Сигаретний папір з низькою займистістю

1. Сигаретний папір з низькою займистістю, який містить основу з поверхневою щільністю вище 22 г/м2 і множину ділянок, що обмежують горіння, рознесених на одній поверхні основи сигаретного паперу, причому ділянки, що обмежують горіння, утворені за допомогою нанесення альгінату натрію, який має ступінь полімеризації від близько 500 до близько 900. 2. Сигаретний папір за п. 1, який відрізняється тим, що поверхнева щільність основи сигаретного паперу становить 80 г/м2 або менше. 3. Сигаретний папір з низькою займистістю, який містить основу з поверхневою щільністю вище 22 г/м2 і множину ділянок, що обмежують горіння, рознесених на одній поверхні основи, причому ділянки, що обмежують горіння, утворені, кожна, за допомогою нанесення альгінату натрію, 3 ваг. % водний розчин якого має в'язкість 19000 сП або більше при температурі 25 °С. 4. Сигаретний папір за п. 3, який відрізняється тим, що поверхнева щільність основи становить 80 г/м2 або менше, а в'язкість альгінату натрію становить 40000 сП або менше. 5. Сигаретний папір з низькою займистістю, який містить основу, яка містить наповнювач у кількості 2 2 г/м або більше і має поверхневу щільність вище 22 г/м2 і повітропроникність від 30 до 60 одиниць CORESTA, і множину ділянок, що обмежують горіння, рознесених на одній поверхні основного сигаретного паперу, в якому ділянки, що обмежують горіння, кожна, утворені за допомогою нанесення альгінату натрію 2 (19) 1 3 91125 4 ся по окружності тютюнового стрижня і на відстані один від одного у подовжньому напрямку тютюнового стрижня, коли сигаретний папір обгортає тютюновий стрижень. 13. Сигаретний папір за п. 1, який відрізняється тим, що забезпечує сигарети, що виявляють ве личину ВЧДПЗ від 0 % до 10 % при вимірюванні за ASTM Е-2187-04. 14. Сигаретний папір за п. 3, який відрізняється тим, що забезпечує сигарети, що виявляють величину ВЧДПЗ від 0 % до 10 % при вимірюванні за ASTM E-2187-04. Даний винахід стосується сигаретного паперу з низькою займистістю. Був запропонований сигаретний папір із зниженим рівнем повітропроникності основи сигаретного паперу, досягнутим за допомогою нанесення солі альгінової кислоти щонайменше на частину основи сигаретного паперу, щоб недопалок сигарети, що горить, який впав, наприклад, на підлогу, не спричиняв займання підлоги, якщо він впав, наприклад, через неуважність курця (див. опубліковану заявку Японії №7-300795). В опублікованій заявці Японії №7-300795 вказано, що визначали повітропроникність сигаретного паперу, покритого сіллю альгінової кислоти. Однак, не визначали дійсну здатність сигаретного паперу до займання. Автори даного винаходу досліджували вплив альгінату натрію (однієї із солей альгінової кислоти) на дійсну здатність до займання сигаретного паперу і, в результаті, встановили, що покриття, необхідне для забезпечення визначеної здатності до займання, залежить від ступеня полімеризації або від в'язкості альгінату натрію. Конкретно, задачею даного винаходу є створення сигаретного паперу, який має значно знижену займистість, при використанні відносно невеликої кількості покривної речовини. Згідно з першим аспектом даного винаходу пропонується сигаретний папір з низькою займистістю, який містить основу з поверхневою щільністю вище 22г/м2 і множину ділянок, що обмежують горіння, рознесених на одній поверхні основи сигаретного паперу, причому ділянки, що обмежують горіння, утворені за допомогою нанесення альгінату натрію, який має ступінь полімеризації від близько 500 до близько 900. Згідно з другим аспектом даного винаходу пропонується сигаретний папір з низькою займистістю, який містить основу з поверхневою щільністю вище 22г/м2 і множину ділянок, що обмежують горіння, рознесених на одній поверхні основи, причому кожна з ділянок, що обмежують горіння, утворена за допомогою нанесення альгінату натрію, 3ваг. % водний розчин якого має в'язкість 19000сП або більше при температурі 25°С. Згідно з третім аспектом даного винаходу пропонується сигаретний папір з низькою займистістю, який містить основу з наповнювачем у кількості 2г/м2 або більше, з поверхневою щільністю вище 22г/м2 і повітропроникністю від 30 до 60 одиниць CORESTA, і множину ділянок, що обмежують горіння, рознесених на одній поверхні основи сигаретного паперу, причому ділянки, що обмежують горіння, кожна, утворені за допомогою нанесення альгінату натрію у кількості менше 3г/м2; і причому цей сигаретний папір забезпечує сигарету, в якій відсоткова частка довжини повного згоряння (ВЧДПЗ) становить від 0% до 10% при вимірюванні за ASTM Е-2187-04 (ASTM - Американське товариство з випробування матеріалів). На Фіг.1 схематично представлений вигляд у перспективі з частковим вирізом зразкової сигарети, обгорненої у сигаретний папір згідно з варіантом виконання винаходу. Даний винахід нижче пояснюється більш детально. Сигаретний папір за винаходом являє собою папір, в якому утворена множина віддалених одна від одної ділянок, що обмежують горіння, в яких на основу сигаретного паперу нанесений агент, що обмежує горіння, який складається з альгінату натрію. Основою сигаретного паперу є звичайний папір, придатний для сигарет, для виробництва якого використовують звичайну паперову масу, наприклад льняну паперову масу. Така паперова основа може містити звичайно використовуваний наповнювач, який включає карбонат, наприклад карбонат кальцію або карбонат калію, і гідроксид, наприклад гідроксид кальцію або гідроксид магнію, у кількості 2г/м2 або більше. Наповнювач в основі сигаретного паперу може міститися у кількості від 2г/м2 до 8г/м2. Основа сигаретного паперу звичайно має поверхневу щільність вище 22г/м2. Поверхнева щільність звичайно становить 80г/м2 або менше, а переважно - більше 20г/м2, до 28г/м2 або менше. Повітропроникність основи сигаретного паперу звичайно становить від 30 до 60 одиниць CORESTA. В основу сигаретного паперу може бути доданий агент, регулюючий горіння, наприклад лимонна кислота або її сіль (натрієва сіль, калійна сіль). Звичайно агент, регулюючий горіння, якщо його додають, в основі паперу становить 2ваг. % або менше. Множину ділянок, що обмежують горіння, які утворюють відповідним чином за допомогою нанесення агента (альгінату натрію), що обмежує горіння, розташовують на відстані одна від одної на одній поверхні основи сигаретного паперу. Коли тютюновий стрижень обгорнутий сигаретним папером, ділянки, що обмежують горіння, продовжуються у подовжньому напрямку тютюнового стрижня таким чином, що вони розташовані у вигляді множини смужок, рознесених одна від одної по окружності тютюнового стрижня. В альтернативному варіанті виконання ці ділянки, що горять, можуть проходити по окружності тютюнового 5 стрижня таким чином, щоб вони були розташовані у вигляді множини круглих поясків, рознесених один від одного вздовж тютюнового стрижня. Згідно з винаходом як агент, що обмежує горіння, використовують альгінат натрію. Альгінова кислота є поліуроновою кислотою, яка складається з двох типів мономерів, -D-мануронової кислоти та -L-гулуронової кислоти. У варіанті виконання винаходу використовують натрієву сіль альгінової кислоти, яка має ступінь полімеризації від 500 до 900. В іншому варіанті виконання винаходу використовують 3ваг. % альгінат натрію у водному розчині, який має в'язкість 19000сП або більше при температурі 25°С. Ступінь полімеризації і в'язкість альгінової кислоти в деякій мірі корелюють одне з одним. При використанні альгінату натрію, який має такий високий ступінь полімеризації або в'язкості, може бути досягнутий такий самий рівень зниження здатності до займання навіть при менших кількостях речовини покриття, ніж у випадку використання іншого альгінату натрію. Згадана вище в'язкість звичайно становить 40000сП або менше. Звичайно загальна кількість речовини (сухої маси) покриття - агента, що обмежує горіння, альгінату натрію становить менше 3г/м2 у ділянці нанесення покриття. Навіть при дуже малій кількості речовини покриття, що становить від 0,2г/м2 до 2г/м2, може бути досягнуте значне зниження здатності до займання. При використанні сигаретного паперу за винаходом можна одержати сигарету (сигарету, в якій тютюновий стрижень обгорнутий сигаретним папером), в якій відсоткова частка довжини повного згоряння (ВЧДПЗ) становить від 0% до 10% при вимірюванні за ASTM Е-2187-04. Сигаретний папір згідно з одним варіантом виконання винаходу включає основу, яка містить наповнювач у кількості 2г/м2 або більше, що має поверхневу щільність вище 22г/м2, і повітропроникність, що становить від 30 до 60 одиниць CORESTA, і містить множину ділянок, що обмежують горіння, рознесених на одній поверхні основи сигаретного паперу. Ділянку, що обмежує горіння, утворюють за допомогою нанесення альгінату натрію у кількості менше 3г/м2. Сигарета, виготовлена шляхом обгортання тютюнового стрижня даним сигаретним папером, виявляє відсоток довжини повного згоряння (ВДПЗ), що становить від 0% до 10%, при вимірюванні за ASTM Е-2187-04. Сигаретний папір з низькою займистістю за винаходом можна використовувати для загортання в нього тютюнового стрижня, який складається з тютюнової начинки, наприклад з різаного тютюну, і звичайно, поверхню, на яку нанесений агент, що обмежує горіння, вводять в контакт з тютюновим стрижнем. На Фіг.1 показана сигарета, обгорнена сигаретним папером, на який нанесений агент, що обмежує горіння, у вигляді круглих поясків. Сигарета 10 (див. Фіг.1) у формі стовпчика містить тютюновий стрижень 11, який складається з тютюнової начинки 13, обгорнений сигаретним папером 12. Тютюновий стрижень 11 звичайно має довжину по окружності від 17мм до 26мм і довжину від 49мм до 90мм. Відповідно до звичайного спо 91125 6 собу виготовлення сигарет до ближнього кінця 11b тютюнового стрижня 11 (тобто до кінця, розташованого нижче за потоком у напрямку її викурювання) може бути прикріплений звичайний фільтр 18 за допомогою мундштукового паперу 17. На сигаретному папері 12 утворена множина ділянок 14 у вигляді круглих поясків, на які нанесений агент (альгінат натрію), що обмежує горіння, і ці ділянки, відповідно, являють собою ділянки, що обмежують горіння. Ці ділянки 14 у вигляді круглих поясків, що обмежують горіння, утворені на відстані одна від одної у подовжньому напрямку тютюнового стрижня. Звичайна ділянка 15, що горить, на яку не був нанесений агент, регулюючий горіння, розташована між сусідніми ділянками 14 у вигляді круглих поясків, що обмежують горіння. Оскільки ця ділянка 15 складається з частини сигаретного паперу 12, то вона може горіти за звичайних умов паління, як сам сигаретний папір 12. Таким чином, ділянка 15 діє як звичайна ділянка, що горить. Сигаретний папір 12 може бути забезпечений, наприклад, двома або трьома ділянками 14 у вигляді круглих поясків, що обмежують горіння. Ділянка 14 у вигляді круглого пояска, що обмежує горіння, може мати ширину від 4мм до 7мм у подовжньому напрямку, а її товщина може звичайно становити від 0,1мкм до 5мкм. Відстань між сусідніми ділянками 14, що обмежують горіння, переважно становить від 18мм до 25мм. У сигареті, показаній на Фіг.1, агент, що обмежує горіння, не нанесений у ділянці 16 на відстані d від віддаленого кінця сигарети. Кінцева частина, на яку не нанесений агент, що обмежує горіння, являє собою звичайну горючу ділянку 16, і вона може відповідати ділянці, яка згоряє за одне або два затягування при палінні звичайної сигарети. Відстань d може становити від 10мм до 25мм від віддаленого кінця 11а тютюнового стрижня. Немає особливої необхідності в утворенні ділянки 14, що обмежує горіння, на внутрішній поверхні сигаретного паперу, що відповідає частині сигаретного паперу 12, яка покривається мундштуковим папером 17. Тепер, після запалювання віддаленого кінця 11а сигаретного стрижня 11 сигарети 10 і під час паління її, при якому відбувається згоряння сигарети, сигару можна спалювати як звичайну сигарету в звичайних ділянках 15, що горять, одержуючи задоволення від паління. Однак, у випадку потрапляння сигарети 10, що горить, на легкозаймисті об'єкти, наприклад, килим, татамі, дерев'яні покриття, тканини та одяг, вогонь гаситься завдяки поглинанню тепла ділянкою 14, що обмежує горіння, у напрямку горіння та легкозаймистими об'єктами в комбінації з частинками тютюну, які містяться в тютюновому стрижні, що перешкоджає займанню легкозаймистих об'єктів від непогашеного недопалка. Даний винахід нижче пояснюється прикладами, які, однак, не призначені для обмеження обсягу винаходу. Приклади 1-6 і порівняльні приклади 1-9. По-перше, ступінь полімеризації і в'язкість альгінату натрію, який використовували в прикладах і 7 91125 порівняльних прикладах, представлені в Таблиці 1 нижче. Всі використані альгінати натрію вироблені фірмою КІМІКА, а альгінати натрію, позначені як ALG-1, ALG-2, ALG-3, ALG-4 та ALG-5, доступні під назвами ULV, IL-2, І-1, І-5 та I-S, відповідно. Значення в'язкості, представлені в Таблиці 1, були одержані в результаті введення 200г 3 ваг. % водного розчину альгінату натрію в хімічну склянку місткістю 200мл або 300мл, яка потім була поміщена у водяну баню з постійною температурою, де водний розчин витримували при 25°С±0,5°С; розчин повільно перемішували скляним стрижнем протягом приблизно однієї хвилини таким чином, щоб у ньому не утворювалися повітряні пузирі, а потім давали відстоятися протягом 10 хвилин, після чого визначали в'язкість розчину віскозиметром В-типу. 3ваг.% водний розчин альгінату натрію наносили (методом друку) на основу сигаретного паперу (ширина - 27мм, довжина - 1500мм) з характеристиками, представленими в Таблиці 2, таким чином, щоб одержувати фіксовану ширину 7мм у подовжньому напрямку у вигляді смужки з фіксованими інтервалами в 20мм шляхом використання системи прямого глибокого друку, таким чином утворюючи в загальній кількості 56 ділянок, покритих агентом, що обмежує горіння. Що стосується одержаного сигаретного паперу, то загальна кількість речовини покриття - альгінату натрію - визначали, використовуючи наступний спосіб. Результати також представлені в Таблиці 2. Як показано в Таблиці 2, види сигаретного паперу, одержані в Прикладах 1-6, містили речовину покриття - агент, що обмежує горіння, - у кількості на м2 ділянки, на яку наносили агент, що обмежує горіння (альгінат натрію), що складає 1,5-2,0г. При перерахунку кількості речовини покриття - агента, що обмежує горіння, що припадає на одну ділянку сигаретного паперу, одержували значення від 0,39г/м2 до 0,52г/м2, оскільки кількість речовини покриття потрібно було помножити на 7/27. Одержаний сигаретний папір використовували для обгортання тютюнового стрижня, виготовленого з Американської суміші різаного тютюну (кількість смоли у випадку відсутності фільтра становила 19-20мг), і одержаний тютюновий стрижень розрізали таким чином, щоб перша ділянка з покриттям була розташована на відстані 5мм (у вигляді пояска по окружності) від кінця сигарети, що підпалюється. Довжина однієї сигарети становила 59мм, і сигарета містила дві ділянки з нанесеним покриттям - агентом, що обмежує горіння. 8 Одержані сигарети піддавали випробуванням на займання згідно із стандартом ASTM Е-2187-04 для визначення значення ВЧДПЗ. Результати представлені в Таблиці 2. Визначення загальної кількості речовини покриття - альгінату натрію Кількість речовини покриття - альгінату натрію - визначали таким чином згідно з методикою «Спосіб визначення кількісного вмісту альгінату натрію в харчових продуктах», описаною в «Журналі з гігієни харчових продуктів», том. 5, стор. 297-302 (1988), без виконання знежирення, розбавлення сірчаної кислоти і депротеїнізації. Сигаретний папір (довжина - 1500мм, ширина 27мм, маса - близько 1,0г), покритий згаданим вище агентом, що обмежує горіння, розрізали на квадратики із стороною 5мм, додавали 40мл 1ваг. % водного розчину бікарбонату натрію, нагрівали при температурі 60°С в гарячій ванні протягом 5 хвилин і потім інтенсивно перемішували, після чого обробляли у центрифузі (3500об./хв.., 10 хвилин; так само, як і в подальших випробуваннях) для одержання надосадової рідини (екстракту). Осад після екстракції знов екстрагували за тих самих умов, які були згадані вище, для одержання надосадової рідини (екстракту) і також додавали 20мл 1ваг. % водного розчину бікарбонату натрію в осад після екстракції, який потім інтенсивно перемішували для одержання надосадової рідини (екстракту). Три одержаних екстракти об'єднували разом і додавали 1ваг. % водний розчин бікарбонату натрію в змішаний екстракт до одержання 100мл, які використовували як випробний розчин. 2мл розчину міднохлористоводневої кислоти (8,5моль хлористоводневої кислоти, яка містила 0,05ваг. % пентагідрату сульфату міді) і 1мл розчину нафторизорцину (0,4ваг. % водного розчину 1,3-дигідроксинафтліну) додавали в кожний 1мл стандартного розчину альгінату натрію (1ваг. % водного розчину бікарбонату натрію, що містив альгінат натрію з концентрацією 0,0-0,2мг/мл) і 1мл згаданого вище випробного розчину. Кожний розчин нагрівали в бані з киплячою водою протягом 65 хвилин, а потім охолоджували в талій воді. 4мл бутилацетату додавали в розчин, який потім збовтували та обробляли у центрифузі. 1мл верхнього шару розчину після обробки у центрифузі збирали і розбавляли 3мл бутилацетату, і здійснювали колориметричне кількісне визначення при довжині хвилі 566нм, таким чином обчислюючи загальну кількість речовини покриття [див. Таб. 1]. Таблиця 1 Ідентифікаційне позначення альгінату натрію ALG-1 ALG-2 ALG-3 ALG-4 Ступінь полімеризації альгінової кислоти (кількість мономерів) 30-180 250-400 550-580 650-670 В'язкість, сП 900 4700 19800 30000 9 91125 10 Таблиця 2 Основа сигаретного паперу Приклади Порівняльний приклад 1 Порівняльний приклад 2 Порівняльний приклад 3 Порівняльний приклад 4 Порівняльний приклад 5 Порівняльний приклад 6 Порівняльний приклад 7 Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 Кількість агента, Кількість на- Поверхнева що обповнювача, щільність, межує 2 2 г/м г/м горіння, мас. % Повітропроникність, куб. од. Кількість речовини Відсоткова покриття частка Вид агента, що - агента, довжини обмежує горіння що об- повного межує згоряння горіння, (ВЧДПЗ) г/м2 Не використову100 вали 7,7 25,5 0,3 35,2 7,7 25,5 0,3 35,2 ALG-1 3,6 0-5 7,7 25,5 0,3 35,2 ALG-2 2,8 0-5 7,7 25,5 0,3 35,2 ALG-1 3 40-60 7,7 25,5 0,3 35,2 ALG-2 2,1 40-60 7,7 25,5 0,3 3,5,2 ALG-1 1,5 80-100 7,7 25,5 0,3 35,2 ALG-2 1,5 70-80 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 25,5 25,5 25,5 25,5 25,5 25,5 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 35,2 35,2 35,2 35,2 35,2 35,2 ALG-3 ALG-4 ALG-3 ALG-4 ALG-3 ALG-4 2 1,4 1,8 1,2 1,5 1,5 0-5 0-5 40-6040-60 50-70 0-5 При порівнянні Порівняльних прикладів 2 та 3 з Прикладами 1 та 2 видно, що кількість агента (альгінату натрію), що обмежує горіння, яка потребується для досягнення такої самої величини ВЧДПЗ (від 0 до 5), істотно менша у випадку Прикладів 1 та 2. До того ж при порівнянні Порівняльних прикладів 6 та 7 з Прикладами 5 та 6 видно, що в Прикладах 5 та 6 величина ВЧДПЗ істотно нижча при використанні тієї самої кількості речовини покриття (1,5г/м2). Як описано вище, даним винаходом створений сигаретний папір, який має істотно знижену займистість. Посилальні позиції 10 сигарета 11 тютюновий стрижень 11а віддалений кінець тютюнового стрижня 11b ближній кінець тютюнового стрижня 12 сигаретний папір 13 тютюнова начинка 14 ділянка, що обмежує горіння 15 ділянка, що горить 16 ділянка без агента, що обмежує горіння 17 мундштуковий папір 18 фільтр 11 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 91125 Підписне 12 Тираж 26 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