Сигаретний папір з низькою здатністю до займання

1. Сигаретний папір з низькою здатністю до займання, що містить основний сигаретний папір і множину зон, що мають здатність до приглушення горіння, розташованих на відстані одна від одної, на одній поверхні основного сигаретного паперу, який відрізняється тим, що зони, що мають здатність до придушення горіння, утворені за допомогою нанесення покриття з полівінілового спирту, що має ступінь полімеризації, що становить 900 одиниць або більше. C2 2 (19) 1 3 що відрізняється тим, що зони, які мають здатність до придушення горіння, утворені за допомогою нанесення покриття з полівінілового спирту, що має ступінь полімеризації, що становить 900 одиниць або більше. Відповідно до другого аспекту даного винаходу запропонований сигаретний папір з низькою здатністю до займання, що містить основний сигаретний папір і множину зон, що мають здатність до придушення горіння, розташованих на відстані одна від одної на одній поверхні основного сигаретного паперу, що відрізняється тим, що зони, які мають здатність до придушення горіння, утворені за допомогою нанесення покриття з полівінілового спирту, 3-відсотковий по масі водний розчин якого має в'язкість, що становить від 5 мПас до 30 мПас при вимірюванні при 20°С, а сигарета, виготовлена з використанням запропонованого сигаретного паперу, має значення відсоткової частки згорання від повної довжини сигарети (the persent of full length burns - PFLB), що становить від 0% до 5%, при визначенні відповідно до стандарту ASTM Е-2187-04 (ASTM - Американське товариство з виконання матеріалів). Короткий опис креслень На Фіг.1 зображений (із частковим виривом) схематичний вигляд у перспективі сигарети, у якій використаний сигаретний папір відповідно до одного варіанта здійснення даного винаходу. Переважний варіант здійснення винаходу Даний винахід описаний нижче більш докладно. Сигаретний папір згідно із даним винаходом є сигаретним папером, що представляє основу (основний сигаретний папір), на якому утворена множина зон, що має здатність до придушення горіння, розташованих на відстані одна від одної, за допомогою нанесення покриття з речовини, що придушує горіння, що складається з полівінілового спирту, що має заданий ступінь полімеризації або в'язкості. Основний сигаретний папір є звичайним сигаретним папером, виготовленим з використанням звичайної волокнистої маси, наприклад лляної волокнистої маси. Такий основний сигаретний папір може містити звичайно використовуваний наповнювач, наприклад вуглекислу сіль, наприклад карбонат кальцію або карбонат калію, або гідроксид, наприклад гідроксид кальцію або гідроксид магнію, у кількості 2 г/м2 або більше. Наповнювач може міститися в основному сигаретному папері в кількості від 2 г/м2 до 8 г/м2. Основний сигаретний папір звичайно має поверхневу щільність від 15 г/м2 до 30 г/м2. Переважно поверхнева щільність становить від 20 г/м2 до 28 г/м2. Властива повітропроникність основного сигаретного паперу звичайно становить від 30 до 60 одиниць CORESTA. Речовина для регулювання горіння, наприклад лимонна кислота або її солі (натрієва або калієва сіль), може бути додана в основний сигаретний папір. Речовина для регулювання горіння, якщо її додають, звичайно використовується в основному сигаретному папері в кількості 2 мас. % або менше. 93466 4 На одній поверхні основного сигаретного паперу утворюється множина зон, що має здатність до придушення горіння, розташованих на відстані одна від одної, де кожну, зону утворюють за допомогою нанесення покриття з речовини, що придушує горіння (полівінілового спирту). При використанні сигаретного паперу для загортання в нього тютюнового стрижня на сигаретному папері можуть бути сформовані зони, що мають здатність до придушення горіння, у вигляді смужок, що проходять у поздовжньому напрямку тютюнового стрижня й на відстані одна від одної в периферичному напрямку тютюнового стрижня. Альтернативно зони, що мають здатність до придушення горіння, можна формувати у вигляді круглих кільцевих пасків, що проходять у периферичному напрямку тютюнового стрижня й на відстані одна від одної в поздовжньому напрямку тютюнового стрижня. У даному винаході як речовина, що придушує горіння, використовують полівініловий спирт. В одному варіанті здійснення даного винаходу використовують полівініловий спирт, що має ступінь полімеризації (кількість мономерів), що становить 900 одиниць або більше. Переважно, щоб ступінь полімеризації використовуваного полівінілового спирту становила від 3000 до 4000. В іншому варіанті здійснення даного винаходу використовують полівініловий спирт, 3-процентний по масі водний розчин якого має в'язкість, що становить від 5 мПас до 30 мПас при вимірюванні при 20°С. Переважно, щоб в'язкість полівінілового спирту становила від 20 мПас до 30 мПас. Ступінь полімеризації й в'язкості полівінілового спирту співвідносяться одна з одною до деякої міри. Шляхом використання полівінілового спирту, що має такий високий ступінь полімеризації або в'язкості, може бути досягнутий однаковий рівень низької здатності до займання при використанні менших кількостей речовини покриття в порівнянні з випадком, коли використовують інший полівініловий спирт. При використанні сигаретного паперу згідно із даним винаходом із вказаним вище покриттям з полівінілового спирту можна одержати сигарету (сигарету, що складається з тютюнової начинки, загорненої в сигаретний папір), що має значення PFLB, що становить від 0% до 5%, при визначенні у відповідності зі стандартом ASTM Е-2187-04. Звичайна кількість речовини покриття (поверхнева щільність у сухому стані) - полівінілового спирту, речовини, що придушує горіння, - становить переважно менше 3 г/м2 площі покриття. При використанні речовини покриття в кількості від 0,2 г/м2 до 2,0 г/м2 можна забезпечити досить низьку здатність до займання. Сигаретний папір з низькою здатністю до займання згідно із даним винаходом використовують для загортання тютюнового стрижня, що складається з тютюнової начинки, наприклад різаного тютюнового аркуша. Звичайно поверхню, покриту речовиною, що придушує горіння, уводять у контакт із тютюновим стрижнем. На Фіг.1 показана сигарета, загорнена в сигаретний папір, покритий речовиною, що придушує горіння, у вигляді круглих кільцевих пасків. 5 Сигарета 10 (див. Фіг.1) містить тютюновий стрижень 11, що складається з тютюнової начинки 13, загорненої в основний сигаретний папір 12, у вигляді палички. Тютюновий стрижень 11 звичайно має периметр, що становить від 17 мм до 26 мм, і довжину, що становить від 49 мм до 90 мм. Звичайно фільтр 18 може бути прикріплений звичайним способом до ближнього кінця (тобто до кінця, розташованого нижче по потоку в напрямку затяжки) 11b тютюнового стрижня 11 за допомогою паперу 17 для приклеювання фільтра. На основному сигаретному папері 12 утворена множина круглих кільцевих зон 14 у вигляді смужок, покритих речовиною (полівініловим спиртом), що придушує горіння, яким визначені зони, які мають здатність до придушення горіння. Ці круглі кільцеві зони у вигляді смужок, які мають здатність до придушення горіння, розташовані на відстані одна від одної в поздовжньому напрямку тютюнового стрижня. Звичайні горючі зони 15, не покриті речовиною для регулювання горіння, визначені між суміжними круглими кільцевими зонами 14 у вигляді пасків, які мають здатність до придушення горіння. Тому що ці зони 15 є частинами основного сигаретного паперу 12, то вони горять так само, як і основний сигаретний папір 12 при звичайних умовах паління. Відповідно до цього зони 15 служать звичайними горючими зонами. Наприклад можуть бути утворені дві або три круглі кільцеві зони 14 у вигляді пасків, які мають здатність до придушення горіння. Круглі кільцеві зони 14 у вигляді пасків, які мають здатність до придушення горіння, можуть мати ширину в поздовжньому напрямку, що становить від 4 мм до 7 мм, а їхня товщина може звичайно становити від 0,1 мкм до 5 мкм. Відстань між суміжними зонами 14, які мають здатність до придушення горіння, переважно становить від 18 мм до 25 мм. У сигареті, показаній на Фіг.1, зона 16, що проходить від її кінця на відстань d, не покрита речовиною, що придушує горіння. Кінчик, не покритий речовиною, що придушує горіння, також становить звичайну горючу зону 16, що може відповідати зоні звичайної сигарети, що згоряє за одне або два 93466 6 затягування. Відстань d може становити від 10 мм до 25 мм від кінчика 11а тютюнового стрижня. Немає необхідності у формуванні зони 14, що має здатність до придушення горіння, на внутрішній поверхні сигаретного паперу, що відповідає тій зоні сигаретного паперу 12, що покрита папером 17 для приклеювання фільтра. Коли підпалюють кінчик 11а тютюнового стрижня 11 сигарети 10 і затягують повітря для забезпечення горіння сигарети, звичайні горючі зони 15 горять у такий же спосіб, як звичайні сигарети, і при цьому можна відчувати смак сигарети. Однак якщо палаючу сигарету 10 кладуть на займистий матеріал, наприклад на килим, татамі-мат, деревний продукт, тканину або текстильний матеріал, то зона 14, що має здатність до придушення горіння, присутня у напрямку, у якому триває горіння, взаємодіє з поглинанням тепла горючим матеріалом, гасячи сигарету 10, за допомогою чого запобігає прорив полум'я від займистого матеріалу. Приклади здійснення даного винаходу описані нижче, але даний винахід не обмежений цими прикладами. Приклади 1-4 і порівняльні приклади 1-4 У таблиці 1 показаний ступінь полімеризації, в'язкості й ступінь омилення полівінілових спиртів, що використовувалися в прикладах і порівняльних прикладах. Всі полівінілові спирти, що використовувалися, були виготовлені компанією Wako Pure Chemical Industries, Ltd. В'язкість, показана в таблиці 1, визначена в результаті вимірювань, у яких 200 г 3-процентного по масі водного розчину полівінілового спирту заливали в хімічну склянку ємністю 200 мл або 300 мл; цю хімічну склянку поміщали у ванну з постійною температурою й водний розчин помірковано перемішували протягом близько однієї хвилини скляною паличкою таким чином, щоб не дати можливість утворитися повітряним пухирцям у розчині, при цьому підтримуючи температуру водного розчину на рівні 20°С±0,5°С. Після цього розчину надавали можливість вистоювання протягом 10 хвилин і вимірювали в'язкість із використанням віскозиметра типу В. Таблиця 1 Позначення спирту полівінілово- Ступінь полімеризації полівінілового спирту го (кількість мономерів) Р500 400-600 Р1000 900-1100 Р3500 3100-3900 Потім 3-процентний по масі водний розчин речовини, що придушує горіння (полівінілового спирту), наносили (способом друкування), використовуючи процес прямого глибокого друку, на основний сигаретний папір (ширина - 27 мм; довжина - 1500 мм; наповнювач - карбонат кальцію; речовина для регулювання горіння - дигідрат цитрату натрію), що мав характеристики, представлені в таблиці 2, у вигляді смужок постійної ширини, що становила 7 мм, розташованих на постійній відстані, що становила 20 мм, одна від одної в В'язкість (мПас) 3,9 5,3 28,4 Ступінь омилення(моль. %) 86,0-90,0 86,0-90,0 86,0-90,0 поздовжньому напрямку, що склали в такий спосіб 56 зон, покритих речовиною, що придушує горіння. Визначали загальну кількість речовини покриття полівінілового спирту в сигаретному папері, одержаної таким чином, використовуючи наступну методику. Результати вимірів також представлені в таблиці 2. Методика визначення загальної кількості речовини покриття - полівінілового спирту Це вимірювання засноване на тому факті, що полівініловий спирт утворює колоїдну сполуку з 7 93466 борною кислотою, і ця колоїдна сполука борної кислоти й полівінілового спирту приймає синій колір. Сигаретний папір, покритий речовиною, що придушує горіння (шириною 27 мм, довжиною 1500 мм) (масою близько 1,0 г), розрізали на квадратні відрізки з розміром боку 1 мм; до розрізаного паперу додавали 100 мл дистильованої води й робили екстрагування при по суті постійній температурі ванни 70°С. До 5 мл рідини екстракту додавали 15 мл попередньо підготовленого 4процентного по масі водного розчину борної кислоти й суміш збовтували. Потім додавали 3 мл 8 йодистого водного розчину й додавали воду в змішаний розчин, доводячи обсяг до 50 мл, у такий спосіб одержуючи випробувальний розчин. Випробуваний розчин перевіряли на поглинання хвиль довжиною 690 нм, використовуючи абсорбціометр ультрафіолетового оптичного спектра з піковою довжиною хвилі, установленої на 690 нм. Поглинання, обмірюване таким чином, перетворювали в значення концентрації, використовуючи раніше підготовлену калібровану криву «поглинання-концентрація», по якій визначали загальну кількість речовини покриття в сигаретному папері. Таблиця 2 Приклад Порівняльний приклад 1 Порівняльний приклад 2 Порівняльний приклад 3 Порівняльний приклад 4 Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Основний сигаретний папір Кількість Речовина, Кількість речовини, Кількість Повітрощо придушує Поверхнева речовини що придушує наповнювача проникність (умов. горіння щільність (г/м2) покриття 2 горіння (г/м2) (г/м ) од.) (мас.%) 7,7 25,0 0,6 30,0 Відсутній 0 5,2 21,2 од 71,9 Відсутній 7,7 25,0 0,6 30,0 Р500 2,7 5,2 21,2 0,1 71,9 Р500 1,7 7,7 5,2 7,7 5,2 25,0 21,2 25,5 21,2 0,6 0,1 0,6 0,1 30,0 71,9 30,0 71,9 Ρ1000 Ρ1000 Р3500 Р3500 2,7 1,6 1,4 1,0 Як показано в таблиці 2, у сигаретному папері, у прикладах 1-4, кількість речовини покриття, що придушує горіння (полівінілового спирту), на квадратний метр площі, покритої речовиною, що придушує горіння, становила 1,0-2,7 г. Для перерахування кількості речовини покриття, що придушує горіння, у величину, що припадає на одиницю площі сигаретного паперу, наведену вище величину множили на 7/27. Тютюновий стрижень, що складався з Американського змішаного різаного тютюну (вміст смоли без фільтра: від 19 мг до 20 мг), був загорнений у сигаретний папір, одержаний описаним вище способом, а стрижень був розрізаний таким чином, що перша зона покриття була розташована на відстані 5 мм від горючого кінчика сигарети. Довжина однієї сигарети становила 59 мм, а кількість зон з покриттям з речовини, що придушує горіння, становила дві. Сигарету, одержану таким чином, піддавали випробуванням на здатність до займання у відповідності зі стандартом ASTM Е-2187-04 і визначали значення PFLB. Крім того, зразки цих сигарет випробовували на вміст СО в основному потоці диму, визначали кількість затягувань і кількість смоли в зразку сигарети відповідно до методик, описаними нижче. На додаток до цього обчислювали відношення кількість СО/кількість смоли (СО/смол.), використовуючи одержані значення 0 обмірюваних кількостей СО і смоли. Результати наведені в таблиці 3. Вимір кількості СО і кількості затягувань Для виміру кількості СО збирали тютюновий дим, використовуючи восьмиканальну лінійну курильну машину (моделі SM342), виготовлену компанією FILTRONA. Зразок сигарети підпалювали, додержуючись стандартів ISO (ISO - Міжнародна організація по стандартизації); сигарету «курили» зі швидкістю 35 мл за 2 секунди з інтервалами в 60 секунд, а дим, пропущений через фільтр зі скловолокна, збирали в газовий мішок. «Паління» припиняли при досягненні еталонної крапки викурювання сигарети (51 мм від запалюваного кінчика сигарети; 8 мм від границі між сигаретним папером і папером для приклеювання фільтра з боку паперу для приклеювання фільтра). Кількість зроблених затягувань записували до цього моменту. Після спалювання, для збору газу, що залишився в зразку сигарети, що горить, кінчик відрізали й потім робили три затягування, використовуючи зразок сигарети в непалаючому стані. При цьому газ зі зразка сигарети збирали в газовий мішок і збирали загальну кількість твердих частинок (КТЧ) у фільтрі зі скловолокна. Використовуючи наповнений газовий мішок, вимірювали кількість СО у зразку сигарети, використовуючи апарат для вимірювання кількості CO, виготовлений компанією Filtrona. Вимір кількості смоли 9 93466 Після визначення кількості сирої смоли з фільтра зі скловолокна, у якому зібрали компоненти у вигляді частинок під час вимірювання кількості CO, описаного вище, фільтр клали в сироваткову посудину й енергійно струшували протягом 20 хвилин разом з 10 мл 2-пропанолу (сорту GC, виготовленого компанією Wako Pure Chemical Industries, 10 Ltd.). Екстраговану рідину фільтрували й заливали в пробірку. Пробірку поміщали в газовий хроматограф і вимірювали кількості води й нікотину. Оцінку робили, використовуючи внутрішню еталонну методику. Кількості води й нікотину віднімали з кількості сирої смоли, а різницю записували як вміст смоли. Таблиця 3 Порівняльний приклад 1 Порівняльний приклад 2 Порівняльний приклад 3 Порівняльний приклад 4 Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Значення PFLB (%) 100 81-95 40-60 40-60 0-5 0-5 0-5 0-5 Кількість затягувань 6,8 7,2 6,8 7,4 7,2 7,6 6,9 7,4 Як показано в таблиці 3 (див. результати порівняльних прикладів 3 і 4), при використанні полівінілового спирту Р500 значення PFLB зменшується в порівнянні з порівняльними прикладами 1 і 2, але не досягається значення PFLB, що становить від 0% до 5%, навіть тоді, коли кількість речовини покриття збільшена до 2,7 г/м2. З іншого боку, у кожному із прикладів 1-4, у яких використовували полівінілові спирти Р1000 і Р3500, могло бути досягнуте значення PFLB, що становило від 0% до 5%. Крім того, як показано в таблиці 3 (див. результати порівняльного приклада 3 і приклади 1, і порівняльного приклада 4 і приклади 2), значення Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Кількість смоли (мг) 19,9 20,0 20,7 22,2 21,3 23,6 22,7 22,7 Кількість СО (мг) 13,8 12,7 15,2 14,2 15,4 14,6 15,9 14,7 Відношення кількості СО до кількості смоли 0,69 0,64 0,73 0,64 0,72 0,62 0,70 0,65 PFLB у перших двох прикладах становили від 40% до 60%, тоді як значення PFLB в останніх двох прикладах становили від 0% до 5%, при такій же кількості речовини покриття, що вказує на те, що згідно із даним винаходом потрібна менша кількість речовини покриття для досягнення значення PFLB, що становить від 0% до 5%. Крім того, як показано в таблиці 3 (див. результати прикладів 14), при використанні полівінілового спирту Р3500 потрібна менша кількість речовини покриття, ніж при використанні полівінілового спирту Ρ1000, для досягнення значення PFLB, що становить від 0% до 5%. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601