KR20150090083A - 자기 소화 담배를 위한 향상된 담배 종이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 소화 담배를 위한 담배 종이에 관한 것이다. 담배 종이는 확산 용량을 감소시키는 재료가 도포되는 밴드를 포함하고, 밴드는 2개의 밴드형 외측 구역(18a, 18b) 및 그 사이의 밴드형 중앙 구역(20)을 포함한다. 상기 재료는 밴드(10)의 외측 구역(18a, 18b)까지 실질적으로 전체 표면에 걸쳐 도포된다. 상기 재료는 부가적으로 중앙 구역(20)의 표면의 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 75% 및/또는 최대 95%, 바람직하게는 최대 90%에 도포된다. 상기 재료가 도포되는 표면(22)은 경로-연결된다. 상기 재료가 도포되는 중앙 구역(20)의 표면은 마찬가지로 경로-연결된다.

Description

자기 소화 담배를 위한 향상된 담배 종이{IMPROVED CIGARETTE PAPER FOR SELF-EXTINGUISHING CIGARETTES}

본 발명은 담배 종이에 관한 것으로, 이 담배 종이로부터 제조되는 담배에 자기 소화 특성(self-extinguishing property)을 제공하는 담배 종이에 관한 것이며, 흡연자에 의한 이 담배의 수용이 가능한 적게 영향을 받으며 연기의 일산화탄소 함량은 비교가능한 담배에 비해 감소된다. 특히, 본 발명은 특유한 특성을 갖는 밴드의 형상의 패턴이 적용되는 담배 종이 및 이로부터 제조되는 담배에 관한 것이다.

담배 산업의 목표는 보다 낮은 화재 시발 경향을 갖는 담배를 생산하는 것이다. 이러한 담배는 이미 다양한 국가 및 지역, 예를 들어 USA, 캐나다, 유럽, 또는 오스트레일리아에서 법정 요건의 일부이다. 담배가 감소된 화재 시발 경향을 갖는지의 여부를 결정하기 위해, ISO 12863 또는 ASTM E2187에 기재된 시험이 이용된다.

이 시험에서, 연소중인 담배가 규정된 기재, 예를 들어 Whatman No. 2 필터 종이의 10층에 배치되고, 전체 가시적인 담뱃잎(tobacco) 부분이 연소해버리기 전에 담배가 소화되는지의 여부에 대한 관찰이 이루어진다. 이는 이른바 "자기 소화"(SE)라 부른다. 기재에서 스스로 소화하는 담배의 비율은 시험된 담배의 총 수의 백분율로서 주어진다. 많은 경우에, 법정 요건은 40개의 시험된 담배 중 적어도 30개가 소화되어야 하는 것, 요컨대 SE≥75%를 요구한다.

이 시험에서 담배가 자기 소화하는 한가지 방식은, 밴드가 담배 종이로부터 제조되는 담배의 원주 방향으로 위치되도록 담배 종이에 가로 방향으로 밴드를 인쇄하는 것이다. 이 밴드는 임의의 종류의 재료로 구성될 수 있는데, 예를 들어 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 녹말, 녹말 유도체, 또는 알기네이트가 상업적인 타당성을 달성하였다.

이러한 밴드는 주로 담배의 타고 있는 원뿔형부(glowing cone)에 대한 산소의 접근을 막음으로써 기능하고 이에 의해 담배의 자기 소화를 유발한다. 연소 동안의 산소의 접근은 주로 담배의 내측과 주위 사이의 농도 차이, 즉 확산에 의해 결정되기 때문에, 이 밴드에 대해 충분히 낮은 확산 용량을 선택하는 것이 중요하다.

이러한 밴드의 확산 용량의 측정은 회사 Sodim으로부터의 적절한 측정 장치(CO ₂ Diffusivity Meter)에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 확산 용량은 농도 차이에 의해 작동되는 담배 종이를 통한 가스의 이동을 말한다. 그러므로, 확산 용량은 단위 시간당, 단위 면적당, 그리고 농도 차이당 종이를 통해 흐르는 가스의 체적을 나타내며 따라서 단위 cm³/(cm² s) = cm/s를 갖는다.

담배 종이에 적용된 밴드의 담배의 자기 소화에 필요한 낮은 확산 용량은 타고 있는 원뿔형부로의 산소의 이동뿐만 아니라 담배의 내측으로부터 외측을 거쳐 주위로 가스, 특히 일산화탄소가 이동되는 것도 막는다. 그러므로, 밴드가 없는 동일한 담배에 비해 밴드가 설치된 자기 소화 담배의 연기에서는 더 높은 일산화탄소 함량이 관찰된다. 그러나, 잠재적으로 증가된 화재 안전성이 연기의 유독성을 증가시켜서는 안되고, 이런 이유로 연기 중의 일산화탄소 함량을 적어도 증가시키는 않는데 큰 관심이 있다. 부가적으로, 연기 중의 일산화탄소 함량은 또한 일부 국가에서는 법정 요건에 의해 제한된다.

자기 소화 담배의 추가적인 단점은, 밴드에서 담배 종이에 도포되는 재료가 담배의 담뱃잎 부분과 함께 연소되고, 흡연자에 의해 흡연되며, 이에 의해 담배의 미각을 변화시킬 수 있다는 것이다. 여기서 또한, 이러한 맛의 변화를 최소화시키는데 큰 관심이 있다.

마지막으로, 담배가 적절한 기재에서 자기 소화 특성을 갖더라도, 담배는 통상적인 흡연 동안 예를 들어 재떨이에서 스스로 소화하여서는 안된다. 담배의 반복된 점화는 흡연자에 의한 이러한 담배의 수용에 심각하게 영향을 주며 또한 연기의 유독성과 관련한 연기의 조성에 부정적인 영향을 줄 수 있다.

기재가 없는 상태에서의 자유 연소 동안의 자기 소화를 결정하기 위한 시험은 표준화되어 있지 않고 또한 법정 요건의 일부가 아니다. 대부분의 경우에 담배는 ISO 3402에 따라 조절되고 그 후 공기가 모든 쪽으로부터 자유 대류에 의해 담배에 제한 없이 접근되도록 수평 위치에서 점화되고 배치된다. 소정 수의 담배, 예를 들어 40개가 이 절차에 따라 시험되고 담배의 전체 가시적인 담뱃잎 부분이 연소해버리는, 즉 담배가 스스로 소화되지 않는 담배의 비율이 결정된다. 이 비율은 대개 자유 연소(Free-Burn:FB)로서 나타내고 백분율로 주어진다. 법정 요건의 일부가 아니더라도, 본 산업에서는 이 시험에서 소화되는 담배가 가능한 거의 없는 것, 즉 FB의 값이 가능한 높은 것에 큰 관심이 있다. 일반적으로, FB에 대해 적어도 30%의 값이 수용가능하며, 바람직하게는 그 값은 70% 이상이어야 한다.

종래기술에서는 어쨌든 자기 소화 특성을 얻기 위해 4mm의 밴드에 대한 최소 폭이 요구된다. 그러나, 실제로는 대부분의 경우에 법정 요건을 준수하기 위해 밴드의 전체 표면이 인쇄된 담배 상의 전형적으로 6mm폭 밴드가 담배에 요구되는 것으로 나타난다. 밴드의 필요한 폭은 본질적으로 선택된 담뱃잎 혼합물에 의존한다. 적어도 2개의 밴드가 담뱃잎 부분에 존재하는 것이 대개 법률적 요건이기 때문에, 밴드들 사이의 거리는 일반적으로 담배의 담뱃잎 부분의 길이로부터 결정된다.

종합적으로, 맛의 변화가 없고 연기 중의 일산화탄소 함량을 적어도 증가시키지 않으면서 SE에 대한 높은 값 및 FB에 대한 높은 값의 부분적으로 상충되는 목표를 달성하고자 한다. 그러나, 이러한 방향의 몇몇 개선 시도는 부분적인 진전만을 제공하였다.

상업적인 허용을 얻은 알려진 접근법은 6mm 폭 밴드를 각각 3mm의 2개의 밴드로 분할하고 그들을 서로 1mm 이격시키는 것이다. 이는 FB를 향상시키지만, 담배 종이 위의 밴드에 의해 덮인 영역은 통상적인 6mm 폭 밴드와 동일하고, 따라서 밴드에 도포된 재료의 양은 적어도 적지 않고, 이러한 이유로 맛 또는 연기 중의 일산화탄소 함량에 관한 이점을 기대할 수 없다.

FB 값의 향상을 달성하기 위해서 밴드 가장자리가 직선형으로 만들어지지 않고 예를 들어 파도 형상으로 되어 있는 대안은 유용성이 거의 없는 것으로 증명되었다. 이들은 자기 소화에 직접적으로 기여할 수 없는 담배 종이에 상당한 양의 재료를 도포한다. 따라서, 자기 소화 특성에 관한 법정 요건을 준수하기 위해 더 많은 재료 또는 더 큰 인쇄 영역이 요구된다. 이는 맛 및 연기 중의 일산화탄소 함량에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 밴드 가장자리가 직선형이 아니고 도포된 재료의 양이 밴드의 중심으로부터 밴드 가장자리를 향해 감소하는 유사한 접근법은 동일한 이유로 성공적이지 않았다.

따라서, 상기 부분적으로 상충되는 목표의 보다 우수한 조화에 대한 요구가 있다.

본 발명의 목적은, 법정 요건을 준수하는 충분히 높은 SE 값을 갖지만, 또한 동시에 담배를 위한 가능한 높은 FB 값과 연기 중의 감소된 일산화탄소 함량을 제공하고 맛에 가능한 적게 영향을 미치는 담배 종이로부터 제조되는 담배를 제공하는 담배 종이를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1에 따른 담배 종이 및 청구항 16에 따른 공정에 의해 달성된다. 바람직한 추가적인 실시형태가 종속 청구항에 개시되어 있다.

아래에서 사용되는 용어 "인쇄", "인쇄 영역" 또는 유사한 표현은 그 의미에 있어서 실제로 인쇄된 재료에 대해 제한되어서는 안되고 임의의 공정 예를 들어 용사에 의해 도포된 재료에 대해서도 적용된다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은, 담배 종이가 담배 종이에 적용되는 밴드로서, 이 밴드가 담배 종이로부터 제조될 수 있는 담배에 원주 방향으로, 즉 본질적으로 담배 종이의 가로 방향으로 위치될 수 있으며 이 밴드에는 확산 용량을 감소시키는 재료가 도포된 밴드를 포함하는 점에서 달성된다. 이와 관련하여, 밴드는 2개의 밴드형 외측 구역 및 그 사이의 밴드형 중앙 구역을 포함하며, 이들의 이하의 특성을 갖는다:

- 밴드의 외측 구역은 적어도 0.4mm 및 최대 1.0mm, 바람직하게는 최대 0.8mm 및 특히 바람직하게는 최대 0.6mm의 폭을 갖고,

- 상기 재료는 본질적으로 전체 표면에 걸쳐 밴드의 외측 구역에 도포되고,

- 외측 구역은 중앙 구역에 직접적으로 접하고,

- 상기 재료는 중앙 구역의 외측 가장자리의 전체 표면에 걸쳐 도포되지 않고,

- 상기 재료는 중앙 구역의 영역의 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 75% 및 최대 95%, 바람직하게는 최대 90%에 도포되고,

- 상기 재료가 도포되는 영역은 경로-연결되며,

- 상기 재료가 도포되는 중앙 구역의 영역은 경로-연결된다.

본 발명자들은 종래기술 밴드에 비해 이러한 특별한 밴드 패턴에 대해서는 종래기술 밴드와 비교하여 한편으로는 신뢰할 수 있는 자기 소화(SE에 대한 높은 값) 및 다른 한편으로는 자유 연소 능력(FB에 대한 높은 값), 낮은 도포 재료의 양, 및 연기 중의 낮은 일산화탄소 농도의 서로 상충되는 특성 사이에서 보다 우수한 균형이 달성될 수 있다는 것을 발견하였다.

보다 정확하게는, 발명자들은 자기 소화의 목적을 위해 밴드가 전체 표면에 걸쳐 인쇄된 영역으로 구성될 필요가 없음을 알아냈다. 대신에, 본질적으로 외측 구역의 전체 표면에 걸쳐 인쇄된 비교적 좁은 외측 구역이 연소를 충분히 억제하기에 충분하고, 중앙 구역인 연소 방향으로 인접하는 영역은 그 전체 표면에 걸쳐 인쇄될 필요가 전혀 없다. 이와 관련하여, 용어 "본질적으로 전체 표면에 걸쳐 도포"는 외측 구역의 100%가 실제로 인쇄되는 경우뿐만 아니라 공정 관련 변동으로 인해 매우 작은 미인쇄 영역이 존재하는 경우도 포함한다.

따라서, 중앙 구역에 도포된 재료는 3가지 조건이 충족되는 한 개구를 포함할 수 있다. 한편, 신뢰할 수 있는 자기 소화를 보장하기 위해 중앙 구역의 영역의 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 75%가 인쇄되어야 한다. 또한, 재료가 도포되는 영역은 위상적인 의미에서 경로-연결된다. 이는 밴드의 인쇄된 영역의 임의 2 지점 사이에는 이 2 지점을 연결하며 인쇄 영역 내에 완전히 배치되는 적어도 하나의 연속적인 경로가 항상 있다는 것을 의미한다. 간단히 표현하면, 인쇄 영역의 개구는 인쇄 영역을 복수의 분리된 부분으로 분할하지 않는다. 부가적으로, 중앙 구역 자체는 경로-연결되어야 하는데, 즉 밴드의 중앙 구역의 인쇄 영역의 임의의 2 지점 사이에는 2 지점을 연결하며 중앙 구역의 인쇄 영역에 완전히 배열되는 연속 경로가 항상 있다.

발명자들에 의한 연구는 "경로-연결" 특성이 재료가 도포되는 중앙 구역의 영역의 비율 외에 그 자체로 중요한 자기 소화를 보장하기 위한 본질적인 기준이라는 것을 보여주었다. 밴드 가장자리는 바람직하게는 직선형이며 서로 평행하다. 그로부터의 편차, 예를 들어 기복이 있는 밴드 가장자리는 본 발명의 목적에 덜 적합하지만, 역시 본 발명의 보호 범위 내에 있어야 한다.

위에서 참고한 중앙 구역의 "외측 가장자리"는 여기서 밴드 가장자리에 평행한 2개의 가상 직선이고, 이 가장자리는 외측으로부터 내측으로 볼 때 밴드의 이 위치에서 도포 재료의 개구가 시작되는 것을 나타낸다. 외측 구역의 재료는 본질적으로 전체 표면에 도포되며, 중앙 구역의 외측 가장자리 또는 즉 중앙 구역과 인접하는 외측 구역 사이의 경계는 상기 재료가 전체 표면에 도포되지 않고 대신에 상기 개구 중 하나가 시작되는 선에 의해 규정된다.

바람직하게는, 밴드는 소정의 대칭 특성을 갖는다. 처음에 언급한 바와 같이, 밴드는 그것이 담배 종이로부터 제조되는 담배에 원주 방향으로 위치되도록, 즉 본질적으로 종이의 가로 방향으로 위치되도록, 즉 본질적으로 초지기(paper machine)를 통한 종이 웹의 세로 방향(machine direction)에 직교하도록 담배 종이에 도포된다. 그러나, 종이 생산 시에, 최종 담배에서 종이가 어느 방향에서 연소할 것인지를 아직 모르고, 그래서 밴드는 양쪽 연소 방향에서 동일한 기능적인 특성을 나타내야 한다. 바람직하게는, 밴드 내의 도포 재료의 패턴은 밴드의 가상 중심선에 의해 분리되는 2개의 반부로 구성되고, 이에 의해 밴드의 하나의 반부의 도포 패턴은 중심선에서의 미러링 또는 중심선에 위치된 지점에 대한 180°의 회전 및 중심선에 평행한 선택적인 이동에 의해 밴드의 다른 반부의 도포 패턴으로 이동될 수 있다.

바람직하게는, 밴드는 적어도 4mm, 특히 바람직하게는 적어도 5mm의 폭을 갖는다. 그러나, 밴드는 10mm, 바람직하게는 7mm의 폭을 초과해서는 안된다. 약 6mm의 폭이 특히 적절한 것으로 밝혀졌으며, 이는 이 분야의 이러한 밴드의 통상적인 폭에 대응한다. 그러나, 더 우수한 FB 값 및 연기 중의 더 낮은 CO 함량 및 전체적으로 더 적은 도포 재료는 중앙 구역에서의 재료의 불완전 도포에 의해 얻어진다.

바람직한 실시형태에서, 밴드들 사이의 거리는 적어도 5mm, 바람직하게는 적어도 10mm 및 특히 바람직하게는 적어도 15mm이다. 동시에, 상기 거리는 최대 50mm, 바람직하게는 최대 30mm 및 특히 바람직하게는 최대 25mm이어야 한다. 특히 바람직하게는, 밴드의 간격은 적어도 2개의 완전한 밴드가 이 종이로부터 제조되는 담배에 위치되도록 선택된다. 또한, 밴드는 ISO 12863에 따른 자기 소화를 보장하기 위해서 충분히 낮은 확산 용량을 가져야 한다. 이를 위해, 밴드는 바람직하게는 최대 1.0cm/s, 바람직하게는 최대 0.8cm/s 및/또는 적어도 0.01cm/s, 바람직하게는 적어도 0.1cm/s의 확산 용량을 갖는다. 이 값들은 ISO 187에 따라 종이를 조절한 후 4×20mm의 개구를 갖는 측정 헤드를 이용하여 회사 Sodim으로부터의 CO ₂ Diffusivity Meter를 이용하여 측정한 것이다. 측정 헤드의 개구는 이 경우에 완전히 밴드 위에 위치되어야 한다. 여기서 도포 재료를 갖는 영역 및 갖지 않는 영역이 측정 헤드의 개구 아래에 위치된다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 이는 상기 제한에 대해 측정 결과를 검사할 때 무시되어야 한다.

바람직하게는, 건조 상태에서의 도포 면적당 질량으로서 주어진 밴드에 도포된 재료의 양은 적어도 1g/m², 바람직하게는 적어도 3g/m² 및/또는 최대 8g/m², 바람직하게는 최대 6g/m²이다. 이러한 도포량에 의해, 원하는 특성이 바람직하게 달성될 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 인쇄 영역 당 재료의 양은 본질적으로 일정하다. 이와 관련하여, 용어 "본질적으로 일정"은 특히 양이 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만으로 변하는 것을 의미하여야 한다. 도포가 로토-그라비어 인쇄(roto-gravure printing)에 의해 실행되는 경우, 도포는 예를 들어 로토-그라비어 인쇄 실린더의 홈들의 체적이 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만으로 서로 상이한 경우에 달성될 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 확산 용량을 감소시키는 재료는 녹말, 녹말 유도체, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 및 알기네이트, 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 재료를 포함한다. 또한, 확산 용량을 감소시키는 재료는 충전재, 특히 카보네이트 또는 산화물, 바람직하게는 백악, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 확산 용량을 감소시키는 재료는 연소 첨가제를 함유할 수 있고, 이에 의해 시트르산삼나트륨 및 시트르산삼칼륨 또는 이들의 혼합물이 특히 적합하다.

본 발명은 모든 알려진 담배 종이에 적용될 수 있고, 또한 그 종이가 기계-제조 또는 수동-제조 담배를 위한 것인지의 여부는 관계 없다.

바람직한 실시형태에서, 미처리 담배 종이는 5 CU 내지 300 CU, 바람직하게는 10 CU 내지 200 CU인 ISO 2965에 따른 공기 투과도를 갖는다. 이와 관련하여, 부가적으로 또는 대안적으로, 미처리 담배 종이는 10g/m² 내지 60g/m², 바람직하게는 20g/m² 내지 40g/m²의 평량을 갖는다. 담배 종이는 목재 펄프, 한해살이 식물로부터의 펄프, 특히 아마(flax) 또는 헴프(hemp), 또는 다른 섬유 재료, 예를 들어 사이잘(sisal) 또는 주트(jute) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

또한, 처리된 담배 종이는 충전재를 함유할 수 있고, 전체 종이 질량에 대한 이 충전재의 비율은 적어도 10중량%, 바람직하게는 적어도 15중량% 및/또는 최대 45중량%, 바람직하게는 최대 40중량%이다. 이와 관련하여, 충전재는 특히 카보네이트 또는 산화물, 바람직하게는 침전 백악, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있다. 또한, 담배 종이는 바람직하게는 연소 첨가물, 특히 시트르산삼나트륨, 시트르산삼칼륨, 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 이와 관련하여, 미처리 담배 종이의 질량에 대한 연소 첨가제의 비율은 바람직하게는 최대 5중량% 및 특히 바람직하게는 0.5중량% 내지 3.0중량%이다.

또한, 담배 종이는 전체 표면에 또는 그 표면의 일부분들에 걸쳐 예를 들어 맛을 함유하거나 연기 중의 물질, 특히 이른바 Hoffmann 분해물질에 영향을 주는 조성물로 도포될 수 있는데, 이는 이러한 조성물이 이 종이로부터 제조되는 담배의 자기 소화에 실질적으로 기여하지 않는 경우에 한한다. 이러한 도포물은 존재하는 경우 종이의 2 면 중 하나 또는 양 면에 도포될 수 있고, 이러한 도포물은 본 발명에 따른 밴드의 적용 전에 또는 후에 도포될 수 있다.

본 발명은 또한 상기 실시형태 중 하나에 따른 담배 종이의 생산을 위한 공정에 관한 것이다. 이와 관련하여, 상기 재료는 바람직하게는 조성물의 형태, 특히 용매 및 상기 재료를 함유하는 용액, 에멀젼, 또는 현탁액의 형태로 도포된다. 이와 관련하여, 용어 "용매"는 그 광범위한 범위 내에서 이해되어야 하며, 특히 조성물이 실제로 화학적인 의미의 "용매"인 것을 제안하지 않으며, 대신 언급된 바와 같이 현탁액도 적절한 그리고 바람직한 조성물로서 가능하다.

바람직하게는, 물이 독물학상으로 무해하기 때문에 용매는 물이다. 실제로, 기본적으로 유기 용매가 또한 채용될 수 있지만, 종이를 건조한 후에 잔류물이 항상 남고, 이는 종이의 냄새에 부정적인 영향을 준다. 유기 용매의 이러한 잔류물의 냄새는 특히 담배 포장이 흡연자에 의해 처음에 개방될 때 가끔 충격적인 것으로 인지된다.

건조 후에 종이에 남아있는 재료는 종이의 표면에 막을 형성하거나 기공으로 침투함으로써 담배 종이의 기공을 밀봉하여 인쇄 영역에서의 종이의 확산 용량을 감소시키는데 적합해야 한다. 이를 위해, 상기 재료 녹말, 녹말 유도체, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체와, 알기네이트, 또는 이들의 혼합물이 특히 적합하다. 산화 분해 완전 건조 녹말에 대해, 조성물에 대한 비율은 5중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 10중량% 내지 25중량%이다. 많은 경우에, 조성물에서 종이에 남는 재료의 비율은 도포 공정에 의해 요구되는 점도에 따라 선택될 것이다.

바람직하게는, 상기 조성물은 인쇄 공정, 특히 산업적인 규모에서 용이하고 안정적으로 실행될 수 있는 로토-그라비어 공정 또는 플렉소그래픽(flexographic) 공정에서 도포될 수 있다. 예를 들어 용사에 의한 도포가 또한 가능하다.

이에 의해 도포는 담배 종이로 제조되는 담배의 담뱃잎을 향하는 담배 종이의 면, 즉 내측에 있는 것이 바람직하다. 통상적으로, 이것은 상측에 비해 더 낮은 백암 함량을 갖기 때문에 이것은 뒷면(wire-side)이며, 이는 담뱃잎 재의 시각적인 모습에 긍정적인 영향을 준다. 그 자체로 인쇄에 보다 적합한 상측에의 도포는 어떠한 문제도 없는 상태에서 가능하지만, 바람직하지 않다.

각각의 층의 도포 후에 통상적인 건조 공정을 이용하는 다층의 재료의 도포가 가능하지만, 바람직한 실시형태는 일 층에 재료 모두를 도포하는 것이다. 이는 밴드의 개별 층들을 서로의 위에 정확하게 하나씩 위치시킬 필요가 없다는 것을 의미한다. 이는 밴드가 담배 위에 보이면 안되고 따라고 종래의 센서에 의해 서는 거의 검출될 수 없기 때문에 어렵다. 이는 실제로 개별 인쇄 층의 가장자리가 서로의 상부에 정확하게 위치되지 않고, 따라서 인쇄 영역으로부터 미인쇄 영역으로의 이동에서 도포된 재료의 양의 점진적인 감소가 있다는 것을 의미하며, 이는 바람직하지 않다.

종이에 수성 조성물의 많은 양을 도포하는 것은 건조 후에 주름의 형성을 유발할 수 있기 때문에, 조성물은 주름의 형성을 감소시키는 물질, 예를 들어 프로필렌 글리콜 또는 글리세린을 함유할 수 있다. 다른 물질, 예를 들어 색료 또는 감미료가 이 종이로부터 제조되는 담배의 자기 소화에 실질적인 부정적 영향을 주지 않는 한 조성물에 역시 함유될 수 있다. 기본적으로, 모든 물질 및 재료의 선택에서 법률적 및 독물학적 양태가 고려되어야 한다.

바람직한 실시형태에서, 종이는 주름을 제거 또는 감소시키기 위해 처리된다. 바람직하게는, 종이는 조성물의 도포 및 제1 건조 공정 후에 습윤되고 그 후 바람직하게는 기계적인 부하, 예를 들어 종이 웹의 신장 및 연장 하에 추가의 건조 공정을 받는다. 주름의 제거를 위한 이 "기계적인" 공정은 그것이 잉여 조성물의 추가적인 물질의 이용을 만드는 한 바람직하다.

도 1은 도 2 내지 도 9의 인쇄 패턴 및 비교예로서 전체 표면에 인쇄된 6mm 폭 밴드를 이용한 시험 결과를 갖는 표를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 인쇄 패턴을 나타내며, 모든 치수는 밀리미터이다.
도 3은 본 발명에 따른 인쇄 패턴을 나타내며 추가적으로 밴드의 외측 및 중앙 구역으로의 분리를 나타낸다. 모든 치수는 밀리미터이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 인쇄 패턴을 나타내며, 모든 치수는 밀리미터이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따르지 않는 인쇄 패턴을 나타내며, 모든 치수는 밀리미터이다.

본 발명을 보다 잘 이해하기 위해, 이하에서 특정 용어에 의해 기재되는 도면에 도시된 바람직한 예시적인 실시형태를 참고한다. 그러나, 본 발명의 보호 범위는 이에 의해 제한되어서는 안되며, 개시된 담배 종이 및 생산 공정과 거기 계시된 바와 같은 본 발명의 추가적인 이러한 용례의 변화 및 추가적인 변형이 통상의 기술자의 통상적인 현재 또는 미래의 지식으로서 고려된다는 것을 유의해야 한다.

구역들로의 밴드(10)의 분리는 예로서 도 3에 도시된 인쇄 패턴에 의해 설명된다. 밴드(10)는 화살표 (12)에 의해 나타나는 가로 방향으로 종이에 배열되고 2개의 밴드 가장자리(14a 및 14b)에 의해 미처리 담배 종이(도시되지 않음)로부터 한정된다. 가로 방향으로 배열되는 가상 직선형 평행 선(16a 및 16b)은 중앙 구역(20)으로부터 외측 구역(18a 및 18b)을 분리한다. 하나의 외측 구역(18a)은 따라서 밴드 가장자리(14a)와 가상선(16a)과의 사이에 위치되고, 다른 외측 구역(18b)은 밴드 가장자리(14b)와 가상선(16b)과의 사이에 위치된다. 중앙 구역(20)은 2개의 가상선(16a 및 16b)에 의해 한정된다.

외측 구역(18a 및 18b)은 본질적으로 그들 전체 표면에 걸쳐 인쇄되는 한편, 선(16a 및 16b) 자체는 그 전체 길이에 걸쳐 인쇄되지 않는다. 또한, 중앙 구역(20)은 그 전체 표면에 걸쳐 인쇄되지 않는다. 인쇄 영역 또는 도포 영역(22)은 도 3에서 도면의 좌측 부분에 해칭에 의해 표시되어 있고 도포된 재료가 없는 개구(24)에 의해 중단된다. 이런 의미에서, 중앙 구역(20)은 "전체 표면에 걸쳐 인쇄되지 않는다". 그러나, 재료가 도포되는 영역(22)은 위상적인 의미에서 경로-연결된다. 이는 밴드(10)의 인쇄 영역 또는 도포 영역(22)의 임의의 2 지점 사이에 인쇄된 영역(22) 내에 완전히 배열되는 연속적인 경로가 있음을 의미한다. 이러 의미에서도, 중앙 구역(20)의 인쇄 영역은 경로-연결된다.

도 3의 밴드(10)는 밴드(10)의 종방향으로 연장되는 중심선(26)에 대해 거울상이다. 이는 밴드(10)가 연소 방향과 관계 없이 동일한 자기 소화 거동을 갖는다는 것을 의미한다. 따라서, 담배 종이로부터 제조된 담배가 연소할 방향을 제조 단계에서 규정할 필요가 없다. 그러한 목적에 또한 적합한 대칭은 중심선(26)에 놓이는 중심에 대한 회전 대칭이다. 이는 예를 들어 도 2의 밴드를 갖는 경우이다. 도 6의 밴드에서, 중심선(도 6에는 도시되지 않음) 위 및 아래의 밴드의 2개의 반부는 중심선을 따르는 평행 이동과 조합되어 중심선에서 거울상을 형성하며, 이 중심선 또한 연소 방향과 관계 없는 거동을 형성하기 위한 적합한 대칭이다.

담배 종이로서, 24g/m²의 평량, 33중량%의 충전재 함량, 및 75 CU의 공기 투과도를 갖는 충전재로서의 침전 백악 및 목재 펄프로부터의 상업적인 담배 종이가 사용되었다. 담배 종이는 또한 연소 첨가제로서 1중량%의 시트르산삼칼륨을 함유하였다.

이러한 담배 종이에 대해, 밴드가 로토-그라비어 인쇄에 의해 도 2 내지 도 9로부터의 인쇄 패턴의 각각으로 도포되었다. 도포된 조성물은 물, 15.5중량%의 완전 건조 산화 분해 녹말, 및 9.5중량%의 백악을 포함한다. 비교를 위해, 전체 표면에 걸쳐 인쇄된 6mm 폭 밴드 또한 종이에 적용하였다. 모든 경우에 밴드 간격은 18mm였다.

밴드의 확산 용량은 ISO 187에 따라 종이를 조절한 후 회사 Sodim으로부터의 CO ₂ Diffusivity Meter로 측정되었다. 측정 헤드는 4×20mm의 개구를 가졌으며 전체 개구가 밴드 내에 위치되도록 위치결정되었다. 모든 인쇄 패턴의 확산 용량은 0.09cm/s 내지 0.60cm/s 였다.

담배 종이로부터, American Blend 담뱃잎 혼합물을 갖는 담배를 제조하였고, 그들의 자기 소화 특성에 대해 ISO 12863에 따라 40개의 품목을 시험하였으며, SE에 대한 값을 결정하였다. 또한, 40개의 품목의 FB 값을 시험하였다. 이를 위해, 담배는 먼저 ISO 3402에 따라 조절되었고, 그 후 점화되었으며, 연소되는 동안 수평 위치에서, 즉 담배의 종방향 축선이 중력 방향에 직교하는 상태에서 유지기에 장착되었고, 따라서 공기는 모든 쪽으로부터 연소하고 있는 담배로 자유롭게 흐를 수 있었다. 이를 위해, 가스 이동이 자유 대류에 의해서만 일어나도록 담배는 공기 흐름으로부터 차단되었다. 담배가 스스로 소화되지 않는 상태에서 전체 담뱃잎 대(rod)가 연소해버린 담배의 수를 시험된 담배의 수의 백분율(FB)로서 결정하였다.

담배는 ISO 4378에 특정된 방법에 따라 기계-흡연되었고, 수집된 가스 중의 일산화탄소 함량이 결정되었다.

SE 및 FB에 대한 결과와 일산화탄소(CO) 함량이 도 1에 도시된 표에 열거되어 있다. 도 2 내지 도 9로부터의 인쇄 패턴의 각각에 대해, 중앙 구역(20)에 놓인 인쇄 영역(22)의 비율이 또한 중앙 구역(20)의 전체 영역의 백분율로서 주어진다.

도 1의 표는 중앙 구역(20)의 인쇄 영역(22)의 비율이 감소함에 따라 SE에 대한 값은 감소하고 FB의 값은 증가하는 것을 나타내고 있다. 도 2의 인쇄 패턴은 100%의 SE 값을 갖지만, FB에 대한 값은 30%로 다소 낮다. 그러나, 상기 값은 전체 표면에 걸쳐 인쇄된 6mm 폭 밴드에 대한 값보다는 상당히 더 높기 때문에, 도 2에 따른 인쇄 패턴 또한 본 발명에 따르는 것으로 고려될 수 있다. 따라서, 확산 용량의 작은 증가는 충분한 자기 소화 특성을 위태롭게 하지 않으면서 FB의 값을 증가시킬 수 있다.

도 3 내지 도 5의 인쇄 패턴은 바람직한 실시형태에 속하고, 이러한 모든 인쇄 패턴에 대해서는 SE에 대한 값과 FB에 대한 값이 매우 높다.

도 6의 인쇄 패턴은 FB에 대해 매우 우수한 값을 나타내지만, SE에 대한 값은 75%의 일반적인 법정 요건보다 약간 낮은 70%이다. 여기서, SE에 대한 값은 FB에 대한 값을 과도하게 감소시키지 않으면서 확산 용량을 약간 감소시킴으로써 증가될 수 있다.

SE에 대한 값이 충분히 높지 않기 때문에 도 7의 인쇄 패턴은 본 발명에 따르지 않는다. 이 패턴은 84.16%의 중앙 구역(20)의 인쇄 영역의 높은 비율에도 불구하고, 충분한 자기 소화가 보장되지 않는다는 것을 나타낸다. 이 인쇄 패턴에 대해서는, 전체 인쇄 영역(20)과 중앙 구역(29)의 인쇄 영역 모두가 경로-연결되지 않고, 대신에 인쇄 영역은 2 부분으로 분할되어 있고, 2 부분의 양자 모두는 자기 소화를 보장할 만큼 충분히 강하게 상호작용하지 않는다. 자기 소화에 대한 시험에서, 담배는 곧바로 밴드(10)를 통해 미인쇄 영역을 따라 계속 연소할 수 있고 의해 밴드를 넘어가는 것이 밝혀졌다.

또한, 도 8의 인쇄 패턴은 경로-연결되지 않으며 따라서 본 발명에 따르지 않고 3개의 부분으로 분할된다. 여기서 다시, 자기 소화(SE)의 비율은 60%로 과도하게 낮은 것이 밝혀졌다.

또한, 중앙 구역(20)의 인쇄 영역(22)의 67.84%의 비율을 갖는 도 9의 인쇄 패턴은 상당히 과도하게 낮은 자기 소화의 비율을 나타낸다. 중앙 구역의 인쇄 영역의 비율이 과도하게 낮고 중앙 구역은 또한 경로-연결되지 않기 때문에, 이 패턴 또한 본 발명에 따르지 않고, 따라서 담배는 밴드의 미인쇄 채널을 따라 계속 연소할 수 있다.

인쇄 패턴(10) 또한 본 발명에 따르지 않는다. 마찬가지로 본 발명에 따르지 않는 도 7의 인쇄 패턴과 비교하여 실질적으로 상이한 거동이 기대되지 않았기 때문에 이 패턴은 시험되지 않았다. 도 10의 인쇄 패턴에서, 인쇄 영역(22)은 경로-연결되고, 중앙 구역(20)의 인쇄 영역은 경로-연결되지 않는다. 이는 이러한 특성의 양쪽 모두가 서로와 관계 없이 중요하다는 것을 나타낸다.

일산화탄소에 대한 값에 의해, 도 2 내지 도 9의 인쇄 패턴의 모두는 밴드 전체 표면에 걸쳐 인쇄된 6mm 폭 밴드보다 더 낮은 값을 유발한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 알려진 종래기술 밴드에 비해 향상이 있다.

부가적으로, 도 2 내지 도 9의 인쇄 패턴에 대해, 중앙 구역(20)의 영역의 67.84% 내지 92.80%만이 인쇄된다. 이는 밴드 전체 표면에 걸쳐 인쇄된 6mm 폭 밴드에 비해 약 7% 내지 약 23%의 재료 절약 및 이에 따른 담배의 맛에 대한 더 적은 영향을 의미한다.

이러한 이점 이외에, 본 발명에 따른 패턴은 또한 단층 도포에 의해 효율적으로 인쇄될 수 있고, 따라서 인쇄 영역 내에 도포된 재료의 양의 변동은 종래기술에서 제안된 바와 같이 제거될 수 있다.

종합적으로, 예상과 달리, 밴드가 그 전체 표면에 걸쳐 인쇄된 수 밀리미터 폭 영역으로 구성될 필요가 있는 것으로 보이지 않으며, 본질적으로 전체 영역에 걸쳐 인쇄된 비교적 좁은 외측 영역이 담배의 연소를 충분히 억제하기에 충분하며, 따라서 밴드의 인접하는 영역들은 그 전체 표면에 걸쳐 인쇄되지 않아도 된다. 실제로, 자기 소화의 경우에, 타고 있는 원뿔형부는 밴드 하에서는 계속 연소되지 않고, 밴드의 개시부에서 바로 즉시 소화되는 것으로 관찰된다. 다른 한편, 큰 미인쇄 영역 및 특히 담배의 종방향으로 배열되는 미인쇄 채널은, 타고 있는 원뿔형부가 이 영역 및 채널을 따라 밴드를 통해 연소할 수 있기 때문에, 타고 있는 원뿔형부에 대해 본질적으로 전체 표면에 걸쳐 인쇄된 좁은 구역 뒤에 제공되지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄 패턴은 재료가 자기 소화에 직접적으로 기여하는 담배에 대해서만 재료가 본질적으로 도포되는 종류이다. 이와 같이 하여, 도포된 재료의 양은 최소화될 수 있고 연기 중의 일산화탄소 함량의 감소 및 맛에 대한 영향의 최소화가 얻어진다.

10 밴드
12 가로 방향
14a, 14b 밴드 가장자리
16a, 16b 중앙 구역(20)의 가장자리
18a, 18b 외측 구역
20 중앙 구역
22 도포 영역
24 개구
26 중심선

Claims (20)

1. 자기 소화 담배를 위한 담배 종이이며, 상기 담배 종이는 밴드(10)를 포함하고, 이 밴드는,
   - 밴드가 담배 종이에 의해 제조될 수 있는 담배에 원주 방향으로 위치될 수 있도록 담배 종이에 배치되고,
   - 밴드에 도포된 확산 용량을 감소시키는 재료를 갖고,
   하나의 밴드는 2개의 밴드형 외측 구역(18a, 18b) 및 그 사이에 놓이는 밴드형 중앙 구역(20)을 포함하고, 이 밴드는,
   - 밴드(10)의 외측 구역(18a, 18b)이 적어도 0.4mm 및 최대 1.0mm, 바람직하게는 최대 0.8mm, 및 특히 바람직하게는 최대 0.6mm의 폭을 갖고,
   - 상기 재료는 본질적으로 밴드(10)의 외측 구역(18a, 18b)의 전체 표면에 도포되고,
   - 외측 구역(18a, 18b)은 중앙 구역(20)에 직접적으로 인접하고,
   - 상기 재료는 중앙 구역(20)의 외측 가장자리(16a, 16b)의 전체 표면에 도포되지 않고,
   - 상기 재료는 중앙 구역(20)의 영역의 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 75%, 및 최대 95%, 바람직하게는 최대 90%에 도포되고,
   - 상기 재료가 도포되는 영역(22)은 경로-연결되며, 그리고
   - 상기 재료가 도포되는 중앙 구역(20)의 영역은 경로-연결되는
   특성을 갖는, 담배 종이.
2. 제1항에 있어서, 밴드 가장자리(14a, 14b)는 직선형이고 그리고/또는 평행한, 담배 종이.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밴드(10) 내의 재료의 도포 패턴은,
   - 밴드(10)의 가상 중심선(26)에 의해 분리되는 2개의 반부를 포함하고,
   - 이하에 의해 밴드의 다른 반부의 도포 패턴으로 이동될 수 있는, 담배 종이.
   ○ 중심선에서의 거울상의 형성 또는 중심선(26)에 놓이는 중심에 대한 180°의 회전, 및
   ○ 밴드의 반부의 도포 패턴의 중심선(26)에 대해 평행한 선택적인 평행 이동.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 밴드(10)는 적어도 4mm, 바람직하게는 적어도 5mm 및/또는 최대 10mm, 바람직하게는 최대 7mm의 폭을 갖는, 담배 종이.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 밴드(10)들 사이의 거리는 적어도 5mm, 바람직하게는 적어도 10mm 및 특히 바람직하게는 적어도 15mm 및/또는 최대 50mm, 바람직하게는 최대 30mm 및 특히 바람직하게는 최대 25mm인, 담배 종이.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밴드(10)는 최대 1.0cm/s, 바람직하게는 최대 0.8cm/s 및/또는 적어도 0.01cm/s, 바람직하게는 적어도 0.1cm/s의 확산 용량을 갖는, 담배 종이.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 상태에서의 도포 면적당 질량으로서 주어진 밴드(10)에 도포된 재료의 양은 적어도 1g/m², 바람직하게는 적어도 3g/m² 및/또는 최대 8g/m², 바람직하게는 최대6g/m²인, 담배 종이.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 재료가 도포되는 면적당 재료의 양은 본질적으로 일정하며 특히 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만으로 변화하는, 담배 종이.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 확산 용량을 감소시키는 재료는 녹말, 녹말 유도체, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 및 알기네이트, 또는 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는, 담배 종이.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 확산 용량을 감소시키는 재료는,
    - 충전재, 특히 카보네이트 또는 산화물, 바람직하게는 백악, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 또는 이들의 혼합물을 함유하고,
    - 연소 첨가제, 특히 시트르산삼나트륨 또는 시트르산삼칼륨 또는 이들의 혼합물을 함유하는, 담배 종이.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 미처리 담배 종이는 5 CU 내지 300 CU, 바람직하게는 10 CU 내지 200 CU의 ISO 2965에 따른 공기 투과도를 갖는, 담배 종이.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 미처리 담배 종이는 10g/m² 내지 60g/m², 바람직하게는 20g/m² 내지 40g/m²의 평량을 갖는, 담배 종이.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 목재 펄프, 한해살이 식물로부터의 펄프, 특히 아마 또는 헴프, 다른 섬유 재료, 특히 사이잘 또는 주트, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 담배 종이.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 충전재를 함유하고, 이 충전재의 비율은 전체 종이 질량에 대해 적어도 10중량%, 바람직하게는 적어도 15중량% 및/또는 최대 45중량%, 바람직하게는 최대 40중량%이며,
    충전재는 특히 카보네이트 또는 산화물, 바람직하게는 침전 백악, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 또는 이들의 혼합물로 형성되는, 담배 종이.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 연소 첨가제, 특히 시트르산삼나트륨, 시트르산삼칼륨, 또는 이들의 혼합물을 함유하고, 연소 첨가제의 비율은 담배 종이의 질량에 대해 바람직하게는 최대 5중량% 및 특히 바람직하게는 0.5중량% 내지 3.0중량%인, 담배 종이.
16. 자기 소화 특성을 갖는 담배 종이로부터 제조될 수 있는 담배를 제공하는 담배 종이를 생산하는 공정이며,
    - 기초 담배 종이를 제공하는 단계, 및
    - 기초 담배 종이의 확산 용량을 감소시키는 재료를 밴드가 담배 종이로부터 제조될 수 있는 담배에 원주 방향으로 위치되도록 배열되는 밴드(10)의 형태로 도포하는 단계를 갖고,
    ○ 밴드(10)는 2개의 밴드형 외측 구역(18a, 18b) 및 그 사이에 놓이는 밴드형 중앙 구역(20)을 포함하고,
    ○ 밴드(10)의 외측 구역(18a, 18b)은 적어도 0.4mm 및 최대 1.0mm, 바람직하게는 최대 0.8mm, 및 특히 바람직하게는 최대 0.6mm의 폭을 갖고,
    ○ 상기 재료는 본질적으로 전체 표면에 걸쳐 밴드(10)의 외측 구역(18a, 18b)에 도포되고,
    ○ 상기 재료는 전체 표면에 걸쳐 중앙 구역(20)의 외측 가장자리(16a, 16b)에는 도포되지 않고,
    ○ 상기 재료는 중앙 구역(20)의 영역의 적어도 70%, 바람직하게는 적어도75% 및 최대 95%, 바람직하게는 최대 90%에 도포되고,
    ○ 상기 재료는 도포 영역(22)이 경로-연결되도록 도포되며,
    ○ 상기 재료는 중앙 구역(20)의 도포 영역이 경로-연결되도록 도포되는, 공정.
17. 제16항에 있어서, 상기 재료는 조성물, 특히 용매 및 상기 재료를 함유하는 용액, 에멀젼, 또는 현탁액의 형태로 도포되고, 특히 용매는 물로 형성되고 그리고/또는 상기 재료는 녹말, 녹말 유도체, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 또는 알기네이트로 형성되는, 공정.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 조성물은 인쇄 공정, 특히 로토-그라비어 인쇄 또는 플렉소그래픽 인쇄에 의해 도포되거나 용사되는, 공정.
19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 바람직하게는 단일 도포 단계, 특히 단일 인쇄 절차에서 도포되는, 공정.
20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 주름의 형성을 방해하는 물질, 특히 프로필렌 글리콜 또는 글리세린을 함유하고, 그리고/또는
    인쇄된 담배 종이는 도포 단계 및 제1 건조 단계 후에 습윤되고 바람직하게는 기계적인 연장 또는 신장 하에 추가의 건조 단계에서 건조되는, 공정.

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