一种间歇喷淋式制备分段式气溶胶发生基质棒的方法与流程

1.本发明涉及加热不燃烧卷烟技术领域，具体涉及一种间歇喷淋式制备分段式气溶胶发生基质棒的方法。


背景技术：

2.随着消费者对于健康问题的重视及对卷烟产品个性化体验的需求提升，烟草行业不断响应消费者的需求升级，开发出各种具有降焦减害的吸烟制品。其中，加热卷烟由于其卷烟加热方式不同于传统卷烟制品，使其能够在满足消费者对于卷烟产品的感官需求的同时提供更加健康的抽吸体验。
3.颗粒型加热卷烟的发烟材料为散装的发烟颗粒，现有技术中由于散装的发烟颗粒无法固定，必须用灌装的方式装入外管中，且发烟颗粒段两侧需要通过封口纸和封堵件的方式固定颗粒，生产效率低、次品率高。
4.首先，在此基础上本发明将散装的发烟颗粒通过胶黏剂粘合到一起形成圆柱状形式的烟芯棒，然后在烟芯棒包裹上卷烟纸后，单独作为分段式气溶胶发生基质棒，然后通过灌装、卷接或复合的工艺将其和其他元件组合制作为气溶胶产生制品。由于这种发烟段已经是一个整体的圆柱状烟芯棒，不会出现发烟颗粒掉落散落的问题，所以也就无需再设置位于发烟段两侧的封口膜或者封堵件。另外，也就不限定灌装的形式将其和其他元件组合制作气溶胶产生制品。
5.目前，将散落的发烟颗粒通过热熔胶粘合制备圆柱状烟芯棒的方法是，直接将散落的烟草颗粒放到搅拌器中，再向搅拌器中加入大量的胶黏剂，然后搅拌混合均匀后挤出，冷却。这种方法制备出的烟芯棒存在的问题是：1、由于搅拌过程中加入了大量的胶黏剂，在冷却后，烟芯棒中相邻烟草颗粒之间的间隙中也存在冷却后的胶黏剂，这导致烟芯棒孔隙率低，轴向的透气量小；2、如果为了避免第一个问题，直接在搅拌混合的过程中加入较少的胶黏剂，又会导致胶黏剂分散不均匀，表面均没有施胶的烟草颗粒相邻，导致无法粘合，出现发烟颗粒散落的问题；3、还有一个更关键的问题是，加入了大量的胶黏剂还会导致每个烟草颗粒表面的施加了大量的胶黏剂，从而严重影响烟草颗粒受热后气溶胶的释放，其实本质上，施胶的目的仅仅是为了让散落的烟草颗粒粘合，但是并不希望烟草颗粒不粘合的地方也被施胶，而影响气溶胶释放。
6.因此，如何保证烟草颗粒相互粘合的表面有胶黏剂，而不粘合的表面没有胶黏剂，是保证烟芯棒孔隙率和烟雾量的关键。
7.为了解决以上问题，提出本发明。


技术实现要素：

8.本发明采用喷淋施胶的方法，胶黏剂直接从烟草颗粒顶部的喷淋头均匀地向烟草颗粒顶部喷洒，这样可以保证烟草颗粒只有顶部施胶，而底面和侧面不施胶，在实现粘合的基础上保证烟草颗粒受热后气溶胶的释放，保证烟雾量，以及烟芯棒轴向的通气量和孔隙
率。
9.进一步的，本发明喷淋施胶的方法是间歇喷淋式施胶，从而使得防渗卷烟纸上的烟草颗粒呈现施胶区域、未施胶区域、施胶区域间隔排列，再采用落料的方法将施胶烟草颗粒、未施胶烟草颗粒、施胶烟草颗粒分批次装入外管中，冷却后，得到两端为施胶烟草颗粒粘合形成的短棒段，而中间为未施胶烟草颗粒形成的散落颗粒段的分段式气溶胶发生基质棒。这样两端的短棒段可以保证中间未粘合的烟草颗粒不掉落散落，而中间不粘合的烟草颗粒又保证了烟芯棒轴向的通气量和孔隙率。
10.本发明第一方面提供一种间歇喷淋式制备分段式气溶胶发生基质棒的方法，其包括以下步骤：
11.(1)取防渗卷烟纸，并将其平铺在传送带上，然后取烟草颗粒，将其平铺在防渗卷烟纸上，传送带以固定速度携带防渗卷烟纸和烟草颗粒运行；
12.(2)传送带上方具有喷洒胶黏剂的喷淋头，且该喷淋头间歇式的向烟草颗粒顶部喷洒胶黏剂，使得防渗卷烟纸上的烟草颗粒呈现施胶区域、未施胶区域、施胶区域间隔排列；
13.(3)传送带运行方向的下游具有卷烟对折卷制装置，随着传送带的运行，卷烟对折卷制装置将传送带输送过来的防渗卷烟纸包裹烟草颗粒，卷制得到分段式气溶胶发生基质棒长条，再根据需求对分段式气溶胶发生基质棒长条进行切割，得到用于气溶胶生成制品的分段式气溶胶发生基质棒。
14.优选地，所述分段式气溶胶发生基质棒两端为施胶烟草颗粒粘合形成的短棒段，而中间为未施胶烟草颗粒形成的散落颗粒段。
15.优选地，短棒段烟草颗粒和散落颗粒段烟草颗粒的质量比为1:10-1:1，更优选地，短棒段烟草颗粒和散落颗粒段烟草颗粒的质量比为1:6。
16.优选地，施胶区域的烟草颗粒与胶黏剂的质量比为1:1-1:4，更优选地，施胶区域的烟草颗粒与胶黏剂的质量比为1:3。
17.优选地，步骤(1)中传送带的运行速度为0.5-2.5厘米/秒，更优选地，步骤(1)中传送带的运行速度为2厘米/秒。
18.优选地，步骤(2)中喷淋头的喷洒程序为，间隔1-5秒时间喷洒0.5-2秒时间，更优选地，步骤(2)中喷淋头的喷洒程序为，间隔5秒时间喷洒1s时间。
19.优选地，，更优选地，步骤(2)中施胶区域烟草颗粒顶部施胶的面积占烟草颗粒表面积的30-60％，也就是说，施胶区域的施胶烟草颗粒仅是顶部施胶，侧面和底面未施胶。
20.优选地，所述分段式气溶胶发生基质棒的孔隙率为40-80％，更优选地，所述分段式气溶胶发生基质棒的孔隙率为60％。
21.优选地，所述分段式气溶胶发生基质棒的轴向抽吸阻力为5-40pa/mm，更优选地，所述分段式气溶胶发生基质棒的轴向抽吸阻力为15pa/mm。
22.优选地，防渗/导热纸的克重为30-70g/m2。更优选地，防渗/导热纸的克重为60g/m2。此防渗卷烟纸一方面可以卷制包裹烟草颗粒，另一方面此防渗卷烟纸的克重可以选择大一些，也能起到保持卷制后分段式烟草棒圆度的作用。
23.优选地，烟草颗粒的粒径为8-60目，更优选地，烟草颗粒的粒径为20-30目。
24.优选地，胶黏剂选自但是不限于壳聚糖、羟乙基化复合改性的乙基纤维素、瓜尔
胶、羧甲基纤维素、淀粉类、改性淀粉类、植物纤维素类、微晶纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素。
25.本发明第二方面提供一种本发明第一方面所述的间歇喷淋式制备分段式气溶胶发生基质棒的方法制备得到的分段式气溶胶发生基质棒。
26.本发明第三方面提供一种包含本发明第二方面所述的分段式气溶胶发生基质棒的气溶胶生成制品。
27.本发明中防渗/导热纸具有防渗或者导热功能的防渗/导热层，所述防渗/导热层包括防水层和/或防油层和/或导热层；
28.防水层采用烷基烯酮二聚体akd、阳离子松香胶或者无铁硫酸铝混用、石蜡材料；防油层采用碳氟有机物、改性淀粉、akd和石蜡混合物，akd和改性淀粉混合物材料。导热层选自但不限于铝箔层，其通过粘贴的方式添加到卷烟纸管内壁；所述铝箔层可以起到防水和/或防油的作用，同时所述铝箔层还具有导热保温的作用，以使卷烟内壁的发烟材料均匀受热。
29.优选地，所述防水层和/或防油层通过喷涂的方式涂覆在所述卷烟纸管的内壁。
30.在烟支存放过程中发烟材料内的水分，渗到所述卷烟纸管外侧，产生黄斑，所以需要对装填发烟材料的卷烟纸管内壁添加防水层。防水层采用烷基烯酮二聚体akd、阳离子松香胶或者无铁硫酸铝混用、石蜡材料，可以防止发烟材料内的水分，渗到所述卷烟纸管外侧。
31.同样的，发烟材料中会添加发烟剂、香精香料等，长时间放置过程中，发烟材料中的发烟剂会携带香精香料渗透到纸管外侧，产生黄斑，影响纸管外观，而由于发烟剂是油性的，所以需要对填发烟材料的卷烟纸管的内壁添加防油层。防油层采用碳氟有机物、改性淀粉、akd和石蜡混合物，akd和改性淀粉混合物材料，可以防止发烟材料中发烟剂携带香精香料向纸管外壁渗透，防止黄斑的产生。
32.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
33.1、本发明采用喷淋施胶的方法，胶黏剂直接从烟草颗粒顶部的喷淋头均匀地向烟草颗粒顶部喷洒，这样可以保证烟草颗粒只有顶部施胶，而底面和侧面不施胶，烟草颗粒顶部施胶的面积占烟草颗粒表面积的20-50％，搅拌均匀后相邻的两个烟草颗粒中至少一个烟草颗粒的部分表面区域有胶，可以实现粘合。同样的，由于烟草颗粒底面和侧面不施胶，可以很好的保证烟草颗粒受热后气溶胶的释放，保证烟雾量，以及烟芯棒轴向的通气量和孔隙率。
34.2、进一步的，本发明喷淋施胶的方法是间歇喷淋式施胶，本发明烟草颗粒是直接平铺在防渗卷烟纸上，且防渗卷烟纸上仅有一层烟草颗粒，传送带以固定速度携带防渗卷烟纸和运行，传送带上方具有喷洒胶黏剂的喷淋头，且该喷淋头间歇式的向烟草颗粒顶部喷洒胶黏剂，使得防渗卷烟纸上的烟草颗粒呈现施胶区域、未施胶区域、施胶区域间隔排列，传送带运行方向的下游具有卷烟对折卷制装置，随着传送带的运行，卷烟对折卷制装置将传送带输送过来的防渗卷烟纸包裹烟草颗粒，卷制得到分段式气溶胶发生基质棒长条，再根据需求对分段式气溶胶发生基质棒长条进行切割，得到用于气溶胶生成制品的分段式气溶胶发生基质棒。分段式气溶胶发生基质棒两端为施胶烟草颗粒粘合形成的短棒段，而中间为未施胶烟草颗粒形成的散落颗粒段，这样两端的短棒段可以保证中间未粘合的烟草
颗粒不掉落散落，而中间不粘合的烟草颗粒又保证了烟芯棒轴向的通气量和孔隙率。
35.总的来说，本发明首先采用喷淋施胶的方法，实现烟草颗粒表面部分施胶，保证烟草颗粒受热后气溶胶的释放，进一步，采用间歇喷淋式施胶和落料结合，可以制得两端为施胶烟草颗粒粘合形成的短棒段，而中间为未施胶烟草颗粒形成的散落颗粒段的分段式气溶胶发生基质棒。这样两端的短棒段可以保证中间未粘合的烟草颗粒不掉落散落，而中间不粘合的烟草颗粒又保证了烟芯棒轴向的通气量、孔隙率和烟雾量。
附图说明
36.图1为间歇喷淋式制备分段式气溶胶发生基质棒过程中喷淋施胶工艺示意图；
37.图2为经喷淋施胶工艺后烟草颗粒俯视图；
38.图3为分段式气溶胶发生基质棒结构示意图。
39.附图标记在附图说明中的名称：1-传送带，2-喷淋装置，3-喷洒的胶黏剂，4-烟草颗粒，5-分段式气溶胶发生基质棒，6-气流通道，7-防渗卷烟纸，41-施胶烟草颗粒，42-未施胶烟草颗粒，51-施胶烟草颗粒粘合形成的短棒段，52-未施胶烟草颗粒形成的散落颗粒段。
具体实施方式
40.以下结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明，实施例仅限于说明本发明，而非对本发明的限定。
41.对比例1
42.直接将散落的烟草颗粒放到搅拌器中，再向搅拌器中加入大量的粘结剂，然后搅拌混合均匀后挤出，冷却。
43.最后得到的气溶胶发生基质棒中的发烟颗粒表面几乎是100％施胶，测量后孔隙率小于30％，轴向抽吸吸阻高达100pa/mm。
44.实施例1
45.本实施例为一种间歇喷淋式制备分段式气溶胶发生基质棒的方法，其包括以下步骤：
46.(1)取防渗卷烟纸，并将其平铺在传送带1上，然后取烟草颗粒4，将其平铺在防渗卷烟纸7上，传送带1以固定速度携带防渗卷烟纸7和烟草颗粒4运行；
47.(2)传送带1上方具有喷洒胶黏剂的喷淋头(喷淋装置)2，且该喷淋头间歇式的向烟草颗粒顶部喷洒胶黏剂3，使得防渗卷烟纸7上的烟草颗粒呈现施胶区域、未施胶区域、施胶区域间隔排列；
48.(3)传送带运行方向的下游具有卷烟对折卷制装置，随着传送带的运行，卷烟对折卷制装置将传送带输送过来的防渗卷烟纸包裹烟草颗粒，卷制得到分段式气溶胶发生基质棒长条，再根据需求对分段式气溶胶发生基质棒长条进行切割，得到用于气溶胶生成制品的分段式气溶胶发生基质棒5，所述分段式气溶胶发生基质棒中烟草颗粒之间的间隙形成轴向贯穿所述分段式气溶胶发生基质棒的气流通道6。
49.所述分段式气溶胶发生基质棒两端为施胶烟草颗粒粘合形成的短棒段51，而中间为未施胶烟草颗粒形成的散落颗粒段52。短棒段烟草颗粒和散落颗粒段烟草颗粒的质量比为1:6。
50.施胶区域的烟草颗粒与胶黏剂的质量比为1:3。步骤(1)中传送带的运行速度为2厘米/秒。步骤(2)中喷淋头的喷洒程序为，间隔5秒时间喷洒1s时间。步骤(2)中施胶区域烟草颗粒顶部施胶的面积占烟草颗粒表面积的50％，也就是说，施胶区域的施胶烟草颗粒仅是顶部施胶，侧面和底面未施胶。防渗/导热纸的克重为60g/m2。
51.烟草颗粒的粒径为20-30目。胶黏剂选自壳羧甲基纤维素。
52.经测量，最后得到的分段式气溶胶发生基质棒的孔隙率为60％。所述分段式气溶胶发生基质棒的轴向抽吸阻力为20pa/mm。