CN114304727A - 一种气凝胶型气溶胶发生基质的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种气凝胶型气溶胶发生基质的制备方法，其包括将羧甲基纤维素在水中搅拌溶解，加入烟草粉末，得到第一悬浊水溶液；向第一悬浊水溶液中滴加发烟剂组合物，然后加入葡萄糖酸内酯或海藻酸钠溶液，得到粘稠状混合物并注入气溶胶发生制品管体中，静置，得到凝胶状气溶胶发生基质；将凝胶状气溶胶发生基质冷冻干燥，得到位于管体中的气凝胶型气溶胶发生基质。本发明将烟草粉末制成气凝胶型气溶胶发生基质，由于存在凝胶的空间网状结构，使得气凝胶型气溶胶发生基质的孔隙率为40‑90％，轴向抽吸吸阻为5‑40Pa/mm。本发明既实现了单独的使用烟草粉末作为发烟材料，又保证了发烟芯材孔隙率和烟雾量。

Description

一种气凝胶型气溶胶发生基质的制备方法
技术领域
本发明涉及加热不燃烧卷烟技术领域，具体涉及一种气凝胶型气溶胶发生基质的制备方法。
背景技术
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。
现在技术中加热卷烟的发烟芯材通常为丝状、片状再造烟叶，或者颗粒状发烟颗粒。虽然有些研究者提到发烟芯材也可以使用粉末状的发烟材料，但是很少有研究者真正使用粉末状的发烟材料，原因在于，使用粉末状发烟材料必须要对发烟芯材段远离唇端一侧的端面进行封口，靠近唇端的一侧需要单独设置不能允许粉末通过的阻隔段，结构复杂、生产效率低、次品率高，且为了保证粉末状发烟材料洒落，气流通道的通气量少。另外更重要的是，粉末状发烟材料的堆积密度大，导致发烟芯材段自身通气量少。
为了解决以上问题，现有技术中并不会单独使用烟粉作为发烟材料，而是对其进行处理。例如，第一种，是利用造粒工艺将烟粉制成烟草颗粒。第二种是挤压成型的工艺，将烟粉制成具有一定气流通道的发烟芯材棒。但是以上方法中共存的一个问题还是烟粉之间堆积密度大，不透气。具体的也就是说，烟粉制成的烟草颗粒内部不透气，烟粉制成的发烟芯材棒主体内部不透气。
因此，单独使用烟粉作为发烟材料，还能保证发烟芯材孔隙率和烟雾量是人们所希望的。
为了解决以上问题，提出本发明。
发明内容
本发明将烟草粉末制成气凝胶型气溶胶发生基质，由于存在凝胶的空间网状结构，使得气凝胶型气溶胶发生基质的孔隙率为40-90％，轴向抽吸吸阻为 5-40Pa/mm。本发明既实现了单独的使用烟草粉末作为发烟材料，又保证了发烟芯材孔隙率和烟雾量。
本发明第一方面提供一种气凝胶型气溶胶发生基质的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将羧甲基纤维素在水中搅拌充分溶解，加入烟草粉末，充分搅拌使烟草粉末分散均匀形成烟草粉末与羧甲基纤维素的第一悬浊水溶液；
(2)向步骤(1)得到的第一悬浊水溶液中滴加发烟剂组合物，并搅拌混合均匀，得到第二悬浊水溶液；
(3)在搅拌条件下，向步骤(2)得到的第二悬浊水溶液中加入葡萄糖酸内酯或海藻酸钠溶液，继续搅拌，直至第二悬浊水溶液转为粘稠状混合物；
(4)将步骤(3)得到的粘稠状混合物注入气溶胶发生制品管体中，静置一定时间，得到凝胶状气溶胶发生基质；
(5)将步骤(4)得到的凝胶状气溶胶发生基质进行冷冻干燥，一定时间后得到位于管体中的气凝胶型气溶胶发生基质。
优选地，步骤(1)中，烟草粉末与羧甲基纤维素质量比为15:1-25:1，更优选的为20:1。
优选地，步骤(1)中，烟草粉末的粒径为50目-300目。
优选地，步骤(2)中，发烟剂组合物由丙二醇和丙三醇组成，丙二醇：丙三醇的质量比为1:1-1:5；发烟剂组合物与烟草粉末质量比为30％-50％,
优选地，步骤(3)中，葡萄糖酸内酯或海藻酸钠溶液的浓度为 1.5mol/L-2.5mol/L，更优选地为2mol/L。
优选地，步骤(4)中，静置时间为30min-90min。
优选地，步骤(5)中，在-80℃下进行冷冻干燥，冷冻干燥时间为0.5-1.5h。
优选地，所述气凝胶型气溶胶发生基质的孔隙率为40-90％。
优选地，所述气凝胶型气溶胶发生基质的轴向抽吸吸阻为5-40Pa/mm。
本发明第二方面提供本发明第一方面所述的制备方法制备得到的气凝胶型气溶胶发生基质。
本发明中气溶胶发生制品管体可以为纸管，高分子材料成型管等现有技术中一体灌装型气溶胶发生制品管体。
本发明中气溶胶发生制品管体内层可以再加入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；
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。
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。
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。
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。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明将烟草粉末制成气凝胶型气溶胶发生基质，由于存在凝胶的空间网状结构，使得气凝胶型气溶胶发生基质具有较高的孔隙率，既实现了单独的使用烟草粉末作为发烟材料，又保证了发烟芯材孔隙率和烟雾量。
2、具体的，本发明提供了气凝胶型气溶胶发生基质的制备方法，成功制备出孔隙率为40-90％，轴向抽吸吸阻为5-40Pa/mm的气凝胶型气溶胶发生基质。
附图说明
无。
具体实施方式
以下结合实施例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。
实施例1
本实施为一种气凝胶型气溶胶发生基质的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将羧甲基纤维素在水中搅拌充分溶解，加入烟草粉末，充分搅拌使烟草粉末分散均匀形成烟草粉末与羧甲基纤维素的第一悬浊水溶液；
(2)向步骤(1)得到的第一悬浊水溶液中滴加发烟剂组合物，并搅拌混合均匀，得到第二悬浊水溶液；
(3)在搅拌条件下，向步骤(2)得到的第二悬浊水溶液中加入葡萄糖酸内酯或海藻酸钠溶液，继续搅拌，直至第二悬浊水溶液转为粘稠状混合物；
(4)将步骤(3)得到的粘稠状混合物注入气溶胶发生制品管体中，静置一定时间，得到凝胶状气溶胶发生基质；
(5)将步骤(4)得到的凝胶状气溶胶发生基质在-80℃进行冷冻干燥，一定时间后得到位于管体中的气凝胶型气溶胶发生基质。
步骤(1)中，烟草粉末与羧甲基纤维素质量比为20:1。
步骤(1)中，烟草粉末的粒径为100目。
步骤(2)中，发烟剂组合物由丙二醇和丙三醇组成，丙二醇：丙三醇的质量比为1:2；发烟剂组合物与烟草粉末质量比为30％,
步骤(3)中，葡萄糖酸内酯或海藻酸钠溶液的浓度为2mol/L。
步骤(4)中，静置时间为60min。
步骤(5)中，在-80℃下进行冷冻干燥，冷冻干燥时间为0.5-h。
所述气凝胶型气溶胶发生基质的孔隙率为60％。
所述气凝胶型气溶胶发生基质的轴向抽吸吸阻为30Pa/mm。
气溶胶发生制品管体为纸管。

Claims (10)

1.一种气凝胶型气溶胶发生基质的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)将羧甲基纤维素在水中搅拌充分溶解，加入烟草粉末，充分搅拌使烟草粉末分散均匀形成烟草粉末与羧甲基纤维素的第一悬浊水溶液；
(2)向步骤(1)得到的第一悬浊水溶液中滴加发烟剂组合物，并搅拌混合均匀，得到第二悬浊水溶液；
(3)在搅拌条件下，向步骤(2)得到的第二悬浊水溶液中加入葡萄糖酸内酯或海藻酸钠溶液，继续搅拌，直至第二悬浊水溶液转为粘稠状混合物；
(4)将步骤(3)得到的粘稠状混合物注入气溶胶发生制品管体中，静置，得到凝胶状气溶胶发生基质；
(5)将步骤(4)得到的凝胶状气溶胶发生基质进行冷冻干燥，得到位于管体中的气凝胶型气溶胶发生基质。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，烟草粉末与羧甲基纤维素质量比为15:1-25:1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，烟草粉末的粒径为50目-300目。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，发烟剂组合物由丙二醇和丙三醇组成，丙二醇：丙三醇的质量比为1:1-1:5；发烟剂组合物与烟草粉末质量比为30％-50％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，葡萄糖酸内酯或海藻酸钠溶液的浓度为1.5mol/L-2.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，静置时间为30min-90min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，在-80℃下进行冷冻干燥，冷冻干燥时间为0.5-1.5h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气凝胶型气溶胶发生基质的孔隙率为40-90％。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气凝胶型气溶胶发生基质的轴向抽吸吸阻为5-40Pa/mm。
10.一种权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的气凝胶型气溶胶发生基质。
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