加热不燃烧烟支及制备方法与流程

[0001]
本申请属于新型烟草技术领域，具体涉及一种加热不燃烧烟支及制备方法。


背景技术：

[0002]
传统的加热不燃烧烟支通常是采用加热元件插入加热不燃烧烟支内部对加热不燃烧烟加热，加热元件通常为电阻加热体。与加热元件接触的发烟材料通常高于外围的发烟材料。这容易造成发烟材料在加热元件表面焦化、碳化，甚至会粘结在发热元件表面上。


技术实现要素：

[0003]
本申请的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种加热不燃烧烟支及制备方法。
[0004]
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：一种加热不燃烧烟支，包括沿其长度方向排列的发烟段和过滤嘴，所述发烟段包括柱状的发烟材料、环绕所述发烟材料侧面的复合加热层；所述复合加热层包括内侧的高红外发射率材料层和外侧的电磁感应层，所述电磁感应层能够感应交变电磁场而发热，所述电磁感应层所产生热量能够激发所述高红外发射率材料层发射红外线。
[0005]
可选地，所述电磁感应层的材料包括导电材料或铁磁性材料。
[0006]
可选地，所述电磁感应层的材料包括：铁、钴、镍、钛、碳化钛、氮化钛、或铁氧体中的至少一项。
[0007]
可选地，所述高红外发射率材料层的红外发射率在0.85至0.98之间。
[0008]
可选地，所述高红外发射率材料层的材料包括：钙钛矿、碳化硅、石英、镁电气石、锂辉石、方解石、菱镁矿、白云石、菱锶矿、钙芒硝、明矾石、蓝晶石中的至少一项。
[0009]
可选地，所高红外发射率材料层的材料还包括增塑剂。
[0010]
可选地，所述增塑剂的材料包括：膨润土、高岭土、羧甲基纤维素钠中的至少一项。
[0011]
可选地，所述复合加热层的厚度在0.02mm至0.5mm之间。
[0012]
可选地，所述发烟段还包括包裹所述复合加热层的外侧面的第一包裹层，所述加热不燃烧烟支还包括包裹所述第一包裹层和所述过滤嘴的第二包裹层。
[0013]
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：一种加热不燃烧烟支的制备方法，包括：
[0014]
制备发烟材料；
[0015]
将包含高红外发射率材料的浆料覆盖在电磁感应材料层上并进行烘干，其中，所述电磁感应层能够感应交变电磁场而发热，所述电磁感应层所产生热量能够激发所述高红外发射率材料层发射红外线；
[0016]
将第一包裹层与所述电磁感应材料层的背向所述高红外发射率材料一侧的表面相结合，采用所述高位温发射率材料一侧的表面包裹所述发烟材料，形成柱状的发烟段。
[0017]
可选地，还包括：采用第二包裹层将所述发烟段与过滤嘴包裹，形成加热不燃烧烟
支。
[0018]
可选地，还包括：制备所述包含高红外发射率材料的浆料的步骤，包括：
[0019]
将高红外发射率材料磨成粉末状；
[0020]
向粉末状的高红外发射率材料加入增塑剂与水混合后，将其磨成高红外发射率材料的浆料。
[0021]
可选地，所述增塑剂的材料包括：膨润土、高岭土、羧甲基纤维素钠中的至少一项。
[0022]
可选地，向粉末状的高红外发射率材料加入增塑剂与水混合的步骤中，所述增塑剂与所述粉末状的高红外发射率材料的质量比在0.5％至12％之间，所加水与所述粉末状的高红外发射率材料的质量比在12％-18％之间。
[0023]
可选地，将包含高红外发射率材料的浆料覆盖在电磁感应材料层上的工艺包括：浸制、淋制、烧结以及喷涂中的任一项。
[0024]
与现有技术相比，本申请的有益效果为：加热不燃烧装置通过电磁感应这种非接触的方式使得电磁感应层发热，电磁感应层在对其包围的发烟材料加热的同时，还会使得高红外发射率材料层发出红外线，红外线对发烟材料进一步加热，而且加热更均匀。由于加热不燃烧装置自身的元件并不会与发烟材料直接接触，也就不存在现有技术中加热元件表面粘接焦化的发烟材料的问题。
附图说明
[0025]
图1是本申请的实施例的加热不燃烧烟支的结构示意图。
[0026]
图2是图1所示加热不燃烧烟支的发烟段位置处的横截面。
[0027]
图3是本申请的实施例提供的加热不燃烧烟支的制备方法的流程图。
[0028]
其中附图标记如下，1、发烟段；2、过滤嘴；3、第二包裹层；11、第一包裹层；12、电磁感应层；13、高红外发射率材料层；14、发烟材料。
具体实施方式
[0029]
在本申请中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。
[0030]
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0031]
下面结合附图所示的实施例对本申请作进一步说明。
[0032]
如附图1和图2所示，本申请的实施例提供一种加热不燃烧烟支，包括沿其长度方向排列的发烟段1和过滤嘴2，发烟段1包括柱状的发烟材料14、环绕发烟材料14侧面的复合加热层；复合加热层包括内侧的高红外发射率材料层13和外侧的电磁感应层12，电磁感应层12能够感应交变电磁场而发热，电磁感应层12所产生热量能够激发高红外发射率材料层13发射红外线。
[0033]
加热不燃烧装置通过电磁感应这种非接触的方式使得电磁感应层12发热，电磁感应层12在对其包围的发烟材料14加热的同时，还会使得高红外发射率材料层13发出红外线，红外线对发烟材料14进一步加热，而且加热更均匀。由于加热不燃烧装置自身的元件并
不会与发烟材料14直接接触，也就不存在现有技术中加热元件表面粘接焦化的发烟材料14的问题。
[0034]
可选地，电磁感应层12的材料包括导电材料或铁磁性材料。其中，铁磁性导体感应交变电磁场发热效率较高，但电磁感应层12的材料不限于铁磁性导体。
[0035]
可选地，电磁感应层12的材料包括如铁、钴、镍、钛等金属或碳化钛、氮化钛等非金属导体，或铁氧体等铁磁性材料中的至少一项。
[0036]
可选地，高红外发射率材料层13的红外发射率在0.85至0.98之间。红外发射率越高，发射的红外线越充足，对发烟材料14加热越均匀。
[0037]
例如，高红外发射率材料层13的材料包括：钙钛矿、碳化硅、石英、镁电气石、锂辉石、方解石、菱镁矿、白云石、菱锶矿、钙芒硝、明矾石、蓝晶石中的至少一项。这些材料不仅红外发射率高，而且易于制备成涂层结构。后续详述相应的制备方法。
[0038]
可选地，所高红外发射率材料层13的材料还包括增塑剂。增塑剂用于制备涂层结构，后续详述相应的制备方法。
[0039]
例如，增塑剂的材料包括：膨润土、高岭土、羧甲基纤维素钠中的至少一项。
[0040]
可选地，复合加热层的厚度在0.02mm至0.5mm之间。既要保证对发烟材料14具有足够的加热能力，又要考虑成本因素以及加热不燃烧烟支的整体直径的限制，故对复合加热层的厚度进行如上限定。
[0041]
可选地，还包括：包裹复合加热层的外侧面的第一包裹层11、以及包裹第一包裹层11和过滤嘴2的第二包裹层3。即第一包裹层11用于形成稳定的发烟段1，第二包裹层3用于形成稳定的加热不燃烧烟支。第一包裹层11和第二包裹层3具体例如均是成型纸。当然，发烟段1和加热不燃烧烟支如何形成稳定的外观，方式不限于此。
[0042]
基于相同的发明构思，参考图3，本申请的实施例还提供一种加热不燃烧烟支的制备方法，包括以下步骤。
[0043]
步骤s1、制备发烟材料；
[0044]
步骤s3、将包含高红外发射率材料的浆料覆盖在电磁感应材料层上并进行烘干，其中，电磁感应层能够感应交变电磁场而发热，电磁感应层所产生热量能够激发高红外发射率材料层发射红外线；
[0045]
步骤s4、将第一包裹层与电磁感应材料层的背向高红外发射率材料一侧的表面相结合，采用高位温发射率材料一侧的表面包裹发烟材料，形成柱状的发烟段。
[0046]
以上制备方法是以第一包裹层作为发烟段的基地，将电磁感应材料层作为复合加热层的基地。制备完复合加热层后，将复合加热层结合在第一包裹层上，然后第一包裹层和复合加热层形成的层状结构弯曲成管状，将发烟材料包裹与其内部空间。从而制得前述实施例提供的加热不燃烧烟支的发烟段。
[0047]
可选地，还包括：步骤s5、采用第二包裹层将发烟段与过滤嘴包裹，形成加热不燃烧烟支。
[0048]
即采用第二包裹层将发烟段和过滤嘴固定呈棒状结构。
[0049]
可选地，还包括：步骤s2、制备包含高红外发射率材料的浆料的步骤。
[0050]
该步骤中，首先，将将高红外发射率材料磨成粉末状；随后，向粉末状的高红外发射率材料加入增塑剂与水混合后，将其磨成高红外发射率材料的浆料。
[0051]
具体地，增塑剂的材料包括：膨润土、高岭土、羧甲基纤维素钠中的至少一项。
[0052]
具体地，向粉末状的高红外发射率材料加入增塑剂与水混合的步骤中，增塑剂与粉末状的高红外发射率材料的质量比在0.5％至12％之间，所加水与粉末状的高红外发射率材料的质量比在12％-18％之间。增塑剂的含量不能过大，否则最终成品中高红外发射率材料层发出的红外线有限；含量过小则高红外发射率材料层结构不稳定。水的含量过低则混合不均匀，过高则干燥的时间成本过高。
[0053]
可选地，将包含高红外发射率材料的浆料覆盖在电磁感应材料层上的工艺包括：浸制、淋制以及喷涂中的任一项。
[0054]
以下实施例1-5为制备加热不燃烧烟支的详细工艺。
[0055]
实施例1：
[0056]
(1)将烤烟、烟末、烟丝、烟叶按照重量各25％比例，经粉碎机初步粉碎成粉末，粉末粒径控制在15目-400目；
[0057]
(2)外加5％的香精香料、5％的烟草提取物、粘结剂2％、丙二醇10％，制备成混合物。
[0058]
(3)外加10％的水，搅拌成均质物质进行辊压，滚压成0.01mm烟草薄片，并在100℃条件下干燥36h，烘干至含水3％，备用。
[0059]
(4)将0.02mm厚铁薄片进行酸洗及超声波清洗，以去除表面氧化膜及污染物。
[0060]
(5)将钙钛矿放入球磨罐中，球料比为6：1，转速为200rpm和球磨时间为18h，磨球材质为氧化铝。
[0061]
(6)将粉碎球磨好的高红外发射率材料选取600-1200目粉末，加入0.5％膨润土与12％水混合后再次进行球磨得高红外发射率材料浆料；球料比为8：1，转速为200rpm和时间为25h，磨球材质为氧化铝。
[0062]
(7)将制备好的高红外发射率材料浆料通过喷涂方式均匀覆盖在铁磁性材料表面。再将覆盖好的复合发热材料放入烘箱中，在100℃条件下，保温24h，制得复合发热材料层。
[0063]
(8)将卷烟纸内壁与复合发热材料层的电磁感应层层面进行复合后再包裹前述的烟草薄片，形成烟支结构的发烟段，含有复合发热材料层的发烟段与过滤嘴通过卷烟纸进行连接，形成加热不燃烧烟支。
[0064]
实施例2：
[0065]
(1)将80％烟丝、20％烟叶，经粉碎机初步粉碎成粉末，粉末粒径控制在25目-350目。
[0066]
(2)外加3％的香精香料、8％的烟草提取物、粘结剂4％、丙二醇5％、甘油5％，制备成混合物。
[0067]
(3)外加50％的水，搅拌成均质物质进行辊压，滚压成0.5mm烟草薄片，并在90℃条件下干燥12h，烘干至含水8％，备用。
[0068]
(4)将0.05mm厚镍薄片进行酸洗及超声波清洗，以去除表面氧化膜及污染物；
[0069]
(5)将碳化硅放入球磨罐中，球料比为6：1，转速为200rpm和球磨时间为24h，磨球材质为氧化铝。
[0070]
(6)将粉碎球磨好的红外材料选取600-1200目粉末，加入8％高岭土与16％水混合
后再次进行球磨得红外材料浆料；球料比为8：1，转速为200rpm和时间为24h，磨球材质为氧化铝。
[0071]
(7)将制备好的包含高红外发射率材料的浆料通过淋制方式均匀覆盖在铁磁性材料表面。再将覆盖好的复合发热材料放入烘箱中，在120℃条件下，保温24h，制得复合发热材料层。
[0072]
(8)将卷烟纸内壁与复合发热材料层的电磁感应层面进行复合后再包裹烟草薄片，形成烟支结构的发烟段，含有复合发热材料层的发烟段与过滤嘴通过卷烟纸进行连接，形成加热不燃烧烟支。
[0073]
实施例3：
[0074]
(1)将烤烟、晾晒烟、香料烟、烟丝、烟叶按照重量各20％比例，经粉碎机初步粉碎成粉末，粉末粒径控制在15目-400目。
[0075]
(2)外加6％的香精香料、8％的烟草提取物、粘结剂6％、甘油10％，制备成混合物。
[0076]
(3)外加8％的水，利用造粒机制成1mm直径的烟草颗粒。
[0077]
(4)将0.1mm厚钴薄片进行酸洗及超声波清洗，以去除表面氧化膜及污染物。
[0078]
(5)将石英、镁电气石、锂辉石、方解石按重量比例为各25％放入球磨罐中，球料比为8：1，转速为250rpm和球磨时间为36h，磨球材质为氧化铝。
[0079]
(6)将粉碎球磨好的红外材料选取800-1200目粉末，加入8％高岭土与16％水混合后再次进行球磨得红外材料浆料；球料比为8：1，转速为200rpm和时间为24h，磨球材质为氧化铝。
[0080]
(7)将制备好的包含高红外发射率材料的浆料通过淋制方式均匀覆盖在铁磁性材料表面。再将覆盖好的复合发热材料放入烘箱中，在110℃条件下，保温18h，制得复合发热材料层。
[0081]
(8)将卷烟纸内壁与复合发热材料层的电磁感应层进行复合后再包裹烟草颗粒，形成烟支结构的发烟段，含有复合发热材料层的发烟段与过滤嘴通过卷烟纸进行连接，形成加热不燃烧烟支。
[0082]
实施例4：
[0083]
(1)将烤烟、烟桔梗、烟末、烟丝、烟梗按照重量各20％比例，经粉碎机初步粉碎成粉末，粉末粒径控制在30目-300目。
[0084]
(2)外加10％的香精香料、10％的烟草提取物、粘结剂6％、多元醇5％、多元酸5％、多元脂肪5％，制备成混合物。
[0085]
(3)外加3％的水，利用造粒机制成0.1mm直径的烟草颗粒。
[0086]
(4)将0.2mm厚铝薄片进行酸洗及超声波清洗，以去除表面氧化膜及污染物。
[0087]
(5)将钙钛矿、镁电气石、锂辉石、碳化硅按重量比例为各25％放入球磨罐中，球料比为8：1，转速为250rpm和球磨时间为32h，磨球材质为氧化铝。
[0088]
(6)将粉碎球磨好的红外材料选取800-1200目粉末，加入5％高岭土、5％膨润土与18％水混合后再次进行球磨得红外材料浆料；球料比为9：1，转速为280rpm和时间为32h，磨球材质为氧化铝。
[0089]
(7)将制备好的包含高红外发射率材料的浆料通过淋制方式均匀覆盖在铁磁性材料表面。再将覆盖好的复合发热材料放入烘箱中，在80℃条件下，保温36h，制得复合发热材
料。
[0090]
(8)将卷烟纸内壁与复合发热材料电磁感应层进行复合后再包裹烟草颗粒，形成烟支结构的发烟段。含有复合发热材料层的发烟段与过滤嘴通过卷烟纸进行连接，形成加热不燃烧烟支。
[0091]
实施例5：
[0092]
(1)将烤烟、晾晒烟、香料烟、烟末、烟梗、烟秸秆、烟丝、烟叶按照重量各12.5％比例，经粉碎机初步粉碎成粉末，粉末粒径控制在15目-400目。
[0093]
(2)外加15％的香精香料、15％的烟草提取物、粘结剂8％、丙二醇5％、甘油5％、甘油酯5％，制备成混合物。
[0094]
(3)外加12％的水，利用造粒机制成2mm直径的烟草颗粒。
[0095]
(4)将0.4mm厚铁氧体薄片进行酸洗及超声波清洗，以去除表面氧化膜及污染物。
[0096]
(5)将明矾石，蓝晶石、锂辉石、碳化硅按重量比例为各25％放入球磨罐中，球料比为10：1，转速为300rpm和球磨时间为36h，磨球材质为氧化铝。
[0097]
(6)将粉碎球磨好的红外材料选取800-1200目粉末，加入4％高岭土、4％膨润土、4％羧甲基纤维素钠与18％水混合后再次进行球磨得红外材料浆料；球料比为10：1，转速为300rpm和时间为36h，磨球材质为氧化铝。
[0098]
(7)将制备好的包含高红外发射率材料的浆料通过淋制方式均匀覆盖在铁磁性材料表面。再将覆盖好的复合发热材料放入烘箱中，在120℃条件下，保温12h，制得复合发热材料。
[0099]
(8)将卷烟纸内壁与复合发热材料的电磁感应材料层进行复合后再包裹烟草颗粒，形成烟支结构的发烟段。含有复合发热材料层的发烟段与过滤嘴通过卷烟纸进行连接，形成加热不燃烧烟支。
[0100]
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0101]
本申请的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变形而不脱离本申请的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本申请权利要求及其等同技术的范围，则本申请的意图也包含这些改动和变形在内。