本公開內(nèi)容涉及一種用于制造自卷式香煙的疏水性卷煙紙。

背景技術：

可燃吸煙制品(如香煙)通常包含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對準的圓柱形過濾嘴。圓柱形過濾嘴通常包含由塞包裝環(huán)繞的過濾材料。包裹的煙絲條和過濾嘴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包圍過濾嘴的整個長度和包裹的煙絲條的鄰近部分。香煙通過在其一個端部點燃并燃燒煙絲條而由消費者采用。吸煙者隨后通過在香煙的口端或過濾嘴端部抽吸而將主流煙氣接納到其口內(nèi)。

用于卷起煙草產(chǎn)品或可發(fā)煙材料的基質是已知的。這類基質可為天然或制造的。舉例來說，已知使用原料煙葉卷起你自己的雪茄。同樣，已知將所制造的卷煙基質用于相同目的。吸煙者通常使用多種術語指代卷煙基質，包括“卷煙紙”、“香煙紙”、“雪茄包裹物”、“包裹物”等等。一般來說，這些基質是用于將可發(fā)煙產(chǎn)品卷成香煙形式封裝并出售的紙基質的小片材、卷筒或葉。通常，卷制工藝是手工或借助于卷制設備完成。卷煙紙是供應給那些偏好卷制他們自己的香煙或雪茄的人們，其中個人可使用可發(fā)煙產(chǎn)品的任何摻合物卷制成他們偏好的任何形狀和大小來定制香煙或雪茄。

在卷制吸煙制品(例如香煙)的過程中，單張卷煙紙可用可發(fā)煙產(chǎn)品填充。過濾嘴元件可任選地包括于吸煙制品構造中。吸煙制品是通過濕潤(通常通過舔)卷煙紙上的粘合帶并使其重疊于卷煙紙上形成吸煙制品來形成。卷煙紙對濕潤敏感，并且過度濕潤卷煙紙可弱化卷煙紙并且導致卷煙紙起皺、撕裂或染色。卷煙紙的封裝，其中卷煙紙彼此堆疊以形成疊層，具有粘在一起的傾向。在炎熱和潮濕環(huán)境中尤其如此。

將期望提供抗吸水或吸濕的卷煙紙。還期望提供當堆疊在一起時不會彼此粘附的卷煙紙。還將期望卷煙紙不影響由所卷制的吸煙制品生成的煙氣或氣溶膠的味道。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)第一方面，卷煙紙包括包含共價鍵結于卷煙紙的疏水性基團的疏水性基質區(qū)，和鄰近于疏水性基質區(qū)與卷煙紙的縱向邊緣的濕氣活化粘合劑。

在另一方面，卷煙紙包括疏水性基質區(qū)，其中所述疏水性基質區(qū)具有至少約90度或至少約100度的水接觸角和約40g/m²或更小、或約35g/m²或更小的科布(cobb)測量值(60秒)。

在另一方面，卷煙紙疏水性基質區(qū)是通過包含以下步驟的方法產(chǎn)生：將包含脂肪酰鹵的液體組合物施用于卷煙紙的至少一個表面并且將所述表面維持在約120℃至約180℃的溫度下。脂肪酰鹵與卷煙紙中材料的供質子基團原位反應，從而形成脂肪酸酯。

包括疏水性基質區(qū)的卷煙紙可在例如通過舔潤濕濕氣活化粘合劑時減少水或濕氣的濕潤或吸收。由此維持卷煙紙的結構特性。疏水性基質區(qū)還可防止相鄰卷煙紙彼此粘附。疏水性基質區(qū)不會負面影響由所卷制的吸煙制品生成并被消費所卷制的吸煙制品的消費者感知的主流煙氣或氣溶膠的味道。

根據(jù)本公開內(nèi)容的吸煙制品可為香煙或使形成煙草基質或煙絲條的煙草材料燃燒以形成主流煙氣的其它吸煙制品。卷煙紙含有可發(fā)煙材料并且任選地含有過濾嘴元件。術語“吸煙制品”在此處用于指示香煙、雪茄、小雪茄和將如煙草等可發(fā)煙材料點燃并使其燃燒以產(chǎn)生煙氣的其它制品。

術語“煙草”煙絲或煙草切絲填料，或其可包括再造煙草或落葉煙草或兩者的混合物。

術語“主流煙氣”在本文中用于指示通過如香煙等可燃吸煙制品產(chǎn)生的煙氣。主流煙氣流動穿過吸煙制品并由使用者消耗。

術語“卷煙紙”在本文中用于定義環(huán)繞煙草的包裝。術語“卷煙紙”、“香煙紙”、“雪茄包裹物”、“卷煙基質”和“包裹物”都是同義的。

術語“疏水性”是指表面顯示出防水特性。測定這點的一種有用方式是測量水接觸角。“水接觸角”是在液體/蒸汽界面遇到固體表面的情況下，經(jīng)由液體照常規(guī)測量的角度。它經(jīng)由楊氏方程(youngequation)定量固體表面被液體的可濕性。

本公開內(nèi)容提供一種用于形成卷制吸煙制品的疏水性卷煙紙。在本發(fā)明的一個實施例中，卷煙紙可具有一個或多個疏水性基質區(qū)。在本發(fā)明的另一個實施例中，卷煙紙可具有一個或多個疏水性基質區(qū)和一個或多個非疏水性基質區(qū)。濕氣活化粘合劑鄰近于疏水性基質區(qū)。濕氣活化粘合劑還可任選地安置于疏水性基質區(qū)上。疏水性基團共價鍵結于形成卷煙紙的纖維素材料上的供質子基團(如羥基)以提供疏水性特性。

預期疏水性卷煙紙可減少和防止來自濕潤濕氣活化粘合劑的水或濕氣的水和濕氣保留或吸收。卷煙紙也不會負面影響由吸煙制品生成并被消費吸煙制品的消費者感知的主流煙氣或氣溶膠的味道。

疏水性卷煙紙還可抑制在卷煙紙或所卷制的吸煙制品在潮濕環(huán)境中貯存或利用時，特別是在濕度極高(例如，相對濕度大于70％、80％、90％、95％、99％)的情況下或在所卷制的吸煙制品貯存較長時期(例如，大于24小時、兩天、一周或一個月)時，或這類條件的組合下可發(fā)生的保濕劑、水的轉移、吸收和積聚以及染色。

卷煙紙包括在卷煙紙的至少一個主表面上的濕氣活化粘合劑?？墒┯脻駳饣罨澈蟿瑥亩诰頍熂埳闲纬梢粋€材料條。濕氣活化粘合劑還可以形成不連續(xù)材料條的方式施用于卷煙紙。濕氣活化粘合劑可以連續(xù)材料條或不連續(xù)材料條形式直接施用。連續(xù)材料條或不連續(xù)材料條可與卷煙紙的縱向邊緣共延并且鄰近于卷煙紙的縱向邊緣。濕氣活化粘合劑可無香味或無氣味以將粘合劑組合物對抽煙體驗的任何不利影響降到最低?；蛘?，濕氣活化粘合劑可通過向其中添加香料或氣味以增強抽煙體驗來增強。

濕氣活化粘合劑是已知的。說明性濕氣活化粘合劑包括糖溶液、多糖、淀粉和膠。膠包括瓜爾膠和阿拉伯膠等等。當水或濕氣接觸濕氣活化粘合劑時，濕氣粘合劑活化中的粘結劑被活化并且粘附于接觸活化粘合劑的基質。優(yōu)選地，濕氣活化粘合劑包含水可再濕天然膠，如阿拉伯膠。

濕氣活化粘合劑可施用于卷煙紙的疏水性基質區(qū)上。出人意料的是，濕氣活化粘合劑可粘結于卷煙紙的疏水性基質區(qū)。在許多實施例中，濕氣活化粘合劑是以濕氣活化粘合劑條形式沿著卷煙紙的縱向邊緣施用在卷煙紙的疏水性基質區(qū)上，其中卷煙紙的疏水性基質區(qū)延伸超過濕氣活化粘合劑條并且濕氣活化粘合劑條使至少一部分疏水性基質區(qū)與卷煙紙的縱向邊緣分開。在許多實施例中，卷煙紙的疏水性基質區(qū)遠離濕氣活化粘合劑條延伸至少約2mm或至少約5mm或至少約10mm。

濕氣活化粘合劑層具有任何有用的長度。在許多實施例中，濕氣活化粘合劑層的長度與卷煙紙的縱向長度共延。濕氣活化粘合劑層具有任何有用的厚度。在許多實施例中，濕氣活化粘合劑層的厚度在約1至約25微米范圍內(nèi)。濕氣活化粘合劑層具有任何有用的寬度。在許多實施例中，濕氣活化粘合劑層的寬度在約1至約10毫米或1至約5毫米范圍內(nèi)。

卷煙紙可由紙、均質化紙、均質化煙草浸漬紙、均質化煙草、木漿、大麻、亞麻、稻草等等制造。卷煙紙可具有任何合適的基重。卷煙紙的基重可在約20至約100克/平方米或約20至約50克/平方米范圍內(nèi)。卷煙紙可具有任何合適的厚度。卷煙紙的厚度可在約20至約100微米或約20至約60微米或約30至約50微米范圍內(nèi)。

設定卷煙紙的大小以符合常見的標準卷煙紙尺寸。卷煙紙在尺寸上參考縱向尺寸(長度)和橫向尺寸(寬度)。單張卷煙紙的常見形狀因數(shù)是具有沿著一個長邊緣的窄膠合劑或膠條(濕氣活化膠條130)的長矩形。卷煙紙是以70mm至110mm之間的標準長度和一系列寬度提供。通常使用1(單倍寬度)、1¹/4大小、1¹/2大小和“雙倍寬度”(2或2.0)的標識提及卷煙紙的寬度。標識1一般是指紙的寬度范圍介于約38mm至約45mm。標識1¹/4一般是指紙的寬度范圍介于約45mm至約65mm。標識1¹/2一般是指紙的寬度范圍介于約50mm至約75mm?！半p倍寬度”標識一般是指紙的寬度范圍介于約65mm至約90mm。卷煙紙的典型長度范圍介于約70mm至約80mm，并且特大號長度范圍介于約100mm至約110mm。

在各種實施例中，卷煙紙是疏水性的或具有一個或多個疏水性基質區(qū)。疏水性卷煙紙或卷煙紙疏水性基質區(qū)的科布吸水(iso535:1991)值(60秒)小于約40g/m²、小于約35g/m²、小于約30g/m²或小于約25g/m²。

在各種實施例中，疏水性卷煙紙或卷煙紙疏水性區(qū)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tappit558om-97測試進行測定，并且結果以界面接觸角形式呈現(xiàn)并以“度”報道，并且范圍介于接近零度至接近180度。當接觸角未連同術語疏水性一起指定時，水接觸角為至少90度。

疏水性表面可沿著卷煙紙的濕氣活化粘合劑的長度均勻地存在。在一些配置中，疏水性表面不沿著卷煙紙的濕氣活化粘合劑的長度均勻地存在。在一些實施例中，疏水性表面沿著卷煙紙的濕氣活化粘合劑的全部或一部分長度形成圖案。

卷煙紙包括具有共價鍵結于卷煙紙的疏水性基團的疏水性基質區(qū)，和鄰近于疏水性基質區(qū)與卷煙紙的縱向邊緣的濕氣活化粘合劑。在一些實施例中，濕氣活化粘合劑僅安置于一部分疏水性基質區(qū)上。在許多實施例中，卷煙紙的濕氣活化粘合劑、疏水性基質區(qū)和縱向邊緣彼此共延并且濕氣活化粘合劑使至少一部分疏水性基質區(qū)與縱向邊緣分開。

如上所述，卷煙紙可由任何合適的纖維素材料、優(yōu)選地來源于植物的纖維素材料形成。在許多實施例中，卷煙紙是由具有側供質子基團的材料形成。術語“供質子”是指能夠在化學反應中提供氫或質子的基團。優(yōu)選地，供質子基團為活性親水性基團，例如但不限于羥基(-oh)、胺基(-nh2)或硫氫基(-sh2)。現(xiàn)將通過實例參考包含羥基的卷煙紙描述本發(fā)明。具有側羥基的材料包括纖維素材料，如紙、木頭、織物、天然以及人造纖維。卷煙紙還可包括一種或多種填料材料，例如碳酸鈣或活性碳。

形成卷煙紙的纖維素材料的疏水性表面或區(qū)可用任何合適的疏水性試劑或疏水性基團形成。疏水性試劑優(yōu)選地化學鍵結于纖維素材料或形成卷煙紙的纖維素材料的側供質子基團。在許多實施例中，疏水性試劑共價鍵結于纖維素材料或纖維素材料的側供質子基團。舉例來說，疏水性基團共價鍵結于形成卷煙紙的纖維素材料的側羥基。纖維素材料的結構組件與疏水性試劑之間的共價鍵可形成疏水性基團，其牢固地附著至紙材料而不是簡單地將疏水性材料的涂層安置在形成卷煙紙的纖維素材料上。通過使疏水性試劑以分子水平原位化學鍵結而非整體施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，因為涂層趨向覆蓋或阻擋形成連續(xù)片材的纖維素材料中的空隙并降低滲透率。將疏水性基團原位化學鍵合于卷煙紙也可減少致使卷煙紙的表面疏水所需的材料的量。如本文所用，術語“原位”是指化學反應的位置，所述化學反應發(fā)生在形成卷煙紙的固體材料的表面上或附近，所述化學反應可與纖維素溶解于溶劑中的反應區(qū)分開。舉例來說，所述反應發(fā)生在形成卷煙紙的纖維素材料的表面上或附近，所述纖維素材料包含異質結構的纖維素材料。然而，術語“原位”并不需要化學反應在形成卷煙紙的纖維素材料上直接發(fā)生。

疏水性試劑可包含?；蛑舅峄?。酰基或脂肪酸基或其混合物可為飽和的或不飽和的。試劑中的脂肪酸基(如脂肪酰鹵)可與纖維素材料的側供質子基團(如羥基)反應，以形成使脂肪酸與纖維素材料共價鍵結的酯鍵。大體上，與側羥基的這些反應可使纖維素材料酯化。

在本發(fā)明的一個實施例中，酰基或脂肪酸基包括c12-c30烷基(具有12至30個碳原子的烷基)、c14-c24烷基(具有14至24個碳原子的烷基)或優(yōu)選地c16-c20烷基(具有16至20個碳原子的烷基)。所屬領域的技術人員應了解，如本文所用，術語“脂肪酸”是指包含12至30個碳原子、14至24個碳原子、16至20個碳原子或具有大于15、16、17、18、19或20個碳原子的長鏈脂肪族、飽和或不飽和脂肪酸。在各種實施例中，疏水性試劑包括酰鹵、脂肪酰鹵，如包括例如棕櫚酰氯、硬脂酰氯或山崳酰氯、其混合物的脂肪酰氯。脂肪酰氯與形成連續(xù)片材的纖維素材料之間的原位反應產(chǎn)生纖維素的脂肪酸酯和鹽酸。

任何合適的方法均可用于使疏水性試劑或基團化學鍵結于形成卷煙紙的纖維素材料。疏水性基團是通過不使用溶劑使脂肪酰鹵在纖維素材料表面上擴散而共價鍵結于纖維素材料。

作為一個實例，一定量的疏水性試劑，如酰鹵、脂肪酰鹵、脂肪酰氯、棕櫚酰氯、硬脂酰氯或山崳酰氯、其混合物在無溶劑的情況下(無溶劑方法)在受控溫度下沉積在卷煙紙的表面，例如試劑液滴在表面上形成20微米規(guī)則隔開的環(huán)。在連續(xù)移除未反應的酰氯的同時，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散來促進反應蔓延。在一些情況下，纖維素的酯化反應基于纖維素的醇基或側羥基與酰鹵(如包括脂肪酰氯的酰氯)的反應?？捎糜诩訜崾杷栽噭┑臏囟热Q于試劑的化學性質，并且對于脂肪酰鹵，所述溫度的范圍介于約120℃至約180℃。

疏水性試劑可以任何有用的量或基重施用于卷煙紙的纖維素材料。在許多實施例中，疏水性試劑的基重小于約3克/平方米、小于約2克/平方米或小于約1克/平方米，或在約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1克/平方米范圍內(nèi)。疏水性試劑可施用或印刷在卷煙紙表面上并限定均勻或不均勻圖案。

優(yōu)選地，疏水性卷煙紙是通過使脂肪酸酯基或脂肪酸基與卷煙紙的纖維素材料上的側羥基反應形成疏水性表面來形成。反應步驟可通過施用脂肪酰鹵(如脂肪酰氯)來實現(xiàn)，所述脂肪酰鹵提供脂肪酸酯基或脂肪酸基以與卷煙紙的纖維素材料上的側羥基化學鍵結，從而形成疏水性表面。施用步驟可通過將液體形式的脂肪酰鹵裝載于固體支撐物(如刷子、輥或吸收性或非吸收性墊)上，并隨后使固體支撐物與卷煙紙的表面接觸來進行。脂肪酰鹵還可通過印刷技術(如凹印、苯胺印刷、噴墨、日光膠版術)、通過噴涂、通過潤濕或通過浸漬于包含脂肪酰鹵的液體中來施用。施用步驟可沉積試劑的離散島狀物，從而在卷煙紙的表面上形成均勻或不均勻圖案的疏水性區(qū)。卷煙紙上的均勻或不均勻圖案的疏水性區(qū)可由至少約100個離散疏水性島狀物、至少約500個離散疏水性島狀物、至少約1000個離散疏水性島狀物或至少約5000個離散疏水性島狀物形成。離散疏水性島狀物可具有任何有用的形狀，如圓形、矩形或多邊形。離散疏水性島狀物可具有任何有用的平均橫向尺寸。在許多實施例中，離散疏水性島狀物的平均橫向尺寸在5至100微米范圍內(nèi)或在5至50微米范圍內(nèi)。為了幫助表面上所施用的試劑的擴散，還可施加氣流。如以全文引用的方式并入本文中的美國專利公開案20130236647中所描述的設備和方法可用于制造疏水性卷煙紙。

根據(jù)本發(fā)明，疏水性卷煙紙可通過包含以下步驟的方法制造：將包含脂肪族酰鹵(優(yōu)選地脂肪酰鹵)的液體組合物施用于卷制片材的至少一個表面，任選地施加氣流于表面以輔助所施用的脂肪酰鹵的擴散，并且將所述表面維持在約120℃至約180℃的溫度下，其中所述脂肪酰鹵與所述卷制片材中纖維素材料的羥基原位反應，從而形成脂肪酸酯。優(yōu)選地，卷制片材是由紙制成，并且脂肪酰鹵是硬脂酰氯、棕櫚酰氯或?；芯哂?6至20個碳原子的脂肪酰氯的混合物。通過上文所述的方法制造的疏水性卷制片材因此可與通過將一層預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。

疏水性卷制片材是通過一種方法制造，所述方法將液體試劑組合物以約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1克/平方米范圍內(nèi)的比率施用于卷制片材的至少一個表面。以這些比率施用的液體試劑致使卷制片材的表面疏水。

在許多實施例中，卷制片材的厚度允許施用于一個表面上的疏水性基團或試劑分散到相對表面上，從而對兩個相對表面有效提供相似的疏水特性。在一個實例中，卷制片材的厚度為約43微米，并且兩個表面均通過使用硬脂酰氯作為疏水試劑對一個表面的凹印(印刷)工藝而致使疏水。

在一些實施例中，產(chǎn)生疏水性過濾嘴元件的疏水性的材料或方法基本上不影響卷煙紙的滲透率。優(yōu)選地，產(chǎn)生疏水性卷煙紙的試劑或方法使卷煙紙的滲透率(與未處理的卷煙紙相比)變化小于約10％或小于約5％或小于1％。

在許多實施例中，疏水性表面可通過沿著卷煙紙的長度印刷試劑而形成。任何有用的印刷方法均可利用。試劑可包括任何有用的疏水性基團，所述基團可反應以化學鍵結于卷煙紙纖維素材料的側基。

在許多實施例中，疏水性表面可通過沿著纖維素材料的長度印刷試劑而形成?？衫萌魏斡杏玫挠∷⒎椒?，如凹印、噴墨等等。試劑可包括任何有用的疏水性基團，其可共價鍵結于纖維素材料或纖維素材料的側基。

卷煙制品(如香煙)包括由卷煙紙包圍的煙草填料。煙草填料可包含任何合適形式的任何合適類型的煙草材料或煙草替代品。優(yōu)選地，煙草包括烤煙、白肋煙草、馬里蘭煙草、東方煙草、特制煙草、均質或再造煙草或其任何組合。術語“煙草切絲填料”在本文中用于指示主要由煙葉的葉片部分形成的煙草材料。術語“煙草切絲填料”在本文中用于指示形成煙草切絲填料摻合物的煙草屬(nicotiana)的單一物種以及煙草屬的兩個或更多個物種。

除非另外說明，否則本文中所用的所有科學和技術術語均具有所屬領域中常用的含義。本文提供的定義是為了便于理解本文中頻繁使用的某些術語。

如本說明書和附隨的權利要求書中所用，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式“一個”、“一種”和“所述”涵蓋具有復數(shù)指示物的實施例。

如本說明書和附隨的權利要求書中所用，除非上下文另外明確指出，否則術語“或”通常以其包括“和/或”的意義采用。

如本文所用，“具有(have/having)”、“包括(include/including)”、“包含(comprise/comprising)”等以其開放的意義使用，并通常指“包括(但不限于)”。應理解，“基本由……組成”、“由……組成”等歸入“包含”等中。

單詞“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”是指在某些環(huán)境下可提供特定益處的本發(fā)明的實施例。然而，其它實施例在相同或其它環(huán)境下也可為優(yōu)選的。此外，一個或多個優(yōu)選實施例的敘述并不暗示其它實施例不適用，并且不預期從本公開內(nèi)容，包含權利要求的范圍內(nèi)排除其它實施例。

附圖說明

圖1是具有煙草填料安置于卷煙紙上的說明性卷煙紙的示意性透視圖。

具體實施方式

圖1中所描繪的卷煙紙示出了上文所描述的卷煙紙或吸煙制品組件的一個或多個實施例。示意圖不一定按比例繪制并且是出于說明性而非限制性的目的而呈現(xiàn)的。附圖描繪了本公開內(nèi)容中所述的一個或多個方面。然而，應當理解附圖中未描繪的其它方面屬于本公開內(nèi)容的范圍和精神內(nèi)。

現(xiàn)參看圖1描繪說明性卷煙紙12，其具有煙草填料52安置于卷煙紙上。卷煙紙12具有由相對長(縱向)邊緣14和正交相對短(橫向)邊緣16界定的大體矩形形狀。濕氣活化粘合劑層或條18是從一個相對長邊緣14向內(nèi)安置。疏水性基質區(qū)20鄰近于濕氣活化粘合劑條18。此處，濕氣活化粘合劑18、疏水性基質區(qū)20和縱向邊緣14彼此共延。

如上所述的示例性實施例并非為限制性的。與上述示例性實施例一致的其它實施例對于所屬領域的技術人員來說是顯而易見的。