NO179732B - Papirhylster for en rökeartikkel med en underlagsduk av papir og fremgangsmåte for fremstilling av samme - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et papirhylster for en røkeartikkel med en underlagsduk av papir. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte til fremstilling av et papirhylster for en røkeartikkel som angitt i krav 1. Mer bestemt kan papirhylsteret i henhold til oppfinnelsen bli benyttet til effektivt å kontrollere forbren-ningsraten til røkeartikkelen.

Det er fordelaktig å fremstille sigaretter i kommersielle kvantiteter og uten en redusert forbrenningshastighet hvis de ikke trekkes på av røkeren, men som ser ut, føles, smaker og brenner som vanlige sigaretter når de trekkes på av røkeren med normale mellomrom. Det er innsett av fagfolk at hylsterutfor-mingen og -konstruksjonen sterkt påvirker disse karakteristikker .

SigaretthyIstre, dvs. papir, har kjente forbrenningskarakteristikker, herunder forbrenningshastigheter og statisk forbren-ningsytelse. Det har vært gjort forskjellige forsøk på å modifisere forbrenningskarakteristikkene til slike hylstre. Disse forsøk har benyttet en rekke hylsterutforminger og

-konstruksj on.

F.eks. er det kjent at forbrenningskarakteristikken kan endres ved å tilsette fyllstoffer, belegg eller tilsetning til papirene. US-PS nr. 4 489 659 (Weinert) henviser til en selvslukkende sigarett hvor den innvendige overflate av hylsteret er dekket med leire. I US-PS nr. 4 044 778 (Cohn) innbefatter det angitte sigaretthyIster ringer eller områder belagt med avsetninger fra en alkalisilikatoppløsning som gjør hylsteret ikke-brennbart i de belagte områder.

I US-PS nr. 4 889 145 (Adams & al.) innbefatter sigarett-hy Isteret som det henvises til, et område som inneholder et belegg av en porøsitetsreduserende blanding. Belegget består av en ikke-polymer med polymerbindemiddel. Eksempler på ikke-polymeren er gitt som et fettalkohol og et fettsyresalt.

US-PS nr. 4 615 345 (Durocher) henviser til et annet forsøk på å modifisere forbrenningskarakteristikkene til hylsteret. Hos Durocher er hylsteret fremstilt av et cellulosefiberunderlag som normalt ikke opprettholder forbrenning når hylsteret er innbefattet i en sigarett. Denne type hylster behandles i utvalgte områder med en forbrenningsfremmer basert på alkalime-tall såsom kaliumsaltet til sitronsyre. Det er angitt der at en sigarett fremstilt med et således behandlet hylster, vil ulme uten at det trekkes på av røkeren når han befinner seg i den behandlede sone, men når den behandlede sone er forbrukt, vil den slukke av seg selv med mindre sigaretten trekkes på av røkeren.

US-PS nr. 4 077 414 (Baker & al.) henviser også til et hylster med modifiserte forbrenningskarakteristikker. Hos Baker blir et hylster med iboende porøsitet modifisert ved å behandle papiret med hva som ble betegnet som et "geldannende" stoff slik at det fremstilles bånd av lave porøsitetsområder. De "geldannende" stoffer vist hos Baker var alle oppløselige i vann og var således oppløsninger, i motsetning til slurrier, når de ble benyttet på sigarettpapirhyIstre.

I tillegg til å modifisere hylsterets forbrenningskarakteristikker ved å tilsette fyllstoffer, belegg eller forbren-ningstilsetninger direkte til papirdukunderlaget, ble forbrenningskarakteristikkene vist å være i stand til å modifiseres ved å påføre underlagsduken av papir en strimmel eller en bit av et papir med karakteristikker forskjellige fra underlagsduken som skulle modifiseres. F.eks. er det vist i den samtidig søkte og til samme søker overdratte US patentsøknad med serienummer 07/605402 (91 4243), inngitt 30. oktober 1990, at sigarettpapir kan modifiseres ved å påføre strimler av et annet papir ved regelmessig adskilte steder over bredden av papirduken, slik at sigaretter fremstilt av papirduken har regelmessig adskilte omkretsbånd på innsiden av papiret for å modifisere forbrenningskarakteristikkene til papiret og sigaretten. Et behandlet papirmateriale egnet til å danne de regelmessig adskilte strimler er beskrevet i US-PS nr. 4 73 9 775 (Hampl). Imidlertid ble hylstrene beskrevet i Hampl dannet ved adhesjon av det behandlede papirmateriale til underlagsduken av papir ved en prosess som ville være kostbar og vanskelig å benytte i masseproduksjon.

Som omtalt ovenfor, er forskjellige typer av papirhylsterutfor-minger blitt foreslått for å modifisere forbrenningskarakteristikkene til sigaretter. Imidlertid medfører disse hylstre forskjellige problemer og ulemper. Selv om hylstrene til Weinert og Cohn fremringer sigaretter med modifiserte forbrenningskarakteristikker, ser de ikke ut, føles, smaker og forbrenner som vanlige sigaretter når de trekkes på av røkeren. Selv om hylstrene til Durocher løser noen av de problemer som opptrer hos hylstrene til Weinert og Cohn, viser Durocher ikke en prosess for å fremstille slike sigaretter i kommersielle kvantiteter. Selv om den samtidig søkte søknad 07/605402 dessuten viser kommersielt tilgjengelige metoder som kan frembringe hylstre med både modifiserte forbrenningskarakteristikker og gir en sigarett som ser ut, føles, smaker og brenner som en vanlig sigarett når den trekkes på av røkeren, er slike metoder ikke de eneste løsninger på de omtalte problemer. Hylstrene og beleggene som er omtalt i Baker & al. og Adams & al., er dessuten ikke de eneste typer som potensielt kan modifisere forbrenningshastigheten til en sigarett.

US-PS nr. 4 861 427 (Johnson) viser til et fibrøst dukprodukt overflatebehandlet med bakteriell cellulose. Hos Johnson er den bakterielle cellulosebehandling som omtales, benyttet på hele duken. Det resulterende dukbelegg blir benyttet som trykke-materialer som har glans, glatthet, sverteevne og overflate-styrke.

Johnson refererer ikke til bruken av cellulose på papirer i utvalgte partier av duken, dvs. bånd eller andre mønstre, og heller ikke henviser Johnson til forbrenningskontrollegenskaper som en slik påføring av bakteriell cellulose vil tilføre det resulterende papir. Johnson viser ikke bruken av den belagte duk som sigarettpapir.

Det ville være ønskelig å skaffe et papirhylster for en røkeartikkel og som effektivt kontrollerer forbrenningshastigheten til røkeartiklen.

Det ville også være ønskelig å skaffe et papirhylster for en røkeartikkel og som ser ut, føles, smaker og forbrenner som en vanlig sigarett når den trekkes på av røkeren.

Det ville videre være ønskelig å skaffe et papirhylster hvor forbrenningshastighetskontrollen kan oppnås økonomisk med masseproduksj onsmetoder.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å skaffe et papirhylster for en røkeartikkel og som kan modifisere forbrenningskarakteristikkene til en røkeartikkel.

Det er også en hensikt med oppfinnelsen å skaffe hylstre slik at når de benyttes til å fremstille sigaretter, skaffer en sigarett med den ytterligere fordel av å se ut, føles, smake og brenne som en vanlig sigarett når den trekkes på av en røker med normale mellomrom.

Det er også en hensikt med denne oppfinnelse å skaffe et papirhylster hvor et område med bånd for å kontrollere forbrenningshastigheten kan påføres under fremstilling av hylsterets underlagspapir, enten utenfor eller på papirmaskinen, men bortenfor den våte ende av papirmaskinen.

Dessuten er det en hensikt med denne oppfinnelsen å skaffe et papirhylster med bånd som kan fremstilles i kommersielle kvantiteter i samband med kommersielle sigarettfremstil-lingsoperasjoner uten behov for ikke konvensjonelle apparater.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse skaffes det et papirhylster for en røkeartikkel og kjennetegnet ved at papirhylsteret omfatter ett eller flere områder av mikrofibrillert, fibrøs cellulose festet til underlagsduken av papir, idet de nevnte områder skaffes i form av en suspensjon av mikro fibrillert, fibrøs cellulose som er påført direkte på underlagsduken av papir, slik at områdene av mikrofibrillert, fibrøs cellulose gir en økning på mellom 0,5 g/m<2>og 10 g/m<2>tørrvekt på toppen av underlagsduken av papir. Den fibrøse cellulose kan velges fra gruppen bestående av mikrokrystallinsk cellulose, bakteriell cellulose eller mikrofibrillert cellulose såvel som andre, nye former av fibrøs cellulose som er i stand til å danne en stabil suspensjon i væske og således bli i stand til å trykkes eller legges på en underlagsduk av papir. Dette papirhylster kan innbefattes i en røkeartikkel som omfatter en tobakksfylling og papirhylsteret.

I tillegg skaffes det også en fremgangsmåte til å fremstille hylstre for en røkeartikkel. Denne fremgangsmåte er i henhold til den foreliggende oppfinnelse kjennetegnet ved at a) å fremføre underlagsduken av papir langs en bevegelses-bane, og b) å påføre en stabil suspensjon av mikrofibrillert cellulosemateriale i en væske direkte på underlagsduken av papir ved et sted på banen for å danne ett eller flere områder av mikrofibrillert, fibrøs cellulose på duken, idet områdene av mikrofibrillert, fibrøs cellulose gir en økning på mellom mellom 0,5 g/m<2>og 10 g/<2>tørrhet på

toppen av underlagsduken av papir.

Påføringen av fibrøs cellulose kan omfatte påføring av en slurry av cellulosemateriale og vann til underlagsduken av papir og således danne røkeartikkelhylsteret.

Papirhylsteret i henhold til denne oppfinnelse kan benyttes til sigaretter av hvilken som helst lengde eller omkrets og med forskjellige fyllstoffer, som tobakk, ekspandert tobakk, en rekke typer av tobakksblandinger, rekonstituerte tobakksmaterialer eller fyllmaterialer som ikke er av tobakk eller kombinasjoner av disse.

Papir består av en duk av cellulosefibre som holdes sammen av en hydrogenbinding. En papirduk uten et organisk fyllstoff såsom kalsiumkarbonat er ikke-porøst og brenner enten ikke eller brenner meget langsomt. Kalsiumkarbonatet eller et annet uorganisk fyllstoff som foreligger i papiret bryter fiberbin-dingen og åpner strukturen av papiret og tillater innslipp av luft for å opprettholde forbrenning. Oppfinnelsen som her er vist består i påføring av ytterligere cellulosefibre, fibriller eller mikrofibriller på overflaten av underlagsduken av papir for å modifisere og skreddersy forbrenningskarakteristikkene til den resulterende papirduk. Når en slik papirduk innbefattes i hylsteret til en røkeartikkel, blir forbrenningskarakteristikkene til den resulterende røkeartikkel også modifisert. Som benyttet heri er begrepet "fibrøs cellulose" definert til å bety cellulose i form av enten fibre, fibriller eller mikrofibriller eller hvilken som helst kombinasjon av disse i forskjellige tilstander av underdeling. "Fibriller" er trådlignende elementer på veggen av cellulosefiberen og synlig i et optisk mikroskop. Ved undersøkelse med elektronmikroskopi er "fibrillene" funnet å bestå av enda finere "mikrofibriller".

Underlagsduken av papir i henhold til den foreliggende oppfinnelse er et vanlig sigarettpapir som påføres en slurry av fibrøs cellulose, (dvs. fibre, fibriller eller mikrofibriller eller hvilken som helst kombinasjon av disse i forskjellige tilstander av underdeling). En hovedfordel ved den foreliggende oppfinnelse er at den fibrøse cellulose kan påføres ved hjelp av forskjellige vanlige metoder for belegging eller trykking. Videre kan fibrene, fibrillene eller mikrofibrillene påføres i eller utenfor apparaturen for fremstilling av underlagspapiret og bortenfor den våte ende av papirmaskinen. Som et resultat av de ovennevnte fordeler kan røkeartikler som innbefatter de her viste hylstre, masseproduseres.

Et enestående trekk ved den foreliggende oppfinnelse er at påføringen av slurryen av fibrøs cellulose ved prosessene som her er vist, resulterer i en tett matte av fibre, fibriller eller mikrofibriller på overflaten av underlagsduken av papir, som vist ved undersøkelser med skanningelektronmikroskopi. Det er antatt at den tette matte av fibrøs cellulose som ikke inneholder noe uorganisk fyllstoff eller tilsatte forbren- ningskjemikalier, skaffer et område som sinker forbrenning. Den tette matte av fibrøs cellulose kan så benyttes til å kontrollere forbrenningshstigheten til en sigarett. En røkeartikkel som innbefatter et hylster med den tette matte av fibrøs cellulose i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kan således ha en forenklet forbrenningshastighetskontroll. Forbrenningshastighetskontrollen kan modifiseres eller skreddersys i den grad det er ønskelig ved å optimere påfø-ringsnivået for den fibrøse cellulose eller bredden til og avstanden mellom områdene eller båndene av den tette matte av fibrøs cellulose.

Sigaretten hvormed papirhylsteret i henhold til denne oppfinnelse kan benyttes, kan ha hvilken som helst lengde eller omkrets. Fortrinnsvis kan omkretsen av sigaretten være i området fra ca. 15 mm til ca. 28 mm. I tillegg kan sigarettene hvormed papirhylsteret i henhold til denne oppfinnelse kan benyttes, inneholde fyllstoffer såsom tobakk, ekspandert tobakk, en rekke tobakksblandingstyper, rekonstituerte tobakksmaterialer, fyllmaterialer som ikke er av tobakk og kombinasjoner av disse.

Papirhylstrene i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles av lin eller andre cellulosefibre såsom tremasse eller esparto og et uorganisk fyllstoff, typisk kalsiumkarbonat med en belast-ning på mellom ca. 20 vektprosent og ca. 40 vektprosent. Andre egnede, vanlige mineralfyllstoffer eller en kombinasjon av fyllstoffer kan benyttes, såsom de forskjellige faser av kalsium- eller magnesiumkarbonater eller lignende, sammen med hydroksider av magnesium eller lignende. Forbrenningstilset-ninger såsom sitrater, fosfinater, ravsyresalter og lignende kan også benyttes i papirhylstrene.

Sigarettpapir i bruk dekker et vidt område med hensyn til porøstitet og forbrenningshastighet. Den iboende porøsitet til papiret varierer fra ca. 2 til ca. 150 corestaenheter. Papir med lavere verdier av den iboende porøsitet krever mindre tilsatt fibrøs cellulose i båndområdet for å kontrollere forbrenningshastigheten enn papirer med høyere verdier. Derfor vil enkle eksperimenter være nødvendig for å justere slurry-nivået som påføres underlagspapiret basert på arten av underlagspapir benyttet og de ønskede forbrenningskarakteristikker. Fortrinnsvis bør underlagspapiret ha en basisvekt på ca.25til ca. 30 g/m<2>, og den iboende porøsitet bør ligge i området fra ca. 20 til ca. 60 corestaenheter, kalsiumkarbonat-konsentrasjonen bør ligge i området fra ca. 25 til ca. 37 % og sitratkonsentrasjonen bør ligge i området fra ca. 0,5 til ca. 3 %. I de nedenfor omtalte eksempler har underlagspapiret (betegnet som "vanlig sigaretthylster") de følgende karakteristikker med mindre annet uttrykkelig er angitt: basisvekt på ca. 2 5 g/m<2>, iboende porøsitet i området fra ca. 25 til ca. 3 0 corestaenheter, kalsiumkarbonatkonsentrasjon i området fra ca. 2 5 til ca. 3 0 % og sitratkonsentrasjon i området fra ca. 0,5 til ca. 3 %.

Tilsetningen av en fibrøs cellulose for å danne områder eller bånd i papirhylstre er blitt funnet å påvirke forbrenningshastigheten for den+ resulterende sigarett. En slurry av fibrøs cellulose påføres papirhylsteret på ønskede steder og i ønskede mønstre, under eller etter den initiale fremstilling av underlagsduken av papir. Hvis slurryen påføres under den initiale fremstilling, burde dette trinn fortrinnsvis utføres bortenfor den våte ende av apparaturen for fremstilling av underlagspapiret.

Hvilke som helst cellulosematerialer som er i stand til å danne en suspensjon i en væske og som er tilstrekkelig stabile for belegging eller trykking, kan benyttes. Fortrinnsvis blir cellulosematerialet suspendert i vann og danner således en stabil slurry, da cellulose er uoppløselig i vann. Et første foretrukket cellulosemateriale er mikrokrystallinsk cellulose. Mer foretrukket er det en mikrokrystallinske cellulose i kombinasjon med et bindemiddel for å danne en kolloidal suspensjon av cellulose og bindemiddel. Et slikt foretrukket cellulosemateriale er "AVICEL"® CL-611 cellulose som kan fås fraFMCCorporation, i Philadelphia, Pennsylvania. "AVICEL"® CL-611 er en kolloidal dispersjon av mikrokrystallinsk cellulose som behandles sammen med natriumkarboksymetylcel-lulose (ca, 10 til ca. 15 vektprosent). Et annet foretrukket cellulosemateriale er et bakterielt cellulosemateriale. Et slikt foretrukket bakterielt cellulosemateriale er "CELLULON"® som kan fås fra Weyerhaeuser Company i Tacoma, Washington, "CELLULON"-fiber kan fås i den faste sammensetningsform med fra ca. 15 til ca. 20 vektprosent bakteriell cellulose og ca. 79 til ca. 85 vektprosent vann. Et tredje cellulosemateriale som er i stand til å danne en stabil suspensjon er "Buckeye"® ekspanderte fibre som er en sterkt raffinert og fibrillert cellulose fremstilt hjelp av mekanisk sliping og levert av Proctor and Gamble Co. i Cincinnati, Ohio. Et fjerde cellulosemateriale som er i stand til å danne en stabil suspensjon er den nye form av mikrokrystallinsk cellulose "FIBROCELL"® som er utviklet og solgt av Resources Industries Inc. (Emerson, New Jersey).

I tillegg til de spesifikke typer av cellulosemateriale som er vist i ovenstående avsnitt, anser denne oppfinnelse at det has andre, nye former av cellulosemateriale som er i stand til å danne en stabil suspensjon i væske og således i stand til å innbefattes i røkeartikkelhylstrene i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Det eneste krav til cellulosematerialene er at de skal være i stand til å danne en tilstrekkelig stabil suspensjon i en væske, slik at suspensjonen kan trykkes eller påføres på en underlagsduk av papir i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Evnen cellulosematerialet i henhold til den foreliggende oppfinnelse har til å danne en stabil suspensjon, er et enestående trekk ved denne oppfinnelse. Hvis cellulosematerialet ikke er i stand til å danne en stabil suspensjon i væsken, vil cellulosematerialet enten "felles ut" av oppløsningen eller "oppløses" i oppløsningen. Overdrevet "utfelling" av den fibrøse cellulose vil ødelegge potensialet for å trykke eller anbringe cellulose på fibrøs form på en underlagsduk av papir, som vist ved den foreliggende oppfinnelse. Det skal bemerkes at materialene som her er vist, generelt krever betydelig røring for å opprettholde suspensjonen og ikke er permanent stabile som en oppløsning eller en sann gel, men de befinner seg med hensyn til egenskaper sammenligningsvis midt mellom disse materialer og de fullstendig heterogene slurryer.

Hvis den fibrøse cellulose "felles ut" av oppløsningen, så vil den fibrøse cellulose samle seg på bunnen av blandeapparatet eller vil tette igjen åpninger i sprøyte-påføringsinnretninger og ville således ikke være i stand til å trykkes eller påføres på en underlagsduk av papir med bruk av vanlige trykke- eller påføringsmetoder, noe som er et enestående trekk ved den foreliggende oppfinnelse. Selv om dette første trykke/påfø-rings-problem ble overvunnet, ville det dessuten foreligge et annet problem. Dette siste problem er et resultat av det faktum at adhesjon av den fibrøse cellulose til underlagsduken av papir ville være vanskelig uten tilsetning av et bindemateriale til den fibrøse cellulose. Dette er et resultat av det faktum at et vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelse er at de fibrøse celluloser som her er vist, er i stand til binding, med eller uten tilsetning av et bindemateriale, til en underliggende underlagsduk av papir. En slik binding (generelt hydrogenbinding) er mulig på grunn av det store overflateareal eller en høy grad av raffinering av de fibrøse cellulosematerialer som er vist, sammenlignet med den for vanlige fibre til papirfremstilling. På grunn av disse karakteristikker er de iboende i stand til omfattende å hydratiseres og er således i stand til å danne mer stabile suspensjoner i vann enn vanlige fibre for papirfremstilling. Evnen cellulosematerialene som betraktes ved denne oppfinnelse, har til omfattende hydratisering er antatt å være forbundet med økningen i overflateareal for cellulosen når cellulosefibrene gjennomgår raffinering eller andre prosesser. Raffinering frembringer en høy grad av fibrillasjon og/eller blottlegger mikrofibrillene langs cellulosefibrene og resulterer således i en økning i overflateareal. Det er antatt at denne økning i overflateareal frembringer flere steder for hydratisering av fibrene i slurryen eller suspensjonen og således øker svellingen av fibrene, noe som øker stabiliseringen av slurryen eller suspensjonen og derfor tillater den fibrøse cellulose å heftes til en underliggende underlagsduk av papir. Adhesjonen av den raffinerte fibrøse cellulose til underliggende underlagsduk av papir tillater dannelse av områder av materialet som forandrer forbrenningshastigheten for hylsteret til en røkeartikkel. Et ønsket trekk ved dette området som endrer forbrenningen, er at det ikke innbefatter noe materiale som er fremmed for underlagsduken av papir; det innbefatter bare fibrøs cellulose med og uten bindemiddel.

Hvis det fibrøse cellulosematerial ikke danner en tilstrekkelig stabil suspensjon i væsken (ikke "utfelles" raskt), så vil suspensjonen være i stand til å påføres eller trykkes på en underlagsduk av papir og danne områder av fibrøs cellulose som er i stand til å endre og skreddersy forbrenningshastigheten til en røkeartikkel. På grunn av økningen av overflateareal for de raffinerte cellulosematerialer er det flere steder hvor hydrogenbinding kan finne sted og således flere steder for at det skal forekomme adhesjon til en underliggende underlagsduk av papir uten eller med minimalt behov for et bindemiddel. For å oppsummere er ethvert nytt, fibrøst cellulosemateriale som viser de her omtalte egenskaper, i stand til å innbefattes i røkeartikkelen i henhold til denne oppfinnelse.

Homogenisering av cellulosematerialet forut for slurrytilbered-ningen er blitt funnet å forsterke de reologiske egenskapene til slurryen og tillater derfor større fleksibilitet med hensyn til påføringsmetodene for slurryen. Bindemidler som kan benyttes med cellulosematerialet, er karboksymetylcellulose (CMC), hydroksypropylcellulose, stivelse, guar eller forskjellige polysakkaridbindemidler eller lignende. Foretrukket er bindemidlet CMC eller hydroksypropylcellulose.

En slurry av cellulosemateriale fremstilles ved først å blande cellulosen med vann. Konsentrasjonen av faststoff tilsatt vannet ligger mellom ca. 0,5 vektprosent og ca. 10 vektprosent avhengig av den spesifikke type av cellulosemateriale. For "CELLULON" er f.eks. den foretrukkede konsentrasjon mellom ca. 0,5 vektprosent og ca. 1,5 vektprosent, mens for "AVICEL" CL-611 er den foretrukkede konsentrasjon mellom ca. 5 vektprosent og ca. 10 vektprosent. Den ønskede konsentrasjon av fast cellulosemateriale som bør tilsettes vannet, er også avhengig av den bestemte påf©ringsprosess for slurryen som benyttes, noe som ville være å forvente for en vanlig fagmann.

Tilsetningen av et bindemateriale til slurryen får slurryen til å vise forbedrede reologiske egenskaper og tillater derfor bruk av flere påføringsteknikker, såsom vanlig metoder for belegging eller trykking av papir, dvs. gravyr eller fleksografisk

belegging eller andre egnede beleggings- eller trykkemetoder.

Hvis cellulosematerialet ikke ble behandlet sammen med bindemidlet under dets fremstillingsprosess, så kan bindemidlet tilsettes slurryen. Hvis cellulosematerialet ble behandlet sammen med et bindemiddel under fremstilling, hvilket er tilfelle for "AVICEL" CL-611 som inneholder omtrent 10-15 vektprosent CMS, så behøver ikke tilsetning av bindemiddelslur-ryen å være nødvendig for å oppnå de ønskede reologiske egenskaper for påføringen av slurryen til underlagsduken av papir. Den totale mengde av bindemiddel som foreligger i slurryen bør ligge i området fra ca. 0,1 % til ca. 10 % etter vekt. Fortrinnsvis bør mengden av bindemiddel som foreligger ligge i området fra ca. 0,5 til ca. 2 % etter vekt.

Bindemidlet kan om ønskelig utelates fra slurryen for noen cellulosematerialer, og celluloseslurryen kan da påføres papiret ved metoder såsom en sprøyteoperasjon eller en prosess av ekstrusjonstypen, såsom de benyttet ved påføring av varmsmeltematerialer. Selv om påføringsmulignetene er mer begrenset når bindemidlet utelates fra celluloseslurryen, er fordelene ved å utelate det at smaken til røkeartiklen kan forbedres, og at det kreves et behandlingstrinn mindre for fremstillingen av røkeartikkelhylstret.

Etter at celluloseslurryen er dannet, enten med eller uten bindematerialet, blir den så påført underlagsduken av papir ved prosessene som her er omtalt. Etter at slurryen er påført underlagsduken av papir, kan slurryen tørkes ved hjelp av en trommeltørke eller et infrarødt varmeapparat eller lignende, som ved vanlig papirfremstilling. Typisk påføres mellom ca.10g/m<2>og ca.200g/m<2>våtvekt av celluloseslurryen til papiret, noe som gir en tørrvekt av cellulosematerialet på mellom 0,5 g/m<2>og ca.10 g/m<2>. Den foretrukkede våtvekt er avhengig av den bestemte type og konsentrasjon av cellulose-slurry som benyttes. For en slurry med ca. 1,0 % "CELLULON" vil man behøve ca. 100 g/m<2>våtvekt for å skaffe en tørrvekt på ca. l g/m2, mens for en slurry med ca. 6 % "AVICEL" CL-611, vil man behøve ca. 17 g/m<2>for å skaffe en tørrvekt på ca. 1 g/m<2>.

Celluloseslurryen kan påføres for å danne bånd ved hvilket som helst mellomrom og bredde avhengig av den bestemte ønskede forbrenningshastighetkontroll. Fortrinnsvis påføres båndene ved intervaller på ca. 10 mm til ca. 25 mm. Bredden av båndene kan varieres avhengig av arten av sigarett og papir som benyttes i tillegg til arten og nivået av påført slurry. Fortrinnsvis er bredden av båndet ca. 5 mm til ca. 10 mm.

De følgende eksempler tjener til å illustrere fremstillingen og påføringen av celluloseslurryen til et underlagspapir.

EKSEMPLER

Eksempel 1

En slurry av "CELLULON" som inneholder 0,5 % faststoff ble påført et vanlig sigaretthyIster med bruk av en beleggingsme-tode med plastsjablong og trekkstang. Sjablongen som ble benyttet i dette eksempel, hadde 5 mm brede åpne områder som var adskilt med 21 mm. Sjablongen ble lagt over sigarett-hy Istret på en slik måte at sjablongens åpne områder var parallelle til tverretningen av hylsteret. "CELLULON"-slurryen tømmes på plastsjablongen og påføres deretter med en trekk-stangapplikator i laboratorieskala (stangen beveger seg i en retning parallell til sjablongens åpne områder). Slurryen ble deretter påført på sigaretthylsteret gjennom de åpne områder i sjablongen og fremtrer etter tørking som tverrgående bånd av "CELLULON". Påføringsnivået i båndområdene var omtrent 1,0 g/m<2>på toppen av et 25 g/m<2>underlagsark (dvs. båndområdene hadde en basisvekt på 26 g/m<2>, mens områdene uten bånd hadde en basisvekt på bare 25 g/m<2>. Sigarettene ble håndlaget (omkrets 24,8 mm) med bruk av hylsteret beskrevet ovenfor og en vanlig tobakksblanding. Sigaretten viste en reduksjon i den statiske forbrenningshastighet i områdene av båndet.

Eksempel 2

En slurry av "CELLULON" med 0,9 % faststoff ble påført et vanlig sigaretthyIster med bruk av metoden beskrevet ovenfor i eksempel 1. Påføringsnivået i båndområdene var omtrent 2,0 g/m<2>på toppen av et 25 g/m<2>underlagsark (dvs. båndområdene hadde en basisvekt på 27 g/m<2>, mens områdene uten bånd hadde en basisvekt på bare 25 g/m<2>). Sigarettene ble håndlaget med bruk av et hylster som beskrevet ovenfor, og en vanlig tobakksblanding. Sigarettene viste en reduksjon i den statisks forbrenningshastighet i områdene av båndet.

Eksempel 3

En slurry av "BUCKEYE" ekspanderte fibre med 2,3 % faststoff ble påført et vanlig sigaretthylster med bruk av metoden beskrevet ovenfor i eksempel 1. Påføringsnivået i båndområdene var omtrent 7,0 g/m<2>på toppen av et 25 g/m<2>underlagsark (dvs. båndområdene hadde en basisvekt på 32 g/m<2>, mens områdene uten bånd hadde en basisvekt på bare 25 g/m<2>). Sigarettene ble håndlaget med bruk av hylsteret beskrevet ovenfor og en vanlig tobakksblanding. Sigarettene viste en reduksjon i den statiske forbrenningshastighet i områdene av båndet.

Eksempel 4

En slurry av "AVICEL" CL-611 med 5,0 % faststoff ble påført et vanlig sigaretthylster med bruk av metoden beskrevet i eksempel l. Påføringsnivået i båndområdene var omtrent 3,5 g/m<2>på toppen av et25 g/m<2>underlagsark (dvs. båndområdene hadde en basisvekt på 28,5 g/m<2>, mens områdene uten bånd hadde en basisvekt på bare 25 g/m<2>). Sigarettene ble håndlaget med bruk av hylsteret beskrevet ovenfor og en vanlig tobakksblanding. Sigarettene viste en reduksjon i den statiske forbrenningshastighet i områdene av båndet.

Eksempel 5

En slurry av "AVICEL" CL-611 med 8,0 % faststoff ble påført et vanlig sigaretthylster med bruk av en gravyrvalse. De tverrgående bånd av "AVICEL"-cellulose etter påføring med gravyrval-sen var omtrent 7 mm brede. Påføringsnivået var omtrent 1,5g/m<2>på toppen av et 25 g/m<2>underlagsark (dvs. båndområdene hadde en basisvekt på 26,5 g/m<2>, mens områdene uten bånd hadde en basisvekt på bare 25 g/m<2>). Maskinlagede sigaretter ble fremstilt med bruk av hylsteret beskrevet ovenfor og en vanlig tobakksblanding. Sigarettene viste en reduksjon i den statiske forbrenningshastighet i områdene av båndet.

Eksempel 6

En slurry av "AVICEL" CL-611 med 4,0 % faststoff ble anvendt på et vanlig sigaretthylster med bruk av en valse med spor dekket av myk gummi ved limstrykepressen. Valsen dekket med myk gummi hadde 3,2 mm brede og 0,18 mm dype spor. Papiret passerer mellom valsen med spor og en glatt valse. Sporene ble fylt med "AVICEL"-slurryen og det overflødige ble fjernet av en avstrykningskniv. "AVICEL" ble overført til papiret i nippen til limstrykepressen og tørket med bruk av tørkekar. Båndene av "AVICEL" på papiret var omtrent 5 mm brede. Påføringsnivået i båndområdene var mindre enn 2 g/m<2>på toppen av et 25 g/m<2>underlagsark. De virkelige påføringsnivåer i båndene ble ikke bestemt for disse prøver på grunn av den begrensede tilgang på prøver. Maskinlagede sigaretter ble fremstilt med bruk av hylsteret beskrevet ovenfor og en vanlig tobakksblanding. Sigarettene viste en reduksjon i den statiske forbrenningshastighet i områdene av båndet.

Eksempel 7

En slurry av "AVICEL" CL-611 med 10 % faststoff ble påført et sigaretthylster med høy basisvekt (45 g/m<2>, 8 coresta) med bruk av en modifisert gravyrvalse.

Valsen var glatt bortsett fra 10 mm brede (målt omkring omkretsen av valsen) og 55,5 mm lange (målt langs aksen av valsen) spor som var 0,5 mm dype. Disse sporene var adskilt med31,9mm, målt fra senterlinje til senterlinje omkring valsen. En gummikledd trykkvalse ble presset mot valsen med spor. Det10,16cm brede papir ble matet til valsenes spor før nipp-punktet. Sporene ble fylt med slurry som deretter ble overført til papiret. Dybden av valsesporet, konsentrasjonen av slurry og slippkarakteristikkene til valsen påvirket alle tykkelsene av materialet avsatt på papiret, noe som ville være å forvente for en vanlig fagmann.

Påføringsnivået i båndområdet var omtrent 5,8 g/m<2>på toppen av det45g/m<2>underlagsark. Håndlagede sigaretter ble fremstilt med det ovenfor omtalte hylster og en vanlig tobakksblanding. Sigarettene viste en reduksjon i den statiske forbrenningshastighet i områdene av båndet.

Eksempel 8

Tre forskjellige slurrier av "AVICEL" CL-611 med tre forskjellige konsentrasjoner av faststoff ble påført et vanlig sigaretthylster med bruk av en gravyrvalse. De tverrgående båndene av "AVICEL"-cellulose etter påføring var omtrent 7 mm brede. Påføringsnivåene var omtrent 1 g/m<2>,1,5g/m<2>og2,0g/m<2>på toppen av et 25 g/m<2>underlagspapir, slik at båndområdene hadde en basisvekt på omtrent 26 g/m<2>, 26,5g/m<2>og 27 g/m<2>, mens områdene uten bånd var på bare 25 g/m<2>. Maskinlagede sigaretter med bruk av det ovenfor omtalte hylster og vanlig tobakksblanding ble analysert med hensyn til forbrenningshastigheten i den statiske mode. Sigarettene viste en reduksjon av statisk forbrenningshastighet i områdene av båndet. Graden av forbrenningshastighetsreduksjon som ble oppnådd, var avhengig av påføringsnivået for "AVICEL".

Eksempel 9

Maskinlagede sigaretter ble fremstilt av papir med 25 g/m<2>papir basisvekt og 30 corestaporøsitet, hvortil "KLUCEL"

(hydroksypropylcellulose fra Aqualon Company, Wilmington, Delaware) ble påført til overflaten av papiret med bruk av en oppløsning på omtrent 6-8 % i vann. Dette resulterte i et filmpåføringsnivå på ca. 2,5 g/m<2.>Oppløsningen av "KLUCEL" ble påført ved gravyrtrykkemetoder i 7 mm brede bånd. Sigarettene som ble fremstilt på denne måte, viste ingen reduksjon i den statiske forbrenningshastighet i områdene av båndet.

Det bør bemerkes at "filmdanneren" "KLUCEL" (hydroksypropylcellulose) er en vannløselig termoplastpolymer. Fordi "KLUCEL" er oppløselig i vann, danner den en oppløsning og ikke en slurry. Som sådan frembringer den en film på overflaten av underlagsduken av papir, som vist ved mikroskopisk analyse og i motsetning til de fibrøse matter dannet av slurryen i henhold til denne oppfinnelse.

Claims (13)

1. Papirhylster for en røkeartikkel med en underlagsduk av papir,karakterisert vedat papirhylsteret omfatter ett eller flere områder av mikrofibrillert, fibrøs cellulose festet til underlagsduken av papir, idet de nevnte områder skaffes i form av en suspensjon av mikrofibrillert, fibrøs cellulose som er påført direkte på underlagsduken av papir, slik at områdene av mikrofibrillert, fibrøs cellulose gir en økning på mellom 0,5 g/m<2>og 10 g/m<2>tørrvekt på toppen av underlagsduken av papir.

2. Papirhylster i henhold til krav 1,karakterisert vedat områdene av mikrofibrillert, fibrøs cellulose innbefatter et bindemiddel.

3.Papirhylster i henhold til krav 2,karakterisert vedat bindemidlet enten er karboksymetylcellulose, hydroksypropylcellulose, stivelse eller guar.

4. Fremgangsmåte til fremstilling av et papirhylster for en røkeartikkel som angitt i krav 1, karakterisert veda) å fremføre underlagsduken av papir langs en bevegelses-bane, og b) å påføre en stabil suspensjon av mikrofibrillert cellulosemateriale i en væske direkte på underlagsduken av papir ved et sted på banen for å danne ett eller flere områder av mikrofibrillert, fibrøs cellulose på duken, idet områdene av mikrofibrillert, fibrøs cellulose gir en økning på mellom mellom 0,5 g/m<2>og 10 g/<2>tørrhet på toppen av underlagsduken av papir.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 4,karakterisert vedat den stabile suspensjon dannes som en slurry av mikrofibrillert cellulosemateriale og vann.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 5,karakterisert vedat slurryen inneholder mellom0,5vektprosent og 10 vektprosent mikrofibrillert cellulosemateriale og vann.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 5 eller 6,karakterisert vedat trinn b) omfatter å påføre underlagsduken av papir en slurry av mikrofibrillert cellulosemateriale, vann og et bindemiddel.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7,karakterisert vedat bindemidlet velges blant karboksymetylcellulose, hydroksypropylcellulose, stivelse og guar.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 7 eller 8,karakterisert vedat slurryen inneholder fra 0,1 vektprosent til 10 vektprosent bindemiddel, og foretrukket mellom 0,5 vektprosent og 2 vektprosent bindemiddel.

10. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 4-9,karakterisert vedat slurryen påføres enten ved bestrykning, ved trykking, av en gravyrvalse eller av en gummidekket valse med spor.

11. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 4-10,karakterisert vedat den omfatter et forhåndstrinn før trinn a) for å fremstille underlagsduken av papir med et papirproduksjonsapparat med en våt ende, hvor påføringsstedet for den mikrofibrillerte cellulosemateriale er plassert i apparatet og bortenfor den våte ende av papir-produksj onsapparatet.

12. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 4-10,karakterisert vedat underlagsduken av papir fremstilles av et papirproduksjonsapparat, og at det mikrofibrillerte cellulosemateriale i trinn b) påføres utenfor apparatet.

13. Anvendelse av papirhylsteret i henhold til et av kravene1-3 i en røkeartikkel som inneholder tobakksfyIling.