Покровная композиция для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, табачное изделие, в котором она используется, и способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению
Изобретение относится к покровной композиции для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, сигарете, в которой она используется, и способу получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению. Техническим результатом является увеличение срока службы и срока годности. Технический результат достигается тем, что покровная композиция для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению включает от 10 до 30% по весу гуммиарабика, от 25 до 35% по весу мальтозы, от 15 до 30% по весу этанола и от 10 до 40% по весу воды, причем вязкость покровной композиции составляет более 100 сП и менее 1000 сП, покровная композиция имеет по меньшей мере 6-месячный период сохранения вязкости при 2°С и 20 об/мин скорости вращения шпинделя, и покровная композиция имеет способность к высушиванию в условиях комнатной температуры, а также технический результат достигается сигаретой, включающей такую покровную композицию, и способом получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, включающей стадию приготовления такой покровной композиции. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил., 13 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Представлены покровная композиция для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, сигарета, в которой она используется, и способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению.
Уровень техники
Как правило, для изготовления табачных изделий листовые табаки различных сортов подвергаются обработке смешением их с желательными вкусо-ароматическими добавками. Обработанные табачные листья затем измельчаются для получения резаных табачных листьев, которые окружаются сигаретной бумагой для получения бесфильтровой сигареты. Затем при необходимости к бесфильтровой сигарете присоединяется фильтр.
Сигаретная бумага может быть изготовлена из льняной, древесной целлюлозы, и тому подобной, которая должна сохранять горючесть и вкус табачного изделия, когда сигаретная бумага сгорает. Табачный фильтр может включать активированный уголь, ароматизирующий материал, и тому подобный, и может состоять из однокомпонентного фильтра или многокомпонентного фильтра, и сигаретный фильтр окружен бумажной оберткой сигаретного фильтра. Резаные табачные листья и сигаретный фильтр соединены ободковой бумагой, и ободковая бумага может содержать мелкие отверстия.
Сигаретная бумага может быть сделана не только, чтобы переносить смолу и никотин в заданных количествах во время курения за счет надлежащей пористости и горючести, но также может быть сделана для придания сигарете ее уникального вкуса при курении.
Сигаретная бумага с низкой склонностью к воспламенению может включать покровный участок в форме полоски, и покровная полоска имеет низкую пористость. Соответственно этому, когда горение сигареты достигает покровной полоски, количество кислорода, поступающего в резаный листовой табак, может снижаться вплоть до гашения сигареты.
Публикация Корейской патентной заявки № 2013-0045157 раскрывает покровную композицию для формирования покровного участка сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, и сигарету с ее использованием. Покровная композиция включает альфа-крахмал, мальтодекстрин, этанол и воду. Однако она свойства покровной композиции могут сохраняться в течение меньше 2 месяцев при 20°С или более вследствие собственного старения характеристик крахмала, и срок годности может еще больше сокращаться вследствие старения, которое происходит резко, когда покровная композиция подвергается воздействию низкой температуры. В дополнение, характеристики низкой склонности к воспламенению такой покровной композиции могут снижаться при высокой температуре сушки, и может быть затруднительным высушивать покровную композицию, нанесенную в виде покрытия на сигаретную бумагу, во время сушки при комнатной температуре. Кроме того, такая покровная композиция может проявлять сильное изменение вязкости в состоянии динамического воздействия, таком как перемешивание, так что количество покрытия может снижаться во время нанесения покрытия, и может ухудшаться технологичность.
Сущность изобретения
Техническая задача
Один вариант осуществления настоящего изобретения имеет целью увеличение срока службы и срока годности покровной композиции в сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению.
Один вариант осуществления настоящего изобретения направлен на увеличение периода времени сохранения вязкости покровной композиции в сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению при комнатной температуре и в низкотемпературных условиях.
Один вариант осуществления настоящего изобретения имеет целью увеличение степени сохранения динамической вязкости покровной композиции в сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению.
Один вариант осуществления настоящего изобретения состоит в увеличении количества покрытия из покровной композиции на сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению во время операции нанесения покрытия на сигаретную бумагу, и в сохранении количества покрытия на постоянном уровне.
Один вариант осуществления настоящего изобретения имеет целью повышение производительности и технологичности изготовления табачного изделия.
Один вариант осуществления настоящего изобретения состоит в обеспечении возможности высушивания покровной композиции в сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению при комнатной температуре путем улучшения способности к высушиванию.
Один вариант осуществления настоящего изобретения имеет целью снижение затрат на изготовление сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, и сокращение продолжительности изготовления.
В дополнение к вышеуказанным целям, варианты осуществления согласно настоящему изобретению могут быть использованы для достижения других целей, которые не были специально упомянуты.
Решение технической задачи
Покровная композиция для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения включает от 10% до 30% по весу гуммиарабика, от 25% до 35% по весу мальтозы, от 15% до 30% по весу этанола, и от 10% до 40% по весу воды.
Вязкость покровной композиции для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению может составлять свыше 100 сантипуаз (сПз) и менее 1000 сантипуаз.
Степень сохранения динамической вязкости может составлять 84% или более, когда скорость перемешивания покровной композиции для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению возрастает от около 20 об/мин до 100 об/мин.
Сигарета согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения включает участок сигаретного табачного стержня и сигаретную бумагу с низкой склонностью к воспламенению, окружающую участок сигаретного табачного стержня и включающую покровный участок, сформированный высушиванием покровной композиции, причем покровная композиция включает от 10% до 30% по весу гуммиарабика, от 25% до 35% по весу мальтозы, от 15% до 30% по весу этанола, и от 10% до 40% по весу воды.
Кроме того, сигарета может включать участок сигаретного фильтра.
Участок сигаретного фильтра может дополнительно включать по меньшей мере один фильтровый элемент.
Участок сигаретного фильтра может включать по меньшей мере один из адсорбента и ароматизирующего агента.
Способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения включает стадии приготовления покровной композиции, нанесения покрытия из покровной композиции на одну сторону сигаретной бумаги, и затем выдерживания сигаретной бумаги, и нагревания и высушивания покрытой покровной композицией сигаретной бумаги с образованием покровного участка в форме полоски, получая тем самым сигаретную бумагу с низкой склонностью к воспламенению.
Здесь покровная композиция включает от 10% до 30% по весу гуммиарабика, от 25% до 35% по весу мальтозы, от 15% до 30% по весу этанола, и от 10% до 40% по весу воды.
Стадия приготовления покровной композиции может включать стадию взвешивания для измерения веса гуммиарабика, мальтозы, этанола и воды, соответственно, и стадию смешивания гуммиарабика, мальтозы, этанола и воды.
Стадия смешивания может включать стадию смешения этанола с водой с образованием дисперсионной среды, стадию первого диспергирования мальтозы в дисперсионной среде, стадию второго диспергирования гуммиарабика в дисперсионной среде, стадию первой гомогенизации с перемешиванием композиции, полученной в стадии второго диспергирования, со скоростью от 250 об/мин до 350 об/мин, и стадию второй гомогенизации с перемешиванием композиции, полученной в стадии первой гомогенизации, со скоростью от 150 об/мин до 250 об/мин, в то же время с контролем температуры при 40°С или менее.
Единица количества диспергируемой мальтозы может составлять от 10 г/л/мин до 20 г/л/мин, и скорость перемешивания может быть от 17000 об/мин до 20000 об/мин в стадии первого диспергирования, и единица количества диспергируемого гуммиарабика может составлять от 10 г/л/мин до 20 г/л/мин, и скорость перемешивания может быть от 17000 об/мин до 20000 об/мин в стадии второго диспергирования.
Покровный участок может включать два или более участков, и два или более участков могут быть отдалены друг от друга.
Преимущественные результаты изобретения
Покровная композиция для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, сигарета с ее использованием, и способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению могут продлевать срок службы и срок годности покровной композиции в сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению, могут увеличивать период времени сохранения вязкости покровной композиции в сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению при комнатной температуре и в низкотемпературных условиях, могут улучшать степень сохранения динамической вязкости покровной композиции в сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению, могут увеличивать количество покрытия из покровной композиции на сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению во время операции нанесения покрытия на сигаретную бумагу, и сохранять количество покрытия на постоянном уровне, могут улучшать производительность и технологичность изготовления табачных изделий, могут обеспечивать возможность высушивания покровной композиции в сигаретной бумаге с низкой склонностью к воспламенению при комнатной температуре улучшением способности к высушиванию, и могут снижать затраты на изготовление сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению и сокращать время изготовления.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет перспективный вид, схематически показывающий сигарету согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет вид в разрезе, схематически показывающий сигарету согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет вид в разрезе, схематически показывающий сигарету согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 представляет график, показывающий результат сравнения равномерности вязкости в стадиях первой и второй гомогенизации с равномерностью вязкости перед тем, как стадия гомогенизации выполняется в процессе приготовления покровной композиции согласно Примеру 1.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Один вариант осуществления настоящего изобретения будет подробно описан со ссылкой на сопроводительные чертежи так, что квалифицированные специалисты в этой области технологии смогут без труда осуществить настоящее изобретение на практике. Настоящее изобретение может быть модифицировано самыми разнообразными путями, и не ограничивается описываемым здесь вариантом осуществления. В чертежах части, не относящиеся к описанию, опущены, чтобы более ясно описывать настоящее изобретение, и одинаковые кодовые номера позиций использованы для одинаковых или сходных элементов на всем протяжении описания. В дополнение, будет опущено подробное описание общеизвестных технологий.
Чтобы четко обозначить различные слои и области в чертежах, толщина показана в увеличенном масштабе. Когда часть слоя, пленки, области, полоски и тому подобных находится «на» еще одной части, это включает не только то, что еще одна часть находится «непосредственно на», но также другие части находятся в ее середине. С другой стороны, когда часть находится «непосредственно на» еще одной части, другие части на ее середине не присутствуют. Напротив, когда часть слоя, пленки, области, полоски и тому подобных находится «под» еще одной частью, это включает не только то, что еще одна часть находится «непосредственно под», но также что другие части находятся в ее середине. С другой стороны, когда часть находится «непосредственно под» еще одной частью, другие части на ее середине не присутствуют.
На всем протяжении описания, когда часть «включает» определенный компонент, это значит, что он может дополнительно включать другие компоненты, кроме исключения других компонентов, если специально не оговаривается иное.
Сигаретная бумага и сигарета согласно варианту осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на Фиг.1-3.
Фиг.1 представляет перспективный вид, схематически показывающий сигарету согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.2 представляет вид в разрезе, схематически показывающий сигарету согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, и Фиг.3 представляет вид в разрезе, схематически показывающий сигарету согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано в Фиг.1 и 2, сигарета 1 включает участок 10 сигаретного табачного стержня, который сгорает под действием огня, и участок 20 сигаретного фильтра, который фильтрует сигаретный дым. Участок 10 сигаретного табачного стержня может быть окружен сигаретной бумагой 19, и участок 20 сигаретного фильтра может быть окружен бумажной оберткой 28 сигаретного фильтра. Участок 10 сигаретного табачного стержня может быть соединен с участком 20 сигаретного фильтра ободковой бумагой 29. Длина окружности сигареты 1 может составлять от около 5 мм до около 30 мм. Участок 20 сигаретного фильтра может отсутствовать.
Участок 10 сигаретного табачного стержня включает размельченные табачные листья 11, нарезанные из листьев табака при обработке различными способами.
Участок 20 сигаретного фильтра может включать первый фильтровый участок 21. Первый фильтровый участок 21 может быть сформирован из ацетатного жгута, бумаги, или тому подобного. Участок 20 сигаретного фильтра может представлять собой составной фильтр, включающий два или более фильтровых элементов. Например, со ссылкой на Фиг.3, участок 20 сигаретного фильтра может включать второй фильтровый участок 22 и третий фильтровый участок 23. В дополнение, участок 20 сигаретного фильтра может включать три фильтровых элемента и четыре фильтровых элемента.
Участок 20 сигаретного фильтра может включать адсорбент, ароматизирующий агент, и тому подобные. Например, адсорбент может представлять собой активированный уголь, или тому подобный, и ароматизирующий агент может представлять собой растительный ароматизирующий материал, или тому подобный. Один или многие фильтровые элементы в составном фильтре могут включать по меньшей мере один из адсорбента и ароматизирующего агента. Например, со ссылкой на Фиг.3, по меньшей мере один из второго фильтрового участка 22 и третьего фильтрового участка 23 может включать по меньшей мере один из адсорбента и ароматизирующего агента.
Сигаретная бумага 19 включает один или многие покровные участки 18. Например, покровные участки 18 могут иметь форму полоски, но могут иметь разнообразные формы. Число, толщина и форма покровных участков 18 могут быть по-разному модифицированы, и расстояние между многочисленными покровными участками 18 также может быть модифицировано различным образом. Например, покровная композиция может покрывать сигаретную бумагу 19, имеющую пористость от около 10 cu (единиц CORESTA) до около 100 cu, так, что две полоски на сигарету 1, которые могут иметь ширину от около 5 мм до около 10 мм, соответственно, могут быть размещены на расстоянии между 15 мм от конца участка 10 сигаретного табачного стержня и 5 мм от участка 20 сигаретного фильтра.
Покровные участки 18 могут снижать пористость сигаретной бумаги 19. Соответственно этому, когда зона горения сигареты достигает покровного участка 18, сокращается количество кислорода, поступающего в участок 10 сигаретного табачного стержня, приводя тем самым к гашению сигареты 1. Сигаретная бумага 19, включающая покровные участки 18, также называется сигаретной бумагой с низкой склонностью к воспламенению. Покровные участки 18 покрыты покровной композицией. Например, пористость сигаретной бумаги 19 может составлять от 10 cu до около 100 cu, и пористость покровных участков 18 может быть от около 3 cu до около 20 cu. Толщина бумажной основы в сигаретной бумаге может составлять от около 30 мкм до около 100 мкм, и удельный вес на единицу площади бумажной основы может быть от около 15 г/м2 до около 80 г/м2. Толщина покровных участков 18 может составлять около 5 мкм или менее, и удельный вес покровных участков 18 может быть около 15 г/м2 или менее. Весовое отношение покровной композиции к совокупному весу сигаретной бумаги 19 и покровной композиции может составлять около 40% по весу или менее. Когда покровные участки 18 имеют форму полоски, масса покровной композиции в расчете на полоску может быть от 2,5 мг или менее.
Покровная композиция содержит гуммиарабик, мальтозу, этанол и воду.
Гуммиарабик может быть получен высушиванием и обессоливанием сока акации аравийской.
Гуммиарабик может блокировать поры, содержащиеся в сигаретной бумаге 19, препятствуя поступлению кислорода, тем самым позволяет покровной композиции обеспечивать низкую склонность к воспламенению.
Гуммиарабик может иметь относительно низкую вязкость даже при высоких концентрациях, и соответственно этому можно легче контролировать концентрацию в маловязком состоянии. Поэтому может быть получена покровная композиция, имеющая характеристики низкой вязкости и высокой концентрации, и может легко регулироваться интенсивность горения корректированием концентрации покровной композиции при нанесении покрытия.
Гуммиарабик может иметь высокую растворимость в воде так, что может улучшаться стабильность дисперсии покровной композиции, с формированием тем самым покровных участков 18, имеющих однородно распределенные состав и концентрацию. В дополнение, включающая гуммиарабик покровная композиция может проявлять более высокую скорость высушивания при более высокой температуре, чем традиционная покровная композиция. Поэтому покровная композиция согласно этому варианту исполнения может улучшать технологичность процесса нанесения покрытия.
Гуммиарабик может подавлять явление старения покровной композиции, чем может удлиняться срок службы, срок годности при хранении, период времени сохранения вязкости или срок годности покровной композиции, по сравнению с традиционными покровными композициями, включающими альфа-крахмал. Кроме того, может улучшаться степень сохранения динамической вязкости в ситуации динамического воздействия, в которой действует валик для нанесения покрытий, и может быть значительно снижено изменение вязкости, которое может происходить в низкотемпературной среде около 2°С.
В дополнение, гуммиарабик имеет превосходную теплостойкость, сохраняя тем самым работоспособность даже при высокой температуре, и может быть уменьшено возникновение постороннего привкуса по время сгорания в процессе сушки.
Гуммиарабик может быть внесен в количестве от около 10% до около 30% по весу, в расчете на всю покровную композицию. В пределах этого диапазона может повышаться стабильность дисперсии покровной композиции, и может возрастать скорость высушивания так, что может дополнительно улучшаться технологичность процесса нанесения покрытия, и может быть весьма значительно увеличен период времени сохранения низкой вязкости, может существенно улучшаться степень сохранения вязкости, и может подавляться явление старения, продлевая тем самым срок годности.
Мальтоза, подобно гуммиарабику, может закупоривать содержащиеся в сигаретной бумаге 19 поры, препятствуя поступлению кислорода, тем самым позволяя покровной композиции обеспечивать низкую склонность к воспламенению. Однако, поскольку средний размер мальтозы является меньшим, чем средний размер гуммиарабика, мальтоза может блокировать мелкие поры, которые являются относительно малыми в диаметре или размере.
Мальтоза также может эффективно снижать скорость старения гуммиарабика и значительно замедлять скорость старения покровной композиции. Поэтому может быть увеличен период времени сохранения вязкости, может улучшаться сохранение вязкости, и может сводиться к минимуму изменение вязкости даже при воздействии низкой температуры около 2°С, сравнительно с традиционной покровной композицией, содержащей мальтодекстрин.
Кроме того, мальтоза может растворяться в этаноле. Когда мальтоза применяется с этанолом, мальтоза может снижать вязкость покровной композиции, и может повышать прочность связывания между компонентами покровной композиции.
В дополнение, включающая мальтозу покровная композиция может проявлять более высокую скорость высушивания при высокой температуре, чем традиционная покровная композиция. Поэтому покровная композиция согласно этому варианту исполнения может улучшать технологичность процесса нанесения покрытия.
Мальтоза может содержаться в количестве от около 25% до около 35% по весу, в расчете на всю покровную композицию. В пределах этого диапазона может быть весьма значительно увеличен период времени сохранения низкой вязкости, может существенно улучшаться степень сохранения вязкости, может в значительной мере подавляться явление старения, продлевая тем самым срок годности, и может улучшаться технологичность процесса нанесения покрытия.
Этанол может увеличивать количество твердых веществ в покровной композиции, и вязкость покровной композиции может регулироваться корректированием количества этанола.
Кроме того, этанол может улучшать смачивание валика для нанесения покрытий покровной композицией в операции нанесения покрытия снижением поверхностного натяжения покровной композиции. Соответственно этому, может быть увеличено количество покрытия, и количество покрытия может поддерживаться постоянным, тем самым улучшая технологичность нанесения покрытия. Также может улучшаться характеристика низкой склонности к воспламенению.
В дополнение, этанол может улучшать характеристики высушивания покровной композиции и повышать скорость сушки при высокой температуре, тем самым улучшая технологичность процесса нанесения покрытия, и подавлять явления, в которых снижается прочность вследствие поглощения воды сигаретной бумагой.
Этанол может быть использован в количестве от около 15% до около 30% по весу, в расчете на всю покровную композицию. В пределах этого диапазона может быть надлежащим образом поддерживаться вязкость покровной композиции, и может дополнительно улучшаться технологичность процесса нанесения покрытия для повышения производительности изготовления табачных изделий. Также может дополнительно улучшаться характеристика низкой склонности сигареты к воспламенению.
Вода может быть использована для корректирования концентрации других компонентов в покровной композиции, или концентрации покровной композиции. Вода также может повышать способность сигаретной бумаги 19 поглощать покровную композицию.
Вода может быть использована в количестве от около 10% до около 40% по весу, относительно всей покровной композиции. В пределах этого диапазона могут еще проще регулироваться концентрация и вязкость покровной композиции.
Разнообразные эффекты, обусловленные покровной композицией, могут быть более выраженными, когда все компоненты смешаны, сравнительно с ситуацией, когда каждый компонент покровной композиции присутствует в одиночку. Описанные выше различные эффекты могут проявляться при объединении всех компонентов, и в сочетании всех компонентов также могут проявляться синергические эффекты.
Покровная композиция для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению согласно варианту исполнения включает от около 10 вес.% до около 30 вес.% гуммиарабика, от около 25 вес.% до около 35 вес.% мальтозы, от около 15 вес.% до около 30 вес.% по весу этанола, и от около 10 вес.% до около 40 вес.% воды. В пределах этого диапазона может быть еще более увеличен срок службы и срок годности покровной композиции, и может быть значительно удлинен период времени сохранения вязкости покровной композиции при комнатной температуре (около 25°С) и в низкотемпературных (около 2°С) условиях. В дополнение, может дополнительно улучшаться сохранение динамической вязкости, которая показывает сохранение вязкости покровной композиции, когда происходит вращение вращающегося вала с предварительно заданной скоростью вращения. В дополнение, в пределах вышеуказанного диапазона может быть увеличено количество покрытия из покровной композиции для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, может поддерживаться постоянным количество покрытия, и может улучшаться характеристика высушивания для повышения производительности нанесения покрытия, когда покрытие наносится на сигаретную бумагу. В дополнение, также может повышаться производительность и технологичность изготовления табачного изделия.
Кроме того, покровная композиция может включать один или многие компоненты из лимонной кислоты, винной кислоты, молочной кислоты, яблочной кислоты и аскорбиновой кислоты. Такие материалы могут подавлять гниение и разложение покровной композиции для увеличения срока службы или срока хранения покровной композиции.
Кроме того, покровная композиция может включать один или многие из бензоата натрия, сорбата натрия, экстракта семян грейпфрута, и экстракта корицы. Такие материалы могут подавлять гниение и разложение покровной композиции для увеличения срока службы или срока хранения покровной композиции. В дополнение, когда такие материалы применяются в сочетании с вышеуказанными материалами, такими как лимонная кислота, винная кислота, молочная кислота, яблочная кислота или аскорбиновая кислота, может быть дополнительно увеличен срок годности покровной композиции.
Кроме того, покровная композиция может включать один или многие компоненты из ксантановой камеди, гуаровой камеди, амилопектина и сложного эфира крахмала. Ксантановая камедь, гуаровая камедь, амилопектин, сложный эфир крахмала и тому подобные могут дополнительно снижать вязкость покровной композиции и улучшать характеристики диспергирования компонентов, продлевая тем самым срок службы покровной композиции.
Вязкость покровной композиции должна регулироваться надлежащим образом, и вязкость покровной композиции для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению согласно этому варианту исполнения может составлять около 100 сантипуаз или более, и может быть меньшей, чем около 1000 сантипуаз.
Поскольку покровная композиция заполняет поры внутри сигаретной бумаги 19, оптические свойства и характеристики низкой склонности к воспламенению сигаретной бумаги 19 могут ухудшаться, когда вязкость покровной композиции является слишком низкой. Например, когда вязкость покровной композиции составляет менее, чем около 100 сантипуаз, могут уменьшаться белизна и непрозрачность сигаретной бумаги 19, и может возрастать скорость проникновения покровной композиции в сигаретную бумагу, например, коэффициент диффузии, снижая тем самым количество гуммиарабика и мальтозы, остающихся на поверхности сигаретной бумаги, и уменьшая способность блокировать поры или характеристику низкой склонности к воспламенению. В дополнение, когда вязкость покровной композиции составляет менее, чем около 100 сантипуаз, может значительно сокращаться степень сохранения динамической вязкости покровной композиции.
Здесь, что касается степени сохранения динамической вязкости, покровная композиция может быть нанесена с образованием покрытия на сигаретную бумагу 19 посредством вращающегося устройства, такого как валик для нанесения покрытий. Если вязкость изменяется в условиях динамического воздействия, таких как увеличение скорости вращения, покровные участки 18 могут сформироваться с неравномерной концентрацией, ухудшая тем самым характеристику низкой склонности к воспламенению и причиняя ущерб технологичности процесса. Поэтому нанесение покрытия может быть стабильно выполнено, только когда изменение вязкости покровной композиции в динамическом состоянии сведено к минимуму.
Даже когда вязкость покровной композиции является слишком высокой, степень сохранения динамической вязкости может снижаться. Например, когда вязкость покровной композиции составляет около 1000 сантипуаз или более, степень сохранения динамической вязкости покровной композиции может весьма значительно сокращаться, что может иметь результатом формирование покровных участков 18, имеющих неоднородную форму и неравномерную концентрацию, и ухудшение технологичности процесса нанесения покрытия.
Когда вязкость покровной композиции регулируется до величины около 100 сантипуаз или более, и менее, чем около 1000 сантипуаз, степень сохранения динамической вязкости в случае, что скорость перемешивания покровной композиции возрастает от около 20 об/мин до 100 об/мин, может составлять по меньшей мере около 84%. В дополнение, коэффициент диффузии в случае, что скорость перемешивания покровной композиции возрастает от около 20 об/мин до 100 об/мин, может составлять около 0,15 или менее. В пределах этого диапазона процесс нанесения покрытия из покровной композиции может быть проведен стабильно так, что может возрастать количество покрытия, перенесенного на сигаретную бумагу 19, и количество покрытия может поддерживаться постоянным.
Как правило, сигаретная бумага имеет такое свойство, что прочность снижается, когда сигаретная бумага контактирует с водой. Поэтому после нанесения покрытия из традиционной покровной композиции на сигаретную бумагу для удаления влаги используется сушильное устройство. В этом случае процесс сушки может быть главным образом исполнен в условиях высокой температуры 200°С или более, и в результате могут возрастать затраты и время на изготовление сигареты, и может деградировать покровная композиция, снижая тем самым характеристику низкой склонности к воспламенению. В дополнение, традиционная покровная композиция может не высыхать в условиях комнатной температуры около 25°С.
Однако в случае покровной композиции согласно этому варианту исполнения, способность к высушиванию является превосходной, и скорость сушки в высокотемпературных условиях может быть относительно очень высокой по сравнению со скоростью высушивания традиционной покровной композиции. Кроме того, в отличие от традиционной покровной композиции, покровная композиция согласно этому варианту исполнения может быть высушена даже в условиях комнатной температуры. Таким образом, отдельное сушильное устройство может не потребоваться, что может обеспечить экономию средств и времени на изготовление сигареты и сохранение свойств покровной композиции на постоянном уровне.
Способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению согласно этому варианту исполнения включает стадии приготовления покровной композиции, нанесения покрытия из покровной композиции на одну сторону сигаретной бумаги, и затем выдерживания сигаретной бумаги, и нагревания и высушивания покрытой покровной композицией сигаретной бумаги с образованием покровного участка в форме полоски, с получением тем самым сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению.
Здесь покровная композиция включает от 10% до 30% по весу гуммиарабика, от 25% до 35% по весу мальтозы, от 15% до 30% по весу этанола, и от 10% до 40% по весу воды.
Сначала выполняется стадия приготовления покровной композиции.
Стадия приготовления покровной композиции может включать стадию взвешивания компонентов, стадию смешивания, стадию проверки покровной композиции и стадию выдерживания покровной композиции.
Стадия взвешивания представляет собой стадию измерения веса каждого компонента, который будет составлять покровную композицию. Когда вес гуммиарабика, мальтозы и этанола становится бóльшим, чем вес воды, может возрастать вязкость покровной композиции. Кроме того, в случае применения покровной композиции с низкой склонностью к воспламенению весовое соотношение гуммиарабика, мальтозы, этанола, воды, и тому подобных в покровной композиции может быть в высшей степени полезным для того, чтобы проявлять характеристику низкой склонности к воспламенению и в то же время улучшать производительность, такую как характеристика высушивания.
Стадия смешивания может включать стадию смешения компонентов до предварительно определенного смесевого соотношения.
Стадия смешивания может включать стадию получения дисперсионной среды, стадию первого диспергирования, стадию второго диспергирования, стадию первой гомогенизации и стадию второй гомогенизации.
Сначала исполняется стадия получения дисперсионной среды для формирования дисперсионной среды смешением воды с этанолом. В это время температура дисперсионной среды может поддерживаться на уровне от около 25°С до около 35°С. В пределах этого диапазона может быть сведено к минимуму влияние температуры, которое может иметь место во время смешивания.
Стадия первого диспергирования предусматривает диспергирование мальтозы, в то же время с перемешиванием вышеуказанной дисперсионной среды. Здесь единица количества диспергируемой мальтозы может составлять от около 10 г/л/мин до около 20 г/л/мин, и скорость перемешивания дисперсионной среды может быть от около 17000 об/мин до около 20000 об/мин. В пределах этого диапазона мальтоза может быть эффективно и однородно диспергирована в дисперсионной среде.
Стадия второго диспергирования состоит в диспергировании гуммиарабика, в то же время с перемешиванием композиции, которая получилась в стадии первого диспергирования. В это время единица количества диспергируемого гуммиарабика может составлять от 10 г/л/мин до около 20 г/л/мин, и скорость перемешивания композиции может быть от около 17000 об/мин до около 20000 об/мин. В пределах этого диапазона гуммиарабик может быть эффективно и однородно диспергирован в композиции.
Затем стадия первой гомогенизации состоит в перемешивании композиции со скоростью от около 250 об/мин до около 350 об/мин с использованием такого оборудования, как двухлопастная мешалка крестовидного типа, так, что вязкость может быть однородной во всех частях композиции, которая была получена в стадии второго диспергирования. В пределах этого диапазона гуммиарабик и мальтоза могут быть однородно диспергированы в дисперсионной среде, и вязкость может становиться равномерной. В это время температура композиции может повышаться вследствие перемешивания.
В стадии второй гомогенизации температура композиции, которая была сформирована в стадии первой гомогенизации, снижается до около 40°С, и композиция перемешивается со скоростью от около 150 об/мин до около 250 об/мин с использованием такого оборудования, как смеситель-гомогенизатор. В пределах этого диапазона гуммиарабик и мальтоза могут быть однородно диспергированы в дисперсионной среде, и вязкость может становиться равномерной.
Чтобы сформировать однородные покровные участки в форме полосок, очень важно, чтобы вязкость покровной композиции поддерживалась однородной во всех частях. Стадия проверки вязкости и стадия выдерживания покровной композиции предусматриваются для окончательной проверки однородности вязкости в покровной композиции на всем протяжении обследования, и затем для выдерживания покровной композиции.
Затем покровная композиция наносится на полученную сигаретную бумагу, и сигаретная бумага оставляется для выдерживания.
Например, сигаретная бумага, намотанная в форме рулона, может подаваться в устройство для нанесения покрытия посредством валика, и покровная композиция также может наноситься в виде покрытия на сигаретную бумагу с помощью валика.
После этого сигаретная бумага с нанесенным покрытием из покровной композиции подвергается нагреванию и высушиванию, с образованием тем самым покровных участков 18 в форме полосок, и затем в конечном итоге получается сигаретная бумага с низкой склонностью к воспламенению. Нагревание может проводиться в отдельном нагревательном устройстве.
Здесь число, толщина и форма покровных участков 18 может модифицироваться разнообразными путями, и расстояние между многочисленными покровными участками 18 также может модифицироваться различным образом.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на Примеры, но нижеследующие Примеры представляют собой только примеры настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничивается нижеследующими Примерами.
Эксперимент по заданию оптимальной единицы количеств диспергируемых мальтозы и гуммиарабика
Отвешивают гуммиарабик, мальтозу, этанол и воду согласно смесевому соотношению, соответственно, и воду смешивают с этанолом для получения дисперсионной среды, и температуру дисперсионной среды поддерживают на уровне около 30°С путем нагревания или охлаждения.
Мальтозу диспергируют при различных единицах количества дисперсии, в то же время поддерживая скорость перемешивания на уровне около 18000 об/мин с использованием лопастной мешалки, и затем измеряют вязкость (стадия первого диспергирования). Затем диспергируют гуммиарабик при различных единицах количества дисперсии, в то же время поддерживая скорость перемешивания на уровне около 18000 об/мин (стадия второго диспергирования), и затем измеряют вязкость. Результаты показаны в Таблице 1.
Таблица 1
| Единица количества дисперсии (г/л/мин) | Стадия первого диспергирования (мальтозы) | Стадия второго распределения (гуммиарабика) |
| 5 | 30 | 50 |
| 10 | 30 | 190 |
| 15 | 55 | 200 |
| 20 | 50 | 720 |
| 250 | 50 | 1610 |
| 300 | 80 | 2750 |
| 350 | 170 | Нет диспергирования |
| 400 | 680 | Нет диспергирования |
Со ссылкой на Таблицу 1, когда единица количества диспергируемой мальтозы составляет от 10 г/л/мин до 20 г/л/мин, и единица количества диспергируемого гуммиарабика составляет от 10 г/л/мин до 20 г/л/мин, можно видеть, что вязкость композиции составляет более 100 сантипуаз и менее 1000 сантипуаз.
Пример 1
Отвешивают гуммиарабик, мальтозу, этанол и воду согласно смесевому соотношению, соответственно, и воду смешивают с этанолом для получения дисперсионной среды, и температуру дисперсионной среды поддерживают на уровне около 30°С путем нагревания или охлаждения.
Мальтозу диспергируют в этой дисперсионной среде при единице количества дисперсии около 15 г/л/мин с использованием лопастной мешалки при скорости перемешивания около 18000 об/мин. Затем диспергируют гуммиарабик при единице количества дисперсии около 15 г/л/мин с использованием лопастной мешалки при скорости перемешивания около 18000 об/мин. В это время температура композиции может возрастать вследствие перемешивания, и температуру регулируют так, чтобы она не превышала примерно 45°С.
Затем композицию перемешивают при скорости около 300 об/мин с использованием двухлопастной мешалки крестовидного типа так, что вязкость становится однородной. Затем температуру гомогенизированной смеси снижают до около 30°С, и композицию перемешивают при скорости около 200 об/мин с использованием смесителя-гомогенизатора.
Компонентами покровной композиции являются гуммиарабик в количестве 15 вес.%, мальтоза в количестве 35 вес.%, этанол в количестве 25 вес.% и вода в количестве 25 вес.%.
Пример 2
Покровную композицию получают таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что покровная композиция состоит из 20 вес.% гуммиарабика, 30 вес.% мальтозы, 25 вес.% этанола и 25 вес.% воды.
Пример 3
Покровную композицию получают таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что покровная композиция состоит из 25 вес.% гуммиарабика, 25 вес.% мальтозы, 25 вес.% этанола и 25 вес.% воды.
Пример 4
Полученную в Примере 1 покровную композицию наносят на сигаретную бумагу, имеющую пористость 60 cu, так, что на сигаретной бумаге формируются две полоски, имеющих ширину 7 мм, соответственно, с интервалами 20 мм. Пористость полоски составляет 4,5 cu. Сигарета изготовлена с использованием полученной выше сигаретной бумаги.
Сравнительный Пример 1
Покровную композицию получают таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что компоненты покровной композиции составляют 10 вес.% гуммиарабика, 40 вес.% мальтозы, 25 вес.% этанола и 25 вес.% воды.
Сравнительный Пример 2
Отвешивают гуммиарабик, этанол и воду согласно смесевому соотношению, соответственно, и воду смешивают с этанолом для получения дисперсионной среды, и температуру дисперсионной среды поддерживают на уровне около 30°С путем нагревания или охлаждения.
Диспергируют гуммиарабик в этой дисперсионной среде при единице количества дисперсии около 32 г/л/мин с использованием лопастной мешалки при скорости перемешивания около 18000 об/мин. В это время температура композиции может возрастать вследствие перемешивания, и температуру регулируют так, чтобы она не превышала примерно 45°С.
Затем композицию перемешивают при скорости около 300 об/мин с использованием двухлопастной мешалки крестовидного типа так, что вязкость становится однородной. Затем температуру гомогенизированной смеси снижают до около 30°С, и композицию перемешивают при скорости около 200 об/мин с использованием смесителя-гомогенизатора.
Компонентами покровной композиции являются гуммиарабик в количестве 50 вес.%, этанол в количестве 25 вес.% и вода в количестве 25 вес.%.
Сравнительный Пример 3
Отвешивают альфа-крахмал, мальтодекстрин, этанол и воду согласно смесевому соотношению, соответственно, и воду смешивают с этанолом для получения дисперсионной среды. К этой дисперсионной среде последовательно добавляют мальтодекстрин и альфа-крахмал при скорости перемешивания около 30000 об/мин. Температура дисперсии составляет около 30°С.
Компонентами покровной композиции являются альфа-крахмал в количестве 15 вес.%, мальтодекстрин в количестве 35 вес.%, этанол в количестве 25 вес.% и вода в количестве 25 вес.%.
Сравнительный Пример 4
Покровную композицию получают таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что покровная композиция включает мальтодекстрин вместо мальтозы.
Компонентами покровной композиции являются гуммиарабик в количестве 15 вес.%, мальтодекстрин в количестве 35 вес.%, этанол в количестве 25 вес.% и вода в количестве 25 вес.%.
Сравнительный Пример 5
Покровную композицию получают таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что покровная композиция включает сорбит вместо мальтозы.
Компонентами покровной композиции являются гуммиарабик в количестве 15 вес.%, сорбит в количестве 35 вес.%, этанол в количестве 25 вес.% и вода в количестве 25 вес.%.
Сравнительный Пример 6
Покровную композицию получают таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что покровная композиция включает сахарозу вместо мальтозы. Компонентами покровной композиции являются гуммиарабик в количестве 15 вес.%, сахароза в количестве 35 вес.%, этанол в количестве 25 вес.% и вода в количестве 25 вес.%.
Сравнительный Пример 7
Полученную в Сравнительном Примере 2 покровную композицию наносят на сигаретную бумагу, имеющую пористость 60 cu, так, что на сигаретной бумаге формируются две полоски, имеющих ширину 7 мм, соответственно, с интервалами 20 мм. Пористость полоски составляет 3,1 cu. Сигарета изготовлена с использованием полученной выше сигаретной бумаги.
Сравнительный Пример 8
Сигарету получают таким же способом, как в Сравнительном Примере 7, за исключением того, что используется покровная композиция, полученная в Сравнительном Примере 4.
Сравнительный Пример 9
Сигарету получают таким же способом, как в Сравнительном Примере 7, за исключением того, что используется покровная композиция, полученная в Сравнительном Примере 5.
Сравнительный Пример 10
Сигарету получают таким же способом, как в Сравнительном Примере 7, за исключением того, что используется покровная композиция, полученная в Сравнительном Примере 6.
Сравнение однородности вязкости покровных композиций из стадий первой и второй гомогенизации
В Примере 1, немедленно после диспергирования мальтозы и гуммиарабика в дисперсионной среде, отбирают образец каждого варианта композиции, и затем измеряют вязкость. Отбирают образец каждого варианта композиции, который был получен в стадии первой гомогенизации с перемешиванием композиции со скоростью около 300 об/мин, и затем измеряют вязкость. Отбирают образец каждого варианта композиции, который был получен в стадии второй гомогенизации, который имеет более низкую температуру композиции, которая была получена в стадии первой гомогенизации с охлаждением до около 30°С, и с перемешиванием со скоростью около 200 об/мин, и затем измеряют вязкость. График, сравнивающий результат каждого измерения вязкости, показан в Фиг.4.
Со ссылкой на Фиг.4, вязкость измеряется в целом на 40 образцах. В результате можно видеть, что вязкость каждого варианта композиции непосредственно после диспергирования мальтозы и гуммиарабика является более однородной, чем в стадии первой гомогенизации и стадии второй гомогенизации.
Измерение изменений вязкости покровных композиции во времени
Таблица 2 показывает результаты измерения изменений вязкости покровных композиций Примера 1 и Сравнительного Примера 3 во времени при 25°С и 20 об/мин. В это время вязкость измеряется на вискозиметре Брукфильда, шпиндель № 3.
Таблица 2
| Тип | Сразу после получения | 1 месяц | 2 месяца | 3 месяца | 4 месяца | 5 месяцев | 6 месяцев | 8 месяцев | 10 месяцев |
| Сравнительный Пример 3 | 1950 | 1960 | 1990 | 1970 | - | - | - | - | - |
| Пример 1 | 330 | 320 | 330 | 330 | 330 | 330 | 320 | 330 | 330 |
Со ссылкой на Таблицу 2, покровная композиция согласно Сравнительному Примеру 3 непригодна для измерения и использования после 3 месяцев, поскольку вязкость после 3 месяцев превышает величину около 10000 сантипуаз пригодного для измерения диапазона.
Однако в случае покровной композиции согласно Примеру 1, можно видеть сохранение постоянной вязкости на уровне около 330 сантипуаз в течение 10 месяцев. Таким образом, можно видеть, что период времени сохранения вязкости, срок службы и срок годности покровной композиции согласно Примеру 1 значительно удлинились.
Измерение изменений вязкости покровных композиций во времени при низкой температуре
Таблица 3 показывает результаты измерения изменений вязкости покровных композиций Примера 1 и Сравнительного Примера 3 во времени при 2°С и 20 об/мин.
Таблица 3
| Тип | Сразу после получения | 1 час | 2 часа | 3 часа | 4 часа | 1 день | 1 месяц | 3 месяца | 6 месяцев |
| Сравнительный Пример 3 | 1960 | 3120 | 4870 | 6125 | - | - | - | - | - |
| Пример 1 | 270 | 270 | 260 | 270 | 270 | 270 | 280 | 270 | 270 |
Со ссылкой на Таблицу 3, покровная композиция согласно Сравнительному Примеру 3 непригодна для измерения и использования через 4 часа, поскольку композиция деградирует вследствие чрезмерно высокой вязкости через 4 часа.
Однако в случае покровной композиции согласно Примеру 1, относительно низкая вязкость сохраняется в течение 6 месяцев.
Из этого следует, что покровная композиция согласно сравнительному примеру деградирует за очень короткое время, будучи под воздействием низкой температуры. Однако в случае покровной композиции согласно Примеру 1 можно видеть, что происходит небольшое изменение вязкости со временем, и также имеет место малое изменение вязкости даже при такой низкой температуре, как около 2°С, так что температура при хранении почти не влияет на вязкость. Соответственно этому, можно видеть, что весьма значительно увеличился срок годности покровной композиции согласно этому варианту исполнения, и заметно улучшилась степень сохранения вязкости и стабильность при низкой температуре, сравнительно с традиционной покровной композицией.
Эксперимент по настройке оптимальной вязкости покровных композиций
Результаты измерения в исходных условиях с 25°С и 20 об/мин степени сохранения динамической вязкости и коэффициента диффузии покровных композиций согласно Примеру 1, Примеру 2, Примеру 3, Сравнительному Примеру 1 и Сравнительному Примеру 2 показаны в Таблице 4.
Здесь коэффициент диффузии измеряется размещением анализируемого образца между двумя камерами и подачей в каждую камеру газа различных типов, и затем проверкой концентрации газа в каждой противоположной камере после прохода через образец. Когда коэффициент диффузии становится более низким, количество прошедшего через образец газа становится меньшим, чем подразумевается, что количество покрытия может быть высоким и удерживаться постоянным, когда образец нанесен на сигаретную бумагу в виде покрытия.
Таблица 4
| Тип | Вязкость при скорости шпинделя (сантипуаз, cПз) | Степень сохранения динамической вязкости (%) | Коэффициент диффузии | ||
| 20 об/мин | 100 об/мин | В среднем | Стандартное отклонение | ||
| Менее 100 cПз (Сравнительный Пример 1) |
87 | 45 | 52 | 0,37 | 0,21 |
| 100~300 cПз (Пример 1) |
210 | 200 | 95 | 0,11 | 0,03 |
| 300~500 cПз (Пример 2) |
390 | 370 | 95 | 0,12 | 0,02 |
| 500~1000 cПз (Пример 3) |
750 | 630 | 84 | 0,15 | 0,12 |
| 1000 cПз или более (Сравнительный Пример 2) |
1050 | 780 | 74 | 0,27 | 0,22 |
Со ссылкой на Таблицу 4, в условиях вращения при 20 об/мин вязкость покровной композиции согласно Сравнительному Примеру 1 измерена при 87 cПз, вязкость покровной композиции согласно Примеру 1 измерена при 210 cПз, вязкость покровной композиции согласно Примеру 2 измерена при 390 cПз, вязкость покровной композиции согласно Примеру 3 измерена при 750 cПз, и вязкость покровной композиции согласно Сравнительному Примеру 2 измерена при 1050 cПз.
Здесь, в результате измерения степени сохранения вязкости (степени сохранения динамической вязкости), когда скорость вращения повышается до 100 об/мин, можно видеть, что покровные композиции согласно Сравнительным Примерам 1 и 2 проявляют относительно низкую степень сохранения вязкости, тогда как покровные композиции согласно Примерам 1-3 проявляют высокую степень сохранения динамической вязкости на уровне 84% или более.
Соответственно этому, в случае покровной композиции согласно этому варианту исполнения, снижение вязкости не происходит, даже если валик для нанесения покрытия вращается с высокой скоростью. Поскольку количество покровной композиции, переносимой на сигаретную бумагу, сохраняется постоянным, можно ожидать, что улучшается технологичность нанесения покрытия.
В дополнение, покровные композиции согласно Сравнительным Примерам 1 и 2 имеют относительно высокий коэффициент диффузии, тогда как покровные композиции согласно Примерам 1-3 могут иметь коэффициент диффузии около 0,15 или менее.
Соответственно этому, можно видеть, что количество нанесенного на сигаретную бумагу покрытия будет относительно высоким сообразно низкому значению коэффициента диффузии покровной композиции согласно этому варианту исполнения. Можно ожидать, что сокращается время изготовления, снижается стоимость изготовления, и улучшается производительность изготовления табачного изделия.
Экспериментальное измерение степени сохранения динамической вязкости в зависимости от компонентов покровных композиций
Результаты измерения в исходных условиях с 25°С и 20 об/мин степени сохранения динамической вязкости покровных композиций согласно Примеру 1, Сравнительному Примеру 3, Сравнительному Примеру 4, Сравнительному Примеру 5 и Сравнительному Примеру 6 показаны в Таблице 5.
Таблица 5
| Тип | Вязкость при скорости шпинделя (cПз) | Степень сохранения динамической вязкости (%) | |
| 20 об/мин | 100 об/мин | ||
| Сравнительный Пример 3 | 1950 | 1700 | 87 |
| Сравнительный Пример 4 | 200 | 110 | 55 |
| Сравнительный Пример 5 | 250 | 80 | 32 |
| Сравнительный Пример 6 | 230 | 65 | 28 |
| Пример 1 | 210 | 205 | 98 |
Со ссылкой на Таблицу 5, в условиях вращения при 20 об/мин вязкость покровной композиции согласно Сравнительному Примеру 3 измерена при 1950 cПз, вязкость покровной композиции согласно Сравнительному Примеру 4 измерена при 200 cПз, вязкость покровной композиции согласно Сравнительному Примеру 5 измерена при 250 cПз, вязкость покровной композиции согласно Примеру 3 измерена при 750 cПз, и вязкость покровной композиции согласно Сравнительному Примеру 2 измерена при 1050 cПз.
Здесь, в результате измерения степени сохранения вязкости (степени сохранения динамической вязкости), когда скорость вращения повышается до 100 об/мин, можно видеть, что покровная композиция согласно Примеру 1 обеспечивает значение 98%, гораздо лучшее, чем покровные композиции согласно Сравнительным Примерам 3-6. Соответственно этому, в случае покровной композиции согласно этому варианту исполнения, снижение вязкости не происходит, даже если валик для нанесения покрытия вращается с высокой скоростью. Поскольку количество покровной композиции, переносимой на сигаретную бумагу, сохраняется постоянным, можно ожидать улучшения технологичности нанесения покрытия.
Экспериментальное сравнение скорости высушивания покровных композиций
Результаты измерения скорости высушивания растворителя в покровных композициях согласно Сравнительному Примеру 3 и Примеру 1 во времени в условиях высокой температуры 105°С показаны в Таблице 6.
Таблица 6
| Тип | Скорость высушивания растворителя (%) покровной композиции во времени при 105°С | ||||||
| 1 минута | 2 минуты | 3 минуты | 4 минуты | 5 минут | 10 минут | 30 минут | |
| Сравнительный Пример 3 | 19 | 30 | 49 | 62 | 72 | 87 | 100 |
| Пример 1 | 96 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Со ссылкой на Таблицу 6, можно видеть, что весь растворитель высушивается только после 30 минут в покровной композиции согласно Сравнительному Примеру 3, тогда как высушивание завершается через 2 минуты в композиции согласно Примеру 1. Соответственно этому, можно видеть, что покровная композиция согласно этому варианту исполнения имеет превосходную характеристику высушивания. Тем самым можно ожидать улучшения технологичности нанесения покрытия, снижения затрат на изготовление табачного изделия, и сокращения времени изготовления.
Сравнение характеристики низкой склонности к воспламенению и коэффициента диффузии согласно изменениям скорости изготовления при нанесении покровных композиций и условий высушивания
Результаты измерения характеристики низкой склонности к воспламенению и коэффициента диффузии сигареты согласно Сравнительному Примеру 7 и Примеру 4 в зависимости от скорости изготовления при комнатной температуре (25°С) и высокой температуре (220°С) показаны в Таблицах 7 и 8.
Здесь характеристика низкой склонности к воспламенению представляет скорость гашения сигарет, помещенных на 10 листов фильтровальной бумаги, в соответствии с методом измерения склонности к воспламенению согласно стандарту ISO-12863.
Таблица 7
| Сигарета | Температура сушки | Характеристика низкой склонности к воспламенению (%) при скоростях изготовления сигарет (сигарет в минуту, cpm) | ||||||
| 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 8000 | 10000 | ||
| Сравнительный Пример 7 | 25°С | 100 | 45 | - | - | - | - | - |
| 220°С | 100 | 100 | 100 | 90 | 90 | 85 | 80 | |
| Пример 4 | 25°С | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 220°С | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Со ссылкой на Таблицу 7, в случае сигареты согласно Сравнительному Примеру 7, характеристика низкой склонности к воспламенению снижается в условиях сушки при высокой температуре, в то время как скорость изготовления сигарет возрастает от 2000 cpm (сигарет в минуту) до 10000 cpm. Однако характеристика низкой склонности к воспламенению по-прежнему сохраняется в случае сигареты согласно Примеру 4.
Кроме того, в случае сигарет согласно Сравнительному Примеру 7 характеристика низкой склонности к воспламенению не может быть измерена при скорости изготовления 4000 cpm или более при высушивании в условиях комнатной температуры, поскольку покровные участки на сигаретной бумаге не высыхают, так что изготовление сигареты оказывается невозможным. Однако характеристика низкой склонности к воспламенению все еще сохраняется в случае сигареты согласно Примеру 4.
Соответственно этому, в случае сигареты согласно сравнительному примеру требуется проведение сушки при высокой температуре 220°С или выше. Однако можно видеть, что характеристика высушивания покровной композиции является относительно превосходной в случае табачного изделия согласно этому варианту исполнения, так что является осуществимым процесс сушки при комнатной температуре, независимо от скорости изготовления сигарет. В результате этого можно ожидать, что из производственного процесса исключается оборудование для высокотемпературной сушки, тем самым с улучшением технологичности нанесения покрытия, сокращением расходов на изготовление сигарет и экономией времени изготовления.
Таблица 8
| Сигарета | Температура сушки | Коэффициент диффузии в зависимости от скорости изготовления сигарет (cpm) | ||||||
| 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 8000 | 10000 | ||
| Сравнительный Пример 7 | 25°С | 0,15 | 0,67 | - | - | - | - | - |
| 220°С | 0,12 | 0,13 | 0,14 | 0,13 | 0,21 | 0,22 | 0,23 | |
| Пример 4 | 25°С | 0,15 | 0,16 | 0,15 | 0,16 | 0,16 | 0,16 | 0,17 |
| 220°С | 0,15 | 0,15 | 0,15 | 0,16 | 0,16 | 0,16 | 0,16 |
Со ссылкой на Таблицу 8, в случае сигареты согласно Сравнительному Примеру 7, коэффициент диффузии возрастает в условиях сушки при высокой температуре, в то время как скорость изготовления сигарет возрастает от 2000 cpm (сигарет в минуту) до 10000 cpm. Однако коэффициент диффузии сохраняется почти неизменным в случае сигареты согласно Примеру 4.
В дополнение, в случае сигарет согласно Сравнительному Примеру 7 характеристика низкой склонности к воспламенению не может быть измерена при скорости изготовления 4000 cpm или более при высушивании в условиях комнатной температуры, поскольку покровные участки на сигаретной бумаге не высыхают, так что изготовление сигареты оказывается невозможным. Однако коэффициент диффузии слегка увеличивается в случае сигареты согласно Примеру 4.
Соответственно этому, в случае сигареты согласно этому варианту исполнения можно видеть, что количество нанесенной покровной композиции удерживается постоянным как в условиях высокой температуры, так и при комнатной температуре, независимо от скорости изготовления сигарет. В результате этого можно ожидать, что получается сигарета, содержащая покровные участки на одном и том же уровне, так что качество сигареты поддерживается постоянным, и улучшается технологичность нанесения покрытия.
Сравнение показателя промежуточного гашения сигарет покровной композицией в зависимости от скоростей изготовления сигарет
Для сигарет согласно Сравнительным Примерам 7-10 и Примеру 4, результаты измерения показателя промежуточного гашения в зависимости от изменений скорости изготовления сигарет показаны в Таблице 9.
Здесь показатель промежуточного гашения представляет скорость гашения сигарет, размещенных на 10 листах фильтровальной бумаги, в соответствии с методом измерения склонности к воспламенению согласно стандарту ISO-12863, и может быть использован в таком же значении, как в отношении вышеописанной характеристики низкой склонности к воспламенению.
Таблица 9
| Сигарета | Показатель промежуточного гашения (%) в зависимости от скорости изготовления сигарет (cpm) | |||||
| 5000 | 6000 | 7000 | 8000 | 9000 | 10000 | |
| Сравнительный Пример 7 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Сравнительный Пример 8 | 100 | 100 | 90 | 52,5 | 0 | 5 |
| Сравнительный Пример 9 | 100 | 85 | 10 | 0 | 0 | 0 |
| Сравнительный Пример 10 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Пример 4 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Со ссылкой на Таблицу 9, в случае сигарет согласно Сравнительным Примерам 8-10, когда скорость изготовления сигарет возрастает, снижается качество покрытия, тем самым быстро сокращая показатель промежуточного гашения. В частности, можно видеть, что показатель промежуточного гашения сводится к нулевому при скорости 9000 cpm или более. Однако можно видеть, что показатель промежуточного гашения сохраняется на уровне 100% независимо от скорости изготовления сигарет в случае изготовления табачных изделий согласно Примеру 4.
Соответственно этому, можно ожидать, что является превосходной технологичность нанесения покрытия, и производительность изготовления сигарет является высокой в случае сигареты согласно этому варианту исполнения.
Экспериментальное сравнение качества сигарет
Результаты сравнения качества сигарет согласно Сравнительному Примеру 7 и Примеру 4 показаны в Таблице 10.
Показатель промежуточного гашения измеряется методом измерения склонности к воспламенению согласно стандарту ISO-12863. Подобно методу измерения показателя промежуточного гашения методом согласно стандарту ISO-12863, методом самогашения при свободном доступе воздуха (Free-Air Self Extinguish, FASE) измеряется склонность к горению во время курения, но проводится измерение зажженной сигареты в воздухе без другой среды в состоянии тления.
Таблица 10
| Сигарета | Показатель промежуточного гашения (%) | FASE (%) |
Компоненты дыма | ||
| Смола (мг/сигарету) |
Никотин (мг/сигарету) |
Затяжка № | |||
| Сравнительный Пример 7 | 97,5 | 65 | 1,1 | 0,10 | 7,5 |
| Пример 4 | 100 | 50 | 1,1 | 0,10 | 7,6 |
Со ссылкой на Таблицу 10, сигарета согласно Сравнительному Примеру 7 и сигарета согласно Примеру 4 проявляют сравнимые уровни показателя промежуточного гашения и компонентов дыма.
Однако в отношении FASE, представляющего скорость гашения в тлеющем состоянии, значение FASE сигареты согласно Примеру 4 является более низким, чем значение FASE сигареты согласно Сравнительному Примеру 7. Соответственно этому, можно видеть, что сигарета согласно этому варианту исполнения с меньшей вероятностью будет гаснуть во время курения с вдыханием дыма, чем сигарета согласно сравнительному примеру.
Сенсорная оценка сигарет
Качество сигарет согласно Сравнительному Примеру 7 и Примеру 4 оценивается экспертной группой из 30 членов и показано в Таблице 11.
Таблица 11
| Сигареты | Вкусовая крепость табака | Количество дыма | Стабильность вкуса | Посторонний привкус | Послевкусие |
| Сравнительный Пример 7 | 4,888 | 5,740 | 5,850 | 3,410 | 5,250 |
| Пример 4 | 4,930 | 5,740 | 6,350 | 3,380 | 5,700 |
Со ссылкой на Таблицу 11, сигареты согласно Сравнительному Примеру 7 и сигареты согласно Примеру 4 найдены подобными друг другу.
Оценка качества покрытия в зависимости от соотношения гуммиарабика и мальтозы
Результаты оценки вязкости, коэффициента диффузии и показателя промежуточного гашения покровной композиции согласно количествам каждого из компонентов, включающих гуммиарабик, мальтозу, этанол и воду, и сигарет с ними показаны в Таблице 12.
Таблица 12
| Количества компонентов (вес.%) | Вязкость (cПз) | Коэффициент диффузии | Показатель промежуточного гашения (%) | |||
| Гуммиарабик | Мальтоза | Этанол | Вода | |||
| 5 | 10 | 29 | 56 | 26 | 0,786 | 10 |
| 7,5 | 15 | 26,5 | 51 | 58 | 0,665 | 35 |
| 10 | 20 | 24 | 46 | 100 | 0,312 | 75 |
| 12,5 | 25 | 21,5 | 41 | 130 | 0,256 | 100 |
| 15 | 30 | 19 | 36 | 200 | 0,211 | 100 |
| 17,5 | 35 | 16,5 | 31 | 250 | 0,182 | 100 |
| 20 | 40 | 14 | 26 | 350 | 0,175 | 100 |
| 22,5 | 45 | 11 | 21,5 | 550 | 0,305 | 77 |
| 25 | 50 | 8,5 | 16,5 | 830 | 0,425 | 67 |
| 27,5 | 50 | 7,6 | 14,9 | 1300 | 0,750 | 15 |
| 30 | 50 | 6,8 | 13,2 | 1600 | 0,833 | 0 |
| 30 | 20 | 20 | 30 | 370 | 0,235 | 100 |
| 30 | 30 | 16 | 24 | 420 | 0,275 | 100 |
| 30 | 40 | 12 | 18 | 680 | 0,365 | 75 |
Со ссылкой на Таблицу 12, можно видеть, что коэффициент диффузии составляет менее 0,4, и показатель промежуточного гашения составляет 75% или более в случаях содержания от 10 вес.% до 20 вес.% гуммиарабика и от 20 вес.% до 40 вес.% мальтозы, и в случаях содержания 30 вес.% гуммиарабика и мальтозы от 20 вес.% до 40 вес.%.
В случае покровной композиции за пределами вышеуказанного диапазона содержания гуммиарабика и мальтозы можно видеть, что коэффициент диффузии является относительно высоким вследствие того, что вязкость покровной композиции является слишком низкой или слишком высокой, и показатель промежуточного гашения после нанесения покрытия является относительно низким.
Соответственно этому, в случаях содержания от 10 вес.% до 20 вес.% гуммиарабика и от 20 вес.% до 40 вес.% мальтозы, и в случаях содержания 30 вес.% гуммиарабика и мальтозы от 20 вес.% до 40 вес.%, коэффициент диффузии является относительно низким, увеличивая тем самым количество покрытия из покровной композиции на сигаретной бумаге. В результате этого может улучшаться технологичность нанесения покрытия, и также может улучшаться характеристика низкой склонности к воспламенению.
Оценка качества покрытия в зависимости от количеств этанола
В отношении покровных композиций, содержащих гуммиарабик, мальтозу, этанол и воду, и сигареты с ними, результаты измерения поверхностного натяжения и показателя промежуточного гашения в зависимости от количеств этанола показаны в Таблице 13.
Здесь поверхностное натяжение измеряется методом Сессиля на неподвижной капле, в котором из каждой покровной композиции получают капли, и капли наносят на твердую поверхность, и затем проводят измерение с использованием формы капель.
Таблица 13
| Количества компонентов (вес.%) | Поверхностное натяжение | Показатель промежуточного гашения (%) | |||
| Гуммиарабик | Мальтоза | Этанол | Вода | ||
| 0 | 17,5 | 35 | 47,5 | 76,1 | 0 |
| 10 | 17,5 | 35 | 37,5 | 55,7 | 45 |
| 12,5 | 17,5 | 35 | 35 | 48,6 | 60 |
| 15 | 17,5 | 35 | 32,5 | 42,7 | 93 |
| 17,5 | 17,5 | 35 | 30 | 40,2 | 100 |
| 20 | 17,5 | 35 | 27,5 | 37,6 | 100 |
| 22,5 | 17,5 | 35 | 25 | 36,3 | 100 |
| 25 | 17,5 | 35 | 22,5 | 35,1 | 100 |
| 27,5 | 17,5 | 35 | 20 | 34,5 | 100 |
| 30 | 17,5 | 35 | 17,5 | 33,6 | 78 |
| 32,5 | 17,5 | 35 | 15 | 32,8 | 0 |
| 35 | 17,5 | 35 | 12,5 | Нет диспергирования | - |
Со ссылкой на Таблицу 13, можно видеть, что показатель промежуточного гашения является относительно высоким, и характеристика низкой склонности к воспламенению является превосходной в случае содержания в покровной композиции от 15 вес.% до 30 вес.% этанола.
Соответственно этому, когда содержание этанола составляет от 15 вес.% до 30 вес.%, можно видеть, что дополнительно улучшается характеристика низкой склонности к воспламенению, и этанол снижает поверхностное натяжение покровной композиции до надлежащего уровня так, что может увеличиваться сцепление между валиком для нанесения покрытия и покровной композицией. В результате этого может возрастать и поддерживаться постоянным количество покрытия, улучшая тем самым технологичность нанесения покрытия.
Хотя выше были подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, область настоящего изобретения этим не ограничивается, и разнообразные модификации и усовершенствования, сделанные квалифицированными специалистами в этой области техники с использованием базовых принципов настоящего изобретения, определенных в пунктах нижеследующей формулы изобретения, также входят в область настоящего изобретения.
1. Покровная композиция для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, включающая:
от 10 до 30% по весу гуммиарабика,
от 25 до 35% по весу мальтозы,
от 15 до 30% по весу этанола, и
от 10 до 40% по весу воды, причем
вязкость покровной композиции составляет более 100 сП и менее 1000 сП,
покровная композиция имеет по меньшей мере 6-месячный период сохранения вязкости при 2°С и 20 об/мин скорости вращения шпинделя, и
покровная композиция имеет способность к высушиванию в условиях комнатной температуры.
2. Покровная композиция для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению по п.1, в которой степень сохранения динамической вязкости составляет 84% или более, когда скорость вращения покровной композиции для сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению возрастает от около 20 до 100 об/мин.
3. Сигарета, включающая:
участок сигаретного табачного стержня, и
сигаретную бумагу с низкой склонностью к воспламенению, окружающую участок сигаретного табачного стержня и включающую покровный участок, сформированный высушиванием покровной композиции, причем
покровная композиция включает от 10 до 30% по весу гуммиарабика, от 25 до 35% по весу мальтозы, от 15 до 30% по весу этанола и от 10 до 40% по весу воды,
вязкость покровной композиции составляет более 100 сП и менее 1000 сП,
покровная композиция имеет по меньшей мере 6-месячный период сохранения вязкости при 2°С и 20 об/мин скорости вращения шпинделя, и
покровная композиция имеет способность к высушиванию в условиях комнатной температуры.
4. Сигарета по п.3, причем сигарета дополнительно включает участок сигаретного фильтра.
5. Сигарета по п.4, в которой участок сигаретного фильтра включает по меньшей мере один фильтровый элемент.
6. Сигарета по п.5, в которой участок сигаретного фильтра включает по меньшей мере один из адсорбента и ароматизирующего агента.
7. Способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, включающий стадии:
приготовления покровной композиции,
нанесения покрытия из покровной композиции на одну сторону сигаретной бумаги для покрытия сигаретной бумаги, и
нагревания и высушивания покрытой покровной композицией сигаретной бумаги для образования покровного участка, имеющего форму полоски, с получением тем самым сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению, причем
покровная композиция включает от 10 до 30% по весу гуммиарабика, от 25 до 35% по весу мальтозы, от 15 до 30% по весу этанола и от 10 до 40% по весу воды,
вязкость покровной композиции составляет более 100 сП и менее 1000 сП,
покровная композиция имеет по меньшей мере 6-месячный период сохранения вязкости при 2°С и 20 об/мин скорости вращения шпинделя, и
покровная композиция имеет способность к высушиванию в условиях комнатной температуры.
8. Способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению по п.7, в котором стадия приготовления покровной композиции включает:
стадию взвешивания для измерения веса гуммиарабика, мальтозы, этанола и воды, соответственно, и
стадию смешивания для смешивания гуммиарабика, мальтозы, этанола и воды.
9. Способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению по п.8, в котором стадия смешивания включает:
стадию смешивания этанола с водой с образованием дисперсионной среды,
стадию первого диспергирования для диспергирования мальтозы в дисперсионной среде,
стадию второго диспергирования для диспергирования гуммиарабика в дисперсионной среде,
стадию первой гомогенизации с перемешиванием композиции, полученной в стадии второго диспергирования, со скоростью от 250 до 350 об/мин, и
стадию второй гомогенизации с перемешиванием композиции, полученной в стадии первой гомогенизации, со скоростью от 150 до 250 об/мин, в то же время с контролем температуры при 40°С или менее.
10. Способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению по п.9, в котором:
единица количества диспергируемой мальтозы составляет от 10 до 20 г/л/мин, и скорость перемешивания составляет от 17000 до 20000 об/мин в стадии первого диспергирования, и
единица количества диспергируемого гуммиарабика составляет от 10 до 20 г/л/мин, и скорость перемешивания составляет от 17000 до 20000 об/мин в стадии второго диспергирования.
11. Способ получения сигаретной бумаги с низкой склонностью к воспламенению по п.7, в котором покровный участок включает два или более участков, и упомянутые два или более участков отдалены друг от друга.
