一种加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物和降温滤嘴及制备方法
阅读说明：本技术 一种加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物和降温滤嘴及制备方法 (Filler for heating non-combustion cigarette filter, cooling filter and preparation method ) 是由 胡少东 郝辉 顾亮 李国政 朱琦 陈泽少 孟祥士 于 2021-01-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物和降温滤嘴及制备方法,填充物包括纤维管,纤维管上设有多个凹槽,凹槽自纤维管的表面朝向纤维管的中心轴的方向延伸；纤维管上具有凹槽的区域的外径为0.6-1.6mm,内径为0.3-1.2mm,纤维管上不具有凹槽的区域的外径为1-2mm,内径为0.5-1.5mm；加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物为聚左旋乳酸、聚右旋乳酸、聚乙醇酸、聚对二氧环己酮和聚己内酯中的至少一种。本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物可通过纤维管的内径的改变,增加烟气通过时气流的扰动,并增加烟气与纤维管的壁表面的接触面积,从而提升降温效果。(The invention discloses a filler for a heating non-combustion cigarette filter and a cooling filter and a preparation method thereof, wherein the filler comprises a fiber tube, a plurality of grooves are arranged on the fiber tube, and the grooves extend from the surface of the fiber tube towards the direction of the central axis of the fiber tube; the outer diameter of the area with the groove on the fiber tube is 0.6-1.6mm, the inner diameter is 0.3-1.2mm, the outer diameter of the area without the groove on the fiber tube is 1-2mm, and the inner diameter is 0.5-1.5 mm; the filler for the cigarette filter which is not burnt by heating is at least one of poly-L-lactic acid, poly-D-lactic acid, polyglycolic acid, polydioxanone and polycaprolactone. The filler for the cigarette filter capable of being heated without burning can increase the disturbance of airflow when smoke passes through by changing the inner diameter of the fiber tube, and increase the contact area between the smoke and the wall surface of the fiber tube, thereby improving the cooling effect.)
技术领域
本发明涉及卷烟制造领域，更具体地，涉及一种加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物和降温滤嘴及制备方法。
背景技术
加热不燃烧卷烟的烟气温度远小于传统卷烟，烟气中的有害物质也大大降低，但其降温段也较短，导致烟气的温度仍然远高于口腔能够忍耐的温度。降温滤嘴可将烟气的温度大大降低至口腔感觉舒适的程度，这对于加热不燃烧卷烟的口感具有重要的影响。
现有的加热不燃烧卷烟的降温技术主要为采用特殊的材料制作降温滤嘴，上述材料包括聚乳酸薄膜和聚乳酸纤维编织束等类型。但是，现有的降温滤嘴存在降温效果有限的问题。
因此，如何提供一种可有效提升降温效果的滤嘴材料成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种有效提升降温效果的吸阻的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物。
该加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物包括纤维管，所述纤维管上设有多个凹槽，所述凹槽自所述纤维管的表面朝向所述纤维管的中心轴的方向延伸；
所述纤维管上具有所述凹槽的区域的外径为0.6mm-1.6mm，所述纤维管上具有所述凹槽的区域的内径为0.3mm-1.2mm，所述纤维管上不具有所述凹槽的区域的外径为1mm-2mm，所述纤维管上不具有所述凹槽的区域的内径为0.5mm-1.5mm；
所述加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物为聚左旋乳酸、聚右旋乳酸、聚乙醇酸、聚对二氧环己酮和聚己内酯中的至少一种。
可选的，所述凹槽的宽度为3mm-10mm。
可选的，所述凹槽为环形凹槽。
可选的，所述凹槽的最低点处的切平面与所述纤维管的中心轴相平行。
可选的，所述加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物的特性黏数大于或等于1.0dl/g。
根据本发明的第二方面，提供了一种加热不燃烧卷烟降温滤嘴。
该加热不燃烧卷烟降温滤嘴包括成形纸和本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物；其中，
所述成形纸包裹所述纤维管集束形成的纤维束。
可选的，所述纤维束的直径为0.5cm-2cm，长度为1cm-3cm。
根据本发明的第三方面，提供了一种本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴的制备方法。
该加热不燃烧卷烟降温滤嘴的制备方法包括如下步骤：
(1)对原材料进行纺丝处理，得到纤维管；
(2)对纤维管进行集束处理，得到纤维束；
(3)对纤维束进行热处理，得到填充芯；
(4)采用成形纸包裹填充芯，即获得加热不燃烧卷烟降温滤嘴。
可选的，所述步骤(3)中的热处理条件如下：
温度为50℃-180℃，时间为0.5h-24h。
可选的，所述步骤(4)具体如下：
(4-1)采用成形纸包裹填充芯，得到预成形滤嘴；
(4-2)对预成形滤嘴进行切割处理，即获得加热不燃烧卷烟降温滤嘴。
本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物包括具有凹槽的纤维管，可通过纤维管的内径的改变，增加烟气通过时气流的扰动，并增加烟气与纤维管的壁表面的接触面积，提高烟气与纤维管的热交换效率，从而提升降温效果。而且，结晶性高分子材料的应用可有效提高纤维管在高温烟气下熔融的吸热量，提升烟气的降温效率。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物实施例的结构示意图。
图2为本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴实施例的结构示意图。
图中标示如下：
纤维管-1，凹槽-10，纤维束-2，成形纸-3。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
如图1所示，本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物包括纤维管1。纤维管1上设有多个凹槽10。凹槽10自纤维管1的表面朝向纤维管1的中心轴的方向延伸。凹槽10可均匀分布在纤维管1上，或者凹槽10在纤维管1上呈不规则分布。
具体实施时，为了在提升降温效果的同时避免过于增大吸阻，凹槽10的密度可沿着远离近唇端的方向逐渐增大。
纤维管1上具有凹槽10的区域的外径为0.6mm-1.6mm，纤维管1上具有凹槽10的区域的内径为0.3mm-1.2mm。纤维管1上不具有凹槽10的区域的外径为1mm-2mm，纤维管1上不具有凹槽10的区域的内径为0.5mm-1.5mm。
加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物为聚左旋乳酸、聚右旋乳酸、聚乙醇酸、聚对二氧环己酮和聚己内酯中的至少一种。本领域技术人员可根据实际需求选择合适的材料。
本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物包括具有凹槽10的纤维管1，可通过纤维管1的内径的改变，增加烟气通过时气流的扰动，并增加烟气与纤维管1的壁表面的接触面积，提高烟气与纤维管1的热交换效率，从而提升降温效果。而且，结晶性高分子材料的应用可有效提高纤维管1在高温烟气下熔融的吸热量，提升烟气的降温效率。
在本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物的一种实施方式中，为了保证通气率，凹槽10的宽度为3mm-10mm。上述间距是指凹槽10的边缘上相距最远的两点之间的距离。
在本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物的一种实施方式中，为了提升降温效果，凹槽10为环形凹槽。
进一步的，为了保证通气率，凹槽10的最低点处的切平面与纤维管1的中心轴相平行。
在本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物的一种实施方式中，加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物的特性黏数大于或等于1.0dl/g。采用特性黏数高的材料，有利于避免降温材料在熔融后发粘堵塞烟气通道，导致吸烟阻力增加的问题。
如图2所示，本公开还提供了一种加热不燃烧卷烟降温滤嘴，包括成形纸3和本公开的加热不燃烧卷烟滤嘴用填充物。成形纸3包裹纤维管1集束形成的纤维束2。成形纸可先用本领域熟知的成形纸的类型，本公开对此不作进一步的限定。
本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴的纤维管1具有凹槽10，可通过纤维管1的内径的改变，增加烟气通过时气流的扰动，并增加烟气与纤维管1的壁表面的接触面积，提高烟气与纤维管1的热交换效率，从而提升降温效果。而且，结晶性高分子材料的应用可有效提高纤维束2在高温烟气下熔融的吸热量，提升烟气的降温效率。
在本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴的一种实施方式中，为了提高降温效率，保证通气率，纤维束2的直径为0.5cm-2cm，长度为1cm-3cm。
本公开还提供了一种本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)：对原材料进行纺丝处理，得到纤维管。
步骤(2)：对纤维管进行集束处理，得到纤维束。
步骤(3)：对纤维束进行热处理，得到填充芯。
步骤(4)：采用成形纸包裹填充芯，即获得加热不燃烧卷烟降温滤嘴。
本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴的制备方法对纤维束进行热处理，可有效提高材料的结晶度，使得纤维束可吸收更多的烟气热量。
本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴的制备方法简单且易于实现，可有效提升降温滤嘴的降温效果和降温效率。
在本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴的制备方法的一种实施方式中，步骤(3)中的热处理条件如下：
温度为50℃-180℃，时间为0.5h-24h。
根据上述热处理条件进行的热处理有利于进一步地提高材料的结晶度。
在本公开的加热不燃烧卷烟降温滤嘴的制备方法的一种实施方式中，为了更方便地获得可直接利用的滤嘴，步骤(4)具体如下：
步骤(4-1)：采用成形纸包裹填充芯，得到预成形滤嘴。
步骤(4-2)：对预成形滤嘴进行切割处理，即获得加热不燃烧卷烟降温滤嘴。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。
实施例1
(1)对特性黏数为3.5dl/g的聚左旋乳酸进行纺丝，得到纤维管，纤维管上相邻两凹槽之间的间距为3毫米，纤维管的外径为1毫米，内径为0.5毫米，环形凹槽的最低点处的外径为0.6毫米，内径为0.3毫米；
(2)将纤维管集束成为长度1厘米和直径0.5厘米的纤维束，并在120℃下处理0.5小时；
(3)纤维束经成形纸包裹，得到降温滤嘴。
采用本实施例中的降温滤嘴可使得烟气温度下降到40-65℃。
实施例2
(1)将特性黏数为1.0dl/g的聚乙醇酸进行纺丝，得到纤维管，纤维管上相邻两凹槽之间的间距10毫米，纤维管的外径为2毫米，内径为1.5毫米，环形凹槽的最低点处的外径为1.6毫米，内径为1.2毫米；
(2)将纤维管集束成为长度3厘米和直径2厘米的纤维束，并在180℃下处理24小时；
(3)纤维束经成形纸包裹，得到降温滤嘴。
采用本实施例中的降温滤嘴可使得烟气温度下降到55-65℃。
实施例3
(1)将特性黏数为2.4dl/g的聚右旋乳酸进行纺丝，得到纤维管，纤维管上相邻两凹槽之间的间距为6毫米，纤维管的外径为1.5毫米，内径为0.6毫米，环形凹槽的最低点处的外径为1.0毫米，内径为0.4毫米；
(2)将纤维管集束成为长度1.8厘米和直径1.2厘米的纤维束，并在135℃下处理12小时；
(3)纤维束经成形纸包裹，得到降温滤嘴。
采用本实施例中的降温滤嘴可使得烟气温度下降到52-55℃。
实施例4
(1)将特性黏数为1.8dl/g的聚对二氧环己酮进行纺丝，得到纤维管，纤维管上相邻两凹槽之间的间距为5毫米，纤维管的外径为1.8毫米，内径为1.0毫米，环形凹槽的最低点处的外径为1.2毫米，内径为0.6毫米；
(2)将纤维管集束成为长度1.2厘米和直径0.8厘米的纤维束，并在70℃下处理5小时；
(3)纤维束经成形纸包裹，得到降温滤嘴。
采用本实施例中的降温滤嘴可使得烟气温度下降到52-61℃。
实施例5
(1)将特性黏数为3.0dl/g的聚己内酯进行纺丝，得到纤维管，纤维管上相邻两凹槽之间的间距为0.8毫米，纤维管的外径为2毫米，内径为1.5毫米，环形凹槽的最低点处的外径为1.6毫米，内径为1.0毫米；
(2)将纤维管集束成为长度2厘米和直径0.6厘米的纤维束，并在50℃下处理18小时；
(3)纤维束经成形纸包裹，得到降温滤嘴。
采用本实施例中的降温滤嘴可使得烟气温度下降到45-50℃。
实施例6
(1)将特性黏数为3.0dl/g的聚左旋乳酸和聚右旋乳酸(质量比1:1)的混合物进行纺丝，得到纤维管，纤维管上相邻两凹槽之间的间距为10毫米，纤维管的外径为1毫米，内径为0.5毫米，环形凹槽的最低点处的外径为0.8毫米，内径为0.6毫米；
(2)将纤维管集束成为长度2.5厘米和直径1.5厘米的纤维束，并在180℃下处理6小时；
(3)纤维束经成形纸包裹，得到降温滤嘴。
采用本实施例中的降温滤嘴可使得烟气温度下降到40-45℃。
实施例7
(1)将特性黏数为2.5dl/g的聚对二氧环己酮和聚己内酯(质量比2:1)混合物进行纺丝，得到纤维管，纤维管上相邻两凹槽之间的间距为10毫米，纤维管的外径为2毫米，内径为1.5毫米，环形凹槽的最低点处的外径为1.6毫米，内径为1.2毫米；
(2)将纤维管集束成为长度1.8厘米和直径0.5厘米的纤维束，并在50℃下处理24小时；
(3)纤维束经成形纸包裹，得到降温滤嘴。
采用本实施例中的降温滤嘴可使得烟气温度下降到40-50℃。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
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