CN114916700A - 一种加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料，由以下原料制备得到：60～75wt％的烟粉，4～10wt％的羟丙基甲基纤维素，1～5wt％的聚乙二醇，1～5wt％的甘油，1～5wt％的油酸，1～10wt％的香料，15～30wt％的水。本申请还提供了加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料的制备方法及其应用。本发明提供的加热卷烟的释香降温复合材料的原料主要是烟草料，强度高，且吸收烟气热量后不塌陷，支撑度高；且本身具备烟草的本体香味和添加香料香味，在烟气通过过程中可以增香，改善抽吸品质。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟技术领域，尤其涉及一种加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料、其制备方法及其应用。
背景技术
传统卷烟点燃后最高温度近千摄氏度，烟草高温燃烧裂解可释放出大量化学物质，其中部分有害成分在人体内累积到一定程度会对人体健康造成损害，因此，其各类替代物，如口含烟、嚼烟、电子雾化烟以及加热不燃烧卷烟(heat-not-burncigarette，HnB卷烟)等新型烟草制品广泛出现在市场上。在各类新型烟草制品中，HnB卷烟在抽吸质量与抽吸习惯上均接近传统卷烟。摄取同样温度的固、液、气体时，人体的感官温度依次增加，因此消费者吸食HnB卷烟时会有一定的灼热感，且对消费者口腔黏度、气管粘膜等造成一定损伤，卷烟抽吸后段由于烟气热交换时间的进一步缩短导致灼热感更甚，影响卷烟抽吸品质。目前大部分企业一般会采取添加爆珠的形式进行改善抽吸品质。
例如，授权号CN108523220A的中国专利公开了一种改进的降温滤棒以及含有该滤棒的低温卷烟，其具体公开了：降温滤棒包括包裹材料层和降温材料片，降温材料片由支撑材料层和聚合物材料层复合形成，降温材料片被构造成具有纵向气路孔道排列的束柱，支撑材料层覆盖于所述聚合物材料层表面，包裹材料层包裹于降温材料片构成束柱表面，形成降温滤棒。本发明可解决烟气不能顺畅流通的问题，能够保持烟气具有流畅的通道，增大烟气的冷却表面积，提高烟气冷却效率。授权公告号CN108523216B的中国专利公开了一种用于降低烟气温度低吸阻聚乳酸丝束滤棒的制备方法，该发明涉及降低烟气温度低吸阻PLA丝束滤棒及其制备方法，该制备方法包括制备相变材料混合物、制备含有香味物质的相变材料与制备缓释香味滤棒等步骤。该发明通过增加相变材料的添加量与低吸阻PLA丝束滤棒相结合，通过三重降温改善了卷烟以及加热不燃烧卷烟整体抽吸口感的同时又降低烟气温度，提升了消费者的抽吸舒适性，工艺流程简单，适合于工业化生产。授权公告号CN109259307B的中国专利公开了可降低烟气自由基的烟草烘烤香型烟用爆珠及其制备方法，本发明是向烟草粉末中加入多元醇和有机酸-金属盐复配物，混匀后，于150～250℃下反应0.5～3h，得到的产物加入到有机溶剂中，先超声萃取，再震荡萃取，后离心分离，取上层液体用有机滤膜过滤后，滤液减压蒸馏，得到浓缩物；以水或辛癸酸甘油酯为溶剂，将浓缩物制成质量浓度为5％～15％溶液，之后向溶液中加入黄芩苷，在室温下搅拌均匀后，使用滴丸机将其制成滴丸，烘干，即得。本发明制备方法简单，成本低，所制得的烟用爆珠能显著降低烟气中自由基含量，具有良好的应用前景。
上述方法释香主要依赖爆珠，降温依赖降温材料，结构比较复杂，组装难度大；且降温材料会吸附部分香气，爆珠破碎和降温材料塌陷等多重因素叠加使得品吸效果变差。因此，如何制备出各方面性能优良的适用于高温烟气下降温效果好、香气释放稳定、工艺流程简单的释香降温复合材料仍然是目前研究的热点和难点。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料，其具有降温效果好、释放香气和强度高的特点。
有鉴于此，本申请提供了一种加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料，由以下原料制备得到：
优选的，所述香料选自薄荷粉香料、蓝莓粉香料或甜橙粉香料。
优选的，所述烟粉的含量为63～72wt％。
优选的，所述羟丙基甲基纤维素的含量为4～7wt％。
优选的，所述聚乙二醇的含量为1～3wt％。
优选的，所述甘油的含量为2～4wt％，所述油酸的含量为2～4wt％。
本申请还提供了所述的释香降温复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比将烟粉、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、甘油、油酸、香料和水混合，得到烟草混合料；
将所述烟草混合料进行炼泥，陈腐后得到可塑泥料；
将所述可塑泥料挤出后干燥，得到释香降温复合材料。
优选的，所述混合的时间为20～30min，所述陈腐的时间为24～48h。
本申请还提供了一种加热不燃烧卷烟，包括降温段，所述降温段中包括释香降温复合材料，所述释香降温复合材料为所述的释香降温复合材料或所述的制备方法所制备的释香降温复合材料。
优选的，所述释香降温复合材料为所述降温段质量的20～35％。
本申请提供了一种加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料，其由烟粉、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、甘油、油酸、香料和水制备得到，其主要原料是烟草料，其强度高，且吸收烟气热量后不塌陷，支撑度高；且本身具备烟草的本体香味和添加香料香味，在烟气通过过程中可以增香，改善抽吸品质。进一步的，本发明提供的加热卷烟的释香降温复合材料在挤出机挤出后会变成具有多孔结构的烟支，多孔结构有利于对通道中烟气热量的吸收，降低通过烟气的温度，烟气的降温温差较大(>40℃)，吸阻较小。
附图说明
图1为本发明采用的挤出模具的截面示意图和模具组装截面图；
图2为本发明采用的模具的组装图；
图3为本发明采用的模具的拆分图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
鉴于市场趋势开发新型烟草的需求，本申请提供了一种具有释香和降温功能的释香降温复合材料，其具有结构稳固、降温显著、实现稳定的特点，抽吸感官质量得到了明显改善。具体的，本发明实施例公开了一种加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料，由以下原料制备得到：
在本申请提供的释香降温复合材料中，所述烟粉主要起支撑作用，其强度高，且吸收烟气热量后不塌陷。所述烟粉的含量为60～75wt％，更具体地，所述烟粉的含量为63～72wt％；示例的，所述烟粉的含量为60.5wt％、62wt％、63wt％、65wt％、66wt％、68wt％、70.5wt％、72wt％、73wt％或75wt％。
所述羟丙基甲基纤维素(HPMC)用以提升材料的韧性。所述羟丙基甲基纤维素的含量为4～10wt％，更具体地，所述羟丙基甲基纤维素的含量为4～7wt％；示例的，所述羟丙基甲基纤维素的含量为4.2wt％、4.5wt％、5.0wt％、5.2wt％、5.5wt％、5.7wt％、6.0wt％、6.2wt％、6.6wt％、7.0wt％、7.2wt％、7.6wt％、7.8wt％、8.2wt％、8.5wt％、8.9wt％、9.2wt％、9.5wt％或9.8wt％。所述羟丙基甲基纤维素的含量不在上述范围则复合材料强度不够，易碎。
所述聚乙二醇可以改善复合材料加水后的稠度，提升材料的保水性。所述聚乙二醇的含量为1～5wt％，更具体地，所述聚乙二醇的含量为1～3wt％，示例的，所述的聚乙二醇的含量为1.2wt％、1.4wt％、1.7wt％、1.9wt％、2.0wt％、2.2wt％、2.4wt％、2.7wt％、2.7wt％、3.1wt％、3.3wt％、3.6wt％、3.9wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.8wt％或5.0wt％。所述聚乙二醇的含量不在上述范围则加水后不易与其他粉体充分混合成一体，捏合效果不佳，影响挤出效果及挤出后样品质量。
本申请所述甘油、油酸用以改善复合材料的可塑性，提升原料的挤塑性能。所述甘油的含量为1～5wt％，更具体地，所述甘油的含量为2～4wt％；示例的，所述甘油的含量为2.5wt％、2.7wt％、2.9wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.9wt％、4.0wt％、4.3wt％、4.6wt％、4.7wt％或4.9wt％。所述油酸的含量为1～5wt％，具体的，所述油酸的含量为2～4wt％；示例的，所述油酸的含量为1.2wt％、1.4wt％、1.8wt％、1.9wt％、2.3wt％、2.5wt％、2.7wt％、2.9wt％、3.1wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.6wt％、3.8wt％、3.9wt％、4.0wt％、4.2wt％、4.6wt％或4.9wt％。所述甘油和所述油酸的含量不在上述范围，则使复合材料表面粗糙、变形严重，中间部分和周边不易结合。
本申请还提供了释香降温复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比将烟粉、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、甘油、油酸、香料和水混合，得到烟草混合料；
将所述烟草混合料进行炼泥，陈腐后得到可塑泥料；
将所述可塑泥料挤出后干燥，得到释香降温复合材料。
在上述过程中，所述混合的时间为20～30min。
所述炼泥在真空炼泥机中进行，具体在15～20℃水温的水冷条件下循环炼泥3～6次，即可得到烟草可塑泥料，而后用保鲜膜包裹起来陈腐24～48h。
本申请最后将可塑泥料放入挤出机中，缓慢用“七芯”或“六扇”的挤出模具挤出不同烟气通道结构的释香降温复合材料(挤出模具采用组合结构，内芯带有“七芯”或“六扇”的中空结构，外套和内芯之间留有缝隙，这样待挤出物料填满模具头空隙挤出后就可以保留模具的结构，挤出多孔不同结构的烟支，且可强化释香降温和支撑强度的效果；液压挤出机或真空挤出机均可实现复合材料挤出作业，挤出压力3.0～3.5Mpa)。本申请采用的挤出模具组装图以及截面图具体如图1、图2和图3所示。
本申请还提供了一种加热不燃烧卷烟，其包括降温段，所述降温段中包括释香降温复合材料。
本申请所述加热不燃烧卷烟的结构为本领域技术人员熟知的结构，具体包括嘴端、醋纤段、降温段、隔离段、发烟段和远端，所述释香降温复合材料设置于降温段中；所述释香降温复合材料为所述降温段质量的20～35wt％。
本发明提供的加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料采用纯天然烟粉为主材，香料、相关提升塑化性能的添加剂等为辅料，实现了支撑、降温、増香多功能于一体。在制备过程中，在炼泥过程中需将烟草混合料充分混合，拌合均匀，使得各组分均匀分布；挤出过程中收集挤出的释香降温复合材料要确保无裂纹，不形变。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料、其制备方法及其应用进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
将烟粉(71.224％)、HPMC(4.196％)、聚乙二醇(1.399％)、甘油(2.098％)、油酸(3.496％)、薄荷粉香料(2.202％)和纯水(15.385％)在混料机中混料30min，得到烟草混合料；将烟草混合料倒入真空炼泥机，在自来水水温的水冷的条件下循环炼泥3次得到烟草泥料，再人工进行揉捏30min，揉捏完成后用保鲜膜包裹起来陈腐24h；取出泥料放入挤出机，缓慢用“六扇”的挤出模具挤出不同烟气通道结构的烟支管并切制为45cm的长度的烟支管，放置自然风干三天，将烟支管切为2cm长的小段，用万能试验机测试其抗折强度，强度为0.078～0.086Mpa，用热电偶装置检测并收集烟气温度数据，两个热电偶探针插在两端，测试烟气进出口温度，进烟支口最高温度79℃，烟支出口温度在最后几口能维持在28～33℃之间，卷烟吸食较为容易感受不到明显阻力，薄荷增香明显。
实施例2
在实施例1的基础上将香料换成蓝莓粉，并将HPMC和聚乙二醇的含量分别增加20％、40％、60％后倒入混料机中混料30min，得到烟草混合料；将烟草混合料倒入真空炼泥机，在自来水水温的水冷的条件下循环炼泥3次得到烟草泥料，再人工进行揉捏30min，揉捏完成后用保鲜膜包裹起来陈腐24h；取出泥料放入挤出机，缓慢用“七芯”的挤出模具挤出不同烟气通道结构的烟支管并切制为45cm的长度的烟支管，放置自然风干三天，将烟支管切为2cm长的小段，用万能试验机测试其抗折强度，上述增加20％HPMC和聚乙二醇的强度为0.083～0.09Mpa，上述增加40％HPMC和聚乙二醇的强度为0.085～0.093Mpa，上述增加40％HPMC和聚乙二醇的强度为0.092～1.018Mpa，用热电偶装置检测并收集烟气温度数据，两个热电偶探针插在两端，测试烟气进出口温度，进烟支口最高温度75℃，烟支出口温度在最后几口能维持在30～36℃之间，卷烟吸食较为容易感受不到明显阻力，蓝莓增香明显。
实施例3
在实施例1的基础上将香料换成甜橙粉，并将甘油和油酸的含量分别增加20％、40％后倒入混料机中混料30min，得到烟草混合料；将烟草混合料倒入真空炼泥机，在自来水水温的水冷的条件下循环炼泥3次得到烟草泥料，再人工进行揉捏30min，揉捏完成后用保鲜膜包裹起来陈腐24h；取出泥料放入挤出机，缓慢用“七芯”的挤出模具挤出不同烟气通道结构的烟支管并切制为45cm的长度的烟支管，放置自然风干三天，将烟支管切为2cm长的小段，用万能试验机测试其抗折强度，上述增加20％和40％甘油和油酸的烟支强度为0.081～0.09Mpa，用热电偶装置检测并收集烟气温度数据，两个热电偶探针插在两端，测试烟气进出口温度，进烟支口最高温度78℃，烟支出口温度在最后几口能维持在26～34℃之间，卷烟吸食较为容易感受不到明显阻力，甜橙增香明显。
对比例1
在实施例1中不加入HPMC，其他组分与实施例1相同，挤出得到的烟支管没有强度。
对比例2
在实施例1中不加入聚乙二醇，其他组分与实施例1相同，在混炼过程中，组分不能有效混合，无法挤出。
对比例3
在实施例1中不加入甘油，其他组分与实施例1相同，挤出得到的烟支管干燥后，表面粗糙不光滑。
对比例4
在实施例1中不加入油酸，其他组分与实施例1相同，挤出得到的烟支管干燥后，中间部分和周边不易结合，无法达到设计效果。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种加热不燃烧卷烟的释香降温复合材料，由以下原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的释香降温复合材料，其特征在于，所述香料选自薄荷粉香料、蓝莓粉香料或甜橙粉香料。
3.根据权利要求1所述的释香降温复合材料，其特征在于，所述烟粉的含量为63～72wt％。
4.根据权利要求1所述的释香降温复合材料，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素的含量为4～7wt％。
5.根据权利要求1所述的释香降温复合材料，其特征在于，所述聚乙二醇的含量为1～3wt％。
6.根据权利要求1所述的释香降温复合材料，其特征在于，所述甘油的含量为2～4wt％，所述油酸的含量为2～4wt％。
7.权利要求1所述的释香降温复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比将烟粉、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、甘油、油酸、香料和水混合，得到烟草混合料；
将所述烟草混合料进行炼泥，陈腐后得到可塑泥料；
将所述可塑泥料挤出后干燥，得到释香降温复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合的时间为20～30min，所述陈腐的时间为24～48h。
9.一种加热不燃烧卷烟，包括降温段，其特征在于，所述降温段中包括释香降温复合材料，所述释香降温复合材料为权利要求1～6任一项所述的释香降温复合材料或权利要求7～8任一项所述的制备方法所制备的释香降温复合材料。
10.根据权利要求9所述的加热不燃烧卷烟，其特征在于，所述释香降温复合材料为所述降温段质量的20～35％。
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