(57)【要約】低下した発火性向特性を有する喫煙具が開示される。喫煙具（１０）は、セルロース系繊維及び充填材を含む包装材（１４）を含む。本開示にしたがって、充填材は、少なくとも約３．２ミクロンの粒度を有し、包装材中、約２０重量％未満の量で含まれる。さらに、包装材は、約２３gsm未満の坪量及び約１５コレスタ〜約１３０コレスタの透過度を有することができる。このような包装材が喫煙具の発火性向特性を低下させることができることが見いだされた。望むならば、上記のような特定の包装材はまた、喫煙具の発火性向特性を低下させるようにさらに働く発火低下性組成物で処理された不連続区域を含むことができる。
2010518861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙可能なタバコを含むコラム、及び
前記喫煙可能なタバコのコラムを包囲する包装材であって、セルロース系繊維及び充填材を含み、前記充填材が、約３．２ミクロンよりも大きい平均粒度を有し、包装材中に約１６重量％未満の量で含まれるものである包装材
を含み、
少なくとも約７５％のＡＳＴＭ試験番号Ｅ２１８７−０４合格率を有する、低下した発火性向特性を有する喫煙具。
【請求項２】
前記包装材が約５cm-1未満のＢＭＩを有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項３】
前記充填材が約３．５ミクロン〜約８ミクロンの平均粒度を有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項４】
前記充填材が、前記包装材中、約１０重量％〜約１６重量％の量で存在する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項５】
前記包装材が約２３gsm未満の坪量を有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項６】
前記包装材が約１８gsm〜約２１gsmの坪量を有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項７】
前記包装材が約３０コレスタ〜約８０コレスタの透過度を有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項８】
前記包装材が約３５コレスタ〜約７５コレスタの透過度を有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項９】
約５０％未満のＦＡＳＥ率を有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項１０】
前記包装材が、塗膜形成組成物で処理された不連続区域をさらに含み、前記処理された区域が非処理区域によって分断されている、請求項１記載の喫煙具。
【請求項１１】
前記塗膜形成組成物が、アルギン酸塩、グアーガム、ペクチン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース誘導体、デンプン、デンプン誘導体及びそれらの混合物を含む、請求項１０記載の喫煙具。
【請求項１２】
前記処理された区域が、前記喫煙具に沿って縦方向に配置された周方向に延びるバンドの形状にある、請求項１０記載の喫煙具。
【請求項１３】
前記充填材が炭酸カルシウムを含む、請求項１記載の喫煙具。
【請求項１４】
前記包装材の表面が、発火性低下組成物で処理された区域を含まない、請求項１記載の喫煙具。
【請求項１５】
約２５％未満のＦＡＳＥ率を有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項１６】
約１０％未満のＦＡＳＥ率を有する、請求項１記載の喫煙具
【請求項１７】
前記包装材が第二の充填材を含み、約２０重量％〜約３０重量％の全充填材配合率を有する、請求項１記載の喫煙具。
【請求項１８】
喫煙可能なタバコを含むコラム、
前記喫煙可能なタバコのコラムを包囲する包装材であって、セルロース系繊維及び充填材を含み、前記充填材が約３．２ミクロンよりも大きい平均粒度を有するものである包装材、及び
前記包装材上に位置する、発火性低下組成物で処理された少なくとも一つの不連続区域であって、非処理区域によって分断されており、喫煙具の発火性向を低下させるのに十分な量の発火性低下組成物を含有する不連続区域
を含む、低下した発火性向特性を有する喫煙具。
【請求項１９】
前記包装材が、非処理区域によって分断された、前記発火性低下組成物で処理された複数の不連続区域を含む、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２０】
前記包装材が、前記少なくとも一つの不連続区域中、約５cm-1未満のＢＭＩを有する、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２１】
前記充填材が約４ミクロン〜約８ミクロンの平均粒度を有する、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２２】
前記包装材が、約２３gsmの坪量を有し、充填材を約１０重量％〜約１６重量％の量で含有する、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２３】
前記包装材が約１５コレスタ〜約８０コレスタの透過度を有する、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２４】
前記発火性低下組成物が、アルギン酸塩、グアーガム、ペクチン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース誘導体、デンプン、デンプン誘導体及びそれらの混合物を含む、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２５】
前記処理された区域が、前記喫煙具に沿って縦方向に配置された周方向に延びるバンドの形状にある、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２６】
前記充填材が炭酸カルシウムを含む、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２７】
少なくとも約７５％のＡＳＴＭ試験番号Ｅ２１８７−０４合格率を有し、約５０％未満のＦＡＳＥ率を有する、請求項１８記載の喫煙具。
【請求項２８】
喫煙具のための包装材であって、
セルロース系繊維及び充填材を含むペーパーウェブを含み、前記充填材が、約３．２ミクロンよりも大きい平均粒度を有し、前記包装材中、約１６重量％未満の量で含まれるものであり、
約２３gsm未満の坪量及び約１５コレスタ〜約８０コレスタの透過度を有する包装材。
【請求項２９】
前記充填材が、約３．５ミクロン〜約８ミクロンの平均粒度を有し、前記ペーパーウェブ中、約１０重量％〜約１６重量％の量で存在するものであり、約１８gsm〜約２１gsmの坪量及び約３５コレスタ〜約７５コレスタの透過度を有する、請求項２８記載の包装材。
【請求項３０】
前記充填材が炭酸カルシウムを含む、請求項２８記載の包装材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００７年２月２３日出願の米国特許仮出願第６０／９０３，０１８号に基づき、その優先権を主張する。
【０００２】
背景
タバコ産業においては、喫煙具の発火性向、すなわち、喫煙具が火の点いた喫煙具と接触する面を発火させる傾向を低下させる包装材を有するタバコを製造しようとする関心が絶えずある。燃焼中のタバコが可燃材と接触したことに起因する火災に関する報告が作成されている。当産業においては、タバコ又は他の喫煙具が、家具、寝具などに使用されている表面及び材料と接触したときそれを発火させる傾向を低下させようとする正当な関心がある。
【０００３】
したがって、喫煙具、特にタバコの望ましい特徴は、自由燃焼状態で可燃材の上に落とされた又は放置されたとき自己消火する傾向を示すことである。
【０００４】
タバコ産業において、タバコ包装材がタバコのくすぶり特性に大きな影響を及ぼしうるということは長らく認識されている。これに関して、タバコが自己消火する所望の傾向を達成する、換言するならば、タバコの発火性向特性を低下させるために、タバコ包装材を変更又は改変しようとする様々な試みが当技術分野で成されてきた。
【０００５】
従来技術は、紙透過度を低下させ、燃焼速度を抑制するために、タバコ紙への塗膜形成溶液の適用を記載している。これらの材料がタバコの長手に沿いの不連続区域に適用されると、タバコは、基材を発火させる性質の低下を示し、自己消火する傾向を示し、より高い吹かし回数を有するということが示された。
【０００６】
参照により本明細書に組み込まれるPetersonの米国特許第５，８７８，７５３号及びHotalingらの米国特許第５，８２０，９９８号は、たとえば、透過度を低下させるために塗膜形成水溶液で処理されている喫煙具包装材を記載している。同じく参照により本明細書に組み込まれるPetersonの米国特許第５，８７８，７５４号は、透過度を低下させるために非水溶液に溶解させた溶媒可溶性ポリマーの非水溶液で処理されている喫煙具包装材を記載している。
【０００７】
当技術分野において数多くの改良が加えられてきたが、低下した発火性向性質を有するタバコ包装材を製造するための改良された方法がなおも要望されている。たとえば、上記のような多くの従来技術包装材は、低下した発火性質特性を喫煙具に提供する不連続区域を含む。求められているものは、低下した発火性質特性を包装材の全面に有する喫煙具を提供することができる包装材である。たとえば、包装材を製造した後さらなる組成物を包装材に適用しなければならないこととは違って、包装材を構成するために使用される材料によって喫煙具の発火性質特性を本質的に低下させる包装材を構成することができるならば、様々な利点が得られるであろう。あるいはまた、そのような包装材を、発火性向低下組成物による包装材の処理とで相乗的に組み合わせることもできる。
【発明の概要】
【０００８】
本開示は、一般に、低下した発火性向を有する喫煙具のための包装紙及びその包装材を製造する方法に関する。たとえば、一つの実施態様において、包装紙は、ペーパーウェブから製造することができる。包装紙は、亜麻繊維、軟木繊維、硬木繊維及びそれらの混合物を含有することができる。
【０００９】
本開示にしたがって、包装材はさらに、比較的大きな粒度を有する充填材を含む。たとえば、充填材は、約３．２ミクロンよりも大きい、たとえば約３．２ミクロン〜約１２ミクロンの平均粒度を有することができる。たとえば、一つの実施態様において、充填材は、約３．５ミクロン〜約８ミクロン、たとえば約３．５ミクロン〜約５．５ミクロンの粒度を有することができる。充填材は、炭酸塩又は酸化物のような適当な材料でできていることができる。本開示で使用することができる充填材の例は、たとえば、炭酸カルシウム及び酸化マグネシウムを含む。
【００１０】
比較的大きな粒度を有することに加えて、充填材は、包装紙中、比較的低い量で存在することができる。たとえば、包装材は、充填材を、約２０重量％未満、たとえば約１０重量％〜約１６重量％の量で含有することができる。さらには、包装材は、比較的低い坪量を有することができる。たとえば、包装材の坪量は、約２３gsm未満、たとえば約１８gsm〜約２１gsmであることができる。
【００１１】
上記のように製造された包装紙は、喫煙具に組み込まれると、低下した発火性向特性を有する喫煙具を創造するということが本発明者らによって見いだされた。さらには、上記包装材は、製造されることができ、比較的正常な範囲内の透過度を有しながらも低下した発火性向特性を喫煙具に付与することができる。たとえば、包装材の透過度は、約１５コレスタ〜約８０コレスタ、たとえば約２５コレスタ〜約６０コレスタであることができる。
【００１２】
本発明にしたがって製造された包装材を含有する喫煙具は、喫煙具が隣接面を発火させることを実質的に阻止されることを示す、少なくとも約７５％のＡＳＴＭ試験番号Ｅ２１８７−０４合格率を有することができる。さらには、そのような喫煙具は、約５０％未満、たとえば約３０％未満の自由空気中自己消火率を有するように製造することができる。
【００１３】
場合によっては、一つの実施態様において、包装材はさらに、発火性低下組成物で処理された不連続区域を含むことができる。処理された不連続区域は、非処理区域によって分断された状態で包装材上に存在することができる。不連続区域は、それらの特定区域において喫煙具の発火性向をさらに低下させるのに十分な量の発火性低下組成物を含有することができる。たとえば、処理された区域は、炭が燃焼し、処理された区域に進入するとき、喫煙具のくすぶる炭への酸素を減らすことにより、発火性向をさらに低下させることができる。
【００１４】
発火性低下組成物は、適当な材料から製造することができる。たとえば、一つの実施態様において、発火性低下組成物は、包装材に適用されたセルロース材料を含むことができる。他の実施態様において、発火性低下組成物は塗膜形成材料を含むことができる。塗膜形成材料は、たとえば、アルギン酸塩、たとえばアルギン酸ナトリウム又はカリウムを含むことができる。しかし、様々な他の塗膜形成材料を使用することもできることが理解されよう。他の塗膜形成材料は、たとえば、グアーガム、ペクチン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース誘導体、たとえばエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン及びデンプン誘導体を含むことができる。
【００１５】
発火性低下組成物は、様々な方法にしたがって包装紙に適用することができる。たとえば、組成物は、たとえばフレキソ印刷法、直接グラビア印刷法及びオフセットグラビア印刷法を使用して紙に印刷することができる。
【００１６】
一つの実施態様において、発火性低下組成物によって形成される不連続区域は、喫煙具に沿って縦に配置された周方向に延びるバンドの形状にある。バンドは、約３mmよりも大きい、たとえば約４mm〜約１０mmの幅を有することができる。バンドは、約５mm〜約５０mm、特に約１０mm〜約４０mmの距離で互いに離間していることができる。
【００１７】
包装紙に適用される発火性低下組成物の量は、具体的な用途及び様々な要因に依存する。たとえば、組成物は、処理された区域内の包装材に重量に基づいて約１重量％〜約３０重量％の量、特に約２重量％〜約２０重量％の量で包装材に適用されることができる。
【００１８】
発火性低下組成物は、包装紙に適用されるとき、水溶液に含まれることもできるし、非水溶液に含まれることもできる。非水溶液に含まれる場合、たとえば、アルコールが存在することができる。
【００１９】
本発明の他の特徴及び態様は以下さらに詳細に説明される。
【００２０】
本明細書の残り部分において、当業者に対し、本発明の完全かつ実施可能な開示を、その最良形態を含め、添付図面を参照しながらより具体的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示にしたがって製造された喫煙具の一つの実施態様の斜視図である。
【図２】本開示にしたがって製造された喫煙具のもう一つの実施態様の分解図である。
【００２２】
本明細書及び図面における参照番号の反復使用は、本発明の同じ又は類似した特徴又は要素を表すことを意図したものである。
【００２３】
詳細な説明
ここで、実施態様を詳細に参照し、その一つ以上の例を以下に記す。各例は、本発明の説明として提供するものであり、その限定として提供するものではない。事実、本発明の範囲又は真意を逸することなく、様々な改変及び変形を本発明に加えることができることが当業者には明らかであろう。たとえば、ある実施態様の一部として例示又は記載された特徴を別の実施態様で使用してさらなる実施態様を生み出すことができる。したがって、本発明は、特許請求の範囲及びその等価物の範囲に入るような改変及び変形を包含するものと解釈される。
【００２４】
本発明を説明するために、本発明の実施態様及び原理をタバコに関して説明する。しかし、これは、本発明の説明のためであり、本発明をタバコのみに限定することを意図したものではない。任意の適当なタイプの喫煙具が本発明の範囲及び真意に入る。
【００２５】
本開示は、改善された発火性向制御特性を有する喫煙具及び喫煙具の包装材に関する。「発火性向」とは、燃焼中のタバコが可燃性基材の上に落とされた又は他のやり方で放置された場合に喫煙具又はタバコがその可燃性基材を発火させる傾向の尺度である。タバコの発火性向の試験がＮＩＳＴ（アメリカ国立標準技術研究所）によって確立されており、一般に「モックアップ発火試験」と呼ばれている。この試験は、くすぶるタバコを可燃性試験布の上に配置し、タバコが、試験布を発火させる、試験布をその布の正常チャーラインを越えて燃焼させる、布を発火させることなくその全長を燃焼させる、又は試験布を発火させる、もしくはその全長を燃焼させる前に自己消火する、タバコの傾向を記録することを含む。
【００２６】
発火性向に関するもう一つの試験が、１０層のろ紙を使用する、ＡＳＴＭ試験番号Ｅ２１８７−０４である「タバコ消火試験」と呼ばれている。このタバコ消火試験においては、火の点いたタバコを１０層のろ紙の上に配置する。タバコが自己消火するならば、そのタバコは試験に合格である。しかし、タバコがフィルタ上の端まですべて燃焼するならば、そのタバコは失格である。本発明にしたがって製造された喫煙具は、これらの試験の一方又は両方に合格するように設計されることができる。
【００２７】
上記試験に加えて、低下した発火性向特性を有する喫煙具は、一般に、「自由空気中自己消火」（ＦＡＳＥ）に関しても試験される。自由空気中消火試験では、喫煙具を、吹かすことなく、また、隣接面の上に配置することなく、自由空気中で燃焼させる（ヒュームフード内でピンによって留めた状態で）。大部分の用途において、喫煙具は、自由空気中で燃焼状態に放置された場合には自己消火しないが、モックアップ発火試験又はタバコ消火試験には合格することが望ましい。したがって、より低いＦＡＳＥ率が好ましい。特に有利であることには、本発明の原理にしたがって構成された喫煙具は、隣接面の上に配置された場合には自己消火するが、それにもかかわらず、低下した発火性向特性を有することが意図される多くの従来製品に比べて低いＦＡＳＥ率を有するように構成されることができる。
【００２８】
一般に、本開示は、喫煙具の発火性向特性を低下させることができる特定の望ましい構造を有する包装材に関する。特に有利であることには、発火性向が特定の区域だけで低下する多くの従来技術包装材構造とは異なり、包装材全体が喫煙具の発火性向を低下させる。同じく特に有利であることには、以下さらに詳細に説明するように、包装材は、従来の透過度を有しながらも、喫煙具の他の性質、たとえば風味、発煙性、外観などに悪影響を及ぼすことなく、喫煙具の発火性向特性を低下させることができる。
【００２９】
包装材は、本開示にしたがって、比較的大きな粒度を有する充填材を包装材に配合することによって製造される。過去、本発明者の一人が、比較的大きな粒子を包装材に配合することによってタバコの包装紙の燃焼速度を下げることができることを見いだした。たとえば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，５６８，４０３号は、タバコ燃焼速度を下げるための包装紙に関する。この第６，５６８，４０３号特許は、紙の全充填材レベルが約２０重量％〜約４５重量％であることができると述べている。しかし、本開示の一つの実施態様においては、比較的大きな粒度を有する充填材を約２０重量％未満のレベルで含有する包装材が構成される。そのような包装材が様々な利点を提供するということがわかった。たとえば、本発明者らは、いくつかの実施態様において、充填材レベルが約２０重量％よりも高い場合、喫煙具は、自由空気中で燃焼状態に放置された場合に自己消火する傾向を有し、したがって、許容不可能なＦＡＳＥ率を有するおそれがあることを見いだした。これに関して、本開示は、劇的に改善された低下した発火性向性質を有するだけでなく、許容可能なＦＡＳＥ率をも有する喫煙具の包装材に関する。加えて、包装材は、喫煙具の風味又は吹かし回数などをはじめとする喫煙具の他の特性に不利に干渉しない他の性質を有するように設計されることもできる。
【００３０】
本発明にしたがって製造された包装材は、一般に、比較的大きな粒度を有する充填材と混合したセルロース系繊維を含有する。セルロース系繊維は、たとえば、亜麻、軟木繊維、硬木繊維及びそれらの混合物を含むことができる。充填材は、たとえば、少なくとも約３．２ミクロンの粒度を有することができる。たとえば、充填材は、約３．２ミクロン〜約１２ミクロン、たとえば約３．５ミクロン〜約８ミクロン、たとえば約３．５ミクロン〜約５．５ミクロンの粒度を有することができる。比較として、過去、包装材に配合されていた通常に使用される充填材は、２ミクロン未満の粒度を有するものであった。本明細書で使用する、充填材の平均粒度は、適当な粒度分析装置、たとえば米ジョージア州NorcrossのMicromeritics Instrument Corporationによって市販されているSEDIGRAPHを使用して計測される。
【００３１】
比較的大きな粒度を有する充填材を使用することに加えて、包装材中の全充填材配合率を従来の充填材レベルに比べて下げることができる。たとえば、本開示にしたがって製造された包装材は、充填材を約２０重量％未満、たとえば約１０重量％〜約１６重量％の量で含有することができる。たとえば、ある特定の実施態様において、包装材中の充填材配合率は約１１重量％〜約１３重量％であることができる。
【００３２】
一般に、適切な粒度を有する適当な充填材を包装材に配合することができる。多くの用途の場合、たとえば、充填材は白色である。充填材は、たとえば、炭酸塩又は酸化物を含むことができる。使用することができる充填材粒子の特定の例は、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム及びそれらの混合物を含む。
【００３３】
いくつかの用途において、包装材の坪量は比較的低い。たとえば、包装材の坪量は、約２３gsm未満、たとえば約２１gsm未満であることができる。たとえば、ある特定の実施態様において、包装材の坪量は約１８gsm〜約２１gsmであることができる。
【００３４】
特に有利であることには、本開示にしたがって製造された包装材は、喫煙具の発火性向特性を低下させながらも従来の包装材にいくぶん類似した紙透過度を有するように設計されることができる。たとえば、包装材の透過度は、約２００コレスタ未満、たとえば約１５コレスタ〜約１２０コレスタであることができる。包装材の透過度は、特定の用途のために設計されることができる。一つの実施態様において、たとえば、包装材の透過度は、約１８コレスタ〜約８０コレスタ、たとえば約３０コレスタ〜約８０コレスタ、たとえば約３５コレスタ〜約７５コレスタであることができる。
【００３５】
不明ではあるが、本発明者らは、充填材の比較的大きな粒度が、本開示にしたがって包装材に配合された場合、従来レベルに類似した紙透過度を維持しながらも、喫煙具に火が点いているとき包装材中での酸素の拡散を制限すると考える。特に、大きな粒子が紙の中でより大きな孔径を形成し、それが、喫煙具に火が点いているとき燃焼中の炭への酸素拡散に対してより小さな通路を提供しながらも、より高い透過度を可能にすると考えられる。燃焼中の炭への酸素の拡散を制限することにより、包装材は喫煙具の発火性向特性を効果的に低下させる。
【００３６】
図１を参照すると、本開示にしたがって製造された喫煙具１０の一つの実施態様が示されている。図示するように、喫煙具１０は、タバココラム１２を包装材１４の中に含む。一般に、タバココラム１２は、適当なタバコ材料を使用して製造することができる。たとえば、タバコ材料は、火力乾燥タバコ、バーリータバコ、トルコ葉タバコ、芳香性タバコ、再生タバコシート及びそれらの混合物を含むことができる。タバコ材料は、タバコダスト、タバコラミネート、タバコカットフィルタ、体積増加タバコ、破片タバコ、タバコ茎及び軸ならびに全葉形態のタバコを含むことができる。
【００３７】
タバコ充填葉の充填密度は、具体的な用途に依存して異なることができる。一般に、たとえば、タバコ充填葉の充填密度は、約１５０mg/cm3〜約３５０mg/cm3、たとえば約２００mg/cm3〜約３２０mg/cm3であることができる。一つの実施態様において、たとえば、充填密度は、約２４０mg/cm3〜約２８０mg/cm3であることができる
【００３８】
タバココラム１２はまた、タバコ材料に加えて、結合剤、無機充填剤、炭、炭化材料、活性炭及び他の成分をはじめとする様々な他の添加物を含むことができる。たとえば、一つの実施態様においては、加熱されると分解し、酸素を放出する様々な成分をタバココラム１２に加えることができる。
【００３９】
少なくとも約３．２ミクロンの平均粒度を有する充填材を含有する、上記のような包装材１４が製造される。包装材は、改善された発火性向特性を喫煙具１０に提供する。
【００４０】
図示するように、喫煙具１０はさらにフィルタ２６を含むことができる。フィルタ２６はタバココラム１２の一端に取り付けられる。しかし、他の実施態様においては、フィルタが不要であるかもしれないことが理解されよう。
【００４１】
低下した発火性向性質を示すために使用することができる一つの計測が燃焼モード指数である。燃焼モード指数を決定するための試験は、参照により本明細書に組み込まれるHamplへの米国特許第４，７３９，７７５号で説明されている。
【００４２】
一般に、本開示にしたがって製造された包装材は、所望の燃焼モード指数（ＢＭＩ）を有するように製造することができる。特に有利であることには、包装材１４は、一般に、包装材の全表面積にかけて均一である燃焼モード指数を有する。一般に、包装材１４の燃焼モード指数は、約８cm-1未満、特に約５cm-1未満であることができる。たとえば、一つの実施態様において、包装材１４のＢＭＩは約１cm-1〜約３cm-1であることができる。
【００４３】
最終的に、図１に示す喫煙具１０は、モックアップ発火試験又はタバコ消火試験に合格するように構成されることができる。たとえば、本開示にしたがって製造された喫煙具は、少なくとも約７５％、たとえば少なくとも約９０％のＡＳＴＭ試験番号Ｅ２１８７−０４合格率を有することができ、一つの実施態様において、１００％の合格率を有することができる。
【００４４】
特に有利であることに、喫煙具１０は、自由空気中燃焼状態に放置された場合、たとえば手で持たれているが吹かされてはいない場合又は灰皿に立て掛けられている場合に自己消火しないように構成されながらも、低下した発火性向特性を有することができる。たとえば、喫煙具１０はまた、約５０％未満、たとえば約３０％未満、たとえば約１０％未満の自由空気中自己消火率を有することができる。
【００４５】
本開示の包装材は、喫煙具の発火性向特性を低下させるためにそれだけで使用されることもできるし、化学処理と組み合わせて使用されることもできることが理解されよう。たとえば、一つの実施態様において、包装材上の不連続区域を発火低下性組成物で処理して、処理された区域内の喫煙具の発火性向特性をさらに低下させてもよい。
【００４６】
たとえば、図２を参照すると、本開示にしたがって製造された喫煙具１０の代替態様が示されている。図１との比較で類似した要素を示すために同じ参照番号が使用されている。
【００４７】
図示するように、喫煙具１０は、包装材１４によって包囲されたタバココラム１２を含む。望むならば、喫煙具１０はさらにフィルタ２６を含むことができる。
【００４８】
この実施態様において、喫煙具１０はさらに、発火低下性組成物で処理された不連続区域１８を含む。
【００４９】
図２に示す実施態様において、処理された区域１８は、周方向に延びる横方向バンド２４として画定されている。バンド２４は、喫煙具１０の長手に沿って縦方向に互いに離間している。バンド２４は、図２では仮想的に示されている。しかし、形成された喫煙具においては、処理された区域が本質的に目に見えないということが理解されよう。換言するならば、喫煙者は、包装材１４が不連続区域１８で処理されているということを外見的なしるしから認めることはできない。これに関して、処理された区域１８は、非処理区域２８と本質的に同じ滑らかで平坦な質感を有することができる。
【００５０】
バンド２４の幅及び間隔は、包装材１４の初期透過度、タバココラムの密度１２などのような多数の変数に依存する。バンド２４は、好ましくは、酸素が、燃焼中の炭を消すのに十分な長さ又は期間その炭に制限されるような幅を有する。換言するならば、バンド２４の幅が狭すぎるならば、燃焼中の炭は、自己消火する前にバンド２４を焼き切るであろう。
【００５１】
バンド２４の間隔もまた、多数の変数の要因である。間隔は、炭が処理された区域１８に進入する前にタバコが基材を発火させてしまうのに十分な期間にわたり燃焼するような大きさであってはならない。バンド２４の間隔はまた、燃焼中の炭の熱慣性、すなわち、炭が自己消火することなく処理されたバンド２４を焼き切る能力に影響する。バンド間隔は、任意の数の変数によって決定される適当な幅であることができることが理解されよう。大部分の用途の場合、喫煙具は１〜３本のバンドを含むことができる。
【００５２】
処理された区域が本開示にしたがって製造された包装材とともに使用される場合、バンドの数、バンドの幅及びバンドの間隔は、性質を最適化するために変更されることができる。たとえば、包装材１４は固有の低下した発火性向性質を有するため、処理された区域は比較的狭くてもよい。たとえば、各バンドは、約１０mm未満、たとえば約５mm未満又は約３mm未満の幅を有することができる。たとえば、一つの実施態様において、バンドは、約０．５mm〜約４mm、たとえば約１mm〜３mm未満の幅を有する。
【００５３】
バンドの間隔もまた、広く異なることができる。たとえば、間隔は、約５mm〜約５０mm、たとえば約１０mm〜約４０mmであることができる。
【００５４】
本開示にしたがって包装材に適用される発火性低下組成物は、具体的な用途及び所望の結果に依存して異なることができる。一つの実施態様において、たとえば、発火性低下組成物は、包装材の製造中に包装材１４に適用されるセルロース系材料、たとえばセルロース系繊維を含むことができる。
【００５５】
あるいはまた、発火性低下組成物は塗膜形成材料を含むことができる。たとえば、本発明にしたがって使用することができる塗膜形成材料は、アルギン酸塩、グアーガム、ペクチン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セルロース誘導体、たとえばエチルセルロース、メチルセルロース及びカルボキシメチルセルロース、デンプン、デンプン誘導体などを含む。
【００５６】
ある特定の実施態様において、塗膜形成材料はアルギン酸塩を含むことができる。一般に、アルギン酸塩とは、褐藻類Phaeophyceae中に不溶性混合カルシウム、ナトリウム、カリウム及びマグネシウム塩として存在する酸性多糖類又はガムの誘導体である。概して、これらの誘導体は、様々な割合のＤ−マンヌロン酸及びＬ−グルロン酸で構成された高分子量多糖類のカルシウム、ナトリウム、カリウム及び／又はマグネシウム塩である。アルギン酸の例示的な塩又は誘導体は、アルギン酸アンモニウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコール及び／又はそれらの混合物を含む。
【００５７】
一つの実施態様においては、比較的低分子量のアルギン酸塩を使用することができる。たとえば、アルギン酸塩は、２５℃の３重量％水溶液に含まれる場合、約５００cP未満の粘度を有することができる。特に、アルギン酸塩は、上記条件で２５０cP未満、特に１００cP未満、一つの実施態様においては約２０〜６０cPの粘度を有することができる。本明細書で使用する粘度は、ブルックフィールドＬＶＦ粘度計を使用して測定される。使用することができる市販のアルギン酸塩としては、いずれもISP Corporationから市販されているKELGIN RL、MANUCOL LD及びMANUCOL LBがある。
【００５８】
上記低めの粘度レベルでは、アルギン酸塩組成物は、固形分が高めでありながらも、従来技術を使用しての包装紙への組成物の適用を可能にするのに十分な低さの溶液粘度で形成することができる。たとえば、本発明にしたがって製造されるアルギン酸塩溶液の固形分は、約６重量％よりも高い、特に約１０重量％よりも高い、とりわけ約１０重量％〜約２０重量％であることができる。
【００５９】
上記固形分レベルでは、本発明にしたがって使用されるアルギン酸塩組成物は、約２５０cPよりも高い、特に約５００cPよりも高い、とりわけ約８００cPよりも高い、一つの実施態様においては２５℃で約１，０００cPよりも高い溶液粘度を有することができる。一般に、アルギン酸塩塗膜形成組成物の溶液粘度は、組成物が紙に適用されるやり方に依存して調節することができる。たとえば、組成物の溶液粘度は、組成物が紙に吹き付けられるのか、紙に印刷されるのかに依存して調節することができる。
【００６０】
また、他の実施態様においては、用途に依存して、比較的高分子量のアルギン酸塩を使用してもよいことが理解されよう。たとえば、アルギン酸塩は、２５℃の３重量％水溶液に含まれる場合、約５００cPよりも高い粘度を有することができる。
【００６１】
包装紙に適用される発火性低下組成物は様々な他の成分を含有することができる。たとえば、一つの実施態様において、充填材を組成物に含めることができる。充填材は、たとえば、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウムなどであることができる。カルシウム化合物に加えて、同様なマグネシウム化合物をはじめとする他の金属化合物を含めることもできる。
【００６２】
発火性低下組成物は、一つの実施態様において、水性であることができる。特に、発火性低下組成物は、水性分散液又は水溶液を含むことができる。あるいはまた、包装紙に適用される前の発火性低下組成物は、非水溶液又は分散液を含むことができる。この実施態様においては、たとえば、組成物を包装材に適用するためにアルコールが存在してもよい。
【００６３】
ひとたび塗膜形成組成物が調合されると、その組成物を、包装材に対し、不連続区域で適用する。組成物を包装材に適用するやり方は様々であることができる。たとえば、組成物を、包装材に対し、吹き付け、ブラッシング又は印刷することができる。処理された区域を形成するためには、組成物を、１パス又はマルチパス処理で適用することができる。たとえば、組成物は、低下した発火性向を有する区域を紙上に形成するために連続ステップで包装紙に適用することができる。一般に、マルチパス工程中、処理された区域は、約２〜約８回のパスで組成物を適用することによって形成することができる。
【００６４】
紙に添加される組成物の量は、使用される組成物のタイプ及び所望の結果をはじめとする様々な要因に依存する。大部分の用途の場合、塗膜形成組成物は、バンドが形成され、乾燥したのち、バンド化領域内で約１重量％〜約３０重量％、特にバンド化領域内で約２重量％〜約２０重量％の量で紙に加えることができる。常に当てはまるわけではないが、一般に、紙に適用される組成物の量は、一般に、紙の透過度が高まるとともに増す。たとえば、約３０コレスタ単位未満の透過度を有する包装紙の場合、組成物は、約１重量％〜約１５重量％の量で紙に適用することができる。他方、約６０コレスタ単位よりも高い透過度を有する包装紙の場合、組成物は、約８重量％〜約３０重量％の量で紙に適用することができる。
【００６５】
望むならば、発火性低下組成物に加えて、様々な他の添加物を包装材に適用することができる。たとえば、一つの実施態様において、燃焼促進剤を包装材に適用することができる。燃焼促進剤の例は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びそれらの混合物を含む。一つの実施態様において、燃焼促進剤はカルボン酸の塩を含むことができる。特定の例において、たとえば、燃焼促進剤は、酢酸塩、クエン酸塩、リンゴ酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、炭酸塩、ギ酸塩、プロピオン酸塩、グルコール酸塩、フマル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、硝酸塩、リン酸塩及びそれらの混合物を含むことができる。一つの特定の用途において、たとえば、燃焼促進剤は、クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、コハク酸カリウム、コハク酸ナトリウム又はそれらの混合物を含むことができる。
【００６６】
特に、組成物が包装材に適用される実施態様において、包装材に含まれる充填材粒子の量は異なることができ、一つの実施態様において、特に包装材が燃焼促進剤で処理される場合、２０重量％よりも高いことができる。加えて、坪量を高める、たとえば２３gsmよりも高くすることができる。
【００６７】
もう一つの代替態様において、比較的大きな粒子を含む充填材を他の充填材と組み合わせ、包装材に配合することもできる。この実施態様において、たとえば、比較的大きな粒度で構成された充填材を少なめの量に維持しながらも、全充填材配合率を２０重量％よりも高くすることができる。
【００６８】
本開示は、以下の実施例を参照することによってさらに理解することができる。
【００６９】
実施例
本開示の教示を実証し、本開示にしたがって製造された包装材が、その包装材を組み込む喫煙具の発火性向特性を低下させることができることを示すため、以下の試験を実施した。
【００７０】
セルロース系繊維を充填材と組み合わせて含有する様々な包装紙を製造した。充填材は、１２重量％の量で包装材に含めた。充填材は、４．６ミクロンの平均粒度を有する炭酸カルシウムを含むものであった。包装紙は、１９gsmの坪量を有するものであった。
【００７１】
異なる透過度を有する三つの異なる包装紙を形成した。
【００７２】
次いで、各包装紙を使用して、タバコのコラムを含む喫煙具を形成した。そして、ＡＳＴＭ試験番号Ｅ２１８７−０４であるタバコ消火試験にしたがって喫煙具を試験した。加えて、自由空気中自己消火（ＦＡＳＥ）に関しても喫煙具を試験した。
【００７３】
以下の結果が得られた。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
上に示すように、本開示にしたがって製造された喫煙具は、低下した発火性向特性を示しただけでなく、自由空気中自己消火に関しても良好な試験結果を示した。
【００７６】
本発明に対するこれら及び他の改変及び変形は、特許請求の範囲でより具体的に述べられる本発明の真意及び範囲を逸することなく、当業者によって実施されることができる。加えて、様々な実施態様の局面を全体的又は部分的に交換することもできることが理解されよう。さらには、当業者は、前記説明が一例に過ぎず、特許請求の範囲でさらに記載される本発明を限定することを意図したものではないことを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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