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研发必懂:IQOS iluma烟支TEREA模块拆解

2025-03-02 10:10
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IQOS iluma 专用烟支TEREA包括以下几个部分:烟草段(含感应金属片)、过滤与密封结构、包装材料及导流与增香结构等,以下是...
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IQOS iluma 专用烟支TEREA包括以下几个部分:烟草段(含感应金属片)、过滤与密封结构、包装材料及导流与增香结构等,以下是针对IQOS Iluma专用烟支TEREA各模块的详细分析,涵盖原料特性、加工工艺、技术难点及解决方案。

一、尺寸及结构

1. 尺寸

    TEREA 烟支的长度约为 45.2mm,直径约为 7.1mm。

图1 TEREA烟支外形及尺寸

2. 结构特点

TEREA 烟支内置金属导热片,前端增加了过滤棉,可以防止烟叶薄片残渣脱落,减少气味扩散,抽完烟不会产生烟渣碎片,解决了积碳及异味问题,也不需要频繁的清洁设备

图2 TEREA烟支内部结构图

二、烟草基质(加热段)

1. 原料特性

  • 再造烟叶:以烟末、烟梗等原料为基础,通过湿法造纸工艺制成薄片,保留烟草本味。(注:IQOS Iluma专用烟支TEREA的烟草原料来源并未在公开信息中明确提及具体的产地或供应链细节,但TEREA烟支使用的烟草叶被描述为“严格挑选并彻底管理的高品质产品”。菲莫国际(PMI)强调其全球生产设施(如韩国梁山工厂)均通过ISO认证,包括质量管理(ISO-9001)、环境管理(ISO-14001)等,表明其对原料和生产流程有高标准要求。)

  • 特性:孔隙率约60%-70%,比表面积高(3-5 m²/g),利于受热均匀;焦油释放量较传统卷烟降低约90%(注:以上数据待考证,卷烟的孔隙率一般在 35% 到 40% 之间,孔隙率是指卷烟烟支中孔隙所占的体积比例,它会影响烟气的流动和燃烧性能等。细支卷烟的焦油释放量一般低于常规卷烟,例如细支卷烟的焦油释放量约为 7.3 mg/支,而常规卷烟的焦油释放量约为 11.4 mg/支

  • 风味调配:添加天然香精(如薄荷冷媒或原味焦糖提取物),通过热解温度控制(200-350℃)释放风味。

2. 加工工艺

  • 湿法造纸:烟末与植物纤维(木浆或麻浆)混合制浆,经抄造、烘干成型,厚度约0.1-0.15mm。湿法造纸技术是一种利用水作为介质,将纤维原料分散成悬浮液,再通过脱水和成型等工艺制成纸张或非织造布的技术。

  • 切割与卷制:激光切割为椭圆形芯体(专利CN110602955A),匹配电磁场分布,减少边缘能量损耗。

3. 技术难点及解决方案

  • 难点1:加热均匀性
    烟草薄片孔隙分布不均易导致局部过热碳化。
    解决方案:器具采用闭环温控系统,动态调节加热功率,防止加热不足和高温烤糊的现象。椭圆形芯体设计优化热场分布,提升烟草介质释放率。

  • 难点2:口感一致性
    不同批次烟叶原料风味波动,影响器具口感的一致性。
    解决方案:原料筛选分级(如PMI的TQA分级标准,是其对烟草产品质量和可持续生产的重要评估体系)。添加风味缓释微胶囊,稳定香气释放。

图3 TEREA烟支烟草段和感应金属片拆解图


三、金属片感应体(金属靶材段)

1. 原料特性

  • FeCrC不锈钢(铁铬碳合金):

    • 成分:FeCrC不锈钢是一种以铁(Fe)、铬(Cr)和碳(C)为主要成分的合金材料,具有独特的性能和广泛的应用。

    • 特性:磁导率>500 H/m(高频下),电阻率约72 μΩ·cm,耐高温(<450℃不氧化),厚度0.1-0.3mm。(注:以上数据待考证)

  • 分散磁性颗粒(备选方案):

    • 成分:磁性颗粒成分主要是金属导热体,具体为铁磁粉末(如Fe₃O₄)。

    • 特性粒径10-30μm,均匀分散于烟草基质中,这种磁性颗粒的分散设计有助于更均匀地传导热量,提升加热均匀性,确保烟草在加热过程中能够充分释放风味,同时避免燃烧,减少有害物质的产生

2. 加工工艺

  • 金属片嵌入

    • 激光切割成型→机械臂真空吸附定位→快干食用胶(玉米预糊化淀粉复合胶)固定。

  • 磁性颗粒分散(专利CN106455714B):

    • 铁磁粉末与烟草浆料混合→湿法造纸同步成型。

3. 技术难点及解决方案

  • 难点1:加工应力导致金属片变形
    薄片冲切易产生微裂纹。
    解决方案:干式激光切割(惰性气体保护)+ 退火处理消除应力。(注:干式激光切割(惰性气体保护)是一种在激光切割过程中使用惰性气体(如氮气、氩气等)对切割区域进行保护的技术。

  • 难点2:颗粒分散均匀性
    磁性颗粒易团聚,影响加热效率。
    解决方案:超声波分散工艺+表面包覆硅烷偶联剂,提升分散稳定性。(注:超声波分散工艺结合表面包覆硅烷偶联剂是一种常用的纳米材料改性方法,广泛应用于材料科学和工业生产中。

    超声波分散是利用超声波的高频振动和空化效应,将纳米材料分散成单个粒子或小团聚体。硅烷偶联剂是一种能够与无机材料表面的羟基反应,并与有机基体结合的化合物。通过超声波分散工艺结合硅烷偶联剂表面包覆,可以显著改善纳米材料的分散性和与基体的相容性,广泛应用于复合材料、涂料、塑料等领域。


四、过滤与密封结构

1. 原料特性

  • 前端过滤层

    • 醋酸纤维棉:纤维直径15-20μm,孔隙率80%,过滤效率>90%(注:以上数据待考证)

    • 铝箔层:厚度10-20μm,导热系数237 W/m·K,预热气流并阻隔烟渣。

  • 后端密封胶

    • 三元复合胶(玉米胶+聚乙烯醇+硅溶胶):快干、耐温(-20℃~80℃),防潮效果提升50%。

2. 加工工艺

  • 多层复合
    醋酸纤维棉→铝箔层热压复合→烟草基质卷接→后端喷涂防潮胶。

  • 密封工艺
    超声波雾化喷涂防潮胶,固化时间<3秒。

3. 技术难点及解决方案

  • 难点1:铝箔层与棉层粘合强度
    高温下容易出现分层现象。
    解决方案热压工艺优化(温度150℃±5℃,压力0.5MPa,时间2s),TEREA烟支的制造过程中,热压工艺是关键步骤之一。通过热压技术,将烟草粉末与纤维材料结合,形成烟支的核心部分。这种工艺确保了烟草的均匀分布和结构稳定性,同时为后续的加热过程提供了良好的基础。

  • 难点2:防潮胶喷涂均匀性
    胶层厚度不均影响密封效果。
    解决方案:高精度雾化喷头(德国特速点喷阀)+ 机器视觉实时监测。


五、包装材料

1. 原料特性

  • 多层铝箔复合膜

    • 结构:PET(12μm)/Al(9μm)/PE(50μm),水蒸气透过率<0.1 g/m²·day。

  • 外观印刷层

    • 食品级油墨,耐温耐湿,图案精度±0.1mm。

2. 加工工艺

  • 覆膜与分切
    铝箔复合膜分切为单支包装→热封成型(温度180℃±10℃)。

  • 激光打码
    激光功率20W,打码深度0.05mm,实现批次追溯。

3. 技术难点及解决方案

  • 难点1:铝箔膜热封强度
    高温易导致PE层变形。
    解决方案:梯度热封工艺(先低温预压,后高温定型),通过控制热封温度、压力和时间,实现更好的密封效果和结构稳定性。

  • 难点2:环保回收
    金属铝箔与塑料复合膜难分离。
    解决方案:开发可降解PE层(如PLA基材料)+ 用户回收计划。


六、导流与增香结构(部分型号)

1. 原料特性

  • 螺旋导流槽
    PET材质,螺旋角30°,气流阻力降低约20%(具体效果与结构设计方案有关)

  • 增香珠
    薄荷精油微胶囊(粒径50-100μm),将植物精油封装在微胶囊中,以实现缓释效果和提升稳定性,破裂温度40-50℃

2. 加工工艺

  • 导流槽成型
    注塑工艺(PET颗粒,模具温度80℃)→激光雕刻螺旋纹路。

  • 增香珠嵌入
    微胶囊与纤维棉混合→超声波定点封装。

3. 技术难点及解决方案

  • 难点1:增香珠破裂控制
    提前破裂导致香气逸散。
    解决方案:双层壁微胶囊设计(外层熔点60℃,内层40℃)。

  • 难点2:导流槽气流噪音
    高速气流产生啸叫。
    解决方案:优化螺旋角与槽深(专利CN108882752A),气流啸叫的产生主要是由于结构设计不合理导致的,通常情况下优化结构设计即可消除啸叫声。


总结

TEREA烟支通过多组分协同设计(烟草基质、感应体、过滤结构、包装材料等),结合精密加工工艺(激光切割、热压复合、超声波喷涂)与智能化检测技术(机器视觉+闭环温控),实现了加热性能、口感与可靠性的平衡。其核心技术难点集中于材料耐受性、加工精度及环保回收,PMI通过专利化工艺(如CN110602955A椭圆形芯体、CN106455714B磁性颗粒分散)与产业链整合逐一突破,为HNB行业树立了技术标杆。未来,可降解材料与全自动化产线将可能是优化重点。




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