CN111887484B - 一种气溶胶冷却元件及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气溶胶冷却元件，其包括：内核；和包裹在内核外的导热层，其中：所述内核中包含相变材料，所述导热层具有30‑150W/m*K的热导率。该气溶胶冷却元件可以用于加热不燃烧烟草制品，能有效降低气溶胶的入口温度，并且可兼具增香功能。

Description

一种气溶胶冷却元件及其应用

技术领域

本发明属于烟用材料技术领域，具体涉及一种可用于加热不燃烧烟草制品的气溶胶冷却元件，该气溶胶冷却元件可以有效降低气溶胶的入口温度，并且可兼具增香功能。

背景技术

加热不燃烧卷烟(HnB)是一种新型烟草制品，主要通过热源加热烟弹发烟，在不燃烧状态下产生供消费者吸入的烟雾，减少了常规卷烟中燃烧和热裂解产生的有害烟气成分，且不产生侧流烟气。对于HnB，消费者使用时烟草材料所处温度一般低于500℃。由于吸嘴到加热段的路径较短，因此一般需要在加热段和吸嘴之间设置冷却部件，保证消费者使用时烟气温度适口。

目前，如图1所示，传统加热不燃烧卷烟都采用四段式，第一段为由烟草材料制成的用于产生气溶胶的气溶胶形成基体1，第二段为中空管状的支撑部件2，第三段为气溶胶冷却部件3，第四段为气溶胶过滤部件4。目前市售加热不燃烧卷烟中，气溶胶冷却部件通常包括由聚乳酸薄膜折叠而成的冷却元件，所述聚乳酸薄膜折叠后形成多条沿气溶胶冷却部件的长度方向纵向延伸的通道。由气溶胶形成基体1产生的气溶胶经过支撑隔热部件2进入气溶胶冷却部件3，降温后通过气溶胶过滤部件4进入到消费者口中。

为了更好地对气溶胶进行降温，为消费者提供更适口的温度，研究人员在聚乳酸薄膜的基础上，对其进行各种修饰和替换，开发了多种改进的薄膜类的冷却元件，例如，CN107822198 A公开了一种将冷却凝胶固化在铝箔上的冷却材料，其中冷却凝胶由聚乙二醇、硬脂酸、苹果酸、增香剂制成；CN 107458055A公开了一种聚乳酸薄膜与铝箔的复合薄膜冷却材料；CN 104203015 B公开了一种作为加热不燃烧卷烟的冷却材料的聚合物片材，所述聚合物片材选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸以及醋酸纤维素所组成的组。此外，研究人员还开发了由相变材料制成的冷却元件，例如CN 107960680 A公开了一种具有降低卷烟主流烟气温度和释放香味功能的纸管，纸管内壁涂布热感缓释凝胶，热感缓释凝胶在抽吸过程中会被烟气加热融化，并在融化过程中吸收烟气热量，释放香味，从而降低烟气温度，改善烟草产品的抽吸质量；CN 107981412 A公开了一种增香补香凝胶相变材料，将增香浓缩液与相变凝胶混合后制成液体或微胶囊，然后再施加于成型基材上制成凝胶相变材料，该凝胶相变材料可以以多种方式应用于加热不燃烧卷烟中，用于改善加热不燃烧卷烟风味。

降低烟气温度和改善口感一直是加热不燃烧卷烟这一领域致力解决的键性问题，因此有必要对冷却元件开展进一步研究，以为消费者提供更多选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够用于加热不燃烧卷烟的气溶胶冷却元件。本发明的另一个目的是提供一种能够降低加热不燃烧卷烟的烟气温度的气溶胶冷却元件。本发明的另一个目的是提供一种能够降低加热不燃烧卷烟的烟气温度，并且能够改善烟气口感的气溶胶冷却元件。本发明的另一个目的是提供一种能够降低加热不燃烧卷烟的烟气温度，并且能够赋予卷烟特征香气的气溶胶冷却元件。

具体地，本发明提供一种气溶胶冷却元件，其包括：

内核；和

包裹在内核外的导热层，

其中：

所述内核中包含相变材料，

所述导热层具有30-150W/m*K的热导率。

在某些实施方案中，本发明所述的气溶胶冷却元件，其中所述相变材料具有40-120℃的相变温度。

在某些实施方案中，本发明所述相变材料包括选自聚乙二醇、七水硫酸镁、六水氯化镁、正十四烷酸(肉豆蔻酸)、正十八烷酸(硬脂酸)、山梨醇、木糖醇或赤藓糖醇中的至少一种。

在某些实施方案中，本发明所述相变材料包括七水硫酸镁或者所述相变材料为七水硫酸镁。

在某些实施方案中，本发明所述相变材料包括聚乙二醇或者所述相变材料为聚乙二醇。

在某些实施方案中，本发明所述相变材料为PEG1000、PEG2000、PEG10000的混合物。

在某些实施方案中，本发明所述相变材料为PEG1000、PEG2000、PEG10000的混合物，并且PEG1000、PEG2000、PEG10000的质量比为1:3-5:4-6，例如1:4:5。

在某些实施方案中，本发明所述相变材料为PEG1000、PEG2000、PEG10000的混合物所述相变材料包括山梨醇、木糖醇和赤藓糖醇或者所述相变材料为山梨醇、木糖醇和赤藓糖醇的混合物。

在某些实施方案中，本发明中所述相变材料为山梨醇、木糖醇和赤藓糖醇的混合物，其中山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇的质量比为2-4:5-7:1，例如3:6:1。

在某些实施方案中，本发明所述相变材料包括硬脂酸或者所述相变材料为硬脂酸。

在某些实施方案中，本发明所述导热层包含导热材料。

在某些实施方案中，本发明所述导热层还包含增塑剂和骨架聚合物材料。

在某些实施方案中，本发明所述导热层包含导热材料、增塑剂和骨架聚合物或者所述导热层由导热材料、增塑剂和骨架聚合物制成。

在某些实施方案中，本发明所述导热层中导热材料、骨架聚合物和增塑剂的重量比为10-30:0.5-4:0.1-2，例如10-25:1-4:0.5-2。

在某些实施方案中，本发明所述导热材料包括选自α-氧化铝、氧化镁、氧化锌或石墨中的至少一种。

在某些实施方案中，本发明所述导热材料为-500目的粉末状物质。

在某些实施方案中，本发明所述骨架聚合物包括选自羧甲基纤维素、羟丙甲基纤维素、聚乙二醇或聚乙烯吡洛烷酮中的至少一种。

在某些实施方案中，本发明所述增塑剂为选自柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、聚乙二醇6000、柠檬酸三丁酯或癸二酸二丁酯中的至少一种。

在某些实施方案中，本发明所述导热层包含氧化镁、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯或者所述导热层由氧化镁、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯制成。

在某些实施方案中，本发明所述导热层由氧化镁、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯制成，其中氧化镁、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯的质量比为15-25:3-4:1-2，例如20:4:2。

在某些实施方案中，本发明所述导热层包含石墨、羟丙甲基纤维素、柠檬酸三乙酯或者所述导热层由石墨、羟丙甲基纤维素、柠檬酸三乙酯制成。

在某些实施方案中，本发明所述导热层由石墨、羟丙甲基纤维素、柠檬酸三乙酯制成，其中石墨、羟丙甲基纤维素、柠檬酸三乙酯的质量比为10-20:1-3:0.5-1.5；例如10:2:1。

在某些实施方案中，本发明所述导热层包含α-氧化铝、聚乙烯吡洛烷酮、柠檬酸三丁酯或者所述导热层由α-氧化铝、聚乙烯吡洛烷酮、柠檬酸三丁酯制成。

在某些实施方案中，本发明所述导热层由α-氧化铝、聚乙烯吡洛烷酮、柠檬酸三丁酯制成，其中α-氧化铝、聚乙烯吡洛烷酮、柠檬酸三丁酯的质量比为15-25:2-4:0.5-1.5，例如20:3:1。

在某些实施方案中，本发明所述导热层包含氧化锌、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯或者所述导热层由氧化锌、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯制成。

在某些实施方案中，本发明所述导热层由氧化锌、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯制成，其中氧化锌、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯的质量比为20-25:1-3:0.5-1.5，例如25:2:1。

在某些实施方案中，本发明所述内核为近似球形，粒径为2.0-3.8mm。

在某些实施方案中，本发明所述导热层的厚度为1-2mm。

在某些实施方案中，本发明所述的气溶胶冷却元件，其还包括：包裹在导热层外的增香层。

在某些实施方案中，本发明所述增香层由选自以下增香材料中的至少一种制成：丁香酚、甜小茴香油、桂皮油、大茴香油、甜橙油、苯乙醇、麦芽酚。

在某些实施方案中，本发明所述增香层的厚度为0.8-1.2mm。

本发明还提供一种制备所述气溶胶冷却元件的方法，包括：

1)将相变材料加热融化至液态，将液态相变材料滴入冷凝介质，形成内核；

2)将导热材料、增塑剂、骨架聚合物置于乙醇溶液中混合形成悬浊液，将其喷洒在内核表面，干燥，在内核表面形成导热层；

3)可选地，将增香材料与乙醇(例如浓度为70％-90％的乙醇水溶液)混合后形成增香溶液，将其喷洒在导热层的表面，干燥，在导热层的表面形成增香层。

在某些实施方案中，本发明所述的方法，其具有以下特征中的一项或多项：

i)用滴丸设备将液态相变材料滴入冷凝介质；

ii)所述冷凝介质为中链甘油三酯(MCT)、石蜡或植物油；

iii)将导热材料、增塑剂、骨架聚合物与乙醇溶液(例如浓度为20-80％的乙醇水溶液)混合，经超声搅拌形成悬浊液，

iv)所述悬浊液中导热材料的浓度为10-20wt％，骨架聚合物的浓度为0.5-4wt％，增塑剂的浓度为0.1-2wt％，余量为乙醇溶液(例如浓度为20-80％的乙醇水溶液)；

v)用流化床包衣设备或包衣锅将导热悬浊液喷洒在内核表面；

vi)在温度为25-35℃的条件下，用流化床包衣设备或包衣锅将导热材料的悬浊液喷洒在内核表面；

vii)将增香溶液的施加量为步骤2获得的冷却元件重量的0.5-10wt％。

本发明还提供所述的气溶胶冷却元件在制备加热不燃烧烟草制品中的应用。

本发明还提供一种加热不燃烧烟草制品，其包含本发明所述的气溶胶冷却元件。

在某些实施方案中，本发明所述的加热不燃烧烟草制品，其包括用于产生气溶胶的气溶胶形成基体，中空管状的支撑部件，气溶胶冷却部件，和气溶胶过滤部件，其中气溶胶冷却部件中包含本发明所述的气溶胶冷却元件。

本发明中，术语“气溶胶”是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，例如在加热不燃烧卷烟中，由气溶胶形成基体(也称烟弹)产生的烟气、气雾、烟雾，可以被称为气溶胶。

本发明中，术语“冷凝介质”是与相变材料不相溶的液体冷却剂，例如可以是中链甘油三酯(MCT)，也可以是石蜡，植物油等。

本发明的有益效果

本发明提供的气溶胶冷却元件，将相变材料作为内核，导热材料作为外壳，通过高导热性能的外壳将热量高效传递至内壳的相变材料，通过相变吸热，从而迅速降低气溶胶温度，同时保证相变材料被外壳封固，避免了由于相变材料形变、转移对吸阻、感官质量产生的影响。

进一步，可在气溶胶冷却元件的导热层外喷洒香味物质形成增香层，从而赋予冷却元件载香的功能。应用本发明的气溶胶冷却元件，看在快速降低烟气温度的同时，不影响烟雾量，对感官质量无负面影响，并能赋予卷烟一定的风格特征。

综上所述，本发明的气溶胶冷却元件具有以下一项或多项优点：

-能有效降低加热不燃烧卷烟的烟气入口温度；

-降低烟气温度的同时，不影响烟雾量；

-降低烟气温度的同时，对感官质量无负面影响；

-降低烟气温度的同时，赋予卷烟一定的香味风格特征。

附图说明

图1是四段式加热不燃烧的部件示意图，其中1为用于产生气溶胶的气溶胶形成基体，2为中空管状的支撑部件，3为气溶胶冷却部件，4为气溶胶过滤部件。

图2示出了本发明的一个实施例的气溶胶冷却元件，其中5为内核、6为导热层。

图3示出了本发明的另一个实施例的气溶胶冷却元件，其中5为内核、6为导热层、7为增香层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可通过购买获得的常规产品。

如图2所示，本发明的一个实施提供一种气溶胶冷却元件，其包括：内核5，和包裹在内核外的导热层6，其中所述内核中包含相变材料，所述导热层具有30-150W/m*K的热导率。

如图3所示，本发明的一个实施提供一种气溶胶冷却元件，其包括：内核5，包裹在内核外的导热层6，和包裹在导热层外的增香层，其中所述内核中包含相变材料，所述导热层具有30-150W/m*K的热导率。

以下实施例应用不同的相变材料和导热材料制备了本发明所述的气溶胶冷却元件。

实施例1气溶胶冷却元件的制备例1

步骤(1)：相变内核的制备

将七水硫酸镁加热至80℃融化成液体状态。采用单滴头滴丸设备，通过自由落体将相变液体材料滴入中链甘油三酯(medium chain triglycerides，简称MCT)中，形成粒径约为3.0mm的球状内核。将内核从MCT中取出，并去除表面的MCT，备用。

所述七水硫酸镁相变温度为56℃，ΔHm为365J/g，购自百灵威科技有限公司，产品编号为C12490。

所述MCT购自广州市展帆科技新材料有限公司，型号为KR6810L。

步骤(2)：导热层的制备

a、配置包衣液：将磨碎后的石墨粉末(500目左右)、羟丙甲基纤维素、柠檬酸三乙酯、50％乙醇按照质量比10:2:1:87混合后，超声60min后形成悬浊液，将悬浊液置入包衣锅(购自云南巴菰生物科技有限公司，型号为ELIM UX52)中；

b、将步骤(1)制备好的七水硫酸镁相变内核置于包衣锅中，控制包衣锅内温度在25-35℃之间，将包衣液均匀喷洒在内核表面，干燥后，在内核表面形成导热层，厚度约为1mm。

所述石墨热导率为150W/m*K，购自百灵威科技有限公司，产品编号：450621。

所述羟丙甲基纤维素，其中甲氧基含量为28-30wt％，羟丙基含量为7-12wt％，购自潍坊力特复合材料有限公司，产品编号：HT-F。

所述柠檬酸三乙酯，购自百灵威科技有限公司，产品编号：291479。

步骤(3)：增香层的制备

将香料溶解在90％的乙醇中，得到增香溶液。将增香溶液喷洒在步骤(2)得到的气溶胶冷却元件的导热层表面，增香溶液施加量为气溶胶冷却元件重量的1.0％，经过干燥，在气溶胶冷却元件的导热层表面形成增香层。最终得到直径约为5.0mm的具有增香功能的气溶胶冷却元件。

其中增香溶液中所用香料可以根据需要选用具有不同香味风格的香料。本实施例中所用增香溶液为具有辛香风格的香精溶液，香精原料包括：丁香酚、甜小茴香油、桂皮油、大茴香油、甜橙油、苯乙醇、麦芽酚等。

实施例2气溶胶冷却元件的制备例2

步骤(1)：相变内核的制备

将PEG1000、PEG2000、PEG10000按照质量比为1:4:5调配成相变温度为60℃的相变材料，加热至80℃融化成液体状态。用单滴头滴丸设备，通过自由落体将相变液体材料滴入MCT中，形成粒径约为2.5mm的球状内核。将内核从MCT中取出，并去除表面的MCT，备用。

其中所调配的聚乙二醇相变材料的相变温度为60℃，ΔHm为150J/g。PEG1000、PEG2000、PEG10000均购自江苏茂亨化工有限公司。

步骤(2)：导热层的制备

a、配置包衣液：将磨碎后的氧化镁粉末(500目左右)、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯、45％乙醇按照质量比20:4:2:74混合后，超声60min后形成悬浊液，将悬浊液置入包衣锅中；

b、将步骤(1)制备好的聚乙二醇相变内核置于包衣锅中，控制包衣锅内温度在25-35℃之间，将包衣液均匀喷洒在内核表面，干燥后，在内核表面形成导热层，厚度约为1mm。

所述氧化镁热导率为40W/m*K，购自百灵威科技有限公司，产品编号：SY009196。

所述羟丙甲基纤维素，其中甲氧基含量为28-30wt％，羟丙基含量为7-12wt％，购自潍坊力特复合材料有限公司，产品编号：HT-F；

所述邻苯二甲酸二乙酯，购自百灵威科技有限公司，产品编号：424546。

步骤(3)：增香层的制备

将香料溶解在90％的乙醇中，得到增香溶液。将增香溶液喷洒在步骤(2)得到的气溶胶冷却元件的导热层表面，增香溶液施加量为气溶胶冷却元件重量的2.5％，经过干燥，在气溶胶冷却元件的导热层表面形成增香层。最终得到直径约为4.5mm的具有增香功能的气溶胶冷却元件。

其中增香溶液中所用香料可以根据需要选用具有不同香味风格的香料。本实施例中所用增香溶液为具有辛香风格的香精溶液，香精原料包括：丁香酚、甜小茴香油、桂皮油、大茴香油、甜橙油、苯乙醇、麦芽酚等。

实施例3气溶胶冷却元件的制备例3

步骤(1)：相变内核的制备

将PEG1000、PEG2000、PEG10000按照质量比为1:4:5调配成相变温度为60℃的相变材料，加热至70℃融化成液体状态。用单滴头滴丸设备，通过自由落体将相变液体材料滴入MCT中，形成粒径约为2.5mm的球状内核。将内核从MCT中取出，并去除表面的MCT，备用。

所调配聚乙二醇相变材料的相变温度为60℃，ΔHm为150J/g。

步骤(2)：导热层的制备

a、配置包衣液：将磨碎后的氧化镁粉末(500目左右)、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯、45％乙醇按照质量比20:4:2:74混合后，超声60min后形成悬浊液，将悬浊液置入包衣锅中；

b、将步骤(1)制备好的聚乙二醇相变内核置于包衣锅中，控制包衣锅内温度在25-35℃之间，将包衣液均匀喷洒在内核表面，干燥后，在内核表面形成导热层，厚度约为1mm。

步骤(3)：增香层的制备

将香料溶解在90％的乙醇中，得到增香溶液。将增香溶液喷洒在步骤(2)得到的气溶胶冷却元件的导热层表面，增香溶液施加量为气溶胶冷却元件重量的2.5％，经过干燥，在气溶胶冷却元件的导热层表面形成增香层。最终得到直径约为4.5mm的具有增香功能的气溶胶冷却元件。

其中增香溶液中所用香料可以根据需要选用具有不同香味风格的香料。本实施例中所用增香溶液为具有辛香风格的香精溶液，香精原料包括：丁香酚、甜小茴香油、桂皮油、大茴香油、甜橙油、苯乙醇、麦芽酚等。

实施例4气溶胶冷却元件的制备例4

步骤(1)：相变内核的制备

将山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇按照质量比为3:6:1调配成相变温度为100℃的相变材料，加热至90℃融化成液体状态。用单滴头滴丸设备，通过自由落体将相变液体材料滴入MCT中，形成粒径约为2.0mm的球状内核。将内核从MCT中取出，并去除表面的MCT，备用。

所调配相变材料的相变温度为70℃，ΔHm为250J/g。山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇均购自河北百优生物科技有限公司，货号分别为：25685、0025、2575。

步骤(2)：导热层的制备

a、配置包衣液：将磨碎后的α-氧化铝粉末(500目左右)、聚乙烯吡洛烷酮、柠檬酸三丁酯、80％乙醇按照质量比20:3:1:76混合后，超声60min后形成悬浊液，将悬浊液置入包衣锅中；

b、将步骤(1)制备好的相变内核置于包衣锅中，控制包衣锅内温度在25-35℃之间，将包衣液均匀喷洒在内核表面，干燥后，在内核表面形成导热层，层厚度约为1mm。

所述α-氧化铝热导率为36W/m*K，购自百灵威科技有限公司，产品编号：990643。

所述聚乙烯吡洛烷酮，购自杭州巨和化工有限公司，型号为PVPK30；

所述柠檬酸三丁酯，购自百灵威科技有限公司，产品编号：179568。

步骤(3)：增香层的制备

将香料溶解在90％的乙醇中，得到增香溶液。将增香溶液喷洒在步骤(2)得到的气溶胶冷却元件的导热层表面，增香溶液施加量为气溶胶冷却元件重量的5.0％，经过干燥，在气溶胶冷却元件的导热层表面形成增香层。最终得到直径约为4.0mm的具有增香功能的气溶胶冷却元件。

其中增香溶液中所用香料可以根据需要选用具有不同香味风格的香料。本实施例中所用增香溶液为具有辛香风格的香精溶液，香精原料包括：丁香酚、甜小茴香油、桂皮油、大茴香油、甜橙油、苯乙醇、麦芽酚等。

实施例5气溶胶冷却元件的制备例5

壳核降温材料制备方式如下：

步骤(1)：相变内核的制备

将硬脂酸加热至90℃融化成液体状态。用单滴头滴丸设备，通过自由落体将相变液体材料滴入MCT中，形成粒径约为3.5mm的内内核。

所述硬脂酸相变温度为70℃，ΔHm为220J/g，购自南通瑞行化工有限公司，型号为1842。

步骤(2)：导热层的制备

a、配置包衣液：将磨碎后的氧化锌粉末(500目左右)、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯、35％乙醇按照质量比25:2:1:73混合后，超声60min后形成悬浊液，将悬浊液置入包衣锅中；

b、将步骤(1)制备好的硬脂酸相变内核置于包衣锅中，控制包衣锅内温度在25-35℃之间，将包衣液均匀喷洒在内壳球上，干燥后，涂布层厚度为1mm。

所述氧化锌热导率为30W/m*K，购自百灵威科技有限公司，产品编号：30-1405；

所述羧甲基纤维素，购自潍坊力特复合材料有限公司，产品编号：FM9-A2；

所述邻苯二甲酸二乙酯，购自百灵威科技有限公司，产品编号：424546。

步骤(3)：增香层的制备

将香料溶解在90％的乙醇中，得到增香溶液。将增香溶液喷洒在步骤(2)得到的气溶胶冷却元件的导热层表面，增香溶液施加量为气溶胶冷却元件重量的10.0％，经过干燥，在气溶胶冷却元件的导热层表面形成增香层。最终得到直径约为5.5mm的具有增香功能的气溶胶冷却元件。

其中增香溶液中所用香料可以根据需要选用具有不同香味风格的香料。本实施例中所用增香溶液为具有辛香风格的香精溶液，香精原料包括：丁香酚、甜小茴香油、桂皮油、大茴香油、甜橙油、苯乙醇、麦芽酚等。

实施例6本发明的气溶胶冷却元件的技术效果评价

将实施例1-5制备的气溶胶冷却元件加入到加热不燃烧卷烟的冷却部件中，得到样品1-5，然后评价气溶胶冷却元件的技术效果。表1中列出了样品1-5中所添加的气溶胶冷却元件数量。

所述加热不燃烧卷烟的结构如图1所示，包括四段，分别为由烟草材料制成的用于产生气溶胶的气溶胶形成基体1，中空管状的支撑部件2，气溶胶冷却部件3，气溶胶过滤部件4。其中气溶胶形成基体1的长度为16mm，支撑部件2的长度为4mm，气溶胶冷却部件3的长度为20mm，气溶胶过滤部件4的长度为8mm，所有部件的圆周均为23.0mm。

其中，气溶胶形成基体1由有序的烟草薄片制成，支撑部件2为醋酸纤维素丝束制成的中空管状滤棒，气溶胶过滤部件为醋酸纤维素丝束制成的滤棒。样品1-5和对照样品中，气溶胶形成基体1、支撑部件2和气溶胶过滤部件均相同，不同之处在于气溶胶冷却部件3中填充的冷却元件不同。对照样品的气溶胶冷却部件中填充PLA薄膜，同市售IQOS。

表1

编号	气溶胶冷却部件中所添加的冷却元件
		样品1	4粒实施例1制备的气溶胶冷却元件/支
样品2	6粒实施例2制备的气溶胶冷却元件/支
		样品3	3粒实施例3制备的气溶胶冷却元件/支
样品4	6粒实施例4制备的气溶胶冷却元件/支
		样品5	3粒实施例5制备的气溶胶冷却元件/支
对照样品	PLA薄膜

6.1样品感官质量对比分析：

对样品1-5和对照样品进行感官评价，感官质量评价标准如表2所示。

表2加热不燃烧卷烟感官质量评价指标及评分标准

感官质量评价结果如表3所示。

表3加热不燃烧卷烟感官质量评价结果

结果显示，相对于对照样品，添加了本发明的气溶胶冷却元件的加热不燃烧卷烟的烟雾量、香气香味、劲头、协调性、刺激性、口感均有所改善，感官质量的总分显著提高。这说明本发明的气溶胶冷却元件对烟雾量及感官质量无负面影响，并且通过增香层，还能赋予卷烟一定的风格特征。

6.2样品主流烟气对比分析：

对样品1-5和对照样品的加热不燃烧卷烟进行主流烟气分析评价。

实验仪器：SM450直线型吸烟机(英国Cerulean公司)；6890A气相色谱仪；山东中烟Eter加热烟具。

抽吸模式：采用加拿大深度抽吸(HCI)模式，抽吸容量55mL，钟形波，抽吸2s，间隔30s，每支烟抽8口。

检测方法：主流烟气指标(总粒相物、烟碱、甘油)按照GB/T19609-2004、GB/T23356-2009分析方法进行检测；每个样品测试5支取均值。

主流烟气分析结果如表4所示。结果显示，应用本发明制备的气溶胶冷却元件对烟支的烟雾量无影响，甚至与对照样比，烟雾量有所增加(以甘油为例)。

表4加热不燃烧卷烟主流烟气结果

6.3烟气温度分析：

采用颐中集团的NH1600烟具适配性实验装置检测出口烟气温度，烟具加热温度设置为300℃，采用加拿大深度抽吸(HCI)模式，抽吸容量55mL，钟形波，抽吸2s，间隔30s，每支烟抽7口。

表5出口烟气温度(℃)

编号	第一口	第二口	第三口	第四口	第五口	第六口	第七口
								对照样品	45	55	45	46	44	42	40
样品1	40	40	38	36	37	36	35
								样品2	42	45	44	43	40	38	37
样品3	43	45	46	42	42	40	38
								样品4	41	43	42	40	39	38	37
样品5	42	44	41	39	39	38	37

烟气温度分析结果如表5所示。结果显示，相对于对照样品，加热不燃烧卷烟产生的烟气经过本发明制备的气溶胶冷却元件后，烟气出口温度更低，说明本发明制备的气溶胶冷却元件能够更好地降低气溶胶温度，烟气出口温度更为适口。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (36)

1.一种气溶胶冷却元件，其包括：

内核；和

包裹在内核外的导热层，

其中：

所述内核中包含相变材料，

所述导热层具有30-150W/m*K的热导率，由导热材料、增塑剂和骨架聚合物制成，所述导热层中导热材料、骨架聚合物和增塑剂的重量比为10-30:0.5-4:0.1-2，所述导热材料为选自α-氧化铝、氧化镁、氧化锌或石墨中的至少一种，所述骨架聚合物为选自羧甲基纤维素、羟丙甲基纤维素、聚乙二醇或聚乙烯吡洛烷酮中的至少一种，所述增塑剂为选自柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、聚乙二醇6000、柠檬酸三丁酯或癸二酸二丁酯中的至少一种，

所述气溶胶冷却元件的制备方法包括以下步骤：

1)将相变材料加热融化至液态，将液态相变材料滴入冷凝介质，形成内核；

2)将导热材料、增塑剂、骨架聚合物置于乙醇溶液中混合形成悬浊液，将其喷洒在内核表面，干燥，在内核表面形成导热层，

其中：

所述冷凝介质为中链甘油三酯、石蜡或植物油，

所述悬浊液中导热材料的浓度为10-30wt％，骨架聚合物的浓度为0.5-4wt％，增塑剂的浓度为0.1-2wt％，余量为乙醇溶液，

所述乙醇溶液是浓度为20-80％的乙醇水溶液。

2.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述方法还包括：将增香材料与乙醇混合后形成增香溶液，将其喷洒在导热层的表面，干燥，在导热层的表面形成增香层。

3.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述相变材料具有40-120℃的相变温度。

4.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述相变材料为选自聚乙二醇、七水硫酸镁、六水氯化镁、正十四烷酸、正十八烷酸、山梨醇、木糖醇或赤藓糖醇中的至少一种。

5.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述相变材料为七水硫酸镁，或者

所述相变材料为聚乙二醇，或者

所述相变材料为PEG1000、PEG2000、PEG10000的混合物，或者

所述相变材料为山梨醇、木糖醇和赤藓糖醇的混合物，或者

所述相变材料为硬脂酸。

6.权利要求5所述的气溶胶冷却元件，其中所述相变材料为PEG1000、PEG2000、PEG10000的混合物，并且PEG1000、PEG2000、PEG10000的质量比为1:3-5:4-6。

7.权利要求6所述的气溶胶冷却元件，其中所述相变材料为PEG1000、PEG2000、PEG10000的混合物，并且PEG1000、PEG2000、PEG10000的质量比为1:4:5。

8.权利要求5所述的气溶胶冷却元件，其中所述相变材料为山梨醇、木糖醇和赤藓糖醇的混合物，并且山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇的质量比为2-4:5-7:1。

9.权利要求8所述的气溶胶冷却元件，其中所述相变材料为山梨醇、木糖醇和赤藓糖醇的混合物，并且山梨醇、木糖醇、赤藓糖醇的质量比为3:6:1。

10.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述导热层中导热材料、骨架聚合物和增塑剂的重量比为10-25:1-4:0.5-2。

11.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述导热材料为500目的粉末状物质。

12.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述导热层由氧化镁、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯制成。

13.权利要求12所述的气溶胶冷却元件，其中氧化镁、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯的质量比为15-25:3-4:1-2。

14.权利要求13所述的气溶胶冷却元件，其中氧化镁、羟丙甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯的质量比为20:4:2。

15.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述导热层由石墨、羟丙甲基纤维素、柠檬酸三乙酯制成。

16.权利要求15所述的气溶胶冷却元件，其中石墨、羟丙甲基纤维素、柠檬酸三乙酯的质量比为10-20:1-3:0.5-1.5。

17.权利要求16所述的气溶胶冷却元件，其中石墨、羟丙甲基纤维素、柠檬酸三乙酯的质量比为10:2:1。

18.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述导热层由α-氧化铝、聚乙烯吡洛烷酮、柠檬酸三丁酯制成。

19.权利要求18所述的气溶胶冷却元件，其中α-氧化铝、聚乙烯吡洛烷酮、柠檬酸三丁酯的质量比为15-25:2-4:0.5-1.5。

20.权利要求19所述的气溶胶冷却元件，其中α-氧化铝、聚乙烯吡洛烷酮、柠檬酸三丁酯的质量比为20:3:1。

21.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述导热层由氧化锌、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯制成。

22.权利要求21所述的气溶胶冷却元件，其中氧化锌、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯的质量比为20-25:1-3:0.5-1.5。

23.权利要求22所述的气溶胶冷却元件，其中氧化锌、羧甲基纤维素、邻苯二甲酸二乙酯的质量比为25:2:1。

24.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述内核为近似球形，粒径为2.0-3.8mm。

25.权利要求1所述的气溶胶冷却元件，其中所述导热层的厚度为1-2mm。

26.权利要求2所述的气溶胶冷却元件，其还包括：包裹在导热层外的增香层。

27.权利要求2或26所述的气溶胶冷却元件，其中所述增香层由选自以下增香材料中的至少一种制成：丁香酚、甜小茴香油、桂皮油、大茴香油、甜橙油、苯乙醇、麦芽酚。

28.权利要求26所述的气溶胶冷却元件，其中所述增香层的厚度为0.8-1.2mm。

29.一种制备权利要求1-28任一项所述的气溶胶冷却元件的方法，包括：

1)将相变材料加热融化至液态，将液态相变材料滴入冷凝介质，形成内核；

2)将导热材料、增塑剂、骨架聚合物置于乙醇溶液中混合形成悬浊液，将其喷洒在内核表面，干燥，在内核表面形成导热层；

其中所述冷凝介质为中链甘油三酯、石蜡或植物油；

所述悬浊液中导热材料的浓度为10-20wt％，骨架聚合物的浓度为0.5-4wt％，增塑剂的浓度为0.1-2wt％，余量为乙醇溶液；

所述乙醇溶液是浓度为20-80％的乙醇水溶液。

30.权利要求29所述的方法，其还包括：将增香材料与乙醇混合后形成增香溶液，将其喷洒在导热层的表面，干燥，在导热层的表面形成增香层。

31.权利要求30所述的方法，其中所述乙醇是浓度为70％-90％的乙醇水溶液。

32.权利要求29所述的方法，其具有以下特征中的一项或多项：

i)用滴丸设备将液态相变材料滴入冷凝介质；

ii)将导热材料、增塑剂、骨架聚合物与乙醇溶液混合，经超声搅拌形成悬浊液；

iii)用流化床包衣设备或包衣锅将导热悬浊液喷洒在内核表面；

iv)在温度为25-35℃的条件下，用流化床包衣设备或包衣锅将导热材料的悬浊液喷洒在内核表面。

33.权利要求30所述的方法，其中增香溶液的施加量为步骤2)获得的冷却元件重量的0.5-10wt％。

34.权利要求1至28任一项所述的气溶胶冷却元件在制备加热不燃烧烟草制品中的应用。

35.一种加热不燃烧烟草制品，其包含权利要求1至28任一项所述的气溶胶冷却元件。

36.权利要求35所述的加热不燃烧烟草制品，其包括用于产生气溶胶的气溶胶形成基体，中空管状的支撑部件，气溶胶冷却部件，和气溶胶过滤部件，其中气溶胶冷却部件中包含权利要求1至28任一项所述的气溶胶冷却元件。