一种可降低卷烟烟气温度的生物降解型滤棒及其

本发明属于烟草产品，涉及卷烟滤嘴，尤其是一种降低卷烟烟气温度的生物降解型滤棒及其制备方法。背景技术：1、随着国际市场上传统卷烟消费者的比例下降和日益严峻的控烟条令，众多国际烟草企业开展了加热不燃烧新型卷烟的开发和市场推广，如菲莫国际的iqos、英美烟草的glo、日本烟草的ploom tech、韩烟人参股份kt&g的lil等烟草加热产品发展迅猛，其市场规模、消费人群和产销能力正在逐年快速扩张，对世界烟草市场形势产生了重要的影响。2、加热不燃烧烟草技术是通过阴燃碳棒或者加热电子元件在温度200～400℃下加热烟草，使烟草不发生燃烧，但烟草成分仍能蒸馏与裂解，从而也释放出烟气。相对于传统的燃烧烟草制品，加热不燃烧卷烟由于没有发生燃烧，因此释放的有害成分较传统卷烟有了显著降低，在抽吸质量接近的条件下，产品安全性显著改善。另一方面，加热不燃烧卷烟的使用方式也面临一个问题，即：高温雾化烟气通过滤嘴段进入口腔中的温度会高于传统卷烟燃烧的温度，从而导致入口烟气过烫，在抽吸体检和抽吸感受等方面与传统卷烟存在较大的差距。因此降低烟气温度是加热不燃烧卷烟的一项关键性技术。3、例如菲莫公司推出的iqos配套烟支采用了折叠的聚乳酸薄膜作为烟气的降温材料，但该材料受热易塌陷收缩，影响降温效果，且吸味的感官评价不佳。专利cn105686078a采用铵盐作为卷烟降温剂，可显著降低滤棒端烟气温度，但铵盐受热会有少量氨气生成，带来刺激感和健康风险。专利cn109430943a在滤棒中添加了吸水剂或脱脂棉类的吸水材料，专利cn104449586a在滤棒中添加了负载有c19～c21烷烃的膨胀石墨或多孔硅胶颗粒，上述材料均可降低滤嘴端烟气温度，但存在截留烟气，减少烟雾量，增大滤棒吸阻的缺点。中国专利cn201510045745提供了一种过滤嘴及卷烟，通过滤嘴端添加相变材料来降低烟气温度，所使用的相变材料为水合无机盐和尿素混合物，使用方式为喷洒于醋纤嘴棒上或结晶物置于两截滤嘴之间，行业所共知的是这种水合盐在使用过程中热稳定性差，水合盐水分极易挥发，导致其焓值降低。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种可降低卷烟烟气温度的生物降解型滤棒以及制备方法，克服现有技术存在的缺点、不足。2、为了达到上述目的，本发明的解决方案是：3、一方面，本发明提供一种可降低卷烟烟气温度的低吸阻、低过滤、具有生物降解特性的滤棒，所述滤棒由可生物降解颗粒通过可生物降解型粘合剂粘合固化而成，所述滤棒经过粘合后呈现网状三维多孔结构，空隙率为40-85％，用于加热不燃烧卷烟，不对烟气带来任何异味。4、所述低吸阻、高生物降解降温滤棒中包含可生物降解颗粒以及可生物降解的粘合剂颗粒。5、可选地，滤棒成分质量比按照质量百分数计，粘合剂的重量为5～60％，生物降解颗粒重量为40～95％，两者之和为100％。6、所述可生物降解颗粒可以实现生物降解的，可选地，选自取代度小于等于2.2的醋酸纤维素、植物颗粒，以及其任意组合。7、一般来说，工业二醋酸纤维素取代度大约为2.5左右，其生物降解时间较长。降低醋酸纤维素的取代度是提高其生物降解性能十分有效的方法。当醋酸纤维素的取代度小于2.2时，其生物降解速度将得到大幅度提升。因此，可以采用酸水解的方法，将工业二醋酸纤维素制备成可降解的低取代度醋酸纤维素，再采用造粒技术如挤出滚圆，制备成可降解的醋酸纤维素颗粒。二醋酸纤维素水解后，取代度降低，其极性增强，在用于加热卷烟时，由于表面极性高，能更好地吸附烟气中的水分。当高温烟气与颗粒表面的水分接触时，水分受热，使颗粒表面的水分蒸发，水分蒸发过程需要大量热量，更加有利于降低烟气温度。加之水解后低取代度醋酸纤维素，与传统二醋酸纤维素丝束具有化学同源性，因此用于加热卷烟，不会对卷烟烟气带来异味和杂气。8、所述植物颗粒，必须满足安全性、降解性以及滤棒加工等方面需求。食用植物颗粒包括小米或膨化小米、玉米、香米、黄米和高粱。所述食用植物颗粒，不仅能在自然环境下降解，在与粘合剂高温粘接后，还能散发食材所独有的特征香味，起到烟气的增香和补香功能，从而提高了卷烟烟气抽吸的舒适性。9、所述可生物降解颗粒形状包括球形、类球形、饼状、薄片状、带状、针状、多边形状、带刻面形状或随机形状。10、可选地，所述可生物降解颗粒在至少一个维度中具有50微米、100微米、150微米、200微米或250微米的下限，至5000微米、2000微米、1000微米、900微米或700微米的上限的平均直径。11、可选地，所述的具有生物降解性能的粘合剂颗粒包括选自由以下项构成的群组中的至少一种：聚乳酸(pla)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(pbat)、聚羟基烷酸酯(pha)、聚己内酯(pcl)、热塑性淀粉聚合物、聚醋酸乙烯酯(pvac)等，进一步，可以是包含这些不同项的粘合剂颗粒之间的任意组合。12、可选地，所述的粘合剂颗粒可以呈现任何形状，此类形状包括球形、星形、颗粒状、马铃薯、不规则形状；所述的粘合剂颗粒可以是这些形状的粘合剂颗粒的任意组合。13、可选地，所述的粘合剂颗粒至少一个维度中具有：5微米、10微米、50微米、100微米或150微米的下限，至500微米、400微米、300微米、250微米或200微米的上限的平均直径。14、可选地，所述的粘合剂颗粒熔体流动指数小于等于3.5g/10min。15、另一方面，本发明提供一种上述滤棒的制备方法，包括：16、(1)连续将可生物降解颗粒与可生物降解型粘合剂的混合材料引入模腔中，可生物降解型粘合剂颗粒和可生物降解颗粒的重量比例根据最终滤棒的孔隙率和吸阻的要求以调整比例进行混合，可选地，可生物降解颗粒的质量占比为40％到95％，其他组分为可生物降解型粘合剂颗粒；17、(2)将可生物降解颗粒和可生物降解型粘合剂颗粒混合物填充到含有内衬纸的模具中，可选地，内衬纸的克重可以为70-90g，厚度为0.08-0.12mm，可选地，将所述混合材料加热到100℃至180℃，以便将所述基质材料粘合在多个接触点处，从而形成被包裹的圆柱状多孔物质；18、(3)随后从模具中取出多孔滤棒并冷却，将该滤棒切割成所需长度的小段。19、可选地，所述可生物降解颗粒的重量为40％到95％，优选地，为67％到75％；20、又一方面，本发明还提供上述的滤棒在加热不燃烧卷烟中的应用。21、由于采用上述技术方案，本发明的有益效果包括：22、1)、降温滤棒具有稳固的立体的、贯通的，非线性的间隙多孔网络结构，由可生物降解颗粒与可生物降解型粘合剂颗粒加热固化成型而成，滤棒内部具有复杂、连续的贯通孔道，高温烟气从降温滤棒一端进入滤棒后，高温烟气可以快速地分散于滤棒的空隙中，相比于直通型降温滤棒，高温烟气在该降温滤棒中的相对行程大幅延长，从而获得的降温效果更好；23、2)低取代度二醋酸纤维素，其极性增强，在用于加热卷烟时，由于表面极性高，能更好地吸附烟气中的水分。当高温烟气与颗粒表面的水分接触时，水分受热，使颗粒表面的水分蒸发，水分蒸发过程需要大量热量，更加有利于降低烟气温度。24、3)、粘合剂颗粒具有极低的热融指数，高温烟气与颗粒接触后，颗粒形态变化很小，滤棒内部仍然维持原状结构；25、4)、由于滤棒呈现贯通空隙结构，滤棒吸阻可以通过调节可生物降解颗粒以及粘合剂颗粒大小、两者混合比例以及加热温度，控制滤棒吸阻。滤棒吸阻可以低至0.15mmh2o/mm长度。26、5)、滤棒所用材料均具有很好的生物降解性能，滤棒使用完后，在自然环境下经过一段时间可实现完全降解，不会对环境造成负担，具有良好的经济效益和环境效益。