一种加热不燃烧卷烟烟丝模块及其制备方法与流程

本发明涉及卷烟工艺领域，尤其涉及一种加热不燃烧卷烟烟丝模块及其制备方法。
背景技术：
：卷烟在燃烧时，会产生非常多的有害物质，如：焦油、一氧化碳等，严重时危害吸烟者和周围群众的身体健康，因此，如何降低卷烟有害物质的释放量是一个迫在眉睫的问题。加热不燃烧卷烟(如电加热卷烟和炭加热卷烟)，由于烟丝受热温度较低，因此有害物释放量显著低于常规卷烟；且这种低温卷烟，侧流烟气量也较少，对环境的影响也较小。因此，这种加热不燃烧形的低温卷烟，受到越来越多消费者的追捧，销量不断攀升。然而，低温卷烟由于烟丝受到的加热温度较低，因此烟丝中的香味组分释放率也大幅下降，造成加热不燃烧卷烟的香气浓度和香气丰满度远逊色于普通燃烧卷烟。造成加热不燃烧卷烟烟丝受热温度不足的原因，除了加热源温度限制外，烟丝导热性差造成远离热源端的烟丝受热不足，也是重要原因。为此，电加热卷烟所用烟草薄片，也会添加一些金属组分(如α-al)以提高其导热性。然而，烟丝隔热效果强的特性仍然有较大的影响。目前在市面销售的电加热卷烟，采用中心插入加热导热片加热的，烟支长度都较短，烟丝段长度基本与导热片长度相近，如iqos；而采用外围包裹式加热的，则烟支直径较小，如glo。市面上也有一些所谓适用于常规尺寸卷烟(直径8mm左右，烟丝段长度50～60mm)的电加热型卷烟，但实际上只有加热装置而无专用的卷烟，在其实际抽吸常规尺寸卷烟时其产生的烟气往往生涩难咽。因此，改善加热不燃烧卷烟烟丝的导热性是提升加热不燃烧卷烟吸食品质的一个重要要素。技术实现要素：本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种加热不燃烧卷烟烟丝模块。这种加热不燃烧卷烟烟丝模块导热性得到明显提升，因此吸食时香气浓度、香气丰满度、烟气的劲头和满足感也得到提升。本发明的另一目的在于提供所述加热不燃烧卷烟烟丝模块的制备方法。本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：一种加热不燃烧卷烟烟丝模块，包括盘绕所述烟丝模块中心轴分布的导热烟丝结构，所述导热烟丝结构由导热片基和烟草薄片相间组成；所述导热片基为包括植物纤维、金属粉及粘合剂的原料湿法抄造、超压制成。发明人发现，由于加热不燃烧卷烟的烟草薄片导热性能不佳，而将导热片基与烟草薄片组合，能利用导热片基的高导热性能，使热量更快和更均匀地传至烟草薄片中，明显地提升加热不燃烧卷烟吸食时香气浓度、香气丰满度、劲头及满足感。另外超压处理可以使金属粉与植物纤维结合得更牢固，获得更好的导热性能。采用这种方式，无论对于中心加热型不燃烧卷烟还是外围加热型不燃烧卷烟都能适用。优选地，所述导热片基和烟草薄片的数量为各1片；或所述导热片基的数量为1片、所述烟草薄片的数量2～4片。优选地，所述导热片基和/或烟草薄片上设有导气孔。导气孔的设置更便于气流的流动。优选地，对于中心加热型不燃烧卷烟，其在使用过程中，导热片会插入烟丝模块的中心，为了更好地便于导热片的插入，优选在所述导热片基和/或烟草薄片上设有受到挤压时易于裂开的预压痕。这种预压痕可以是透气的或者是不透气的。当预压痕是透气的类型，可以在设置上述导气孔时将其设计为兼具受到挤压时易于裂开的功能，也可以是将预压痕和导气孔分别单独设计。更优选地，分布在靠近加热端一侧的预压痕的长度大于分布在靠近滤嘴端一侧的预压痕的长度。这样设置能更便于导热片的插入。优选地，所述预压痕呈带状分布。每条预压痕由多个连续或不连续分布的预压孔组成。所述预压痕的长度是指，在一条预压痕上，含有的所有预压孔的总长度。所述预压孔可以是圆形孔或条形孔或其他形状的孔。优选地，各预压痕之间间距优选为2～5mm。优选地，所述导热片基中，每克植物纤维添加金属粉的质量＝ρ×a×10-6g；其中ρ为金属粉密度，单位为g/m3，a为换算系数，a取值为0.5～2.5。优选地，所述a取值优选为1～2。优选地，所述金属粉为铜、铝、锌、锡、铁、银、金及其合金中的一种或多种。优选地，所述金属粉的粒径为3～40微米。更优选地，所述金属粉具有球形或者接近球形的外貌。优选地，所述粘合剂的添加量为每克植物纤维添加0.03～0.3g粘合剂。优选地，所述粘合剂的添加量为每克植物纤维添加0.1～0.2g粘合剂。优选地，所述粘合剂可以是瓜尔胶、角豆胶、虫胶、明胶以及黄原胶中的任意一种或多种。优选地，粘合剂在使用前可以先用水进行稀释，稀释比例优选为1：1～20。更优选地，粘合剂的稀释比例更优选为1：2～10。所述导热片基中，还可以加入助剂。助剂的选择包括香精、香料、色素、分散剂等。所述加热不燃烧卷烟烟丝模块的制备方法，包括如下步骤：s1.将粘合剂、植物纤维、金属粉进行抄造、超压制成导热片基；s2.将导热片基与一片或多片烟草薄片叠放；s3.将s2.所得结构进行卷制并与其余结构组合，得到所述加热不燃烧卷烟烟丝模块。超压处理的次数可以是一次或者多次，超压处理的压力为5～16mpa。当超压处理的次数为一次时，超压的压力优选为12～16mpa。优选地，s1.中，还包括烘烤的步骤，所述的烘烤可以是与超压交替进行，也可以是先进行一次或多次超压，再进行烘烤，还可以是超压数次，再烘烤，再超压数次，再烘烤。优选地，所述超压处理和烘烤的次数为1～6次。优选地，s2.中，包括对导热片基和/或烟草薄片进行预印裁切的步骤，使导热片基和/或烟草薄片上形成所述预压痕。优选地，s2.中，所述烟草薄片的数量为1～4片。优选地，s2.中，所述导热片基位于叠放后的材料的最顶层、或最底层、或中间。根据叠放情况的不同，分别得到导热片基位于最内层、导热片基位于最外层、导热片基位于中间层的加热不燃烧卷烟烟丝模块。当导热片基位于最内层时，特别适合中心加热型不燃烧卷烟；当导热片基位于最外层时，特别适合外围加热型不燃烧卷烟。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供一种新型的加热不燃烧卷烟烟丝模块，将导热片基与烟草薄片组合，能利用导热片基的高导热性能，使热量更快和更均匀地传至烟草薄片中，明显地提升加热不燃烧卷烟吸食时香气浓度、香气丰满度、劲头及满足感。而且，采用这种方式，无论对于中心加热型不燃烧卷烟还是外围加热型不燃烧卷烟都能适用。附图说明图1为本发明所述加热不燃烧卷烟烟丝模块未卷制前的结构示意图。图2为本发明所述加热不燃烧卷烟烟丝模块成品的一种结构示意图。图3为本发明所述加热不燃烧卷烟烟丝模块成品的另一种结构示意图。具体实施方式为了更清楚、完整的描述本发明的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，可以在本发明权利限定的范围内进行各种改变。所用的植物纤维为木浆纤维。实施例中所用的其他原料，均为市售原料。实施例制备的加热不燃烧卷烟烟丝模块结构如图2或图3所示，包括盘绕所述烟丝模块中心轴分布的导热烟丝结构，所述导热烟丝结构由导热片基1和烟草薄片2相间组成。对于图3所示结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块结构，其导热片基上设有受到挤压时易于裂开的预压痕3，4为靠近加热端一侧，5为靠近滤嘴端一侧。实施例1～5按照表1的配方和工艺，将瓜尔胶、植物纤维、金属粉混合后进行湿法抄造成型，得到导热片基。实施例1～5中，选用的金属粉为铜粉，密度ρ为8.9g/m3，粒径为8μm。表1同时，对导热片材进行电镜扫描，从电镜镜头中可以看到，导热片基中铜粉颗粒通过粘合剂的粘合，与纤维紧密地结合；铜粉粒子之间互相接触，可形成局部的导热链，导热链相互联结和贯穿，形成贯穿整个导热片材的导热网络，使导热片材的导热性能得到显著提高。实施例6～9导热材料的制备按照表2的配方和工艺，将10克粘合剂、100克植物纤维、ρ×a×10-6克金属粉(其中ρ为金属粉密度，单位为g/m3，a为换算系数，a取值为1.5)进行湿法抄造成型，得到导热片基。表2粘合剂类型金属粉类型超压实施例6角豆胶铝锡和金(90：10)混合粉末1次，12mpa实施例7虫胶铝粉1次，12mpa实施例8明胶铜、锌、银(70：29：1)合金粉末1次，12mpa实施例9黄原胶铜、铁、金(90：9.9：0.1)混合粉末1次，12mpa对比例4采用实施例1的配方，但不加入铜粉，进行湿法抄造成型，得到纸基。实施例10导热率的测定对实施例1～9、对比例1、2和3的导热片基及对比例4的纸基，以及市售的几种不燃烧卷烟用卷烟薄片的导热率进行测定。导热率根据以下公式计算求得：tc＝α×ρ×c公式中，tc为热导率(w·m-1·k-1)，α是热扩散系数(m2·s-1)，ρ是密度(kg·m-3)，c是比热容(j·kg-1·k-1)。热扩散系数α的测量：在30℃条件下，用lfa457分析仪测定；密度ρ：通过样品的重量和尺寸确定；比热容c：在30℃条件下，用dsc200f3测量。表3导热率，w/(m·k)对比例1卷烟薄片0.23对比例2卷烟薄片0.27对比例3卷烟薄片0.27对比例4纸基对照品0.08市售电加热卷烟薄片10.14市售电加热卷烟薄片20.15市售电加热卷烟薄片30.17实施例10.30实施例20.33实施例30.36实施例40.35实施例50.36实施例60.30实施例70.31实施例80.36实施例90.38从表3中可以看出，本发明制备的导热片基的导热率明显高于常规电加热卷烟薄片测得的数值：常规电加热卷烟薄片的测量结果皆小于0.2w/(m·k)，而本专利设计的则皆大于0.30w/(m·k)。加压处理对保障导热片基导热率很有必要，缺少加压处理制成的导热片基(对比例1和对比例2)和添加金属粉末量不足的导热片基(对比例3)，其导热率与相同铜含量的导热片基来说显著降低。实施例11除了关注传热效果外，我们对本发明导热片基制备的加热不燃烧卷烟烟丝模块的烟气释放情况进行测试评价，采用烟气中干物质总量衡量烟气的香气总量和丰富度，采用烟气烟碱量衡量烟气的劲头和满足感。采用实施例1～2、5、6制备的导热片基，分别与一片烟草薄片叠起，并在导热片基上通过预印裁切，设置如图1的预压痕，各预压痕之间距离2mm，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块，作为测试样a～d。采用实施例3～4、7、9制备的导热片基，分别与一片烟草薄片叠起，并在导热片基上通过打孔，设置透气孔，各排透气孔之间距离2mm，并卷制成图3结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块，作为测试样e～h。实施例8制备的导热片基，与一片烟草薄片叠起，并在导热片基上通过预印裁切，设置如图1的预压痕，各预压痕之间距离2mm，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块，作为测试样i。实施例8制备的导热片基，与一片烟草薄片叠起，并在导热片基上通过预印裁切，设置如图1的预压痕，各预压痕之间距离5mm，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块，作为测试样j。实施例8制备的导热片基，上下各与一片烟草薄片叠起，并在导热片基上通过预印裁切，设置如图1的预压痕，各预压痕之间距离2mm，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块，作为测试样k。对照样a：不加入导热片基，直接采用烟草薄片卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块。对照样b：对比例4制备的纸基，与一片烟草薄片叠起，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块。对照样c：对比例1制备的卷烟薄片，与一片烟草薄片叠起，并如图1设置预压痕，各预压痕之间距离2mm，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块。对照样d：对比例2制备的卷烟薄片，与一片烟草薄片叠起，并如图1设置预压痕，各预压痕之间距离2mm，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块。对照样e：对比例3制备的卷烟薄片，与一片烟草薄片叠起，并如图1设置预压痕，各预压痕之间距离2mm，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块。对照样f：实施例8制备的导热片基，与一片烟草薄片叠起，不进行预印裁切(不设置预压痕)，并卷制成图2结构的加热不燃烧卷烟烟丝模块。测试样和对照样的烟气中干物质总量和烟碱量如表4所示。表4样品名称烟气干物质总量(mg/支)烟气烟碱量(mg/支)测试样a19.370.56测试样b22.270.63测试样c22.980.65测试样d19.340.56测试样e22.840.65测试样f23.150.66测试样g19.950.57测试样h23.160.65测试样i23.070.66测试样j23.610.68测试样k25.690.72对照样a15.020.45对照样b9.840.31对照样c17.830.52对照样d18.620.53对照样e18.760.54对照样f16.450.47从表4可以看出，本发明所述加热不燃烧卷烟烟丝模块，因为加入了导热片材，因此能有效地提升烟气的香气总量和丰满度、及提升烟气的劲头和满足感。由各测试样烟气检测数据明显高于对照样a和对照样b的数据可以判断，加入导热片基，可以有效提升加热不燃烧卷烟的烟气释放量。由测试样b与对照样c的数据对比、及测试样c和测试样f与对照样d的数据对比(测试样都进行了超压处理、对照样则没有)可以看出，超压处理可有效提高烟气释放量。由对照样c、d、e的数据对比可以看出，没有进行超压处理与加入金属粉末量不足的效果接近，烟气释放量明显较低。由测试样j与对照样f的数据对比可以看出，导热片基中并未设置预压痕，导热片较难完全插入烟丝模块中，所以烟气的香气总量和丰满度、及提升烟气的劲头和满足感下降。显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。本领域技术人员应当理解，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。当前第1页12