可降低卷烟烟气温度的低吸阻、低过滤、高弹性的滤棒、制备方法及应用与流程

本发明属于烟草产品，涉及卷烟滤嘴，尤其是一种降低卷烟烟气温度的低吸阻、低过滤、高弹性的滤棒、制备方法及应用。

背景技术：

1、加热卷烟是一种新型烟草制品，与传统卷烟不同，加热卷烟是通过对烟草加热而非燃烧的方式产生烟气，由于卷烟不经过高温燃烧热解，其主流烟气成分中有害成分大幅度减少，减轻了对吸烟者的危害，同时也降低了环境烟气中的污染。由于加热卷烟在加热器中加热时，只露出部分滤嘴段，烟支大部分在加热器内，而加热区域温度通常在250～350℃左右，加热端距离消费者口腔较近，这导致在保持加热卷烟烟气通过量的同时，难以将加热卷烟加热端的高温烟气在有限长度空间里达到理想降温效果，消费者普遍感到加热卷烟进入口腔的温度过高，极大影响消费者的抽吸感官体验。加热卷烟由于烟草原料未发生燃烧，因此释放烟气量较传统卷烟少，如果再采用传统的增加过滤与通风稀释的技术手段降低烟气温度，则产品烟气量会进一步下降。因此在不降低烟气量的前提下，适当降低烟气温度是加热卷烟的一项关键性技术。

2、中国专利cn11201342a公开了高dpf醋酸纤维素丝束及制造方法，通过该方法可以制备单丝线密度高达20-23丹尼尔的丝束，由该丝束制备的滤棒吸阻为0.6-0.9mmh2o/mm长度。尽管滤棒吸阻与传统卷烟所用的丝束滤棒相比，已经大幅度下降，减少了对烟气的截留。但由于醋酸纤维素丝束在滤棒中的排列是纵向排列，丝与丝之间的空气具有很低的热传导系数，因此热能难以横向扩散。导致入口后烟气的温度较高。中国专利cn110506991b公开了一种降温滤棒、应用及卷烟。所述滤棒由表面包覆相变材料的降温颗粒固化成型而成。虽然该颗粒滤棒具有较好的降温性能，但存在所用材料对烟气吸附能力较大，用于加热卷烟时对烟雾量有较大的损失。同时制备的滤棒存在硬度大，弹性差等缺点，严重影响下游复合滤棒的成型以及与烟丝段的搓接。中国专利cn103772751a公开了多孔发泡体烟用滤嘴材料及其制备方法，采用超临界二氧化碳流体发泡技术，制备多孔二醋酸纤维素滤棒。通过该技术制备的滤棒虽然具有高的孔隙率，但孔与孔之间不贯通，导致滤棒吸阻达到2.5-3.3mmh2o/mm长度，用于加热卷烟会严重影响烟气浓度。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供一种可降低卷烟烟气温度的低吸阻、低过滤、高弹性的滤棒、制备方法以及应用，克服现有技术存在的不足。

2、为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

3、一方面，本发明提供一种可降低卷烟烟气温度的低吸阻、低过滤、高弹性的滤棒，所述滤棒由弹性体颗粒通过粘合剂粘合固化而成，所述滤棒经过粘合后呈现网状三维多孔结构，空隙率为40-85％。

4、所述弹性体颗粒包括聚烯烃弹性体poe、热塑性弹性体tpe(包括tps、tpv、tpu、tpo、tpee)、硅胶中的至少一种。

5、可选地，滤棒成分质量比按照质量百分数计，粘合剂的重量为5～60％，弹性体颗粒重量为40～95％，两者之和为100％。

6、低吸阻、高弹性降温滤棒中包含弹性体颗粒以及粘合剂颗粒。

7、所述弹性体颗粒形状包括球形、类球形、饼状、薄片状、带状、针状、多边形状、带刻面形状或随机形状。

8、可选地，所述弹性体颗粒在至少一个维度中具有，50微米、100微米、150微米、200微米或250微米的下限，至5000微米、2000微米、1000微米、900微米或700微米的上限的平均直径。

9、可选地，所述的弹性体颗粒熔体流动指数小于等于2.5g/10min。

10、可选地，所述的粘合剂颗粒包括选自由以下项构成的群组中的至少一种：聚烯烃、改性聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯基化合物、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸二乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸环己二亚甲酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚丙烯酸化物、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-马来酸、其任意衍生物、其任何共聚物，以及其任意组合。

11、可选地，所述的粘合剂颗粒可以呈现任何形状。此类形状包括球形、星形、颗粒状、马铃薯、不规则形状以及任意组合。

12、可选地，所述的粘合剂颗粒至少一个维度中具有：5微米、10微米、50微米、100微米或150微米的下限，至500微米、400微米、300微米、250微米或200微米的上限的平均直径。

13、可选地，所述的粘合剂颗粒可以具有大约0.10g/cm3至大约0.55g/cm3的堆积密度，包括在此之间的任何子集，例如大约0.17g/cm3至大约0.50g/cm3，或大约0.20g/cm3至大约0.47g/cm3。

14、可选地，所述的粘合剂颗粒熔体流动指数小于等于3.5g/10min。

15、另一方面，本发明提供一种上述滤棒的制备方法，包括：

16、(1)连续将弹性体颗粒与粘合剂的混合材料引入模腔中，粘合剂颗粒和弹性体颗粒的重量比例根据最终滤棒的孔隙率和吸阻的要求以调整比例进行混合，弹性颗粒的重量为40％到95％，其他组分为粘合剂颗粒；

17、(2)将弹性体颗粒和粘合剂颗混合物填充到含有内衬纸的模具中，内衬纸的克重可以为70-90g，厚度为0.08-0.12mm，将所述混合材料加热到100℃至180℃，以便将所述基质材料粘合在多个接触点处，从而形成被包裹的圆柱状多孔弹性物质；

18、(3)随后从模具中取出多孔滤棒并冷却，将该滤棒切割成所需长度的小段。

19、可选地，所述弹性颗粒的重量为55％到85％，优选地，为67％到75％。

20、又一方面，本发明还提供上述的滤棒在加热不燃烧卷烟中的应用。

21、由于采用上述技术方案，本发明的有益效果包括：

22、1)、降温滤棒具有稳固的立体的、贯通的，非线性的间隙多孔网络结构，由弹性颗粒与粘合剂颗粒加热固化成型而成，滤棒内部具有复杂、连续的贯通孔道，高温烟气从降温滤棒一端进入滤棒后，高温烟气可以快速地分散于滤棒的空隙中，相比于直通型降温滤棒，高温烟气在该降温滤棒中的相对行程大幅延长，从而获得的降温效果更好。

23、2)、弹性颗粒和粘合剂具有较低的熔点和极低的热熔指数，高温烟气与颗粒充分接触换热，实现降温。由于颗粒具有极低的热融指数，高温烟气与颗粒接触后，颗粒形态变化很小，滤棒内部仍然维持原状结构。弹性体颗粒与粘合剂颗粒充分混合后，通过加热，粘合剂颗粒表面热熔软化，使得粘合剂颗粒与粘合剂颗粒、粘合剂颗粒与弹性颗粒、弹性颗粒与弹性颗粒之间形成接触点在多处物理粘合，包裹材料包裹在外从而形成多孔结构的滤棒。

24、3)、由于滤棒呈现贯通空隙结构，滤棒吸阻可以通过调节弹性颗粒以及粘合剂颗粒大小、两者混合比例以及加热温度，控制滤棒吸阻。滤棒吸阻可以低至0.15mmh2o/mm长度。滤棒硬度达到88％-92.5％。

技术特征：

1.一种可降低卷烟烟气温度的低吸阻、低过滤、高弹性的滤棒，其特征在于，所述滤棒由弹性体颗粒通过粘合剂粘合固化而成，所述滤棒经过粘合后呈现网状三维多孔结构。

2.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述滤棒的空隙率为40-85％。

3.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述滤棒包括弹性体颗粒、粘合剂及包裹材料；粘合剂颗粒与粘合剂颗粒、粘合剂颗粒与弹性体颗粒、弹性体颗粒与弹性体颗粒之间形成接触点在多处物理粘合，包裹材料包裹在外从而形成多孔结构的滤棒，按照质量百分数计，所包含的弹性体颗粒的质量为所述滤棒的40％～95％。

4.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述弹性体颗粒选自聚烯烃弹性体poe、热塑性弹性体tpe、硅胶中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的滤棒，其特征在于，所述热塑性弹性体tpe包括苯乙烯嵌段共聚物、热塑性硫化橡胶、热塑性聚氨酯、热塑性共聚酯和聚烯烃类热塑性弹性体。

6.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述弹性体颗粒形状包括球形、类球形、饼状、薄片状、带状、针状、多边形状、带刻面形状或随机形状。

7.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述弹性体颗粒在至少一个维度中具有，50微米、100微米、150微米、200微米或250微米的下限，至5000微米、2000微米、1000微米、900微米或700微米的上限的平均直径。

8.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述的弹性体颗粒熔体流动指数小于等于2.5g/10min。

9.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述的粘合剂颗粒选自由以下项构成的群组中的至少一种：聚烯烃、改性聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯基化合物、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸二乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸环己二亚甲酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚丙烯酸化物、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-马来酸、其任意衍生物、其任何共聚物，以及其任意组合。

10.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述的粘合剂颗粒的形状为球形、星形、颗粒状、马铃薯、不规则形状以及任意组合。

11.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述的粘合剂颗粒至少一个维度中具有：5微米、10微米、50微米、100微米或150微米的下限，至500微米、400微米、300微米、250微米或200微米的上限的平均直径。

12.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述的粘合剂颗粒具有0.10g/cm3至0.55g/cm3的堆积密度，优选0.20g/cm3至0.47g/cm3。

13.根据权利要求1所述的滤棒，其特征在于，所述的粘合剂颗粒熔体流动指数小于等于3.5g/10min。

14.一种如权利要求1至13所述的滤棒的制备方法，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的滤棒的制备方法，其特征在于，所述弹性颗粒的重量为55％到85％，优选地，为67％到75％。

16.权利要求1至13中任一所述的滤棒在加热不燃烧卷烟中的应用。

技术总结本发明涉及一种可降低卷烟烟气温度的低吸阻、低过滤、高弹性的滤棒、制备方法及应用，滤棒由弹性体颗粒通过粘合剂粘合固化而成，经过粘合后呈现网状三维多孔结构。滤棒具有稳固的立体的、贯通的，非线性的间隙多孔网络结构，滤棒内部具有复杂、连续的贯通孔道，高温烟气从降温滤棒一端进入滤棒后，高温烟气可以快速地分散于滤棒的空隙中，相比于直通型降温滤棒，高温烟气在该降温滤棒中的相对行程大幅延长，从而获得的降温效果更好。弹性颗粒和粘合剂具有较低的熔点和极低的热熔指数，高温烟气与颗粒充分接触换热实现降温。由于颗粒具有极低的热融指数，高温烟气与颗粒接触后，颗粒形态变化很小，滤棒内部仍然维持原状结构。技术研发人员：曹建国,夏建峰,杨占平,苏凯,张丽,缪建军,窦峰,杨广美受保护的技术使用者：南通醋酸纤维有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12