疏水性包裝材料的制作方法
【專利摘要】一種吸煙制品包含包括至少15％保濕劑的煙草基板和圍繞所述煙草基板布置的疏水性包裝紙。所述包裝紙由于疏水性基團(tuán)與所述紙共價(jià)鍵合而為疏水性的。
【專利說明】
疏水性包裝材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于吸煙制品的紙，其中所述包裝紙具有疏水性表面且與具有較高濕潤程度的煙草基板一起使用。
【背景技術(shù)】
[0002]可燃吸煙制品(例如卷煙)通常包括由包裝材料圍繞的煙草切絲填料的圓柱形條，以及與包裹的煙絲條以鄰接的端部對端部方式軸向?qū)?zhǔn)的圓柱形過濾器。圓柱形過濾器通常包括由塞包裝件限定的過濾材料。包裹的煙絲條和過濾器通過通常由紙材料形成的接裝包裝材料帶連接，所述接裝包裝材料帶限定過濾器的整個(gè)長度和包裹的煙絲條的鄰近部分。卷煙通過在其一個(gè)端部點(diǎn)燃且燃燒煙絲條而由消費(fèi)者采用。吸煙者隨后通過在香煙的口端部或過濾器端部抽吸而將主流煙氣接納到其口內(nèi)。
[0003]—些吸煙制品包括含有煙草的氣溶膠生成基質(zhì)，所述煙草在消耗時(shí)被加熱而不是燃燒。已知的加熱式吸煙制品包含(例如)氣溶膠是通過電加熱或通過從可燃的燃料元件或熱源至氣溶膠生成基質(zhì)進(jìn)行的熱傳輸來產(chǎn)生的吸煙制品。在吸煙期間，揮發(fā)性化合物通過來自熱源的熱傳遞而從氣溶膠生成基質(zhì)中被釋放出來并且被夾帶在被抽吸通過該吸煙制品的空氣中。隨著所釋放的化合物冷卻，化合物凝結(jié)以形成由消費(fèi)者吸入的氣溶膠。還已知的是無需燃燒或加熱，(例如)通過化學(xué)反應(yīng)從含煙草材料或其它尼古丁源生成含尼古丁氣溶膠的吸煙制品。
[0004]許多吸煙制品一般包括與煙絲條以端部對端部方式對準(zhǔn)的過濾器。一些吸煙制品包括具有功能材料的過濾器區(qū)段，當(dāng)主流煙氣或氣溶膠通過過濾器被抽吸時(shí)，所述功能材料捕獲或轉(zhuǎn)換主流煙氣或氣溶膠的組分。此類功能材料是已知的，并且包含(例如)吸收劑、催化劑和香料。
[0005]用以包裝煙草基板的紙可吸收在穿過吸煙制品的主流煙氣或氣溶膠中發(fā)現(xiàn)的保濕劑、水和其它化合物或者紙周圍的濕氣或水分。所吸收的液體污染紙或使紙變薄，且不利地影響吸煙制品的外觀和結(jié)構(gòu)完整性。加熱式吸煙制品或氣溶膠生成制品由于這些加熱式吸煙制品或氣溶膠生成制品的煙草基板中的較高含量的保濕劑而特別容易變濕和破損。
[0006]將需要提供具有較高濕度的機(jī)械穩(wěn)定的吸煙制品。需要減少包圍氣溶膠生成基質(zhì)的包裝紙?jiān)跉馊苣z生成制品的使用期間的濕潤量。
[0007]將期望提供包括這樣的紙的吸煙制品，所述紙不容易吸收在穿過吸煙制品的主流煙氣或氣溶膠中發(fā)現(xiàn)或者在圍繞紙的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的水或化合物。還將期望這種疏水紙不影響通過吸煙制品生成的煙氣或氣溶膠的味道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)第一方面，吸煙制品包含具有至少15%保濕劑的煙草基板和圍繞煙草基板布置的包裝紙。包裝紙由于與紙共價(jià)成鍵的疏水性基而呈現(xiàn)疏水性。
[0009]在另一方面中，疏水性紙通過包括以下步驟的過程產(chǎn)生:將包括脂肪酰鹵的液相組分涂覆于紙的至少一個(gè)表面;及將所述表面維持在約120°C到約180°C的溫度下。脂肪酰鹵在原位與紙中的材料的強(qiáng)酸基團(tuán)反應(yīng)，從而形成脂肪酸酯。
[0010]在又一方面中，形成吸煙制品的方法包含使脂肪酰氯與紙的纖維素材料反應(yīng)以形成疏水性紙。
[0011]在另一方面中，用于制作疏水性包裝紙的方法包括以下步驟:將包括脂肪酰鹵的液相組分涂覆于紙的至少一個(gè)表面;及將所述表面維持在約120°C到約180°C的溫度下。月旨肪酰鹵在原位與紙中的材料的強(qiáng)酸基團(tuán)反應(yīng)，從而形成脂肪酸酯。
[0012]在又一方面中，氣溶膠生成系統(tǒng)包含包括加熱元件和氣溶膠生成制品的氣溶膠生成裝置，所述氣溶膠生成制品包含包圍具有至少15%保濕劑的氣溶膠生成基質(zhì)的疏水性包裝紙。氣溶膠生成裝置經(jīng)配置以可釋放地容納氣溶膠生成制品，且加熱元件將熱量提供到氣溶膠生成制品中的氣溶膠形成基質(zhì)。
[0013]包含疏水性包裝紙的吸煙制品可減少濕度和對穿過吸煙制品的煙氣或氣溶膠中的水或保濕劑的吸收。結(jié)果是，即時(shí)在煙草基板中包含較高含量潤濕劑時(shí)，也可減少對吸煙制品的包裝材料部分的可見污染和物理弱化。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的吸煙制品可以是過濾器卷煙或使煙草材料燃燒以形成煙氣的其它吸煙制品。例如，氣溶膠生成基質(zhì)可包括煙絲條，并且該煙嘴可包括過濾器。接裝包裝材料將過濾器連接到煙草基板或條。本文所使用的術(shù)語“吸煙制品”指示卷煙、雪茄、小雪茄煙和將諸如煙草的可發(fā)煙材料點(diǎn)燃并使其燃燒以產(chǎn)生煙氣的其它制品。術(shù)語“吸煙制品”也包含無需燃燒氣溶膠形成基質(zhì)(例如煙草基板)，通過熱來生成包括尼古丁的氣溶膠的氣溶膠生成制品。
[0015]術(shù)語“煙草基板”或“氣溶膠生成基質(zhì)”包含由煙絲或煙草切絲填料形成的煙草條，或它可包含再造煙草或落葉煙葉(cast leaf tobacco)或兩者的混合物。煙草基板可以端部對端部方式連接至煙嘴或過濾器，如下文進(jìn)一步討論的。
[0016]術(shù)語“煙嘴”在本文中用于指示設(shè)計(jì)為與消費(fèi)者的口接觸的吸煙制品一部分。煙嘴可為吸煙制品的包括過濾器的部分，或在一些情況下，煙嘴可通過接裝包裝材料的范圍限定。在其他情況下，煙嘴可定義為從吸煙制品的口端部延伸約40mm、或從吸煙制品的口端部延伸約30mm的吸煙制品一部分。作為選擇，根據(jù)本發(fā)明的吸煙制品可以是對諸如煙草的氣溶膠生成基質(zhì)進(jìn)行加熱而非使其燃燒以形成氣溶膠的制品。在一類加熱的吸煙制品中，通過一個(gè)或多個(gè)電加熱元件對氣溶膠生成基質(zhì)進(jìn)行加熱以產(chǎn)生煙霧。在另一類加熱的吸煙制品中，通過從可燃的或化學(xué)熱源向物理上分離的氣溶膠生成基質(zhì)進(jìn)行熱傳遞來產(chǎn)生煙霧，所述氣溶膠生成基質(zhì)可被定位在該熱源內(nèi)、周圍或下游。本發(fā)明還包含下列吸煙制品，在該吸煙制品中，無需燃燒并且在一些情況下無需加熱，例如通過化學(xué)反應(yīng)從煙草材料、煙草提取物、或其它尼古丁源生成含有尼古丁的氣溶膠。
[0017]術(shù)語“氣溶膠生成制品”在本文中用于指并非卷煙、雪茄、小雪茄或燃燒煙草基板以產(chǎn)生煙氣的吸煙制品。根據(jù)本發(fā)明的吸煙制品可為完整裝配的吸煙裝置或吸煙裝置的組件，所述吸煙裝置的組件與一或多種其它組件組合，以便提供用于產(chǎn)生氣溶膠的經(jīng)裝配裝置，例如加熱式吸煙裝置或氣溶膠生成制品的可燃部件。
[0018]通常，氣溶膠生成裝置包括:熱源;氣溶膠形成基質(zhì)(例如煙草基板)；氣溶膠形成基質(zhì)下游的至少一個(gè)空氣入口；以及在制品的至少一個(gè)空氣入口與口端部之間延伸的氣流路徑。熱源優(yōu)選在氣溶膠形成基質(zhì)上游。在許多實(shí)施例中，熱源與氣溶膠生成裝置整合在一起，且可燃的氣溶膠生成制品可釋放地容納在氣溶膠生成裝置內(nèi)。
[0019]熱源可為可燃熱源、化學(xué)熱源、電熱源、散熱片或其任意組合。熱源可為電熱源，優(yōu)選以葉片的形式成形，所述葉片可插入氣溶膠形成基質(zhì)內(nèi)?？商娲兀瑹嵩纯膳渲脼閲@氣溶膠形成基質(zhì)，并且像這樣可采取中空管的形式或任何其他此類合適形式?？商娲兀瑹嵩礊榭扇紵嵩?。如本文使用的，可燃熱源是在使用期間自身燃燒以生成熱的熱源，其與香煙、雪茄或小雪茄不同，不涉及燃燒吸煙制品中的煙草基板。優(yōu)選的是，此類可燃熱源包括碳和點(diǎn)火助劑，例如金屬過氧化物、超氧化物或硝酸鹽，其中所述金屬是堿金屬或堿土金屬。
[0020]術(shù)語“上游”和“下游”指所述吸煙制品的元件關(guān)于主流煙氣或氣溶膠從煙草基板或氣溶膠生成基質(zhì)被抽吸且穿過煙嘴的方向的相對位置。
[0021]術(shù)語“主流煙氣”在本文中用于指示通過可燃吸煙制品例如香煙產(chǎn)生的煙氣，以及通過如上所述的不可燃吸煙制品產(chǎn)生的氣溶膠。主流煙氣流動(dòng)穿過吸煙制品且由使用者消耗。
[0022]術(shù)語“包裝材料”或“包裝紙”可互換，并指代限定煙草基板以維持煙草基板的形狀且由紙或其它材料和可選過濾器材料形成的包裹材料。包裝材料或包裝紙是疏水性的。
[0023]術(shù)語“疏水的”指表面顯示出防水特性。測定這點(diǎn)的一種有用的方法是測量水接觸角?！八佑|角”是當(dāng)液體/蒸汽界面遇到固體表面時(shí)，照常規(guī)測量的穿過液體的角度。它經(jīng)由楊氏方程定量固體表面被液體的可濕性。
[0024]本發(fā)明提供了圍繞煙草基板布置或包圍煙草基板的疏水性包裝紙(S卩，僅具有疏水性內(nèi)表面或至少疏水性內(nèi)表面;或僅具有疏水性外表面或至少疏水性外表面;或具有疏水性內(nèi)表面和疏水性外表面兩者)。
[0025]預(yù)期疏水性包裝紙可以減少且防止在吸煙制品上形成消費(fèi)者可見的斑點(diǎn)。已觀測至IJ，當(dāng)存儲在潮濕環(huán)境中時(shí)，吸煙制品上會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)。斑點(diǎn)可由對水或保濕劑的吸收引起，包含懸浮或溶解到構(gòu)成包裝紙的纖維素纖維網(wǎng)內(nèi)的任何有色物質(zhì)。不受任何理論束縛，水或保濕劑與紙的纖維素纖維相互作用，并且改變纖維的組構(gòu)，從而導(dǎo)致光學(xué)特性(例如亮度、顏色和不透明度)以及機(jī)械特性(例如拉伸強(qiáng)度、包裝紙的滲透率)的局部變化。
[0026]包裝材料是吸煙制品的部分，圍繞煙絲條或煙草基板布置，以幫助維持煙草基板的圓柱形。此包裝材料可呈現(xiàn)一系列的滲透率，包含不可滲透。香煙紙的滲透率通過利用國際標(biāo)準(zhǔn)測試方法ISO 2965:2009進(jìn)行測定，并且結(jié)果呈現(xiàn)為立方厘米/分鐘/平方厘米，并且被稱為“CORESTA單位”。
[0027]在許多實(shí)施例中，未經(jīng)處理(S卩，未經(jīng)疏水性處理)的包裝材料的滲透率可從約0C0RESTA單位至約300C0RESTA單位，或從約20C0RESTA單位至75C0RESTA單位，或約10⑶RESTA單位或以下，或約5C0RESTA單位或以上，或約1C0RESTA單位或以下。在一些配置中，未經(jīng)處理的包裝材料的滲透率在約I至約10C0RESTA單位、約5至約20C0RESTA單位，或約I至約5C0RESTA單位的范圍內(nèi)。
[0028]在各種實(shí)施例中，包裝紙可由任何合適的疏水性材料形成。在許多實(shí)施例中，包裝紙由具有側(cè)強(qiáng)酸基團(tuán)的材料形成。術(shù)語“強(qiáng)酸的”指在化學(xué)反應(yīng)中能夠提供氫或質(zhì)子的基團(tuán)。優(yōu)選的是，強(qiáng)酸基團(tuán)是反應(yīng)性的親水基團(tuán)，例如(但不限于)羥基(-0H)、胺基(-NH2)或硫氫基(-SH2)?，F(xiàn)將參考包括羥基的包裝材料借助于實(shí)例描述本發(fā)明。具有側(cè)羥基的材料包含纖維素材料，例如紙、木材、織物、天然以及人造纖維。包裝紙還可包含一或多種填料材料，例如碳酸鈣。如本文使用的術(shù)語“包裝材料”涵蓋“包裝紙”、“卷煙包裝材料”，以及用于圍封且形成加熱式吸煙制品、氣溶膠生成制品或可燃吸煙制品且特別是煙草基板或氣溶膠生成基質(zhì)的任何包裝材料。
[0029]包含任何疏水性處理的本發(fā)明所描述的包裝材料可具有任何合適的基礎(chǔ)重量。包裝材料的基礎(chǔ)重量可在約20至約50克/平方米或約20至約40克/平方米的范圍內(nèi)。包裝材料可具有任何合適的厚度。包裝材料的厚度可在約30至約80微米、或約30至約60微米、或約40至50微米的范圍內(nèi)。
[0030]在許多實(shí)施例中，包裝材料的厚度允許應(yīng)用于一個(gè)表面的疏水性基團(tuán)或試劑蔓延到相對表面上，從而對兩個(gè)相對表面有效提供相似的疏水特性。在一個(gè)實(shí)例中，包裝材料的厚度為約43微米，并且兩個(gè)表面均通過使用硬脂酰氯作為疏水試劑對一個(gè)表面的凹印(印刷)工藝而致使疏水。相應(yīng)地，盡管本發(fā)明的許多益處僅需要兩個(gè)主表面之一，即內(nèi)表面或外表面，顯示出疏水特性，但考慮類似地還可使用在兩個(gè)主表面上均顯示出疏水特性的紙。優(yōu)選的是，僅或至少外表面是疏水性的。因此，本發(fā)明涵蓋其中包裝材料包括至少一個(gè)疏水表面的各種應(yīng)用。
[0031]包裝材料的疏水表面還可抑制保濕劑、水和其它溶解或懸浮的物質(zhì)到包裝材料的傳輸、吸收和累積，所述保濕劑、水和其它物質(zhì)可在吸煙制品的包裝材料上形成可見斑點(diǎn)或使包裝材料變薄。實(shí)質(zhì)上，疏水表面降低或防止包裝材料被水、保濕劑和其它溶解或懸浮的物質(zhì)染色。
[0032]疏水性包裝材料還可抑制在吸煙制品在潮濕環(huán)境中貯存或利用時(shí)，特別是在濕度極高(例如相對濕度大于70 80%,90%,95%,99%)的情況下或在吸煙制品貯存較長時(shí)期(例如，大于三周、兩個(gè)月、三個(gè)月或六個(gè)月)時(shí)，或此類條件的組合下發(fā)生的保濕劑、水的轉(zhuǎn)移、吸收和積聚以及包裝材料的染色。
[0033]在水分或保濕劑與包裝材料相互作用的情況下，包裝材料的疏水性質(zhì)還可防止或降低吸煙制品的煙嘴的變形或解體的發(fā)生率。當(dāng)保濕劑或水滲透包裝材料表面且被吸收時(shí)，包裝材料的結(jié)構(gòu)減弱，從而有效降低包裝材料的拉伸強(qiáng)度且導(dǎo)致包裝材料或煙絲條容易撕裂或瓦解。
[0034]在一些實(shí)施例中，制備疏水性包裝材料的材料或方法基本上不影響包裝材料的滲透率。優(yōu)選的是，制備疏水性包裝材料的材料或方法使包裝材料的滲透率(與未經(jīng)處理的包裝紙材料相比較)降低小于約10%或小于約5%。
[0035]在各個(gè)實(shí)施例中，包裝材料的疏水表面具有小于約30g/m2、小于約20g/m2、小于約15g/m2、或小于約10g/m2的Cobb吸水率(IS0535:1991)值(在60秒時(shí))
[0036]在各個(gè)實(shí)施例中，包裝材料的疏水表面具有至少約90度、至少約95度、至少約100度、至少約110度、至少約120度、至少約130度、至少約140度、至少約150度、至少約160度、或至少約170度的水接觸角。疏水性通過利用TAPPI T558om-97測試進(jìn)行測定，并且結(jié)果呈現(xiàn)為界面接觸角且以“度”報(bào)道，并且范圍可為接近零度到接近180度。當(dāng)接觸角未連同術(shù)語疏水的一起指定時(shí)，水接觸角為至少90度。
[0037]在優(yōu)選實(shí)施例中，包裝材料的內(nèi)表面具有至少約90度、至少約95度、至少約100度、至少約110度、至少約120度、至少約130度、至少約140度、至少約150度、至少約160度、或至少約170度的水接觸角。外表面可比內(nèi)表面更不疏水，以便促進(jìn)外表面的后續(xù)加工，例如在外表面上的印刷設(shè)計(jì)、用于降低香煙易燃性的印刷處理、或使得它與某些膠粘劑更相容。在其它實(shí)施例中，外表面具有與內(nèi)表面基本上相同，或在內(nèi)表面的接觸角約20度內(nèi)的水接觸角。
[0038]疏水表面可沿包裝材料的長度均勻地存在。在一些配置中，疏水表面不沿包裝材料的長度均勻地存在。例如，疏水表面可優(yōu)先存在于與吸煙制品的過濾器元件或煙嘴鄰近的包裝材料一部分上，并且不存在于包裝材料的上游部分上。在一些實(shí)施例中，包裝材料的最上游25%部分不存在疏水性表面。在一些實(shí)施例中，疏水表面沿包裝材料長度的全部或一部分形成圖案。包裝材料中非疏水性的部分可包含可不容易施加于疏水性表面的標(biāo)記。
[0039]在許多實(shí)施例中，疏水性表面可通過沿包裝材料的長度印刷反應(yīng)物而形成。任何有用的印刷方法均可利用。反應(yīng)物可包含任何有用的疏水性基團(tuán)，所述基團(tuán)可反應(yīng)以與包裝紙材料或包裝紙材料的側(cè)基化學(xué)鍵合。
[0040]在許多實(shí)施例中，疏水性表面可通過沿包裝材料的長度印刷反應(yīng)物而形成。可利用任何有用的印刷方法，例如凹印、噴墨或類似方法。反應(yīng)物可包含任何有用的疏水性基團(tuán)，其可與包裝紙材料或紙材料的側(cè)基共價(jià)鍵合。
[0041 ] 疏水性表面可由任何合適的疏水性反應(yīng)物或疏水性基團(tuán)形成。疏水性反應(yīng)物優(yōu)選地與紙或紙材料的側(cè)強(qiáng)酸基化學(xué)鍵合。在許多實(shí)施例中，疏水性反應(yīng)物與紙或紙材料的側(cè)強(qiáng)酸基共價(jià)鍵合。舉例來說，疏水性基團(tuán)與形成包裝紙的纖維素材料的側(cè)羥基化共價(jià)鍵合。紙與疏水性反應(yīng)物之間的共價(jià)鍵可形成疏水性基團(tuán)，其牢固地附著至紙材料而不是簡單地將疏水材料的涂層布置在包裝紙表面上。通過使疏水性反應(yīng)物以分子水平原位化學(xué)鍵合而非整體應(yīng)用一層疏水性材料以覆蓋表面，允許紙的滲透率得到更好的維持，因?yàn)橥繉于呄蚋采w或阻擋紙中的空隙且降低滲透率。將疏水性基團(tuán)與紙化學(xué)鍵合也可減少致使紙的表面疏水所需的材料的量。如本文所使用，術(shù)語“原位”指化學(xué)反應(yīng)的位置，所述化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在形成紙的固體材料的表面上或附近，所述化學(xué)反應(yīng)可與纖維素溶解于溶劑中的反應(yīng)區(qū)分開。舉例來說，所述反應(yīng)發(fā)生在包括異構(gòu)結(jié)構(gòu)的纖維素材料的紙的表面上或附近發(fā)生。然而，術(shù)語“原位”并不需要化學(xué)反應(yīng)在吸煙制品上直接發(fā)生。
[0042]疏水性試劑可包括?；蛑舅峄ｕ；蛑舅峄蚱浠旌衔锟蔀轱柡偷幕虿伙柡偷摹７磻?yīng)物中的脂肪酸基(例如脂肪酰鹵)可與纖維素材料的側(cè)強(qiáng)酸基(例如羥基)反應(yīng)，以形成使脂肪酸與纖維素材料化學(xué)鍵合的酯鍵。大體上，與羥基側(cè)基的這些反應(yīng)可使纖維素材料酯化。
[0043]脂肪酸基團(tuán)的?；珻12-C3q烷基(具有12至30個(gè)碳原子的烷基)Xw-C24烷基(具有14至24個(gè)碳原子的烷基)或優(yōu)選地C16-C2q烷基(具有16至20個(gè)碳原子的烷基)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，如本文中所使用，術(shù)語“脂肪酸”指包括12至30個(gè)碳原子、14至24個(gè)碳原子、16至20個(gè)碳原子或大于15、16、17、18、19或20個(gè)碳原子的長鏈脂肪族、飽和或不飽和脂肪酸。在各種優(yōu)選實(shí)施例中，疏水性試劑包含?；u化物，例如包含(例如)棕櫚酰氯、硬脂酰氯或苯甲酰氯或其混合物的脂肪酰氯。脂肪酰氯與包裝材料中的纖維素之間的原位反應(yīng)生成纖維素的脂肪酸酯和鹽酸。
[0044]任何合適的方法均可用于使疏水反應(yīng)物或基團(tuán)與包裝紙化學(xué)鍵合。作為一個(gè)實(shí)例，在控制溫度下，將一定量的疏水性試劑(不含溶劑)放置在紙表面處，例如試劑的小滴在所述表面上形成20微米規(guī)則間隔的圓圈。在連續(xù)移除未反應(yīng)的?；鹊耐瑫r(shí)，隨著脂肪酸與纖維素之間形成酯鍵，試劑的蒸汽張力的控制可通過擴(kuò)散來促進(jìn)反應(yīng)蔓延。在一些情況下，纖維素的酯化反應(yīng)基于纖維素的醇基或側(cè)羥基與?；u化合物(例如脂肪酰氯)的反應(yīng)。可用于加熱疏性水反應(yīng)物的溫度取決于反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)，且對于脂肪酰氯，所述溫度的范圍為約120°C至約180°C。
[0045]疏水性反應(yīng)物可以任何有用的量或基礎(chǔ)重量應(yīng)用于包裝紙。在許多實(shí)施例中，疏水性反應(yīng)物的基礎(chǔ)重量為小于約3克/平方米、小于約2克/平方米、或小于約I克/平方米，或者在約0.1至約3克/平方米、約0.1至約2克/平方米、或約0.1至約I克/平方米的范圍內(nèi)。疏水性反應(yīng)物可涂覆或印刷到紙表面上且限定均勻或不均勻圖案。
[0046]優(yōu)選的是，通過使脂肪酯基團(tuán)或脂肪酸基團(tuán)與包裝材料的纖維素材料上的側(cè)羥基反應(yīng)以形成紙的疏水表面，來形成疏水性包裝紙。涂覆步驟可通過應(yīng)用脂肪酰鹵(例如脂肪酰氯)來完成，所述脂肪酰鹵提供脂肪酸酯基團(tuán)或脂肪酸基團(tuán)，以與紙的纖維素材料上的側(cè)羥基化學(xué)鍵合，從而形成包裝材料的疏水性表面。涂覆步驟可通過將液體形式的脂肪酰氯裝載到固體支承物(例如刷子、輥或吸收性或非吸收性墊)上，且隨后使固體支承物與包裝材料的表面接觸來執(zhí)行。脂肪酰鹵還可通過印刷技術(shù)(例如凹印、苯胺印刷、噴墨、日光膠版術(shù))、通過噴射、通過潤濕或通過浸漬于包括脂肪酰鹵的液體中來應(yīng)用。涂覆步驟可敷設(shè)反應(yīng)物的不連續(xù)島，從而在包裝紙的表面上形成均勻或不均勻圖案的疏水性區(qū)域。包裝材料上的均勻或不均勻圖案的疏水區(qū)域可形成至少約100個(gè)不連續(xù)的疏水島、至少約500個(gè)不連續(xù)的疏水島、至少約1000個(gè)不連續(xù)的疏水島、或至少約5000個(gè)不連續(xù)的疏水島。不連續(xù)的疏水島可具有任何有用的形狀例如圓形、矩形或多邊形。不連續(xù)的疏水島可具有任何有用的平均橫向尺寸。在許多實(shí)施例中，不連續(xù)的疏水島具有在5至100微米范圍內(nèi)、或在5至50微米范圍內(nèi)的平均橫向尺寸。為了幫助表面上所應(yīng)用的試劑的擴(kuò)散，還可應(yīng)用氣流。例如其全文以引用的方式并入本文中的美國專利申請案20130236647中所描述的設(shè)備和方法可用于制造疏水性包裝紙。
[0047]根據(jù)本發(fā)明，疏水性包裝紙可通過包括以下步驟的方法制成:將包括脂肪族酸鹵化物(優(yōu)選地脂肪酰齒)的液體組分涂覆至包裝紙的至少一個(gè)表面;將氣流可選擇地應(yīng)用于所述表面以幫助所涂覆的脂肪酰鹵的擴(kuò)散;及將所述表面的溫度維持在約120°C至約180°C，其中脂肪酰鹵與紙中的纖維素材料的羥基原位反應(yīng)，從而形成脂肪酸脂。優(yōu)選的是，包裝材料由紙制成，且脂肪酰鹵為硬脂酰氯、棕櫚酰氯或?；芯哂?6至20個(gè)碳原子的脂肪酰氯的混合物。通過上文所描述的方法制成的疏水性紙因此可與通過將一層預(yù)制纖維素的脂肪酸酯涂布在所述表面而制成的材料區(qū)分開。
[0048]疏水性包裝紙通過一種方法制成，所述方法將液體反應(yīng)物組分以約0.1至約3克/平方米、或約0.1至約2克/平方米或約0.1至約I克/平方米的范圍內(nèi)的比率涂覆至紙的至少一個(gè)表面。以這些比率涂覆的液體反應(yīng)物致使紙的表面具有疏水性。
[0049]吸煙制品(例如卷煙和氣溶膠生成制品)包含煙草基板或氣溶膠生成基質(zhì)，所述煙草基板或氣溶膠生成基質(zhì)包括由包裝材料限定的一定量的煙草。煙草基板可包括任何適當(dāng)形式的一或多種任何適當(dāng)類型的煙草材料或煙草代用品。優(yōu)選的是，煙絲條包括烤煙、白肋煙、馬里蘭煙草、東方煙草、特殊煙草、均質(zhì)或再造煙草或其任意組合。優(yōu)選的是，煙草設(shè)置成如下形式:煙草切絲填料、例如為體積擴(kuò)張或蓬松的煙草的處理過的煙草材料、例如為切割卷?；蚯懈顢喙５奶幚磉^的煙草梗、重組煙草、均質(zhì)煙草、再造煙草、落葉煙草或其混合物以及類似材料。術(shù)語“煙草切絲填料”在本文中用于指示占優(yōu)勢地由煙葉的葉片部分形成的煙草材料。術(shù)語“煙草切絲填料”在本文中用于指示形成煙草切絲填料摻和物的煙草屬(Nicotiana)的單一物種以及煙草屬的兩個(gè)或更多個(gè)物種兩者。
[0050]如本文所用，術(shù)語“均質(zhì)煙草”指通過團(tuán)聚顆粒煙草形成的材料。均質(zhì)煙草可包含再造煙草或鑄造煙草，或兩者的混合物。術(shù)語“再造煙草”指可由煙草副產(chǎn)品例如煙草肩、煙草粉塵、煙梗、或前述的混合物制成的紙樣材料。再造煙草可通過下述進(jìn)行制備:提取煙草副產(chǎn)品中的可溶性化學(xué)品，將剩余煙草纖維加工成薄片，并且隨后將提取的材料以濃縮形式再應(yīng)用到薄片上。術(shù)語“鑄造煙草”在本文中用于指由本領(lǐng)域眾所周知的方法得到的產(chǎn)物，其基于將包括磨碎煙草顆粒和粘合劑(例如瓜爾膠)的漿料澆鑄到支持表面例如帶式輸送機(jī)上，使?jié){料干燥且從支持表面取下干燥薄片。用于產(chǎn)生這些類型的煙草基板或氣溶膠生成基質(zhì)的示例性方法在US 5,724,998；US 5,584,306；US 4,341，228;US 5,584,306和US6，216，706中描述。在各種實(shí)施例中，在包裹均質(zhì)煙草以形成條之前，將均質(zhì)煙草形成為卷曲、旋繞、折疊或以其它方式壓縮的薄片。舉例來說，可使用CH-A-691156中所述類型的卷曲單元使用于本發(fā)明的均質(zhì)煙草片材卷曲，所述卷曲單元包括一對可旋轉(zhuǎn)的卷曲輥。然而，應(yīng)了解用于本發(fā)明的均質(zhì)煙草材料的片材可使用其他合適的機(jī)器和工藝產(chǎn)生紋理，所述其他合適的機(jī)器和工藝使均質(zhì)煙草材料的片材變形或穿孔。
[0051]用于加熱式吸煙制品或氣溶膠生成制品的煙草基板或氣溶膠生成基質(zhì)通常相比于燃燒式吸煙制品(例如卷煙)包含更高濕度。保濕劑可被稱為“氣溶膠形成劑”。術(shù)語“氣溶膠形成劑”用于描述任何合適的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物有利于氣溶膠形成，并且對在氣溶膠生成基質(zhì)的操作溫度下的熱降解基本上具有抗性。適合的保濕劑或氣溶膠形成劑為本領(lǐng)域中已知的，且包含但不限于:多元醇，例如三甘醇、I，3_丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油單、二或三乙酸酯；以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。優(yōu)選的保濕劑或氣溶膠形成劑是多元醇或其混合物，例如丙二醇、三甘醇、I，3_丁二醇和最優(yōu)選的甘油。煙草基板或氣溶膠形成基質(zhì)可包括單一保濕劑或氣溶膠形成劑。可替代地，煙草基板或氣溶膠形成基質(zhì)可包括兩種或兩種以上保濕劑或氣溶膠形成劑的組合。
[0052]在各種實(shí)施例中，煙草基板或氣溶膠形成基質(zhì)具有較高含量的保濕劑或氣溶膠形成劑。如本文中所使用，較高含量的保濕劑意味著干重重量百分比大于約10%，或優(yōu)選地大于約15%，或更優(yōu)選地大于約20%的保濕劑含量。煙草基板或氣溶膠形成基質(zhì)也可具有干重重量百分比在約10%與約30%，在約15%與約30%，或在約20%與約30%之間的保濕劑或氣溶膠形成劑含量。
[0053]本發(fā)明提供圍繞具有較高保濕劑含量的煙草基板布置或包圍所述煙草基板的疏水性包裝材料。在一個(gè)實(shí)施例中，包裝材料僅包含疏水性內(nèi)表面或至少包含疏水性內(nèi)表面。在另一實(shí)施例中，包裝材料具有疏水性內(nèi)表面和疏水性外表面兩者。預(yù)期疏水性包裝材料可減少或防止在吸煙制品上形成消費(fèi)者可見的斑點(diǎn)。已觀察到在煙草基板暴露于潮濕條件或水分的情況下或在煙草基板包含較高含量保濕劑的情況下貯存之后，吸煙制品上出現(xiàn)斑點(diǎn)。斑點(diǎn)通過對水或保濕劑的吸收引起，包含懸浮或溶解到構(gòu)成包裝紙的纖維素纖維網(wǎng)中的任何有色物質(zhì)。不受任何理論束縛，水或保濕劑與紙的纖維素纖維相互作用，并且改變纖維的組構(gòu)，從而導(dǎo)致光學(xué)特性(例如亮度、顏色和不透明度)以及機(jī)械特性(例如拉伸強(qiáng)度和包裝紙的滲透率)的局部變化。
[0054]優(yōu)選的是，疏水性包裝材料圍繞用于加熱式吸煙制品的氣溶膠生成基質(zhì)的煙草基板布置。當(dāng)空氣被抽吸穿過加熱式吸煙制品時(shí)，疏水性包裝材料可減少將保濕劑化合物或水吸收到包裝材料上。
[0055]在許多實(shí)施例中，吸煙制品的總體長度在約3Omm至約13Omm之間。在一些實(shí)施例中，吸煙制品的總體長度為約8 5mm或約4 5mm。吸煙制品的外徑可在約5.0mm與約12mm之間，或在約5.0mm與約8mm之間，或?yàn)?.2mm ± 1 %。吸煙制品的過濾器的總體長度可為約18mm至約36mm。在一些實(shí)施例中，過濾器的總體長度為約27mm。加熱式吸煙制品中的氣溶膠生成基質(zhì)通常在長度上顯著短于常規(guī)點(diǎn)燃端部式吸煙制品中的可燃抽吸材料條。包裹在加熱式吸煙制品中的氣溶膠生成基質(zhì)的柱形物可具有在約5mm與約20mm之間的長度。
[0056]本公開內(nèi)容的吸煙制品和過濾器的抽吸阻力(RTD)可改變。在許多實(shí)施例中，吸煙制品的RTD在約50至130mm H2O之間。吸煙制品的RTD指當(dāng)在穩(wěn)態(tài)條件下被空氣流通過時(shí)，樣品兩端之間的靜壓差，其中在輸出端部處的體積流量是17.5毫升/秒。樣品的RTD可使用ISO標(biāo)準(zhǔn)6565:2002中所述的方法，通過阻擋任何通風(fēng)孔(如果存在)來進(jìn)行測量。
[0057]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本公開內(nèi)容的吸煙制品可包裝在容器例如軟包裝或鉸接蓋式包裝內(nèi)，其中內(nèi)襯涂覆有一種或多種香料。
[0058]本文中用到的所有科學(xué)和技術(shù)術(shù)語均具有本領(lǐng)域中常用的含義，另有指出除外。本文中提供的定義是為了便于理解本文中頻繁使用的某些術(shù)語。
[0059]如本說明書和附隨的權(quán)利要求書中所用，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”、“所述”涵蓋具有復(fù)數(shù)指代的實(shí)施例，對此內(nèi)容另有明確規(guī)定除外。
[0060]如本說明書和附隨的權(quán)利要求書中所用，術(shù)語“或”通常以其包括“和/或”的意義上采用，對此內(nèi)容另有明確規(guī)定除外。
[0061]如本文所用，“具有”、“包括”、“包含”等以其開放的意義使用，并通常指“包括但不限于”。應(yīng)理解，“基本由……組成”、“由……組成”等歸入“包含”等中。
[0062]單詞“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”指在某些環(huán)境下可提供某些益處的本發(fā)明的實(shí)施例。然而，其他實(shí)施例在相同或其他環(huán)境下也可為優(yōu)選的。此外，一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的敘述不暗示其他實(shí)施例并非有用的，并且不預(yù)期從公開內(nèi)容包括權(quán)利要求的范圍內(nèi)排除其他實(shí)施例。
【附圖說明】
[0063]圖1是部分展開的吸煙制品的一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖。
[0064]圖2是包括電加熱式氣溶膠生成裝置的氣溶膠生成系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性橫截面示圖，所述電加熱式氣溶膠生成裝置包括加熱元件和氣溶膠生成。
【具體實(shí)施方式】
[0065]圖1-2中所描繪的吸煙制品示出了上文描述的吸煙制品或吸煙制品的組件的一或多個(gè)實(shí)施例。示意圖不一定按比例描繪且呈現(xiàn)用于舉例說明性而不是限制性的目的。附圖描繪了本公開內(nèi)容中所述的一個(gè)或多個(gè)方面。然而，應(yīng)當(dāng)理解附圖中未描繪的其他方面落入本公開內(nèi)容的范圍和精神內(nèi)。
[0066]現(xiàn)在參照圖1，描繪了一種吸煙制品10。吸煙制品10包含煙草基板20(例如，具有較高含量保濕劑的煙絲條)，和口端段30以及遠(yuǎn)端70。在完成的吸煙制品10中，煙嘴30可抵靠煙草基板20。所描繪的吸煙制品10包含限定過濾器段或煙嘴段30的至少一部分的塞包裝件60，以及限定煙草基板20的至少一部分的疏水性包裝材料40。如本領(lǐng)域一般已知的，接裝紙50或其他合適的包裝材料限定塞包裝件60和包裝材料40的一部分。
[0067]示范性氣溶膠生成制品100包括以同軸對準(zhǔn)布置的以下元件:氣溶膠形成基質(zhì)120、氣溶膠冷卻元件140，和煙嘴150。這四個(gè)元件依序排列且由疏水性包裝材料160限定以形成氣溶膠生成制品100。氣溶膠生成制品100具有近端或口端170，和位于氣溶膠生成制品100與口端170相對端部處的遠(yuǎn)端180，使用者在使用期間將所述近端或口端插入他或她的口中。在使用中，空氣由用戶從遠(yuǎn)端180通過氣溶膠生成制品100抽吸到口端170。
[0068]氣溶膠形成基質(zhì)120可定位在氣溶膠生成制品100的最遠(yuǎn)端或上游端。在圖2中示出的實(shí)施例中，氣溶膠形成基質(zhì)120包括均質(zhì)煙草材料和諸如甘油的保濕劑作為氣溶膠形成劑。
[0069]可包含諸如支承元件的額外元件(未展示)，以防止當(dāng)氣溶膠生成裝置210的加熱元件220被插入氣溶膠形成基質(zhì)120內(nèi)時(shí)，氣溶膠形成基質(zhì)120在氣溶膠生成制品100內(nèi)被向下游朝氣溶膠冷卻元件140推動(dòng)。
[0070]氣溶膠冷卻元件140可以位于氣溶膠形成基質(zhì)120的下游。在使用中，從氣溶膠形成基質(zhì)120釋放的揮發(fā)性物質(zhì)沿著氣溶膠冷卻元件140朝向氣溶膠生成制品100的口端170穿行。煙嘴150位于氣溶膠冷卻元件140的下游，且可包含具有較低過濾效率的常規(guī)醋酸纖維素絲束過濾器。
[0071]氣溶膠生成裝置包括加熱元件220。加熱元件220可安裝在氣溶膠生成裝置210的氣溶膠生成制品容納室205內(nèi)。使用中，吸煙者將氣溶膠生成制品100插入氣溶膠生成裝置210的氣溶膠生成制品容納室205內(nèi)，使得加熱元件220被直接插入氣溶膠生成制品100的氣溶膠形成基質(zhì)120內(nèi)。在圖3所示的實(shí)施例中，氣溶膠生成裝置210的加熱元件220是加熱器葉片。
[0072]在圖2中，氣溶膠生成裝置210的組件以簡化方式展示，且未按比例繪示。氣溶膠生成裝置210包括殼體，所述殼體含有電源240和允許加熱元件220被致動(dòng)的電子設(shè)備250。加熱元件220安裝在殼體內(nèi)的氣溶膠生成制品容納室205內(nèi)。氣溶膠生成制品100插入氣溶膠生成制品容納室205內(nèi)，使得加熱元件220直接插入氣溶膠生成制品100的氣溶膠形成基質(zhì)120 內(nèi)。
[0073]氣溶膠生成裝置210包括電源240，例如可再充電鋰離子電池。控制器250連接至加熱元件220、電源240和用戶接口 260，例如按鈕或顯示屏?？刂破?50控制供應(yīng)給加熱元件220的功率，以便調(diào)節(jié)其溫度。
[0074]一旦氣溶膠生成制品100可釋放地容納在氣溶膠生成裝置210中和加熱元件220上，那么氣溶膠生成裝置210被致動(dòng)以將氣溶膠形成基質(zhì)120加熱至大約375攝氏度的溫度。當(dāng)吸煙者在氣溶膠生成制品100的口端170上進(jìn)行抽吸時(shí)，從氣溶膠形成基質(zhì)120放出的揮發(fā)性化合物通過氣溶膠生成制品100被朝下游抽吸，并且凝結(jié)以形成通過氣溶膠生成制品100的煙嘴150抽吸到吸煙者的口中的氣溶膠。疏水性包裝材料160從氣溶膠除去保濕劑和水分，以減少對包裝材料160的染色和弱化。
[0075]如上所述的示例性實(shí)施例非為限制性的。與上述示例性實(shí)施例一致的其他實(shí)施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種吸煙制品，所述吸煙制品包括: 煙草基板，其包括至少15 %保濕劑；以及 包裝紙，其圍繞所述煙草基板布置，其中所述包裝材料由于疏水性基團(tuán)與所述紙共價(jià)鍵合而為疏水性的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸煙制品，其中所述包裝紙將所述煙草基板維持于圓柱形狀，且所述煙草基板包括至少20 %保濕劑。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中所述包裝紙具有至少約100度的水接觸角。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中所述包裝紙包括纖維素材料以及與所述纖維素材料共價(jià)鍵合的疏水性基團(tuán)。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的吸煙制品，其中所述包裝紙具有在約20至約50克/平方米的范圍內(nèi)的基礎(chǔ)重量，并且所述疏水性反應(yīng)物具有在約0.1至約3克/平方米的范圍內(nèi)的基礎(chǔ)重量。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中所述疏水性基團(tuán)通過使脂肪酰氯與纖維素材料原位反應(yīng)而與所述紙的所述纖維素材料共價(jià)鍵合。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的吸煙制品，其中所述疏水性紙包括纖維素的脂肪酸酯。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的吸煙制品，其中所述脂肪酰氯為棕櫚酰氯、硬脂酰氯、苯甲酰氯或棕櫚酰氯與硬脂酰氯的混合物。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中所述包裝材料顯示出小于20g/m2的Cobb測量值(60秒)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中所述疏水性紙通過包括以下步驟的方法產(chǎn)生:將包括脂肪酰齒的液相組分涂覆于紙的至少一個(gè)表面;將所述表面維持在約120°C到約180°C的溫度下，其中所述脂肪酰鹵在原位與所述紙中的材料的強(qiáng)酸基團(tuán)反應(yīng)，從而形成脂肪酸酯。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的吸煙制品，其中所述方法包括在約120°C至約180°C的溫度下將包括硬脂酰氯或棕櫚酰氯的液體組分涂覆于紙的至少一個(gè)表面，其中所述紙的纖維素材料中的羥基與所述硬脂酰氯或所述棕櫚酰氯原位反應(yīng)。12.根據(jù)權(quán)利要求10至11中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中所述方法包括將所述液體組分以在約0.1至約3克/平方米的范圍內(nèi)的比率涂覆于紙的所述至少一個(gè)表面，以致使所述至少一個(gè)表面具有紙疏水性。13.—種形成根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸煙制品的方法，所述方法包括使脂肪酰氯與所述包裝紙的所述纖維素材料反應(yīng)，以形成疏水性包裝紙。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述反應(yīng)步驟包括印刷脂肪酰氯，所述脂肪酰氯提供脂肪酸酯基團(tuán)或脂肪酸基團(tuán)，所述脂肪酸酯基團(tuán)或脂肪酸基團(tuán)與所述包裝材料的所述纖維素材料上的側(cè)羥基鍵合，以形成疏水性包裝材料。15.—種氣溶膠生成系統(tǒng)，所述氣溶膠生成系統(tǒng)包括: 氣溶膠生成裝置，其包括加熱元件;及 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的氣溶膠生成吸煙制品； 其中所述氣溶膠生成裝置經(jīng)配置以可釋放地容納所述氣溶膠生成吸煙制品，且所述加熱元件將熱量提供至加熱式吸煙制品的氣溶膠形成基質(zhì)。
【文檔編號】D21H19/10GK105873459SQ201580003693
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年10月15日
【發(fā)明人】C·貝索, A·蓋亞德, M·米恩佐尼, A·卡迪里克
【申請人】菲利普莫里斯生產(chǎn)公司