(57)【要約】  セルロース繊維を含み、セルロースナノファイバー、及び一次粒子の平均粒径が１μｍ以下の吸着剤又は触媒である充填剤粒子を添加して抄紙されたものであることを特徴とする喫煙物品用の紙。
2018179278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維を含み、セルロースナノファイバー及び一次粒子の平均粒径が１μｍ以下の吸着剤又は触媒である充填剤粒子を添加して抄紙されたものであることを特徴とする喫煙物品用の紙。
【請求項２】
前記喫煙物品用の紙は、坪量が２０ｇｓｍ〜８０ｇｓｍであり、前記充填剤粒子を２重量％〜６０重量％含有することを特徴とする請求項１に記載の喫煙物品用の紙。
【請求項３】
前記喫煙物品用の紙は、前記セルロース繊維、前記セルロースナノファイバー、及び前記充填剤粒子の合計の重量に対して、前記セルロースナノファイバー２重量％〜３２重量％を添加して抄紙されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の喫煙物品用の紙。
【請求項４】
前記喫煙物品用の紙は、前記セルロース繊維、前記セルロースナノファイバー、及び前記充填剤粒子の合計の重量に対して、前記セルロースナノファイバー４重量％〜１３重量％を添加して抄紙されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の喫煙物品用の紙。
【請求項５】
前記セルロースナノファイバーは、繊維径が５０ｎｍ以下であり、２％水溶液での粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の喫煙物品用の紙。
【請求項６】
前記充填剤粒子は、一次粒子の平均粒径が１０ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の喫煙物品用の紙。
【請求項７】
前記喫煙物品用の紙は、通気度が１０ＣＯＲＥＳＴＡ単位〜５００ＣＯＲＥＳＴＡ単位であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の喫煙物品用の紙。
【請求項８】
前記喫煙物品用の紙は、引張強度が１２．５Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の喫煙物品用の紙。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の喫煙物品用の紙を、シガレットのたばこ刻みを巻装する巻紙として備えることを特徴とする喫煙物品。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の喫煙物品用の紙を、フィルタを巻装するフィルタ巻取紙として備えることを特徴とするフィルタ付き喫煙物品。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の喫煙物品用の紙を、フィルタ材として備えることを特徴とするフィルタ付き喫煙物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、喫煙物品用の紙及び喫煙物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
喫煙物品、例えば、フィルタ付きシガレットは、たばこ刻みを巻紙で巻装してなるシガレットロッドと、フィルタ材をフィルタ巻取紙で巻装してなるフィルタとを備える。シガレットは、例えば、シガレットロッドとフィルタとを突き合わせ、その突合わせ部近傍のシガレットロッドの外周面と、フィルタの外周面とをチップペーパーで巻装して接合した構造を有している。【０００３】
喫煙物品の喫煙に際して、喫煙者により吸引される主流煙中には、不要な化学成分、例えば一酸化炭素、ホルムアルデヒドに代表される低級アルデヒド類、窒素酸化物、タールなどの成分が含まれる虞がある。これら成分を除去するためには、フィルタ材又は巻紙等の喫煙物品用の紙に吸着剤又は触媒のような充填剤粒子を含有させることが一般的である。【０００４】
特許文献1には、目に見える副流煙を低減し、同時に改質された灰をもたらすために金属酸化物や炭酸塩を含む喫煙物品が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１２／１３３７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
吸着剤及び触媒は、一般的に、一次粒子の平均粒子径が小さいほど比表面積が増加して、その吸着及び分解の効果が増加する。そのため、巻紙等の喫煙物品用の紙に添加して抄紙される吸着剤又は触媒においても、主流煙中の不要な化学成分、例えば一酸化炭素、ホルムアルデヒドに代表される低級アルデヒド類、窒素酸化物、タールなどの成分をより効果的に除去できるように平均粒子径のより小さい充填剤粒子を使用することが望まれる。【０００７】
しかしながら、従来の巻紙等の喫煙物品用の紙では、一次粒子の平均粒子径が小さい充填剤粒子を使用すると、紙の製造工程において充填剤粒子が脱落しやすくなる問題があった。【０００８】
本実施形態は、主流煙中の不要な化学成分を除去することができ、製造時に充填剤粒子の脱落を抑制し、歩留りを向上させることが可能な喫煙物品用の紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態によると、セルロース繊維を含み、セルロースナノファイバー及び一次粒子の平均粒径が１μｍ以下の吸着剤又は触媒である充填剤粒子を添加して抄紙されていることを特徴とする喫煙物品用の紙が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本実施形態の喫煙物品用の紙によれば、主流煙中の不要な化学成分を除去することができ、製造時の充填剤粒子の脱落を抑制し、歩留まりを向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、喫煙物品用の紙を備える喫煙物品を示す斜視図である。
【図２】図２は、喫煙物品用の紙を使用したフィルタ材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態に係る喫煙物品用の紙を詳細に説明する。
【００１３】
本実施形態に係る喫煙物品用の紙は、セルロース繊維を含み、セルロースナノファイバー及び一次粒子の平均粒径が１μｍ以下の吸着剤又は触媒である充填剤粒子を添加して抄紙されている。
【００１４】
一般的に、紙は、セルロース繊維を懸濁させた湿紙を漉き合わせて、乾燥させることによって抄紙することができる。湿紙では、セルロース繊維間は水分子を介した緩やかな水素結合を形成しており、乾燥するにつれてセルロース繊維同士が近接されていく。その結果、乾燥した紙では、セルロース繊維同士が直接水素結合によって接合している。
【００１５】
一方、湿紙に対して充填剤粒子をさらに添加して抄紙すると、充填剤粒子がセルロース繊維間の水素結合の形成を阻害する。その結果、充填剤粒子を添加して抄紙された紙では、充填剤粒子が添加されずに抄紙された紙と比較して、セルロース繊維同士の直接の接合が弱まり、セルロース繊維間の空隙が増加する。そのため、充填剤粒子を添加して抄紙された紙では、製造時に充填剤粒子が脱落しやすく、引張強度が低下し、通気度が増加する傾向がある。しかし、巻紙等の喫煙物品用の紙では、香喫味を損ねず、シガレット製造時に要求される強度と取扱性とを有するために通気度及び引張強度を適切な範囲にすることが要求されるため、充填剤粒子を添加し、抄紙された紙において通気度の増加及び引張強度の低下を抑制することが必要となる。これらの問題は、抄紙の際に添加される充填剤粒子の一次粒子の平均粒子径が小さいほど、また充填剤粒子の量が多いほど顕著に生じる。
【００１６】
また、充填剤粒子の脱落を防止するため、湿紙に対して増粘多糖類等の結着剤をさらに添加して抄紙することが考えられるが、結着剤が充填剤粒子の表面を被覆して吸着剤又は触媒としての機能を低下させる傾向があるため好ましくない。
【００１７】
本実施形態に係る喫煙物品用の紙では、湿紙に対して充填剤粒子に加えて、セルロースナノファイバーをさらに添加して抄紙されるものである。このような紙では、セルロースナノファイバーが、セルロース繊維間を橋渡しするように水素結合で接合することで、セルロース繊維間の水素結合を補強することができる。そのため、充填剤粒子及びセルロースナノファイバーを添加して抄紙されている紙では、充填剤粒子のみが添加して抄紙されている紙と比較して、紙の引張強度の低下が抑制される。また、セルロースナノファイバーの存在によって、セルロース繊維間の空隙が縮小するため、紙の通気度の増加が抑制され、製造時に充填剤粒子の脱落が生じにくくなり、歩留まりが向上する。なお、セルロースナノファイバーは、充填剤粒子の表面を被覆するものではないため、充填剤粒子の吸着剤又は触媒としての効果を妨げない。すなわち、本実施形態に係る喫煙物品用の紙は、セルロース繊維とセルロースナノファイバーとの混抄紙であって、その内部に充填剤粒子が担持されている紙である。
【００１８】
本実施形態の喫煙物品用の紙によれば、平均粒子径が小さい充填剤粒子を用いても製造時の充填剤粒子の脱落が抑制される。そのため、本実施形態の喫煙物品用の紙では、従来のものと比較して、平均粒子径がより小さい充填剤粒子を、より多く抄紙の際に添加させることが可能になる。その結果、本実施形態の喫煙物品用の紙によれば、主流煙中の不要な化学成分、例えば一酸化炭素、ホルムアルデヒドに代表される低級アルデヒド類、窒素酸化物、タールなどの成分を、より効果的に除去することが可能になる。また、通気度の増加及び引張強度の低下を抑制することができるため、喫煙物品用の紙に求められる物性に応じてそれらを調節することができる。
【００１９】
以下に、セルロース繊維、セルロースナノファイバー及び充填剤粒子について詳細に説明する。
【００２０】
１）セルロース繊維
セルロース繊維は、特に限定されないが、例えば、通常の喫煙物品の巻紙に使用されている針葉樹パルプ繊維若しくは広葉樹パルプ繊維等の木材パルプ繊維、亜麻パルプ繊維、大麻パルプ繊維、又はサイザル麻パルプ繊維等、又はこれらの混合物を用いることができる。セルロース繊維は、例えば、喫煙物品用の紙において、通気度を確保しつつ、引張強度の低下を抑制するため１０ｇｓｍ〜４０ｇｓｍ含有することが好ましい。セルロース繊維は、例えば、体積平均繊維長１４７８μｍである亜麻パルプ繊維をショッパー・リーグラ濾水度が６０°ＳＲとなるように叩解して使用される。
【００２１】
２）セルロースナノファイバー
セルロースナノファイバーは、平均繊維径Ｄが１μｍ以下であり、繊維長ＬがＬ／Ｄ＞１００を満足するものである。セルロースナノファイバーの平均繊維径は、例えば、５ｎｍ〜５００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍである。セルロースナノファイバー２重量％水溶液での粘度は、例えば、５００ｍＰａｓ〜８０００ｍＰａｓであり、好ましくは１０００ｍＰａｓ以上、より好ましくは６０００ｍＰａｓ〜８０００ｍＰａｓである。セルロースナノファイバーの水溶液の粘度は、セルロースナノファイバーの平均繊維長が長いほど増加するため、セルロースナノファイバーの平均繊維長の目安として使用される。この粘度は、回転式粘度測定法による２５℃で回転速度６０ｒｐｍでの測定値である。このようなセルロースナノファイバーの例としては、株式会社スギノマシン製のバイオマスナノファイバーであるビンフィス（登録商標）が挙げられる。
【００２２】
セルロースナノファイバーの作製方法は、特に限定されず、当業者に既知の作製方法によって作製することができる。長繊維のセルロースナノファイバーの作製方法としては、例えば、高分子相互配列体繊維法、剥離型複合紡糸法、改良型従来式紡糸法、スーパードロー法、及びレーザー延伸法が挙げられる。短繊維のセルロースナノファイバーの作製法としては、例えば、メルトフロー法（ジェット紡糸法）、フラッシュ紡糸法、叩解法、混合紡糸法、タック紡糸法、発泡シート化法、バクテリア法、金属核炭化水素高温加熱法、鋳型法、及び電解紡糸法が挙げられる。
【００２３】
喫煙物品用の紙において、セルロースナノファイバーを添加して抄紙されていることは、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して喫煙物品用の紙を分析することで判定できる。
【００２４】
３）充填剤粒子
充填材粒子は、触媒又は吸着剤であり、主流煙中に含まれる不要な化学成分を分解又は吸着するものである。触媒としては、例えば、金属酸化物、金属水酸化物等を用いる事ができ、金属酸化物、金属水酸化物としては、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ及びＡｕからなる群から選ばれる少なくとも一つの金属元素の酸化物もしくは水酸化物が用いられる。吸着剤としては、例えば、多孔性材料、イオン交換樹脂、粘土鉱物が挙げられ、特に好ましい例としては活性炭、シリカ、アルミナ、チタニア、アルミノシリケート、ゼオライト、メソポーラスシリカ、ハイドロタルサイト、セピオライトならびにこれらの組み合わせからなる群より選択される。
【００２５】
ハイドロタルサイト類化合物は、層状の結晶が積層した構造を有しており、下記一般式：Ｍ２＋１−ｘＭ３＋ｘ（ＯＨ）２（Ａｎ−）ｘ／ｎ・ｍＨ２Ｏ（ここで、Ｍ２＋はＭｇ、Ｚｎ、Ｎｉ及びＣａからなる群より選択される２価の金属イオン、Ｍ３＋はＡｌイオン、Ａｎ−はＣＯ３、ＳＯ４、ＯＯＣ−ＣＯＯ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、ＮＯ３、Ｆｅ（ＣＮ）６３−、Ｆｅ（ＣＮ）６４−、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、アルケニル酸及びその誘導体、リンゴ酸、サリチル酸、アクリル酸、アジピン酸、コハク酸、クエン酸ならびにスルホン酸からなる群より選択されるｎ価のアニオンであり、０．１＜ｘ＜０．４、０＜ｍ＜２である）で表される。
【００２６】
充填剤粒子は、一次粒子の平均粒子径（メディアン径（ｄ５０））が１μｍ以下であり、好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍであり、より好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍである。充填剤粒子の一次粒子の平均粒子径がより小さいと、充填剤粒子の比表面積が増加し、充填剤粒子による主流煙中の不要な化学成分の吸着又は分解の効果が向上するため好ましい。一方、充填剤粒子の一次粒子の平均粒子径が１０ｎｍ未満であると、喫煙物品用の紙の製造時の充填剤粒子の飛散が生じやすいため好ましくない。なお、「一次粒子」とは、外見上の幾何学的な形態から判断して単位粒子であるものを示し、対して「二次粒子」とは、多数の一次粒子が凝集して形成された集合体を示す。
【００２７】
充填剤粒子は、例えば、喫煙物品用の紙において２重量％〜６０重量％含有することが好ましく、より好ましくは１０重量％〜４５重量％、さらに好ましくは２５重量％〜３５重量％含有している。充填剤粒子の坪量が２重量％未満であると、充填剤粒子の種類にもよるが、充填剤粒子による主流煙中の不要な化学成分の吸着又は分解の効果が低下するため好ましくない。充填剤粒子の量が６０重量％を超えると、喫煙物品用の紙の引張強度が低下して、通気度が増加するため喫煙物品用の紙として適さない物性になる傾向にあるため好ましくない。また、充填剤粒子は、例えば、喫煙物品用の紙において２ｇｓｍ〜４０ｇｓｍ含有することが好ましく、より好ましくは１０ｇｓｍ〜４０ｇｓｍ含有している。
【００２８】
喫煙物品用の紙の通気度は、例えば、１０ＣＯＲＥＳＴＡ単位〜５００ＣＯＲＥＳＴＡ単位であり、より好ましくは１０ＣＯＲＥＳＴＡ単位〜１００ＣＯＲＥＳＴＡ単位である。本明細書において、通気度とは、紙の両面の差圧が１００ｍｍＨ２Ｏのときに、面積１ｃｍ２を通過する気体の流量をｍｌ・ｃｍ２／ｍｉｎの単位で表すものである。１ｍｌ・ｃｍ２／ｍｉｎは、１ＣＯＲＥＳＴＡ単位（１Ｃ．Ｕ．）である。喫煙物品用の紙の通気度を１０ＣＯＲＥＳＴＡ単位未満にすると、喫煙物品用の紙に添加して抄紙されている充填剤粒子に対して主流煙が接触しにくくなるため好ましくない。喫煙物品の紙の通気度が５００ＣＯＲＥＳＴＡ単位を超えると、喫煙物品用の紙を巻紙として使用する際にシガレットロッドの燃焼速度が増加しすぎるため好ましくない。
【００２９】
喫煙物品用の紙の引張強度は、例えば、１２．５Ｎ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。喫煙物品用の紙の引張強度が１２．５Ｎ／１５ｍｍ未満であると、喫煙物品用の紙を巻紙又はフィルタ巻取紙として使用する際に、巻き上げ機の機械スピードに耐えず破断する可能性があるため好ましくない。喫煙物品用の紙の坪量は、例えば、１５ｇｓｍ〜１００ｇｓｍであることが好ましく、より好ましくは２０ｇｓｍ〜８０ｇｓｍであり、さらに好ましくは４０ｇｓｍ〜６０ｇｓｍである。喫煙物品用の紙の坪量がこれらの範囲であると、喫煙物品用の紙を巻紙又はフィルタ巻取紙として使用する際に、破断し難く、かつたばこ刻み又はフィルタ材の形状に合わせて巻装することができるため好ましい。
【００３０】
なお、喫煙物品用の紙は、セルロース繊維、セルロースナノファイバー及び充填剤粒子の他に、香料、燃焼調節剤、着色剤等の種々の添加剤を含有してもよい。
【００３１】
喫煙物品用の紙の抄紙法は、特に限定されず、当業者に既知の抄紙法により作製することができる。抄紙法は、一般的に、紙漉き工程と、乾燥させる工程とを含む。抄紙機としては、従来公知のもの、例えば、円網抄紙機、傾斜短網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機等を用いることができ、適宜要求特性に応じて抄紙機を組み合わせることができる。紙漉き工程に用いる湿試料は、例えば、セルロース繊維をショッパー・リーグラ濾水度が６０°ＳＲとなるように叩解して調製したスラリーに対して、所定量の充填剤粒子及びセルロースナノファイバーを添加することで調製することができる。漉かれた湿紙は、従来公知の乾燥方法、例えば、ヤンキードライヤー式、多筒式、熱風式、赤外線加熱式等により乾燥することができる。湿紙は、例えば、１００℃〜１５０℃の温度で乾燥させることができる。
【００３２】
なお、喫煙物品用の紙は、セルロース繊維、セルロースナノファイバー、及び充填剤粒子の合計の重量に対して、好ましくはセルロースナノファイバー２重量％〜３２重量％、より好ましくは４重量％〜１３重量％を添加して抄紙されたものである。抄紙時のセルロースナノファイバーの添加量が上述する数値範囲であると、製造時の充填剤粒子の脱落効果的に抑制することができる。
【００３３】
上述する喫煙物品用の紙は、図１に示すような喫煙物品を構成する各種の紙として使用されることで効果を得ることができる。ここでは、喫煙物品の一例としてフィルタ付きシガレットについて説明するが、フィルタを備えない構成であってもよい。喫煙物品は、他の喫煙物品である、例えば、シガー、シガリロ等であってもよい。シガー、シガリロ等の場合、フィラーをバインダーで巻き上げる前でもバインダーで巻き上げた後に構成してもどちらでもよい。
【００３４】
図１に本実施形態に係る喫煙物品用の紙を備える喫煙物品の一例として、フィルタ付きシガレット１を示す。フィルタ付きシガレット１は、シガレットロッド１１と、シガレットロッド１１と端部同士を突き合わせて配置されたフィルタ１２と、フィルタ１２の外周面全体及び突合せ近傍のシガレットロッド１１の外周面部分を巻回し、シガレットロッド１１及びフィルタ１２を一体化するチップペーパー１３とを備えている。シガレットロッド１１は、たばこ刻み１４と、たばこ刻み１４を円柱状に巻回する巻紙１５とを備えている。フィルタ１２は、例えば、アセテートトウ、紙、パルプ不織布などを単繊維を束ねたトウ構造にしたり、折り畳んだり、圧縮したりして成形したフィルタ材１６と、このフィルタ材１６を円柱状に巻回するフィルタ巻取紙１７とを備えている。
【００３５】
喫煙物品用の紙は、例えば、図１に示す巻紙１５として使用される。このような喫煙物品１を喫煙すると、シガレットロッド１１からの主流煙はたばこ刻み１４の内部及び巻紙１５の内部を通過した後、フィルタ１２を通過してフィルタ１２の下流端から排出される。このとき、主流煙中に含まれる不要な化学成分（例えば、一酸化炭素等）が巻紙に添加された充填剤粒子によって、吸着又は分解される。その結果、喫煙者が吸引する主流煙に含まれる不要な化学成分を減少させることができる。喫煙物品用の紙が巻紙として使用されるとき、特に、引張強度１２．５Ｎ／ｍｍ以上、通気度１０ＣＯＲＥＳＴＡ単位〜１００ＣＯＲＥＳＴＡ単位であることがより好ましい。
【００３６】
喫煙物品用の紙は、例えば、図１に示すフィルタ巻取紙１７として使用される。このような喫煙物品１を喫煙すると、シガレットロッド１１からの主流煙は、フィルタ１２を通過する際にフィルタ巻取紙１７の内部も通過してフィルタ１２の下流端から排出される。この構成によっても、上述する喫煙物品用の紙を巻紙１５として使用したときと同様の効果を得ることができる。
【００３７】
喫煙物品用の紙は、例えば、図１に示すフィルタ材１６として使用される。喫煙物品用の紙は、例えば、短冊状に切断した喫煙物品用の紙をフィルタの形に成形したフィルタ材、図２に示すような喫煙物品用の紙にクレープ処理を施して折り畳み構造としたフィルタ材２６として使用される。このような喫煙物品１を喫煙すると、シガレットロッド１１からの主流煙は、フィルタ１２を通過する際にフィルタ材１６の内部を通過してフィルタ１２の下流端から排出される。この構成によっても、上述する喫煙物品用の紙を巻紙１５として使用したときと同様の効果を得ることができる。
【００３８】
なお、喫煙物品用の紙は上述する巻紙１５、フィルタ巻取紙１７、及びフィルタ材１６以外の喫煙物品用の紙として用いられてもよい。また、喫煙物品において、喫煙物品用の紙は、巻紙、フィルタ巻取紙及びフィルタ材のうちいずれか１つ又は複数を構成するものとして使用されてよい。
【００３９】
（実施例及び比較例）
以下、実施例１〜１６、及び比較例１〜６により本実施形態をより詳細に説明する。以下に示す方法によって、実施例１〜１６及び比較例１〜６に係る試験サンプルを作製した。
【００４０】
実施例１，２
充填剤粒子として、一次粒子の平均粒子径が５０ｎｍであり、ＢＥＴ表面積が１１１．５ｍ２／ｇのハイドロタルサイト（Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）を使用した。セルロースナノファイバーとして、株式会社スギノマシン製のバイオマスナノファイバーであるビンフィス（登録商標）の型式ＦＭａ−１０００２を使用した。なお、このビンフィス（登録商標）の型式ＦＭａ−１０００２は、平均繊維径が約２０ｎｍであって、２重量％水溶液の粘度が７００ｍＰａ・ｓの平均繊維長の短いセルロースナノファイバーである。
【００４１】
亜麻パルプ繊維であるセルロース繊維を、下記表１に示す添加量でショッパー・リーグラ濾水度が６０°ＳＲとなるように叩解してスラリーを調整した。次いで、この叩解した亜麻パルプ繊維に対して、下記表１に示す添加量になるように充填剤粒子及びセルロースナノファイバーを添加した。次に、得られた湿紙料を用いて、ＴＡＰＰＩ標準手漉き機によって湿紙料を抄紙した。次いで、熊谷理機工業株式会社製ＫＲＫ回転型乾燥機にて１００℃で約１分乾燥させたのち、熱風循環式乾燥器（光洋サーモシステム株式会社製、ＫＬＯ−６０Ｍ（商品名））を使用して１０５℃にて１２時間乾燥させた。次いで、試料を、温度２２℃、相対湿度６０％の条件下に載置し、所定の長さに裁断して、実施例１，２に係る試験サンプルを作製した。
【００４２】
実施例３，４
実施例３，４では、実施例１，２と異なるセルロースナノファイバーを用いたこと以外は、実施例１，２と同様に、下記表１に示す添加量になるように試験サンプルを作製した。セルロースナノファイバーとして、株式会社スギノマシン製のバイオマスナノファイバーであるビンフィス（登録商標）の型式ＩＭａ−１０００２を使用した。なお、このビンフィス（登録商標）の型式ＩＭａ−１０００２は、平均繊維径が約２０ｎｍであって、２重量％水溶液の粘度が７５００ｍＰａ・ｓの平均繊維長の長いセルロースナノファイバーである。
【００４３】
比較例１
比較例１では、セルロースナノファイバーを添加せずに抄紙したこと以外は、実施例１，２と同様に、下記表１に示す添加量になるように試験サンプルを作製した。すなわち、比較例１に係る試験サンプルは、亜麻パルプ繊維であるセルロース繊維と、ハイドロタルサイトである充填剤粒子とから抄紙されたものである。
【００４４】
比較例２
比較例２では、セルロースナノファイバー及び充填剤粒子を添加せずに抄紙したこと以外は、実施例１，２と同様に試験サンプルを作製した。すなわち、比較例２に係る試験サンプルは、亜麻パルプ繊維であるセルロース繊維のみから抄紙されたものである。
【００４５】
実施例５〜６、９〜１０及び１３〜１４
実施例５〜６、９〜１０、及び１３〜１４では、抄紙時のハイドロタルサイトの添加量以外は実施例１，２と同様に、それぞれ表２、表３、及び表４に示す添加量になるように試験サンプルを作製した。
【００４６】
実施例７〜８、１１〜１２、及び１５〜１６
実施例７〜８、１１〜１２、及び１５〜１６では、ハイドロタルサイトの添加量以外は、実施例３，４と同様に、それぞれ表２、表３、及び表４に示す添加量になるように試験サンプルを作製した。
【００４７】
比較例３、４及び６
比較例３、４及び６では、ハイドロタルサイトの添加量以外は比較例１と同様に、表２、表３及び表４に示す添加量になるように試験サンプルを作製した。
【００４８】
比較例５
比較例５では、セルロース繊維の添加量以外は比較例２と同様に、表３に示す添加量になるように試験サンプルを作製した。
【００４９】
表１〜４は、実施例１〜１６、及び比較例１〜６に係る試験サンプルに対して、抄紙時のセルロース繊維、充填剤粒子及びセルロースナノファイバーの添加量、紙の坪量、紙の充填剤粒子の含有量、並びに（１）充填剤粒子の歩留り、（２）通気度、及び（３）引張強度の測定結果を示す。表１に示す実施例１〜４及び比較例１では、抄紙時の充填剤粒子の添加量が１６ｇｓｍである。表２に示す実施例５〜８及び比較例３では、抄紙時の充填剤粒子の添加量が３２ｇｓｍである。表３に示す実施例９〜１２及び比較例４では、抄紙時の充填剤粒子の添加量が４８ｇｓｍである。表４に示す実施例１３〜１６及び比較例５では、抄紙時の充填剤粒子の添加量が９６ｇｓｍである。表１，２に示す比較例２、及び表３，４に示す比較例５では抄紙時に充填剤粒子を添加していない。なお、表１〜４に示すセルロースナノファイバーの添加量［重量％］とは、セルロース繊維、セルロースナノファイバー、及び充填剤粒子の合計の重量に対する、セルロースナノファイバーの重量％を示す。
【表１】
2018179278.tif 000003
【表２】
2018179278.tif 000004
【表３】
2018179278.tif 000005
【表４】
2018179278.tif 000006
【００５０】
以下に、（１）〜（３）の各試験の測定方法に関して説明する。
【００５１】
（１）充填剤粒子の歩留り
充填剤粒子の歩留りの測定は、熱風循環式乾燥器（光洋サーモシステム株式会社製、ＫＬＯ−６０Ｍ（商品名））を使用して測定した。まず、１０５℃に設定した熱風循環式乾燥器内に各試験サンプルを１２時間載置して乾燥させて紙の乾燥重量を測定した。次いで、その紙の乾燥重量から、抄紙時のセルロース繊維及びセルロースナノファイバーの添加量を引き算することで、紙中の充填剤粒子の含有量を算出した。歩留りは、次式にて算出される。
【００５２】
歩留り（％）＝充填剤粒子の含有量／抄紙時の充填剤粒子の添加量×１００
（２）通気度
通気度の測定は、Ｃｏｒｅｓｔａ ｍｅｔｈｏｄ Ｎｏ.３に記載の方法に基づいて、通気度測定装置（Ｂｏｒｆｗａｌｄｔ社製、Ａｉｒ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  Ｔｅｓｔｅｒ  Ａ２０（商品名））を使用して測定した。通気度は、紙の両面の差圧が１００ｍｍＨ２Ｏのときに、面積１ｃｍ２を通過する気体の流量をｍｌ・ｃｍ２／ｍｉｎの単位で表す。１ｍｌ・ｃｍ２／ｍｉｎは、１ＣＯＲＥＳＴＡ単位（１Ｃ．Ｕ．）である。
【００５３】
（３）引張強度
引張強度の測定は、ＪＩＳ Ｐ ８１１３に基づいて、引張強度測定装置（東洋精機株式会社製、ＳＴＲＯＮＧＲＡＰＨ Ｅ３−Ｌ（商品名））を使用して測定した。各試験サンプルを、幅１５ｍｍ、長さ２００ｍｍに裁断して、引張強度２００ｍｍ／分で引張り、破断した際の荷重を引張強度の値とした。
【００５４】
結果
実施例１〜１６、及び比較例１〜６に係る試験サンプルの測定結果について説明する。
【００５５】
表１において、抄紙時にセルロース繊維に対して充填剤粒子とセルロースナノファイバーとを添加している実施例１〜４と、充填剤粒子のみを添加している比較例１とを比較する。実施例１〜４の充填剤粒子の歩留りは、比較例１では４７％であるのに対して、７２％〜９２％の高い値を示した。実施例１〜４の通気度は、比較例１では１６４Ｃ．Ｕ．であるのに対して、５５．７Ｃ．Ｕ．〜１２０Ｃ．Ｕ．と低い値を示した。また、実施例１〜４の引張強度は、比較例１では１７．９Ｎ／１５ｍｍであるのに対して、１９．４Ｎ／１５ｍｍ〜２４．８Ｎ／１５ｍｍの高い値を示した。また、実施例１〜４の充填剤粒子の含有量は、比較例１では２１．８重量％であるのに対して、２８．７重量％〜３３．２重量％の高い値を示した。これらの結果から、実施例１〜４では、セルロースナノファイバーを添加しているため、比較例１と比較して充填剤粒子の歩留りが向上し、通気度が低減し、引張強度が増加することがわかる。また、実施例１〜４では、平均粒子径が小さい充填剤粒子を、比較例１と比較して、より多く添加して抄紙しているため、主流煙中の不要な化学成分、すなわち一酸化炭素、ホルムアルデヒドに代表される低級アルデヒド類、窒素酸化物、タールなどの成分を、より効果的に除去することが可能である。これと同様の結果が、表１とは充填剤粒子の添加量が異なる表２〜４からも得られた。
【００５６】
表１において、抄紙時のセルロースナノファイバーの添加量が３．５８重量％である実施例１と、１２．９４重量％である実施例２を比較する。実施例２では、抄紙時のセルロースナノファイバーの添加量が多いため、実施例１と比較して充填剤の歩留りが向上し、通気度が減少し、引張強度も増加していることがわかる。これと同様の結果が、表１とは充填剤粒子の添加量が異なる表２〜４の結果からも得られた。
【００５７】
表１において、抄紙時に添加したセルロースナノファイバーがＦＭａ−１０００２である実施例１と、ＩＭａ−１０００２である実施例３を比較する。この結果より、実施例３で使用される２重量％水溶液の粘度が７５００ｍＰａ・ｓのＩＭａ−１０００２の方が、実施例１で使用されている２重量％水溶液の粘度が７００ｍＰａ・ｓのＦＭａ−１０００２と比較して、歩留りを向上させ、通気度を減少させ、引張強度を増加させる効果が高いことがわかる。表１の結果と同様に、充填剤粒子の添加量の異なる表２〜表４の結果からも同様の結果が得られた。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る喫煙物品用の紙では、セルロースナノファイバーを添加しているため、１次粒子の平均粒子径が小さい充填剤粒子を含有していても、歩留りの低下、引張強度の低下、通気度の増加を抑制することができる。また、本実施形態に係る喫煙物品用の紙では、従来と比較してより平均粒子径の小さい充填剤粒子が添加して抄紙されており、かつより多くの充填剤粒子を含有することが可能であるため、主流煙中の不要な化学成分をより効果的に除去できる構成にすることができる。
【００５９】
なお、いくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示であり、発明の範囲を限定するものではない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることができ、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１…フィルタ付きシガレット  １１…シガレットロッド  １２…フィルタ  １３…チップペーパー  １４…たばこ刻み  １５…巻紙  １６…フィルタ材  １７…フィルタ巻取紙  ２６…フィルタ材
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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