用于颗粒型加热卷烟的香气缓释限位件及其制备方法与流程

1.本发明涉及加热卷烟技术领域，尤其涉及用于颗粒型加热卷烟的香气缓释限位件的制备方法。


背景技术：

2.加热卷烟通过加热不燃烧的方式将烟草的香味传递给消费者，加热卷烟可以在相对较低的温度将烟草加热，避免了烟草高温燃烧导致的焦油等有害化合物生成，并且由于基本没有侧流烟气，不会产生二手烟气，因此加热卷烟近年来越来越受到消费者的关注和青睐。
3.目前，加热卷烟烟支种类按照释烟材料形态来分，可以分为有序薄片型加热卷烟，无序薄片型加热卷烟，以及颗粒型加热卷烟。其中，颗粒型加热卷烟一般由硬纸管包裹的颗粒段，限位件，中空段和滤嘴段组成，烟草段通过透气纸封口。对于颗粒型加热卷烟，目前常用的增香手段是将香基直接喷涂在烟草颗粒中，但是加热卷烟不同于传统卷烟，其加热温度较低，因此容易产生烟草中的香味成分释放不均匀的情况，如何减小烟气中香气前后差异成为需要解决的问题之一。


技术实现要素：

4.为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本发明提供一种用于颗粒型加热卷烟的香气缓释限位件的制备方法。
5.本发明提供一种用于颗粒型加热卷烟的香气缓释限位件的制备方法，其包括如下步骤：
6.步骤a)、制备第一限位件，所述第一限位件为圆柱体结构，并且其沿加热卷烟的长度方向设置有若干烟气通道；
7.步骤b)、在所述第一限位件的外表面和/或烟气通道表面加工出凹陷部，得到第二限位件；
8.步骤c)、将香精微囊吸附于所述第二限位件的凹陷部表面，得到香气缓释限位件。
9.进一步地，所述步骤a)具体为：
10.采用3d打印技术制备出所述第一限位件。
11.进一步地，所述步骤a)具体为：
12.采用3d打印技术制备出若干第一测试限位件，所述若干第一测试限位件均为圆柱体结构，并且其沿加热卷烟的长度方向设置有若干烟气通道；若干第一测试限位件的圆柱体外尺寸相同，但是烟气通道的个数和/或尺寸不同；
13.采用相同的工艺分别在若干第一测试限位件的外表面和/或烟气通道表面加工出凹陷部，得到对应的第二测试限位件；
14.采用相同的工艺将香精微囊分别吸附于所述第二测试限位件的凹陷部表面，得到对应的测试香气缓释限位件；
15.将测试香气缓释限位件与颗粒段、滤嘴段组装成相同规格颗粒型加热卷烟，对颗粒型加热卷烟分别进行评吸，根据评吸结果确定第一限位件的标准尺寸；
16.根据所述标准尺寸，采用挤出成型或浇铸成型工艺制备出第一限位件。
17.进一步地，所述第一限位件的圆柱体直径为5mm～8mm，烟气通道的直径为1mm～3mm，烟气通道的个数为2～10个。
18.进一步地，所述步骤b)具体为：
19.所述第一限位件的材质为橡胶，所述步骤b)中，采用热喷涂法在所述第一限位件的外表面加工出凹陷部；或者，
20.所述第一限位件的材质为热塑性树脂，所述步骤b)中，采用针刺法或激光打孔法在所述第一限位件的外表面和烟气通道表面加工出凹陷部；或者，
21.所述第一限位件的材质为金属，所述步骤b)中，采用化学腐蚀法、激光打孔法或激光刻蚀法在所述第一限位件的外表面和/或烟气通道表面加工出凹陷部。
22.进一步地，所述步骤c)具体为：
23.将所述第二限位件放入含有香精微囊的悬浊液中，经浸泡吸附，冷冻干燥或者自然干燥后得到香气缓释限位件。
24.进一步地，所述香精微囊为水包油型香精微囊或者油包水型香精微囊。
25.本发明还提供一种用于颗粒型加热卷烟的香气缓释限位件，其按照上述任意一项所述的方法制备。
26.本发明还提供一种颗粒型加热卷烟，包括：颗粒段，限位件，中空段和滤嘴段；所述限位件为上述的香气缓释限位件。
27.本发明提供的用于颗粒型加热卷烟的香气缓释限位件的制备方法可以包括以下有益效果：
28.1.该方法以限位件作为载体，通过物理方法吸附香精微囊，最后制得的香气缓释限位件在烟支加热过程中，其上吸附的香精微囊随着烟气释放香精成分，由于烟气流入限位件时的烟气温度相较于在颗粒段中的温度偏低，因此可以避免缓释材料受到高温分解直接释放香气，既提升了烟香的丰富性，又可以提高香气释放的均匀性和稳定性。
29.2.该方法先制备出形成有烟气通道的第一限位件，而后使用物理或化学的方法在第一限位件的表面和/或烟气通道的表面加工出凹陷部，由此得到的第二限位件不仅比表面积大，可以吸附更多的香精微囊，还对香精微囊起到限位作用，防止香精微囊在吸力作用下被整体携带走，进而进一步提高香精释放率以及释放的稳定性。与此同时，在凹陷部的加工过程中，部分凹陷部相互连通使得限位件内部形成多条不规则的细小通道，进而增加了烟气的流动路径，可以使烟气温度略微下降，进而还达到烟气降温效果。
30.综上所述，采用本发明提供的方法制备的香气缓释限位件不仅可以丰富烟支香气，还可以提高香气释放的均匀性和稳定性，还有助于提升烟气的降温效果。
31.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
32.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细地描述，本发明的上述以及其
它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
33.图1是本发明实施例1提供的第一限位件的主视图；
34.图2是本发明实施例2提供的第一限位件的主视图；
35.图3是本发明实施例3提供的第一限位件的主视图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
38.应当理解，尽管在本发明中可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.为了提高在增香的同时提高颗粒型加热卷烟香气成分释放的均匀性，本技术发明人首先考虑引入香气缓释材料，以期望延缓香气释放的速度，但是本技术人经研究发现，若将香气缓释材料直接加入到烟草颗粒中，在加热过程中被直接加热，香气呈现先强后弱的趋势，缓释效果不明显，香气释放的稳定性仍有待提高。在此基础上，本技术发明人进一步考虑，将香气缓释材料引入到加热卷烟的限位件上，烟气流入限位件时的烟气温度相较于在颗粒段中的温度偏低，避免缓释材料受到高温分解直接释放香气。对于颗粒型加热卷烟，限位件是必不可少的部件之一，其作用在于：将烟草颗粒限制在一定的空腔中，避免烟草颗粒进入到中空段中。但是，现有的限位件很难固定住香气释放材料。由此，本技术发明人进一步对现有的限位件结构进行改进，以提高其对香气缓释材料的固定效果。
40.具体的，本发明实施例提供一种用于颗粒型加热卷烟的香气缓释限位件的制备方法，其包括如下步骤：
41.步骤a)、制备第一限位件，所述第一限位件为圆柱体结构，并且其沿加热卷烟的长度方向设置有若干烟气通道；
42.步骤b)、在所述第一限位件的外表面和/或烟气通道表面加工出凹陷部，得到第二限位件；
43.步骤c)、将香精微囊吸附于所述第二限位件的凹陷部表面，得到香气缓释限位件。
44.上述步骤a)是制备第一限位件的步骤，该第一限位件为本实施例最终制备的香气缓释限位件的雏形，其结构可以与现有的限位件结构相同，其具体为圆柱体结构，并且沿加
热卷烟的长度方向设置有若干烟气通道，由此既可以满足烟气通过，又可以对烟草颗粒起到阻挡作用。优选的，所述第一限位件的圆柱体直径为5mm～8mm，更优选为7.2mm，烟气通道的直径为1mm～3mm，烟气通道的个数为2～10个。对于烟气通道的具体结构，其可以采用如下结构：
45.结构一：若干烟气通道的直径相同，在圆柱体的横截面中心对称分布；
46.结构二：若干烟气通道包括一个大孔径的第一主通道，和若干直径相同的小孔径的第一辅通道；第一主通道与圆柱体同心布置；若干第一辅通道沿着第一主通道的圆周方向均匀布置；
47.结构三：若干烟气通道包括两个大孔径的第二主通道，和若干直径相同的小孔径的第二辅通道；两个第二主通道沿圆柱体的圆心对称布置；若干第二辅通道呈横向的8字型布置于两个第二主通道的圆周外围。
48.对于第一限位件的具体的成型方式，其可以采用传统的挤出成型或者浇铸成型工艺，例如，对于热塑性树脂(如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯)和橡胶等高分子树脂材料可以采用挤出成型工艺，对于铝合金等金属材料，可以采用浇铸成型的工艺。作为本发明的优选方案，可以采用3d打印技术制备出所述第一限位件。3d打印无需机械加工或任何模具，就可直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，并且加工精度也较高，适用的材料也较为广泛。
49.作为本实施例的另一优选方案，为了方便前期研发以及后期的大规模生成，所述步骤a)还可以具体为：
50.采用3d打印技术制备出若干第一测试限位件，所述若干第一测试限位件均为圆柱体结构，并且其沿加热卷烟的长度方向设置有若干烟气通道；若干第一测试限位件的圆柱体外尺寸相同，但是烟气通道的个数和/或尺寸不同；
51.采用相同的工艺分别在若干第一测试限位件的外表面和/或烟气通道表面加工出凹陷部，得到对应的第二测试限位件；
52.采用相同的工艺将香精微囊分别吸附于所述第二测试限位件的凹陷部表面，得到对应的测试香气缓释限位件；
53.将测试香气缓释限位件与颗粒段、滤嘴段组装成相同规格颗粒型加热卷烟，对颗粒型加热卷烟分别进行评吸，根据评吸结果确定第一限位件的标准尺寸；
54.根据所述标准尺寸，采用挤出成型或浇铸成型工艺制备出第一限位件。
55.即将3d打印技术与传统的加工工艺相结合，先采用3d打印技术制备出不同烟气通道结构的若干第一测试限位件，而后在相同的工艺条件下分别对这些第一测试限位件进行凹陷部加工和吸附香精微囊的操作，得到不同的测试香气缓释限位件，最后通过评吸来确定哪一种或几种烟气通道结构的限位件的吸食感觉最佳，并以作为第一限位件的标准尺寸，后续以该标准尺寸的第一限位件为标准件进行批量生产。批量生产则采用挤出成型或浇铸成型工艺制备出第一限位件，有助于提高生产效率降低生产成本。即在生产初期，或者研发阶段先采用3d打印技术制造出多种不同尺寸的第一测试限位件，而后分别加工出成品后进行测试，最后确定出第一限位件的标准尺寸，在此基础上采用挤出成型或浇铸成型工艺大批量的制备出第一限位件。采用此方法可以缩短研发周期，降低研发成本，提高产品品质。
56.上述步骤b)是在第一限位件的外表面和/或烟气通道表面加工出凹陷部，由此得到第二限位件的工序。本步骤中，加工凹陷部的作用在于：一方面，提高限位件的比表面积，以提高后续对香精微囊的吸附效果；另一方面，形成的凹陷部更容易吸附住香精微囊，香精微囊沉积于此后，在后续的加热过程中，在吸力的作用下，香精微囊由于凹陷部的限位作用，不容易被吸力携带走，由此可以缓慢释放香精成分，由此有助于提高香味释放的稳定性。
57.需要说明的是，本技术所述的凹陷部不仅包括：带有底的凹陷结构，也包括无底的通孔结构。对于凹陷部的具体加工方法，可以结合第一限位件的材料属性进行选择，优选可以采用采用物理加工或化学腐蚀的方法，在所述第一限位件的外表面和/或烟气通道表面加工出凹陷部，得到第二限位件。其中，物理加工具体可以采用：针刺法、磨砂法、激光打孔法以及激光刻蚀法等。以下结合具体的材料对凹陷部的优选加工方法进行说明：
58.所述第一限位件的材质为橡胶，所述步骤b)中，采用热喷涂法在所述第一限位件的外表面加工出凹陷部；或者，
59.所述第一限位件的材质为热塑性树脂，所述步骤b)中，采用针刺法或激光打孔法在所述第一限位件的外表面和烟气通道表面加工出凹陷部；或者，
60.所述第一限位件的材质为金属，所述步骤b)中，采用化学腐蚀法、激光打孔法或激光刻蚀法在所述第一限位件的外表面和/或烟气通道表面加工出凹陷部。
61.上述步骤c)是进行香精微囊吸附的步骤，香精微囊是使用一种成膜材料(壁材)将液态香精(芯材)形成微小粒子的保护技术，常用的香精微囊制备方法主要有单凝聚法、复凝聚法、喷雾干燥法、原位聚合法、界面聚合法等。将香精进行微胶囊后可以在一定条件下，人为的控制香精释放速度。直接将细粉状形态的香精微囊添加到烟草颗粒中虽然可以增加香气，但是香气释放不均匀，呈现先强后弱的趋势。本步骤中是将第二限位件放入含有香精微囊的悬浊液中，经浸泡吸附，冷冻干燥或者自然干燥后得到香气缓释限位件。浸泡过程中，由于第二限位件的比表面积较大，其凹陷部可以吸附住较多的香精微囊，而后经过冷冻干燥或者自然干燥后即得到香气缓释限位件。本步骤中采用的香精微囊可以为水包油型香精微囊，也可以为油包水型香精微囊。香精微囊的尺寸可以为1μm～500μm，优选为10μm～50μm。
62.制得的香气缓释限位件在其外表面和/或烟气通道表面形成有凹陷部，并且在凹陷部吸附有香精微囊，因此即使在强大的吸力作用下，香精微囊也不会被吸力携带整体脱离限位件，使得香精成分得以持续缓释，同时，由于流经限位件的烟气温度相较于在颗粒段中的温度较低，可以避免香精微囊受到高温加热而直接破碎释放香味成分，进而提升香味成分释放的均匀性。
63.由上述内容可知，采用本发明实施例提供的方法制备的香气缓释限位件具有如下优点：
64.1.该方法以限位件作为载体，通过物理方法吸附香精微囊，最后制得的香气缓释限位件在烟支加热过程中，其上吸附的香精微囊随着烟气释放香精成分，由于烟气流入限位件时的烟气温度相较于在颗粒段中的温度偏低，因此可以避免缓释材料受到高温分解直接释放香气，既提升了烟香的丰富性，又可以提高香气释放的均匀性和稳定性。
65.2.该方法先制备出形成有烟气通道的第一限位件，而后使用物理或化学的方法在
第一限位件的表面和/或烟气通道的表面加工出凹陷部，由此得到的第二限位件不仅比表面积大，可以吸附更多的香精微囊，还对香精微囊起到限位作用，防止香精微囊在吸力作用下被整体携带走，进而进一步提高香精释放率以及释放的稳定性。与此同时，在凹陷部的加工过程中，部分凹陷部相互连通使得限位件内部形成多条不规则的细小通道，进而增加了烟气的流动路径，可以使烟气温度略微下降，进而还达到烟气降温效果。
66.综上所述，采用本发明提供的方法制备的香气缓释限位件不仅可以丰富烟支香气，还可以提高香气释放的均匀性和稳定性，还有助于提升烟气的降温效果。
67.本发明另一实施例还提供一种用于颗粒型加热卷烟的香气缓释限位件，其按照上述任意一项所述的方法制备。其具体实施方式与上文相同，也具有相同的有益效果，兹不赘述。
68.本发明另一实施例还提供一种颗粒型加热卷烟，其包括：颗粒段，限位件，中空段和滤嘴段；其中，所述限位件为前述香气缓释限位件。该颗粒型加热卷烟的颗粒段和滤嘴段以及中空段的结构可以与现有的颗粒型加热卷烟相同，限位件采用上述实施例提供的香气缓释限位件。由于该加热卷烟设置有上述香气限位件，因此其也相应的具有香气丰富，香气释放均匀稳定的优点。
69.下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明：
70.实施例1
71.使用3d打印技术打印出外径为7.2mm的圆柱状的橡胶材质的第一限位件，其内部包括4个直径为2mm的圆形烟气通道，其结构如图1所示。
72.将打印好的第一限位件放入坩埚中，使用热喷涂方式将圆柱表面进行处理，得到第二限位件，其圆柱表面呈多孔状。
73.将玉米淀粉和去离子水加入反应器中，加入氢氧化钠溶液调节ph至10，水浴加热，水浴温度为70℃，加热时间为0.5h，冷却至室温，再在上述溶液中加入吐温20和薄荷油，持续搅拌0.5h，随后加热三偏磷酸钠水溶液，在50℃下搅拌反应3h，制备成含有薄荷油淀粉微胶囊的悬浊液。
74.将第二限位件放入制备好的上述悬浊液中搅拌0.5h后静置24h，随后取出进行冷冻干燥，得到香气缓释限位件。
75.将该香气缓释限位件组装入颗粒型加热卷烟中，颗粒型加热卷烟的依次包括：颗粒段，限位件，中空段和滤嘴段。
76.实施例2
77.使用3d打印技术打印出外径为7.2mm的圆柱状的聚丙烯材质的第一限位件，其内部包括1个直径为3mm和6个直径为1mm的圆形烟气通道，其结构如图2所示，大直径的烟气通道与圆柱体同心，6个小直径的烟气通道沿着大直径烟气通道的圆周均匀布置。
78.将打印好的第一限位件放入坩埚中，使用针刺机对第一限位件进行反复针刺，最终得到的第二限位件的圆柱表面和内部呈多孔状。
79.将第二限位件放入制备好的具有香精微囊的悬浊液(具体制备方法与实施例1相同)中搅拌1h后静置12h，随后取出进行自然干燥，得到香气缓释限位件。
80.将该香气缓释限位件组装入颗粒型加热卷烟中，颗粒型加热卷烟的依次包括：颗粒段，限位件，中空段和滤嘴段。
81.实施例3
82.使用3d打印技术打印出外径为7.2mm的圆柱状的铝合金材质的第一限位件，其内部包括10个直径为1mm的圆形烟气通道，10个的烟气通道烟圆柱体的中心对称布置，其结构如图3所示。
83.将打印好的第一限位件放入坩埚中，将装有腐蚀溶剂的罐体连接至喷枪，随后对第一限位件进行喷涂，喷涂结束后放入装有去离子水的烧杯中进行浸泡，最终得到的第二限位件的圆柱表面呈多孔状
84.将第二限位件取出放入制备好的具有香精微囊的悬浊液(具体制备方法与实施例1相同)中搅拌0.5h后静置12h，随后取出进行冷冻干燥，得到香气缓释限位件。
85.将该香气缓释限位件组装入颗粒型加热卷烟中，颗粒型加热卷烟的依次包括：颗粒段，限位件，中空段和滤嘴段。
86.组织技术人员对上述加热卷烟样品与空白样品(将第一限位件组装入的颗粒型加热卷烟)进行评吸，并做三次平行试验，记录其香味释放的口数，不同颗粒型加热卷烟的香味释放口数列于表1：
87.表1不同加热卷烟的香味释放口数
[0088][0089][0090]
由表1可知，采用本发明实施例提供的香气缓释限位件后，香精缓释效果得到增强，由最初的2-3口增加至6口左右，这表明将限位件进行处理后有助于香精的吸附和缓释。
[0091]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。