JP2015091232A - 制御された燃焼特性を有しているタバコ製品巻き材料 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)炭酸カルシウムの粒子を含んでいる水性の懸濁物を準備し;
(b)アルミニウムカチオンを含んでいる金属塩を加える
方法にしたがって入手可能であり、
上記金属塩は、
(i)上記懸濁物において塩基性の金属成分を形成可能であり、
(ii)準備された上記懸濁物のpH値および20℃の温度において測定される、9.0mg/Lを超える可溶性を有している。本発明にしたがって使用される複合粒子の使用は、タバコ品の燃焼特性を優れた様式において制御することを特に可能にする。ここで、上記タバコ品は、通常の条件において喫煙されるとき、自己消火することなく予定の範囲まで燃焼し、可能な程度まで発火が防止されるべきいくつかの他の物質と接触して自己消火する(すなわち、本発明は、解放空気において妨げられずに燃え尽き、可燃性であり得る物質の上において自己消火するタバコ製品を提供することを可能にする)。本発明の解決手段は、最も簡便な可能な方法において実現され得、普遍的に適用可能である。
(a)炭酸カルシウムの粒子を含んでいる水性の懸濁物を準備し;かつ
(b)アルミニウムカチオンを含んでいる金属塩を加える方法によって入手可能である。
さらなる精製のために、複合粒子は、必要な場合に、水、アセトンおよび/または他の適切な物質を用いて洗浄され得る。
(a)Ca(OH)2の水性懸濁物を調製し;
(b)第1の量のCO2含有ガスをCa(OH)2の水性懸濁物に導入し;
(c)アルミニウムカチオンを含んでいる金属塩を添加し;
(d)第2の量のCO2含有ガスを反応混合物に導入し;かつ
(e)形成された複合粒子を単離する、方法。
(a)少なくとも23.2重量%、好ましくは少なくとも30.3重量%、特に好ましくは少なくとも34.8重量%、特に少なくとも37.3重量%のカルシウム;
(b)少なくとも34.8重量%、好ましくは少なくとも45.4重量%、特に好ましくは少なくとも52.0重量%、特に少なくとも55.8重量%の炭酸塩;
(c)少なくとも0.1重量%、好ましくは少なくとも0.5重量%、特に好ましくは少なくとも1.0重量%、特に少なくとも2.5重量%のアルミニウムカチオン;
(d)少なくとも0.1重量%、好ましくは少なくとも0.7重量%、特に好ましくは少なくとも1.3重量%、特に少なくとも3.5重量%の水酸化物。
20〜100%、好ましくは45〜100%、特に好ましくは70〜100%の化学的に架橋されており、機械的に断片化されている多糖、特にデンプン、
0〜40%、好ましくは0〜20%のこれまで使用されている多糖、
0〜50%、好ましくは0〜30%の充填剤および
必要に応じて、0〜6%、好ましくは0〜3%の燃焼速度低下物質および/または燃焼速度加速物質。
<電子顕微鏡>
走査型電子画像を、高電圧電子顕微鏡(Zeiss, DSN 962)を用いて15kVにおいて生成した。金−パラジウム層をサンプルにスプレーした。
熱重量分析を、20℃/分の加熱速度の40〜1000℃の範囲における窒素下において、PerkinElmer STA 6000を用いて実施した。
約1mmの直径を有しているワイヤの輪を、550℃まで加熱し、垂直位にクランプされている紙片(すなわち、試験されるタバコ製品ラッピング紙)に対して水平方向に導く。輪を、測定の間、この位置に維持させた。熱したワイヤの輪の温度を、温度センサを用いて測定し、550℃に維持した。熱したワイヤの輪は、紙を燃焼させ、燃焼孔を形成し、燃焼過程を開始させる。ワイヤループの直径を差し引いた、燃焼孔の直径の横方向における大きさの増加は、燃焼孔の成長をもたらし、mmとして表される。燃焼孔試験を、紙の各サンプルを用いて5回にわたって実施した。
酸素指標(省略されたLOまたはLOI=限界酸素指数)は、可塑性物質の燃焼挙動を説明するために使用される特性である。それは、垂直に置かれたサンプルの燃焼が試験条件において持続する、酸素−窒素混合物の最小の酸素濃度である。
SediGraph 5100を用いた粒径分布の決定
試験手法
粒径分布を、試験物質の沈降速度を測定することによって決定した。測定自体は、懸濁物を通して送られるX線ビームの減衰に基づいて進行する。開始時に減衰は大きく、懸濁物が「薄く」なって、ビームが、沈降の開始より容易に懸濁物を透過するので、後になるほど、減衰は小さい。
一般的な実験装置;
Micromeriticsが提供しているMaster-Tech51を備えているSediGraph 5100;および
分散溶液、完全にイオン化された水における0.5%および0.1%のポリリン酸ナトリウム(NPP)。
1.調製
まず、天秤上においてサンプル容器の風袋を計測し、表1にしたがってサンプル量を測定するか、もしくはピペットによって計り、約80gの総重量まで表1にしたがって分散溶液を準備することによって、サンプルを調製した。
SediGraphを、測定および評価を実施するために使用した。ソフトウェアは、粒径分布を算出する。
懸濁物を、吸引フィルタ(d=26cm)およびブルーストライプフィルタ(blue-stripe filter)(「42」の計量的)によってろ過し、公知の方法における硝酸銀を用いた凝集によって、塩化物イオンがろ過物に検出されなくなるまで、フィルタケイクを、完全にイオン化された水を用いて洗浄した。湿ったフィルタケイクを、重量が一定になるまで、100℃の空気循環式箱型乾燥機において乾燥させた。それから、乾燥させたフィルタケイクを、ピンミル(Alpineが提供している220VにおけるUPZ)において砕いた。
実施例1の750gの炭酸カルシウムを、15.2gの水酸化アルミニウム(Alphaが提供しているAlfrimal)と混ぜ、15分にわたって撹拌し、これまでに記載されている通り、130℃において乾燥させた。
0.09kgのPAX-XL19の使用による実施例1にあるような手順。
以下の使用による実施例1にあるような手順。
1.12kgのポリ塩化アルミニウム溶液の代わりに、0.56kgのみのポリ塩化アルミニウム溶液を使用したことを除いて、実施例3にあるような手順。
懸濁物を、吸引フィルタ(d=26cm)および円形のブルーストライプフィルタ(「42」の計量的)に通してろ過し、公知の方法における硝酸銀を用いた凝集によって、塩化物イオンがろ過物に検出されなくなるまで、フィルタケイクを、完全にイオン化された水を用いて洗浄した。湿ったフィルタケイクを、重量が一定になるまで、100℃の空気循環式箱型乾燥機において乾燥させた。それから、乾燥させたフィルタケイクを、ピンミル(Alpineが提供している220VにおけるUPZ)において砕いた。
0.964kgの硫酸アルミニウム溶液の代わりに、0.767kgのアルミニウムナイトレートサルフェート溶液(5.2%のAl;Sachtlebenが提供している市販の製品Nicasal)を使用したことを除いて、実施例5にあるような手順。
0.964kgの硫酸アルミニウム溶液の代わりに、0.796kgの塩化アルミニウム溶液(5.2%のAl;Sachtlebenが提供している市販の製品Sachtoklar P)を使用したことを除いて、実施例5にあるような手順。
フォードリニエマシンにおいて、種々のタバコ製品巻紙を、長繊維パルプ(2/3 Aspa - 1/3 Stendal、75°SRの摩砕度)から製造した。タバコ製品巻紙が、巻紙の総重量に基づいて、25重量%の量において複合粒子を含む量において、複合粒子をヘッドボックスに加えた。さらに、タバコ製品巻き材料の総重量に基づいて1.1重量%の燃焼制御塩(クエン酸ナトリウム/クエン酸カリウム=1:1)を、導入した。巻き材料の総重量に基づく炭酸カルシウムの割合が25重量%である量において、比較例3の比較のタバコ製品巻き材料に、比較例2において生成された炭酸カルシウム懸濁物を導入した。このようにして製造されたタバコ製品巻紙の坪量は30g/m2であった。紙における燃焼制御塩の量、燃焼時間および燃焼孔試験の結果を、以下の表にまとめる。
実施例8と同様に、タバコ製品巻紙を、実施例2の複合粒子を用いて製造した。
紙巻きタバコの自己消火試験のために、比較例5および実施例10に記載の巻紙に、特殊なバンド(LIP[低延焼性]バンド)を付与し、当該バンドの拡散能は0.16cm/秒であった。経験から、これは、10層からなるフィルタ巻紙上における紙巻きたばこの自己消火に対する種々の充填剤の作用(ASTM値を参照)および自由燃焼条件(自由大気のみに囲まれており、基材に乗っていない)における紙巻きタバコの自己消火性(FASE[自由大気自己消火]値を参照)分析可能な範囲であること、およびFASE値に基づいて複数の充填剤を区別可能な範囲であることが明らかになっている。試験されたサンプルのすべては、それぞれの場合において、0.16cm/秒のバンド拡散をともなって、100%のASTN規格を達成した。試験された材料の組成および認められたFASE値を、以下の表にまとめる。
フォードリニエマシンにおいて、種々のタバコ製品巻紙を、長繊維パルプ(2/3 Aspa - 1/3 Stendal、75°SRの摩砕度)から製造した。タバコ製品巻紙が、巻紙の総重量に基づいて、25重量%の量において複合粒子を含む量において、複合粒子をヘッドボックスに加えた。巻き材料の総重量に基づく炭酸カルシウムの割合が25重量%である量において、比較例8の比較のタバコ製品巻き材料に、比較例2において生成された炭酸カルシウム懸濁物を導入した。比較例2において生成された炭酸カルシウム懸濁物および水酸化アルミニウムの90:10の比率(重量に基づく)における混合物を、混合物における炭酸カルシウムおよび水酸化アルミニウムの、巻き材料の総重量に基づく割合が25重量%である量において、比較例9の比較のタバコ製品巻紙に導入した。さらに、タバコ製品巻き材料の総重量に基づく12重量%の量の燃焼制御塩(クエン酸ナトリウム/クエン酸カリウム=1:1)を、タバコ製品巻紙に導入した。タバコ製品巻紙の坪量は30g/m2であった。燃焼時間および燃焼孔試験の結果を以下の表にまとめる。
Claims (20)
- 複合粒子を含んでいるタバコ製品巻き材料であって、
上記複合粒子は、
(a)炭酸カルシウムの粒子を含んでいる水性の懸濁物を準備し;
(b)アルミニウムカチオンを含んでいる金属塩を加える
方法にしたがって入手可能であり、
上記金属塩は、
(i)上記懸濁物において塩基性の金属成分を形成可能であり、
(ii)準備された上記懸濁物のpH値および20℃の温度において測定される、水における9.0mg/Lを超える可溶性を有している、タバコ製品巻き材料。 - 上記複合粒子は、Al(NO3)3、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、および/またはナトリウムナイトレートサルフェートの使用によって入手可能である、請求項1に記載のタバコ製品巻き材料。
- 上記複合粒子のX線ディフラクトグラムにおいて、2θ=18.3±1.0におけるシグナルの強度は、100.0%未満であり、2θ=29.5±1.0におけるシグナルの強度は、100.0%と決定されることを特徴とする請求項1または2に記載のタバコ製品巻き材料。
- 上記複合粒子のX線ディフラクトグラムにおいて、2θ=18.3±1.0におけるシグナルの強度は、100.0%未満であり、2θ=26.2±1.0におけるシグナルの強度は、100.0%と決定されることを特徴とする請求項1または2に記載のタバコ製品巻き材料。
- 上記複合粒子は、0.1m2/g〜25m2/g未満の範囲におけるBET表面積を有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のタバコ製品巻き材料。
- 上記複合粒子は、上記タバコ製品巻き材料の総重量に基づいて、1〜50重量%の量において存在していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のタバコ製品巻き材料。
- チップペーパーであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のタバコ製品巻き材料。
- フィルタ巻取紙であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のタバコ製品巻き材料。
- シガレットペーパーであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のタバコ製品巻き材料。
- 上記シガレットペーパーは、低い通気性の不連続な区画を含んでいることを特徴とする請求項9に記載のタバコ製品巻き材料。
- 上記シガレットペーパーの上記不連続な区画は、
燃焼制御塩の含有量、
複合材料の含有量、
燃焼制御塩の含有量および複合材料の含有量、または
燃焼制御塩の含有量および炭酸カルシウムとの混合物における複合色素の含有量
に関して、当該不連続な区画の外部にある紙と異なっていることを特徴とする請求項10に記載のタバコ製品巻き材料。 - 上記シガレットペーパーの上記不連続な区画は、乾燥生成物の重量平均粒径として規定される1〜1000μmの範囲の粒径を有している、機械的に断片化されており、化学的に架橋されている多糖を含んでいることを特徴とする請求項10または11に記載のタバコ製品巻き材料。
- 上記機械的に断片化されており、化学的に架橋されている多糖は、機械的に断片化されており、化学的に架橋されているスターチである、請求項12に記載のタバコ製品巻き材料。
- 上記シガレットペーパーの上記不連続な区画は、乾燥生成物の重量平均粒径として規定される1〜1000μmの範囲の粒径を有している、機械的に断片化されており、化学的に架橋されている多糖に加えて、請求項1の規定にしたがう複合粒子およびおそらく付加的なフィルタを含んでいることを特徴とする請求項12または13に記載のタバコ製品巻き材料。
- タバコ製品巻き材料の製造のための方法であって、
フォードリニエマシンにおけるタバコ製品巻き材料の製造を包含しており、
請求項1の規定にしたがう複合粒子は、サイジングプレスまたは他の処理装置によって、セルロースパルプに対して、当該パルプが水抜きされた後に加えられる、方法。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載のタバコ製品巻き材料の、タバコ製品の製造のための、使用。
- 上記タバコ製品巻き材料は、チップペーパーであることを特徴とする請求項16に記載の使用。
- 上記タバコ製品巻き材料は、フィルタ巻取紙であることを特徴とする請求項16に記載の使用。
- 上記タバコ製品巻き材料は、シガレットペーパーであることを特徴とする請求項16に記載の使用。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載のタバコ製品巻き材料を含んでいることを特徴とするタバコ製品。
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