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一种卷烟烟气降温颗粒及其制备方法和应用


技术摘要:
一种卷烟烟气降温颗粒及其制备方法和应用。该降温颗粒包括内核和包覆该内核的外壳,该外壳包含水溶性聚合物和导热材料,该内核包含有机相变化合物。当高温烟气流经该降温颗粒时,该有机相变化合物可以吸收大量的热以降低烟气温度;而由于有机相变化合物是被该外壳包覆  全部
背景技术:
近年,新型烟草制品取得了快速发展,其中加热不燃烧烟草制品由于抽吸习惯上 最接近传统卷烟产品,发展前景良好。加热不燃烧烟草技术是通过外部加热元件在温度200 ~400℃下对烟草基质进行加热,烟丝或薄片在非燃烧状态下产生蒸馏与热解产物。但因加 热包裹面积较大,热量散逸途径单一,导致高温雾化的烟气入口温度较高,带来灼烧感、余 味不舒适的问题。与传统卷烟相比,加热不燃烧卷烟由于烟草薄片原料未发生燃烧,因而所 释放的烟气量较少,如果通过增加滤棒长度或者加强滤棒通风的技术手段降低烟气温度, 则产品烟气量会进一步下降,从而影响了产品的抽吸感受。 现有技术主要是通过添加吸热材料对主流烟气进行降温处理,例如菲莫公司推出 的iQOS配套烟支采用了折叠的聚乳酸薄膜作为烟气的降温材料,但该材料受热易塌陷收 缩,影响降温效果,且吸味的感官评价不佳。 公开号为CN105686078A的专利采用铵盐作为卷烟降温剂,可显著降低滤棒端烟气 温度,但铵盐受热会有少量氨气生成,带来刺激感和健康风险。 公开号为CN106690415A的专利报道了一种添加有吸热凝胶的降温滤棒,但是该凝 胶在烟气温度范围内可相变熔化为液态,存在从滤棒中渗漏的风险,影响消费者的抽吸体 验。 因此,研发有效降低烟气温度,且不影响抽吸体验的卷烟降温材料十分重要。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是,针对上述现有技术的问题,提供一种卷烟烟气降 温颗粒,通过添加在烟支的滤棒部分,在抽吸过程中能有效降低滤棒嘴端的烟气温度,并可 以解决相变材料因为熔化可能发生的溢出问题,从而改善抽吸体验。 本发明所要解决的另一个技术问题是,提供一种如上所述的卷烟烟气降温颗粒的 制备方法。 本发明所要解决的再一个技术问题是,提供一种如上所述的卷烟烟气降温颗粒在 生产卷烟中的应用。 为解决上述的技术问题,本发明所采用的技术方案是提供一种卷烟烟气降温颗 粒,所述降温颗粒包括内核和包覆所述内核的外壳,所述外壳包含水溶性聚合物和导热材 料,所述内核包含有机相变化合物。 在本发明的降温颗粒中,所述水溶性聚合物在烟气温度范围内形态稳定且与导热 材料形成耐温外壳包覆住包含有机相变化合物的内核;当高温烟气流经所述降温颗粒时, 所述有机相变化合物可以吸收大量的热以降低烟气温度;而由于有机相变化合物是被所述 3 CN 111602846 A 说 明 书 2/5 页 外壳包覆住的,所以有机相变化合物吸热融化后会被阻隔在所述外壳内,也就是说,所述外 壳可有效阻止有机相变化合物在物相转变过程中溢出滤棒;并且有机相变化合物的不良吸 味也会被阻隔在外壳内,可避免不良吸味对烟气造成的负面影响;所述外壳中的导热材料 则起到了良好的导热作用,以使烟气的热量能够快速地传递至有机相变化合物,从而可以 提高降温颗粒的热传导能力,增强有机相变化合物的吸热效率。 本发明提供的卷烟烟气降温颗粒中,所述有机相变化合物选自C22~C28正构烷烃 和异构烷烃、C16~C18直链脂肪醇、和C12~C18直链脂肪酸中的一种。 本发明提供的卷烟烟气降温颗粒中,所述水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮,优选 的,所述聚乙烯吡咯烷酮为阳离子型聚乙烯吡咯烷酮。聚乙烯吡咯烷酮是水溶性良好的高 分子分散剂,安全无毒,提高降温颗粒的安全性。 本发明提供的卷烟烟气降温颗粒中,所述导热材料包含活性炭、膨胀石墨、碳纳米 管和氧化石墨烯中的一种。 本发明提供的卷烟烟气降温颗粒中,所述降温颗粒中,以质量百分比计,包含如下 组分:有机相变化合物30%~70%,聚乙烯吡咯烷酮24%~66%,导热材料0.5%~10%。优 选的,所述降温颗粒中,以质量百分比计,包含如下组分:有机相变材料45%~60%,聚乙烯 吡咯烷酮40%~60%,导热材料1%~5%。 本发明提供的卷烟烟气降温颗粒中,所述降温颗粒的粒径为20~30目。如此可保 证添加有所述降温颗粒的滤棒的内部足够的通气性,以保证抽吸体验。 为解决上述的另一个技术问题,本发明所采用的技术方案是提供一种如上述的卷 烟烟气降温颗粒的制备方法,包括如下步骤: 将一定量有机相变化合物熔融后与水溶性聚合物、分散剂一起加入水或水的醇溶 液中,经分散得到均匀体系; 然后加入导热材料,持续搅拌至均匀分散; 再加入一定量的分离剂,加完后停止搅拌,经过沉积、过滤、干燥后得到固态物,粉 碎所述固态物得到所述降温颗粒。 上述步骤中所述分散剂包含聚山梨酯-80和/或鲸蜡硬脂基聚葡糖苷,加入量为有 机相变化合物质量的1%~10%。 上述步骤中所述分离剂为无机盐水溶液,该无机盐包含硫酸钠、硫酸铵、硫酸镁中 的一种,无机盐水溶液质量浓度为10%~20%,优选为17%。该无机盐水溶液的加入体积为 上述均匀体系体积的0.5~1.5倍,优选为1倍。 如此通过以上步骤即可制得具有“核壳”复合结构的降温颗粒。 为解决上述的又一个技术问题,本发明所采用的技术方案是提供一种如上所述的 卷烟烟气降温颗粒在生产卷烟滤棒中的应用。 本发明提供的应用中,所述降温颗粒在卷烟滤棒中的用量为在10~200mg/支。申 请人通过研究得出,如果每支卷烟滤棒的降温颗粒用量小于10mg,则对烟气的降温效果不 明显;如果每支卷烟滤棒的用量大于200mg时,则会导致卷烟滤棒整体吸阻过大,造成抽吸 障碍,影响消费者体验。因此,每支卷烟滤棒所添加的降温颗粒的用量为10~200mg是合理 的,优选地为80~120mg。 本发明提供的应用中,所述卷烟滤棒包括两个过滤段和夹于两个所述过滤段之间 4 CN 111602846 A 说 明 书 3/5 页 的中空的降温段,所述中空的降温段中添加有所述降温颗粒。 实施本发明提供的卷烟烟气降温颗粒,可以达到以下有益效果: 1、本发明的降温颗粒具有“核壳”复合结构,利用外壳的包覆作用,阻止了内核中 的有机相变化合物在物相转变过程中的溢出现象,同时避免了有机相变化合物的不良吸味 对烟气造成的负面影响。 2、外壳中包含的导热材料可提高降温颗粒的热传导能力,增强内核的有机相变化 合物的吸热效率; 3、将所述降温颗粒应用到卷烟滤棒中,可有效降低主流烟气的温度,烟气的灼热 感和刺激性有所降低,改善了消费者的抽吸体验,提升了产品的抽吸品质; 4、本发明所提供的降温颗粒,原料方便易得,安全无害,成本低廉,制备工艺简单, 适合工业化大生产。 附图说明 图1为实施例1中的卷烟降温颗粒的差示扫描量热曲线(DSC)图; 图2为使用K型热电偶检测仪器测定卷烟样品主流烟气温度的示意图。 图3为实施例1与对照例中的卷烟样品抽吸时主流烟气的逐口温度对比图; 图4为实施例1-5与对照例中的卷烟样品抽吸时主流烟气的平均温度对比图。
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