JP5601670B2 - 低延焼性巻紙、その製造方法並びに製造機 - Google Patents

Description

本発明は、シガレットに低延焼性を付与する低延焼性巻紙、その製造方法並びに製造機に関する。

近年、シガレットの不始末に起因した失火を低減するために、自己消火型シガレットが開発されている。この自己消火型シガレットは、刻たばこ等の喫煙材料と、この喫煙材料を包み込むペーパとを含み、このペーパは低延焼性巻紙から形成されている（例えば、特許文献１の図２参照）。

具体的には、特許文献１の低延焼巻紙は紙製のウエブと、このウエブにその長手方向に所定の間隔を存して配置されたバンドとを有し、これらバンドはウエブに燃焼抑制液を塗布することで形成されている。より詳しくは、燃焼抑制液は、水溶液と、この水溶液中に溶解された燃焼抑制剤とからなり、そして、燃焼抑制液が塗布されたウエブは乾燥器にて乾燥され、低延焼巻紙となる。

シガレットのペーパ、即ち、巻紙に所望の低延焼性を付与するためには、燃焼抑制液中の燃焼抑制剤の濃度は高ければ高い程、好ましい。しかしながら、燃焼抑制剤の濃度が増加する程、燃焼抑制液の粘度は増加する。
燃焼抑制液の濃度が高い場合、ウエブへの低延焼液の塗布が困難になり、ウエブに前述したバンドを正確に形成することができない。このような事情から、ウエブに低燃焼性液を塗布する際には燃焼抑制液の粘度を低下させる必要がある。

例えば、燃焼抑制液はその温度の上昇に連れ、その粘度が減少する性質を有することから、燃焼抑制液の塗布に先立ち、燃焼抑制液を加熱することが考えられる。これに対し、特許文献１は、燃焼抑制剤の濃度が薄い燃焼抑制液を使用し、この薄い燃焼抑制液を複数回繰り返してウエブに塗布することで、巻紙に所望の低延焼性を付与する（特許文献１の図４参照）。

特表2004-512849号公報

燃焼抑制液を加熱する場合、燃焼抑制液の供給源のみならず、この供給源からウエブに至る供給経路全体を加熱した状態に維持しなければならない。このため、供給源や供給経路のための加熱設備が必要不可欠となる。

一方、特許文献１の場合には、燃焼抑制液がウエブに繰り返して塗布されるため、燃焼抑制液の塗布装置及び乾燥器のセットが塗布回数に対応した数だけ必要になる。このため、特許文献１における低延焼性巻紙の製造機は大掛かりなものになる。また、前段の塗布装置がウエブに燃焼抑制液を塗布し、ウエブに塗布領域を形成した後、後段の塗布装置は、ウエブの塗布領域に燃焼抑制液を正確に重ねて塗布しなければならず、ウエブへの燃焼抑制液の塗布は容易ではない。

本発明の目的は、第１に大掛かりな製造設備を要求しない低延焼性巻紙を提供することにあり、第２に、低延焼性巻紙の製造方法及び製造機を提供することにある。

この目的を達成するにあたり、本発明者は、水中のミネラルイオンと燃焼抑制剤とのイオン架橋反応により燃焼抑制液がゲル状になり、この結果、燃焼抑制液における粘度の増加が引き起こされるという知見に基づき、本発明を着想するに至った。
本発明の低延焼性巻紙は、紙製のウエブと、このウエブに燃焼抑制液を塗布して形成され、ウエブの燃焼を抑制する領域とを含み、燃焼抑制液はミネラルイオンが排除された溶媒と、この溶媒中に溶解された燃焼抑制剤としてのアルギン酸ナトリウム又はペクチンとを含む（請求項１）。

また、本発明は、上述した低延焼性巻紙の製造方法をも提供し、この製造方法は、燃焼抑制液を準備する準備工程と、燃焼抑制液を紙製のウエブに塗布し、このウエブの燃焼を抑制する領域を形成する塗布工程とを含み、準備工程は、上水道或いは井戸から、溶媒としての原水を取り込む取り込みプロセスと、原水中からミネラルイオンを除去した処理水を精製する精製プロセスと、処理水に溶質となる燃焼抑制剤としてアルギン酸ナトリウム又はペクチンを溶解し、前記燃焼抑制液を生成する溶解プロセスとを有する（請求項２）。

具体的には、精製プロセスは、イオン交換樹脂、イオン交換膜及び逆浸透膜の何れかを使用して原水中からミネラルイオンを除去する（請求項３）。好ましくは、精製プロセスは、処理水を一定の温度に維持する（請求項４）。
更に、塗布工程は、ウエブに対する燃焼抑制液の塗布位置と、燃焼抑制液を蓄えたタンクとの間にて燃焼抑制液を循環させながら、ウエブに燃焼抑制液を塗布するのが好ましい（請求項５）。

更に、本発明は低延焼性巻紙の製造機をも提供し、この製造機は、紙製のウエブのための走行経路と、ウエブに塗布すべき燃焼抑制液を蓄えた供給タンクであって、燃焼抑制液はミネラルイオンが排除された溶媒と、この溶媒中に溶解された燃焼抑制剤としてのアルギン酸ナトリウム又はペクチンとを含む、供給タンクと、走行経路に配置され、供給タンクから供給された燃焼抑制液をウエブに塗布し、ウエブにその燃焼を抑制する領域を形成する塗布装置と、走行経路に塗布装置の下流に位置して配置され、燃焼抑制液が塗布されたウエブを乾燥し、低燃焼性巻紙を形成する乾燥器とを備える（請求項６）。

塗布装置は、ウエブに対する燃焼抑制液の塗布位置と、供給タンクとの間にて燃焼抑制液を循環させる循環経路を含んでいるのが好ましい（請求項７）。
上述の燃焼抑制液の溶媒はミネラルイオンを含んでいないので、これらミネラルイオンと燃焼抑制剤とがイオン架橋反応を引き起こすことはない。それ故、燃焼抑制液はゲル状態になり難く、燃焼抑制液における粘度の増加が抑制される。

それ故、ウエブに燃焼抑制液が１回塗布されただけで、低延焼性巻紙がその本来の機能を十分に発揮すべく燃焼抑制液中の燃焼焼抑制剤の濃度が高く設定されていても、燃焼抑制液の粘度の増加が抑制されるので、ウエブへの燃焼抑制液の塗布は容易になる。この結果、低延焼性巻紙を製造するにあたり、ウエブへの燃焼抑制液の塗布にグラビア方式等の一般的な塗布装置の使用が可能となる。

また、燃焼抑制液における粘度の増加が抑制されるので、燃焼抑制液中の燃焼焼抑制剤の濃度を更に高めることも可能となる。この場合、燃焼抑制液中の溶媒が減少するので、乾燥器の負荷が低減する。

本発明は、低延焼性巻紙の製造にあたり、製造方法及び製造機の簡略化が可能になり、低延焼性巻紙を容易に製造することができる。

自己消火型フィルタシガレットを示す斜視図である。 図１のシガレットの製造を説明するための概略図である。 図１の低延焼性巻紙の製造に使用される燃焼抑制液の製造を説明するためのブロック図である。 図１の低延焼性巻紙を製造する製造機の概略図である。 燃焼抑制液の製造から低延焼性巻紙の製造までの一連の流れを示したフローチャートである。

図１の自己消火型フィルタシガレットは、シガレットＳと、このシガレットＳの一端に接続されたフィルタとを備え、このフィルタはチップペーパＴを介してシガレットＳに接続されている。シガレットＳは、刻たばこ等の喫煙材料と、この喫煙材料を包み込んだ低延焼性ペーパＰとを含み、このペーパＰはシガレットＳに低延焼性を付与する。

詳しくは、ペーパＰは複数のバンドＢを有し、これらバンドＢはペーパＰのベース材料に燃焼抑制液を塗布し、この後、ベース材料を乾燥することで形成されている。具体的には、バンドＢはシガレットＳの軸線方向に間隔を存して配置され、シガレットＳの全周に沿って延びている。

図２は、上述したシガレットＳの製造機を概略的に示す。
製造機はウエブロールＲを備えており、このウエブロールＲはペーパＰとなる低延焼性巻紙ＱをラッピングセクションＭに向けて供給する。一方、ラッピングセクションＭには喫煙材料もまた供給され、ラッピングセクションＭは喫煙材料を巻紙Ｑで包み込み、たばこロッドＴＲを連続して成形する。この後、たばこロッドＴＲは切断セクション（図示しない）にて所定の長さ毎に切断され、シガレットＳの２倍の長さの有するダブルシガレットＤＳが得られる。

この後、ダブルシガレットＤＳはフィルタ取付機、所謂、フィルタアタッチメント（図示しない）に供給され、このフィルタアタッチメントは公知のようにダブルシガレットＤＳ及びダブルフィルタから図１のフィルタシガレットを製造する。

次に、図３を参照しながら、前述した燃焼抑制液の製造について説明する。
先ず、上水道或いは井戸の原水源から原水（例えば１３〜１７℃）が取得される。この原水は原水フィルタ１０を通過し、この原水フィルタ１０は原水中から塵等を除去する。この後、原水は軟水装置１２に供給され、この軟水装置１２はイオン交換樹脂を含む。イオン交換樹脂は、原水中からカルシウムイオン(Ｃａ²⁺)及びマグネシウムイオン（Ｍａ²⁺）等のミネラルイオンを除去した処理水を作り出す。

ここでのミネラルイオンの除去は、処理水からミネラルイオンを完全に排除することを意味するのではなく、処理水中にミネラルイオンが実質的に含まれない程度まで、処理水中のミネラルイオン濃度を低減することを意味する。具体的には、処理水中のミネラルイオン濃度は０〜１ｍｇ／ｌである。
それ故、軟水装置１２は処理水中のミネラルイオン濃度を監視する機能を有する。具体的には、軟水装置１２は水硬度計１４を更に含み、この水硬度計１４は処理水の水硬度（ミネラルイオン濃度）を検出する。なお、軟水装置１２は、イオン交換樹脂に代えてイオン交換膜や逆浸透膜を使用することができる。

ここで、上水道或いは井戸から得られた原水中のミネラルイオン濃度には、その原水源に応じてばらつきがある。しかしながら、前述した軟水装置１２は原水源に拘わらず、ミネラルイオンを実質的に排除した処理水、即ち、溶媒を作り出すことができる。
この後、処理水は処理水タンク１６に供給され、この処理水タンク１６内に一時的に保管される。処理水タンク１６はヒータ（図示しない）及び温度計１８を含み、これらヒータ及び温度計１８は互いに協働し、処理水タンク１６内の処理水の温度を一定の温度、例えば２０℃に維持する。

この後、処理水タンク１６内の処理水は溶解装置２０に供給され、この溶解装置２０は処理水中に燃焼抑制剤の粉末を溶解させて燃焼抑制液を生成する。ここでの燃焼抑制剤にはアルギン酸ナトリウム又はペクチンが使用される。
燃焼抑制液は溶解装置２０から供給タンク２２に供給され、この供給タンク２２に貯蔵される。

以下の表１は、実施例の燃焼抑制液及び比較例の燃焼抑制液のそれぞれの粘度を示す。比較例の燃焼抑制液は燃焼抑制剤の溶媒として原水をそのまま使用しており、実施例及び比較例の燃焼抑制液中の燃焼抑制剤の濃度は同一（例えば４％）である。

表１から明らかなように、実施例の燃焼抑制液の粘度は比較例の燃焼抑制液の粘度の７５％程度である。

図４は製造機を概略的に示しており、この製造機は実施例の燃焼抑制液を使用してウエブＷから前述の低延焼性巻紙Ｑを製造する方法を実施する。
製造機はウエブＷの走行経路２４を備え、この走行経路２４はウエブＷの巻出リールから巻取リールに向けて延びている。巻出リールから繰出されたウエブＷは走行経路２４に沿って走行した後、巻取リールに巻き取られ、前述したウエブロールＲが形成される。

走行経路２４には塗布装置２６が配置されており、この塗布装置２６は前述した供給タンク２２を備えている。この供給タンク２２には前述した実施例の燃焼抑制液が蓄えられている。この実施例の場合、供給タンク２２は重量計２８上に載せられており、この重量計２８は供給タンク２２の重量、即ち、燃焼抑制液の残量を検出し、その検出結果を監視システム３０に送信する。この監視システム３０はディスプレイを含み、前記検出結果に基づき、ディスプレイに供給タンク２２内の燃焼抑制液の残量、即ち、消費量を表示することができる。

一方、塗布装置２６は圧胴３２及びグラビアローラ３４を更に含んでいる。これら圧胴３２及びグラビアローラ３４は走行経路２４、即ち、ウエブＷを挟んで配置され、互いに逆向きに回転可能である。グラビアローラ３４はその外周面に溝パターン（図示しない）を有し、この溝パターンはウエブＷに前述したバンドＢを形成すべく、グラビアローラ３４の周方向に所定の間隔を存して配置されている。

グラビアローラ３４の外周面にはファニッシャローラ３６が転接されており、このファニッシャローラ３６の上方にはノズル３８が配置されている。このノズル３８は供給管路４０を介して供給タンク２２に接続されており、供給管路４０には容量式ポンプ４２が配置されている。従って、ポンプ４２が駆動されているとき、ポンプ４２は供給タンク２２内の燃焼抑制液をノズル３８に供給管路４０を通じて送出し、ノズル３８は燃焼抑制液をグラビアローラ３４とファニッシャローラ３６との間に供給する。

また、グラビアローラ３４の近傍にはドクタブレード４４が配置されており、このドクタブレード４４はグラビアローラ３４の外周面に摺接する先端を有する。更に、グラビアローラ３４及びドクタブレード４４の下方には回収シュート４６が配置され、この回収シュート４６は供給タンク２２まで導かれている。

更に、走行経路２４には圧胴３２及びグラビアローラ３４の下流に乾燥器４８が配置されている。ウエブＷが乾燥器４８を通過する際、乾燥器４８はウエブＷを乾燥する。上述した塗布装置２６によれば、ウエブＷが圧胴３２とグラビアローラ３４との間を通過するとき、グラビアローラ３４はその溝パターンに従い、ウエブＷに燃焼抑制液を塗布する。

前述したように実施例の燃焼抑制液の溶媒、即ち、処理水は、カルシウムイオン及びマグネシウムイオン等のミネラルイオンを実質的に含んでいないので、ミネラルイオンと燃焼抑制剤とのイオン架橋反応に起因する燃焼抑制液のゲル化が効果的に抑制される。それ故、供給タンク２２内における燃焼抑制液の粘度が増加することもなく、燃焼抑制液の粘度は低い状態に維持される。この結果、グラビアローラ３４はウエブＷへの燃焼抑制液の塗布や、また、燃焼抑制液の取り扱いが容易になる。

一方、ドクタブレード４４はグラビアローラ３４の外周面から余剰の燃焼抑制液を掻き取り、掻き取られた燃焼抑制液は回収シュート４６を経て供給タンク２２に戻される。即ち、製造機の運転中、供給タンク２２内の燃焼抑制液は、ウエブＷに対する燃焼抑制液の塗布位置（グラビアローラ３４）と供給タンク２２との間を循環し、常時流動状態にあるので、前述した燃焼抑制液のゲル化が更に抑制される。

燃焼抑制液が塗布されたウエブＷは乾燥器４８を通過し、この際、乾燥器４８はウエブＷ上の燃焼抑制液を乾燥させ、バンドＢを形成する。この後、乾燥処理されたウエブＷ、即ち、低延焼性巻紙Ｑは巻取リールに巻取られ、ウエブロールＲを形成する。このウエブロールＲは前述のシガレット製造機に装着され、シガレットＳの製造に使用される。

図５は、低延焼性液の製造から低延焼性巻紙Ｑの製造に至る流れを示す。
前述した原水はフィルタ処理（ステップＳ１）及びミネラルイオンの除去処理（ステップＳ２）を受けて処理水となり、処理タンク１６にて調温処理（ステップＳ３）され、一定の温度に維持される。

この後、処理水に燃焼抑制剤の粉末が溶解されて（ステップＳ４）、燃焼抑制液が製造される。この燃焼抑制液は供給タンク２２に貯蔵され、そして、供給タンク２２から塗布装置２６のグラビアローラ３４に供給される（ステップＳ５）。
そして、グラビアローラ３４にて、ウエブＷに対する燃焼抑制液の塗布及び乾燥処理が実施され（ステップＳ６）、低延焼性巻紙Ｑが得られる。

本発明は上述の実施例に制約されず、種々の変形が可能である。
例えば、燃焼抑制液の溶媒には前述した処理水に限らず、ミネラルイオンを含まない純水を使用することもでき、この場合、図５のステップＳ１，Ｓ２は省略される。

また、本発明は、ウエブＷへの燃焼抑制の塗布に関して、図５の塗布置２６に限らず、種々のタイプの塗布装置を使用可能である。
更に、塗布装置２６及び乾燥器４８は、図２のシガレット製造機のウエブロールＲとラッピングセクションＭとの間に配置することもできる。

１２ 軟水装置（ミネラルイオン除去）
１６ 処理水タンク
２０ 溶解装置
２２ 供給タンク
２４ 走行経路
２６ 塗布装置
３２ 圧胴
３４ グラビアローラ
３６ ファニッシャローラ
３８ ノズル
４０ 供給管路（循環経路）
４２ 容量式ポンプ
４４ ドクタブレード
４６ 回収シュート
４８ 乾燥器
Ｐ ペーパ
Ｑ 低延焼性巻紙
Ｗ ウエブ

Claims (7)

1. 紙製のウエブと、
   前記ウエブに燃焼抑制液を塗布して形成され、前記ウエブの燃焼を抑制する領域とを備え、
   前記燃焼抑制液は、ミネラルイオンが排除された溶媒と、この溶媒中に溶解された燃焼抑制剤としてのアルギン酸ナトリウム又はペクチンとを含むことを特徴とする低延焼性巻紙。
2. 燃焼抑制液を準備する準備工程と、
   前記燃焼抑制液を紙製のウエブに塗布し、このウエブの燃焼を抑制する領域を形成する塗布工程と
   を含み、
   前記準備工程は、
   上水道或いは井戸から、溶媒としての原水を取り込む取り込みプロセスと、
   前記原水中からミネラルイオンを除去した処理水を精製する精製プロセスと、
   前記処理水に溶質となる燃焼抑制剤として、アルギン酸ナトリウム又はペクチンを溶解し、前記燃焼抑制液を生成する溶解プロセスとを有する
   ことを特徴とする低延焼性巻紙の製造方法。
3. 前記精製プロセスは、イオン交換樹脂、イオン交換膜及び逆浸透膜の何れかを使用して前記原水中から前記ミネラルイオンを除去することを特徴とする請求項２に記載の低延焼性巻紙の製造方法。
4. 精製プロセスは、前記処理水を一定の温度に維持することを特徴とする請求項２に記載の低延焼性巻紙の製造方法。
5. 前記塗布工程は、前記ウエブに対する前記燃焼抑制液の塗布位置と、前記燃焼抑制液を蓄えたタンクとの間にて前記燃焼抑制液を循環させながら、前記ウエブに前記燃焼抑制液を塗布することを特徴とする請求項２に記載の低延焼性巻紙の製造方法。
6. 紙製のウエブのための走行経路と、
   前記ウエブに塗布すべき燃焼抑制液を蓄えた供給タンクであって、この燃焼抑制液はミネラルイオンが排除された溶媒と、この溶媒中に溶解された燃焼抑制剤としてのアルギン酸ナトリウム又はペクチンとを含む、供給タンクと、
   前記走行経路に配置され、前記供給タンクから供給された前記燃焼抑制液を前記ウエブに塗布し、前記ウエブにその燃焼を抑制する領域を形成する塗布装置と、
   前記走行経路に前記塗布装置の下流に位置して配置され、前記燃焼抑制液が塗布されたウエブを乾燥し、低燃焼性巻紙を形成する乾燥器と
   を具備したことを特徴とする低延焼性巻紙の製造機。
7. 前記塗布装置は、前記ウエブに対する前記燃焼抑制液の塗布位置と、前記供給タンクとの間にて前記燃焼抑制液を循環させる循環経路を含むことを特徴とする請求項６に記載の低延焼性巻紙の製造機。

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