[发明专利]用于自熄香烟的改进型卷烟纸

说明书

技术领域

本发明涉及卷烟纸，由其生产的香烟具有自熄性能；这对吸烟者对于香烟接受度影响尽量小，且与可比较的香烟相比，降低了烟气中一氧化碳的含量。特别地，本发明涉及涂覆有具有特定性能的带状图案的卷烟纸以及由此生产的香烟。

背景技术

生产具有较低起火倾向的香烟是烟草行业的目标。这样的香烟已经成为很多国家和地区的法定要求，例如美国、加拿大、欧洲或澳大利亚。为检测香烟是否具有较低的起火趋势，可使用ISO 12863或ASTM E2187中所描述的测试。

在该测试中，将阴燃的香烟放置在限定的基底上，例如10层Whatman No.2型滤纸，并观察香烟是否在全部可见的烟草部分阴燃掉之前熄灭，这称作自熄(self-extinguishment,SE)。在基底上自己熄灭的香烟的分数，以其占测试香烟总数的百分比给出。在很多情况下法定规定要求40根测试香烟中，至少30根必须熄灭，即SE≥75％。

在该测试中香烟自熄的一种方式在于卷烟纸上横向的印刷带，从而其处于由此卷烟纸生产的香烟的圆周方向上。这些带可由任何材料组成，例如具有商业相关性的纤维素、纤维素衍生物、淀粉、淀粉衍生物或藻酸盐。

这些带的主要作用是阻止氧气进入香烟燃烧的头部，从而使香烟自熄。由于在阴燃时氧气的进入主要取决于氧气在香烟内部和周围之间的浓度差，即取决于扩散，因此选取具有足够低扩散容量的带就十分重要。

这些带的扩散容量可通过Sodim公司的测量设备(CO₂扩散率测试仪)检测。扩散容量指的是在浓度差驱动下气体穿过卷烟纸的输运。所以扩散容量指的是每单位时间、每单位面积、每浓度差气体流动穿过卷烟纸的体积，因此其单位为cm³/(cm²s)＝cm/s。

对于用于卷烟纸以使香烟自熄的带，所必需的低扩散容量不仅阻碍氧气输运到燃烧的头部，还可阻碍气体尤其是一氧化碳从香烟的内部输运到外部环境中。所以相比于没有带的相同的香烟，具备带的自熄香烟的烟气中所观察到的一氧化碳含量更高。然而潜在增强的火灾安全性不应该增加烟气的毒性，因此至少不增加烟气中一氧化碳的含量备受关注。此外，烟气中一氧化碳的含量也被一些国家的法定要求所限制。

自熄香烟的缺点还在于涂覆于卷烟纸的带中的材料会和香烟的烟草部分一起燃烧，被吸烟者吸到，因此能改变香烟的味觉。因此将这种味道上的变化最小化受人关注。

最后，即使香烟在合适的基底例如烟灰缸上具有自熄性能，香烟在正常的抽烟过程中不应自行熄灭。重复点燃香烟会严重地影响吸烟者对该香烟的接受度，并进一步对烟气成分的毒性问题造成负面影响。

在自由阴燃中测试自熄的实验，即无基底的实验，还没有被标准化，并且也不是法定要求的一部分。在多数情况下，香烟依照ISO 3402的条件随后点燃并放置在水平的位置上，以使空气从所有方向以自然对流的方式无限制地接触香烟。一定数量的香烟，例如40根，根据该步骤进行测试，检测出全部可见烟草部分阴燃掉的，即不会自行熄灭的香烟的分数。这个分数表示为Free-Burn(FB)，以百分数给出。尽管这不是法定要求的部分，但工业界却十分关注使该测试中香烟尽可能少的熄灭，即FB的值尽可能高。通常至少为30％的FB值是可接受的；优选地，FB值应为70％或更高。

从现有技术中可知为完全获得自熄性能，所需的带的最小宽度为4mm。然而，实际上，在大多数情况下，为了遵守法定要求，通常需要6mm宽的带印刷在香烟的全部表面。带的必要宽度基本上取决于所选的烟草混合物。因此法规通常要求在烟草部分至少存在两条带，因此带之间的距离通常取决于香烟中烟草部分的长度。

总的来说，人们想在不改变味觉且至少不增加烟气中一氧化碳含量的条件下，解决高SE值和高FB值的部分冲突的目标。然而一些这个方向的研究只取得了部分进展。

已知的获得商业接受的方法为，将一条6mm宽的带分成两条各3mm宽的带，并将彼此分开1mm。这样提高了FB，但卷烟纸上被带覆盖的区域与通常6mm宽的带相同，这样涂覆于带中的材料量至少不会更低，由此，不期望关于烟气的味觉和一氧化碳含量的优势。

其中将带的边缘不做成笔直状而是做成例如波浪的形状以提高FB值的其他方法被证明作用不大。其将相当多的材料涂覆于对自熄性能无直接作用的卷烟纸。因此为了符合对于自熄性能的法规要求，需要更多的材料或更大的印刷面积。这对烟气的味觉和一氧化碳含量有负面的影响。其中将带的边缘为笔直状但减少从带中心到带边缘使用的材料含量的类似方法也因为相同的原因不够成功。