阅读说明：本技术 一种气溶胶生成结构、制备方法及应用 (Aerosol generating structure, preparation method and application ) 是由 陈昀 杨占平 苏凯 张丽 窦峰 曹智祥 沈晶晶 丁佳柱 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：一种气溶胶生成结构,包括气溶胶雾化单元和烟气降温单元；所述烟气降温单元中的降温结构包括具有相变功能的滤棒,滤棒中包含可供卷烟烟气通过的间隙。所述具有相变功能的滤棒是由无纺材料制成。滤棒包括无纺材料及包裹材料；无纺材料经过折叠后形成圆柱状,包裹材料包裹在外从而形成圆柱结构的滤棒。所述无纺材料是能降低卷烟烟气温度、对卷烟烟气中有效成分吸附率低的无纺材料。本发明可用于加热不燃烧卷烟中。本发明具有降低卷烟烟气温度、并对卷烟烟气中有效成分具有较低吸附率的功能。通过调整无纺材料含量和厚度,可方便地控制滤棒的吸阻,在减少对卷烟烟气的吸附过滤条件下,同时能快速、大幅降低卷烟烟气的温度,且不对烟气带来杂气。(An aerosol generating structure comprising an aerosol atomizing unit and a flue gas cooling unit; the cooling structure in the smoke cooling unit comprises a filter stick with a phase change function, and the filter stick comprises a gap through which cigarette smoke can pass. The filter stick with the phase change function is made of non-woven materials. The filter stick comprises a non-woven material and a wrapping material; the non-woven material is folded to form a cylinder shape, and the wrapping material wraps the outside to form the filter stick with a cylinder structure. The non-woven material can reduce the temperature of cigarette smoke and has low adsorption rate to effective components in the cigarette smoke. The invention can be used for heating non-combustible cigarettes. The invention has the functions of reducing the temperature of the cigarette smoke and having lower adsorption rate to the effective components in the cigarette smoke. By adjusting the content and the thickness of the non-woven material, the suction resistance of the filter stick can be conveniently controlled, the temperature of the cigarette smoke can be quickly and greatly reduced under the condition of reducing the adsorption and filtration of the cigarette smoke, and the smoke is not polluted.)

一种气溶胶生成结构、制备方法及应用

技术领域

本发明属于烟草技术领域，涉及烟气处理，尤其是降低卷烟烟气温度的结构。

背景技术

随着全球控烟环境的日趋严峻及消费者对健康的日益关注，研发一种全面、大幅地降低烟草有害成分释放量的新型烟草制品逐渐成为世界各国烟草行业的发展重点。加热不燃烧卷烟是利用特殊热源对烟丝进行加热(500℃以下甚至更低)、烟丝只加热而不燃烧的新型烟草制品。研究表明，烟草烟气有害成分释放量与加热、燃烧温度密切相关，降低加热或燃烧温度可显著降低烟气有害成分释放量。加热非燃烧型烟草制品由菲利普莫里斯生产公司(简称菲莫)、R.J.雷诺兹烟草公司(简称雷诺)等大型国际烟草公司最早开发研制，尤其是针对加热不燃烧型卷烟烟支进行了专利申请。菲莫烟草公司申请的中国专利包括CN96194107.3、CN201190000997.0、CN201280018570.2、CN201280026033.2、CN201280054623.6、CN201280048973.1、CN201280054563.8、CN201180016009.6、CN101778578A、CN103889254A等；雷诺烟草公司申请的中国专利CN201180031721.3、CN200780045783.3等都公开了加热不燃烧型卷烟的烟支技术。在国内，云南中烟、浙江中烟等烟草公司也针对加热不燃烧型卷烟进行了相关的专利申请，例如CN201710643438、CN201520442651、CN201710393624、CN201710391934.6。然而，迄今为止，菲莫烟草公司推出的前两款商品化电加热型不燃烧卷烟产品(Accord、HeatBar)和市场上其他产品，依然存在很多问题，其中尤其核心的问题在于电加热型不燃烧卷烟的抽吸感受较差，具体体现为烟气温度高、烟气抽吸均一性差等问题，这在一定程度上限制了其市场推广。目前国内外关于加热不燃烧型卷烟的研究主要集中于卷烟装置、烟支设计、烟纸、加热方式和加热器类型等，而对于烟支中降温段材料使用混合无纺材料还未见相关文献和专利报道。

发明内容

针对前述技术需求以及现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种降低烟草制品烟气温度的技术，提供一种快速降低卷烟烟气温度，低吸阻，低过滤的结构，尤其是滤棒结构、其制备方法以及应用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种气溶胶生成结构，包括气溶胶雾化单元和烟气降温单元；所述烟气降温单元中的降温结构包括具有相变功能的滤棒，所述滤棒中包含可供卷烟烟气通过的间隙。

进一步，所述具有相变功能的滤棒是由无纺材料制成。

可选地，所述可供卷烟烟气通过的间隙是立体的、贯通的，非线性的间隙。

可选地，所述滤棒包括无纺材料及包裹材料；无纺材料经过折叠后形成圆柱状，包裹材料包裹在外从而形成圆柱结构的滤棒。

可选地，所述无纺材料是能降低卷烟烟气温度、对卷烟烟气中有效成分吸附率低的无纺材料。

可选地，所述无纺材料片状具有绒毛，绒毛和绒毛之间相互接触形成三维结构；无纺材料内部纤维和纤维之间具有孔隙。

可选地，所述无纺材料，其厚度为0.8mm以下。

可选地，所述无纺材料为单一纤维或多组分纤维混合而成；其中至少一种是具有相变功能的纤维；所述纤维包括二醋酸纤维素纤维，所述具有相变功能的纤维包括PLA纤维，PE纤维，聚酯纤维、聚酰胺纤维和含有相变材料的基础纤维。其中PLA纤维、PE纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维在一定的温度区间内均具有相变功能。

可选地，所述滤棒的圆周为18mm～28mm。

可选地，所述滤棒的空隙率为20％～90％。

可选地，所述纤维横截面形状包括Y型、圆型、X型或随机形状。

可选地，所述纤维具有1旦～40旦的线密度。

可选地，所述纤维具有15mm～80mm的长度。

所述的含有相变材料的基础纤维，具有以潜热的形式吸收储存和释放热量的功能，其在温度变化中，可以固态、液态互相转化，从而达到吸热、放热的效果。相变即表现为气、固、液三态的变化以及结晶、晶型转烃、晶体熔融等物理过程，伴随着分子聚集态结构的变化，在此过程中温度不发生变化但伴随热量的释放或吸收，因而具有调解温度的作用。“含有相变材料的基础纤维”属于“具有相变功能的纤维”之中的一部分，具有相变功能的纤维还包括可以利用熔融纺丝法制备的PLA纤维、PE纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维等。

所述的含有相变材料的基础纤维是通过复合纺丝法、中空纤维填充法、微胶囊涂层法纺丝技术将相变材料与普通纤维有机结合制得的纤维。具体的制备方法与以下文献所记载的内容相同：马君志，李昌垒.“黏胶基储能调温纤维的开发及应用”[J],针织原料，2012(12)：22-23)。

“具有相变功能的纤维”包括含有相变材料的基础纤维及利用熔融纺丝法制备的相应纤维。

可选地，按照质量百分数计，所包含的相变材料的质量为所述含有相变材料的基础纤维的15％～70％。

可选地，所述的相变材料是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质，包括无机相变材料和有机相变材料。

可选地，所述的无机相变材料包括MgCl₂·6H₂O、CaCl₂·6H₂O、Na₂SO₄·10H₂O、Na₂HPO₄·12H₂O等。

可选地，所述的有机相变材料包括有机酸酯类、多元醇类、高级烷烃类和有机酯类等。

可选地，所述的有机相变材料包括石蜡烃、聚乙二醇、硬脂酸-硬脂醇酯、三羟甲基乙烷和新戊二醇等。

可选地，所述普通纤维包括棉、涤棉、羊毛、丙纶、晴纶、纤维素纤维、聚酯纤维、聚胺酯纤维和聚乳酸纤维等。

可选地，所述包裹材料为克重20g～40g，厚度为0.08mm～0.12mm滤棒成型纸。

可选地，所述的气溶胶生成结构，还包括位于所述气溶胶雾化单元与烟气降温单元之间并与其衔接的空管部分。

可选地，所述的气溶胶生成结构还包括与烟气降温单元衔接的滤嘴部分；所述滤嘴部分位于所述烟气降温单元的下游；所述“下游”是按照烟气流动方向所确定的空间方位，指在吸烟时更靠近吸烟者的嘴的相对位置。

可选地，所述的滤棒为醋酸纤维滤棒；所述的空管部分为醋酸纤维中空嘴棒。

上述的气溶胶生成结构在卷烟以及加热不燃烧卷烟中的应用。

以上任一所述的气溶胶生成结构的制备方法，将所述烟气降温单元切割定长后与其它组成部分相互进行结合。

进一步，所述烟气降温单元中具有具有相变功能的滤棒的制备方法，包括：复合非织造材料抽提，复合非织造材料气流平整，复合非织造材料对辊夹持输送，复合非织造材料螺纹对辊牵伸，增塑剂、降温剂施加，复合非织造材料回缩整理，复合非织造材料高压喷嘴输送，成型纸包裹复合醋酸纤维非织造材料，刀具分切复合非织造材料滤棒至定长。

相比于含有醋酸纤维丝束滤棒的参考气溶胶生成制品，本发明含有烟气降温功能单元的气溶胶生成制品具有良好的降温效果。

本发明提供一种含有烟气降温功能单元的气溶胶生成制品，该制品包括由多个单元，并按照条棒复合成型的形式组装成条棒而构成。所述的单元包括气溶胶雾化单元以及在复合成型制品内位于所述气溶胶雾化单元下游的降低烟气温度的单元。所述“下游”是按照烟气流动方向所确定的空间方位，指在吸烟时更靠近吸烟者的嘴的相对位置。

在某些应用中，所述烟气降温单元由无纺材料集聚组成，该无纺材料由单一纤维或多组分纤维混合而成，其中至少一种是具有相变功能的纤维。当烟气溶胶通过该降温单元时，具有相变的功能性纤维产生相变吸热，由于降温单元内部材料具有三维排列结构，便于热能的横向传导，从而达到更好的降温效果。同时集聚的无纺材料保持原有形状，保证烟气具有流畅的通道。由于可以通过调整无纺材料厚度以及纤维线密度、长度，方便地控制滤棒的吸阻，在减少对卷烟烟气的吸附过滤前提下，同时能大幅降低卷烟烟气的温度，并且不对烟气带来任何杂气，增强了卷烟消费者的体验感。

附图说明

图1为本发明一种两段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品结构实施例示意图。

图2为本发明一种三段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品结构实施例示意图。

图3为本发明一种四段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品结构实施例示意图。

图4为现有技术中四段式气溶胶生成制品结构示意图(含有醋酸纤维素丝束参考样品)。

具体实施方式

本发明涉及的是一种可快速降低卷烟烟气温度的气溶胶生成制品以及相关方法。

一种气溶胶生成制品，由多个单元按照条棒复合成型的形式组装成条棒。所述的多个单元包括气溶胶雾化单元以及位于所述气溶胶雾化单元下游的降低烟气温度的单元。通过烟气降温单元的气溶胶被冷却降温。本发明降温单元的主体是由无纺材料聚集组成的结构，滤棒的空隙体积是无纺材料所占空间之后所剩余的自由空间，是除纤维以外的自由空间，包括封闭式空隙和贯通式通道。由无纺材料滤棒组成的降温单元与传统醋酸纤维滤棒相比，在相同的测量条件下和相同吸阻条件下，烟气气溶胶经过无纺材料滤棒温度至少要比醋酸纤维滤棒降低2℃以上。

气溶胶具有较高的温度(大于100℃)。通过抽吸，经过无纺材料滤棒或降温单元入口。无纺材料滤棒包括至少一个贯通的非线性通道，烟气通过后，达到降温效果。非线性通道可以相互交错或相互贯通，形成一个立体网状通道，使气溶胶顺利通过，同时不产生高的吸阻或“封闭压降”。产生贯通的通道有多种方式，本发明所提供的方式，即通过纤维与纤维间的物理缠结，能够提供具有比较高的孔隙率，同时又有较强的机械强度和硬度，满足后续加工及应用要求。

降温一般通过对流，传导和辐射来实现。由于加热不燃烧卷烟烟气温度较低，热交换主要通过对流将烟气的热量转给降温段，降温段通过传导的方式将热量转移到散热段的外表面，从而达到散热的目的。传统醋酸纤维滤棒，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。本发明的无纺材料具有三维排列，且纤维具有相变功能，便于热能被吸收，因此具有更好的降温效果。

具有相变材料的功能性纤维可以有效的降低烟气温度。相变材料是指小分子或高分子材料在一定的温度区间内有相变功能，其中包括结晶材料的熔化。晶体的熔化一般伴随着吸热现象。小分子相变材料包括石蜡等。高分子相变材料包括聚乙烯、PLA、PEG、HPMC/PEG共混物。加热不燃烧烟使用时，烟草加热的温度一般在200到400℃，释放烟碱，产生与传统烟相比较少的有害物质。因此降温段要不减少或少量地减少烟碱的过滤。

本文所用术语“封闭压降”是指当样品在稳定条件下在出口端的体积流量为17.5mL/s的情况下被空气流穿过时，与当样品被完全封闭在测量装置中以便空气无法通过包装时，样品两端之间的静压差。本文中已依据2007年6月发布的CORESTA(“烟草科学研究合作中心”)推荐方法41对封闭压降进行测量。较高的封闭压降说明吸烟者必须用较大的力来抽吸吸烟装置。

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

以下百分数(％)，除非另有说明，均为质量百分数。

实施例1

如图1，本发明一种两段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品10，包括两个单元：气溶胶雾化单元20、烟气降温单元30。这两个单元被依序同轴采用条棒复合成型机用卷烟纸50组装成条棒11。所述的气溶胶雾化单元20位于条棒的最远端13；烟气降温单元30处于气溶胶雾化单元的下游，条棒11具有嘴端12。

当被成型机复合组装时，条棒11具有大致45毫米的长度，外径大约7.2毫米，内径大约6.9毫米。

气溶胶雾化单元20包括丝状或褶皱化的烟草材料，由卷烟设备卷制，被包裹在过滤纸(未标出)中形成柱棒。所述的烟草材料包括添加剂，所述添加剂包括气溶胶形成的添加剂甘油、丙二醇。

烟气冷却单元30处于气溶胶雾化单元的下游，是一种含有相变纤维无纺材料的条棒，由成型纸31包裹。该多孔条棒具有大致33mm的长度，外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。在该实施例中，烟气降温单元由成型纸包覆的无纺材料集聚成圆柱状结构。本实施例复合醋酸纤维非织造材料克重约为280g/m²，厚度为0.543mm。其中，醋酸纤维细度为8旦，含有降温剂的粘胶纤维细度为6旦。所述粘胶纤维(由30％重量的石蜡相变胶囊和粘胶基础纤维组成，购自上海里奥纤维企业发展有限公司)质量配比35％，所述醋酸纤维的质量配比为65％。所述醋酸纤维的横截面为Y型，平均长度为38mm；所述粘胶纤维横截面为圆形，平均长度为38mm。

将醋酸纤维和粘胶纤维按设定的上述配比进行开松混合，然后在棉型梳理机上进行预梳理，梳理的基本参数设置：给棉罗拉的速度为0.42r/min；刺辊的速度为575.2r/min；锡林的速度为557.00r/min；道夫的速度为7.61r/min；出网速度为4.12r/min；然后将纤维网在经过GSA-500梳理机进行固网前的再一次梳理，基本参数设置：喂入2.05HZ,道夫13.10HZ,锡林20.22HZ.采用交叉铺网的方式，进入针刺机进行预针刺，然后经过水刺系统，水刺时第一道水压控制在5MPa，第二道水刺水压为6.5MPa，生产速度为8m/min；将经过水刺的混合非织造材料进行烘燥，然后进行热轧整理，热轧的温度在160℃，即得本发明所述的不燃烧卷烟用复合醋酸纤维非织造材料。

再将非织造材料在纸质滤棒成型机上以1：4的开松比进行开松，随后再调整回缩比为0.7。随后用克重为20g、厚度0.08mm的成型纸包裹滤棒，切割成120mm等长的小段。

该无纺材料滤棒具有79％的百分比空隙率和96mmH2O(120mm长度)封闭吸阻。

按照国家标准GB/T19609-2004规定的卷烟抽吸模型进行模拟吸烟，采用加拿大深度抽吸模式(HCI)。考察了烟气降温单元对各口抽吸的主流气溶胶温度的影响，并与含有醋酸纤维素丝束的参考气溶胶生成制品进行了研究比较(见图4)。热电偶温度探头位于过滤嘴40中心距离嘴端5mm处。测试结果见表1。

表1 主流气溶胶温度测试结果

实施例2

如图1，本发明一种两段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品10，包括两个单元：气溶胶雾化单元20、烟气降温单元30。这两个单元被依序同轴采用条棒复合成型机用卷烟纸50组装成条棒11。所述的气溶胶雾化单元20位于条棒的最远端13；烟气降温单元30处于气溶胶雾化单元的下游，条棒11具有嘴端12。当被成型机复合组装时，条棒11具有大致45毫米的长度，外径大约7.2毫米，内径大约6.9毫米。

气溶胶雾化单元20包括丝状或褶皱化的烟草材料，由卷烟设备卷制，被包裹在过滤纸(未标出)中形成柱棒。所述的烟草材料包括添加剂，所述添加剂包括气溶胶形成的添加剂甘油、丙二醇。

烟气冷却单元30处于气溶胶雾化单元的下游，是一种含有相变纤维无纺材料的条棒，由成型纸31包裹。该多孔条棒具有大致33mm的长度，外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。在该实施例中，烟气降温单元由成型纸包覆的无纺材料集聚成圆柱状结构。本实施例复合醋酸纤维非织造材料克重约为274g/m²，厚度为0.512mm。其中，醋酸纤维细度为8旦，含有降温剂的粘胶纤维细度为6旦。所述粘胶纤维(由30％重量的石蜡相变胶囊和粘胶基础纤维组成，购自上海里奥纤维企业发展有限公司)的质量配比15％，所述醋酸纤维的质量配比为85％。所述醋酸纤维的横截面为Y型，平均长度为38mm；所述粘胶纤维横截面为圆形，平均长度为38mm。

将醋酸纤维和粘胶纤维按设定的上述配比进行开松混合，然后在棉型梳理机上进行预梳理，梳理的基本参数设置：给棉罗拉的速度为0.41r/min；刺辊的速度为574.8r/min；锡林的速度为559.00r/min；道夫的速度为7.6r/min；出网速度为4.15r/min；然后将纤维网在经过GSA-500梳理机进行固网前的再一次梳理，基本参数设置：喂入2.05HZ,道夫13.10HZ,锡林20.20HZ.采用交叉铺网的方式，进入针刺机进行预针刺，然后经过水刺系统，水刺时第一道水压控制在5MPa，第二道水刺水压为6.5MPa，生产速度为8m/min；将经过水刺的混合非织造材料进行烘燥，然后进行热轧整理，热轧的温度在160℃，即得本发明所述的不燃烧卷烟用复合醋酸纤维非织造材料。

再将非织造材料在纸质滤棒成型机上以1:4的开松比进行开松，随后再调整回缩比为0.7。随后用克重为20g、厚度0.08mm的成型纸包裹滤棒，切割成120mm等长的小段。

该无纺材料滤棒具有82％的百分比空隙率和94mmH2O(120mm长度)封闭吸阻。

按照国家标准GB/T19609-2004规定的卷烟抽吸模型进行模拟吸烟，采用加拿大深度抽吸模式(HCI)。考察了烟气降温单元对各口抽吸的主流气溶胶温度的影响，并与含有醋酸纤维素丝束的参考气溶胶生成制品进行了研究比较(见图4)。热电偶温度探头位于过滤嘴40中心距离嘴端5mm处。测试结果见表2。

表2 主流气溶胶温度测试结果

实施例3

如图2所示，本发明一种三段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品10，包括三个单元：气溶胶雾化单元20、烟气降温单元30以及过滤嘴40。所述的气溶胶雾化单元20位于条棒的最远端13；烟气降温单元30处于气溶胶雾化单元下游；过滤嘴40处于烟气降温单元的下游，条棒11具有嘴端12。这三个单元被依序同轴用卷烟纸50紧紧地包裹组装成条棒11。当被复合组装时，条棒11具有大致45毫米的长度，外径大约7.2毫米，内径大约6.9毫米。

气溶胶雾化单元20包括丝状或褶皱化的烟草材料，由卷烟设备卷制，被包裹在过滤纸(未标出)中形成柱棒。所述的烟草材料包括添加剂，所述添加剂包括气溶胶形成的添加剂甘油、丙二醇。

烟气冷却单元30紧接气溶胶雾化单元20的下游，是一种含有相变纤维无纺材料的条棒，由成型纸31包裹。该多孔条棒具有大致25mm的长度，外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。在该实施例中，烟气降温单元由成型纸包覆的无纺材料集聚成圆柱状结构。本实施例复合聚乳酸纤维非织造材料克重约为245g/m²，厚度为0.455mm。其中，。所述聚乳酸纤维的质量配比50％，所述含有降温剂的粘胶纤维(由30％重量的石蜡相变胶囊和粘胶基础纤维组成，购自上海里奥纤维企业发展有限公司)的质量配比为50％。所述聚乳酸纤维横截面为圆形，平均长度为38mm，所述粘胶纤维横截面为圆形，平均长度为38mm。聚乳酸纤维细度为1.56旦，粘胶纤维细度为6旦。

将聚乳酸纤维和粘胶纤维按上述的配比进行开松混合，然后在棉型梳理机上进行预梳理，梳理的基本参数设置：给棉罗拉的速度为0.4r/min；刺辊的速度为570.66r/min；锡林的速度为550.00r/min；道夫的速度为7.5r/min；出网速度为4.12r/min；然后将纤维网在经过GSA-500梳理机进行固网前的再一次梳理，基本参数设置：喂入2.04HZ,道夫12.98HZ，锡林20.15HZ.采用交叉铺网的方式，进入针刺机进行预针刺，然后经过水刺系统，水刺时第一道水压控制在5MPa，第二道水刺水压为6.5MPa，生产速度为10m/min；将经过水刺的混合非织造材料进行烘燥，然后进行热轧整理，热轧的温度在160℃，即得本发明所述的不燃烧卷烟用聚乳酸纤维非织造材料。

再将非织造材料在纸质滤棒成型机上以1:4的开松比进行开松，随后再调整回缩比为0.7。随后用克重为20g、厚度0.08mm的成型纸包裹滤棒，切割成120mm等长的小段。

该条棒烟气降温单元封闭压降为94mmH₂O，空隙率为80％。

过滤嘴40采用的是传统的醋酸纤维素丝束条棒，长度8mm，条棒外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。

如图2中所示的气溶胶生成制品，在气溶胶雾化单元侧部，***加热元件，加热气溶胶雾化单元中的烟草材料，使挥发性化合物从烟草材料上释放。消费者在气溶胶生成制品10的嘴端12上进行抽吸，这些挥发性化合物经过冷凝雾化形成气溶胶，其被通过条棒11传送到消费者的嘴里。所述的气溶胶被抽吸通过烟气降温单元30进行热量的交换，气溶胶的温度被降低。

按照国家标准GB/T19609-2004规定的卷烟抽吸模型进行模拟吸烟，采用加拿大深度抽吸模式(HCI)。考察了烟气降温单元对各口抽吸的主流气溶胶温度的影响，并与含有醋酸纤维素丝束的参考气溶胶生成制品进行了研究比较(见图4)。热电偶温度探头位于过滤嘴40中心距离嘴端5mm处。测试结果见表3。

表3 主流气溶胶温度测试结果

实施例4

如图2所示，本发明一种三段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品10，包括三个单元：气溶胶雾化单元20、烟气降温单元30以及过滤嘴40。所述的气溶胶雾化单元20位于条棒的最远端13；烟气降温单元30处于气溶胶雾化单元下游；过滤嘴40处于烟气降温单元的下游，条棒11具有嘴端12。这三个单元被依序同轴用卷烟纸50紧紧地包裹组装成条棒11。当被复合组装时，条棒11具有大致45毫米的长度，外径大约7.2毫米，内径大约6.9毫米。

气溶胶雾化单元20包括丝状或褶皱化的烟草材料，由卷烟设备卷制，被包裹在过滤纸(未标出)中形成柱棒。所述的烟草材料包括添加剂，所述添加剂包括气溶胶形成的添加剂甘油、丙二醇。

烟气冷却单元30紧接气溶胶雾化单元20的下游，是一种含有相变纤维无纺材料的条棒，由成型纸31包裹。该多孔条棒具有大致25mm的长度，外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。在该实施例中，烟气降温单元由成型纸包覆的无纺材料集聚成圆柱状结构。本实施例非织造材料克重约为280g/m²，厚度为0.47mm。其中，所述粘胶纤维(由30％重量的石蜡相变胶囊和粘胶基础纤维组成，购自上海里奥纤维企业发展有限公司)的质量配比为100％，纤维横截面为圆形，平均长度为38mm，纤维细度为10旦。

将粘胶纤维进行开松混合，然后在棉型梳理机上进行预梳理，梳理的基本参数设置：给棉罗拉的速度为0.45r/min；刺辊的速度为580r/min；锡林的速度为560.00r/min；道夫的速度为7.72r/min；出网速度为4.02r/min；然后将纤维网在经过GSA-500梳理机进行固网前的再一次梳理，基本参数设置：喂入2.01HZ,道夫13.0HZ,锡林20.12HZ.采用交叉铺网的方式，进入针刺机进行预针刺，然后经过水刺系统，水刺时第一道水压控制在5MPa，第二道水刺水压为6.5MPa，生产速度为8m/min；将经过水刺的混合非织造材料进行烘燥，然后进行热轧整理，热轧的温度在170℃，即得本发明所述的不燃烧卷烟用粘胶含有相变材料的基础纤维非织造材料。

再将非织造材料在纸质滤棒成型机上以1：4的开松比进行开松，随后再调整回缩比为0.7。随后用克重为20g、厚度0.08mm的成型纸包裹滤棒，切割成120mm等长的小段。

该条棒烟气降温单元封闭压降为112mmH₂O，空隙率为78％。

过滤嘴40采用的是传统的醋酸纤维素丝束条棒，长度8mm，条棒外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。

如图2中所示的气溶胶生成制品，在气溶胶雾化单元侧部，***加热元件，加热气溶胶雾化单元中的烟草材料，使挥发性化合物从烟草材料上释放。消费者在气溶胶生成制品10的嘴端12上进行抽吸，这些挥发性化合物经过冷凝雾化形成气溶胶，其被通过条棒11传送到消费者的嘴里。所述的气溶胶被抽吸通过烟气降温单元30进行热量的交换，气溶胶的温度被降低。

按照国家标准GB/T19609-2004规定的卷烟抽吸模型进行模拟吸烟，采用加拿大深度抽吸模式(HCI)。考察了烟气降温单元对各口抽吸的主流气溶胶温度的影响，并与含有醋酸纤维素丝束的参考气溶胶生成制品进行了研究比较(见图4)。热电偶温度探头位于过滤嘴40中心距离嘴端5mm处。测试结果见表4。

表4 主流气溶胶温度测试结果

实施例5

如图3所示，一种四段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品10，包括四个单元：气溶胶雾化单元20、中空醋酸纤维素管60、烟气降温单元30以及过滤嘴40。这四个单元被依序同轴用卷烟纸50紧紧包裹组装成条棒11。所述的气溶胶雾化单元20位于条棒的最远端13；中空醋酸纤维素管60处于气溶胶雾化单元的下游；烟气降温单元30处于中空醋酸纤维素管下游；过滤嘴40处于烟气降温单元的下游，条棒11具有嘴端12。当被卷烟机复合组装时，条棒11具有大致45毫米的长度，外径大约7.2毫米，内径大约6.9毫米。气溶胶雾化单元20包括丝状或褶皱化的烟草材料，由卷烟设备卷制，被包裹在过滤纸(未标出)中形成柱棒。所述的烟草材料包括添加剂，所述添加剂包括气溶胶形成的添加剂甘油、丙二醇。中空醋酸纤维管60紧接气溶胶雾化单元的下游，由醋酸纤维素制备而成。气溶胶首先在中空段进行混合、缓冲降温。

烟气降温单元30处于中空管60的下游，是一种含有相变纤维无纺材料的条棒。在该实施例中，烟气降温单元30具有大致18mm的长度，外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。在该实施例中，烟气降温单元由成型纸包覆的无纺材料集聚成圆柱状结构。本实施例复合聚乳酸纤维非织造材料克重约为245g/m²，厚度为0.46mm。其中，所述聚乳酸纤维的质量配比50％，所述含有降温剂的晴纶纤维(由40％重量的石蜡相变胶囊和粘胶基础纤维组成，购自上海里奥纤维企业发展有限公司)质量配比为50％。所述聚乳酸纤维横截面为圆形，平均长度为38mm，所述腈纶纤维横截面为圆形，平均长度为38mm。聚乳酸纤维细度为1.56旦，晴纶纤维细度为15旦。

将聚乳酸纤维和晴纶纤维按上述的配比进行开松混合，然后在棉型梳理机上进行预梳理，梳理的基本参数设置：给棉罗拉的速度为0.45r/min；刺辊的速度为580.07r/min；锡林的速度为560.00r/min；道夫的速度为7.8r/min；出网速度为3.92r/min；然后将纤维网在经过GSA-500梳理机进行固网前的再一次梳理，基本参数设置：喂入2.05HZ,道夫13.08HZ,锡林20.24HZ.采用交叉铺网的方式，进入针刺机进行预针刺，然后经过水刺系统，水刺时第一道水压控制在5MPa，第二道水刺水压为6.5MPa，生产速度为8m/min；将经过水刺的混合非织造材料进行烘燥，然后进行热轧整理，热轧的温度在170℃，即得本发明所述的不燃烧卷烟用复合聚乳酸纤维非织造材料。

再将非织造材料在纸质滤棒成型机上以1：4的开松比进行开松，随后再调整回缩比为0.71。随后用克重为20g、厚度0.08mm的成型纸包裹滤棒，切割成120mm等长的小段。

该条棒烟气降温单元封闭压降为100mmH₂O，空隙率为79％。

过滤嘴40采用的是传统的醋酸纤维素丝束条棒，长度8mm，条棒外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。

中空管60是由醋酸纤维素制成的。长度7mm，中空管外径7.12mm，内径为3.5mm。

如图3中所示的气溶胶生成制品，在气溶胶雾化单元侧部，***加热元件，加热气溶胶雾化单元中的烟草材料，使挥发性化合物从烟草材料上释放。消费者在气溶胶生成制品10的嘴端12上进行抽吸，这些挥发性化合物经过冷凝雾化形成气溶胶，其被通过条棒11传送到消费者的嘴里。所述的气溶胶被抽吸通过烟气降温单元30进行热量的交换，气溶胶的温度被降低。

按照国家标准GB/T19609-2004规定的卷烟抽吸模型进行模拟吸烟，采用加拿大深度抽吸模式(HCI)。考察了烟气降温单元对各口抽吸的主流气溶胶温度的影响，并与含有醋酸纤维素丝束的参考气溶胶生成制品进行了研究比较(见图4)。热电偶温度探头位于过滤嘴40中心距离嘴端5mm处。测试结果见表5。

表5 主流气溶胶温度测试结果

实施例6

如图3所示，一种四段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品10，包括四个单元：气溶胶雾化单元20、中空醋酸纤维素管60、烟气降温单元30以及过滤嘴40。这四个单元被依序同轴用卷烟纸50紧紧包裹组装成条棒11。所述的气溶胶雾化单元20位于条棒的最远端13；中空醋酸纤维素管60处于气溶胶雾化单元的下游；烟气降温单元30处于中空醋酸纤维素管下游；过滤嘴40处于烟气降温单元的下游，条棒11具有嘴端12。当被卷烟机复合组装时，条棒11具有大致45毫米的长度，外径大约7.2毫米，内径大约6.9毫米。气溶胶雾化单元20包括丝状或褶皱化的烟草材料，由卷烟设备卷制，被包裹在过滤纸(未标出)中形成柱棒。所述的烟草材料包括添加剂，所述添加剂包括气溶胶形成的添加剂甘油、丙二醇。中空醋酸纤维管60紧接气溶胶雾化单元的下游，由醋酸纤维素制备而成。气溶胶首先在中空段进行混合、缓冲降温。

烟气降温单元30处于中空管60的下游，是一种含有相变纤维无纺材料的条棒。在该实施例中，烟气降温单元30具有大致18mm的长度，外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。在该实施例中，烟气降温单元由成型纸包覆的无纺材料集聚成圆柱状结构。本实施例复合醋酸纤维非织造材料克重约为268g/m²，厚度为0.47mm。所述醋酸纤维的质量配比为50％，所述含有降温剂的粘胶纤维(由30％重量的石蜡相变胶囊和粘胶基础纤维组成，购自上海里奥纤维企业发展有限公司)的质量配比35％，聚乳酸纤维的质量配比15％。其中，醋酸纤维细度为8旦，，粘胶纤维细度为6旦，聚乳酸纤维细度为1.56旦。所述醋酸纤维的横截面为Y型，平均长度为38mm；所述聚乳酸纤维横截面为圆形，平均长度为38mm，所述粘胶含有相变材料的基础纤维横截面为圆形，平均长度为38mm。

将醋酸纤维素纤维、聚乳酸纤维和粘胶纤维按上述的配比进行开松混合，然后在棉型梳理机上进行预梳理，梳理的基本参数设置：给棉罗拉的速度为0.44r/min；刺辊的速度为588r/min；锡林的速度为575.00r/min；道夫的速度为7.8r/min；出网速度为4r/min；然后将纤维网在经过GSA-500梳理机进行固网前的再一次梳理，基本参数设置：喂入2HZ,道夫14HZ,锡林20HZ.采用交叉铺网的方式，进入针刺机进行预针刺，然后经过水刺系统，水刺时第一道水压控制在5MPa，第二道水刺水压为6.5MPa，生产速度为8m/min；将经过水刺的混合非织造材料进行烘燥，然后进行热轧整理，热轧的温度在165℃，即得本发明所述的不燃烧卷烟用复合醋酸纤维非织造材料。

再将非织造材料在纸质滤棒成型机上以1:4的开松比进行开松，随后再调整回缩比为0.7。随后用克重为20g、厚度0.08mm的成型纸包裹滤棒，切割成120mm等长的小段。

该条棒烟气降温单元封闭压降为98mmH₂O，空隙率为75％。

过滤嘴40采用的是传统的醋酸纤维素丝束条棒，长度8mm，条棒外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。

中空管60是由醋酸纤维素制成的。长度7mm，中空管外径7.12mm，内径为3.5mm。

如图3中所示的气溶胶生成制品，在气溶胶雾化单元侧部，***加热元件，加热气溶胶雾化单元中的烟草材料，使挥发性化合物从烟草材料上释放。消费者在气溶胶生成制品10的嘴端12上进行抽吸，这些挥发性化合物经过冷凝雾化形成气溶胶，其被通过条棒11传送到消费者的嘴里。所述的气溶胶被抽吸通过烟气降温单元30进行热量的交换，气溶胶的温度被降低。

按照国家标准GB/T19609-2004规定的卷烟抽吸模型进行模拟吸烟，采用加拿大深度抽吸模式(HCI)。考察了烟气降温单元对各口抽吸的主流气溶胶温度的影响，并与含有醋酸纤维素丝束的参考气溶胶生成制品进行了研究比较(见图4)。热电偶温度探头位于过滤嘴40中心距离嘴端5mm处。测试结果见表6。

表6 主流气溶胶温度测试结果

实施例7

如图1，本发明一种两段式具有降低烟气温度单元的气溶胶生成制品10，包括两个单元：气溶胶雾化单元20、烟气降温单元30。这两个单元被依序同轴采用条棒复合成型机用卷烟纸50组装成条棒11。所述的气溶胶雾化单元20位于条棒的最远端13；烟气降温单元30处于气溶胶雾化单元的下游，条棒11具有嘴端12。当被成型机复合组装时，条棒11具有大致45毫米的长度，外径大约7.2毫米，内径大约6.9毫米。

气溶胶雾化单元20包括丝状或褶皱化的烟草材料，由卷烟设备卷制，被包裹在过滤纸(未标出)中形成柱棒。所述的烟草材料包括添加剂，所述添加剂包括气溶胶形成的添加剂甘油、丙二醇。

烟气冷却单元30处于气溶胶雾化单元的下游，是一种含有相变纤维无纺材料的条棒，由成型纸31包裹。该多孔条棒具有大致33mm的长度，外径大约7.2mm，内径大约6.9mm。在该实施例中，烟气降温单元由成型纸包覆的无纺材料集聚成圆柱状结构。本实施例复合醋酸纤维非织造材料克重约为75g/m²，厚度为0.522mm。其中，醋酸纤维细度为3旦，PLA纤维细度为1.56旦。所述PLA纤维质量配比50％，所述醋酸纤维的质量配比为50％。所述醋酸纤维的横截面为Y型，平均长度为38mm；所述PLA纤维横截面为圆形，平均长度为38mm。

将醋酸纤维和粘胶纤维按设定的上述配比进行开松混合，然后在棉型梳理机上进行预梳理，梳理的基本参数设置：给棉罗拉的速度为0.4r/min；刺辊的速度为578.5r/min；锡林的速度为558.00r/min；道夫的速度为7.60r/min；出网速度为4.15r/min；然后将纤维网在经过GSA-500梳理机进行固网前的再一次梳理，基本参数设置：喂入2.08HZ,道夫13.20HZ,锡林20.20HZ.采用交叉铺网的方式，进入针刺机进行预针刺，然后经过水刺系统，水刺时第一道水压控制在5MPa，第二道水刺水压为6.5MPa，生产速度为8m/min；将经过水刺的混合非织造材料进行烘燥，然后进行热轧整理，热轧的温度在170℃，即得本发明所述的不燃烧卷烟用复合醋酸纤维非织造材料。

再将非织造材料在纸质滤棒成型机上以1:4的开松比进行开松，随后再调整回缩比为0.7。随后用克重为20g、厚度0.08mm的成型纸包裹滤棒，切割成120mm等长的小段。

该无纺材料滤棒具有82％的百分比空隙率和96mmH2O(120mm长度)封闭吸阻。

按照国家标准GB/T19609-2004规定的卷烟抽吸模型进行模拟吸烟，采用加拿大深度抽吸模式(HCI)。考察了烟气降温单元对各口抽吸的主流气溶胶温度的影响，并与含有醋酸纤维素丝束的参考气溶胶生成制品进行了研究比较(见图4)。热电偶温度探头位于过滤嘴40中心距离嘴端5mm处。测试结果见表7。

表7 主流气溶胶温度测试结果

如图4所示，现有技术中四段式气溶胶生成制品10(参考样品)，包括四个单元：气溶胶雾化单元20、中空醋酸纤维素管60、高单旦醋酸纤维素滤棒72以及过滤嘴40。所述的气溶胶雾化单元20位于条棒的最远端13；中空醋酸纤维素管60处于气溶胶雾化单元下游；高单旦醋酸纤维素滤棒72处于中空醋酸纤维素管60下游；过滤嘴40处于高单旦醋酸纤维素滤棒72的下游，条棒11的嘴端12。这四个单元被依序同轴用卷烟纸50紧紧地包裹组装成条棒11。

可见，本发明一种含有能降低新型加热不燃烧卷烟烟气温度的气溶胶生成结构，该结构是由烟丝段和无纺材料集聚组成的滤棒降温段组成。所述滤棒降温段中包含可供卷烟烟气通过的间隙。降温段由表面具有绒毛的无纺布折叠而制成。绒毛和绒毛之间相互接触，所述可供卷烟烟气通过的间隙是立体的、非线性的间隙。所述滤棒包括具有相变功能的无纺材料及包裹材料。所述无纺材料为单一纤维或多组分纤维混合而成，其中至少一种是具有相变功能的纤维。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，所做出的不脱离本发明范畴的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。