CN113925232A - 一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段及其制备方法，涉及烟草替代品技术领域，该降温段(1)由涂布固液相变吸热材料的纸质载体(4)加工而成，所述纸质载体(4)为多层复合结构，至少包括重叠设置的两层沟槽纸(5)，以及涂布在相对设置的任意一层沟槽纸(5)的内侧、或者分别涂布在两层相对设置的沟槽纸(5)的相对面的固液相变吸热材料层(6)；通过对抽吸品冷却段所用材料及冷却结构进行改进，在保证有效降低烟气温度至合适范围的前提下，避免现有技术中采用凝胶或者相变材料进行烟气冷出现的物质液化和挥发等问题。

Description

一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段及其制备方法

技术领域

本发明涉及烟草替代品技术领域，具体一种新型的加热不燃烧抽吸品的降温段及制备方法。

背景技术

随着人们追求健康生活愿望的加强以及越来越严格的控烟形势，以“加热不燃烧”为思路设计的“新型卷烟”成为研究和开发新一代烟草制品与替代品的重要方向。

加热不燃烧烟草制品的实现方式一般是将烟草与热源在物理上分离，根据加热原理不同分为：电加热型菲莫国际iQOS和英美烟草的GLO、燃料加热型雷诺公司REVO和理化反应 加热型，其中电加热和燃料加热是目前占据主导地位的技术，而对于电加热和碳加热型的加热不燃烧香烟来说，都存在抽吸时烟气温度偏高的问题，同时由于加热不燃烧卷烟的烟草原料未发生燃烧，其烟气释放量较传统卷烟少，如果采用增加过滤与通风稀释的传统技术手段降低烟气温度，则产品烟气量会进一步下降，严重影响产品抽吸感受。因此，合理降低烟气温度是加热不燃烧卷烟的一项关键性技术。

为解决这一问题，菲莫国际等国外企业采用聚乳酸薄膜（PLA）作为烟气降温的材料，并将这一技术应用到碳加热卷烟的设计中。聚乳酸薄膜虽然有降温效果，但受热容易收缩，并且由于技术垄断等问题，十分不利于国内相关技术和产品的研究开发，因此产生了很多其他对烟气进行降温的技术。

例如CN201710191528.5报道了一种添加吸热凝胶的卷烟降温滤棒，通过制备熔点在40～65℃的吸热凝胶，并将其制备为颗粒状、线状后分布在普通烟支滤棒中，或者将吸热凝胶直接按照一定量涂布在纸质过滤材料表面并加工成纸质滤棒，通过抽吸的主流烟气温度加热融化凝胶，在凝胶融化的过程中，吸收烟气的热量，从而降低卷烟的主流烟气温度，改善卷烟以及加热不燃烧卷烟的抽吸舒适性。

上述技术方案存在几个缺陷：

①在与本申请相同的加热不燃烧香烟上，上述方案将吸热凝胶涂布在纸质过滤材料上制备成纸质滤棒，但普通的纸质滤棒硬度降低，涂布凝胶后更易变软，容易发生坍塌，不利于对于纸质滤棒成型。

②上述方案中的吸热凝胶吸热后变成液态，流动性大，无论涂布量大小都会一定程度上堵塞过滤材料，造成吸阻增大，影响抽吸效果；因此只能控制吸热凝胶的涂布量，影响了降温的上下限值，最终降低方案整体的适用范围。

③吸热凝胶本质上是用于调节烟气吸味、调制增香的一种手段；因其受热后会有少部分气化挥发，会使烟气中夹杂异味，从烟气降温这一目的而言，这种情况是有害的，会影响抽吸品质。

针对上述①、②两个问题，现有技术中也给出了解决方案，‘《中国科技论文》 CAS北大核心 2013年第9期935-939，共5页，《石蜡型复合相变材料蓄热性能实验研究》’，以及专利CN201410624331.2均报道了以复合相变蓄热材料与高吸附性和高导热性材料相结合的方式来制备具有优秀传热性能的相变材料，在将该相变材料添加至卷烟滤棒中后，可有效降低卷烟抽吸烟气温度，同时也可以有效解决其液化后出现的问题；但其方案仍然存在吸热材料气化挥发，影响抽吸品质的问题。

发明内容

本发明提供一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段及其制备方法，通过对抽吸品冷却段所用材料及冷却结构进行改进，在保证有效降低烟气温度至合适范围的前提下，避免现有技术中采用凝胶或者相变材料进行烟气冷出现的物质液化和挥发等问题。

本发明的目的之一，是提供一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，采用以下技术方案来实现：

一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，该降温段1设置在加热不燃烧抽吸品内，位于烟气发散段2和过滤段3之间,其特征在于，该降温段1由涂布固液相变吸热材料的纸质载体4加工而成；所述纸质载体4为多层复合结构，至少包括重叠设置的两层沟槽纸5，以及涂布在相对设置的任意一层沟槽纸5的内侧、或者分别涂布在两层相对设置的沟槽纸5的相对面的固液相变吸热材料层6；涂布固液相变吸热材料的纸质载体4卷制成具有空隙的圆柱形构件，并设置在加热不燃烧抽吸品内的常规位置处即构成降温段1。

优选的，所述固液相变吸热材料层6在沟槽纸5上为局部涂布方式，仅在沟槽部分501涂布，重叠设置的两层沟槽纸5其余部位未涂布固液相变吸热材料层6，而是相互粘接在一起构成粘接部位502。

优选的，所述重叠设置的两层沟槽纸5的粘接部位502通过粘接剂或者热熔粘接在一起。

优选的，为防止吸热熔化的液态固液相变吸热材料从沟槽纸5中渗漏，在所述纸质载体4的沟槽纸5与固液相变吸热材料层6之间设置防渗膜7，对固液相变吸热材料层6形成包裹密封结构。

优选的，为防止加热不燃烧抽吸品在使用过程中，所述固液相变吸热材料发生泄漏而受热气化混入主流烟气中，将所述降温段1在加热不燃烧抽吸品种进行分段式设置；所述分段式降温段1是将两个单体降温段1直接接触或者相互之间预留距离后设置在加热不燃烧抽吸品中。

优选的，所述分段式设置的降温段1中，设置在靠近加热端的单体降温段1所采用的纸质载体4为两层沟槽纸5包夹一层或两层固液相变吸热材料后粘接的结构，或者采用防渗膜7包裹固液相变吸热材料后由两层沟槽纸5包夹且粘接的结构；设置在靠近过滤段的降温段1所采用的纸质载体4采用单向膜8包裹固液相变吸热材料后由两层沟槽纸5包夹且粘接的结构。

本发明的目的之二，一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段的制备方法，按照以下步骤进行：

一、制备竹纤维沟槽纸

①首先将竹纤维破碎，通过高温高压煮和蒸的方式去除竹纤维中的淀粉、糖分、脂肪；

②采用湿法造纸或者干法造纸，制得竹纤维沟槽纸，纸张的具体参数参考聚乳酸薄膜。

二、纸质载体的制备

①在沟槽纸5的任意一面涂布固液相变吸热材料层6；

②准备两张局部涂布了固液相变吸热材料层6的沟槽纸5，或者一张局部涂布、一张未涂布固液相变吸热材料层6的沟槽纸5，将涂布面相对重合,并在二者除沟槽部位以外相互重合的部位上施加粘结剂，之后将两张沟槽纸5进行复合，并沿沟槽的纵向、以复合部位的中线进行分切，制得纸质载体4片材；

三、降温段的制备

①将步骤二所得的纸质载体4片材沿沟槽纵向为轴卷制成径向截面上从圆心向外螺旋分布透气孔洞的圆柱体。

优选的，所述固液相变吸热材料采用食用蜡。

优选的,所述固液相变吸热材料采用天然食用蜡，例如蔗糖蜡、蜂蜡中的任意一种。

优选的，所述粘接剂采用接装纸用胶粘剂。

优选的，所述步骤二的纸质载体4的制备中，在沟槽纸5上涂布固液相变吸热材料层6之前，在沟槽纸5的同一面上预先设置一层防渗膜7或单向膜8，之后再进行固液相变吸热材料的涂布。

所述单向膜8为高分子单向透气膜，例如PTFE膜。

在所述加热不燃烧抽吸品内设置上述降温段1后，加热段产生的烟气经过发散段发散后进入由复合纸质载体4构成的降温段1，烟气中带来的热量接触到沟槽纸5中包裹的食用蜡，由于烟气的温度远高于食用蜡及其混合物50-70℃的熔化温度，因此随着降温段1中食用蜡的逐步熔化，便可大量吸收烟气中的热量，降低烟气温度；熔化后的食用蜡在防渗膜7的包裹下不会出现到处窜流和泄漏污染的情况；同时为防止出现泄漏，本申请还通过将降温段1分段设置，特别是后端单体降温段1中增加了单向膜8，可将因泄漏而被气化的少量气态食用蜡收集起来，防止其混入主流烟气中，同时后端单体降温段1也能够进一步对烟气温度进行降低。

本发明的降温段1采用沟槽纸5复合制成的纸质载体4为原料，经卷曲成型而成，生产工艺简单、易于操作，生产的降温段1径向截面上形成螺旋分布的透气孔，高温烟气能够充分接触设置在纸质载体4内的固液相变吸热材料，并进行充分的热交换，使烟气温度降低，能明显减轻人们抽吸香烟后嘴部灼热感和辛辣刺激感。本发明采用无毒的食用蜡作为吸热材料，具有安全性高的优点，同时为了进一步降低风险，还设置了防渗膜7对食用蜡进行包裹，防止其液化后发生泄漏，并且为避免微量的食用蜡被气化而混入烟气中，专门设置了分段式的降温段1，设置在后端的降温段1在具备相同降温作用的前提下，其设置了单向膜8对食用蜡进行包裹，能够对气化后混入烟气中的气态食用蜡进行吸收，最大程度保证使用的安全性和烟气的抽吸品质。

附图说明

图1 是实施例1中所述降温段在加热不燃烧抽吸品中的位置示意图。

图2是实施例1中所述纸质载体的截面图。

图3是所述沟槽纸的俯视图。

图4是所述沟槽纸的截面图。

图5是实施例2中所述纸质载体的截面图。

图6是实施例3中所述纸质载体的截面图。

图7是实施例3中所述所述沟槽纸的俯视图。

图8是实施例4中所述靠近烟气发散段的单体降温段的纸质载体截面图。

图9是实施例4中所述靠近过滤段的单体降温段的纸质载体截面图。

图10是实施例4中所述降温段在加热不燃烧抽吸品中的位置示意图。

图11是所述降温段的径向截面图。

图中，降温段1、烟气发散段2、过滤段3、纸质载体4、沟槽纸5、固液相变吸热材料层6、防渗膜7、单向膜8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述技术方案进行进一步说明。

实施例1

如图1、2、3、4、11所示，本实施例所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，该降温段1设置在加热不燃烧抽吸品内，位于烟气发散段2和过滤段3之间，该降温段1由涂布固液相变吸热材料的纸质载体4加工而成；所述纸质载体4为多层复合结构，包括重叠设置的两层沟槽纸5，以及涂布在相对设置的任意一层沟槽纸5的内侧的固液相变吸热材料层6；涂布固液相变吸热材料的纸质载体4卷制成具有空隙的圆柱形构件，并设置在加热不燃烧抽吸品内的常规位置处即构成降温段1。

实施例2

如图3、4、5、11所示，本实施例所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，其结构与实施例1基本相同，区别在于，所述纸质载体4为多层复合结构，包括重叠设置的两层沟槽纸5，以及分别涂布在两层相对设置的沟槽纸5的相对面的固液相变吸热材料层6。

实施例3

如图6、7、11所示，本实施例所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，其结构与实施例1基本相同，区别在于，所述固液相变吸热材料层6在沟槽纸5上为局部涂布方式，仅在沟槽部分501涂布，重叠设置的两层沟槽纸5其余部位未涂布固液相变吸热材料层6，而是相互粘接在一起构成粘接部位502；粘接部位502通过粘接剂或者热熔粘接在一起。

实施例4

如图8、9、10、11所示，本实施例所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，其结构与实施例1基本相同，区别在于，在所述纸质载体4的沟槽纸5与固液相变吸热材料层6之间设置防渗膜7，对固液相变吸热材料层6形成包裹密封结构。

所述固液相变吸热材料发生泄漏而受热气化混入主流烟气中，将所述降温段1在加热不燃烧抽吸品种进行分段式设置；所述分段式降温段1是将两个单体降温段1直接接触或者相互之间预留距离后设置在加热不燃烧抽吸品中。

所述分段式设置的降温段1中，设置在靠近加热端的单体降温段1所采用的纸质载体4采用防渗膜7包裹固液相变吸热材料后由两层沟槽纸5包夹且粘接的结构；设置在靠近过滤段的降温段1所采用的纸质载体4采用单向膜8包裹固液相变吸热材料后由两层沟槽纸5包夹且粘接的结构。

实施例5

一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段的制备方法，按照以下步骤进行：

一、制备竹纤维沟槽纸

①首先将竹纤维破碎，通过高温高压煮和蒸的方式去除竹纤维中的淀粉、糖分、脂肪；

②采用湿法造纸或者干法造纸，制得竹纤维沟槽纸，纸张的具体参数参考聚乳酸薄膜。

二、纸质载体的制备

①在沟槽纸5的任意一面涂布蜂蜡；

②准备两张局部涂布了蜂蜡的沟槽纸5，将涂布面相对重合,并在二者除沟槽部位以外相互重合的部位上施加粘结剂，之后将两张沟槽纸5进行复合，并沿沟槽的纵向、以复合部位的中线进行分切，制得纸质载体4片材；

三、降温段的制备

①将步骤二所得的纸质载体4片材沿沟槽纵向为轴卷制成径向截面上从圆心向外螺旋分布透气孔洞的圆柱体。

实施例6

一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段的制备方法，步骤与实施例5基本一致，区别在于，在实施例5中所述步骤二的纸质载体4的制备中，在沟槽纸5上涂布固液相变吸热材料层6之前，在沟槽纸5的同一面上预先设置一层防渗膜7或单向膜8，之后再进行固液相变吸热材料的涂布；所述单向膜8PTFE膜。

Claims (10)

1.一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，该降温段(1)设置在加热不燃烧抽吸品内，位于烟气发散段(2)和过滤段(3)之间,其特征在于，该降温段(1)由涂布固液相变吸热材料的纸质载体(4)加工而成；所述纸质载体(4)为多层复合结构，至少包括重叠设置的两层沟槽纸(5)，以及涂布在相对设置的任意一层沟槽纸(5)的内侧、或者分别涂布在两层相对设置的沟槽纸(5)的相对面的固液相变吸热材料层(6)；涂布固液相变吸热材料的纸质载体(4)卷制成具有空隙的圆柱形构件，并设置在加热不燃烧抽吸品内的常规位置处即构成降温段(1)。

2.根据权利要求1所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，其特征在于，所述固液相变吸热材料层(6)在沟槽纸(5)上为局部涂布方式，仅在沟槽部分(501)涂布，重叠设置的两层沟槽纸(5)其余部位未涂布固液相变吸热材料层(6)，而是相互粘接在一起构成粘接部位(502)。

3.根据权利要求2所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，其特征在于，所述重叠设置的两层沟槽纸(5)的粘接部位(502)通过粘接剂或者热熔粘接在一起。

4.根据权利要求1所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，其特征在于，在所述纸质载体(4)的沟槽纸(5)与固液相变吸热材料层(6)之间设置防渗膜(7)，对固液相变吸热材料层(6)形成包裹密封结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，其特征在于，将所述降温段(1)在加热不燃烧抽吸品种进行分段式设置；所述分段式降温段(1)是将两个单体降温段(1)直接接触或者相互之间预留距离后设置在加热不燃烧抽吸品中。

6.根据权利要求5所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段，其特征在于，所述分段式设置的降温段(1)中，设置在靠近加热端的单体降温段(1)所采用的纸质载体(4)为两层沟槽纸(5)包夹一层或两层固液相变吸热材料后粘接的结构，或者采用防渗膜(7)包裹固液相变吸热材料后由两层沟槽纸(5)包夹且粘接的结构；设置在靠近过滤段的降温段(1)所采用的纸质载体(4)采用单向膜(8)包裹固液相变吸热材料后由两层沟槽纸(5)包夹且粘接的结构。

7.一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

一、制备竹纤维沟槽纸

①首先将竹纤维破碎，通过高温高压煮和蒸的方式去除竹纤维中的淀粉、糖分、脂肪；

②采用湿法造纸或者干法造纸，制得竹纤维沟槽纸；

二、纸质载体的制备

①在沟槽纸(5)的任意一面涂布固液相变吸热材料层(6)；

②准备两张局部涂布了固液相变吸热材料层(6)的沟槽纸(5)，或者一张局部涂布、一张未涂布固液相变吸热材料层(6)的沟槽纸(5)，将涂布面相对重合,并在二者除沟槽部位以外相互重合的部位上施加粘结剂，之后将两张沟槽纸(5)进行复合，并沿沟槽的纵向、以复合部位的中线进行分切，制得纸质载体(4)片材；

三、降温段的制备

①将步骤二所得的纸质载体(4)片材沿沟槽纵向为轴卷制成径向截面上从圆心向外螺旋分布透气孔洞的圆柱体。

8.根据权利要求7所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段的制备方法，其特征在于，所述固液相变吸热材料采用天然食用蜡，为蔗糖蜡、蜂蜡中的任意一种。

9.根据权利要求7所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段的制备方法，其特征在于，所述粘接剂采用接装纸用胶粘剂。

10.根据权利要求7所述的一种用于加热不燃烧抽吸品的降温段的制备方法，其特征在于，所述步骤二的纸质载体(4)的制备中，在沟槽纸(5)上涂布固液相变吸热材料层(6)之前，在沟槽纸(5)的同一面上预先设置一层防渗膜(7)或单向膜(8)，之后再进行固液相变吸热材料的涂布；所述单向膜(8)为PTFE膜。

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