一种加热不燃烧烟的烟支结构及其制备方法与流程

本公开涉及烟叶技术领域。更具体地，本公开涉及一种加热不燃烧烟的烟支结构及其制备方法。

背景技术：

随着社会的进步，“吸烟与健康”问题引起了广泛的社会关注。随着生活水平的不断提高，人们的健康意识越来越强。“吸烟与健康”成为烟草行业在发展过程中面临的主要挑战之一。

传统卷烟燃烧时主流烟气中含有co(carbonmonoxide，一氧化碳)、hcn(hydrogencyanide，氰化氢)、nnk(4-甲亚硝胺基-(3-吡啶基)-1-丁酮)、氨、苯并a芘、苯酚、巴豆醛、焦油、尼古丁等有害物质。烟草行业的从业者为了降低抽吸烟草制品所带来的危害，使用了各种过滤设备，例如普通丙纤滤嘴、醋纤滤嘴、复合滤棒等。卷烟滤棒作为卷烟主流烟气的过滤材料，不仅降低了部分有害物质的含量，更提高了烟草的评吸品质。进而开发新型的专用于加热不燃烧烟烟气过滤和降温材料，已然呈现于烟草行业从业者的面前。

技术实现要素：

本公开的目的包括，提供一种加热不燃烧烟的烟支结构，以降低烟雾中的有害物质和烟气温度，并保证其烟雾量。

本公开提供的加热不燃烧烟支结构，包括烟芯段和中空段，其中，所述中空段包括中空部分，所述中空部分设置有多个片状固件，所述片状固件上设有气流通道。

可选的，所述片状固件沿垂直于所述中空段的轴线方向，相互基本平行地有序排列在所述中空部分中，相邻的所述片状固件之间设有空腔；所述片状固件沿所述中空段的轴线方向设有气流通道。

可选的，所述片状固件的厚度为1-10mm；更优选的，所述片状固件的厚度为2-5mm。可选地，多个所述片状固件等间距或不等间距地设置在所述中空部分中。

可选的，所述中空部分设置有3片或3片以上的片状固件；优选3-5片。

可选的，所述中空段包括以成型纸卷制成圆柱形构成的成型纸外层和中空部分。

可选地，所述片状固件的外周面与所述成型纸外层所形成的圆柱形的内壁面紧密贴合。

可选地，所述气流通道的内径为0.2-3.0mm，优选1.0-2.0mm。

可选地，每个片状固件中的气流通道的数量相同或不同。

可选的，每个所述片状固件设置有3个以上的气流通道；可选的，可以为3-7个气流通道。

在本公开中，所述片状固件中的气流通道的横截面形状是圆形、椭圆形、多边形和不规则形状中的一种或多种。

可选的，相邻两个所述片状固件的气流通道的与轴线方向垂直的横截面部分重叠或完全不重叠。

可选的，每个所述片状固件中的气流通道为圆孔形或椭圆形通道。

可选的，相邻所述片状固件中的圆孔形气流通道为部分同轴或完全不同轴。

可选地，相邻的所述片状固件之间的空腔长度为1-20mm，优选4-12mm。

在本公开中，片状固件可以制作为透明的、单一颜色的或具有彩色图形的。

可选地，所述成型纸是再生纤维素玻璃纸。例如上虞市德庆工贸有限公司公司生产销售的再生纤维素玻璃纸产品。

可选地，所述成型纸外层为单层结构。

可选的，所述片状固件可以为由树脂、纸等固形的具有支撑作用的材质构成。

可选地，在制作过程中，先制作成84-120mm长的棒状中空段，然后分切成需要规格的长度，再与烟芯段连接。

可选的，片状固件可以采用成型纸卷制后切割成型的。具体地，将再生纤维素玻璃纸用韩国jkmachine生产的jk-4sd设备以1000米/秒的车速卷制成圆柱形，获得具有多个内径为0.2-1.0mm的气流通道的棒状结构，将棒状结构切割成片状，获得厚度为1-10mm的片状固件。

可选地，片状固件具有彩色图案。

可选地，成型纸外层为透明成型纸卷制成。

针对主流烟气的流动速度、导流方向、压降充分研究的基础上，本公开采用透明成型纸卷绕形成棒状结构，再对该棒状结构进行切割，从而预制成多个具有过滤功能的片状固件，以利用卷制而成的片状固件的内部结构对烟气进行过滤。该中空段对烟气进行过滤的过程为：烟气自中空段的一端被抽吸，当其流动至片状固件位置处时，片状固件上微孔道的孔径及构造使烟气流速增大并撞击在流动路径的冷凝空腔中。在抽吸时，由于烟气的动能很大，通过片状固件的增阻作用，使得主流烟气中的大分子物质如焦油会继续撞击下一片片状固件的表面，并被该片片状固件吸收，依次类推，在烟气自中空段的一端被抽吸至其另一端时，沿中空段长度方向排列的多个片状固件逐一对烟气中的有害物质进行吸收，进而实现对烟气的稀释。

这样的设置，实现了对烟气的逐渐稀释，大大降低了其中有害物质的含量，从而削弱了对用户造成的身体损害。并且，相邻两个片状固件之间的空腔(空气段)，在烟气流动的过程中，还能够对烟气起到较好的回流冷凝作用。此外，当采用有彩色或有图案或异型片状固件时，配合透明成型纸，能够将烟气在滤棒中的路径过程能全方位呈现给消费者，带给消费者视觉上的全新感受。

此外，本公开的中空段结构简单、易于制造和使用，可采用空腔复合滤棒的生产工艺要求，在不对现有滤棒设备及工艺大改动的前提下就可以投入生产，其具有较好的工业化生产价值。

本公开提供的烟支结构，实现了抽吸过程中对烟气中部分有害物质的沉降及吸附，进而实现了对烟气的有效过滤，从而降低了对人体造成的损害。

本公开的目的还包括，提供一种加热不燃烧烟支的制备方法，其中中空段的制备方法至少包括以下步骤：

将成型纸卷制成圆柱形构成的成型纸外层和中空部分；

另将成型纸卷制后切割形成多个片状固件；

将多个片状固件设置在中空部分中。

可选地，中空段制作方法的步骤还包括：

先预制成长度为84-120mm的棒状中空段，再将棒状中空段分切为设计长度的中空段，然后与烟芯段连接。

可选的，上述步骤中成型纸外层的定量为60-120g/㎡。

可选地，片状固件的制作方法的步骤还包括：

将成型纸以预设的车速卷制成圆柱形，获得具有内径为0.2-3.0mm的气流通道的棒状结构；

将棒状结构切割成片状，获得厚度为1-25mm的片状固件。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本公开实施例提供的棒状中空段的第一结构示意图；

图2为本公开实施例提供的棒状中空段的第二结构示意图；

图3为本公开实施例提供的中空段的第三结构示意图；

图4为本公开实施例提供的第一种烟支结构的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的第二种烟支结构的结构示意图；

图6为本公开实施例提供的第三种烟支结构的结构示意图；

图7为本公开实施例提供的第四种烟支结构的结构示意图。

图标：10-棒状中空段；10’-中空段；11-成型纸外层；112-分割线；12-中空部分；13-片状固件；14-气流通道；15-空腔；16-成型纸；17-接装纸；20-过滤嘴；30-发烟基质。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的部分实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图以实施例的方式具体说明本公开的方案的实现方式。

本公开提供的加热不燃烧烟的烟支结构，包括烟芯段和中空段10’，烟芯段包括发烟基质30，中空段10’包括中空部分12，中空部分12设置有多个片状固件13，片状固件13上设有气流通道14。如图1所示，棒状中空段10包括以成型纸16卷制成圆柱形构成的成型纸外层11和中空部分12。其中，中空部分12具有多个片状固件13，片状固件13相互平行地有序排列在中空部分12中，片状固件13是用成型纸16卷制后切割形成的，每两个相邻的片状固件13之间有空腔15；片状固件13沿其圆柱形的轴向方向设有气流通道14，片状固件13厚度为1-10mm；成型纸16是再生纤维素玻璃纸。

再生纤维素纤维是以天然纤维素(棉、麻、竹子、树或灌木等)为原料，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来的性能更好的纤维。其结构组成与棉相似，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维更好。

而玻璃纸是一种以棉浆、木浆等天然纤维为原料，用胶黏法制成的薄膜状制品。它透明、无毒无味。

本公开采用透明的(再生纤维素玻璃纸为透明材质)成型纸16卷绕形成棒状中空段10，再对该棒状结构进行切割，从而预制成多个具有过滤及降温功能的中空段10’，以利用卷制而成的片状固件13的内部结构对烟气进行过滤。该中空段10’对烟气进行过滤的过程为：烟气自中空段’10的一端被抽吸，当其流动至片状固件13位置处时，片状固件13上的气流通道14使烟气流速增大并撞击在烟气流动路径上的空腔15中。在抽吸时，由于烟气的动能很大，通过片状固件13的增阻作用，使得主流烟气中的大分子物质如焦油会继续撞击下一片片状固件13的表面，并被该片片状固件13吸收，依次类推，在烟气自中空段10’的一端被抽吸至其另一端时，沿中空段10’长度方向排列的多个片状固件13逐一对烟气中的有害物质进行吸收，进而实现对烟气的稀释。

本公开的片状固件13也可由树脂，聚合物等材质通过注塑、挤压等工艺形成。

这样的设置，实现了对烟气的逐渐稀释，大大降低了其中有害物质的含量，从而削弱了对用户造成的身体损害。并且，相邻两个片状固件13之间的空腔15(空气段)，在烟气流动的过程中，还能够对烟气起到较好的回流冷凝作用。

可选地，多个片状固件13沿成型纸外层11的圆柱形的轴线方向布置，且多个片状固件13均在同一直线方向上。如此，提高了片状固件13的安装便捷性，而且，还使得在抽吸时烟气具有足够的动能以通过中空段10’。

可选地，多个片状固件13等间距地设置在中空部分12中。如此能够保障全面地吸收烟气。

可选地，片状固件13的外周面与成型纸外层11所形成的圆柱形的内壁面紧密贴合，也就是说，片状固件13的直径与中空部分12的直径相等，以使空腔15形成密封空间。如此，防止了烟气在片状固件13与成型纸外层11之间缝隙流动而导致的烟气分子无法被吸收的情形，增加了片状固件13所吸收的烟气中的大分子物质的数量，使得抽吸的烟气几乎都能够经片状固件13稀释后再进入人体中，进一步提高了本实施例中空段10’的过滤效果，而且，这种密封的空腔15的设置形式，还增强了对烟气的回流冷凝作用。

而且，这种将片状固件13的外周面与成型纸外层11所形成的圆柱的内壁面设置为紧密贴合的形式，还实现了对成型纸外层11的稳定支撑，减少了中空段10’的变形，从而提高了中空段10’的形状稳定性。

请继续参照图3，本实施例中，通过该中空段10’的横截面图可以看出，成型纸外层11可以为单层结构，也就是说，成型纸16被卷绕后，其卷绕的首端与末端相连接。这样的设置，节省了成型纸16，从而节约了本实施例中空段10’的材料使用成本。

需要说明的是，本实施例中，成型纸外层11还可以为两层、三层等多层结构，当成型纸外层11为多层结构时，层与层之间紧密贴合。通过设置多层结构的成型纸外层11，在一定程度上避免了因成型纸外层11局部破损而导致的烟气外溢等情形，保证了对烟气过滤的可靠性，而且，这种层与层之间紧密贴合的结构形式，还在一定程度上避免了烟气由层与层之间的间隙流动而导致的无法对其进行有效过滤的情形。

在本实施例中，片状固件13中的气流通道14可以由带褶皱的纸通过通过转绕形成，也可由聚合物等通过注塑等工艺形成。

在本实施例中，每个片状固件13中的气流通道14数量相同或不同。可以根据不同种类的烟草和客户要求做出相应的调整。

请继续参照图2，具体地，气流通道14在每个片状固件13中的设置位置可以不同。

在本实施例中，中空段10’在远离烟芯段的一端设有过滤嘴20。可选地，过滤嘴20采用醋酸纤维制成。

醋酸纤维素丝束是以天然木浆为原料，经醋化处理成醋酸纤维素片，通过溶解、过滤、纺丝、卷曲、干燥等生产工艺加工而成，是一种精密过滤材料。醋酸纤维素丝束是一种再生纤维素纤维，具有吸湿、吸附性好等特点。

醋酸纤维素丝束的截面形状为"y"形，纤维的比表面积较大，对卷烟烟气中的有害成份具有较好的吸附与截留作用。

在本实施例中，烟芯段包括成形纸和多根呈长条状的且沿预设方向平行或基本平行设置的烟丝，多根所述烟丝规则且有序的排列，所述成形纸包裹所述烟丝。

可选的，所述烟丝由片状的再造烟叶切丝而成。

在本公开的实施例中，气流通道14的内径可以在0.2-1.0mm之间，每个片状固件13中的气流通道14数量可以为3-20个。这样的设置，保证了烟气中有害物质在经过各片状固件13时被吸收的可靠性，从而进一步增强了本实施例中空段10’对烟气的过滤效果。

可选地，相邻的片状固件13之间的空腔15长度为1-25mm。优选地，相邻的片状固件13之间的空腔15长度可以为4-15mm。

可选地，气流通道14的横截面形状是圆形、椭圆形、多边形或不规则形状(如图3)。只要气流通道14能够使得烟气通过即可。

可选地，片状固件13具有彩色图案。当采用有彩色或有图案或异型的片状固件13时，配合透明的成型纸外层11，能够将烟气在滤棒中的流动过程及路径全方位地呈现给消费者，从而带给消费者视觉上的全新感受。

具体地，本实施例中，成型纸外层11可以为无色透明的材质，也可以为彩色透明的材质。

实施例1参照图1-图3，其中，在本实施例中，用再生纤维素玻璃纸卷制、切割获得多个片状固件13,片状固件13的直径为8mm、单片厚度2mm，每片分布有10-20个气流通道14，气流通道14的平均内径0.2mm。

将9个片状固件13设置在幅宽为100mm的成型纸16中，卷成圆柱状。其中，相邻两个片状固件13之间设有空腔15,空腔15的长度为8mm。

沿三条分割线112将100mm长的棒状中空段10切割成四段。如图1所示，棒状中空段10设置有12个片状固件13，沿分割线112均分为四段后，每段均有三个片状固件13。且分割后的中空段10’的长度更适合现有卷烟的滤嘴的长度。

实施例2

本实施例提供的棒状中空段10，与实施例1相同制作，区别如下所述。该棒状中空段10中，片状固件13的单片厚度为5mm，每片片状固件13分布有6-8个气流通道14，气流通道14的平均内径为0.5mm。

将9个片状固件13设置在幅宽为100mm的成型纸16中，卷成圆柱状。其中，相邻两个片状固件13之间设有空腔15,空腔15的长度为5mm。

实施例3

本实施例提供的棒状中空段10，与实施例1相同制作，区别如下所述。该棒状中空段10中，片状固件13的单片厚度为8mm，每片片状固件13分布有6-8个气流通道14，气流通道14的平均内径为1.0mm。

将9个片状固件13设置在幅宽为100mm的成型纸16中，卷成圆柱状。其中，相邻两个片状固件13之间设有空腔15,空腔15的长度为2mm。

实施例4

本实施例提供的棒状中空段10，与实施例1相同制作，区别在于如下所述。该棒状中空段10中，片状固件13的单片厚度为10mm，每片片状固件13分布有20个气流通道14，气流通道14的平均内径为0.3mm。

将6个片状固件13设置在幅宽为100mm的成型纸16中，卷成圆柱状。其中，相邻两个片状固件13之间设有空腔15,空腔15的长度为10mm。

实施例5

参照图4所示，在本实施例中，一种加热不燃烧烟支试样1，其中醋纤过滤嘴20及片状固件13由成型纸16包裹组成；醋酸纤维棒作为过滤部分、长度10mm；3个片状固件13，等间距的排列，且3个片状固件13的中心孔在同一轴上排列，片状固件13厚度为3mm，片状固件13之间为空腔15，组合作为中空段10’，长度20mm；发烟基质30采用再造烟叶，长度12mm；中空段10’，过滤嘴20与发烟基质30采用接装纸17复合，最终形成加热不燃烧烟支。此样品，抽吸时吸阻小，烟气浓度高，烟气温度稍高，抽吸口数9-11口，劲头高。

实施例6

参照图5所示，在本实施例中，一种加热不燃烧烟支试样2，其中醋纤过滤嘴20及片状固件13由成型纸16包裹组成，醋酸纤维棒作为过滤部分、长度10mm；4个片状固件13，不等间距的排列，且4个片状固件13的中心孔不在同一轴上排列，片状固件13厚度为2mm、2mm、3mm、3mm，片状固件13之间为空腔15，组合作为中空段10’，长度20mm；发烟基质30采用再造烟叶，长度12mm；中空段10’，过滤嘴20与发烟基质30采用接装纸17复合，最终形成加热不燃烧烟支。此样品，抽吸时吸阻适中，烟气浓度高，抽吸口数10-12口，劲头适中，口感舒适。

实施例7

参照图6所示，在本实施例中，一种加热不燃烧烟支试样3，其中过滤嘴20采用高定量，醋纤过滤嘴20及片状固件13由低头气度成型纸16包裹组成；醋酸纤维棒作为过滤部分、长度10mm；1个片状固件13，靠近发烟基质30，片状周边孔的直径为0.25mm，片状固件13厚度为5mm，片状固件13与醋酸纤维之间为空腔15，组合形成中空段10’，长度20mm；发烟基质30采用加热不燃烧颗粒芯材料，长度12mm；中空段10’，过滤嘴20和发烟基质30采用接装纸17复合，最终形成加热不燃烧烟支。此样品，抽吸时吸阻适中，烟气量足，烟气浓度高，抽吸口数12-14口，劲头高，口感舒适。

实施例8

参照图7所示，在本实施例中，一种加热不燃烧烟支试样4，其中过滤嘴20采用高定量，醋纤过滤嘴20及片状固件13由低头气度成型纸16包裹组成；醋酸纤维棒作为过滤部分、长度10mm；3个片状固件13，其中一个靠近发烟基质30，且不等间距的排列，3个片状固件13的中心孔不在同一轴上排列，片状固件13厚度为5mm，片状固件13与醋酸纤维之间为空腔15，组合形成中空段10’，长度20mm；发烟基质30采用加热不燃烧颗粒芯材料，长度12mm；中空段10’，过滤嘴20和发烟基质30采用高定量低透气度的接装纸17复合，最终形成加热不燃烧烟支。此样品，抽吸时吸阻稍高，烟气量足，烟气浓度高，烟气温度低，抽吸口数12-13口，劲头高，口感舒适。

相对于现有卷烟滤棒过滤材料大量依赖于醋酸纤维的使用，醋酸纤维对水分的吸附作用，从而烟气干燥；本公开的方案只有在中空段10’靠近烟丝的一端设有烟用纤维丝束段采用了醋酸纤维，因而可以使得中空段10’在吸附更多的有害物质的前提下，烟草的评吸品质不会降低。

可见，本公开的中空段10’有如下效果：

本公开的中空段10’因其独特的外部结构设计，可直接应用于空腔复合滤棒中，本公开的中空段10’具有良好的机械加工性。

本公开的中空段10’因其独特的内部结构设计，其延长了烟气的流道长度、提高了烟气的流动速度、增强了烟气的碰撞效率，从而实现了对烟气中焦油等有害物质的有效过滤。

本公开的中空段10’的所用材料均为食品级原料，且原料具有无嗅、无味、耐热等性质，故在有效降低烟气中焦油等有害物质的基础上，几乎不会引入或产生不良气味。

本公开中，包含有这种中空段10’的烟支结构能够过滤烟气中的大部分有害物质，且能提高烟草的评吸品质。

本公开还提供了一种烟支结构的制备方法，中空段10’制作方法至少包括以下步骤：

将成型纸16卷制成空心的圆柱形，构成的成型纸外层11和中空部分12；

另将成型纸卷制后切割形成多个片状固件13；

将多个片状固件13设置在中空部分12中。

上述步骤中“另将成型纸卷制后切割形成多个片状固件13”是指将成型纸折叠或卷绕，形成“实心”的圆柱状。

这样的中空段10’制作方法简单、快捷，适于批量生产，从而获得具有较好吸附能力的中空段10’。

可选地，中空段10’制作方法的步骤还包括：

将棒状中空段10制成长度为84-120mm的产品，再将上述产品分切设计需求的长度，以获得最终产品，该最终产品被配置为与卷烟的烟丝端连接。

被分切后的中空段10’更加便于与烟芯段连接，为卷烟的加工提供了便利。

可选地，片状固件13制作方法的步骤还包括：

将成型纸以预设的车速卷制成圆柱形，获得具有内径为0.2-3.0mm的气流通道14的棒状结构；

将棒状结构切割成片状，获得厚度为1-10mm的片状固件13。

可选地，在本实施例中，再生纤维素玻璃纸用韩国jkmachine生产的jk-4sd设备以1000米/秒的车速卷制成圆柱形，获得具有内径为0.2-1.0mm的气流通道14的棒状结构，将棒状结构切割成片状，获得厚度为1-10mm的固型片片状固件13。

工业实用性

本公开提供的一种烟支结构及其制备方法，其増加了抽吸时的烟气流动速度，改变了烟气流动状态，从而实现了对烟气中部分有害物质的沉降及吸附，进而实现了对烟气的有效过滤。而且，由该中空段制得的烟支，还提高了烟草的评吸品质。

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