JP2023520152A - 灰の形成が改善された喫煙具用包装紙 - Google Patents

Abstract

本発明は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を含有する、喫煙具用の包装紙であって、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の質量が、前記包装紙の質量の少なくとも１％であり、かつ炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維における炭酸カルシウム粒子が、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の質量の５～８０％を構成する包装紙に関する。

Description

本発明は、紙に有利な特性を付与する充填材粒子が充填されたパルプ繊維を含有する、喫煙具用の包装紙に関する。特に、この包装紙から製造される喫煙具からの灰は、より良い外観を有する。

一般的な喫煙具は、包装材により包装されたエアロゾル形成材料、典型的にはタバコまたはタバコベース材料を含有する円筒形のタバコロッド（tobacco rod）を有する。ほとんどの場合、包装材は、パルプ繊維を含む紙、すなわち織物形状（web-shaped）の材料を含む。さらに、喫煙具は、フィルター包装紙により包装されたフィルターと、フィルターおよびタバコロッドの一部の両方を包装し、それによってフィルターとタバコロッドとを互いに結合させる先端部の紙（tipping-paper）とを有し得る。

喫煙具の使用時、エアロゾル形成材料は加熱されるかまたは燃焼し、喫煙具の使用時にエアロゾルが形成され、喫煙具を通って流れ、消費者によって吸入される。

特に、エアロゾル形成材料が加熱されるだけで燃焼しない場合、喫煙具は、エアロゾルを移送するかまたはエアロゾルを冷却し、典型的にはタバコロッドとフィルターとの間に配置されるさらなる構成要素も有し得る。

エアロゾルを放出するためにタバコロッドを燃焼または加熱している間、タバコロッドの包装紙は熱分解される。その結果、包装紙は変色する場合があり、その機械的安定性の一部を失い、そのために喫煙具の視覚的外観が変化する。使用済みの喫煙具または使用中の喫煙具、特にそのタバコロッドにおけるその外観は灰外観（ash appearance）と呼ばれる。

消費者の観点からは、喫煙具が良好な灰外観を有する場合、すなわちタバコロッドが燃焼または加熱後に実質的にその円筒形を維持し、均一な白色を呈し、包装材からはみ出した黒い粒子、例えばタバコの粒子やその灰がない場合、それは喫煙具が高品質であることを示すものである。

従来技術において、喫煙具の灰外観を改善するための様々な選択肢が知られている。一つの例として、包装紙の坪量を増大させることができ、またはクエン酸三ナトリウムもしくはクエン酸三カリウム等の燃焼添加剤を添加することができ、またはそれらの含有量を増大させることができる。これらの選択肢は、喫煙具における非タバコ材料の割合を増大させ、したがって喫煙具の味に悪影響を及ぼし得るという欠点を有する。したがって、包装紙に新しい成分を添加したり、その質量を大幅に増大させたりすることなく、喫煙具の灰外観を改善することに関心が寄せられている。この関心は、エアロゾル形成材料を直接包装する包装紙だけに関係するものではなく、一般に、喫煙具の他の構成要素、特にエアロゾルの高温にさらされ得る構成要素のための包装紙にも関係する。

以下で用いられる「包装紙」という用語は、喫煙具またはその構成要素の少なくとも１種を包装する紙を意味すると理解されるべきである。

本発明の目的は、包装紙の質量を大幅に増大させたり、または一般的ではない成分を包装紙に添加したりすることなく、喫煙具に良好な灰外観を付与する喫煙具用の包装紙を提供することである。

この目的は、請求項１に記載の喫煙具用の包装紙、請求項３２に記載の積層体、およびこの包装紙を含有する請求項３３に記載の喫煙具によって達成される。有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明者は、この目的が、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を含有する包装紙によって達成できることを見出した。パルプ繊維および炭酸カルシウム粒子は、喫煙具の包装紙の一般的な成分であるが、従来技術においては、炭酸カルシウム粒子とパルプ繊維とは結合しておらず、パルプ繊維間に配置されるだけである。このタイプの炭酸カルシウム粒子は、パルプ繊維に充填されている、すなわちパルプ繊維と結合している炭酸カルシウム粒子と区別するために、「遊離炭酸カルシウム粒子」と呼ばれる。炭酸カルシウム粒子が充填されたそのようなパルプ繊維は、例えば、沈降プロセスの適切な制御下におけるパルプ繊維の同時存在による炭酸カルシウムの沈降によって製造することができる。

具体的には、本発明の包装紙は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を含有し、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量は、包装紙の質量の少なくとも１％であり、かつ炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維における炭酸カルシウム粒子は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量の５～８０％を構成する。

本発明者は、パルプ繊維と結合した炭酸カルシウム粒子が、パルプ繊維の熱分解後に残る骨格を形成し、それによって熱分解された包装紙の安定性が確保され、それによって例えばエアロゾル形成材料の灰粒子が包装紙に浸透するのを阻害すると推測している。このようにして、喫煙具の灰外観が全体的に改善される。それとは対照的に、遊離炭酸カルシウム粒子は、そのような骨格様構造を形成せず、灰外観の改善に同程度には寄与しない。したがって、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を用いることによる匹敵する灰外観のために、包装紙における炭酸カルシウム粒子の質量を減らしたり、または包装紙の全体の質量を減らしたりすることができる。これにより、包装紙が喫煙具の味に及ぼす影響も低減される。

本発明の包装紙は、通気性が高い場合に特に有利である。通気性が高い従来の包装紙は、より多くのより大きい気孔を有し、機械的に安定したフレームワークを熱分解中に形成することができず、そのため灰外観が好ましいものではない場合が多い。この効果は、本発明の包装紙における炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維によって実質的に補完することができる。

いくつかの実施形態において、包装紙におけるすべてのパルプ繊維に炭酸カルシウム粒子が充填されている。しかしながら、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維とは別に、包装紙はまた、炭酸カルシウム粒子が充填されていないパルプ繊維を含有することも想定され得る。このようなパルプ繊維の割合は、包装紙の質量に対して、それぞれ好ましくは１～９５％、特に好ましくは１０～８０％、より特により好ましくは２０～７０％である。

パルプ繊維、および炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維は、トウヒ、マツもしくはモミ等の針葉樹から、ユーカリ、カバノキもしくはブナ等の落葉樹から、または麻、亜麻、黄麻（jute）、サイザル麻、マニア麻もしくは綿等の他の植物から得ることができる。パルプ繊維は、例えば、ビスコース繊維、モダール繊維、Ｌｙｏｃｅｌｌ（登録商標）またはＴｅｎｃｅｌ（登録商標）等の再生セルロースから得ることもできる。様々な起源のパルプ繊維の混合物を用いることができる。

本発明の包装紙は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を少なくとも１％含有する。包装紙は、被覆されていなくてもよく、被覆されていてもよい。この点に関して、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維は、包装紙の束（bulk）または包装紙上の任意の被覆材に存在し得る。炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維が包装紙の束にある場合、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の割合は、好ましくはより高く、少なくとも５％、最大で８０％、特に好ましくは少なくとも３０％であり、それぞれ、包装紙の質量に対して最大７０％。炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維がもっぱら包装紙の任意の被覆材に位置する場合、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の割合は、包装紙の質量に対して、それぞれ好ましくは１～３０％、特に好ましくは２～２５％である。

炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の割合が高いと、遊離炭酸カルシウム粒子の割合を低減することができ、同時に灰外観を改善することができる。炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を用いることによって、灰外観を悪化させることなく、包装紙における炭酸カルシウム粒子の総含有量を低減することができる可能性さえある。しかしながら、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維は、水素結合をほとんど形成しなくなるため、全体として、包装紙の引張強度が低下する可能性がある。したがって、特にパルプ繊維に多量の炭酸カルシウム粒子が充填される場合、包装紙における炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の量を任意に選択することはできない。

好ましくは、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維は、ユーカリ、カバノキまたはブナノキ等の落葉樹から得られる。これらのパルプ繊維は、一般に、包装紙の製造中、例えば精製中に機械的ストレスを受けにくく、そのため製造プロセス中に炭酸カルシウム粒子がほとんど失われることがない。

炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の炭酸カルシウム粒子は、好ましくは沈降炭酸カルシウム粒子、特に好ましくは菱面体晶構造を有する沈降炭酸カルシウム粒子である。パルプ繊維上におけるこれらの構造は、沈殿プロセスにおいて特に良好に生成することができる。

本発明の包装紙において、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量に対する炭酸カルシウム粒子の質量は、５～８０％である。炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量に対する炭酸カルシウム粒子の質量は、好ましくは１０～７０％、より特に好ましくは２０～６０％である。これらの好ましい範囲は、灰外観の所望の改善と引張強度の望ましくない低下と特に良好な折衷（compromise）をもたらす。

包装紙は、パルプ繊維と結合していない遊離充填材を含有してもよい。遊離充填材の割合は、包装紙の質量に対して、それぞれ好ましくは１～４０％、特に好ましくは５～３５％、特に１０～３０％である。これらの充填材は、包装紙の白色度、不透明度および細孔構造に影響を及ぼす役割を果たす。しかしながら、遊離充填材の含有量が高いと、包装紙の引張強度が低下する。さらに、遊離充填材を用いる場合、喫煙具の製造中、例えばさらなる加工工程において粉塵として遊離充填材が堆積し、そのため機械の洗浄間隔が短くなるという危険性がある。好ましい間隔では、遊離充填材を用いることの利点が優勢である。

包装紙における遊離充填材は、好ましくは、炭酸塩、酸化物、水酸化物およびケイ酸塩である。特に好ましい充填材は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、タルク、カオリン、焼成カオリンおよびそれらの混合物である。沈降炭酸カルシウムが非常に特に好ましい。

包装紙における炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維に含有される炭酸カルシウム粒子の質量と遊離充填材粒子の質量との比率は、白色度、不透明度および引張強度等の他の特性に関する灰外観を調整するために重要であり得る。好ましくは、包装紙における炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維に含有される炭酸カルシウム粒子の質量と遊離充填材粒子の質量との比は、５：９５～１００：０であり；特に好ましくは１０：９０～８０：２０、特に１０：９０～５０：５０である。

包装紙は、燃焼添加剤を含んでいてもよい。燃焼添加剤は、部分的に遊離充填材の粒子間の接着剤としてまたは焼結剤として作用し、それにより熱分解した包装紙の機械的安定性を改善することから、包装紙の熱分解の速度に影響を及ぼし、灰外観の改善にも寄与し得る。燃焼添加剤は、好ましくは、タバコロッドを包装する包装紙に用いられ得る。

包装紙における燃焼添加剤の割合は可変的に選択することができ、その割合は、包装紙の質量に対して、それぞれ好ましくは０．３～７％、特に好ましくは０．５～５％、特に０．５～３％である。

燃焼添加剤は、好ましくはクエン酸塩、リンゴ酸塩、酒石酸塩、酢酸塩、硝酸塩、コハク酸塩、フマル酸塩、グルコン酸塩、グリコール酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩、サリチル酸塩、α－ヒドロキシカプリル酸塩、リン酸塩、塩化物および炭酸水素塩、ならびにそれらの混合物からなる群から選択することができ、特に好ましくはクエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウムおよびそれらの混合物からなる群から選択することができる。

包装紙の一つの実施形態において、包装紙には、遊離炭酸カルシウム粒子および／または炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を含有する被覆材が実質的に全表面にわたって提供される。この点に関して、「実質的に全表面にわたって」被覆されるとは、全表面被覆が意図されること、または表面の少なくとも９５％が被覆されることを意味する。適切に選択された被覆材は、一般的でない成分を包装紙に添加することなく、灰外観をさらに改善することができる。被覆材により、紙表面の炭酸カルシウム粒子の含有量が増大し、それによって熱分解後の包装紙の機械的安定性を確保する安定したフレームワークをより容易に形成することができる。

被覆材、例えば、抄紙機の被覆ユニットにおけるサイズプレスまたはフィルムプレス等の当技術分野において知られているプロセスにより、または印刷機、特に輪転グラビア印刷機により組成物を適用することによって行うことができる。

結果として、被覆材の製造に適した組成物は、溶媒、好ましくは水、および炭酸カルシウム粒子または炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を含有する。充填されたパルプ繊維の炭酸カルシウム粒子に属さないこのような炭酸カルシウム粒子は、包装紙自体の場合と同様に遊離炭酸カルシウム粒子と呼ばれる。組成物中の遊離炭酸カルシウム粒子の割合は、組成物の質量に対して、それぞれ好ましくは０～４０％、特に好ましくは５～３０％であり得る。炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の割合は、組成物の質量に対して、それぞれ好ましくは０～１０％、特に好ましくは１～７％であり得る。上述した被覆材は、乾燥状態、すなわち、特に溶媒が揮発した時の適用組成物に対応することに注意すべきである。

組成物が遊離炭酸カルシウム粒子を含む場合、遊離炭酸カルシウム粒子を包装紙に固定するために、組成物は結合材を含有すべきである。この結合材は、組成物の適用によって形成される被覆材中にも残る。組成物が、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の形態の炭酸カルシウム粒子のみを含有する場合、結合材は必ずしも必要ではないが、より良好な固定化のために好ましい。特に好ましくは、結合材は、デンプン、デンプン誘導体、カルボキシメチルセルロース、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ガラクトマンナン、アラビアゴム、アルギン酸塩およびそれらの混合物からなる群から選択される。特に、デンプンは化学的な意味で水に溶けず、したがって紙構造にほとんど浸透せず、そのため包装紙の通気性がほとんど低下しないことから、デンプンは機械的に断片化され化学的に架橋されたデンプンである。当業者であれば、特に適用プロセスの要件に関して、経験から結合材の量を選択することができる。

組成物は、当業者が適切に選択することができるさらなる成分を含有してもよい；そのようなさらなる成分としては、例えば、燃焼添加剤、着色剤、香料、グリセロールおよびプロピレングリコール等の湿潤剤、または粘度に影響を及ぼす物質が挙げられる。

組成物の適用は、包装紙の一方の面に行ってもよく、または両方の面に行ってもよい。しかしながら、好ましくは、組成物は、それから製造される喫煙具の外側に面する側に適用される。これは一般に、包装紙の製造中において知られており、ほとんどの場合、抄紙機のワイヤーの反対側である。したがって、好ましくは、組成物は、フェルト面とも呼ばれる、抄紙機のワイヤーとは反対側の包装紙の面に適用される。

適用された組成物を乾燥させた後、被覆材の単位面積当たりの質量は、好ましくは０．５～１０ｇ／ｍ^２、特に好ましくは少なくとも１～５ｇ／ｍ^２である。

好ましい実施形態において、被覆材において、遊離炭酸カルシウム粒子の質量と、充填されたパルプ繊維の炭酸カルシウム粒子とを合わせた質量は、被覆された包装紙の質量の１～２０％であり、特に好ましくは２～１５％である。この点に関して、包装紙の束は、好ましくは炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維をさらに含有し、被覆材を有さない包装紙における炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量は、包装紙の質量の好ましくは１～７０％。特に好ましくは１～６０％であり、かつ炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維における炭酸カルシウム粒子は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量の１０～６０％を構成する。

好ましい実施形態において、本発明の包装紙はまた、積層体、特に好ましくは包装紙の熱伝導率を少なくとも２倍、好ましくは少なくとも４倍上回る熱伝導率を有するさらなる材料を備える積層体の構成要素であり得る。特に好ましい実施形態において、このさらなる材料は、アルミニウム箔によって形成される。このような積層体は、エアロゾル形成材料が加熱されるだけで燃焼はしない喫煙具に主に用いられ、喫煙具が従来の巻きたばこのように点火されて喫煙されるのを防止する。

喫煙具用の包装紙のさらに好ましい実施形態において、喫煙具は巻きたばこであり、包装紙は、ＩＳＯ １２８６３：２０１０に準拠して測定される喫煙具の延焼性を低減するためのパターンまたは構造、特に好ましくは円周方向に印刷された帯をさらに有する。

本発明の包装紙の坪量は、好ましくは１５～１５０ｇ／ｍ^２、特に好ましくは２０～１２０ｇ／ｍ^２、より特に好ましくは２０～４０ｇ／ｍ^２である。包装紙の坪量は、ＩＳＯ ５３６：２０１９に準拠して決定することができ、被覆材が存在する場合は、坪量に加算される。

本発明の包装紙の厚さは、好ましくは１０～２００μｍ、好ましくは１５～１２０μｍ、より特に好ましくは３０～１００μｍである。厚さは、包装紙の単層についてＩＳＯ ５３４：２０１１に準拠して決定することができる。ここでも、被覆材が存在する場合は、包装紙の厚さに加算される。

本発明の包装紙の機械的特性は、包装紙から喫煙具を製造するために重要であり得る。引張強度、破断点伸びおよび引張エネルギー吸収は重要な機械的特性であり、これらはすべてＩＳＯ １９２４－２：２００８に準拠して決定することができる。

包装紙の引張強度は、好ましくは少なくとも７Ｎ／１５ｍｍ、特に好ましくは少なくとも８Ｎ／１５ｍｍ、より特に好ましくは少なくとも１０Ｎ／１５ｍｍである。紙の製造において、引張強度を高めるための材料およびエネルギーのコストが高いため、引張強度は最大で１００Ｎ／１５ｍｍ、好ましくは最大で８０Ｎ／１５ｍｍ、特に好ましくは最大で７０Ｎ／１５ｍｍであることが有利である。引張強度は、主に坪量を増大させ、パルプ繊維の割合を増大させること、およびパルプ繊維をより集中的に精製することによって高めることができる。

包装紙から喫煙具を製造するための機械の速度の違いを補完するために、包装紙が特定の破断点伸びを有することが有利である。好ましくは、本発明の包装紙の破断点伸びは０．９～３％であり、特に好ましくは１～２％である。

喫煙具を形成するための包装紙の加工性に重要なさらなる機械的パラメータは、引張エネルギー吸収である。引張エネルギー吸収は、紙を引き裂くのにどれだけのエネルギーが必要であるかを表す。本発明の包装紙では、引張エネルギー吸収は、好ましくは３～５０Ｊ／ｍ^２、特に好ましくは３．５～３５Ｊ／ｍ^２である。

包装紙の白色度（ＩＳＯ白色度）は、その視覚的外観および灰外観にとって重要であり得る。白色度はＩＳＯ ２４７０－１：２０１６に準拠して決定される。一般に、視覚的な理由から白色の包装紙が好ましく、本発明の包装紙の白色度は、好ましくは少なくとも８０％、特に好ましくは少なくとも９０％である。

白色度は、例えば、遊離充填材の選択によって影響を受ける可能性があり；特に、二酸化チタンを用いることにより白色度を大幅に増大させることができる。

包装紙の不透明度も外観にとって重要である。不透明度が高いと、喫煙具の構成要素が包装紙を通して見えないので、一般に有利である。不透明度は、ＩＳＯ ２４７１：２００８に準拠して測定される。好ましくは、包装紙の不透明度は少なくとも７０％、特に好ましくは少なくとも８０％である。不透明度は、包装紙における遊離充填材の量を増大させることによっても増大させることができます。

本発明の包装紙を喫煙具における特定の用途に適用する場合、その通気性が重要である。そのような用途において、例えば、エアロゾルを希釈するために、喫煙具の使用中に空気が包装紙を通って喫煙具に流入すべきである。通気性は、ＩＳＯ ２９６５：２０１９に準拠して測定することができる。

本発明の包装紙の通気性は、好ましくは０～３００ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）、特に好ましくは１０～２５０ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）、特に２０～１５０ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）である。包装紙が被覆されている場合、その通気性はより低くなり、最大で１２０ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）、特に好ましくは最大で１００ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）、より特に好ましくは最大で８０ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）である。

従来の包装紙では、通気性が高いものほど一般に灰外観が劣るため、そのような場合、パルプ繊維に結合する炭酸カルシウム粒子の含有量を増大させると特に有利に使用することができる。本発明の特定の実施形態において、本発明の包装紙は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を含有し、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量は、包装紙の質量の少なくとも１０％であり、かつ炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維における炭酸カルシウム粒子は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量の２０～８０％を構成し、かつ包装紙のＩＳＯ ２９６５：２０１９に準拠した通気性は５０～３００ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）である。

パルプ繊維の種類および量、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の種類および量、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維における炭酸カルシウム粒子の含有量、遊離充填材の種類および量、燃焼添加剤の種類および量、ならびに引張強度、破断点伸びおよび引張エネルギー吸収等の機械的パラメータ、ならびに白色度および不透明度等の光学パラメータに関する上述した好ましい範囲および特に好ましい範囲は、この特定の実施形態にも有効である。しかしながら、被覆材は、通気性を過度に低下させる可能性があるため、この特定の実施形態には好ましくない。

本発明の喫煙具は、エアロゾル形成材料および本発明の包装紙を含有する。喫煙具の好ましい実施形態において、エアロゾル形成材料はタバコを含有し、包装紙はエアロゾル形成材料を包装する。

さらに好ましい実施形態において、喫煙具は、エアロゾル形成材料が加熱されるだけで燃焼はしない本発明の喫煙具である。

特に好ましい実施形態において、喫煙具は巻きたばこであり、包装紙はシガレットペーパーである。

本発明の包装紙および本発明の喫煙具の製造は、当技術分野で知られている方法を用いて行うことができる。

図１は、例示を目的として、粗い炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の電子顕微鏡写真を示し、炭酸カルシウム粒子は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量の約２０％を構成する。 図２は、例示を目的として、微細な炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の電子顕微鏡写真を示し、炭酸カルシウム粒子は、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量の約２０％を構成する。 図３は、本発明ではない包装紙から作製された３つのフィルター巻きたばこの灰外観を示す。 図４は、本発明の包装紙から作製された３つのフィルター巻きたばこの灰外観を示す。

本発明の包装紙のいくつかの好ましい実施形態を以下に記載し、本発明ではない包装紙と比較する。

参考として示す本発明ではない包装紙は坪量が３２．６ｇ／ｍ^２であり、針葉樹からのパルプ繊維２８％、落葉樹からのパルプ繊維４２％、および遊離炭酸カルシウム粒子３０％から製造され、パーセンテージは包装紙の質量に対するものである。この包装紙のさらなる特性は、表１の「参考」の行に示されている。

合計で、Ａ～ＫおよびＸ～Ｚで示される本発明の１４種の包装紙が製造され、それらの包装紙の組成を表１に示す。表１において、％で表される「ＳＷ」は針葉樹からのパルプ繊維の割合を示し、％で表される「ＨＷ」は落葉樹からのパルプ繊維の割合を示し、％で表される「ＣＦ」は炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の割合を示し、％で表される「ＦＩ」は遊離充填材の割合を示す。パーセンテージは、包装紙の質量に対するものである。

針葉樹および落葉樹からのパルプ繊維は、市場で入手可能な標準的な製品である。炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維は、Ｓｃｈａｅｆｅｒ Ｋａｌｋ社から入手した。遊離充填材全体は、沈降炭酸カルシウム粒子によって形成された。

また、表１の「ＣＣＰ」には、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維における炭酸カルシウム粒子の質量を、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量に対する％として示す。また、これらの粒子の大きさを、「微細」または「粗い」で示す。これに関連して、図１は、粗い炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の電子顕微鏡写真を示し、図２は、微細な炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の電子顕微鏡写真を示し、いずれも本発明のいくつかの包装紙の製造に用いられたものである。図１および２からの炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維における炭酸カルシウム粒子の重量割合は約１７．３％であった。パルプ繊維は、ユーカリからのパルプ繊維によって形成された。

包装紙Ｘは参考包装紙と同一であり、包装紙ＹおよびＺは包装紙Ｇと同一であった。包装紙Ｙの全表面は、８９％の水、５．５％の機械的に断片化され化学的に架橋されたデンプンおよび５．５％の遊離炭酸カルシウム粒子の組成物で被覆され、パーセンテージは組成物の質量に対するものである。包装紙ＸおよびＺの全表面は、９５．５％の水、１％の機械的に断片化され化学的に架橋されたデンプンおよび３．５％の炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の組成物で被覆され、パーセンテージは組成物の質量に対するものである。組成物を適用して乾燥させた後、約２ｇ／ｍ^２の塊が包装紙に残った。

機械的に断片化され化学的に架橋されたデンプンは、例えば、Ｅｍｓｌａｎｄ－Ｓｔａｒｋｅ ＧｍｂＨ社から入手することができる。

本発明ではない参考包装紙および本発明の包装紙Ａ～ＫおよびＸ～Ｚの特性を測定し、表２に示し、「ＢＷ」は坪量であり、「ＥＬ」は破断点伸びであり、「ＡＰ」は通気性であり。

直径約７．８ｍｍおよび長さ８３ｍｍのフィルター巻きたばこの形態の喫煙具を、本発明ではない参考包装紙および本発明の包装紙Ａ～ＫおよびＸ～Ｚから製造した。用いたタバコはアメリカンブレンドで、包装紙でそれぞれ該タバコを包装した。これらの喫煙具の灰外観を、画像分析法によって評価した。この点に関し、各巻きたばこから３本を垂直位置で点火し、タバコが完全に燃焼するまで放置した。次に、無色彩の背景の前で一定の照明条件下で各巻きたばこのデジタル画像を撮影した。次いで、画像分析ソフトウェアにより、燃焼したタバコロッドの領域における非白色領域の割合を決定した。この燃焼したタバコロッドの総面積に対する非白色領域の割合をパーセンテージとして表し、「灰指数」として報告し、平均値を３本の巻きたばこの画像から決定した。パーセンテージが高いほど、燃焼したタバコロッドに含まれる非白色領域白が多く、消費者は灰外観をより悪く判断する。

この方法で決定された灰指数を表３に示す。

図３は、本発明ではない参考包装紙から製造された３つのフィルター巻きたばこの灰外観を示す。図４は、本発明の包装紙Ｋから製造された３つのフィルター巻きたばこの灰外観を示す。画像解析によって灰外観を定量化しなくても、差異がすでに明確に見えている。

本発明の包装紙Ａ～Ｋの目的は、本発明ではない参考包装紙と比較して可能な限り同様の特性を達成し、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の有益な効果を明確に示すことができるようにすることにある。したがって、実施例は本発明を限定するものとして理解されるべきではなく、当業者であれば、例えば、異なる組成、異なる坪量、異なる厚さ、異なる通気性または他の機械的または光学的特性を有する本発明の包装紙を、請求された範囲内で製造することができるであろう。

表３から、包装紙Ａ～Ｋを有する巻きたばこの灰指数は、本発明ではない参考包装紙を有するタバコの灰指数よりも常に低い。これは、包装紙Ａ～Ｋにより、より良好な灰外観がもたらされることを意味する。

表２から、包装紙の製造によって意図されたように、本発明の包装紙Ａ～Ｋは、坪量、厚さ、破断点伸び、白色度および不透明度に関して、本発明ではない参考包装紙と非常に類似していることが分かる。包装紙Ａ～Ｋの引張強度、したがって引張エネルギー吸収も、本発明ではない参考包装紙よりわずかに低い。これは、パルプ繊維上の炭酸カルシウム粒子がパルプ繊維間の水素結合の形成を妨げ、それにより包装紙の引張強度が低下するため、炭酸カルシウム粒子を含むパルプ繊維によって引き起こされる。

包装紙Ａ～Ｋの通気性は、本発明ではない包装紙の通気性よりも高いことが重要である。このようなより高い通気性にもかかわらず、包装紙Ａ～Ｋから製造された巻きたばこは、参考包装紙から製造された巻きたばこよりも灰外観が優れている。これは、高い通気性において、炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を用いることが特に有利であることを示している。

もちろん、必要に応じて、当業者は、例えばパルプ繊維をより集中的に精製することにより包装紙Ａ～Ｋの通気性を低下させ、それにより参考包装紙と同じ値を得ることができる。それにより、灰指数がさらに低下し、灰外観がより一層改善されることが予想される。

遊離してパルプ繊維と結合している炭酸カルシウム粒子を合計で約３６％含有する包装紙Ｉ（灰指数７．９）と、遊離炭酸カルシウム粒子を独占的に４０％含有する本発明ではない参考包装紙（灰指数１１．１）との比較により、炭酸カルシウム粒子の総含有量が少ないにもかかわらず、灰外観が改善され得ることを示している。

被覆された包装紙Ｘ、ＹおよびＺはすべて、灰外観の改善を示している。また、紙Ｘ～Ｚはすべて、本発明ではない参考包装紙および本発明の被覆されていない包装紙Ａ～Ｋよりも高い引張強度を有し、これはこれらの実施形態のさらなる利点である。

全体として、本発明の包装紙を用いることにより、包装紙の他の特性に悪影響を与えることなく、また包装紙の質量を実質的に増大させることなく、または一般的ではない成分を包装紙に添加することなく、灰外観の実質的な改善を達成できることが分かる。

Claims (35)

1. 炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を含有する、喫煙具用の包装紙であって、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の質量が、前記包装紙の質量の少なくとも１％であり、かつ炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維における炭酸カルシウム粒子が、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の質量の５～８０％を構成する、前記包装紙。
2. 炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維に加えて、炭酸カルシウム粒子が充填されていないパルプ繊維を含有し、かつそれらの割合が、前記包装紙の質量に対してそれぞれ１～９５％、好ましくは１０～８０％、特に少なくとも２０～７０％である、請求項１に記載の包装紙。
3. 炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維、および存在する場合には炭酸カルシウム粒子が充填されていないパルプ繊維が、少なくとも部分的に針葉樹、特にトウヒ、マツもしくはモミから、落葉樹、特にユーカリ、カバノキもしくはブナノキから、または麻、亜麻、サイザル麻、マニラ麻もしくは綿から得られる、請求項１または２に記載の包装紙。
4. 炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維、および存在する場合には炭酸カルシウム粒子が充填されていないパルプ繊維が、少なくとも部分的に再生セルロースから得られ、かつ特にビスコース繊維、モダール繊維、Ｌｙｏｃｅｌｌ（登録商標）またはＴｅｎｃｅｌ（登録商標）で形成される、請求項１～３のいずれかに記載の包装紙。
5. 炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維が、少なくとも部分的に前記包装紙の束に位置し、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の割合が、前記包装紙の質量に対して、それぞれ好ましくは５～８０％、特に好ましくは３０～７０％である、請求項１～４のいずれか一項に記載の包装紙。
6. 被覆材を有し、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維が、少なくとも部分的に前記被覆材中に位置し、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維が前記被覆材中にのみ位置する場合におけるそれらの割合が、前記包装紙の質量に対してそれぞれ１～３０％、好ましくは２～２５％である、請求項１～５のいずれか一項に記載の包装紙。
7. 炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の炭酸カルシウム粒子が、沈降炭酸カルシウム粒子、特に菱面体晶構造を有する沈降炭酸カルシウム粒子によって形成される、請求項１～６のいずれか一項に記載の包装紙。
8. 炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の質量に対する前記炭酸カルシウム粒子の質量が、１０～７０％、好ましくは２０～６０％である、請求項１～７のいずれか一項に記載の包装紙。
9. 前記パルプ繊維に結合していない遊離充填材をさらに含有し、前記遊離充填材の割合が、前記包装紙の質量に対して、それぞれ好ましくは１～４０％、特に好ましくは５～３５％、特に１０～３０％である、請求項１～８のいずれか一項に記載の包装紙。
10. 前記遊離充填材が、炭酸塩、酸化物、水酸化物およびケイ酸塩、またはそれらの組み合わせ、特に炭酸カルシウム、好ましくは沈降炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、タルク、カオリン、焼成カオリンおよびそれらの混合物によって形成される、請求項９に記載の包装紙。
11. 前記包装紙における炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維に含有される炭酸カルシウム粒子の質量と前記遊離充填材粒子の質量との比率が、５：９５～１００：０、好ましくは１０：９０～８０：２０、より一層好ましくは１０：９０～５０：５０である、請求項９または１０に記載の包装紙。
12. 燃焼添加剤をさらに含有し、その割合が、前記包装紙の質量に対して、それぞれ好ましくは０．３～７％、特に好ましくは０．５～５％、特に少なくとも０．５～３％である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の包装紙。
13. 前記燃焼添加剤が、クエン酸塩、リンゴ酸塩、酒石酸塩、酢酸塩、硝酸塩、コハク酸塩、フマル酸塩、グルコン酸塩、グリコール酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩、サリチル酸塩、α－ヒドロキシカプリル酸塩、リン酸塩、塩化物および炭酸水素塩、ならびにそれらの混合物からなる群から選択され、特に好ましくはクエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウムおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１２に記載の包装紙。
14. 前記包装紙の表面の少なくとも９５％が、遊離炭酸カルシウム粒子および／または炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維を含有する被覆材を有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の包装紙。
15. 前記被覆材が、前記遊離炭酸カルシウム粒子、または炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維と前記包装紙とを結合させるのに適した結合材をさらに含有し、該結合材が、好ましくはデンプン、特に機械的に断片化され化学的に架橋されたデンプン、デンプン誘導体、カルボキシメチルセルロース、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ガラクトマンナン、アラビアゴム、アルギン酸塩およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４に記載の包装紙。
16. 前記被覆材が、燃焼添加剤、着色剤、香料、湿潤剤、特にグリセロールもしくはプロピレングリコール、または粘度調整物質からなる群から選択されるさらなる成分を含有する、請求項１４または１５に記載の包装紙。
17. 前記被覆材が、製造される喫煙具の外側に面する包装紙の側に位置する、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の包装紙。
18. 前記被覆材の単位面積当たりの質量が、０．５～１０ｇ／ｍ^２、特に好ましくは少なくとも１～５ｇ／ｍ^２である、請求項１４～１７のいずれか一項に記載の包装紙。
19. 前記被覆材において、遊離炭酸カルシウム粒子の質量と、前記被覆材に充填されたパルプ繊維の炭酸カルシウム粒子とを合わせた質量が、被覆された前記包装紙の質量の１～２０％、特に好ましくは２～１５％である、請求項１４～１８のいずれか一項に記載の包装紙。
20. 前記包装紙の束における炭酸カルシウムが充填されたパルプ繊維をさらに含有し、前記被覆材を有さない包装紙における炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量が、前記包装紙の質量の好ましくは１～６０％であり、かつ炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維における炭酸カルシウム粒子が、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の質量の好ましくは１～６０％を構成する、請求項１９に記載の包装紙。
21. 前記包装紙が巻きたばこ用であり、前記包装紙が、ＩＳＯ １２８６３：２０１０に準拠して測定される喫煙具の延焼性を低減するためのパターンまたは構造、好ましくは円周方向に印刷された帯を有する、請求項１～２０のいずれか一項に記載の包装紙。
22. 坪量が１５～１５０ｇ／ｍ^２、好ましくは２０～１２０ｇ／ｍ^２、特に好ましくは２０～４０ｇ／ｍ^２であり、被覆材が存在する場合は、前記包装紙の坪量に加算される、請求項１～２１のいずれか一項に記載の包装紙。
23. 厚さが１０～２００μｍ、好ましくは１５～１２０μｍ、特に好ましくは３０～１００μｍであり、被覆材が存在する場合は、前記包装紙の厚さに加算される、請求項１～２２のいずれか一項に記載の包装紙。
24. 引張強度が少なくとも７Ｎ／１５ｍｍ、好ましくは少なくとも８Ｎ／１５ｍｍ、特に好ましくは少なくとも１０Ｎ／１５ｍｍである、請求項１～２３のいずれか一項に記載の包装紙。
25. 引張強度が最大で１００Ｎ／１５ｍｍ、好ましくは最大で８０Ｎ／１５ｍｍ、特に好ましくは最大で７０Ｎ／１５ｍｍである、請求項１～２４のいずれか一項に記載の包装紙。
26. 破断点伸びが０．９～３％、特に好ましくは１～２％である、請求項１～２５のいずれか一項に記載の包装紙。
27. 引張エネルギー吸収が３～５０Ｊ／ｍ^２、好ましくは３．５～３５Ｊ／ｍ^２である、請求項１～２６のいずれか一項に記載の包装紙。
28. ＩＳＯ２４７０－１：２０１６に準拠した白色度が少なくとも８０％、特に好ましくは少なくとも９０％である、請求項１～２７のいずれか一項に記載の包装紙。
29. ＩＳＯ２４７１：２００８に準拠した不透明度が少なくとも７０％、特に好ましくは少なくとも８０％である、請求項１～２８のいずれか一項に記載の包装紙。
30. ＩＳＯ２９６５：２０１９に準拠した通気性が少なくとも０～３００ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）、好ましくは１０～２５０ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）、特に好ましくは２０～１５０ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）である、請求項１～２９のいずれか一項に記載の包装紙。
31. 炭酸カルシウム粒子が充填されたパルプ繊維の質量が、前記包装紙の質量の少なくとも１０％であり、かつ炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維における炭酸カルシウム粒子が、炭酸カルシウム粒子が充填された前記パルプ繊維の質量の２０～８０％を構成し、かつ前記包装紙のＩＳＯ２９６５：２０１９に準拠した通気性が５０～３００ｃｍ^３／（ｃｍ^２・分・ｋＰａ）である、請求項１～３０のいずれか一項に記載の包装紙。
32. 請求項１～３１のいずれか一項に記載の包装紙とさらなる材料とを備える積層体であって、前記さらなる材料の熱伝導率が、前記包装紙の熱伝導率を少なくとも２倍、好ましくは少なくとも４倍上回り、前記さらなる材料が、好ましくはアルミニウム箔によって形成される、前記積層体。
33. エアロゾル形成材料と、請求項１～３１のいずれか一項に記載の包装紙とを含有する、喫煙具。
34. 前記エアロゾル形成材料がタバコを含有し、前記喫煙具が好ましくは巻きたばこであり、前記包装紙がシガレットペーパーである、請求項３３に記載の喫煙具。
35. 意図される使用時に、前記エアロゾル形成材料が加熱されるだけで燃焼はしない、請求項３３に記載の喫煙具。

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