本發(fā)明涉及新型煙草制品領(lǐng)域，尤其是涉及一種采用碳化硅為原料制備的加熱非燃燒新型煙草制品的基體。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)際控?zé)熯\(yùn)動(dòng)的腳步愈發(fā)加快，我國(guó)政府對(duì)吸煙尤其是在公共場(chǎng)所吸煙的限制愈加嚴(yán)格，并逐漸形成了社會(huì)共識(shí)。在日趨嚴(yán)格的控?zé)煭h(huán)境下，為順應(yīng)世界煙草的發(fā)展趨勢(shì)和滿足國(guó)內(nèi)潛在的市場(chǎng)需求，國(guó)家局將新型煙草制品的研發(fā)確定為國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)持續(xù)發(fā)展的核心推動(dòng)力，其中加熱非燃燒型煙草制品是重點(diǎn)方向。

國(guó)外煙草公司圍繞新型煙草制品已經(jīng)開展了近30年的技術(shù)研究，在產(chǎn)業(yè)上有全面的布局和規(guī)劃。其中以碳加熱產(chǎn)品“eclipse”系列和電加熱產(chǎn)品“accord”系列為代表。雖然目前在國(guó)外市場(chǎng)的認(rèn)可度仍然不夠理想，但這類產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)目前已成為國(guó)外煙草公司研究的熱點(diǎn)。

目前國(guó)內(nèi)在加熱非燃燒卷煙制品的研究方面還處于起步階段，雖然在電加熱型器具的設(shè)計(jì)方面取得了一定的進(jìn)展，但研究體系不健全，相應(yīng)的煙草原料處理技術(shù)尚處起步階段，產(chǎn)業(yè)化程度不高，與國(guó)際煙草公司依然存在較大差距。從不同公司產(chǎn)品研制上看，除不同的加熱器具和加熱方式外，加熱非燃燒卷煙制品的開發(fā)主要圍繞基體設(shè)計(jì)和煙草提取物(如煙堿、煙草香味物質(zhì)等)獲取等方面。其中，基體材料普遍采用煙草類原料，包括煙絲、煙草碎片、再造煙葉、煙草顆粒、煙末等。雖然煙草類原料在加熱非燃燒過(guò)程中能夠釋放出部分傳統(tǒng)卷煙煙氣成分，但是煙絲和再造煙葉等煙草類原料加工工序復(fù)雜，無(wú)法在生產(chǎn)成本上對(duì)傳統(tǒng)卷煙形成優(yōu)勢(shì)。另外，由于煙草類原料為生物質(zhì)，其加工過(guò)程中很難對(duì)其內(nèi)在的纖維結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行精確控制，導(dǎo)致得到的原料的差異性較大，對(duì)產(chǎn)品一致性帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種以碳化硅為組成的加熱非燃燒新型煙草制品的基體，突破采用煙草類原料為基體的限制，促進(jìn)我國(guó)煙草行業(yè)在加熱非燃燒型煙草制品開發(fā)方面的技術(shù)進(jìn)步。

一種以碳化硅為組成的加熱非燃燒新型煙草制品的基體的制備方法，包括如下步驟：

(1)將碳化硅粉體、二氧化硅粉體、造孔劑和粘結(jié)劑按配比加入捏合機(jī)中混合均勻(捏合30～60分鐘)，然后加入保濕劑和分散劑捏合60-90分鐘，經(jīng)真空練泥60-120分鐘后擠出成型；

(2)成型后的物料進(jìn)行微波干燥，然后置于在1200-1500℃燒結(jié)2-4小時(shí)得到碳化硅基體；

微波干燥的時(shí)間為5～10分鐘，功率為50～60kw。

(3)將所述碳化硅基體與煙草提取物以及香精香料按配比混合，待碳化硅基體吸附平衡后即得加熱非燃燒新型煙草制品基體。

無(wú)機(jī)材料具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和性質(zhì)單一的優(yōu)點(diǎn)，很容易實(shí)現(xiàn)原料的均一性。無(wú)機(jī)基體材料在應(yīng)用于加熱非燃燒煙草制品時(shí)，必須滿足以下幾個(gè)方面的要求：(1)容易成型，制備成與現(xiàn)有加熱器匹配的構(gòu)造；(2)具有較大的孔隙率，能夠有效吸附煙草提取物；(3)具備良好的導(dǎo)熱性能，以便于在加熱抽吸過(guò)程中釋放煙氣成分；(4)合適的結(jié)構(gòu)致密性，在機(jī)械強(qiáng)度和抽吸吸阻兩者之間達(dá)到平衡。通常情況下，當(dāng)無(wú)機(jī)材料具有較大孔隙率的時(shí)候，由于孔隙中存在的氣體會(huì)導(dǎo)致材料的導(dǎo)熱性能急劇下降。因此，將無(wú)機(jī)材料應(yīng)用于加熱非燃燒新型煙草制品的基體時(shí)，往往無(wú)法很好得解決大孔隙率和良好導(dǎo)熱性能兩者之間的互相牽制關(guān)系。

本發(fā)明以碳化硅為原料，碳化硅材料由于其特殊的性質(zhì)，同時(shí)具有導(dǎo)熱系數(shù)高和孔隙率較大的特點(diǎn)，而且具有化學(xué)性能穩(wěn)定和耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)。因此，在作為加熱非燃燒新型煙草制品的基體方面具有很好的潛力；同時(shí)本發(fā)明通過(guò)制備工藝的改進(jìn)制備出具有特定形狀和良好煙草提取物吸附性能的碳化硅材料，使用時(shí)直接將碳化硅基體吸附煙草提取物及香精香料等配方，插入加熱腔中抽吸，煙草提取物能持續(xù)地從基體中釋放出來(lái)，使消費(fèi)者能達(dá)到傳統(tǒng)卷煙抽吸燃燒時(shí)同等的生理強(qiáng)度，同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的危害。

發(fā)明通過(guò)采用碳化硅為主要原料并對(duì)基體的制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，制備得到的基體同時(shí)解決大孔隙率和良好導(dǎo)熱性能兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

優(yōu)選地，所述保濕劑為甘油、所述分散劑為去離子水。甘油作為保濕劑，保持泥料中的水分，便于擠出成型；去離子水作為分散劑，分散和均勻混合碳化硅粉體、二氧化硅粉體、造孔劑和粘結(jié)劑等原料，以及進(jìn)行后續(xù)的混捏過(guò)程。

優(yōu)選地，所述造孔劑為球形淀粉、核桃殼粉和碳粉中的至少一種；所述粘結(jié)劑為甲基纖維素或樹脂。

優(yōu)選地，所述二氧化硅粉體的添加量為碳化硅重量的10～20％；所述造孔劑的添加量為碳化硅重量的5～10％；所述粘結(jié)劑的添加量為碳化硅重量的5～10％；所述甘油的添加量為碳化硅重量的2～5％；所述去離子水的添加量為碳化硅重量的20～30％。

本發(fā)明的關(guān)鍵是要針對(duì)應(yīng)用目的，調(diào)變碳化硅基體的結(jié)構(gòu)參數(shù)和物化性質(zhì)，其關(guān)鍵參數(shù)是比表面積、孔隙率、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、導(dǎo)熱性等，而在碳化硅基體制備過(guò)程中，造孔劑的含量、焙燒溫度和時(shí)間等制備條件的控制是影響這些參數(shù)的關(guān)鍵，并且存在相互影響及協(xié)同作用。

(1)擴(kuò)孔劑的含量影響比表面積、孔隙率和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，擴(kuò)孔劑含量較低時(shí)，碳化硅基體的比表面積和孔隙率低，無(wú)法大量吸附香精香料，但是碳化硅基體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)比較好；相反，擴(kuò)孔劑含量較高時(shí)，碳化硅基體的比表面積和孔隙率會(huì)比較高，可以大量吸附香精香料，但是碳化硅基體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)比較差。

(2)而焙燒溫度和時(shí)間會(huì)影響比表面積、孔隙率、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和導(dǎo)熱性。在一定的原料組成條件下，焙燒條件相對(duì)緩和時(shí)(溫度較低、時(shí)間較短)，碳化硅基體的比表面積和孔隙率會(huì)比較高，可以大量吸附香精香料，但是碳化硅基體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和導(dǎo)熱性會(huì)比較差。相反，焙燒條件太劇烈時(shí)(溫度太高、時(shí)間太長(zhǎng))，碳化硅基體的比表面積和孔隙率低，導(dǎo)致無(wú)法大量吸附香精香料，但是碳化硅基體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和導(dǎo)熱性會(huì)比較好。

優(yōu)選地，所述煙草提取物為云煙浸膏、秘魯浸膏，煙草水提取物、煙草乙醇提取物及煙草超臨界提取物、煙草原料分子蒸餾組分的一種或幾種；所述煙草提取物的添加量為碳化硅基體重量的0.5～10倍；所述香精香料的添加量為碳化硅基體重量的0～15％；吸附平衡的時(shí)間為6-24小時(shí)。

煙草提取物與氧化鋁基體配比會(huì)影響基體對(duì)提取物的吸附量和吸附強(qiáng)度，從而影響基體對(duì)提取物的吸附量和脫附量，改變抽吸感官。

本發(fā)明還提供一種如所述制備方法制備得到的加熱非燃燒新型煙草制品基體。

本發(fā)明方法制備得到的加熱非燃燒新型煙草制品的基體，在使用時(shí)直接將空白基體吸附煙草提取物及香精香料等配方，插入加熱腔中抽吸，煙草提取物能迅速的從基體中釋放出來(lái)，使消費(fèi)者能達(dá)到傳統(tǒng)卷煙抽吸燃燒時(shí)同等的生理強(qiáng)度。

本發(fā)明的加熱非燃燒碳化硅基體經(jīng)香精香料負(fù)載后具有煙草本香，相比煙支燃燒，在較低溫度的加熱條件下即能釋放卷煙香氣，與煙支燃燒相比釋放的危害物質(zhì)顯著降低，降焦減害的同時(shí)亦能滿足人體生理強(qiáng)度，并具有較好的感官抽吸品質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

傳統(tǒng)的煙草類基體主要是煙草薄片，結(jié)構(gòu)是纖維，具有化學(xué)性能不穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)低和耐磨性能差等缺點(diǎn)，本發(fā)明所提供的以碳化硅為組成的加熱非燃燒新型煙草制品的基體，與傳統(tǒng)的煙草類基體相比，碳化硅載體基于其特殊的制備過(guò)程和結(jié)構(gòu)特征，具有化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、空隙率大和耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)。而與其它無(wú)機(jī)材料制備的基體相比，在導(dǎo)熱性能方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在加熱時(shí)可將煙草提取物更快地從基體中釋放出來(lái)，可很好地作為加熱非燃燒新型煙草制品的無(wú)機(jī)基體。

本發(fā)明方法處理工藝簡(jiǎn)單，能夠很好地滿足加熱非燃燒新型煙草制品的要求，而且能突破煙草原料的限制，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

通過(guò)以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但所述實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。以下實(shí)施例所用原料均為實(shí)驗(yàn)室常用產(chǎn)品，通過(guò)市購(gòu)?fù)緩将@得。

實(shí)施例1

稱取100克碳化硅粉體、10克二氧化硅粉體、5克球形淀粉和5克甲基纖維素，加入捏合機(jī)中混合30分鐘后，加入2克甘油和20克去離子水捏合60分鐘，經(jīng)真空練泥60分鐘后擠出成型，然后進(jìn)行微波干燥，并置于高溫馬弗爐內(nèi)在1500℃燒結(jié)2小時(shí)得到高孔隙率的碳化硅載體a。將上述分子篩基體a(重量為1.0317g)置入煙草提取物、香精香料按配比(例如煙草提取物的添加量為分子篩基體質(zhì)量的6倍，香精香料的添加量為分子篩基體質(zhì)量的0.4％)混合的料液中后靜置一天重量為1.3754g，再放一天重量為1.3056g，負(fù)載率為26.54％，隨后置入新型卷煙加熱器具中進(jìn)行加熱抽吸，加熱抽吸后重量為(1.1189g)，計(jì)算出釋放率為66.77％。

實(shí)施例2

稱取100克碳化硅粉體、10克二氧化硅粉體、10克球形淀粉和10克甲基纖維素，加入捏合機(jī)中混合60分鐘后，加入5克甘油和30克去離子水捏合90分鐘，經(jīng)真空練泥120分鐘后擠出成型，然后進(jìn)行微波干燥，并置于高溫馬弗爐內(nèi)在1200℃燒結(jié)4小時(shí)得到高孔隙率的碳化硅載體b。將上述分子篩基體b(重量為1.0571g)置入煙草提取物、香精香料按配比(例如煙草提取物的添加量為氧化鋁基體質(zhì)量的7倍、香精香料的添加量為氧化鋁基體質(zhì)量的2％)混合的料液中后靜置一天重量為1.4042g，再放一天重量為1.3604g，負(fù)載率為28.69％，隨后置入新型卷煙加熱器具中進(jìn)行加熱抽吸，加熱抽吸后重量為(1.1579g)，計(jì)算出釋放率為68.16％。

實(shí)施例3

稱取100克碳化硅粉體、10克二氧化硅粉體、5克核桃殼粉和5克甲基纖維素，加入捏合機(jī)中混合30分鐘后，加入5克甘油和20克去離子水捏合60分鐘，經(jīng)真空練泥60分鐘后擠出成型，然后進(jìn)行微波干燥，并置于高溫馬弗爐內(nèi)在1500℃燒結(jié)2小時(shí)得到高孔隙率的碳化硅載體c。將上述分子篩基體c(重量為1.0633g)置入煙草提取物、香精香料按配比(例如煙草提取物的添加量為氧化鋁基體質(zhì)量的4倍、香精香料的添加量為氧化鋁基體質(zhì)量的0.5％)混合的料液中后靜置一天重量為1.4167g，再放一天重量為1.3601g，負(fù)載率為27.91％，隨后置入新型卷煙加熱器具中進(jìn)行加熱抽吸，加熱抽吸后重量為(1.1504g)，計(jì)算出釋放率為70.65％。

實(shí)施例4

稱取100克碳化硅粉體、20克二氧化硅粉體、5克碳粉和5克甲基纖維素，加入捏合機(jī)中混合60分鐘后，加入5克甘油和30克去離子水捏合90分鐘，經(jīng)真空練泥120分鐘后擠出成型，然后進(jìn)行微波干燥，并置于高溫馬弗爐內(nèi)在1200℃燒結(jié)4小時(shí)得到高孔隙率的碳化硅載體d。將上述分子篩基體d(重量為1.2515g)置入煙草提取物、香精香料按配比(例如煙草提取物的添加量為氧化鋁基體質(zhì)量的5倍、香精香料的添加量為氧化鋁基體質(zhì)量的0.5％)混合的料液中后靜置一天重量為1.7174g，再放一天重量為1.6483g，負(fù)載率為31.71％，隨后置入新型卷煙加熱器具中進(jìn)行加熱抽吸，加熱抽吸后重量為(1.3817g)，計(jì)算出釋放率為67.19％。

實(shí)施例5

稱取100克碳化硅粉體、20克二氧化硅粉體、10克碳粉和10克樹脂，加入捏合機(jī)中混合60分鐘后，加入5克甘油和30克去離子水捏合90分鐘，經(jīng)真空練泥120分鐘后擠出成型，然后進(jìn)行微波干燥，并置于高溫馬弗爐內(nèi)在1200℃燒結(jié)4小時(shí)得到高孔隙率的碳化硅載體e。將上述分子篩基體e(重量為1.1789g)置入煙草提取物、香精香料按配比(例如煙草提取物的添加量為氧化鋁基體質(zhì)量的6倍、香精香料的添加量為氧化鋁基體質(zhì)量的2％)混合的料液中后靜置一天重量為1.6274g，再放一天重量為1.5727g，負(fù)載率為33.40％，隨后置入新型卷煙加熱器具中進(jìn)行加熱抽吸，加熱抽吸后重量為(1.3191g)，計(jì)算出釋放率為64.40％。

由以上結(jié)果可知，本發(fā)明的非煙草原料加熱非燃燒新型煙草制品的碳化硅基體，能夠有效吸附煙草提取物，并具備非常優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，放入煙彈加熱時(shí)能很好地釋放煙氣成分。

以上對(duì)本發(fā)明一類加熱非燃燒新型煙草制品的碳化硅基體進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。