(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙品用巻紙の気体透過性を調節する方法において、
０．２ミクロン〜０．４ミクロンの中央粒径を有する第１のフィラーと、１．５ミクロン〜２．５ミクロンの中央粒径を有する第２のフィラーとを巻紙に添加する工程と、
前記巻紙の気体透過性を増大または低減するために第１のフィラーに対する第２のフィラーの割合を、それぞれ選択的に増大または低減する工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記フィラーは、２０重量％〜４０重量％の混合した量で前記巻紙に添加されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記フィラーは、炭酸カルシウムからなることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記巻紙は、１８グラム／平方メートル〜６０グラム／平方メートルの基本重量を有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記巻紙は、コレスタ単位で５〜８０の気体透過性を有することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記巻紙は、２２グラム／平方メートル〜３２グラム／平方メートルの基本重量を有することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記フィラーは、２５重量％〜３５重量％の混合した量で前記巻紙に添加されることを特徴とする方法。
【請求項８】
喫煙品用巻紙の気体透過性を調節する方法において、
炭酸カルシウムを含み、０．２ミクロン〜０．４ミクロンの中央粒径を有する第１のフィラーと、炭酸カルシウムを含み、１．５ミクロン〜２．５ミクロンの中央粒径を有する第２のフィラーであって、前記第１のフィラーと第２のフィラーとを混ぜると平均粒径になるフィラーを調製する工程と、
喫煙品用巻紙を形成するために、前記第１のフィラーと第２のフィラーとを、前記巻紙の中に２０重量％〜４０重量％の範囲のフィラー充填量となる量で繊維懸濁液に添加する工程と、
前記巻紙の気体透過性を増大および低減するために、前記第１のフィラーと第２のフィラーとの前記平均粒径を選択的に増大または低減する工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、前記巻紙の前記気体透過性を、前記巻紙のフィラー充填量を本質的に変えることなく、選択的に増大または低減することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法において、前記複数のフィラーが、前記巻紙に２５重量％〜３５重量％の間のフィラー充填量となる量で添加されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８記載の方法において、前記巻紙は、１８グラム／平方メートル〜６０グラム／平方メートルの基本重量を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８記載の方法において、前記巻紙は、コレスタ単位で５〜８０の気体透過性を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項８記載の方法において、前記巻紙はコレスタ単位で１５〜５５の気体透過性を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項８記載の方法において、前記複数のフィラーは、炭酸カルシウムからなることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記巻紙を形成する際に紙の気体透過性を調節するシステムにおいて、
繊維懸濁液から連続したシート紙を形成するための紙形成装置と、
異なる中央粒径のフィラーを含む複数のフィラースラリーを前記繊維懸濁液と混合するために、前記巻紙形成装置と連結して設けられた複数のフィラーリザーバと、
前記フィラーリザーバから前記巻紙形成装置への前記各フィラースラリーの流量を調節するための複数の流量調節器と、
前記シート紙の気体透過性を測定するための気体透過性測定器と、
前記流量調節器および前記気体透過性測定器と連結され、前記気体透過性測定器から受信した気体透過性の情報に応じて前記流量調節器を調整することによって前記シート紙を所定の気体透過性の範囲に維持するコントローラとが備えられたことを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記流量調節器が、流量メータからなることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記コントローラは、マイクロプロセッサからなることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記気体透過性測定器は、多孔性チューブからなることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
紙の気体透過性を調節する方法において、
繊維懸濁液を調製する工程と、
異なる中央粒径を有するフィラーの混合物で、平均粒径を有する混合物を前記繊維懸濁液に混合する工程と、
前記繊維懸濁液から形成する紙の気体透過性を測定する工程と、
前記気体透過性に基づいて、前記フィラーの混合物の前記平均粒径を選択的に増大または低減し、前記紙の気体透過性を所定の範囲内に調整する工程とを有することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、前記フィラーの混合物を、前記巻紙に、２０重量％〜４０重量％の間のフィラー充填量となる量で前記繊維懸濁液へ添加することを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の方法において、前記フィラーが、０．０５ミクロン〜１５ミクロンの中央粒径を有することを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１９記載の方法において、前記フィラーの混合物を、前記巻紙に、２５重量％〜３５重量％の間のフィラー充填量となる量で、および１８グラム／平方メートル〜６０グラム／平方メートルの基本重量となる量で、前記繊維懸濁液へ添加することを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１９記載の方法において、前記フィラーの混合物は、０．２ミクロン〜０．４ミクロンの中央粒径を有する第１のフィラー、および１．５ミクロン〜２．５ミクロンの中央粒径を有する第２のフィラーからなる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】
本発明は一般に、紙の気体透過性を調節する方法およびシステムに関する。特に、本発明は、異なる粒径および形態を有するフィラーの混合物を紙に添加することにより、シガレット紙の気体透過性を調節する方法に関する。紙の気体透過性は、その紙の中に含有されるフィラーの総量を変えることなく調節することができる。なお、「調節」という用語は「制御(controlling) 」および「調整(adjusting) 」の両方のニュアンスを持つものと
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シガレットは、筒状刻みタバコを白色の巻紙（ラッピングペーパ）で巻くことにより製造される。また、シガレットは、通常、筒状刻みタバコの一端にチッピングペーパで結合されるフィルタを具備する。巻紙およびチッピングペーパは、典型的に、亜麻(flax)または他のセルロース系繊維から製造され、炭酸カルシウム等のフィラーを含有する。
【０００３】
また、シガレット巻紙は、シガレットをまとめ、美観を備えたシガレットを提供するために使用される他、シガレットの多くの物理的特性および性質に寄与しまたは調節する。例えば、シガレット巻紙は、シガレットが燃焼する速度、シガレット一本につき吸う回数、および一回の吸入当たりのタールの総搬送量を調節するために使用することができる。また、シガレット巻紙は、シガレットを燃焼させたままにした場合のシガレットの着火端部から発する煙の量を制限するために使用することができる。さらに、シガレット巻紙は、シガレットに接触する表面を燃焼させる傾向、およびシガレットを放置した際に自ら消えてしまうという傾向を低減させるためにも使用される。
【０００４】
上述したシガレットの特性を調節するために使用されるシガレット巻紙の最も重要な性質は、おそらく、気体透過性である。巻紙の気体透過性を増大または低下させることにより、その紙から製造されるシガレットには、シガレットの最も重要な全体の風味を含めて多くの変化が起こる。
【０００５】
過去において、多くの当業者らは、シガレット巻紙の気体透過性を調節および調節するために、種々な方法を考え出してきた。例えば、巻紙の気体透過性を変える方法の一つには、紙を形成するために用いられる繊維完成紙料(fiber furnish) を変える方法である。
【０００６】
巻紙の気体透過性を調節する他の方法は、繊維完成紙料の精製を増大または低減させるかの何れかである。一般的には、繊維完成紙料をより高度に精製すると、気体透過性が低下することになる。さらに詳しくは、紙をより小さいサイズに作り変えるために用いられるセルロース系物質の精製は、より多くの表面積を形成し、これは気体透過性を低下させ、よりよい形成(formation) へつながる。
【０００７】
シガレット紙の気体透過性を調節する第３の方法は、紙に添加するフィラーの量を変えることである。紙のフィラー充填量を増加または減少させることは、それぞれ、気体透過性を増加または減少させることになる。さらに多くのフィラーを紙に添加すると、フィラーは、気体透過性の増大を引き起こす繊維間の水素結合を阻害する傾向がある。
【０００８】
上記３点の方法によりフィラー容量を増加または減少させることは、おそらく気体透過性を調節するための最も簡便な方法である。しかしながら、残念なことに、シガレット巻紙のフィラー容量を変化させることは、気体透過性とは無関係にシガレットの燃焼速度に影響を与える。燃焼速度が変化するにしたがって、パフ数およびタールの全搬送量も変化する。
【０００９】
また、フィラー充填量を変化させた場合には別の問題が起こる。例えば、フィラーの含有量が増加するにつれて、紙の強度が損なわれる。逆に、紙に添加するフィラーが十分でない場合には、紙の不透明度が極めて低下し、シガレットの外観に悪影響を及ぼす。したがって、シガレット紙のフィラー容量を一定または少なくとも現在の範囲に維持し、その結果、最適の気体透過性の調節方法として、精製する量および完成紙料の選択を残すには、困難が増大する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、種々の紙特性に悪影響を及ぼすことなく、且つ紙に含有されるフィラーの充填量を著しく変更することなく、シガレット紙の気体透過性を調節する容易な方法の出現が要望されている。また、精製調節および完成紙料の選択と共に使用することができるシガレット紙の気体透過性の調節方法の出現が望まれている。また、さらに、紙を形成する過程で紙の気体透過性を自動的に維持または調節するシステムが必要である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、喫煙品用巻紙の気体透過性を調節する方法において、少なくとも２種類の異なる粒径のフィラーを巻紙に添加する工程、および前記巻紙の気体透過性を増大または低減するために粒径のより小さいフィラーに対する粒径のより大きいフィラーの割合を、それぞれ選択的に増大または低減する工程を具備することを特徴とする方法にある。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記フィラーは約０．０５ミクロン〜約１５ミクロンの中央粒径を有することを特徴とする方法にある。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記フィラーは、約２０重量％〜約４０重量％の混合した量で前記巻紙に添加されることを特徴とする方法にある。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１の態様において、前記フィラーは、炭酸カルシウムからなることを特徴とする方法にある。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第１の態様において、前記巻紙は、約１８ｇｓｍ（グラム／平方メートル）〜約６０グラム／平方メートルの基本重量を有することを特徴とする方法にある。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１の態様において、前記巻紙は、コレスタ単位で約５〜約８０の気体透過性を有することを特徴とする方法にある。
【００１７】
本発明の第７の態様は、第１の態様において、前記巻紙は、約２２グラム／平方メートル〜約３２グラム／平方メートルの基本重量を有することを特徴とする方法にある。
【００１８】
本発明の第８の態様は、第１の態様において、前記フィラーは、約２５重量％〜約３５重量％の混合した量で前記巻紙に添加されることを特徴とする方法にある。
【００１９】
本発明の第９の態様は、第１の態様において、第１のフィラーと第２のフィラーを前記巻紙へ添加し、前記第１のフィラーが約０．２ミクロン〜約０．４ミクロンの中央粒径を有し、一方、第２のフィラーが約１．５ミクロン〜約２．５ミクロンの中央粒径を有することを特徴とする方法にある。
【００２０】
本発明の第１０の態様は、喫煙品用巻紙の気体透過性を調節する方法において、中央粒径が約０．０５ミクロン〜約１５ミクロンの間にあり、混合すると平均粒径を有する、異なる中央粒径を有する複数のフィラーを調製する工程、喫煙品用巻紙を形成するために、前記複数のフィラーを、前記巻紙の中に約２０重量％〜約４０重量％の範囲のフィラー充填量となる量で添加する工程、および前記巻紙の気体透過性を増大および低減するために、それぞれ前記複数のフィラーの前記平均粒径を選択的に増大または低減する工程を具備することを特徴とする方法にある。
【００２１】
本発明の第１１の態様は、第１０の態様において、前記巻紙の前記気体透過性を、前記巻紙のフィラー充填量を本質的に変えることなく、選択的に増大または低減することを特徴とする方法にある。
【００２２】
本発明の第１２の態様は、第１０の態様において、第１のフィラーと第２のフィラーを前記繊維懸濁液へ添加し、前記第１のフィラーが約０．２ミクロン〜約０．４ミクロンの中央粒径を有する炭酸カルシウムからなり、一方、前記第２のフィラーが約１．５ミクロン〜約２．５ミクロンの中央粒径を有する炭酸カルシウムからなることを特徴とする方法にある。
【００２３】
本発明の第１３の態様は、第１０の態様において、前記複数のフィラーが、前記巻紙に約２５重量％〜約３５重量％の間のフィラー充填量となる量で添加されることを特徴とする方法にある。
【００２４】
本発明の第１４の態様は、第１０の態様において、前記巻紙は、約１８グラム／平方メートル〜約６０グラム／平方メートルの基本重量を有することを特徴とする方法にある。
【００２５】
本発明の第１５の態様は、第１０の態様において、前記巻紙は、コレスタ単位で約５〜約８０の気体透過性を有することを特徴とする方法にある。
【００２６】
本発明の第１６の態様は、第１０の態様において、前記巻紙はコレスタ単位で約１５〜約５５の気体透過性を有することを特徴とする方法にある。
【００２７】
本発明の第１７の態様は、第１０の態様において、前記複数のフィラーは、炭酸カルシウムからなることを特徴とする方法にある。
【００２８】
本発明の第１８の態様は、前記巻紙を形成する際に紙の気体透過性を調節するためのシステムにおいて、繊維懸濁液から連続したシート紙を形成するための紙形成装置、異なる中央粒径のフィラーを含む複数のフィラースラリーを前記繊維懸濁液と混合するために、前記巻紙形成装置と連結して設けられた複数のフィラーリザーバ、前記フィラーリザーバから前記巻紙形成装置への前記各フィラースラリーの流量を調節するための複数の流量調節器、前記シート紙の気体透過性を測定するための気体透過性測定器、および前記流量調節器および前記気体透過性測定器と連結され、前記気体透過性測定器から受信した気体透過性の情報に応じて前記流量調節器を調整することによって前記シート紙を所定の気体透過性の範囲に維持するコントローラを具備することを特徴とするシステムにある。
【００２９】
本発明の第１９の態様は、第１８の態様において、前記流量調節器が、流量メータからなることを特徴とするシステムにある。
【００３０】
第２０の態様は、第１８の態様において、前記コントローラは、マイクロプロセッサからなることを特徴とするシステムにある。
【００３１】
本発明の第２１の態様は、第１８の態様において、前記気体透過性測定器は、多孔性チューブからなることを特徴とするシステムにある。
【００３２】
本発明の第２２の態様は、紙の気体透過性を調節する方法において、繊維懸濁液を調製する工程、異なる中央粒径を有するフィラーの混合物で、平均粒径を有する混合物を前記繊維懸濁液に混合する工程、前記繊維懸濁液から形成する紙の気体透過性を測定する工程、および前記気体透過性に基づいて、前記フィラーの混合物の前記平均粒径を選択的に増大または低減し、前記紙の気体透過性を所定の範囲内に調整する工程を具備することを特徴とする方法にある。
【００３３】
本発明の第２３の態様は、第２２の態様において、前記フィラーの混合物を、前記巻紙に、約２０重量％〜約４０重量％の間のフィラー充填量となる量で前記繊維懸濁液へ添加することを特徴とする方法にある。
【００３４】
本発明の第２４の態様は、第２２の態様において、前記フィラーが、約０．０５ミクロン〜約１５ミクロンの中央粒径を有することを特徴とする方法にある。
【００３５】
本発明の第２５の態様は、第２２の態様において、前記フィラーの混合物を、前記紙に、約２５重量％〜約３５重量％の間のフィラー充填量となる量で、および約１８グラム／平方メートル〜約６０グラム／平方メートルの基本重量となる量で、前記繊維懸濁液へ添加することを特徴とする方法にある。
【００３６】
本発明の第２６の態様は、第２２において、前記フィラーの混合物は、約０．２ミクロン〜約０．４ミクロンの中央粒径を有する第１のフィラー、および約１．５ミクロン〜約２．５ミクロンの中央粒径を有する第２のフィラーからなることを特徴とする方法にある。
【００３７】
本発明は、前述した不利益、および従来の技術の構成および方法を認識し、対処する。
【００３８】
本発明は一般に、シガレット巻紙の気体透過性を調節または調節する方法に関する。紙の気体透過性は、異なる粒径のフィラーの混合物を紙に添加することによって調節される。この方法により、紙の気体透過性は紙のフィラー総量を増加または減少させることなく、変更することができる。さらに詳しく後述するように、本発明の方法は、紙を形成する過程で、紙の気体透過性を自動的に調節するのに使用することができる。
【００３９】
従って、本発明の目的はシガレット巻紙の製造を改善する方法を提供することである。
【００４０】
本発明の他の目的は、シガレット巻紙の気体透過性を調節する方法を提供することにある。
【００４１】
さらに本発明の他の目的は、フィラー総量を変えずに、異なる粒径のフィラーを紙に添加することによってシガレット巻紙の気体透過性を調節する方法を提供することにある。
【００４２】
さらに本発明の他の目的は、紙を形成する過程で、シガレットの気体透過性を自動的に調節するシステムを提供することにある。
【００４３】
さらに本発明の他の目的は、巻紙に粒径の異なる炭酸カルシウムを添加することによって、シガレット巻紙の気体透過性を調節する方法を提供することにある。
【００４４】
本発明のこれらおよび他の目的は、喫煙品用巻紙の気体透過性を調節する方法を提供することによって達成される。この方法は、少なくとも２種類のサイズの異なるフィラーを、巻紙に添加する工程を含む。次いで、巻紙の気体透過性を増大または低減させるために、より小さい粒径のフィラーに対するより大きい粒径のフィラーの比を、それぞれ選択的に増大または低減する。
【００４５】
本発明によると、紙のフィラー総量を増加または減少させることなく、巻紙の気体透過性を調節することができる。詳細には、紙のフィラー充填量は一定に、または約２０重量％〜約４０重量％、特に、約２５重量％〜約３５重量％の範囲に維持することができる。巻紙の基本重量は、約１８グラム／平方メートル〜約６０グラム／平方メートル、特に、約２２グラム／平方メートル〜約３２グラム／平方メートルの範囲にできる。この方法により、例えば、コレスタ単位で約５〜約８０の範囲の何れかの気体透過性を有する巻紙を形成することができる。
【００４６】
巻紙に添加するフィラーは、例えば、炭酸カルシウムである。フィラーは、約０．０５ミクロン〜約１５ミクロンの範囲の中央粒径を有することができる。
【００４７】
一実施形態において、２種類の粒径の異なるフィラーを、巻紙に添加することができる。第１のフィラーは、例えば、約０．２ミクロン〜約０．４ミクロンの中央粒径を有する炭酸カルシウムである。また、第２のフィラーは、例えば、約１．５ミクロン〜約２．５ミクロンの中央粒径を有する炭酸カルシウムである。第１のフィラーおよび第２のフィラーは、紙の気体透過性を調節するために異なる割合として巻紙に添加することができる。
【００４８】
また、本発明のこれらおよび他の目的は、紙を形成する過程で、紙の気体透過性を調節するためのシステムを提供することによって達成される。このシステムは、連続したシート状の紙を繊維懸濁液から形成するのに適合した抄紙装置を具備する。この抄紙装置に連結して、複数のフィラーリザーバが、対応する複数のフィラースラリーを繊維懸濁液に混合するために、設けられている。各フィラースラリーは、異なる中央粒径を有するフィラーを含んでいる。複数の流量調節器を、各フィラーリザーバから抄紙装置への各フィラースラリーの流量を調節するために使用することができる。
【００４９】
また、このシステムは、紙を形成する過程で、シート状の紙の気体透過性を測定するために、気体透過性測定器を具備することができる。この気体透過性測定器は、流量調節器に電気的に接続されたコントローラに、気体透過性情報を伝送することができる。この結果、コントローラは、気体透過性測定器から受けた気体透過性情報に応じて流量調節器を調整することによって、シート状の紙を所定の気体透過性の範囲に維持することができる。
【００５０】
システムは、異なる中央粒径を有するフィラーの混合物を、繊維懸濁液を混合することによって、紙の気体透過性を調節するために用いることができる。紙が繊維懸濁液から形成されると、紙の気体透過性が決定される。この気体透過性に基づいて、混合したフィラーの粒径平均値を、紙の気体透過性を所定の範囲に調節するために、選択的に増大または低減することができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
本発明の他の目的、特長および趣旨をさらに詳しく説明する。
【００５２】
本発明の完全で認可を可能とし、その最適な実施例を含む当業者への開示は、添付の図を参照する詳細な説明に、特に示される。
【００５３】
なお、以下の説明で繰り返し使用される参照符号は、同一または類似の特長または部材を示すものである。
【００５４】
また、この説明は、あくまで例示的な実施例の説明にすぎず、本発明のより広範な態様を限定するためのものではなく、より広範な態様は例示的な構成に具現化されることは、当業者に理解されるであろう。
【００５５】
本発明は、一般に、シガレット巻紙の気体透過性を調節する方法およびシステムに関する。巻紙の気体透過性は、２種類またはそれ以上の異なる粒径および形状を有するフィラーを巻紙に添加することによって調節される。本発明によると、気体透過性は、紙に含有されるフィラーの総量に関係なく、もっぱら粒径の機能によって調節することができる。換言すると、紙の気体透過性は、フィラー総量を増大または低減することなく、調節および調節することができる。
【００５６】
すなわち、シガレット巻紙に添加されたより小さなフィラー粒子はより低い気体透過性へと導き、一方、より大きい粒子はより高い気体透過性を示すことが知見された。このように、小さいフィラー粒子に対する大きいフィラー粒子の割合を変化させることによって、フィラー総量を変えることなく、紙の気体透過性を変更することができる。
【００５７】
本発明の方法により、所望の特性を備えたシガレットを製造するために、シガレット巻紙の気体透過性を調節および変更することができる。例えば、巻紙の気体透過性を調節することによって、シガレットの、燃焼速度、パフ数、およびタール搬出量を、選択的に変更することができる。このように、シガレットに悪影響を与える可能性のある紙のフィラー総量を増大また低減することなく、シガレットの性能を修正することができる。
【００５８】
本発明のプロセスには、如何なるフィラー材質を使用してもよい。このようなフィラーは、例えば、二酸化チタン、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、およびそれらの類似物である。また、より広範な粒径および形態の範囲を得るために、異種のフィラー材質を混合することは、本発明の趣旨に属する。例えば、、より小さい粒径の二酸化チタンフィラーを、より大きい粒径の炭酸マグネシウムフィラーと混合してもよい。炭酸カルシウムは、現在において、巻紙に最も有力に使用されるフィラーであるので、以下の説明は、主として、種々の炭酸カルシウムフィラーの使用に関する。しかしながら、本発明は、単に炭酸カルシウムのみの使用に限定されないことは理解されるべきである。
【００５９】
フィラーを紙に添加するとフィラー粒子は、抄紙過程で、セルロース系繊維間に生じる繊維同士の結合を阻害する。フィラー粒子はそれ自体、隙間を形成する隣接した繊維間に入り込むと思われ、この理由で、紙の間の隙率が増大する。繊維間の結合がフィラーによって乱される程度は、粒子の数だけにでなく、粒子の形態によも依存することが本発明により知見された。詳細には、フィラーの粒径が増大するにつれて、繊維を押し広げてさらに離してより大きい孔を紙に形成すると思われる。より大きいフィラー粒子の割合が増大するほど、気体透過性が増大し、一方、より小さいフィラー粒子の割合が増加するほど、紙の気体透過性が低下する。
【００６０】
本発明の一実施形態において、シガレット巻紙の気体透過性は、２種類の異なるフィラーを用いて調節される。第１は、大きい粒径のフィラーで、第２のは小さい粒径のフィラーである。一つの好適な実施形態において、大きい粒径のフィラーは、約１．５ミクロン〜約２．５ミクロンの粒径を有し、一方、小さい粒径のフィラーは、約０．１ミクロン〜約０．５ミクロンの粒径を有する。
【００６１】
両方のフィラーは、所定の範囲にある組み合わせ配合量で、巻紙へ添加することができる。特に、紙のフィラー総量は、所望の特性を形成する特定の点に設定することができる。本発明によると、紙の気体透過性を変更するために、含有量を変えることなく、紙に添加される大きい粒径と小さい粒径との割合を調節することができる。
【００６２】
この方法により、得られる気体透過性の総範囲は、粒径がより大きいフィラー単独で形成されて最も高い気体透過性を有する巻紙と、粒径がより小さいフィラー単独で形成されて最も低い気体透過性の巻紙との間になるであろう。粒径がより小さいフィラーに対する、粒径がより大きいフィラーの割合を変更することによって、上述の範囲の如何なる点の気体透過性を有する巻紙を製造することができる。勿論、必要であれば、２種類以上のフィラーの混合物を用いることによって、同様の結果を得ることができる。
【００６３】
本発明のプロセスに使用でき、マサチューセッツ州、アダムス(Adams, Massachusetts)のスペシャルティ・ミネラルズ・インコーポレイテッド(Specialty Minerals, Inc.)で市販されている入手可能な種々の炭酸カルシウムフィラーの全てには以下のものが含まれる。
【００６４】
【表１】
0004128644.tif 000002
【００６５】
本発明においては、上述した炭酸カルシウムフィラー材料を如何なる組み合わせでも使用することができる。一般に、粒径約０．０５ミクロン〜約１５ミクロン、特に、約０．０５ミクロン〜約１０ミクロンの間の粒径を有するフィラーは何れも本発明のプロセスで用いることができる。本発明の好適な一実施形態において、気体透過性を調節するために、ウルトラパック(ULTRAPAQUE)フィラーを、アルバカー(ALBACAR) ５９７０フィラーとの組み合わせで使用する。
【００６６】
ここで使用するように、フィラーの粒径は、例えば、セディグラフ(Sedigraph) を用いる沈降法(Sedimentation procedure using) によって評価および測定することができる。従って、上記にリストされた粒径の全ては、中央粒径を表している。
【００６７】
本発明により製造されたシガレット巻紙の構成について、さらに詳しく説明する。一般に、巻紙は、例えば、亜麻、軟材、または硬材から得られるセルロース系繊維から形成することができる。巻紙に添加するフィラー総重は、約２０重量％〜約４０重量％、特に、約２５重量％〜約３５重量％の間である。本発明により、フィラー充填量を所望の範囲に維持したまま、紙の気体透過性を変更することができる。
【００６８】
シガレット紙の気体透過性は一般に、コレスタ単位で約５〜約８０の範囲とすることができる。より詳細には、従来のシガレット紙は通常、コレスタ単位で約１５〜約５５の間の気体透過性を有する。上述した気体透過性の範囲は、本発明の方法のみによって得ることができる。しかしながら、本発明の方法は、従来の技術と組み合わせて使用することもできる。例えば、一実施形態において、シガレット紙の気体透過性は、フィラーの粒径平均値を変更することによってだけでなく、完成紙料に施される精製の量を変えることによって調節することができる。
【００６９】
ここで用いられる「気体透過性」という用語は、例えば、ガスなどの流体が多孔性の材質を通過する能力を示す。材質の気体透過性は、例えば、特定の範囲について単位時間当たりの材質を通過する空気量を測定する通気性試験器を使用して測定することができる。気体透過性は、１分当たりのセンチメートルであるコレスタ単位で表示することができる。
【００７０】
シガレット紙の基本重量は、通常、約１８グラム／平方メートル〜約６０グラム／平方メートル、特に、約２２グラム／平方メートル〜約３２グラム／平方メートルである。また、シガレット紙は、燃焼調節添加剤で処理してもよい。このような燃焼調節添加剤としては、例えば、アルカリ金属塩、酢酸塩、クエン酸塩、またはこれらの混合物を挙げることができる。特に、好適な燃焼調節添加剤は、クエン酸カリウムおよびクエン酸ナトリウムの混合物である。燃焼調節添加剤は、約０．３重量％〜約１２重量％、特に、約０．３重量％〜約３重量％の量で紙に添加することができる。
【００７１】
図１には、本発明によってシガレット紙を形成するのに使用することができる一実施形態に係る一般的なシステム１０が示される。システム１０は、従来の抄紙機を具備し、その中には繊維懸濁液１２が供給されるヘッドボックス１４を具備する。繊維懸濁液１２は典型的には、蒸煮がまで煮沸され、洗浄され、漂白され、および精製処理された繊維完成紙料から調製される。繊維懸濁液１２は、ヘッドボックス１４を介して、ペーパーシート１８を形成する、一枚のスクリーンまたは一セットのスクリーン１６上に広げられる。次いで、ペーパ１８は巻き取りロール２０上に集められる。
【００７２】
本発明によると、システム１０は、さらに、異なるフィラー材質からなる水性スラリーを保持するのに適した少なくとも２つのリザーバ２２および２４を具備する。図１に示す実施形態においては、システム１０は、例えば、粒径がより大きいフィラーを含有するフィラースラリーＮｏ．１、および例えば、粒径がより小さいフィラーを含有するフィラースラリーＮｏ．２を具備する。フィラースラリーは、処方され、製造タンク２１および２３内で混合され、その後、それぞれリザーバ２２および２４に注入される。
【００７３】
リザーバ２２および２４は、フィラースラリーＮｏ．１およびＮｏ．２を、繊維懸濁液１２と混合するために設けられている。フィラースラリーは、図１で示すように、直接、リザーバ２２および２４から繊維懸濁液１２へ添加することができ、または最初に予め混合した後に繊維懸濁液１２へ添加することもできる。繊維懸濁液へ添加するフィラースラリーの量をそれぞれ調節するため、システム１０は、例えば、流量メーターまたは各種バルブなどの流量調節器２６および２８を具備する。流量調節器２６および２８を用いて、フィラースラリーは、所望の如何なる割合ででも繊維混濁液と混合することができ、所望の気体透過性を有するシガレット巻紙を製造することができる。
【００７４】
紙を形成する過程で、紙の気体透過性を自動的に維持または調節するために、システム１０は、情報をマイクロプロセッサ３２へ伝送するのに適した気体透過性測定器３０を具備することができる。一実施形態において、気体透過性測定器３０はペーパ１８に近接して配置される多孔性チューブを具備することができる。多孔性チューブは、紙に減圧を加えて、管に入り込む空気の速度または紙についての圧力降下の何れかを測定し、紙の気体透過性を測定する。
【００７５】
次いで、測定器３０により実施される気体透過性測定値は、マイクロプロセッサ３２へ伝送される。図示するように、マイクロプロセッサ３２は流量調節器２６および２８に電気的に接続され、これらを調節する能力を有する。このように、マイクロプロセッサ３２が、気体透過性測定値に基づいて、繊維混濁液１２へ添加するフィラースラリーの量および割合を調節することにより、ペーパ１８の気体透過性を自動的に調節するようにプログラムを組むことができる。特に、マイクロプロセッサ３２は、ペーパ１８の気体透過性を所定の範囲に維持するか、またはペーパ１８の気体透過性を所望のレベルへ自動的に変更するかの何れかに用いることができる。
【００７６】
本発明は、以下の実施例を参照して、さらに深く理解されるであろう。
【００７７】
（実施例１）
本発明を立証するために、異なる２種類の粒径の炭酸カルシウム（石粉）フィラーを、異なる割合で紙の中に添加し、種々のハンドシート（手巻き用シート）を製造した。使用したフィラーは、０．０７ミクロンの中央粒径を有するマルチフェックス(MULTIFEX)フィラーおよび１．９ミクロンの中央粒径を有するアルバカー(ALBACAR) ５９７０フィラーである。全てのハンドシートにおいて、フィラー総量は３０重量％とし、また各ハンドシートの基本重量は一定の２７グラム／平方メートルに維持して、形成された各ハンドシートの気体透過性を記録した。その結果を説明するグラフを図２に示す。図２中、縦軸はコレスタ気体透過性（ｃｍ／分）を表し、横軸はマルチフェックス（％）（アルバカー＝１００−マルチフェックス）の占める割合を示す。また、図２に示すように、この実施例において、精製完成紙料の量も変更した。詳細には、ハンドシートを形成するのに用いられた完成紙料は、ＰＦＩミルで精製した。ハンドシートは、ミルで９０００回転（図中、ｘ印）、１２０００回転（図中、○印）、１５０００回転（図中、△印）、および２００００回転（図中、ｘ印）させた繊維完成紙料を用いて形成した。精製が増大するほど、気体透過性が低下した。
【００７８】
図２に示すように、マルチフェックス(MULTIFEX)フィラーの割合を増大させるにつれて、ハンドシートの気体透過性が低下した。気体透過性のより大きな変化が、最も精製が少ないシート素材から形成されたハンドシートに実現された。特に、ＰＦＩミルで９０００回転させた完成紙料から形成されたハンドシートは、アルバカー(ALBACAR) に対するマルチフェックス(MULTIFEX)の割合を変えた場合に、全体の気体透過性の変化が、コレスタ単位で約５５あった。
【００７９】
グラフ上の破線は、コレスタ単位で２４の気体透過性を有する紙を得るために使用することができる異なる処方を示している。特に、アルバカー(ALBACAR) に対するマルチフェックス(MULTIFEX)の割合を調節することによって、異なる精製のシート素材を用いて、このコレスタレベルのハンドシートを製造することができる。
【００８０】
（実施例２）
また、シガレット巻紙を代表するハンドシートを、異なる炭酸カルシウムフィラーを混合して形成した。この実施例において、全てのハンドシートは、全てＰＦＩミルで１２０００回転して精製された繊維品を用いて形成した。ハンドシートの全ては３０重量％のフィラー含有量で、且つ２７グラム／平方メートルの基本重量を有する。以下のフィラーの混合物を試験した。
【００８１】
【表２】
0004128644.tif 000003
【００８２】
形成された各ハンドシートの気体透過性は、気体透過性テストによるものである。得られた結果は、図３にグラフで示す。図３中、縦軸はコレスタ気体透過性（ｃｍ／分）を表し、横軸はチョーク（％）（アルバカー＝１００−チョーク）の占める割合を示す。また、図中、“黒塗りの四角”は、マルブルホワイト(MULBLEWHITE) とアルバカー(ALBACAR) との混合物、“＋”は、アルバカー(ALBACAR) ＨＯとアルバカーとの混合物、“○”はウルトラパック(ULTRAPAQUE)とアルバカー(ALBACAR) との混合物、さらに“△”はマルチフェックス(MULTIFEX)とアルバカー(ALBACAR) との混合物を示す。
【００８３】
アルバカー(ALBACAR) ＨＯ、ウルトラパック(ULTRAPAQUE)およびマルチフェックス(MULTIFEX)フィラーは、アルバカー(ALBACAR) ５９７０より、粒径がより小さいため、粒径がより小さい炭酸カルシウムフィラーの割合が増大するにつれ、気体透過性が低下した。一方、マルブルホワイト(MULBLEWHITE) フィラーは、アルバカー(ALBACAR) ５９７０より、粒径がより大きいフィラーである。従って、マルブルホワイト(MULBLEWHITE) およびアルバカー(ALBACAR) の混合物によって形成されたハンドシートにおいて、マルブルホワイト(MULBLEWHITE) の割合が増加するほど、気体透過性が増大した。
【００８４】
（実施例３）
アルバカー(ALBACAR) ５９７０（１．９ミクロン）とウルトラパック(ULTRAPAQUE)フィラー（０．３ミクロン）との混合物を添加したシガレット巻紙を、本発明により機械製造した。全ての実施例の巻紙は、基本重量が２５グラム／平方メートルで、且つフィラー総量が２８重量％である。また、各実施例は、０．６重量％のクエン酸塩を含有する。紙中のウルトラパック(ULTRAPAQUE)に対するアルバカー(ALBACAR) ５９７０の割合を変化させながら、気体透過性を測定した。その結果を以下の表に示す。この表は、フィラー比を変化させた際の気体透過性を比較したものである。
【００８５】
【表３】
0004128644.tif 000004
【００８６】
上述したように、気体透過性は、シガレット巻紙に、ウルトラパック(ULTRAPAQUE)フィラーの割合が増加するにつれて低下した。フィラー総量に基づくウルトラパック(ULTRAPAQUE)濃度を０重量％から８６重量％まで変化させて、コレスタ単位で１４の総スパンを測定した。
【００８７】
本発明のこれらのおよび他の変更および変形は、特に添付した請求項に示された本発明の趣旨および範囲から離れることなく、当業者により実施されるであろう。さらに、種々の実施例の態様の解釈は、全体および一部の両方において置換可能であると理解される。さらに、上述した説明は単に例示であり、添付した請求項にさらに記載されている本発明を限定を意図するものではないことは当業者により理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るシステムの平面面である。
【図２】  実施例１で得られた結果を示すグラフである。
【図３】  実施例２で得られた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１２  繊維懸濁液
１４  ヘッドボックス
２２  ファイバースラリーＮｏ．１
２４  ファイバースラリーＮｏ．２
３２  マイクロプロセッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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