一种四段式烟弹及烟具的制作方法

1.本实用新型涉及电子烟技术领域，具体为一种四段式烟弹及烟具。


背景技术：

2.传统卷烟在点燃加热时候，烟头燃烧端红火部分最高温度可达 600-700℃。在此高温燃烧过程中，会发生化学反应并释放约70种致癌物质，而且会挥发释放出大量的焦油和悬浮颗粒，这些对吸烟者和二手烟受害者的身体健康造成伤害；而且烟灰和明火也会对环境卫生和安全造成一定的影响和风险。为此，新型的烟草设计和吸收方式应运而生，近年来采用陶瓷发热体电阻加热或者电磁涡流感受体加热的烟弹逐渐成为一种受大家喜欢的风险减少产品。这种烟弹的主要优点是对烟草进行低温加热碳化而不燃烧，在 300-350℃区间进行烘烤，产生气溶胶，供使用者抽吸。在此低温过程中，化学反应减少，相应地致癌物质的种类和数量降低，而且焦油挥发量也减少，因而被称作是减害产品。另外这种抽吸方式也解决了烟雾缭绕，灰尘飞扬等痛点。
3.当前电子烟业界很多加热不燃烧的新型烟弹采用多段结构，包含防漏段、烟草段、通气段、降温段和过滤嘴段。由于加热方式、结构支撑、通气要求、降温目的和制造方法等要求，限制了新型烟弹中烟草段的长度。新型烟弹中用于被加热碳化的烟草段常见的长度范围是10-15mm,而传统卷烟中用于燃烧的烟丝段常见的长度范围是40-50mm，所以基于相同的横截面直径，新型烟弹中的烟草体积远小于传统卷烟中的烟草体积。相比之下，新型烟弹通常只有 12-14口的吸食，而且释放出的气溶胶浓度也偏弱，无法满足很多用户，尤其是老烟民，在气溶胶(烟雾)饱满度和连续多口解瘾等方面的需求。


技术实现要素：

4.鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种四段式烟弹及烟具，通过缩短防漏段、省略通气段和提升降温段的结构并改进其制造方法，以实现烟草段长度的有效加长。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种四段式烟弹，包括外包膜，所述外包膜内沿气溶胶流动的方向依次可拆卸设置有防漏段、烟草段、通气降温段和过滤嘴段。
6.本实用新型进一步设置为：所述防漏段的长度为0.2～2mm，其为一层薄膜层。
7.本实用新型进一步设置为：所述防漏段的材质为海绵、二醋酸纤维、改性聚丙烯、再生纤维、无机矿物纤维、多孔壳聚糖、纸及竹炭中任一种或几种组成的聚合物。
8.本实用新型进一步设置为：所述烟草段的长度为15～20mm。
9.本实用新型进一步设置为：所述烟草段由烟草原料或草本提取物、雾化剂、粘结剂和香精香料加工制成，其形状为粉末状、颗粒状、烟丝状、多孔海绵状和薄片状中任一种或几种形式的混合，所述烟草段呈现有序排列或无序排列形式。
10.本实用新型进一步设置为：所述通气降温段的长度为10～15mm，所述通气降温段的材质为聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸纤维素及纸中任
一种或几种的组合，其形状结构为绳状结构、蜂窝煤状结构、管束状结构及多孔海绵状结构中的任一种。
11.本实用新型进一步设置为：当所述通气降温段为绳状结构时，所述通气降温段包括多根单股绳，所述单股绳包括多根单股丝，当通气降温段为多孔海绵状结构时，所述通气降温段包括多个烟气流动孔。
12.本实用新型进一步设置为：所述过滤嘴段的长度为10mm，所述过滤嘴段的材质为海绵、二醋酸纤维、改性聚丙烯、再生纤维、无机矿物纤维、多孔壳聚糖、聚乳酸、纸、竹炭及蚕丝中任一种或几种组成的聚合物。
13.本实用新型进一步设置为：所述外包膜的厚度为0.1～0.5mm，其材质为卷烟纸、铝箔及锡箔中的任一种。
14.一种烟具，包括以上任意所述的四段式烟弹，所述四段式烟弹的外壁上绕接有第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈的外侧设有腔体内壁，所述四段式烟弹的内部设有第一感应体和第二感应体。
15.综上所述，与现有技术相比，本实用新型公开了一种四段式烟弹及烟具，本实用新型具有口感平稳、温度稳定及每口烟气浓度均匀等优点，并最大程度地优化了控温和口数敏感性，更逼真地模拟了卷烟的传统抽法和模式。
附图说明
16.图1为本实施例提供的一种四段式烟弹的立体结构示意图；
17.图2为本实施例提供的绳状通气降温段的横向截面图；
18.图3为本实施例提供的多孔海绵状通气降温段的横向截面图；
19.图4为本实施例提供的一种烟具的纵向截面图。
20.图中：1、外包膜；2、防漏段；3、烟草段；4、通气降温段；41、单股绳；411、单股丝；42、烟气流动孔；5、过滤嘴段；6、第一线圈；7、第二线圈；8、腔体内壁；9、第一感应体；10、第二感应体；100、四段式烟弹。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技
术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.此外，上面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
25.一种四段式烟弹，如图1所示，包括外包膜1，外包膜1内沿气溶胶流动的方向依次可拆卸设置有防漏段2、烟草段3、通气降温段4和过滤嘴段5。
26.需要说明的是，本实施例有效地增加了烟草段3的长度，简化了烟弹结构和制造工序，从而提高了气溶胶释放的浓度，增加了吸食口数和降低烟弹的制造成本，从而更加逼真地模拟数百年来累积的传统卷烟抽吸的感受，进一步提高了用户对这种风险减少产品的使用满意度。
27.在具体实施过程中，防漏段2为烟弹最底部的一层薄膜，相对于现有技术中常见的5mm左右的长度，本实施例的长度范围减少到0.2～2mm。如果采用合适的加热方式和步骤，精准控制温度，本实施例烟弹中的烟草经过适度碳化而不是过度碳化，所释放的焦油量相对较少，同时采用具有较高致密度和吸油性的薄膜层，因此这个长度范围的防漏段2就可以有效地吸收烟油，并能防止烟草残渣的脱漏。
28.进一步的，由于防漏段2在使用过程中也被加热，因此防漏段2的材质为海绵(聚醚、聚乙烯醇或者聚酯)、二醋酸纤维、改性聚丙烯、再生纤维、无机矿物纤维、多孔壳聚糖、纸及竹炭中任一种或几种组成的耐高温且在25～ 400℃范围内性质稳定的聚合物。
29.在具体实施过程中，相对于现有技术中烟草段3常见的10～15mm范围的长度，本实施例中烟草段3的长度范围增加到15～20mm，烟草成分的含量也随之增加1.5～2倍，相应地，基于烟雾浓度增加的基础上，吸食的口数仍然可增加至17～21口。
30.进一步的，烟草段3由烟草原料或草本提取物、雾化剂、粘结剂和香精香料加工制成，其形状为粉末状、颗粒状、烟丝状、多孔海绵状和薄片状中任一种或几种形式的混合，烟草段3呈现有序排列或无序排列形式，在具体实施过程中，这些形式的烟草混合物都能通过被加热而碳化，从而释放出气溶胶，形成烟雾。值得强调的是，在不影响吸阻的前提下，本实施例通过正交试验设计，优化和增加此处烟草混合物压制的密度，从而提高了烟草成分在整个烟弹中的重量百分比。需要说明的是，吸阻的定义是迫使空气在22℃和101kpa 的条件下以17.5ml/秒的速度通过待测物品的全部长度所需的压力，从用户体验的角度来说，这个参数表征了抽吸的难易程度。
31.需要进一步说明的是，对于应用于电磁涡流加热并且从烟弹中心加热的模式，烟草段3还需要埋藏一个或多个磁感受发热体在烟草混合物成分内。感受发热体提形状可以是片状、圆桶状、圆柱状、针状或者其他异形。感受发热体的材料可以是石墨、铁、不锈钢(碳钢)、铁磁性合金(铁钴镍铬合金)、铁氧体(如mnzn)等材料。
32.进一步的，通气降温段4的长度为10～15mm，通气降温段4的材质为聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸纤维素及纸中任一种或几种的组合，在具体实施过程中，如图2所示，为了保证通气率和提高降温效果，通气降温段4采用钢丝绳或者麻绳状的缠绕结构。这种结构采用了一种新的制造工艺，即纺织的方式。首先将聚合物抽丝成一定细度(直径为0.05～0.1mm)的单股丝411，然后在将一定数量的单股丝411纺织成一个单股绳41(直径为1～3mm)，接着再将一定数量的单股绳41纺织成多股的绳状形式，然后轴向切割成10～15mm长的小段，便制作成为通气降温段4，以备制造烟弹使用。需要说明
的是，通过调整单股丝411和单股绳41的致密度和纺织构成数量，最终优化出此通气降温段4具备良好的通气率和降温效果。单股绳 41内的聚合物单股丝411的数量为1～60根，而通气降温段4内的单股绳41的数量为1～30股。另外，需要进一步说明的是，除了绳状结构外，通气降温段4 还可以是蜂窝煤状结构、管束状、及含有多个烟气通气孔42的多孔海绵状结构等，如图3所示。
33.在具体实施过程中，需要说明的是，当有些消费者需要额外添加或者增强特殊口味时，可以将纺纱中的某股或者某几股在溶解有特殊味道香精的溶液中浸染，待晾干后，与其他未浸染的单股丝411，再纺成绳状，这个过程与传统纺织业中纺织彩色的绳线类似，即被浸染干燥后的单股绳41就是彩色的成分。这个制造工艺可以省去在通气降温段4中添加或者喷洒气味香精的工艺，并且可使得香精分布更加均匀。而且，不需要对既定配置和大批量生产好的烟草混合物进行香味的调整。
34.进一步的，过滤嘴段5的长度为10mm，过滤嘴段5的材质为海绵(聚醚、聚乙烯醇或者聚酯)、二醋酸纤维、改性聚丙烯、再生纤维、无机矿物纤维、多孔壳聚糖、聚乳酸、纸、竹炭及蚕丝中任一种或几种组成的无毒且在40～50℃的范围内性质稳定的聚合物，在具体实施过程中，过滤嘴段5主要的功能是进一步降温、减少入口的烟雾、吸附焦油、过滤悬浮粒子和提高接触舒适感。
35.进一步的，外包膜1的厚度为0.1～0.5mm，其材质为各种卷烟纸(由麻浆或掺用木浆等天然纤维以及碳酸钙等填充料制成)、铝箔及锡箔中的任一种，在具体实施过程中，外包膜1即为烟弹的外围包装材料，起到保护和粘接的作用。
36.需要说明的是，本实施例所提供的四段式烟弹100适用于电阻发热周向加热模式的烟具、电磁涡流加热(中心或周向加热模式皆可)的烟具。
37.进一步的，本实施例进行了如下三个方面的试验，并分析了抽烟的烟气浓度和统计了口数。
38.(1)试验一
39.制备如表1中规格，外包膜1的厚度为0.15mm的中心加热四段式烟弹100，即四段式烟弹100中埋藏了一片金属磁感应体fecrc不锈钢片，即采用电磁感应加热不燃烧烟具进行中心加热的抽吸实验。这其中通气降温段4采用多根单股绳41(每股包括多根单股丝411)纺织的方式绕成。四段式烟弹100总体重量0.8964克，烟草部分重量0.4725克(不包含铁磁感应体的重量)，其中金属磁感应体0.0307克。市面上常见的同类烟弹的中烟草段3的长度为12mm，本试验中的烟草段3长度增加约41％。在同等气溶胶浓度情况下，本试验四段式烟弹100抽吸的口数可以增加至20口。
40.表1：本试验中四段式烟弹100的规格
[0041][0042]
(2)试验二
[0043]
制备了t1＝3mm，t2＝17mm，t3＝13mm，t4＝12mm，t5＝0.15mm的周向加热的四段式烟弹100，即四段式烟弹100中没有感应体，即采用电阻丝加热不燃烧周向加热的烟具进行抽吸实验。这其中通气降温段4采用了pla海绵，主要制造方法为发泡和模压成型，孔径范围为50～500微米。这里烟草段3的重量也为0.4725克。本试验所采用的设计方案同样大幅度地提升了四段式烟弹 100的吸食口数。
[0044]
(3)试验三
[0045]
制备了t1＝3mm，t2＝17mm，t3＝13mm，t4＝12mm，t5＝0.15mm的中心加热四段式烟弹100，如图4所示，四段式烟弹100中埋藏了两片金属磁感应体fecrc 不锈钢片，即第一感应体9和第二感应体10，即采用分段电磁感应加热不燃烧烟具进行中心加热的抽吸实验。优化主板程序，在刚开始时候激发第一线圈6，使第一感应体9进行发热而加热下部烟草，在加热到一定口数(吸食 10口)之后，关闭第一线圈6，触发第二段线圈7，使第二感应体10进行发热而加热上部烟草。这样就更加逼真地模拟了传统的逐段往上释放的吸烟方式，并且避免了从一开始就对整个较长烟段进行加热，容易导致局部碳化过度、碳化不均匀、烟气浓度太大等问题。
[0046]
综上，本实用新型具有以下有益效果：
[0047]
1)通过缩短防漏段2、省略通气段、提升降温段的通气率等方式，来节省空间，用于增加烟草段3的长度，并确保通气率和降温效果；
[0048]
2)过省略通气段，减少了制造工序和相关的物料和生产成本；
[0049]
3)通过增加四段式烟弹100中烟草段3的长度和其中烟草混合物的致密度，使得烟草成分的绝对含量明显增加，从而显著地提高了吸食的口数和气溶胶 (烟气)的浓度，可满足用户对口感饱满和连续解瘾的需求；
[0050]
4)采用分段式的第一线圈6和第二线圈7进行电磁加热，和对应的分段式的第一感应体9和第二感应体10，实现了分段逐渐局部加热，充分释放了烟草成分，以及减少了烟草的浪费和功率的损耗。
[0051]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对
于所属领域的普通技术人员来说，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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。