具有特殊粒徑分布的填充材料的卷煙紙的制作方法
【專利說明】具有特殊粒徑分布的填充材料的卷煙紙 發明領域
[0001] 本發明設及含有紙漿纖維和填充材料顆粒的卷煙紙。本文中，術語"包含"不排除 該卷煙紙包含其它組分。具體地，其設及使香煙煙霧中一氧化碳的量減少的卷煙紙，并且設 及相應的香煙。
【背景技術】 [0002] 及現有技術
[0003] 通常所知，香煙煙霧含有多種有害物質，其中包括一氧化碳。因此，在行業中對生 產下述香煙存在著濃厚的興趣，來自所述香煙的煙霧含有顯著更少的有害物質。為了減少 此類物質的量，香煙通常配備有一般由醋酸纖維素制成的過濾嘴。然而，該些過濾嘴不適合 用于減少來自香煙的煙霧中的一氧化碳含量，因為醋酸纖維素不能吸收一氧化碳。在過濾 嘴中滲入催化劑的多種提議迄今尚未成功，一部分是出于功能原因而一部分是出于經濟原 因。
[0004] 還已知用流經接裝紙中的孔隙的空氣流稀釋香煙中產生的煙霧。在該點上，雖然 香煙煙霧的一氧化碳含量的確可W減少，但是代價是決定香煙味道的物質被稀釋了，因此 對香煙的味覺W及消費者的接受度產生了負面影響。
[0005] 香煙煙霧中的物質是通過其中根據標準化方案進行吸煙的方法而測定的。例如在 ISO 4387中描述了該樣的方法。在該點上，在開始第一次抽吸時首先點燃香煙，然后W 2秒 的持續時間和35cm3的體積，在香煙的嘴端每分鐘抽吸一次，遵循正弦抽吸曲線。重復抽吸， 直到香煙的長度低于在標準中定義的長度。在抽吸過程中從香煙的嘴端流出的煙霧被收集 在劍橋濾板（Cambridge Filter化d)中，隨后化學分析該濾板的各種物質（例如煙堿）的 含量。在抽吸過程中從香煙的嘴端流出且通過劍橋濾板的氣相被收集并且也被化學分析， 例如，W測定在香煙煙霧中的一氧化碳含量。
[0006] 在標準化抽煙過程中，香煙由此處于兩種不同狀態的流動中。在抽吸過程中，在面 向煙草的內側與卷煙紙的外側之間存在相當大的壓力差，通常為200化至1000化。該壓力 差導致空氣流經卷煙紙進入香煙的煙草部分并且稀釋抽吸過程中產生的煙霧。在該種每次 抽吸持續2秒的階段中，香煙煙霧的稀釋程度通過紙的透氣性來確定。透氣性是根據ISO 2965而測定的，并且表示在每單位時間、每單位面積和每壓力差下流經卷煙紙的空氣量，因 此具有量綱 cmVOnin cm2kPa)。其也被稱為 C0RESTA 單位（CU，1CU = IcmVOnin cm2kPa))。 通過該值來控制香煙的煙桿通氣性（rod ventilation),即，在對香煙抽吸過程中流經卷煙 紙進入香煙的氣流。通常情況下，卷煙紙的透氣性為0CU至200CU，其中通常優選20CU至 120CU。
[0007] 在抽吸之間的時間段里，在香煙的煙草部分的內部與周圍環境之間沒有任何明顯 的壓力差的情況下，香煙悶燃，因此氣體輸送是由煙草部分與周圍環境之間的氣體濃度之 差來決定的。在該點上，一氧化碳也可通過卷煙紙擴散至煙草部分之外并進入周圍空氣中。 在該種根據ISO 4387所述的方法持續58秒的階段中，卷煙紙的擴散性能是減少一氧化碳 的相關參數。
[000引擴散性能是傳遞系數，并且描述了卷煙紙對由濃度差驅動的氣流的滲透性。更精 確地說，它表示在每單位時間、每單位面積和每濃度差下通過紙的氣體體積的擴散能力，因 此具有單位cmV(s. cm2) = cm/s。〔化的卷煙紙擴散性能可W例如用Sodim公司的C02擴散 測試儀測定并且與C0的卷煙紙擴散性能密切相關。
[0009] 上述考慮可W看出，香煙的擴散性能對于香煙煙霧中的一氧化碳含量具有獨立、 重要的意義，并且在香煙煙霧中的一氧化碳的水平可W通過增加擴散性能而降低。該對于 現有技術已知的自焰香煙具有特別的相關性，對于該香煙，觀測到相對高的一氧化碳值。在 該樣的香煙中，阻燃條化urn-retardant stripes)被施用到卷煙紙上，W在標準化試驗 (ISO 12863)中實現自焰。該測試或類似的測試是例如美國、加拿大、澳大利亞和歐盟的法 律要求的一部分。一氧化碳值的增加是W下事實導致的：一氧化碳可W僅W非常小的程度 來通過阻燃條擴散至香煙之外。因此，提供可W補償該種不希望的副作用的卷煙紙會具有 很大的優勢。
[0010] 然而，實際上，事實證明在紙生產過程中獨立于紙的透氣性來調整擴散性能是 極其困難的。然而，在多數情況下，透氣性本身是香煙制造商必須遵守的紙規格的主題， 從而根據該要求，擴散性能是從紙生產過程中獲得的，并且只能在很小范圍內變化（還 對貝gB. E. :The influence of the pore size distribution of cigarette paper on its diffusion constant and air permeability， SSPT17,2005， CORESTA meeting， Strat化rd-upon-Avon，UK)。透氣性W及擴散性能由卷煙紙的多孔結構決定，因此在該些參 數之間存在著近似地由D*~給出的關系，其中D*為擴散性能并且Z為透氣性。該種 關系首先符合良好的近似性，條件是紙的透氣性主要通過精制紙漿纖維來調節。
[0011] 從現有技術中，已知通過加入熱不穩定物質（W0 2012013334)或通過選擇填充材 料顆粒的平均尺寸巧P 1450632,EP 1809128)來增加卷煙紙的擴散常數的多種方法。盡管 有該些測試，但對于給定的透氣性仍缺乏顯著增加擴散性能的可能性。
【發明內容】
[0012] 本發明的目的是提供卷煙紙，其在給定的透氣性下選擇性降低香煙煙霧中的一氧 化碳含量。
[0013] 該目的是通過權利要求1所述的卷煙紙實現的。有利的其它實施方案在從屬權利 要求中給出。
[0014] 根據本發明，卷煙紙含有紙漿纖維和填充材料，其中至少50wt%，優選至少 70wt%并且特別優選至少90wt%的填充材料具有根據IS013320測量并經用于方解石的 米氏修正（Mie-correction)的粒徑分布，其中分布參數P = dw+2 ? d3(i+2 ? dw-dw符合； p《5. 0 y m，優選p《4. 0 y m并且特別優選p《3. 5 y m，W及P > -1. 0 y m，優選p > 0. 0 y m 并且特別優選P > l.Oym。
[0015] 粒徑分布限定了顆粒集合體的粒度測定條件并且描述了顆粒集合體中的粒徑的 概率分布。根據ISO 13320,粒徑從激光束的衍射圖案來測定。為了從衍射圖案來計算粒 徑，采用例如根據弗勞恩霍夫（化aunhofer)或根據米氏的多種模型。對于本文中有關的粒 徑，使用了根據米氏的具有方解石的材料參數的模型。從W該種方式測得的粒徑分布，能夠 辨別例如哪種顆粒體積分數低于預設的尺寸。該部分可W例如W "屯"形式給出，其中X代 表0至100的數值并且d是粒徑的量度。作為一個實例，cU= 0. 5 ym意味著在該集合體 中10體積％的顆粒小于0. 5 y m。
[0016] 因此，粒徑"d"對應于球形顆粒的直徑。對于不是球形的顆粒，其對應于根據ISO 13320測量的球形顆粒的直徑，得到與非球形狀的顆粒相同的結果。
[0017] 因此，根據上面提到的粒徑分布而分布的顆粒可W在大多數情況下是片狀或非片 狀的，并且優選由白里組成。在該方面，當長度1和寬度b小于厚度d的4倍、優選小于厚 度d的兩倍時，顆粒被認為是非片狀的，其中長度1、寬度b和厚度d分別對應于在=個相 互正交的空間方向上的最大尺寸。對于近似長方體的幾何形狀的理想化概念，長度1、寬度 b和厚度d可W例如對應于長方體的側面，即并不是必須使長度1對應于顆粒的最大尺寸， 對于理想化長方體而言，顆粒的最大尺寸會對應于體對角線。然而，通常長度1將大于或等 于寬度b，并且轉而將與顆粒的最大空間尺寸相差2. 5倍W下。
[001引本發明人已經發現，通過使用具有特殊粒徑分布的填充材料，可特別有利的 方式影響卷煙紙的擴散性能。特別是，在給定的透氣性下，可W實現相對高的擴散性能。
[0019] 由此，粒徑分布的形狀的特征在于四個值di。、dw、cU和cU，并且由該四個值通過 使用P =中。+2 ? dw+2 ? cU-dg。來計算出分布參數P。本發明人已經發現，如果該分布參數 低于約5 y m，則獲得卷煙紙擴散性能的意料不到且大幅的增加。此外，本發明人發現，如果 分布參數低于4. 0 ym的值，則可W預期出現平臺，并且沒有類似的擴散性能的大幅增加， 相反地，擴散性能保持在高水平。該關系示于圖3。
[0020] 分布參數P也可具有小于0 y m的值，并且通常選擇粒徑分布W使P大于-1 y m。
[0021] 優選地，選擇在紙中的全部填充材料的粒徑分布W使分布參數P取如上限定的 值。然而，在本發明的上下文中，有可能將具有本發明的粒徑分布的填充材料與具有其它粒 徑分布的其它填充材料相結合，只要具有本發明的粒徑分布的填充材料的分數足夠高至提 供所述的技術效果。出于該個原因，如上所述，全部填料含量中具有本發明的粒徑分布的填 充材料的分數是至少50wt%，優選至少70wt%并且特別優選至少90wt%。
[0022] 填充材料優選是沉淀的白里。由于由紙中的填充材料所引起的效果主要具有物理 性質，但是類似的優點可W由其它填料材料實現，例如氧化儀、氨氧化儀、氨氧化侶、二氧化 鐵、氧化鐵或其組合。
[0023] 如最初所述，常規紙的擴散性能D*與CU單位的透氣性的平方根成良好的近似比 例，即D*~。例如，在Z = 50CU的透氣性下，C〇2的擴散性能的典型值為1. 65cm/s。 到現在為止，相對于透氣性Z獨立地改變擴散性能D*，W在給定的透氣性Z下，獲得增大的 擴散性能D*，該在技術上是非常困難的。然而，通過使用具有本發明的粒徑分布的本發明 的填充材料，對于其它