(57)【要約】  喫煙品用フィルターラッパー紙であって、紙の純繊維質量に対する長繊維パルプ含有量が３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上であるフィルターラッパー紙が提供される。ＩＳＯ  ５２６７のショッパー・リーグラー法による長繊維パルプのろ水度は、８０°ＳＲ〜１００°ＳＲ、好ましくは８５°ＳＲ〜９５°ＳＲである。フィルターラッパー紙の充填剤含有量は、紙の総質量に対して１０重量％未満、好ましくは８重量％未満、特に好ましくは６重量％未満であり、フィルターラッパー紙には、水性組成物、より具体的には水溶液または水性懸濁液を形成するのに好適な材料を含浸させる。フィルターラッパー紙の耐油性は、ＴＡＰＰＩ  Ｔ５５９ｃｍ−０２のキットレベルで４以上、好ましくは５以上である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙品用フィルターラッパー紙であって、
前記フィルターラッパー紙が、紙の純繊維質量を基準として３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上の長繊維パルプを含有し、
−ＩＳＯ  ５２６７のショッパー・リーグラー法による長繊維パルプの叩解度が、８０°ＳＲ〜１００°ＳＲ、好ましくは８５°ＳＲ〜９５°ＳＲであり、
−前記フィルターラッパー紙の充填剤含有量が、紙の全質量を基準として１０重量％未満、好ましくは８重量％未満、特に好ましくは６重量％未満であり、
−前記フィルターラッパー紙には、水性組成物、特に水溶液または懸濁液を形成するのに好適な材料が含浸させられ、
−前記フィルターラッパー紙の耐油性が、Ｔａｐｐｉ  Ｔ５５９ｃｍ−０２のキットレベルで４以上、好ましくは５以上であることを特徴とするフィルターラッパー紙。
【請求項２】
未含浸の前記フィルターラッパー紙の坪量が、１５〜３５ｇ／ｍ２、好ましくは２０〜３０ｇ／ｍ２、特に好ましくは２０〜２５ｇ／ｍ２であり、かつ／または完成したフィルターラッパー紙の坪量が、１５．５〜４４．０ｇ／ｍ２、好ましくは２０．５〜３９．０ｇ／ｍ２、特に好ましくは２０．５〜３４．０ｇ／ｍ２である、請求項１に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項３】
前記完成したフィルター紙の坪量への含浸材料の寄与量が、０．５〜３．０ｇ／ｍ２、好ましくは１．０〜２．５ｇ／ｍ２、特に好ましくは１．３〜２．０ｇ／ｍ２である、請求項１または２に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項４】
前記含浸の材料が、デンプンまたはデンプン誘導体、好ましくは加水分解デンプン、特に好ましくはマルトデキストリンを含んでなるか、または
前記含浸の材料が、以下の物質：ゼラチン、シェラック、コロジオン、アラビアゴム、寒天、トラガカント、ローカストビーンガム、グアーガム、カルボキシメチルデンプン、アルギン酸およびその塩（特にアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウムおよびアルギン酸カルシウム）ならびにセルロース誘導体（特にメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースならびにそれらのナトリウム化合物、カリウム化合物、カルシウム化合物およびマグネシウム化合物）の１種または複数を含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項５】
前記未叩解の長繊維パルプの平均繊維長が２ｍｍ以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項６】
前記充填剤の少なくとも一部が、無機充填剤（特に炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタンまたはこれらの充填剤の２種以上の混合物）からなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項７】
さらなる材料層が、少なくとも使用の際にフィルタープラグに対面する側に塗布（特に印刷または噴霧）される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項８】
処理領域における、完成したフィルターラッパー紙の坪量へのさらなる材料層の寄与量が、１．０〜６．０ｇ／ｍ２、好ましくは２．０〜４．０ｇ／ｍ２である、請求項７に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項９】
前記さらなる材料層の材料が、水性組成物、特に水溶液または懸濁液の形成に好適であり、前記材料が、好ましくは酸化デンプンであるか、または請求項４に記載の材料の１種または複数を含んでなる、請求項７または８に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項１０】
前記含浸の材料および／または前記さらなる材料層の材料が、濡らした後において、さらなる接着剤を用いることなく、前記フィルターラッパー紙をそれ自体、フィルタープラグおよび／またはチッピング紙に接着させるのに好適である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルターラッパー紙。
【請求項１１】
フィルターラッパー紙の製造方法であって、以下の工程：
−長繊維パルプを、ＩＳＯ  ５２６７のショッパー・リーグラー法による叩解度が８０°ＳＲ〜１００°ＳＲ、好ましくは８５°ＳＲ〜９５°ＳＲとなるように叩解する工程、
−叩解長繊維パルプ含有量が、純繊維質量を基準として３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上であり、かつ充填剤含有量が、原紙の総質量を基準として１０重量％未満、好ましくは８重量％未満、特に好ましくは６重量％未満である原紙を製造する工程、および
−前記原紙に、水性組成物、特に水溶液または懸濁液を含浸させる工程
を含んでなる方法。
【請求項１２】
抄紙機のサイズプレス内、抄紙機のフィルムプレス内、または両面ロール塗布にて前記含浸を行う、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記含浸後、前記フィルターラッパー紙の少なくとも１つの部分に、さらなる材料層を水性組成物の形態にて好ましくはグラビア印刷にて塗布し、前記さらなる材料層が、好ましくは、フィルターラッパー紙をそれ自体、フィルタープラグまたはチッピング紙に接着させる場合に接着点となり得る選択された領域に塗布され、前記含浸用の水性組成物および／または前記さらなる材料塗布用の水性組成物の固形分が、好ましくは５〜２０重量％、より好ましくは１０〜１５重量％である、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記原紙の坪量が、１５〜３５ｇ／ｍ２、好ましくは２０〜３０ｇ／ｍ２、特に好ましくは２０〜２５ｇ／ｍ２であり、かつ／または前記含浸材料が、請求項４に記載の物質の１種または複数を含んでなり、かつ／または前記さらなる材料塗布用の水性組成物が、固形分として、酸化デンプンまたは請求項４の材料の１種または複数を含んでなる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルターラッパー紙で包まれたフィルタープラグ付きの喫煙品であって、前記フィルタープラグが、機械的圧力で潰すことができ芳香性物質を含有する液体が充填された１つまたは複数のカプセルを含有する、喫煙品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、喫煙品用の紙製造の分野に関する。特に、喫煙品用フィルターラッパー紙、その製造方法、またかかるフィルターラッパー紙を利用した喫煙品に関する。
【背景技術】
【０００２】
市販のフィルター付きタバコは、シガレットペーパーに包まれた円筒形、円形または楕円形のタバコロッド、フィルターラッパー紙に包まれた同様の形状のフィルタープラグ、また通常はフィルターラッパー紙全体とタバコロッドを包んでいるシガレットペーパーの一部とに接着しており、そのためフィルタープラグとタバコロッドをつなげているチッピング紙、からなる。
【０００３】
フィルタープラグ自体は様々な材料からなり、多くの場合はセルロースアセテート繊維が使用されており、一部は活性炭の粒子と組み合わせて使用されている。通常フィルタープラグを包んでいるフィルターラッパー紙は、通常はフィルタープラグの対称軸に平行な方向に延びている１つまたは複数の細い帯状の領域に沿ってフィルタープラグの表面に接着している。またフィルターラッパー紙は普通、フィルタープラグがぱっと開かないように細い合わせ目に沿ってそれ自体に接着している。そのために、従来技術においては多くの様々な接着剤が使用されているが、ポリ酢酸ビニルやホットメルト接着剤が使用されることが多い。
【０００４】
透気度が比較的低度から中度の範囲の通常のフィルターラッパー紙は木材パルプでできており、必要とする紙の特性にもよるが、長繊維または短繊維の混合物が使用されている。さらにこれらの紙は通常、例えば、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタンやその他の無機充填剤、およびそれらの混合物を含有する。それらに加え、またはそれらの代わりに、湿潤紙力増強剤等の他の添加剤を供給して特別な特性を得ることもできる。
【０００５】
かかるフィルターラッパー紙は、長網抄紙機等の抄紙機で製造する。
【０００６】
紙製造に用いるセルロース繊維は一般的に長繊維と短繊維に分けられ、長繊維とは一般にトウヒやマツ等の針葉樹から得られる長さが２ｍｍ超のセルロース繊維であり、それに対して短繊維は、カンバ、ブナノキ、ユーカリ等の落葉樹から得られ、通常は長さが２ｍｍ未満、多くの場合約１ｍｍである。
【０００７】
紙製造の第１の工程においては、パルプを水に懸濁させた後、叩解機またはリファイナーとして知られるもので叩解する。短繊維と長繊維は別々に叩解するのが普通である。パルプを叩解する際の強度は、例えばＩＳＯ  ５２６７（「パルプ−ろ水度試験方法−第１部：ショッパー・リーグラー法」）に従って叩解度を測定することにより決定する。この測定の結果は、ショッパー・リーグラー度（°ＳＲ）で表す。通常は、フィルターラッパー紙に使用する長繊維パルプは５０〜７０°ＳＲに叩解する。
【０００８】
短繊維パルプは、普通はあまり激しくは叩解せず、叩解度は１５°ＳＲ〜４０°ＳＲである。短繊維パルプの叩解は完全に省略してもよい。
【０００９】
例えば、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタンやその他の無機充填剤またはそれらの混合物等の充填剤を加えた後、繊維充填剤懸濁液は、抄紙機のヘッドボックスからワイヤーへと流れ、そこで重力または真空等の種々の手段により脱水することができる。その後、湿った繊維ウェブをプレス部に通し、そこで機械的圧力で乾燥フェルトに押し当て乾燥させることができる。最後に、繊維ウェブを乾燥部に通し、例えば蒸気加熱したシリンダーに接触させて乾燥させることができる。
【００１０】
その後で、完成した紙を巻き上げることができる。また、例えばサイズプレスまたはフィルムプレスでのサイジング、漉き入れ、型押し、含浸等のさらなる処理工程を抄紙機で行うことも可能である。
【００１１】
完成したフィルターラッパー紙は、通常は抄紙機の幅に対応した幅のリールの形態となる。次いでこのリールを通常はさらに細いリール、またはボビンとして知られるものにカットするが、このときの幅は、フィルタープラグの円周および目的ののりしろ幅に由来する。一般的なボビンは長さが約５０００〜６０００ｍで幅が２５〜２７ｍｍであるが、幅広い範囲の市販のタバコフィルターに適用させるためにボビンの長さや幅は大きく逸脱させることも可能である。さらに、フィルター製造機を用いると平行して同時により多く（通常は２個）のフィルターロッドを容易に製造できるため、ボビンの幅は１個のフィルタープラグの製造に必要な幅のおよそ倍数であるのが普通である。
【００１２】
一部のフィルター付きタバコにおいては、１個または複数のカプセルがフィルタープラグ内に組み込まれており、これらは機械的圧力で潰すことができる。これらのカプセルは、流体、多くの場合はメントール等の芳香性物質を含む油状物、を含有する。そのため、喫煙者の指等でフィルタープラグに圧力が加わるとこのカプセル／これらのカプセルが潰れ、それにより芳香性物質が放出されることが見込まれる。この放出された芳香性物質によって、フィルタープラグを通じてタバコの口側の端部から流れ出る煙に香りが付き、その結果喫煙者は芳香性物質を知覚できる。したがって、喫煙者はカプセルを潰すことによりタバコの味覚印象を操作することができる。かかるフィルター付きタバコは、米国特許第２００８／１４２０２８号等に記載されている。
【００１３】
潰されたカプセルから漏れ出た液体は、フィルターラッパー紙、さらにはチッピング紙に浸透する傾向があるが、その結果タバコの外表面にシミが現れる。これらのシミは喫煙者に認識される大きさで、タバコの外観を損なうものである。
【００１４】
フィルターラッパー紙が油に対して何らかのバリアを形成すれば、このようなシミは回避できる。紙の油に対するバリア形成能は、以後「耐油性」と表記し、Ｔａｐｐｉ  Ｔ５５９ｃｍ−０２「紙および板紙の耐油性試験」に従って、製紙業および紙加工業において一般的な試験により測定できる。この試験においては、湿潤性の小さい順に並べた１２の異なる試験液の液滴を紙に塗った後、どの液体が紙の反対側まで浸透するかを測定する。この試験の結果がいわゆるキット（KIT）レベルであり、紙の反対側への浸透がどの試験液で最初に起こったかを示すものである。したがって、キットレベルは１から１２の数字で表され、この値が高いほど油に対するバリア効果が高い。１番目の試験液が紙に浸透した場合は、結果を「＜１」と表記する。上記の用途用のフィルターラッパー紙に関しては、タバコのシミ形成を回避するのにはキットレベル約５で十分であることがわかっている。
【００１５】
油に対するかかるバリア機能、すなわち「耐油性」を紙に付与する手段の１つとして、紙に撥油性を付与するフッ素化炭化水素でフィルターラッパー紙をコーティングすることがある。かかるフッ素化炭化水素は紙製の食品パッケージ等では一般的に使用されているが、多くの国ではタバコにおける使用が認められていない。その上、このコーティングによってフィルターラッパー紙の接着力が悪化するおそれがある。
【００１６】
フッ素化炭化水素に加え、特殊加工したデンプン製品、具体的にはオクテニルコハク酸置換デンプンを食品包装用の紙への含浸に使用することも提案されている（国際公開第２００８／１００６８８号参照）。ただしこのデンプンは、目的の効果を得るには比較的大量に紙に塗布しなければならないという欠点がある。このデンプン製品は紙１トンにつき約８０ｋｇ超の量を塗布しないと十分な効果は得られない。
【００１７】
提案された方法をフィルターラッパー紙に適用した場合、この比率だと一般的には２ｇ／ｍ２超の塗布に相当する。その場合、材料費だけでなく乾燥に必要なエネルギーも増加し、好ましくない。
【００１８】
カナダ特許第２４６７６０１号にも、デンプン製品を塗布して耐油性を得ることが記載されている。そこでは、加工デンプンからなる組成物、グリコール等の機械的柔軟性改善剤、およびレオロジー挙動調整剤を使用することが提案されている。この特許明細書によれば、コーティングの機械的柔軟性は改善できるが、十分な耐油性を確保するためにはこの組成物を紙１トン当たり７５ｋｇ超塗布する必要がある。したがってここでも、材料消費量およびそれに伴う材料費ならびに紙の乾燥に要するエネルギーが比較的高くなる。また効果が示されるのは坪量が３７ｇ／ｍ２超の紙についてのみであり、これは少なくとも２．７８ｇ／ｍ２の塗布量に相当する。上記特許明細書に記載の効果を坪量が著しく小さいフィルターラッパー紙に容易に移行できるということは、全く明白ではない。その上、タバコ用の紙にグリコールを使用することは国によっては認められていない。
【００１９】
一般的に食品包装紙よりも大幅に軽くて薄いフィルターラッパー紙の場合、デンプン製品の必要塗布量は紙の質量に応じて比例して高くなる。これは、フィルターラッパー紙は坪量が小さく厚さが薄いため少しの耐油性しか提供できないこと、また、坪量が小さいため、フィルターラッパー紙の重量単位当たりの塗布が比較的広い範囲にわたって行われることが理由である。
【００２０】
コストの増大に加えて、多量のデンプン製品を塗布するとさらなる不利益がもたらされる。例えば、デンプンで強力にコーティングされた紙はほこりがつきやすく、加工機の清掃サイクルの数が増え、生産性が低下する。
【発明の概要】
【００２１】
本発明の目的は、低コストで製造でき、その上さらなる処理に有利な十分な耐油性および機械的性質を有するフィルターラッパー紙を提供することである。
【００２２】
この目的は、請求項１に記載のフィルターラッパー紙および請求項１１に記載のその製造方法により達成される。従属請求項には有利な発展型が開示されている。
【００２３】
本発明のフィルターラッパー紙は、紙の純繊維質量を基準として３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上の割合の長繊維パルプを含んでなる。さらに、フィルターラッパー紙は以下の３つの特徴の組合せを特徴とする：
（ｉ）ＩＳＯ  ５２６７のショッパー・リーグラー法による長繊維パルプの叩解度が、８０°ＳＲ〜１００°ＳＲ、好ましくは８５°ＳＲ〜９５°ＳＲである。
（ｉｉ）フィルターラッパー紙の充填剤含有量が、紙の全質量を基準として１０重量％未満、好ましくは８重量％未満、特に好ましくは６重量％未満である。
（ｉｉｉ）フィルターラッパー紙には、水性組成物、特に水溶液または懸濁液を形成するのに好適な材料を含浸させる。
【００２４】
本発明者らは、これらの特徴を組み合わせることにより、Ｔａｐｐｉ  Ｔ５５９ｃｍ−０２のキットレベルで４以上、さらに通常は５以上のフィルターラッパー紙を製造できることを見出した。このことは、初期材料としてのフィルターラッパー紙、すなわち未含浸のままのフィルターラッパー紙の坪量が１５〜３５ｇ／ｍ２と非常に小さい場合にも当てはまる。
【００２５】
本発明者らの見解では、これは予測不可能な驚くべき結果であるが、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の３つの特徴の相乗効果が原因であることは全く明白である。比較例を用いてより詳細に示しているが、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の特徴のうち２つを組み合わせてもそのような有益な効果は得られない。本発明者らの研究により、この特殊な技術的効果は、実際のところ、この３つの特定の特徴の組合せによってのみ得られることが示されている。
【００２６】
上述の通り、本発明のフィルターラッパー紙は、未含浸の初期材料において坪量が１５〜３５ｇ／ｍ２と比較的小さくても十分な耐油性が可能である。好ましい紙は、含浸前の坪量が２０〜３０ｇ／ｍ２、より好ましくは２０〜２５ｇ／ｍ２のものであると考えられている。そのようなフィルター紙であれば、ＩＳＯ  ２９６５による平均透気度が１２，０００ｃｍ３／（ｃｍ２／ｍｉｎ／ｋＰａ）未満、好ましくは８，０００ｃｍ３／（ｃｍ２／ｍｉｎ／ｋＰａ）未満となり得る。本発明の効果は坪量がより大きいフィルター紙でも得られる。しかしながら、３５ｇ／ｍ２超のフィルター紙であれば他の常法でも十分な耐油性を得ることは可能であるが、この好ましい範囲以外では、本発明者らの知る限り、従来技術による十分な解決法は実際のところ得られていない。
【００２７】
含浸、および以下に示す追加的に行う任意の材料塗布により、完成したフィルターラッパー紙の坪量が増加する。完成したフィルターラッパー紙にとって好ましい範囲は、１５．５〜２４．０ｇ／ｍ２、好ましくは２０．５〜３９．０ｇ／ｍ２、特に好ましくは２０．５〜３４．０ｇ／ｍ２である。
【００２８】
含浸用コーティング材料の適量は、望ましい耐油性が得られるように実験により求めることができる。好ましくは、完成したフィルター紙の坪量への含浸用材料の寄与量は、０．５〜３．０ｇ／ｍ２、好ましくは１．０〜２．５ｇ／ｍ２、特に好ましくは１．３〜２．０ｇ／ｍ２である。
【００２９】
上述の通り、本発明のフィルターラッパー紙には、水性組成物、特に水溶液または懸濁液を形成するのに好適な材料を含浸させる。この水溶液または懸濁液は含浸の際に材料を紙の内部に浸透させるために用いることができるが、水性部分は含浸後に蒸発または気化する。好ましい含浸用材料は、デンプンまたはデンプン誘導体、好ましくは加水分解デンプン、特にマルトデキストリンであることがわかっている。
【００３０】
しかしながら、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。これらの材料の代わりに、以下の物質の１種または複数を含浸に用いてもよい：ゼラチン、シェラック、コロジオン、アラビアゴム、寒天、トラガカント、ローカストビーンガム、グアーガム、カルボキシメチルデンプン、アルギン酸およびその塩（特にアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウムおよびアルギン酸カルシウム）ならびにセルロース誘導体（特にメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースならびにそれらのナトリウム化合物、カリウム化合物、カルシウム化合物およびマグネシウム化合物）。
【００３１】
上記の通り、本発明のフィルターラッパー紙特有の特徴は、充填剤の量が比較的少なく選択されるということである。それでも、比較的少なめの量ではあるが充填剤は存在してもよく、好ましくは無機充填剤、特に炭酸カルシウム、カオリン、タルク、二酸化チタンまたはこれらの充填剤の２種以上の混合物である。
【００３２】
上記の紙への含浸と長繊維パルプの特に高い叩解度および比較的少ない充填剤の含有量とを組み合わせることによっても、ほとんどの用途に対して十分な高い耐油性を得ることができるが、必要に応じてさらなる材料層を塗布（特に印刷または噴霧）すると、耐油性をさらに高めることができる。このさらなる材料層は、基本的にはフィルターラッパー紙の２つの面のいずれに塗布してもよい。少なくとも、使用の際にフィルタープラグに対面する側に塗布することが好ましい。材料を紙の内部に導入する含浸に対して、任意であるさらなる材料塗布は、基本的にはすでに含浸させた紙の表面に限定されるため、本明細書においては「コーティング」と表記する。
【００３３】
好ましくは、処理領域における、完成したフィルターラッパー紙の坪量へのさらなる材料層の寄与量は、１．０〜６．０ｇ／ｍ２、好ましくは２．０〜４．０ｇ／ｍ２である。ここで「処理領域」に限定しているのは、フィルターラッパー紙の必ずしも全表面がさらなる材料でコーティングされなければならないわけではないことを示す。このことは、さらに下で述べる、主に接着効果を得るためにさらなる材料コーティングを行う用途において特に当てはまる。
【００３４】
さらなる材料層の材料もまた、水性組成物、特に水溶液または懸濁液の形成に好適であることが好ましい。酸化デンプンが特に有利であることがわかっているが、上述した全ての材料を含浸と組み合わせることが考えられる。
【００３５】
含浸の材料および／またはさらなる材料層の材料は、濡らした後において、さらなる接着剤を一切用いることなく、フィルターラッパー紙をそれ自体、フィルタープラグおよび／またはチッピング紙に接着させるのに好適であることが好ましい。実施例を示して以下にさらに詳細に記載するとおり、含浸および任意であるさらなるコーティングは、耐油性を高めるだけでなく、特別なさらなる利点として、フィルターラッパー紙に接着効果を付与する役割を果たす。このためには、含浸またはさらなるコーティングの材料を単に濡らして部分的に溶かさなければならず、その結果、フィルターラッパー紙の別の部分、フィルタープラグまたはチッピング紙に接着可能となる。この接着効果は含浸のみでも得られるが、さらなる材料コーティングにより増大する。含浸単独で既に耐油性を得るのに十分な場合、さらなる材料の塗布、すなわちコーティングは、フィルターラッパー紙をそれ自体、フィルタープラグまたはチッピング紙に接着させる際に接着領域となる選択された領域に限定して行ってもよい。
【００３６】
本発明のフィルターラッパー紙の製造方法においては、まず初めに、上記（ｉ）および（ｉｉ）の特徴を有する原紙を製造する。続いて、この原紙に水性組成物、特に水溶液または懸濁液中の好適な材料を含浸させる。この含浸は、例えば抄紙機のサイズプレス内で行うことができる。あるいは含浸は、抄紙機のフィルムプレス内における水性組成物の両面塗布、または両面ロール塗布により行うことができる。
【００３７】
含浸および乾燥後、必要に応じ、上述のとおりフィルターラッパー紙をさらなる材料でコーティングしてもよい。コーティング法としてはグラビア印刷が好ましい。さらに好適な塗布法は、フレキソ印刷、噴霧またはフィルムプレスもしくはロールによる塗布である。ただしこの場合、例えばサイズプレス内での含浸のように、材料は表面のみに塗布され紙構造の内部には導入されないことが特徴である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
特別な繊維処理、紙の組成を適切に選択すること、そして紙に水性組成物を含浸させることにより、驚くべき相乗効果が得られ、それにより前述の全ての要件を同時に満たすことが可能となることがわかった。このことを、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００３９】
実施例１〜８：通常のフィルターラッパー紙および改質フィルターラッパー紙の耐油性の不十分性、ならびに本発明による耐油性の実現
純繊維質量を基準として約６０％の長繊維パルプおよび約４０％の短繊維パルプを含んでなり、充填剤含有量が紙の全質量を基準として０〜１０％で変動し得る、坪量が約２３ｇ／ｍ２のフィルターラッパー紙を数枚製造した。充填剤としては、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を用いた。
【００４０】
充填剤含有量に加えて、長繊維パルプの叩解度も変えた。表１において、「標準」は、５０〜７０°ＳＲの通常の叩解度を有する長繊維パルプを示し、一方細かく叩解した長繊維パルプを有する変形体（「強」）の場合、長繊維パルプをタンデム型ディスクリファイナーで叩解度９３°ＳＲに叩解した。紙含浸を実施する場合は、短鎖加水分解デンプン（ブレンターク（Brenntag）ＣＥＥ  ＧｍｂＨ等を通じて入手可能である、アベベ（Avebe）社製マルトデキストリンエリアーヌ（Maltodexrin Eliane）ＭＤ２）の１０〜１５％水性懸濁液を用いて抄紙機のサイズプレス内で行い、乾燥後の紙構造に含有されるデンプンが紙１平方メートル当たり約１〜２ｇとなるようにした。以下、この量を「塗布量」と表記するが、厳密に言うとこれはコーティングの意味の「塗布」ではなく、含浸である。特に断りのない限り、パーセンテージは全て重量％である。
【００４１】
デンプン懸濁液を調製するため、通常の攪拌装置を用いて、上記デンプン製品１５０ｋｇを約８００リットルの水道水中で室温にて５〜１５分攪拌した後、１０００ｋｇになるようにこの懸濁液に水道水を加えた。
【００４２】
含浸によって紙に添加されたデンプンの量は、ＩＳＯ  ５３６に従って求めた含浸前後の坪量の差とした。
【００４３】
全ての紙について、Ｔａｐｐｉ  Ｔ５５９ｃｍ−０２に従って耐油性を試験した。試験は各紙について９回ずつ行った。得られた値の範囲および各実験のその他の結果全てを表１にまとめて示す。
【００４４】
【表１】
2014525995.tif 000002
【００４５】
実施例１は通常のフィルターラッパー紙であり、したがって通常のフィルターラッパー紙の耐油性が十分ではないことを示している。
【００４６】
実施例２では長繊維パルプを強く叩解したが、それにより紙構造の密度が高くなっている。しかしながら、耐油性の改善は達成できなかった。
【００４７】
実施例３では充填剤を使用しなかった。この方法でも紙構造の密度は高くなっているが、同様に耐油性はほとんど改善していない。
【００４８】
実施例４から、細かく叩解した長繊維パルプと充填剤なしの組合せによっても、耐油性の十分な改善は達成されないことがわかる。
【００４９】
実施例５〜７は、実施例１〜３と同様の紙であるが、デンプン懸濁液による含浸が加わっている。デンプンの塗布量は国際公開第２００８／１００６８８号やカナダ特許第２４６７６０１号に記載の量と一致しており、したがって多少は耐油性が改善されることが期待されたが、実験的には確認できていない。
【００５０】
したがって実施例１〜７より、フィルターラッパー紙の坪量が小さく厚さが薄いと、耐油性を追求するのは特に困難となり、先行技術の方法による自明のやり方ではこの困難を克服することはできない、と判断される。
【００５１】
驚くべきことに、本発明者らはこれらの手段、すなわち、
−細かく叩解した長繊維パルプの使用
−充填剤の含有量を抑えること
−デンプン懸濁液の含浸
の全てを組み合わせることにより、これらの手段の個々の寄与を単に足した結果ではない相乗効果が得られることを見出した。実施例８の紙の測定結果がキットレベル５〜６を示している一方、上記の手段を同様に２つまで適用した実施例１〜７のいずれにおいても、２より高いキットレベルを得ることができなかったことが理由である。しかしながら、キットレベル５〜６は、すでに十分な耐油性を表している。
【００５２】
注目すべきは、実施例８では、紙１平方メートル当たりデンプンわずか１．２ｇの含浸ですでにキットレベル５〜６が達成されているが、実施例５〜７では、紙１平方メートル当たりデンプン１．５ｇの含浸でも有意な改善が見られなかったということである。
【００５３】
実施例９〜２０：通常のフィルターラッパー紙の分野における本発明の利用可能性
以下の実施例から、観察された相乗効果は紙の特性によって大きく異なる訳ではないが、通常のフィルターラッパー紙の全分野において使用可能であることがわかる。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
実施例９〜１１より、坪量が増えるのは耐油性にとって有益なことがわかる。すなわち、坪量の増加に伴って、含浸の際の塗布量が同じでもより高いキットレベルが得られるか、または含浸の際の塗布量が少なくても同等のキットレベルが維持できる。坪量約１５ｇ／ｍ２〜約３５ｇ／ｍ２のフィルターラッパー紙についても、この方法を行うと同様の結果が得られる。これらの実施例に基づき、坪量は、２０ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２の範囲、特に好ましくは２０ｇ／ｍ２〜２５ｇ／ｍ２の範囲より選択されることが好ましい。ここで、坪量とは含浸前のフィルターラッパー紙の坪量を指し、以下、「初期坪量」ともいう。３５ｇ／ｍ２を超える初期坪量の場合でも記載した効果は得られるが、そのような紙の場合は他の公知の方法でも耐油性を得ることができる。
【００５６】
実施例１２〜１４では、繊維重量は一定で、細かく叩解した長繊維パルプの含有量を変えている。予測通り、長繊維パルプ含有量の増加に伴い耐油性が高くなっている。これは、細かく叩解した長繊維パルプがより密度の高い紙構造に寄与しているためである。十分な耐油性を得るためには、長繊維パルプ含有量は、紙の全繊維量を基準として３０％以上、好ましくは４０％以上であるべきである。原則的には、長繊維パルプを最大１００％まで使用しない理由はないが、長繊維パルプの含有量が非常に多い場合の耐油性の効果の上昇の程度は、含有量が少ない場合と同じではない。通常長繊維パルプは短繊維パルプよりも高価で、また叩解にはエネルギーコストが伴うため、またとりわけ経済的観点から、各用途について理想的な長繊維パルプ含有量がある。
【００５７】
長繊維パルプの叩解に関しては、叩解度約８０°ＳＲで効果が得られるが、８５°ＳＲ〜９５°ＳＲの範囲が好ましい。叩解の激しさが増すにつれて紙の引張強度は低下するため、長繊維パルプはただ強く叩解すればよいという訳ではない。長繊維パルプの叩解度の上限は１００°ＳＲに定める。
【００５８】
また、実施例１５〜１７では、フィルターラッパー紙中の充填剤含有量（ここでは沈降炭酸カルシウム）を変えている。炭酸カルシウムまたは同様の充填剤の含有量を増やすと紙構造が開いて耐油性が悪化する、そのため炭酸カルシウムの含有量は、実施例６から判断できるように、いずれの場合においても１０％未満、好ましくは８％未満、特に好ましくは６％未満となるように選択されるべきである。充填剤を全く使用しないことも可能である。炭酸カルシウムはパルプに比べて経済的であり、また一方で、充填剤含有量が多いほど多くのデンプンを含浸に使用しなければならなくなるため、十分な耐油性を得るための充填剤含有量は、ここで定義した範囲内において、特に経済的観点に基づいて特異的に選択される。
【００５９】
最後に、実施例１０および１８〜２０に示すように、含浸の際に紙に塗布されるデンプンの量は変えてもよい。塗布量を増やすと耐油性の上昇が見られるが、長繊維パルプ含有量と同様、塗布量の増加に伴う耐油性の上昇の程度は、量が少ない場合と同じではない。好適な塗布量は、０．５ｇ／ｍ２〜３ｇ／ｍ２、好ましくは１．０ｇ／ｍ２〜２．５ｇ／ｍ２、特に好ましくは１．３〜２．０ｇ／ｍ２であることがわかった。
【００６０】
これらの実施例で示した短鎖加水分解デンプンの懸濁液の含浸に加えて、他の水性組成物（溶液または懸濁液等）の含浸でも本発明を達成できる。短鎖加水分解デンプンの代替材料としては、例えば、ゼラチン、シェラック、コロジオン、アラビアゴム、寒天、トラガント、ローカストビーンガム、グアーガム、さらにはデンプンおよびカルボキシメチルデンプン等のデンプン誘導体、アルギン酸およびその塩（特にアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウムおよびアルギン酸カルシウム）ならびにセルロース誘導体（メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースならびにそれらのナトリウム化合物、カリウム化合物、カルシウム化合物およびマグネシウム化合物等）が挙げられる。また、これらの物質の１つまたは複数を含有する混合物を用いてもよい。物質または物質の混合物を特異的に選択する場合、加工性に加えて法的要件も併せて考慮すべきである。
【００６１】
含浸のデンプンの量を増やすことによって耐油性を高める可能性には技術的に限界があるため、本発明のさらなる実施形態においては、含浸後の紙の表面にさらなる水性組成物を追加で塗布することを提案している。この水性組成物はデンプンまたはデンプン誘導体を含有してもよく、含浸に用いたものと同じであってもよいが、レオロジー挙動に関する要求等により、選択した塗布法においてより応用範囲の広い異なる物質または物質の混合物が選択されることが多い。
【００６２】
同等の効果が、例えば、ゼラチン、シェラック、コロジオン、アラビアゴム、寒天、トラガント、ローカストビーンガム、グアーガム、さらにはデンプンおよびカルボキシメチルデンプン等のデンプン誘導体、アルギン酸およびその塩（特にアルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウムおよびアルギン酸カルシウム）ならびにセルロース誘導体（メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースならびにこれらのナトリウム化合物、カリウム化合物、カルシウム化合物およびマグネシウム化合物）でも得られる。
【００６３】
塗布法の種類に関しては、特に制限はない。グラビア印刷、フレキソ印刷等の従来の印刷方法を使用することができるが、組成物の噴霧も可能であり、フィルムプレスまたはロールによる片面塗布も可能である。ただし、例えばサイズプレス内での含浸と同様、材料は表面のみに塗布され紙構造の内部には導入されないことが特徴である。前述の「含浸」と概念的に区別するため、含浸に加えて施されるこの材料塗布は「コーティング」と表記する。この用語は広い意味で解釈されるべきであり、さらなる材料を、紙構造の内部には浸透させずに、大部分はすでに含浸させた紙の上に塗布する、ということを単に表すものである。
【００６４】
以下の実施例では、実施例９〜２０のすでに含浸させた紙のいくつかに関して、その全表面を、約２０％の水性組成物、より具体的には酸化デンプンの水性懸濁液（アベベ社製パーフェクタミル（Perfectamyl）Ａ５７６０）を用いて、従来のグラビア印刷法にてさらにプリントした（すなわち「コーティングした」）。この時、紙の印刷部位１平方メートル当たり３ｇの酸化デンプンを追加で塗布した。
【００６５】
【表３】
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【００６６】
実施例２１〜２４より、印刷によって耐油性が全体的にさらに２〜３レベル上昇することがわかる。耐油性の測定は印刷面で行った。タバコに適用する場合、絶対に必要という訳ではないが、印刷面がフィルタープラグに面することが推奨される。
【００６７】
前述の含浸に加えてグラビア印刷により塗布された水性組成物中の固形物の量は、印刷部位１平方メートル当たり１．０〜６．０ｇの範囲で顕著な効果が得られるが、印刷部位１平方メートル当たり２．０〜４．０ｇの範囲が好ましい。この塗布量は、乾燥させた紙、すなわち、塗布した水性組成物の水分を一旦蒸発または気化させた紙を基準とする。耐油性は塗布量よりも明らかに塗布法に依存しているため、他の塗布法に関しても、１．０〜６．０ｇ／ｍ２、好ましくは２．０〜４．０ｇ／ｍ２の塗布量で、グラビア印刷法とほぼ同等またはそれ以上の効果が得られることが予想される。
【００６８】
実施例２５：フィルターラッパー紙の接着力
含浸単独、また表面への追加的な塗布（「コーティング」）との組合せにより、さらなる接着剤を使用することなく、それ自体またはフィルタープラグに接着可能なフィルターラッパー紙を得ることができる。それどころか、最初に紙の表面の一部または全面に少量の水をつけるだけで十分である。水に特に制限はなく通常の水道水であればよいが、脱イオン水も可能である。同様に、水の温度も接着力には特に関係ないが、１５℃〜６０℃の範囲が好ましい。
【００６９】
次いで、水に濡らした場所を、接着させる場所に、軽く機械的圧力をかけながら接触させなければならず、好ましくは高温、例えば約６０℃で短時間乾燥させなければならない。ここでの温度は速乾可能な温度であることが好ましく、好ましくは４０℃超、特に好ましくは５０℃超である。ただし紙が熱分解を起こすほどの高温を選択すべきではなく、そのため、いかなる場合においても１０５℃未満であるべきであり、９０℃未満が好ましい。
【００７０】
タバコフィルターの製造の際に特に重要なことは、フィルターがさらなる処理工程においてぱっと開いたり、フィルターラッパー紙がフィルターから剥がれたりしないように、接着力がある一定の最低強度に非常に早く達するということである。接着は、のりしろがフィルターラッパー紙の機械方向に約２ｍｍ幅となるように行う。フィルターラッパー紙がそれ自体に接着する場所では、フィルターラッパー紙の表側と裏側とが接着している。
【００７１】
実験室においてこの工程を再現するため、実施例１０、１１、１４および２２の各紙の接着性を試験した。実施例１０の紙およびそれに印刷を施した実施例２２の変形体（ともにほぼ平均的なフィルターラッパー紙である）に加えて実施例１１および１４の紙も選択したのは、坪量が大きく長繊維パルプ含有量が多いために引張強度が高いことが理由である。
【００７２】
試験では、まず、機械方向の幅が１５ｍｍで、横方向の長さがＩＳＯ  １９２４−２による引張強度測定に耐え得る長さの帯状の紙を２片作製した。第１の帯状片の表側に、機械方向に約２ｍｍの幅の直線に沿って、すなわち帯状片の短辺に平行に、はけで水を塗った。続いて、この帯状紙片を第２の帯状片の裏側に接触させ、２つの帯状片の接着力により、幅は１５ｍｍであるがより長くなったまっすぐな帯状片が得られた。約６０℃に加熱した平板の金属体で、合わせ目に約１秒間手動で圧力を加えた。その後すぐに、接着させた帯状紙片をＩＳＯ  １９２４−２による引張強度測定に供した。この時、帯状紙片は両端で固定し、裂けるまで延伸する。この試験では、引裂きが、帯状紙片の合わせ目で起こるか別の位置で起こるかを観察した。紙１枚につき帯状片４片を試験した。
【００７３】
実施例１１の紙を除き、試験した帯状片４片のうち３片以上において合わせ目部分では裂けないことがわかった。したがって、この時点においてすでに接着強度が紙自体の引張強度より高くなっており、そのため、接着強度は機械加工に耐えるに十分な高さであると考えられる。実施例１１に関しては、合わせ目部分以外で紙が裂けたのは４回の内１回のみであったため上記は当てはまらないが、この紙は引張強度が高いため、やはり接着力はこの紙からフィルターを機械生産するのに十分な高さであると考えられる。
【００７４】
紙への含浸によってすでに十分な耐油性が得られているにもかかわらず接着力が機械加工に耐えるに十分でない場合、表面への塗布用、すなわちコーティング用の組成物が全表面ではなく一部の領域のみに塗布されていることが考えられる。これらの一部の領域の形に制限はないが、その領域と接着する領域の形が基準となる。これらの一部の領域は、従来のフィルター製造におけるフィルターラッパー紙の接着剤が施された領域と同様に設計されることが好ましい。
【００７５】
組成物は、通常は、また好ましくは、紙のフィルタープラグに面する側の部分領域に塗布するが、例えばタバコ製造プロセスの後の工程においてフィルターラッパー紙をチッピング紙にさらに接着させる場合などは、これらの部分領域を紙の他方の側または紙の両側に設けることも考えられる。
【００７６】
前述の特徴は、いずれの任意の組合せにおいても有意となり得る。
【国際調査報告】
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