[发明专利]易燃耐烧碳质热源及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种易燃耐烧碳质热源及其制备方法和用途。本发明的易燃耐烧碳质热源包含易燃碳、难燃碳和粘结剂，其中，所述难燃碳包含石墨，所述粘结剂包含糯米胶，基于所述易燃耐烧碳质热源的总重量，所述易燃碳、难燃碳和粘结剂的含量分别为40‑75重量％、10‑45重量％和3‑15重量％。本发明的易燃耐烧碳质热源的制备方法包括：将所述易燃碳、难燃碳和粘结剂以所述含量比例混合；将所得混合物挤压成型；以及将所得的成型材料进行干燥。本发明的易燃耐烧碳质热源可用于加热不燃烧烟制品，满足抽吸的多种要求。

技术领域

本发明属于成型碳质燃料领域，更具体地，本发明通常涉及一种易燃耐烧碳质热源及其制备方法和用途。

背景技术

新型烟草制品将是烟草行业的第三次重大变革，目前新型烟草制品可以主要分为三大类：电子烟、加热烟草产品和无烟气烟草制品。加热烟草产品的基本原理是不需要燃烧，只是通过加热烟丝而烘烤出烟草中的尼古丁和香味物质，从而满足吸烟者的需求。加热烟草产品主要有两种类型的产品：电加热产品和燃料加热产品，相比较而言，电加热技术发展比较成熟，相应的产品在国外烟草市场实现商品化也比较早，占据市场主导地位。燃料加热产品目前尚处于发展阶段，所用的燃料有固态、液态和气态这三种，以固态燃料居多。固态燃料主要是含碳材料，在炭加热卷烟的头部有一小段炭棒，点燃碳棒以后，炭棒燃烧产生的热量传递给后面的烟草，烟草受热以后释放出烟气。

与电加热不燃烧烟相比，碳加热不燃烧烟的外形和使用方式更接近传统卷烟，且不需要充电和复杂的辅助设备。雷诺公司最先开始研究碳棒加热烟草产品，在1988年，雷诺公司开发了世界上首款碳加热型烟草制品Premier，随后陆续推出了Eclipse、revo等产品；菲莫公司和日本烟草紧随其后陆续开发碳加热不燃烧烟制品；但是迄今为止并未有成熟的产品在市场上大规模销售。碳棒作为碳加热不燃烧的热源，其燃烧特性对消费者的抽吸体检具有关键作用。在已有的专利报道中，碳棒主要由各种碳质原料、粘结剂、助燃剂以及其他辅助添加剂经过混配、挤压成型。

如中国专利号CN103619198B中所述的用于发烟制品的可燃热源，其包括碳和至少一种点火助剂，点火助剂选自由金属硝酸盐、氯酸盐、过氧化物、铝热材料、金属间材料、镁、锆及其组合所组成的组，所采用的粘结剂包括一种或多种有机粘结剂，所述有机粘结剂选自由黏胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟基丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、小麦粉、淀粉、糖、菜油及其组合所组成的组；一种或多种无机粘结剂，所述无机粘结剂选自由粘土、硅酸铝衍生物、碱激发硅酸铝、碱性硅酸盐、石灰石衍生物、碱土金属化合物、以及铝化合物所组成的组；如中国专利号CN87101955A中所述的制备吸烟制品的碳质燃料的方法和由此制成的产品，其采用高温热解纤维素材料如阔叶硬纸料、牛皮纸或者木材、烟叶、椰子等得到的固体产物作为碳源，采用的粘结剂为SCMC、树胶，CMC、淀粉、藻酸盐和聚乙烯醇进行混合，然后挤压干燥而成。

然而，在实际的使用过程中，碳棒可能存在如下问题：1)碳棒的着火性能需要改善，有的碳棒的碳源含碳量虽高、热值也高，但是着火性能不好，难以如传统烟草制品那样迅速点燃；2)碳棒的持火和耐烧时间需要增强，有的碳棒选择的碳源虽然易燃，但是燃烧速率快，抽吸时间短；3)碳棒的添加剂中存在一些有害物质，有的碳棒选择硝酸盐、氯酸盐、锰酸盐甚至一些具有催化作用的有毒有害过渡金属化合物作为添加剂，这些物质在碳棒燃烧过程中可能挥发或者释放出来，进入人体肺部器官，造成危害；4)对碳棒的碳源选择和组成方法无明确要求，有的碳棒采用单种碳源，无法同时满足易点火和耐烧的要求；有的碳棒的碳源来源广泛，并未考虑到碳源的调配，没有具体给出选择的指标和方法，只要是含碳的粉体材料均可；5)有的碳棒的成型粘结剂采用化工原料如聚乙烯醇等，没有考虑这些粘结剂的人体健康危害；以及6)碳加热不燃烧烟支出烟性能需要改善，碳棒点燃后不能迅速红热，使得抽吸初期的烟量过小，消费者体验感较差。

综合上述分析，研制一种点火性能好、持火时间长、抽吸出烟快的环保型碳质热源或者碳棒燃料对发展碳加热不燃烧烟制品具有重要意义。

发明内容