(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙品で使用するための包み紙であって、前記包み紙はセルロース繊維を含んだベースウェブを含み、前記ベースウェブに２．５ミクロンよりも大きい中央値粒子サイズを有する充填材粒子からなる充填材が組み込まれ、前記ベースウェブはウェブの重量の２０％から４５％の量の総充填材ローディングと、１８ｇ／ｍ2から４０ｇ／ｍ2までの坪量と、６０ＣＯＲＥＳＴＡより小さい通気性とを有し、前記包み紙は１５ｃｍ-1よりも小さい拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）を有し、
前記包み紙が、毎分５ミリメートルより低い静的燃焼速度（ＳＢＲ）を有することを特徴とする包み紙。
【請求項２】
前記充填材が、３ミクロンから１５ミクロンまでの中央値粒子サイズを有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項３】
前記充填材が、３．５ミクロンから１５ミクロンまでの中央値粒子サイズを有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項４】
前記ベースウェブが、前記ウェブの重量の２０％から３０％の量の総充填材ローディングを有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項５】
前記充填材が、沈降炭酸カルシウムを含むことを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項６】
前記包み紙が、１０ＣＯＲＥＳＴＡユニットから３５ＣＯＲＥＳＴＡユニットの間の通気性を有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項７】
前記包み紙が、５ｃｍ-1から１５ｃｍ-1の間のＤＣＩを有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項８】
前記包み紙が、５ｃｍ-1から１２ｃｍ-1の間のＤＣＩを有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項９】
前記包み紙が、毎分４ミリメートルより低い静的燃焼速度（ＳＢＲ）を有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項１０】
前記包み紙が、毎分２ミリメートルから毎分３．５ミリメートルの間の静的燃焼速度（ＳＢＲ）を有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項１１】
前記充填材が、偏三角面体形状を有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項１２】
前記充填材が、長斜方形形状を有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項１３】
前記充填材が、立方体形状を有することを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項１４】
前記セルロース繊維が、５キロ回転から２０キロ回転の間の程度まで精製されることを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項１５】
前記包み紙が、離散領域の点火抑制溶液でコーティングされることを特徴とする請求項１に記載の包み紙。
【請求項１６】
喫煙品で使用するための包み紙であって、前記包み紙はセルロース繊維を含んだベースウェブを含み、前記ベースウェブに２．５ミクロンよりも大きい中央値粒子サイズを有する充填材粒子からなる充填材が組み込まれ、前記ベースウェブはウェブの重量の２０％から４５％の量の総充填材ローディングと、１８ｇ／ｍ2から４０ｇ／ｍ2までの坪量と、６０ＣＯＲＥＳＴＡより小さい通気性とを有し、前記包み紙は毎分５ミリメートルよりも低い静的燃焼速度（ＳＢＲ）を有することを特徴とする包み紙。
【請求項１７】
前記充填材が、３ミクロンから１５ミクロンまでの中央値粒子サイズを有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項１８】
前記充填材が、３．５ミクロンから１５ミクロンまでの中央値粒子サイズを有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項１９】
前記ベースウェブが、前記ウェブの重量の２０％から３０％の量の総充填材ローディングを有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２０】
前記充填材が、沈降炭酸カルシウムを含むことを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２１】
前記包み紙が、１０ＣＯＲＥＳＴＡユニットから３５ＣＯＲＥＳＴＡユニットの間の通気性を有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２２】
前記包み紙が、５ｃｍ-1から１５ｃｍ-1の間の拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）を有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２３】
前記包み紙が、５ｃｍ-1から１２ｃｍ-1の間の拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）を有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２４】
前記包み紙が、毎分４ミリメートルより低い静的燃焼速度（ＳＢＲ）を有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２５】
前記包み紙が、毎分２ミリメートルから毎分３．５ミリメートルの間の静的燃焼速度（ＳＢＲ）を有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２６】
前記充填材が、偏三角面体形状を有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２７】
前記充填材が、長斜方形形状を有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２８】
前記充填材が、立方体形状を有することを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項２９】
前記セルロース繊維が、５キロ回転から２０キロ回転の間の程度まで精製されることを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項３０】
前記包み紙が、離散領域の点火抑制溶液でコーティングされることを特徴とする請求項１６に記載の包み紙。
【請求項３１】
喫煙品であって、タバコの円柱と、前記タバコの円柱に巻き付けられた紙ウェブとを含み、前記紙ウェブはセルロース繊維を含み、前記紙ウェブに３．５ミクロンから１５ミクロンまでの中央値粒子サイズを有する炭酸カルシウム粒子からなる炭酸カルシウム充填材が組み込まれ、前記紙ウェブはウェブの重量の２０％から４５％の量の総充填材ローディングと、１８ｇ／ｍ2から４０ｇ／ｍ2までの坪量と、６０ＣＯＲＥＳＴＡより小さい通気性とを有し、前記紙ウェブは、毎分２ミリメートルから毎分３．５ミリメートルの間の静的燃焼速度（ＳＢＲ）および５ｃｍ-1から１２ｃｍ-1の間の拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）を有することを特徴とする喫煙品。
【請求項３２】
前記充填材が、偏三角面体形状、長斜方形形状、立方体、およびそれらの組み合わせ、からなるグループから選択された形状を有することを特徴とする請求項３１に記載の喫煙品。
【請求項３３】
前記セルロース繊維が、５キロ回転から２０キロ回転の間の程度まで精製されることを特徴とする請求項３１に記載の喫煙品。
【請求項３４】
喫煙品を形成するための方法であって、セルロース繊維の水性懸濁液を提供するステップと、前記セルロース繊維を精製するステップと、前記セルロース繊維からベースウェブを形成するステップであって、前記ベースウェブが、１８ｇ／ｍ2から４０ｇ／ｍ2までの坪量と、６０ＣＯＲＥＳＴＡより小さい通気性とを有するステップと、前記ベースウェブに、２．５ミクロンよりも大きい中央値粒子サイズを有する粒子からなる充填材を組み込むことによって前記喫煙品の燃焼速度を抑制するステップであって、前記充填材が、前記ベースウェブの重量の２０％から４５％の間を構成するような量で組み込まれ、前記喫煙品が、１５ｃｍ-1よりも小さい拡散コンダクタンス指標および毎分５ミリメータよりも低い静的燃焼速度（ＳＢＲ）を有することを特徴とするステップと、前記ベースウェブをタバコの円柱に巻き付けるステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、紙構造を変更して、喫煙品の燃焼速度を制御するための方法に向けられている。
【０００２】
【従来の技術】
シガレット、葉巻、およびそれに類するものなどの喫煙品は、従来、タバコの円柱を包み紙内に包むことによって作られる。一方の端で、喫煙品は、例えば、その品が、それを介して喫煙されるフィルタを含み得る。フィルタは、白色の包み紙に接着された先付け紙を使用して、喫煙品に付着することができる。喫煙品を構成するのに使用する包み紙および先付け紙は、通常、亜麻または他のセルロース繊維から作られ、カルシウム化合物またはマグネシウム化合物などの充填材を含む。
【０００３】
シガレットを一体に保ち、そのシガレットに美的外観を提供する他に、包み紙は、また、そのシガレットの多くの物理特性または物理特徴にも寄与する、またはそれを制御する。例えば、包み紙は、一吸い当たりのタール送出、燃焼速度、吸い回数などを調整するのに使用することができる。包み紙はまた、シガレットが燃焼するままにされたとき、そのシガレットの火のついた端から発散する煙の量を制限するのに使用することができる。さらに、包み紙は、シガレットが、そのシガレットと接触する表面に点火する傾向（すなわち、点火傾向）を抑えて、そのシガレットが放置されたままにされたときに、自己消火するようにさせることができる。
【０００４】
包み紙によって制御され得る喫煙品の１つの特に重要な態様は、喫煙品の燃焼速度である。例えば、低い燃焼速度は、喫煙品の点火傾向を抑えるのを助けることができる。さらに、より低い燃焼速度は、シガレットなどの喫煙品が、最適の吸い回数が得られるように比較的遅い速度で燃焼することを望む消費者を満足させることもできる。
【０００５】
最近、経済的理由で、喫煙品は、より少ない量のタバコまたは従来のタバコよりも密度の低い拡張したタバコを使用し、したがって、体積当たりでより低いコストで製造され始めている。ただし、より少ないタバコまたは拡張したタバコが抱える１つの重要な問題は、喫煙品の燃焼速度が相当に増加することである。
【０００６】
これらの喫煙品および他の喫煙品の燃焼速度を抑えるため、様々な技法が、従来、利用されてきた。例えば、燃焼速度を低下させるための従来技法は、包み紙の通気性を低減する、燃焼添加剤のレベルを低減すること（例えば、シガレット）、ならびに包み紙での充填材レベルまたはチョークレベルを低減することを含む。ただし、いくつかの場合、これらの従来技法を使用することが可能ではない、または望ましくないことがあり得る。例えば、これらの技法は、包み紙の他の特性に対して悪影響を有し得る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、現在、喫煙品の燃焼速度を抑える方法であって、その結果としての喫煙品の他の特性に対する悪影響を有さないものの必要性が存在する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一般的に、紙構造を変更して、喫煙品の燃焼速度を制御するための方法に向けられている。一実施形態では、例えば、喫煙品の燃焼速度は、紙の中に、およそ２．５ミクロンよりも大きい中央値粒子サイズを有する充填材を組み込むことによって抑えられる。
【０００９】
どの充填材材料でも、一般的に、本発明の包みで使用することができる。そうした充填材は、例えば、炭酸カルシウム、二酸化チタン、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムなどを含み得る。例えば、１つの適切な炭酸カルシウム充填材は、マサチューセッツ州ＡｄａｍｓのＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．から、商品名ＡＤＸ７０１４の下で得ることができ、これは、３．５ミクロンの中央値粒子サイズを有する沈降炭酸カルシウム材料である。
【００１０】
さらに、紙に加える充填材の量は、一般的に、使用する充填材の所望の通気性、不透明度、および粒子サイズに依存する。ただし、特に有利なのは、所望の燃焼速度レベルが、一般的に、従来の充填材レベルをそれほど変更せずに得るのが可能なことである。したがって、ほとんどの適用形態の場合、紙内の総充填材レベルは、重量でおよそ２０％からおよそ４５％であることが可能であり、詳細には、重量でおよそ２０％からおよそ３０％であることが可能である。
【００１１】
前述のとおり、ある中央値粒子サイズを有する充填材が、包み紙に組み込まれて、喫煙品の燃焼速度を抑える。例えば、この充填材は、通常、およそ２．５ミクロンよりも大きい中央値粒子サイズを有する。そうした粒子サイズを有する充填材を利用することによって、燃焼速度は、相当に抑えることができる。
【００１２】
詳細には、本発明の包み紙は、通常、１５ｃｍ-1より小さい拡散コンダクタンス指標（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  Ｉｎｄｅｘ）（ＤＣＩ）値を有し、いくつかの実施形態では、５ｃｍ-1から１５ｃｍ-1の間の拡散コンダクタンス指標値を有する。本発明の包み紙を使用して作られた喫煙品の静的燃焼速度（Ｓｔａｔｉｃ  Ｂｕｒｎ  Ｒａｔｅ）（ＳＢＲ）は、およそ毎分５．０ミリメートルより小さく、いくつかの実施形態では、およそ毎分４．０ミリメートルより小さい。さらに、本発明の包み紙は、ほぼ同一の通気性、坪量、燃焼制御添加剤レベル、および充填材レベルで、より小さな充填材粒子サイズ（例えば、１．９ミクロン）を有する包み紙を使用して作った同じ喫煙品と比較して、最高で、およそ７５％の喫煙品の燃焼速度の低下を提供することができると考えられる。例えば、一実施形態では、本発明の包み紙は、より小さな充填材粒子サイズを有するが、同一の通気性を有する包み紙を使用して作った同じ喫煙品と比較して、およそ５％からおよそ２０％の間の喫煙品の燃焼速度の低下を提供することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、本発明の包み紙は、また、さらに紙の燃焼速度を抑えるために、点火抑制溶液の離散領域でコーティングすることもできる。一実施形態では、例えば、酸性化アルギン酸ナトリウムなどの水性塗膜形成溶液または非水性溶媒に溶かしたセルロースポリマーを包み紙のある部分に適用することができる。点火抑制溶液は、一般的に、グラビア印刷またはフレキソ印刷などの従来技法を使用して包みに適用することができる。さらに、この溶液は、帯の形状、クロスハッチの形状、傾斜した形状、不規則な形状など、様々な離散パターンで適用することもできる。
【００１４】
先に示したとおり、そうした低下した燃焼速度は、結果としての喫煙品に、いくつもの利点を提供することができる。例えば、低下した燃焼速度は、その喫煙品が、それと接触する表面または物品に点火する傾向（すなわち、点火傾向）を抑えることができる。さらに、そうした低下した燃焼速度は、より多くの吸い回数ももたらすので、本発明により形成された喫煙品は、また、喫煙品が最適の吸い回数を有することを所望する消費者の要求を満たすこともできる。
【００１５】
さらに、本発明により形成された包み紙は、タール送出、味、副流煙など、その喫煙品の他の特性にひどく影響することなく、前述の利点を実現することができることが判明している。さらに、所望の燃焼速度抑制は、比較的低い通気性、例えば、６０ＣＯＲＥＳＴＡ（ここで、「ＣＯＲＥＳＴＡ」は、気圧差１センチバールで、ウェブの単位面積当たり、ウェブを通る空気の流れとして定義する）より低い通気性で実現することができることが判明している。
【００１６】
本発明の他の特徴および態様は、下記にさらに詳細に説明する。
【００１７】
当分野の技術者に対する本発明の完全で実施を可能にする開示は、その最良のモードを含めて、付随する図面への参照を含む明細書の残りの部分でさらに詳細に提示する。
【００１８】
本明細書および図面での参照文字の反復使用は、本発明の同一または類似の特徴または要素を表すものとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
試験方法
「拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）」：ＤＣＩは、電流に対する包みの抵抗が、シガレットの燃焼を持続させる包みの能力に非常によく相関するという発見に基づく試験である。包み紙のＤＣＩ（燃焼モード指標としても知られる）を判定するため、事実上、本明細書に参照によってその全体が組み込まれる、Ｄｕｒｏｃｈｅｒに対する米国特許第４６１５３４５号で記載される試験方法を利用することができる。詳細には、包みは、まず、一般的に、電解質の非水性溶液に浸して、次に、２つの電極の間に置く。その紙の電気抵抗（オーム）と両電極と接触する紙の面積（ｃｍ2）の積に対する電解質溶液の固有抵抗（オーム−ｃｍ）の比率が、ＤＣＩとして定義され、これが、シガレットの燃焼を持続させる包みの能力の直接の測度である。この電気抵抗は、電極にわたって適用される１Ｋｈｚ周波数の交流電圧を使用して、ＧｅｎＲａｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されるＭｏｄｅｌ１６５８などのインピーダンスブリッジで、直列抵抗として測定することができる。
【００２０】
例えば、使用することのできる１つのテストセルを図３に図示している。示すとおり、ガラス容器５０が、０．５モルの塩化テトラエチルアンモニウムのブチロラクトン溶液などの電解液５２を含む。およそ７．６ｃｍの直径を有するボタン電極５４が、例えば、紙サンプル５６をサポートする。たとえば、およそ１．４ｃｍの直径を有するトップ電極５７が、紙サンプル５６の上に置かれる。いくつかの実施形態では、電極５４および５７は、金メッキした黄銅シリンダから作ることができる。示すとおり、トップ電極５７は、また、非導電性サポート５９によって囲むこともでき、これは、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（ポリテトラフルオロエチレン）から作ることができる。電極５４および５７は、１Ｋｈｚ周波数の交流を提供するインピーダンスブリッジ６０を介して、ワイヤ５８によって接続される。ＤＣＩは、測定された抵抗と両電極に接触している紙の面積（説明するケースでは、面積＝１．６ｃｍ2）の積で溶液の固有抵抗を割って、所与のｃｍ-1に対して決定される。
【００２１】
「静的燃焼測度（ＳＢＲ）」：ＳＢＲは、環境空気中で点火されたときに喫煙品が燃焼する速度を測定するのに使用される、よく知られた試験方法である。喫煙品がある長さ燃焼するのに必要な時間が測定され、記録される。ＳＢＲは、通常、毎分のミリメートルで表される。
【００２２】
詳細な説明
次に、本発明の実施形態を詳細に参照し、その１つまたは複数の例を下記に提示する。各例は、本発明の説明として提供するものであり、本発明の限界ではない。実際、当分野の技術者には、本発明の範囲または趣旨を逸脱することなく、様々な変更および変形を本発明で行うことができることが明白となる。例えば、一実施形態の一部として図示するまたは説明する特徴を他の実施形態で使用して、さらなる実施形態をもたらすことが可能である。したがって、本発明は、そうした変更形態および変形形態ならびにそれらの等価形態をカバーするものとする。
【００２３】
一般的に、本発明は、喫煙品の包み紙を変更して、その品の燃焼速度を制御するための方法に向けられている。詳細には、喫煙品の燃焼速度は、包み紙にある中央値粒子サイズを有する充填材を組み込むことによって抑えることができる。例えば、その充填材の中央値粒子サイズは、通常、およそ２．５ミクロンよりも大きい。燃焼速度のそうした低下の結果、結果としての喫煙品では、他の物品または表面に点火する傾向（すなわち点火傾向）が少なくなり、吸い回数が増加することが可能である。さらに、そうした改良された特性は、味、タール送出、および副流煙など、その喫煙品の他の特性にそれほど影響を与えることなく、本発明により、実現することが可能である。
【００２４】
一般的に、本発明の包み紙は、様々な異なるタイプの材料から作ることが可能である。例えば、いくつかの実施形態では、包み紙は、例えば、亜麻繊維、針葉樹繊維、または広葉樹繊維から得たセルロース繊維から作ることができる。さらに、所望に応じて紙の特性を変えるため、セルロース繊維の様々な混合物も使用することができる。それが所望される場合、包み紙の繊維は、任意の従来方式で精製することができる。例えば、いくつかの実施形態では、精製の程度は、例えば、ＰＦＩミルで、およそ５キロ回転からおよそ２０キロ回転までの範囲であり得る。包みを形成するのに使用する繊維の精製は、ときとして、通気性などの結果としての包みのある特性を制御するのを助け、また、結果としての喫煙品の燃焼速度にも影響を与える可能性がある。
【００２５】
本発明による包み紙の坪量は、一般的に、所望に応じて変化する。例えば、ほとんどの適用形態では、紙は、およそ１８ｇ／ｍ2からおよそ４０ｇ／ｍ2の坪量を有し、より詳細には、およそ２２ｇ／ｍ2からおよそ３０ｇ／ｍ2の坪量を有する。１つの特定の実施形態では、包み紙は、２８ｇ／ｍ2の坪量を有する。
【００２６】
前述のとおり、本発明によれば、ある中央値粒子サイズを有する充填材が、包み紙に組み込まれる。詳細には、喫煙品の燃焼速度を抑えるため、比較的大きな中央値粒子サイズを有する充填材を利用することができる。例えば、充填材は、通常、およそ２．５ミクロンより大きい中央値粒子サイズを有し、いくつかの実施形態では、およそ３ミクロンからおよそ１５ミクロンの間、またいくつかの実施形態では、およそ３．５ミクロンからおよそ１５ミクロンの間、さらにいくつかの実施形態では、およそ３．５ミクロンからおよそ１０ミクロンの間の中央値粒子サイズを有する。本明細書で使用する「中央値粒子サイズ」とは、一般的に、例えば、セディグラフ（ｓｅｄｉｇｒａｐｈ）を使用する沈降法によって測定され、判定される充填材のサイズを指す。
【００２７】
また、充填材は、様々な異なる形状を有することが可能である。例えば、いくつかの実施形態では、充填材は、偏三角面体形状、長斜方形形状、立方体形状などを有することが可能である。
【００２８】
一般的に、所望の粒子サイズおよび／または所望の形状を有するどの充填材でも、本発明の包みで使用することができる。例えば、そうした充填材のいくつかの例は、炭酸カルシウム、二酸化チタン、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、およびそれに類するものを含み得るが、それらには限定されない。１つの特定の実施形態では、例えば、沈降炭酸カルシウムが、充填材として利用される。１つの適切な炭酸カルシウム充填材は、マサチューセッツ州ＡｄａｍｓのＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．から、商品名ＡＤＸ７０１４の下で得ることができ、これは、沈降炭酸カルシウム材料である。
【００２９】
本発明による包み紙を作る上で、所望の粒子サイズを有する単一の充填材を利用することができる。さらに、所望される場合、異なるサイズを有し、かつ／または異なる形状を有する充填材の混合物も使用することができる。結果としての喫煙品の燃焼速度が、適切に抑えられる限り、例えば、異なるより大きいサイズを有する充填材の混合物を紙に加える、またはより大きいサイズを有する充填材をより小さな従来サイズを有する充填材と混合することができる。一実施形態では、例えば、比較的大きい粒子サイズを有する炭酸カルシウム充填材を比較的小さい粒子サイズを有する酸化マグネシウム充填材と混合することができる。
【００３０】
紙に追加する充填材の量は、一般的に、使用する所望の通気性および充填材の粒子サイズに依存する。ただし、特に有利なのは、紙の中の充填材レベルを従来レベルからそれほど増加または減少させずに、前述の燃焼速度レベルが得られることである。したがって、ほとんどの適用形態の場合、紙の中の総充填材レベルは、重量でおよそ２０％からおよそ４５％までであることが可能であり、またいくつかの実施形態では、重量でおよそ２０％からおよそ３０％であることが可能である。
【００３１】
充填材は、一般的に、様々な異なるよく知られた技法のうちのいずれかを使用して、本発明の包み紙に組み込むことができる。例えば、一実施形態では、充填材は、まず、水または水溶液と結合して充填材スラリーを形成する。このスラリーを製紙工程中に、セルロース繊維（例えば亜麻）の懸濁液に追加する。例えば、繊維懸濁液は、蒸解がまで蒸解し、洗浄し、漂白し、次に精製したセルロース繊維完成紙料から形成することができる。この包み紙を形成するため、結果としてのスラリーと繊維懸濁液の混合物をスクリーン上または一組のスクリーン上に広げて、乾燥させることができる。別法では、充填材は、単に乾燥粉末として、製紙工程中にセルロース繊維の完成紙料またはウェブに適用することができる。
【００３２】
本発明により、充填材を包み紙に組み込んだとき、一定の充填材レベルで、充填材粒子サイズの増大により、紙構造内に発達する気孔のサイズが大きくなり、またその数も少なくなると考えられる。前述の効果のうちのいくつか、またはそのすべての結果、ウェブ構造内で空気の拡散のために利用され得るオープンスペースの総区域は、減少すると考えられる。さらに、喫煙品の燃焼速度は、一般的に、紙構造内のオープンスペースを通る空気の拡散に関係すると考えられている。したがって、この紙構造は、より少ない区域のオープンスペースを含むので、包み紙の燃焼速度も低減され得る。
【００３３】
特定の包み紙の燃焼速度は、一般的に、静的燃焼速度（ＳＢＲ）または拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）などの様々な技法を使用して測定することができる。例えば、本発明のほとんどの実施形態では、包み紙のＤＣＩは、およそ１５ｃｍ-1よりも小さく、またいくつかの実施形態では、およそ５ｃｍ-1からおよそ１２ｃｍ-1の間である。さらに、包み紙のＳＢＲは、通常、およそ毎分５．０ミリメートルよりも低く、いくつかの実施形態では、およそ毎分４．０ミリメートルよりも低く、またいくつかの実施形態では、およそ毎分２．０ミリメートルからおよそ毎分３．５ミリメートルの間である。さらに、本発明の包み紙は、より小さい充填材粒子サイズ（例えば、１．９ミクロン）を有するが、同じ通気性の包み紙で作られている同じ喫煙品と比較して、最高で、およそ７５％の喫煙品の燃焼速度の低下を提供することができると考えられる。例えば、一実施形態では、本発明の包み紙は、より小さな充填材粒子サイズを有する包み紙で作られた同じ喫煙品と比較して、最高でおよそ５０％、いくつかの実施形態では、最高でおよそ２５％、またいくつかの実施形態では、およそ５％からおよそ２０％の間で、喫煙品の燃焼速度の低下を提供することができる。先に示したとおり、こうした低い燃焼速度は、喫煙品の点火傾向を抑えるのを助けることができる、すなわち、偶然の落下またはそれに類することなどによって、それが接触する表面または物品に点火する傾向を抑える。
【００３４】
さらに、こうした利点は、味、タール送出、副流煙などの、喫煙品の他の特性にひどく影響を与えることなく、本発明によって得ることができる。例えば、より大きいサイズを有する粒子は、ときとして、やはりより大きいサイズの気孔を形成し、これが、紙の通気性を増大させ得る。したがって、一実施形態では、ウェブ内の繊維をある程度まで精製して、そのウェブの通気性が、およそ６０ＣＯＲＥＳＴＡユニットよりも小さいようにし、いくつかの実施形態では、およそ３５ＣＯＲＥＳＴＡユニットよりも小さいようにし、またいくつかの実施形態では、およそ１０ＣＯＲＥＳＴＡユニットからおよそ３５ＣＯＲＥＳＴＡユニットの間にあるようにする。驚くべきことに、これほどまでに繊維を精製しても、本発明の包みの、前述の燃焼速度抑制を実現する能力を変えないことが判明している。
【００３５】
本発明の包み紙は、燃焼制御添加剤で処理することもできる。そうした燃焼処理添加剤は、例えば、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩、またはリン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸一アンモニウムなどの酸性塩を含み得る。異なるタイプの燃焼制御添加剤を混合して、紙に適用することも可能である。燃焼制御添加剤は、重量でおよそ０．３％からおよそ１６％までの量で紙に追加することができ、また一適用形態では、重量でおよそ０．３％からおよそ３％までの量で追加することができる。さらに、他の添加剤もまた、包み紙の中に組み込むことができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、本発明の包み紙は、喫煙品の燃焼速度をさらに抑えるための他の技法と併せて使用することもできる。いくつかの適切な技法は、Ｈａｍｐｌ，Ｊｒ．に対する米国特許第４７３９７７５号、Ｐｅｔｅｒｓｏｎ他に対する米国特許第５８７８７５３号、Ｐｅｔｅｒｓｏｎ他に対する米国特許第５８７８７５４号、Ｈｏｔａｌｉｎｇ他に対する米国特許第５８２０９９８号、Ｂａｌｄｗｉｎ他に対する米国特許第５２６３９９９号、およびＢａｌｄｗｉｎ他に対する米国特許第５４１７２２８号に記載され、これらはすべて、事実上、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。例えば、いくつかの実施形態では、本発明の包み紙は、離散領域の点火抑制溶液でコーティングすることも可能である。一実施形態では、例えば、酸性化アルギン酸ナトリウムなどの水性塗膜形成溶液または非水性溶媒に溶かしたセルロースポリマーなどを包み紙のある部分に適用することができる。所望される場合、多価金属陽イオン充填材または微粒子充填材など、他の添加剤を、溶液に、それを包みに適用する前に追加することも可能である。点火抑制溶液は、一般的に、グラビア印刷またはフレキソ印刷などの従来技法を使用して、包みに適用することができる。さらに、この溶液は、帯の形状、クロスハッチの形状、傾斜した形状、不規則な形状など、様々な離散パターンで適用することもできる。
【００３７】
本発明は、下記の例を参照することでよりよく理解することができる。
【００３８】
【実施例】
実施例１
ＡＤＸ７０１４炭酸カルシウム充填材（３．５ミクロンの中央値粒子サイズ）を組み込んだ包み紙で作られた喫煙品の燃焼速度を、（１．９ミクロンの中央値粒子サイズ）を有するＡＬＢＡＣＡＲ５９７０炭酸カルシウム充填材を組み込んだ紙で包まれた喫煙品の燃焼速度と比較した。ＡＤＸ７０１４充填材とＡＬＢＡＣＡＲ５９７０充填材は両方とも、マサチューセッツ州ＡｄａｍｓのＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．から得た。
【００３９】
サンプルの包みのすべては、およそ２５ｇ／ｍ2の坪量および重量でおよそ２８％の総充填材ローディングを有していた。さらに、包み紙の中の繊維は、様々な通気性を有する包みを実現する方式で精製した。形成した後、包みの拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）を前述のＤＣＩ試験手順によって判定した。その結果を図１に図示している。
【００４０】
この実験から、３．５ミクロン粒子サイズを有する炭酸カルシウム充填材は、１．９ミクロン粒子サイズを有する炭酸カルシウム充填材よりも低いＤＣＩ値を対応するＣＯＲＥＳＴＡ通気性値でもたらすことが判明した。
【００４１】
実施例２
ＡＤＸ７０１４炭酸カルシウム充填材（３．５ミクロンの中央値粒子サイズ）を組み込んだ包み紙で作られた喫煙品の燃焼速度を、ＡＬＢＡＣＡＲ５９７０炭酸カルシウム充填材（１．９ミクロンの中央値粒子サイズ）を組み込んだ紙で作られた喫煙品の燃焼速度と比較した。ＡＤＸ７０１４充填材とＡＬＢＡＣＡＲ５９７０充填材は両方とも、マサチューセッツ州ＡｄａｍｓのＳｐｅｃｉａｌｔｙＭｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．から得た。
【００４２】
サンプルの包みのすべては、およそ２５ｇ／ｍ2の坪量および重量でおよそ２８％の総充填材ローディングを有していた。さらに、包み紙の中の繊維は、様々な通気性を有する包みを実現する方式で精製した。ＡＬＢＡＣＡＲ５９７０充填材を含んだサンプルセットには、また、０．５重量％のクエン酸塩も組み込んだ。さらに、ＡＤＸ７０１４充填材を含んだサンプルセットのうちの１つには、０．５重量％のクエン酸塩を組み込み、他方、ＡＤＸ７０１４充填材を含んだその他のサンプルセットには、０．５重量％のリン酸一アンモニウム（ＭＡＰ）を組み込んだ。
【００４３】
次に、シガレットを前述の包み紙で実験室シガレット製造機を使用して作った。このシガレットのそれぞれに点火して、静的モードで自由燃焼させた。シガレットが燃焼するにつれて、燃焼速度を前述のＳＢＲ試験手順を使用して測定した。その結果を図２に図示している。
【００４４】
この実験から、３．５ミクロン粒子サイズを有する炭酸カルシウム充填材は、１．９ミクロン粒子サイズを有する炭酸カルシウム充填材よりも低いＳＢＲ値を対応するＣＯＲＥＳＴＡ通気性値でもたらすことが判明した。
【００４５】
実施例３
１．９ミクロン（ＡＬＢＡＣＡＲ５９７０）、３．５ミクロン（ＡＤＸ７０１４）、１０ミクロン（ＶＩＣＲＯＮ）、および１５ミクロン（ＭＡＲＢＬＥＷＨＩＴＥ）の中央値粒子サイズを有する沈降炭酸カルシウム充填材を組み込んだ包み紙で作った喫煙品の様々な特性を比較した。ＡＤＸ７０１４およびＡＬＢＡＣＡＲ５９７０は、偏三角面体形状を有し、他方、ＶＩＣＲＯＮおよびＭＡＲＢＬＥＷＨＩＴＥは、長斜方形形状を有する。これらの充填材のすべては、マサチューセッツ州ＡｄａｍｓのＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．から得た。
【００４６】
およそ３０ｇ／ｍ2の坪量を有する３つのサンプルの包みＡ〜Ｃを、ＰＦＩミルで、それぞれ、８キロ回転（ｋｒｅｖｓ）、８ｋｒｅｖｓ、および１６ｋｒｅｖｓの程度にまで精製した亜麻繊維を使用して形成した。さらに、サンプルＡは、包みの重量でおよそ２５％の総充填材ローディングを有し、他方、サンプルＢ〜Ｃは、包みの重量でおよそ３５％の総充填材ローディングを有していた。
【００４７】
次に、シガレットを前述の包みで実験室シガレット製造機を使用して作った。このシガレットのそれぞれに点火して、静的モードで自由燃焼させた。シガレットが燃焼するにつれて、燃焼速度を前述のＳＢＲ試験手順を使用して測定した。その結果を表Ｉで示している。さらに、通気性をよく知られた技法を使用して測定し、それを表ＩＩで示している。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
【表２】
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【００５０】
先に示したとおり、ＡＤＸ７０１４充填材、ＶＩＣＲＯＮ充填材、およびＭＡＲＢＬＥＷＨＩＴＥ充填材で形成した包み紙は、ＡＬＣＡＢＡＲ５９７０充填材で形成した包み紙よりも低い燃焼速度をもたらした。
【００５１】
実施例４
１．３ミクロン、１．９ミクロン、２．８ミクロン、４．２ミクロン、および６．１ミクロンの中央値粒子サイズを有する偏三角面体形状の沈降炭酸カルシウム充填材を組み込んだ包み紙で作られた喫煙品の通気性を比較した。詳細には、およそ３０ｇ／ｍ2の坪量および包みの重量でおよそ３０％の総充填材ローディングを有する３つのサンプルの包みＡ〜Ｃを、亜麻繊維を使用して形成した。サンプルＡ〜Ｃは、ＰＦＩミルで、それぞれ、６ｋｒｅｖｓ、１２ｋｒｅｖｓ、および１８ｋｒｅｖｓの程度まで精製した。
【００５２】
次に、シガレットを前述の包みで実験室シガレット製造機を使用して作った。次に、各包みの通気性をよく知られた技法を使用して判定した。その結果を下記に表ＩＩＩで示している。
【００５３】
【表３】
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【００５４】
先に示したとおり、任意のレベルの精製に対して、通気性は、一般的に、充填材の粒子サイズが増大するにつれて増加した。さらに、任意の粒子サイズに対して、包みの通気性は、一般的に、精製の程度が増加するにつれて減少した。
【００５５】
実施例５
１．３ミクロン、１．９ミクロン、２．８ミクロン、４．２ミクロン、および６．１ミクロンの中央値粒子サイズを有する偏三角面体形状の沈降炭酸カルシウム充填材を組み込んだ包み紙で作られた喫煙品の燃焼速度を比較した。詳細には、およそ３０ｇ／ｍ2の坪量および包みの重量でおよそ３０％の総充填材ローディングを有する４つのサンプルの包みＡ〜Ｄを、亜麻繊維を使用して形成した。サンプルＡ〜Ｄは、それぞれ、２０ＣＲＥＳＴＡ、４０ＣＯＲＥＳＴＡ、６０ＣＯＲＥＳＴＡ、および８０ＣＯＲＥＳＴＡの通気性を有していた。
【００５６】
次に、シガレットを前述の包みで実験室シガレット製造機を使用して作った。このシガレットのそれぞれに点火して、静的モードで自由燃焼させた。シガレットが燃焼するにつれて、燃焼速度を前述のＳＢＲ試験手順を使用して測定した。その結果を下記に表ＩＶで示している。さらに、包みＡ〜Ｄの拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）を前述のＤＣＩ試験手順によって判定した。そのＤＣＩ結果を下記に表Ｖで示している。
【００５７】
【表４】
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【００５８】
【表５】
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【００５９】
したがって、先に示したとおり、通気性に関わらず、喫煙品の燃焼速度は、一般的に、充填材粒子の粒子サイズが増大するにつれて低下した。
【００６０】
実施例６
中央値粒子サイズ１．９ミクロン（ＡＬＢＡＣＡＲ５９７０、偏三角面体形状）、４．２ミクロン（ＭＤ４０７９、偏三角面体形状）、および４．５ミクロン（ＶＩＣＡＬＩＴＹ  ＥＸＴＲＡ  ＨＥＡＶＹ、立方体形状）を有する沈降炭酸カルシウム充填材を組み込んだ包み紙で作られた喫煙品の燃焼速度を比較した。ＡＬＢＡＣＡＲ５９７０およびＶＩＣＡＬＩＴＹ  ＥＸＴＲＡ  ＨＥＡＶＹは、乾燥粉末として適用した。ＭＤ４０７９は、スラリーとして適用した。これらの充填材のすべては、マサチューセッツ州ＡｄａｍｓのＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．から得た。
【００６１】
およそ３０ｇ／ｍ2の坪量および包みの重量でおよそ３０％の総充填材ローディングを有する３つのサンプルの包みＡ〜Ｃを、ＰＦＩミルで、それぞれ、６ｋｒｅｖｓ、１２ｋｒｅｖｓ、および１８ｋｒｅｖｓの程度にまで精製した亜麻繊維を使用して形成した。
【００６２】
次に、シガレットを前述の包みで実験室シガレット製造機を使用して作った。このシガレットのそれぞれに点火して、静的モードで自由燃焼させた。シガレットが燃焼するにつれて、燃焼速度を前述のＳＢＲ試験手順を使用して測定した。その結果を表ＶＩで示している。さらに、包みの拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）を前述のＤＣＩ試験手順によって判定した。その結果を表ＶＩＩで示している。
【００６３】
【表６】
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【００６４】
【表７】
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【００６５】
先に示したとおり、任意のレベルの精製に対して、ＭＤ４０７９充填材およびＶＩＣＡＬＩＴＹ  ＥＸＴＲＡ  ＨＥＡＶＹ充填材で形成した喫煙品は、一般的に、ＡＬＢＡＣＡＲ５９７０充填材で形成した喫煙品よりも低い燃焼速度を有していた。
【００６６】
実施例７
中央値粒子サイズ３．２ミクロン（ＡＤＸ７０１４、偏三角面体形状）、４．５ミクロン（ＶＩＣＡＬＩＴＹ  ＥＸＴＲＡ  ＨＥＡＶＹ、立方体形状）、および１２ミクロン（ＶＩＣＡＬＩＴＹ  ＵＬＴＲＡ  ＨＥＡＶＹ、立方体形状）を有する沈降炭酸カルシウム充填材を組み込んだ包み紙で作られた喫煙品の燃焼速度を比較した。これらの充填材のすべては、マサチューセッツ州ＡｄａｍｓのＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．から得て、乾燥粉末として適用した。
【００６７】
およそ３０ｇ／ｍ2の坪量および包みの重量でおよそ３０％の総充填材ローディングを有する３つのサンプルの包みＡ〜Ｃを、ＰＦＩミルで、それぞれ、６ｋｒｅｖｓ、１２ｋｒｅｖｓ、および１８ｋｒｅｖｓの程度にまで精製した亜麻繊維を使用して形成した。
【００６８】
次に、シガレットを前述の包みで実験室シガレット製造機を使用して作った。このシガレットのそれぞれに点火して、静的モードで自由燃焼させた。シガレットが燃焼するにつれて、燃焼速度を前述のＳＢＲ試験手順を使用して測定した。その結果を表ＶＩＩＩで示している。さらに、包みの拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）を前述のＤＣＩ試験手順によって判定した。その結果を表ＩＸで示している。
【００６９】
【表８】
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【００７０】
【表９】
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【００７１】
先に示したとおり、任意のレベルの精製に対して、包み紙の燃焼速度は、一般的に、充填材粒子サイズが増大するにつれて低下する。
【００７２】
本発明の様々な実施形態を特定の用語、装置、および方法を使用して説明してきたが、こうした説明は、例示の目的のみのものである。使用した言葉は、説明の言葉であり、制限するためのものではない。頭記の請求項に提示する本発明の趣旨または範囲を逸脱することなく、当分野の通常の技術者によって変更および変形が行われ得ることを理解されたい。さらに、様々な実施形態の態様は、その全体またはその一部が交換できることも理解されたい。したがって、添付する請求項の趣旨および範囲は、そこに含まれる好ましいバージョンの説明に限定されるべきものではない。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の結果、ある自然な通気性範囲内で比較的低い燃焼速度を有する包み紙を製造することができる。例えば、本発明の包み紙は、およそ１５ｃｍ-1より小さいＤＣＩを有することが可能である。こうした遅い燃焼速度は、点火傾向の抑制およびより多くの吸い回数をもたらすことができ、味、副流煙などの、喫煙品の他の特徴にあまり影響を与えることなく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の包み紙の一実施形態に関する拡散コンダクタンス指標（ＤＣＩ）値をグラフ表示する図である。
【図２】本発明の包み紙の一実施形態に関する静的燃焼速度（ＳＢＲ）値をグラフ表示する図である。
【図３】包み紙の拡散コンダクタンス指標を判定するための一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
５０  ガラス容器
５２  電解液
５４  ボタン電極
５６  紙サンプル
５７  トップ電極
５８  ワイヤ
５９  非導電性サポート
６０  インピーダンスブリッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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