(57)【要約】シガレット包装具は、グラビア印刷等の印刷技法により塗布した横方向に延びる帯状領域を含む。帯状領域は、プロピレングリコール等の抗シワ剤及び炭酸カルシウムも含有する澱粉水溶液であり得る印刷組成物の１回又は２回の塗布で塗布することができる。帯状領域のパターンは、煙草ロッドに沿った且つ／又は煙草ロッドの周りの帯又は縞であり得る。帯状領域は、ベタであってもよく、又は任意の数のクロスウェブ方向及び／又は長手方向の不連続部を含んでもよい。パターンは、喫煙物品を基板に載せると、煙草ロッドの長さに沿った少なくとも２つの場所が、基板と接触しない喫煙物品の側部のみに位置する膜形成化合物を有するように構成され得る。【選択図】図１
2014519821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙物品用の包装紙を作製するプロセスであって、
ベースウェブを供給するステップと、
印刷組成物を調製するステップと、
該印刷組成物を前記ベースウェブに交互の第１パターン要素及び第２パターン要素で印刷により塗布するステップと、
前記印刷組成物の所定塗布で前記第１パターン要素を形成するステップと、
前記印刷組成物の異なる所定塗布で前記第２パターン要素を形成するステップと
を含むプロセス。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記印刷組成物はセルロース組成物であるプロセス。
【請求項３】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記印刷組成物は溶剤系組成物であるプロセス。
【請求項４】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記印刷組成物は澱粉溶液であるプロセス。
【請求項５】
請求項４に記載のプロセスにおいて、前記澱粉溶液は、約１８重量％〜約２３重量％の澱粉、溶液の約７％重量〜約１０重量％の抗シワ剤、溶液の約９重量％〜約１３重量％のチョークを含有する澱粉水溶液であるプロセス。
【請求項６】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記異なる所定塗布の量を、前記印刷組成物の１つ又は複数の成分を変えることにより達成するプロセス。
【請求項７】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記印刷を単一の印刷ステーションで行うプロセス。
【請求項８】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記印刷を２つの印刷ステーションで行い、第１印刷ステーションは前記第１パターン要素を形成し、第２印刷ステーションは前記第２パターン要素を形成するプロセス。
【請求項９】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記第１印刷ステーションにおける前記印刷組成物の濃度は、前記第２印刷ステーションにおける前記印刷組成物の濃度と異なるプロセス。
【請求項１０】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記第１印刷ステーションにおける前記印刷組成物は、前記第２印刷ステーションにおける前記印刷組成物とは異なるチョーク濃度を有するプロセス。
【請求項１１】
請求項１に記載のプロセスにおいて、前記第１印刷ステーションにおける前記印刷組成物は、前記第２印刷ステーションにおける前記印刷組成物とは異なる含水量を有するプロセス。
【請求項１２】
請求項５に記載のプロセスにおいて、前記抗シワ剤はプロピレングリコールであるプロセス。
【請求項１３】
請求項５に記載のプロセスにおいて、前記澱粉水溶液を約１００゜Ｆ〜約１４０゜Ｆの範囲の温度に加熱するプロセス。
【請求項１４】
請求項５に記載のプロセスにおいて、前記パターンは少なくとも１つの帯状領域を含むプロセス。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプロセスにおいて、前記帯状領域は、約１ミリメートル〜約２ミリメートルのクロスウェブ不連続部を含むプロセス。
【請求項１６】
請求項１４に記載のプロセスにおいて、前記帯状領域は、クロスウェブ方向に約１ミリメートル〜約２ミリメートルの少なくとも２つの不連続部を含むプロセス。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプロセスにおいて、前記不連続部どうしを約２７ミリメートル未満の間隔で離間させるプロセス。
【請求項１８】
請求項５に記載のプロセスにおいて、前記単一印刷ステップはグラビア印刷ステップであるプロセス。
【請求項１９】
請求項１に記載のプロセスにおいて、
前記印刷組成物の前記第１所定塗布で前記第１パターン要素を２回以上連続で繰り返すステップと、
前記印刷組成物の前記第２所定塗布で前記第１パターン要素を２回以上連続で繰り返すステップと
を含むプロセス。
【請求項２０】
請求項１９に記載のプロセスにおいて、統計的に改善した喫煙物品のためにＳＥ及びＩＰ性能が調和するように前記第１パターン要素を繰り返し且つ前記第２パターンを繰り返すステップを含むプロセス。
【請求項２１】
請求項５に記載のプロセスに従って調製した包装紙を含む喫煙物品。
【請求項２２】
喫煙物品用の包装紙を作製するプロセスであって、
公称横方向幅を有するベースウェブを供給するステップと、
溶液の約１８重量％〜約２３重量％の澱粉、溶液の約９重量％〜約１３重量％のチョーク、及び有効量の抗シワ剤を含有する澱粉水溶液を調製するステップと、
前記澱粉水溶液を前記ベースウェブに交互の第１パターン要素及び第２パターン要素で単一印刷ステップにより塗布するステップと、
前記澱粉溶液及び前記ベースウェブを乾燥させるステップと
を含み、前記第１パターン要素の前記澱粉水溶液は、前記第２パターン要素の前記澱粉水溶液とは異なるプロセス。
【請求項２３】
請求項２２に記載のプロセスにおいて、
前記第１澱粉水溶液で前記第１パターン要素を２回以上連続で繰り返すステップと、
前記第２澱粉水溶液で前記第２パターン要素を２回以上連続で繰り返すステップと
を含むプロセス。
【請求項２４】
請求項２３に記載のプロセスにおいて、統計的に改善した喫煙物品のためにＳＥ及びＩＰ性能が調和するように前記第１パターン要素を繰り返し且つ前記第２パターンを繰り返すステップを含むプロセス。
【請求項２５】
請求項２２に記載のプロセスにおいて、前記抗シワ剤はプロピレングリコールであるプロセス。
【請求項２６】
請求項２２に記載のプロセスにおいて、前記澱粉水溶液を約１００゜Ｆ〜約１４０゜Ｆの範囲の温度に加熱するプロセス。
【請求項２７】
請求項２２に記載のプロセスにおいて、前記パターンは少なくとも１つの帯状領域を含むプロセス。
【請求項２８】
前記帯状領域は少なくとも１つのクロスウェブ不連続部を含むプロセス。
【請求項２９】
請求項２２に記載のプロセスにおいて、前記単一印刷ステップはグラビア印刷ステップであるプロセス。
【請求項３０】
喫煙物品の試験集団のＳＥ性能値及びＩＰ性能値を改善する方法であって、
所定の第１レベルのＳＥ及びＩＰ性能を提供する第１パターンに従って前記試験集団の第１部分を製造するステップと、
第２レベルのＳＥ及びＩＰ性能を提供する第２パターンに従って前記試験集団の第２部分を製造するステップと
を含み、前記第１性能レベル及び前記第２性能レベルを調和させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、包括的には喫煙物品、より詳細には、シガレット製造に用いるパターン付き包装具(wrapper)、関連の材料、プロセス、及びそれらを作製する方法に関する。パターン付き包装具は、第１ＩＰ性能を有する第１パターン要素と、第２ＩＰ性能を有する第２パターン要素とを含み、第１パターン要素及び第２パターン要素が交互にある。包装具及び喫煙物品は、低延燃性及び／又は低自己消火特性を示す。パターン状領域についてのさまざまな他の構成が考えられ記載される。
【０００２】
この非仮特許出願は、２０１１年５月１６日付けで出願された米国仮出願第６１／４８６，４３１号に基づく米国特許法第１１９条及び特許法施行規則１．５５条の下での優先権を主張し、上記出願の内容全体を参照により本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００３】
延燃性（「ＩＰ」）
延燃性又はＩＰは、全体を参照により本明細書に援用するＡＳＴＭ  Ｅ２１８７−０４「喫煙物品の着火強度を測定するための標準試験法」の記載に従って実行した標準試験である。延燃性は、喫煙物品が、燻らせて基板に載せた際に煙草ロッドの燻焼を維持するのに十分な熱を発生させる確率を測定したものである。低いＩＰ値は、基板上に不注意で放置した際に燻焼している喫煙物品が基板で燃焼を起こす可能性の低下と相関するので、そのような値が望ましい。
【０００４】
自己消火性（「ＳＥ」）
本明細書中での自己消火性又はＳＥは、自由燃焼条件下での喫煙物品の燻焼特性を指すものである。ＳＥを評価するには、実験室試験を２３℃±３℃及び相対湿度５５％±５％で実行し、これらの両方を温湿度記録計で監視すべきである。排気フード（単数又は複数）が、試験中に形成された燃焼生成物を除去する。試験前、試験対象の喫煙物品を５５％±５％の相対湿度及び２３℃±３℃で２４時間調製する。試験の直前に、喫煙物品をガラスビーカーに入れて自由な空気アクセスを確保する。
【０００５】
ＳＥ試験は、筐体又は試験箱内で行われる。単孔喫煙機及び電気ライターを用いて、試験用の喫煙物品に着火する。試験中、装置又は「アングルホルダ」が、吸口端を０°（水平）、４５°、及び／又は９０°（鉛直）の角度で保持することにより、試験対象の喫煙物品を保持する。好ましくは、２０個の喫煙物品を０°、４５°、及び９０°それぞれの位置で試験する。２つ以上の装置を用いる場合、装置は、相互干渉を回避するために喫煙物品が相互に対面しないよう位置決めされることが好ましい。燻焼している火種（coal）の前線がチップペーパーに到達する前に喫煙物品が消える場合、結果は「自己消火性」として記録され、他方では、燻焼している火種の前線がチップペーパーに到達するまで喫煙物品が燻焼し続けている場合、結果は「非自己消火性」と記録される。したがって、例えば、９５％のＳＥ値は、試験した喫煙物品の９５％が自由燃焼条件下で自己消火性を示したことを示す一方、２０％のＳＥ値は、試験した喫煙物品の２０％が自由燃焼条件下で自己消火性を示したことを示す。
【０００６】
ＳＥ値は、「０°自己消火値」、「４５°自己消火値」、又は「９０°自己消火値」に関して言及することができ、これらのそれぞれが指定の試験角度でのＳＥの値を指す。さらに、ＳＥ値は、３つの角度位置の平均、すなわち、（ｉ）「０°自己消火値」、（ｉｉ）「４５°自己消火値」、及び（ｉｉｉ）「９０°自己消火値」の平均を指す「自己消火平均値」に関して言及することができる。「自己消火値」又は「ＳＥ値」への言及には、０°でのＳＥ値、４５°でのＳＥ値、９０°でのＳＥ値、又はＳＥ平均値の区別がなく、それらのいずれかを指し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現在の規制要件を満たすために、喫煙物品に関する延燃性値又はＩＰ値は、好ましくは約２５％以下とすべきである。０％のＩＰ値を示すシガレットは、現在の規制ＩＰ性能要件を満たし且つ上回るが、ＳＥ値は高くなる。喫煙物品に関する平均自己消火平均値は、好ましくは約５０％以下、より好ましくは約２５％以下とすべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に開示する実施形態は、パターン付き且つ帯付きの紙とかかる紙から構成した喫煙物品とを含み、追加材料（add-on material）は、本明細書に開示する抗シワ剤を含む澱粉水溶液（又は系）及び本明細書に開示するチョークを含み、これらは、以下を達成可能であるように交互の第１パターン要素及び第２パターン要素で塗布される。
・改善されたが異なるＩＰ特性を有する隣接パターン要素。
・交互のパターン要素が２５％未満のＩＰ値を提供可能である。
・ＳＥ性能が向上する一方で規制ＩＰ性能基準が満たされる。
【０００９】
さらに、パターン付き及び／又は帯付きの紙とかかる紙から構成した喫煙物品とを含み、追加材料が、帯付き紙が自己消火性を生じる傾向を弱めると共に消費者に対する製品の外観を高めるのに十分なチョーク含有量を含む好ましくは澱粉水溶液を含む実施形態を、本明細書で教示する。
【００１０】
さらに、パターン付き及び／又は帯付きの紙とかかる紙から構成した喫煙物品とを含み、所望のＩＰ性能を維持しつつ自己消火（ＳＥ）の統計的発生を抑えるのに役立つパターンに従って帯を設定した実施形態を、本明細書で教示する。
【００１１】
一態様によれば、本開示は、抗シワ剤及びチョークを組み込んだ澱粉水溶液を印刷ステーションに供給することにより、パターン付き包装紙を作製又は準備する方法であって、印刷ステーションにベースウェブを通すことにより、澱粉水溶液を用いて単一ステップで交互の第１パターン要素及び第２パターン要素を塗布することができるようにした方法を含む。
【００１２】
本開示の別の態様では、喫煙物品用の包装紙は、抗シワ剤及びチョークを含む澱粉水溶液を用いて追加材料をパターン状に塗布されるベースウェブを有し得る。澱粉水溶液は、少なくとも約２５重量％の澱粉と、有効量〜澱粉の重量の約３５％未満の抗シワ剤と、澱粉の重量の約３０％〜約８０％のチョーク又は炭酸カルシウムとを含み得る。
【００１３】
本開示の別の態様によれば、喫煙物品は、煙草及び包装紙を含むことができ、包装紙は、抗シワ剤及びチョークを含有する澱粉水溶液として塗布される追加材料の交互の第１パターン要素及び第２パターン要素を含み、隣接パターン区域は、低下させたが異なるＩＰ性能を有する。
【００１４】
本開示のさらに他の態様は、追加材料のパターン、追加材料の成分の特性を含むがこれに限定されない。さらに、本開示は、延燃性及び自己消火特性を含むがこれに限定されない喫煙物品で得られる特徴に関する。
【００１５】
本開示の多くの目的及び利点は、同じ参照符号を同じ要素に付けた添付図面と共に本明細書を読めば当業者には明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示による喫煙物品の概略斜視図である。
【図２】本開示による包装紙の概略図である。
【図３】本開示の別の実施形態による包装具の概略図である。
【図４】本開示のさらに別の実施形態による包装具の概略図である。
【図５】本開示のさらに別の実施形態による包装具の概略図である。
【図６】図２の線６−６に沿った拡大概略断面図である。
【図７】本開示による喫煙物品のさらに別の実施形態の斜視図である。
【図８】基板上に位置決めした喫煙物品の、燻焼している火種への空気流を示す拡大断面図である。
【図９】基板から除去した喫煙物品の、燻焼している火種への空気流を示す拡大断面図である。
【図１０】喫煙物品の別の実施形態の側面図である。
【図１１】喫煙物品のさらに別の実施形態の側面図である。
【図１２】喫煙物品のさらにまた別の実施形態の側面図である。
【図１３】喫煙物品のさらに別の実施形態の概略斜視図である。
【図１４】図１３の実施形態の包装具の詳細図である。
【図１５】喫煙物品のさらに別の実施形態の概略斜視図である。
【図１６】喫煙物品のさらに別の実施形態の側面図である。
【図１７】非円形断面を有する喫煙物品の拡大断面図である。
【図１８】本明細書に開示する印刷帯付き包装具の実施形態を作製するのに適したグラビア印刷プロセスの概略図である。
【図１９】各区間に異なるパターン要素を有する交互区間を有する包装具の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
背景定義
図１を参照すると、本開示は、シガレット等の喫煙物品１２０に関し、これは、煙草ロッド１２２と、煙草ロッド１２２のうちチップペーパー１３２を有する一端に取り付けたフィルタ１３２とを備えることが好ましい。好ましくは、煙草ロッド１２２は、煙草刻（「カットフィラー（cut filler）柱と、煙草刻柱の周りに配置した包装具１２３とを備え、包装具１２３は、以下の教示に従って構成される。煙草ロッド１２２は、点火可能端又は点火端１２４とチップ端１３０（フィルタなしのシガレットの場合はシガレット１２０の吸口端１３０と称する）とを有する。カットフィラー煙草は、業界標準の名称である。さらに、煙草ロッド１２２は、通常は概して円形の断面を有するが、楕円形断及び他の非円形も本開示の範囲内にある。包装具は、長手方向継目に沿ってシールされて煙草ロッド１２２を形成する。
【００１８】
煙草ロッドは、喫煙物品の長手方向軸に沿ってチップペーパーの縁１３１から煙草ロッドの自由端まで測定した公称長さを有する。例として、この公称長さは、約６０ｍｍ〜約１００ｍｍの範囲にあり得る。
【００１９】
「包装具」ペーパー１２３（図２を参照）は、亜麻、木材パルプ、セルロース繊維等から作ることができる「ベースウェブ」１４０を通常は含み、複数のパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａが片面又は両面に塗布され得る。好ましくは、パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａは、包装具１２３が煙草ロッド１２２の煙草柱を包む際の包装具１２３の内側に塗布される。
【００２０】
本明細書に開示する印刷パター付き状及び／又は帯付き紙のさまざまな実施形態の構成に適したベースウェブの製造において、かかる製造は、幅が数フィート（通常は、幅又は横方向寸法が約３フィート）のベースウェブロールの製造を通常は含み、続いてこれをスリッティングしてボビンにする。印刷作業は、ロールに対して行われることが好ましいが、スリッティング後に行ってもよい。好ましくは、ボビン自体は、煙草ロッド１２２の作製に必要な幅又はかかる幅の整数個分（例えば、かかる幅の１つ分、２つ分、又は４つ分）に等しい横方向寸法を有する。ボビンは、通常のシガレット製造機での使用に適合したものである。包装具は、煙草ロッドの公称円周及び重なる継目を考慮した幅方向寸法を有することが好ましい。結果として、包装具をスリッティングすると、そこから形成された喫煙物品は、正確な重なりを有する長手方向継目を常に有する。
【００２１】
本開示の目的上、「長手方向」は、煙草ロッドの長さに沿った（例えば、図１における軸１３４に沿った）、又は包装具の準備に用いられ、さらに煙草ロッドの作製に用いられ得るベースウェブ１４０の長さに沿った（例えば、図２における矢印１４２）方向を指す。
【００２２】
本開示の目的上、「横方向」は、煙草ロッド１２２の円周に沿った方向（図１を参照）、又は包装具の準備に用いるベースウェブ１４０を横断する方向（例えば、図２における矢印１４４）を指し、包装具をさらに煙草ロッドの作製に用いることができる。
【００２３】
本開示の目的上、「帯状領域」又は「区間」は、下にあるベースウェブ１４０のうち追加材料を塗布した区域１２６、１２６ａ（図２を参照）である。パターン状及び／又は帯状領域は、ベースウェブ１４０上の２次元パターン又は配列を通常は示す。より具体的には、パターン又は配列は、ベースウェブ１４０の長手方向１４２の反復単位、ベースウェブ１４０の横方向１４４の反復単位、及び／又はベースウェブ１４０の横方向１４４及び長手方向１４２の両方で反復する単位を含み得る。追加材料領域１２６、１２６ａを包装具１２３に塗布することで、申し分のない又は改善された延燃性（「ＩＰ」）特性が得られると共に、改善された自己消火（「ＳＥ」）特性を得ることもできる。
【００２４】
追加材料領域１２６、１２６ａは、ベースウェブ１４０に沿って離間しており、追加材料領域１２６、１２６ａの少なくとも１つの領域が各完成喫煙物品の煙草ロッド１２２の第１端及び第２端１２８、１３０間に位置決めされるが、より好ましくは少なくとも２つの追加材料領域が煙草ロッド１２２に現れ得るようにする。追加材料領域１２６、１２６ａは、軸１３４に沿った１つ又は複数の離間した場所で周方向に延び、喫煙物品１２０の煙草ロッド１２２の周りに延びることが好ましい。追加材料領域１２６、１２６ａは、本開示ではその周方向に不連続部を含むように図示されているが、追加領域の他の構成も本開示の趣旨及び範囲内にあり、これは、追加材料が実質的に連続的である構成を含むがこれに限定されない。
【００２５】
慣例上、本明細書でさまざまな実施形態の寸法を記載する際に、帯又は区間「幅」が煙草ロッド１２２の長手方向１３４（図１を参照）に延びる一方で、周方向の寸法を「周方向」又は「横方向」又は「幅方向」と表現することに留意されたい。
【００２６】
パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａがベースウェブ１４０を横断して（又は煙草ロッドの周方向に）延びる場合、パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの「幅」は、長手方向１４２に前縁１４６から後縁１４８まで測定され、好ましくは約５ｍｍ〜約９ｍｍ（前縁１４６から後縁１４８まで）、より好ましくは約５ｍｍ〜約７ｍｍ、さらにより好ましくは約６ｍｍ〜約７ｍｍの範囲にある。さらに、パターン状及び／又は帯状領域は、２７ｍｍの「位相」（すなわち、１つのパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの前縁１４６から次の隣接するパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの前縁１４６までの間隔）を有し得る。好ましくは、パターン状及び／又は帯状の追加材料領域は、包装具の通気度を約０コレスタ〜約１２コレスタの範囲に低下させる。
【００２７】
本開示の目的上、「帯間隔」は、包装具を作るベースウェブ１４０上の１つのパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの後縁１４８と隣接するパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの前縁１４６との間の距離を指す。
【００２８】
本明細書で用いる場合、語句「前縁」は、パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａを含む包装具１２３を有する喫煙物品１２０の燻焼中に接近する火種に最も近いパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの縁１４６（図１を参照）を指し、一方で語句「後縁」は、パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａを含む包装具１２３を有する喫煙物品１２０の燻焼中に接近する火種から最も遠いパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの縁１４８を指す。
【００２９】
本開示の目的上、「層」は、包装具を作製するベースウェブに塗布した一定量の追加材料を指す。各パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａは、水性成膜組成物の「層」を包装具のベースウェブ１４０に塗布して、対応のパターン状及び／又は帯状領域における紙の通気度を低下させることにより形成することができる。
【００３０】
成膜組成物を用いる場合、当該「成膜組成物」は、水及び高濃度の、例えば１４重量％〜約５０重量％の吸蔵剤を含み得ることが好ましい。成膜化合物は、澱粉、アルギン酸、セルロース、又はゴム等の１つ又は複数の吸蔵剤を含むことができ、炭酸カルシウムをフィラーとして含むこともできる。さらに、成膜組成物は、抗シワ剤を含むことが好ましい。澱粉が成膜化合物である場合、少なくとも２５％の濃度が特に有利であり、約３０％の濃度が目下最も好ましい。
【００３１】
溶剤系配合物又は精製セルロース組成物を含む配合物等、他の追加配合物（又は組成物）を上記のものの代わりに、又は上記のものと組み合わせて用いることができる。
【００３２】
「抗シワ剤」は、印刷又は他の変換作業中にベースウェブ１４０（図２を参照）の横方向収縮を阻止する材料である。適当な抗シワ剤は、１，２プロピレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、及び澱粉可塑剤からなる群から選択され得る。「抗シワ剤」を含むことに関する教示は、係属中の公開特許出願である米国特許出願公開第２００８／０２９５８５４号及び米国特許出願第１３／３２４，７４７号（代理人整理番号１０２１２３８−００１２９２）に示されており、上記出願の内容を参照により本明細書に援用する。
【００３３】
成膜組成物は、グラビア印刷、デジタル印刷、テンプレートを用いたコーティング若しくは吹き付け、又は任意の他の適当な技法等の変換技術を用いて、ベースウェブ１４０に塗布することができる。
【００３４】
グラビア印刷技法を用いて塗布した追加材料の塗布量について述べる場合、「Ｘ」を添え字とした値を用いて体積塗布量に言及することが多い。以下の表は、１平方インチあたり１０億立方ミクロン又は「ＢＣＭ」で「Ｘ」に関する体積等価量（volumetric equivalents）を挙げたものである。
【００３５】
【表１】
2014519821.tif 000003
【００３６】
語句「重量比」を澱粉溶液の澱粉成分に関して本明細書で用いる場合、「重量比」は、澱粉溶液の調製に用いる澱粉の重量と比較した追加材料の重量の比である。さらに、本開示の目的上、「Ｘ％の澱粉溶液」への言及は、澱粉重量が溶液重量のＸ％（例えば、澱粉重量及び水性成分重量の和で割った澱粉の重量）である澱粉水溶液を指す。
【００３７】
包装具は、通常は空気を通すベースウェブを含む。包装具の通気度は、コレスタ単位で通常は特定される。コレスタ単位は、単位圧力低下（すなわち、水柱センチメートル）あたりの単位面積（すなわち、ｃｍ２）あたりの体積流量（すなわち、ｃｍ３／秒）で紙の通気度を測定したものである。従来の包装具のベースウェブは、「ｇｓｍ」と略されるグラム毎平方メートルで測定される既知の坪量も有する。業界で一般に用いられる通常の喫煙物品紙のベースウェブの通気度及び坪量を、以下の表に挙げる。
【００３８】
【表２】
2014519821.tif 000004
【００３９】
この説明の目的上、好ましい包装具のベースウェブは、少なくとも約２０コレスタ単位の通気度を有する。最も好ましくは、包装具は、約２５ｇｓｍの坪量を有する約３３コレスタ〜約４６コレスタの公称通気度を有する一般的なベースウェブ等のように、約３０コレスタを超える通気度を有する。用途によっては、ベースウェブは、約６０コレスタを超える、又は約８０コレスタを超える通気度、又はさらに高い通気度値を有し得る。
【００４０】
概略的描写vs実際の描写
図６等のパターン付き及び／又は帯付き紙の断面の描写は、単一塗布から作られたパターン状及び／又は帯状領域を有する紙ウェブの、またかかるパターン付き及び／又は帯付き紙を作製する塗布プロセスの、有用な概略図であると考えられる。しかしながら、かかる概略図は、最終パターン付き及び／又は帯付き紙製品におけるベースウェブ構造の断面の現実も、追加材料層を塗布したベースウェブ構造の断面の現実も、追加材料層の断面の現実も、正確には描写していない。
【００４１】
１つ又は複数の追加材料層をベースウェブ１４０に塗布した現実の結果は、ウェブに塗布した層の概略図とは大幅に異なる。したがって、追加層の概略図は、プロセス塗布量を確かに示し、グラビア印刷シリンダ等の塗布区間のエッチングの指針として用いられるかもしれないが、これらの概略図は、１つの追加材料層をベースウェブに塗布することにより準備される完成包装具の構造を正確に表すものではない。材料が印刷された包装具の断面構造のさらなる詳細は、全体を参照により本明細書に援用する米国特許出願公開第２００８／０２９５８５４号で見ることができる。
【００４２】
例示的な実施形態−ベタ帯パターン
ここで図２を参照すると、喫煙物品用の包装具は、追加材料パターン１２６、１２６ａをベースウェブ１４０に塗布することにより準備される。追加材料は、約２５重量％〜約３５重量％の範囲の澱粉を有する澱粉水溶液を含むことが好ましい。さらに、追加材料は、約６０％〜約８０％の範囲のチョーク（すなわち、炭酸カルシウム）と、約１０％〜約３０％の範囲の抗シワ剤とを含むことが好ましく、チョーク及び抗シワ剤のパーセンテージは、水溶液中で用いられる澱粉の重量のパーセンテージである。
【００４３】
目下好ましい実施形態では、追加材料を、印刷ステップにより実質的に連続した横方向に延びるベタ帯１２６、１２６ａでベースウェブ１４０に塗布し、乾燥させて追加材料から水分を除去する。当該印刷ステップは、単一の印刷ステップ、２つ以上の連続した印刷ステップ、グラビア印刷作業、フレキソ印刷作業、セルロース析出プロセス等であり得る。すなわち、印刷概念はウェブへの印刷組成物の塗布の１つであり、特定の塗布又は印刷機構にプロセスの一般性を制限する意図はない。好ましくは、帯１２６及び帯１２６ａは、ベースウェブ１４０の長手方向に沿って交互にある。帯１２６は、得られる横方向帯が０％のＩＰ性能を提供するのに有効であるようベースウェブ１４０に塗布されることが好ましい。帯１２６ａは、得られる横方向帯が帯１２６よりも高いＩＰ性能を可能にするようベースウェブ１４０に塗布されることが好ましい。好ましくは、帯１２６ａと帯１２６とを組み合わせたＩＰ性能は、約２５％未満である。最も好ましくは、帯１２６ａのＩＰ性能も、約２５％未満である。いずれにしても、帯１２６及び帯１２６ａは、ベースウェブ上の幾何学的形状に関して及びＩＰ性能要件（現在は２５％以下のＩＰ値）を満たすことに関しての両方で、名目上は同じである。
【００４４】
追加材料は、例えば、グラビア印刷プロセス又は移動オリフィス装置によりベースウェブ１４０に塗布することができる。移動オリフィス装置は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，５３４，１１４号及び第５，９９７，６９１号により詳細に記載されており、上記特許の両方を参照により本明細書に援用する。移動オリフィス装置を用いて交互のＩＰを有する平行な帯状領域を得るために、交互オリフィスの公称直径は、帯状領域が交互の量の追加材料を受け取るように交互パターンで異なり得る。
【００４５】
グラビアプロセスを用いる場合、グラビアロールは、例えば、約５０インチの横方向幅を有する帯を印刷可能であるように約５０インチの軸方向長さを有し得る。グラビアロールは、ベースウェブへの転写用の追加溶液を受け取るセルを有する周方向に離間した領域を有することが好ましい。これらの離間領域の、グラビアロールの周方向で測定した幅は、得られる包装具の帯の所望の幅に対応することが好ましい。さらに、これらの離間領域は、得られる包装具の帯状領域のピッチに対応する距離だけ相互に周方向にさらに離間する。
【００４６】
各離間領域内で、グラビアロールに複数の略六角形の挿入セルを設ける。六角形セルは約８５線で配置することができる。３３コレスタ単位又は４６コレスタ単位の多孔度を有するベースウェブを用いる場合、各六角形セルは、約４８μｍ（マイクロメートル）〜約５２μｍ、好ましくは約５０μｍの深さを有し得る。隣接する六角形セルは、通常は相互に約１０μｍ〜約１４μｍ離間しており、グラビアローラの表面に対して約６０°の角度で下方に傾斜した側壁を有する。得られる六角形セルは、約２８５μｍ〜約２９５μｍの開口を有する。ベースウェブの通気度が６０コレスタ単位程度である場合、六角形セルの深さは約６０μｍであり得る。隣接する帯１２６、１２６ａの交互のＩＰ性能を得るために、グラビアロールにおける対応のセルの深さを適宜調整することができる。代替的に、隣接する帯１２６、１２６ａの幅を調整して、追加材料をグラビアロールにより塗布する速度を変えることができる。さらにまた、セル深さ及び帯幅の組み合わせを用いて、交互の帯ＩＰ性能を得ることができる。さらにまた、隣接する帯の六角形セル間の間隔を変えることができる。他の同等のメカニズムも当業者の技術範囲内であり得る。
【００４７】
当業者であれば、グラビアローラの六角形セルを、例えばエッチングを含む既知のプロセスを用いて作製できることを理解するであろう。
【００４８】
得られる包装具を続いて用いて、喫煙物品１２０（図１を参照）を構成する。喫煙物品１２０は、一定量のカットフィラー煙草１２４を包む包装具１２３を有する煙草ロッド１２２を通常は含む。適当なフィルタ１３２を、煙草ロッド１２２の一端に設けることができる。上述の包装具を用いると、煙草ロッド１２２（したがって喫煙物品１２０）は、実質的にベタ帯状の追加材料配置を示し、帯１２６、１２６ａは、煙草ロッド１２２にわたって周方向に延び、（軸１３４の方向に沿って測定して）約６ｍｍ〜約７ｍｍの範囲の、好ましくは約７ｍｍの帯幅を有する。
【００４９】
記載されているように本実施形態において１，２ポリプロピレングリコール等の抗シワ剤を含むことにより、以下の説明でさらに詳述するが具体的には以下を含む関連の利点を得ることができる。
・水溶液が包装具にシワ及び／又は折れを作る傾向に対する対策を提供すること、
・商業的に実現可能な印刷速度で追加水溶液系を用いた単一塗布での、ベースウェブの複雑なパターンの印刷を可能にすること、及び／又は
・より長い有効保存寿命を含む追加溶液の安定性を提供することで、印刷作業中の費用及び無駄を減らすこと。
【００５０】
記載されているように本実施形態でチョークを含むことにより、パターン付き及び／又は帯付き紙シガレットが自己消火する傾向を抑え、消費者に対する製品の外観を高め、且つ上記で要約し以下の説明でさらに詳述するこれら及び他の関連の利点を得ることができる。
【００５１】
同じく当然ながら、図１を参照して説明したベタ帯構成により、喫煙物品に所望のＩＰ性能、すなわち２５％以下のＩＰ性能を提供可能であり且つ様々な用途で２５％未満のＩＰ性能を含み得る包装具が得られる。
【００５２】
好ましくは追加澱粉水溶液の塗布が直面する困難
澱粉水溶液をパターン付き及び／又は帯付き包装具の作製用の追加材料として用いて、かかるパターン付き及び／又は帯付き包装具を用いて製造される喫煙物品のＩＰ性能を制御するという概念には、利点がある。しかしながら、ベースウェブへの澱粉水溶液の塗布には困難がある。例えば、澱粉水溶液は、ベースウェブ１４０（図２を参照）の不規則な粗い多孔質表面に浸透する傾向があり、パターン状及び／又は帯状領域の付近でベースウェブの横方向収縮を引き起こす傾向がある。最後の点に関して、澱粉水溶液をベースウェブに横方向寸法で約３６インチ塗布すると、ウェブが乾燥時に０．５０インチ〜０．７５インチ収縮し得ることが観察された。この収縮度は、印刷及び他の変換作業を通した適切なウェブトラッキングの維持を妨げる。
【００５３】
収縮がパターン状及び／又は帯状領域に局在化されるので、隣接するパターン状及び／又は帯状領域間の空間におけるベースウェブの横方向幅は、パターン状及び／又は帯状領域におけるベースウェブの横方向幅よりも大きい。横方向幅のこの不一致は、パターン状及び／又は帯状領域間の空間におけるベースウェブの横方向の波打ちを引き起こす。
【００５４】
包装具におけるこのような波打ちは、包装具のその後の取り扱い及び包装具からの喫煙物品の製造の両方に悪影響を及ぼす。例えば、波打ちのある包装具をスプールに巻き付けるか、又はスリッティングしてボビンに巻き付ける際に、巻き付けプロセスが波打ちを平らにすることで包装具に折れが生じる。折れの生じた包装具を用いて喫煙物品を製造すると、包装具におけるこれらの折れが喫煙物品に反映され、視覚的に許容不可能な喫煙物品となる。
【００５５】
抗シワ剤
本明細書中の教示と一致するようにパターン付き及び／又は帯付き包装具を作製するのに用いる澱粉水溶液に抗シワ剤（好ましくは、プロピレングリコール等）を含むことで、横方向収縮を動作管理可能なレベルに減らし、顕著なシワを軽減し、且つ最初に現れた折れ問題を本質的になくすことができる。抗シワ剤を含むことにさらに他の利益もあることが分かった。例えば、抗シワ剤を澱粉水溶液に組み込む場合、抗シワ剤は、乾燥プロセス中及び完成紙において澱粉の弾性がより高くなるように可塑剤として機能する。パターン状及び／又は帯状領域におけるクラッキング及びフレーキングが軽減された。さらに、抗シワ剤の存在は、澱粉溶液をベースウェブの表面上により多く留まらせてその材料により少なく浸透させることで、成膜を改善すると思われる。抗シワ剤を含む澱粉水溶液から形成したパターン状及び／又は帯状領域の付近の包装具の収縮は、３６インチ幅のベースウェブで約０．０６２５インチ〜０．１２５インチの範囲、つまり折れも過度の波打ちも招かない範囲にあることが観察された。さらに、澱粉水溶液に抗シワ剤を含むことで、塗布すべき追加材料を単一の塗布、印刷パス等でベースウェブに塗布することが可能となることが分かったが、これは、十分な乾燥能力がこのような実施で確立される場合に限る。さらに、パターン状に塗布すべき澱粉水溶液に抗シワ剤を含むと、複数の印刷ステーションを用いる場合に印刷見当（print registration）をより正確に維持できるので、ベタ帯領域よりも複雑さが示され得る。さらに、澱粉水溶液のポットライフは、本明細書に開示した抗シワ剤を含むことにより実質的に改善される。
【００５６】
上記利点は、当業者には以下の教示からよりよく理解されるであろう。次に図２を参照すると、追加材料領域１２６、１２６ａは、喫煙物品のＩＰ及びＳＥ特性を決定及び調節する。これらの追加材料領域１２６、１２６ａは、包装具１２３のベースウェブ１４０（図２を参照）に塗布され、続いて従来のシガレット製造機器において煙草ロッドに形成される。ベースウェブ１４０の公称通気度は、約２５コレスタ〜約１００コレスタの範囲であり得る。現在、ベースウェブの好ましい公称通気度は、約３３コレスタ〜約６５コレスタの範囲にあり、最も好ましい公称通気度は約３３〜約６０である。ベースウェブ１４０は、包装具１２３の長さに沿って延びる長手方向１４２と、長手方向１４２に対して概ね垂直であるか又は横断するように包装具１２３にわたって横方向に延びる横方向１４４とを有する。
【００５７】
これらの追加材料領域１２６、１２６ａは、好ましくは印刷技法によりベースウェブ１４０に塗布することができる。１つ又は複数の印刷技法（ダイレクト印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷等からなる群から選択される）を用いて、領域１２６、１２６ａを塗布できるが、好ましくはグラビア印刷プロセスを用いる。グラビア印刷は、堆積速度、堆積パターン等の十分な制御を提供し、ベースウェブ１４０への高速印刷に適している。本開示の目的上、「高速」印刷は、ベースウェブ１４０が約３００フィート／分を超える線速度で印刷プロセスを進む印刷プロセスを指す。シガレット製造の目的では、４５０フィート／分を超えるベースウェブ印刷速度が好ましく、５００フィート／分以上の速度がさらにより好ましい。この点で、追加材料の堆積速度及び堆積した追加材料のパターンの品質は、高速印刷プロセスにより準備された包装具を低速印刷プロセスにより準備された包装具と比較した場合にかなり異なり得る。高速印刷動作は、所望のＩＰ値（性能）及び所望のＳＥ値（性能）の両方を達成できる。
【００５８】
驚くことに、ベースウェブを、１０００フィート／分で、許容可能な紙外観で（すなわち、品質欠陥なしで）、且つ折れ又はシワの統計的な多発又は許容不可能な発生を伴わずに、図７を参照して説明される実施形態による帯を含むよう変換（印刷）できることが分かった。
【００５９】
この説明の１つの目的は、煙草ロッドに形成されると２５％以下のＩＰ値を示す、商業規模の高速で製造された包装具１２３（図２を参照）を提供することである。したがって、得られる印刷領域の堆積速度及び堆積特性は、ここでは高速印刷の重要な特徴である。このＩＰ値は、現時点では十分であると考えられるが、さらにより好ましいのは、得られる喫煙物品の約１５％以下のＩＰ値であり、最も好ましい得られる物品のＩＰ値は約１０％以下である。より低いＳＥ値も望まれる。これに関連して、５０％以下のＳＥ値が望ましく、より好ましいＳＥ値は約２５％未満であり、最も好ましいＳＥ値は約１０％未満である。
【００６０】
追加材料領域で用いられる材料は、本明細書に記載の包装具を用いて製造した喫煙物品のＩＰ及びＳＥ性能で重要であり得る。一実施形態では、追加材料領域は、炭酸カルシウム（又はチョーク）粒子、澱粉、及び抗シワ剤の混合物を含む溶液で印刷することができる。澱粉及び抗シワ剤溶液と同様に、炭酸カルシウム（又はチョーク）粒子、澱粉、及び抗シワ剤の混合物を含む溶液が水溶液として塗布されるが、非水溶液も本開示の趣旨及び範囲内にある。
【００６１】
本開示は、さまざまな抗シワ剤が本明細書に記載の所望の特性を得るのに適していることを考慮している。例えば、抗シワ剤は、グリセリン、１，２プロピレングリコール、プロピレングリコール等からなる群から選択され得る。特に、抗シワ剤としてプロピレングリコールが最も好ましい。
【００６２】
一般的には、本開示は、抗シワ剤及び炭酸カルシウムの組み合わせを公称澱粉水溶液に添加して、印刷に用いるべき追加溶液を得ることを考慮している。この説明で用いる公称澱粉水溶液では、澱粉は、公称溶液重量の約２５％〜約３５％を含み得る。好ましくは、澱粉は、公称溶液の約２８重量％〜約３２重量％を含み得る。最も好ましくは、澱粉は、公称溶液の約３０重量％を含み得る。
【００６３】
抗シワ剤を公称澱粉溶液に添加することが好ましく、抗シワ剤の重量は、公称澱粉溶液中の澱粉の重量の約１０％〜乾燥機器がプロピレングリコール含有溶液を十分に乾燥させる能力により設定される上限値の範囲にある。定量的には、当該上限値は従来のグラビア印刷装置で約３０％である。好ましくは、抗シワ剤の重量は、約２０％〜約３０％の範囲となる。最も好ましくは、抗シワ剤の重量は、公称澱粉溶液中の澱粉の重量の約２５％となる。
【００６４】
実施例
以下の例示的且つ非限定的な実施例は、さらなる説明を提供するためのものである。表Ｉ及びＩＩに示す結果は、抗シワ添加剤（anti-wrinkling agent additive）を含まない印刷溶液の初期粘度及び時間安定性と、抗シワ添加剤を含む印刷溶液の初期粘度及び時間安定性とを比較したものである。表Ｉ（１，２プロピレングリコールに関する）及び表ＩＩ（グリセリンに関する）に記録された観察記録は、１，２プロピレングリコール又はグリセリン等の抗シワ剤を含有する印刷溶液が、はるかに長期間にわたり低い粘度を有するという点で、初期粘度がより低くより安定していることを示す。
【００６５】
【表３】
2014519821.tif 000005
１ＣａＣＯ３を２４％乾燥澱粉の水溶液に添加し、溶液中に存在する添加したＣａＣＯ３対乾燥澱粉の重量比は、０．８：１．０である。
２ＣａＣＯ３を２４％乾燥澱粉の水溶液に添加し、溶液中に存在する添加した１，２プロピレングリコール対添加したＣａＣＯ３対乾燥澱粉の重量比は、１．０：０．８：１．０である。
【００６６】
【表４】
2014519821.tif 000006
１ＣａＣＯ３を２０％乾燥澱粉の水溶液に添加し、溶液中に存在する添加したＣａＣＯ３対乾燥澱粉の重量比は、１：１である。
２ＣａＣＯ３及びグリセリンを２０％乾燥澱粉の水溶液に添加し、溶液中に存在する添加したグリセリン対添加したＣａＣＯ３対乾燥澱粉の重量比は、１：５：５である。
【００６７】
上記の表は、抗シワ剤を用いた印刷溶液の有用保存寿命が、その粘度で測定した場合、抗シワ剤を含まない印刷溶液の保存寿命の本質的に２倍であることを示す。したがって、追加領域に塗布する材料に抗シワ剤を添加すると、追加材料の領域の形成に用いる印刷溶液のレオロジー特性が改善される。
【００６８】
追加材料を印刷技法で塗布する際、塗布材料の粘度が重要である。塗布材料の粘度が経時的に増加する場合、追加材料の保存寿命又はポットライフは有限であり、その後に材料はその実用性を失う。表１が示すように、塗布材料配合物への抗シワ剤の添加により、追加材料の初期粘度を約２０％低減することができる。さらに、追加材料の保存寿命又はポットライフは、抗シワ剤を有しない材料と比較して少なくとも２倍以上増加する。
【００６９】
表ＩＩＩ及び表ＩＶに示す結果は、印刷溶液への抗シワ剤の添加が、ＩＰ性能に許容不可能なほど影響することなく（すなわち、許容可能なＩＰレベルを維持しつつ）自由燃焼ＳＥを低減することが分かったことを示す。表ＩＩＩに提示した情報の目的で、シガレット４０本のバッチを試験してＩＰ性能を得る一方で、シガレット２０本のバッチを各角度位置で試験してＳＥ性能を得た。
【００７０】
【表５】
2014519821.tif 000007
１１，２プロピレングリコールを２２％乾燥澱粉の水溶液に添加し、１，２プロピレングリコール対乾燥澱粉の比を１．０：１．０として１，２プロピレングリコールを澱粉溶液に添加し、ＣａＣＯ３を、溶液中で用いた乾燥澱粉の重量に対して測定した記載の重量パーセンテージで澱粉溶液に添加した。
【００７１】
表ＩＩＩから特定の結論を出すことができる。例えば、ＩＰは、７ｍｍ帯に関する２５％の目標値未満に留まった。さらに、ＩＰは、ＣａＣＯ３重量が澱粉重量の８０％未満である場合に２５％の目標値未満に留まった。さらに、平均ＳＥ値は、ＣａＣＯ３重量が澱粉重量の４０％を超えた場合に７０％以下であり、０°でのＳＥは、ＣａＣＯ３重量が澱粉重量の４０％を超えた場合に２５以下であった。
【００７２】
追加材料に抗シワ剤を含むことで、得られるパターン付き及び／又は帯付き包装具の特性も改善される。より詳細には、抗シワ剤は、包装具上で乾燥させると追加材料の可撓性を高めることが分かった（すなわち、可塑剤として働く）。結果として、追加材料の帯は、抗シワ剤を配合物中で用いない包装具の帯よりも取り扱い及び使用中にベースウェブから分離し難い。さらに、上述のように、追加材料への抗シワ剤の組み込みは、抗シワ剤を含むがＩＰ性能の低下を伴わない追加材料の帯を有する包装具から作製した喫煙物品において、ＳＥ性能の向上をもたらす。
【００７３】
澱粉溶液中での抗シワ剤の働きは十分に理解されていないが、抗シワ剤が澱粉溶液中で可塑剤としても機能すると考えられる。可塑剤としても機能可能である抗シワ剤を含まない澱粉溶液は、紙構造の上面に浸透する傾向がある。さらに、抗シワ剤なしでは、澱粉溶液が乾燥時に収縮する又は縮む傾向がある。この収縮及び／又は縮みは、下にあるウェブも、すなわちパターン状及び／又は帯状領域の下の区域において収縮させるか又は縮ませる。例として、３６インチ幅の紙ウェブの幅が、パターン状及び／又は帯状領域で約０．５インチ〜約０．７５インチも、換言すれば１％〜約２％も収縮し得ることが、観察により分かった。
【００７４】
下にあるウェブは、パターン状及び／又は帯状領域間では収縮しないので、パターン状及び／又は帯状領域間の領域は波打ちを呈し、この波は下にあるウェブの長手方向に延び、下にあるウェブのクロスウェブ又は横方向で波の起伏が生じる。下にあるウェブをシガレット製造用サイズに長手方向にスリッティング分割した後に、紙ウェブのこれらの長手方向部分のそれぞれを対応のボビンにきつく巻き付ける。したがって、上述の起伏は、非帯状領域に折れをもたらすことがあり、ここでパターン状及び／又は帯状領域の収縮により生じた幅の縮小を調整するように紙が折り重なる。包装具におけるこのような折れは、概して煙草ロッド製造に許容不可能である。
【００７５】
したがって、パターン状及び／又は帯状領域の収縮は、包装具の非帯状又は非印刷区域のシワの原因であると思われる。再び、そのメカニズムは十分に理解されていないが、澱粉溶液への抗シワ剤の添加は、印刷層又は帯状領域の可撓性を高めると思われる。当該可撓性は、印刷澱粉層の弾性がより高いことから得ることができる。当該可撓性は、紙構造への印刷層の浸透が少ないことで印刷層が紙ウェブの表面上により多く残ることからも得ることができる。これらのメカニズム、これらのメカニズムの組み合わせ、又は他の何らかのメカニズムが有効である否かに関係なく、包装具が撓む際に、層又はパターン状及び／又は帯状領域の弾性増加が、層又はパターン状及び／又は帯状領域が包装具から分離する可能性を減らすことが観察により示される。さらに、層又はパターン状及び／又は帯状領域の弾性は、塗布した溶液の乾燥に伴い層又は帯状領域の寸法をその下の紙に適合させると思われ、したがってパターン状及び／又は帯状領域の収縮が減ると同時にパターン状及び／又は帯状領域間のシワ及び／又はパッカーリングも減る。したがって、澱粉溶液への抗シワ剤の組み込みは、上述のシワを抑制する。
【００７６】
本明細書に開示する抗シワ剤のさらに別の利点は、溶液の成膜属性に関する。より詳細には、追加材料に抗シワ剤を含むことで、追加材料を塗布されるベースウェブの表面に関する追加材料の成膜特性が改善されると思われる。この改善した成膜特性は、追加材料から構成したパターン付き及び／又は帯付き包装具のＩＰ性能を向上させると考えられる。
【００７７】
抗シワ剤を澱粉溶液に添加すると、パターン状及び／又は帯状領域の通気度が改善され、すなわち、通気度がより均一になり、且つ可塑剤を用いない帯の通気度よりも低くなる。この現象は、必要な澱粉溶液量を単一の印刷ステップで塗布又は印刷できるので有意義である。当業者であれば、これまでに、パターン状及び／又は帯状領域で必要な通気度低下をもたらすために複数の印刷ステップが通常は必要だったことを理解するであろう。
【００７８】
炭酸カルシウム
炭酸カルシウム又はチョークを、抗シワ剤に加えて公称澱粉溶液に添加することが好ましく、チョークの重量は、公称溶液中の澱粉の重量の約３０％〜約８０％の範囲にあり得る。３３コレスタの紙を用いる場合、約６０％の炭酸カルシウムの添加が目下好ましい。４６コレスタ〜６０コレスタの紙を用いる場合、約８０％の炭酸カルシウムの添加が目下好ましい。チョークを公称澱粉溶液に添加して、未被覆ベースウェブ材料の反射度に匹敵するように得られる追加材料の反射度を調整することができる。かかる反射度では、追加材料から構成したパターン状及び／又は帯状領域は、注意深く見なければあまり見えない。
【００７９】
ＣａＣＯ３対澱粉比は、高速印刷により準備した場合の本開示の包装具から作った喫煙物品のＩＰ及びＳＥ性能を決定するのに重要な因子でもあり得る。ＣａＣＯ３対澱粉比は、追加材料領域に関する炭酸カルシウム対澱粉の重量比として決定される。より具体的には、約０．８未満のＣａＣＯ３対澱粉比が、約２５％未満のＳＥ（０°での）性能の向上と共に所望のＩＰ性能を得るのに好ましい。ＣａＣＯ３は、本明細書に記載の理由の中でも特に、そのＳＥ性能を向上させるために記載した実施形態の構成に含まれる。
【００８０】
上記説明及び添付図面は、当業者が喫煙物品用のパターン付き及び／又は帯付き包装具を製造する方法を理解する助けとなる。そのプロセスにおいて、追加材料のパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａ（図２を参照）を、ベースウェブ１２３の片面に離間した場所として設ける。これらのパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの間隔は、ベースウェブ１４０の長手方向１４２でのこれらのパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの幅よりも実質的に大きいように選択することができる。パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの幅は、約５ｍｍ（ミリメートル）〜約１０ｍｍの範囲にあるように選択することができ、これらのパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａ間の間隔（当該間隔は、１つのパターン状及び／又は帯状領域の後縁から次の隣接するパターン状及び／又は帯状領域の前縁までの距離として測定する）は、約１２ｍｍ〜約４０ｍｍの範囲とすることができる。
【００８１】
好ましい澱粉組成物及びそれらの調製
本開示のパターン状及び／又は帯状領域は、澱粉、チョーク又はＣａＣＯ３、及び抗シワ剤を含有する水溶液を含むことが好ましい。多くのタイプの澱粉が考えられるが、タピオカ澱粉が層の澱粉成分として目下好ましい。適当な市販の澱粉は、Corn Products Internationalの子会社であるNational Starchから入手可能なＦＬＯ−ＭＡＸ８である。
【００８２】
澱粉材料の特定の特徴が、パターン付き原紙を喫煙物品に形成した場合に非常に低い延燃性値をもたらす所定のパターンを生じさせることが分かった。さらにより驚くべきことに、いくつかの既知の澱粉材料の標準仕様内で、材料特性のバッチ間変動が得られる喫煙物品の延燃性に影響し得ることが認識された。例として、National StarchによりＦｌｏ−Ｍａｘ８として市販されている酸化タピオカ澱粉の仕様は、１％溶液中のｐＨが４．５〜６．５の範囲にあり、粒子の分子量が１０，０００を超えることを示す。驚くべきことに、約６〜約６．５の範囲のｐＨを有するＦｌｏ−Ｍａｘ８のバッチで所定のパターンをベースウェブに塗布した場合、ＩＰは、ｐＨが約６未満だが依然として製造業者の仕様の範囲内にある他のＦｌｏ−Ｍａｘ８バッチと比較してはるかに向上することが分かった。
【００８３】
包装具への膜の塗布に用いる澱粉パラメータの選択において、さまざまなバランス又は妥協が必要である。例えば、高分子量澱粉は、効果的な通気度低下をもたらし得るが、こうした高分子量澱粉は、低濃度で用いなければならず、溶液の含水量が非常に多くなる。しかしながら、高含水量膜は、多孔質包装具で効果的に乾燥するのがはるかに困難である。
【００８４】
十分には理解されていないが、酸化澱粉の好ましいｐＨ範囲は、より酸性度の高い（すなわち、ｐＨがより低い）澱粉よりも長いポリマー鎖を与える、澱粉ポリマー鎖のより低い酸化度、つまり不完全な酸化を反映すると考えられる。
【００８５】
これらの理解に基づき、パターン付き包装具のＩＰの顕著な改善が、特定の改善された特性を有する澱粉溶液で得られることが分かった。酸化澱粉を含む水溶液のこれらの特性は、約６〜約６．５の範囲のｐＨ、少なくとも約６５ダイン／センチメートルの表面張力、約５０センチポアズ以下の室温粘度、及び乾燥粒子で約４ミクロン〜約４０ミクロンの範囲の粒径分布を含む。さらに、粒子は、溶液が約２５％〜約３５％の範囲の澱粉濃度を有し得るような分子量を有することが好ましい。好ましくは、澱粉は酸化タピオカ澱粉を含む。
【００８６】
ベースウェブ又は包装具への塗布に用いる澱粉水溶液は、澱粉／水混合物を作ることにより通常は調製され、これは、最初に所望の重量の乾燥澱粉粉末を所望の重量の室温水（すなわち、約１５℃〜約２５℃）と混合して、予め選択した濃度を有する澱粉／水混合物を得ることにより行われる。例えば、予め選択した濃度が２０％である澱粉／水溶液を調製するためには、２０重量部の澱粉を８０重量部の水と混合する。澱粉／水溶液を、続いて約９０℃〜約９５℃の範囲の高サブ沸騰温度（sub-boiling temperature）、すなわち沸騰温度未満に加熱する。澱粉／水溶液は、熱ソーキング（thermal soaking）のために高温で約２０分〜約３０分保持される。続いて、澱粉／水溶液を室温に冷却する。当該冷却ステップは、自然に生じる熱移動プロセス等により受動的に行われ得るか、又は冷却浴への浸漬、若しくは従来の機械的冷却システムの使用等により能動的（又は強制的）であり得る。混合ステップ、加熱ステップ、熱ソーキングステップ、及び冷却ステップを通して、澱粉／水混合物を攪拌する。攪拌は、連続的又は実質的に連続的であり得る。炭酸カルシウム等の付加的な成分を澱粉／水溶液に組み込む場合、これらの成分は、澱粉／水溶液が熱ソーキングステップ後に室温に戻った後に添加すべきである。
【００８７】
上記で特定した特徴を有し上述のように調製した澱粉水溶液は、例として限定はされないがグラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、吹き付け、及びダイコート印刷からなる群を含む多数の印刷技法のいずれかを用いてベースウェブに塗布することができる。他の印刷プロセスも適している場合があり、本明細書の教示の範囲内にあることが意図される。しかしながら、好ましくは、グラビア印刷を用いて澱粉溶液をベースウェブに塗布し、パターン付き包装具を得ることができる。
【００８８】
驚くべきことに、ＣａＣＯ３／澱粉比が、高速印刷により準備した本開示の包装具から作った喫煙物品のＩＰ及びＳＥ特性を決定するのに重要な因子であることが分かった。ＣａＣＯ３／澱粉比は、追加材料領域１２６、１２６ａの炭酸カルシウム対澱粉の重量比として決定される。より具体的には、少なくとも約６０％のＣａＣＯ３／澱粉比が、約２５％未満のＩＰ及びＳＥ（０）性能を得るのに好ましい。さらにより好ましいのは、約２０％未満のＩＰ及びＳＥ（０）性能を得るのに少なくとも約７０％のＣａＣＯ３／澱粉比である。
【００８９】
多くのタイプの炭酸カルシウム粒子が、本開示の趣旨及び範囲内にあると考えられる。しかしながら、現在では、Solvay Chemicals, Inc.からＳＯＣＡＬ３１として入手可能な炭酸カルシウムが適当な市販の炭酸カルシウムである。ＳＯＣＡＬ３１は、平均粒径約７０ｎｍ（ナノメートル）の超微粒沈降形態の炭酸カルシウムである。より大きな炭酸カルシウム粒子は、超微粒沈降形態の炭酸カルシウムと比較した場合にこの用途では同様に機能しないことが観察されたが、これは、粒子が大きいほど溶液から沈降する速度が速い傾向に少なくとも一部は起因し、また本明細書に記載の有益な特性を得るためにより多くの量が必要であることに少なくとも一部は起因する。
【００９０】
追加材料領域に用いる材料は、本明細書に記載の包装具を用いて製造した喫煙物品のＩＰ及びＳＥ性能において重要であり得る。一実施形態では、追加材料領域には、抗シワ剤及び炭酸カルシウム（又はチョーク）を含む澱粉溶液を印刷することができる。水性成分は乾燥し易いので、澱粉水溶液が目下好ましいが、非澱粉水溶液の使用も本開示の趣旨及び範囲内にある。
【００９１】
より詳細に上述したように、澱粉溶液への抗シワ剤の組み込みにより、澱粉水溶液を単一の印刷ステップ又は層でその下の紙ウェブに塗布することができる。
【００９２】
目下好ましい溶液は、印刷時に（at the press）（ここでの全てのパーセンテージは総溶液重量に基づく）、総溶液重量の約１８ｗｔ％〜約２３ｗｔ％（重量パーセント）、より好ましくは約２０ｗｔ％〜約２２ｗｔ％、さらにより好ましくは約２１ｗｔ％の量の澱粉と、総溶液重量の約７ｗｔ％〜約１０ｗｔ％、より好ましくは約７ｗｔ％〜約９ｗｔ％、さらにより好ましくは約８ｗｔ％の範囲の量のプロピレングリコールと、総溶液重量の約９ｗｔ％〜約１３ｗｔ％、より好ましくは約１０ｗｔ％〜約１２ｗｔ％、さらにより好ましくは約１１ｗｔ％の範囲の量の炭酸カルシウムとを含むことができ、本質的には残り（約５５ｗｔ％〜約６５ｗｔ％、より好ましくは約６０ｗｔ％の範囲の量）が水である。
【００９３】
上記の考察から、包装具のパターン状及び／又は帯状領域について多くの異なるパターンが本開示の趣旨及び範囲内にあることが、当業者にはここで明らかとなるであろう。例えば、複数の横方向に延びるベタ帯を含むパターンを説明した（図２を参照）。ベタ帯は、不連続部（図４を参照）又は複数の反復不連続部（図５を参照）も含み得る。ベタであるという説明は、本開示の目的上、追加材料領域が単一ステップで塗布されることを意味する。
【００９４】
ＩＰ性能を維持する一方でのＳＥ性能の向上
上述のように、政府の要件を満たし且つ好ましくは上回るＩＰ性能を達成することが望ましい。これは、図７を参照して説明したもの等のベタ帯構成で達成可能である。さらに、同じく前述のように、ＩＰ性能の向上は、喫煙物品のＳＥ性能に悪影響を及ぼし得る。換言すれば、ＩＰ性能が政府の要件を満たすか又は上回り得る一方で、当該ＩＰ性能は、喫煙者が手に持つと自己消火する（self extinguish when hand held by a smoker）喫煙物品、つまり１００％のＳＥに通常は関連する。喫煙者は、普通は喫煙物品に再点火する必要がないことを望むので、ＩＰ性能を維持する一方でのＳＥ性能の向上は、改良包装具に非常に望ましい特徴となる。本出願人らは、ＩＰ性能を維持する一方でこのようなＳＥ性能の向上を提供する包装具上のパターン状及び／又は帯状領域の配置を発見した。例えば、図７を参照して説明した実施形態におけるチョーク含有量の含入は、属性の中でも特にＳＥ性能の向上に寄与する。
【００９５】
チョークを塗布してＳＥ性能を向上させることに加えて、又はその代わりに、本明細書に開示する特定の帯構成及びパターンが、ＳＥ性能の向上及び所望のＩＰ性能の両方を有する喫煙物品の構成に有用である。例えば、図３等に示すようなスリット帯構成は、自由燃焼中の燻焼をより持続させることが可能だが、基板に隣接して配置されると燻焼を持続させない。
【００９６】
表Ｖを参照すると、包装具Ａは、さまざまな領域における追加量を約３．５Ｘ〜約５．５ｘの範囲とした印刷パターン状及び／又は帯状領域について、全幅６ｍｍでそれぞれ約２ｍｍの３つの領域を有するスリット帯配置を含む。追加量から、乾燥重量基準で約１ｇ／ｍ２〜約９ｇ／ｍ２の追加材料が得られ、包装具は約２６．５ｇ／ｍ２の公称坪量を有する。追加量を少なくすれば、乾燥重量基準で測定した追加材料の重量について比例的に調整された値が得られると予測される。パターン状及び／又は帯状領域の幅は、通常は長手方向に測定され、２７ｍｍの位相（すなわち、１つのパターン状及び／又は帯状領域の前縁から次の又は後続のパターン状及び／又は帯状領域の前縁までの間隔）を有する。
【００９７】
【表６】
2014519821.tif 000008
【００９８】
表Ｖにおいて、「帯状領域構成」は、燃焼中の煙草ロッドにおいて火種が進む方向に見た帯の部分の幅を簡潔に記載したものである。したがって、パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの２．５−２−２．５構成（図３を参照）は、全パターン状及び／又は帯状領域幅の第１部分又は区間２０２が２．５ｍｍであり、全パターン状及び／又は帯状領域幅の第２部分又は区間２０３が２ｍｍであり（空間であり得る）、全パターン状及び／又は帯状領域幅の第３部分又は区間２０４が２．５ｍｍであることを意味する。ここで、最初に第１部分２０２に燃焼中の煙草ロッドの進行火種が辿り着き、次に第２部分２０３に進行火種が辿り着き、最後に第３部分２０４に進行火種が辿り着く。
【００９９】
【表７】
2014519821.tif 000009
【０１００】
【表８】
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【０１０１】
【表９】
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【０１０２】
【表１０】
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【０１０３】
表ＶＩ〜表ＩＸは、多区間パターン状及び／又は帯状領域１２６（図３を参照）をシングルパス印刷動作でこれらの表に示す塗布量で作ることができることを示す。包装具Ａ〜Ｄのそれぞれにおいて、追加材料は、澱粉、チョーク又は炭酸カルシウム、及びプロピレングリコールを含有する水溶液を含むことが好ましい。当該水溶液に目下好ましい混合物は、澱粉、チョーク、及びプロピレングリコールを約１００（澱粉）、約３０％〜約８０％（チョーク）、約２０％〜約３０％（プロピレングリコール）の重量比で含み、この場合、チョーク成分及びプロピレングリコール成分は、溶液中の澱粉の重量のパーセンテージとして表したものである。澱粉のみは、水溶液中で約２５％〜約３５％の範囲にあり得る。
【０１０４】
追加材料の成分の相対的比率のいくらかの変化が、水溶液をベースウェブに塗布して乾燥させる際に変わり得る。例えば、観察によれば、１，２プロピレングリコールを抗シワ剤として用いる場合、溶液に添加したプロピレングリコールの約５０％〜約６０％が、紙ウェブ上で乾燥させた際に追加材料中に残る。他の抗シワ剤では、乾燥プロセス中にある程度の減量も起こり得る。しかしながら、かかる減量は、乾燥プロセス中の追加材料の澱粉成分及び炭酸カルシウム成分に関しては観察されなかった。
【０１０５】
追加材料領域１２６、１２６ａは、図示のように紙ウェブを横断して実質的に連続し得るか（図２を参照）、又は煙草ロッドの包装具に形成されるとＣ字形領域を画定するように１つ又は複数の長手方向に延びる分離部を有し得るか（図４を参照）、又は煙草ロッド１２２（図１を参照）の長手方向軸１３４を横断する断面で見た場合に煙草ロッドの周りに概ね対称に位置決めされた複数の材料部分１２７’（図５を参照）をもたらす複数の分離部を有し得る。
【０１０６】
さらに、包装具１２３上の追加材料領域１２６、１２６ａは、軸１４２に沿って距離ｗだけ離間した２つ以上の実質的にリング形の部分（図３を参照）に分割してもよく、距離ｗは、煙草ロッド１２２の軸１３４と概ね平行な方向に測定した場合にリング１２６、１２６ａの幅を通常は超えない。このような間隔特徴は、帯構造における「スリット」を提供する。
【０１０７】
包装具１２３上の領域１２６、１２６ａは、隣接する領域１２６、１２６ａのパッチ１２７’を他の隣接する領域１２６、１２６ａのパッチから周方向に変位させて、最終的に煙草ロッド１２２の周りに周方向に配置され得る複数のパッチ１２７（図５を参照）を含むことができる。さらに、パッチ１２７、１２７’は、米国特許出願第６０／９２４，６６６号及び米国特許出願公開第２００８／０２９５８５４号に教示されているような所定のパターンに従って配置することができ、上記出願の全内容を参照により本明細書に援用する。
【０１０８】
追加材料領域は、単層２１０として塗布することが好ましい（図６を参照）。図６におけるベースウェブ断面の図は概略的であることに留意すべきである。上述のように、ベースウェブの実際の断面は、ベースウェブを形成する無数の繊維のスライスである。シガレット包装具の場合、その厚さは約３０ミクロン（すなわち、３０×１０−６メートル又は３０μｍ）程度であり得る。追加材料の実際の厚さは≦２μｍであり、追加材料は、ベースウェブの繊維が作り出す表面に浸透し適合する傾向がある。結果として、追加材料の領域における材料堆積は、（図６のように）箱状に概略的に図示することができるが、実際には肉眼ではほぼ感知不可能である。
【０１０９】
好ましい単層（図６を参照）における材料の塗布量は、約４Ｘ〜約６Ｘの範囲にあり得る。これらの目的で、「Ｘ」は上述通りである。ベースウェブが約３３の公称コレスタ値を有する場合、約６Ｘの目下好ましい塗布量が適当であると考えられる。ベースウェブが約６０の公称コレスタ値を有する場合、約５．５Ｘの目下好ましい塗布量が適当であると考えられる。
【０１１０】
喫煙物品１２０（図７を参照）は、喫煙物品１２０の軸に沿って相互に軸方向に離間した１つ又は複数のパターン状及び／又は帯状領域２５０、２５０ａを含み得る。各パターン状及び／又は帯状領域２５０、２５０ａは、少なくとも１つの長手方向に延びるギャップ２５２がパターン状及び／又は帯状領域２５０、２５０ａの端部２５４間にあるように、また隣接する帯同士のＩＰ性能が異なるように塗布した追加材料を含み得る。図７の実施形態は、パターン状及び／又は帯状領域２５０のそれぞれにおける単一のギャップ２５２を示すが、２つ以上のギャップ２５２を喫煙物品１２０の円周にわたって設けることができる。２つ以上のギャップ２５２を設ける場合、ギャップは、相互に概ね平行であることが好ましく、喫煙物品１２０の円周にわたって相互に実質的に等間隔に離間することも好ましい。一対の実質的に径方向に対向した追加材料区域を有する喫煙物品の実施形態を、図８及び図９において見ることができる。図示のように、追加材料区域２５０、２５０’の周方向の大きさは、これらの追加材料区域２５０、２５０’間の空間又はギャップ２５２の周方向の大きさと実質的に同じであり得る。
【０１１１】
上記配置では、喫煙物品１２０が自由燃焼状態にある場合（図９を参照）、追加材料領域２５０、２５０’は、その低い通気度により煙草ロッド１２２の燃焼火種への空気流を妨げる。他方では、喫煙物品が実質的に水平な位置で保持されると、包装具１２３の底部ギャップ２５２が煙草ロッド１２２の側部に空気が自由に入るようにして、火種の燃焼を支持する。喫煙物品１２０を基板２６０上に配置すると、非常に異なる状況が起こる（図８を参照）。これらの条件下では、基板２６０は、煙草ロッド１２２の底部又は底部ギャップ２５２への上向きの空気の流れを遮る。追加材料領域２５０、２５０’及び基板２６０は協働して、空気を包装具のベースウェブ１４０に引き込むことができるはるかに小さな区域２５８、２５９を画定する。より具体的には、領域２５０の底部と基板２６０との間の鉛直区域２５８及び領域２５０’と基板２６０との間の鉛直区域２５９は、空気が煙草ロッド１２２の燻焼している火種に到達するために通過できる面積の実質的な減少をもたらす。空気中の酸素の欠乏の結果として、燃焼線が図１３に示すように位置決めされた対向した追加材料領域に達すると、喫煙物品１２０の燻焼している火種は自己消火する。空気が火種の燃焼を支援するための面積が実質的に減少した状況は、図９に示す位置と喫煙物品をその長手方向を中心に回転させた際の喫煙物品の他の位置との間の煙草ロッド１２２の回転位置に関しても存在する。
【０１１２】
しかしながら、追加領域２５０、２５０’の一方が基板２６０と接触するように喫煙物品１２０を基板２６０に載せた場合、追加領域は、空気がベースウェブ１４０を通過できる面積を依然として十分に制限することができ、基板２６０と追加領域との間で材料が協働して上記面積を減らす程度は、スナッファ（snuffer）領域２５２で生じるものと比較して小さい。この説明の目的上、スナッファ領域２５２は、煙草ロッド１２２のうち、基板２６０に載せると燃焼火種の消火を引き起こすよう働く区域である。
【０１１３】
上記実施例では、ＩＰ値の低下は、ＳＥ値の低下、及び図７のもの等の追加材料領域を備えた包装具を有する喫煙物品１２０の自由燃焼品質の改善にも関連する。図９のＳＥ実施形態が水平位置（すなわち、０°）の喫煙物品で生じることも、当業者には理解されるであろう。同様のＳＥ改善が、４５°及び９０°の他のＳＥ評価位置でも観察される。喫煙物品１２０が、喫煙物品の軸の周りで相互に４５°離間（オフセット）した３つの具体的な向きの１つで基板２６０に載せられた場合も、自己消火特性及び所望のＩＰが達成される。当然ながら、簡潔にするためにこのような方法で考察を進めた。どの側部が基板２６０に当接するかに関係なく、また喫煙物品における所望の自由燃焼品質が損なわれるほど、又は主流煙中の一酸化炭素レベルが上昇するほど成膜化合物を紙に塗布する必要なく、この説明に従ったパターンは喫煙物品を消火することができることが容易に理解されるであろう。これは、対向する成膜化合物領域が基板２６０と接触した側部から正確に９０°の場所に現れなくてもよいことを認識することにより理解することができる。これらの領域は、基板２６０と接触した側部からより近い場所又はより遠い場所に、例えば基板２６０と接触した側部から約６０°〜１２０°の場所に中心を有し得る。
【０１１４】
さらに、特定の選択パターンについて、喫煙物品を消火する能力は、長手方向の場所での成膜化合物の面積あたりの特定の重量よりも、追加材料（例えば、成膜化合物）の最小の長さ方向の大きさの提供に応じて変わり得る。矩形領域の長さは、例えば、用いる特定の設計、ベースウェブ、及び成膜化合物に関して約５．５ｍｍ以上であり得る。用いる成膜化合物の量を増加させて、通常は自由燃焼品質及びＳＥ性能を損なわせることなくＩＰ性能を向上させることができ、所望であれば、燃焼促進剤を紙に塗布してさらに高い追加レベルを支援することができる。
【０１１５】
これまでは、ベースウェブと追加材料領域との間で３：１の通気度比は、スナッファ領域の長手方向位置における紙の通気度の低下が不十分であるので、喫煙物品を消火するのに不十分であると考えられていた。しかしながら、この通気度比は、喫煙物品の円周の一部においては、下に基板２６０がある場合及び追加材料を喫煙物品１２０のうち基板２６０と接触しない側に位置付ける場合に、喫煙物品を消火するのに十分であり得る。
【０１１６】
上述の実施形態では、喫煙物品は概ね円形の断面を有する。したがって、喫煙物品の任意の側部を基板２６０に当接させることが可能である。しかしながら、本明細書で教示したパターンは、喫煙物品のどの側部が基板２６０に当接するかに関係なく、図８及び図９に関して上述の燃焼特性（２５％以下のＩＰ値及び５０％以下のＳＥ値）を実現できるようなものであり得る。好ましくは、パターンは、ベースウェブを煙草ロッド１２２に巻き付けると、成膜化合物区間が煙草ロッド１２２に沿った１つ又は複数の（好ましくは少なくとも２つの）長手方向の場所で基板２６０と接触しない対向側部に現れるよう選択される。
【０１１７】
スリット帯状領域
追加材料領域の他のパターンも、当然ながら本開示の範囲内にある。さらに、パターン状及び／又は帯状領域の形成に用いる水溶液に抗シワ剤を含むことで、複雑なパターンを得ることができる。
【０１１８】
例えば、別の実施形態では、パターン状及び／又は帯状領域は、本明細書に開示した方法のいずれかにより塗布することができる第１追加材料区間、第２追加材料区間、及び第３追加材料区間を含むことができ、第２区間は、燃焼火種がパターン状及び／又は帯状領域に接近すると溶融又は蒸発することにより第２区間により高い通気度を与える閉塞材料が充填されることが好ましい穿孔を含む。
【０１１９】
したがって、ベースウェブと、第１区間、第２区間、及び第３区間を有する少なくとも１つの横方向パターン状及び／又は帯状領域とを備えた、喫煙物品の包装具を開示する。第１区間及び第３区間は、包装具の通気度を低下させる追加材料を含む。第１区間及び第３区間のそれぞれが有する幅は、当該第１区間又は第３区間を喫煙物品の包装具に別個に塗布した場合に、喫煙物品が示す完全燃え尽き（total burn through）の発生が統計的に有意であり、且つ自由燃焼条件下での自己消火の発生が統計的に少数又は皆無であるようなものである。第１区間及び第２区間の幅の和は、これらの区間を単一の連続帯として（スリットも他の長手方向又は横方向の不連続部も伴わずに）喫煙物品の包装具に塗布した場合に、喫煙物品が示す完全燃え尽きの発生が統計的に少数又は皆無であり、且つ自由燃焼条件下の自己消火の発生が統計的に有意であるようなものである。第１区間及び第３区間は、第２区間により分離される。包装具は、第１区間及び第３区間に沿ってよりも第２区間に沿って高い通気度を有する。第２区間が、第１区間及び第３区間（均等又は不均等な幅を有し得る）のいずれかの幅よりも小さな幅を有することにより、第１区間及び第３区間を単一の連続帯として塗布した包装具を備えた喫煙物品と比較して、第１区間、第２区間、及び第３区間を備えた点火済みの喫煙物品が示す自由燃焼条件下での自己消火の発生が統計的に少ない一方で、統計的に少数又は皆無の完全燃え尽きの発生が維持される。好ましくは、第１区間及び第３区間は、第１区間及び第３区間にわたって均一な追加材料を有する。任意に、第２区間は、第１区間及び第３区間と本質的に等しい幅を有し得る。
【０１２０】
パターン状及び／又は帯状領域の追加材料の総重量は、０．５グラム毎平方メートル（「ｇｓｍ」）〜１５グラム毎平方メートルの範囲にあることが好ましい。従来のシガレットペーパーは、通気性があり、通気度は、単位圧力低下（すなわち、水柱ｃｍ）あたりの単位面積（すなわち、ｃｍ２）あたりの体積流量（すなわち、ｃｍ３／秒）で紙の通気度を測定したコレスタで一般的には指定される。シガレットペーパーの通気度は、通常は２０コレスタを超え、好ましくは、シガレットペーパーは、約３３コレスタ〜約６０コレスタの通気度及び約２２ｇｓｍ〜３０ｇｓｍの坪量を有する。しかしながら、パターン状及び／又は帯状領域及びその下のシガレットペーパーを通る通気度は、０コレスタ〜１５コレスタの範囲にあることが好ましい。通気度の低下は、パターン状及び／又は帯状領域の付近でのシガレット火種の燃焼を支援するのに必要な空気流を制限することが好ましい。
【０１２１】
第１区間及び第３区間は、中間の第２区間よりも大きなグラム毎平方メートル坪量を有することが好ましく、例えば、第１区間及び第３区間のグラム毎平方メートル秤量は、第２区間のグラム毎平方メートル秤量の少なくとも２倍であり得る。第２区間はギャップを含み得る。本明細書で用いる場合、用語「ギャップ」は、第１区間と第３区間との間の、通気度を低下させる追加材料が一切ない（すなわち、通気度を低下させる追加材料層を含まない）パターン状及び／又は帯状領域の個別区域を指す。第２区間での燃焼を助けるために、包装具は、第２区間の場所に酸化鉄を含み得る。第２区間は、第１区間及び第３区間よりも高い通気度を有することが好ましい。
【０１２２】
ベースウェブの非帯状区域は、通気度を低下させる追加材料を含まないことが好ましい。図１１を参照して後述するように、横方向パターン状及び／又は帯状領域は、４つ以上の区間を含み得る。例えば、横方向パターン状及び／又は帯状領域は、例えば５つの区間を含むことができ、第２区間及び第４区間が第１区間、第３区間、及び第５区間を分離し、包装具は、第１区間、第３区間、及び第５区間に沿ってよりも第２区間及び第４区間に沿って高い通気度を有する。
【０１２３】
ベースウェブと横方向パターン状及び／又は帯状追加材料領域とを備えた、喫煙物品の包装具も提供される。横方向パターン状及び／又は帯状領域は、基板上に放置された場合に横方向パターン状及び／又は帯状領域を含む喫煙物品の消火を引き起こすよう設計される。包装具は、包装具を備えた喫煙物品の自己消火の発生が中間区間のないものよりも統計的に少ないように、横方向パターン状及び／又は帯状領域沿って通気度のより高い中間区域をさらに備える。
【０１２４】
さらに別の実施形態では、喫煙物品の包装具は、ベースウェブと、ベースウェブ上の第１区間、第２区間、及び第３区間を備えた少なくとも１つの横方向パターン状及び／又は帯状領域とを備える。少なくとも１つの横方向パターン状及び／又は帯状領域は、フィラーを含まなくてもよく、任意に区間の少なくとも１つが、フィラーを含む追加材料から少なくとも部分的に形成される。追加材料は、第１区間及び第３区間にわたって均一であることが好ましい。第１区間及び第３区間は、第２区間の外側にあり、第２区間における全体的な包装具構造は、第１区間及び第３区間における全体的な包装具構造と比較して高い通気度を有する。
【０１２５】
さらに、ベースウェブと、ベースウェブ上の第１区間、第２区間、及び第３区間を備えた少なくとも１つの横方向パターン状及び／又は帯状領域とを備えた、喫煙物品の包装具を提供する。第１区間及び第３区間は、第２区間の外側にあり、第２区間は、第１区間及び第３区間と比較して高い通気度を有し、第２区間と第１区間及び第３区間とは、追加材料を含む。
【０１２６】
さらに、ベースウェブを供給するステップと、ベースウェブ上に第１区間、第２区間、及び第３区間を備えた少なくとも１つの横方向パターン状及び／又は帯状領域を形成するステップとを含む、喫煙物品のパターン付き及び／又は帯付き包装具を作製する方法を提供する。第１区間及び第３区間は、第２区間の外側にあり、第２区間は、第１区間及び第３区間と比較して高い通気度を有し、少なくとも第１区間及び第３区間は、フィラーを含まない追加材料から形成される。任意に区間の少なくとも１つが、フィラーを含む追加材料から少なくとも部分的に形成される。追加材料は、第１区間及び第３区間にわたって均一であることが好ましい。
【０１２７】
さらに、ベースウェブを供給するステップと、ベースウェブ上に第１区間、第２区間、及び第３区間を備えた少なくとも１つの横方向パターン状及び／又は帯状領域を形成するステップとを含む、喫煙物品のパターン付き及び／又は帯付き包装具を作製する方法を提供する。第１区間及び第３区間は、第２区間の外側にあり、第２区間は、第１区間及び第３区間と比較して高い通気度を有し、第２区間と第１区間及び第３区間とは、追加材料から形成される。任意に区間の少なくとも１つが、フィラーを含む追加材料から少なくとも部分的に形成される。追加材料は、第１区間及び第３区間にわたって均一であることが好ましい。
【０１２８】
図１０〜図１３は、本明細書に記載のスリットパターン付き及び／又は帯付き紙を備えた喫煙物品を示す。具体的には、図１０は、第２区間又は不連続部４０４により分離された第１追加材料区間及び第３追加材料区間４００、４０２をそれぞれが備えた２つのパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａを有する喫煙物品を示し、第２区間４０４は、ギャップの形態であってもよく、又は追加材料を減らした区間の形態であってもよい。第１追加材料区間及び第３追加材料区間４００、４０２はそれぞれ、例えば幅を約２ｍｍ〜５ｍｍとすることができ、第２区間４０４は、例えば幅を約１ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。より具体的には、第１追加材料区間及び第３追加材料区間４００、４０２はそれぞれ、例えば幅を約３ｍｍとすることができ、第２区間４０４は、例えば幅を約１．５ｍｍ〜約２ｍｍとすることができる。第１追加材料区間及び第３追加材料区間４００、４０２は、上述の成分を有する追加材料の単層を含むことが好ましい。追加材料は、第１区間及び第３区間４００、４０２にわたって実質的に均一であることが好ましい。
【０１２９】
図１１は、第２区間及び第４区間又は不連続部４１６、４１８により分離された第１追加材料区間、第３追加材料区間、及び第５追加材料区間４１０、４１２、４１４をそれぞれが備えた２つのパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａを有する喫煙物品を示し、第２区間及び第４区間４１６、４１８は、ギャップの形態であってもよく、又は追加材料レベルを減らした形態であってもよい。第１追加材料区間、第３追加材料区間、及び第５追加材料区間４１０、４１２、４１４はそれぞれ、例えば幅を約２ｍｍ〜３ｍｍとすることができ、第２区間及び第４区間４１６、４１８はそれぞれ、例えば幅を約１ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。より好ましくは、第１追加材料区間、第３追加材料区間、及び第５追加材料区間４１０、４１２、４１４はそれぞれ、例えば幅を約２ｍｍとすることができ、第２区間及び第４区間４１６、４１８はそれぞれ、例えば幅を約１ｍｍ以下とすることができる。第１追加材料区間、第３追加材料区間、及び第５追加材料区間４１０、４１２、４１４は、追加材料の単層を含むことが好ましい。追加材料は、第１追加材料区間、第３追加材料区間、及び第５追加材料区間４１０、４１２、４１４にわたって実質的に均一であることが好ましい。
【０１３０】
図１２は、第２少量追加材料区間４２４により分離された第１追加材料区域及び第３追加材料区域４２０、４２２をそれぞれが備えた２つの帯状領域１２６、１２６ａを有する喫煙物品を示す。第１追加材料区域及び第３追加材料区域４２０、４２２はそれぞれ、例えば幅を約２ｍｍ〜３ｍｍとすることができ、第２少量追加材料区域４２４は、例えば幅を約１ｍｍ〜３ｍｍとすることができる。より好ましくは、第１追加材料区域及び第３追加材料区域４２０、４２２はそれぞれ、例えば幅を約３ｍｍとすることができ、第２少量追加材料区域４２４は、例えば幅を約２ｍｍ以下とすることができる。第１追加材料区域及び第３追加材料区域４２０、４２２は、追加材料の単層を含むことが好ましい。追加材料は、第１追加材料区域及び第３追加材料区域４２０、４２２にわたって均一であることが好ましい。
【０１３１】
図１０〜図１３を参照すると、スリット帯付き紙は、以前のパターン付き及び／又は帯付き紙の設計よりも所与のＣＯレベルに関して通気度が低い包装具の使用を容易にする。例えば、３３コレスタの通気度及び１１ｍｇのＣＯ（ＦＴＣ）排出量を有する紙を備えた煙草ロッドは、以前のバージョンの帯をさらに変更せずに塗布した場合に１５ｍｇのＣＯ（ＦＴＣ）を発生させることが分かった。この増加を抑えるためには、包装具の通気度を約４６コレスタに上昇させなければならない。こうした変更は、シガレット設計に多数の結果、例えば、吸煙回数に影響を及ぼすこと、紙の機械加工性をおそらく低下させること等をもたらす。対照的に、３３コレスタの通気度を有するスリット帯付き紙では、１２ｍｇのＣＯ（ＦＴＣ）となった。したがって、本明細書に記載のスリット帯状技術は、ＣＯレベル（ＦＴＣ）にあまり影響のない帯の塗布を容易にする。
【０１３２】
実施例
以下の実施例は、非限定的であり例示的なものにすぎないことが意図される。５つの異なる包装具（すなわち、５つの異なるパターン状及び／又は帯状領域構成を有する包装具）を備えたシガレットを、延燃性（「ＩＰ」）及び０°（水平）での自己消火性（「ＳＥ」）に関して試験した。各包装具のベースウェブは、通気度３３コレスタ及び秤量２５ｇｓｍを有するものとした。
【０１３３】
【表１１】
2014519821.tif 000013
＊数字はｍｍでの区間幅を指す（下記表ＸＩ〜表ＸＶを参照）
【０１３４】
表Ｘを参照すると、包装具Ａは対照であり、連続したベタ６ｍｍ印刷帯状領域を備え、５．５Ｘの追加量を有する。本明細書で用いる場合、追加量は、乾燥重量基準で１ｇｓｍ〜９ｇｓｍの追加材料となり、坪量２５ｇｓｍのベースウェブに塗布した２７ｍｍ位相（すなわち、帯状領域の前縁から次の帯状領域の前縁までの間隔）を有する６ｍｍ帯状領域の場合、２６．５ｇｓｍの坪量となる。
【０１３５】
【表１２】
2014519821.tif 000014
【０１３６】
【表１３】
2014519821.tif 000015
【０１３７】
【表１４】
2014519821.tif 000016
【０１３８】
【表１５】
2014519821.tif 000017
【０１３９】
対照包装具Ａと比較すると、包装具Ｂ〜Ｅは、ＩＰを維持しつつ（すなわち、ＩＰの大幅な増加を伴わず）所望のＳＥ低下を示した。特に、包装具Ｂは、９５％から６０％へのＳＥ平均の低下から明らかなように、対照包装具Ａを超える改善を示した。さらに、包装具Ｂ及びＤを比較すると、第２区間の幅を１ｍｍから２ｍｍに増加させることにより、ＳＥ平均が６０％から２５％に低下する（一方でＩＰ値はほぼ維持したままである）ことが分かり得る。したがって、第２区間の幅は、好ましくは１ｍｍよりも大きく、好ましくは約１．５ｍｍ又は約２ｍｍである。ＳＥ平均４５％を示した包装具Ｃでも良好な結果が示されたが、最良の結果は、ＳＥ平均２０％を示した包装具Ｅにより示された。
【０１４０】
第１区間、第２区間、第３区間、第４区間、及び第５区間を備えた帯状領域を有し、且つ最良の結果を示した包装具Ｅは、高通気度の１ｍｍの第２区間及び第４区間を有していた。対照的に、第１区間、第２区間、及び第３区間しか備えず、高通気度の１ｍｍの第２区域を有する包装具Ｂは、同様には機能しなかった。したがって、第１区間、第２区間、及び第３区間しか備えない帯状領域を有する包装具は、第１区間、第２区間、第３区間、第４区間、及び第５区間を備えた帯状領域を有する包装具の高通気度区間よりも高通気度区間の幅を広くする（すなわち、約１．５ｍｍ〜約２ｍｍ）ことが好ましい。
【０１４１】
さらに、喫煙物品のパターン付き及び／又は帯付き包装具を作製する方法は、ベースウェブを供給するステップと、ベースウェブ上に第１区間、第２区間、及び第３区間を備えた少なくとも１つの横方向パターン状及び／又は帯状領域を形成するステップとを含む。第１区間及び第３区間は、第２区間の外側にあり、第２区間は、第１区間及び第３区間と比較して高い通気度を有し、少なくとも第１区間及び第２区間は、フィラーを含まない追加材料から形成される。任意に区間の少なくとも１つが、フィラーを含む追加材料から少なくとも部分的に形成される。追加材料は、第１区間及び第３区間にわたって均一であることが好ましい。
【０１４２】
さらに、喫煙物品のパターン付き及び／又は帯付き包装具を作製する方法は、ベースウェブを供給するステップと、ベースウェブ上に第１区間、第２区間、及び第３区間を備えた少なくとも１つの横方向パターン状及び／又は帯状領域を形成するステップとを含む。第１区間及び第３区間は、第２区間の外側にあり、第２区間は、第１区間及び第３区間と比較して高い通気度を有し、第２区間と第１区間及び第３区間とは、追加材料から形成される。任意に区間の少なくとも１つが、フィラーを含む追加材料から少なくとも部分的に形成される。追加材料は、第１区間及び第３区間にわたって均一であることが好ましい。
【０１４３】
図１３は、屈曲（angulated）スリット４５０を備えたパターン状及び／又は帯状領域を有する喫煙物品１２０の斜視図である。図１５は、広げた包装具１４０上の屈曲スリットの例示的な図である。図１４は、パターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａの前縁１４６及び後縁１４８の手前で終わる１つ又は任意に２つの長手方向スリット又は不連続部４６０を有するパターン状及び／又は帯状領域１２６、１２６ａを有する喫煙物品１２０の斜視図である。
【０１４４】
図１６は、図１４に示す屈曲スリットを有するパターン状及び／又は帯状領域を有するパターン付き及び／又は帯付き紙を備えた喫煙物品の側面図である。しかしながら、図１４とは対照的に、屈曲スリット４５０は、図１６のスリットとは逆方向に傾斜している。
【０１４５】
喫煙物品１２０の幾何学的形状は、ＩＰ低減の目的での好ましい向きの達成を助けるよう設計することもできる。例えば、対向する長手方向パターン状及び／又は帯状領域６００（図１７を参照）を、実質的に楕円形の喫煙物品１２０Ａの長軸の縁に位置付けることができ、実質的に楕円形の喫煙物品１２０Ａの長軸は、喫煙物品を載せる基板２６０と実質的に平行な位置に当然ながらある。かかる喫煙物品１２０Ａは、長円形喫煙物品としても知られている。
【０１４６】
楕円の性質により、当然ながら、長円形喫煙物品が基板２６０にどのように載せられるかに関係なく、喫煙物品１２０Ａは、最終的には、上側又は下側が基板に当接する２つの安定位置の一方になる。したがって、長手方向パターン状及び／又は帯状追加材料領域を、概ね楕円形の物品のうち最大曲率がある側部に沿ってのみ形成した場合、成膜化合物が喫煙物品１２０Ａのうち基板２６０に接触しない側部に常に存在するようになる。さらに、安定位置でのこれらの長手方向パターン状及び／又は帯状領域と基板２６０との協働は、煙草ロッドへの空気流を制限するよう機能すると思われ、喫煙物品１２０Ａを最初に基板２６０にどのように載せるかに関係なく、自己消火及び低ＩＰ値をもたらす。
【０１４７】
追加材料の所定のパターンは、約２０コレスタ単位〜約８０コレスタ単位の範囲にある通気度を有するベースウェブに通常は塗布される。乾燥している場合、追加材料は、０コレスタ単位〜約１２コレスタ単位、より好ましくは０コレスタ単位〜約１０コレスタ単位の範囲にある値に通気度を局所的に低下させるのに有効な膜をベースウェブ上に形成することが多い。追加材料は、澱粉を含む水溶液として塗布することが好ましい。
【０１４８】
印刷プロセス
好ましくは、パターン状及び／又は帯状領域は、グラビア印刷プロセスを用いて包装具に塗布する。グラビア印刷プロセスは、製紙直後に、すなわち抄紙機の端付近の場所における印刷ステーションで用いることができる。代替的に、グラビア印刷プロセスは、パターン状及び／又は帯状領域を印刷される包装具を運ぶリールに関連して用いることができる。例えば、選択された通気度及び選択された坪量を有する包装具のリールを、包装具が連続したベースウェブとしてリールから繰り出されるよう取り付ける。
【０１４９】
ベースウェブは、グラビア印刷ステーションを前進又は通過し、ここで各パターン状及び／又は帯状領域の層が紙に印刷される。印刷プロセスは、紙のフェルト面（felt side）若しくはワイヤ面（wire side）又は両方に塗布することができる。
【０１５０】
グラビア印刷ステーションにおいて、装置は、水平軸を中心として回転するよう概して取り付けたグラビアシリンダ又はローラを含む。ローラの概ね円筒形の表面は、第１パターン状及び／又は帯状領域層のネガを画定するのに適したプロセスでパターニングされる（すなわち、点、線、セル等で）。従来の彫刻（エッチング）、化学彫刻、電子彫刻、及びフォトエッチングを用いて、グラビアシリンダの表面をパターニングすることができる。ローラの円周は、パターン状及び／又は帯状領域間の公称距離とパターン状及び／又は帯状領域の幅との和の整数倍であるように決定される。したがって、ローラの回転毎に、その整数の第１パターン状及び／又は帯状領域が包装具に印刷される。
【０１５１】
グラビア印刷では、追加材料層を均一に塗布することができるが、追加材料層は均一に塗布されなくてもよい。例えば、追加材料層は、層の個別部分が層の他の区域と比較して異なるｇｓｍ重量を有するよう塗布することができる。これは、例えば、層の個別部分が層の他の区域とは異なる深さを有するよう追加材料層を塗布することにより達成することができる。これは、例えば、層の他の区域とは異なる深さを有する層の個別部分を提供するためにグラビアシリンダ又はローラをパターニングすることにより達成することができる。
【０１５２】
本明細書に記載の帯状領域の複数の区間、例えば、第１区間、第２区間、及び第３区間は、単一の印刷段階で塗布することができる。単一の印刷段階で塗布する場合、追加材料を含む区域は、適切にパターニングしたグラビアシリンダ又はローラを用いて塗布される。例えば、第１区間、第２区間、第３区間を含み、第１区間及び第３区間が追加材料を含む帯状領域では、グラビアシリンダ又はローラは、追加材料を第１区間及び第３区間にのみ塗布するようパターニングされる。
【０１５３】
圧胴を、ローラの軸と平行な軸上で逆回転するように取り付ける。用途によっては、圧胴は非金属弾性面を含む。圧胴は、ローラとバッキングローラとの間に位置決めされ、バッキングローラも、ローラの軸と平行な軸上で回転するよう取り付けられ、圧胴に対して逆回転する。バッキングローラが提供する機能の１つは、均一な印刷圧力がローラと圧胴との間で得られるように圧胴の中心部を強化することである。グラビアシリンダ又はローラと圧胴とが協働して、印刷プロセス中にベースウェブを前進させるニップを画定する。当該ニップは、ベースウェブがグラビアシリンダと圧胴との間を移動する際にベースウェブを挟むようなサイズにする。ベースウェブに対するニップ圧力が、シリンダから紙への組成物の正確な転写を確実にする。
【０１５４】
リザーバが、包装具上にパターン状及び／又は帯状領域を形成するための上述の組成物を収容する。リザーバは、粘性組成物を取り扱うことが可能な適当なポンプと連通する。組成物は、続いて適当な熱交換器へ流れることができ、そこで組成物の温度を約１００℃〜約１４０℃の範囲にあるよう上昇させることにより、組成物の粘度をグラビア印刷に適したレベルに調製する。上述のように、グラビア印刷用の粘度は、通常は約２００ｃＰ未満とする必要がある。好ましくは、組成物の温度は、粘度が約１００ｃＰ未満となるよう選択される。
【０１５５】
別個の熱交換器を開示するが、リザーバ自体で組成物の熱調節を行うことが望ましい場合がある。例えば、発熱体及び攪拌装置が組成物の昇温を維持するためにリザーバに含まれてもよい。リザーバに熱調節を委ねることには、ポンプ選択及び動作要件を単純にするという利点があるが、これは、組成物がすでに加熱されていることで低粘度となるので、ポンプが低温に関連した高粘度の組成物を取り扱う必要がないからである。熱調節がリザーバで行われるか別個の熱交換器で行われるかを問わず、熱調節ステップが組成物の焦げ付きを回避するよう選択された温度で行われることが重要である。焦げ付きは、組成物の変色を引き起こし得ると共に、組成物の特性に影響を及ぼし得る。したがって、組成物に熱調節を施しながら焦げ付きを回避すべきである。
【０１５６】
熱調節ステップが行われる場所に関係なく、加熱された組成物は適当なアプリケータへ送られ、アプリケータがグラビアシリンダの長さに沿って組成物を展着する。この展着ステップは、組成物をグラビアシリンダに流し込むか又は吹き付けることにより、又は単にグラビアシリンダとコレクタとの間でグラビアシリンダの底部に溜まる組成物浴へ液体組成物を送ることにより、行うことができる。シリンダを加熱して、組成物の尚早な冷却を防止することができる。
【０１５７】
概して、コレクタは、浴を回収するのに十分な高さまで、但しグラビアシリンダの上部よりもはるかに低い高さまで、グラビアローラの周りに鉛直に延びる。浴がコレクタの上部に達すると、組成物は、装置の底部のドレンを流れてリザーバへ戻ることができる。したがって、組成物は、印刷ステーションを循環し、上述の熱調節装置により適当な印刷粘度で維持され得る。
【０１５８】
グラビアシリンダがアプリケータ及び／又は浴を通って回転すると、組成物は、パターン状及び／又は帯状領域を画定するようグラビアシリンダに設けた窪みを含めてグラビアシリンダの表面に付着する。グラビアシリンダをニップに向けてさらに回転させると、シリンダ表面が適当なドクターブレードを通過する。ドクターブレードは、グラビアシリンダの長さに沿って延び、グラビアシリンダの表面を拭うよう位置決めされる。このようにして、グラビアシリンダのうち隣接するパターン状及び／又は帯状領域間の公称間隔を画定する部分が、本質的に組成物を拭い取られる一方で、グラビアシリンダのうちパターン状及び／又は帯状領域を画定する彫刻部分自体は、組成物に満ちたニップに向かって前進する。
【０１５９】
包装具及びグラビアシリンダの表面がニップを通って移動すると、組成物が包装具の表面に転写される。包装具の線速度（linear speed or velocity）は、包装具がニップを通過する際のグラビアシリンダ及び圧胴両方の接線表面速度（tangential surface velocity）と一致する。そのようなわけで、組成物のずれ及び／又はスミアが回避される。
【０１６０】
パターン状及び／又は帯状領域の厚さは、ベースウェブの厚さの約２０％未満であり、ベースウェブの厚さの５％未満とすることができる。したがって、印刷層の厚さは、下にあるベースウェブの厚さに対して小さいことが分かる。
【０１６１】
図１８は、印刷装置の概略図である。２つの印刷段６０２、６０２’が図示されている。第１印刷段６０２及び第２印刷段６０２’は実質的に同一なので、第２段に関しては詳細な説明を繰り返す必要はないとみなす。したがって、２つの段の対応する特徴は、同じ参照符号を有するが、第２段の特徴は、対応する参照符号にプライム（’）を付けることにより第１段の対応の特徴と区別する。単段印刷動作は第１段６０２を含むが、２段印刷動作は第１段６０２及び第２段６０２’を含むことを理解されたい。
【０１６２】
印刷に関する上記説明を参照すると、供給リール６０１が紙のブランクウェブをグラビア印刷ステーション６０２に供給し、そこでパターンをブランクウェブに印刷して乾燥器６３４で乾燥させる。乾燥したパターン付きベースウェブは、続いて回収リール６０８へ進む。所望であれば、幅広のベースウェブを印刷動作後にスプリッタ６３５により裂くか又は分割して複数の幅狭ボビンに巻き取ることができ、ボビンは、喫煙物品に必要な幅に対応する幅を有する。任意のスリッタ６３５を、ベースウェブが印刷ステーションを離れる際に当該ベースウェブに対して用いてもよく、又はスリッタ及びスリッティング動作を異なる場所で行ってもよい。印刷ステーション６０２において、グラビアローラ６１０が追加材料のリザーバ６２６に接触し、ドクターブレード６３０を通って移動してグラビアローラ６１０と圧胴６１２との間のニップ６１６においてベースウェブ１４０の片側に接触する。
【０１６３】
追加材料は、リザーバ６１８から適当なポンプ６２０によりアプリケータ６２４へ送られる。ポンプ６２０から放出された追加材料は、熱交換機６２２を通過することが好ましく、そこで追加材料の温度を約１００゜Ｆ〜約１４０゜Ｆの範囲に上昇させる。加熱された追加材料は、続いてアプリケータ６２４へ流れ、そこでグラビアローラ６１０に展着される。余剰の追加材料は浴６２６に蓄積し、そこからリザーバ６１８へ戻る。追加材料は、適切な量の追加材料を単一印刷塗布中にベースウェブ１４０に塗布できるように、さらに十分に上述した特性を有することが好ましい。
【０１６４】
単一印刷ステーションのシングルパス構成には、例として、グラビアシリンダの周面にわたって約３４個の彫刻領域があってもよく、各彫刻領域は、ウェブに塗布される帯に対応する。これらの彫刻領域のうち、半分は残りの半分とは異なる彫刻が施され、これら２つは、異なる彫刻領域がグラビアシリンダの円周にわたって交互になるよう入り組んでいる。異なる領域間の彫刻差は、異なる幅（グラビアシリンダの周方向に測定して）、又は彫刻セルの深さ、及び／又は彫刻セルの幾何学的パターンにより得ることができる。
【０１６５】
代替的な実施形態では、グラビアローラ６１０の周方向外面は、当該外面の第１部分が第１パターン又は設計で帯状領域を印刷し、当該外面の第２部分が第２パターン又は設計で帯状領域を印刷するような構成及び配置であり得る。第１部分は、グラビアローラ６１０の表面積の約半分を含み、第２部分は、グラビアローラ６１０の表面積の残りの約半分を含む。しかしながら、第１部分及び第２部分の相対的比率は、極めて大きく変わり得る。例えば、第１部分を第２部分に対して極めて小さくすることができる。第１部分及び第２部分の相対サイズは、包装具でその後製造した喫煙物品が統計的に所望のＩＰ及びＳＥ特性を有するよう選択され得る。
【０１６６】
より詳細には、異なる帯状領域パターンのＩＰ及びＳＥ特性は通常は異なる。例として、限定はされないが、帯状領域１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄのパッチパターンを有する包装具（図１９を参照）で作製した喫煙物品は、３１．１％のＳＥ性能及び６．３％のＩＰ性能を有し得るが、帯状領域１２６ｅ、１２６ｆの二重鋸歯パターンを有する包装具で準備した喫煙物品は、５７．５％のＳＥ性能及び４．５％のＩＰ性能を示し得る。（ｉ）喫煙物品の約７２％が２つの二重鋸歯帯状領域を含み、（ｉｉ）喫煙物品の約２８％が４つのパッチパターン帯状領域を含む喫煙物品の混合物を用いることにより、約２００個の喫煙物品のサンプル集団が、いずれの単独のパターンよりも（加重平均による）良好な折衷である混合ＳＥ及びＩＰ特性を提供する。したがって、ＩＰ規制に従うだけでなく、自由燃焼中に自己消火しない喫煙物品を求める喫煙者の欲求も満たす喫煙製品を設計することが可能である。帯状領域で用いるパターンと、異なるパターンの混合の統計結果とに応じて、さまざまな他の面積比をグラビアローラの表面で用いることができる。
【０１６７】
例として（図１９を参照）、かかるグラビアローラ６１０での印刷から得られるベースウェブ１２３の一部は、多数の喫煙物品用の包装具を生成することができる。平行点線７１０（実際には存在しないが、参照及び明確化のために図示する）間の空間は、ベースウェブ１２３における通常の煙草ロッドの長さを表す。グラビアローラの第１部分により印刷されたベースウェブの第１部分では、横方向に延びるパッチ１２７の列が帯状領域１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄを画定する。これらの列は、相互に対して横方向にオフセットしていることが好ましく、ベースウェブ１２３の長手方向の長さに沿って４列毎にパターンを繰り返す。グラビアローラの第２部分により印刷されたベースウェブの第２部分では、横方向に延びる二重鋸歯パターン１２６ｅ、１２６ｆが印刷される。第２パターン、すなわち二重鋸歯パターンは、通常の煙草ロッドの長さを表す点線の各対間で２回生じる。グラビアローラは、その表面の約２８％がパッチ帯状領域の第１パターンを印刷し、その表面の約７２％が二重鋸歯パターンの第２パターンを印刷するよう構成することができる。かかるグラビアローラから作ったボビンは、２つのパターン間の２８％／７２％分割（又はシガレット設計者が選択した任意の他の分割）に従ってシガレットを作製する。第３パターン（又はさらに多くのパターン）が含まれ得ることが想定される。
【０１６８】
所望であれば、印刷を２段構成で行うこともでき、その場合、異なる材料を別個の印刷ステーション６０２、６０２’により塗布することにより、帯状領域は寸法的に同じだが、一方が他方よりも高いＩＰ性能を有しながらも、両方が規制を順守する。２つの印刷ステーションでは、彫刻領域を２つのグラビアシリンダ６１０、６１０’に位置決めすることができ、これらのそれぞれが例えば１７個の彫刻領域を有する。かかる構成では、２つのグラビアシリンダ６１０、６１０’は同一とすることができ、塗布される溶液は２つのステーションで異なる。代替的に、２つのステーション又はシリンダが同じ溶液（又は組成物）を塗布できる一方で、２つのシリンダ６１０、６１０’の彫刻領域、すなわち、周方向幅、及び／又は彫刻セル構成、及び／又は彫刻セルパターン、及び／又は上記可能性のいくつかの組み合わせは異なる。２つのこうした印刷ステーションを用いる場合、共通の基礎液を塗布する場合があるが、チョーク含有量はステーション毎に異なっていてもよく、又は溶液それぞれの固形分、又はそれぞれの成膜剤の濃度レベル、及び／又はそれぞれの塗布量が異なる場合がある。
【０１６９】
シングルパス印刷実施例
シガレット包装具へのパターン状領域のシングルパス印刷に用いる溶液の以下の例は、ここで得られる結果の意義を説明するためのさらなる基礎及び背景を提供する。
【０１７０】
National Starchから入手可能なタピオカ系酸化澱粉であるＦｌｏｗ−Ｍａｘ８を十分な水と混合させて、溶液の３０重量％澱粉の初期組成物を有する水溶液を作ることにより、澱粉水溶液を調製した。続いて、１，２プロピレングリコール及び炭酸カルシウムを澱粉溶液に添加剤として混合するか又は組み込んだ。導入したプロピレングリコールの重量は、溶液に用いた澱粉の重量の２５．７％であった。導入した炭酸カルシウムの重量は、溶液に用いた澱粉の重量の６８．６％であった。
【０１７１】
得られた印刷溶液を、約１００゜Ｆ〜約１４０゜Ｆの範囲の温度に加熱した。最終印刷溶液を、グラビア印刷機で約３６インチ（すなわち、約９２０ｍｍ）の公称幅を有するシガレット包装具のベースウェブにパターンとして塗布した。ベースウェブは、６０コレスタの通気度を有していた。最終印刷溶液を、３３ＢＣＭ〜４１ＢＣＭ（１平方インチあたり１０億立方ミクロン）の目標速度でベースウェブに塗布した。本実施例のパターンは、ベースウェブの公称幅にわたって延びる複数の平行なベタ帯を形成し、各帯は、ベースウェブの長手方向に測定して約７ｍｍの幅を有する。その後、ベースウェブを乾燥させることにより、印刷ウェブが乾燥した。
【０１７２】
次に、ベースウェブに張力をかけてスリッタへ前進させ、スリッタにおいてベースウェブの公称幅を長手方向に切断して、それぞれが約２７ｍｍの幅を有する複数のストリップにし、この幅は、従来の煙草ロッドを包囲し且つ長手方向の接着剤継目を有するのに必要な幅である。ベースウェブが依然として張力を受けている間に、複数のストリップを個々のボビンとして同時に巻いた。
【０１７３】
ボビンからの包装具を用いて、従来のシガレット製造機を用いて複数のシガレットを製造した。
【０１７４】
得られたシガレットを、上述の標準技法を用いてＩＰ性能について試験した。シガレットの標準補体（standard complement）を用いて、本実施例で製造したシガレットは、複数のＩＰ試験のそれぞれで０のＩＰ性能を出した。
【０１７５】
本実施例及び他の研究に基づき、澱粉印刷水溶液を用いた印刷帯付き紙の製造可能性をもたらすメカニズムのよりよい理解が促進される。特定の背景情報は、本発明の意義を文脈で捉えるのに有用である。最初に、澱粉系接着剤を通常は煙草ロッドの長手方向継目に用いたことを１つの理由として、パターン状領域用の澱粉水溶液が、例えばアルギン酸系溶液の使用に関連して報告された継目爆発問題を克服すると思われることに留意すべきである。
【０１７６】
水性印刷溶液を用いた場合のベースウェブのシワの可能性が関心事であった。シワの状況は、固形分の少ない印刷水溶液の使用から生じると思われる。少ない固形分は、ベースウェブの繊維間の水素結合を妨害するのに利用可能な多量の水分をもたらすと思われる。ベースウェブを印刷後に乾燥させると、収縮が起こる。ベースウェブは長手方向張力を受け続けているので、長手方向の収縮は重要でも厄介でもないと思われるが、幅方向の収縮は重要且つ厄介である。製紙後に紙を濡らして乾かすことで収縮が生じることがよく知られており文献にも載っている。したがって、このプロセスからある程度の収縮が予測される。
【０１７７】
抗シワ剤を用いない場合、クロスウェブ収縮は３６インチ幅ウェブで１インチ、すなわち２．８％程度も観察された。ベースウェブが印刷装置からスリッタ及びボビンワインダへ移動する際のベースウェブにおける張力は、クロスウェブ収縮の存在下で、印刷領域間のベースウェブにおける長手方向に延びる波を引き起こす。ベースウェブが印刷装置とボビンワインダとの間でローラを通過すると、これらの波が押圧されて折れを形成する。一旦折れが形成されると、経験上、ウェブに沿ってかなりの距離にわたって続く傾向がある。
【０１７８】
スリッタおいて、波及び折れにより、長手方向の正確な切断場所が失われる結果として、ボビンワインダにおいて、１つのボビンの紙の縁が隣接するボビンに巻き込まれ得ることにより、隣接するボビンのその後の分離が困難又は不可能になる。
【０１７９】
印刷水溶液の一連の見当合わせ塗布（registered applications）を適用するための複数の印刷ステーションの使用は、収縮、波打ち、折れ、及びスリッティング問題をより顕著にすることが観察された。
【０１８０】
これらの理論に束縛されることを望むものではないが、未結合（unbounded）水又は自由水がベースウェブに浸透して繊維を膨張させ、繊維間の水素結合を壊し、繊維移動及び乾燥中の収縮をもたらすと、収縮が生じると思われる。この説明の目的上、結合水（bounded water）は、添加剤に伴う必要がある水の量を指す。例えば、水は澱粉を溶解させるために必要なので、澱粉の重量と等価重量である結合水がある。同様に、プロピレングリコールは水溶性なので、プロピレングリコールの重量と等価重量の結合水があると考えられる。しかしながら、炭酸カルシウムは有意義に水溶性ではないので、炭酸カルシウムには結合水は伴わない。未結合水又は自由水は、添加剤の溶解性に必要なものを超える水の量又は部分を指す。この未結合水又は自由水は、ベースウェブに浸透してその中の繊維に影響を及ぼすよう働く一方で、結合水にはそのような効果がないと考えられる。
【０１８１】
水溶液を用いた既存のマルチパス印刷プロセスは、低い澱粉濃度、例えば約１５％〜２５％の澱粉を有する。かかる澱粉水溶液は、８５％〜７５％の水を有し、１５％〜２５％は澱粉に結合した水であり、７０％〜７５％は未結合水又は自由水である。これに対して、印刷時に上記実施例に記載した成分構成（constituency）を有する溶液は、水全体が約５２％、結合水が約３１％、未結合水が約２１％である。したがって、先の実施例の溶液は、澱粉水溶液の当量と比較すると、約５０％を超える未結合水の低減（すなわち、５０％〜７０％と比較して２１％）を示す。
【０１８２】
確かに、下にあるウェブへの印刷溶液の塗布量は、ベースウェブへの自由水の浸透にも影響を及ぼし得る。上記のように、先の実施例に記載したシングルパス印刷プロセスは、３３ＣＭ〜４１ＢＣＭの目標速度で最終印刷溶液を塗布する。一方、マルチパス印刷動作は、例えば、３Ｘ、３．５Ｘ、及び５Ｘで層を堆積させ得る。上記に挙げた対応表から、これらの塗布量は、それぞれ１２．３ＢＣＭ、１３．６ＢＣＭ、及び２２．４ＢＣＭ、又は合計約４８．３ＢＣＭに相当する。したがって、シングル印刷パスプロセスは、シングルパスの塗布量が通常のマルチパルシステムのコンポーネントパスのいずれの塗布量よりも多くても、通常のマルチパスシステムと比較して印刷溶液の使用量を低減する。
【０１８３】
簡潔に要約すると、シングルパス印刷プロセスは、通常のマルチパスプロセスと比較した場合にベースウェブに浸透可能な自由水を低減すると思われ、これは２つの現象の結果である。単一パスプロセスは、マルチパスプロセスよりも塗布される印刷溶液中で用いる全水が少ない傾向があり、シングルパスシステムの印刷溶液の組成は、通常のマルチパスプロセスよりもベースウェブに浸透する自由水がはるかに少ない。未結合水の量の低減及び未結合水と抗シワ剤との対抗の両方に利点がある。
【０１８４】
本明細書に記載の印刷組成物でのシングルパスプロセスは、下にある紙ウェブを破壊可能な自由水を減らすだけでなく、観察されるＩＰ性能に適した固形分も提供する、高固形分堆積を提供することにも留意すべきである。
【０１８５】
ある程度の収縮に対応できる一方で、印刷プロセスにおける許容可能な収縮の臨界値が存在することも分かった。その臨界値を上回ると、より詳細に上述したように印刷動作の下流でベースウェブの折れが生じる。しかしながら、その臨界値を下回ると、本発明のシングルパスプロセスから、スリッティング及びボビンへの巻き付けが可能なシワも折れもない紙が得られる。許容可能な収縮の臨界値は、ベースウェブの公称幅の約１％であることが分かった。先の実施例に記載した印刷溶液を用いると、ウェブ収縮がベースウェブの公称幅の約０．５４％となることが分かった。
【０１８６】
目下の理解に基づき、シングルパスプロセス用の印刷水溶液は、好ましくは２５％以上の澱粉を、約３０％〜約８０％のチョーク又は炭酸カルシウムを添加した水に混合して含み、チョーク含有量は澱粉重量のパーセンテージとして表し、さらに、１，２プロピレングリコール等の有効量の抗シワ剤を含む。有効量の抗シワ剤は、ウェブ上の印刷パターンにおける収縮をウェブの公称幅の約１％未満に減らすのに必要な量に相当する。換言すれば、有効量の抗シワ剤により、ベースウェブの公称幅がパターンの場所で約１％未満しか減らない。代替的に、印刷溶液は、澱粉重量の約２０％〜約３５％の抗シワ剤を含む。
【０１８７】
印刷水溶液の目下好ましい組成は、重量パーセントで表すこともできる。より具体的には、水溶液は、２５％（重量で）以上の澱粉と、約５重量％〜約３０重量％の範囲の炭酸カルシウムと、約３０重量％未満の量の１，２プロピレングリコール等の抗シワ剤とを含むことが好ましい。さらに、炭酸カルシウムは、約５重量％〜約２０重量％の範囲で存在することがより好ましい。
【０１８８】
印刷溶液の組成に関して、水溶液中の高い澱粉濃度は、以前の水溶液とは対照的に、ベースウェブに塗布した際の印刷溶液の成膜能力を向上させると思われる。成膜機能が優れているほど、充填又は塞栓するのに必要なベースウェブのピンホールが少ないので、必要な炭酸カルシウムが少なくなる。
【０１８９】
シングルパス能力は、見当合わせ要件を減らし、印刷中の他の効率も高める。
【０１９０】
「約」という語を本明細書中で数値に関連して用いる場合、関連の数値が記載の数値の±１０％の公差を含むことが意図される。さらに、本明細書でパーセンテージに言及する場合、それらのパーセンテージは、重量に基づく、すなわち重量パーセントであることが意図される。
【０１９１】
本明細書で用いる用語及び語句は、数学的又は幾何学的正確さをもって解釈されるものではなく、幾何学的用語は、幾何学的用語及び概念に近似又は類似することを意味するものとして解釈するものとする。「概して」及び「実質的に」等の用語は、関連の用語及び概念の正確な意味を包含すると共に形態、機能、及び／又は意味と一致する妥当な許容範囲を提供するためのものである。
【０１９２】
本明細書が、新規の有用且つ非自明の喫煙物品、その包装具、及び包装具及び喫煙物品を作製するプロセスを説明することが、当業者にはここで明らかとなるである。多数の変更形態、変形形態、代替形態、及び等価物が、上記の詳細な説明に記載した喫煙物品、包装具、及びプロセスのさまざまな態様に関して存在することも、当業者には明らかとなるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の趣旨及び範囲内に入る全てのかかる変更形態、変形形態、代替形態、及び等価物がこれに包含されることが明確に意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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