TW201508128A - 香煙用捲紙及使用該香煙用捲紙的香煙 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用以有效率地減低香煙之燃燒性的香煙用捲紙。具體而言為提供一種香煙用捲紙，係被賦予有平均纖維直徑為50nm以下、且平均纖維長度為10μm以上之纖維素奈米纖維。

Description

香煙用捲紙及使用該香煙用捲紙的香煙
本發明係關於一種香煙用捲紙及使用該香煙用捲紙之香煙。
香煙用捲紙係決定香煙燃燒速度之主要原因之材料的一種。燃燒速度除了對香煙香味之影響很大以外，亦控制香煙每1支的吸煙次數。再者，已知有一種將香煙用捲紙之燃燒速度設定為一定以下，且香煙具有自己消火性者。
在專利文獻1中記載有一種為了使香煙具有自己消火性，而在香煙用捲紙之表面設置稱為RIP帶之區域的技術。在該種技術中，溶解海藻酸鹽之溶液作為膜形成材料而塗佈在捲紙上，然後使之乾燥，藉此將由膜生成材料所形成之膜形成在捲紙上。依據該技術，膜形成材料會塞住存在於捲紙之空孔，藉此使捲紙之通氣度會降低且燃燒性會降低，以保證使用該捲紙之香煙的自己消火性。
在專利文獻2所述之發明中記載有以下技術：為了對香煙賦予自己消火性，係分散有纖維素微粒子之溶液塗佈在香煙用捲紙上，並使之乾燥，藉此在捲紙上設置RIP區域。該技術 所使用之奈米分散纖維素(NDC)塗佈於捲紙上的塗佈量係記載為1.1至3.0g/m2。再者，於該技術中記載除了奈米分散纖維素之外，較佳為亦併用澱粉。專利文獻2所述之纖維素微粒子係記載為中間值直徑(d50)為5μm以下，且各個之纖維的橫尺寸係記載為10至100nm，長度係記載為至1μm左右。
在專利文獻3中，係製作一種在吸煙物品用之捲紙 塗佈包含纖維素纖維(包含纖絲、微細纖絲)之漿體並使其乾燥，藉此製作具有將塗佈有纖維素纖維之區域作為帶者。記載在該捲紙中，在基體片上之添加標準以纖維素之乾燥重量為約0.5至10g/m2。再者，記載有藉由使基體紙具有該區域，而會減低該區域之靜燃燒速度。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2011-69040號公報
專利文獻2：美國專利申請公開第2011/0290436號說明書
專利文獻3：日本專利第3274892號公報
(非專利文獻)
非專利文獻1：TAPPI JOURNAL Vol.81 No.3, p183
在上述專利文獻1所述之發明中，由於使用與捲紙不同之材料作為膜形成材料，因此有對香味造成影響之可能性。
在上述專利文獻2所述之吸煙物品用的捲紙中，就塗佈之纖維素微粒子的尺寸而言，如上述記載中間值直徑(d50)為5μm以下，且就各個微粒子之大小而言，係記載使用寬尺寸為10至100nm、長度為至1μm左右為止者，然而在實施例中，除了上述纖維素之外，澱粉類之材料亦塗佈在捲紙，為了使香煙之吸煙物品具有自己消火性，基本上假設在塗佈於捲紙之塗佈劑含有纖維素微粒子以外者。
在上述專利文獻3所述之發明中雖未有關於纖維素纖維之尺寸的具體記載，但關於在此使用之CELLULON(商品名)，已知直徑為100nm(參照非專利文獻1)，且從對捲紙之塗佈量來看，係預測為具有較大尺寸的纖維，而有因該塗佈量過多而造成製造上不便的可能性。再者，在專利文獻3所述者中，除了纖維素纖維以外亦記載包含有如羧甲基纖維素之類之結合劑之態樣。
如此，關於為了調整捲紙之燃燒性及香煙之自己消火性而採用之先前技術可謂還有改良之餘地。
由此，本發明係以提供一種燃燒性有效率地減低之香煙用捲紙為課題。
本發明者精心研究，結果發現在香煙用捲紙中，將具有平均纖維直徑為50nm以下且平均纖維長度為10μm以上之尺寸的纖維素奈米纖維，賦予在作為捲紙之基材的紙時，可解決上述課題，從而完成本發明。
亦即，本發明係如以下所述。
[1].一種香煙用捲紙，係被賦予有平均纖維直徑為50nm以 下、且平均纖維長度為10μm以上之纖維素奈米纖維。
[2].如前述[1]所述之香煙用捲紙，其中，前述纖維素奈米纖維之賦予量係相對於賦予面為0.05gsm以上、未達0.5gsm。
[3].如前述[1]或[2]所述之香煙用捲紙，其中，前述纖維素奈米纖維之長寬比為1000至10000。
[4].如前述[1]至[3]中任一項所述之香煙用捲紙，其中，前述纖維素奈米纖維係被賦予在香煙用捲紙之整面，或被賦予成帶狀。
[5].如前述[1]至[4]中任一項所述之香煙用捲紙，其中，前述纖維素奈米纖維之賦予，係藉由在香煙用捲紙之原紙塗佈包含該纖維素奈米纖維之漿體而進行。
[6].如前述[5]所述之香煙用捲紙，其中，前述漿體並未包含纖維素奈米纖維以外之添加劑。
[7].如前述[1]至[6]中任一項所述之香煙用捲紙，其中，前述平均纖維直徑為10nm以上且平均纖維長度為3000μm以下。
[8]一種香煙，係使用前述[1]至[7]中任一項所述之香煙用捲紙的香煙。
依據本發明可有效率地減低香煙用捲紙之燃燒性。
第1圖係顯示藉由邏輯迴歸分析(Logistic regression)，求出塗佈在香煙用捲紙之各纖維素纖維之含量、及使用該香煙用捲紙之香煙的燃燒速度之關係的結果之圖。
以下顯示本發明之實施形態及例示物等而詳細地說明，本發明並非限定在以下之實施形態及例示物等。可在不脫離本發明主旨的範圍內任意地變更並實施。
<捲紙>
本發明之香煙用捲紙所使用之作為基材的原紙並無特別限定，可列舉使用纖維素纖維紙作為材質者。就該種纖維素纖維紙而言，更具體而言可列舉麻、木材或該等之混合物。
再者，捲紙亦可含有填料。
就填料而言，可例示碳酸鈣。
此外，從可穩定地生產捲紙之觀點、或保持香煙之香味的觀點來看，本發明使用之捲紙的基重係可列舉16至60g/m2之態樣。該基重係可藉由調整前述填料之含量而調整。
此外，作為基材之捲紙，亦可在不損及本發明效果的範圍內含有其他添加劑。
關於使用在本發明之香煙用捲紙的原紙，其通氣度並無特別限定，可廣泛地使用5至80CORESTA單位程度者。本發明中所謂之通氣度係在在1kPa之固定壓力下使空氣從紙之單面(2cm2)通過時之每1分/1cm2通氣(穿透)的空氣流量。
<纖維素奈米纖維>
本發明之香煙用捲紙中，係對作為基材之捲紙賦予纖維素奈米纖維。
用於本發明之纖維素奈米纖維的平均纖維直徑為50nm以下，且平均纖維長度為10μm以上。平均纖維直徑及平均纖維長度係在上述之範圍內，因此可有效率地使賦予此纖維素奈米纖維 之香煙用捲紙的燃燒速度減低。
纖維素奈米纖維之平均纖維直徑較佳為40nm以下，更佳為35nm以下。
另一方面，纖維素奈米纖維之平均纖維直徑通常為5nm以上，可列舉10nm以上之態樣，且可列舉15nm以上之態樣。
另一方面，平均纖維長度通常為3000μm以下。
平均纖維長度係可列舉1000μm以下之態樣，亦可列舉300μm以下之態樣。
再者，平均纖維長度為10μm以上，較佳為100μm以上，特佳為150μm以上。
此外，在本發明中，前述平均纖維直徑、平均纖維長度係由依據電子顯微鏡照片所測定之纖維直徑(n=20左右)、纖維長度(n=20左右)所算出之值。
本發明所使用之纖維素奈米纖維，實質上並未含有具有微米等級尺寸之平均纖維直徑的纖維。
在本發明中，纖維素奈米纖維之平均纖維直徑及平均纖維長度係在例如上述之纖維素奈米纖維的製造方法中，於均質步驟中藉由調整進行均質化之時間，而調整平均纖維直徑，就平均纖維長度而言，係藉由選擇使所得平均纖維長度成為所希望者之平均纖維長度作為用於分散液調製步驟之纖維素纖維的原料，而可進行調整。
本發明之纖維素奈米纖維之平均纖維長度相對於平均纖維直徑的比(平均纖維長度/平均纖維直徑)通常為1000至10000，較佳為1500至10000，更佳為5000至10000。藉由使用上 述較大的平均纖維長度者，會更提升本發明之效果。
前述纖維素奈米纖維係可藉由公知之方法而製作。可利用例如日本特開2011-26760號公報所記載之方法。
在該文獻記載之方法中，包含有：使原料纖維分散在溶媒而調製分散液之分散液調製步驟；及以具備破碎型均質閥座之均質器對前述分散液進行均質處理之均質步驟。
前述分散液調製步驟係調製分散有作為原料之纖維素纖維之溶液的步驟。作為原料之纖維素纖維亦可使用來自高等植物者、來自動物者、經化學合成者之任一者，亦可為該等之混合物。
在該等中，較佳為以來自高等植物之木材纖維或種子毛纖維等之紙漿為原料的態樣，其中，由藉由後述之均質處理來獲得均一奈米等級尺寸之微小纖維的觀點來看，較佳為使用無乾燥紙漿(無乾燥履歷之紙漿)。
使該種原料分散(或混濁)於適當之溶媒(例如水或酒精類)。
使用概略記載於上述特開2011-26760號公報之均質器，對其進行均質處理。
在上述製造方法中，亦可在均質步驟前進一步包含精製步驟而作為前步驟。
由於包含該步驟，因此可調整供均質處理用之原料纖維的打漿處理程度。
本發明之香煙用捲紙係被賦予上述纖維素奈米纖維 者。該賦予量係對於賦予面較佳為0.05gsm(g/m2)以上、未達0.5gsm，更佳為0.06gsm以上、未達0.5gsm。在本發明中，纖維素奈米纖維之賦予量即使少於上述範圍所示時，亦可使香煙用捲紙 之燃燒性充分地減低。
此外，在本發明之香煙用捲紙中，較佳為藉由以0.25gsm以上、未達0.5gsm之方式將纖維素奈米纖維賦予在賦予面，而可確保香煙用捲紙所要求之自己消火性。
與先前技術不同，並非為以往所用之纖維素粒子或直徑大之纖維素纖維等，而是藉由使用較小直徑且具有較長之平均纖維長度的纖維素奈米纖維，而即使為較少之賦予量亦可充分地減低香煙用捲紙之燃燒性。
此外，在本發明之香煙用捲紙中，由有效率地減低香煙用捲紙之燃燒性之觀點來看，以上述範圍之賦予量賦予纖維素奈米纖維之場所較佳為賦予在香煙用捲紙之整面或賦予成帶狀。在將纖維素奈米纖維賦予成帶狀時，較佳為帶相對於香煙用捲紙之長軸方向垂直地配置之態樣，帶之數量係可列舉1至4條之態樣，較佳為2至3條之態樣。此外，帶之寬度只要在不損及本發明效果的範圍內即無特別限制，較佳為1mm以上，更佳為3mm以上，特佳為5mm以上。另一方面，帶之寬度上限通常可列舉20mm以下之態樣。此外，在帶為複數條時，其間隔係可列舉10至30mm之態樣。再者，帶之形狀亦無特別限制，亦可列舉波型之態樣等。
在本發明之香煙用捲紙的製作中，就將上述纖維素 奈米纖維賦予在原紙之方法而言，可列舉將上述纖維素奈米纖維分散在適當之溶媒(例如水或酒精等)來調製漿體，將該漿體塗佈在原紙上並以適當方法使之乾燥的方法。
就塗佈時使用之裝置而言，可列舉簡易型凹版塗佈機(gravure coater)等。塗佈並非只進行一次而是進行複數次，藉此可調整纖 維素奈米纖維之塗佈量。
此外，在本發明中，如上述範圍所示當塗覆量較少時，可使其塗佈次數減少。再者，由於塗佈後之乾燥步驟亦可減少塗佈液，因此可在短時間內進行。
就上述之漿體而言，通常可列舉以相對於溶媒100重量份成為0.2至1重量份之方式添加纖維素奈米纖維而得者。
此外，在本發明之香煙用捲紙的製作中，關於塗佈纖維素奈米纖維時原紙上的場所並無特別限制，亦可如上所述塗佈成例如帶狀，或塗佈在整面。此時，所製作之香煙用捲紙較佳為以具有上述較佳纖維素奈米纖維之賦予量的方式調整並塗佈。
塗佈成帶狀之情形時，可列舉以在香煙用捲紙形成2至3條帶的方式塗佈的態樣。
在本發明之香煙用捲紙的製作中，包含上述纖維素奈米纖維之漿體，係與先前技術不同，即使不包含如澱粉或羧甲基纖維素之類之添加劑，亦可達成本發明之所求目的。
因此，在上述製造方法中，較佳為可列舉於上述漿體不添加纖維素奈米纖維以外之添加劑的態樣。再者，結果可獲得所得香煙用捲紙中不包含原紙與纖維素奈米纖維以外之其他添加物者。
藉此，在香煙用捲紙之製造中將不會使用多餘之材料，且可謀求低成本化。再者，亦可使減少對香味造成之影響。
本發明之香煙用捲紙係除了賦予上述之纖維素奈米纖維之外，藉由與一般捲紙之情形同樣的方法而可將煙絲予以捲裝。此時，不僅適當地調整纖維素奈米纖維之賦予量，亦適當地調整要使用之煙絲的種類、原紙之通氣量及基重，藉此可將香煙 之自己消火率調整為所求者。
除了使用本發明之香煙用捲紙以外，關於煙絲及原紙等係如上述並無特別限制，藉由使用一般所用者並採用公知之香煙製造方法即可製作香煙。
(實施例)
以下依據實施例更具體地說明本發明，但本發明係只要不超出其要旨，則不限定於以下實施例之記載。
<實施例1>
以使纖維素奈米纖維(平均纖維直徑：29nm、平均纖維長度：158μm；相當於日本特開2011-26760號公報記載之實施例1)成為0.2重量%之方式分散於水，並製作具有纖維素奈米纖維的漿體(黏度：7.8mPa．S)。
將該漿體使用簡易型凹版塗佈機對作為捲紙之基材的原紙(纖維素紙：基重23.96gsm)之整面進行塗佈。塗佈速度係設為4m/min.。反覆進行該塗佈操作至成為所求塗佈量為止。
在進行塗佈之後，加熱條件係採用90至95℃並使之乾燥，而獲得各個塗佈量之香煙用捲紙。
<比較例1>
以使纖維素纖維(平均纖維直徑：247.5nm、平均纖維長度340μm；相當於日本特開2011-26760號公報記載之比較例3)成為0.2重量%之方式分散於水，並製作具有纖維素纖維的漿體。然後，以與實施例1相同之順序將漿體塗佈在香煙用捲紙之整面，藉此獲得表1所記載塗佈量之香煙用捲紙。
<比較例2>
以使從daicel股份有限公司取得之微細纖維素纖維(平均纖維直徑：29nm、平均纖維長度50μm以下)成為0.2重量%之方式分散於水，並製作具有纖維素纖維的漿體。然後，以與實施例1相同之順序將漿體塗佈於香煙用捲紙之整面，藉此獲得表1所記載塗佈量之香煙用捲紙。
<纖維素奈米纖維之賦予量的測定>
在香煙用捲紙中，纖維素奈米纖維之賦予量的算出係藉由以下方法進行。
準備未賦予纖維素奈米纖維之原紙、及賦予纖維素奈米纖維之捲紙。將固定長度之捲紙裝入鋁罐，並以氣流乾燥機使之完全乾燥(在110℃下進行1小時以上)。然後將捲紙在乾燥器內冷卻，然後連鋁罐一起進行重量測定。將捲紙取出並進行空鋁罐之重量測定，將重量差設為捲紙重量。將賦予纖維素奈米纖維之捲紙及未賦予纖維素奈米纖維之捲紙的重量差，設為纖維素奈米纖維之重量。
<燃燒速度測定>
使用上述實施例1以及比較例1及2所製作之捲紙，製作填充有固定量之同一煙絲的香煙，並進行調和。
在距離上述香煙前端15mm、45mm之位置做記號。在香煙之前端點火，在200±50mm/s之風速條件下自然燃燒。測量燃燒從香煙上之15mm進行至45mm的時間。將燃燒距離(30mm)除以燃燒時間而得燃燒速度。
<依據自己消火率測定(ASTM(美國材料試驗協會)E2187-02b法>
使用在上述實施例1及比較例1及2所製作之捲紙，製作填充有固定量之同一煙絲的香煙，並進行調和。
在香煙之前端點火，使之自然燃燒至著火穩定為止(燃燒至距離前端5mm之位置為止)。在著火穩定後，使之在處理室內自然燃燒至距離香煙前端15mm之位置為止。在燃燒穩定後，將香煙放置在重疊10張之濾紙上。然後，計算燃燒在途中結束者之數量，而算出消火率。
關於使用在實施例1及比較例1及2所得之各捲紙而得的香煙，將配合基重及塗佈量而進行上述燃燒速度測定與自己消火率測定的結果顯示在以下之表1。
依據表1之結果進行邏輯迴歸分析，以調查各纖維素纖維之塗佈量與香煙燃燒速度的關係。將結果顯示於第1圖。
由第1圖得知，使用賦予有本發明使用之纖維素奈米纖維之 捲紙的香煙，係即使在纖維素奈米纖維之添加量較少時，燃燒速度亦會有效地減少。由此，本發明之香煙用捲紙係可有效地減低香煙之燃燒速度。亦即可謂可有效率地調整香煙之燃燒性。

Claims (8)

  1. 一種香煙用捲紙，係經賦予有平均纖維直徑為50nm以下、且平均纖維長度為10μm以上之纖維素奈米纖維。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之香煙用捲紙，其中，前述纖維素奈米纖維之賦予量係相對於賦予面為0.05gsm以上、未達0.5gsm。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之香煙用捲紙，其中，前述纖維素奈米纖維之長寬比為1000至10000。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之香煙用捲紙，其中，前述纖維素奈米纖維係被賦予在香煙用捲紙之整面，或被賦予成帶狀。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之香煙用捲紙，其中，前述纖維素奈米纖維之賦予，係藉由在香煙用捲紙之原紙塗佈包含該纖維素奈米纖維之漿體而進行。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之香煙用捲紙，其中，前述漿體並未包含纖維素奈米纖維以外之添加劑。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之香煙用捲紙，其中，前述平均纖維直徑為10nm以上且平均纖維長度為3000μm以下。
  8. 一種香煙，係使用申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之香煙用捲紙。
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