一种加热不燃烧卷烟用降温材料及其制备方法与流程

本发明涉及卷烟加工制造技术领域，具体而言，涉及一种加热不燃烧卷烟用降温材料，以及该降温材料的制备方法。

背景技术：

加热不燃烧卷烟作为新型烟草制品，通过加热元件使烟草物质进行加热，加热时温度达到300℃左右。烟草物质经高温雾化成气溶胶（俗称“烟气”），通过滤嘴直接进入口腔。为了达到充足的气溶胶体验，要求滤材尽量减少对气溶胶的吸附，受滤材长度限制以及气流流速较快的影响，导致了进入口腔中的气溶胶温度较高，消费者体验时容易烫嘴。

传统卷烟燃吸时燃烧锥温度可达到800℃以上，而加热不燃烧卷烟加热温度远低于传统卷烟燃吸温度，仅能使尼古丁物质及部分芳香物质释放出来。受加热温度限制，烟草物质裂解不充分，加热不燃烧卷烟还存在烟雾量不足、香气量低等问题。

现有技术中加热不燃烧卷烟都采用了多段式的烟支设计对烟芯段产生的烟气进行处理，其中降温段由经压纹处理的聚乳酸膜聚拢而成，旨在降低烟气温度，但聚乳酸薄膜仍存在以下问题：1、聚乳酸属于热塑性材料，受热后会发生变形而封堵部分烟气通道，影响降温效果并降低烟雾量；2、受滤棒长度和聚乳酸材料的限制，烟气流速较快，降温幅度有限。过热烟气快速传导，使消费者体验时感觉到烫嘴；3、受加热温度限制，未能进行芳香物质的有效释放，并且聚乳酸膜不易进行补香。

因此，本发明人在现有的技术的基础，通过大量研究实验，并对研究结果进行总结，开发了此项技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种加热不燃烧卷烟用降温材料及其制备方法，所述的加热不燃烧卷烟用降温材料在产品上被抽吸时能够实现快速降温，并增加卷烟烟雾量及香气量，提升卷烟抽吸品质。

本发明是通过下述技术方案实现的：一种加热不燃烧卷烟用降温材料的制备方法，步骤如下：

a、降温基材制备

取60-90重量份聚乙二醇加热至60-80℃使其完全融化，并加入1-5重量份增强助剂、0-3重量份表面活性剂、10-30重量份雾化剂和1-10重量份增香剂，搅拌均匀后冷却至室温，得到降温基材；

b、纸材覆膜

将步骤a所得的降温基材加入涂布机料槽中加热至60-80℃并保温，在涂布机放卷张力为5-20%、收卷张力为25-55%、车速为50-80m/min的条件下，将降温基材以10-50g/㎡的量分别双面覆膜于纤维素纸上，并冷却至室温进行固化，即可得到上、下层为覆膜层1、中间层为纤维素纸层2的降温材料；

在步骤a中，所述的增强助剂为羧甲基纤维素纳、海藻酸钠、壳聚糖、改性淀粉、β-环糊精、聚乙烯醇中的至少一种；

在步骤a中，所述的表面活性剂为司盘60、司盘80、蔗糖脂肪酸酯、聚甘油酯、吐温60、吐温80中、大豆磷脂中的至少一种；

在步骤a中，所述的雾化剂为食品级的丙二醇、甘油、单醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、三醋酸甘油酯中的至少一种；

进一步地，在步骤b中，所述的纤维素纸定量为40-100g/㎡。

进一步地，在步骤a中，所述的降温基材熔点为40-60℃。

本发明还涉及所述制备方法制备得到的加热不燃烧卷烟用降温材料。

在本发明中，聚乙二醇重量份为60-90份时，增强助剂重量份为1-5份、表面活性剂重量份为0-3份、雾化剂重量份为10-30份、增香剂重量份为1-10份，则降温基材制备工艺及品质稳定，覆膜层与纤维素纸间结合效果好。若增强助剂、表面活性剂、雾化剂、增香剂超过各自的使用范围，即用量低于使用下限或高于使用上限，则降温基材制备工艺及品质稳定性差，覆膜层与纤维素纸间结合效果差。

在本发明中增强助剂是为了保障降温基材制备工艺及品质的稳定性，并增强覆膜层与纤维素纸层间的结合力。

在本发明中聚乙二醇为水相体系，水溶、醇溶物质与聚乙二醇具有较好的相容性，但油性物质在其体系中会出现分层并析出。表面活性剂在本发明中的作用为改变混合体系中组分的表面张力，防止微滴彼此聚集，而保持均匀的乳状液。申请人反复试验后发现，复配后的乳化剂具有良好的协同增效作用，即使用更少量的复配乳化剂就能使混合体系达到分散效果。

在本发明中，雾化剂是为了提升降温基材的发烟功效，在产品应用中增强烟气雾化效果。

在本发明中，增香剂的主要作用为增补烟香，并赋予卷烟独特的香气特征。本发明所述的增香剂可选自烟草类、花香类、果香类、茶香类、药草香类、酒香类、奶香类以及薄荷类增香剂中的一种或几种。

在本发明中，降温基材熔点为40-60℃。当降温基材熔点低于40℃时，自然储存及室外运输时降温材料上会有流体状物质扩散，影响保存及使用；当降温基材熔点高于60℃时，熔融状态下黏度增大、固化后硬度偏大，制备工艺及其品质稳定性降低。因此，降温基材熔点为40-60℃是合理的。

在本发明中，纤维素纸定量为40-100g/㎡。本发明使用的纤维素纸为市面上销售的产品。

本发明还涉及所述制备方法制备得到加热不燃烧卷烟用降温材料。与常规加热不燃烧卷烟相比，本发明的加热不燃烧卷烟用降温材料在产品上被抽吸时能够实现快速降温，并增加卷烟烟雾量及香气量，提升卷烟抽吸品质。

本发明的有益之处在于：

1、本发明的降温材料为三层结构，在卷烟抽吸时上、下层的覆膜层与烟气的接触面积大，可快速吸热储能并实现降温。同时，纤维素纸热传导率低，减少了热量传输，抽吸过程中不烫嘴；

2、覆膜层快速吸热，使雾化剂得以释放并进入烟气，从而提升卷烟烟雾量，雾化过程中伴随着吸热，也为降温提供了另一条途径；

3、使用补香技术，让卷烟香气香气量充足、香气更加丰富，增强了卷烟的消费体验。同时表面活性剂改变了混合组分间的表面张力，并引入亲水亲油基团兼顾水溶性、醇溶性、油溶性物质的相容性，增香剂的选择更广，为多口味加热不燃烧卷烟产品的开发提供了一种有效的途径。

附图说明

图1为本发明的降温材料结构示意图。

其中：1、覆膜层；2、纤维素纸层。

具体实施方式

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实施例1：

一种加热不燃烧卷烟用降温材料的制备，具体步骤如下：

a、降温基材制备

取70重量份聚乙二醇加热至60℃使其完全融化，并加入3重量份壳聚糖+海藻酸钠（重量比为1:1）、2重量份蔗糖脂肪酸酯、15重量份甘油和10重量份烟草香精，搅拌均匀后冷却至室温，得到熔点为50℃的降温基材；

b、纸材覆膜

将步骤a所得的降温基材加入涂布机料槽中加热至60℃并保温，在涂布机放卷张力为5%、收卷张力为25%、车速为50m/min的条件下，将降温基材以30g/㎡的量双面覆膜于定量为80g/㎡纤维素纸上，并冷却至室温进行固化，即可得到上、下层为覆膜层1、中间层为纤维素纸层2的降温材料。

在同等条件下，分别将现有技术烟支与使用本发明的一种加热不燃烧卷烟用降温材料的烟支按照卷烟感官评价方法组织相关评吸专家对香气量、丰富性、烟雾量、均匀性、舒适性（每项按10分计）进行评价；并根据国家标准yc/t29-1996规定的卷烟抽吸模型进行模拟吸烟，采用k型热电偶测试卷烟温度，结果见表1。

实施例2：

一种加热不燃烧卷烟用降温材料的制备，具体步骤如下：

a、降温基材制备

取90重量份聚乙二醇加热至60℃使其完全融化，并加入5重量份壳聚糖、不含表面活性剂、30重量份甘油+丙二醇（重量比为7:3）和1重量份超凉薄荷香精（醇溶），搅拌均匀后冷却至室温，得到熔点为40℃的降温基材；

b、纸材覆膜

将步骤a所得的降温基材加入涂布机料槽中加热至70℃并保温，在涂布机放卷张力为20%、收卷张力为55%、车速为80m/min的条件下，将降温基材以10g/㎡的量双面覆膜于定量为40g/㎡纤维素纸上，并冷却至室温进行固化，即可得到上、下层为覆膜层1、中间层为纤维素纸层2的降温材料。

评价方法与实施例1相同，结果见表1。

实施例3：

一种加热不燃烧卷烟用降温材料的制备，具体步骤如下：

a、降温基材制备

取60重量份聚乙二醇加热至80℃使其完全融化，并加入3重量份壳聚糖+海藻酸钠+聚乙烯醇+改性淀粉（质量比为1：1：1：1）、2重量份聚甘油酯、10重量份单醋酸甘油酯+二醋酸甘油酯+三醋酸甘油酯（质量比为1:1:1）和8重量份褚橙精油（油溶），搅拌均匀后冷却至室温，得到熔点为60℃的降温基材；

b、纸材覆膜

将步骤a所得的降温基材加入涂布机料槽中加热至80℃并保温，在涂布机放卷张力为15%、收卷张力为35%、车速为50m/min的条件下，将降温基材以50g/㎡的量双面覆膜于定量为100g/㎡纤维素纸上，并冷却至室温进行固化，即可得到上、下层为覆膜层1、中间层为纤维素纸层2的降温材料。

评价方法与实施例1相同，结果见表1。

实施例4：

一种加热不燃烧卷烟用降温材料的制备，具体步骤如下：

a、降温基材制备

取70重量份聚乙二醇加热至70℃使其完全融化，并加入1重量份海藻酸钠+β-环糊精（重量比为2:1）、3重量份司盘80+吐温80（质量比为1:1）、20重量份甘油和5重量份褚橙精油（油溶）+超凉薄荷香精（重量比为1:1），搅拌均匀后冷却至室温，得到熔点为55℃的降温基材；

b、纸材覆膜

将步骤a所得的降温基材加入涂布机料槽中加热至70℃并保温，在涂布机放卷张力为5%、收卷张力为25%、车速为60m/min的条件下，将降温基材以15g/㎡的量双面覆膜于定量为50g/㎡纤维素纸上，并冷却至室温进行固化，即可得到上、下层为覆膜层1、中间层为纤维素纸层2的降温材料。

评价方法与实施例1相同，结果见表1。

实施例5：

一种加热不燃烧卷烟用降温材料的制备，具体步骤如下：

a、降温基材制备

取80重量份聚乙二醇加热至65℃使其完全融化，并加入4重量份壳聚糖+羧甲基纤维素钠（重量比为1:1）、1重量份吐温60+司盘60（重量比为1:1）、15重量份甘油+丙二醇（重量比为3：2）和5重量份玫瑰香精+绿茶香精（质量比为2:3），搅拌均匀后冷却至室温，得到熔点为45℃的降温基材；

b、纸材覆膜

将步骤a所得的降温基材加入涂布机料槽中加热至65℃并保温，在涂布机放卷张力为15%、收卷张力为45%、车速为70m/min的条件下，将降温基材以25g/㎡的量双面覆膜于定量为70g/㎡纤维素纸上，并冷却至室温进行固化，即可得到上、下层为覆膜层1、中间层为纤维素纸层2的降温材料。

评价方法与实施例1相同，结果见表1。

表1温度测试及感官评价结果

根据表1温度测试数据以及感官质量评分结果表明：本发明的降温材料能有效降低烟气最高温度达20℃以上，并以舒适、可接受的烟气温度进入口腔；通过补香技术，香气量、丰富性具有提升；同时卷烟烟雾量和均匀性均有改善，整体卷烟感官抽吸品质得到大幅提升。

本发明中：

聚乙二醇属于温敏相变材料，不同分子量的聚乙二醇从固态向液态转变的相变温度在35℃-64℃之间不等。在固态向液相转变的过程中，伴随着吸热过程，从而达到降温的目的。本发明所述的聚乙二醇为市面销售的产品，例如由河南海之源食品添加剂有限公司以商品名聚乙二醇销售的产品。

增强助剂选自羧甲基纤维素纳、海藻酸钠、壳聚糖、改性淀粉、β-环糊精、聚乙烯醇中的至少一种。这些增强助剂都是市面销售的产品，例如由国药试剂公司以商品名羧甲基纤维素钠销售的产品、由青岛明月公司以商品名海藻酸钠销售的产品、由国药试剂公司以商品名壳聚糖销售的产品、由国民淀粉公司以商品名羧甲基淀粉销售的产品、国药试剂公司以商品名β-环糊精销售的产品以及由国药试剂公司以商品名聚乙烯醇销售的产品。

雾化剂选自食品级的丙二醇、甘油、单醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、三醋酸甘油酯中的至少一种。这些雾化剂都是市面销售的产品，例如由西安拉维亚公司以商品名丙二醇销售的产品、由济南征宙化工公司以商品名甘油销售的产品、由宜兴市天源化工有限公司以商品名二醋酸甘油酯销售的产品、由宜兴市天源化工有限公司以商品名三醋酸甘油酯销售的产品。

表面活性剂选自司盘60、司盘80、蔗糖脂肪酸酯、聚甘油酯、吐温60、吐温80中、大豆磷脂中的至少一种。本发明中的司盘60、司盘80、蔗糖脂肪酸酯、聚甘油酯、吐温60、吐温80中、大豆磷脂均为目前市面上销售的产品；例如由邢台鑫蓝星公司分别以商品名s-60、s-80、t-60、t-80销售的司盘60、司盘80、吐温60、吐温80、由鞍山创业生物新材料公司以商品名聚甘油油酸酯销售的产品、由杭州金鹤来公司以商品名蔗糖脂肪酸酯销售的产品和由安徽中创磷脂公司以商品名卵磷脂销售的大豆磷脂。

烟草类增香剂选自烟草香精，花香类增香剂选自玫瑰香精，果香类增香剂选自橙味香精、茶香类增香剂选自铁观音香精、药草香类增香剂选自中草药香精、酒香类增香剂选自白酒香精、奶香类增香剂选自奶香香精、薄荷类增香剂选自薄荷香精。所述增香剂均来自市面销售产品，例如由华宝（上海）香精公司以商品名烟草香精、玫瑰香精、褚橙精油、铁观音香精、中草药香精、白酒香精、奶香香精以及超凉薄荷香精分别销售的产品。

本发明使用的纤维素纸为市面上销售的产品，例如由民丰特种纸股份有限公司以纤维素纸商品名销售的产品。覆膜所使用的涂布机为市售产品，例如由瑞安市皓宇机械有限公司以涂布机tb-1200商品名销售的产品。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，但本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。