烟用湿度调节膜及其制备方法和具有该湿度调解膜的烟支

摘要

本发明公开一种烟用湿度调解膜及其制备方法和具有该湿度调解膜的烟支。所述烟用湿度调解膜包括干燥透气膜和设置在所述干燥透气膜一侧的疏水透气膜；其中，所述干燥透气膜朝向发烟基质并用于吸收所述发烟基质内部的水分；所述疏水透气膜设置在所述干燥透气膜的背离所述发烟基质的一侧并用于防止外界水分通过所述疏水透气膜进入所述发烟基质的内部。本发明能够防止烟支开包后在放置过程中吸湿受潮，且环保性好，安全性好。

说明书

技术领域

本发明属于加热不燃烧卷烟制品及新材料领域，具体涉及一种烟用湿度调解膜及其制备方法和具有该湿度调解膜的烟支。

背景技术

加热不燃烧卷烟由于发烟基质中添加的雾化剂含有丙三醇和丙二醇，且丙三醇和丙二醇极易吸收环境中的水分，因此容易导致烟丝受潮。与传统卷烟在60％湿度下24～48小时即可达到水分平衡的特点不同，成品加热不燃烧卷烟对水分的吸收速率远大于水分的释放速率，这种情况在前24小时内尤为明显，即使时间持续达96小时以上，该趋势仍然存在。现有市面的主流产品包装一般为单盒20支卷烟，消费者如果不能在开包后及时抽吸，那么放置时间越久，产品受潮就越严重。

卷烟的水分是影响其内在品质的重要指标，烟支水分过高时，会导致烟雾量降低，烟味平淡，烟草的香气和吃味无法充分释放；并且，烟弹在高温高湿条件下放置，短时间内可能会发生霉变。另外，由于加热不燃烧卷烟存在烟气温度较高的问题，过高的水分会进一步加剧温度的升高，因此极大的影响消费者的抽吸体验。

现有技术尝试从以下两个方面解决该问题：一是从发烟基质的微观结构着手，如使用不易吸湿的薄片，通过改进生产工艺改变其内部的表面张力和孔隙率，使雾化剂加入时能充分被吸收而不停留于表浅，改善表浅雾化剂吸收水分的状况；但是由于此种方法只是在一定程度上对薄片的内部微观孔道进行改进，并没有从本质上解决雾化剂的吸水问题，因此实际效果有限；二是在包装里使用能够减小湿度的嵌入物，虽然包装基材中加入的粉末吸湿材料在封闭系统下能够有效调节内环境的水分含量，但是在敞开系统中，却无法完全阻止水蒸汽经由薄片从外界吸入，尤其在烟支处于高湿的条件下，其干燥作用将大打折扣。

针对加热不燃烧卷烟开包后的干燥问题，既要在短时间内阻止外界水分经由发烟基质顶部被雾化剂吸入，又要保证透过卷烟纸进入的水蒸汽能够得到有效吸收，如何通过结构上的设计和材料的应用同时兼顾这两种需求，是目前解决此问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种烟用湿度调解膜及其制备方法和具有该湿度调解膜的烟支，其能够防止烟支开包后在放置过程中吸湿受潮。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种烟用湿度调解膜，包括干燥透气膜和设置在所述干燥透气膜一侧的疏水透气膜；其中，所述干燥透气膜朝向发烟基质并用于吸收所述发烟基质内部的水分；所述疏水透气膜设置在所述干燥透气膜的背离所述发烟基质的一侧并用于防止外界水分通过所述疏水透气膜进入所述发烟基质的内部。

在一个具体实施例中，所述干燥透气膜包括改性植物纤维膜。

在一个具体实施例中，所述改性植物纤维膜由以下质量分数的原料组成：植物纤维浆料30～60％、再生纤维素纤维25～50％、分子筛原粉5～20％、氯化钙3～8％。

在一个具体实施例中，所述改性植物纤维膜由以下质量分数的原料组成：所述植物纤维浆料40～55％、所述再生纤维素纤维30～45％、所述分子筛原粉10～15％、所述氯化钙4～7％。

在一个具体实施例中，所述植物纤维浆料包括针叶木浆、麻浆以及竹叶木浆中的一种或多种；所述再生纤维素纤维包括粘胶纤维、天丝纤维以及竹素纤维中的一种或多种；所述分子筛原粉中添加的阳离子包括钠离子和/或钾离子。

在一个具体实施例中，所述干燥透气膜的厚度为20～50微米。

在一个具体实施例中，所述疏水透气膜包括改性硅橡胶膜。

在一个具体实施例中，所述改性硅橡胶膜采用硅橡胶溶液和金属氧化物微粒粉末制成。

在一个具体实施例中，所述金属氧化物微粒粉末包括氧化锌微粒粉末、氧化镉微粒粉末、氧化银微粒粉末和/或氧化铜微粒粉末。

在一个具体实施例中，所述疏水透气膜的厚度为10～30微米。

一种烟用湿度调解膜的制备方法，获取所述干燥透气膜，在所述干燥透气膜的一侧设置所述疏水透气膜，从而形成所述烟用湿度调解膜。

在一个具体实施例中，获取所述改性植物纤维膜，在所述改性植物纤维膜的一侧表面上涂布所述硅橡胶溶液；获取所述金属氧化物微粒粉末，并将所述金属氧化物微粒粉末添加至所述硅橡胶溶液上，从而获取所述烟用湿度调解膜。

在一个具体实施例中，将一定质量的所述植物纤维浆料、所述再生纤维素纤维、所述分子筛原粉和所述氯化钙进行混合，搅拌使其充分分散；控制上浆量使得植物纤维膜保持在一定厚度，在一定温度下进行真空干燥，并对所述植物纤维膜和所述分子筛进行再生，恢复所述植物纤维和所述分子筛的吸湿能力，从而获取所述改性植物纤维薄膜。

一种烟支，包括烟丝段和滤嘴段；所述烟丝段包括用于产生烟气的所述发烟基质；所述烟丝段的远离所述滤嘴段的一端设置有所述烟用湿度调解膜；所述干燥透气膜朝向所述发烟基质并用于吸收所述发烟基质内部的水分；所述疏水透气膜设置在所述干燥透气膜的背离所述发烟基质的一侧并用于防止外界水分通过所述疏水透气膜进入所述发烟基质的内部；所述滤嘴段用于供所述烟气通过并流入使用者口中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的烟用湿度调解膜能够防止烟支开包后在放置过程中吸湿受潮，且环保性好，安全性好。

2、本发明的烟用湿度调解膜能够维持烟支在常温放置和/或高温加热环境下的水分吸收-释放平衡，从而保证烟支内环境干燥。

3、本发明的干燥透气膜包括改性植物纤维膜，不仅具有良好的干燥和透气功能，而且具有耐高温和环保可降解的优势，从而能够广泛应用于加热不燃烧卷烟。

4、本发明的疏水透气膜包括改性硅橡胶膜，具有极强的疏水能力，在高湿环境中，能够有效防止外界的液态水沾湿疏水透气膜的表面，污染干燥透气膜和发烟基质。

5、本发明的改性硅橡胶膜对水蒸汽的透过有一定的抑制作用，在防水的同时能够有效缓解潮气的渗透。

6、本发明的烟用湿度调解膜设置在烟丝段的远离滤嘴段的一端，能够防止烟丝段的烟丝在运输过程中滑落至烟支包装盒内，同时在抽吸完成后，提拉烟支时能够防止烟丝整体粘附于加热元件上无法脱落的情况出现。

附图说明

图1示出了本发明的烟用湿度调解膜的一个具体实施例的结构示意图；

图2示出了本发明的烟用湿度调节膜的一个具体实施例应用于烟支进行水分调节的结构示意图；

图3示出了本发明的烟用湿度调解膜的一个具体实施例的改性植物纤维膜在常温状态下的吸水原理示意图；

图4示出了本发明的烟用湿度调解膜的一个具体实施例的改性植物纤维膜在加热状态下的吸水原理示意图；

图5示出了本发明的烟支的一个具体实施例的发烟基质和没有设置湿度调节膜的烟支的发烟基质在一定时间内的水分含量变化示意图；

图6示出了本发明的烟支的一个具体实施例装入烟支包装盒中的立体透视示意图；

图7示出了本发明的烟支的一个具体实施例被插入加热元件的剖面示意图。

其中，1-烟用湿度调解膜；11-干燥透气膜；12-疏水透气膜；2-发烟基质；3-植物纤维；4-水分子；5-分子筛；51-含水分子筛；6-加热元件；7-烟丝段；8-滤嘴段；9-烟支包装盒；10-烟支容纳腔。

具体实施方式

下下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步说明。

本发明所提到的方向用语例如“外”、“内”等，仅是参考附加图式的方式。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

如图1、图2所示，本发明的烟用湿度调解膜1包括干燥透气膜11和设置在干燥透气膜11一侧的疏水透气膜12。其中，干燥透气膜11朝向发烟基质2并用于吸收发烟基质2内部的水分。疏水透气膜12设置在干燥透气膜12的背离发烟基质2的一侧并用于防止外界水分通过疏水透气膜12进入发烟基质2的内部。使用时，由于干燥透气膜11能够吸收发烟基质2内部的水分，疏水透气膜12能够阻止外界水分进入发烟基质2的内部，因此，烟用湿度调解膜1能够维持烟支在特定环境(包括常温放置和/或高温加热)下的水分吸收-释放平衡，从而保证烟支内环境干燥。

在一个具体的实施例中，干燥透气膜11包括改性植物纤维膜，不仅具有良好的干燥和透气功能，而且具有耐高温和环保可降解的优势，从而能够广泛应用于加热不燃烧卷烟。

在一个具体的实施例中，改性植物纤维膜由以下质量分数的原料组成：植物纤维浆料30～60％、再生纤维素纤维25～50％、分子筛原粉5～20％、氯化钙3～8％。在60％RH(相对湿度为60％)，22℃(摄氏度)下揭开包装内衬纸放置24h(小时)，能够减少烟丝吸水量5～9mg(毫克)。

在一个优选的实施例中，改性植物纤维膜由以下质量分数的原料组成：植物纤维浆料40～55％、再生纤维素纤维30～45％、分子筛原粉10～15％、氯化钙4～7％。在相对湿度为60％，22摄氏度下揭开包装内衬纸放置24小时，能够减少烟丝吸水量7～9毫克。

在一个具体的实施例中，植物纤维浆料包括针叶木浆、麻浆以及竹叶木浆中的一种或多种。再生纤维素纤维包括粘胶纤维、天丝纤维以及竹素纤维中的一种或多种。分子筛原粉中添加的阳离子包括钠离子和/或钾离子。

在一个具体的实施例中，如图3、图4所示，改性植物纤维膜在常温(25摄氏度)和高温(100～200摄氏度)的吸水-失水平衡调节：在常温状态下(非加热)，植物纤维3构成改性植物纤维膜的主体骨架，发烟基质2内部的水分子4主要通过植物纤维3和氯化钙的吸附作用予以吸收(此时分子筛5虽然能够吸水，但是由于含量较少，因此竞争吸附的作用弱于植物纤维3，少量添加的氯化钙能够提升改性植物纤维膜的整体吸水效果)；而当加热元件6(如图7所示)对发烟基质2进行加热时，植物纤维3和氯化钙在高温状态下的持水能力下降，出现水分散失，此时，由于分子筛5均匀的分散在改性植物纤维膜中，且具有良好的高温干燥持水性能，因此能够在短时间内快速捕捉脱离的水蒸汽(生成含水分子筛51)，从而能够防止水蒸汽与雾化的烟气混合进入人的口腔。

在一个具体的实施例中，干燥透气膜11的厚度为20～50微米，吸水效果好，且透气效果好。

在一个具体的实施例中，疏水透气膜12包括改性硅橡胶膜，具有极强的疏水能力，在高湿环境中，能够有效防止外界的液态水沾湿疏水透气膜12的表面，污染干燥透气膜11和发烟基质2；同时，改性硅橡胶膜对水蒸汽的透过有一定的抑制作用，在防水的同时能够有效缓解潮气的渗透。

在一个具体的实施例中，改性硅橡胶膜采用硅橡胶溶液和金属氧化物微粒粉末制成。其中，金属氧化物微粒粉末能够提高硅橡胶溶液的疏水能力，从而能够获得疏水效果好的改性硅橡胶膜。

在一个具体的实施例中，金属氧化物微粒粉末包括氧化锌微粒粉末、氧化镉微粒粉末、氧化银微粒粉末和/或氧化铜微粒粉末。

在一个具体的实施例中，疏水透气膜12的厚度为10～30微米，阻水效果好，且透气效果好。

本发明的烟用湿度调解膜1的制备方法，包括以下步骤：

(1)获取干燥透气膜11。

(2)在干燥透气膜11的一侧设置疏水透气膜12，从而形成烟用湿度调解膜1。

在一个具体的实施例中，获取改性植物纤维膜，在改性植物纤维膜的一侧表面上涂布硅橡胶溶液；获取金属氧化物微粒粉末，并将金属氧化物微粒粉末添加至硅橡胶溶液上，从而获取烟用湿度调解膜。优选的，对采用分样筛将金属氧化物微粒粉末均匀筛落至硅橡胶溶液上。

在一个具体的实施例中，将一定质量的植物纤维浆料、再生纤维素纤维、分子筛原粉和氯化钙进行混合，搅拌使其充分分散；采用传统抄纸法，控制上浆量使得植物纤维膜保持在一定厚度，在一定温度下进行真空干燥，并对植物纤维膜和分子筛5进行再生，恢复植物纤维3和分子筛5的吸湿能力，从而获取改性植物纤维薄膜。

在一个优选的实施例中，将含针叶木纤维(5％)的针叶木浆4千克、粘胶纤维0.12千克、含钠离子的分子筛原粉0.06千克和氯化钙0.02千克进行混合，搅拌20分钟使其充分分散；采用传统抄纸法，控制上浆量使植物纤维膜厚度保持在30～50微米，在240摄氏度下真空干燥6小时，并对植物纤维膜和分子筛5进行再生，恢复植物纤维和分子筛5的吸湿能力，从而获取改性植物纤维薄膜。

在一个具体的实施例中，将0.1千克氧化锌、0.88千克正己烷和0.02千克正十二硫醇均匀混合，常温下搅拌30分钟后过滤所得滤饼，并在60摄氏度下真空干燥2小时得到氧化锌微粒粉末；将0.07千克聚二甲基硅氧烷、0.9千克正己烷、0.03千克甲阶酚醛树脂均匀混合获取硅橡胶溶液，并将硅橡胶溶液涂布于改性植物纤维膜上，接着采用100目分样筛将氧化锌微粒粉末均匀筛落于未固化的硅橡胶涂层表面，在120摄氏度下干燥2小时，获取烟用湿度调解膜1。优选的，硅橡胶涂层厚度10～20微米。

如图2、图6、图7所示，本发明的烟支，包括烟丝段7和滤嘴段8。其中，烟丝段7包括用于产生烟气的发烟基质2。烟丝段7的远离滤嘴段8的一端设置有烟用湿度调解膜1。干燥透气膜11朝向发烟基质2并用于吸收发烟基质2内部的水分；疏水透气膜12设置在干燥透气膜11的背离发烟基质2的一侧并用于防止外界水分通过疏水透气膜12进入发烟基质2的内部。滤嘴段8用于供烟气通过并流入使用者口中。使用时，外部的疏水透气膜12具有极强的疏水性能，在高湿环境中，能够有效防止外界的液态水沾湿膜表面，污染干燥透气膜11和发烟基质2。并且，内部的干燥透气膜11能够持续吸收透过卷烟纸渗入或发烟基质2自身产生的水蒸汽，保持烟丝的干燥。这样，基于干燥透气膜11和疏水透气膜12的协同作用，能够有效调节发烟基质2的湿度。

在一个具体的实施例中，烟用湿度调解膜1粘附在烟丝段7的远离滤嘴段8的一端，稳定性好。

在一个具体的实施例中，如图5所示，本发明的烟支(设置有烟用湿度调节膜1的烟支)与未设置有烟用湿度调解膜1的烟支在60％RH(相对湿度为60％)条件下敞口分别放置12～72小时后发烟基质2中的水含量对比，能够发现设置有烟用湿度调节膜1的烟支的吸湿能力明显低于未设置有烟用湿度调节膜1的烟支的吸湿能力，前者72小时后的烟丝含水量占比尚不及后者拆包时的含水量占比。并且，由于烟用湿度调节膜1具有的良好的耐高温性和透气性能，以及在高温条件下的持水能力，使其即使在被插入加热元件6(如图7所示)的条件下使用，依然能保证自身性质的稳定并使得发烟基质2始终处于较为干燥的状态。

在一个具体的实施例中，如图6所示，将烟支装入烟支包装盒9中盛放。通常烟支的烟丝段7被置于倒向烟支包装盒9底部的一端，在运输过程中，烟用湿度调节膜1的存在能够有效防止烟丝从卷烟纸中滑入烟支包装盒9内，从而能够减少烟丝的消耗。

在一个具体的实施例中，如图7所示，将烟支放入烟支容纳腔10内进行加热抽吸。在烟支被加热抽吸结束后，提拉设置有烟用湿度调节膜1的烟支，烟用湿度调节膜1的阻挡作用能够直接将烟丝带出，避免烟丝因加热后粘性成分析出而导致烟丝在抽拔时整体粘附于加热元件5上。

在一个具体的实施例中，烟支为加热不燃烧卷烟。

本发明的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。