一种降温嘴棒及加热不燃烧卷烟的制作方法

本发明涉及一种降温嘴棒及加热不燃烧卷烟，属于卷烟加工制造领域。
背景技术：
：加热不燃烧卷烟在生理感受、心理感知、吸食方式等方面最接近传统卷烟，具有很好的发展潜力。菲莫国际的iqos自2014年在日本市场投放以来，迅速占领其国内市场的15％的份额，成为全球最大的加热不燃烧烟草产品市场。德国是第二大市场，美国将在2021年超过德国；另外，此类产品的第三和第四大市场分别是瑞士和葡萄牙，这两个国家也是增长最快的市场。2017年5月，iqos在韩国上市，也获得了类似的成功，上市后同期增长幅度已经超越日本，成为iqos增长最快的市场。据悉菲莫国际2017年度第三季度财报显示，iqos在韩国的市场份额在短短几个月间就达到了2.5％，证明了该产品在日本的成功并不是一个例外。目前，菲莫国际的iqos产品已在欧洲、拉丁美洲、亚洲和非洲等地区的38个国家进行销售，配套烟支heatsticks的全球销量达到362亿支。2016年11月，英美烟草在日本推出首款电加热不燃烧卷烟glo，并计划2018年底扩大至约20个国家。2017年6月，日本烟草公司推出了ploomtech。2017年11月，韩国株式会社在首尔推出电加热不燃烧卷烟lil，首批一经面世全部售罄。总体上看，经过多年的发展创新，加热不燃烧型卷烟已进入市场创新爆发期，产品和消费群体有了较好的基础，且可预见利润率较高，烟草企业的发展动力很强，未来一段时间将加速发展。从消费角度来看，随着卷烟消费环境的日渐严格和新型烟草制品的创新升级，相关产品的吸食满足感更好、危害性更小、吸食方式更加便利，加热不燃烧型卷烟的市场空间将快速扩大。根据欧睿国际公司最近发布的调查数据显示，加热不燃烧产品将会是未来5年增长速度最快的产品，其销售额至2021年将达到154亿美元，高于2016年的20亿美元，将达到691％的增幅。未来5年全球加热不燃烧产品将增长691％。针对新型烟草的迅猛发展，菲利浦·莫里斯烟草国际公司，2017年已投入巨额资金在德国东部建设新厂。该公司还在意大利、瑞士和希腊生产该装置及其配套的加热棒。菲莫国际在意大利建成了年产能达300亿支的加热式卷烟工厂，相当于该公司在欧洲销量的6％。菲莫国际在2016年对iqos的投资额将达12亿美元，2017年将增至15亿美元。迄今为止，该公司在iqos上投入已超过30亿美元，菲利普莫里斯公司(philipmorris)在毒性降低的新型烟草产品上押下了赌注。该公司表示，希望在未来10年内逐步淘汰传统香烟。预计到2018年底，该公司万宝路加热棒的产量将会是目前的2倍，达到1000亿支。以菲莫国际为首的各大烟草公司针对烟气过烫等弊端，重新进行了烟支设计，并采用不同的解决方案。如菲莫国际推出的加热不燃烧卷烟iqos配套烟支marlboroheatsticks，其在复合嘴棒中使用了压纹聚拢pla薄膜降温材料；英美烟草的glo为包围加热产品，所用超细支kent烟支中使用打孔的硬纸空管嘴棒来降低烟气温度；韩国株式会社kt&g公司推出的lil为中心针式加热产品，其配套的fit烟支使用具有pla纤维编织束进行降温。国内各中烟公司也开展了相关的研究工作，并在其产品中进行了应用。四川中烟“宽窄”采用压纹聚拢铝箔复合纸进行降温，降温段长度为18mm；湖北中烟“mok”烟支使用20mm长的压纹聚拢pla降温段；云南中烟“mc”烟支使用10mm的压纹聚拢pla薄膜；广东中烟“mu”烟支使用23mm的淀粉空管作为降温段；南通醋酸技术中心开发了降温型醋酸纤维颗粒。采用现有技术的加热不燃烧卷烟的烟气降温效果虽有一定提升，但并没有完全解决烟气烫嘴的问题。此外，由于加热不燃烧卷烟的加热温度较低，从而导致烟草物质的裂解不充分，烟气中致香成分的释放量较传统卷烟明显下降，倘若嘴棒的烟气截留效率高，那么烟气的口感就会更差。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供一种降温嘴棒及加热不燃烧卷烟，以降低烟气入口温度，进一步改善和提升抽吸体验。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种降温嘴棒，包括降温段，所述降温段具有由m根第一棒和n根第二棒成型而成的柱状结构；其中，所述第一棒内开设有贯通其两端的若干通孔，所述第二棒为实心棒，第一棒和第二棒的表面均涂覆有降温材料；m、n均为自然数，且m+n≥2，一般地，m+n≥20，进一步地，m+n≥40，更进一步地，m+n≥60。采用这样的结构设计，棒本身的通孔、棒与棒之间的间隙作为烟气流道，烟气流道的侧表面涂覆有降温材料，待降温的高温烟气进入降温段后与涂覆的降温材料充分接触，换热，烟气的热量转移给降温材料，烟气温度降低；另外，第一棒内若干通孔的设置，可增大烟气流道截面积，降低吸阻，便于烟气通过，显著降低降温段对烟气的吸附，提升抽吸满足感。进一步地，柱状结构是将m根第一棒和n根第二棒约束于柱状空间而形成。进一步地，作为本发明的一种实施方式，第一棒内设有1个通孔；作为本发明的另一种实施方式，第一棒内设有至少2个通孔。进一步地，所述降温段的横截面的孔隙率为10-90％。进一步地，所述第一棒和第二棒上，降温材料的涂覆量为4-50g/m2，一般为8-40g/m2，优选为10-25g/m2。涂覆量可根据降温需要选用，综合考虑降温效果、对烟气吸附效果与成本等因素，申请人反复试验发现，降温材料的涂覆量必须达到一定量，才可获得较为明显的降温低截留烟气的效果，降温材料涂覆量低于4g/m2时，无法达到良好的降温低截留烟气的效果。进一步地，所述m根第一棒的横截面的外轮廓为圆形、椭圆形、多边形中的一种或几种，优选为圆形，外径为0.2-1.5mm；所述n根第二棒的横截面为圆形、椭圆形、多边形中的一种或几种，优选为圆形，外径为0.2-1.5mm。进一步地，所述第一棒由纸质材料、烟草材料、有机高分子材料中的一种制成；所述第二棒由纸质材料、烟草材料、有机高分子材料中的一种制成。这几种材料对烟气的吸附能力较低，可降低烟气损失，提升抽吸体验。进一步地，所述纸质材料为纤维素纸材料、铜版纸材料、成型纸材料、白卡纸材料、牛油纸材料中的至少一种。进一步地，所述第一棒的定量为60-150g/m2；所述第二棒的密度为600-1400kg/m3。进一步地，所述柱状结构外包裹有外包装层，优选地，该外包装层由成型纸制成；进一步优选地，该外包装层的定量为30-150g/m2。进一步地，作为本发明的一种实施方式，所述柱状结构由第一棒成型而成，如此，第一棒内的通孔和棒与棒之间的间隙作为烟气流道，烟气通过面积大，吸阻小，且烟气在降温段横截面各部位的通过量均匀，有利于充分发挥横截面方向各部位降温材料的效能，也正因为如此，相比申请人此前申请的专利cn2018109704836，本发明中降温材料的涂覆量要求更低。作为本发明的另一种实施方式，所述柱状结构由第二棒成型而成，如此，棒与棒之间的间隙作为烟气流道，且烟气在降温段横截面各部位的通过量也较为均匀，各部位降温材料能够得到有效利用。作为本发明的又一种实施方式，所述柱状结构由第一棒和第二棒成型而成，如此，第一棒内的通孔、棒与棒之间的间隙作为烟气流道，通过合理控制第一棒和第二棒的排布方式、及棒的尺寸规格，也能获得与上述实施方式接近的效果。进一步地，所述降温段的一端或两端连接有过滤段，优选地，所述过滤段的长度为5-9mm，优选为6-8mm；降温段的长度为10-50mm，优选为16-35mm。进一步地，所述过滤段为醋纤滤棒，进一步优选为具有低烟气截留功能的特种醋纤滤棒。进一步地，所述降温材料为相变降温材料，优选为peg(聚乙二醇)、聚葡萄糖、乳糖醇中的一种或几种。相变材料具有降温能力，烟气通过降温段时，与降温材料充分接触，可进一步提升降温效果。进一步地，降温嘴棒为圆棒，进一步地，周长为17-24.2mm。进一步地，所述peg包括peg-200、peg-400、peg-600、peg-800、peg-1000、peg-1500、peg-2000、peg-4000、peg-6000、peg-8000、peg-10000、peg-20000中的至少一种。进一步地，所述降温材料包括低分子量peg、中等分子量peg和高分子量peg中的至少两种。其中，所述低分子量peg包括peg-200、peg-400、peg-600、peg-800中的一种或几种；所述中等分子量peg包括peg-1000、peg-1500、peg-2000、peg-4000中的一种或几种；所述高分子量peg包括peg-6000、peg-8000、peg-10000、peg-20000中的一种或几种。申请人反复试验后发现，降温材料由低分子量peg、中等分子量peg和高分子量peg中的两种或三种类型的peg混合而成时，往往能获得较好的降温效果，且入口烟气量大，抽吸体验好；而单独选用某一种分子量类型的peg时，往往无法获得理想的降温效果，而且入口烟气量较小，抽吸体验较差。优选地，按质量份计，降温材料包括低分子量peg0-10份、中等分子量peg0-10份和高分子量peg0-10份，其中，低分子量peg、中等分子量peg和高分子量peg中最多有一者的含量为0。一般地，对于中心加热式加热不燃烧卷烟和包围式加热不燃烧卷烟，前三口的烟气温度较高，达到60℃甚至65℃以上，通过本发明中降温嘴棒的设置，可很好地满足其降温要求，使得入口温度降低至42℃左右，提升抽吸体验。基于同一发明构思，本发明还提供一种加热不燃烧卷烟，包括发烟段和如上所述的降温嘴棒。进一步地，所述发烟段的长度为10-70mm，一般为10-50mm，优选为10-15mm，进一步优选为11-13mm。进一步地，发烟段由经过处理的烟丝或薄片无序排列组成的烟条组成，或由其他加热不燃烧发烟材料组成。相比现有技术，一方面，本发明中构成柱状结构的材料的导热能力差，降温材料吸收的热量不易快速传递到抽吸端，可防止灼伤抽吸者；另一方面，无论是中心加热还是包围加热方式，前三口抽吸时均会产生大量的水蒸气，高温的水蒸气进入口腔冷凝会释放大量的热量，使得口腔的(特别是舌头)烫感明显增强，本发明的降温段具有优异的水汽吸附能力，可有效吸附水汽，提升前三口抽吸的口感，提升抽吸体验；再一方面，降温材料涂覆于棒的表面后，可显著棒对焦油等粒相物的吸附能力，同时棒内部的通孔、棒与棒之间的间隙的存在，有利于烟气无阻力的通过，降低对粒相物的截留，故抽吸时，烟气中粒相物的吸附损失量极小，有利于提升抽吸体验。本发明中，降温嘴棒具有保证烟气烟雾量和降低进入口腔的烟气温度等优点，尤其是降温段，通过棒结构、降温材料种类与用量的组合设计，既可以让烟气易于快速流畅的由发烟段流出，又可以显著降低高温烟气在进入口腔之前的温度，从而提升烟气抽吸的舒适感和满足感；还可解决现有加热不燃烧卷烟前三口抽吸时水汽过多、烟雾量小、口感不好的问题。附图说明图1为本发明的一种卷烟的结构示意图(剖面图)。图2为本发明的一种卷烟的立体示意图。图3为本发明实施例1降温段的结构示意图(横截面图)。图4为逐口烟气温度图。图5为本发明实施例11降温段的结构示意图(横截面图)。图6为本发明实施例12降温段的结构示意图(横截面图)。图7为本发明实施例13降温段的结构示意图(横截面图)。图8为本发明实施例14降温段的结构示意图(横截面图)。图9为本发明实施例15降温段的结构示意图(横截面图)。具体实施方式以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。实施例1如图1所示，一种加热不燃烧卷烟，包括依次连接的过滤段1、降温段2和发烟段3，过滤段1和降温段2构成降温嘴棒的主体部分，所述过滤段由具有降温和低烟气截留的特种醋纤滤棒组成，所述降温段由外包装层4包裹由多根第一棒201成型而成的柱状结构而成，第一棒的表面涂布有降温材料。第一棒为圆柱形筒，烟气流道203主要由第一棒内的通孔及第一棒之间的间隙构成。其中，所述第一棒为圆形棒，外径为0.3mm。所述第一棒由吸附能力较低的纤维素纸材料制成。所述纤维素纸的定量为100g/m2。所述降温材料为peg600、peg2000、peg8000的混合物。所述降温材料的涂覆量为18g/m2。烟气进入降温段后，与相变降温材料充分接触，提高烟气降温效果，同时也方便烟支段产生的烟气快速、顺畅通过。所述过滤段的长度为7mm，降温段2的长度为26mm，发烟段3的长度为12mm。经对比研究发现，采用本发明设计的降温段替代iqos烟支中的皱褶pla薄膜降温段，获得加热不燃烧卷烟，烟气的逐口温度见图4。由图4可知，采用本发明设计的降温段替代iqos烟支中的皱褶pla薄膜降温段，进行抽吸试验，并用热电偶监测温度，入口的最高烟气温度为41℃，较iqos的入口烟气温度降低22℃；同时烟气中的总粒相物为15.8mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.6mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果，结果见表1所示。实施例2重复实施例1，仅将第一棒的外径变为0.5mm。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为43℃，较iqos的入口烟气温度降低20℃；同时烟气中的总粒相物为16.0mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.8mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例3重复实施例1，仅将第一棒的外径变为0.8mm。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为45℃，较iqos的入口烟气温度降低18℃；同时，烟气中的总粒相物为16.3mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了1.1mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例4重复实施例1，仅将第一棒变为边长为0.5mm的正方形空心筒。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为46℃，较iqos的入口烟气温度降低17℃；同时烟气中的总粒相物为15.9mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.7mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例5重复实施例1，仅将第一棒变为边长为0.4mm的等边三角形空心筒。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为44℃，较iqos的入口烟气温度降低19℃；同时烟气中的总粒相物为16.1mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.9mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例6重复实施例1，仅将第一棒的组成材料变为成型纸。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为41℃，较iqos的入口烟气温度降低22℃；同时烟气中的总粒相物为15.8mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.6mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例7重复实施例1，仅将第一棒的组成材料变为烟草薄片。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为44℃，较iqos的入口烟气温度降低19℃；同时烟气中的总粒相物为15.6mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.4mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例8重复实施例1，仅将第一棒的组成材料变为铜版纸。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为45℃，较iqos的入口烟气温度降低18℃；同时烟气中的总粒相物为16.2mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了1.0mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例9重复实施例1，仅将第一棒的组成材料变为白卡纸。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为47℃，较iqos的入口烟气温度降低16℃；同时烟气中的总粒相物为16.4mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了1.2mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例10重复实施例1，仅将第一棒的组成材料变为牛油纸。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为46℃，较iqos的入口烟气温度降低17℃；同时烟气中的总粒相物为16.3mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了1.1mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例11重复实施例1，仅将所有第一棒用相同外径的第二棒(实心棒)替代(横截面图见图5)。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为50℃，较iqos的入口烟气温度降低13℃；同时烟气中的总粒相物为15.5mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.3mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例12重复实施例1，仅将部分第一棒用第二棒(实心棒)替代(横截面图见图6)，并使得第一棒和第二棒在降温段横截面方向均匀分布。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为47℃，较iqos的入口烟气温度降低16℃；同时烟气中的总粒相物为15.8mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.6mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例13重复实施例1，仅将部分圆形的第一棒用长方形状的第一棒(横截面图见图7)，并使得两种类型的第一棒在降温段横截面方向均匀分布。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为42℃，较iqos的入口烟气温度降低21℃；同时烟气中的总粒相物为16.2mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了1.0mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例14重复实施例1，仅将部分圆柱形第一棒用矩形第一棒、圆柱形第二棒(实心棒)和矩形第二棒(实心棒)替代(横截面图见图8)，并使得三者在降温段横截面方向均匀分布。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为44℃，较iqos的入口烟气温度降低19℃；同时烟气中的总粒相物为15.7mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.5mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。实施例15重复实施例1，仅将部分第一棒变为横截面为三角形的第二棒(实心棒)(横截面图见图9)，并使得两者在降温段横截面方向均匀分布。经对比研究发现，入口的最高烟气温度为45℃，较iqos的入口烟气温度降低18℃；同时烟气中的总粒相物为16.1mg/支，较iqos烟气中的总粒相物增加了0.9mg/支，入口烟气温度显著降低，入口烟气的烟雾量也有所提高，达到了降温低截留烟气的效果(结果参见表1)。表1加热不燃烧卷烟入口最高烟气温度、总粒相物和烟雾量样品入口最高烟气温度(℃)总粒相物(mg/支)烟雾量iqos对照6315.2大实施例14115.8大实施例24316.0大实施例34516.3大实施例44615.9大实施例54416.1大实施例64115.8大实施例74415.6大实施例84516.2大实施例94716.4大实施例104616.3大实施例115015.5大实施例124715.8大实施例134216.2大实施例144415.7大实施例154516.1大上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。当前第1页12