、成形棒状、多孔棒状、凝胶形态等。炭加热卷烟还可以包括金属复合箔纸5，所述金属复合箔纸包裹炭棒段1靠近烟草段2的一部分、以及烟草段2与炭棒段1相邻的一部分。根据本实施例，导热阻隔件6设置在炭棒段1与烟草段2之间，以将所述炭棒段与所述烟草段分隔开。根据一个示例，导热阻隔件6可以固定到炭棒段1的下游端面，例如通过粘结、压制或其他方式固定到炭棒段。导热阻隔件6可以由不透气的导热材料制成，包括有机或无机材料。优选地，导热阻隔件6可以由高导热的无机材料制成，例如石墨、金属、金属氧化物等。
进一步地，烟气提取段3具有在所述炭加热卷烟的轴向方向上贯穿所述烟气提取段的空腔31，并且烟气提取段3的侧壁形成有与空腔31连通的至少一个侧壁通孔32。例如，图1中示例性地显示两个侧壁通孔32。炭加热卷烟还可以包括包裹在金属复合箔纸5、烟草段2、烟气提取段3和滤嘴段4的外侧的外部包裹件7，所述外部包裹件在与至少一个侧壁通孔32相对应的位置处形成有包裹件通孔70，以使外部空气进入烟气提取段3内。
根据所述第一示例性实施例，当抽吸所述炭加热卷烟时，炭棒段1燃烧产生的热量经由金属复合箔纸5和导热阻隔件6传递给烟草段2。烟草段2生成的烟气通过主动扩散与经由侧壁通孔32进入烟气提取段3的空腔31内的空气混合形成主流烟气，并通过滤嘴段4后进入消费者口腔。
根据一个可选实施例，外部包裹件7可以进一步包括外部卷烟纸71和接装纸72。外部卷烟纸71包裹在复合纸、烟草段和烟气提取段的外侧，接装纸72包裹在滤嘴段和外部卷烟纸71的位于烟气提取段外侧的一部分的外侧。可选地，外部包裹件可以由不透气或者具有可控透气度的纸基材料、箔基材料或者其他膜基材料制成。
图2示意性地显示根据本发明的第二示例性实施例的炭加热卷烟，其中与根据第一示例性实施例的炭加热卷烟相同的部件以相同的附图标记标示且在此将不再赘述。
根据第二示例性实施例，炭加热卷烟包括从所述炭加热卷烟的上游到下游依次同轴邻接的炭棒段1、烟草段2、烟气提取段3和滤嘴段4。在本实施例中，炭棒段1与烟草段2直接邻接。炭加热卷烟还包括石墨复合纸5'，所述石墨复合纸包裹炭棒段1靠近烟草段2的一部分、以及烟草段2与炭棒段1相邻的一部分。参照图3，石墨复合纸5'可以进一步包括内层石墨纸51和外层卷烟纸52，所述内层石墨纸展开后的幅宽小于所述外层卷烟纸的幅宽以获得良好的粘结搭口。内层石墨纸是将高炭鳞片石墨经化学处理以及高温膨胀轧制而形成的热管理材料，与现有技术中常用的各向同性箔基材料相比能够更加有效的将热量传递给烟草材料。在所述第二示例性实施例中，炭棒段与烟草段直接邻接而没有设置阻隔件，由于烟气提取段的存在，炭棒段和烟草段的吸阻过大，并且石墨纸不燃不透气，因此抽吸时新鲜空气不会从被石墨复合纸紧密包裹的炭棒段进入烟支，该部分热源也不会燃烧，因此与设置阻隔件的卷烟制品相比，简化了烟支结构和加工工艺。
优选地，石墨复合纸可以具有在30μm—80μm范围内的厚度。可选地，内层石墨纸在纸面方向上的导热系数可以大于400W/m·K，并且在厚度方向上的导热系数可以小于10W/m·K。
下面将参照图4-6示例性地说明根据本发明实施例的烟气提取段的结构。根据一个示例，烟气提取段的空腔的截面可以具有规则或者不规则的形状。例如，图4A-4C中显示了烟气提取段的空腔截面具有规则形状，例如圆形、六边形和三角形，在此仅为示例性说明。根据另一个示例，烟气提取段的空腔可以为由具有不同直径的多个区段构成的空腔，从而形成环台式贯通的中空腔室，如图5A-5C中所示。根据又一个示例，如图6A和图6B中所示，烟气提取段的空腔可以由均匀分布的沿着炭加热卷烟的轴向方向贯通的多个孔道构成，孔道的数量和孔径可根据需要调节。
尽管对本发明的示例性实施例进行了说明，但是显然本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和原理的情况下可以对这些实施例进行改变，本发明的保护范围在权利要求书及其等效形式中进行了限定。

Claims (14)

1.一种炭加热卷烟，包括从所述炭加热卷烟的上游到下游依次同轴相邻设置的炭棒段、烟草段、烟气提取段和滤嘴段，其中：
所述炭加热卷烟还包括复合纸，所述复合纸包裹所述炭棒段靠近所述烟草段的一部分、以及所述烟草段与所述炭棒段相邻的一部分或者所述烟草段的全部；
所述烟气提取段具有在所述炭加热卷烟的轴向方向上贯穿所述烟气提取段的空腔，并且所述烟气提取段的侧壁形成有与所述空腔连通的至少一个侧壁通孔；以及
所述炭加热卷烟还包括包裹在所述复合纸、所述烟草段、所述烟气提取段和所述滤嘴段的外侧的外部包裹件，所述外部包裹件在与所述至少一个侧壁通孔相对应的位置处形成有包裹件通孔，以使外部空气进入所述烟气提取段内。
2.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中：
导热阻隔件设置在所述炭棒段与所述烟草段之间，以将所述炭棒段与所述烟草段分隔开；以及
所述复合纸为金属复合箔纸。
3.根据权利要求2所述的炭加热卷烟，其中，所述导热阻隔件固定到所述炭棒段的下游端面。
4.根据权利要求2或3所述的炭加热卷烟，其中，所述导热阻隔件由不透气的导热材料制成。
5.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中，所述复合纸为石墨复合纸，并且所述石墨复合纸包括内层石墨纸和外层卷烟纸，所述内层石墨纸的幅宽小于所述外层卷烟纸的幅宽。
6.根据权利要求5所述的炭加热卷烟，其中，所述石墨复合纸具有在30μm—80μm范围内的厚度。
7.根据权利要求5所述的炭加热卷烟，其中，所述内层石墨纸在纸面方向上的导热系数大于400W/m·K，所述内层石墨纸在厚度方向上的导热系数小于10W/m·K。
8.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中，所述外部包裹件包括外部卷烟纸和接装纸，所述外部卷烟纸包裹在所述复合纸、所述烟草段和所述烟气提取段的外侧，所述接装纸包裹在所述滤嘴段和所述外部卷烟纸的位于所述烟气提取段外侧的一部分的外侧。
9.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中，所述烟气提取段的所述空腔的截面具有规则或者不规则的形状。
10.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中，所述空腔为由具有不同直径的多个区段构成的空腔。
11.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中，所述空腔由均匀分布的沿着所述炭加热卷烟的轴向方向贯通的多个孔道构成。
12.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中，所述包裹件通孔的孔径不小于所述侧壁通孔的孔径。
13.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中，所述外部包裹件由不透气或者具有可控透气度的纸基材料或者箔基材料制成。
14.根据权利要求1所述的炭加热卷烟，其中，所述烟气提取段由醋酸纤维、瓦楞纸或者纸基材料制成。
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