一种多段式气溶胶发生制品的制备方法与流程

1.本发明涉及加热不燃烧卷烟技术领域，具体涉及一种多段式气溶胶发生制品的制备方法。


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.颗粒型加热卷烟的气溶胶生成基质为散装的气溶胶生成颗粒，现有技术中由于散装的气溶胶生成颗粒无法固定，必须用灌装的方式装入外管中，且气溶胶生成颗粒段两侧需要通过封口纸和封堵件的方式固定颗粒，而为了汇聚气溶胶和增大烟雾量，封堵件的下游通常为外管限定出的一段空腔(空腔段)，空腔段的下游为过滤段。目前制备上述气溶胶发生制品采用的是灌装的方法，生产工艺顺序为：对管材一端封口，然后从另一端依次填装气溶胶生成基质、封堵件和过滤件，在填装过滤件的时候预留出和封堵件之间的空腔距离，且封堵件和过滤件外表面与纸管内壁是没有胶粘的，直接灌装放到固定位置后通过与纸管内壁的摩擦力固定。上述灌装制备方法的问题是：1、灌装时管材垂直放置，空腔两侧封堵件和过滤件位置难定位，很容易出现不同样品空腔段轴向长度不一致的问题；2、封堵件和过滤件外表面与纸管内壁仅靠摩擦力固定，运输过程封堵件和过滤件容易向空腔段位移，或者在抽吸过程中过滤件被部分吸出外管；3、灌装的方法限制其只能针对单独管材批量灌装，生产效率低。
4.因此，如果高效率的生产带有空腔结构的颗粒型气溶胶发生制品，且保证封堵件和过滤件的稳定不位移，是颗粒型气溶胶发生制品生产关键需要解决的问题。
5.为了解决以上问题，提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明先用卷制复合的方式成型除了气溶胶生成颗粒段以外的其余各单元，复合时预留出装填气溶胶生成材料的空腔，复合后再按照需要分切，然后将分切后的带有气溶胶生成基质容纳腔的嘴棒竖直放置，接着再向气溶胶生成基质容纳腔中装填气溶胶生成材料，本发明先复合后灌装的方法可以大幅度提高生产效率，且保证封堵件2和过滤件4的在抽吸或者运输过程中稳定不位移，以及更好的保持不同样品空腔段轴向长度的一致性。
7.本发明提供一种多段式气溶胶发生制品的制备方法，其包括以下步骤：
8.步骤一，嘴棒条的制备：
9.利用复合管1包裹封堵件2和过滤件4，所述封堵件2和过滤件4之间间隔第一轴向长度，该长度由所述复合管1限定出空腔段3，
10.所述封堵件2远离所述空腔段3一端由所述复合管1限定出气溶胶生成基质容纳腔
5；
11.步骤二，气溶胶生成材料的装填：
12.将嘴棒条处于竖直垂直状态，即与水平面垂直的状态，其中气溶胶生成基质容纳腔5竖直朝上，将流动状气溶胶生成材料挤入气溶胶生成基质容纳腔5中；
13.步骤三，气溶胶生成棒6的形成：
14.将装有气溶胶生成材料的嘴棒条旋转180
°
，以使气溶胶生成基质容纳腔5竖直朝下，放置于平面上于一定温度下干燥膨胀，使气溶胶生成材料凝固形成位于所述气溶胶生成基质容纳腔5中的固定状气溶胶生成棒6。
15.步骤二中可以通过任何方式将流动状气溶胶生成材料装入气溶胶生成基质容纳腔5中，比如挤入的方式；
16.步骤一中嘴棒条的制备可以处于水平状态、竖直状态、或者两者之间的任何状态，只要是在进行步骤二气溶胶生成材料的装填时，将嘴棒条处于竖直状态即可，便于流动状气溶胶生成材料的定量挤入。
17.倒置后放置于平面上于一定温度下干燥膨胀的目的在于使气溶胶生成棒6远离过滤件一端的端面齐平。
18.优选地，步骤一中，嘴棒条可分切为多个嘴棒，且多个嘴棒通过过滤件4和/或气溶胶生成基质容纳腔5连接；此时，步骤一和步骤二之间还具有分切步骤，在相连的过滤件4和/或相连的气溶胶生成基质容纳腔5处分切，以将嘴棒条分切为多个嘴棒。
19.也就是说，步骤一中的嘴棒条可以为一个单独的嘴棒，即复合管1中包含一个封堵件2、空腔段3、过滤件4和气溶胶生成基质容纳腔5，此情况在进行步骤二时，仅需要将气溶胶生成基质容纳腔5竖直朝上即可。当然步骤一中的嘴棒条可以分切为多个嘴棒，即复合管1中包含一个封堵件2、空腔段3、过滤件4和气溶胶生成基质容纳腔5，且多个嘴棒通过过滤件4和/或气溶胶生成基质容纳腔5连接，连接处具有2倍的过滤件4或气溶胶生成基质容纳腔5轴向长度，此情况在进行步骤二时，还需要首先进行分切，将嘴棒条分切为多个嘴棒，然后再将气溶胶生成基质容纳腔5竖直朝上即可。也就是说，相连处过滤件的轴向长度即为单个嘴棒中过滤件轴向长度的两倍，相同的，相连处预留的气溶胶生成基质容纳腔的轴向长度即为单个嘴棒中气溶胶生成基质容纳腔轴向长度的两倍。以便分切后每个嘴棒均具有完整的一个过滤件和一个气溶胶生成基质容纳腔。
20.优选地，步骤二中，流动状气溶胶生成材料包括发烟原料、发烟助剂以及溶剂，所述发烟原料预先经粉碎后过40-200目筛，然后将过筛后发烟原料分别与发烟助剂和溶剂通过一定比例混合后调和为流动状气溶胶生成材料，类似于膏泥的状态；
21.优选地，步骤二中，流动状气溶胶生成材料装填量为气溶胶生成基质容纳腔5体积的50-95％。更优选地为90％。
22.优选地，步骤二中，流动状气溶胶生成材料中还具有粘结剂，流动状气溶胶生成材料在干燥膨胀过程中利用自身的粘结剂粘结到复合管1的内壁上。粘结剂选自壳聚糖、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。
23.优选地，步骤二中，流动状气溶胶生成材料贴着所述复合管1内表面挤入所述气溶胶生成基质容纳腔5中，且挤入的流动状气溶胶生成材料形成中心空腔，该中心即为气溶胶
生成材料膨胀预留的体积；或者，
24.流动状气溶胶生成材料分两部分装入所述气溶胶生成基质容纳腔5中，其中第一部分气溶胶生成材料贴着所述复合管1内表面挤入所述气溶胶生成基质容纳腔5中，挤入的第一部分气溶胶生成材料形成中心空腔，且中心空腔内挤入第二部分气溶胶生成材料，所述第一部分气溶胶生成材料和所述第二部分气溶胶生成材料之间存在间隙，该间隙即为气溶胶生成材料膨胀预留的体积。
25.优选地，步骤二后还具有封口步骤，以将装有气溶胶生成基质6的气溶胶生成基质容纳腔5远离过滤段端面形成封口膜。实际生产过程中根据气溶胶生成基质6的情况，确定是否需要封口膜。
26.优选地，步骤三中干燥温度要取决于气溶胶生成材料中的溶剂，当溶剂为乙醇时，干燥温度为50-60℃，干燥时间为0.5-1h；当溶剂为水时，干燥温度为60-70℃，干燥时间为1-2h。
27.优选地，所述空腔段3内还包含功能材料；和/或，所述空腔段3内还包含空管件，所述空管件32的管壁由纸、硅胶、醋纤、聚乳酸、无纺布制成。功能材料可以为现有技术中任何形式的具有降温增香功能的物质。
28.优选地，所述空腔段3处复合管1上具有径向贯穿所述复合管1的通气孔31。当所述空腔段3内具有空管件时，通气孔31同时贯穿所述复合管1和所述空管件。通气孔31的目的在于将空气引入空腔段，一方面降低气溶胶的温度，另一方面降低吸阻，所以根据实际气溶胶温度和吸阻确定是否需要通气孔31。当需要设置通气孔31时，优选地是打穿形成通气孔，当然也可以不打穿而是选用透气纸作为复合管或者空腔段内的空纸管，只要是能够向空腔段引入空气即可。
29.优选地，所述封堵件2外表面与所述复合管1内表面之间具有粘结剂，所述过滤件4外表面与所述复合管1内表面之间具有粘结剂。粘结剂选自普通的搭口胶即可。
30.优选地，所述复合管1为纸管、无纺布管。所述复合管1上具有防渗或者导热功能的防渗/导热层(尤其是所述复合管1为无纺布管时)，所述防渗/导热层包括防水层和/或防油层和/或导热层；
31.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。
32.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。
33.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。
34.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。
35.所述封堵件可以为任何的形式，只要是可以将阻隔气溶胶生成基质(6)使其不向下游移动即可。
36.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
37.1、本发明先用卷制复合的方式成型除了气溶胶生成颗粒段以外的其余各单元，复合时预留出装填气溶胶生成材料的空腔，复合后再按照需要分切，然后将分切后的带有气溶胶生成基质容纳腔5的嘴棒竖直放置，接着再向气溶胶生成基质容纳腔5中装填气溶胶生成材料，由于封堵件2和过滤件4均是采用复合卷制的方法成型，所以封堵件2和过滤件4在轴向位置更容易定位，可以更好的保证不同样品空腔段3轴向长度的一致性。
38.2、由于封堵件2和过滤件4均是采用复合卷制的方法成型，所以封堵件2和过滤件4外表面和纸管内表面之间可以更方便的施加粘结剂，从而保证在抽吸过程或者运输过程中两端不会发生位移。
39.3、本发明利用先复合后灌装的方法制备气溶胶发生制品，可以同时复合多个嘴棒，再分切后灌装气溶胶生成材料，由于除气溶胶生成材料外，其余各单元均是通过复合的形式，相对于单独一个个灌装各单元效率大幅度提高。
40.4、本发明通过挤入的方式装填流动状气溶胶生成材料，然后使气溶胶生成基质容纳腔5竖直朝下，放置于平面上于一定温度下干燥膨胀，使气溶胶生成材料凝固形成位于所述气溶胶生成基质容纳腔5中的固定状气溶胶生成棒6，利用挤入的方法生产效率更高，且干燥膨胀后得到的气溶胶生成棒6自身带有孔隙结构，利于气溶胶的释放和流通。倒置后放置于平面上于一定温度下干燥膨胀的目的在于使气溶胶生成棒6远离过滤件一端的端面齐平。
附图说明
41.图1为实施例1具有两个嘴棒的嘴棒条分切前结构示意图，图中虚线为分切位置；
42.图2为实施例1具有三个嘴棒的嘴棒条分切前结构示意图，图中虚线为分切位置；
43.图3为制备得到的气溶胶发生制品的结构示意图。
44.附图标记在附图说明中的名称：1-复合管、2-封堵件、3-空腔段、4-过滤件、5-气溶胶生成基质容纳腔、6-气溶胶生成棒、31-通气孔。
具体实施方式
45.下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
46.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
47.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加
一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。
48.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”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。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
51.实施例1
52.本实施例提供一种多段式气溶胶发生制品的制备方法，其包括以下步骤：
53.步骤一，嘴棒条的制备：
54.利用复合管1包裹封堵件2和过滤件4，所述封堵件2和过滤件4之间间隔第一轴向长度，该长度由所述复合管1限定出空腔段3，
55.所述封堵件2远离所述空腔段3一端由所述复合管1限定出气溶胶生成基质容纳腔5；
56.步骤二，气溶胶生成材料的装填：
57.将嘴棒条处于竖直垂直状态，即与水平面垂直的状态，其中气溶胶生成基质容纳腔5竖直朝上，将流动状气溶胶生成材料挤入气溶胶生成基质容纳腔5中；
58.步骤三，气溶胶生成棒6的形成：
59.将装有气溶胶生成材料的嘴棒条旋转180
°
，以使气溶胶生成基质容纳腔5竖直朝下，放置于平面上于一定温度下干燥膨胀，使气溶胶生成材料凝固形成位于所述气溶胶生成基质容纳腔5中的固定状气溶胶生成棒6。
60.步骤二中通过挤入的方式将流动状气溶胶生成材料装入气溶胶生成基质容纳腔5中；步骤一中嘴棒条的制备处于水平状态，采用现有地复合机制备。
61.步骤一中，嘴棒条可分切为2个嘴棒，且2个嘴棒通过气溶胶生成基质容纳腔5连接；此时，步骤一和步骤二之间还具有分切步骤，在相连的气溶胶生成基质容纳腔5处分切，以将嘴棒条分切为2个嘴棒。连接处具有2倍的气溶胶生成基质容纳腔5轴向长度，以便分切后每个嘴棒均具有完整的一个气溶胶生成基质容纳腔。
62.步骤二中，流动状气溶胶生成材料包括发烟原料、发烟助剂以及溶剂，所述发烟原料预先经粉碎后过40-200目筛，然后将过筛后发烟原料分别与发烟助剂和溶剂通过一定比例混合后调和为流动状气溶胶生成材料，类似于膏泥的状态；
63.步骤二中，流动状气溶胶生成材料装填量为气溶胶生成基质容纳腔5体积的90％。
64.步骤二中，流动状气溶胶生成材料中还具有粘结剂，流动状气溶胶生成材料在干燥膨胀过程中利用自身的粘结剂粘结到复合管1的内壁上。粘结剂选自羧甲基纤维素。
65.步骤二中，流动状气溶胶生成材料贴着所述复合管1内表面挤入所述气溶胶生成基质容纳腔5中，且挤入的流动状气溶胶生成材料形成中心空腔，该中心即为气溶胶生成材料膨胀预留的体积。
66.步骤三中干燥温度要取决于气溶胶生成材料中的溶剂，本实施例中溶剂为水，干燥温度为60℃，干燥时间为1h。
67.所述空腔段3内还包含空管件，所述空管件可以为空纸管。所述空腔段3处复合管1上具有径向贯穿所述复合管1的通气孔31。当所述空腔段3内具有空管件时，通气孔31同时贯穿所述复合管1和所述空管件。
68.所述封堵件2外表面与所述复合管1内表面之间具有粘结剂，所述过滤件4外表面与所述复合管1内表面之间具有粘结剂。
69.所述复合管1为纸管。
70.实施例2
71.本实施例与实施例1的区别在于：1、步骤一中，嘴棒条可分切为4个嘴棒，且4个嘴棒通过过滤件4和气溶胶生成基质容纳腔5连接；此时，步骤一和步骤二之间还具有分切步骤，在相连的过滤件4和相连的气溶胶生成基质容纳腔5处分切，以将嘴棒条分切为4个嘴棒。相连处过滤件的轴向长度即为单个嘴棒中过滤件轴向长度的两倍，相同的，相连处预留的气溶胶生成基质容纳腔的轴向长度即为单个嘴棒中气溶胶生成基质容纳腔轴向长度的两倍。以便分切后每个嘴棒均具有完整的一个过滤件和一个气溶胶生成基质容纳腔。2、步骤二中，流动状气溶胶生成材料分两部分装入所述气溶胶生成基质容纳腔5中，其中第一部分气溶胶生成材料贴着所述复合管1内表面挤入所述气溶胶生成基质容纳腔5中，挤入的第一部分气溶胶生成材料形成中心空腔，且中心空腔内挤入第二部分气溶胶生成材料，所述第一部分气溶胶生成材料和所述第二部分气溶胶生成材料之间存在间隙，该间隙即为气溶胶生成材料膨胀预留的体积。