带状纸、 卷烟制品及方法 技术领域 本公开总体而言涉及一种卷烟制品， 更具体地说， 涉及用在卷烟制造中的带状包 装纸、 相关材料、 工艺、 及用来制造它们的方法。公开了防皱剂、 专门形成的氧化淀粉材料、 呈现低点燃倾向和 / 或低自熄特性的卷烟制品和包装纸、 及用于带状区的图案。
背景技术 作为减少由忽视卷烟制品引起的意外火灾发生的努力的部分， 各个司法主体已经 施加、 正在施加、 及在将来可能施加对于卷烟制品的燃烧特性的限制。 卷烟制品引起下置基 层点燃的趋势的一种度量是点燃倾向值。为了满足那些日益普遍的政府要求， 用于卷烟制 品的点燃倾向值， 或 IP 值， 应该优选地不大于约 25％。 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 IP 值典型地与卷烟制品在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。自熄或 SE 值已经发现是评估消费者对于卷烟制 品 ( 其中已经采用用于 IP 减小的各种技术 ) 的满意的可能性的有用指标。 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°值下的自熄应该不大于约 50％， 并且更优选地不大于约 25％。
点燃倾向 (“IP” )
点燃倾向或 IP 是标准试验， 该标准试验按在 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， 该 ASTM E 2187-04 的全部内容通过这种对 其参考包括在这里。 点燃倾向测量卷烟制品， 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 IP 的较低值是符合期望的， 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 (“SE” )
自熄或 SE 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 ( 一个或多个 ) 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， 以保证自由空气接近。
SE 测试发生在外壳或试验箱内。 单端口抽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 “角度保持器” 通过将端部保持在 0° ( 水平的 )、 45°、 及/或 90° ( 竖向的 ) 的角度下， 保持待测试的卷烟制品。优选地， 在 0°、 45°、 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， 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的前线到达接装纸 (tipping paper) 直到闷烧炭的前线到 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， 达接装纸， 那么结果评分为 “不熄灭” 。 因而， 例如， 95％的 SE 值指示测试的卷烟制品的 95％
在自由燃烧条件下呈现自熄 ； 而 20％的 SE 值指示测试的卷烟制品的仅 20％在这样的自由 燃烧条件下呈现自熄。
SE 值可以按照 “0°下自熄值” 、 “45°下自熄值” 、 或 “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 SE 值。另外， SE 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” 、 及 (iii)“90°下自熄值” 的平均。对于 “自熄值” 或 “SE 值” 的参考不区分 0°下 SE、 45° 下 SE、 90°下 SE、 或 SE 平均值， 并且可以指它们的任一个。 发明内容 这里公开的实施例包括带状纸、 和由这样的纸制造的卷烟制品， 其中， 附加材料包 括含水淀粉溶液 ( 或系统 )- 它包括这里所公开的防皱剂、 以及这里公开的白垩， 从而如下 是可实现的 ：
●克服含水溶液在纸中产生皱纹和褶痕的趋势的对策 ；
●借助于上述对策， 在商业可行印刷速度下使用含水附加系统按单次施加在基础 幅材上复杂图案的印刷成为可能的 ；
●溶液的改进稳定性， 包括更长的操作闲置寿命， 这降低在印刷操作期间的成本和浪费。 另外， 这里有实施例的讲授， 这些实施例包括带状纸、 和由这样的纸制造的卷烟制 品， 其中， 附加材料包括含水的、 优选地淀粉溶液， 该溶液包括足以消除带状纸引起自熄的 趋势和增强产品对于消费者的外观的白垩含量。
此外， 这里有实施例的讲授， 这些实施例包括带状纸、 和由这样的纸制造的卷烟制 品， 其中， 根据帮助消除自熄 (SE) 的统计发生同时保持所需的 IP 性能的图案， 建立带条。
按照一个方面， 本公开涉及一种通过建立含水淀粉溶液到印刷站的供给制成或制 备带图案包装纸的方法， 该含水淀粉溶液包括防皱剂和白垩， 基础幅材通过该印刷站， 从而 使用含水淀粉溶液可按单个步骤施加图案。
按照本公开的另一个方面， 用于卷烟制品的包装纸可以具有基础幅材， 使用含水 淀粉溶液将附加材料按图案施加到该基础幅材上， 该含水淀粉溶液包括防皱剂和白垩。含 水淀粉溶液可以包括按重量计至少约 25％的淀粉、 按淀粉重量计在有效量与小于约 35％ 之间的防皱剂、 及按淀粉重量计在约 30％至约 80％之间的白垩或碳酸钙。
按照本公开的另一个方面， 卷烟制品可以包括烟草和包装纸， 其中包装纸包括作 为含水淀粉溶液施加的附加材料图案， 该含水淀粉溶液包含防皱剂和白垩。
本公开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， 本公开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燃倾向和自熄 特性。
附图说明
当与附图一道阅读本说明书时， 本公开的多个目的和优点对于本领域的技术人员 将是显然的， 其中类似附图标记应用于类似元素， 并且其中 ：
图 1 是根据本公开的卷烟制品的示意立体图 ；图 2 是根据本公开的包装纸的示意图 ；
图 3 是根据本公开另一个实施例的包装纸的示意图 ；
图 4 是拍摄实际包装纸的显微照片的拼合， 该实际包装纸具有两层附加材料 ； 图 4A-4G 在指示的对口线处彼此接合 ；
图 5 是根据本公开另一个实施例的包装纸的示意图 ；
图 6 是根据本公开又一个实施例的包装纸的示意图 ；
图 7 是沿图 2 的线 7-7 取得的放大示意剖视图 ；
图 8 是根据本公开的卷烟制品的再一个实施例的立体图 ；
图 9 是定位在基层上的卷烟制品的放大剖视图， 并且表明到闷烧炭的空气流动 ；
图 10 是从基层拿起的卷烟制品的放大剖视图， 并且表明到闷烧炭的空气流动 ；
图 11 是卷烟制品的另一个实施例的侧视图 ；
图 12 是卷烟制品的又一个实施例的侧视图 ；
图 13 是卷烟制品的再一个实施例的侧视图 ；
图 14 是卷烟制品的另一实施例的示意立体图 ；
图 15 是用于图 14 的实施例的包装纸的详细视图 ；
图 16 是卷烟制品的更进一步实施例的示意立体图 ；
图 17 是卷烟制品的又一个实施例的侧视图 ；
图 18 是卷烟制品的放大横截面视图， 该卷烟制品具有非圆形横截面 ；
图 19 是照相凹版印刷工艺的示意图， 该照相凹版印刷工艺适于生产这里所公开 的印刷带状包装的实施例 ； 及
图 20 是照片集， 表示在包装纸上防皱剂的效果。 具体实施方式
参照图 1， 本公开涉及一种卷烟制品 120， 如香烟， 该卷烟制品 120 优选地包括烟丝 条 122 和滤嘴 132， 该滤嘴 132 用接装纸 132 连结到烟丝条 122 上。优选地， 烟丝条 122 包 括切细烟草柱 (“切割填充物” )、 和绕烟草柱布置的包装 123， 该包装 123 按照随后的讲授 制造。 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在本公开的范围内。 包装沿纵向接缝密封， 以形 成烟丝条 122。烟丝条具有名义长度， 该名义长度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。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 “基础幅材” 140， 该 “基础幅材” 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。
在适于这里公开的印刷带状纸的各种实施例的制造的基础幅材的制造中， 这样的 制造通常将包括几英尺宽 ( 通常约 3 英尺宽或横向尺寸 ) 的基础幅材卷的生产， 该基础幅 材卷然后切开成筒管。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。包装优选地在横向上具有计入烟 丝条的名义周长和重叠接缝的尺寸。 作为结果， 当包装被切开时， 由其形成的卷烟制品始终 具有带有准确重叠的纵向接缝。
对于本公开来说， “纵向” 是指沿烟丝条的长度 ( 例如， 沿在图 1 中的轴线 134)、 或 沿在包装的制备中使用的基础幅材 140 的长度 ( 例如， 在图 2 中的箭头 142) 的方向， 该包 装又可以用来构造烟丝条。
对于本公开来说， “横向” 是指绕烟丝条 122 的周向 ( 见图 1)、 或在包装的制备中 使用的基础幅材 140 的横向的方向 ( 例如， 在图 2 中的箭头 144)， 该包装又可以用来构造烟 丝条。
对于本公开来说， “带状区域” 或 “区” 是在下置基础幅材 140 上的区域 126( 见图 2)， 对于该下置基础幅材 140 已经施加附加材料。带状区域在基础幅材 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幅材 140 的纵向方向 142 上的 重复单元、 在基础幅材 123 的横向方向 144 上的重复单元、 及或在基础幅材 140 的横向 144 和纵向 142 方向上都重复的单元。附加材料区域 126 施加到包装 123 上， 以得到满意或改 进的点燃倾向 (“IP” ) 特性， 并且也可以得到改进的自熄 (“SE” ) 特性。 附加材料区域 126 沿基础幅材 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 个附加材料区域可以出现在烟丝条 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 在本公开中描绘成在其圆周方向上包含间断部， 但用于附加材料的其它构造在 本公开的精神和范围内， 包括但不限于， 其中附加材料基本连续的构造。
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 “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 在基础幅材 140 的横向 ( 或绕烟丝条在圆周向 ) 延伸的场合， 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 度量， 并且优选地位于从 约 5mm 至约 9mm( 从前边缘 146 到后边缘 148)， 更优选地从约 5.5mm 至约 7.5mm， 及甚至更 优选地从约 6mm 至约 7mm， 的范围内。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。
对于本公开来说， “带间隔” 是指在基础幅材 140( 包装由该基础幅材 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( 该卷烟制品 120 的包装 123 包含带状区域 126) 的闷烧期间最靠近接 近的炭， 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( 该卷 烟制品 120 的包装 123 包含带状区域 126) 的闷烧期间离接近的炭最远。
对于本公开来说， “层” 是指施加到基础幅材 ( 包装由该基础幅材构造 ) 上的附加 材料的量。每个带状区域 126 可以通过将含水的薄膜形成成分的 “层” 210 施加到包装的基 础幅材 140 上而形成， 以减小在对应带状区域中纸的透气率。
在使用薄膜形成成分的场合， 该 “薄膜形成成分” 优选地可以包括水、 和高浓度的 吸着剂， 例如按重量计 14％至约 50％。薄膜形成复合物可包括一种或多种吸着剂， 如淀粉、 蛋白藻蛋白酸盐、 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场合， 至少约 25％的浓度可能是特别有利 的， 并且约 30％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幅材 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、 及淀粉增塑 剂。
薄膜形成成分可以使用转换技术， 如照相凹版印刷、 数字印刷、 使用模板的涂敷或 喷涂、 或任何其它适当技术， 施加到包装的基础幅材 140 上。
当论述使用照相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。下面的表格就兆立方微米每平方英寸、 或 “BCM” (1 兆立 6 3 2 方微米每平方英寸等效于 1.55.10 (μm) /mm ) 而论表示用于 “X” 的体积等效值。
在本说明书中， 用于基础重量的度量单位 - 克每平方米， 缩写为 g/m2。
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。 此外， 对于本公开来说， 对于 “X％淀粉溶 液” 的提及是指含水淀粉溶液， 在该含水淀粉溶液中， 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幅材。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。 常规包装的基础幅材也具有公知的基础重量， 按克每平方米 - 缩 2 写为 g/m - 度量。用于典型卷烟制品纸的基础幅材的透气率和基础重量在下面的表格中表
示， 这些典型卷烟制品纸通常用在工业中。
透气率， CORESTA 单位 24 33 基础重量， g/m2 25 258CN 102481019 A 46 60
说明书25 26-276/29 页对于本描述来说， 优选包装的基础幅材具有至少约 20CORESTA 单位的透气率。最 优选地， 包装具有大于约 30CORESTA 的透气率， 如普通基础幅材关于约 25g/m2 的基础重量 具有约 33CORESTA 和约 46CORESTA 的名义透气率。对于某些用途， 基础幅材可以具有大于 约 60CORESTA、 或大于约 80CORESTA 的透气率， 或甚至更高的透气率值。
简图对实际描绘
穿过带状纸取得的横截面的描绘， 如图 7， 据信是纸幅材的、 和施加工艺的有用示 意表示， 该纸幅材具有由单次施加制作的带状区域， 由这些施加工艺构造这样的带状纸。 然 而， 这样的示意表示没有在最终带状纸产品中， 准确地描绘横截面基础幅材结构的真实性、 基础幅材结构的横截面的真实性、 或附加材料层的横截面的真实性， 对于这些基础幅材结 构已经施加一层附加材料。
更具体地说， 图 4 是拍摄以上和在本公开的别处论述的类型的带状包装的横截面 的显微照片的拼合。图 4 的照片覆盖度量长度约 2.1mm 的包装实际长度， 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。 对口线施 加到图 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 的各个显微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 TM 米长的段， 并且嵌在 Spurr 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铝柱上的碳粘合 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)， 在相邻重叠部分中成像样本。
图 4A、 4B 描绘基础幅材 140 的部分， 该部分没有任何附加材料。基础幅材 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包括到基础幅 材中的碳酸钙颗粒。 基础幅材 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， 它们是穿过在造纸工艺中使用的纤维的切口。基础幅材 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。基础幅材 140 本身呈现厚度， 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幅材 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) 施加在基础幅材 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， 但在诸如印刷之类的施加技术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。由在图 4 拼合的图像上所示的放大率， 在第一层的 开始与第二层的开始之间的距离是约 0.12mm——该距离良好地在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 可进 行几种观察 ：(i) 层 164 在基础幅材 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。 第二层 166( 它不包括淀粉 ) 的类似检查， 当该层跨过图 4C-4G 延伸时， 允许几种 类似观察 ：
(i) 第二层 166 在基础幅材 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 往往具有光滑表面， 但基础幅材 ( 纸 ) 具有区域 - 例如， 170( 图 4D)、 172、 174( 图 4E)、 及 176( 图 4F)- 这些区域缺乏构成第二层 166 的附加材料。
诸如在以上论述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幅材 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工艺施加速率， 并且可能用作蚀刻照相凹版印刷滚筒等的 施加区的指导， 但那些示意表示没有准确地代表通过将一层附加材料施加到基础幅材上制 备的完成包装的结构。
说明性实施例 - 实心带图案
现在参照图 2， 通过将附加材料的图案 126 施加到基础幅材 140 上， 制备用于卷烟 制品的包装。附加材料优选地包括含水淀粉溶液， 该含水淀粉溶液具有按重量在约 25％至 约 35％的范围中的淀粉。另外， 附加材料优选地包括在约 60％至约 80％的范围中的白垩 ( 即， 碳酸钙 )、 以及在约 10％至约 20％的范围中的防皱剂， 其中， 白垩和防皱剂的百分比是 在淀粉溶液中使用的淀粉重量的百分比。
在一个目前优选实施例中， 附加材料通过单个印刷步骤按基本连续、 横向延伸的 实心带 126 被施加到基础幅材 140 上， 并且被干燥以从附加材料除去水分。生成的包装然 后用来制造卷烟制品 120( 见图 1)。卷烟制品 120 典型地包括烟丝条 122， 该烟丝条 122 具 有包装 123， 该包装 123 围绕一定量切割填充烟草 124。适当的滤嘴 132 可以设置在烟丝条 122 的一个端部处。 如以上描述的那样使用包装， 烟丝条 122( 和因而卷烟制品 120) 呈现附 加材料的基本实心带状布置， 其中， 带 126 绕烟丝条 122 周向延伸， 并且具有在约 6mm 至约 7mm 的范围中的带宽度 ( 在轴线 134 的方向上度量 )。
借助于在所描述的这个实施中诸如 1， 2 丙二醇之类的防皱剂的包括， 人们可以实 现以上 ( 在发明内容中 ) 概括的、 和在随后描述中进一步详细说明的相关优点。
借助于在描述的这个实施例中对白垩的包括， 人们可以降低带状纸香烟自熄的趋 势， 增进产品外观对于消费者的吸引力， 并实现以上 ( 在发明内容中 ) 概括的和在随后的描 述中进一步详细说明的这些和其它相关优点。
也要认识到， 借助于参照图 1 所描述的实心带结构， 人们得到一种包装， 该包装能 够将所需的 IP 性能贡献给卷烟制品， 即不大于 25％， 并且该包装可以在各种用途中， 包括 小于 25％的 IP 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 IP 特性。然而， 含水淀粉溶液对于基础幅材的 施加产生困难。例如， 含水淀粉溶液具有透过基础幅材 140 的不规则、 粗糙、 及多孔表面的 趋势 ( 见图 2)、 和在带状区域的附近引起基础幅材的横向收缩的趋势。 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 36 英寸的基础幅材上时， 幅材在干燥时可能 收缩大约 13mm 至 20mm(0.50 英寸到 0.75 英寸 ) 或更大地收缩。这种收缩程度会破坏贯穿 印刷和其它转换操作中对适当对准的保持。
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幅材的横向宽 度大于在带状区域中基础幅材的横向宽度。 横向宽度的这种差异在带状区域之间的那些间 隔中的基础幅材中产生横向波动。
在包装中的这样的波动不利地影响包装的以后处置和由包装制造卷烟制品。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携带到卷 烟制品中， 导致视觉不可接受的卷烟制品。
防皱剂 在按与这里的讲授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， 并基本上消除最初呈现的起皱纹问题。防皱剂的包括也已经发现具有另外的好处。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。能够减缓在带状区域处的破裂和剥落。另外， 防皱剂的存在显得使 淀粉溶液较多驻留在基础幅材的表面上而具有到该材料中的较小渗透， 并因而促进薄膜形 成。在由含水淀粉溶液 ( 它包括防皱剂 ) 形成的带状区域附近包装的收缩， 对于 0.9m(36 英寸 ) 宽的基础幅材已经观察到在约 1.5mm 至 3.2mm(0.0625 英寸至 0.125 英寸 ) 的范围 中——一个不会导致起皱纹或过大波动的范围。而且， 防皱剂在含水淀粉溶液中的包括已 经发现， 使得有可能按单次施加、 印刷通过、 等， 将待施加的附加材料施加到基础幅材上， 只 要关于这样的实践建立足够的干燥能力。此外， 在待以图案施加的含水淀粉溶液中防皱剂 的包括， 可以呈现得比实心带区域复杂， 因为如果使用多个印刷站， 则可更精确地保持印刷 对准。另外， 含水淀粉溶液的适用期通过这里所公开的防皱剂的包括被实质地改进。
以上优点由本领域的技术人员由如下讲授将更好地理解。 现在参照图 2， 附加材料 区域 126 确定和调节卷烟制品的 IP 和 SE 特性。那些附加材料区域 126 被施加到包装 123 的基础幅材 140( 见图 2) 上， 并且然后在常规卷烟设备中形成烟丝条。基础幅材 140 的名 义透气率可以在约 25CORESTA 至约 100CORESTA 的范围中。当前， 基础幅材的优选名义透气 率位于约 33CORESTA 至约 65CORESTA 的范围中， 最优选名义透气率是约 33 和约 60。基础幅 材 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 于纵向方向 142 或与其横交的横向方向 144。
那些附加材料区域 126 可以优选地通过印刷技术施加到基础幅材 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、 照相凹版印刷、 等的组中选择 ) 可以 用来施加区域 126， 但优选地将使用照相凹版印刷工艺。照相凹版印刷提供对于沉积速率、 沉积图案、 等的充分控制， 并且适于在基础幅材 140 上的高速印刷。对于本公开来说， “高
速” 印刷是指其中基础幅材 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 ) 的基础幅材印刷速 度是优选的， 并且大于 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。高速印刷操作既可实现所需的的 IP 值 ( 性能 ) 又可实现所需的 SE 值 ( 性能 )。
显著地， 已经发现， 基础幅材可以按 5m/s(1000 英尺 / 分钟 ) 被转印 ( 印刷 ) 成包 括按照参照图 7 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。
本描述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 IP 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。尽管该 IP 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 IP 值不大于约 15％ ； 并且用于生成卷烟制品的最优选的 IP 值是不大 于约 10％。较低的 SE 值也是符合期望的。就此而论， 尽管不大于 50％的 SE 值是符合期望 的， 但更优选的 SE 值小于约 25％ ； 并且最优选的 SE 值小于约 10％。 用于附加材料区域的材料， 在使用这里论述的包装制造的卷烟制品的 IP 和 SE 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溶液印刷， 该溶液包括碳酸 钙 ( 或白垩 ) 颗粒、 淀粉、 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、 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 本公开的精神和范围内。
本公开想到， 各种防皱剂适于获得这里描述的所需特性。 例如， 防皱剂可从包括甘 油、 1， 2 丙二醇、 丙二醇等的组中选择。具体地说， 防皱剂丙二醇是最优选的。
一般地讲， 本公开想到， 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。对于在本描述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 25％至约 35％。优选地， 淀粉可以组成 ( 按重量 ) 名义溶液的从约 28％至约 32％。最优选地， 淀粉可以组成 ( 按重量 ) 名义溶液的约 30％。
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％至上部值的范围中， 该上部值由适当地干燥含丙二醇溶液的干燥设备的容 量而建立。 定量地， 上部值对于常规照相凹版印刷设备是约 20％。 优选地， 防皱剂的重量将 在约 20％至约 30％的范围中。更优选地， 防皱剂的重量将是在名义淀粉溶液中的淀粉重量 的约 25％。
例子
如下说明性的、 非限制性例子用于提供进一步的解释。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
CaCO3 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。 2
CaCO3 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 +CaCO31 的粘度 20％淀粉溶液 +CaCO3+ 甘油 2 的粘度
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。 2
CaCO3 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
13添加因而改进了用来形成附加材料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， 所施加材料的粘度是重要的。在施加材料的粘度 相对于时间增大的场合， 附加材料具有有限的闲置寿命、 或适用期， 在此之后材料失去其效 用。如表 I 表明的那样， 关于防皱剂添加到施加材料的配方， 附加材料的初始粘度可减小约 20％。 此外， 附加材料的闲置寿命、 或适用期， 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， 防皱剂对于印刷溶液的添加已经发现能够降低 自由燃烧 SE， 而不会不可接受地影响 IP 性能 ( 即， 同时保持可接受的 IP 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 IP 性能， 同时 20 根香烟的批量在每 个角位置处被测试以得到 SE 性能。
表 III
1， 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 ； 并且 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， IP 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， IP 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 SE 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 SE 小于或等于 25。
1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， 这些香烟具有两个用手刷的带。
表 IV
溶液 20％淀粉溶液 20％淀粉溶液 + 甘油 1IP SE( 在 0°处 ) 5 个中的 0 个 5 个中的 3 个5 个中的 0 个 5 个中的 1 个
甘油与干燥淀粉的重量比＝ 1 ∶ 5 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 IP 试验中， 在炭到达滤嘴线之前， 所有香烟都自 熄。然而， 在 SE 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。点燃倾向性能优良， 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对于防皱剂的添加或包括， 降低了自由燃烧 自熄 (SE)， 而没有不利地影响点燃倾向 (IP) 性能。
在附加材料中防皱剂的包括也增强了所生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增加附加材料的柔性 ( 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 用期间与基础幅材分离。 此外， 如以上提到的那样， 在附加材料中防皱剂的包括导致卷烟制 品的改进 SE 性能 - 该卷烟制品由具有包括防皱剂的附加材料的带构造， 但没有 IP 性能的 下降。
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。 没有能够也起增塑剂作用的防皱剂的淀粉溶液往往渗透到纸结构的顶部表 面中。此外， 没有该防皱剂， 淀粉溶液在它干燥时往往收缩或紧缩。该收缩和 / 或紧缩使下 置幅材也收缩或紧缩， 即， 在带状区域下面的区域中。 作为例子， 观察已经表明， 36 英寸宽的 纸幅材的宽度可以在带状区域中收缩多达约 13mm 至 20mm(0.5 英寸至约 0.75 英寸 )- 换句 话说超过 1％至约 2％。
由于下置幅材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， 其中波浪在下置幅材的纵向方向上延伸， 并且波浪的波动发生在下置幅材的横向幅材 或横向方向上。在下置幅材被纵向切开成定尺寸成制造香烟的部分之后， 纸幅材的那些纵 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， 以调整到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 20A、 20B、 20C 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生成。该柔性也可能由印刷层生成， 该印刷层具有到 纸结构中的减小渗透， 从而印刷层更多位于纸幅材的表面上。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， 一些观察表明， 当包装挠曲时， 层或带状区域的增强弹性降低层或带状区域与包装将分离的可能性。 此外， 层或带状区域的弹性看来像是， 当 所施加的溶液干燥时， 允许层或带状区域在尺寸上与下置纸相符 - 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， 抵消了以上描述的起皱。
将防皱剂添加到薄膜形成材料中的效果可以在图 20D、 20E、 20F、 20G、 20H、 20I 中 容易地看到， 这些图是在与图 20A-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 20D-20F 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、 及 20％的甘油。在图 20G-20I 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、 及 100％的丙二 醇。图 20 表明， 通过将防皱剂添加到薄膜形成材料中， 得到了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， 似乎就基础幅材的表面 ( 附加材料施加到该表面上 ) 而论， 增强了附加 材料的薄膜形成特性。据信， 这种改进的薄膜形成特性增强了由附加材料制造的带状包装 的 IP 性能。
借助于防皱剂对于淀粉溶液的添加， 改进了带状区域的透气率， 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。这种现象是有意义的， 因为它允许在单个印刷 步骤中施加或印刷要求量的淀粉溶液。 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， 典型地需要多个印刷步骤。 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约 30％至约 80％的范围中。在使用 33CORESTA 纸的场合， 约 60％的碳酸钙的添加目前是优选的。当使用 46CORESTA 或 60CORESTA 纸时， 约 80％的碳酸 钙的添加目前是优选的。 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， 从而与未施加基础幅材材料的反射性相当。关于这样的反射性， 由附加材料制造的带状区 域对于无意的观察者较不明显。
CaCO3 与淀粉之比也可以是确定卷烟制品的 IP 和 SE 性能的有意义因数， 该卷烟制 品由本公开的、 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， 确定为按重量碳酸钙与淀粉之比。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 IP 性能、 以及小于约 25％的改进 SE( 在 0°处 ) 性能。CaCO3 包括在参照 图 10 描述的实施例的组分中， 以增强其 SE 性能， 其中包括这里叙述的原因。
以上描述和附图将帮助本领域的技术人员理解制造用于卷烟制品的带状包装的 方法。在该工艺中， 附加材料的带状区域 126( 见图 2) 作为在基础幅材 123 的一个表面上 的间隔位置被建立。那些带状区域 126 的间隔可以选择成， 基本大于在基础幅材 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
本公开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、 及
防皱剂。尽管想到多种类型的淀粉， 但木薯淀粉对于层 210( 图 7) 的淀粉成分目前是优选 的。适当可买到淀粉是从 National Starch&Chemical Co 得到的 FLO-MAX8。
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燃倾向值。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燃倾向。 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， 使颗粒具有超过 10,000 的分子量。令 人惊讶地， 当预定图案用具有 pH 在 6 至 6.5 的范围中的一批 Flo-Max 8 施加到基础幅材上 时， 已经发现， 当与其它批量的 Flo-Max 8 相比时 IP 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。此外， 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， 对于到包装上施加给出更均 匀和一致的材料。 尽管尚未完全理解， 氧化淀粉的优选 pH 范围据信反映了淀粉聚合物链的较低程 度的、 或较不完全的氧化， 这些淀粉聚合物链比更大酸性 ( 即， 更低 pH) 淀粉给出更多、 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， 转化成更良好的控制。
基于这些理解， 已经发现， 带图案包装的 IP 的显著改进由具有具体的并且改进的 特性的淀粉溶液生成。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 65 达因 / 厘米的表面张力 ； 不大于约 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， 颗粒优选地具有分子量， 从而溶液可具有在约 25％至约 35％ 的范围中的淀粉浓度。优选地， 淀粉包括氧化木薯淀粉。
用来施加到基础幅材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 ) 相混合制 成淀粉 / 水混合物， 以得到具有预选择浓度的淀粉 / 水混合物。例如， 为了制备具有 20％ 预选择浓度的淀粉 / 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 溶液然后加热到在约 90℃至约 95℃范围中的升高亚沸腾温度， 即在沸腾温度以下。为了热 浸泡将淀粉 / 水溶液保持在升高温度下约 20 至 30 分钟。然后， 将淀粉 / 水溶液冷却到室 温。 该冷却步骤可以被动地发生， 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 ( 或强迫性的 )， 如通过浸渍在冷却槽中或通过 1 常规机械冷却系统的使用。 贯穿混合步 骤、 加热步骤、 热浸泡步骤、 及冷却步骤， 淀粉 / 水混合物被搅拌。搅拌可以是连续的或基本 连续的。如果辅助成分， 如碳酸钙， 要包括到淀粉 / 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幅材上， 这些印刷技术作为例子且没有限制地包括由照相凹版印 刷、 胶印、 喷墨印刷、 喷涂、 及模具印刷组成的组。其它印刷工艺也可能是适当的， 并且应包 含于本说明书的讲授内。 然而， 优选地， 照相凹版印刷可以用来将淀粉溶液施加到基础幅材 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 ( 该卷烟制品由本公开的包装 制作 ) 的 IP 和 SE 性能的有意义因数， 该包装由高速印刷制备。CaCO3/ 淀粉比值对于附加 材料的区域 126 确定为按重量碳酸钙与淀粉的比值。更具体地说， 至少约 60％的 CaCO3/ 淀 粉比值是优选的， 以得到小于约 25％的 IP 和 SE(0) 性能。甚至更优选的是至少约 70％的 CaCO3/ 淀粉比值， 以得到小于约 20％的 IP 和 SE(0) 性能。
多种类型的碳酸钙颗粒认为落在本公开的精神和范围内。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 从溶液中较快沉淀的趋势和至少部分地由于为得到这里论述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， 在使用这里论述的包装制造的卷烟制品的 IP 和 SE 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 括防皱剂和碳酸钙 ( 或白垩 )。尽管含水淀粉溶液目前是优选的， 因为含水成分容易干燥， 但非含水淀粉溶液的使用也在本公开的精神和范围内。
如以上更详细论述的那样， 在淀粉溶液中防皱剂的包括允许含水淀粉溶液以单个 印刷步骤或层施加到下置纸幅材上。
由以上论述， 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 种不同图案落在本公开的精神和范围内。例如， 已经描述了包括多个实心横向延伸带的图 案 ( 见图 2)。实心带也可以包含一个间断部 ( 见图 5) 或几个重复间断部 ( 见图 6)。作为 是实心的描述， 对于本公开来说意味着， 附加材料区域按单个步骤施加。
改进的 SE 性能同时保持 IP 性能
如以上提到的那样， 期望的是， 实现满足和超过政府要求的 IP 性能。这借助于实 心带构造， 如参照图 7 描述的构造， 是可实现的。 此外， 也如以前提到的那样， 这种所需的 IP 性能常常不利地影响卷烟制品的 SE 性能。换句话说， 尽管 IP 性能可以满足和超过政府要 求， 但这种 IP 性能典型地与当由抽烟者手持时将自熄 -100％的 SE， 的卷烟制品相关联。由 于抽烟者通常喜好不必重新点燃卷烟制品， 所以 SE 性能的改进同时保持 IP 性能构成用于 改进包装的高度期望特征。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 SE 性能， 同时保持 IP 性能。例如， 在参照图 7 描述的实施例中白垩成分的包括有助于增强在 其它属性中的 SE 性能。
除施加白垩以改进 SE 性能之外或代替它， 这里公开的一定带构造和图案在制造 卷烟制品时是有用的， 该卷烟制品既具有改进的 SE 性能又具有所需的 IP 性能。例如， 在图 3 和其它图中所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， 从带状区域的前边缘到下个或以后带状区域的后边缘的间隔 )。
表V
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 3) 意味着， 总带状区域宽 度的第一部分或区 202 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 )， 而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， 而第三部分 204 由前进炭最后遇到。
表 VI- 包装 A 的细节
表 VII- 包装 B 的细节
表 VIII- 包装 C 的细节
表 IX- 包装 D 的细节表 VI-IX 表明， 多区带状区域 126( 见图 3) 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、 及丙二醇。用于该含水溶液的目前优选混合物包括按约 100( 对于淀粉 )、 对约 30％至约 80％ ( 对于白垩 )、 对约 20％至约 30％ ( 对于丙二醇 ) 的 重量比值的淀粉、 白垩、 及丙二醇， 其中白垩和丙二醇成分表达为在溶液中淀粉重量的百分 比。淀粉单独在含水溶液中可以在约 25％至约 35％的范围中。
当含水溶液施加到基础幅材上并且干燥时， 附加材料的组分的相对比例的一些变 化可以变化。例如， 观察指示， 当 1， 2 丙二醇用作防皱剂时， 当附加材料已经在纸幅材上干 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 在纸幅材的横向可以是基本连续的， 如所示的那样 ( 见图 2)， 或 者可以具有一个或多个纵向延伸的分离部， 从而当形成用于烟丝条的包装时限定 C 形区域 ( 见图 5)， 或者可以具有几个分离部， 这些分离部导致多个材料部分 127′ ( 见图 6)， 这些 材料部分 127′当在与烟丝条 122 的纵向轴线 134 横交的横截面中观看时， 一般绕烟丝条对 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 3)， 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” 。
也在本公开的设想内的是， 在包装 123 上的区域 126 可以包括多个补片 127( 见 图 6)， 这些补片 127 可以绕烟丝条 122 最终周向布置， 使相邻区域 126 的补片 127 ′从 其它相邻区域 126 的补片周向移动。另外， 补片 127、 127 ′可以根据预定图案排列， 如在
US-A1-2008/0295854 中讲授的那样， 两个文件的全部内容通过这种对其参考包括在这里。
附加材料区域优选地按单层 210 施加 ( 见图 7)。应该注意， 在图 7 中基础幅材的 表示是示意的。 如以上论述的那样， 基础幅材的实际横截面是穿过无数纤维的切片， 这些纤 维形成基础幅材。在香烟包装的情况下， 该厚度可以在约 30 微米的量级上。附加材料的实 际厚度≤ 2μm， 并且附加材料往往渗入到由基础幅材的纤维呈现的表面中并且与其相符。 作为结果， 在附加材料区域中累积的材料可示意地表示为方框 ( 如在图 7 中那样 )， 但实际 上对于肉眼几乎感觉不到。
按优选单层的材料施加速率 ( 见图 7) 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” 。在基础幅材具有约 33 的名义 CORESTA 值的场合， 约 5X 的目前优 选施加速率据信是适当的。在基础幅材具有约 60 的名义 CORESTA 值的场合， 约 5.5X 的目 前优选施加速率相信是适当的。
卷烟制品 120( 见图 8) 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 8 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 的场合， 间隙优选地一般彼此平行， 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 9 和 10 中可以看到卷烟制品的实施 例， 该卷烟制品具有一对大体径向相对的附加材料区域。 如所示的那样， 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 10)， 附加材料 区域 250、 250′凭借它们的减小透气率阻碍到烟丝条 122 的燃烧炭的空气流动。 另一方面， 关于在大体水平位置中保持的卷烟制品， 包装 123 的底部间隙 252 自由地允许空气进入烟 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 9)， 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。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 可穿过包装的基础幅材 140 抽吸空气。更具体地说， 在区域 250 的底部与 基层 260 之间的竖向区域 258、 和在区域 250′的底部与基层 260 之间的竖向区域 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， 当燃烧线到达定位的相对附加材料区域时， 如在图 14 中描绘的那样， 卷烟制品 120 的闷烧炭自熄。用于支持炭燃烧的空气的实质减小面积的条件， 对于在图 9 中表明的该位 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 的旋转位置也存在。
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面积 - 空气可通过该面积并且穿过基础幅材 140， 并 且与在抽吸区域 262 处出现的情形相比， 在基层 260 与影响该面积减小的附加区域之间有 较小程度的实质合作。对于本描述来说， 抽吸区域 262 是在烟丝条 122 上的的区域， 该区域 是可操作的， 以当放置在基层 260 上引起燃烧炭的熄灭。
在以上例子中， IP 值的减小也与 SE 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 8 的那些。由本领域的技术人员也将认识到， 图 10 的 SE 改进关于在水平位置 ( 即 0° ) 中的卷烟制品发生。 在 45°和 90°的其它 SE 评估位置处也观察到类似的 SE 改进。在卷烟制品 120 碰巧放置 在基层 260 上在三个特定方位之一处的场合， 各方位绕卷烟制品的轴线彼此间隔开 ( 偏 移 )45°， 也实现自熄特性和所需的 IP。自然地， 论述为了简短起见以这种方式进行。将容 易理解的是， 根据本描述的图案可以熄灭卷烟制品， 而不管哪个侧部分抵靠基层 260 安置， 并且不必将薄膜形成复合物施加到纸上到这样一种程度， 从而卷烟制品的所期望的自由燃 烧质量失去， 或者从而在主流烟雾中的一氧化碳水平变得升高。这可以通过认识到如下情 况而得以理解 ： 薄膜形成复合物的相对区域不必出现在离与基层 260 相接触的侧部分的准 确 90°的位置处。这些区域可以对中在离与基层 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， 对于具体选择图案， 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 的具体重量。 矩形区域的长度， 例如， 对于具体设计、 基础幅材、 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 IP 性能， 通常不失去自由 燃烧质量和 SE 性能， 并且如果期望， 燃烧加速剂可以施加到纸上以支持甚至更高的附加水 平。
以前认为， 在基础幅材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有纸透气率的不足减小。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。
在以上描述的实施例中， 卷烟制品具有大致圆形横截面。因此， 有可能的是， 卷烟 制品的任何侧部分抵靠基层 260 安置。然而， 在这里所讲授的图案可以是这样的， 从而可实 现以上关于图 9 和 10 描述的燃烧特性 (IP 值不大于 25％， 并且 SE 值不大于 50％ )， 而与卷 烟制品的哪个侧部分碰巧抵靠基层 260 安置无关。优选地， 将图案选择成， 当基础幅材绕烟 丝条 122 包裹时， 薄膜形成复合物的区出现在不与基层 260 相接触的相对侧处， 在沿烟丝条 122 的一个或多个 ( 优选地至少两个 ) 纵向位置处。
缝隙带状区域
用于附加材料区域的其它图案当然也在本公开的范围内。此外， 在用来形成带状 区域的含水溶液中防皱剂的包括， 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， 该吸着材料熔化或蒸发， 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， 该包装包括基础幅材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 离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统计全部燃烧完的显著 发生和统计自熄的很少或不发生 ( 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， 从而如果区作为单个连续带 ( 没有缝隙或其它纵向或横向间断 )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全部燃烧完的很少或不 发生和统计自熄的显著发生。第一和第三区由第二区分离。包装具有沿第二区比沿第一 和第三区大的透气率。第二区具有的宽度小于第一和第三区 ( 它们具有相等或不相等的宽 度 ) 的任一个宽度， 从而点着卷烟制品 - 它们包括第一、 第二及第三区， 与包括包装的卷烟 制品相比 ( 在该包装上第一和第三区施加成单个连续带 )， 在自由燃烧状态下呈现统计减 小的自熄发生， 同时保持统计全部燃烧完的很少或不发生。 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 0.5g/m2 克至 15g/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， 水头的 cm) 度量纸透气率。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， 通过带状区域和下置香烟纸的透气率位于 0 至 15CORESTA 的范 围中。透气率的减小优选地限制空气流动 ( 为支持在带状区域附近的香烟炭的燃烧需要该 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。 如这里使用的术语 “间隙” 是指在第一和第三区之间的、 缺少任 何透气率减小附加材料的、 带状区域的离散区域 ( 即， 不包含透气率减小附加材料的层 )。 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铁。第二区优选地具有 比第一和第三区大的透气率。
基础幅材的非带状区域优选地不包括透气率减小附加材料。如下面参照图 12 描 述的那样， 横向带状区域可以包括比三个多的区。例如， 横向带状区域可以包括例如五个 区， 使第二和第四区分离第一、 第三及第五区， 并且包装具有沿第二和第四区比沿第一、 第 三及第五区大的透气率。
也提供的是卷烟制品的一种包装， 该包装包括基础幅材和附加材料的横向带状区 域。 横向带状区域设计成， 当留在基层上时引起卷烟制品的熄灭， 该卷烟制品包括横向带状 区域。包装还包括沿横向带状区域的较透气的中间区， 从而包括包装的卷烟制品的自熄的 发生相对于没有中间区的那些统计地减少。
在另外的实施例中， 一种卷烟制品的包装包括基础幅材和在基础幅材上的至少一 个横向带状区域， 该横向带状区域包括第一、 第二及第三区。 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外， 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。
另外提供一种卷烟制品的包装， 该包装包括基础幅材和在基础幅材上的至少一个 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外， 第二 区与第一和第三区相比具有较大透气率， 第二区和第一和第三区包括附加材料。
此外， 提供一种制造卷烟制品的带状包装的方法， 该方法包括供给基础幅材和在 基础幅材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
第三区在第二区外， 第二区与第一和第三区相比具有较大透气率， 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， 各区中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， 提供一种制造卷烟制品的带状包装的方法， 该方法包括供给基础幅材和在 基础幅材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 第三区在第二区外， 第二区与第一和第三区相比具有较大透气率， 第二区和第一和第三区 由附加材料形成。 选择性地， 各区中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 11-13 示出卷烟制品， 该卷烟制品包括这里所描述的缝隙带状纸。具体地说， 图 11 表明具有两个带状区域 126 的卷烟制品， 两个带状区域 126 的每一个包括由第二区或间 断 404 分离的第一和第三附加材料区 400、 402， 该第二区或间断 404 可以处于间隙的形式， 或者可以处于减少附加材料区的形式。第一和第三附加材料区 400、 402 可以每个是例如约 2mm 至 5mm 宽， 并且第二区 404 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 400、 402 可以每个是例如约 3mm 宽， 并且第二区 404 可以是例如约 1.5mm 或约 2mm 宽。第一和第三附加材料区 400、 402 优选地包括单层附加材料， 该单层附加材料具有以上 描述的组分。附加材料优选地跨过第一和第三区 400、 402 是大体均匀的。
图 12 表明具有两个带状区域 126 的卷烟制品， 两个带状区域 126 的每一个包括由 第二和第四区或间断 416、 418 分离的第一、 第三及第五附加材料区 410、 412、 414， 该第二和 第四区或间断 416、 418 可以处于间隙的形式， 或者可以处于减少附加材料水平的形式。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 优选地包括单层附加材料。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 13 表明具有两个带状区域 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 3mm 宽。更优选地， 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 包括单层附加材料。附加材料优选地跨过第一和第三区 420、 422 是均匀的。
参照图 11-13， 缝隙带状纸促进对于给定 CO 水平比带状纸的以前设计透气率低的 包装的使用。 例如发现， 如果没有进一步变化地施加以前型式的带， 则包括纸的烟丝条产生 15mg 的 CO(FTC)， 该纸具有 33CORESTA 的透气率和 11mg 的 CO(FTC) 输送。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， 这里描述的缝隙带状纸以对于 CO 水平 (FTC) 的较小影响便 于带的施加。
例子
如下例子并非用于限制而仅仅是说明性的。具有五种不同包装 ( 即， 具有五种不同带状区域构造的包装 ) 的香烟被测试点燃倾向 (“IP” ) 和在 0°下 ( 水平的 ) 自熄 (“SE” )。包装的每一种的基础幅材具有 33CORESTA 的透气率和 25g/m2 的基础重量。
表X
数值是指按 mm 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 2 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/m 至 9g/m2 的附加材 料， 并且用于具有 27mm 相位 ( 即， 从带状区域的前边缘到下个带状区域的前边缘的间隔 ) 2 的 6mm 带状区域的 26.5g/m 的基础重量施加到具有 25g/m2 的基础重量的基础幅材上。
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 呈现所需的 SE 减小， 同时保持 IP( 即， 不显著 增加 IP)。具体地说， 包装 B 呈现优于对照包装 A 的改进， 如由 SE 平均值从 95 到 60％的 减小证实的那样。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， SE 平均值从 60％减小到 25％ ( 同时近似地保持 IP 值 )。因而， 第二区的宽度优选地大于 1mm， 优选地约 1.5mm 或约 2mm。尽管良好结果也由包装 c 表明， 该包装 c 呈现 45％的 SE 平 均值， 但最好结果由包装 E 表明， 该包装 E 呈现 20％的 SE 平均值。
应该注意， 包装 E 具有较大透气率的 1mm 第一和第四区， 该包装 E 具有带状区域并 且表示最好结果， 该带状区域包括第一、 第二、 第三、 第四及第五区。相反， 包装 B 表现得不 这样好， 该包装 B 具有带状区域， 该带状区域仅包括第一、 第二、 及第三区， 具有较大透气率 的 1mm 第二区。因而， 具有仅包括第一、 第二、 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)。
此外， 制造卷烟制品的带状包装的方法可以包括 ： 供给基础幅材 ； 和在基础幅材 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 在第二区外， 第二区与第一和第三区相比具有较大透气率， 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， 各区中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， 制造卷烟制品的带状包装的方法可以包括 ： 供给基础幅材 ； 和在基础幅材 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 在第二区外， 第二区与第一和第三区相比具有较大透气率， 第二区和第一和第三区由附加 材料形成。 选择性地， 各区中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 14 是具有带状区域的卷烟制品 120 的立体图， 该带状区域具有倾斜缝隙 450。 图 15 是在未折叠包装 140 上的倾斜缝隙的示范表示。图 16 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或间断 460， 该纵向缝 隙或间断 460 未达到带状区域 126 的前边缘 146 和后边缘 148 而终止。
图 17 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 14 中所描绘的倾斜缝隙。然而， 与图 14 相反， 倾斜缝隙 450 在与图 14 的缝隙相反 的方向上倾斜。
卷烟制品 120 的几何形状也可以设计成， 有助于实现为了 IP 减小这一目的的优选 方位。例如， 相对纵向带状区域 600( 见图 18) 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 的长轴自然地安置在与基层 260 大体平行的位 置中， 卷烟制品放置在该基层 260 上。这样一种卷烟制品 120A 也称作椭圆形卷烟制品。
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之一中， 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一般椭圆形制品的侧部分形成 - 在该处有最大曲率， 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。此外， 在稳定 位置中在这些纵向带状区域与基层 260 的合作显得起限制到烟丝条中的空气流动的作用， 并且导致自熄和低 IP 值， 而不管卷烟制品 120 如何初始放置在基层 230 上。
附 加 材 料 的 预 定 图 案 典 型 地 施 加 到 基 础 幅 材 上， 该基础幅材具有位于在约 20CORESTA 单位至约 80CORESTA 单位的范围中的透气率。 当干燥时， 附加材料常常在基础幅 材上形成薄膜， 该薄膜是有效的以将透气率局部减小到位于 0 至约 12CORESTA 单位， 更优选 地， 0 至约 10CORESTA 单位， 的范围中的值。附加材料优选地作为包括淀粉的含水溶液被施 加。
印刷工艺
优选地， 带状区域使用照相凹版印刷工艺施加到包装上。照相凹版印刷工艺可紧 在造纸后使用， 即在靠近造纸机的端部的位置处的印刷站处。 可选择地， 照相凹版印刷工艺 可与携带包装 ( 带状区域要印刷到该包装上 ) 的卷一道使用。例如， 具有选择透气率和选 择基础重量的包装卷安装成， 包装可以从卷退绕， 作为连续基础幅材。
基础幅材前进或通过照相凹版印刷站， 在该照相凹版印刷站处， 每个带状区域的 层印刷到纸上。印刷工艺可以应用于纸的毡侧或金属丝侧、 或上述两侧。
在照相凹版印刷站处， 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。辊的一般圆柱形表面在适当过程中被摹制 ( 即， 具有点、 线、 单元、 等等 )， 以限定带状区域的第一层的底片。常规雕刻 ( 蚀刻 )、 化学雕刻、 电子雕刻、 及光刻 可用来摹制照相凹版滚筒的表面。辊的圆周这样确定， 从而它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。 因而， 对于辊的每一转， 带状区域的整数个第一层印刷 在包装上。
关于照相凹版印刷， 尽管附加材料层可以均匀地施加， 但附加材料层不必均匀地 施加。 例如， 附加材料层可以这样施加， 从而层的离散部分与层的其它区域相比具有不同的 基础重量 / 表面面积。这可以例如通过施加附加材料层而实现， 从而层的离散部分具有与 层的其它区域不同的深度。这可以例如通过摹制照相凹版滚筒或辊而实现， 从而提供与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， 可以按个印刷阶段施 加。 当按单个印刷阶段施加时， 包含附加材料的区使用适当摹制照相凹版滚筒或辊施加。 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， 照相 凹版滚筒或辊摹制成， 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。 在某些用途中， 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， 并且该支撑辊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幅材穿过该辊隙前进。该辊 隙定尺寸成， 当基础幅材在照相凹版滚筒与压印滚筒之间运动时夹紧基础幅材。对于基础 幅材的辊隙压力保证复合物从滚筒正确转印到纸上。
储罐包含以上论述的复合物， 该复合物用来在包装上形成带状区域。储罐与适 当的泵连通， 该泵能够处置粘性复合物。复合物然后可以流动到适当的热交换器， 在该处 复合物的温度升高成， 它位于约 100°至约 140℃的范围中， 从而复合物的粘度被调节到适 于照相凹版印刷的水平。如以上论述的那样， 用于照相凹版印刷的粘度通常需要小于约 200mPa·s(cP)。优选地， 复合物的温度选择成， 粘度小于约 100mPa·s。 尽管公开了分离的热交换器， 但可能期望的是， 在储罐本身中提供复合物的温度 调节。例如， 加热元件和搅拌设备可以包括在储罐中， 以保持用于复合物的升高温度。在储 罐中温度调节的放置具有使泵选择和操作要求较简单的优点， 因为泵不必处置在与较低温 度相关联的较高粘度下的复合物， 因为复合物已经被加热， 并因此在较低粘度下。 不管温度 调节出现在储罐中或还是在分离的热交换器中， 重要的是， 温度调节步骤发生在选择的温 度下， 以避免烧焦复合物。烧焦可引起复合物的变色， 并且可影响复合物的特性。因而， 在 复合物经受温度调节的同时， 要避免烧焦。
不管温度调节步骤发生在何处， 加热的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复合物。 该喷洒步骤可以通过将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复合物输送到复合物槽而实现， 该复合物槽在照相凹版滚筒的 底部处、 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向地延伸到足以收集槽的高度， 但到远低于照 相凹版滚筒的顶部的高度。当槽到达收集器的顶部时， 复合物可穿过在设备底部处的排放 管流回储罐。 因而， 复合物穿过印刷站循环， 并且由以上论述的温度调节设备保持在适当印 刷粘度下。
当照相凹版滚筒转过施加器和 / 或槽时， 复合物粘附到照相凹版滚筒的表面上， 包括在提供在其中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 面运动经过适当的刮刀。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， 照相凹版滚筒的、 限定在相邻带状区域之间的名义间隔的那些部分基本上擦 净复合物， 而照相凹版滚筒的、 限定在带状区域本身的雕刻部分充满复合物地向辊隙前进。
当包装和照相凹版滚筒的表面运动经过辊隙时， 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， 避免在包装上复合物的滑移和 / 或涂抹。
带状区域的厚度优选地小于基础幅材厚度的约 20％， 并且可以小于基础幅材厚度 的约 5％。因而， 看到， 印刷层的厚度相对于下置基础幅材的厚度是很小的。
图 19 是单阶段印刷设备的示意图。参照对于印刷的以上描述， 供给卷 600 将纸坯 料幅材供给到照相凹版印刷站 602， 在该处， 将图案印刷在坯料幅材上， 并且在干燥器 634 中干燥。干燥的、 带图案基础幅材然后前进到收集卷 608。如果期望， 则在印刷操作之后， 宽基础幅材可以由分割器 635 分割或划分成多个较窄筒管， 其中， 筒管具有与对于卷烟制 品要求的宽度相对应的宽度。当基础幅材离开印刷站时， 选择性纵断器 635 可以用在该基 础幅材上， 或者纵断器和纵断操作可以在不同位置处进行。在印刷站 602 中， 照相凹版印刷 辊 610 接触附加材料的储罐 626， 运动经过刮刀 630， 并且在照相凹版印刷辊 610 与压印滚 筒 612 之间的辊隙 616 中接触基础幅材的一侧。
附加材料由适当泵 620 从储罐 618 输送到施加器 624。从泵 620 排出的附加材料 优选地通过热交换器 622， 在该处将附加材料的温度升高到约 35℃至约 60℃ ( 约 100 ℉至 约 140 ℉ ) 的范围。被加热的附加材料然后流到施加器 624， 在该处将它散布在照相凹版 印刷辊 610 上。过多附加材料积累在槽 626 中， 过多附加材料从该槽 626 返回到储罐 618。 附加材料优选地具有以上很充分描述的特性， 从而适当量的附加材料可在单次印刷施加期 间施加到基础幅材 140 上。
单遍印刷例子
对于在香烟包装上带图案区域的单遍印刷使用的溶液的如下例子提供另外的基 础和背景， 以解释现在可得到的结果的意义。
含水淀粉溶液通过将从 National Starch and Chemical 可得到的 Flow-Max 8， 一 种基于木薯淀粉的氧化淀粉， 与足够的水相混合而制备， 以制成按溶液重量具有 30％淀粉 的初始复合物的含水溶液。然后将 1， 2 丙二醇和碳酸钙作为添加剂混合或并入到淀粉溶液 中。 引入的丙二醇的重量是对于溶液使用的淀粉重量的 25.7％。 引入的碳酸钙的重量是对 于溶液使用的淀粉重量的 68.6％。
将所生成的印刷溶液加热到在约 35℃至约 60℃ ( 约 100 ℉至约 140 ℉ ) 的范围中 的温度。将最终印刷溶液在照相凹版印刷机中以图案形式施加到香烟包装的基础幅材上， 该基础幅材具有约 0.9m(36 英寸 ) 的名义宽度。基础幅材具有 60CORESTA 的透气率。将最 终印刷溶液按 5.1.107(μm)3/mm2 至 6.3.107(μm)3/mm2(33BCM 至 41BCM( 兆立方微米每平方 英寸 )) 的目标速率施加到基础幅材上。用于这个例子的图案产生多个平行的实心带， 这些 实心带跨过基础幅材的名义宽度延伸， 每个带具有在基础幅材的纵向方向上测量的、 约 7mm 的宽度。此后将基础幅材干燥， 从而将印刷溶液干燥。
接下来， 基础幅材在张力下前进到纵断器， 在该处， 将基础幅材的名义宽度纵向切 割成多个带条， 每个带条具有约 27mm 的宽度 - 为围绕常规烟丝条要求的宽度， 并且具有纵 向胶合接缝。在基础幅材仍然在张力下的同时， 将多个带条同时缠绕成各个筒管。
来自的筒管包装用来使用常规卷烟机制造多根香烟。
所生成的香烟使用以上论述的标准技术测试 IP 性能。使用香烟的标准计数， 在这 个例子中制造的香烟在几个 IP 试验的每一个中给出 0 的 IP 性能。
基于这个例子、 以及其它研究， 机理的较好理解继续展开， 这些机理产生使用含水淀粉印刷溶液的印刷带状纸的可制造性。 一定背景信息有助于将本发明的意义放置在上下 文中。 最初， 应该注意到， 用于带图案区域的含水淀粉溶液显示出克服了所报告的接缝破裂 问题， 这些接缝破裂问题一直与例如蛋白藻蛋白酸盐的使用相关， 部分因为淀粉基粘合剂 已经典型地用于烟丝条的纵向接缝。
当使用水基印刷溶液时基础幅材的潜在起皱一直是担心的方面。 起皱情形似乎由 含水印刷溶液的使用而生成， 该含水印刷溶液具有低固体含量。低固体含量看来像是导致 大量水是可得到的， 而干扰在基础幅材中在纤维之间的氢键作用。当基础幅材在印刷之后 干燥时， 发生收缩。 因为基础幅材在连续纵向张力下， 所以在纵向方向上的收缩显得不显著 或不麻烦， 但在在横跨幅材方向上的收缩既显著又麻烦。 已知和已证明的是， 湿润和干燥纸 在其生产之后导致收缩。因而， 预计在这个过程中会有某种收缩。
在不使用防皱剂的情况下， 已经观察到横跨幅材收缩在 0.9m(36 英寸 ) 宽幅材中 多达一英寸 - 即在 2.8％的量级上。 在基础幅材中的张力， 随着基础幅材从印刷设备运动到 纵断器和筒管缠绕器， 在横跨幅材收缩存在的情况下， 导致在印刷区域之间在基础幅材中 的纵向延伸波浪。随着基础幅材越过在印刷设备与筒管缠绕器之间的辊， 这些波浪可被压 下而形成皱纹。一旦皱纹形成， 经验表明， 它往往以显著的距离沿幅材持续。
在纵断器处， 波浪和皱纹引起用于在纵向方向上切割的精确定位的缺失， 结果是， 在筒管缠绕器处， 一个筒管的纸边缘会缠绕到相邻筒管中， 从而相邻筒管的以后分离变得 困难或不可能。
施加含水印刷溶液的一系列对准施加的多个印刷站的使用已经观察到， 使收缩、 波浪、 起皱、 及纵断问题更显著。
尽管不希望由这些理论约束， 但当未约束或自由水渗透到基础幅材中时， 收缩似 乎生成， 使纤维膨胀， 断开在纤维之间的氢键， 允许纤维运动， 并且在干燥过程期间收缩。 对 于本论述来说， 约束水是指与添加剂相关联而需要的水量。例如， 为了溶解淀粉需要水， 所 以有着重量与淀粉重量相等效的约束水。类似地， 丙二醇在水中是可溶解的， 所以假定， 有 着重量与丙二醇重量相等效的约束水。 然而， 碳酸钙在水中不是有意义地可溶解的， 所以没 有约束水与碳酸钙相关联。 未约束或自由水是指超过对于添加剂的溶解需要的水的量或部 分。 相信的是， 未约束或自由水可起作用以渗透到基础幅材中和影响其中的纤维 ； 而约束水 不具有该效果。
使用含水溶液的现有多遍印刷工艺具有低淀粉浓度， 例如约 15％至 25％的淀粉。 这样的含水淀粉溶液具有 85％至 75％的水， 其中， 15 至 25％是约束到淀粉上的水， 70％至 50％是未约束或自由水。相反， 在印刷时具有在以上例子中描述的构成的溶液具有总共约 52％的水， 约 31％的约束水、 和约 21％的未被约束的水。因而， 以前例子的溶液， 当与含水 淀粉溶液的等效量相比较时， 呈现大于约 50％ ( 即， 21％与 50％至 70％相比较 ) 的未被约 束的水的减少。
当然， 印刷溶液对于下置幅材的施加速率对于自由水到基础幅材中的渗透也 具有影响。如提到的那样， 在以前例子中描述的单遍印刷工艺按 5.1.107(μm)3/mm2 至 6.3.107(μm)3/mm2(33BCM 至 41BCM) 的目标速率施加最终印刷溶液。相反， 多遍印刷操 作可以例如按 3X、 3.5X、 及 5X 沉积诸层。由以上所示的等效物的表格， 这些施加速率 7 3 2 7 3 2 分 别 与 1.9.10 (μm) /mm (12.3BCM)、 2.1.10 (μm) /mm (13.6BCM)、及 3.5.107(μm)3/mm2(22.4BCM)、 或总共约 6.5.107(μm)3/mm2(48.3BCM) 相对应。因而， 单遍印刷工艺与典型 多遍系统相比， 减少使用的印刷溶液的量， 即使用于单遍的施加速率大于用于典型多遍系 统的分量遍的任一个的施加速率， 也是如此。
简要地说， 作为如下两种现象的结果， 单遍印刷工艺当与典型多遍工艺相比时， 显 得减少适于渗透到基础幅材中的自由水 ： 单遍工艺往往在施加印刷溶液中使用比多遍工艺 少的总水量 ； 并且在单遍系统中的印刷溶液的复合物比典型多遍工艺， 呈现渗透到基础幅 材中的少得多的自由水。 具有的优点是 ： 既减少了未被约束的水的量， 又用防皱剂平衡了未 被约束的水。
也应该注意到， 具有这里描述的印刷复合物的单遍工艺提供高固体含量沉积， 该 高固体含量沉积不仅减少对于下置纸幅材造成破坏的自由水， 而且也提供对于观察 IP 性 能适当的固体含量。
也已经发现， 尽管可容纳某种收缩， 但存在着用于在印刷工艺中的可接收收缩的 临界值。在该临界值以上， 基础幅材的折皱发生在印刷操作的下游， 如以上详细论述的 那样 ； 然而， 在该临界值以下， 本发明的单遍工艺导致没有皱纹、 没有褶痕的纸， 该纸可被 纵断， 并且缠绕到筒管上。用于可接受收缩的临界值已经发现是基础幅材的名义宽度的 1.04％。使用在以上例子中描述的印刷溶液， 观察到幅材收缩是基础幅材的名义宽度的约 0.54％。
基于目前理解， 用于单遍工艺的含水印刷溶液优选地包括 25％或更多的淀粉， 该 淀粉在水中与添加的约 30 至约 80％的白垩或碳酸钙相混合， 其中， 白垩含量表达为淀粉重 量的百分比， 并且进一步包括防皱剂的有效量， 如 1， 2 丙二醇。防皱剂的有效量与为将在幅 材上的印刷图案处的收缩减小到低于幅材的名义宽度的 1.04％所需要的量相对应。 换句话 说， 借助于防皱剂的有效量， 基础幅材的名义宽度在图案位置处减小小于 1.04％。可选择 地， 印刷溶液包括在淀粉重量的约 20％与约 35％之间的防皱剂。
含水印刷溶液的目前优选成分也可按重量百分比表达。更具体地说， 含水溶液优 选地包括 25％ ( 按重量 ) 或更多的淀粉、 按重量计在约 5％至约 30％的范围中的碳酸钙、 及 按重量计小于约 30％的量的防皱剂 - 如 1， 2 丙二醇。而且， 碳酸钙更优选地呈现在按重量 约 5％至约 20％的范围中。
就印刷溶液的成分而论， 在含水溶液中增大的淀粉浓度， 与现有含水溶液相反， 当 施加到基础幅材上时显示出提高了印刷溶液的薄膜形成能力。 如果具有较好的薄膜形成功 能性， 则需要较少的碳酸钙， 因为在基础幅材中需要填充或堵塞的针孔较少。
单遍能力降低了对准要求， 并且提高了在印刷期间的其它效率。
当字 “约”在本说明书中与数值一道使用时， 打算关联数值包括在叙述数值的 ±10％左右的公差。此外， 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， 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” 应包容关联术语和概 念的精确意思， 以及提供与形式、 功能、 和 / 或意思相符的合理容度。
现在对于本领域的技术人员将显然的是， 本说明书描述了一种新、 有用的、 及不是 显而易见的卷烟制品、 用于其的包装、 及用来制造包装和卷烟制品的工艺。对于本领域的技术人员也将显然的是， 对于在以上详细描述中已经描述的卷烟制品包装及过程的各个方 面， 存在多种修改、 变更、 替代、 及等效物。 相应地， 特意打算的是， 所有这样的修改、 变更、 替 代、 及等效物由此包括， 这样的修改、 变更、 替代、 及等效物落在本发明的精神和范围内， 该 精神和范围由所附权利要求书定义。