具有降低引燃傾向特性的包裝材料的制作方法
【專利說明】具有降低引燃傾向特性的包裝材料
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請基于并要求于2013年3月14日提交的美國專利申請序列號 No. 61/783, 632、以及于2012年10月11日提交的美國專利申請序列號No. 61/712,621的 優(yōu)先權(quán)，兩者的全部內(nèi)容通過引用并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003] 煙草行業(yè)正在關(guān)注生產(chǎn)具有下述包裝材料的香煙：該包裝材料降低煙制品的引燃 傾向或者降低煙制品的點燃與點著的煙制品接觸的表面的趨勢。已經(jīng)對由正在燃燒的香煙 與易燃材料接觸所引起的火災(zāi)進(jìn)行了報道。本行業(yè)中對于降低香煙或其他煙制品經(jīng)接觸點 燃家具、寢具等中使用的表面和材料的趨勢存在合理的關(guān)注。
[0004] 因此，煙制品、特別是香煙的期望特征在于其在自由燃燒狀態(tài)下掉落或留在易燃 材料上時易于自熄。
[0005] 在煙草行業(yè)中長期以來認(rèn)識到的是，香煙包裝材料可能對香煙的陰燃特征具有顯 著的影響。就這點而言，已經(jīng)在本領(lǐng)域中進(jìn)行了各種嘗試來改變或修改香煙包裝材料以實 現(xiàn)香煙自熄所需的趨勢，或者換句話說以降低香煙的引燃傾向特性。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)描述了將成膜組合物或者替代性地纖維素纖維組合物施用至卷煙紙以 減小紙滲透率并控制燃燒速率。已經(jīng)示出，當(dāng)這些材料沿香煙的長度施用在離散區(qū)域中時， 該香煙示出了降低引燃基質(zhì)的傾向并且趨于自熄。
[0007] 例如，通過引用并入本文中的授予Peterson等人的美國專利No. 5, 878, 753、授予 Kraker的美國專利No. 6, 779, 530以及授予Peterson等人的美國專利No. 6, 725, 867描述 了通過成膜組合物處理以降低引燃傾向的煙制品包裝材料。同樣通過引用并入本文中的授 予Peterson等人的美國專利No. 5, 878, 754描述了通過溶解在非水溶液中的溶劑可溶聚合 物的非水溶液處理以降低引燃傾向的煙制品包裝材料。
[0008] 盡管以上專利文獻(xiàn)已經(jīng)提供了在本領(lǐng)域中取得的很大的進(jìn)步，但是仍需要進(jìn)一步 改進(jìn)。例如，形成在包裝材料上的旨在降低引燃傾向的離散區(qū)域可能對煙制品的釋放具有 各種不利的影響。經(jīng)處理的離散區(qū)域例如通常具有比基部包裝材料更低的滲透率。經(jīng)處理 的區(qū)域中的較低的滲透率可能對煙制品的感覺屬性產(chǎn)生不利的影響，形成具有與煙制品的 剩余部分相比更苦澀的味道的主流煙氣。
[0009] 在過去，為了抵消以上影響中的某些影響，生產(chǎn)了具有在沿正在燃燒的炭的方向 在經(jīng)處理的離散區(qū)域的寬度上從最小值逐漸改變至最大值的滲透率的經(jīng)處理的離散區(qū)域。 該結(jié)構(gòu)已經(jīng)提供了各種改進(jìn)。
[0010] 在過去，已經(jīng)提出了包括具有相對較低分子量的成膜材料的特定的成膜組合物。 將這些成膜組合物以相對較高的固體濃度施用至包裝材料。該結(jié)構(gòu)還允許對控制經(jīng)處理的 離散區(qū)域的滲透率方面進(jìn)行一定的改進(jìn)。
[0011] 然而，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。例如，對煙制品而言，需要一種具有經(jīng)處理的離散區(qū)域 的包裝材料，其中，經(jīng)處理的離散區(qū)域具有相對較高的滲透率。具體地，需要在不必限于特 定的成膜材料的情況下增大經(jīng)處理的區(qū)域中的滲透率的方法。
[0012] 還需要生產(chǎn)包裝材料上的經(jīng)處理的離散區(qū)域，經(jīng)處理的離散區(qū)域在將煙制品的引 燃傾向降低至所需的級別的同時對滲透性具有最小的影響，并且同時利用了添加至包裝材 料的最少量的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本公開一般性涉及用于具有降低引燃傾向的煙制品的紙包裝材料并且涉及用于 生產(chǎn)所述包裝材料的方法。
[0014] 在一個實施方案中，例如，本公開涉及一種用于煙制品的包裝材料。包裝材料包括 包含纖維素纖維和填充物的紙基質(zhì)。多個離散的降低引燃區(qū)域沿紙基質(zhì)上的寬度方向延伸 并且沿長度方向間隔開。至少一個燃燒加速區(qū)域定位在第一降低引燃區(qū)域與第二降低引燃 區(qū)域之間。燃燒加速區(qū)域包括已經(jīng)施用于紙基質(zhì)的燃燒促進(jìn)劑。根據(jù)本公開，降低引燃區(qū) 域不含燃燒促進(jìn)劑。將燃燒促進(jìn)劑僅放置在降低引燃區(qū)域之間允許降低引燃區(qū)域在具有所 需降低引燃性能的同時還具有更大的滲透率。例如，根據(jù)本公開，降低引燃區(qū)域可以具有比 紙基質(zhì)的滲透率低不超過85%、例如低不超過80%、例如低不超過70%的滲透率。例如，降 低引燃區(qū)域的滲透率可以比紙基質(zhì)的滲透率小不超過約65%、例如小不超過約60%、例如 小不超過約55%、例如小不超過約50%、例如小不超過約45%、例如小不超過約40%的滲 透率。
[0015] 在一個實施方案中，降低引燃區(qū)域的滲透率可以為大于約20C0RESTA、例如大于約 25CORESTA、例如大于約30C0RESTA、例如大于約35CORESTA、例如大于約40C0RESTA、例如大 于約 45CORESTA。
[0016] 離散的降低引燃區(qū)域具有以上滲透率特征，同時還提供具有所需的降低引燃性能 的紙包裝材料。例如，在一個實施方案中，降低引燃區(qū)域可具有在23°C處小于約0. 5cm/ s的擴散率。在替代性實施方案中，當(dāng)包裝材料結(jié)合到煙制品中并根據(jù)美國實驗材料學(xué)會 (ASTM)試驗E2187-09測試時，由于存在降低引燃區(qū)域，至少75%煙制品自熄。
[0017] 在一個替代性實施方案中，本公開涉及一種用于煙制品的包裝材料，該包裝材料 包括包含纖維素纖維和填充物的紙基質(zhì)。多個離散的降低引燃區(qū)域沿紙基質(zhì)的寬度方向延 伸并且沿著長度方向間隔開。每個離散的降低引燃區(qū)域均包括已經(jīng)施用于紙基質(zhì)的降低引 燃組合物。根據(jù)本公開的降低引燃組合物不含任何的纖維素纖維或顆粒，至少一個燃燒加 速區(qū)域位于包裝材料上并且定位在第一降低引燃區(qū)域與第二降低引燃區(qū)域之間。燃燒加速 區(qū)域包括燃燒促進(jìn)劑。根據(jù)本公開，降低引燃區(qū)域部分或完全不含燃燒促進(jìn)劑。降低引燃 區(qū)域通過以上構(gòu)型可以具有例如上述的滲透率特征的相對較高的滲透率。
[0018] 在另一個實施方案中，本公開涉及一種用于煙制品的包裝材料。該包裝材料包括 包含纖維素纖維和填充物的紙基質(zhì)。多個離散的降低引燃區(qū)域沿紙基質(zhì)上的寬度方向延伸 并且沿長度方向間隔開。至少一個燃燒加速區(qū)域定位在第一降低引燃區(qū)域與相鄰的第二降 低引燃區(qū)域之間。燃燒加速區(qū)域包括燃燒促進(jìn)劑。燃燒加速區(qū)域包括面對第一降低引燃區(qū) 域的第一邊緣以及面對第二降低引燃區(qū)域的第二邊緣。
[0019] 該包裝材料還包括至少一個未經(jīng)處理區(qū)域或緩沖區(qū)域。該未經(jīng)處理區(qū)域位于燃燒 加速區(qū)域的第一邊緣與第一降低引燃區(qū)域之間。在一個實施方案中，該包裝材料可以包括 位于燃燒加速區(qū)域的第二邊緣與第二降低引燃區(qū)域之間的第二未經(jīng)處理區(qū)域。根據(jù)本公 開，未經(jīng)處理區(qū)域和降低引燃區(qū)域都不含燃燒促進(jìn)劑。
[0020] 根據(jù)以上實施方案，當(dāng)正在燃燒的炭沿著結(jié)合包裝材料的煙制品行進(jìn)時，正在燃 燒的炭進(jìn)入離散的降低引燃區(qū)域中，隨后進(jìn)入未經(jīng)處理區(qū)域，隨后進(jìn)入燃燒加速區(qū)域。正在 燃燒的炭可以從燃燒加速區(qū)域燒穿另一未經(jīng)處理區(qū)域并隨后進(jìn)入第二離散的降低引燃區(qū) 域。以這種方式，可以產(chǎn)生沿著煙制品的整個長度的可控燃燒速率曲線。另外，煙制品可以 具有所需的降低引燃特性。
[0021] 在上述的某些實施方案中，降低引燃區(qū)域被描述為不含燃燒促進(jìn)劑。然而，在一個 替代性實施方案中，降低引燃區(qū)域可以包括下述量的一種或更多種燃燒促進(jìn)劑：所述一種 或更多種燃燒促進(jìn)劑在每個區(qū)域的量比包括在至少一個燃燒加速區(qū)域中的燃燒促進(jìn)劑的 量更少。例如，降低引燃區(qū)域可以包括小于按重量計約〇. 4%、例如小于按重量計約0. 3% 的量、例如小于按重量計約〇. 2%的量、例如小于按重量計約0. 15%的量、例如小于按重量 計約0. 1 %的量的累積量的一種或更多種燃燒促進(jìn)劑。將相對較少量的一種或更多種燃 燒促進(jìn)劑添加在降低引燃區(qū)域中仍可以提供如上文所述的本公開的益處和優(yōu)勢，同時還提 供改善的灰分特征。例如，將少量的一種或更多種燃燒促進(jìn)劑添加在降低引燃區(qū)域中可 以改善灰分白度、改善灰分粘結(jié)性、和/或防止在煙制品被吸抽時在紙包裝材料上沾上污 漬。將少量的一種或更多種燃燒促進(jìn)劑添加在降低引燃區(qū)域中通過示出了根據(jù)ASTM試驗 E2187-09的香煙熄滅試驗的百分比增加以及通過示出了根據(jù)自由空氣自熄試驗進(jìn)行試驗 時的百分比降低而出乎意料地改善了煙制品的降低引燃傾向特性。
[0022] 在上述實施方案中，包裝材料還可以包括與降低引燃區(qū)域的邊緣鄰接定位的緩沖 區(qū)域。該緩沖區(qū)域通?？砂ㄅc降低引燃區(qū)域中所含的量相同量的一種或更多種燃燒促進(jìn) 劑。在該實施方案中，當(dāng)正在燃燒的炭沿著結(jié)合包裝材料的煙制品行進(jìn)時，正在燃燒的炭進(jìn) 入離散的降低引燃區(qū)域中，隨后進(jìn)入緩沖區(qū)域中，隨后進(jìn)入燃燒加速區(qū)域中。正在燃燒的炭 從燃燒加速區(qū)域可以燒穿另一緩沖區(qū)域，隨后進(jìn)入第二離散的降低引燃區(qū)域中。
[0023] 本公開還涉及一種用于增大用于煙制品的具有降低引燃傾向的紙包裝材料中的 降低引燃區(qū)域的滲透率的方法。該包裝材料包括包含纖維素纖維和填充物的紙基質(zhì)。多個 離散的降低引燃區(qū)域沿紙基質(zhì)上的寬度方向延伸并且沿長度方向延伸；至少一個燃燒加速 區(qū)域定位在第一降低引燃區(qū)域與第二降低引燃區(qū)域之間。燃燒加速區(qū)域包括已經(jīng)施用于紙 基質(zhì)的燃燒促進(jìn)劑。根據(jù)本公開，降低引燃區(qū)域不含燃燒促進(jìn)劑。
[0024] 根據(jù)以上方法，在一個實施方案中，該包裝材料還可包括燃燒加速區(qū)域，該燃燒加 速區(qū)域包括面對第一降低引燃區(qū)域的第一邊緣與面對第二降低引燃區(qū)域的第二邊緣。包裝 材料還可包含至少一個未經(jīng)處理區(qū)域。該未經(jīng)處理區(qū)域位于燃燒加速區(qū)域的第一邊緣與第 一降低引燃區(qū)域之間。在一個實施方案中，包裝材料可包含位于燃燒加速區(qū)域的第二邊緣 與第一降低引燃區(qū)域之間的第二未經(jīng)處理區(qū)域。根據(jù)本公開，未經(jīng)處理區(qū)域和降低引燃區(qū) 域都不含燃燒促進(jìn)劑。降低的引燃區(qū)域通過以上方法可以具有更大的滲透率，同時仍具有 所需的降低引燃的性能。
[0025] 本公開還涉及紙基質(zhì)用于制備煙制品的包裝材料的用途。在一個實施方案中，本 公開還涉及燃燒促進(jìn)劑用于制備煙制品的包裝材料的用途。在一個實施方案中，本公開還 涉及燃燒促進(jìn)劑用于增大用于煙制品的具有降低引燃傾向的包裝材料中的降低引燃區(qū)域 的滲透率的用途。根據(jù)以上用途，紙基質(zhì)包括纖維素纖維和填充物。多個離散的降低引燃 區(qū)域沿紙基質(zhì)上的寬度方向延伸并且沿長度方向間隔開。至少一個燃燒加速區(qū)域定位在第 一降低引燃區(qū)域與第二降低引燃區(qū)域之間。燃燒加速區(qū)域包括已經(jīng)施用于紙基質(zhì)的燃燒促 進(jìn)劑。根據(jù)本公開，降低引燃區(qū)域不含燃燒促進(jìn)劑。
[0026] 根據(jù)任何以上用途，在一個實施方案中，紙基質(zhì)還可包含燃燒加速區(qū)域，該燃燒加 速區(qū)域包括面對第一降低引燃區(qū)域的第一邊緣以及面對第二降低引燃區(qū)域的第二邊緣。該 包