TW201345446A - 維持不透明度而使主流煙中一氧化碳量減少之香煙捲紙 - Google Patents

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Abstract

一種香煙捲紙，其具有14g/m2以上且未達40g/m2之基重，並且含有10至40重量%之比例之碳酸鈣，該碳酸鈣之二次粒子具有棘狀。

Description

維持不透明度而使主流煙中一氧化碳量減少之香煙捲紙
本發明係關於香煙捲紙，更具體來說係關於維持不透明度而使主流煙中一氧化碳量減少之香煙捲紙。
低基重之香煙捲紙可減少主流煙中的一氧化碳，但香煙捲紙之不透明度降低而使煙草絲容易被透過看見，在外觀上較為不佳。另一方面，若為了提高不透明度而提昇香煙捲紙的基重，則主流煙中的一氧化碳量會增加。如此而難以一邊維持捲紙之充分不透明度，一邊降低主流煙中的一氧化碳量。
一般為了提昇香煙捲紙之不透明度，係於紙原料中添加碳酸鈣等填料。
專利文獻1揭示，為了提昇紙的剛度及不透明度，而在紙漿中添加碳酸鈣作為填料，該碳酸鈣之二次粒子為棘狀型態。具體來說，專利文獻1揭示在紙漿添 加下述碳酸鈣(i)及(ii)之至少1種：(i)一種碳酸鈣，其具有由平均粒徑0.5至6.5μm之中核體所突出之100至4000支突起，該突起之平均直徑D為0.08至0.20μm且長度L為0.25至2.0μm，L/D為3至10之範圍內；以及(ii)一種碳酸鈣，其係由電子顯微鏡觀察之平均尺寸為長度L=0.5至10μm、寬W=0.05至2.0μm、長寬比(L/W)=10至50之針狀一次粒子以三次元且不規則之方式絡合所形成者，並且其以壓汞式孔隙計所測得之空隙容積為1.8至3.3m/g、吸油量為50至100ml/100g。
此外，專利文獻2揭示以提昇不透明度及通氣度為目的而在煙草用捲紙中含有碳酸鈣之針狀絡合體，該碳酸鈣之針狀絡合體係由碳酸鈣之針狀一次粒子以三次元且不規則之方式絡合所形成者。專利文獻2揭示碳酸鈣之針狀絡合體具有平均孔徑為0.5μm至1.25μm之範圍的內部空隙，並且揭示碳酸鈣之針狀一次粒子的長寬比為10至50，專利文獻2係關於含有上述碳酸鈣之煙草用捲紙。
(先行技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開昭55-40849號公報
專利文獻2：日本特開昭59-94700號公報
如上所述，香煙捲紙難以一邊維持作為捲紙之充分不透明度，一邊降低主流煙中的一氧化碳量。有鑑於此情事，本發明之目的為提供一種香煙捲紙，其具有低基重但又維持不透明度，且減少主流煙中的一氧化碳量。
本發明人們發現，若在紙原料中添加特定碳酸鈣並製作低基重的紙，且該特定碳酸鈣之二次粒子具有棘狀，則與使用其他碳酸鈣時相比，會提高不透明度且減少主流煙中的一氧化碳量，從而完成本發明。
亦即，本發明提供一種香煙捲紙，其具有14g/m2以上且未達40g/m2之基重，並且含有10至40重量%之比例之碳酸鈣，該碳酸鈣之二次粒子具有棘狀(該碳酸鈣在以下亦稱為「二次粒子具有棘狀之碳酸鈣」)。較佳為前述碳酸鈣之一次粒子具有柱狀或針狀之形狀。較佳為前述碳酸鈣之一次粒子具有4以上且未達10之平均長寬比。
本發明之香煙捲紙係因含有特定碳酸鈣作為填料，故即使是低基重也可維持不透明度，且可減少主流煙中的一氧化碳量。此外，本發明之香煙捲紙具有低基重且可減少主流煙中的一氧化碳量，故可作為在表面塗佈有燃燒抑制劑之低延燒性香煙捲紙的基底捲紙使用。
第1圖係示意性地表示具有棘狀之二次粒子之一例的圖。
第2圖係示意性地表示針狀及柱狀一次粒子之例的圖。
以下，更詳細說明本發明。
本發明之香煙捲紙具有14g/m2以上且未達40g/m2之基重，並且含有10至40重量%之比例之碳酸鈣，該碳酸鈣之二次粒子具有棘狀。
本發明之香煙捲紙所使用之紙漿纖維，係可由通常香煙捲紙所使用之亞麻紙漿纖維、木材紙漿纖維(寬葉樹紙漿、針葉樹紙漿)等所構成。
本發明之香煙捲紙係於上述紙漿纖維中，以相對於捲紙之總基重為10至40重量%、較佳為10至35重量%、更佳為20至35重量%之比例摻配碳酸鈣，該碳酸鈣之二次粒子具有棘狀。亦即，本發明之香煙捲紙係在上述紙漿纖維中以1.9至7.4g/m2、較佳為1.9至6.5g/m2、更佳為3.7至6.5g/m2的量摻配碳酸鈣，該碳酸鈣之二次粒子具有棘狀。碳酸鈣係以粒子型態而含有，可依據成本、抄紙容易性之觀點適宜選擇其粒徑，但較佳為0.02μm至10μm。本說明書中，碳酸鈣之含量係表示製造後之香煙捲紙中所含有的碳酸鈣量。香煙捲紙中之碳酸鈣量可藉由灰份測定，或如後述實施例所記載般在萃取後藉由定量鈣離子而求得。
本發明所使用之碳酸鈣係以化學反應合成之合成碳酸鈣，合成碳酸鈣之一次粒子的形狀及尺寸係略為一致且為均質。本說明書中，「一次粒子」表示構成剛以化學反應合成後之粉體的基本粒子，「二次粒子」表示凝集多數個一次粒子而形成之集合體。
具有棘狀之碳酸鈣的二次粒子，係在一般之抄紙步驟中藉由凝集一次粒子而形成。在此，「棘狀」表示由數十至數千個具有柱狀或針狀之形狀的一次粒子以三次元方式絡合而成之凝集形狀。「棘狀」之具體例可舉出日本特開昭55-40849、日本特開昭59-94700所示之態樣。將「棘狀」之一例以示意性方式表示於第1圖。棘狀可為於中心具有中核體且從中核體突出多數個一次粒子者，也可為中心不具有中核體者。「二次粒子具有棘狀之碳酸鈣」係例如可使用Callight SA(白石工業股份有限公司)、棘栗狀碳酸鈣(Newlime股份有限公司)。
碳酸鈣可以一次粒子之型態添加於紙漿纖維，也可以二次粒子之型態添加於紙漿纖維，也可以一次粒子型態與二次粒子型態之混合物而添加於紙漿纖維。任一情形中，碳酸鈣都會在捲紙中成為棘狀。
為了使二次粒子形成棘狀，以下說明較佳之一次粒子之形狀及尺寸。一次粒子較佳為具有柱狀形狀或針狀形狀。
柱狀形狀或針狀形狀之代表形狀係示意性地表示於第2圖。第2圖所示之一次粒子具有在一方向伸 長之形狀。粒子之伸長方向為縱方向，且縱方向之最大值為「長度(L)」。與縱方向垂直之方向為寬方向，且寬方向之最大值為「寬(W)」。一次粒子之「長度(L)」相對於「寬(W)」的比為長寬比。柱狀或針狀一次粒子之「長度(L)」相對於「寬(W)」的比(長寬比)較佳為4以上且未達10。在此，柱狀粒子及針狀粒子皆意指長寬比為4以上之粒子(參照第2圖)。以電子顯微鏡觀察一次粒子在前端有無尖突形狀，而可區別柱狀與針狀。亦即，柱狀之前端並無尖突形狀(參照第1圖(c)及(d))，針狀之前端有尖突形狀(參照第1圖(a)及(b))。針狀可在粒子之伸長方向之兩端具有尖突形狀，也可在一端具有尖突形狀。柱狀除了包括圓柱形狀以外，也包括圓錐台形狀。
一次粒子之寬(W)及長度(L)例如可使用掃描型電子顯微鏡而測定。
本發明中，碳酸鈣較佳為其一次粒子為柱狀或針狀者，更佳為一次粒子之平均長寬比為4以上且未達10之範圍，並且一次粒子之平均長度(L)為0.1至1.5μm。
平均長寬比可藉由以下方式求得：選出代表之複數個(至少50個，例如50至200個)粒子，對各粒子測定一次粒子的寬(W)及長度(L)而求出長寬比，並求得該等長寬比之平均值。平均長度(L)也可藉由以下方式求得：選出代表之複數個(至少50個，例如50至200個)粒子，測定各粒子之長度(L)，並求出該等長度 (L)之平均值。
本發明之香煙捲紙具有14g/m2以上且未達40g/m2之基重。香煙捲紙之基重較佳為20g/m2以上且未達40g/m2，更佳為20至30g/m2。與先前技術所舉出之專利文獻1及2的紙相比，本發明之香煙捲紙係細孔容積小。本發明之香煙捲紙，其以壓汞式孔隙計所測定之空隙容積較佳為1.0至1.8m/g。此外，香煙捲紙之密度較佳為0.4至1.0g/cm3。
本發明中，推測是因使用特定碳酸鈣作為填料，且該特定碳酸鈣之二次粒子具有棘狀，故會增大捲紙之細孔容積，因此而提高捲紙之不透明度，且同時改變捲紙之燃燒特性，而可降低主流煙中之一氧化碳量。
本發明之香煙捲紙可含有燃燒調節劑。燃燒調節劑較佳為使用檸檬酸鹼金屬鹽，特佳為檸檬酸鉀及檸檬酸鈉，該等可單獨或組合使用。本發明之香煙捲紙含有燃燒調節劑時，在香煙捲紙中，燃燒調節劑較佳為含有5.0重量%以下的量，更佳為含有1.5重量%以下的量。
本發明之香煙捲紙可作為附有過濾器之香煙之捲紙使用。亦即，根據本發明之一態樣可提供一種香煙，其含有：被本發明之香煙捲紙捲包成桿狀並含有煙草絲之煙桿、以及在該煙桿之一端經由外層紙(tipping paper)而在同軸上連接之過濾器。
對於本發明之香煙捲紙，可在其表面塗佈燃燒抑制劑。亦即，本發明之香煙捲紙亦可作為低延燒性 香煙捲紙之基底捲紙使用。燃燒抑制劑可使用已知之會對煙草捲紙賦予低延燒特性之任意物質，例如可使用果膠、海藻酸鹽等。燃燒抑制劑可根據公知手法而塗佈於基底捲紙一面之表面。燃燒抑制劑可塗佈於基底捲紙一面之表面的全區域上，也可塗佈在基底捲紙一面之表面上之以互相間隔而設置的複數個帶狀區域。
已知與未在表面塗佈燃燒抑制劑之香煙捲紙相比，在表面塗佈有燃燒抑制劑之香煙捲紙，其主流煙中之一氧化碳量會增加。但本發明之香煙捲紙因具有低基重且具有優異之一氧化碳降低效果，故與塗佈前相比雖然因塗佈燃燒抑制劑而使主流煙中之一氧化碳量增加，但可期待抑制一氧化碳之生成。
實施例
以下藉由實施例說明本發明。
(例1至8)
例1至例8所使用之碳酸鈣之商品名(購入來源)係如下述所記載。
例1：PCX-850(白石工業股份有限公司)
例2：球狀碳酸鈣(Newlime股份有限公司)
例3：Ultrapaque(Specialty Materials,Inc)
例4：六角板狀碳酸鈣(Newlime股份有限公司)
例5：針狀碳酸鈣(Newlime股份有限公司)
例6：UNICA(米庄石灰工業股份有限公司)
例7：交叉圓盤狀碳酸鈣(Newlime股份有限公司)
例8：Callight SA(白石工業股份有限公司)
例1至7之碳酸鈣雖然也有在捲紙中形成二次粒子者，但並未成為棘狀。例8之碳酸鈣係在捲紙中形成棘狀之二次粒子。
將紙漿(亞麻)以加拿大式游離度法打漿至130CSF，對於已打漿之紙漿，添加上述碳酸鈣以使其成為表1所示含量。使用所得紙料，以長網式筒型抄紙機調製捲紙。將該捲紙在溫度22℃、相對濕度60%之條件下調和2天以上，裁切成預定長度。於0.3N鹽酸水溶液中進行30分鐘超音波萃取後，藉由Agilent公司製毛細管電泳系統(7100)定量鈣離子並換算成碳酸鈣，藉此而求得捲紙中之碳酸鈣量。此外，捲紙之不透明度係以村上色彩技術研究所股份有限公司製COLORIMETER(CM-53D)而測定。
使用所得捲紙及煙草絲(美國混合型(American Blend))而製作香煙，在由捲紙及煙草絲所構成之煙桿之一端使用外層紙而裝設過濾器。以使香煙圓周成為24.9mm、香煙長度成為57mm之方式用手工製作香煙。煙草絲充填量係在每1支香煙中為0.610g。
對於所得之香煙，使用Agilent公司製Micro-GC(3000A)測定主流煙中之一氧化碳量。以(加拿大衛生部之檢查方法：55ml/2s)測定每1吸噴(puff)中之一氧化碳生成量。
捲紙之不透明度及每1吸噴(puff)中之一氧化碳生成量係表示於表1。
將各種碳酸鈣作為填料而摻配之例1至例8的捲紙係具有相同之基重及填料含量，故認為其燃燒特性不會改變，主流煙中之一氧化碳量也應該相同，但實際上可見因碳酸鈣之形狀不同而使主流煙中之一氧化碳量相異。尤其是與一般之香煙捲紙所使用之紡錘型狀之碳酸鈣之情形相比，當使用「二次粒子具有棘狀之碳酸鈣」時，會降低主流煙中的一氧化碳量。
此外，已知摻配紡錘型狀碳酸鈣之捲紙具有高之不透明度，但可知摻配「二次粒子具有棘狀之碳酸鈣」之捲紙也具有幾乎同等以上之不透明度。
綜上所述，相較於摻配一般香煙捲紙所使用之紡錘型狀碳酸鈣之捲紙(例1)，摻配「二次粒子具有棘狀之碳酸鈣」之捲紙(例8)係具有同等之高不透明度，且同時可更進一步減少主流煙中之一氧化碳生成量。
(例9至14)
下述例中，調查當改變基重及碳酸鈣含量時，捲紙之不透明度會如何改變。
例9至14之捲紙係除了如下述表2所示般改變捲紙之基重及碳酸鈣含量以外，以與前述例同樣之方式調製。捲紙之不透明度表示於下述表2。
如表2所示般，隨著基重及碳酸鈣量增加，捲紙之不透明度有上升的傾向。認為此是因紙漿量、碳酸鈣量增加，而使纖維內部、纖維間之空隙程度產生改變並增加光學界面之故，此與碳酸鈣形狀無關而皆顯示同樣之傾向。
(例15至18)
下述例中，調查當改變基重及碳酸鈣含量時，主流煙中之一氧化碳量及捲紙之不透明度會如何改變。
例15至18之捲紙係除了如下述表3所示般改變捲紙之基重及碳酸鈣含量以外，以與前述例同樣方式調製。使用調製之捲紙，以與前述例相同之方式製作香煙。捲紙之不透明度及每1吸噴(puff)之一氧化碳生成量表示於下述表3。
由表3可知，相較於摻配紡錘型形狀碳酸鈣之捲紙，摻配「二次粒子具有棘狀之碳酸鈣」之捲紙係具有同等之高不透明度，同時可更進一步減少主流煙中之一氧化碳生成量。
本案的圖僅為本案之示意圖，不足以代表本案之特徵，故本案無指定代表圖。

Claims (5)

  1. 一種香煙捲紙，其具有14g/m2以上且未達40g/m2之基重，並且含有10至40重量%之比例之碳酸鈣，該碳酸鈣之二次粒子具有棘狀。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之香煙捲紙，其中，前述碳酸鈣之一次粒子具有柱狀或針狀之形狀。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之香煙捲紙，其中，前述碳酸鈣之一次粒子具有4以上且未達10之平均長寬比。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之香煙捲紙，係含有燃燒調節劑，該燃燒調節劑含有檸檬酸之鹼金屬鹽。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之香煙捲紙，其中，以5.0重量%以下的量含有前述燃燒調節劑。
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