一种具有中空结构的加热不燃烧卷烟烟支的制作方法

本发明属于完加热不燃烧烟草技术领域，涉及一种具有中空结构的加热不燃烧卷烟烟支。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们对自身的健康问题越来越重视，近年来关于吸烟健康问题的关注度很高。国内外各大企业为了满足变化的消费需求，纷纷开发了各种替代传统卷烟的完全中空型烟草产品。在这些不断增长的完全中空型烟草产品中，电子烟和加热不燃烧卷烟是其中的佼佼者。

电子烟作为电子产品的在烟草行业的拓展应用，其优势在于吸味可变性强，可以通过调节烟油的组分实现对烟气吸味的任意调控，但由于其烟气主要通过电子雾化器产生，其口感，尤其是热感，与加热产生烟气的传统卷烟仍然存在一定的差异，老烟民的接受度较差。

加热不燃烧卷烟是加热烟支的发烟芯材段产生烟气，其产生烟气口感的接受度较好，目前市场化的加热不燃烧卷烟烟支的发烟芯材段为无序填充的再造烟叶薄片，烟支在抽吸过程中烟气量不足的问题。而烟气量不足主要是因为：(1)用作发烟芯材段的再造烟叶薄片在填充过程中要求有一定的加工强度，也导致其上添加的香料和发烟剂的量少；(2)添加香料和发烟剂后的再造烟叶薄片还需要经过多次高温处理工序，导致添加的香料和发烟剂挥发严重；(3)由于再造烟叶薄片在发烟芯材段中是紧密排布的，远离滤嘴段的发烟芯材段前端产生的烟气在后端会被大量截留。

除此之外，烟支在抽吸过程中还存在烟气温度过热的问题，这是由于加热不燃烧卷烟的烟支较短，且加热温度高，导致烟气温度普遍较高，从而出现“烫嘴”现象。目前解决这一问题的方法有两个：(1)在滤嘴段加入降温材料，目前常用的是聚乳酸材料(pla)；(2)采用空管作为滤嘴段，并在空管上打孔，引入空气，增加通风。其中，第一种方法的缺陷在于成本增加较多，且降温材料吸热坍塌增大吸阻，影响烟气感官品质；第二种方法的缺陷在于打孔工序对打孔设备和空管的加工强度要求高，且为滤嘴段制造带来一定的难度，加工成本高。

为了解决以上问题，提出本发明。

技术实现要素：

本发明提供一种中空结构的加热不燃烧卷烟烟支，其依次包括：发烟芯材段1、支撑段2、滤嘴段3；

所述发烟芯材段1包括外包裹管11和发烟芯材棒12，所述发烟芯材棒12为中空结构，具有第一管腔121和第一管壁122；所述第一管壁122上具有轴向延伸的凹槽1221，所述凹槽1221开口背向所述第一管腔121；

所述支撑段2具有第二管腔21和第二管壁22；

所述滤嘴段3具有第三管腔31和第三管壁32；

所述发烟芯材段1、所述支撑段2和所述滤嘴段3通过外包层4包裹成型。

优选地，所述凹槽1221轴向延伸所述第一管壁122的全部长度；所述凹槽1221的个数为n，n为大于等于2的正整数；所述凹槽1221的横截面为“u”形、“v”形或弧形；所述凹槽1221的深度为所述发烟芯材棒12半径的1/3-1/2。

优选地，所述第一管腔121的横截面为圆形、长方形、正多边形、梅花形、星形或齿轮形，更优选地，所述第一管腔121的横截面为圆形；所述第二管腔21的横截面为圆形；所述第三管腔31的横截面为圆形、正多边形或星形。

所述外包裹管11是紧密包覆在发烟芯材棒12外的硬质管，其内径与发烟芯材棒12的外径相匹配，所述外包裹管11为纸管、金属管或耐热塑料管，所述金属选自铝，所述耐热塑料管的材料包括但不限于聚酰亚胺pi、聚醚醚酮peek、聚酰胺酰亚胺pai、聚苯并咪唑pbi、聚醚酰亚胺pei、聚苯硫醚pps、尼龙46、聚砜psu、聚醚砜pes、聚四氟乙烯ptfe、聚偏二氟乙烯pvdf，只要其用于加热不燃烧卷烟烟支中相对稳定性较高，在温度为350摄氏度下不分解或熔化的塑料管都可以作为耐热塑料管；更优选地，所述外包裹管11为内层为铝箔的纸管，内层的铝箔有利于热量的均匀分布。

所述支撑段2为纸管、耐热塑料管和醋酸纤维管，更优选地，所述支撑段2为纸管，所述支撑段2外径与外包裹管11的外径相同，但所述支撑段2内径比所述外包裹管11内径小0.1-0.5mm，原因在于两者差距太小时，烟支在插入烟具时，发烟芯材段1容易后移；导致加热不好；两者差距太大时，容易堵塞周围的径向通风孔道，影响降温效果。

所述滤嘴段3为纸管、醋酸纤维管、丙酸纤维管或聚乳酸管。

所述外包层4可以是一层将发烟芯材段1、支撑段2和滤嘴段3裹制成形的纸，也可以是一段内径与上述三段外径相匹配的纸管，其作用主要在于将三段连成整体，并兼顾美观性。

优选地，所述第一管腔121的体积为所述发烟芯材棒12体积的1/4-1/3。

优选地，所述发烟芯材棒12的制备方法包括以下步骤：

(1)将发烟基材打碎成粉末，得到粉末状发烟基材；

(2)将步骤(1)得到的粉末状发烟基材与填充料混合，加入发烟剂和香料，搅拌混合，得到发烟芯材棒混合物；

(3)将步骤(2)得到的发烟芯材棒混合物通过注塑或压塑的方法成型，并切割成段，干燥，得到发烟芯材棒12。

其中，步骤(1)中所述发烟基材为烟叶、烟梗或可产生吸味的植物材料；步骤(2)中所述填充料为纤维素或碳酸钙，所述发烟剂为甘油或丙二醇；步骤(3)中干燥时间为2-4h。

其中，基于质量百分比，所述发烟基材占所述发烟芯材棒12的20％-40％，填充料占所述发烟芯材棒12的30％-50％，发烟剂占所述发烟芯材棒12的10％-30％，香精香料占所述发烟芯材棒12的5％-20％。

其中，步骤(2)中切割成段工序可按实际所需进行切割成段，干燥可以选取风干或烘干等干燥方法，干燥时间可以根据实际环境有所调整；步骤(3)中得到的发烟芯材棒12可以根据实际干燥的收缩进行合格品挑选或再次切割。

其中，当本发明加热不燃烧卷烟烟支用于中心加热方式的加热不燃烧卷烟烟具时，第一管腔121为发烟芯材段1产生的烟气的气流通道，凹槽1221为用于冷却烟气的外界空气进入发烟芯材段1后的气流通道。而当本发明加热不燃烧卷烟烟支用于周向加热方式的加热不燃烧卷烟烟具时，第一管腔121和凹槽1221的作用刚好相反，其中第一管腔121为用于冷却烟气的外界空气进入发烟芯材段1后的气流通道，凹槽1221为发烟芯材段1产生的烟气的气流通道。而将第一管腔121或凹槽1221作为烟气的气流通道，可以避免远离滤嘴段的发烟芯材段前端产生的烟气在后端会被大量截留的问题，抽吸时感受到的烟雾量大，且不会出现烟气量逐口间有明显差异的情况。

此外，而现有的样子上的通风孔均是在与烟气垂直的方向上引入空气，即外界空气沿与烟气垂直的方向进入烟支，而本发明的加热不燃烧卷烟烟支不管是用于中心加热方式的加热不燃烧卷烟烟具还是用于周向加热方式的加热不燃烧卷烟烟具，其外界空气均是沿与烟气平行的方向进入烟支，同时，本发明在发烟芯材段就引入外界空气，并非在滤嘴段引入外界空气，所以外界空气与烟气的接触面积更大，混合更均匀，更容易降低烟气的温度，而且也避免了在滤嘴段打孔对打孔设备和滤嘴段的加工强度要求高的问题。虽然本发明在发烟芯材段就引入外界空气，冷却空气气流会经过发热段的加热区域，但由于空气的比热较小，能够带出的热能很少，所以冷却空气在靠近滤嘴段的发烟芯材段后端与烟气混合后，能够降低烟气的温度，不容易出现“烫嘴”现象。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述的发烟芯材段1为被外包裹管11包裹的发烟芯材棒12，发烟芯材棒12为注塑或压塑成型的条棒，并非无序填充的再造烟叶薄片，所以发烟芯材段中发烟剂、香精香料的加入量不受限制，同等重量下本发明发烟芯材段中添加的发烟剂和香精香料总量是再造烟叶薄片中的3-4倍，能够完美解决再造烟叶薄片中由于受加工强度的限制，造成的发烟剂和香精香料添加量不足的问题。同时，本发明制备的条棒状的发烟芯材段可直接用于烟支的制造，不需要再经过多次高温处理工序，避免了添加的香料和发烟剂挥发严重，挥发性成分损失少。

2、本发明烟支可以为传统卷烟烟支，也可以为加热不燃烧卷烟烟支，当本发明加热不燃烧卷烟烟支用于中心加热方式的加热不燃烧卷烟烟具时，第一管腔121为发烟芯材段1产生的烟气的气流通道，凹槽1221为用于冷却烟气的外界空气进入发烟芯材段1后的气流通道。而当本发明加热不燃烧卷烟烟支用于周向加热方式的加热不燃烧卷烟烟具时，第一管腔121和凹槽1221的作用刚好相反，其中第一管腔121为用于冷却烟气的外界空气进入发烟芯材段1后的气流通道，凹槽1221为发烟芯材段1产生的烟气的气流通道。而将第一管腔121或凹槽1221作为烟气的气流通道，可以避免远离滤嘴段的发烟芯材段前端产生的烟气在后端会被大量截留的问题，抽吸时感受到的烟雾量大，且不会出现烟气量逐口间有明显差异的情况。

3、本发明的加热不燃烧卷烟烟支引入的外界空气均是沿与烟气平行的方向进入烟支，且本发明在发烟芯材段就引入外界空气，并非在滤嘴段引入外界空气，所以外界空气与烟气的接触面积更大，混合更均匀，更容易降低烟气的温度，而且也避免了在滤嘴段打孔对打孔设备和滤嘴段的加工强度要求高的问题。

4、本发明发烟芯材段1的加香工序是在制备过程中添加发烟剂和香精香料，并非现有技术中，在制备好的再造烟叶薄片上外加发烟剂和香精香料，加香过程更为简单、均匀，能够大幅度降低难度，减少设计成本。

5、本发明的加热不燃烧卷烟烟支不需要滤棒单元中设计烟气冷却部件同样也可以降低烟气温度，生产成本低。同时，本发明采用注塑或压塑成型的方法制备发烟芯材棒12，制造过程中损耗低，制备方法简单。

附图说明

图1是本发明实施例1加热不燃烧卷烟烟支的结构示意图；

图2是本发明实施例1加热不燃烧卷烟烟支的径向剖面图；

图3是本发明滤嘴的结构示意图；

图4是本发明滤嘴的结构示意图；

图5是本发明滤嘴的结构示意图；

附图标记在附图说明中的名称为：1-发烟芯材段，2-支撑段，3-滤嘴段，4-外包层，11-外包裹管，12-发烟芯材棒，121-第一管腔，122-第一管壁，1221-凹槽，21-第二管腔，22-第二管壁，31-第三管腔，32-第三管壁。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明，实施例仅限于说明本发明，而非对本发明的限定。

实施例1

本实施例为中空结构的加热不燃烧卷烟烟支的制备，其依次包括：发烟芯材段1、支撑段2、滤嘴段3；

所述发烟芯材段1包括外包裹管11和发烟芯材棒12，所述发烟芯材棒12为中空结构，具有第一管腔121和第一管壁122；所述第一管壁122上具有轴向延伸的凹槽1221，所述凹槽1221开口背向所述第一管腔121；

所述支撑段2具有第二管腔21和第二管壁22；

所述滤嘴段3具有第三管腔31和第三管壁32；

所述发烟芯材段1、所述支撑段2和所述滤嘴段3通过外包层4包裹成型；

所述凹槽1221轴向延伸所述第一管壁122的全部长度；所述凹槽1221的个数为8个；所述凹槽1221的横截面为“u”形；所述凹槽1221的深度为所述发烟芯材棒12半径的1/3。

所述第一管腔121的横截面为圆形；所述第二管腔21的横截面为圆形；所述第三管腔31的横截面为圆形。

所述外包裹管11是紧密包覆在发烟芯材棒12外的硬质管，其内径与发烟芯材棒12的外径相匹配，所述外包裹管11为内层为铝箔的纸管，有利于热量的均匀分布。

所述支撑段2为纸管，所述支撑段2外径与外包裹管11的外径相同，但所述支撑段2内径比所述外包裹管11内径小0.1mm。

所述滤嘴段3为醋酸纤维制成的空管。

所述外包层4是一层将发烟芯材段1、支撑段2和滤嘴段3裹制成形的纸。

所述第一管腔121的体积为所述发烟芯材棒12体积的1/4，所述第一管腔121的当量直径小于所述第二管腔21的直径小于所述第三管腔31的当量直径。

所述发烟芯材棒12的制备方法包括以下步骤：

(1)将发烟基材打碎成粉末，得到粉末状发烟基材；

(2)将步骤(1)得到的粉末状发烟基材与填充料混合，加入发烟剂和香料，搅拌混合，得到发烟芯材段混合物；

(3)将步骤(2)得到的发烟芯材段混合物通过注塑或压塑的方法成型，并按实际所需进行切割成段，风干干燥，得到发烟芯材棒12。

其中，步骤(1)中所述发烟基材为烟叶；步骤(2)中所述填充料为纤维素，所述发烟剂为甘油；步骤(3)中干燥时间为2h。

其中，基于质量百分比，所述发烟基材占所述发烟芯材段的20％，填充料占所述发烟芯材段的50％，发烟剂占所述发烟芯材段的10％，香精香料占所述发烟芯材段的20％。

将本实施例烟支插入中心加热的烟具中，按常规加热不燃烧卷烟的方法进行抽吸，其产生的烟气烟雾量较相同质量的再造烟叶薄片制成发烟芯材段的加热不燃烧卷烟增大3倍，烟气无“发烫”感，进入吸烟者口腔的烟气温度为37℃，吸烟者感觉温度刚好适合抽吸；相对于同样烟雾量和降温效果的再造烟叶薄片制成发烟芯材段的加热不燃烧卷烟，生产成本降低75％。

实施例2

本实施例为中空结构的加热不燃烧卷烟烟支的制备，其依次包括：发烟芯材段1、支撑段2、滤嘴段3；

所述发烟芯材段1包括外包裹管11和发烟芯材棒12，所述发烟芯材棒12为中空结构，具有第一管腔121和第一管壁122；所述第一管壁122上具有轴向延伸的凹槽1221，所述凹槽1221开口背向所述第一管腔121；

所述支撑段2具有第二管腔21和第二管壁22；

所述滤嘴段3具有第三管腔31和第三管壁32；

所述发烟芯材段1、所述支撑段2和所述滤嘴段3通过外包层4包裹成型；

所述凹槽1221轴向延伸所述第一管壁122的全部长度；所述凹槽1221的个数为8个；所述凹槽1221的横截面为“v”形；所述凹槽1221的深度为所述发烟芯材棒12半径的1/2。

所述第一管腔121的横截面为正六边形；所述第二管腔21的横截面为圆形；所述第三管腔31的横截面为圆形。

所述外包裹管11是紧密包覆在发烟芯材棒12外的硬质管，其内径与发烟芯材棒12的外径相匹配，所述外包裹管11为纯纸管。

所述支撑段2为聚酰亚胺管，所述支撑段2外径与外包裹管11的外径相同，但所述支撑段2内径比所述外包裹管11内径小0.1mm。

所述滤嘴段3为纸管。

所述外包层4是一段内径与发烟芯材段1、支撑段2和滤嘴段3外径相匹配的纸管。

所述第一管腔121的体积为所述发烟芯材棒12体积的1/4，所述第一管腔121的当量直径小于所述第二管腔21的直径小于所述第三管腔31的当量直径。

所述发烟芯材棒12的制备方法同实施例1。

将本实施例烟支插入周向加热的烟具中，按常规加热不燃烧卷烟的方法进行抽吸，其产生的烟气烟雾量较相同质量的再造烟叶薄片制成发烟芯材段的加热不燃烧卷烟增大4倍，烟气无“发烫”感，进入吸烟者口腔的烟气温度为35℃，吸烟者感觉温度刚好适合抽吸；相对于同样烟雾量和降温效果的再造烟叶薄片制成发烟芯材段的加热不燃烧卷烟，生产成本降低85％。

实施例3

本实施例为中空结构的加热不燃烧卷烟烟支的制备，其依次包括：发烟芯材段1、支撑段2、滤嘴段3；

所述发烟芯材段1包括外包裹管11和发烟芯材棒12，所述发烟芯材棒12为中空结构，具有第一管腔121和第一管壁122；所述第一管壁122上具有轴向延伸的凹槽1221，所述凹槽1221开口背向所述第一管腔121；

所述支撑段2具有第二管腔21和第二管壁22；

所述滤嘴段3具有第三管腔31和第三管壁32；

所述发烟芯材段1、所述支撑段2和所述滤嘴段3通过外包层4包裹成型；

所述凹槽1221轴向延伸所述第一管壁122的全部长度；所述凹槽1221的个数为8个；所述凹槽1221的横截面为“v”形；所述凹槽1221的深度为所述发烟芯材棒12半径的1/2。

所述第一管腔121的横截面为梅花形；所述第二管腔21的横截面为圆形；所述第三管腔31的横截面为正六边形。

所述外包裹管11是紧密包覆在发烟芯材棒12外的硬质管，其内径与发烟芯材棒12的外径相匹配，所述外包裹管11为聚酰亚胺管。

所述支撑段2为纸管，所述支撑段2外径与外包裹管11的外径相同，但所述支撑段2内径比所述外包裹管11内径小0.3mm。

所述滤嘴段3为丙酸纤维制成的空管。

所述外包层4是一段内径与发烟芯材段1、支撑段2和滤嘴段3外径相匹配的纸管。

所述第一管腔121的体积为所述发烟芯材棒12体积的1/4，所述第一管腔121的当量直径小于所述第二管腔21的直径小于所述第三管腔31的当量直径。

所述发烟芯材棒12的制备方法同实施例1。

将本实施例烟支插入混合加热的烟具中，按常规加热不燃烧卷烟的方法进行抽吸，其产生的烟气烟雾量较相同质量的再造烟叶薄片制成发烟芯材段的加热不燃烧卷烟增大4倍，烟气无“发烫”感，进入吸烟者口腔的烟气温度为36℃，吸烟者感觉温度刚好适合抽吸；相对于同样烟雾量和降温效果的再造烟叶薄片制成发烟芯材段的加热不燃烧卷烟，生产成本降低68％。