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具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的制作方法

2021-08-24 16:18:00 来源:中国专利 TAG:
具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的制作方法
本发明涉及一种具备吸热过滤器的卷烟型电子烟,具体涉及能够有效降低被吸入到口腔中的空气温度的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟。
背景技术
:最近,因香烟的危害性,越来越多的人希望使用危害相对更少的电子烟。通常,香烟作为吸烟者经常使用的嗜好品,含有大量对人体有害的诸如尼古丁等各种有害物质,会诱发诸如肺癌及心血管疾病(喉癌以及血管收缩所引发的伯格氏病等)等各种疾病,因此不推荐。此外,还会给周边不吸烟的人群带来二手烟的危害,因此,禁烟场所逐步扩大,但由于其上瘾的特性,吸烟者也难以戒掉吸烟的习惯。因此,最近开发并市售用于辅助戒烟的能够获得与实际吸烟相似的效果的电子烟。电子烟通常是对添加有香味成分的精华液进行汽化以产生蒸汽(烟雾)作为现有的香烟烟雾的替代物,并以此方式为用户提供与实际吸烟相似的感受。此时,所产生的蒸汽可以包含或几乎不包含诸如尼古丁、焦油的物质。目前,采用添加有香味成分的精华液以避免对人体有害的产品正在大量上市,并且大部分通过利用电热线的电热方式或超声波振动方式对精华液进行汽化以产生蒸汽。通常,电子烟作为卷烟、雪茄、烟斗丝等吸烟式香烟的替代方案,是用于以水蒸气状态吸入可更换式烟弹中的尼古丁溶液的电子设备。其为香烟的替代品,当用户吸入电子烟时,雾化器启动,将以提取自烟叶的精华油为主原料的液态烟弹以雾状喷出,供用户吸入对人体无害的水蒸气,从而同时提供与实际吸烟相同的视觉效果及味觉效果,以渐渐消除吸烟习惯。电子烟粗分为烟液型和卷烟型两种。烟液型电子烟是以对含有尼古丁的液体进行加热的方式吸食,卷烟型采用的是对强制涂布有尼古丁等的植物茎秆进行加热而吸食的原理。像这样,不同于现有的以燃烧烟叶的方式吸食的香烟,能够吸入相对更少的有害物质,因此,求购电子烟的吸烟者正在增加。然而,在吸烟时,电子烟的温度过高,会导致口腔内的烧伤,并且引起口腔内的炎症以及呕吐、胸口疼痛等副作用的事例也逐渐增加。现有的卷烟型电子烟的过滤器使用的是薄膜状的冷却过滤器。然而,薄膜状冷却过滤器存在高温气体的移动距离短,无法有效地降温的问题。因此,需要一种增加高温气体的移动距离,与相同长度的薄膜状冷却过滤器相比增加与空气接触的面积,从而提高冷却效率的过滤器。由此,能够具有提高对比过滤器长度的冷却效率从而优化电子烟的总长度的效果。另外,现有的电子烟存在散发特有的腥味的问题。现有技术中还没有关于去除这种腥味的电子烟,因此,当前需要不会散发电子烟特有的腥味的电子烟。技术实现要素:技术问题本发明的目的在于,解决上述现有技术的问题和历来被提出的技术问题。本申请的发明人深入研究并进行多种试验之后,提供一种具备吸热过滤器的卷烟型电子烟,所述具备吸热过滤器的卷烟型电子烟能够有效地降低被吸入到口腔内的温度,从而解决电子烟的现有问题。技术方案为了达成该目的,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟可包括:烟丝;第一过滤部,呈中空管状,使含有被汽化的烟丝成分的空气通过;第二过滤部,用于引导空气被吸入到口腔中;以及吸热过滤部,配置于所述第一过滤部与所述第二过滤部之间,用于对来自所述第一过滤部的空气进行降温。在本发明的一优选例中,所述吸热过滤部可以包括滤材,所述滤材具有球、管、薄膜、薄膜碎片以及多面体中的至少一种形状。在本发明的一优选例中,所述滤材可以由天然高分子材料组成。在本发明的一优选例中,所述天然高分子材料可以包括玉米淀粉、马铃薯淀粉以及红薯淀粉中的至少一种。在本发明的一优选例中,所述滤材可以包括至少一个孔(hole)。在本发明的一优选例中,所述滤材的表面可以形成有凹雕及浮雕中的至少一种图案。在本发明的一优选例中,所述滤材可以发生糊精化反应及糊化反应中的至少一种吸热反应。在本发明的一优选例中,经过所述吸热过滤部的空气的移动距离可以比通过现有香烟过滤器的空气的移动距离增加1~3倍。在本发明的一优选例中,可以进一步包括加热器主体,并且所述加热器主体的一端包括汽化部。在本发明的一优选例中,所述汽化部能够与所述烟丝结合及分离。在本发明的一优选例中,所述汽化部可以包括加热片及加热针中的至少一种。有益效果如上所述,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟无需单独的装置,能够利用由谷类制成的淀粉高分子的吸热反应来降低蒸汽的温度。另外,在本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟中,可以将多孔性高分子制作成尺寸均匀的球状、管状、薄膜状、薄膜碎片或多面体状,以提高孔隙率从而减小吸入蒸汽时的阻力。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟,通过在多孔性高分子包括至少一个孔(hole),从而能够提高孔隙率。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟,通过在多孔性高分子包括至少一个孔(hole),从而能够大幅地减小吸入阻力。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟与相同长度的现有薄膜状冷却过滤器相比,能够增加高温气体的移动距离,从而扩大吸热的表面积。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟即便利用长度短的过滤器也能够实现优秀的冷却效果,因此,能够优化电子烟的总长度。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟能够使高温气体具有更大的接触面积,从而提高冷却效率。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟使用谷类的淀粉作为多孔性高分子材料,因此,更加环保。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟使用谷类的淀粉作为多孔性高分子材料,因此,能够借助谷类的多孔性材料去除电子烟特有的腥味。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟利用被用作多孔性高分子材料的谷类淀粉的糊化反应和糊精化反应,从而能够减少过滤器的重量。然后,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟能够降低吸入时蒸汽的温度,从而尽可能减少由电子烟所导致的烧伤等副作用。附图说明图1是本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的结构示意图。图2是本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的吸热过滤部的滤材的结构示意图。图3是本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟和加热器的结构示意图。图4是空气在薄膜状过滤器以及本发明一实施例的吸热过滤部的滤材中流动的图。图5是本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的吸热过滤部的滤材的多孔性高分子的示意图。图6a是本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的吸热过滤部的滤材的多孔性高分子的多孔层叠结构以及空气流动的示意图。图6b是本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的吸热过滤部的滤材的多孔性高分子的多孔层叠结构以及空气流动的示意图。图7a是本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的吸热过滤部的滤材的多孔性高分子的晶胞以及空气流动的示意图。图7b是本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的吸热过滤部的滤材的多孔性高分子的晶胞以及空气流动的示意图。图8a是示出在制作本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的吸热过滤部的滤材的多孔性高分子时,以相同的长度和宽度切割吸管状的高分子杆得到的多孔性高分子粒子的图。图8b是示出在制作本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的吸热过滤部的滤材的多孔性高分子时,以相同的长度和宽度切割多边形吸管状的高分子杆得到的多孔性高分子粒子的图。具体实施方式对后述的本发明的详细说明中参照作为示例示出的实施本发明的特定实施例。详细说明这些实施例,以便本领域技术人员能够充分实施本发明。本发明的多个实施例彼此不同,但不互斥。所记载的特定形状、结构以及特性与一实施例相关联,在不脱离本发明的精神及范围内,能够以其它实施例实现。在不脱离本发明的精神及范围内,能够对各个所公开的实施例的个别构成要素的位置或配置进行变更。因此,后述的详细说明不是限定性的,只要适当地说明,则本发明的范围以及与其权利要求等同的所有范围仅由所附权利要求书限定。附图中相似的附图标记从多个方面指代相同或相似的功能。以下,参照附图对本发明的多个优选实施例进行详细说明,以便本领域技术人员能够容易地实施本发明。卷烟型电子烟采用的是利用电子设备对烟草固形物进行高温加热以吸入尼古丁蒸汽的方式。在像一般的香烟一样使用卷烟(用纸将烟草卷制而成的香烟)的这一点上,与使用液体的现有电子烟存在不同。在韩国销售的有外资企业菲利普·莫里斯的“iqos”、英美烟草集团(bat)的“glo”等。卷烟型电子烟具有将电子烟和一般香烟各混一半的特性。现有的电子烟是通过口腔吸入加热至约300度的烟丝的成分,即,被汽化的尼古丁和甘油,因此,存在导致口腔内的炎症及烧伤等损伤的问题。以下参照附图对本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟进行说明。首先,图1示出了本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的结构。另外,图2示出了本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟的高分子粒子的结构。参照图1及图2,本发明一实施例的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟可以包括:烟丝;第一过滤部,呈中空管状,使含有被汽化的烟丝成分的空气通过;第二过滤部,用于引导空气被吸入到口腔中;以及吸热过滤部,配置于所述第一过滤部与所述第二过滤部之间,用于对来自所述第一过滤部的空气进行降温。卷烟型电子烟的卷烟部叫作烟弹(stick)。烟弹的结构由烟丝和过滤器构成,然而根据本发明,所述烟弹由烟丝和多个过滤器构成。烟丝由烟梗晾干而成,涂布有尼古丁、甘油以及香料。当烟丝部分被加热片等加热时,烟丝的甘油及尼古丁等会被汽化,从而被吸烟者吸入。根据本发明,可以包括第一过滤部,所述第一过滤部与烟丝连接。所述第一过滤部能够起到引导含有被汽化的烟丝成分的气体的功能。另外,所述第一过滤部可以呈中空管状。另外,根据本发明,在对所述烟丝的成分进行汽化时,其温度过高,因此,可以包括吸热过滤部,所述吸热过滤部能够有效地降低该温度。即,吸热过滤部可以与所述第一过滤部连接,其中,所述吸热过滤部用于通过所述气体并有效地降低其温度。另外,根据本发明,可以包括第二过滤部,所述第二过滤部与所述吸热过滤部连接,用于引导所述气体被吸入到口腔中。通过所述第二过滤部的气体的温度可以比在第一过滤部时的温度更低。即,通过所述第二过滤部之后的气体的温度可以是30~65℃,优选为40~63℃,更优选为60℃。另外,根据本发明,所述吸热过滤部可以包括具有尺寸均匀的球、管、薄膜、薄膜碎片以及多面体中的至少一种形状的滤材,优选包括具有尺寸均匀的球、管状、薄膜状或薄膜碎片形状的滤材。另外,可以包括多个所述薄膜碎片,以紧密地填充吸热过滤部。另外,参照图5、图6a、图6b、图7a以及图7b,所述滤材可以包括至少一个孔(hole),以提高孔隙率。当所述滤材包括至少一个孔时,能够大幅减小吸入阻力,并能够保持多孔性高分子的高效冷却功能。另外,参照图8a及图8b,在制造所述吸热过滤部时,可包括以相同的长度切割吸管状的高分子杆得到的管状、多边形吸管状的高分子粒子。另外,利用谷类淀粉的多孔性高分子的构成粒子的尺寸越均匀,孔隙率越高,吸入空气时的阻力就越小。孔隙所占的体积与介质的总体积之比称为孔隙率。介质中,具有孔隙的介质叫作多孔介质(porousmedium)。孔隙率(φ)的数学表达见下数学式1。数学式1其中,vt表示介质的总体积,vv表示孔隙的体积,vs表示孔隙以外的固体的体积。孔隙率表示比例,故具有0至1之间的值。另外,填充率表示晶胞的体积中原子所占的体积。原子呈圆球状,因此,当用原子填充预定空间时,仅用原子是无法完全地填充空间的。因此,在空间中,原子与原子之间会存在空隙,原子填充率表示的就是在该空间中原子所占的部分。换句话说,就是原子所占的体积除以总体积所得的值。孔隙率与填充率的关系见下数学式。数学式2孔隙率=1-填充率作为一例,在体心立方结构中,晶胞(一边长为a)的对角线的长度是原子半径(r)的4倍,r与a的关系式如下。数学式3因此,求得体心立方结构的填充率如下。数学式4即,可知体心立方结构的填充率为0.68,因此,孔隙率为0.32。其中,为了提高孔隙率,能够使构成粒子包括至少一个孔(hole),从而显著地提高孔隙率。另外,根据本发明,所述滤材由天然高分子材料组成。本发明的所述天然高分子材料可以包括谷类淀粉、马铃薯淀粉以及红薯淀粉中的至少一种,优选包括谷类淀粉,更优选包括玉米淀粉。所述谷类可以包括大米、小麦、大麦、燕麦以及玉米中的至少一种。在不添加水分的条件下将谷类的淀粉加热到160℃以上时,变为糊精(dextrin)的现象叫作淀粉的糊精化。此时,淀粉的直链结构略有断裂从而变短,并且不同于仅发生物理变化的糊化反应,其会引起化学变化,并进行吸热反应。糊化反应作为吸热反应的一种,是向淀粉添加水分并加热以使其溶胀并使粘度提高从而变为整体半透明的均匀的胶体形态的反应。在生淀粉中,淀粉分子彼此缔合,形成连水分子都无法进入的紧密的束,叫作胶束(micelle)。当加水并加热时,该胶束结构会被溶解,因此,间隙扩大从而产生空隙,这叫作溶胀,像这样从胶束的外侧依次崩溃的现象叫作糊化。通过加热和膨胀,淀粉会发生作为热分解的一部分的部分水解,从而被糊精化(dextrinization)为可溶性糊精状态,以此方式加工而成的糊精化谷类,即,糊精类比自然淀粉分子量小,并且不易发生老化反应。除了膨化,在炒制淀粉时也会发生淀粉的糊精化,但通过膨化方法才能够很好地形成如木炭一般的多孔性组织。被膨化的糊精化谷类作为多孔性结构,具有可塑性,并且当以预定大小以上的力进行按压或使其通过压辊时被压扁,从而能够被制造成薄片。另外,与活性炭相似地,被膨化的糊精化谷类的多孔性结构的吸湿、吸附功能优秀,能够有效地去除食品等的异味成分。根据本发明,通过糊精化反应被第一次冷却的温度可以通过糊化反应被第二次冷却。即,吸热过滤器可以包括谷类的淀粉,初始约300℃的被升华的气体的温度经过由所述淀粉组成的吸热过滤器进行糊精化吸热过程被降低至约160℃,然后进行糊化吸热过程被降低至约60℃。根据本发明,糊精化过程和糊化过程可发生在一个吸热过滤器内。另外,根据本发明,含有被汽化的烟丝成分的空气的温度非常高,因此,无需使谷类成分膨化以进行糊精化或改变为多孔性组织,便能够使谷类自然地发生包括糊精化反应的吸热反应,并且能够利用该吸热反应有效地降低被吸入到口腔中的空气的温度。另外,多孔性谷类的结构能够减少过滤器的重量。另外,作为电子烟的问题之一的腥味大部分为挥发性成分,而这种多孔性糊精化谷类成分能够起到像木炭一样有效吸附异味物质的功能。根据本发明,所述滤材能够发生糊精化反应及糊化反应中的至少一种吸热反应。根据本发明,可以利用玉米淀粉的吸热反应,优选利用糊精化反应及糊化反应中的至少一种吸热反应。当向玉米加水并加热时,淀粉会被糊化,从而产生粘性,并且稳定性好,粘附力强。玉米的糊化所需温度为87℃,这比大米、马铃薯淀粉温度更高,且在糊化状态下,透明度比葛藤、马铃薯淀粉低。另外,根据本发明,所述滤材的表面可以形成有凹雕及浮雕中的至少一种图案。所述图案的形状可以包括圆、多边形、水波纹、方格以及条纹中的至少一种。另外,根据本发明,根据过滤器的目的,含有所述天然高分子材料的吸热过滤部可以具有颗粒状、粉末状以及薄膜状中的至少一种。另外,所述薄膜可以包括分段的形状,即,薄膜碎片。包括薄膜碎片时,能够扩大接触空气的表面积,因此具有降低温度的效果。另外,能够通过糊化过程对包括利用谷类中的玉米高分子的多孔性高分子的过滤器进行固体化从而制作成颗粒状。另外,根据目的,吸热过滤器还可以被制作成未固体化的粗粉末状的冷却过滤器,此时,能够通过吸烟时的加热器的热被固体化。根据本发明,经过所述吸热过滤部的空气的移动距离能够比现有香烟过滤器的空气的移动距离增加1~3倍。即,通过使用吸热过滤器能够制造具有长度优化效果的卷烟型电子烟。参照图4,能够观察到现有的薄膜状过滤器的形态,其不是一个筒,而是呈由多个褶皱密集而成的状态。将空气在薄膜状过滤器中沿长度方向移动时空气与高分子接触的长度设为l,根据孔隙的形态,空气在多孔性过滤器中与高分子接触的长度比l更长。多孔性材料的特性还受孔隙率的影响,因此,当孔隙率足够大时,如图4所示,会存在多种经过多孔性高分子的空间的空气移动路径。即,以使在高分子内的孔隙之间的移动距离最小的方式在空间内沿直线移动时,延长至倍。当空气沿存在于孔隙内的高分子粒子的表面移动时,会移动最长距离,可以视为沿球的表面移动,其长度为π/2倍。因此,求得的算术平均为1.414与1.57之间的值,因此,空气在多孔性高分子中的移动路径为在薄膜中的路径的约1.5倍,因此,具有创造性。另外,本发明的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟可以进一步包括加热器主体。参照图3,所述加热器主体可以包括汽化部,所述汽化部能够与卷烟型电子烟的卷烟部(烟弹)的烟丝结合及分离。所述汽化部可以包括加热片和加热针中的至少一种,优选包括加热片。未记载于此的内容为本领域技术人员能够充分类推的部分,因此省略其说明。以上,对本发明的多个实施例进行了更加详细的说明,但本发明不限于这些实施例,并且能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行多种变形。因此,在本发明中所公开的多个实施例不是用于对本发明的技术思想进行限定而是用于对其进行说明,并且本发明的技术思想的范围不限于这些实施例。因此,上述多个实施例在所有方面都是示例性的而不是限定性的。本发明的保护范围应当通过权利要求书进行解释,并且与其等同范围内的所有技术思想均属于本发明的权利范围。[实施例]<实施例1>以玉米为原料,切割管状的高分子,制作出预定尺寸的球状多孔性高分子。制造具备吸热过滤器的卷烟型电子烟,其中,所述吸热过滤器包含该多孔性高分子。<实施例2>除了以大米代替玉米作为原料制备高分子以外,以与实施例1相同的方式制造具备吸热过滤器的卷烟型电子烟。<实施例3>除了以玉米为原料,切割管状的高分子,制作出预定尺寸的多面体状多孔性高分子以外,以与实施例1相同的方式制造具备吸热过滤器的卷烟型电子烟。<实施例4>除了以玉米为原料,切割管状的高分子,以将多孔性高分子制作成预定尺寸的薄膜碎片以外,以与实施例1相同的方式制造具备吸热过滤器的卷烟型电子烟。[比较例]<比较例1>以玉米为原料,将高分子制作成薄膜状以外,以与实施例1相同的方式制造具备吸热过滤器的卷烟型电子烟。[实验例]感官测试以具有感官测试经验的参加者中的20名吸烟者(成年男女各10人)为对象进行上述感官测试,通过满分为5分的嗜好标度法测量香味、抽吸轻松度、热感以及综合嗜好度等项目,并将其结果示于下表1中。表1区别香味抽吸轻松度热感综合嗜好度实施例14.74.84.94.8实施例24.84.64.64.6实施例34.64.24.14.2实施例44.74.84.84.8比较例13.23.72.93.11:非常差,2:差,3:一般,4:好,5:非常好其中,所述感官测试数值通过将参加者分数的总和除以参加者人数并对小数点下第二位进行四舍五入求得,数值越高,感官性越优秀。如上表1所示,本发明的实施例1~4的具备吸热过滤器的卷烟型电子烟能够满足香味、抽吸轻松度、热感以及综合嗜好度。尤其是,在香味、抽吸轻松度、热感以及综合嗜好度上,实施例1表现出了最高的分数,其中,实施例1的吸热过滤器包含以玉米为原料,切割管状的高分子而成的预定尺寸的球状多孔性高分子。另外,在包含以玉米为原料制备的多孔性高分子的实施例1和包含以大米为原料制备的多孔性高分子的实施例2中,虽然实施例1在香味、抽吸轻松度、热感以及综合嗜好度上表现出了略高的结果,但还是表现出了整体相似的结果。只是,因大米特有的米香,在香味方面,实施例2的结果更高,但在抽吸轻松度和热感上表现出了略低的结果。另外,与实施例1及实施例2相比,将多孔性高分子的形状制作成多面体的实施例3在香味、抽吸轻松度、热感以及综合嗜好度上示出了略低的结果,但与包括玉米原料的薄膜状的过滤器的比较例1相比,表现出了显著高的结果。另外,将多孔性高分子的形状制作成薄膜碎片的实施例4在香味、抽吸轻松度、热感以及综合嗜好度上表现出了与实施例1相似的结果,但与包括玉米原料的薄膜状的过滤器的比较例1相比,表现出了显著高的结果。并且,包括玉米原料的薄膜状的过滤器的比较例1在香味、抽吸轻松度、热感以及综合嗜好度上示出了显著低的结果,由此可知,与薄膜状高分子过滤器相比,具备预定尺寸的球及多面体状的多孔性高分子的吸热过滤器的电子烟能够满足全部香味、抽吸轻松度、热感以及综合嗜好度。以上示出了本发明的优选实施例,但本发明不限于上述特定的优选实施例,在不脱离权利要求所记载的本发明的要点的范围内,本领域技术人员能够进行多种变形,并且这些变更属于权利要求书所记载的范围内。上述的实施例是示例性的,本领域技术人员能够在不脱离本发明的技术思想的范围内对上述实施例进行多种变形及修改。本发明的范围不限于这些变形及修改发明。当前第1页12
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