碳热源的干燥方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于例如吸烟物品用热源的碳热源的干燥方法。
【背景技术】
[0002] 这种碳热源按以下的顺序制造。
[0003] 首先，将碳粉末、燃烧调整剂及粘合剂(水)混匀生成混匀物，通过将该混匀物挤压 成形，连续成形为圆筒形状的碳热源棒(参照专利文献1的段落0003)。此时，为了充分确保 碳热源棒的成形性即混匀物的流动性，成形后的碳热源棒含有20wt%以上的水分。
[0004] 之后，在碳热源棒的运送过程中，对碳热源棒进行热风干燥(参照专利文献1的段 落0019~0020、图1)，以规定长度将干燥后的碳热源棒进行切割。此外，最终的碳热源的目 标水分量为IOwt %以下，如果是这样的水分量，则能够充分保证碳热源的点火性。
[0005] 另一方面，除专利文献1记载的热风干燥外，对于碳热源棒的干燥，还可以使用远 红外线加热器(参照专利文献2)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:国际公开第WO 2005/046364小论文 [0009] 专利文献2:国际公开第WO 2009/131009小论文
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]根据专利文献1中的热风干燥方法，热风的温度越高，则碳热源棒的干燥需要的时 间越短，但在该情况下，碳热源棒的外面比内部快速干燥。因此，暴露于热风的碳热源棒的 外面首先被干燥而开始收缩，所以不能使碳热源均匀地干燥，难以保持碳热源棒即碳热源 的正圆性。另外，不均匀的干燥促使碳热源产生裂纹，使碳热源的外观品质显著变差，导致 其成品率降低。
[0012] 相反，如果降低热风的温度，则虽然可以降低上述的外观品质的恶化，但在该情况 下，在碳热源的干燥时需要大量的时间，使碳热源的生产性变差。
[0013] 另一方面，专利文献2中的利用远红外线的干燥方法与热风干燥相比，虽然说易细 微地控制碳热源的加热温度，但不能消除上述的不适合。
[0014] 本发明是基于上述情况而开发的，其目的在于，提供一种不使干燥后的碳热源的 外观品质恶化，可以缩短干燥需要的时间的碳热源的干燥方法。
[0015] 用于解决课题的技术方案
[0016] 上述的目的通过本发明的碳热源的干燥方法实现，本发明提供一种碳热源的干燥 方法，该方法将在碳粉末中加入了包括粘合剂的添加剂及水并混匀的混匀物成形为棒状的 碳热源之后，对碳热源进行干燥，制造完成品，此时，从碳热源的外表面蒸发的水分的蒸发 速度和水分从碳热源内的中央向外表面移动的速度相近，并且产生重量绝对湿度阶段性地 降低的干燥气氛，在该干燥气氛中干燥碳热源。
[0017] 根据上述的干燥方法，即使干燥气氛的重量绝对湿度阶段性地降低，因从碳热源 的外表面蒸发的水分的蒸发速度和碳热源内的水分的移动速度接近，所以碳热源的干燥在 碳热源的横截面全域看一样且快速地进行。因此，碳热源在横截面全域看均匀收缩，不会在 横截面产生形状破坏。其结果是，碳热源在保持外观品质的同时向目标水分量干燥。
[0018] 发明的效果
[0019] 本发明的碳热源的干燥方法由于能够抑制干燥后碳热源横截面形状的破坏，从而 能够保持碳热源的外观品质，并且可在短时间内对碳热源进行干燥处理。
【附图说明】
[0020] 图1是用于说明本发明的干燥方法的概略的图；
[0021 ]图2是表示管状的碳热源的端面的图；
[0022]图3是表示蜂窝构造的碳热源的端面的图；
[0023]图4是表示在碳热源HSa的干燥处理中，干燥时间和碳热源HSa的水分量的关系的曲 线图；
[0024]图5是表示在碳热源HSb的干燥处理中，干燥时间和碳热源HSb的水分量的关系的曲 线图；
[0025]图6是表示在碳热源HSc的干燥处理中，干燥时间和碳热源HSc的水分量的关系的曲 线图；
[0026]图7是表示在碳热源HSd的干燥处理中，干燥时间和碳热源HSd的水分量的关系的曲 线图。
[0027] 标记说明 [0028] HS碳热源 [0029] B中心孔 [0030] T干球温度 [0031] RH相对湿度 [0032] AH重量绝对湿度 [0033] Vo水分的蒸发速度 [0034] Vs水分的移动速度
【具体实施方式】
[0035]参照图1，示出碳热源HS的一实施方式，该碳热源HS形成圆筒形状，用于上述非燃 烧型吸烟物品的热源。图1的碳热源HS在中央具有圆形的中心孔B，该中心孔B贯通碳热源HS 延伸。
[0036]制造碳热源HS时例如使用挤压成形机，首先，将碳粉末、含有粘合剂的添加剂及水 混匀形成混匀物，用该挤压成形机通过挤压成形将该混匀物连续成形为圆筒形状的碳热源 棒。成形的碳热源棒在挤压成形机外以规定长度切割成碳热源HS，之后，碳热源HS接受干燥 处理而成为完成品。此外，碳热源HS也可以通过注塑成形或冲孔等制造。
[0037]碳热源HS的干燥在干燥气氛中实施，该干燥气氛在碳热源HS的干燥期间的整个期 间内，向碳热源HS提供以下的干燥分布图。
[0038] 干燥分布图
[0039]用Vo表示水分从碳热源HS的外表面的蒸发速度。另一方面，用Vs表示在碳热源HS 内水分朝向碳热源HS的外表面的移动速度。这时，认为只要满足下式的关系，则碳热源HS的 干燥在碳热源HS的横截面全域均匀地进行。
[0040] Vo * Vs……(1)
[0041] 在此，蒸发速度Vo基于将干燥气氛的干球温度T及干燥气氛的相对湿度RH作为参 数的以下的函数Fo求出。
[0042] Vo=Fo (T, RH)
[0043]另一方面，在碳热源HS内的水分的移动速度Vs基于将碳热源HS的外表面和内面之 间的水分量的水分差A α、碳热源HS的组成C及碳热源HS的品温To作为参数的以下的函数Fi 求出。另外，移动速度Vs随着品温To的上升而增加。
[0044] Vs=Fi( Aa，C，To)
[0045]此外，水分差Δα在碳热源HS的内面侧的水分量用ai表示，碳热源HS的外表面侧的 水分量用a〇表示时，根据下式求出。
[0046] Δ a = ai-a〇
[0047]为满足上述a)式的关系，设定干燥气氛的干球温度τ，以使干燥气氛具有碳热源 HS的水分量的40%以上的绝对重量湿度。在此，在干燥分布图的初期阶段，碳热源HS的水分 量较多，该情况下，干球温度T设定得较高。
[0048] 之后，干球温度T逐渐地降低至碳热源HS的干燥完成时的目标温度，例如室温（20 °C)。在这一点上，只要干燥完成时的碳热源HS的目标温度比室温充分高，则干燥完成后，需 要碳热源HS的进一步冷却期间。在这样的冷却期间中如果进行急速冷却，则水分从碳热源 HS的表面骤然蒸发，蒸发速度Vo和移动速度Vs的均衡会破坏，所以可能会在碳热源HS上产 生不希望的裂纹。
[0049]根据上述的干燥分布图，因碳热源HS的干燥处理中，水分的蒸发速度Vo和移动速 度Vs接近，所以碳热源HS的干燥在碳热源HS的横截面全域观察是一样进行的，不会有碳热 源HS不均匀收缩。因此，在保证碳热源HS的正圆性，即碳热源HS的保形性的同时，如上述，也 不会在碳热源HS产生裂纹。该结果是碳热源HS的外观品质不论上述的干燥处理如何，都可 保持。
[0050]另外，碳热源HS的一样的干燥的进行与上述的低温干燥相比，使碳热源HS的水分 量提前达到目标水分量，也有助于干燥时间的缩短，另一方面，与高温干燥相比，外观品质 优异，可进行碳热源HS的制造。
[0051 ]为了验证上述的干燥分布图的作用，将属于实施例1的3种碳热源!^、!^、!^，属 于实施例2的1种碳热源HSd分别挤压成形。碳热源HSa、HSb、HSc如图2所示，具有与图1的碳热 源HS同样的管状，相比之下，碳热源HSd具有蜂窝构造。
[0052] 另外，对于本实施方式的情况，碳热源!^、1^、!^、1^具有6~8111111左右的外径，另 外，碳热源HSa、HSb、HSc的内径为1~3mm左右。
[0053] 碳热源HSa、HSb、HSc的干燥前的组成示于以下的表1。
[0054][表1]
[0055] 碳热源HSa、HSb、HSc的组成
[0057]从表1可知，第1实施例的碳热源HSa、HSb、HSc由作为碳粉末被活化处理后的活性 碳、添加剂及水的混合物构成，作为添加剂含有碳酸钙、粘合剂及精制盐。碳酸钙作为燃烧 调节剂起作用，作为粘合剂，选择羧甲基纤维素、藻酸铵、胶质、卡拉胶之中的一种以上使 用。
[0058] 另一方面，碳热源HSd干燥前的组成示于以下的表2。
[0059] [表 2]
[0060] 碳热原HSd的组成
[0062]从表2可知，第2实施例的碳热源HSd与第1实施例的情况一样，是活性碳、添加物及 水的混合物。但是，作为在此的添加物含有碳酸钙、粘合剂及甘油，作为粘合剂，选择羧甲基 纤维素、藻酸铵、胶质、卡拉胶之中的一种以上使用。
[0063] 碳热源HSa的干燥处理
[0064] 碳热源HSa在按照以下的表3的干燥分布图的干燥气氛之下进行多湿干燥。
[0065] [表3]
[0066] 碳热源HSa的干燥分布图（多湿干燥）
[0068] 从表3可知，碳热源HSa的干燥分布图包含多段的干燥阶段。各干燥阶段下的干燥 气氛的干球温度T及相对湿度RH设定为根据这些干球温度T及相对湿度RH求出的重量绝对 湿度AH是在向其对应的干燥阶段移动时的碳热源HSa具有的水分量的40 %以上。因此，在相 邻的干燥阶段间观察时，在前段的干燥阶段，进行碳热源HSa的干燥，所以在后段的干燥阶 段，干燥气氛的重量绝对湿度AH阶段性地降低。另外，表3表示至6段的干燥阶段。
[0069] 例如，在最初的干燥阶段1，碳热源HSa的水分量多（参照表1)，因此，将重量绝对湿 度AH设定为碳热源HSa具有的水分量的40%以上。因此，干燥气氛的干球温度T设定得较高， 由此，可以有效地从碳热源HSa蒸发水分。另外，在干燥阶段1的干球温度T设定在以后的干 燥阶段的干球温度以上。
[0070] 另外，如从表3可知，干球温度T随着干燥阶段的行进也阶段性地降低至室温程度， 所以碳热源HSa的干燥完成后，不需要碳热源HSa的急冷处理。这种急冷处理易在碳热源HSa 的外表面产生裂纹，不需要急冷处理，由此，碳热源HSa的外观品质不会因裂纹等