ОБЕРТОЧНАЯ БУМАГА С НИЗКОЙ ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТЬЮ И СПОСОБ И МАШИНА ДЛЯ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК D21H27/34 D21H27/10 D21H21/34 A24D1/02 A24C1/26 A24C5/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оберточной бумаге, которая придает низкую воспламеняемость сигаретам, и к способу и машине для ее получения.

Предпосылки создания изобретения

В последние годы была разработана самозатухающая сигарета с замыслом снизить вспышки огня, относящиеся к сигарете. Самозатухающая сигарета содержит курительный материал, такой как нарезанный табак, и бумажную обертку курительного материала. Бумага выполнена из оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью (например, см. фигуру 2 патентного документа 1).

Чтобы быть особой, оберточная бумага с низкой воспламеняемостью, рассмотренная в патентном документе 1, содержит бумажный холст и полосы, которые продольно расположены в холсте с определенными интервалами. Указанные полосы образуются нанесением на холст жидкости, ингибирующей горение. Более конкретно, жидкость, ингибирующая горение, состоит из водного раствора и ингибитора горения, растворенного в данном водном растворе. Холст с нанесенной жидкостью, ингибирующей горение, сушат в сушилке с превращением в оберточную бумагу с низкой воспламеняемостью.

Высокая концентрация ингибитора горения в жидкости, ингибирующей горение, используется для придания сигаретной бумаге, или оберточной бумаге, требуемой низкой воспламеняемости. С другой стороны, чем выше концентрация ингибитора горения, тем больше увеличивается вязкость жидкости, ингибирующей горение.

Высокая концентрация жидкости, ингибирующей горение, делает трудным нанесение на холст жидкости с низкой воспламеняемостью и препятствует точному образованию полос на холсте. В таких случаях необходимо снизить вязкость жидкости, ингибирующей горение, во время нанесения на холст жидкости с низкой воспламеняемостью.

Жидкость, ингибирующая горение, имеет свойства, при которых ее вязкость снижается с увеличением ее температуры. Поэтому, например, жидкость, ингибирующая горение, может нагреваться перед нанесением жидкости, ингибирующей горение. Патентный документ 1 использует жидкость, ингибирующую горение, содержащую ингибитор горения низкой концентрации, и повторно наносит указанную низковязкую жидкость, ингибирующую горение, на холст, придавая желаемую низкую воспламеняемость оберточной бумаге (фигура 4 патентного документа 1).

Документ-ближайший аналог

Патентный документ 1

Японская заявка (Kohyo) на патент № 2004-512849.

Сущность изобретения

Техническая проблема, решаемая изобретением

Во время нагревания жидкости, ингибирующей горение, требуется поддерживать нагретое состояние не только источника питания жидкости, ингибирующей горение, но также всего пути подачи от источника питания до холста. Это требует нагревательного устройства для источника питания и пути.

В патентном документе 1 жидкость, ингибирующая горение, наносится на холст по повторному пути, так что необходимо получать столько много пар устройства для нанесения жидкости, ингибирующей горение, и сушилки, как число раз нанесений. По этой причине машина для получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью в патентном документе 1 является крупногабаритной. После того, как устройство для нанесения на предварительной стадии наносит жидкость, ингибирующую горение, на холст с образованием на холсте зоны с нанесенной жидкостью, устройство для нанесения на последующей стадии должно наносить жидкость, ингибирующую горение, так, чтобы жидкость точно наслаивалась на зону с нанесенной жидкостью холста. Ввиду этого нанесение жидкости, ингибирующей горение, на холст является нелегким.

Целью настоящего изобретения является, во-первых, создание оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью, которая не требует крупногабаритного устройства для получения, и, во-вторых, создание способа и машины для получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью.

Средство решения технической проблемы

Для достижения указанной цели авторы изобретения задумали настоящее изобретение на основе знания, что жидкость, ингибирующая горение, превращается в гель в результате реакции сшивания между минеральными ионами и ингибитором горения в воде, увеличивая вязкость жидкости, ингибирующей горение.

Оберточная бумага с низкой воспламеняемостью настоящего изобретения содержит бумажный холст и зону, образованную нанесением жидкости, ингибирующей горение, на холст, для ингибирования горения холста. Жидкость, ингибирующая горение, содержит растворитель, из которого удалены, по меньшей мере, кальций и магний, и ингибитор горения, растворенный в растворителе. В частности, ингибитор горения представляет собой альгинат натрия или пектин.

Настоящее изобретение, кроме того, предусматривает способ получения вышеуказанной оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью. Способ получения включает в себя стадию получения жидкости, ингибирующей горение, и стадию нанесения жидкости, ингибирующей горение, на бумажный холст и образования зоны, которая ингибирует горение холста. Стадия получения содержит способ получения неочищенной воды в качестве растворителя от водоснабжения или из скважины; способ очистки полученной воды путем удаления минеральных ионов из неочищенной воды, где удаляемые минеральные ионы содержат, по меньшей мере, ионы кальция и ионы магния; и способ растворения в очищенной воде ингибитора горения, служащего в качестве растворенного вещества, и, таким образом, получение жидкости, ингибирующей горение.

В частности, способ очистки использует любое одно из ионообменной смолы, ионообменной мембраны и обратноосмотической мембраны для удаления минеральных ионов из неочищенной воды. Предпочтительно, способ очистки поддерживает очищенную воду при постоянной температуре.

Предпочтительно, на стадии нанесения, жидкость, ингибирующую горение, наносят на холст при циркулировании жидкости, ингибирующей горение, между позицией нанесения, в которой жидкость, ингибирующую горение, наносят на холст, и емкостью, содержащей жидкость, ингибирующую горение.

Настоящее изобретение, кроме того, предусматривает машину для получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью. Машина для получения содержит путь перемещения бумажного холста; емкость питания, содержащую жидкость, ингибирующую горение, наносимую на холст, причем жидкость, ингибирующая горение, содержит растворитель, из которого удалены, по меньшей мере, кальций и магний, и ингибитор горения, растворенный в растворителе; устройство для нанесения, расположенное на пути перемещения, для нанесения жидкости, ингибирующей горение, подаваемой из емкости питания, на холст, и образования зоны, которая ингибирует горение холста; и сушилку, расположенную на пути перемещения, которая должна располагаться ниже по потоку от устройства для нанесения, для сушки холста с нанесенной жидкостью, ингибирующей горение, и получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью.

Предпочтительно, устройство для нанесения содержит путь циркуляции жидкости, ингибирующей горение, между позицией нанесения, в которой жидкость, ингибирующую горение, наносят на холст, и емкостью питания.

Поскольку жидкость, ингибирующая горение, не содержит, по меньшей мере, ионы кальция и ионы магния, отсутствует реакция сшивания, обуславливаемая указанными ионами и ингибитором горения. Тогда для жидкости, ингибирующей горение, трудно превратиться в гель, что препятствует увеличению вязкости жидкости, ингибирующей горение.

По указанной причине, даже если концентрация ингибитора горения в жидкости, ингибирующей горение, становится высокой, так что оберточная бумага с низкой воспламеняемостью полностью выполняет свою главную функцию после одноразового нанесения жидкости, ингибирующей горение, на холст, нанесение жидкости, ингибирующей горение, является легким, т.к. предотвращается увеличение вязкости жидкости, ингибирующей горение. Это позволяет использовать обычное устройство для нанесения, такое как аппликатор глубокой печати, для нанесения жидкости, ингибирующей горение, на холст при получении оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью.

Поскольку предотвращается увеличение вязкости жидкости, ингибирующей горение, позволяется дополнительное увеличение концентрации ингибитора горения в жидкости, ингибирующей горение. В данном случае растворитель в жидкости, ингибирующей горение, снижается, что снижает нагрузку на сушилку.

Технический результат изобретения

Что касается получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью, настоящее изобретение упрощает способ получения и машину, и поэтому без трудностей можно получать оберточную бумагу с низкой воспламеняемостью.

Краткое описание чертежей

На фигуре 1 представлен вид в перспективе самозатухающей сигареты с фильтром;

на фигуре 2 представлена схема, поясняющая получение сигареты, показанной на фигуре 1;

на фигуре 3 представлена блок-схема получения жидкости, ингибирующей горение, используемой для получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью, показанной на фигуре 1;

на фигуре 4 представлена схема машины для получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью, показанной на фигуре 1; и

на фигуре 5 представлена блок-схема, показывающая определенную последовательность операций от получения жидкости, ингибирующей горение, до получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Самозатухающая сигарета с фильтром, показанная на фигуре 1, содержит сигарету S и фильтр, соединенный с одним концом сигареты S. Фильтр соединен с сигаретой S кончиком бумаги Т. Сигарета S содержит курительный материал, такой как нарезанный табак, и бумагу Р с низкой воспламеняемостью, обертывающую курительный материал. Бумага Р придает сигарете S низкую воспламеняемость.

Бумага Р имеет множество полос В. Полосы В образуются при нанесении жидкости, ингибирующей горение, на базовый материал бумаги Р, который затем сушится. В частности, полосы В располагаются с регулярными интервалами в осевом направлении сигареты S и идут вокруг всего периметра сигареты S.

На фигуре 2 схематически представлена машина для получения сигареты S.

Машина для получения имеет рулон R холста, который подает оберточную бумагу Q с низкой воспламеняемостью, служащую в качестве бумаги Р, в секцию М обертывания. В секцию М обертывания, кроме того, подают курительный материал. В секции М обертывания курительный материал обертывается в оберточную бумагу Q и, таким образом, образует табачный стержень TR непрерывным образом. Табачный стержень TR затем разрезают на отрезки определенной длины в сечении резки (не показано) и превращают в двойные сигареты DS, каждая двойной длины по сравнению с сигаретой S.

Двойные сигареты DS подают в машину присоединения фильтра, а именно присоединение фильтра (не показано). Присоединение фильтра, как хорошо известно, изготавливает сигарету с фильтром, как показано на фигуре 1, из двойной сигареты DS и двойного фильтра.

Получение жидкости, ингибирующей горение, описано ниже со ссылкой на фигуру 3.

Сначала неочищенную воду (например, при 13-17°C) получают из водоснабжения или источника неочищенной воды скважины. Неочищенную воду пропускают через фильтр 10 неочищенной воды. Фильтр 10 неочищенной воды удаляет пыль и подобное из неочищенной воды. Неочищенную воду затем подают в устройство 12 умягчения воды, которое содержит ионообменную смолу. Ионообменная смола дает очищенную воду, которая получается при удалении минеральных ионов, включающих в себя, по меньшей мере, ион кальция (Са²⁺), ион магния (Ма²⁺) и т.п., из неочищенной воды.

Удаление минеральных ионов здесь не означает удаление всех минеральных ионов из очищенной воды, а означает снижение концентрации минеральных ионов в очищенной воде до такой степени, когда очищенная вода по существу не содержит минеральный ион. Концентрации минеральных ионов в очищенной воде, в частности, находится в интервале от 0 до 1 мг/л.

Устройство 12 умягчения воды имеет функцию регулирования концентрации минеральных ионов в очищенной воде. Устройство 12 умягчения воды дополнительно содержит измеритель 14 жесткости воды. Измеритель 14 жесткости воды определяет жесткость воды (концентрацию минеральных ионов) очищенной воды. Устройство 12 умягчения воды может использовать ионообменную мембрану или обратноосмотическую мембрану вместо ионообменной смолы.

Имеется варьирование концентрации минеральных ионов в неочищенной воде, которую получают от водоснабжения или из скважины, в зависимости от источника неочищенной воды. Несмотря на источник неочищенной воды, однако, устройство 12 умягчения воды способно получать очищенную воду, из которой по существу удалены минеральные ионы, т.е. растворитель.

Очищенную воду затем подают в емкость 16 очищенной воды и временно хранят в емкости 16 очищенной воды. Емкость 16 очищенной воды имеет нагреватель (не показано) и указатель 18 температуры. Нагреватель и указатель 18 температуры взаимодействуют друг с другом с поддержанием температуры очищенной воды в емкости 16 очищенной воды при постоянной температуре, например, при 20°C.

Очищенную воду в емкости 16 очищенной воды подают в устройство 20 для растворения. В устройстве 20 для растворения растворяется порошок ингибитора горения в очищенной воде с получением жидкости, ингибирующей горение. Здесь ингибитором горения является альгинат натрия или пектин.

Жидкость, ингибирующую горение, подают из устройства 20 для растворения в емкость 22 питания и хранят в емкости 22 питания.

В таблице 1 ниже показаны вязкости жидкостей, ингибирующих горение, варианта и сравнительного примера. Жидкость, ингибирующая горение, сравнительного примера непосредственно использует неочищенную воду в качестве растворителя для ингибитора горения. Концентрации ингибитора горения в жидкостях, ингибирующих горение, варианта и сравнительного примера являются равными (например, 4 %).

Как видно из таблицы 1, вязкость жидкости, ингибирующей горение, варианта составляет приблизительно 75% вязкости жидкости, ингибирующей горение, сравнительного примера.

На фигуре 4 схематически представлена машина для получения. Машина для получения использует жидкость, ингибирующую горение, варианта для осуществления способа получения оберточной бумаги Q с низкой воспламеняемостью из холста W.

Машина для получения включает в себя путь 24 перемещения холста W. Путь 24 перемещения идет от подающего валка холста W к приемному валку. Холст W, подаваемый от подающего валка, перемещается по пути 24 перемещения и принимается приемным валком с образованием в результате рулона R холста.

Устройство 26 для нанесения расположено на пути 24 перемещения. Устройство 26 для нанесения имеет емкость 22 питания. Емкость 22 питания содержит жидкость, ингибирующую горение, варианта. Согласно варианту емкость 22 питания помещают на весовую платформу 28. Весовая платформа 28 определяет массу емкости 22 питания, т.е. оставшееся количество жидкости, ингибирующей горение, и передает результат определения системе 30 контроля. Система контроля включает дисплей и способна показывать на дисплее оставшееся количество или потребленное количество жидкости, ингибирующей горение, в емкости 22 питания.

Устройство 26 для нанесения, кроме того, имеет опорный валок 32 и фасонный валок 34. Опорный валок 32 и фасонный валок 34 расположены поперек пути 24 перемещения или поперек холста W. Они вращаются в противоположных направлениях друг к другу. Фасонный валок 34 обеспечен гофрированным шаблоном (не показано) на его наружной периферийной поверхности. Гофры расположены с определенными интервалами в периферийном направлении фасонного валка 34 с тем, чтобы формовать полосы В на холсте W.

Загрузочный валок 36 находится во вращающемся контакте с наружной периферийной поверхностью фасонного валка 34. Форсунка 38 расположена выше загрузочного валка 36. Форсунка 38 соединена с емкостью 22 питания подводящей трубой 40. Нагнетающий насос 42 расположен в подводящей трубе 40. Во время работы нагнетающий насос 42 подает жидкость, ингибирующую горение, в емкость 22 питания по подводящей трубе 40 к форсунке 38. Форсунка 38 подает жидкость, ингибирующую горение, между фасонным валком 34 и загружающим валком 36.

Ножевое устройство 44 расположено вблизи фасонного валка 34. Ножевое устройство 44 имеет наконечник, который находится в скользящем контакте с наружной периферийной поверхностью фасонного валка 34. Возвратный желоб 46 расположен под фасонным валком 34 и ножевым устройством 44. Возвратный желоб 46 идет к емкости 22 питания.

Сушилка 48 установлена на пути 24 перемещения так, чтобы быть расположенной ниже по потоку от опорного валка 32 и фасонного валка 34. Когда холст W проходит через сушилку 48, сушилка 48 сушит холст W. В соответствии с устройством 26 для нанесения, когда холст W проходит между опорным валком 32 и фасонным валком 34, фасонный валок 34 наносит жидкость, ингибирующую горение, на холст W в соответствии с гофрированным шаблоном.

Поскольку растворитель жидкости, ингибирующей горение, варианта, или очищенная вода, по существу не содержит минеральные ионы, такие как кальциевые ионы и магниевые ионы, как описано выше, можно эффективно предотвратить гелеобразование жидкости, ингибирующей горение, которое обусловлено реакцией сшивания между минеральными ионами и ингибитором горения. В результате жидкость, ингибирующая горение, в емкости 22 питания предотвращается от увеличения вязкости, так что вязкость жидкости, ингибирующей горение, поддерживается низкой. Это облегчает нанесение жидкости, ингибирующей горение, на холст W фасонным валком 34, а также облегчает обращение с жидкостью, ингибирующей горение.

Ножевое устройство 44 срезает излишний ингибитор горения с наружной периферийной поверхности фасонного валка 34. Срезанный ингибитор горения возвращается в емкость 22 питания по возвратному желобу 46. Другими словами, в процессе работы машины для получения жидкость, ингибирующая горение, в емкости 22 питания циркулирует между позицией нанесения, в которой жидкость, ингибирующая горение, наносится на холст W (фасонным валком 34) и емкостью 22 питания, и находится в постоянном текучем состоянии. Это дополнительно эффективно предотвращает гелеобразование жидкости, ингибирующей горение.

Холст W с нанесенной жидкостью, ингибирующей горение, пропускают через сушилку 48, и в это время сушилка 48 сушит жидкость, ингибирующую горение, на холсте W с образованием в результате полос В. Затем высушенный холст W, или оберточная бумага Q с низкой воспламеняемостью, отбирается приемным валком с образованием в результате рулона R холста. Рулон R холста устанавливают на машину для получения сигарет и используют для получения сигареты S.

На фигуре 5 показан способ получения жидкости с низкой воспламеняемостью для получения оберточной бумаги Q с низкой воспламеняемостью.

Неочищенная вода подвергается очистке фильтрацией (стадия S1) и очистке удалением минеральных ионов (стадия S2) в очищенной воде, подвергается температурному регулированию (стадия S3) в емкости 16 очищенной воды и поддерживается при постоянной температуре.

Порошок ингибитора горения растворяется в очищенной воде (стадия S4) с получением в результате жидкости, ингибирующей горение. Жидкость, ингибирующая горение, хранится в емкости 22 питания и подается из емкости 22 питания на фасонный валок 34 устройства 26 для нанесения (стадия S5).

Нанесение жидкости, ингибирующей горение, фасонным валком 34 и сушка жидкости, ингибирующей горение, осуществляются на холсте W (стадия S6). Таким образом, получается оберточная бумага Q с низкой воспламеняемостью.

Настоящее изобретение не ограничивается приведенным выше вариантом и может быть модифицировано различными путями.

Например, вместо очищенной воды чистая вода, не содержащая минеральных ионов, может использоваться в качестве растворителя жидкости, ингибирующей горение. В таком случае стадии S1 и S2 на фигуре 5 опускаются.

Настоящее изобретение может использовать иные ингибиторы горения, чем альгинат натрия и пектин, а также может использовать различные типы устройств для нанесения вместо устройства 26 для нанесения, показанного на фигуре 5, для нанесения жидкости, ингибирующей горение, на холст W.

Кроме того, устройство 26 для нанесения и сушилка 48 могут быть расположены между рулоном R холста и секцией М обертывания машины для получения сигарет, показанной на фигуре 2.

Ссылочные обозначения

12 - устройство умягчения воды (удаление минеральных ионов)

16 - емкость очищенной воды

20 - устройство для растворения

22 - емкость питания

24 - путь перемещения

26 - устройство для нанесения

32 - опорный валок

34 - фасонный валок

36 - загрузочный валок

38 - форсунка

40 - подводящая труба (путь циркуляции)

42 - нагнетающий насос

44 - ножевое устройство

46 - возвратный желоб

48 - сушилка

Р - бумага

Q - оберточная бумага с низкой воспламеняемостью

W - холст

Изобретение относится к производству бумаги, в частности к производству оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью. Бумага содержит бумажный холст и полосы, расположенные на холсте с определенными интервалами в продольном направлении холста. Полосы образуются при нанесении на холст жидкости, ингибирующей горение, которая содержит растворитель и ингибитор горения - альгинат натрия или пектин. Растворителем является очищенная вода, полученная из неочищенной воды, взятой от водоснабжения или из скважины, из которой удалены, по меньшей мере, кальциевые и магниевые ионы. Машина для производства бумаги содержит путь перемещения холста, емкость питания для жидкости, ингибирующей горение, и сушилку на пути перемещения. Полученная бумага обладает низкой воспламеняемостью и ее производство не требует крупногабаритного устройства. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Оберточная бумага с низкой воспламеняемостью, содержащая бумажный холст и зону, образованную нанесением на указанный холст жидкости, ингибирующей горение, для ингибирования горения указанного холста, в которой жидкость, ингибирующая горение, содержит растворитель, из которого удалены, по меньшей мере, кальциевые ионы и магниевые ионы, и ингибитор горения, растворенный в растворителе,
при этом ингибитор горения включает в себя альгинат натрия или пектин.

2. Оберточная бумага по п.1, в которой растворитель представляет собой воду.

3. Способ получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью, содержащий:
стадию получения жидкости, ингибирующей горение, и стадию нанесения указанной жидкости, ингибирующей горение, на бумажный холст и образования зоны ингибирования горения холста, в котором стадия получения содержит:
способ получения неочищенной воды в качестве растворителя от водоснабжения или из скважины;
очистку полученной воды путем удаления минеральных ионов из неочищенной воды и получения очищенной воды, где удаляемые минеральные ионы содержат, по меньшей мере, кальциевые ионы и магниевые ионы; и
растворение в очищенной воде ингибитора горения, служащего в качестве растворенного вещества и включающего в себя альгинат натрия или пектин, и, таким образом, получения жидкости, ингибирующей горение.

4. Способ по п.3, в котором в процессе очистки используют любое одно из ионообменной смолы, ионообменной мембраны и обратноосмотической мембраны для удаления минеральных ионов из неочищенной воды.

5. Способ п.3, в котором в процессе очистки поддерживают очищенную воду при постоянной температуре.

6. Способ п.3, в котором на стадии нанесения наносят жидкость, ингибирующую горение, на холст при циркуляции жидкости, ингибирующей горение, между позицией нанесения, в которой жидкость, ингибирующая горение, наносится на холст, и емкостью, содержащей жидкость, ингибирующую горение.

7. Машина для получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью, содержащая:
путь перемещения бумажного холста;
емкость питания, содержащую жидкость, ингибирующую горение, наносимую на холст, причем жидкость, ингибирующая горение, содержит растворитель, из которого удалены, по меньшей мере, кальциевые ионы и магниевые ионы, и ингибитор горения, растворенный в растворителе, и включающий в себя альгинат натрия или пектин;
устройство для нанесения, расположенное на пути перемещения, для нанесения на холст жидкости, ингибирующей горение, подаваемой из емкости питания, и образования зоны, которая ингибирует горение холста; и сушилку, установленную на пути перемещения так, чтобы быть расположенной ниже по потоку от устройства для нанесения, для сушки холста с нанесенной жидкостью, ингибирующей горение, и получения оберточной бумаги с низкой воспламеняемостью.

8. Машина по п.7, в которой растворитель представляет собой воду.

9. Машина п.7, в которой устройство для нанесения содержит путь циркуляции указанной жидкости, ингибирующей горение, между позицией нанесения, в которой жидкость, ингибирующая горение, наносится на холст, и емкостью питания.