[发明专利]非燃烧型低温卷烟用相变控温式燃料组件及其热塑性制备方法

说明书

本发明涉及一种非燃烧型低温卷烟用相变控温式燃料组件及其热塑性制备方法，在嵌套的内表面与燃料元件外表面之间形成环状腔体的自由空间内，利用电气石的热电效应和自发电极的静电场效应及吸附效应，对CO进行吸附和氧化催化。本发明提出利用热塑性粉体结合碳质原料和嵌套粉体的熔体挤出成型方法，即通过热塑性结合剂对碳质原料、嵌套基体原料和相变蓄热粉进行预塑化混合，及复合组模熔体连续挤出和风冷固结、热解碳化的方法制备燃料组件，以热塑性材料急冷固结的快速成型方法，来克服水基膏体挤压成型干燥缓慢和结构变形问题，提高燃料组件的制造效率。

技术领域

本发明涉及新型烟草技术领域，具体涉及非燃烧型低温卷烟用碳质热源，特别涉及一种相变控温式碳质燃料组件及其制备方法。

背景技术

近年来，新型烟草制品呈现快速发展态势，其原因：一方面由于传统烟草制品的消费人口比率在逐年下降；另一方面由于世界范围内的禁烟力度不断加大，为履行《烟草控制框架公约》中“防止接触烟草烟雾”的规定，许多国家制订和实施了严格的公共场所吸烟禁令。在此背景下，新型烟草制品既能较好地适应公共场所禁烟令，又能在一定程度上满足烟草消费者的个人爱好，故市场需求增速显现。

所谓新型烟草制品的主要特征是，不需要燃烧烟草，显著减少因高温热裂解产生的有害烟气成分；很少产生侧流烟气，可消除二手烟气对公共环境产生的影响，缓解吸烟和禁烟的矛盾；能在一定程度上满足消费者对吸烟的所需体验。

新型烟草制品主要包括低温卷烟、无烟气烟草制品和电子烟。其中，低温卷烟外观与传统卷烟极相似，在500℃以下只加热不燃烧烟草，而将烟草香味和满足感传递给消费者，基本没有侧流烟气。

传统卷烟主要是由烟草、添加剂、卷烟纸和滤嘴等构成。抽吸过程即伴随着卷烟两种燃烧方式的进行：吸燃和阴燃，前者产生主流烟气，后者产生侧流烟气。通常卷烟燃吸时，燃烧区内温度范围约为700～950℃，加热速度可高达500℃/秒。在这样的高温条件下燃烧，烟草的化学成分发生一系列复杂变化，并向外扩散形成烟气，这些含有许多不同类型化学物质的烟气，包括气相和颗粒相两部分，形成所谓烟气的气溶胶。

有研究表明，烟气中的化合物随卷烟燃烧温度而变化，当温度上升到300℃时，烟草中的挥发类和较低沸点的物质开始形成烟气；当上升到450℃时，烟草中的纤维质开始焦化；上升到400～600℃时，烟草生成一系列的正烷烃与烯烃；约700℃时生成萘，硝酸盐还原和甘氨酸热裂形成氰化氢；高于700℃时，氨基酸、肽、生物碱经高温合成反应而形成乙腈；高于800℃时生成多环芳烃；上升到850℃时，含硫氨基酸热分解产生氧硫化碳。总之，当卷烟被点燃直至温度上升到约900℃时，烟草中2500多种化合物开始产生一系列的热解和化学反应，形成大量的新化合物，这些新化合物有些是有害物质。另一方面，烟气中的有害成分CO也是燃烧的主要产物，其约30％由烟草组分热裂解产生，约36％由烟草燃烧产生，至少有23％是CO₂经C还原而成，且燃烧温度越高，CO生成越多。由此可以看出，烟气中各种化学物质的生成与烟草燃烧温度密不可分，卷烟的危害性指数则随着烟草燃烧温度的升高而提高。因此，不直接燃烧烟草，自然成为降低烟气有害物质产生的重要措施。

通过加热而不燃烧烟草，来避免烟气有害物质产生的吸烟制品，过去三十年来一直在发展中。其中，在原理和结构上比较接近目前的非燃烧型低温卷烟制品，在以下中国专利和美国专利中有描述：

雷诺兹烟草公司的中国专利CN 85106876(吸烟制品，1985)，公开了一种吸烟制品，它包括碳素燃料元件，烟雾形成基质的烟雾发生机构，使燃料元件和基质接触的热传导构件，围住一部份燃料的弹性纤维绝热外套，和使燃料元件和烟雾发生机构接触的金属箔热传导构件。