專利名稱：具有降低的引燃傾向性的煙制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙制品，特別是具有降低的引燃傾向性的煙制品。
背景技術(shù)：
在煙草工業(yè)中，對(duì)于生產(chǎn)具有這樣的外卷紙的香煙有持續(xù)關(guān)注，該外卷紙可降低煙制品的引燃傾向(ignition proclivity)、或者降低煙制品將與點(diǎn)著的煙制品接觸的表面引燃的趨勢(shì)。已有報(bào)告表明火災(zāi)是與易燃材料接觸的燃燒的香煙而引起的。煙草工業(yè)中存在有無(wú)可非議的關(guān)注是降低香煙或其他煙制品引燃與之接觸的家具、寢具等用的表面和材料的趨勢(shì)。
因此，煙制品(特別是香煙)的理想特征在于，當(dāng)以自由燃燒狀態(tài)掉落或留在易燃材料上時(shí)，它們能夠自熄。
長(zhǎng)久以來(lái)在煙草工業(yè)中已經(jīng)意識(shí)到香煙外卷紙對(duì)香煙的不完全燃燒(smolder)有顯著影響。在這一點(diǎn)上，為了獲得香煙自熄的理想趨勢(shì)，或者換句話說(shuō)，降低香煙的引燃傾向性，本領(lǐng)域已經(jīng)做出各種嘗試來(lái)改變或更改香煙外卷紙。
現(xiàn)有技術(shù)描述了薄膜成形溶液(film-forming solutions)在香煙外卷紙中的應(yīng)用，以降低紙的滲透性并控制燃燒速度。已經(jīng)表明，當(dāng)這些材料已經(jīng)沿著香煙長(zhǎng)度應(yīng)用于不連續(xù)區(qū)域時(shí)，香煙表現(xiàn)出降低的引燃基底傾向，趨向于自熄，并且具有較高的噴煙量(puff count)。
例如，在此引用作為參考的授予Peterson的美國(guó)專利5,878,753描述了一種用薄膜成形水溶液處理以降低滲透性的煙制品外卷紙。同樣，在此引用作為參考的授予Peterson的美國(guó)專利5,878,754描述了一種用溶解在非水溶液中的溶劑可溶聚合物的非水溶液處理以降低滲透性的煙制品外卷紙。
一些情況下，當(dāng)溶液施加到外卷紙上并干燥時(shí)，對(duì)于紙就有經(jīng)歷不均勻尺寸變化的趨勢(shì)。特別地，施加條帶形式的涂層可能引起條帶相對(duì)于未涂覆的紙收縮，引起未涂覆的區(qū)域鼓起。
盡管本領(lǐng)域中進(jìn)行了一些改進(jìn)，但是仍然需求一種改進(jìn)的方法來(lái)生產(chǎn)具有降低的引燃傾向性的香煙外卷紙。特別是，需要改進(jìn)的方法來(lái)將薄膜成形溶液施加于外卷紙的不連續(xù)區(qū)域，以降低外卷紙的滲透性，而不導(dǎo)致外卷紙中不均勻尺寸變化，否則會(huì)負(fù)面影響外卷紙的外觀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總地涉及具有降低的引燃傾向的用于煙制品的外卷紙，以及制造該外卷紙的方法。
本發(fā)明提供了一種用于煙制品的外卷紙，包括具有大于約60Coresta的滲透性的紙幅；和在紙幅上通過(guò)向紙幅施加薄膜成形合成物形成的處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域，該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域由未處理區(qū)域分隔，該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域具有小于約20Coresta的滲透性和小于約5cm-1的燃燒模式指數(shù)，該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域降低結(jié)合外卷紙的煙制品的引燃傾向。
本發(fā)明一方面提供了一種生產(chǎn)外卷紙的方法，該外卷紙當(dāng)結(jié)合到煙制品上時(shí)具有降低的引燃傾向性，所述方法包括下述步驟制備由紙幅構(gòu)成的外卷紙；將多層薄膜成形合成物施加到所述外卷紙的特定位置，所述薄膜成形合成物的所述多層在所述外卷紙上形成處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域，所述外卷紙?jiān)谒龈鲗邮┘又蟾稍?，所述不連續(xù)區(qū)域由未處理區(qū)域隔開(kāi)，所述處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域具有在足以降低引燃傾向的預(yù)定范圍之內(nèi)的滲透性，所述處理過(guò)的區(qū)域通過(guò)當(dāng)炭燃燒并前進(jìn)到所述處理過(guò)的區(qū)域時(shí)，減少到達(dá)香煙的未完全燃燒的炭的氧氣而降低引燃傾向。
本發(fā)明另一方面提供了一種生產(chǎn)外卷紙的方法，該外卷紙當(dāng)結(jié)合到煙制品上時(shí)具有降低的引燃傾向性，所述方法包括下述步驟制備由紙幅構(gòu)成的外卷紙，所述紙幅具有較高滲透性，紙幅的滲透性為約60Coresta至約110Coresta；將薄膜成形合成物施加到所述外卷紙的特定位置，所述薄膜成形合成物在所述外卷紙上形成處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域，所述不連續(xù)區(qū)域由未處理區(qū)域分隔，所述處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域具有在足以降低引燃傾向的預(yù)定范圍之內(nèi)的滲透性，所述滲透性在處理過(guò)的區(qū)域內(nèi)小于約20Coresta，所述處理過(guò)的區(qū)域具有小于約8cm-1的燃燒模式指數(shù)，所述處理過(guò)的區(qū)域通過(guò)當(dāng)炭燃燒并前進(jìn)到所述處理過(guò)的區(qū)域時(shí)，減少到達(dá)香煙的未完全燃燒的炭的氧氣而降低引燃傾向。
例如，在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括制備由紙幅制成的外卷紙的步驟。例如，外卷紙可包含亞麻纖維、軟木材纖維、硬木纖維、以及它們的混合物。外卷紙還可包括按重量計(jì)大約10％至大約40％的填料，諸如碳酸鈣。
根據(jù)本發(fā)明，多層薄膜成形合成物施加到外卷紙的特殊位置。多層薄膜成形合成物在外卷紙上形成處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域。不連續(xù)區(qū)域由未處理區(qū)域分隔。處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域具有的滲透性在足以降低引燃傾向的預(yù)定范圍之內(nèi)。例如，當(dāng)炭(coal)燃燒并前進(jìn)到處理過(guò)的區(qū)域中時(shí)，處理過(guò)的區(qū)域可以通過(guò)減少到達(dá)煙制品的未完全燃燒的炭的氧氣來(lái)降低引燃傾向。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，將外卷紙?jiān)诒∧こ尚魏铣晌锏母鲗又g干燥。外卷紙可通過(guò)與熱氣體蒸汽接觸、與蒸汽罐接觸放置而干燥，通過(guò)紅外線而干燥，或者可以簡(jiǎn)單地空氣干燥。
薄膜成形合成物可以根據(jù)各種方法施加到外卷紙上。例如，多層可以利用(例如)苯胺凸版印刷、直接凹版印刷、以及間接凹版印刷印刷到紙上。
在一個(gè)實(shí)施例中，由薄膜成形合成物形成的不連續(xù)區(qū)域?yàn)檠刂鵁熤破房v向設(shè)置的圓周條帶形狀。該條帶寬度可大于約4mm，諸如約5mm至約10mm。條帶可彼此間隔約5mm至約30mm的距離，特別是約5mm至約20mm的距離。
薄膜成形合成物可以由提供所需燃燒性質(zhì)的任何合適材料制成?？捎玫谋∧こ尚魏铣晌锏氖纠ㄔ逅猁}溶液、果膠溶液、硅酸鹽溶液、淀粉溶液、羧甲基纖維素溶液、其他纖維素衍生物溶液、瓜耳樹(shù)膠溶液，以及它們的混合物。如果需要，薄膜成形合成物可以包括填料，諸如白堊、粘土、金屬氧化物、碳酸鈣，以及它們的混合物。
施加到外卷紙上的薄膜成形合成物的量取決于具體用途和各種因素。為形成處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域的各層所施加的量也依照其具體用途變化。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，薄膜成形合成物可被初始施加形成較輕層。隨后，可以形成合成物的較重層。
本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)外卷紙的方法，該外卷紙當(dāng)結(jié)合到煙制品上時(shí)具有降低的引燃傾向性，所述方法包括下述步驟制備由紙幅構(gòu)成的外卷紙；將多層薄膜成形合成物施加到所述外卷紙的特定位置，所述多層至少包括第一層和第二層，第二層位于所述第一層的上方，第一層包含每單位面積重量為第一數(shù)量的所述合成物，所述第二層包含每單位面積重量為第二數(shù)量的所述合成物，所述第一數(shù)量小于所述第二數(shù)量，所述薄膜成形合成物的所述多層在所述外卷紙上形成處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域，所述不連續(xù)區(qū)域由未處理區(qū)域分隔，所述處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域具有在足以降低引燃傾向的預(yù)定范圍內(nèi)的滲透性，所述處理過(guò)的區(qū)域通過(guò)當(dāng)炭燃燒并前進(jìn)到所述處理過(guò)的區(qū)域時(shí)，減少到達(dá)香煙的未完全燃燒的炭的氧氣而降低引燃傾向。
另一種方案是，薄膜成形合成物可以初始施加成較重層。然后，較輕層可以接著置于較重層上。
在本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中，具有降低的引燃傾向性的外卷紙由具有較高滲透性的紙幅形成。例如，紙幅滲透性可大于約60Coresta，諸如約60至約110Coresta，更具體的是約60至約90Coresta。薄膜成形合成物可以施加到紙幅上以形成具有降低的引燃傾向的處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域。處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域可以由多層薄膜成形合成物形成。
除了涉及降低紙的滲透性的方法之外，本發(fā)明還涉及外卷紙本身以及由該外卷紙制成的煙制品。例如，煙制品可包括由外卷紙包繞的煙柱。外卷紙可以由如上所述的紙幅制成。本發(fā)明提供了一種具有降低的引燃傾向性的煙制品，包括包括煙草的煙柱；和圍繞煙柱的外卷紙，該外卷紙包括用含水薄膜成形合成物處理的不連續(xù)區(qū)域，所述處理過(guò)的區(qū)域由未處理區(qū)域分隔，薄膜成形合成物包括薄膜成形材料和基本上不反應(yīng)的無(wú)機(jī)填料，該處理過(guò)的區(qū)域通過(guò)當(dāng)炭燃燒并前進(jìn)到所述處理過(guò)的區(qū)域時(shí)，減少到達(dá)香煙的未完全燃燒的炭的氧氣而降低引燃傾向。
根據(jù)本發(fā)明，外卷紙可以包括由未處理區(qū)域分隔的處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域。處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域可以由多層薄膜制成，并且滲透性可以在足以降低煙制品引燃傾向性的預(yù)定范圍之內(nèi)。例如，處理過(guò)的區(qū)域的滲透性小于約25Coresta單位，特別是小于15Coresta單位，更具體的是約2Coresta單位至約10Coresta單位。
施加到外卷紙上的多層薄膜可以根據(jù)上述方法制成。用于制造薄膜的層的數(shù)量可以根據(jù)具體用途變化。對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，薄膜包含至少兩個(gè)層，特別是大約三至大約八層。
本發(fā)明的其他特征和方面將在下文詳細(xì)描述。


包括對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員為最佳實(shí)施方式的本發(fā)明的完整和能夠授權(quán)的內(nèi)容在說(shuō)明書的包括參照附圖的其余部分中具體闡述，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明制成的煙制品的透視圖；圖2是圖1所示的煙制品的分解視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明制成的外卷紙的橫剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于處理外卷紙的系統(tǒng)。
本說(shuō)明書和附圖中重復(fù)使用的附圖標(biāo)記是為了表示本發(fā)明的相同或相似的部件或元件。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其一個(gè)或多個(gè)示例將在下文闡述。每個(gè)示例是對(duì)本發(fā)明的解釋，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)際上，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明范圍或思想的前提下可以進(jìn)行各種改進(jìn)和變化。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分而說(shuō)明或描述的部件可以用在另一個(gè)實(shí)施例上，以生成再一個(gè)實(shí)施例。因此，本發(fā)明涵蓋了在所附權(quán)利要求書和它等同物范圍之內(nèi)的這些改進(jìn)和變化。
為了解釋本發(fā)明，本發(fā)明的實(shí)施例和原理將針對(duì)香煙論述。但是，這只是為了解釋的目的，而不意味著將本發(fā)明僅僅限于香煙。任何形式的煙制品都在本發(fā)明的范圍和思想之內(nèi)。
本發(fā)明涉及一種煙制品，以及一種用于煙制品的外卷紙，該外卷紙具有改進(jìn)的引燃傾向控制特性?！耙純A向”是這樣一種量度，即，如果正在燃燒的香煙掉落或留在易燃基底上時(shí)，煙制品或香煙將易燃基底引燃的趨勢(shì)。香煙引燃傾向性的測(cè)試已經(jīng)由NIST(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)會(huì))建立，并且通常稱作“實(shí)體模型引燃測(cè)試”。該測(cè)試包括將未完全燃燒的香煙置于易燃測(cè)試織物上，并記錄如下內(nèi)容，即，香煙將測(cè)試織物引燃、燃燒測(cè)試織物超過(guò)織物正常燒焦邊線(char line)、燃燒其整個(gè)長(zhǎng)度但沒(méi)有引燃織物，或者在引燃測(cè)試織物或燃燒其整個(gè)長(zhǎng)度之前自熄的趨勢(shì)。
對(duì)于引燃傾向的另一種測(cè)試稱作“香煙熄滅測(cè)試”。在香煙熄滅測(cè)試中，一根點(diǎn)著的香煙放在一層或多層濾紙上。如果香煙自熄，則香煙通過(guò)測(cè)試。但是，如果香煙在濾紙上一直燃燒到端部，則香煙(測(cè)試)失敗。根據(jù)本發(fā)明制成的煙制品可以設(shè)計(jì)成通過(guò)這些測(cè)試中的一種或二者。
通常，具有降低的引燃傾向的煙制品如下制成，即根據(jù)本發(fā)明，以多道施加工藝向外卷紙的離散區(qū)域施加合成物，如薄膜成形合成物。特別的，為了在具有降低的引燃傾向的紙上形成區(qū)域，合成物在連續(xù)步驟中施加到外卷紙上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，外卷紙?jiān)趯⒑铣晌锸┘拥郊埳系母鱾€(gè)連續(xù)步驟之間干燥。通過(guò)在多個(gè)步驟中施加合成物并且在各個(gè)步驟之間干燥，相信降低的引燃傾向區(qū)域可以形成在外卷紙上，而不會(huì)引起紙中不均勻的尺寸變化，不會(huì)負(fù)面影響紙的外觀。
在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，在合成物的各個(gè)連續(xù)施加過(guò)程中施加到外卷紙上的合成物量可以改變。例如，在某些用途中，合成物首先以較大量施加到外卷紙上。在連續(xù)的步驟中，施加到紙上的合成物量降低。但是，在其他用途中，合成物首先少量地施加到紙上。在初始施加之后，更大量的合成物施加到紙上。通過(guò)改變各個(gè)步驟中施加到外卷紙上的量，具有降低的引燃傾向的區(qū)域可形成在具有可控性質(zhì)的外卷紙上。
在多個(gè)施加步驟中將合成物施加到外卷紙上還允許在具有較高滲透性的外卷紙(如，在具有至少60Coresta單位滲透性的外卷紙)上形成降低的引燃傾向的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)外卷紙形成在煙制品中時(shí)，具有降低的引燃傾向特性，且能夠通過(guò)實(shí)物模型引燃測(cè)試和香煙熄滅測(cè)試的高孔隙率外卷紙是可行的。
為了有助于描述和說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例總體上示于圖1和2中。具有改進(jìn)的引燃傾向性的總體上標(biāo)作10的煙制品(香煙)包括外卷紙14內(nèi)的煙柱12。煙制品10可包括過(guò)濾嘴26。外卷紙14可包括任何形式的商業(yè)上可見(jiàn)的香煙外卷紙。
通常，外卷紙可由從(例如)亞麻、軟木材或硬木中獲得的纖維素纖維制成。為了按需改變紙的性質(zhì)，各種各樣的纖維素纖維混合物都可以采用。纖維的精煉程度也可變化。
對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，外卷紙包含填料。填料例如可以是碳酸鈣、氧化鎂、或者任何其他合適的材料。添加到外卷紙上的總填料重量可在按重量計(jì)約10％至約40％之間。
用于根據(jù)本發(fā)明制成的煙制品的外卷紙的滲透性通常為大約10Coresta單位至大約200Coresta單位。一些用途中，滲透性可在大約15Coresta單位至大約55Coresta單位之間。但是，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，外卷紙的初始滲透性較高。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，外卷紙的滲透性可在約60Coresta單位至約110Coresta單位之間，特別是在約60Coresta單位至約90Coresta單位之間。如上所述，如果需要用于特殊用途，本發(fā)明的方法特別適用于較高滲透性的外卷紙。
香煙外卷紙的基量通常在約18gsm至約60gsm之間，更具體的是在約15gsm至約40gsm之間。根據(jù)本發(fā)明的外卷紙可以任意在這些范圍之內(nèi)制造。
外卷紙還可以用燃燒控制添加劑處理，該添加劑還起到灰燼調(diào)節(jié)劑的作用。這種燃燒控制添加劑可以包括例如堿性金屬鹽、醋酸鹽、磷酸鹽或其混合物。特別優(yōu)選的燃燒控制添加劑是檸檬酸鉀和檸檬酸鈉的混合物。燃燒控制添加劑可按重量計(jì)約0.3％至約5％的量添加到紙中，特別是按重量計(jì)約0.3％至約2.5％的量。
紙幅14在圍裹著煙柱12時(shí)確定了外圓周表面16。外圓周表面16的不連續(xù)區(qū)域18用合成物處理。一些可用的含水合成物包括藻酸鹽、果膠、硅酸鹽、羧甲基纖維素、其他纖維素衍生物、瓜耳樹(shù)膠、淀粉、改性淀粉、聚乙酸乙烯酯、和聚乙烯醇。除了含水合成物之外，非含水合成物也可用在本發(fā)明中。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，纖維素聚合物，如乙基纖維素可以包含在非水溶劑中，例如乙醇、醋酸鹽、或二者的混合物中。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，乙基纖維素可以包含在異丙基醇和乙基醋酸鹽混合物溶劑中。
合成物還可以包括分配或懸浮在合成物中的顆粒狀不起反應(yīng)的無(wú)機(jī)填料，如下文詳細(xì)所述。還應(yīng)該理解處理過(guò)的區(qū)域18還可以置于外卷紙14的內(nèi)表面上。換句話說(shuō)，外卷紙14可以卷繞在煙柱12上，使得處理過(guò)的區(qū)域18靠近煙葉。
在圖1和2所示實(shí)施例中，處理過(guò)的區(qū)域18被定義為圓周的橫向條帶24。條帶24沿香煙10的長(zhǎng)度縱向彼此隔開(kāi)。條帶24在圖2中用陰影表示。但是，應(yīng)該理解處理過(guò)的區(qū)域在圖1所示的成形香煙中基本上是看不見(jiàn)的。換句話說(shuō)，抽煙者從外觀跡象上不能識(shí)別外卷紙14在不連續(xù)區(qū)域18中已經(jīng)經(jīng)過(guò)處理。在這一點(diǎn)上，處理過(guò)的區(qū)域18具有基本上與未處理區(qū)域28相同的光滑平坦的紋理。
條帶24的寬度和間距取決于多種變量，例如外卷紙14的初始滲透性、煙柱12的密度，等等。條帶24優(yōu)選的寬度要可以限制到達(dá)燃燒的炭上的氧氣足夠長(zhǎng)時(shí)間來(lái)熄滅炭。換句話說(shuō)，如果條帶24太窄，燃燒的炭將在自熄之前燃燒穿過(guò)條帶24。對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合，3mm的最小條帶寬度是所要求的。例如，條帶寬度可以為約5mm至約10mm。
條帶24之間的間距也是多種變量的因子。間距不必如此之大以至于在炭燃燒進(jìn)入處理過(guò)的區(qū)域18之前香煙燃燒足夠長(zhǎng)的時(shí)間而引燃基底。條帶24之間的間距還影響燃燒的炭的熱慣性(thermal inertia)，或者炭燃燒穿過(guò)處理過(guò)的條帶24而不自熄的能力。在測(cè)試的香煙中，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)1至30mm之間的條帶間距是合適的，特別是在約10mm和25mm之間。但是，應(yīng)該理解，條帶間距可以是由任意數(shù)量變量確定的任何合適的寬度。對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合，采用上述間距，煙制品可得到1至大約3個(gè)條帶。
處理過(guò)的區(qū)域18具有的滲透性的范圍對(duì)于為香煙10的組成提供改進(jìn)的引燃傾向性是公知的。隨著香煙10的炭燃燒進(jìn)入處理過(guò)的區(qū)域18，由于在處理過(guò)的區(qū)域中外卷紙14降低的滲透性，燃燒的炭可用的氧氣大大減少。氧氣的減少優(yōu)選使香煙在接觸基底時(shí)在處理過(guò)的區(qū)域18中自熄。申請(qǐng)人已經(jīng)確定優(yōu)選的滲透性小于20ml/min/cm2(CORESTA)，特別是小于12ml/min/cm2，通常在2至8m1/min/cm2的范圍內(nèi)。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該范圍在香煙的炭燃燒進(jìn)入處理過(guò)的區(qū)域時(shí)，提供要求的自熄效果。
除了滲透性之外，另一種可用于表示降低的引燃傾向性質(zhì)的量度是“燃燒模式指數(shù)(Burn Mode Index)”。實(shí)際上，與簡(jiǎn)單測(cè)量紙的滲透性相反，外卷紙的燃燒模式指數(shù)在表示紙的燃燒特性方面更為精確。用于確定燃燒模式指數(shù)的測(cè)試在授予Hampl的美國(guó)專利4,739,775中說(shuō)明，其在此引用作為參考。
為了表現(xiàn)降低的引燃傾向特性，處理過(guò)的區(qū)域18的燃燒模式指數(shù)(“BMI”)通常小于約8cm-1，特別是在約1cm-1至約5cm-1之間。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，處理過(guò)的區(qū)域18的燃燒模式指數(shù)可以為約1cm-1至約3cm-1之間。
施加到外卷紙14的處理過(guò)的區(qū)域18上的合成物為處理過(guò)的區(qū)域提供了降低的滲透性。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以使用可能包含懸浮在合成物中的顆粒狀不反應(yīng)的無(wú)機(jī)填料的含水或溶劑合成物。由于施加的方法(如下文將詳細(xì)描述)，合成物不會(huì)導(dǎo)致在溶劑變干時(shí)紙幅起皺或折疊。這就使外卷紙14具有光滑和美學(xué)上令人愉悅的外觀。
申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別合適的含水合成物是那種包含藻酸鹽的合成物，如在此引用作為參考的美國(guó)專利5,820,998中公開(kāi)的。藻酸鹽例如可以是藻酸鈉、藻酸鉀、藻酸銨、丙烯乙二醇藻酸鹽，或它們的混合物。
如果藻酸鹽合成物是酸性的(PH值小于7)，則合成物可以與填料在紙內(nèi)交聯(lián)，并可以形成耐久的表面涂層，該涂層有效降低紙的孔隙率并可降低煙制品的燃燒速度和引燃傾向。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，藻酸鹽合成物可以含有酸，用于調(diào)節(jié)合成物的PH值在大約3至大約7之間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)現(xiàn)利用弱酸，諸如乙酸特別適用于本發(fā)明的方法。例如，乙酸可以添加到合成物中，用于將PH值調(diào)節(jié)到大約4至大約6.5的范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，顆粒狀填料可以添加到合成物中。特別的，可以使用不反應(yīng)的無(wú)機(jī)填料。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)填料可以顯著提高處理過(guò)的區(qū)域18的使燃燒的炭自熄的能力。帶有填料的合成物在降低處理過(guò)的區(qū)域18中紙幅的滲透性方面更加有效。申請(qǐng)人還認(rèn)為含有無(wú)機(jī)填料顆粒的合成物較少受到燃燒的香煙的熱量的影響，因此確保涂層保持完整無(wú)缺，從而在限制氧氣到達(dá)燃燒的炭方面有效。例如，白堊、粘土、碳酸鈣和氧化鈦是特別合適的添加劑。
添加到紙中的合成物的量取決于各種因素，包括所用的合成物種類和所需的結(jié)果。對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合，特別是在使用薄膜成形合成物時(shí)，當(dāng)條帶已經(jīng)成形和干燥之后，合成物可以以占條帶區(qū)域內(nèi)紙重量的大約1％至大約50％的量添加到紙中，特別是以占條帶區(qū)域內(nèi)紙重量的大約1％至大約20％的量。盡管不總是這樣，通常施加到紙上的合成物的量通常隨著紙的滲透性增加而增加。例如，對(duì)于具有小于約30Coresta單位的滲透性的外卷紙，合成物可以以按重量計(jì)大約1％至大約9％的量施加到紙上。另一方面，對(duì)于具有大于約60Coresta單位的滲透性的外卷紙，合成物可以以按重量計(jì)大約10％至大約20％的量施加到紙上。
本發(fā)明有關(guān)于一種與煙制品一起使用的煙制品外卷紙，基本上如上所述，以及一種制造煙制品外卷紙的方法。特別的，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將合成物施加到外卷紙而不引起外卷紙扭曲或被不利影響的方法。特別的，本發(fā)明的方法涉及在多個(gè)步驟中利用(例如)多工位印刷機(jī)將合成物施加到外卷紙上。
生產(chǎn)具有改進(jìn)的引燃傾向特性的煙制品外卷紙的本發(fā)明方法包括連續(xù)地將合成物施加到煙制品外卷紙的不連續(xù)處理的區(qū)域18，如上所述的條帶24。每個(gè)連續(xù)施加之后，干燥處理過(guò)的區(qū)域，留下薄膜在紙的處理過(guò)的區(qū)域18上。該程序重復(fù)多次，使多個(gè)薄膜層得以建立并形成在外卷紙上。
施加到外卷紙不連續(xù)區(qū)域的合成物的多層可以根據(jù)特殊環(huán)境改變。例如，根據(jù)本發(fā)明大約2層至大約10層可以施加到外卷紙上。對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合，通常大約2層至大約6層施加到外卷紙上，盡管一些場(chǎng)合中，認(rèn)為6至8個(gè)不同層是優(yōu)選的。
為了說(shuō)明，圖3示出了含有由三個(gè)不同層制成的不連續(xù)區(qū)域18的外卷紙14。如圖3所示，層31、33和35形成在紙幅上。首先，施加層31并干燥。層31已經(jīng)干燥之后，施加層33并干燥。最后施加層35并干燥。各連續(xù)的層被印刷或施加在每一個(gè)上一層上。在各層成形過(guò)程中施加到外卷紙14上的合成物量可以取決于各種因素，包括所用的合成物類型、外卷紙的初始滲透性、必要的滲透性降低量，等等。但是，對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合，合成物可以在每遍中以基于外卷紙重量的大約0.25％至大約20％的量(按重量計(jì))施加到外卷紙上。更特別的是，在一個(gè)實(shí)施例中，合成物可以以占外卷紙重量的大約1％至大約15％的量施加到外卷紙上。
施加到紙幅上的每一個(gè)層可以以相同速度施加。但是，在其他實(shí)施例中，施加到外卷紙上的合成物量可以在每個(gè)連續(xù)步驟中改變。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)較輕層可以首先形成在紙幅上，然后較重層隨后施加。在該實(shí)施例中，較輕層可以首先施加到紙幅上，以便為后來(lái)的較重層形成基底或基礎(chǔ)。在一些場(chǎng)合中，該方法還可以防止外卷紙?jiān)谔幚磉^(guò)的區(qū)域變形過(guò)程中扭曲。
除了初始形成較輕層隨后為較重層之外，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，理想的是，首先添加合成物的較大量至外卷紙，隨后為較小的量。在該實(shí)施例中，該方法非常適合于精細(xì)地調(diào)整施加到外卷紙上的合成物量。例如，合成物可以以較大量施加到外卷紙上，以形成條帶。然后，較輕層可以施加到處理過(guò)的區(qū)域中，以便達(dá)到特別的滲透性范圍或者達(dá)到特別的燃燒模式指數(shù)。通過(guò)隨后施加較輕層，它可以更好的控制處理過(guò)的區(qū)域的最終特性。
如上所述，任何單個(gè)施加步驟中施加的合成物量可能取決于多種因素。但是當(dāng)根據(jù)本發(fā)明施加較輕層時(shí)，合成物可以基于幅片重量以大約0.25％至大約10％的量(按重量計(jì))施加到幅片上。另一方面，施加到幅片上的合成物的較大量可以基于幅片重量在按重量計(jì)大約1％至大約20％的量變化。當(dāng)施加不同層時(shí)，較輕層和較重層之間的量差可以為例如大于添加重量的1％，特別是大于添加重量的3％，在一些用途中，大于添加重量的5％。
應(yīng)該理解當(dāng)在外卷紙上形成處理過(guò)的區(qū)域時(shí)，較輕層和較重層可以以任何希望的順序施加到外卷紙上。例如，較輕層可以跟隨有較重層，而較重層又跟隨有較輕層。合成物每次施加過(guò)程中施加的量可以改變。例如，下面為由三層薄膜成形合成物形成根據(jù)本發(fā)明的處理過(guò)的區(qū)域的一個(gè)實(shí)施例

上表中包括的添加的按重量計(jì)的量是指每遍之后條帶的總重量。因此，如上所述，較輕層首先施加到外卷紙上，隨后為較重層。在較重層之后，接著施加相對(duì)較輕層。
合成物施加到外卷紙上的方式也可變化。例如，合成物可以噴灑或印刷到外卷紙上。但是認(rèn)為印刷技術(shù)對(duì)合成物的設(shè)置提供更好的控制。通常，任何合適的印刷工藝都可以用在本發(fā)明中。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)合適的印刷技術(shù)包括凹版印刷或苯胺凸版印刷。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，紙層14從供給輥40上退繞，并在與其相關(guān)的箭頭指示方向上行進(jìn)?；蛘?，紙層14可以通過(guò)一道或多道造紙工藝形成，直接進(jìn)入步驟50中，而不是首先存儲(chǔ)在供給輥40上。
如圖4所示，紙層14以反S路徑通過(guò)S形輥裝置42的輥隙。從S形輥裝置42開(kāi)始，紙層14到達(dá)凹版印刷裝置44。凹版印刷工藝可以是直接印刷工藝或間接印刷工藝，如利用平版印刷機(jī)。圖4表示間接印刷工藝。直接印刷工藝是理想的，該工藝中大量材料施加到紙層上。
凹版印刷裝置包含合成物儲(chǔ)槽46和用于將合成物52施加到凹版輥54的刮刀48。
該凹版輥54可雕刻有傳統(tǒng)的連續(xù)單元圖案(如，四邊形單元圖案)，該圖案設(shè)置成跨過(guò)輥的寬度的平行條帶，未雕刻的區(qū)域在各條帶之間。每個(gè)凹版單元持有少量的合成物，該合成物釋放到橡膠敷貼輥56上成為圖案。紙層14通過(guò)橡膠敷貼輥56和協(xié)作的支持輥58之間的輥隙。合成物從敷貼輥56轉(zhuǎn)移到紙層14的表面，由此形成涂覆的紙60。凹版輥54和敷貼輥58的速度可被控制，因此它們相同，或者它們有少量差別以影響合成物的施加。一旦合成物施加到紙層14上，如果需要，紙層可以干燥。
例如，如圖4所示，離開(kāi)凹版印刷裝置44之后，紙幅14通過(guò)干燥操作區(qū)62。在干燥操作區(qū)62期間，處理過(guò)的紙可以利用各種裝置和方法干燥。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，干燥操作區(qū)62包括在紙幅上方通過(guò)熱氣體例如空氣的干燥裝置?？諝鉁囟瓤梢栽诩s100°F至約600°F范圍之內(nèi)。另一個(gè)實(shí)施中，干燥裝置可以是蒸汽罐。在通過(guò)凹版印刷裝置用合成物處理之后，紙幅可以與蒸汽罐接觸以干燥合成物。
除了用熱蒸汽或用蒸汽罐干燥紙之外，在本發(fā)明另一實(shí)施例中，紙可以通過(guò)接觸紅外線而干燥。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，紙可以在紅外加熱燈之下通過(guò)。
在本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中，紙幅14可以在干燥操作區(qū)62期間簡(jiǎn)單地空氣干燥。
如圖4所示，用于在紙幅上施加和干燥合成物的上述工藝接著重復(fù)多次，以便得到根據(jù)本發(fā)明的多層薄膜。特別的，如圖4所示，紙層14通過(guò)凹版印刷裝置44三次并且干燥三次。相同的附圖標(biāo)記用于各個(gè)凹版印刷工位，以表示相同或相似的元件。開(kāi)始，相對(duì)少量的合成物得以施加和干燥。在同一區(qū)域中，施加額外的少量合成物并干燥。這些額外的施加通過(guò)在表面形成薄膜而進(jìn)一步減少紙的孔隙率。
應(yīng)該理解，圖4所示的工藝僅僅表示將合成物多次施加到外卷紙上的一個(gè)實(shí)施例。例如，在任何位置都可包括更多或更少量的印刷工位。
本發(fā)明的這些和其他改進(jìn)和變化可以在不脫離本發(fā)明的思想和范圍的前提下由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員實(shí)施。此外，應(yīng)該理解，各種實(shí)施例的各方面既可以整體互換又可以部分互換。此外，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到前述說(shuō)明僅僅是示例，并不在于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于煙制品的外卷紙，包括具有大于約60Coresta的滲透性的紙幅；和在紙幅上通過(guò)向紙幅施加薄膜成形合成物形成的處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域，該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域由未處理區(qū)域分隔，該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域具有小于約20Coresta的滲透性和小于約5cm-1的燃燒模式指數(shù)，該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域降低結(jié)合外卷紙的煙制品的引燃傾向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外卷紙，其中該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域包括多個(gè)不連續(xù)圓周條帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外卷紙，其中該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域通過(guò)將多層薄膜成形合成物施加在所述外卷紙上形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的外卷紙，其中薄膜成形合成物包括藻酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的外卷紙，其中薄膜成形合成物包括聚乙酸乙烯酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的外卷紙，其中所述薄膜成形合成物包括聚乙烯醇、淀粉或纖維素衍生物。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外卷紙，其中已經(jīng)施加到外卷紙上的薄膜成形合成物的量在至少兩個(gè)層之間變化按重量計(jì)10％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6或7所述的外卷紙，其中外卷紙具有大于約80Coresta的滲透性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7或8所述的外卷紙，其中所述薄膜成形合成物在施加到外卷紙之前包括含水合成物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7或8所述的外卷紙，其中所述薄膜成形合成物在施加到外卷紙之前包括非含水合成物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的外卷紙，其中所述薄膜成形合成物在施加到外卷紙之前含有乙醇。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10或11所述的外卷紙，其中外卷紙的基量在約18gsm至約60gsm之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11或12所述的外卷紙，還包括施加到外卷紙上的燃燒控制添加劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的外卷紙，其中燃燒控制添加劑包括堿性金屬鹽。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的外卷紙，其中堿性金屬鹽包括檸檬酸鹽。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-14或15所述的外卷紙，其中所述薄膜成形合成物包含顆粒狀無(wú)機(jī)填料。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的外卷紙，其中顆粒狀無(wú)機(jī)填料包括不反應(yīng)的填料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的外卷紙，其中顆粒狀無(wú)機(jī)填料包括金屬氧化物。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-17或18所述的外卷紙，其中處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域?qū)τ谑褂谜呋旧鲜强床灰?jiàn)的。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-18或19所述的外卷紙，其中處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域使得結(jié)合外卷紙的煙制品在放置于附近基底上時(shí)自熄。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-19或20述的外卷紙，其中處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域的滲透性小于約12Coresta。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-20或21所述的外卷紙，其中處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域具有小于約1至約3cm-1的燃燒模式指數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種降低用在煙制品(10)構(gòu)造中的外卷紙(14)的滲透性的方法。該外卷紙(14)用薄膜成形合成物(52)處理，該薄膜成形合成物在外卷紙上形成處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域(18)。該處理過(guò)的不連續(xù)區(qū)域(18)的滲透性在足以降低制造有外卷紙(14)的煙制品(10)的引燃傾向性的預(yù)定范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，薄膜成形合成物(52)施加到外卷紙(14)上成為多層(31、33、35)。每個(gè)施加步驟之后，干燥外卷紙(14)。將薄膜成形合成物(52)施加到外卷紙(14)上成為多層(31、33、35)使得外卷紙(14)可能發(fā)生的扭曲和其他負(fù)面效果最小。
文檔編號(hào)A24D1/10GK1839717SQ200610059510
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2001年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月13日
發(fā)明者托馬斯·A·克拉克, 理查德·M·彼得森, 約瑟夫·S·庫(kù)切羅夫斯基 申請(qǐng)人:施韋策-莫杜伊特國(guó)際公司