一种加热不燃烧烟弹
技术领域
本发明涉及加热不燃烧新型烟草领域，特别涉及一种加热不燃烧烟弹。
背景技术
随着新型烟草不断涌入市场，其生产加工技术得到不断创新和发展，特别是加热不燃烧烟草领域。在加热不燃烧烟草领域中，烟弹及其搭配使用的烟具得到业界的特别关注。所谓“烟弹”，为装填有烟草再生物的壳体。烟弹壳体会随烟草再生物的状态不同而相应调整。烟弹壳体的作用和目的在于保持、存储并保护烟草再生物，同时保证烟弹在使用者抽吸时能够实现通气，以保证空气的流入和烟气的流出。
目前常见的加热不燃烧烟弹为薄片型烟弹，其中，烟草再生物为烟草薄片，将烟草薄片卷制成圆柱形。由于烟草薄片之间存在缝隙，因此，可以只对侧面进行包装。例如，万宝路IQOS型加热不燃烧烟支中使用的薄片型烟弹，烟弹壳体为薄纸，仅包装侧面。
但随着烟草再生物的不断研发，烟草颗粒已成为当前业界新的选择。这种烟草颗粒由于其形状的原因，容易导致从包装体中漏出，因此，在实际加工中必须对烟草颗粒进行全包装，即利用烟弹壳体对烟草颗粒实现封装，所以，用于封装烟草颗粒的封装装置以及封装方法便成为颗粒型烟弹的制造重点和难点。对此，申请号为201811503459.8的专利提供了一种低温不燃烧烟弹结构，其内容物为烟草颗粒，烟弹壳体由烟弹杯、封口膜和密封膜构成，利用封口膜的热塑性实现热封；热封的原理在于：当封口膜升温至200℃以上时，热封面的热封胶(热塑性胶，如最常用的聚乙烯)高温软化、胶粘化，此时接触装有烟草颗粒的烟弹杯开口沿，迅速降温过程中热塑胶固化，从而将封口膜固定在烟弹杯开口端。此该专利技术由于采用了热封膜结构，因此，易于损坏。另外，由于采用了热塑胶，在热封作用后的固体热塑胶再次受高温时会软化、失效，因此，存在耐受温度。若耐受温度较低(例如，低于200℃)，则烟弹在加热使用时(加热温度通常为200-400℃)，热塑胶易于出现软化、失效的现象，从而导致发生脱胶，以致烟弹不再能实现封装功能。若耐受温度较高(例如，高于200℃)，虽然，这样在加热使用时能保持热塑效果，但是，由于热塑胶通常为高分子聚合物，即使是食品级热塑胶，也难免在加热高温下产生不良的化学变化。
鉴于此，发明人认为，有必要对加热不燃烧烟弹作进一步改进，以进一步提升其性能和使用效果。
发明内容
为了解决以上现有技术中存在的问题，本发明提供了一种加热不燃烧烟弹，其壳体结构稳定，能够对烟草再生物进行可靠的封装，并且，由于在封装过程中无需加热，因此，不会影响烟草再生物，加工方便，能够大大降低生产成本并有效提高加工效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种加热不燃烧烟弹，其由加热不燃烧用烟草再生物及其封装壳体构成，封装壳体包括烟弹杯和烟弹盖，其中，烟弹杯包括烟弹杯开口端面、烟弹杯侧壁面以及烟弹杯底端面，并且，烟弹杯设有空气流入口；烟弹盖包括烟弹盖顶端面和烟弹盖侧壁面，烟弹盖顶端面设有烟气流出孔；烟弹盖通过与烟弹杯开口端面的卡嵌配合而嵌入固定在烟弹杯内。
根据以上技术方案，由于本发明的加热不燃烧烟弹采用了以上结构，特别是烟弹盖通过与烟弹杯开口端面的卡嵌配合而嵌入固定在烟弹杯内，与现有技术相比，仅通过简单的机械加工和机械力作用，就能实现烟弹盖与烟弹杯开口端面(即，烟弹杯)的紧密结合。采用这种结构的烟弹结构牢固稳定，加工工艺安全简便，并能避免现有技术中因采用加热和粘胶等所产生的不良化学反应以及对烟弹杯中填装的烟草内容物的不利影响等缺陷，并且还能避免现有技术采用的密封垫等附件的使用，从而大大降低了生产成本以及有效提高加工效率。
优选的是，烟弹盖顶端面的烟气流出孔的通孔总面积不小于烟弹杯的空气流入口的通孔总面积。更优选的是，烟弹杯的空气流入口的通孔总面积不小于2.8mm2。另外，优选的是，空气流入口设置在烟弹杯底端面和/或烟弹杯侧壁面的近底端处。
根据以上技术方案，由于烟弹盖顶端面的烟气流出孔的通孔总面积不小于烟弹杯的空气流入口的通孔总面积，即空气流入量不小于烟气流出量，因此，能够保证气体的充分利用率并有效提高烟气转换效率。发明人根据大量试验研究发现，对于烟弹这一特定领域，烟弹杯的空气流入口的通孔总面积不小于2.8mm2，以确保使用者抽吸顺畅，无阻碍感。
优选的是，烟弹杯侧壁面具有锥度K1，烟弹盖侧壁面具有锥度K2，并且，0≤K2＜K1≤0.25，更优选的是0＜K2＜K1≤0.25。此处说明的是，所谓“烟弹杯侧壁面的锥度K1”，为烟弹杯顶端口、底端面的直径之差与烟弹杯高度的比值，即烟弹杯侧壁面的锥度为K1，烟弹杯顶端面直径为D1，烟弹杯底端口直径为d1，烟弹杯高度为H1，则锥度K1的计算公式为：K1＝(D1-d1)/H1；所谓“烟弹盖侧壁面具有锥度K2”，为烟弹盖顶端面、底端口的直径之差与烟弹盖高度的比值，即烟弹盖侧壁面的锥度为K2，烟弹盖顶端面直径为D2，烟弹盖底端口直径为d2，烟弹盖高度为H2，则烟弹盖侧壁面锥度K2计算公式为：K2＝(D2-d2)/H2。
根据以上技术方案，由于烟弹杯侧壁面以及烟弹盖侧壁面采用了具有一定锥度的结构设计，因此，在将烟弹装入烟具使用时，有利于实现烟弹的递进式加热，该锥度结构有利于烟弹内部热量的聚集和转移；另外，该结构还有利于在生产和使用时确定烟弹的顶端-底端方向，从而便于在生产中的整理和使用时的拿取、放置；再有，该结构有利于提升烟弹封装壳体结构的持久稳定性；当0＝K2＜K1≤0.25时，烟弹盖侧壁面即为直筒型，在这种情况下，烟弹盖的膨胀趋势最大，其能够显著提升烟弹封装壳体结构的稳定牢固性；当0＜K2＜K1≤0.25时，烟弹盖底端口直径小于烟弹盖顶端面直径，即烟弹盖底端口直径小于烟弹杯顶端开口内直径，在这种情况下，烟弹盖底端的一部分可以轻松进入烟弹杯内部，有利于机械生产中位置对准、保证机械力有效作用。
更优选的是，烟弹盖通过加压膨胀加工方式，实现与烟弹杯开口端面的卡嵌配合。烟弹杯体与盖体主要材料相同，膨胀系数一致，压盖后结构稳定、不易脱离分开。
根据以上技术方案，由于烟弹杯侧壁面具有一定锥度K1(即，烟弹杯身为锥形结构)，而烟弹盖侧壁面的锥度K2大于等于0(即，烟弹盖侧壁为直筒形结构或锥形结构)，并且，烟弹杯侧壁面的锥度K1大于烟弹盖侧壁面的锥度K2，因此，这种特定的结构有利于实现本发明提供的烟弹盖与烟弹杯封装和结合固定。具体来说，由于烟弹盖的锥度小于烟弹杯的锥度，所以，当使用机械压力将烟弹盖压入烟弹杯时，在机械压力和烟弹杯侧壁面的作用下会迫使烟弹盖发生向内变形，进而产生向外的膨胀趋势，由此能够与烟弹杯侧壁面产生紧密结合，从而能够使烟弹盖可靠地卡嵌固定在烟弹杯内，以形成烟弹封装壳体牢固、稳定和密封的结构。
优选的是，在烟弹杯的底部设置带有多孔结构的防堵塞装置。更优选的是，防堵塞装置的透气度不低于2000CU。该防堵塞装置可以采用纤维结构、网状结构、砂芯结构、由固体颗粒压铸成型的多孔结构等。
根据以上技术方案，在烟弹杯内设有防堵塞装置，能够起到防堵塞作用，防止在生产、运输、使用过程中烟草内容物发生渗漏而堵塞通孔，以保证烟气的通过量和转换效率；并且，还能改善过滤作用，由于烟弹内产生烟气时会携带部分烟草内容物或杂质的微粉，这些微粉粒径往往小于通孔孔径，但大于防堵塞装置透气隙径，因此，通过防堵塞装置能够将其过滤在烟弹内。
优选的是，在烟弹杯底端面的外表面以及烟弹盖顶端面的外表面粘贴不透气密封层，密封层可采用塑料、铝箔、纸或类似材料。
根据以上技术方案，通过在烟弹外表面设置不透气密封层，能够保护烟草内容物，防止其成分挥发，防止烟草内容物受外界污染发生变质或损耗；保护烟弹通孔结构，防止通孔被堵塞；保护烟弹封装壳体以免破损、变形。
附图说明
下面，将参照附图对本发明的最佳实施例进行更详细的描述，以便能更好地理解本发明的上述目的、优点以及其他目的和优点。其中：
图1为示意性显示本发明的烟弹制造装配过程的示意图。
图2a为结构示意图，其显示了本发明的烟弹总体结构。
图2b为图2a中烟弹杯开口端面的局部放大视图。
图3为结构示意图，其显示了本发明的烟弹杯的另一种改进结构。
图4为结构示意图，其显示了本发明的烟弹杯的另一种改进结构。
图5为结构示意图，其显示了本发明的烟弹杯的另一种改进结构。
其中：
1-烟弹杯 2-烟弹盖 3-防堵塞装置 4-密封层
101-烟弹杯开口端面 102-烟弹杯侧壁面 103-烟弹杯底端面
104-空气流入口
201-烟弹盖顶端面 202-烟弹盖侧壁面 203-烟气流出口
5-烟草再生物
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1为烟弹的装配示意图，其显示了本发明的烟弹的装配加工过程。如图1所示，烟弹盖2通过加压膨胀加工方式，实现与烟弹杯开口端面的卡嵌配合。
<实施例1>
图2a为结构示意图，其显示了涉及本发明的烟弹结构。如图2a所示，烟弹由加热不燃烧用烟草再生物5及其封装壳体构成。该封装壳体包括烟弹杯1和烟弹盖2。
烟弹杯1设有烟弹杯开口端面101、烟弹杯侧壁面102以及烟弹杯底端面103。烟弹杯底端面103设有允许空气流入的空气流入口104，空气流入口104的通孔总面积为4.2mm2。烟弹杯1可以由金属铝材冲压而成，其高度为16mm，厚度为0.24mm，烟弹杯底端面103的直径为8.0mm。
如图2b所示，烟弹杯开口端面101设有外部凸缘，该凸缘的外伸宽度为1mm。烟弹杯侧壁面102有一定锥度，例如其锥度为0.12。
烟弹盖2设有烟弹盖顶端面201和烟弹盖侧壁面202。烟弹盖顶端面201采用多孔结构，即设置多个烟气流出孔203，其通孔总面积为4.8mm2。烟弹盖侧壁面202具有一定锥度，在本实施例中，该锥度为0.08。
如图2a所示，在烟弹杯1的内部底侧设有防堵塞装置3。该防堵塞装置3可采用由纯棉纤维制成的厚度为0.02mm的纤维薄片，其透气度优选为6000-8000CU。
另外，在烟弹杯底端面103的外表面以及烟弹盖顶端面201的外表面外均设有密封层4。密封层4可以采用铝箔，其可以通过胶水粘贴在烟弹杯底端面103和烟弹盖顶端面201的外表面上。在使用时，抽吸者可以揭除密封层7而使用烟弹。
在本实施例中，烟草再生物5为烟草颗粒，烟弹横截面为圆形，以便装配筒壁传热型烟具使用。
本实施例的烟弹的生产过程为：首先，由铝材模制形成烟弹杯1和烟弹盖2。之后，在烟弹杯底端面103的外表面粘贴由铝箔制成的密封层4。随后，将防堵塞装置3放置于烟弹杯1内，以确保防堵塞装置3完全覆盖烟弹杯底端面103的空气流入口104，并向烟弹杯1内灌装由烟草颗粒制成的烟草再生物5。而后，在烟弹盖顶端面201的外表面粘贴由铝箔制成的密封层4。最后，将烟弹盖2对准烟弹杯1并向下加压烟弹盖2以将其固定在烟弹杯1内，由此制成烟弹。
在使用本实施例的烟弹时，使用者可先揭除烟弹两端的密封层4，然后将烟弹放置在烟具的筒壁传热型烟具中，关闭加热腔并启动加热烟具，进行抽吸。在抽吸结束后，可打开烟具的加热腔，取出已加热释烟的残留烟弹即可。
图3显示了本发明的烟弹杯1的另一种改进结构。该烟弹杯1由陶瓷烧制而成，其高度为30mm，厚度为0.19mm；烟弹杯底端面的直径为10.0mm，烟弹杯开口端面的外部凸缘的外伸宽度为2mm；烟弹杯侧壁面具有一定锥度，该锥度例如可以为0.07。在烟弹杯底端面设有空气流入口104，其通孔总面积为6.0mm2。在烟弹杯1内设置具有网状结构的防堵塞装置3，其由在细铁丝网上高温烧结石英颗粒制成，其厚度为3mm，透气度为2500-3500CU。
图4显示了本发明的烟弹杯1的另一种改进结构。该烟弹杯1为双层结构，即由陶瓷高温烧制形成外壁，并在高温环境下烧结后冷却制得内壁铁膜，此结构保证烟弹杯内部热量均匀集中，减少热损失，有利于加热。该烟弹杯1的整体高度为10.0mm，厚度0.35mm。烟弹杯底端面的直径为12mm，烟弹杯开口端面的外部凸缘的外伸宽度为3mm。烟弹杯侧壁面有一定锥度，该锥度例如可以为0.25。在实施例3中，在烟弹杯1的底端面和烟弹杯的侧壁面的下端设有空气流入口104，其通孔总面积为2.8mm2。在烟弹杯1内设有防堵塞装置3，该防堵塞装置3采用由石英颗粒混合硅晶超细粉通过高压模制成，其厚度为1.0mm，透气度为4000-6000CU。
图5显示了本发明的烟弹杯1的另一种改进结构。该烟弹杯1由铝材冲压制成，其高度为9mm，厚度为0.22mm。烟弹杯底端面的直径为3.5mm，烟弹杯开口端面的外部凸缘的外伸宽度为0.5mm。烟弹杯侧壁面的锥度为0.18。空气流入口104设置在烟弹杯侧壁面的底端，通孔总面积为4.0mm2。在烟弹杯1内设有防堵塞装置3，其由铜颗粒材料烧结或压铸制成，其厚度为2.0mm，透气度为3000-5500CU。
以上内容仅是本发明的最佳实施例。应强调的是，在不脱离本发明的发明思想的情况下，本领域普通技术人员对本发明所作的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围内。
