一种分区域设置吸附层的复合型纸材及包含其的气溶胶生成制品的制作方法

本发明涉及加热不燃烧卷烟，具体涉及一种分区域设置吸附层的复合型纸材及包含其的气溶胶生成制品。

背景技术：

1、随着消费者对于健康问题的重视及对卷烟产品个性化体验的需求提升，烟草行业不断响应消费者的需求升级，开发出各种具有降焦减害的吸烟制品。其中，加热卷烟由于其卷烟加热方式不同于传统卷烟制品，使其能够在满足消费者对于卷烟产品的感官需求的同时提供更加健康的抽吸体验。

2、为了提高气溶胶生成制品的烟雾量和降低烟气温度，通常会在气溶胶生成制品中加入中空管作为空腔结构。而进一步为了提高该段对烟气的增香效果，会在中空管内壁涂覆增香物质或者中空管空腔中装填增香物质，但是该增香方法存在香气释放不均匀的问题，抽吸过程中无法实现香气的缓释，即抽吸前期香气浓厚，而抽吸后期无香味。因此，如何在中空管段缓释增香是人们所希望解决的。

3、此外，现有技术中颗粒型加热卷烟的发烟材料通常为松散的烟草颗粒，由于松散的烟草颗粒无法固定，必须用灌装的方式装入外管中，灌装的方法限制其只能针对单独管材批量灌装，生产效率低。此外，除了发烟段需要罐装颗粒，颗粒型加热卷烟是在纸管内冲压滤棒材料以形成过滤段，也就是说，颗粒型加热卷烟每个生产环节效率低，各个生产环节相对独立，不连续，无法形成流水线生产。另外，烟草颗粒段两侧需要通过封口纸和封堵件的方式固定颗粒，次品率高。

4、为了解决散装烟草颗粒的问题，部分研究者将松散的烟草颗粒通过粘接剂粘合到一起形成圆柱状形式的烟芯棒，然后在烟芯棒包裹上卷烟纸后，单独作为气溶胶发生基质棒，然后通过灌装、卷接或复合的工艺将其和其他元件组合制作为气溶胶生成制品。由于这种发烟段已经是一个整体的圆柱状烟芯棒，不会出现烟草颗粒掉落散落的问题，所以也就无需再设置位于发烟段两侧的封口膜或者封堵件。另外，也就不限定灌装的形式将其和其他元件组合制作气溶胶生成制品。

5、目前，将散落的烟草颗粒通过热熔胶粘合制备圆柱状烟芯棒的方法是，直接将散落的烟草颗粒放到搅拌器中，再向搅拌器中加入大量的粘接剂，然后搅拌混合均匀后挤出成型或者模压成型，然后在烟芯棒包裹上卷烟纸后，单独作为气溶胶发生基质棒，然后通过灌装、卷接或复合的工艺将其和其他元件组合制作为气溶胶生成制品。这种方法制备出的烟芯棒存在两个方面的问题，第一方面是烟草棒孔隙率低的问题：1、由于搅拌过程中加入了大量的包衣层材料，在冷却后，烟芯棒中相邻烟草颗粒之间的间隙中也存在冷却后的包衣层材料，这导致烟芯棒孔隙率低，轴向的透气量小；2、如果为了避免第一个问题，直接在搅拌混合的过程中加入较少的包衣层材料，又会导致包衣层材料分散不均匀，表面均没有包覆包衣层的烟草颗粒相邻，导致无法粘合，出现烟草颗粒散落的问题；3、还有一个更关键的问题是，加入了大量的包衣层材料还会导致每个烟草颗粒表面的施加了大量的包衣层材料，从而严重影响烟草颗粒受热后气溶胶的释放，其实本质上，包衣层的目的仅仅是为了让散落的烟草颗粒粘合，但是并不希望烟草颗粒不粘合的地方也被包衣层材料覆盖，而影响气溶胶释放。第二方面是挤压或者模压成型后再卷烟纸卷制耗时耗力的问题：1、如果采用挤压的方法成型，则需要另配备挤出装置，而采用模压的方法成型，则需要另外设置脱模的工序；2、成型得到烟草棒后需要再另行加卷制工序，即成棒和卷制需要两步工序，耗时耗力。

6、因此，如何将散状烟草颗粒粘合形成发烟棒，且成棒和卷制可以一步完成，是人们关心的问题。

7、为了解决以上问题，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明第一方面提供一种分区域设置吸附层的复合型纸材，其包括纸层1和吸附层2，所述纸层1上部分区域具有所述吸附层2，剩余区域为非吸附层区域，且所述吸附层2包含多孔材料和粘结剂；所述吸附层2与所述纸层1颜色不同。

2、优选地，所述吸附层2轴向长度为所述纸层1轴向长度的1/5-1/2。

3、优选地，非吸附层区域的所述纸层1上具有防渗层和/或导热层。所述防渗层和/或导热层包括防水层和/或防油层和/或导热层；

4、防水层采用烷基烯酮二聚体akd、阳离子松香胶或者无铁硫酸铝混用、石蜡材料；防油层采用碳氟有机物、改性淀粉、akd和石蜡混合物，akd和改性淀粉混合物材料。导热层选自但不限于铝箔层，其通过粘贴的方式添加到卷烟纸管内壁；所述铝箔层可以起到防水和/或防油的作用，同时所述铝箔层还具有导热保温的作用，以使卷烟内壁的发烟材料均匀受热。

5、优选地，所述防水层和/或防油层通过喷涂的方式涂覆在所述卷烟纸管的内壁。

6、在烟支存放过程中发烟材料内的水分，渗到所述卷烟纸管外侧，产生黄斑，所以需要对装填发烟材料的卷烟纸管内壁添加防水层。防水层采用烷基烯酮二聚体akd、阳离子松香胶或者无铁硫酸铝混用、石蜡材料，可以防止发烟材料内的水分，渗到所述卷烟纸管外侧。

7、同样的，发烟材料中会添加发烟剂、香精香料等，长时间放置过程中，发烟材料中的发烟剂会携带香精香料渗透到纸管外侧，产生黄斑，影响纸管外观，而由于发烟剂是油性的，所以需要对填发烟材料的卷烟纸管的内壁添加防油层。防油层采用碳氟有机物、改性淀粉、akd和石蜡混合物，akd和改性淀粉混合物材料，可以防止发烟材料中发烟剂携带香精香料向纸管外壁渗透，防止黄斑的产生。

8、优选地，所述多孔材料为粉末状，其目数为80-1000目，所述多孔材料选自活性炭。

9、优选地，所述复合型纸材制备方法为，先制备所述纸层1，然后将包含多孔材料和粘合剂的混合物通过压延涂布的方法涂覆到所述纸层1的部分区域上；或者，在所述纸层1制备过程中的抄纸工艺中将包含多孔材料和粘合剂的混合物涂覆到所述纸层1的部分区域上。

10、优选地，施加所述吸附层2的区域，所述吸附层2在所述纸层1上的施加量为20-90g/cm3。由施加量可以看出，本发明复合型纸材上的吸附层不是薄薄一层，而是具有一定厚度的。吸附层中多孔材料可以吸附香精香料、烟草提取物或者发烟剂等功能物质，由于功能物质是吸附到吸附层内部，其在抽吸过程种可以起到缓慢释放的效果，保证抽吸前后香气一致。

11、优选地，所述粘结剂选自cmc、cm80、壳聚糖、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚维酮、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇、瓜尔胶中的一种或多种。

12、优选地，所述吸附层2上还包括香精香料和/或烟草提取物和/或发烟剂。香精香料和/或烟草提取物和/或发烟剂是提前吸附到多孔材料上，吸附有这些物质的多孔材料再制备形成吸附层。

13、本发明第二方面提供一种气溶胶生成基质棒，其包括由本发明第一方面所述复合型纸材卷制而成的复合管3，以及位于所述复合管3内的烟草棒4；

14、所述烟草棒4位于所述复合型纸材的非吸附层区域，且所述吸附层2朝向所述复合管3管腔。

15、本发明第三方面提供一种气溶胶生成制品，其包括外管5，以及位于所述外管5内的过滤部件7和本发明第二方面提供所述的气溶胶生成基质棒，且所述复合管3内含有所述吸附层2一端靠近所述过滤部件7。

16、优选地，所述吸附层2成管后作为支撑部件。非吸附层区域成管后作为烟草棒的外包裹件。

17、优选地，所述复合管3和所述过滤部件7之间还具有空腔结构6；

18、所述空腔结构6内还包含功能材料；和/或，

19、所述空腔结构6内还包含空管功能件8。且所述空管功能件8可以为普通纸管，或者是本发明带有吸附层的复合型纸材卷制形成的纸管。

20、优选地，所述外管5上具有径向贯穿所述外管5的通气孔31。当空腔结构内具有空管功能件时，通气孔同时贯穿所述外管和所述空管功能件。通气孔的目的在于将空气引入气溶胶生成制品内，一方面降低气溶胶的温度，另一方面降低吸阻，所以根据实际气溶胶温度和吸阻确定是否需要通气孔。当然通气孔在轴向的位置可以在支撑部件上也可以在冷却部件(即空腔结构)上。当需要设置通气孔时，优选地是打穿形成通气孔，当然也可以不打穿而是选用透气纸作为外管，只要是能够向气溶胶生成制品引入空气即可。

21、本发明第四方面提供一种气溶胶生成基质棒的制备方法，其包括以下步骤：

22、(a)于湿度小于15％的环境下，在烟草颗粒表面包覆包衣层，得到具有包衣层的烟草颗粒；

23、(b)于湿度大于60％的环境下，在传送带n1上放置复合型纸材，然后落料装置n4将具有包衣层的烟草颗粒放置到所述复合型纸材的非吸附层区域的上游端，且所述复合型纸材的下游端具有收口装置n2，随着传送带n1运行，载有具有包衣层的烟草颗粒的所述复合型纸材从上游端运行到下游端，运行过程中所述包衣层被活化，将烟草颗粒粘接，并于所述收口装置n2处经所述复合型纸材卷制成烟草棒4，吸附层2经卷制成纸管；

24、其中，步骤(b)中落料装置n4上具有颜色识别机构n5，其可以通过识别颜色，判断落料口下方复合型纸材正处于吸附层2区域还是非吸附层区域，当落料口下方为非吸附层区域时落料，而当落料口下方为吸附层2区域时不落料，从而得到一段为烟草棒4一段为吸附层2卷制纸管的气溶胶生成基质棒。

25、优选地，所述包衣层选自羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚维酮、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇、瓜尔胶中的一种或多种。

26、优选地，步骤(a)中在烟草颗粒表面形成包衣层的方法为：将烟草颗粒加入搅拌桶内，边喷洒包衣层材料边进行搅拌，搅拌5-25分钟后停止喷洒包衣层材料，继续搅拌5-20分钟；然后将表面具有包衣层材料的烟草颗粒输送至流化床中用冷风进行风干，风干时间为5-10分钟，直至包衣层材料在烟草颗粒表面干燥并形成包衣层；其中包衣层材料占烟草颗粒重量的百分比为40-75％；

27、步骤(a)中还可以向搅拌桶内加入烟草提取物、发烟剂、香精香料与烟草颗粒和包衣层材料一并搅拌。加入烟草提取物、发烟剂、香精香料可以进一步提高烟雾量，烟气浓度和香气量，从而提高烟气品质。

28、所述烟草棒的孔隙率为40-80％。

29、优选地，所述传送带n1上方还具有蒸汽施加装置n3，用于提供湿度大于60％的环境。

30、实际生产过程中是否设置蒸汽施加装置依据实际情况而定，如果环境空气中的水蒸气已经足以保证烟草颗粒表面的包衣层被活化，且粘接性已经足够将散状的发烟颗粒粘接，这不需要额外的再设置蒸汽施加装置。如果环境空气中的水蒸气量不足，这可以额外设置蒸汽施加装置以提供水蒸气，保证环境湿度。

31、环境湿度的控制需要和传送带的运行速度，以及传送带中上游落料处和下游的收口处之间的距离相匹配，三者共同作用以达到烟草颗粒从上游落料处运行到下游的收口装置处时已经粘接成棒。如果运行到下游的收口装置时，未粘接成型还是松散的发烟颗粒则可以通过延长上游落料处到下游收口处之间的长度或者降低传送带的运行速度或者提高环境湿度三个手段，保证散装烟草颗粒粘接成型。

32、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

33、1、本发明复合型纸材上分区域设置吸附层，且所述吸附层2与所述纸层1颜色不同，落料装置n4上具有颜色识别机构n5，其可以通过识别颜色，判断落料口下方复合型纸材正处于吸附层2区域还是非吸附层区域，当落料口下方为非吸附层区域时落料，而当落料口下方为吸附层2区域时不落料，从而得到一段为烟草棒4一段为吸附层2卷制纸管的气溶胶生成基质棒。也就是说，卷制成气溶胶生成基质棒后所述烟草棒4位于所述复合型纸材的非吸附层区域，且所述吸附层2成管后作为支撑部件，再加入过滤部件7就可以得到气溶胶生成制品，结构简单。

34、2、烟草颗粒上包覆包衣层后，如果采用常规的方法，先挤压或者模压成型烟草棒，再卷制卷烟纸，则需要两步工序，耗时耗力。由于包衣层材料对于湿度很敏感，空气中水蒸气的湿度就可以将其活化提高粘性，如果烟草颗粒上包覆包衣层后不立即成烟草棒，则需要对具有包衣层的烟草颗粒密封保存，保存条件严格，且容易出现由于保存不当造成的材料浪费。本发明在烟草颗粒表面包覆包衣层后直接落料，边卷制边粘接成棒，即在卷制的过程中通过卷烟纸卷制收口的力使烟草颗粒成棒，一步工序直接完成成棒和卷制两步工序，省时省力，且成品率高。

35、3、本发明通过调控湿度调控包衣层的粘接力，从而控制具有包衣层的烟草颗粒的流动性。当于湿度小于15％的干燥环境下，包衣层没有粘接力，具有包衣层的烟草颗粒是完全松散的、流动的，可以完成落料的工序，但是当湿度大于60％后，包衣层潮解活化粘性增加，将松散的烟草颗粒粘接成发烟体，此时烟草颗粒又是不可流动的。另外，包衣层的潮解是不可逆的，当包衣层潮解粘性增加，将松散的烟草颗粒粘接成发烟体后，即便湿度在下降，其也不会丧失粘性重回包衣层的形状。

36、4、本发明复合型纸材的吸附层2成管后作为支撑部件，复合型纸材上的吸附层不是薄薄一层，而是具有一定厚度的。吸附层可以吸附更多的香精香料、烟草提取物或者发烟剂等功能物质，由于香精香料、烟草提取物或者发烟剂等功能物质是吸附到吸附层多孔材料的内部，其在抽吸过程种可以起到缓慢释放的效果，保证抽吸前后香气一致。