CN109619686A - 棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件及其制备方法 - Google Patents
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-
- A24F47/008—
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
本发明属于冷却元件技术领域，具体的涉及一种棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件及其制备方法。本发明所述的冷却元件是带有一定孔隙的柱体结构，具有立体网络状的通气路径的棒状多孔结构。本发明相对于传统电子烟气生成物的冷却元件，可实现更大孔隙率，质量更小，更加节省原材料，一般可节省15‑20％的原材料用量；可实现更大的比表面积；具有更加曲折的烟气路径；可有效简化涂覆过程的工艺流程；棒状多孔结构加工过程简单，同时简化了冷却元件的加工制造过程；具有更大烟气和冷却元件的接触效果，实现更好的降温效果和除去有害物质的效果。
Description
技术领域
本发明属于冷却元件技术领域，具体的涉及一种棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件及其制备方法。
背景技术
电子烟气生成物作为一种新型的香烟形式(一般含有烟草的基材)被广泛研究和应用，其目的是减少由传统卷烟中的烟草的燃烧热量和热降解而产生的已知的有害烟雾成分。传统卷烟使烟草燃烧并生成释放挥发性化合物(烟气)的温度，燃烧的烟草中的温度可能会达到800℃以上，高温蒸发烟气中的大部分水分；传统电子香烟虽然燃烧温度低，但是由于烟气中水分含量较高，所以使用者感知的烟气温度可能比传统的香烟更高。
专利号201711346822.5，具有气溶胶冷却元件的气溶胶生成物品中介绍了一种新型的产品，一种气溶胶生成物品包括按照条棒的形式组装的多个元件。所述多个元件包括气溶胶形成基材以及位于所述气溶胶形成基材的下游的气溶胶冷却元件，可以有效的解决这一问题，同时具有更低的有害烟雾成分。
该气溶胶冷却元件是由片材加工的，且所述片材必须经过起褶、起皱、聚拢或折叠等处理以形成通道而实现。实际生产加工过程中，存在如下几个问题：
(1)所述片材或薄膜均需要相对复杂的加工过程，如常见的吹塑，流延，压延，拉伸等。
(2)所述片材或薄膜均需要进一步加工处理，才能作为溶胶冷却元件使用。
(3)所述片材或薄膜进行功能化，如：实现更低的有害烟雾成分，必须进行在线涂覆或二次涂覆，实现时比较困难，能耗较高。
(4)所述片材或薄膜具有相对较低的比表面积。
(5)所述片材或薄膜对烟气的温度降低效果有限。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件。该冷却元件具有节约原材料，比表面积大，易于涂覆功能层，降温效果明显，且加工过程简单的优点；本发明同时提供了其制备方法。
本发明所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，是带有一定孔隙的柱体结构，具有立体网络状的通气路径的棒状多孔结构。
冷却元件的功能性材料是吸水材料(对烟气进行干燥)、减低烟气有害烟雾成分的材料、增加烟气中香气的材料或增加医疗或者保健效果的材料中的一种或几种的组合。
冷却元件的功能性材料不局限于以上几种。
所述棒状多孔结构，其孔隙由开孔的空穴形成。
所述空穴，是使烟气通过冷却元件时具有更加曲折的网络状的烟气路径。
棒状多孔结构的孔隙率符合以下范围：10％＜孔隙率＜99％。
作为一个优选的技术方案，棒状多孔结构的孔隙率符合以下范围：60％＜孔隙率＜90％。
所述棒状多孔结构，术语“孔隙”主要是指能够形成通路的开孔的空隙。
所述棒状多孔结构，具有一定的孔隙率。术语“孔隙率”是指在相同体积的棒状结构中其孔隙结构的体积的大小。等价的，对于相同材质的材料，孔隙率与棒状多孔结构的密度成反比，即孔隙率越大时，棒状多孔结构的密度越小。
孔隙率的测算方法如下：
(1)
(2)
孔隙率是保证冷却元件有效通气效果的基础参数，孔隙率太小会导致气阻太大，进而烟气不能顺利的通过冷却元件进入使用者口中。孔隙率优选为＞10％，进一步优选为＞60％。
孔隙率也是影响材料比表面积的基础参数，孔隙率过大会导致材料用量太少，而无法保证与烟气的接触效果，进而无法实现烟气的降温效果和除去有害物质的效果。孔隙率优选为＜99％，进一步优选为＜90％。
所述棒状多孔结构，其孔隙由开孔的空穴形成，所述空穴，是使烟气通过冷却元件时具有更加曲折的网络状的烟气路径，进而加大烟气和冷却元件的接触效果，实现更好的降温效果和除去有害物质的效果。
所述棒状多孔结构，具有更大的比表面积。与片状材料制成的冷却元件的相同材料进行对比，棒状多孔结构制成的冷却元件和片状材料制成的冷却元件在孔隙率相同时，棒状多孔结构可通过空穴细度进一步扩大比表面积。
公知的，受与片状材料厚度的限制，片状材料制成的冷却元件其比表面积受到孔隙率的限制，孔隙率越大时比表面积越小，所以为了满足一定的比表面积，片状材料制成的冷却元件不能有过高的孔隙率，然而棒状多孔结构制成的冷却元件，可实现具有更大孔隙率的同时，仍然具有很好的比表面积，在与片状材料制成的冷却元件相同的材料下，从而实现质量更小，更加节省原材料。
所述的棒状多孔结构的材料，是有机材料、无机材料或无机金属材料中的一种或几种材料的复合。
有机材料是聚酯、聚乳酸，聚乙烯，聚丙烯或可降解材料中的一种。
为更好的降温和除去烟气的有害物质，可以在冷却元件材料的表面进行涂覆处理，棒状多孔结构在涂覆处理时，可通过浸渍法然后直接晾干即可，避免了复杂的在线涂覆或二次涂覆过程。
冷却元件的制备方法是熔融挤出发泡成孔法、熔融挤出溶解成孔法或烧结成孔法中的一种。
熔融挤出发泡成孔法具体是：在挤出机的熔融段加入二氧化碳超流体，熔融混合，模头挤出棒状结构，同时，二氧化碳由于压力降低而溢出，发泡成孔。
熔融挤出溶解成孔法具体是：将主材料中添加一种溶质进行融合混合，模头挤出棒状结构，形成互穿网状结构，然后浸入溶剂槽，选择一种溶剂对主材料不溶解但是可以溶解溶质，溶质溶解后成孔。
烧结成孔法具体是：在烧结的过程中加入成孔剂制备冷却元件。
本发明所述的冷却元件的主要功能是：其一，通过烟气与冷却元件的有效接触，冷却元件可有效降低烟气温度的同时，去除通过冷却元件所抽吸的烟气的一部分水蒸汽含量，进而进一步降低烟气的感知温度。其二，一部分酚类化合物可能会被从烟气去除。
所述棒状多孔结构的使用方法，可根据使用要求调节尺寸和形状。加工成型的棒状多孔结构，可根据使用要求进行切割成一定的长度，即可作为冷却元件使用，简化了片状材料在加工冷却元件时的复杂的加工过程。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明相对于传统电子烟气生成物的冷却元件，可实现更大孔隙率，质量更小，更加节省原材料，一般可节省15-20％的原材料用量。
(2)本发明相对于传统电子烟气生成物的冷却元件，可实现更大的比表面积。
(3)本发明相对于传统电子烟气生成物的冷却元件，具有更加曲折的烟气路径。
(4)本发明相对于传统电子烟气生成物的冷却元件，可有效简化涂覆过程的工艺流程。
(5)本发明相对于传统电子烟气生成物的冷却元件，棒状多孔结构加工过程简单，同时简化了冷却元件的加工制造过程。
(6)本发明相对于传统电子烟气生成物的冷却元件，具有更大烟气和冷却元件的接触效果，实现更好的降温效果和除去有害物质的效果。
附图说明
图1是棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，是带有一定孔隙的柱体结构，具有立体网络状的通气路径的棒状多孔结构。
冷却元件的功能性材料是吸水材料和减低烟气有害烟雾成分的材料的组合。
棒状多孔结构的孔隙率为89％。
棒状多孔结构的材料是有机材料聚酯材料。
本实施例1所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件的制备方法，采用熔融挤出发泡成孔法制备，具体是在挤出机的熔融段加入二氧化碳超流体，熔融混合，模头挤出棒状结构，同时，二氧化碳由于压力降低而溢出，发泡成孔。
实施例2
实施例2所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，是带有一定孔隙的柱体结构，具有立体网络状的通气路径的棒状多孔结构。
冷却元件的功能性材料是吸水材料和增加医疗或者保健效果的材料的组合。
棒状多孔结构的孔隙率为85％。
棒状多孔结构的材料，是有机材料可降解材料。
实施例2所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件的制备方法，采用熔融挤出溶解成孔制备，具体是将主材料中添加一种溶质进行融合混合，模头挤出棒状结构，形成互穿网状结构，然后浸入溶剂槽，选择一种溶剂对主材料不溶解但是可以溶解溶质，溶质溶解后成孔。
实施例3
实施例3所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，是带有一定孔隙的柱体结构，具有立体网络状的通气路径的棒状多孔结构。
冷却元件的功能性材料是吸水材料和减低烟气有害烟雾成分的材料的组合。
棒状多孔结构的孔隙率是80％。
棒状多孔结构的材料，是采用聚乳酸材料。
本实施例3所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件的制备方法，具体是采用是烧结成孔法，具体是在烧结的过程中加入成孔剂进行烧结即可。
对实施例1-3制备的冷却元件进行性能检测，主要是测试其对卷烟中主流酚类物质的影响。通过HPLC-荧光进行对卷烟中主流酚类物质的定量测量。
| 酚类物质 | 绿原酸/％ | 芸香苷/％ | 莨宕灵/％ | 7-羟-6-甲氧基香豆素/％ |
| 卷烟 | 47 | 39 | 8 | 6 |
卷烟中主流酚类物质的含量如下表1所述。
表1酚类物质含量表
表2实施例1-3冷却元件对卷烟中酚类物质的降解率
通过抽吸模式下执行多次电子烟气的生成过程：进行15次抽吸，对于主流烟气温度的测量，每种样品重复测量5次。
表3实施例1-3冷却元件对卷烟中主流烟气
| 指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
| 第1次抽吸 | 35 | 38 | 36 | 55 |
| 第2次抽吸 | 38 | 40 | 38 | 60 |
| 第3次抽吸 | 39 | 40 | 40 | 61 |
| 第4次抽吸 | 42 | 41 | 43 | 63 |
| 第5次抽吸 | 41 | 40 | 42 | 60 |
| 第6次抽吸 | 40 | 40 | 41 | 58 |
| 第7次抽吸 | 38 | 38 | 39 | 57 |
| 第8次抽吸 | 38 | 37 | 37 | 55 |
| 第9次抽吸 | 35 | 36 | 37 | 53 |
| 第10次抽吸 | 32 | 34 | 35 | 50 |
| 第11次抽吸 | 30 | 33 | 32 | 48 |
| 第12次抽吸 | 30 | 30 | 31 | 47 |
| 第13次抽吸 | 29 | 28 | 29 | 45 |
| 第14次抽吸 | 29 | 27 | 27 | 44 |
| 第15次抽吸 | 27 | 25 | 26 | 43 |
Claims (9)
1.一种棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，其特征在于：冷却元件是带有一定孔隙的柱体结构，具有立体网络状的通气路径的棒状多孔结构。
2.根据权利要求1所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，其特征在于：冷却元件的功能性材料是吸水材料、减低烟气有害烟雾成分的材料、增加烟气中香气的材料或增加医疗或者保健效果的材料中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，其特征在于：棒状多孔结构的孔隙率符合以下范围：10％＜孔隙率＜99％。
4.根据权利要求3所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，其特征在于：棒状多孔结构的孔隙率符合以下范围：60％＜孔隙率＜90％。
5.根据权利要求1所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件，其特征在于：棒状多孔结构的材料，是有机材料、无机材料或无机金属材料中的一种或几种材料的复合；有机材料是聚酯、聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯或可降解材料中的一种。
6.一种权利要求1所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件的制备方法，其特征在于：冷却元件的制备方法是熔融挤出发泡成孔法、熔融挤出溶解成孔法或烧结成孔法中的一种。
7.根据权利要求6所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件的制备方法，其特征在于：熔融挤出发泡成孔法具体是：在挤出机的熔融段加入二氧化碳超流体，熔融混合，模头挤出棒状结构，同时，二氧化碳由于压力降低而溢出，发泡成孔。
8.根据权利要求6所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件的制备方法，其特征在于：熔融挤出溶解成孔法具体是：将主材料中添加一种溶质进行融合混合，模头挤出棒状结构，形成互穿网状结构，然后浸入溶剂槽，选择一种溶剂对主材料不溶解但是可以溶解溶质，溶质溶解后成孔。
9.根据权利要求6所述的棒状多孔的电子烟气生成物的冷却元件的制备方法，其特征在于：烧结成孔法具体是：在烧结的过程中加入成孔剂制备冷却元件。
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