[發明專利]一種煙用調溫復合材料集合體、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010863852.9
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111945241A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 宋曉梅;楊占平;蘇凱;張麗;陳昀
• 申請（專利權）人: 南通醋酸纖維有限公司;珠海醋酸纖維有限公司;昆明醋酸纖維有限公司
• 主分類號: D01F2/28
• 分類號: D01F2/28;D01F1/10;C08J5/18;C08L1/12;A24D3/10;A24D3/18;C09K5/06
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

一種煙用調溫復合材料集合體，包括基本原料、相變膠囊材料，所述集合體由相變膠囊材料與基本原料共混、相變膠囊分布于基本原料內部或之間得到。所述集合體的形態包括纖維、片材、顆粒、絲束濾棒。所述相變膠囊材料通過相變能量轉換可以實現對煙氣溫度的調節，改善煙用基本材料的調溫性能，解決純相變材料在煙用基本材料上應用時出現的相變儲熱能力降低、溢流安全問題。本發明還公開了所述煙用調溫復合材料集合體的制備方法以及應用，將本發明在加熱卷煙應用時，能夠降低煙氣溫度，改善煙氣感官舒適性，且加工簡便、成本低、易于成型，較現有復合濾棒加工工藝具有優勢。

技術領域

本發明屬于煙草技術領域，涉及具有煙氣調溫功能的復合材料集合體及應用。

背景技術

目前市場上的加熱卷煙煙氣溫度較高，前三口溫度可達55-65℃，煙氣釋放量是傳統卷煙的5％，因此其所用嘴棒在降低煙氣溫度和降低煙氣吸附方面仍有待優化。

常規的煙用嘴棒是將煙用絲束材料，如醋酸纖維素、或聚丙烯絲束經濾棒成型機加工而成，其化學物理性質尚無法達到有效降溫功能。為了在不顯著增加成本、加工簡易的情況下，使煙用嘴棒達到煙氣調溫的目的，對煙用材料本身進行控溫改性是理想的實施舉措之一。

發明內容

針對前述技術需求，以及現有技術存在的缺陷，本發明的目的是針對煙用絲束濾棒技術的不足，從煙用濾棒的結構組成優化考慮，提供一種具有煙氣調溫功能的煙用復合材料。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種煙用調溫復合材料集合體，所述調溫復合材料集合體包括相變膠囊材料和基本材料，相變膠囊分布于基本原料內部或之間。所述相變膠囊材料可以與基本材料均勻物理共混，經紡絲、擠出工藝得到纖維、片材、顆粒集合體，還可以分布于纖維與纖維之間得到煙用絲束濾棒集合體。所述相變膠囊材料通過相變能量轉換可以實現對煙氣溫度的調節，改善煙用基本材料的調溫性能，解決純相變材料在煙用基本材料上應用時出現的相變儲熱能力降低、溢流安全問題。

利用相變微膠囊，和/或導熱材料和或其他相變改性劑等助劑，通過紡絲生產工藝、熔融加工、濾棒成型添加等工藝對煙用基本材料進行共混改性，進而生產具有煙氣調溫功能的復合材料集合體。

其中，相變微膠囊是一種具有相變調溫效果的助劑，芯材為相變材料，在實際應用時利用相變材料“固-液”的變化過程的能量轉換，可以實現對煙氣溫度的調節。相變微膠囊結構穩定，能夠解決純相變材料應用時出現的相變儲熱能力降低、溢流安全問題。

導熱材料可以改善材料的導熱問題，提升產品的熱交換性能。

添加其他相變改性劑可以進一步改善絲束材料的相變性能，調控材料在不同煙氣溫度區間的相變潛熱。

所述煙用調溫復合材料集合體，所用原料包括煙用基本原料、相變膠囊材料，和/或其他助劑；

所述集合體形態可以是纖維、片材、顆粒、絲束濾棒，可以由相變膠囊材料與基本原料均勻共混得到，可以由相變膠囊分布于纖維與纖維之間得到。

所述相變膠囊材料為粒徑D90≤30μm的顆粒，優選粒徑D90≤10μm，更優選D90≤5μm。所述相變膠囊在Tm的溫度下發生相變，Tm的值在10℃-80℃內，優選Tm峰值為25-60℃，更優選Tm峰值(37-58)±2.5℃。相變焓值≥120J/g，優選相變焓值≥150J/g。

所述相變膠囊材料熱失重溫度≥200℃，耐壓強度≥2.0MPa，保障了可以耐受一定的溫度與強度，不會發生膠囊壁材破碎，相變材料溢出問題，能夠適應不同工藝技術要求。如干法紡絲生產中醋酸纖維素溫度最高110℃，卷曲機施加壓力和過濾設備中壓力。擠出成型的擠壓和高溫(100-200℃)。