带状纸、卷烟制品及方法

申请号 CN200880018474.1 申请日 2008-05-30 公开(公告)号 CN101677632A 公开(公告)日 2010-03-24
申请人 菲利普莫里斯生产公司; 发明人 李平; T·A·潘; F·拉索利; T·S·舍伍德; R·K·加格; 杨泗松; R·E·巴伦; D·E·迈泽; M·W·罗斯; M·E·帕里什; P·J·立波维克茨;
摘要 一种用于香烟制造的 包装 (123),包括通过印刷技术,如凹版印刷,施加的一个或多个横向延伸带状区域(126)。带状区域包括 淀粉 ;防皱剂;如1,2丙二醇或甘油;及选择性地 碳 酸 钙 。任何适当印刷技术可用来将含 水 溶液施加到带状区域上。带状区域的图案可以是沿和/或绕烟丝条的带、带条、两维阵列、 波动 区域等。图案可以按一个或多个层施加。图案可以构造成当 卷烟 制品放置在 基层 上时沿烟丝条的长度的至少两个纵向 位置 具有仅位于卷烟制品的侧面上的 薄膜 形成复合物,该侧面不与基层 接触 。本 发明 也包括卷烟制品(120),其包括绕 烟草 柱的这样一种包装以形成烟丝条(122)。也公开了一种提供卷烟制品的方法,该卷烟制品具有不大于25%的点火倾向。
权利要求

1.一种用于卷烟制品的包装,包括:
基础纸幅,具有纵向方向和横向方向;和
附加材料,作为含淀粉溶液以图案形式施加到所述基础纸幅上, 所述附加材料包括防皱剂。
2.根据权利要求1所述的包装,其中,所述防皱剂是可操作的以 在干燥期间缓和所述基础纸幅的收缩。
3.根据权利要求2所述的包装,其中,所述防皱剂减轻所述基础 纸幅在所述横向方向上的收缩。
4.根据权利要求1所述的包装,其中,所述防皱剂从包括丙二醇; 1,2丙二醇;及甘油的组中选择。
5.根据权利要求4所述的包装,其中,所述防皱剂是丙二醇。
6.根据权利要求5所述的包装,其中,所述防皱剂是1,2丙二醇。
7.根据权利要求4所述的包装,其中,所述防皱剂是甘油。
8.根据权利要求1所述的包装,其中,所述图案包括多个带状区 域,这些带状区域横向地延伸,并且沿所述包装纸纵向地间隔开。
9.根据权利要求8所述的包装,其中,所述带状区域具有前边缘 和后边缘,并且所述带状区域施加到所述基础纸幅上,使得所述前边 缘和后边缘以第一施加速率接收施加材料,并且使得存在一个区,该 区中施加的附加材料比在所述前边缘和后边缘处施加的附加材料少。
10.根据权利要求9所述的包装,其中,所述区在所述基础纸幅 的横向延伸,并且不接收附加材料。
11.根据权利要求9所述的包装,其中,所述区在所述基础纸幅 的纵向延伸,并且不接收附加材料。
12.根据权利要求9所述的包装,其中,所述区在所述基础纸幅 的纵向和在所述基础纸幅的横向都延伸。
13.根据权利要求8所述的包装,其中,所述带状区域按大于0° 并且小于90°的度延伸。
14.根据权利要求8所述的包装,其中,所述带状区域包括边缘, 该边缘是波浪形的。
15.根据权利要求8所述的包装,其中,所述带状区域包括钝锯 齿状的边缘。
16.根据权利要求8所述的包装,其中,所述带状区域包括锯齿 形的边缘。
17.根据权利要求1所述的包装,其中,所述图案包括在所述基 础纸幅上横向和纵向延伸的补片阵列。
18.根据权利要求17所述的包装,其中,所述补片阵列包括多个 大体类似的几何形状。
19.根据权利要求18所述的包装,其中,所述几何形状是大体四 边形形状。
20.根据权利要求18所述的包装,其中,所述几何形状是大体三 角形形状。
21.根据权利要求1所述的包装,其中,所述附加材料施加成单 层。
22.根据权利要求1所述的包装,其中,所述附加材料施加成至 少两层。
23.根据权利要求22所述的包装,其中,所述附加材料具有一个 包括的层。
24.根据权利要求23所述的包装,其中,包含碳酸钙的附加材料 施加到所述基础纸幅上,并且基本没有碳酸钙的附加材料施加到包含 碳酸钙的所述附加材料上。
25.根据权利要求1所述的包装,其中,所述附加材料通过印刷 施加到所述基础纸幅上。
26.根据权利要求1所述的包装,其中,所述基础纸幅具有大于 约20CORESTA的透气率。
27.根据权利要求26所述的包装,其中,所述基础纸幅具有小于 约100CORESTA的透气率。
28.一种具有所需点火倾向特性的卷烟制品,包括:
一定量的烟草
包装纸,围绕所述一定量的烟草,并且限定烟丝条;及
附加材料,以图案形式施加到所述包装纸上,所述附加材料作为 含水淀粉溶液被施加,该含水淀粉溶液包括防皱剂。
29.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述烟丝条具有嘴 端,并且滤嘴连结到所述嘴端上。
30.根据权利要求28所述的卷烟制品,具有小于约25的点火倾 向值。
31.根据权利要求28所述的卷烟制品,具有小于约50的自熄值。
32.根据权利要求28所述的卷烟制品,具有小于约25的点火倾 向值和小于约50的自熄值。
33.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述防皱剂从包括 丙二醇;1,2丙二醇;及甘油的组中选择。
34.根据权利要求33所述的卷烟制品,其中,所述防皱剂是丙二 醇。
35.根据权利要求34所述的卷烟制品,其中,所述防皱剂是1,2 丙二醇。
36.根据权利要求34所述的卷烟制品,其中,所述防皱剂是甘油。
37.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述烟丝条包括可 点燃端部,并且所述图案包括至少两个带状区域,这些带状区域绕所 述烟丝条周向延伸,并由约12mm的带间隔纵向间隔开。
38.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述带状区域是周 向的,且包括前边缘和后边缘,并且所述带状区域施加到所述基础纸 幅上,使得所述前边缘和后边缘以第一施加速率接收附加材料,并且 使得存在一个区,该区中施加的附加材料比在所述前边缘和后边缘处 施加的附加材料少。
39.根据权利要求38所述的卷烟制品,其中,所述区绕所述烟丝 条的周向延伸,并且不接收附加材料。
40.根据权利要求39所述的卷烟制品,其中,所述区在所述烟丝 条的纵向延伸,并且不接收附加材料。
41.根据权利要求39所述的卷烟制品,其中,所述区在所述烟丝 条的纵向和所述烟丝条的周向都延伸。
42.根据权利要求38所述的卷烟制品,其中,所述带状区域螺旋 地围绕所述烟丝条。
43.根据权利要求38所述的卷烟制品,其中,所述带状区域包括 边缘,该边缘是波浪形的。
44.根据权利要求38所述的卷烟制品,其中,所述带状区域包括 钝锯齿状的边缘。
45.根据权利要求38所述的卷烟制品,其中,所述带状区域包括 成形为大致锯齿形的边缘。
46.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述图案包括沿所 述烟丝条周向和纵向延伸的补片阵列。
47.根据权利要求46所述的卷烟制品,其中,所述补片阵列包括 多个大体类似的几何对象。
48.根据权利要求47所述的卷烟制品,其中,所述几何对象是大 体四边形对象。
49.根据权利要求47所述的卷烟制品,其中,所述几何对象是大 体三角形对象。
50.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述附加材料施加 成单层
51.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述附加材料施加 为至少两层。
52.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述附加材料具有 一个层,该层包括碳酸钙。
53.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,包含碳酸钙的附加 材料施加到所述包装纸的所述基础纸幅上,并且基本没有碳酸钙的附 加材料施加到包含碳酸钙的所述附加材料上。
54.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述附加材料通过 印刷施加到所述基础纸幅上。
55.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述基础纸幅具有 大于约20CORESTA的透气率。
56.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述基础纸幅具有 小于约100CORESTA的透气率。
57.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述图案包括沿绕 所述烟丝条的螺旋路径排列的第一多个补片和第二多个补片。
58.根据权利要求57所述的卷烟制品,其中,所述烟丝条具有轴 线,并且所述第一多个补片中的补片相对于所述烟丝条的所述轴线与 所述第二多个补片中的对应补片对称地间隔开。
59.根据权利要求58所述的卷烟制品,其中:
所述第一多个补片中的每个补片相对于所述烟丝条的所述轴线与 所述第二多个补片中的对应补片对称地间隔开;
当所述卷烟制品放置在基层上时-该基层在所述卷烟制品的第一 侧的附近基本阻碍空气到所述卷烟制品的流动,在所述卷烟制品的第 一纵向位置处,所述第一多个补片中的补片和所述第二多个补片中的 补片布置成均不与所述基层相接触,当前进燃烧线到达所述第一纵向 位置时所述卷烟制品自熄;并且
当所述卷烟制品不由基层支撑时,所述前进燃烧线在所述第一纵 向位置处不自熄。
60.根据权利要求28所述的卷烟制品,其中,所述烟丝条具有非 圆形横截面。
61.一种用于卷烟制品的包装,包括基础纸幅和在所述基础纸幅 上的已经施加附加材料的多个区域,所述附加材料包括约1.5g/m2的 淀粉;和在约0.36g/m2至约0.90g/m2范围中的1,2丙二醇。
62.根据权利要求61所述的包装,其中,所述附加材料还包括在 约0.64g/m2至约1.2g/m2范围中的碳酸钙。
63.根据权利要求61所述的包装,其中,所述基础纸幅具有横向 方向,并且所述多个区域包括横向延伸带。
64.根据权利要求63所述的包装,其中,所述横向延伸带包括大 体平行的边缘,并且其中,所述附加材料在所述大体平行的边缘处比 在所述平行边缘之间的中间区更厚。
65.根据权利要求63所述的包装,其中,所述横向延伸带包括大 体平行的边缘,并且其中,所述附加材料大体均匀地施加在所述平行 边缘之间。
66.一种包括烟丝条的卷烟制品,该烟丝条具有围绕一定量的烟 草的包装,所述包装包括至少一个带状区域,该带状区域绕所述烟丝 条的周向延伸,并且包括在约1.5g/m2的范围中的淀粉、和在约 0.36g/m2至约0.90g/m2范围中的丙二醇。
67.根据权利要求66所述的卷烟制品,其中,所述带状区域还包 括在约0.64g/m2至约1.2g/m2范围中的碳酸钙。
68.根据权利要求66所述的卷烟制品,其中,所述带状区域具有 边缘和在所述边缘之间的区域,并且淀粉和丙二醇的组合在所述边缘 处比在所述边缘之间的所述区域中更厚。
69.根据权利要求68所述的卷烟制品,其中,所述带状区域包括 在约0.64g/m2至约1.2g/m2范围中的碳酸钙。
70.一种制造用于卷烟制品的包装的方法,包括以下步骤:
提供基础纸幅,该基础纸幅具有纵向方向和横向方向;
通过按约4X的速率沉积包含淀粉、丙二醇及碳酸钙的含水溶液 的第一层,将在附加材料的横向方向上延伸的多个带状区域施加到所 述基础纸幅上;
干燥所述第一层;
在所述第一层上按约3.5X的速率沉积含水溶液的第二层,该含水 溶液包含淀粉、丙二醇及碳酸钙;
干燥所述第二层;
在上述两层上按约3X的速率沉积含水溶液的第三层,该含水溶 液包含淀粉和丙二醇;及
干燥所述第三层。
71.根据权利要求70所述的方法,其中,所述第一层、第二层和 第三层大体均匀地沉积在所述带状区域中。
72.根据权利要求70所述的方法,其中,所述各层中的至少一个 层沉积在所述基础纸幅上纵向间隔开的部分中,这些部分在所述带状 区域内。
73.一种卷烟制品,包括根据权利要求70的方法制备的包装纸。
74.一种卷烟制品,包括根据权利要求71的方法制备的包装纸。
75.一种卷烟制品,包括根据权利要求72的方法制备的包装纸。
76.一种制造带图案包装纸的方法,包括下列步骤:
在印刷站处,建立含水淀粉添加溶液的供给,该含水淀粉添加溶 液包含防皱剂;和
使基础纸幅通过所述印刷站,同时在所述印刷站处将添加溶液的 图案施加到所述基础纸幅上。
77.一种提供卷烟制品的方法,该卷烟制品具有不大于25%的点 火倾向,所述卷烟制品包括包装,该方法包括下列步骤:
将附加材料施加在所述包装的间隔开区域处的相对区对中;
彼此横向偏移相邻区对,从而每三个或更多连续区域的所述区对 彼此偏移;
提供具有足够尺寸和附加材料量的所述区对,从而所述卷烟制品, 当在基层上闷烧时,将倾向于在所述区域之一处熄灭;及
给每个区域提供在所述相应区对之间的足够横向间隔,从而所述 卷烟制品,当没有基层而闷烧时,将倾向于维持闷烧而不熄灭。
78.一种卷烟制品的包装,包括:
基础纸幅;
附加材料,作为含水薄膜形成溶液以图案形式施加到所述基础纸 幅上,借此减小所述卷烟制品的点火倾向,所述含水薄膜形成溶液当 施加到所述基础纸幅上时,具有收缩所述基础纸幅的能;及
防皱剂,按足以抵消所述薄膜形成溶液的所述收缩能力的量存在 于所述图案中,从而减少在用所述包装生产的卷烟制品中皱纹的发生。
79.根据权利要求78所述的包装,其中,所述防皱剂从包括甘油、 丙二醇及1,2丙二醇的组中选择。
80.根据权利要求79所述的包装,其中,所述薄膜形成溶液包括 淀粉。
81.根据权利要求80所述的包装,其中,所述防皱剂包括1,2丙 二醇。
82.根据权利要求81所述的包装,其中,所述薄膜形成溶液还包 括碳酸钙。
83.根据权利要求80所述的包装,其中,在图案中的所述1,2丙 二醇范围为约0.36g/m2至约0.90g/m2。
84.一种包括烟丝条的卷烟制品,所述烟丝条具有包装,该包装 包括:
基础纸幅;
附加材料,作为含水薄膜形成溶液以图案形式施加到所述基础纸 幅上,借此减小所述卷烟制品的点火倾向,所述含水薄膜形成溶液当 施加到所述基础纸幅上时,具有收缩所述基础纸幅的能力;及
防皱剂,按足以抵消所述薄膜形成溶液的所述收缩能力的量存在 于所述图案中,从而减少在所述卷烟制品中所述烟丝条中皱纹的发生。
85.根据权利要求84所述的卷烟制品,其中,所述防皱剂从包括 甘油、丙二醇以及1,2丙二醇的组中选择。
86.根据权利要求85所述的包装,其中,所述薄膜形成溶液包括 淀粉。
87.根据权利要求86所述的包装,其中,所述防皱剂包括1,2丙 二醇。
88.根据权利要求87所述的包装,其中,所述薄膜形成溶液还包 括碳酸钙。
89.根据权利要求86所述的包装,其中,存在于图案中的所述 1,2丙二醇的范围为约0.36g/m2至约0.90g/m2。

说明书全文

技术领域

总体而言,本发明涉及一种卷烟制品,更具体地说,本发明涉及 用在卷烟制造中的带状包装纸、相关材料、过程及方法。本发明公开 了防皱剂、专形成的淀粉材料、呈现低的点火(ignition)倾向 和/或低自熄特性的卷烟制品和包装纸以及用于带状区的图案。

背景技术

作为由忽视卷烟制品引起的意外火灾发生的努的部分,各个司 法主体已经施加、正在施加以及在将来可能施加对于卷烟制品的燃料 特性的限制。卷烟制品引起下置基层点燃的趋势的一种度量是点火倾 向值。为了满足那些日益普遍的政府要求,用于卷烟制品的点火倾向 值应该优选地不大于约25%。更优选地,点火倾向值应该不大于约 20%;及甚至更优选地,不大于约10%。相应地,满足这样的限制的 努力由卷烟制品的各个制造商承担。
减小的点火倾向值典型地与卷烟制品在各次抽吸之间的闷烧期间 自熄的趋势相关联。一般地讲,消费者在他们的抽烟体验期间不喜欢 重新点烟。用于卷烟制品在自由燃烧期间自熄的趋势的度量已经产生, 并且称作自熄值。已经发现,自熄值是评估消费者对于那些已经采用 用于点火倾向减小的各种技术的卷烟制品的满意度的有用指标。用于 卷烟制品的平均自熄平均值应该优选地不大于约80%,并且/或者0° 下自熄值应该不大于约50%,并且更优选地不大于约25%。
点火倾向
点火倾向是按在ASTM E 2187-04“用来测量卷烟制品的点燃强 度的标准试验方法”中的叙述进行的标准试验,该标准试验的全部内容 通过这种对其参考包括在这里。点火倾向测量卷烟制品,当闷烧和放 置在基层上时,将产生足够的热量以维持烟丝条的闷烧的概率。用于 点火倾向的较低值是所需的,因为这样的值与闷烧卷烟制品,当偶然 无人照管地留在基层上时,将引起基层燃烧的减小可能性相关。
自熄
自熄这里是指在自由燃烧条件下卷烟制品的闷烧特性。为了评估 自熄,试验室试验在23℃±3℃的温度和55%±5%的相对湿度下进行, 这两者都应该由记录温湿计监视。排气罩除去在测试期间形成的燃烧 产物。在测试之前,待试验的卷烟制品在55%±5%的相对湿度和 23℃±3℃下调节24小时。刚好在测试之前,将卷烟制品放置在玻璃烧 杯中,以保证与自由空气接触
自熄测试在外壳或试验箱内进行。单端口点烟机或电引燃器用来 点燃用于试验的卷烟制品。在测试期间,设备或“度保持器”通过将 待测试的卷烟制品的一个端部保持在0°(平的)、45°、及/或90°(竖 直的)的角度下,来保持该卷烟制品。优选地,在0°、45°以及90°位 置的每一个处测试二十(20)个卷烟制品。如果使用多于一个设备, 则设备优选地定位成,各卷烟制品彼此背离以避免交叉干扰。如果卷 烟制品在闷烧炭(smoldering coal)的前线到达接装纸(tipping paper) 之前熄灭,则结果评分为“自熄”;另一方面,如果卷烟制品继续闷烧, 直到闷烧炭的前线到达接装纸,那么结果评分为“不熄灭”。因而,例 如,95%的自熄值指示在自由燃烧条件下测试的卷烟制品的95%呈现 自熄;而20%的自熄值指示在这样的自由燃烧条件下测试的卷烟制品 的仅20%呈现自熄。
自熄值可以按照“0°下自熄值”、“45°下自熄值”以及“90°下自熄 值”归类,这些自熄值的每一个是指在规定测试角度下的自熄值。另外, 自熄值可以按照“自熄平均值”归类,该“自熄平均值”是指三个角度位 置的平均:即,(i)“0°下自熄值”、(ii)“45°下自熄值”以及(iii)“90° 下自熄值”的平均。对于“自熄值”的参考或“自熄值”不区分0°下自熄、 45°下自熄、90°下自熄、或自熄平均值,并且可以指它们的任一个。
在多遍印刷操作的执行中,操作人员将典型地正是在开始处建立 印刷机,以印刷对准标记。相应地,在理解“第一遍”、“第二遍”、“第 三遍”等等的这里描述时,应该理解,这样的遍将在前面加上用来在纸 上建立对准标记的遍(或印刷站),这些标记用来保持逐遍(逐印刷站) 的所需对准。

发明内容

这里公开的实施例包括带状纸和由这样的纸构造的卷烟制品,其 中附加材料包括含水淀粉溶液(或系统),该水淀粉溶液(或系统)包 括这里所公开的防皱剂,从而可实现如下目的:
提供克服含水溶液在纸中产生皱纹和褶痕的趋势的对策;
提供克服含水溶液在印刷操作期间使纸横向收缩的趋势的对策, 从而可逐站更精确地保持印刷对准,特别是在纸的横向尺寸中;
借助于上述对策,实现在商业可行印刷速度下借助于含水附加系 统在基础纸幅(base web)上印刷复杂图案的可能性;
当与足够的干燥能力结合时,实现用含水溶液单遍、凹版印刷带 状纸的可能性;
用含水溶液更精确地多遍印刷带状纸;及
改进溶液的稳定性,包括较长操作闲置寿命,从而降低成本和在 印刷操作期间的浪费。
另外,本发明提供对一些实施例的说明,这些实施例包括带状纸 和由这样的纸构造的卷烟制品,其中,附加材料包括含水的、优选地 淀粉溶液,该溶液包括的白垩含量足以消除带状纸引起自熄的趋势并 增强产品的外观对于消费者的吸引力。另外的说明包括一些实施例, 这些实施例包括用来保持在印刷操作期间机器视觉检查带状纸的能力 的特征和措施,而不考虑在附加材料中白垩含量的存在。
此外,本发明提供对一些实施例的说明,这些实施例包括带状纸 和由这样的纸构造的卷烟制品,其中,根据帮助消除自熄的统计发生 同时保持所需的点火倾向性能的图案,建立带条。
按照本发明的一个方面,用于卷烟制品的包装纸可以具有基础纸 幅,附加材料按使用含水淀粉溶液的图案施加到该基础纸幅上,该含 水淀粉溶液包括防皱剂。包装纸可以包括附加材料的区域,该附加材 料包括在约1.5g/m2下的淀粉和在约0.36g/m2至约0.90g/m2范围中的 1,2丙二醇。如所需的那样,附加材料也可以包括在约0.64g/m2至约 1.2g/m2范围中的白垩或
按照本发明的另一个方面,卷烟制品可以包括烟草和包装纸,其 中包装纸包括附加材料的、作为包含防皱剂的含水淀粉溶液施加的图 案。
本发明的另一个方面涉及一种通过建立含水淀粉溶液到印刷站的 供给来制成或制备带图案包装纸的方法,该含水淀粉溶液包括防皱剂, 基础纸幅通过该印刷站,从而使用含水淀粉溶液可施加图案。
本发明的另外方面没有限制地涉及用于附加材料的图案、附加材 料的成分的特性。另外,本发明涉及卷烟制品的生成特征,这些生成 特征没有限制地包括点火倾向和自熄特性。
附图说明
当结合附图来阅读本说明书时,本发明的多个目的和优点对于本 领域的技术人员而言将更为显明,附图中类似附图标记应用于类似元 素,并且其中:
图1是根据本发明的卷烟制品的示意立体图;
图2是根据本发明的包装纸的示意视图;
图3是沿图2的线3-3取得的放大部分剖视图;
图4是拍摄具有两层附加材料的实际包装纸的显微照片的集合; 图4A-4G在指示的对口线处彼此接合;
图5是根据本发明另一个实施例的包装纸的示意视图;
图6是沿图5的线6-6取得的放大部分剖视图;
图7是根据本发明另外实施例的包装纸的示意视图;
图8是根据本发明又一个实施例的包装纸的示意视图;
图9是沿图2的线9-9取得的放大示意剖视图;
图10是多层带状结构的、类似于图9的示意剖视图;
图11是包装的示意视图,该包装具有纵向延伸带状区域;
图12是用来制造烟草条的包装的平面视图,该包装具有螺旋的、 纵向的、带状区域;
图13是根据本发明的卷烟制品的再一个实施例的立体图;
图14是定位在基层上的卷烟制品的放大剖视图,并且示出到闷烧 炭的空气流动;
图15是从基层除去的卷烟制品的放大剖视图,并且示出到闷烧炭 的空气流动;
图16是按照另一个实施例的卷烟制品的立体图;
图17是在图16的卷烟制品的构造中使用的包装的未包裹部分的 放大平面图;
图18是用于卷烟制品的包装的放大平面图,示出另一个四边形图 案;
图19是用于卷烟制品的包装的放大平面图,示出另外的四边形图 案;
图20是用于卷烟制品的包装的放大平面图,示出再一个四边形图 案;
图21是用于卷烟制品的包装的放大平面图,示出三角形图案;
图22是使用图18的包装的卷烟制品的侧视图,使卷烟制品在基 层上,并且定向成,卷烟制品的第一侧部分接触基层;
图23是使用图18的包装的卷烟的侧视图,使卷烟制品在基层上, 并且定向成,卷烟制品的第二侧部分接触基层;
图24是使用图18的包装的卷烟制品的侧视图,使卷烟制品在基 层上,并且定向成,卷烟制品的第三侧部分接触基层;
图25是沿图22的线25-25取得的卷烟制品的剖视图;
图26是沿图22的线26-26取得的卷烟制品的剖视图;
图27是沿图22的线27-27取得的卷烟制品的剖视图;
图28是具有轴向缝隙带状区域的实施例;
图29是沿图28的线29-29取得的部分剖视图;
图30是在带状区域中具有两个轴向缝隙的实施例;
图31是沿图30的线31-31取得的部分剖视图;
图32是具有轴向缝隙带状区域的实施例;
图33是沿图32的线33-33取得的部分剖视图;
图34是根据本发明的卷烟制品的另一个实施例的侧视图;
图35是沿图34的线35-35取得的放大部分剖视图;
图36是根据本发明的卷烟制品的另外实施例的侧视图;
图37是沿图36的线37-37取得的放大部分剖视图;
图38是类似于图31的卷烟制品的可选择实施例的放大部分剖视 图;
图39是根据本发明的卷烟制品的另一个实施例的立体图;
图40是另一个实施例的包装的部分平面图;
图41是根据本发明的卷烟制品的另外实施例的立体图;
图42是根据本发明的卷烟制品的又一个实施例的侧视图;
图43是根据本发明的卷烟制品的再一个实施例的侧视图;
图44示出卷烟制品的实施例,该卷烟制品包括螺旋纵向带状区域 和约arctangent(2l/C)的螺旋角β,其中,l是烟丝条的长度,并且 C是卷烟制品的周长;
图45示出卷烟制品的实施例,该卷烟制品包括螺旋纵向带状区域 和约arctangent(4l/C)的螺旋角β;
图46示出卷烟制品的实施例,该卷烟制品包括螺旋纵向带状区域 和约arctangent(l/C)的螺旋角β;
图47示出用来制成具有纵向带状区域的烟丝条的包装的平面图;
图48示出卷烟制品的实施例,该卷烟制品包括与在此描述的卷烟 制品的纵向轴线相平行的纵向带状区域;
图49是根据本发明的卷烟制品的立体图;
图50是包装的示意图,该包装具有钝锯齿状带状区域;
图51是包装的示意图,该包装具有钝锯齿状带状区域的另一个实 施例;
图52是包装的示意图,该包装具有钝锯齿状带状区域的另外实施 例;
图53是包装的示意图,该包装具有钝锯齿状带状区域的又一个实 施例;
图54是包装的示意图,该包装具有钝锯齿状带状区域的再一个实 施例;
图55是包装的示意图,该包装具有锯齿状带状区域的另一个实施 例;
图56是包装的示意图,该包装具有锯齿状带状区域的另一个实施 例;
图57是包装的示意图,该包装具有锯齿状带状区域的另一个实施 例;
图58是卷烟制品的剖视图,该卷烟制品包括在此描述的纵向带状 区域的另一个实施例;
图59是适于生产在此描述的印刷带状包装的实施例的凹版印刷 工艺的示意图;及
图60是一组照片,呈示防皱剂在包装纸上的效果。

具体实施方式

参照图1,本发明涉及一种卷烟制品120,如香烟,该卷烟制品 120优选地包括烟丝条122和用接装纸132连结到烟丝条122上的滤 嘴132。优选地,烟丝条122包括切细烟草的柱(“切割填充物”)、和 绕烟草柱布置的包装123,该包装123按照随后的说明而构造。烟丝 条122具有可点燃或点燃端124、和接装端130(它在无滤嘴香烟的情 况下,称作香烟120的嘴端130)。切割填充烟草是工业标准名称。另 外,烟丝条122典型地具有圆形横截面,尽管其它椭圆形横截面和其 它形状也在本发明的范围内。包装沿纵向接缝密封以形成烟丝条122。
烟丝条具有沿卷烟制品的纵向轴线从接装纸的边缘131到烟丝条 的自由端测得的名义长度。作为例子,名义长度可以位于约60mm至 约100mm的范围中。
“包装”纸123(见图2)典型地包括“基础纸幅”140,该“基础纸 幅”140可以由亚麻、木浆、纤维素纤维、等制成,并且可以具有施加 到一侧或两侧上的多个带状区域126。优选地,带状区域126在包装 123如何围绕在烟丝条122中的烟草柱的意义上,施加到包装123的 内侧上。
在适于构造本发明公开的印刷带状纸的各种实施例的基础纸幅的 生产中,这样的生产通常将包括制造基础纸幅的卷(roll of base web), 该基础纸幅卷有几英尺宽(通常约1m(3英尺)宽或横向尺寸),该 基础纸幅卷然后切开成筒管(bobbin)。印刷操作优选地在卷上进行, 但可在切开之后进行。优选地,筒管本身将具有与制造烟丝条122需 要的宽度或整数个这样的宽度(例如,1、2、或4个这样的宽度)相 等效的横向尺寸。筒管适于供典型的卷烟机使用。包装优选地在横向 具有包括了烟丝条的名义周长和重叠接缝(宽度)的尺寸。作为结果, 当包装被切开时,由其形成的卷烟制品始终具有纵向接缝,该纵向接 缝带有准确重叠。
对于本发明来说,“纵向”是指沿烟丝条的长度(例如,沿在图1 中的轴线134)、或沿在制备包装时使用的基础纸幅140的长度(例如, 在图2中的箭头142)的方向,该包装可以用来构造烟丝条。
对于本发明来说,“横向”是指绕烟丝条122的周向(见图1)、或 在制备包装时使用的基础纸幅140的横向的方向,该包装可以用来构 造烟丝条。
对于本发明来说,“带状区域”或“区”是在下置基础纸幅140上的 区域126(见图2),该区域已经施加附加材料。带状区域在基础纸幅 140上典型地呈现两维图案或阵列。更具体地说,图案或阵列可以包 括在基础纸幅140的纵向方向142上重复的单元、在基础纸幅123的 横向方向144上重复的单元、及或在基础纸幅140的横向144和纵向 142方向上都重复的单元。附加材料的区域126施加到包装123上以 得到满意的或改进的点火倾向特性,并且也可以得到改进的自熄特性。
各附加材料区域126沿基础纸幅140间隔开,从而至少一个附加 材料区域126定位在每个完成的卷烟制品中的烟丝条122的第一和第 二端128、130之间,但更优选地至少两个附加材料区域出现在烟丝条 122上。附加材料区域126优选地在沿轴线134的一个或多个间隔开 位置处在圆周方向上延伸,绕卷烟制品120的烟丝条122延伸。尽管 附加材料区域126在本发明中描绘成在其圆周方向上大体连续,但用 于附加材料的其它构造在本发明的精神和范围内。
为了习惯起见要注意,在这里描述各种实施例的尺寸时,带或区 的“宽度”在烟丝条122的纵向方向134(见图1)上延伸,而在圆周方 向上的尺寸将表达为“圆周向”或“横向”或“在横向方向上”。
在带状区域126在基础纸幅140的横向(或绕烟丝条在圆周向) 延伸的情况下,带状区域126的“宽度”在纵向方向142上从前边缘146 到后边缘148测量,并且优选地位于从约5mm至约9mm(从前边缘 146到后边缘148)的范围内,该范围更优选为从约5.5mm至约7.5mm, 甚至更优选为从约6mm至约7mm。而且,带状区域可以具有27mm“相 位(phase)”(即,从一个带状区域126的前边缘146到下个相邻带 状区域126的前边缘145的间隔)。优选地,附加材料的带状区域将包 装的透气率减小到从约0至约12CORESTA的范围,更优选地到从约 0至约10CORESTA的范围。
对于本发明来说,“带间隔”是指在基础纸幅140(包装由该基础 纸幅140制作)上在一个带状区域126的后边缘148与相邻带状区域 126的前边缘146之间的距离。
如这里使用的那样,短语“前边缘”是指带状区域126的边缘146 (见图1),该边缘146在卷烟制品120(其包装123包含带状区域126) 的闷烧期间与逐渐接近的炭最为靠近,而短语“后边缘”是指带状区域 126的边缘148,该边缘148在卷烟制品120(其包装123包含带状区 域126)的闷烧期间离逐渐接近的炭最远。在锯齿状实施例中,带状 区域的整个宽度“W”从前边缘的最向前界限到后边缘的最向后界限测 量,如在图6中用宽度“W”示出的那样。
如这里使用的那样,术语“锯齿状”是指从否则大体连续实心带状 区域126除去的多个、间隔开的、几何成形间隔的图案。锯齿状图案 或带也可描述成带有凹口或显得类似于脉冲波。如这里使用的那样, “凹处”是指在锯齿状边缘中的开口、或波谷,而“凸处”是指在凹处之 间的突出部分、或锯齿状边缘的凸台。这里所使用的术语“波动”包括 锯齿状边缘、以及呈现增大和减小宽度特性的较宽广几何形状。
对于本发明的目的来说,“层”是指施加到用于构造包装的基础纸 幅上的附加材料的一个量。带状区域126可以由一个或多个层150、 152(见图3)制作,该一个或多个层150、152可以彼此上下叠置。 每个带状区域126可以通过将含水薄膜形成成分(aqueous film-forming composition)的一个或多个“层”150、152施加到包装的 基础纸幅140上而形成,以减小在对应带状区域中纸的透气率。可选 择地,纤维素材料也可以用来形成带状区域。
在使用薄膜形成成分的情况下,该“薄膜形成成分”优选地可以包 括水以及高浓度的吸着剂(occluding agent),例如按重量14%至约 50%。薄膜形成复合物(film-forming compound)可包括一种或多种 吸着剂,如淀粉、藻酸盐(alginate)、纤维素或树胶,并且也可以包 括碳酸钙作为填充物。而且,薄膜形成成分优选地包括防皱剂。在淀 粉是薄膜形成复合物的情况下,约14%至约26%的浓度可能是特别有 利的,并且约16%的浓度目前是最优选的。
“防皱剂”是在印刷或其它转换操作期间防止基础纸幅140的横向 收缩(见图2)的材料。适当的防皱剂可以从包括如下的组中选择: 1,2丙二醇、丙二醇、甘油(丙三醇)以及淀粉增塑剂
可以使用转换技术,如凹版印刷、数字印刷、使用模板的涂敷或 喷涂、或任何其它适当技术,将薄膜形成成分施加到包装的基础纸幅 140上。如果希望,附加材料的带状区域126可通过印刷多个、接续 的层(例如彼此对准或对齐的两个或更多个接续的层)而形成。给定 凹版印刷设备的公差,例如,当在基础纸幅140的纵向或横向方向上 测量,相邻层的相应重叠边缘在彼此约0.4mm之内时,认为相邻层已 经对准。此外,当各层用来形成附加材料的带状区域时,在相邻层中 的材料可以是相同的或不同的。例如,一个层可以是淀粉,而下个层 可以是淀粉和碳酸钙。
当讨论使用凹版印刷技术施加的附加材料的施加速率时,常常使 用具有“X”作为后缀的值来指体积施加速率。下面的表格就吉立方微 米(Billion Cubic Microns)、或“BCM”而论表示用于“X”的体积等效 值。

当这里关于淀粉溶液的淀粉成分使用短语“重量比”时,“重量比” 是辅助材料的重量与用来制备淀粉溶液的淀粉重量相比较的比值。而 且,对于本发明来说,“X%淀粉溶液”的表述是指,其中淀粉重量是 溶液重量的X%(例如,淀粉重量除以淀粉重量和含水成分重量之和)。
包装包括典型地对于空气可透过的基础纸幅。包装的透气率典型 地按CORESTA单位标识。CORESTA单位按照体积流量(即,cm3/sec) 每单位面积(即,cm2)每单位压降(即,cm的水头)测量纸透气率。 常规包装的基础纸幅也具有公知的基础重量,按克每平方米(g/m2) 测量。在工业中常用的典型卷烟制品的基础纸幅的透气率和基础重量 在下面的表格中表示。
  透气率,CORESTA单位   基础重量(g/m2)   24   25   33   25   46   25   60   26
对于本发明的目的而言,优选包装的基础纸幅具有至少约20 CORESTA单位的透气率。最优选地,包装具有大于约30CORESTA 的透气率,如普通基础纸幅关于约25g/m2的基础重量具有约33和约 46CORESTA的名义透气率。对于某些应用,基础纸幅可以具有大于 约60CORESTA、或大于约80CORESTA的透气率,或甚至更高的 透气率值。
示意与实际描绘的对比
穿过带状纸取得的横截面的描绘,如图3,据信是纸幅的以及施 加过程的有用的示意表示,该纸幅具有为一层或多层施加制作的带状 区域,由这些施加过程制作这样的带状纸。然而,这样的示意表示没 有准确地描绘横截面基础纸幅结构的真实性、或对其已经施加一层或 多层附加材料的横截面基础纸幅结构的真实性、或在最终带状纸产品 中的那些附加材料层的横截面的真实性。
更具体地说,图4是拍摄以上和在本发明的别处讨论的类型的带 状包装的横截面的显微照片的拼合。图4的照片覆盖测量长度约 2.1mm的实际长度,附加材料已经分两层施加到该包装上:一层包含 淀粉和碳酸钙,并且一层具有淀粉但没有碳酸钙。对口线应用到图4 拼合的不同薄片上,从而在图4的不同部分之间的关系是显而易见的。
图4的各个照片将实际纸样本放大2500倍。按程序,将实际带状 纸切成几毫米长的段,并且嵌在SpurrTM环氧树脂中。嵌入纸然后使 用装备有玻璃刀的Leica Ultracut UCT Ultramicrotome切成5μm(微 米)厚横截面。将样本安装在连结到柱上的碳粘合剂盘上,并且使 用在氩气中操作的Cressington 208HR Sputter Coater溅射涂有15nm (纳米)的Au-Pd。使用在15kV下在Hi-Vac模式中操作的FEI XL30 Environmental Scanning Electron Microscope(ESEM),在相邻重叠 部分中对样本进行成像。
图4A、4B描绘基础纸幅140的一部分,该部分没有任何附加材 料。基础纸幅140包括多个随机散布的光亮区域(例如,160),这些 光亮区域代表在纸形成期间结合到基础纸幅中的碳酸钙颗粒。基础纸 幅140也包括多个较暗形状162,这些较暗形状162的一些是细长的, 其它是圆形的,它们是穿过在造纸过程中使用的纤维的切口。基础纸 幅140具有一对表面161、163,这对表面161、163可特征化成,在 这种放大水平下具有随机粗糙度,并且具有沿表面区域随机分布的碳 酸钙颗粒和纤维。基础纸幅140本身具有一个厚度,该厚度最好也可 以特征化为随机的、但具有某种统计平均或名义值。
当施加第一部分或附加材料层164(见图4C)时,主要由于在材 料中白垩(或碳酸钙)的存在,附加材料表示在基础纸幅140的表面 上。在图4中已经放大的样本中,第二部分或附加材料层166(见图 4C)施加在基础纸幅140的表面上,并且定位在第一层164上。第二 层166在位置168的附近处开始(图4C)。尽管显然第二层166没有 对齐成在与第一层164相同的位置处开始,但在施加技术(如印刷) 中涉及的公差有效地不允许诸层被控制在任何小于约0.3mm的公差 内。基于在图4拼合的图像上表示的放大率,在第一层的开始与第二 层的开始之间的距离是约0.12mm;该距离良好地位于以上提到的最 小公差内。
在第一层跨过图4C-4G延伸时检查它,关于包含淀粉和碳酸钙的 第一层164可得到几个观察结果:
(i)层164在基础纸幅140的方向上不是连续的;
(ii)层164不具有均匀厚度;
(iii)层164具有非均匀厚度;
(iv)层164不具有光滑表面;及
(v)第一层164的实际厚度可大于第二层166的实际厚度,即使 第二层通常比第一层厚。
对第二层166(它不包括淀粉,当该层跨过图4C-4G延伸时)的 类似检查,可得到几个类似观察结果:
(i)第二层166在基础纸幅140的方向上不是连续的;
(ii)第二层166不具有均匀厚度;
(iii)第二层166具有非均匀厚度;
(iv)第二层166趋向于具有光滑表面,但基础纸幅(纸)的一 些区域:例如,170(图4D)、172、174(图4E)以及176(图4F), 缺乏构成第二层166的附加材料。
诸如在以上讨论的那些之类的差别表明,具有一层或多层附加材 料的纸的示意描述,与将一层或多层附加材料施加到基础纸幅140上 的真实世界结果显著不同。相应地,尽管附加层的示意表示清楚地表 示过程施加速率,如可能用作蚀刻凹版印刷滚筒等的施加区的指导, 但那些示意表示的确准确地代表通过将一层或多层附加材料施加到基 础纸幅上制备的完成包装的结构。
例示性实施例-实心带图案
现在参照图10,在附加材料的多层施加的目前优选实施例中,以 由附加材料的多次施加来形成实心带构造,并且具有在近似6至7mm 的范围中的带宽度。带的第一层210可以按4X的速率施加,并且可 以包括含水溶液,该含水溶液包含近似16%的淀粉、60%的白垩或碳 酸钙以及60%的1,2丙二醇。第二层212可以按3.5X的较小速率施加, 并且可以包括与第一层相同的溶液。第三层214可以按3X的甚至更 低速率施加,并且可以包括含水溶液,该含水溶液包含16%的淀粉、 和60%的1,2丙二醇。在这种配方中,用于淀粉和丙二醇的60%值意 味着,这些成分的重量按60%的淀粉重量包括在含水溶液中。在各个 层已经干燥之后,所获得的基础纸幅具有附加材料区域,在这些附加 材料区域中,淀粉按约1.5g/m2存在,1,2丙二醇在约0.36至约0.90g/m2 的范围中存在,及碳酸钙在约0.64至约1.2g/m2的范围中存在。
借助于在描述的这个实施中所引入的丙二醇,可以实现以上概括 的(在发明内容中)和在随后的描述中进一步详细说明的关联优点。
借助于在描述的这个实施中所引入的白垩,可以降低带状纸香烟 自熄的趋势,增强产品对于消费者的外观吸引力,并实现以上概括的 (在发明内容中)和在随后的描述中进一步详细说明的优点和其它关联 优点。
同样,借助于很少或没有白垩含量的成分的第三层214的施加, 使在印刷操作期间带状纸的机器视觉检查是可能的和可预测的,而与 在第一和第二层210和212的附加材料中的白垩含量的存在无关。这 个特征有助于以上概括的(在发明内容中)和在随后的描述中进一步 详细说明的优点和其它关联优点。
也要认识到,借助于参照图10所描述的实心带结构,可以实现能 够有助于所需点火倾向性能的包装,该所需点火倾向性能在多种用途 中包括在零(0)附近处的点火倾向性能。
关于施加含水、优选地淀粉、附加溶液遇到的困难
有关于如下概念的优点:将含水淀粉溶液作为用来制造带状包装 的附加材料,以控制使用这样的带状包装制造的卷烟制品的点火倾向 特性。然而,含水淀粉溶液对于基础纸幅的施加遇到很多困难。例如, 含水淀粉溶液具有透过基础纸幅140的不规则、粗糙并且多孔表面的 趋势、和在带状区域的附近引起基础纸幅的横向收缩的趋势。关于最 后一点,已经观察到,当将含水淀粉溶液施加到横向尺寸约92cm(36 英寸)的基础纸幅上时,纸幅在干燥时可能收缩大约1.3cm(0.50英 寸)到1.9cm(0.75英寸)或更多。这种收缩程度会对贯穿印刷和其 它转换操作的适当对准的保持造成破坏。
由于收缩局限于带状区域,所以在相邻带状区域之间的间隔中基 础纸幅的横向宽度大于在带状区域中基础纸幅的横向宽度。横向宽度 的这种差异在带状区域之间的那些间隔中的基础纸幅中产生横向波 动。
在包装中的这样的波动对包装的以后处置和由包装制造卷烟制品 造成不利的影响。例如,当具有波动的包装缠绕在线轴上,或者切开 并且缠绕在筒管上时,缠绕过程弄平波动,在包装中引起皱纹。当起 皱纹的包装用来制造卷烟制品时,在包装中的那些皱纹被携带到卷烟 制品中,导致卷烟制品在视觉上不可接受。
防皱剂
意外地,本申请人已经发现,在按与这里的说明相一致的方式用 来制造带状包装的含水淀粉溶液中防皱剂(优选地,如丙二醇)的包 括,可将横向收缩降低到操作可管理的水平,减缓明显的收缩,并且 基本上消除最初呈现的起皱纹问题。也已经发现,防皱剂的包括具有 另外的好处。例如,当防皱剂包括到含水淀粉溶液中时,防皱剂起增 塑剂的作用,从而淀粉在干燥过程期间和在完成纸中更有弹性。在带 状区域处的破裂和剥落问题被化解。另外,防皱剂的存在显得使淀粉 溶液较多驻留在基础纸幅的表面上而极少渗透到该材料中,并因而有 助于形成薄膜。已经观察到,对于92cm(36英寸)宽的基础纸幅, 在由含水淀粉溶液(包括防皱剂)形成的带状区域附近的包装的收缩 在约1.6mm至3.2mm(0.0625英寸至0.125英寸)的范围中,这不会 导致起皱纹也不会导致过大波动的范围。而且,已经发现,防皱剂在 含水淀粉溶液中的包括,使得有可能按单次施加、印刷通过等等,将 待施加的附加材料施加到基础纸幅上,只要对于这样的实践过程提供 足够的干燥能力。而且,在图案中在待施加的含水淀粉溶液中防皱剂 的包括,该图案表现得比实心带区域复杂,因为印刷对准可在各个印 刷站之间更精确地保持一致。另外,含水淀粉溶液的贮存期(pot life) 通过本发明中的防皱剂的使用而被实质地延长。
本领域的技术人员在阅读如下说明之后将能更好地理解上述优 点。现在参照图2,附加材料区域126确定和调整卷烟制品的点火倾 向和自熄特性。那些附加材料区域126被施加到包装123的基础纸幅 140(见图2)上,并且然后在常规卷烟设备中形成烟丝条。基础纸幅 140的名义透气率可以在约25至约100CORESTA的范围中。当前, 基础纸幅的优选名义透气率位于约33至约65CORESTA的范围中, 最优选名义透气率是约33和60。基础纸幅140具有沿包装123的长 度延伸的纵向方向142、和跨过包装123横向延伸从而大致垂直于或 者横贯于纵向方向142的横向方向144。
附加材料区域126可以优选地通过印刷技术施加到基础纸幅140 上。尽管一种或多种印刷技术(从包括直接印刷、胶印、喷墨印刷、 凹版印刷、等的组中选择)可以用来对区域126进行施加,但优选地 将使用凹版印刷工艺。凹版印刷提供对于沉积速率、沉积图案等等的 充分控制,并且适于在基础纸幅140上的高速印刷。对于本发明来说, “高速”印刷是指其中基础纸幅140按大于约1.5m/s(300英尺/分钟) 的直线速度通过印刷工艺前进的印刷工艺。对于香烟制造来说,大于 2.3m/s(450英尺/分钟)的基础纸幅印刷速度是优选的,并且大于2.5m/s (500英尺/分钟)或更大的速度是甚至更优选的。在这方面,当将由高 速印刷工艺制备的包装与由低速印刷工艺制备的包装相比较时,用于 附加材料的沉积的速率、以及沉积附加材料的图案的质量可显著地变 化。高速印刷操作可实现所需的点火倾向性值(性能)和所需的自熄 值(性能)。
显著地,已经发现,基础纸幅可以按5m/s(1000英尺每分钟)转 换(印刷)成包括按照参照图10描述的实施例的带,具有可接受的纸 外观(即,没有质量缺陷)并且没有皱纹或褶痕的升高或不可接受的 统计发生。
本发明的一个目的是提供按商业规模高速生产的包装123(见图 2),该包装123当形成烟丝条时,呈现不大于25%的点火倾向值和不 大于50%的自熄值。相应地,生成印刷区域的沉积速率和特性是这里 的高速印刷的重要特征。尽管那些点火倾向值和自熄值在这时认为是 适当的,但甚至更优选的是,用于生成卷烟制品的点火倾向值不大于 约15%;并且用于生成卷烟制品的最优选的点火倾向值是不大于约 10%。较低的自熄值也是所需的。就此而论,更优选的自熄值小于约 25%;而最优选的自熄值小于约10%。
用于附加材料区域的材料,在使用这里讨论的包装制造的卷烟制 品的点火倾向和自熄性能方面可能是重要的。在一个实施例中,附加 材料的区域可以用淀粉溶液印刷,该淀粉溶液包括防皱剂。尽管含水 淀粉溶液目前是优选的,因为含水成分容易干燥,但不含水的淀粉溶 液的使用也在本发明的精神和范围内。在另一个实施例中,附加材料 的区域可以用溶液印刷,该溶液包括碳酸钙(或白垩)颗粒、淀粉以 及防皱剂的混合物。关于淀粉和防皱剂溶液,包括碳酸钙(或白垩) 颗粒、淀粉以及防皱剂的混合物的溶液优选地作为含水溶液应用,但 不含水溶液也落在本发明的精神和范围内。
本发明预期到,各种防皱剂适于获得这里描述的希望特性。具体 地说,防皱剂从包括甘油、丙二醇以及1,2丙二醇的组中选择。甘油 是防皱剂组的优选成员。然而,目前,1,2丙二醇是防皱剂组的最优选 成员。
一般地讲,本发明预期到,(i)防皱剂或(ii)防皱剂和碳酸钙的 组合将添加到名义含水淀粉溶液中,以得到用于印刷的附加溶液。对 于在本发明中使用的名义含水淀粉溶液,淀粉可以组成(按重量)名 义溶液的从约10%至约28%。优选地,淀粉可以组成(按重量)名义 溶液的从约14%至约26%。最优选地,淀粉可以组成(按重量)名义 溶液的约16%。
防皱剂优选地添加到名义淀粉溶液中,使防皱剂的重量是在名义 淀粉溶液中的淀粉重量的约10%至约12%的范围中。当防皱剂是1,2 丙二醇时,防皱剂的重量更优选地是在名义淀粉溶液中的淀粉重量的 约40%至约120%的范围中;甚至更优选地在约40%至约80%的范围 中;及最优选地在约55%至约65%的范围中。在防皱剂是甘油的情况 下,防皱剂的重量更优选地是在名义淀粉溶液中的淀粉重量的约10% 至约45%的范围中;甚至更优选地在约20%至约40%的范围中;及 最优选地约20%至约30%。在甘油按约40%至约45%用作防皱剂的 情况下,甘油看来像是不利地影响附加溶液的干燥质量。
例子
如下例示性的、非限制例子打算提供进一步的解释。在表格I和 II中提供的结果将没有防皱剂添加剂的印刷溶液的初始粘度和时间稳 定性与具有防皱剂添加剂的印刷溶液的初始粘度和时间稳定性相比 较。在表格I(对于1,2丙二醇)和表格II(对于甘油)中记录的观察 结果表明,包含防皱剂(如1,2丙二醇或甘油)的印刷溶液初始较不 粘并且较稳定,因为它在长得多的时间段期间具有较低粘度。
表I
  24%淀粉溶液   +80%CaCO3 1的粘度   24%淀粉溶液+80%CaCO3   +100%1,2丙二醇2的粘度   第1天   65mPa·s(c P,厘泊)   50mPa·s   第2天   71mPa·s   51mPa·s   第3天   77mPa·s   50mPa·s   第4天   88mPa·s   -   第6天   -   52mPa·s   第7天   147mPa·s   58mPa·s   第8天   -   61mPa·s   第9天   -   66mPa·s   第10天   225mPa·s   70mPa·s   第16天   -   114mPa·s
1CaCO3添加到在水中24%干燥淀粉的溶液中;按重量添加 CaCO3与在溶液中存在的干燥淀粉的比是0.8∶1.0。
2CaCO3添加到在水中24%干燥淀粉的溶液中;按重量添加1,2 丙二醇与添加CaCO3与在溶液中存在的干燥淀粉的比是1.0∶0.8∶1.0。
表II
  20%淀粉溶液+CaCO3 1的粘度   20%淀粉溶液+CaCO3+甘油2的粘度   第1天   51mPa·s(c P,厘泊)   41mPa·s   第2天   50mPa·s   -   第5天   66mPa·s   52mPa·s   第6天   78mPa·s   -   第7天   102mPa·s   -   第8天   -   55mPa·s   第12天   -   62mPa·s   第14天   -   72mPa·s
1CaCO3添加到在水中20%干燥淀粉的溶液中;按重量添加 CaCO3与在溶液中存在的干燥淀粉的比是1∶1。
2CaCO3和甘油添加到在水中20%干燥淀粉的溶液中;按重量添 加甘油与添加CaCO3与在溶液中存在的干燥淀粉的比是1∶5∶5。
以上表格表明,使用防皱剂的印刷溶液的有用闲置寿命,如由其 粘度测量的那样,基本上使没有防皱剂的印刷溶液的闲置寿命加倍。 在施加到附加区域上的材料中防皱剂的添加因而改进用来形成附加材 料的区域的印刷溶液的流变性能。
当用印刷技术施加附加材料时,施加材料的粘度是重要的。在施 加材料的粘度相对于时间增大的情况下,附加材料具有有限的闲置寿 命、或贮存期,在此之后材料失去其效用。如表I示出的那样,对于 防皱剂添加到被施加材料的配方而言,附加材料的初始粘度可减小约 20%。而且,附加材料的闲置寿命、或贮存期,与没有防皱剂的材料 相比,增大至少二或更大的因数。
在表III和IV中提供的结果指示,防皱剂添加到印刷溶液可以降 低自由燃烧自熄,而不会不可接受地影响点火倾向性能(即,同时保 持可接受的点火倾向水平)。对于在表III中呈现的信息来说,40根香 烟的批量被测试以得到点火倾向性能,同时20根香烟的批量在每个角 位置处被测试以得到自熄性能。
表III

11,2丙二醇添加到在水中22%干燥淀粉的溶液中;1,2丙二醇按 1,2丙二醇与干燥淀粉的比是1.0∶1.0添加到淀粉溶液中;及CaCO3按 叙述的重量百分比添加到淀粉溶液中,该重量百分比相对于在溶液中 使用的干燥淀粉的重量测得。
从表III,可得出一定结论。例如,点火倾向对于7mm带良好地 停留在25%的目标值以下。另外,当CaCO3重量小于淀粉重量的80% 时,点火倾向良好地停留在25%的目标值以下。而且,当CaCO3重 量大于淀粉重量的40%时,平均自熄值小于或等于70%;并且当 CaCO3重量大于淀粉重量的40%时,在0°处的自熄小于或等于25。
对于在表IV中呈现的信息,测试较小的香烟组,即五根的组。 使用在表IV中所指示的附加材料溶液制备对于在表IV中的结果测试 的香烟,这些香烟具有两个手刷(hand-brushed)带。
表IV

1甘油添加到在水中22%干燥淀粉的溶液中;按重量添加甘油与 在溶液中存在的干燥淀粉的比是1∶5。
对于包含防皱剂的两种溶液,在点火倾向试验中,在炭到达滤嘴 线之前,所有香烟都自熄。然而,在自熄试验(在0°处)中,对于没 有防皱剂的溶液,60%的香烟在滤嘴线之前自熄,而对于包含防皱剂 的溶液,只有20%的香烟在滤嘴线之前自熄。自熄因而保持在25%的 普通目标下面。点火倾向性能优良,0%的生成值良好地在常常使用的 10%、15%、或25%的目标值下面。因而,在附加材料的区域中添加 或包括防皱剂,降低了自由燃烧自熄(自熄),而没有不利地影响点火 倾向(点火倾向)性能。
在附加材料中包括防皱剂也能增强所形成的带状包装的特性。更 具体地说,已经发现,防皱剂当在包装上干燥时提高附加材料的柔性 (即,它起增塑剂的作用)。作为结果,附加材料的带,比在其中在配 方中不使用防皱剂的包装上的带,较不倾向于在处置和使用期间与基 础纸幅分离。此外,如以上提到的那样,在附加材料中包括防皱剂, 能够改进卷烟制品(该卷烟制品由具有包括防皱剂的附加材料的带构 造)的自熄性能,但不会造成点火倾向性能的劣化。
尽管不完全理解在淀粉溶液中防皱剂的作用,但显然,防皱剂在 淀粉溶液中也起增塑剂的作用。不具备防皱剂(其能够起增塑剂作用) 的淀粉溶液往往渗透到纸结构的顶部表面中。而且,没有该成分,淀 粉溶液在它干燥时趋向于收缩或皱起。该收缩和/或皱起使下方(即, 在带状区域下面的区域中)的纸幅也收缩或皱起。作为例子,观察结 果已经表明,92cm(36英寸)宽度的纸幅可以在带状区域中收缩多达 约1.3cm至1.9cm(0.5英寸至约0.75英寸);就是说,收缩约1%至 约2%。这样的收缩可能产生困难,如尤其当使用多遍印刷时要在多 个印刷站中保持适当对准时。
由于下置的纸幅(在带状区域之间)不经历收缩,所以在带状区 域之间的区域呈现波动,其中波浪在下置纸幅的纵向方向上延伸,并 且波浪的波动发生在纸幅横向或下置纸幅的横向方向上。在下置纸幅 被纵向切开形成其尺寸适于制造香烟的多个部分之后,纸幅的那些纵 向部分的每一个紧密地缠绕在对应筒管上。相应地,以上描述的波动 有时导致在非带状区域中的皱纹,在该处纸折叠到其本身上,以调节 由在带状区域中的收缩引起的宽度减小。在包装中这样的皱纹一般对 于烟丝条生产是不可接受的。该收缩的影响可容易地在图60A、60B、 60C中看到。这些图是在印刷带状区域之间的起皱区域的光学显微镜 图像,其中按5.5X施加薄膜形成材料的单次施加。使用的薄膜形成材 料包含22%的淀粉和40%的白垩或碳酸钙。
因而,带状区域的收缩看来像是在包装的非带状、或非印刷区域 中起皱的原因。同样,不完全理解机理,但防皱剂对于淀粉溶液的添 加看来像是使印刷层或带状区域更柔软。该柔性可能由更大弹性的印 刷淀粉层而导致。该柔性也可能由于印刷层而导致——因为印刷层很 少渗透到纸结构中、从而印刷层更多地位于纸幅的表面上。与这些机 理、这些机理的组合、或一些其它机理是否是积极的无关,观察结果 显示,当包装挠曲时,层或带状区域的增强弹性能够降低层或带状区 域与包装分离的可能性。而且,层或带状区域的弹性看来像是,当施 加的溶液被干燥时,允许层或带状区域在尺寸上与下置的纸相符;所 以减小在带状区域中的收缩,并且同时,也减小在带状区域之间的起 皱和/或折皱。相应地,将防皱剂包括在淀粉溶液中抵消以上描述的起 皱。
将防皱剂添加到薄膜形成材料中的效果可以在图60D、60E、60F、 60G、60H、60I中容易地看到,它们是在与图60A-C的相同条件下通 过光学显微镜拍摄的在印刷带状区域之间的区域的照片。在图 60D-60F中,甘油用作防皱剂。薄膜形成材料按5.5X施加,并且包含 22%的淀粉、40%的白垩以及20%的甘油。在图60G-60I中,1,2丙 二醇用作防皱剂。在这些图中,薄膜形成材料按5X施加,并且包含 22%的淀粉、40%的白垩以及100%的丙二醇。图60示出,通过将防 皱剂添加到薄膜形成材料中得到对于印刷带状纸的意外影响。
这里公开的防皱剂的另外优点涉及溶液的薄膜形成属性。更具体 地说,在附加材料中防皱剂的包括似乎就基础纸幅的表面而论增强附 加材料的薄膜形成特性,附加材料施加到该表面上。这种改进的薄膜 形成特性,据信增强了由附加材料构造的带状包装的点火倾向性能。 而且,薄膜形成特性能够充分地增强层的所需闭塞效果,从而或许有 可能减少多遍施加的遍数(该遍数对于不具有防皱剂的溶液而言可能 是需要的)。通过使用防皱剂,借助于适当干燥能力的添加,单遍操作 将成为可行的。
当1,2丙二醇用作防皱剂时,已经观察到一些另外的优点。具体 地说,在溶液中1,2丙二醇重量与淀粉重量的比是约100%的情况下, 可有效地使用1,2丙二醇。相反,当在溶液中甘油重量与淀粉重量的 比小于40%时,可有效地使用甘油,因为在该比值下,用于淀粉-和- 淀粉-增塑剂溶液的干燥时间变得不可接受。干燥时间的这种差别可能 是由用于甘油的沸点(290℃)和用于1,2丙二醇的沸点(187.3℃)的 差别-大约100摄氏度的差别所造成的。1,2丙二醇比甘油的沸点更接 近含水溶液的沸点。
借助于将防皱剂添加到淀粉溶液中,能够改进带状区域的透气率, 即透气率更均匀,并且比用于不使用增塑剂的带的透气率低。这种现 象是有重要意义的,因为它允许在单个印刷步骤中施加或印刷所要求 的量的淀粉溶液。本领域的技术人员将认识到,在过去,为了实现在 带状区域中必要的透气率减小,一般都需要多个印刷步骤。当然,处 于其它原因可能仍然必要的是,继续使用多层印刷操作。
碳酸钙
碳酸钙、或白垩,除防皱剂之外优选地添加到名义淀粉溶液中, 白垩的重量可以位于在名义溶液中淀粉重量的0至约100%的范围中; 优选地在约40%至约100%的范围中;及最优选地在约40%至约80% 的范围中,具有近似60%的优选目标水平。白垩可以添加到名义淀粉 溶液中,以调节生成附加材料的反射性,从而与未涂敷的基础纸幅材 料的反射性相当。具有这样的反射性的由附加材料构造的带状区域, 对于无意的观察者而言是较不明显的。
CaCO3与淀粉之比也可以是确定卷烟制品的点火倾向和自熄性 能的有意义因数,该卷烟制品由本发明的(当通过高速印刷制备时的) 包装制作。CaCO3与淀粉之比对于附加材料的区域,确定为碳酸钙与 淀粉的重量之比。更具体地说,小于约0.8的CaCO3与淀粉之比是优 选的,以得到所需的点火倾向性能、以及小于约25%的改进自熄(在 0°处)性能。CaCO3包括在参照图10描述的实施例的组分中,以用 于增强其自熄性能,以及这里叙述的其它原因。
由以上描述和附图,本领域的技术人员将理解,已经描述了一种 制造用于卷烟制品的带状包装的方法。在该过程中,附加材料的带状 区域126(见图2)设置在基础纸幅123的一个表面上的间隔开的位置 处。这些带状区域126的间隔可以选择成,大体大于在基础纸幅140 的纵向方向142上那些带状区域126的宽度。带状区域126的宽度可 以选择成位于约5mm至约10mm(毫米)的范围中;并且在那些带状 区域126之间的间隔(该间隔作为从一个带状区域的后边缘到下个相 邻带状区域的前边缘的距离被测量)可以在约12mm至约40mm的范 围中。
优选的淀粉成分和它们的制备
本发明的带状区域优选地包括含水溶液,该含水溶液包括淀粉、 白垩或CaCO3以及防皱剂。尽管想到多种类型的淀粉,但木薯淀粉对 于层210、212、214(图10)的淀粉成分而言是目前优选的。适当可 买到的淀粉是从National Starch&Chemical Co得到的FLO-MAX8。
意外地,已经发现,淀粉材料的一定特性产生预定图案,当带图 案基础纸形成卷烟制品时,这些预定图案产生非常低的点火倾向值。 甚至更惊人的是如下认识:在用于某些公知淀粉材料的标准技术规格 内,材料性质的逐批变化可影响生成卷烟制品的点火倾向。作为例子, 由National Starch&Chemical Co.作为Flo-Max 8商业供给的氧化木 薯淀粉的技术规格指示,在1%溶液中的pH位于4.5至6.5的范围中, 而颗粒具有超过10,000的分子量。惊奇地,当预定图案用具有pH在 6至6.5的范围中的一批Flo-Max 8施加到基础纸幅上时,已经发现, 当与其它批量的Flo-Max 8相比时点火倾向的很大改进,对于这些其 它批量,pH小于约6,但仍然在制造商的技术规格内。
对于将薄膜施加到包装上的用途,在淀粉参数的选择中需要进行 各种平衡或折衷。例如,尽管高分子量淀粉可以导致有效的透气率减 小,但这样的高分子量淀粉必须以低浓度使用,导致具有非常高含水 量的溶液。但高含水量薄膜在多孔包装上有效干燥要困难得多。而且, 已经发现,淀粉溶液的表面张力影响小空气气泡的保持:低表面张力 允许较小气泡保持在溶液中,而高表面张力使气泡聚集和分离出溶液, 获得用于施加到包装上的更均匀而一致的材料。
尽管未完全理解,氧化淀粉的优选pH范围据信反映淀粉聚合物 链的较低程度、或较不完全的氧化,这些淀粉聚合物链比更酸性的(即, 更低pH)淀粉具有更多、更长的聚合物链。
此外,较长聚合物链产生具有较高粘度的溶液。用于淀粉溶液的 较高粘度当在印刷工艺中施加到包装上时,转化成较好的控制。
基于这些理解,已经发现,带图案包装的点火倾向的显著改进是 由具备特定改进特性的淀粉溶液所带来的。用于包括氧化淀粉的含水 溶液的那些特性包括:在约6至约6.5范围中的pH;至少约6.5.10-2N/m (65达因/厘米)的表面张力;不大于约50mPa·s(50厘泊)的室温粘 度;及对于干燥颗粒在约4μm(微米)至约40μm的范围中的颗粒尺 寸分布,当湿润时约90%也在约10μm至约100μm的范围中。此外, 颗粒优选地具有的分子量使得溶液可具有在约14%至约24%的范围 中的淀粉浓度。优选地,淀粉包括氧化木薯淀粉。
用来施加到基础纸幅或包装上的含水淀粉溶液典型地通过如下方 式制备:通过首先将所需重量的干燥淀粉粉末与所需重量的室温水 (即,在约15℃至约25℃下)相混合,以得到具有重新选择的浓度的 淀粉/水混合物。例如,为了制备具有20%重新选择浓度的淀粉/水溶 液,将按重量20份的淀粉与按重量80份的水相混合。淀粉/水溶液然 后被加热到在约90℃至约95℃范围中的升高的亚沸腾温度,即在沸腾 温度以下。为了热浸泡,将淀粉/水溶液保持在已升高的温度下约20 至30分钟。然后,将淀粉/水溶液冷却到室温。该冷却步骤可被动地 发生,如通过自然发生的热传递过程;或者冷却步骤可以是主动的(或 强迫的),如通过浸渍在冷却槽中或通过常规机械冷却系统的使用。在 混合步骤、加热步骤、热浸泡步骤以及冷却步骤中,淀粉/水溶液被搅 拌。搅拌可以是连续的或大体连续的。如果辅助成分,如碳酸钙,要 被包括到淀粉/水溶液中,则这些成分应该在淀粉/水溶液在热浸泡步 骤后返回到室温之后添加。
具有以上规定特性并且按以上描述的方式制备的含水淀粉溶液, 可使用多种印刷技术的任一种施加到基础纸幅上,这些印刷技术,作 为例子且没有限制地,包括由凹版印刷、胶印、喷墨印刷、喷涂以及 模具印刷组成的组。其它印刷工艺也可能是适当的,并且被包括在本 说明书的说明内。然而,优选地,凹版印刷可以用来将淀粉溶液施加 到基础纸幅上,以得到带图案的包装。
惊奇地,已经发现,CaCO3/淀粉比值是确定卷烟制品(该卷烟制 品由本发明的包装制作,该包装由高速印刷制备)的点火倾向和自熄 性能的重要因数。CaCO3/淀粉比值对于附加材料的区域126,即对于 两层,确定为碳酸钙与淀粉的重量比值。更具体地说,至少约35%的 CaCO3/淀粉比值对于得到小于约25%的点火倾向和自熄(0°)性能而 言是优选的。甚至更优选的是CaCO3/淀粉比值为至少约45%,以得 到小于约20%的点火倾向和自熄(0°)性能。
如果希望,则在基础纸幅140上印刷的层150(见图3)可以是淀 粉层,并且层152可以是包括淀粉和碳酸钙的混合物的层。然而,在 一个目前优选的实施例中,将淀粉和碳酸钙的混合物设置在第一层 150中,而在另一个层152中仅施加淀粉。
已经发现,(i)基础纸幅140的光学反射性和(ii)淀粉和碳酸钙 的混合物的光学反射性是十分类似的。事实上,这两个反射性足够地 类似,从而光学检查设备可能具有操作困难。另一方面,(i)基础纸 幅40的光学反射性和(ii)包括淀粉的层的光学反射性已经观察到差 别巨大。
层150、152的不同反射特性有利地用来增强本发明的包装的光学 检查特性。借助于在淀粉-碳酸钙层的顶部上沉积的淀粉层,实质地增 强包装的光学检查。更具体地说,当基础纸幅140从供给管筒通过凹 版印刷设备前进到卷取管筒时,纸幅140也可以通过一个检查站。在 该检查站中,光源聚焦在移动着的纸幅140上。从光源发射的光束从 移动着的基础纸幅140的表面反射,从而反射光由传感器收集。当每 个附加材料区域126移动通过检查站时,区域126干扰光束,并且调 制反射到传感器的光量。因为淀粉层的反射性与基础纸幅140的反射 性不同,所以传感器可构造成检测区域126的存在或缺失。当与同基 础纸幅通过检查站的速度相关的输入相联接时,甚至更复杂的传感器, 为了质量控制和制造一致性,可确定在基础纸幅140的纵向方向上区 域126的宽度、以及在相邻区域之间的纵向间隔。关于带状区域的检 查,也请见US 5966218和US 6198537,它们通过这种对其参考包 括在这里。
惊奇地,当碳酸钙水平在暴露于光学检查、或机器观测系统的带 状区域126中增大时,已经观察到这些系统变得较不可靠。这种减小 的可靠性看来像是由带状区域126的表面的增大的反射率所引起的。 这样的增大反射率压倒、或“致盲”检查系统,或许因为具有高碳酸钙 水平的带状区域126的反射性与基础纸幅本身的反射性相当并且与其 大体等效造成的现象。当在带状区域126的表面区域中的碳酸钙水平 大于在带状区域126的表面区域中的淀粉水平的约80%时,似乎造成 该反射性均等(parity)。
该反射性均等问题可通过建立用于带状区域126的结构而化解, 在该结构中,表面区域具有与基础纸幅的反射性足够不同的反射性, 从而检查系统一致地识别反射性变化,以识别与带状区域126相关的 参数,这些参数作为例子包括反射性变化的存在(带状区域126的开 始或结束)、反射性变化的缺少(未命中的带状区域126、或误放置的 带状区域126)以及带状区域126或在带状区域126之间的间隔的纵 向范围(例如,对于基础纸幅通过检查站的检测速度或速率,特定反 射性持续多长)。建立用于带状区域126的希望结构的一种方式是,在 离检查系统比基本上具有淀粉的层远的位置中提供增加碳酸钙层。换 句话说,通过将淀粉层叠置在碳酸钙包含层上,光学检查系统的效率 将不受妨碍,而是将继续是有效的。
在带状区域126中诸层的这样一种排列为包装提供另一种惊奇和 有益的属性。当施加到基础纸幅上的带状区域126的第一层既包含碳 酸钙又包含淀粉时,当从与带状区域126施加到其上的侧相对的基础 纸幅侧(即与其中机器观测操作的侧相对的侧)观察或检查时,带状 区域126的存在较不明显。事实上,当碳酸钙水平接近是本发明的主 题的高水平时,带状区域126的存在或出现变得对于消费者较不明显, 并且可能实际上变得对于普通消费者是实质不可见的。
这样的视觉遮掩是重要的,因为卷烟制品的消费者习惯于其中包 装呈现均匀、单一外观的产品。对于层150、152(见图3)的优选排 列对于使用本发明的包装制造的卷烟制品产生进一步的显著优点。
类似地,多种类型的碳酸钙颗粒认为落在本发明的精神和范围内。 然而,目前,从Solvay Chemicals,Inc.作为SOCAL 31可得到的碳酸 钙是适当可买到的碳酸钙。SOCAL 31是超细、沉淀形式的碳酸钙, 该碳酸钙具有约70nm(纳米)的平均颗粒尺寸。已经观察到较大碳 酸钙颗粒在这种用途中当与超细、沉淀形式的碳酸钙相比较时,至少 部分地由于较大颗粒从溶液较快沉淀的趋势和至少部分地由于为得到 这里讨论的有益特性对较大量的需要,不能如此好地起作用。
用于附加材料区域的材料,在使用这里讨论的包装制造的卷烟制 品的点火倾向和自熄性能方面可能是重要的。在一个实施例中,附加 材料区域可以用淀粉溶液印刷,该淀粉溶液包括防皱剂。尽管含水淀 粉溶液目前是优选的,因为含水成分容易干燥,但非含水的淀粉溶液 的使用也在本发明的精神和范围内。在另一个实施例中,附加材料区 域可以用溶液印刷,该溶液包括碳酸钙(或白垩)颗粒、淀粉以及防 皱剂的混合物。关于淀粉和防皱剂溶液,包括碳酸钙(或白垩)颗粒、 淀粉以及防皱剂的混合物的溶液优选为含水溶液,但非含水的溶液也 落在本发明的精神和范围内。
一般讲,本发明预期到,(i)防皱剂或(ii)防皱剂和碳酸钙的组 合将添加到名义含水淀粉溶液中,以得到用于印刷的附加溶液。
如以上更详细讨论的那样,在淀粉溶液中包括防皱剂,允许含水 淀粉溶液以单个印刷步骤或层施加到下置纸幅上。尽管防皱剂对于以 多个印刷步骤或多遍施加的带状区域也可以按多层结构使用,但防皱 剂的好处来自于其在施加到基础纸幅上的第一层中的使用。
由以上讨论,现在对于本领域的技术人员将显然的是,用于包装 的带状区域的多种不同图案落在本发明的精神和范围内。例如,已经 描述了包括多个实心横向延伸带的图案(见图2)。实心带可以是横向 延伸的、纵向延伸的220(见图11)、或螺旋的222(见图12)。作为 是实心的描述,对于本发明意味着,附加材料区域按单个步骤施加。
以上讨论也阐明的是,附加材料区域,如果希望,则可以按两个 或更多个接续步骤或应用而被施加。凹版印刷技术,以及其它印刷技 术,良好地适于这样的接续步骤、或多次施加。
改进的自熄性能同时保持点火倾向性能
如以上提到的那样,所需的是,实现满足和超过政府要求的点火 倾向性能。这借助于实心带构造,如参照图10描述的构造,是可实现 的。而且,也如以前提到的那样,这种所需的点火倾向性能常常不利 地影响卷烟制品的自熄性能。换句话说,尽管点火倾向性能可以满足 和超过政府要求,但这种点火倾向性能典型地与当由抽烟者手持时将 自熄的(100%自熄的)卷烟制品相关联。由于抽烟者通常不愿意重新 点燃卷烟制品,所以自熄性能的改进同时保持点火倾向性能将构成用 于改进包装的高度需要特征。申请人已经发现,在包装上带状区域的 排列提供这样的改进自熄性能,同时保持点火倾向性能。例如,在参 照图10描述的实施例中白垩成分的包括有助于增强在各种属性中的 自熄性能。
除施加白垩以改进自熄性能之外或代替它,这里公开的一定带构 造和图案在生产既具有改进的自熄性能又具有所需的点火倾向性能的 卷烟制品时是有用的。例如,在图5和其它图中表示的缝隙带构造能 够在自由燃烧期间较好地维持闷烧,而当放置成与基层相邻时,不维 持闷烧。
参照表V,包装A包括缝隙带排列,该缝隙带排列对于印刷带状 区域的总共6mm宽度具有每个约2mm的三个区域,该印刷带状区域 具有在范围从约3.5x至约5.5x的各种区域中的附加速率。5.5x的附加 速率导致在干燥重量基础上约8g/m2至约9g/m2的附加材料,其中包 装具有约26.5g/m2的名义基础重量。较低施加速率是期望的,以便为 在干燥重量基础上测得的附加材料重量提供按比例调节值。带状区域 的宽度典型地在纵向方向上测量,并且具有27mm的相位(即,从一 个带状区域的前边缘到下一个或接续的带状区域的前边缘之间的间 隔)。
表V
  包装   带状区域构造   总带状区域宽度   基础纸幅透气率   A   2-2-2   6mm   33CORESTA   B   2.5-2-2.5   7mm   33CORESTA   C   2.5-2-2.5   7mm   60CORESTA   D   3-2-3   8mm   60CORESTA
在表V中,“带状区域构造”是在炭在燃烧烟丝条中前进的方向上 看到的带部分的宽度的简化描述。因而,带状区域126的2.5-2-2.5构 造(见图5)意味着,总带状区域宽度的第一部分或区202(见图6) 是2.5mm,总带状区域宽度的第二部分或区203是2mm(并且可能是 间隔),及总带状区域宽度的第三部分或区204是2.5mm。这里,第 一部分202由燃烧烟丝条的前进炭首先遇到,第二部分203由前进炭 其次遇到,及第三部分204由前进炭最后遇到。
表VI-包装A的细节
  区1   区2   区3   宽度   2mm   2mm   2mm   附加材料层数   1   1   1   每层附加速率   5x   3.5-4x   5x   总附加材料   5x   3.5-4x   5x
表VII-包装B的细节
  区1   区2   区3   宽度   2.5mm   2mm   2.5mm   附加材料层数   1   1   1   每层附加速率   5x   3.5-4x   5x   总附加材料   5x   3.5-4x   5x
表VIII-包装C的细节
  区1   区2   区3   宽度   2.5mm   2mm   2.5mm   附加材料层数   1   1   1   每层附加速率   5x   3.5-4x   5x   总附加材料   5x   3.5-4x   5x
表IX-包装D的细节
  区1   区2   区3   宽度   3mm   2mm   3mm   附加材料层数   1   1   1   每层附加速率   5x   3.5-4x   5x   总附加材料   5x   3.5-4x   5x
表VI-IX表明,多区带状区域126(见图5)可以在单遍印刷操作 中按在那些表中指示的施加速率制作。在包装A至D的每一个中,附 加材料优选地包括含水溶液,该含水溶液包含淀粉、白垩或碳酸钙以 及1,2丙二醇。用于该含水溶液的目前优选混合物包括按重量百分比 约100(对于淀粉)、约40至约80(对于白垩)、约100(对于1,2丙 二醇)的重量比值的淀粉、白垩以及1,2丙二醇。淀粉单独在含水溶 液中可以在约20%至约24%的范围中。
当含水溶液施加到基础纸幅上并且干燥时,附加材料的组分的相 对比例的一些可以变化。例如,观察结果指示,当1,2丙二醇用作防 皱剂时,当附加材料已经在纸幅上干燥时,添加到溶液中的丙二醇的 约50%至约60%保持在附加材料中。一些重量损失在干燥过程期间也 可能发生在其它防皱剂中。然而,在干燥过程期间关于附加材料的淀 粉和碳酸钙组分没有观察到这样的重量损失。
附加材料区域126在纸幅的横向可以是大体连续的,如表示的那 样(见图2),或者可以具有一个或多个纵向延伸分离从而当形成用于 烟丝条的包装时限定C形区域(见图7),或者可以具有几个弧形部分 127′(见图8),这些弧形部分127′当在与烟丝条122的纵向轴线134 横交的横截面中观看时绕烟丝条大致对称地定位。
另外,在包装123上的附加材料区域126可以划分成两个或更多 个大体环形部分(见图5),这些环形部分沿轴线142彼此间隔开距离 w,该距离w,当在与烟丝条122的轴线134大致相平行的方向上测 量时,典型地不超过环126的宽度。这样一种间隔特征提供在带结构 中的“缝隙”。
也在本发明的设想内的是,在包装123上的区域126可以包括多 个补片127(见图8),这些补片127绕烟丝条122周向布置,使相邻 区域126的补片127′沿周向与其它相邻区域126的补片错开。另外, 补片127、127′可以根据预定图案排列,如在美国专利申请No. 60/924,666中说明的那样,该专利申请的全部内容通过这种对其参考 而包括在这里。
附加材料区域优选地按单层210施加(见图9)。应该注意,在图 9中基础纸幅横截面的表示是示意的。如以上讨论的那样,基础纸幅 的实际横截面是穿过无数纤维的切片,这些纤维形成基础纸幅。在香 烟包装的情况下,该厚度可以在约30微米(即,30×10-6米或30μm) 的量级上。附加材料的实际厚度≤2μm,并且附加材料往往渗入到由基 础纸幅的纤维呈现的表面中并且与其相容。因此,在附加材料区域中 累积的材料虽然可示意地表示为方框(如在图3、6以及9中那样), 但实际上对于肉眼几乎感觉不到。为此,将认识到,如果用多层方式 来形成附加材料区域,则所获得的结构几乎不可能分解成各个层。当 施加含水溶液时,对于个别、或分离层的这种分解更加复杂,因为以 后的层往往重新湿润以前的层,并且允许成分(如白垩)穿过以前的 层的材料而沉降。
按优选单层的材料施加速率(见图9)可以在约4X至约6X的范 围中。对于这些来说,以上已经描述“X”。在基础纸幅具有约33的名 义CORESTA值的情况下,约5X的目前优选施加速率据信是适当的。 在基础纸幅具有约60的名义CORESTA值的情况下,约5.5X的目前 优选施加速率据信是适当的。
尽管附加材料区域优选地按单遍、单次施加、或单层施加,但本 发明也预期到附加材料可以按多个施加步骤、或多个层施加(见图 10)。在这个实施例中,在第一层210在第一凹版印刷站处施加到基础 纸幅123的表面上并且干燥之后,附加材料的第二层212(见图10) 可以例如在第二印刷站处施加到包装上。如果希望,第三或以后层214 可在另外的印刷站处施加。第二层212可以排列成叠置在第一层210 上并且大体与其共同扩展。可选择地,第二层212可以仅覆盖第一层 210的一个或多个部分。诸层的相对施加速率不必相同,并且优选地 是不同的。例如,一层可以是其它层的厚度的至少约1.5倍至约3倍。
例如,卷烟制品120(见图13)可以包括一个或多个带状区域250, 这些带状区域250沿卷烟制品120的轴线彼此轴向间隔开。每个带状 区域250可以包括施加的附加材料,从而至少一个纵向延伸间隙252 存在于带状区域250的端部部分254之间。图13的实施例表示在带状 区域250的每一个中的单个间隙252;然而,绕卷烟制品120的圆周 可以提供两个或更多个间隙252。在提供多于一个间隙252的情况下, 各间隙优选地大致彼此平行,并且优选地绕卷烟制品120的圆周也大 体彼此相等地间隔开。在图15中可以看到卷烟制品的一个实施例,该 卷烟制品具有一对大体径向相对的附加材料区域。如表示的那样,附 加材料区域250、250′的圆周范围可以大体上与在这些附加材料区域 250、250′之间的间隔或间隙252的圆周范围相同。
借助于以上布置,当卷烟制品120在自由燃烧条件下存在时(见 图15),附加材料区域250、250′凭借它们的减小透气率阻碍空气向烟 丝条122的燃烧炭的流动。另一方面,对于保持在大体水平位置中的 卷烟制品,包装123的底部间隙252允许空气自由地进入烟丝条122 的侧面,以支持炭的燃烧。当卷烟制品120放置在基层260上时(见 图14),出现非常不同的情形。在这些条件下,基层260阻塞空气向 上到烟丝条122的底部部分或底部间隙252的流动路径。附加材料区 域250、250′和基层260合作限定小得多的区域258、259,通过这些 区域258、259可穿过包装的基础纸幅140抽吸空气。更具体地说,在 区域250的底部与基层260之间的竖直区域258、和在区域250′的底 部与基层260之间的竖直区域258呈现面积(空气可通过该面积到达 烟丝条122的闷烧炭)的实质减小。作为剥夺在空气中的氧的结果, 当燃烧线到达与如在图14中所示的附加材料区域相对的位置时,卷烟 制品120的闷烧炭将自熄灭。对于在图14中示出的位置与卷烟制品当 绕其纵向轴线转动时的其它位置之间的烟丝条122的旋转位置而言, 用于支持炭燃烧的空气的实质减小面积的条件也是存在的。
然而,当卷烟制品120放置在基层260上,从而附加区域250、 250′之一接触基层260时,附加区域仍然可以足够地限制可使空气通 过并且穿过基础纸幅140的面积,并且与将抽吸区域262放置在基层 260上时的情形相比,在基层260与附加区域之间用于使得该面积减 小的材料合作的程度是较弱的。对于本发明来说,抽吸区域262是在 烟丝条122上的这样一个区域:该区域可被操作,以当被放置在基层 260上时,引起燃烧炭熄灭。
在以上例子中,点火倾向值的减小也与自熄值的减小、和卷烟制 品120的改进自由燃烧质量相关联,该卷烟制品120具有包装,该包 装具有附加材料区域,如图13的那些。本领域技术人员也将认识到, 图15的自熄改进是在水平位置(即0°)的卷烟制品中发生的。在45° 和90°的其它自熄评估位置处也观察到类似的自熄改进。在卷烟制品 120碰巧放置在基层260上在三个方位之一处的情况下(所述各方位 绕卷烟制品的轴线彼此间隔开(偏移)45°),也能实现自熄特性和所 需的点火倾向。当然,以这种方式进行论述是为了简短起见。将容易 理解的是,根据本发明的图案能够熄灭卷烟制品,而无论哪个侧部分 抵靠基层260安置,并且,无需将薄膜形成复合物施加到纸上到这样 一种程度:卷烟制品丧失了所需自由燃烧质量,或者从而在主流烟雾 中的一氧化碳水平变得升高。这可以通过对如下情由的认识而被理解: 相对于薄膜形成复合物的区域不必非要设置在离与基层260相接触的 侧部分为严格90°的位置处。这些区域的中心可以设置在离与基层260 相接触的侧部分较近或较远的位置处,例如,在离与基层260相接触 的侧部分约60°与120°之间。
另外,对于具体选定的图案,熄灭卷烟制品的能力可能更多地取 决于提供附加材料(例如,薄膜形成复合物)的最小纵向范围,而不 是在纵向位置处薄膜形成复合物的按面积计算的具体重量。矩形区域 的长度,例如,对于具体设计、基础纸幅以及使用的薄膜形成复合物 可以不小于约5.5mm。使用的薄膜形成复合物的量可以增大以改进点 火倾向性能,通常不失去自由燃烧质量和自熄性能,并且如果希望, 可以将燃烧加速剂施加到纸上,以支持甚至更高的附加水平。
以前认为,在基础纸幅与附加材料区域之间3∶1的透气率比值不 足以熄灭卷烟制品,因为在抽吸区域的纵向位置处的纸透气率的减小 是不足的。然而,该透气率比值,在卷烟制品的圆周部分上,当有下 置基层260时、并且当附加材料布置在不与基层260相接触的卷烟制 品120的侧面处时,可能足以熄灭卷烟制品。
卷烟制品的另一个实施例表示在图16中,该卷烟制品利用在相对 附加材料区域与基层之间的纵向间隔之间的相互作用。这里,一系列 纵向间隔开抽吸区域沿卷烟制品120的轴线134间隔开。在抽吸区域 中的每对附加材料区域为了快速参考可以称作补片。
参照图17,纸包装123还包括沿在图16中的烟丝条122在间隔 开位置处的附加材料区的对(如相对区对270d、272d)。
每对矩形区(例如,270a和272a-后者在图16中不可见)限定圆 周区域274(例如,区域274a)。带状区域274a的“宽度”从区域274a 的前边缘146(它离渐近炭(approaching coal)最近)至后边缘148 (它离渐近炭最远)测得。优选地,区域(例如274a)的宽度,位于 约5.5mm至约12mm的范围中,该范围更优选地为约7mm至约 10mm,最优选地为约8mm至约9mm。而且,在每个圆周区域处, 如在区域274a处,区270a和272a周向间隔开,从而它们当形成在烟 丝条122上时,以相互相对关系沿包装123的相对侧布置。优选地, 每个区270a、272a周向(即,相对于纸幅在跨度上)在跨度约5至约 9mm的范围中延伸,更优选地在跨度约6mm至约7mm的范围中延 伸。
进一步注意,在相邻区域274a、274b之间的基础纸幅140的区域 276和在每个区内在相对区之间(如在区274b的相对区270b、272b 之间)的区域优选地基本上没有用以构成各区(例如区270b、272b) 的附加材料。
在相邻区域之间(如在区274a、274b之间)的纵向距离称作带间 隔276,该带间隔276优选地约4至12mm,并且更优选地约6mm至 约8mm。
优选地,每个区域274的相应相对区270、272从上一个排或区域 的那些区偏移到一种程度(按照随后的说明),并且沿给定烟丝条形成 足够数量的区域274(通过带-区域宽度和带-区域间隔的宽度的选择), 从而当卷烟制品放置在基层上时,至少一个位置101沿烟丝条122存 在,在该处相应区域对270大体上横靠烟丝条122定向,例如在图14 中的相对区对250、250′。正是在烟丝条122上的这个位置处或其附近, 最可能发生自熄。沿烟丝条122最接近出现这个方位的位置,在下文 被称作“定向抽吸区域”。
因为卷烟制品120可能与在图16中表示的位置不同地放置在基层 上,并且/或者因为其区的图案可能不同,所以要认识到,定向抽吸区 对于烟丝条122的不同旋转位置,可能出现在沿烟丝条122的不同纵 向位置处。区的图案和带间隔276可以选择成,沿烟丝条122可以出 现多于一个定向抽吸区。
优选地,每个区270、272及272′包括足够的附加材料,以将在每 个区处包装的透气率减小约0至约12CORESTA,更优选地约7 CORESTA或更小。
对于本发明来说,附加材料的图案施加到包装123上,以得到改 进的点火倾向特性并且也得到改进的自熄特性。
如目前理解的那样,根据本发明的附加材料的交错区允许卷烟制 品120(见图16)设计成具有所希望的低点火倾向值和所希望的低自 熄值的有利组合。附加材料的低透气率区域的图案沿烟丝条122的长 度提供薄膜形成复合物的区域,当卷烟制品120放置在基层上时,这 些区域可与该基层合作,以将点燃的卷烟制品120熄灭,而当卷烟制 品120由抽烟者保持在自由燃烧状态下时,附加材料(如薄膜形成复 合物)的这些区域使卷烟制品120在统计意义上较少发生自熄。因而, 通过根据本发明,将薄膜形成复合物的图案施加到基础纸幅上,卷烟 制品120可以具有减小的点火倾向,同时维持所需的自由燃烧质量或 低自熄值。
为了实现卷烟制品的所需点火倾向和自熄特性,将图案300(见 图17)施加到包装的基础纸幅123上,优选地在基础纸幅123处于展 开状态下的时候,如图17中所示,或者当基础纸幅包括香烟纸的卷时, 该香烟纸还未切开成筒管。本发明的一个目的是提供一种包装,该包 装当形成烟丝条122时,具有不大于25的点火倾向值和不大于50的 自熄值。甚至更优选地是,用于所获得的卷烟制品的点火倾向值不大 于约15;并且用于所获得的卷烟制品的最优选点火倾向值不大于约 10。较低自熄值也是所需的。在这方面,更优选的自熄值小于约25; 而最优选的自熄值小于约10。
具体地参照图17,基于完成卷烟制品的直径(约7至约10mm), 并且允许材料在纵向接缝处重叠约1至约2mm,选择包装123的横向 尺寸。例如,允许约1mm的重叠接缝,对于具有约25.6mm周长的卷 烟制品,包装纸横向纸幅尺寸可以是约27mm。
优选地,将图案300施加到基础纸幅140上,从而多个周向延伸 区域274a、274b、274c、274d(在图17中由虚线定义)沿烟丝条122 (在图17中,见箭头142)布置在间隔开位置处。附加材料可施加到 基础纸幅的一侧或两侧上。优选地,区域274的三个至六个,及最优 选地四个至六个或更多,出现在烟丝条122的名义长度中。圆周区域 274a、274b、274c、274d的每一个具有沿烟丝条122的纵向节距(即, 沿烟丝条从一个区域的开始到相邻区域的开始测得的长度),该纵向节 距小于烟丝条122的名义长度。通过选择在名义长度的25%处的纵向 节距长度,将在每个烟丝条122上提供四个区域。
在每个圆周区域内,例如在274a内,提供附加材料的至少两个区, 例如270a、272a。注意,在所有图中的附加材料区用点画法标识,以 帮助它们的识别;然而,在卷烟制品120或用于这样一个卷烟制品的 包装123中,这些附加材料区可以是肉眼可识别的,或者也可以不是 肉眼可识别的。这些区的每一个优选地周向间隔开,从而这些区在完 成的烟丝条122中将彼此相对。而且,对于每三个区,例如274a、274b、 274c,第二区域274b的区270b、272b优选地从第一区域的区270a、 272a沿周向偏移。此外,第三区域274c的区270c、272c优选地从第 二区域274b的区270b、272b沿周向偏移,并且甚至进一步从第一区 域274a的区270a、272a沿周向偏移。
如在图17中描绘的那样,在这个实施例中的每个区域的附加区在 圆周方向上与相邻区域的附加区偏离一段距离,该距离随着附加区的 横向尺寸的改变而改变。每个区具有沿烟丝条122测得的宽度和在烟 丝条122的圆周方向意义上的横向跨度尺寸。对于这个实施例,区宽 度小于关联区域的纵向节距。如在图17中看到的那样,纵向节距长度 可以大于对应区域的对应区宽度。沿烟丝条122的接续区域的附加区 优选地偏离相邻区域的附加区,由此限定区域的图案300,这些区域 沿相对于基础纸幅的边缘倾斜的线覆盖基础纸幅的部分。此外,附加 区的图案可以沿基础纸幅的长度至少部分地重复本身。
在所示的实施例中(图17),每个区设置在包装123上,从而该 区的中心位于三个路径270、272以及272′中的一个路径上,这些路径 由对应的虚线270、272及272′表示。因而,例如,路径270通过六个 区270a、270b、270c、270d、270e、270f的对应几何特征。每个区与 其它区间隔开,但作为可选方案,各区也可以彼此接触。路径270、 272及272′彼此平行,并且相对于包装123的侧边缘按锐角Φ定向。要 认识到,区272′优选地与区272相同,并且由通过在图17中表示的图 案300的进展而形成,在此,当区270沿一个边缘消失时,区270′沿 一个相对边缘出现。每对跨纸幅对准的区,例如区270a、272a、或区 270b、272b,可以覆盖高达对应区域274a、274b的总表面面积的33%。 对于矩形区,每个区优选地在纵向方向或宽度上在约8mm至约10mm 的范围中,并且在周向跨度方向上约5mm至约7mm。在区之间的纵 向间隔276优选地位于4mm到约12mm的范围中,并且更优选地在 约6mm至约8mm的范围中。附加材料区的周向间隔优选地在约3mm 至约20mm的范围中,更优选地在约5mm至约8mm的范围中,及最 优选地在约5.5mm至约7.0mm的范围中。
当包装123绕烟草形成以制成烟丝条122时,在任何纵向位置处 的附加材料区优选地彼此间隔开约180°。而且,由附加材料区占据的 面积与总面积的比值,总面积是(i)对应区域274d和(ii)在一侧上 的相邻区域之间的环形面积之和,(该比值这里定义为“区面积比值”) 大大地小于一。优选地,区面积比值位于小于约20%至小于约50%的 范围中,并且更优选地在小于约20%至小于约35%的范围中。更具体 地说,在某些实施例中,区占据的面积与总面积的区面积比值可以小 于30%,并且甚至小于25%。一般地讲,所需的是,保持区面积覆盖 比值较低,因为当低透气率(即,低CORESTA)包装用于烟丝条时, 高值(即,较接近1)据信会增加在主流烟雾中的一氧化碳浓度。
当形成包装123以制成烟丝条122时,路径270、272以及272′ 描述第一螺旋路径272/272′(在图17中的区272和272′组合以形成螺 旋路径272/272′)和第二螺旋路径270(包括螺旋对准区270),它们 两者都绕轴线134、和在烟丝条122的长度上纵向延伸,如在图16-17 中示出的那样。螺旋路径272/272′和270(如从图17看到的那样)具 有螺旋角Φ,并且不彼此相交。优选地,两个螺旋路径都可以围绕烟 丝条122作逆时针或顺时针转动。如示出的那样,当从点火端观察并 向滤嘴端看去时,从烟丝条122的滤嘴端处开始,两个路径270、272′ 都顺应顺时针路径。
图案300的各区可以通过将含水薄膜形成复合物的一个或多个层 施加到包装的基础纸幅上而形成,以减小在这些区中纸的透气率。将 防皱剂包括到薄膜形成复合物中,允许图案分两遍施加(如果希望的 话)、或者按单层施加(如果提供辅助干燥能力的话)。可选择地,纤 维素材料也可以用来形成各区。在使用薄膜形成复合物的情况下,薄 膜形成复合物优选地可以包括水和高浓度的吸着剂,例如按重量20% 至约50%。薄膜形成复合物可包括一种或多种吸着剂,如淀粉、藻酸 盐、纤维素或树胶,并且也可以包括碳酸钙作为填充剂。在淀粉是薄 膜形成复合物的情况下,约24%的浓度可能是有利的。可以使用凹版 印刷、数字印刷、使用模板的涂敷或喷涂、或任何其它适当技术,将 薄膜形成复合物施加到包装123的基础纸幅上。例如,在美国专利申 请No.11/500,918中描述的薄膜形成复合物和用来施加薄膜形成复合 物的方法(该专利申请通过种对其参考由此全部包括在这里)可以被 选择以便将图案施加到包装的基础纸幅上。如果希望,则可通过印刷 而彼此对准或对齐的多个、接续的层(例如两个或更多个后续层)而 形成附加材料的各个区。此外,当多个层用来形成附加材料区时,在 各层中的材料可以是相同的或不同的。例如,一层可以是淀粉,而下 个层可以是淀粉和碳酸钙(或者反之亦然)。
用于附加材料区的图案300的目前优选实施例示出在图18中。像 图17的实施例,在图18中的附加材料区是四边形的,具体地说,是 大致矩形的。优选地,附加材料的至少两个区,例如280a、280b,施 加在每个区域274a、274b、274c、274d中,从而在完成的卷烟制品中 沿周向间隔开。每个区280a、280b的周向尺寸优选地选择成,当未包 装时小于基础纸幅123的跨度的约50%,并且最优选地小于该基础纸 幅123的跨度的、或烟丝条122的周长的约25%。每个区280a、280b 的周向尺寸,当添加到在区280a、280b之间的周向间隔上时,优选地 是基础纸幅123的周向跨度的约50%。
区280a、280b的纵向长度加上在区280a、280b、与区282a、282b 之间的纵向间隔276(即,纵向节距长度)优选地选择成:三个或四 个区域274a、274b、274c、274d将出现在卷烟制品的烟丝条122的名 义长度中,并且相邻区域的附加区彼此纵向间隔开。优选地,各个区 (例如280a、280b)的纵向扩展或“宽度”(即以前定义的区宽度或区 域宽度)位于约8至约10mm的范围中。在(i)区域274b的区282a、 282b与(ii)区域274a的区280a、280b之间的周向偏移x,优选地 位于基础纸幅123的总的、未包裹跨度的约10%至约35%的范围中。 更优选地,周向偏移x,位于基础纸幅123的总的、未包裹跨度的约 12%至约35%的范围中。最优选地,周向偏移x,是附加区280a、280b 的周向尺寸或跨度的约一半。在其它区域274c、274d中的附加材料区, 相对于彼此也同样周向偏移相同的偏移x。将注意到,例如,在区域 274d中,当基础纸幅处于未包裹状态下时,附加材料区286a、286c 之一在基础纸幅123的两个边缘部分之间被分裂。
在区域274a-274d中施加的图案300优选地沿基础纸幅123的长 度重复。清楚地,如果周向偏移x小于基础纸幅的横向宽度的12.5%, 则多于四个区域将限定用于图案300的完整循环或相位长度。相反, 如果周向偏移x大于12.5%,则小于四个区域将限定用于图案300的 完整循环长度(如在图17的情形中那样)。
图案300的另外实施例(见图19)使用四边形的附加材料区290a、 290b,即大体四边形区。尽管区290a、292a布置成,当包装形成烟丝 条122时,处于彼此基本螺旋对准的状态,但四边形形状290、292、 294、296的构造可以按所需的那样选择。例如,可使用形状的镜像图 案(绕纵向方向的成镜像),尽管大致螺旋形的印记可能失去。同样, 四边形区的斜度可以按可能需要的方式加以变化。然而,一般地,在 这个实施例中的区290、292、294、296和区域31a-31d的周向尺寸、 周向间隔或偏移、纵向尺寸以及纵向间隔或偏移可以按在其它实施例 中描述的那样选择。
图案300的又一个实施例(见图20)使用四边形的附加材料区310、 312、314、316,即大体梯形区。这里同样,大致梯形的区310a、312a 可以布置成,当包装组合成烟丝条122时,处于彼此基本螺旋对准的 状态。另外,梯形区310、312、314、316的实际形状可以按所需的那 样选择。例如,梯形区的斜度、和梯形区的比例可以按可能所需的那 样变化。然而,一般地,在这个实施例中的区310、312、314、316 和区域274a-274d的周向尺寸、周向间隔或偏移、纵向尺寸以及纵向 间隔或偏移可以按在其它实施例中描述的那样选择。优选的是,前边 缘146是在区310的两个平行的边缘中较长的那个边缘。
图案300的再一个实施例(见图21)使用大体三角形的附加材料 区320、322、324、326。区域274a的大体三角形区320a、320b可以 构造和布置成,触及下个相邻区域274b的对应大体三角形区322a、 322b。如果所需的点火倾向和自熄特性要求它,则第一区域274a的大 体三角形区320a、320b可以与相邻区域274b的三角形区322a、322b 纵向间隔开。依据对于卷烟制品设计要求的特性,也想到,大体三角 形区域可以定向成:闷烧卷烟制品的燃烧炭遇到大体三角形区的三角 形顶点和逐渐增加的横向尺寸(即,在图21中从右到左);或者闷烧 卷烟制品的燃烧炭遇到三角形区的底边和较低透气率区的突然增大 (即,在图21中从左到右)。三角形区320、322、324、326的周向间 隔和那些三角形区的尺寸可以按照在本发明中别处叙述的优选范围确 定。而且,三角形区可以是所描绘的等腰三角形、或等边三角形、或 直角三角形、或可能所需的任何其它希望三角形形状。然而,一般地, 在这个实施例中区320、322、324、326和区域274a-274d的周向尺寸、 周向间隔或偏移、纵向尺寸以及纵向间隔或偏移可以按在其它实施例 中描述的那样选择。优选的是,区320的三角形形式定向成,建立前 边缘146(最靠近渐近炭)。
用于包装图案300的这些实施例的操作最好通过图22-24的考虑 而理解。这些图示出在基层260上安置的卷烟制品120的三个不同位 置,并且说明在低透气率附加材料的区与基层260之间发生的合作。 一个位置(见图22)示出根据本发明的卷烟制品120的侧视图。将卷 烟制品绕其纵向轴线转动过45°角度(从图22的左端顺时针)导致类 似于在图23中表示的视图。类似地,将卷烟制品120进一步转动过另 一个45°角度(也从图22的左端顺时针)导致类似于在图24中示出 的视图。在图22-24的每一个中,可看到,在沿烟丝条122的长度的 一定位置处,至少一对附加材料区定位在卷烟制品的侧面上,例如图 22的区332、332′;图23的区324、324′;及图24的区326、326′。 在其中附加材料区332、332′大体定位在卷烟制品120的侧面上的那些 位置处(图26),区332、332′是大体竖直的,或者基本垂直于基层260 的表面。区332、332′的方位最清楚地示出在图27中,其中当在横截 面中观看时相对的区332、332′布置在卷烟制品120的对应相对侧上, 相对于烟丝条122的一条直径大体对称地定位,该直径与基层260的 表面大体相平行。
在沿卷烟制品20的其它纵向位置处的附加材料区的方位表示在 图25和26中。在图25中,附加材料区330、330′定位成,一个区330 触及基层260。在图22中的卷烟制品120的区334、334′,当从图22 的右端观看时,也如图25中那样定位。在图26中,一个区336′接触 基层260,但另一个相对区336位于卷烟制品120的顶部处。由图22-24 的考虑,将认识到,乌鲁具有描述的附加材料区图案的卷烟制品120 的角位置如何,至少一对相对附加材料区如在图25、或图27中表示 的那样,或者在这些位置之间的转动位置定位。这个位置在上文中已 经被称作定向抽吸区域。
相应地看到,相对附加材料区的螺旋转动位置产生如下情形:无 论与包装的哪个侧部分抵靠基层260置,将始终有至少一个纵向位 置,该纵向位置具有在不与基层98相接触的侧部分处的薄膜形成复合 物,而具有足够的添加量和几何形状的各区可与基层260合作,以当 燃烧线到达该纵向位置时,使卷烟制品自熄。这个事实导致卷烟制品 的点火倾向性能得以改进,并且允许卷烟制品设计成具有不大于25% 的点火倾向值。无论如何,在没有基层260时,卷烟制品不自熄而保 持自由燃烧,如当卷烟制品由抽烟者保持时。这个事实导致卷烟制品 的改进自熄性能,并且允许卷烟制品设计成具有不大于50%的自熄 值,该自熄值可以是自熄平均值。在0°下的自熄值可能比自熄平均值 低得多,并且可能小于25%。
在以上描述的实施例中,卷烟制品具有一般圆形横截面。因此, 卷烟制品的任何侧部分都有可能抵靠基层260安置。然而,在这里所 说明的图案可以是这样的,无论卷烟制品的哪个侧部分碰巧抵靠基层 260安置,都可以实现以上关于图14和15描述的燃烧特性(点火倾 向值不大于25%,并且自熄值不大于50%)。优选地,将图案选择成, 当基础纸幅绕烟丝条122包裹时,在沿烟丝条122的一个或多个(优 选地至少两个)纵向位置处,薄膜形成复合物的多个区出现在不与基 层260相接触的相对侧处。
如果希望,附加材料区也可以包括除四边形之外的其它几何形状, 这些几何形状例如包括椭圆、其它多边形、等。此外,以上描述的螺 旋角Φ可以增大,同时保持各区的尺寸与在所示的实施例中的尺寸相 同。该变化可以使得各区被布置成重叠图案(或者至少将区布置成彼 此紧密接近)。可选择地,可以通过增大区或补片的横向尺寸而形成阶 梯型的螺旋图案,同时螺旋角与在图17中的相同,并且/或者可以在 每个补片间隙处、并且沿路径270、272、272″设置一个与在图17中 表示的尺寸相等的区(从而沿路径270有12个而不是6个补片)。
缝隙带状区域
用于附加材料区域的其它图案当然也在本发明的范围内。而且, 将防皱剂包括在用来形成带状区域的含水溶液中,允许实现复杂的图 案。
例如,在另一个实施例中,带状区域可以包括附加材料的第一、 第二及第三区,这些区可以由这里公开的方法的任一种施加,其中第 二区包括孔眼,这些孔眼优选地填充有吸着材料,当燃烧炭接近带状 区域时,该吸着材料熔化蒸发,由此提供具有增大透气率的第二区。
因而,公开了卷烟制品的一种包装,该包装包括基础纸幅和至少 一个横向带状区域,该带状区域具有第一、第二及第三区。第一和第 三区包括附加材料,该附加材料减小包装的透气率。第一和第三区每 个具有这样的宽度,从而如果所述第一或第三区的任一个分开地施加 到卷烟制品的包装上,则卷烟制品在自由燃烧状态下呈现在统计意义 上显著发生的完全彻底的燃烧、和统计意义上很少发生或不发生的自 熄(例如,在测试20至50根香烟的批量之后)。第一和第三区的宽度 之和是这样的,从而如果这些区作为单个连续带(没有缝隙或其它断 续)而施加到卷烟制品的包装上,则卷烟制品在自由燃烧状态下呈现 统计意义上很少发生或不发生的完全彻底的燃烧和统计意义上显著发 生的自熄。第一和第三区由第二区分开。包装沿第二区的透气率大于 沿第一和第三区的透气率。包装沿第二区的宽度小于沿第一或第三区 (它们可具有相等或不相等的宽度)的宽度,从而,与包括上述一种包 装(第一和第三区在该包装上被施加成单个连续带,同时保持统计意 义上很少发生或不发生的完全彻底的燃烧)的卷烟制品相比,当包括 第一、第二及第三区的卷烟制品被点燃时,在自由燃烧状态下呈现统 计意义上减小的自熄发生率。优选地,第一和第三区具有跨过第一和 第三区均匀的附加材料。选择性地,第二区可以具有与第一和第三区 基本相等的宽度。
用于带状区域的附加材料的总重量优选地位于0.5克每平方米至 15克每平方米(g/m2)的范围中。常规香烟纸是可透气的,透气率通 常以CORESTA指示,CORESTA按照体积流量(即,cm3/sec)每单 位面积(即,cm2)每单位压力降(即,水的cm)来测量纸的透气率。 香烟纸的透气率通常超过20CORESTA,并且优选地,香烟纸具有约 33至约60CORESTA的透气率、和约22g/m2至约30g/m2的基础重量。 然而,通过带状区域和在其下布置的香烟纸的透气率位于0至15 CORESTA的范围中。透气率的减小优选地限制支持在带状区域附近 的香烟炭的燃烧所需要的空气流动。
第一和第三区优选地具有比中间第二区大的按克每平方米的基础 重量;例如,第一和第三区的按克每平方米的基础重量可以是第二区 的按克每平方米的基础重量的至少两倍。第二区可以包括间隙。如这 里使用的那样,术语“间隙”是指在第一和第三区之间的、缺少任何减 小透气率的附加材料的、带状区域的离散区域(即,不包含减小透气 率的附加材料的层)。为了帮助在第二区中的燃烧,包装可以在第二区 的位置处包括氧化。第二区优选地具有比第一和第三区大的透气率。
至少一个横向带状区域优选地包括:与基础纸幅接触的第一印刷 层;和在第一印刷层上的第二印刷层,该第二印刷层优选地具有等于 或大于第一印刷层的按克每平方米的基础重量。然而,第二层和/或后 续的层的基础重量可以比第一层的基础重量小。例如,第二印刷层的 按克每平方米的基础重量可以是第一印刷层的按克每平方米的基础重 量的至少两倍。在一个实施例中,第二区可以包括单个印刷层,而第 一区和第三区中的每个区可以包括至少两个印刷层(更优选地三个或 更多个层)。可选择地,第一和第三区中的每个区包括至少三个或四个 印刷层,并且第二区可以只包括一个或两个或没有印刷层。
基础纸幅的非带状区域优选地不包括减小透气率的附加材料。如 下面参照图30描述的那样,横向带状区域可以包括多于三个的区。例 如,横向带状区域可以包括例如五个区,用第二和第四区分离第一、 第三及第五区,并且包装沿第二和第四区具有的透气率大于沿第一、 第三及第五区的透气率。
本发明还提供卷烟制品的一种包装,该包装包括基础纸幅和附加 材料的横向带状区域。该横向带状区域设计成,当包括该横向带状区 域的卷烟制品留在基层上时,使得该卷烟制品熄灭。包装还包括沿横 向带状区域的较透气的中间区,从而相对于没有中间区的卷烟制品而 言,包括该包装的卷烟制品的自熄发生在统计意义上减少。
在另一个实施例中,卷烟制品的包装包括基础纸幅和在基础纸幅 上的至少一个横向带状区域,该横向带状区域包括第一、第二及第三 区。该至少一个横向带状区域可没有填充物,并且选择性地,各区中 的至少一个区至少部分地由附加材料形成,该附加材料包括填充物。 附加材料优选地跨过第一和第三区是均匀的。第一和第三区在第二区 的外侧,并且在第二区处的整个包装结构与在第一和第三区处的整个 包装结构相比具有较大透气率。
本发明还提供一种卷烟制品的包装,该包装包括基础纸幅和在基 础纸幅上的至少一个横向带状区域,该横向带状区域包括第一、第二 及第三区。第一和第三区在第二区的外侧,第二区与第一和第三区相 比具有较大透气率,并且第二区和第一和第三区包括附加材料。
而且,本发明提供一种制造卷烟制品的包装的方法,该方法包括 供给基础纸幅和在基础纸幅上形成至少一个横向带状区域,该横向带 状区域包括第一、第二及第三区。第一和第三区在第二区的外侧,第 二区与第一和第三区相比具有较大透气率,并且至少第一和第三区由 没有填充物的附加材料形成。选择性地,各区的至少一个至少部分地 由附加材料形成,该附加材料包括填充物。附加材料优选地跨过第一 和第三区是均匀的。
此外,本发明还提供一种制造卷烟制品的包装的方法,该方法包 括供给基础纸幅和在基础纸幅上形成至少一个横向带状区域,该横向 带状区域包括第一、第二及第三区。第一和第三区在第二区的外侧, 第二区与第一和第三区相比具有较大透气率,并且第二区和第一和第 三区由附加材料形成。选择性地,各区的至少一个至少部分地由附加 材料形成,该附加材料包括填充物。附加材料优选地跨过第一和第三 区是均匀的。
图28-33示出的卷烟制品包括这里所描述的缝隙带状纸。具体地 说,图28示出具有两个带状区域126的卷烟制品,两个带状区域126 的每一个包括由第二区404分离的第一和第三附加材料区400、402, 该第二区404可以呈现间隙的形式,或者可以呈现减少的附加材料区 的形式。第一和第三附加材料区400、402可以每个是例如约2-5mm 宽,并且第二区404可以是例如约1-2mm宽。更具体地说,第一和 第三附加材料区400、402可以每个是例如约3mm宽,并且第二区 404可以是例如约1.5或2mm宽。第一和第三附加材料区400、402 优选地包括多层附加材料,像例如两层、三层或四层附加材料。附加 材料优选地跨过第一和第三区400、402是均匀的。
图30示出具有两个带状区域126的卷烟制品,两个带状区域126 的每一个包括由第二和第四区416、418分离的第一、第三及第五附加 材料区410、412、414,该第二和第四区416、418可以呈现间隙的形 式(见图31),或者可以呈现附加材料水平减少的形式(见图38)。第 一、第三及第五附加材料区410、412、414可以每个是例如约2mm 至3mm宽,并且第二和第四区416、418可以每个是例如约1mm至 2mm宽。更优选地,第一、第三及第五附加材料区410、412、414可 以每个是例如约2mm宽,并且第二和第四区416、418可以每个是例 如约1mm宽或更小。第一、第三及第五附加材料区410、412、414 优选地包括多层附加材料,像例如两层、三层或四层附加材料。附加 材料优选地跨过第一、第三及第五区410、412、414是均匀的。
图32示出具有两个带状区域126的卷烟制品,两个带状区域126 的每一个包括由第二较少附加材料区424分离的第一和第三附加材料 区420、422。第一和第三附加材料区420、422可以每个是例如约2mm 至3mm宽,并且第二较少附加材料区424可以是例如约1mm至2mm 宽。更具体地说,第一和第三附加材料区420、422可以每个是例如约 3mm宽,并且第二较少附加材料区424可以是例如约2mm宽或更小。 第一和第三附加材料区420、422优选地包括多层附加材料,像例如两 层、三层或四层附加材料,而第二较少附加材料区424可以包括例如 一层或两层附加材料。附加材料优选地跨过第一和第三区420、422 是均匀的。尽管第二区424在1mm宽度时是有效力的,但实施例在 1.2mm宽度或更大宽度时表现得更好。
参照图28-33,缝隙带状纸有利于对于给定CO水平比带状纸的 以前设计的透气率低的包装的使用。例如,业已发现,如果没有进一 步变化地施加已有型式的带,则包括纸(该纸具有33CORESTA的透 气率和11mg的CO(FTC)输送)的烟丝条产生15mg的CO(FTC)。 为了消除这种增大,包装的透气率不得不升高到约46CORESTA。这 样的变化在香烟设计中产生多种后果,像例如影响抽吸计数,可能减 弱纸的可加工性等。相反,具有33CORESTA的透气率的缝隙带状纸 提供12mg的CO(FTC)。因而,这里描述的缝隙带技术以对于CO 水平(FTC)的较小影响而有利于带的施加。
参照图34-37,其它的一些实施例可以包括这样的带状区域:其 中的区是纵向地延伸,而不是周向地延伸。更具体地说,与图30的带 状区域构造相对应的图34具有纵向而不是周向延伸的区;而与图32 的带状区域构造相对应的图36具有纵向而不是周向延伸的区。
在一个优选实施例中,每个带状区域的第一层优选地使用含水吸 着复合物形成,该含水吸着复合物完全跨过带状区域延伸。每个带状 区域的后续层(一个或几个)可以通过使用相同的含水薄膜形成复合 物或不同的含水复合物形成。例如,多个层可以都包括只包含淀粉的 层,或者多个层可以包括只包含淀粉的一个或多个层、和包含碳酸钙 的一个或多个层(按任何顺序)。在凹版印刷期间,吸着复合物优选地 加热到其中其粘度位于适于凹版印刷的粘度范围内的温度。当加热的 吸着复合物被施加时,吸着复合物被冷却或骤冷,并且可以被胶化。 因而,在吸着复合物中的自由水的一部分被约束,并且不可能浸泡或 迁移到基础纸幅的下置纤维中。自由水的这种约束防止在基础纸幅中 形成波动、弄皱、及/或起皱。带状区域的后续层优选地相对于第一层 具有增大的厚度。带状区域使得在其下布置的基础纸幅的透气率减小, 从而有利地对支持在带状区域附近的香烟炭的燃烧所需要的空气流动 形成限制。
在吸着复合物中使用的吸着复合物可以从包括淀粉、藻酸盐、角 叉菜胶、瓜尔豆胶、果胶以及其混合物的组中选择。优选地,吸着复 合物包括淀粉,更优选地氧化淀粉,像例如木薯淀粉,更具体地说是 氧化木薯淀粉。在这些实施例中,吸着复合物优选地不包含填充物, 像例如碳酸钙,这些填充物会增加通过带状区域的燃烧速率。在一个 优选实施例中,用于印刷的吸着复合物包括水和按重量约20%至约 50%的吸着复合物。在复合物中较高吸着复合物浓度下,复合物当其 温度迅速降低时可能经历胶化。因而,可以将自由水约束到印刷带状 区域中。
在室温(约23℃)下,高固体含量的吸着复合物具有超过约 200mPa·s(厘泊(cP))的粘度,并且不适于凹版印刷;然而,在约 40°至约90℃的范围中的温度下,吸着复合物的粘度减小得足以用作 凹版印刷复合物。对于凹版印刷,适当粘度的上限是约200mPa·s。更 优选地,吸着复合物在约40°至约90℃的范围中的温度下具有约 100mPa·s的粘度,从而复合物在该温度下凹版印刷之后,在与纸接触 时可被骤冷。在室温下复合物的粘度也是重要的。在室温下的高粘度 是需要的,以使得吸着复合物在室温下形成胶体。
优选地,使用接续凹版印刷工艺将带状区域施加到包装上。凹版 印刷操作能够对接续印刷操作进行精确对准。因而,凹版印刷不仅可 用来有效地印刷带状区域的第一层,而且可用来有效地印刷选择性的 后续层。
例子
如下例子的意图不是限制性的而仅仅是例示性的。具有五种不同 包装(即,具有五种不同带状区域构造的包装)的香烟的点火倾向(“点 火倾向”)和在0°下(水平的)自熄被测试。每一种包装的基础纸幅 具有33CORESTA的透气率和25g/m2的基础重量。
表X
IP是点火倾向,SE是自熄

*各数值是以mm计量的区宽度(见下面的表XI-XV)
参照表X,包装A是对照,包括连续的、实心6mm印刷带状区 域,具有5.5X的附加速率。如这里使用的那样,5.5X的附加速率在 干燥重量基础上导致8g/m2至9g/m2的附加材料,并且用于具有27mm 相位(即,一个带状区域的前边缘到下一个带状区域的前边缘之间的 间隔)的6mm带状区域的26.5g/m2的基础重量施加到具有25g/m2的 基础重量的基础纸幅上。
表XI-包装B的细节

表XII-包装C的细节

表XIII-包装D的细节

表XIV-包装E的细节

当与对照包装A相比较时,包装B-E呈现所期望的自熄减小,同 时保持点火倾向(即,不显著增加点火倾向)。具体地说,包装B呈 现优于对照包装A的改进,该改进由自熄平均值从95%减小到60% 而被证实。而且,比较包装B和D,可看到,通过将第二区的宽度从 1mm增大到2mm,自熄平均值从60减小到25%(同时基本保持点火 倾向值)。因而,第二区的宽度优选地大于1mm,优选地约1.5mm或 约2mm。尽管包装c也呈现了良好的结果(该包装c呈现45%的自熄 平均值),但最好结果由包装E给出,该包装E呈现20%的自熄平均 值。
应该注意,具有带状区域(包括第一、第二、第三、第四及第五 区)并且呈示出最好结果的包装E具有较大透气率的1mm第一和第 四区。作为对比,具有带状区域(该带状区域仅包括第一、第二以及 第三区,其中1mm第二区具有较大透气率)的包装B表现得没有这 样好。因而,具有仅包括第一、第二以及第三区的带状区域的包装, 优选地比具有包括第一、第二、第三、第四及第五区的带状区域的包 装的较大透气率区,具有较宽的较大透气率区(即,约1.5mm或约 2mm)。
而且,一种制造卷烟制品的带状包装的方法可以包括:供给基础 纸幅;和在基础纸幅上形成至少一个横向带状区域,该横向带状区域 包括第一、第二以及第三区。第一和第三区在第二区的外侧,第二区 与第一和第三区相比具有较大透气率,并且第一和第三区的至少一个 由没有填充物的附加材料形成。选择性地,各区的至少一个至少部分 地由附加材料形成,该附加材料包括填充物。附加材料优选地跨过第 一和第三区是均匀的。
此外,一种制造卷烟制品的带状包装的方法可以包括:供给基础 纸幅;和在基础纸幅上形成至少一个横向带状区域,该横向带状区域 包括第一、第二以及第三区。第一和第三区在第二区的外侧,第二区 与第一和第三区相比具有较大透气率,并且第二区和第一和第三区由 附加材料形成。选择性地,各区的至少一个至少部分地由附加材料形 成,该附加材料包括填充物。附加材料优选地跨过第一和第三区是均 匀的。
在一个优选实施例中,每个带状区域的第一层优选地使用含水吸 着复合物形成,该含水吸着复合物完全跨过带状区域延伸。每个带状 区域的后续层(一个或几个)可以通过使用相同的含水薄膜形成复合 物或不同的含水复合物形成。例如,多个层可以都包括只包含淀粉的 层,或者多个层可以包括只包含淀粉的一个或多个层、和包含碳酸钙 的一个或多个层(按任何顺序)。在凹版印刷期间,吸着复合物优选地 加热到其中其粘度位于适于凹版印刷的粘度范围内的温度。当加热的 吸着复合物被施加时,吸着复合物被冷却或骤冷,并且可以被胶化。 因而,在吸着复合物中的自由水的一部分被约束,并且不可能浸泡或 迁移到基础纸幅的下置纤维中。自由水的这种约束防止在基础纸幅中 形成波动、弄皱以及/或起皱。带状区域的后续层优选地相对于第一层 具有增大的厚度。带状区域使得下置基础纸幅的透气率减小,这有利 地对于支持在带状区域附近的香烟炭燃烧所需要的空气流动造成限 制。在包括附加材料层的实施例中-该附加材料包括碳酸钙,该层优选 地被施加作为用于带状区域的上部层,该上部层打算用于包装的外侧 或与用于带状区域的包装相邻或在包装的内侧,从而使其对于卷烟制 品的外观的有利影响最大。
带状区域的吸着复合物可以从包括淀粉、藻酸盐、角叉菜胶、瓜 尔豆胶、果胶以及其混合物的组中选择。优选地,吸着复合物包括淀 粉,更优选地氧化淀粉,像例如木薯淀粉,更具体地,氧化木薯淀粉。 在一些实施例中,吸着复合物优选地不包含填充物,像例如碳酸钙, 这些填充物会增加通过带状区域的燃烧速率。在一个优选实施例中, 用于印刷的吸着复合物包括水和按重量约20%至约50%的吸着复合 物。在复合物中较高吸着复合物浓度下,复合物当其温度迅速降低时 可能经历胶化。因而,可以将自由水约束到印刷带状区域中。
在室温(约23℃)下,高固体含量吸着复合物具有超过约200mPa·s (厘泊(cP))的粘度,并且不适于凹版印刷;然而,在约40°至约90℃ 的范围中的温度下,吸着复合物的粘度减小得足以用作凹版印刷复合 物。对于凹版印刷,适当粘度的上限是约200mPa·s。更优选地,吸着 复合物在约40°至约90℃的范围中的温度下具有约100mPa·s的粘度, 从而复合物在该温度下凹版印刷之后,在与纸接触时可被骤冷。这样 一种吸着复合物可以包括按重量24%的淀粉。可选择地,吸着复合物 可以包括按重量20%的淀粉,它在室温下具有约10mPa·s至40mPa·s 的粘度,并且在更高温度下具有更低粘度。在室温下复合物的粘度也 是重要的。在室温下的高粘度是需要的,以使得吸着复合物在室温下 形成胶体。
图39是具有带有弯曲缝隙450的带状区域的卷烟制品120的立体 图。图40是在未折叠包装140上的弯曲缝隙的示范表示。图41是具 有带状区域126的卷烟制品120的立体图,该带状区域126具有一个 或选择性地两个纵向缝隙460,该纵向缝隙460未达到带状区域126 的前边缘146和后边缘148而终止。
图42是包括带状纸的卷烟制品的侧视图,该带状纸具有带状区 域,该带状区域具有在图39中所描绘的弯曲缝隙。然而,与图39相 反,弯曲缝隙450在与图39的缝隙相反的方向上倾斜。
另一个实施例涉及在周向和纵向方向上使用圆周缝隙(见图43)。 附加材料的生成图案类似间隔开的多个区域126,其中具有多个补片 460。
在其它实施例中,纵向带状区域470绕卷烟制品120的长度螺旋 地缠绕(见图44-46)。这些螺旋布置良好地适于大致圆形的香烟。当 卷烟制品120经历自由燃烧状态时,相对螺旋缠绕纵向带状区域仅凭 借它们的减小透气率来阻碍到烟丝条的燃烧炭的空气流。然而,包装 的未阻碍部分允许卷烟制品具有一致的、和有利的条件,以支持在卷 烟制品的前进炭中的燃烧。另一方面,当卷烟制品放置在基层上时, 出现非常不同的情形。基层阻塞空气向上到烟丝条的底部部分的流动。 相对螺旋缠绕纵向带状区域和基层合作,以限定出小得多的使空气能 够通过而被输送到基础纸幅的区域,如以前讨论的那样。
图44示出卷烟制品120,该卷烟制品120包括螺旋纵向带状区域 470,该带状区域470优选地在包装的长度上延伸。应该理解,这些螺 旋带470的圆周宽度优选地选择成,螺旋带470对于围绕着烟丝条的 包装123的表面面积的覆盖范围不大于约33%。螺旋纵向带状区域470 的螺旋角β(见图12)等于arctangent(2l/c),其中l是烟丝条的长 度,而c是卷烟制品的周长。关于在图44中所示的螺旋纵向带状区域 470的开始位置,卷烟制品120沿其长度具有一个位置,在该处,螺 旋纵向带状区域470关于卷烟制品的直径处于相对关系,当卷烟制品 120在测试期间放置在基层上时,该直径与基层相平行。
优选地,螺旋纵向带状区域的螺旋角β选择成,无论卷烟制品绕其 纵向轴线的转动位置如何,沿烟丝条都至少有一个位置呈现在图12 中表示的构造。更优选地,螺旋角β选择成位于约arctangent(2l/c) 与约arctangent(l/c)之间,从而无论卷烟制品绕其纵向轴线的转动 位置如何,沿烟丝条都至少有两个位置呈现图12的布置。如果需要, 螺旋角β可选择成甚至比arctangent(l/c)小的值,从而在贯穿烟丝条 的长度上更多次地出现图12的状态。
这样的优选实施例保证,无论卷烟制品在基层上的角位置如何, 卷烟制品沿其长度都将具有至少一个位置,并且优选地两个、三个、 四个或更多位置,在所述位置处,螺旋纵向带状区域定位成,在横截 面中,各带状区域大体对称地布置在定位成与下置基层相平行的横截 面的主要尺寸的两端处,横截面视图与图12类似。优选地,纵向带状 区域覆盖卷烟制品的表面面积的25%或更小,并且/或者在圆周方向上 的宽度小于或等于约6mm。优选地,每个纵向带状区域包括足够的附 加材料,以将在每个纵向带状区域处的包装的透气率减小到约0.0至 约12CORESTA,更优选地约7CORESTA或更小。
当角β接近0时,带状区域126成为纵向带条480(见图48),这 些纵向带条480定位成大致平行于卷烟制品120的轴线。
用于卷烟制品的包装也可以包括:基础纸幅140(见图49),具有 名义透气率;和多个带状区域126,具有足够的附加材料,从而包装 在带状区域处具有比基础纸幅的名义透气率小的透气率。每个带状区 域126的前边缘500可以是钝锯齿状的。选择性地,带状区域的后边 缘502也可以是钝锯齿状的。
尽管对于本领域的技术人员可以想到钝锯齿状区域的各种布置, 但几种这样的布置示出在附图中。例如(见图50),带状区域12可以 具有前边缘500,在该前边缘500中,凹处504布置在凸处506之间。 在这个实施例中,凸处506在基础纸幅140的横向方向上具有大体与 在凹处504的横向方向上的尺寸相同的尺寸。如描绘的那样,凸处506 和关联凹处504可以是大致矩形的。然而,如果希望,凸处506和凹 处504可以具有其它几何形状,这些形状没有限制地包括四边形、梯 形、三角形、六边形以及其它规则或不规则几何构造。在凸处506的 顶部与相邻凹处504的底部之间的距离可以位于约2mm至约5mm的 范围中,并且优选地可以是约3mm。在带状区域126的后边缘处,也 可以提供类似的钝锯齿状布置。
转到图51,前边缘520的凸处524和凹处526的比例与图50的 布置不同。在图51中,凸处524可以具有关联凹处526的跨纸幅 (cross-web)尺寸约一半的跨纸幅尺寸。无论如何,整数对的凸处524 和凹处526与卷烟制品的名义周长相对应,如以上讨论的那样。凸处 524的高度、或凹处526的深度优选地位于与结合图59而讨论的相同 的值范围中。在图51的实施例的后边缘处,后边缘凸处530和后边缘 凹处528的跨纸幅尺寸与前边缘凸处和前边缘凹处的跨纸幅尺寸不 同。
转到图52,带状区域126的前边缘可以具有以上与结合图50而 讨论的大体相同的特性。然而,后边缘540可以具有凸处542,该凸 处542具有比前边缘的相对凹处504的跨纸幅尺寸显著大的跨纸幅尺 寸,而后边缘凹处544跨纸幅尺寸显著小于前边缘的对应相对凸处506 的跨纸幅尺寸。
图53示出按照本发明的钝锯齿状带状区域的又一个实施例。在这 个实施例中,前边缘500可以具有以上结合图50而描述的特性。然而, 在这个实施例中,钝锯齿状带状区域126的后边缘550可以是直的。
尽管描绘钝锯齿状边缘的以上实施例具有传统凹口形状,但图54 的钝锯齿状带126具有用于锯齿状边缘560的不同形状。更具体地说, 钝锯齿状边缘560具有凸处506,这些凸处506是大体三角形的,被 大体三角形的凹处504分开。如果希望,带的后边缘562可以是直的。 然而,优选地,带126的后边缘562也可以具有以上结合前边缘80 而描述的三角形钝锯齿状构造。
类似于图54的钝锯齿状带,图55的钝锯齿状带126具有钝锯齿 状边缘80,该钝锯齿状边缘80具有凸处,这些凸处是大体三角形的, 被大体三角形凹处分开,并且限定这些凹处。尽管带的后边缘562可 以是直的,但在图55中,带的后边缘562也具有与前边缘560相同的 三角形钝锯齿状构造。如进一步在图55中示出的那样,带可以划分成 两个带部分564、56′,这两个带部分564、56′由“缝隙”566彼此间隔 开。缝隙81典型地不超过各个带部分的宽度,该宽度是在与具有这些 带的卷烟制品的轴线大体相平行的方向上测得的。该间隔特征在带结 构中提供“缝隙”566(或不连续),其中有较小量的或没有附加材料。
图56表示与图55的相类似的锯齿状带,但其中的带被划分成三 个带部分564、564′、564″,这三个带部分564、564′、564″沿卷烟制 品的轴线由一对缝隙566、568彼此间隔开。
在图57中表示的实施例中,带126具有用于钝锯齿状边缘560 的不同形状。具体地说,前边缘是圆齿状的(即,切成圆形扇贝形体)。 扇贝形体505(即,圆形段或带角度的突起)可具有变化的或均匀的 宽度和/或高度。带的后边缘562可以是直的、钝锯齿状的(按照图49-56 的任一种)、或圆齿状的。本发明预期到,图57的圆齿状带可进一步 在带结构中包括“缝隙”,如在图55-56中示出的那样。另外,尽管未 示出,带结构可包括钝锯齿状的(即,具有不规则波浪或锯齿轮廓) 前和/或后边缘,该带可以选择性地具有一个或多个“缝隙”。
卷烟制品120的几何形状也可以设计成有助于实现为了降低点火 倾向的优选方位。例如,相对的纵向带状区域600(见图58)可以布 置在大体椭圆形卷烟制品120A的长轴的边缘处,其中大体椭圆形卷 烟制品120A的长轴自然地会被安置在与基层260(卷烟制品放置在该 基层260上)大体平行的位置中。
这样一种卷烟制品120A也称作椭圆形卷烟制品。优选地,用于 在这样一种椭圆形卷烟制品中使用的包装的基础纸幅上,已经施加有 薄膜形成复合物(其组分可以是与本发明中别处讨论的相同)的纵向 带状区域。这些纵向带状区域可以是沿卷烟制品的侧部分纵向延伸的 两个平行的纵向带条。换句话说,各带条可以提供在基础纸幅上,从 而当纸绕烟丝条包裹时,带条彼此间隔开大约数度。卷烟制品120可 以包括纵向延伸的带状区域(或带条),这些带状区域优选地延伸包装 或烟丝条的长度。优选地,带状区域沿卷烟制品的相对两侧相互面对。
由于椭圆的性质,可认识到,不管椭圆形卷烟制品如何放置在基 层260上,卷烟制品120A将最终安置在两个稳定位置中的一个处, 使上部或下部侧抵靠基层安置。因此,即使附加材料的纵向带状区域 只沿大致椭圆形制品的侧部分(在该处有最大曲率)形成,薄膜形成 复合物也将总是呈现在卷烟制品120A的、不接触基层260的那些侧 部分上。而且,在稳定位置中在这些纵向带状区域与基层260的合作 起到限制空气流动到烟丝条中的作用,并且导致自熄和低点火倾向值, 而无论卷烟制品120最初是如何放置在基层230上。
附加材料的预定图案典型地施加到基础纸幅上,该基础纸幅具有 位于在约20至约80CORESTA单位的范围中的透气率。当干燥时, 附加材料通常在基础纸幅上形成薄膜,该薄膜有效地将透气率局部减 小到位于0至约12CORESTA单位的范围中的值,更优选地,0至约 10CORESTA单位的范围中的值。在某些用途中,附加材料作为包括 淀粉的含水溶液被施加。
印刷工艺
优选地,带状区域使用凹版印刷工艺施加到包装上。凹版印刷操 作能够实现接续印刷操作的精确对准。相应地,凹版印刷不仅可用来 有效地印刷带状区域的第一层,而且有效地印刷选择性的后续层。
在接续凹版印刷工艺中,优选地,在第一层施加到基础纸幅上之 后,在前进到第二凹版印刷站之前,使用适当布置对第一层进行干燥, 在该第二凹版印刷站处,第二层使用常规的接续通过(successive-pass) 凹版印刷设备施加到第一层上。优选地,第二层在宽度和长度上与第 一层都是相同的;然而,第二层可以具有与第一层不同的按克每平方 米计算的基础重量。第二层的吸着复合物在较冷的第一层上形成胶体 ——并且自由水不会迁移或由纸吸收。优选地,可以在前进到后续的 凹版印刷站之前,使用适当装置对第二层进行干燥,在该后续的凹版 印刷站处施加后续层。优选地,后续层在宽度和长度上与以前层(一 个或几个)都是相同的(即,各层不具有阶梯状外观);然而,后续层 (一个或几个)可以具有与以前层(一个或几个)不同的按克每平方米 计算的基础重量,或者可以包括不同的附加复合物。优选地,优选地 允许在按照公知的凹版印刷技术和常规凹版印刷系统印刷每个后续层 之后,对后续层(一个或几个)进行干燥。
可以在造纸之后(即,在靠近造纸机的端部的位置处的印刷站处) 立即使用凹版印刷工艺。可选择地,凹版印刷工艺可与携带包装(带 状区域将要印刷到该包装上)的卷一道使用。例如,具有选定透气率 和选定基础重量的包装的卷被安装成,包装可以作为连续基础纸幅, 从卷上退绕出来。
基础纸幅前进或通过第一凹版印刷站,在该第一凹版印刷站处, 每个带状区域的第一层印刷到纸上。印刷工艺可以应用于纸的毡侧或 金属丝侧、或两侧。其次,包装通过第二凹版印刷站,在该第二凹版 印刷站处,每个带状区域的第二层印刷到对应第一层上。另外的层如 上述那样按类似方式施加。最后,具有印刷的带状区域的包装缠绕在 收集卷上。收集卷然后切成卷筒。卷筒然后在希望卷烟制品的制造期 间被用在常规烟丝条制造机器中。
在凹版印刷站的每一个处的设备基本上在其材料方面是相同的。 相应地,详细地描述凹版印刷站之一就足够了,要理解,其它凹版印 刷站具有共同的特征,除非另外提到。可用采用单遍技术取代多遍技 术来制造带状纸。
在第一凹版印刷站处,设备包括照相凹版滚筒或辊,该照相凹版 滚筒或辊一般地安装成绕水平轴线转动。辊的大体圆柱形表面在适当 过程中被摹制(或曰“图案化”)(即,具有点、线、单元、等等),以 限定带状区域的第一层的负片(凹版)。常规雕刻(蚀刻)、化学雕刻、 电子雕刻以及光刻可用来摹制照相凹版滚筒的表面。辊的周长被确定 为是在带状区域之间的名义距离加上带状区域宽度之和的整数倍。从 而,辊每转一圈,就将带状区域的整数个第一层印刷在包装上。
采用凹版印刷,尽管可以均匀地施加附加材料的每一层,但并非 一定要均匀地施加附加材料的每一层。例如,附加材料层可以这样施 加,从而该层的离散部分具有与该层的其它区域不同的基础重量。这 可以例如通过在分开的印刷阶段中使用具有不同基础重量的附加材料 来对层的离散部分(该离散部分具有与层的其它区域不同的基础重量) 进行印刷而实现。可选择地,附加材料层可以这样施加,从而该层的 离散部分具有与该层的其它区域不同的深度。该目的可以例如通过以 下方式实现:摹制照相凹版滚筒或辊,从而提供与该层的其它区域具 有不同深度的层的离散部分。
这里描述的带状区域的多个区,例如第一、第二及第三区,可以 按单个印刷阶段或多个印刷阶段来施加。当按多个印刷阶段施加时, 包含附加材料的每个区可以在分开的印刷阶段中施加。例如,对于包 含第一、第二及第三区的带状区域,其中只有第一和第三区包含附加 材料,第一区可以在第一印刷阶段中施加,并且第三区可以在第二印 刷阶段中施加。可选择地,当按单个印刷阶段施加时,包含附加材料 的区使用适当地摹制的照相凹版滚筒或辊来施加。例如,对于包含第 一、第二及第三区的带状区域,其中只有第一和第三区包含附加材料, 则照相凹版滚筒或辊摹被制成仅在第一和第三区中施加附加材料。
压印滚筒安装成在与辊的轴线相平行的轴线上反向转动。在某些 应用中,压印滚筒包括非金属弹性表面。压印滚筒被定位在辊与支撑 辊之间,该支撑辊也安装成在与辊的轴线相平行的轴线上转动,并且 相对于压印滚筒反向转动。由支撑辊提供的功能之一是加强压印滚筒 的中央部分,从而在辊与压印滚筒之间获得均匀的印刷压力。照相凹 版滚筒或辊和压印滚筒合作以限定辊隙,在印刷工艺期间基础纸幅穿 过该辊隙前进。该辊隙定尺寸成,当基础纸幅在照相凹版滚筒与压印 滚筒之间运动时夹紧基础纸幅。对于基础纸幅的辊隙压力保证复合物 从滚筒上正确地转印到纸上。
储罐包含以上讨论的吸着复合物,该吸着复合物用来在包装上形 成带状区域。储罐与适当的连通,该泵能够处置粘性吸着复合物。 吸着复合物然后可以流动到适当的热交换器,在该处吸着复合物的温 度升高成,它位于约40°至约90℃的范围中,从而吸着复合物的粘度 被调节到适于凹版印刷的水平。如讨论的那样,用于凹版印刷的粘度 通常需要小于约200mPa·s(cP)。优选地,吸着复合物的温度选择成, 粘度小于约100mPa·s。例如,吸着复合物在室温下可以具有约10mPa·s 至约40mPa·s的粘度。
尽管公开了分立的热交换器,但可能期望的是,在储罐本身中提 供吸着复合物的热调节。例如,加热元件和搅拌设备可以包括在储罐 中,以保持用于吸着复合物的升高温度。在储罐中热调节的放置具有 使泵选择和操作要求较简单的优点,因为泵不必处置具有与较低温度 相关联的较高粘度的吸着复合物,因为吸着复合物已经被加热,并因 而具有较低粘度。不管热调节设置在储罐中或还是在分立的热交换器 中,重要的是,在不会烧焦吸着复合物的选定温度下进行热调节步骤。 烧焦会引起吸着复合物变色,并且会影响复合物的吸着特性。因而, 在吸着复合物经受热调节时,要避免烧焦。
不管热调节步骤发生在何处,加热的吸着复合物被输送到适当施 加器,该施加器沿照相凹版滚筒的长度喷洒吸着复合物。喷洒步骤可 以通过将吸着复合物浇注或喷射到照相凹版滚筒上、或简单地通过将 液体吸着复合物输送到吸着复合物槽而实现,该吸着复合物槽在照相 凹版滚筒的底部、在照相凹版滚筒与收集器之间收集。滚筒可以被加 热,以防止复合物的过早冷却。
一般地,收集器绕照相凹版滚筒竖直地延伸到足以围拢槽的高度, 但延伸到远低于照相凹版滚筒的顶部的高度。当槽到达收集器的顶部 时,吸着复合物可穿过在设备底部处的排放管流回储罐。因而,吸着 复合物穿过印刷站循环,并且由以上讨论的热调节设备保持在适当印 刷粘度下。
当照相凹版滚筒旋转通过施加器和/或槽时,吸着复合物粘附到照 相凹版滚筒的表面上,也粘附在设置在该滚筒中用以限定带状区域的 印记中。照相凹版滚筒向辊隙的进一步转动使滚筒表面运动通过适当 的刮刀。刮刀沿照相凹版滚筒的长度延伸,并且定位成擦抹照相凹版 滚筒的表面。这样,在照相凹版滚筒上限定相邻的带状区域之间的名 义间隔的那些部分上的吸着复合物基本上被擦净,而在照相凹版滚筒 上限定那些带状区域本身的被雕刻部分则满载吸着复合物,向辊隙进 发。
当包装和照相凹版滚筒的表面运动通过辊隙时,吸着复合物转印 到包装的表面上。当包装通过辊隙时,包装的线性速率或速度与照相 凹版滚筒和压印滚筒的切向表面速度都匹配。这样,避免吸着复合物 在包装上的滑移和/或涂抹。
多层带状区域的厚度优选地小于基础纸幅厚度的约20%,并且可 以小于基础纸幅厚度的约5%。在第一凹版印刷站中施加的带状区域 的第一层的厚度,优选地小于基础纸幅厚度的4%,并且可以小于基 础纸幅厚度的1%。因而,可以看到,第一层的厚度相对于下置基础 纸幅的厚度很小。
图59是多阶段印刷设备的示意图。参照对于多阶段印刷的以上描 述,图59示出卷600、第一凹版印刷站602、第二凹版印刷站604、 第三凹版印刷站606、收集卷608、辊610、压印滚筒612、支撑辊614、 辊隙616、储罐618、泵620、热交换器622、施加器624、槽626、收 集器627、排放管628、刮刀630、调节滚筒632以及从动辊634。在 图59中,第一凹版印刷站602的特征包含带有后辍“a”的附图标记, 第二凹版印刷站604的对应特征包含带有后辍“b”的相同附图标记,而 第三凹版印刷站606的对应特征包含带有后辍“c”的相同附图标记。
作为对于印刷的选择例,带状区域可以包括高度精制的纤维状纤 维素(例如,纤维、小纤维、微纤维、或其组合)的浆料、或使用各 种喷射或喷涂技术施加的其它附加材料,这些技术包括利用在造纸机 的形成段处的移动孔口施加器的施加技术,如在US 5997691和US 6 596125中描述的那样,它们的内容通过参考由此全部包括。
当字“约”在本说明书中与数值一道使用时,所关联的数值应当包 括在所叙述的数值的上下±10%的公差。而且,当在本说明书中提及百 分比时,那些百分比应当是基于重量的,亦即,重量百分比。
这里使用的术语和短语不要按数学或几何精度解释,而是几何术 语要解释成与几何术语和概念相接近或类似的意思。术语,如“一般地” 和“大体地”应当既包涵所关联的术语和概念的精确意思,又提供与形 式、功能、和/或意思相符的合理裕度。
现在对于本领域的技术人员而言可以清楚理解的是,本说明书描 述了一种新、有用的而且并非显而易见的卷烟制品。而且,对于本领 域的技术人员而言可以清楚理解的是,对于在以上详细描述中已经描 述的卷烟制品的各个方面,存在多种修改、变更、替代以及等效方式 的可能性。相应地,落在由所附的权利要求书定义的本发明的精神和 范围内的所有这样的修改、变更、替代以及等效方式都包括在本发明 中。
对于相关申请的交叉参考
如下申请的每一个的全部内容通过参考由此包括:
(i)PCT/IB2007/002118,提交于2007年4月2日,星期一;
(ii)美国临时专利申请60/929,452,提交于2007年6月28日;
(iii)美国临时专利申请60/924,676,提交于2007年5月25日;
(iv)美国临时专利申请61/064,438,提交于2008年3月5日;
(v)美国临时专利申请60/924,825,提交于2007年6月1日;
(vi)美国临时专利申请60/935,751,提交于2007年8月29日; 及
(v)美国临时专利申请60/924,666,提交于2007年5月24日。
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