JP2004137613A - シガレット用巻紙およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シガレットの喫味に影響を及ぼすおそれが実質的になく、より効果的にシガレット灰の凝集性を向上させ得るシガレット用巻紙を提供する。
【解決手段】アルカリ土類金属炭酸塩から実質的になる充填材とともに、アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水素塩からなる群の中から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属炭酸（水素）塩を担持するシガレット用巻紙。アルカリ金属炭酸（水素）塩はアルカリ土類金属炭酸塩の重量の０％を超え、０．１重量％までの割合で存在する。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シガレット用巻紙およびその製造方法に係り、特に、シガレットの燃焼により発生する灰の凝集性を向上させ得るシガレット用巻紙およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シガレット等の喫煙物品の喫煙に際し、燃焼部で発生する灰の美観、落ちにくさ（凝集性）、着色性等を改善する方法が種々検討されてきている。そのうち、灰の凝集性に関しては、特許文献１に、所定のｐＨに調整したカルボン酸塩水溶液を紙材に付着させることにより、灰の凝集性が向上することが開示されている。また、特許文献２には、シガレット用巻紙に炭素繊維を混入させることが開示されている。さらに、特許文献３には、重炭酸ナトリウムとリン酸ナトリウムの所定の割合の混合水溶液により抄紙工程中の紙匹（ウエブ）を処理するか、既製の紙匹に該混合水溶を吸収させることにより、灰の白さや固結性が改善できることが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１１５３９１号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００１−１３１８９８号公報
【０００５】
【特許文献３】
特公昭３９−２２９４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手法は、いずれも、シガレット灰の凝集性についてなお満足し得るものではない。加えて、巻紙に炭素繊維を混入させる手法は、巻紙が黒色となり、美観の点で問題がある。また、カルボン酸塩水溶液を紙材に付着させる手法や、重炭酸ナトリウムとリン酸ナトリウムの水溶液で紙匹を処理する手法は、いずれもカルボン酸塩や重炭酸ナトリウムとリン酸ナトリウムの量を比較的多量に用いないと効果的ではなく、シガレットの喫味に影響を及ぼすおそれがある。
【０００７】
したがって、本発明は、シガレットの喫味に影響を及ぼすおそれが実質的になく、より効果的にシガレット灰の凝集性を向上させ得るシガレット用巻紙およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、シガレットの凝集性を向上させるための研究を行う過程で、炭酸カルシウム中にナトリウムイオンまたはカリウムイオンが不純物として存在すると、所定の温度で炭酸の複塩（ｎｙｅｒｅｒｅｉｔｅまたはｆａｉｒｃｈｉｌｄｉｔｅ）が生成することに着目した（Ｄ．　ＭｃＫｉｅ，　Ｅ．　Ｊ．　Ｆｒａｎｋｉｓ，　Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　ｆｕｒ　Ｋｒｉｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｅ，Ｂｄ．　１４５，　Ｓ．　７３−９５　（１９７７）およびＦ．　Ｐｅｒｔｌｉｋ，　Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　ｆｕｒ　Ｋｒｉｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｅ，　１５７，　１９９−２０５　（１９８１）参照）。本発明者らは、この炭酸の複塩がシガレット灰の凝集性の向上に寄与し得るのではないかと考え、さらに研究を続けた結果、シガレット用巻紙に、充填材として普通に配合されている炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩とともに、アルカリ金属炭酸塩および／またはアルカリ金属炭酸水素塩を共存させると、アルカリ金属炭酸塩および／またはアルカリ金属炭酸水素塩の量が非常に少なくても、シガレット灰の凝集性が有意に向上することを見いだした。その際、アルカリ金属炭酸塩および／またはアルカリ金属炭酸水素塩の量が少ないので、シガレットの喫味に対する影響がほとんどないこともわかった。
【０００９】
本発明は、かかる知見に基づく。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、アルカリ土類金属炭酸塩から実質的になる充填材とともに、アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水素塩からなる群の中から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属炭酸（水素）塩を担持してなり、該アルカリ金属炭酸（水素）塩は該アルカリ土類金属炭酸塩の重量の０％を超え、０．１重量％までの割合で存在することを特徴とするシガレット用巻紙が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水素塩からなる群の中から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属炭酸（水素）塩を含有するアルカリ土類金属炭酸塩から実質的になる充填材を配合した紙料から紙ウエブを抄造する工程を含むことを特徴とするシガレット用巻紙の製造方法が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳しく説明する。
【００１３】
本発明のシガレット用巻紙は、アルカリ土類金属炭酸塩から実質的になる充填材とともに、アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水素塩からなる群の中から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属炭酸（水素）塩を担持する紙ウエブからなる。
【００１４】
本発明において使用される充填材を構成するアルカリ土類金属炭酸塩は、１種を単独で、あるいは２種以上を混合して用いることができる。かかるアルカリ土類金属炭酸塩としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムまたはそれらの混合物が好ましい。充填材は、粒子の形態にあり、例えば、３．５μｍ程度の平均粒径を有することができる。
【００１５】
本発明のシガレット用巻紙において、上記充填材と共存されるアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩（これらを総称して「アルカリ金属炭酸（水素）塩」という）としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムまたはそれらの混合物が好ましい。これらアルカリ金属炭酸（水素）塩は、合計で、アルカリ土類金属炭酸塩の重量の０％を超え、０．１重量％までというわずかな量でアルカリ土類金属炭酸塩と共存させることで、シガレット灰の凝集性を有意に向上させることができる。従って、このアルカリ金属炭酸（水素）塩をシガレット灰の凝集向上剤ということができる。アルカリ金属炭酸（水素）塩の合計割合は、アルカリ土類金属炭酸塩の重量の０．００１％〜０．０５％であることがより好ましい。
【００１６】
本発明のシガレット用巻紙を用いて作製されたシガレットが燃焼されると、充填材中のアルカリ土類金属炭酸塩とアルカリ金属炭酸（水素）塩が反応して、炭酸の複塩を生成し、これがシガレット灰の凝集性を高め、灰落ちや灰の飛散性を低減するものと考えられる。
【００１７】
本発明のシガレット用巻紙にアルカリ土類金属炭酸塩から実質的になる充填材（アルカリ土類金属炭酸塩系充填材）とアルカリ金属炭酸（水素）塩を共存させるためには、常法によりアルカリ土類金属炭酸塩系充填材を含有する紙料から紙ウエブを抄造し、得られた充填材含有紙ウエブを乾燥した後、アルカリ金属炭酸（水素）塩の水溶液を塗布、乾燥する方法等の方法を採用することができる。
【００１８】
しかしながら、充填材としてのアルカリ土類金属炭酸塩中にアルカリ金属炭酸（水素）塩を含有させ、これを充填材として紙料に配合し、常法により紙ウエブを抄造することが好ましい。このように、紙ウエブを抄造する紙料中にアルカリ金属炭酸（水素）塩含有充填材を配合し、その紙料からウエブを抄造することにより、アルカリ土類金属炭酸塩とともにアルカリ金属炭酸（水素）塩をより一層均一に紙ウエブ中に分散含有させることができるので、シガレット灰の凝集性が一層高まる。また、この方法によれば、アルカリ金属炭酸（水素）塩を塗布するという追加の工程を加えることなくシガレット用巻紙を製造することができる。
【００１９】
アルカリ金属炭酸（水素）塩を含有するアルカリ土類金属炭酸塩粒子を製造するためには、アルカリ土類金属炭酸塩粒子を生成する反応混合物にアルカリ金属炭酸（水素）塩を混合し、その反応混合物を反応させて粒子形成させることが好ましい。粒子形成（成長）の過程でアルカリ金属炭酸（水素）塩がアルカリ土類金属炭酸塩粒子内に含有されることになる。
【００２０】
より具体的には、アルカリ土類金属水酸化物（水酸化カルシウム等）と炭酸を含有する水性反応混合物に、アルカリ金属炭酸（水素）塩を添加し、反応混合物を反応させることによって、所望の充填材粒子を製造することができる。アルカリ土類金属水酸化物が炭酸と反応することによりアルカリ土類金属炭酸塩に変換され、アルカリ土類金属炭酸塩の粒子が生成・成長する一方、アルカリ金属炭酸（水素）塩はアルカリ土類金属炭酸塩と凝集しつつ、生成する粒子に取り込まれる。アルカリ金属炭酸（水素）塩はアルカリ土類金属炭酸塩との凝集の結果、実質的に水不溶性となる。なお、炭酸は、上記水性反応混合物に炭酸ガスを吹き込むことにより供給することができる。反応は、５℃〜３５℃の温度で行うことができる。
【００２１】
アルカリ金属炭酸（水素）塩を含有するアルカリ土類金属炭酸塩粒子を上記手法により製造するに際し、アルカリ土類金属炭酸塩の微細な粒子を種晶として反応混合物に添加すると、粒子成長が容易となるので好ましい。その際、アルカリ土類金属水酸化物の水溶液には、不溶解の（微粒子）アルカリ土類金属水酸化物が存在し得るので、これをろ過等により予め除去しておくことが望ましい。炭酸とアルカリ土類金属水酸化物との反応により生成するアルカリ土類金属アルカリ土類金属炭酸塩が、アルカリ金属炭酸（水素）塩を取り込みつつ種晶上に堆積し、粒子成長する。使用する種晶は、平均粒径が０．５μｍ〜２．５μｍという微細なものが好ましい。このように製造される充填材粒子は、いわゆるコア／シェル構造を有するものであり、コアは種晶により構成され、シェルはアルカリ金属炭酸（水素）塩を含有する成長層により構成される。成長層は、充填材中のアルカリ土類金属炭酸塩に対するアルカリ金属炭酸（水素）塩の割合が上に示した割合となるに十分に成長させる。
【００２２】
上記アルカリ金属炭酸（水素）塩含有充填材粒子におけるアルカリ土類金属炭酸塩に対するアルカリ金属炭酸（水素）塩は、上記水性反応混合物中に存在させるアルカリ金属炭酸（水素）塩の濃度等により調節することができる。
【００２３】
上記アルカリ金属炭酸（水素）塩含有充填材粒子は、アルカリ金属炭酸（水素）塩を含有することによりシガレット灰の凝集性を向上させるものであるが、通常のシガレット用巻紙に配合される充填材と同様に取り扱うことができる。
【００２４】
本発明のシガレット用巻紙を構成する紙ウエブは、通常のシガレット巻紙を構成する紙ウエブと特に変わるところはなく、亜麻パルプ等のセルロース系パルプから構成することができる。紙ウエブ自体の坪量も、通常の通常のシガレット巻紙を構成する紙ウエブと同様のものであり、１０ｇ／ｍ^２〜８０ｇ／ｍ^２であり得る。
【００２５】
本発明のシガレット用巻紙は、充填材（上記アルカリ金属炭酸（水素）塩含有充填材も含む）を１ｇ／ｍ^２〜３０ｇ／ｍ^２の割合で担持することができる。
【００２６】
上に述べたように、本発明のアルカリ金属炭酸（水素）塩含有充填材は、その含有するアルカリ金属炭酸（水素）塩が水に不溶であり、通常の充填材と同様に取り扱うことができるので、本発明のシガレット用巻紙は、通常の紙ウエブの抄造の際に、通常の充填材の代わりに本発明の充填材を用いて製造することができる。より具体的には、セルロース系パルプを含む紙料に本発明の充填材を添加し、十分に分散させ、その紙料から通常の手法により巻紙を抄造することができる。抄紙以降の乾燥等の工程も通常の巻紙の製造と同様である。このようにして、アルカリ金属炭酸（水素）塩含有充填材が分散・含有されたシガレット用巻紙が得られる。
【００２７】
なお、本発明のシガレット用巻紙は、通常のシガレット用巻紙と同様、巻紙の自然燃焼速度に影響を及ぼし得る通常の燃焼調節剤（助燃剤等）を通常使用されている割合で担持することができる。そのような燃焼調節剤には、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム等が含まれる。通常、助燃剤等の燃焼調節剤は、０．５〜１重量％の割合で巻紙に添加することができる。
【００２８】
本発明のシガレット用巻紙は、これを用いたシガレットの燃焼時に発生する灰の凝集性を向上させ得るものであり、シガレット灰の灰落ちや飛散を低減させることができる。
【００２９】
【実施例】
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３０】
実施例１〜２および比較例１〜２
室温において、水４ｋｇに水酸化カルシウム８ｇを十分に懸濁・溶解し、これを開孔径０．４５μｍのポリフッ化ビニリデン膜フィルタ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社製、製品名：Ｍｉｌｌｅｘ−ＨＶ）でろ過し、不溶解粒子を除去した。得られたろ液に、５０％メジアン粒径で１．８μｍの粒径を有する炭酸カルシウムのペースト（白石工業社製、製品名：白艶華ＰＸ）を固形分として１７ｇ添加し、さらに炭酸水素ナトリウム１．７ｇを添加した。この溶液に対し、先端に多孔性ガラス球を備えた管から１０００ｃｃ／分の割合で１００％炭酸ガスを５分間以上吹き込んだ。その結果、溶液は、当初の水酸化カルシウムによるアルカリ性（ｐＨ１１程度）から炭酸ガスの溶解による弱酸性（ｐＨ６程度）となった。この操作により、溶液中の炭酸水素ナトリウムの一部が炭酸カルシウムに含有された状態で、炭酸カルシウムの粒子が得られた。得られた炭酸水素ナトリウム含有炭酸カルシウム粒子の平均粒径は、約３μｍであり、炭酸水素ナトリウムは、平均で、粒子中の全炭酸カルシウム重量の約０．００３％の割合で炭酸カルシウム粒子中に含まれていることが分析された。
【００３１】
こうして得られた炭酸水素ナトリウム含有炭酸カルシウム粒子の懸濁液を１種ろ紙（化学分析用）でろ過し、粒子を水洗し、乾燥することなく次の手抄き抄造に用い、本発明の巻紙を製造した。なお、上記炭酸カルシウム粒子の合成において、炭酸水素ナトリウムを添加しないで同様に炭酸カルシウム粒子を合成し、同様に手抄き抄造に用いて比較例の巻紙を製造した。得られた巻紙の性状を下記表１に示す。なお、表１に示す白色度は、ＪＩＳ　Ｐ８１２３に規定する方法により、不透明度は、ＪＩＳ　Ｐ８１３８に規定する方法により測定した。
【００３２】
【表１】

【００３３】
得られた巻紙に、常法により、助燃剤としてクエン酸ナトリウムを１重量％または２重量％の割合で塗工し、これを用いてシガレットを作製した。このシガレットは、円周２４．８ｍｍで、商用アメリカンブレンド刻みを２３０ｍｇ／ｃｍ^３の充填密度で有し、アセテートフィルターを装着したものである。これらシガレットを標準喫煙条件（ＩＳＯ）の下で燃焼させ（但し、送風せず）、生成した灰の性状を比較した。
【００３４】
灰の評価は、ハイビジョンカメラに撮影された灰の画像に対して、全投影面積に占める欠損面積の割合をコンピュータ上における画像解析操作により求めることによって行った。また、灰表面のひび発生回数も測定した。灰表面のひび発生回数は、シガレットを横置きにして風があたらない雰囲気中で自然燃焼させ、シガレット先端から１０ｍｍ〜４０ｍｍの燃焼区間（実質長３０ｍｍ）における５ｍｍの幅の長方形領域において３０倍程度の倍率の拡大観察装置を用いて目視によりカウントした。その際、ひびの大小に関係なく１つのひびは１つとしてカウントした。ただし、単に広がっていったものではない２段にわたってひび割れたものや、元のひびを起点に新たなひびが進行したものは、連続していても２つとカウントした。結果を下記表２に示す。
【００３５】
【表２】

【００３６】
表２に示すように、比較例に比べて、本発明のシガレット用巻紙を用いて作製したシガレットに発生する灰の欠損面積割合が小さく、灰全体として収斂性が良好で、よく凝集している。本発明による灰欠損面積割合の減少率は、単純計算で、助燃剤１％塗工のもので（３．９−３．０）÷３．９×１００＝２３％、助燃剤２％塗工のもので４３％であり、減少率は、喫煙者に十分に認識され得るものである。また、灰表面のひび発生回数の減少率も、本発明では、助燃剤１％塗工のもので（４０．４−３３．５）÷４０．４×１００＝１７％、助燃剤２％塗工のもので１３％であり、有意に改善されていることがわかる。
【００３７】
なお、作製したシガレットの燃焼速度については、本発明の巻紙を用いたシガレットの燃焼速度は、比較例の巻紙を用いたシガレットの燃焼速度の−１％〜＋３％の範囲内であり、本発明の充填剤を用いたことによる影響は実質的にないことが確認された。また、喫味についても、本発明による巻紙を用いたシガレットは、比較例の巻紙を用いたシガレットと遜色ないものであった。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、シガレットの喫味に影響を及ぼすおそれが実質的になく、より効果的にシガレット灰の凝集性を向上させ得るシガレット用巻紙およびその製造方法が提供される。

Claims (6)

1. アルカリ土類金属炭酸塩から実質的になる充填材とともに、アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水素塩からなる群の中から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属炭酸（水素）塩を担持してなり、該アルカリ金属炭酸（水素）塩は該アルカリ土類金属炭酸塩の重量の０％を超え、０．１重量％までの割合で存在することを特徴とするシガレット用巻紙。
2. 前記アルカリ金属炭酸（水素）塩が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸水素カリウムからなる群の中から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のシガレット用巻紙。
3. 前記アルカリ土類金属炭酸塩が、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムからなる群の中から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２に記載のシガレット用巻紙。
4. 前記充填材を１ｇ／ｍ^２〜３０ｇ／ｍ^２の割合で担持することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシガレット用巻紙。
5. 前記アルカリ金属炭酸（水素）塩が、前記充填材中に含有されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシガレット用巻紙。
6. アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属炭酸水素塩からなる群の中から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属炭酸（水素）塩を含有するアルカリ土類金属炭酸塩から実質的になる充填材を配合した紙料から紙ウエブを抄造する工程を含むことを特徴とするシガレット用巻紙の製造方法。