ОГНЕЗАЩИТНОЕ ВЕЩЕСТВО, СИГАРЕТНАЯ БУМАГА С ОГНЕЗАЩИТНОЙ ПОЛОСКОЙ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СИГАРЕТНОЙ БУМАГИ
FIRE RETARDANT AGENT, CIGARETTE PAPER WITH FIRE-RETARDANT STRIP AND METHOD FOR CIGARETTE PAPER PRODUCTION

Область техники
Изобретение относится к области производства сигаретной бумаги с огнезащитным веществом и способу производства сигаретной бумаги, в частности, к огнезащитному веществу, сигаретной бумаге с огнезащитной полоской и способу производства такой сигаретной бумаги.
Предшествующий уровень техники
Китай - крупнейшая страна в мире по производству и потреблению сигарет. Согласно неполной статистике, в настоящее время в Китае насчитывается около четырехсот миллионов курящих, что составляет 30% населения Китая. Окурок сигареты может случайно вызвать пожар, разрушающий тысячи гектаров леса, и приводит к многим несчастным случаям, вызванным пожарами по причине курения. Температура в центре окурка достигает 700°C-800°C, а температура на поверхности конуса горения - 300°C-500°C, и эти температуры намного выше, чем точка воспламенения обычных твердых горючих материалов, например бумаги и одежды.
В связи с этим возникла необходимость разработки новой технологии для повышения безопасности сигареты, т.е. создания сигареты с низким уровнем воспламенения. При этом желательно повысить безопасность сигареты без потери традиционных характеристик сигареты, т.е. вкуса, формы пепла от сигареты, гигиенических требований и прочего. Процесс производства сигаретной бумаги следует адаптировать таким образом, чтобы он в большей степени удовлетворял требованиям современного оборудования производства сигарет. Таким образом, желательно разработать технологию производства сигаретной бумаги с огнезащитной полоской, удовлетворяющую требованиям производства сигарет, при потреблении сравнительно меньших ресурсов и энергии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является разработка огнезащитного вещества повышенной безопасности со сниженной себестоимостью, сигаретной бумаги с огнезащитной полоской и способа производства такой сигаретной бумаги.
Для достижения вышеуказанных целей предлагается огнезащитное вещество для сигаретной бумаги, которое содержит 10-30 мас.% пленкообразующего материала, на 10-30 мас.% заполняющего материала и на 40-80 мас.% растворителя.
Предпочтительно, огнезащитное вещество содержит 5-15 мас.% дополнительного агента от общей массы пленкообразующего материала, заполняющего материала и растворителя, при этом дополнительный агент выбирают из группы, состоящей из следующих материалов: висбрекингового агента, пеногасящего агента, диспергирующего агента, размягчителя или смеси любых из вышеуказанных материалов.
Предпочтительно выбирать пленкообразующий материал из группы, состоящей из следующих материалов: катионный крахмал, анионный крахмал, окисленный крахмал, гуммиарабик, метилцеллюлоза. карбоксиметилцеллюлоза, виниловый спирт, альгинат или смесь любого из вышеуказанных материалов.
Предпочтительно выбирать заполняющий материал из группы, состоящей из следующих материалов: карбонат кальция, окись магния, гидроксид магния, гидроксид алюминия, тальк или смесь любых вышеуказанных материалов.
Предпочтительно выбирать растворитель из группы, состоящей из следующих материалов: вода, этанол, этилацетат или аммиак либо смесь вышеуказанных материалов.
Другая цель настоящего изобретения - разработать сигаретную бумагу с огнезащитной полоской, при этом, по меньшей мере, одна огнезащитная полоска нанесена на лицевую и/или оборотную сторону сигаретной бумаги, а ширина огнезащитной полоски составляет 2-8 мм.
Предпочтительно размещать на сигаретной бумаге, по меньшей мере, две огнезащитных полоски, при этом расстояние между двумя соседними огнезащитными полосками составляет 10-30 мм.
Предпочтительно, чтобы огнезащитная полоска имела одну из следующих форм: прямая, волнистая, зигзаг, сетка, или представляла собой сочетание любых вышеуказанных форм.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа производства сигаретной бумаги с огнезащитной полоской, состоящего из следующих этапов: формирование раствора пленкообразующего материала путем растворения пленкообразующего материала в растворителе при быстром растворении с дальнейшим перемешиванием раствора пленкообразующего материала; образование огнезащитного вещества путем добавления заполняющего материала в раствор пленкообразующего материала при быстром растворении и пополнении растворителя; формирование огнезащитной полоски путем нанесения огнезащитного вещества на лицевую и/или на оборотную сторону сигаретной бумаги с помощью принтера.
Предпочтительно дополнить способ производства сигаретной бумаги этапом добавления дополнительного агента в раствор с пленкообразующим материалом; при этом огнезащитное вещество предпочтительно наносится с помощью одноразовой печати, двухцветной печати или трехцветной печати.
С вышеуказанными техническими характеристиками данное изобретение имеет преимущество в следующих аспектах.
Настоящее изобретение относится к технологии производства сигаретной бумаги с огнезащитной полоской, при которой покрытия полосок с заданным расстоянием между ними распечатываются на основе сигаретной бумаги таким образом, чтобы уменьшить газопроницаемость в области нанесения полосок. Когда сигарета естественным образом сгорает до области огнезащитной полоски, она гаснет сама, так как огнезащитная полоска поглощает тепло и сокращает поступление кислорода; когда сигарета сгорает до участка огнезащитной полоски при курении, кислород попадает в сигарету благодаря курению и сигарета продолжает гореть.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые в описании чертежи выполнены для лучшего понимания настоящего изобретения и являются частью настоящей заявки; следующие примеры осуществления и их описание приведены для объяснения настоящего изобретения и не являются его ограничением. В настоящем изобретении:
Фиг.1 является схематическим изображением сигаретной бумаги с огнезащитной полоской по настоящему изобретению;
Фиг.2 является схематическим изображением изготовления сигареты при использовании сигаретной бумаги по настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено подробное описание технического решения по настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи и варианты осуществления изобретения.
Вариант 1
На Фиг.1 и Фиг.2 приведен предпочтительный вариант сигаретной бумаги с огнезащитной полоской в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, одна огнезащитная полоска 2 нанесена на лицевую и/или оборотную стороны сигаретной бумаги 1 методом печати огнезащитного вещества, при этом полоски наносятся на основу сигаретной бумаги с предварительно заданным расстоянием между ними так, чтобы сократить газопроницаемость в области полосок, при этом ширина огнезащитной полоски 2 по настоящему изобретению составляет 2-8 мм. В предпочтительном варианте, по меньшей мере, две огнезащитные полоски 2 наносятся на сигаретную бумагу 1, при этом расстояние между двумя соседними огнезащитными полосками 2 составляет 10-30 мм. Когда сигарета сгорает естественным образом до участка огнезащитной полоски 2, сигарета гаснет сама, так как огнезащитная полоска 2 поглощает тепло и сокращает поступление кислорода. В одном из примеров используются две или более огнезащитные полоски 2, что повышает безопасность сигареты. Когда сигарета сгорает до участка огнезащитной полоски при курении, кислород поступает в сигарету благодаря курению, при этом сигарета продолжает гореть. Огнезащитная полоска не является ни слишком узкой, ни слишком широкой, если она будет слишком узкой, эффект защиты от огня достигнут не будет; если она будет слишком широкой, это приведет к ухудшению вкусовых ощущений курящего.
Как показано на Фиг.1, в настоящем варианте изобретения две огнезащитные полоски 2 нанесены на сигаретную бумагу 1, при этом огнезащитная полоска 2 имеет форму прямой. Однако огнезащитную полоску можно также выполнить в форме волны, зигзага, сетки или сочетания любых вышеуказанных форм. В данном примере ширина огнезащитной полоски 2 составляет 2-8 мм, а расстояние между двумя соседними огнезащитными полосками 2 составляет 19 мм.
Вариант 2
В качестве пленкообразующего материала выбирают гуммиарабик в массовой доле 20%. Однако настоящее изобретение этим не ограничивается. В данном примере в качестве пленкообразующего материала можно также выбрать катионный крахмал, анионный крахмал, метилцеллюлозу, виниловый спирт, альгинат или смесь любых из вышеуказанных материалов при этом массовое соотношение может быть таким же; возможно также в качестве заполняющего материала выбрать карбонат кальция и гидроксид магния, при этом массовая доля карбоната кальция составляет 10%, массовая доля гидроксида магния - 10%, однако в качестве заполняющего материала можно выбрать также оксид магния, тальк или смесь любых из вышеописанных материалов. В качестве одной части растворителя выбирают этанол, при этом массовая доля этанола составляет 24%, а остальная часть растворителя - вода. Предпочтительно в качестве дополнительного действующего вещества добавлять 8% относительно общей массы вышеуказанного состава пропиленгликоля и/или глицерина.
Кроме того, в качестве растворителя по настоящему изобретению также можно выбрать воду, этанол, этилацетат или аммиак либо смесь вышеуказанных материалов.
При производстве огнезащитного вещества водный раствор гуммиарабика формируют при высокой скорости растворения, после чего раствор пленкообразующего материала перемешивают до достижения однородности; затем в раствор добавляют гидроксид магния, карбонат кальция, этанол, пропиленгликоль и/или глицерин при высокой скорости растворения. Специалисты в данной области смогут внести коррективы в вышеуказанный материал и его массовые доли в зависимости от климатических условий, разности температур в разных регионах или разной влажности, образования складок на бумаге, ее проницаемости для воздуха, технических требований к огнезащитной полоске и влажности для производства оптимального продукта.
Предпочтительно наносить огнезащитную полоску 2 на лицевую и/или оборотную сторону основы сигаретной бумаги 1 путем нанесения огнезащитного вещества с помощью принтера, как показано на Фиг.1 и 2.
Вариант 3
При производстве огнезащитного вещества в качестве пленкообразующего материала выбирают карбоксиметилцеллюлозу в массовой доле 25%; в качестве заполняющего материала выбирают гидроксид магния и гидроксид алюминия, при этом массовая доля гидроксида магния составляет 10%, массовая доля гидроксида алюминия - 10%, в качестве одной части растворителя выбирают этанол, при этом массовая доля этанола составляет 30%, а остальную часть растворителя составляет вода; в предпочтительном варианте в качестве дополнительного агента добавляют 10 мас.% пропиленгликоля и/или глицерина, впрочем, в качестве дополнительного агента можно выбрать агент по понижению вязкости, пеногасящий агент, диспергирующий агент, размягчитель или смесь вышеуказанных материалов, известную из уровня техники.
При производстве огнезащитного вещества водный раствор карбоксиметилцеллюлозы формируют при высокой скорости растворения, после чего раствор пленкообразующего материала перемешивают до достижения однородности; затем в раствор добавляют гидроксид магния и гидроксид алюминия, этанол, пропиленгликоль и/или глицерин при высокой скорости растворения. Специалисты в данной области смогут внести коррективы в вышеуказанный материал и его массовые доли в зависимости от климатических условий, разности температур в разных регионах или разной влажности, образования складок на бумаге, ее проницаемости для воздуха, технических требований к огнезащитной полоске и влажности для производства оптимального продукта.
Предпочтительно наносить огнезащитную полоску 2 на лицевую и/или оборотную сторону основы сигаретной бумаги 1 путем нанесения огнезащитного вещества с помощью принтера, как показано на Фиг.1.
Вариант 4
При производстве огнезащитного вещества в качестве пленкообразующего материала выбирают окисленный крахмал в массовой доле 10%; в качестве заполняющего материала выбирают гидроксид магния и карбонат кальция, при этом массовая доля гидроксида магния составляет 5%, карбоната кальция - 10%, а остальной частью раствора является вода, играющая роль растворителя. В предпочтительном варианте в качестве дополнительного агента добавляют 15 мас.% пропиленгликоля и/или глицерина.
При производстве огнезащитного вещества окисленный крахмал сначала загустевает, затем после падения температуры ниже 60°C к раствору добавляют гидроксид магния, карбонат кальция, пропиленгликоль и/или глицерин, затем раствор перемешивают до достижения однородности.
С практической точки зрения, сигаретная бумага с огнезащитной полоской, изготовляемая с использованием долей материалов и способа по настоящему изобретению, удовлетворяет требованиям промышленности по производству сигаретной бумаги, таких, например, как требования к концентрации, вязкости и способности чернил образовывать пузырьки. Таким образом, бумага хорошо подходит для печати и рентабельна в производстве.
Огнезащитная полоска 2 формируется на лицевой и/или оборотной стороне основы сигаретной бумаги 1 путем нанесения огнезащитного вещества с помощью принтера, как изображено на Фиг.1. Положение огнезащитной полоски на лицевой стороне соответствует положению огнезащитной полоски на оборотной стороне, либо эти положения чередуются друг с другом.
В предпочтительном варианте огнезащитное вещество наносится с помощью одноразовой печати, двухцветной или трехцветной печати.
Предметом настоящего изобретения, относящегося к нанесению огнезащитного покрытия на сигаретную бумагу, является сокращение газопроницаемости в области нанесения полосок, при этом основным составляющим материалом по настоящему изобретению является пленкообразующий материал. Дополнительно заполняющий материал предотвращает прилипание пленкообразующего материала, склеивание пленкообразующего материала с бумажной страницей или поверхностью других элементов, заполняющий материал также может частично усиливать способность сигареты к самозатуханию. К примеру, гидроксид магния может поглощать тепло и выделять воду. Такой органический растворитель, как, например, этанол, при добавлении к растворителю ускоряет высушивание. Другие дополнительные действующие вещества по настоящему изобретению регулируют свойства огнезащитного вещества. Например, они способствуют удовлетворению огнезащитным веществом требований для типографской краски. К примеру, вязкость или способность к образованию пузырьков можно регулировать таким образом, чтобы соблюсти требования качества печати к огнезащитному веществу.
Очевидно, что огнезащитное вещество, сигаретная бумага с огнезащитной полоской и способ производства сигаретной бумаги по настоящему изобретению могут быть использованы для изготовления различных огнезащитных продуктов.
Следует принять во внимание, что вышеуказанные варианты осуществления изобретения приведены только для пояснения технических решений по настоящему изобретению, а не для ограничения настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будут очевидны возможности изменения вариантов осуществления настоящего изобретения и конкретных технических характеристик эквивалентными в пределах сущности технического решения по настоящему изобретению, такие изменения следует считать входящими в объем настоящего изобретения.