CN116648150A - 用于吸烟制品的可燃性热源及包括其的吸烟制品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于吸烟制品的可燃热源组合物，其不包含粘合剂及燃烧抑制剂，其中，相对于100重量份的所述固体粉末，包含1至5重量份的多元醇。应用由所述组合物组成的可燃热源的吸烟制品的特征在于具有优异的点燃性和燃烧性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于吸烟制品的可燃性热源及包括其的吸烟制品。
背景技术
近来，相比燃烧式吸烟制品，加热式吸烟制品更受青睐。与现有吸烟制品不同，非燃烧式吸烟制品是吸食加热吸烟制品介质生成的气溶胶，而不是燃烧吸烟制品介质。使用碳热源的吸烟制品就是此类加热式吸烟制品中的一种。
采用上述碳热源的吸烟制品是将热从碳热源传递至位于该碳热源下游的吸烟制品介质来生成气溶胶。
采用碳热源的吸烟制品，与通常的加热式电子烟制品需要使用专用设备不同，具有与传统吸烟制品类似的吸烟形式，因此，可以提高消费者的吸烟便利性与满意度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1韩国公开专利第2020-0030364号
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供可点燃性及可持续燃烧性优秀的可燃性热源以及包括所述热源的吸烟制品。
用于解决问题的手段
本发明提供一种用于吸烟制品的可燃性热源组合物，其不包含粘合剂及燃烧抑制剂，其中，相对于100重量份的所述组合物，包含1至5重量份的多元醇。
作为本发明的一实施例，所述粘合剂可以是由羧甲基纤维素、藻酸铵、果胶、卡拉胶及瓜尔胶组成的群组中选择的一种以上。
作为本发明的另一实施例，所述燃烧抑制剂可以是碳酸钙。
作为本发明的又一实施例，所述多元醇的含量可以为1至3重量份。
作为本发明的又一实施例，所述多元醇可以是甘油或丙二醇。
作为本发明的又一实施例，所述多元醇可以是丙二醇。
作为本发明的又一实施例，所述热源可以在30秒内被点燃，并且燃烧持续140秒以上。
并且，本发明提供包括由所述组合物组成的可燃性热源的吸烟制品。
发明效果
现有的可燃性热源的主要成分为木炭，木炭具有不易点燃和不易稳定持续燃烧的局限性。为此，本发明为了更方便地点燃可燃性热源并改善热源的可模制性以改善燃烧持续性，利用多元醇，使得由本发明的组合物构成的热源相比现有热源，可点燃性与燃烧性得到改善。
附图说明
图1为示出本发明实施例制备的可燃性热源的燃烧结果的图。
图2为示出确认本发明实施例的燃烧时的热源的外观的结果的图。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明以使本领域技术人员可以容易地实施本发明。然而，本发明可以实现为不同形式，并不受限于在此说明的内容。
在本文中，“包括可燃性热源的吸烟制品的长度方向”是指,包括可燃性热源的吸烟制品的长度延伸的方向或包括可燃性热源的吸烟制品在燃烧时燃烧进行的方向。
在本文中，术语“上游”与“下游”的定义如下：当用户使用包括可燃性热源的吸烟制品吸入外部空气时，空气从包括可燃性热源的吸烟制品的外部流入至内部的部分为“上游”，空气从包括可燃性热源的吸烟制品的内部流出至外部的部分为“下游”。“上游”与“下游”用于指示吸烟制品的各部分之间的相对位置或方向。
目前，对于加热式电子烟制品的需求不断增加。大部分加热式电子烟制品都是[设备+专用烟棒]结构的装置，作为一种新型吸烟制品，开发出了将碳热源安装在吸烟制品前端，以与通常的吸烟制品具有类似吸烟形式的产品。本发明旨在开发一种可燃性热源，其可以具有类似于普通吸烟制品的吸烟形式(点火、开始吸烟时间点)。
现有的以木炭为主的可燃性热源具有不易点燃，并且由于点燃后燃烧速度过高导致热源的形状被破坏的局限性。为了稳定地进行可燃性热源的可点燃性和燃烧，现有的热源使用碳酸钙作为燃烧抑制剂，并使用粘合剂组分等以保持热源的形状，但仍存在产生大量烟雾且可点燃性不足等问题。
为此，本发明旨在提供一种具有优异的点燃性和燃烧持续性的可燃热源组合物，以及包括该组合物的可燃性热源的吸烟制品。
本发明提供一种用于吸烟制品的可燃性热源组合物，其不包含粘合剂及燃烧抑制剂，其中，相对于100重量份的所述固体粉末，包含1至5重量份的多元醇。
此外，本发明可以提供包括由所述组合物构成的可燃性热源的吸烟制品。
下面更详细地说明本发明。
根据本发明的可燃性热源组合物不包含粘合剂和燃烧抑制剂，并且通过添加多元醇代替所述粘合剂或燃烧抑制剂来使用。根据本发明的热源组合物的特征在于，通过包含多元醇，实现易于点燃及稳定的燃烧持续性。
在本发明中，将多元醇添加到组合物中并使用。通过加入所述多元醇，在热源点火后可以进行可燃汽化，从而能够提高点燃性和燃烧持续性。所述多元醇有助于燃烧，其可以是甘油或丙二醇。
所述甘油是制造吸烟制品时使用的材料，其具有高闪点，可以确保使用期间的安全。当使用甘油时，在燃烧期间向热源提供可燃性蒸汽以显示促进初始燃烧的效果，但也确认在燃烧期间产生异味和烟雾。因此，在本发明中，确认到可以通过应用与甘油类似且具有低沸点的丙二醇来进行改进(※甘油的沸点为290℃/丙二醇的沸点为188.2℃)。
相对于100重量份的固体粉末，所述多元醇的用量可以为1至5重量份。其在上述范围内具有优异的可点燃性和燃烧持续性，更优选地，当以1至3重量份的量使用时，可以快速点火并进行稳定的燃烧。
本发明的热源的特征在于，其不包含粘合剂组分或燃烧抑制剂。所述粘合剂可以是羧甲基纤维素、藻酸铵、果胶、卡拉胶、瓜尔胶等。虽然所述粘合剂用于保持热源的形状，但在燃烧过程中可能产生烟雾，因此在本发明中可以通过使用多元醇而不在热源中包含上述组分来保持热源形状，并保持热源的燃烧持续性。
此外，所述燃烧抑制剂可以是碳酸钙，并且由于燃烧抑制剂影响燃烧体的燃烧持续性，并应以相对大量的量使用，因此在本发明中，通过使用点火促进剂来制造具有优异的可点燃性和燃烧持续性的热源。所述点火促进剂可使用硝酸钾、糖等。
更具体地，所述组合物可以包含1至10重量％的石墨、5至12重量％的硝酸钾、1至9重量％的糖、5至10重量％的铝粉及余量的木炭。
所述木炭作为热源的主要材料，是点燃后保持燃烧的燃料。相对于100重量％的固体粉末，所述木炭的含量优选为50重量％以上，当含量在50重量％以上时，可以保持持续吸烟3分钟以上所需温度。
所述石墨用于增加热源的密度，有助于维持燃烧。所述石墨的含量可以是1-10重量％，当含量不足1重量％时，会因热源密度不足而降低燃烧持续性；当含量超过10重量％时，会因密度过高而影响可点燃性。
所述硝酸钾用作燃烧改进剂，糖用作络合剂。使用5至12重量％的所述硝酸钾和1至9重量％的糖，就可点燃性和烟雾产生而言，优选地含有相对于总重量的20重量％以下的所述硝酸钾及糖。
所述糖是糖醇，可以使用山梨糖醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇、还原帕拉金糖或还原淀粉糖浆等。优选地，具有低吸湿性的甘露醇适合用于热源。
所述铝对燃烧体的温度有影响，并且以5至15重量％的量使用，因此施加热源的吸烟制品在吸烟期间可以具有合适的温度。当所述铝以低于5重量％的量使用时，维持热源温度的能力可能会降低，并且当其以超过15重量％的量使用时，可点燃性可能会受到影响。
所述热源可以在30秒内点燃，并持续燃烧140秒以上。具有上述点燃时间和燃烧时间的热源的直径可以是5至10mm，长度可以是8至15nm，但并不受限于此。
根据本发明的一实施例，所述可燃性热源是通过将所述组合物混合，并且将该混合物预先成型为所需形状来制成，例如，可以通过注浆(slip casting)成型、挤压成型、注射成型，以及模压成型或冲压成型等任意合适的公知的陶瓷成型方法来预先制成所需形状。
优选地，采用冲压成型工艺或挤压成型工艺形成可燃性热源。最优选地，采用冲压成型工艺形成可燃性热源。
优选地，可燃性热源可具有介于约0.8g/cm3至约3.0g/cm3之间的表观密度(apparent density)，优选地，可燃性热源具有介于约300mg至约500mg之间的质量，更优选地介于约400mg至约450mg之间的质量。
所述可燃性热源可以是具有圆形截面的圆柱形，或者是圆锥形，或者是具有椭圆形截面的圆柱形或圆锥形，但并不受限于此。
此外，本发明可以提供应用所述热源的吸烟制品。
所述“吸烟制品”(smoking article)不论是否基于香烟、烟草衍生物、膨胀烟草(expanded tobacco)、烟草薄片(reconstituted tobacco)或是香烟替代物，只要是能够吸入的任意产品或提供吸烟体验的任意产品即可。例如，所述吸烟制品是指卷烟、雪茄烟(cigar)、小雪茄烟(cigarillo)等可以生成气溶胶的可吸入制品。
所述吸烟物品可以包括由所述组合物构成的可燃性热源、介质部、导热包装材料以及卷烟纸、冷却部、滤棒部等，其中，可燃性热源、介质部、冷却部以及滤棒部在长度方向上依次排列，除了可燃性热源位于上游外，可以自由改变其他部件的顺序。除此之外，还可以包括其他配置或省略上述配置中的一个或多个。所述吸烟制品的直径可以是4mm至10mm、周长可以是14mm至29mm。或者，长度可以是45mm至100mm。
所述介质部可以包括烟丝、烟草薄片烟丝、烟叶、经膨化处理的吸烟制品和尼古丁提取物中的至少一种。介质部可以包含尼古丁(nicotine)成分。除了所述介质部外，还可以包含气溶胶生成物质。气溶胶生成物质包括多元醇、甘油单乙酸酯、甘油二乙酸酯或甘油三乙酸酯等多元醇的酯，以及十二烷二酸二甲酯(dodecanedioate)以及十四烷二酸二甲酯(tetradecanedioate)等单羧酸、二羧酸或多羧酸的脂肪族酯。更具体地，例如，可以包括甘油、丙二醇、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇，以及油醇中的至少一种。例如，介质部可以包括浸泡在甘油中的烟草薄片烟丝。但上述仅为示例，本发明并不受限于上述示例。
所述介质部的长度可以介于约5mm至约20mm之间，更优选介于约8mm至约12mm之间。所述介质部由纸或其他包装材料包裹，并且可以形成为插件形状或段的形状，其中含有可通过加热释放挥发性化合物的物质。如上所述，当介质部形成为插件或段时，可以将包括任意包装材料的整个插件或段视为介质部。
所述冷却部可以包含冷却材料。冷却部包括末端开放的中空管体，可以冷却通过所述热源和介质部的气流。所述冷却部可以由聚合物材料或可生物降解的聚合物材料制成，并且可以具有冷却功能。例如，冷却部可以是纸、纸板、塑料，例如可以是醋酸纤维素、陶瓷以及它们的组合。进一步地，冷却部可以包括由选自金属箔、聚合物材料和基本上无孔的纸或纸板组成的群组的材料制成的褶皱薄片。在某些实施例中，气溶胶冷却元件可以包括由选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乳酸(PLA)、醋酸纤维素(CA)以及铝组成的群组的材料制成的褶皱薄片。冷却部的长度可以在5mm至约30mm之间，更优选在约8mm至约25mm之间，可以根据可加热性热源产生的热的温度自由调节长度。
所述滤棒部包括过滤材料，所述滤棒部的形状不受限制。例如，滤棒部可以是圆柱形杆，也可以是内部中空的管状杆。或者还可以是嵌入形杆。如果滤棒部形成为多段，多段中至少一个可以是其他形状。例如，所述滤棒部可以包括具有聚合物、纸、醋酸纤维素、活性炭以及碳中的至少一种的纤维状、长丝状或这两者的滤棒丝束，但并不受限于此。例如，所述滤棒部的长度可以是5mm至20mm。
除此之外，还可以包括包裹过滤材料并与嘴接触的接装纸。所述接装纸可以有一个或多个穿孔。
所述滤棒部可以产生香味。例如，可将香液喷洒到过滤材料上，也可将涂有香液的单独纤维插入滤棒部内部。
所述冷却部与滤棒部可以包含气溶胶改性剂。例如，本发明的吸烟制品的冷却部、滤棒部，以及接装纸中的一个或多个可包含至少一种气溶胶改性剂。合适的气溶胶改性剂包括但不限于香味剂、化学感应剂(chemesthetic agent)。所述香味剂是在使用时向吸烟制品的香烟材料以及气溶胶生成物质所生成的气溶胶中添加口味(taste)或香味(aroma)中的一个或全部的任意物质。
此外，所述卷烟纸由从木材、亚麻或其他材料中获得的纤维素纤维构成，可以包裹介质部，或包裹包括介质部的整个吸烟制品，或者包裹除了滤棒部外的其他部分。所述卷烟纸的原纸(base paper)的厚度可以是约30μm至约100μm，原纸的基重可以是约15g/m2至约80g/m2。
本发明的吸烟制品的下游还可以包含至少一种气溶胶改性剂来作为香味剂以及化学感应剂。例如，本发明的吸烟制品的冷却部和滤棒部中的至少一个可以包含提供冰感效果的薄荷醇或其他香味剂。
此外，包括可燃性热源的吸烟制品可包括包裹所述可燃性热源和介质部的导热包装材料。所述导热包装材料可以完全包裹热源和介质部，或者可以包裹部分热源和部分介质部，或者可以包裹部分热源和全部介质部。所述导热包装材料将可燃性热源产生的热传递至香烟材料，所述包装材料可以是铝箔包装材料、钢箔包装材料、铁箔包装材料和铜箔包装材料等金属箔包装材料；以及金属合金箔包装材料，可以不受限制地使用任何有效传递热的材料。
可以在加热性热源和介质部之间形成金属屏障。在这里，金属屏障可以防止可燃性热源直接接触介质部，并且可以防止可燃性热源产生的一些成分移动到介质部。
可以适当调节屏障的厚度以获得良好的吸烟性能。在某些实施例中，屏障的厚度可介于约10微米和约500微米之间。屏障可以包括一种或多种金属材料，这些金属材料在可燃性热源的点燃和燃烧温度下基本上保持热稳定并且不会燃烧。这些材料为本领域的公知内容，包括但不限于铝、铜、不锈钢及其组合。
下面，将参照附图对实施例进行详细说明。应当理解，可以对实施例进行多种改变，本申请的权利范围并不受限或限制于下面的实施例。对实施例进行的所有改变、及其等同物乃至其替代物均属于本发明的权利范围。
实施例中使用的术语仅用于说明特定实施例，并非用于限定范围。在内容中没有特别说明的情况下，单个数量的形式，也包括多个数量的形式。在本说明书中，“包括”或者“具有”等术语用于表达存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，并不排除存在或者额外附加一个或一个以上其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合的可能性。
在没有其他定义的情况下，包括技术或者科学术语在内的本文使用的全部术语，都具有本领域普通技术人员所理解的通常含义。通常使用的如词典定义的术语，应理解为相关技术内容中的含义，在本说明书中没有明确定义的情况下，不能解释为理想化或过于形式化的含义。
并且，在参照附图进行说明的过程中，与附图编号无关，相同的构成要素使用相同的附图标记，并省略重复说明。在说明实施例的过程中，当判断对于相关公知技术的具体说明会不必要地混淆实施例时，省略其详细说明。
[实施例]
1.制备可燃性热源
按照下面表1的组成制备包括木炭、石墨、铝、硝酸钾及糖的可燃性热源组合物。热源制成直径为7mm、高约11mm的圆柱体。按照混合比例制备热源材料，然后使用常压混合器(THINKY公司的ARE-310)进行混合。混合时，每次加入一种材料时以1500RPM混合1分钟。
向混合粉末中通过按表1中所示的重量份加入适量的水分或油，并以1500RPM混合5分钟。将混合的样品分成约0.6g并通过压力机加压成型为圆柱体。
将加压的样品通过TGA(LECO公司的TGA791)在80℃下干燥30分钟。
表1
2.确认可燃性热源的燃烧结果
将制备的热源点火后燃烧，观察结果如表2所示。
表2
从表2的结果可知，在具有实施例1至10中的组合物的情况下，确认了良好的可点燃性和可燃性。尤其，如图1所示，当甘油和丙二醇的含量为2重量％时，显示出良好的燃烧结果。实施例1至10均显示出良好的燃烧结果，但当使用甘油的热源(实施例1、3、5、7、9)时，产生了燃烧木炭的气味和烟雾。
相比之下，在含有水分的比较实施例1和比较例2中出现可点燃性降低、停止燃烧的现象。
此外，在含有CMC作为粘合剂的比较例3和比较例4的情况下，燃烧开始缓慢且产生大量烟雾；而在含有碳酸钙的比较例5和比较例6的情况下，燃烧开始缓慢且产生大量烟雾/火焰。此外，在含有所述CMC和碳酸钙两者的比较例7的情况下，同样地燃烧开始缓慢，并且严重产生烟雾。
此外，在含有7％和8％的PG的比较例8和比较例9的情况下，如图2所示，燃烧迅速开始，但产生了过量的烟雾/火焰，并出现了热源膨胀的现象。
虽然本公开包括具体的实例，但是对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同内容的精神和范围的情况下，可以在这些实例中对形式和细节进行各种改变。如果所说明的技术按照不同的顺序执行，和/或如果所说明的系统、架构、装置或电路中的构成要素按照不同的形态进行结合或组合，或者由其他构成要素或者等同物置换或代替，也能得到适当的结果。
因此，其他实施方式、其他实施例和权利要求书的等同物都应被解释为包括在所附权利要求书的范围中。
Claims (7)
1.一种用于吸烟制品的可燃性热源组合物，其不包含粘合剂及燃烧抑制剂，其特征在于，
相对于100重量份的所述固体粉末，包含1至5重量份的多元醇。
2.根据权利要求1所述的用于吸烟制品的可燃性热源组合物，其特征在于，
所述粘合剂是由羧甲基纤维素、藻酸铵、果胶、卡拉胶及瓜尔胶组成的群组中选择的一种以上，并且所述燃烧抑制剂是碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的用于吸烟制品的可燃性热源组合物，其特征在于，
所述多元醇的含量为1至3重量份。
4.根据权利要求1所述的用于吸烟制品的可燃性热源组合物，其特征在于，
所述多元醇是甘油或丙二醇。
5.根据权利要求4所述的用于吸烟制品的可燃性热源组合物，其特征在于，
所述多元醇是丙二醇。
6.根据权利要求1所述的用于吸烟制品的可燃性热源组合物，其特征在于，
所述热源在30秒内被点燃，并且燃烧持续140秒以上。
7.一种吸烟制品，其包括根据权利要求1至6中任一项所述的组合物组成的可燃性热源。
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