一种具有胶囊的加热不燃烧烟草制品及制备工艺的制作方法

1.本发明属于加热不燃烧烟草制品技术领域，特别涉及一种具有胶囊的加热不燃烧烟草制品及制备工艺。

背景技术：

2.加热不燃烧烟草制品能使烟叶刚好加热到足以散发烟气的程度，而不会点燃烟叶，其优点主要在于烟气有害成分少。现有的烟管结构一般分为发烟段和醋纤段；为了保证抽吸品质等，通常对加热不燃烧烟草制品进行外部加香。对于现有的加热不燃烧烟草制品来说，以往采用液体香精直接添加在薄片烟丝上，烟丝受热后香味挥发物质会迅速释放，容易导致抽吸各阶段香味特征衰减明显。并且，其在存储过程中特征香有效成分会缓慢散失，从而影响抽吸口感。
3.另外一些外部加香方案有在烟管嘴棒中添加爆珠，通过人为挤压控制香气释放，以期对烟气持续增香。现有的爆珠生产工艺包括：香料液滴滴入含氯化钙、海藻酸钠的壁材胶液中，香料液和壁材胶液二者密度不同，壁材胶液在香料液滴周围形成胶膜；所形成的爆珠进一步填充到烟管中。
4.然而，采用爆珠加香的加热不燃烧烟草制品，其爆珠结构性能等决定了所加载液体香料的种类有较大局限性，主要跟香料密度有关，并不能实现广谱的香料负载和添加，对香料种类及形态有较大限制。并且，需要消费者主动施加外力使爆珠破裂才能释放香料香气，使用不便利。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有胶囊的加热不燃烧烟草制品及制备工艺，本发明提供的新型的加热不燃烧烟草制品可适用于各种香料，在抽吸过程中可缓慢释放有效特征香成分，保证逐口抽吸的均一性，而且无需使用者手动施加外力等额外操作，利于应用。
6.本发明提供一种具有胶囊的加热不燃烧烟草制品，包括烟管，所述烟管主体由发烟基质段和具有胶囊的烟嘴段构成，所述烟嘴段包含相对远离发烟基质段的醋纤段和容纳若干胶囊的空管段；
7.每个所述胶囊包括第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合构成的封闭腔体，以及存储于该腔体内的香料；所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜的厚度独立地为5-100微米，两层薄膜具有不同的热收缩率，且受热自动破裂逐渐释放香料香气。
8.优选的，所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜主要成分各自选自pp、pla、eva和pcl中的一种或多种。
9.优选的，所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜的厚度独立地为10-30微米。
10.优选的，所述第一柔韧性薄膜的收缩率为10-20％，所述第二柔韧性薄膜的热收缩率为2-10％。
11.优选的，所述胶囊形态为球体、圆柱体、块体或流线形曲面体。
12.优选的，所述香料性状为挥发性的液态、凝胶或膏体。
13.优选的，所述香料填充体积占胶囊腔体体积的60-95％，进一步优选为80-90％。
14.优选的，所述空管段还包括设置于胶囊外围的若干紧固件，以周向包围或贴合的方式固定胶囊。
15.优选的，各个紧固件通过粘合剂粘接在空管段内壁，更优选的，紧固件为可膨胀材料。
16.本发明提供前文所述的加热不燃烧烟草制品的制备工艺，包括：
17.将第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合制成开口囊状物，所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合方式可为热合粘连、胶粘剂粘连和缝纫粘连中的一种或多种；向其中注射香料，热压封口后得到封闭的胶囊；
18.将若干所述胶囊填充于空管段，与醋纤段及发烟基质段构成烟管，得到所述的加热不燃烧烟草制品。
19.本发明提供了一种具有胶囊的加热不燃烧烟草制品，其中，内含香料的柔韧性胶囊置于烟管的靠近发烟段的空管段中，抽吸温度足以使胶囊破裂、香料曝露，香料中的挥发性香味成分在抽吸过程中缓慢释放，且此段温度在120-180℃之间，不会使全部香味物质快速挥发，这样便保证了逐口抽吸的均一性。该新型的加热不燃烧烟草制品中的香料种类、形态多样，而且无需使用者手动施加外力等额外操作，抽吸便利，同时减少了在生产制备和存储运输过程中胶囊意外破裂的风险。
附图说明
20.图1为本发明一些实施例的具有胶囊的烟草制品纵向透视示意图；
21.图2为一些实施例中胶囊最大投影面积的俯视示意图；
22.图3为实施例1中紧固件固定胶囊的横截面示意图；
23.图4为实施例2中紧固件固定胶囊的横截面示意图；
24.图5为实施例3中紧固件固定胶囊的纵向透视示意图；
25.图6为实施例4中紧固件固定胶囊的横截面示意图。
具体实施方式
26.下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.本发明提供了一种具有胶囊的加热不燃烧烟草制品，包括烟管，所述烟管主体由发烟基质段和具有胶囊的烟嘴段构成，所述烟嘴段包含相对远离发烟基质段的醋纤段和容纳若干胶囊的空管段；每个所述胶囊包括第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合构成的封闭腔体，以及存储于该腔体内的香料；所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜的厚度独立地为5-100微米，两层薄膜具有不同的热收缩率，且受热自动破裂逐渐释放香料香气。
28.本发明提供的加热不燃烧烟草制品具有使用便利、香料适用性广、逐口抽吸均一
等优点，利于应用。
29.参见图1，图1为本发明一些实施例的具有胶囊的烟草制品纵向透视示意图，其中，1为发烟段，2为空管段，3为醋纤段，201为胶囊，202为紧固件。
30.本发明实施例所述的加热不燃烧烟草制品包括烟管，其外部呈现常规材质形成的细长管状。所述烟管主体包括发烟段1，其是烟叶烟丝构成的发烟基质部分，其余部分是具有胶囊的烟嘴段。
31.在本发明实施例中，所述的烟嘴段包含空管段2和醋纤段3，空管段2容纳若干胶囊201，醋纤段3相对远离发烟(基质)段1。
32.本发明实施例的胶囊201设置于空管段2中，其靠近发烟段1；空管段2在使用时的温度大约120～180℃。所容纳的至少一个胶囊201，具有柔韧性薄膜囊壁、封闭腔体及其中存储的香料。具体地，由第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合构成封闭腔体，这两层薄膜分别为不同热收缩率的柔韧性囊壁，具有该柔韧性囊壁的胶囊201受热后自动破裂，从而逐渐释放香料香气。本发明不需要消费者主动施加外力，空管段内的胶囊在抽吸过程中可缓慢释放有效特征香成分，保证抽吸口感。
33.在本发明中，所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜的厚度独立地为5-100微米，优选独立地为10-30微米；且两层薄膜的热收缩率有所差异。对于所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜的材质，其主要成分各自选自聚丙烯pp(聚丙烯，如双向拉伸聚丙烯bopp)、pla(聚乳酸，又称聚丙交酯)、eva(乙烯醋酸乙烯共聚物)和pcl(聚己内酯)中的一种或多种。pla属于生物降解材料，断裂伸长率为4-10％；pcl熔点为59～64℃，是一种热塑性结晶聚酯。
34.本发明实施例所述的胶囊可存储液体香料、凝胶或膏状香料，对香料形态无特殊限制，采用市售常规种类的香料即可。当烟管非垂直放置，通常以第一柔韧性薄膜为上层薄膜、即相对远离地面等水平面；第二柔韧性薄膜为下层薄膜，上下两层薄膜结合形成具有封闭腔体的胶囊。其中，上下薄膜构成的胶囊可具有任意形状，所述胶囊形态可以是球体、圆柱体、块体、流线形曲面体。此外，两层薄膜的结合方式可以为热合粘连、胶粘剂粘连、缝纫粘连等。
35.在本发明的优选实施例中，所述第一柔韧性薄膜(上层膜)的收缩率为10-20％，所述第二柔韧性薄膜(下层膜)的热收缩率为2-10％。上下层膜受热时，由于收缩率不同在粘接处产生纵向拉伸力，纵向指的是平行于薄膜粘接面的水平方向，胶囊会优先的于粘接力最小处变形破裂。优选的，胶囊变形破裂所需的拉伸力在10-50n之间，进一步优选的，胶囊变形破裂所需的拉伸力在20-30n之间，胶囊破裂所需的剥离力在0.5-5n之间(拉力机夹紧薄膜两端匀速拉伸即可测量，如拉伸速度30mm/min)。
36.对于任意薄膜的结合方式，其粘接处的贴合宽度优选在0.2-3mm之间，优选的粘接处的贴合宽度在0.5-2mm之间。在本发明的一些实施例中，上下薄膜粘合构成曲面腔体，腔体的最大投影面积在10-110mm2之间，香料有效封装空间的最大投影面积在5-100mm2之间，如图2所示；腔体的高度在1-5mm之间，高度指的是烟草制品的径向方向，且与腔体最大投影面垂直。
37.为了保证胶囊内的香味成分不会在生产存储运输过程中泄露，且能在抽吸过程中缓慢释放，优选控制香料填充体积占胶囊腔体体积的60％-95％；更优选的，香料填充体积
占胶囊腔体体积的80％-90％。
38.在本发明的一些实施例中，所述空管段2优选还包括：设置于胶囊201外围的若干紧固件202，用于以周向包围或贴合的方式固定胶囊201。
39.本发明实施例的紧固件202以周向包围或贴合的方式固定胶囊201，且至少设置一个紧固件。此外，紧固件202可通过粘合剂粘接在空管段2的内壁。优选的，紧固件202为可膨胀材料，其一般受热后发泡膨胀，采用可发性树脂的混合物料制备。所述的可发性树脂为高分子，这类聚合物如环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、聚氯乙烯、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰胺、聚交酯、聚苯乙烯、聚丁烯、赛璐珞中的一种或几种组成。
40.所述可发性树脂的混合物料主要成分是上述高分子物质，其记为第一组分。该混合物料还包括第二组分-吸热发泡剂，优选为碳酸氢盐、碳酸盐、多元羧酸及其盐类的一种或几种的混合物；碳酸氢盐可以是碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢钙中的一种或几种，多元羧酸可以是柠檬酸、酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、苯甲酸、维生素c、水杨酸、咖啡酸中的一种或几种，其分解产物基本上是水和二氧化碳。
41.优选的，第一组分聚合物所占比例为整个混合物料的60-90wt％。
42.在本发明优选的实施例中，紧固件202与胶囊201之间可存在间隙或以弹性体填充，所述间隙的宽度或弹性体的厚度在0.5-2mm之间。所述的弹性体可以是聚烯烃类弹性体、硫化橡胶、聚苯乙烯类弹性体、聚氨酯类弹性体、聚酰胺类弹性体中的一种或几种的组合；弹性体具有30至80a的肖氏a硬度。
43.其中，采用可膨胀材料的紧固件202具有大于60℃的膨胀启动温度，优选介于80-150℃之间，使得紧固件202的膨胀启动温度适应于抽吸烟草制品时发烟段1尾部的温度。紧固件202在达到膨胀启动温度时产生径向的体积膨胀，直接或通过弹性体将膨胀压力传导至胶囊201外壁，挤压内容物对胶囊上下薄膜产生剥离力，传导至薄膜的剥离力优选不低于10n，胶囊破裂释放香味成分。并且，紧固件202及胶囊201置于烟草制品的空管段2，空管段2位于发烟段1之后；空管段2可由2层及以上成型纸构成，抗压强度不低于0.5mpa，使得烟草制品不会因紧固件膨胀变形，应力集中作用于胶囊，使胶囊破裂。
44.本发明实施例还提供了前文所述的加热不燃烧烟草制品的制备工艺，包括：
45.将第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合制成开口囊状物，所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合方式可为热合粘连、胶粘剂粘连和缝纫粘连中的一种或多种；向其中注射香料，热压封口后得到封闭的胶囊；
46.将若干所述胶囊填充于空管段，与醋纤段及发烟基质段构成烟管，得到所述的加热不燃烧烟草制品。
47.在本发明的实施例中，可以采用自制的胶囊，通过模具的上下模板热压，上下模板的温度可在80-140℃之间，热压时间在1-5s，使所述第一柔韧性薄膜和第二柔韧性薄膜先制备成开口胶囊，再注射任意种类、形态的香料，封口，即得。所述的柔韧性薄膜、香料等内容如前所述，在此不再赘述。
48.本发明实施例将若干所述的胶囊填充于空管段，与醋纤段及发烟基质段构成烟管，得到所述的加热不燃烧烟草制品。
49.其中，所述醋纤段、发烟段均为本领域烟支常规部件，示例地，醋纤段长度5-15mm，发烟段10-18mm。对本发明所述的加热不燃烧烟草制品进行烟支测试，抽吸时不需要额外操
作，抽吸2-3口能感受到香味特征，并且逐口抽吸均一。
50.本发明不受下述实施例的限制，可根据上述本发明的技术方案和实际情况来确定具体实施方式。下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述。
51.以下实施例中，各原料均为市售产品。自行制备胶囊：采用第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜，通过模具的上下模板热压，上下模板的温度在80-140℃之间，热压时间在1-5s，结合制成开口囊状物；向其中注射香料，热压封口后得到封闭的胶囊。
52.实施例1：
53.将制备的胶囊填充于空管段，与醋纤段及发烟段构成烟管，得到所述的加热不燃烧烟草制品。空管段长度25mm，醋纤段8mm，发烟段15mm。胶囊的上下薄膜具体成分为pla、薄膜厚度均为20微米，上层薄膜热收缩率10-20％、下层薄膜热收缩率6％-10％。
54.上下薄膜粘接处的贴合宽度0.5mm，上下薄膜粘合构成曲面腔体，腔体的最大投影面积在10-110mm2之间，香料有效封装空间的最大投影面积在5-100mm2之间。胶囊腔体尺寸包括：腔体高度3mm，长12mm、宽5mm。香料用量在0.05-1ml之间，香料物质可以是薄荷醇、甜橙、蓝莓、柠檬、香芋、菠萝、葡萄精油等，占胶囊的体积90％。以下实施例中，烟支各段尺寸，胶囊材质、香料等内容一致。
55.如图3所示，本实施例中的胶囊外围设有紧固件，紧固件以贴合的方式固定胶囊，设置上下两个紧固件，紧固件通过粘合剂粘连固定于空管段内壁。
56.紧固件为可膨胀材料，由第一组分聚甲基丙烯酸甲酯和第二组分的混合物料制成；其中第一组分占混合物料的80wt％，第二组分为碳酸氢钠和水杨酸，碳酸氢钠和水杨酸的质量比例为1：1(还可以在1：1至1：10的比例之间相应选择其他比例)。紧固件与胶囊之间存在间隙，间隙的厚度在0.5-2mm之间。可膨胀材料紧固件的膨胀启动温度介于80-150℃之间，适应于抽吸烟草制品时发烟段尾部的温度。
57.紧固件达到膨胀启动温度后产生径向的体积膨胀，直接将膨胀压力传导至胶囊外壁，挤压内容物对胶囊上下薄膜产生不低于10n的剥离力，胶囊破裂释放香味成分。
58.对本发明所述的加热不燃烧烟草制品进行烟支测试，抽吸时不需要额外操作，抽吸2-3口能感受到香味特征，并且逐口抽吸均一。
59.现有烟支一般是抽吸至5-6口、香味特征衰退，本实施例方案可保证逐口抽吸的香味特征一致不衰退。
60.实施例2：
61.将制备的胶囊填充于空管段，与醋纤段及发烟段构成烟管，得到所述的加热不燃烧烟草制品。
62.如图4所示，胶囊外围设有紧固件，紧固件以周向包围的方式固定胶囊，设置为一个环形件，紧固件通过粘合剂粘连固定于空管段内壁。
63.紧固件为可膨胀材料，与实施例1一致。紧固件与胶囊之间以弹性体填充，弹性体的厚度在0.5-2mm之间，且与胶囊间隙配合，弹性体是聚烯烃类弹性体，具有30至80a的肖氏a硬度。可膨胀材料紧固件的膨胀启动温度介于80-150℃之间，适应于抽吸烟草制品时发烟段尾部的温度。
64.紧固件达到膨胀启动温度后产生径向的体积膨胀，通过弹性体将膨胀压力传导至胶囊外壁，挤压内容物对胶囊上下薄膜产生剥离力，传导至薄膜的剥离力不低于10n，胶囊
破裂释放香味成分。
65.对本发明所述的加热不燃烧烟草制品进行烟支测试，抽吸时不需要额外操作，抽吸2-3口能感受到香味特征，并且逐口抽吸均一。
66.实施例3：
67.将制备的胶囊填充于空管段，与醋纤段及发烟段构成烟管，得到所述的加热不燃烧烟草制品。
68.如图5所示，胶囊外围设有紧固件，紧固件以贴合的方式固定胶囊，设置上下两个紧固件，紧固件通过粘合剂粘连固定于空管内壁。
69.紧固件为可膨胀材料，与实施例1一致。紧固件设有一个的突触点，突触点为弹性体，突触点位于胶囊横截面最大处的外壁上方，弹性体的厚度在0.5-2mm之间，弹性体是聚烯烃类弹性体，具有30至80a的肖氏a硬度。可膨胀材料紧固件的膨胀启动温度介于80-150℃之间，适应于抽吸烟草制品时发烟段尾部的温度。
70.紧固件达到膨胀启动温度后产生径向的体积膨胀，通过弹性体将膨胀压力传导至胶囊外壁，挤压内容物对胶囊上下薄膜产生剥离力，传导至薄膜的剥离力不低于10n，胶囊破裂释放香味成分。
71.对本发明所述的加热不燃烧烟草制品进行烟支测试，抽吸时不需要额外操作，抽吸2-3口能感受到香味特征，并且逐口抽吸均一。
72.实施例4：
73.将制备的胶囊填充于空管段，与醋纤段及发烟段构成烟管，得到所述的加热不燃烧烟草制品。
74.如图6所示，胶囊外围设有紧固件，紧固件以贴合的方式固定胶囊，设置一个圆柱状紧固件，紧固件通过粘合剂粘连固定于空管内壁，
75.紧固件为可膨胀材料，与实施例1一致。紧固件与空管段的最大间隙处为2-5mm，空管段设置三个胶囊，胶囊通过粘合剂粘连于空管内壁。可膨胀材料紧固件的膨胀启动温度介于80-150℃之间，适应于抽吸烟草制品时发烟段尾部的温度。
76.紧固件达到膨胀启动温度后产生径向的体积膨胀，直接将膨胀压力传导至胶囊外壁，挤压内容物对胶囊上下薄膜产生剥离力，传导至薄膜的剥离力不低于10n，胶囊破裂释放香味成分。
77.对本发明所述的加热不燃烧烟草制品进行烟支测试，抽吸时不需要额外操作，抽吸2-3口能感受到香味特征，并且逐口抽吸均一。
78.实施例1-4中，主要是所具有的胶囊的形态和摆放位置不同，作用效果基本一致。
79.由以上的实施例可知，本发明所述的加热不燃烧烟草制品中，内含香料的柔韧性胶囊置于烟管的靠近发烟段的空管段中，抽吸温度足以使胶囊破裂、香料曝露，香料中的挥发性香味成分在抽吸过程中缓慢释放，不会使全部香味物质快速挥发，保证了逐口抽吸的均一性。该新型的加热不燃烧烟草制品中的香料种类、形态多样，而且无需使用者手动施加外力等额外操作，同时减少了在生产制备和存储运输过程中胶囊意外破裂的风险，利于应用。
80.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应
当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种具有胶囊的加热不燃烧烟草制品，包括烟管，其特征在于，所述烟管主体由发烟基质段和具有胶囊的烟嘴段构成，所述烟嘴段包含相对远离发烟基质段的醋纤段和容纳若干胶囊的空管段；每个所述胶囊包括第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合构成的封闭腔体，以及存储于该腔体内的香料；所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜的厚度独立地为5-100微米，两层薄膜具有不同的热收缩率，且受热自动破裂逐渐释放香料香气。2.根据权利要求1所述的加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜主要成分各自选自pp、pla、eva和pcl中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜的厚度独立地为10-30微米。4.根据权利要求3所述的加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述第一柔韧性薄膜的收缩率为10-20％，所述第二柔韧性薄膜的热收缩率为2-10％。5.根据权利要求1所述的加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述胶囊形态为球体、圆柱体、块体或流线形曲面体。6.根据权利要求1所述的加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述香料性状为挥发性的液态、凝胶或膏体。7.根据权利要求6所述的加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述香料填充体积占胶囊腔体体积的60-95％，优选为80-90％。8.根据权利要求1-7任一项所述的加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述空管段还包括设置于胶囊外围的若干紧固件，以周向包围或贴合的方式固定胶囊。9.根据权利要求8所述的加热不燃烧烟草制品，其特征在于，各个紧固件通过粘合剂粘接在空管段内壁，优选的，紧固件为可膨胀材料。10.权利要求1-9任一项所述的加热不燃烧烟草制品的制备工艺，包括：将第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合制成开口囊状物，所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合方式可为热合粘连、胶粘剂粘连和缝纫粘连中的一种或多种；向其中注射香料，热压封口后得到封闭的胶囊；将若干所述胶囊填充于空管段，与醋纤段及发烟基质段构成烟管，得到所述的加热不燃烧烟草制品。

技术总结

本发明属于加热不燃烧烟草制品技术领域，提供了一种具有胶囊的加热不燃烧烟草制品及制备工艺，该烟草制品包括烟管，所述烟管主体由发烟基质段和具有胶囊的烟嘴段构成，所述烟嘴段包含相对远离发烟基质段的醋纤段和容纳若干胶囊的空管段；每个所述胶囊包括第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜结合构成的封闭腔体，以及存储于该腔体内的香料；所述第一柔韧性薄膜与第二柔韧性薄膜的厚度独立地为5-100微米，两层薄膜具有不同的热收缩率，且受热自动破裂逐渐释放香料香气。本发明提供的新型的加热不燃烧烟草制品可适用于各种香料，在抽吸过程中可缓慢释放有效特征香成分，保证逐口抽吸的均一性，而且无需使用者手动施加外力等额外操作，利于应用。利于应用。利于应用。