JP6298168B2 - 疎水性ラッパー - Google Patents

Description

本開示は、喫煙物品で使用される紙に関連するが、ここで紙は疎水性の表面を持ち、高い湿潤剤レベルを有するたばこ基体と共に利用される。

紙巻たばこなどの燃焼式喫煙物品は通常、ラッパーで囲まれたたばこカットフィラーの円筒形のロッドと、包まれたたばこロッドと端と端を接して軸方向に整列された円筒形のフィルターとを備える。円筒形のフィルターは通常、プラグラップによって囲まれている濾過材料を含む。包まれたたばこロッドおよびフィルターは、フィルターの全長および包まれたたばこロッドの隣接部分を囲む、通常は、紙材料によって形成されるチッピングラッパーの帯により結合される。紙巻たばこは、その一方の端に点火し、細かく切られたたばこロッドを燃焼することにより、消費者によって使用される。次に喫煙者は紙巻たばこの口側の端またはフィルター側の端で吸い込むことにより、主流煙をその口に受け入れる。

一部の喫煙物品は、消費される時に燃焼されるよりはむしろ加熱されるたばこを含むエアロゾル発生基体を含む。公知の加熱式喫煙物品には、例えば、エアロゾルが電気的加熱によるか、または可燃性燃料要素または熱源からエアロゾル発生基体へ熱を移動することにより生成される喫煙物品が含まれる。喫煙中、揮発性化合物は、熱源からの熱伝達によりエアロゾル発生基体から放出され、喫煙物品を通して引き出された空気中に混入される。放出された化合物が冷めるにつれて凝結してエアロゾルを形成し、これが消費者によって吸い込まれる。また、ニコチン含有エアロゾルがたばこ材料、またはその他のニコチン源から、燃焼も加熱もすることなく、例えば化学反応によって生成される、喫煙物品も公知である。

多くの喫煙物品は一般的に、たばこロッドと端と端を接した関係で整列されたフィルターを備える。一部の喫煙物品は、主流煙またはエアロゾルがフィルターを通して引き出される際に、主流煙またはエアロゾルの成分を捕捉または変換する機能材料を含むフィルターセグメントを含む。こうした機能材料は公知であり、例えば吸収材、触媒および風味剤が含まれる。

たばこ基体を包むために使用される紙は、喫煙物品を通過する主流煙またはエアロゾル中にあるその他の湿潤剤、水、およびその他の化合物、または紙の周辺の湿気または水分を吸収できる。吸収された液体は、紙を汚したり弱くしたりし、喫煙物品の外観および構造統合性にマイナスの影響を及ぼす。加熱式喫煙物品またはエアロゾル発生物品は、これらの加熱式喫煙物品またはエアロゾル発生物品のたばこ基体中の湿潤剤のレベルが高いことで、濡れや破損の影響を特に受けやすい。

高い湿潤剤レベルを有する機械的に安定した喫煙物品を提供ことが望ましいといえる。エアロゾル発生物品の使用時に、エアロゾル発生基体の周辺の紙ラッパーの濡れの量の減少させることが望ましい。

喫煙物品を通過する主流煙またはエアロゾル中にある、または紙の周囲の環境内にある水や化合物を簡単に吸収しない紙を含む喫煙物品を提供することが望ましい。また、この疎水性の紙は、喫煙物品により発生した煙またはエアロゾルの味覚に影響しないことも望ましい。

第一の態様によれば、喫煙物品は、少なくとも１５％の湿潤剤を含むたばこ基体およびたばこ基体の周りに配置された紙ラッパーを含む。紙ラッパーは、紙に共有結合された疎水性基による疎水性を示す。

別の態様で、疎水性の紙は、脂肪酸ハロゲン化物を含む液体組成物を紙の少なくとも一つの表面に塗布する工程と、表面を約１２０℃〜約１８０℃の温度に維持する工程とを含むプロセスによって製造される。脂肪酸ハロゲン化物は、紙中の材料のプロトン供与性基と原位置で反応し、その結果として脂肪酸エステルが形成される。

さらなる態様において、喫煙物品を形成する方法は、脂肪酸塩化物を紙のセルロース系材料と反応させて、疎水性の紙を形成する工程を含む。

別の態様で、疎水性の紙ラッパーを製造するための方法は、脂肪酸ハロゲン化物を含む液体組成物を紙の少なくとも一つの表面に塗布する工程と、表面を約１２０℃〜約１８０℃の温度に維持する工程とを含む工程によって製造される。脂肪酸ハロゲン化物は、紙中の材料のプロトン供与性基と原位置で反応し、その結果として脂肪酸エステルが形成される。

さらなる態様において、エアロゾル発生システムは、発熱体と、少なくとも１５％の湿潤剤を有するエアロゾル発生基体を囲む疎水性の紙ラッパーを含むエアロゾル発生物品とを含む、エアロゾル発生装置を含む。エアロゾル発生装置はエアロゾル発生物品を開放できる形で受けるように構成され、発熱体はエアロゾル発生物品内のエアロゾル形成基体に熱を提供する。

疎水性の紙ラッパーを含む喫煙物品は、喫煙物品を通過する煙またはエアロゾル中の濡れや水または湿潤剤の吸収を減少させることができる。その結果、高いレベルの湿潤剤がたばこ基体に含まれている場合でさえも、喫煙物品のラッパー部分の目に見える汚れおよび物理的な弱化が減少されうる。

本開示による喫煙物品は、フィルター紙巻たばこ、またはたばこ材料が燃焼して煙を形成するその他の喫煙物品としうる。例えば、エアロゾル発生基体はたばこロッドを備えたものとすることができ、マウスピースはフィルターを備えたものとしうる。チッピングラッパーは、フィルターをたばこ基体またはロッドに結合する。本明細書において「喫煙物品」という用語は、紙巻たばこ、葉巻たばこ、シガリロおよびたばこなどの喫煙可能材料が点火され、燃焼されて煙を生成するその他の物品を示すために使用される。「喫煙物品」という用語は、たばこ基体などのエアロゾル形成基体を燃焼させることなく、ニコチンを含むエアロゾルが熱によって発生されるエアロゾル発生物品も含む。

「たばこ基体」または「エアロゾル発生基体」という用語は、細かく切られたたばこ、またはたばこカットフィラーで形成されるたばこのロッドが含まれ、または再構成たばこまたはキャストリーフたばこ、または両方の混合物が含まれうる。たばこ基体は下記でさらに考察する通り、端と端が接した関係でマウスピースまたはフィルターに結合しうる。

「マウスピース」という用語は本明細書で使用される時、消費者の口と接するように設計されている喫煙物品の部分を示す。マウスピースはフィルターを含みうる喫煙物品の部分でもよく、または一部の場合に、マウスピースはチッピングラッパーの範囲により画定されてもよい。その他の場合、マウスピースは、喫煙物品の口側の端から約４０ｍｍ延びた、または喫煙物品の口側の端から約３０ｍｍ延びた喫煙物品の部分として画定されうる。別の方法として、本開示による喫煙物品は、たばこなどのエアロゾル発生基体が燃焼されるのではなく加熱されてエアロゾルを形成する物品としうる。あるタイプの加熱式喫煙物品では、エアロゾル発生基体は一つ以上の電気発熱体により加熱されてエアロゾルを生成する。別のタイプの加熱式喫煙物品では、エアロゾルは、可燃性の熱源または化学的な熱源から、熱源の内部、周囲、または下流に位置しうる物理的に分離されたエアロゾル発生基体に熱を移動することにより生成される。本開示はさらに、ニコチン含有エアロゾルがたばこ材料、たばこ抽出物、またはその他のニコチン源から、燃焼することなく、また一部の場合には燃焼することなく、例えば化学反応によって生成される、喫煙物品も網羅する。

本明細書で使用される「エアロゾル発生物品」という用語は加熱式喫煙物品、または紙巻たばこ、葉巻たばこ、シガリロではない、あるいはたばこ基体を燃焼させずに煙を発生させる喫煙物品を意味する。本発明による喫煙物品は、完全な組み立てられた喫煙装置でもよく、または例えば加熱式喫煙装置もしくはエアロゾル発生物品の消耗品など、エアロゾルを発生させるために組み立てられた装置を提供する目的で１つ以上のその他の構成要素と組み合わせられる喫煙装置の構成要素でもよい。

一般に、エアロゾル発生装置は、熱源と、エアロゾル形成基体（たばこ基体など）と、エアロゾル形成基体の下流にある少なくとも一つの空気吸込み口と、少なくとも一つの空気吸込み口と物品の口側端との間に延びる気流経路とを備える。熱源はエアロゾル形成基体の上流にあることが好ましい。数多くの実施形態において、熱源はエアロゾル発生装置と一体型であり、消費可能なエアロゾル発生物品はエアロゾル発生装置内に開放できる形で受けられる。

熱源は、可燃性熱源、化学的熱源、電気的熱源、ヒートシンクまたはそれらの任意の組み合わせでもよい。熱源は電気的な熱源でもよく、エアロゾル形成基体に挿入できるブレードの形態であることが好ましい。別の方法として、熱源はエアロゾル形成基体を囲むように構成してもよく、またそのようなものとして、中空円筒の形態、またはその他の任意の適切な形態でもよい。別の方法として、熱源は可燃性熱源である。本明細書で使用される時、可燃性熱源は、使用時にそれ自体が燃焼して熱を発生させる熱源であるが、これは紙巻たばこ、葉巻きたばこまたはシガリロとは異なり、喫煙物品内のたばこ基体の燃焼は関与しない。こうした可燃性熱源は、炭素、および金属過酸化物、超酸化物、または硝酸塩などの点火補助剤を備えることが好ましく、ここで金属はアルカリ金属またはアルカリ土類金属である。

「上流」および「下流」という用語は、たばこ基体またはエアロゾル発生基体から引き出され、マウスピースを通過する時の主流煙またはエアロゾルの方向に関連して説明された喫煙物品の要素間の相対的位置を意味する。

「主流煙」という用語は本明細書で使用される時、紙巻たばこなどの可燃性喫煙物品により発生した煙、および上述した通り不燃性喫煙物品により発生したエアロゾルを示す。主流煙は喫煙物品を通過して流れ、ユーザーによって消費される。

「ラッパー」または「紙ラッパー」という用語は、互換性があり、たばこ基体を囲んでたばこ基体の形状を維持し、かつ紙またはその他の材料および任意にフィルター材料で形成される包装材料を意味する。ラッパーまたは紙ラッパーは疎水性である。

「疎水性」という用語は水をはじく属性を示す表面を意味する。これを決定する有用な一つの方法は水接触角を測定することである。「水接触角」は、液体を通して従来的に測定される、液体／蒸気境界面が固体表面と接触する場所の角度である。これは液体による固体表面の湿潤性をヤングの式によって定量化する。

本開示は、たばこ基体の周りに、またはそれを囲んで配置された疎水性の紙ラッパー（すなわち、疎水性内部表面のみまたは少なくとも疎水性内部表面を持つラッパー、疎水性外側表面のみまたは少なくとも疎水性外側表面を持つラッパー、疎水性内部表面と疎水性外側表面の両方を持つラッパー）のいずれかを提供する。

疎水性の紙ラッパーは、消費者に見える喫煙物品上のしみの形成を減少・阻止できることが意図されている。しみは、湿度の高い環境内に保存した時に、喫煙物品上に現れることがあることが観察されている。しみは、紙ラッパーを構成するセルロース系繊維のウェブ内への水または湿潤剤（懸濁または溶解した任意の色付きの物質を含む）の吸収に起因しうる。任意の理論にとらわれることなく、水または湿潤剤は紙のセルロース系繊維と相互に作用し、繊維の組織を変化させ、その結果、明るさ、色、および不透明度などの光学的属性、および紙ラッパーの引張強さ、浸透性などの機械的属性を局所的に変化させる。

ラッパーは、たばこロッドまたはたばこ基体の周りに配置された、たばこ基体の円筒形態の維持に役立つ喫煙物品の部分である。このラッパーは、浸透性がないことを含めて、ある範囲の浸透性を示すことがある。紙巻たばこ用紙の浸透性は国際標準の試験方法ＩＳＯ ２９６５：２００９を利用して決定され、結果は１平方センチメートル当たりの毎分立方センチメートルで提示され、「コレスタ単位」と呼ばれる。

数多くの実施形態において、未処理（すなわち、疎水性処理がなされていない状態）のラッパーの浸透性は、約０コレスタ単位〜約３００コレスタ単位、または約２０コレスタ単位〜７５コレスタ単位、または約１０コレスタ単位以下、約５コレスタ単位以上、または約１コレスタ単位以下とすることができる。一部の構成では、処理済みのラッパーの浸透性は、約１〜約１０コレスタ単位、約５〜約２０コレスタ単位または約１〜約５コレスタ単位の範囲である。

各種の実施形態で、紙ラッパーは適切な任意の疎水性の材料で形成されることができる。多くの実施形態で、紙ラッパーはペンダントプロトン供与性基を有する材料で形成される。「プロトン供与性」という用語は、化学反応において水素またはプロトンを供与できる基を意味する。プロトン供与性基は、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、アミン基（−ＮＨ₂）、またはスルフヒドリル基（−ＳＨ₂）などを含むがこれらに限定されない、反応性の親水基であることが好ましい。本発明では、ここで一例として、ヒドロキシル基を含むラッパーを参照しながら説明する。ペンダントヒドロキシル基を含む材料には、紙、木材、織物、天然および人工の繊維などのセルロース系材料を含む。紙ラッパーにはまた、１つ以上のフィラー材料（例えば炭酸カルシウム）も含めることができる。「ラッパー」という用語は、本明細書で使用される場合、「紙ラッパー」、「紙巻たばこラッパー」のほか、加熱式喫煙物品、エアロゾル発生物品または可燃性喫煙物品、および特にたばこ基体またはエアロゾル発生基体を囲んで形作るために使用される任意のラッパーを包含する。

何らかの疎水性処理を含めて、本明細書で説明したラッパーは、何らかの適切な坪量を持つことができる。ラッパーの坪量は、約２０〜約５０グラム／平方メートルまたは約２０〜約４０グラム／平方メートルの範囲としうる。ラッパーは適切な任意の厚さを持つことができる。ラッパーの厚さは、約３０〜約８０マイクロメートル、または約３０〜約６０マイクロメートル、または約４０〜５０マイクロメートルの範囲としうる。

多くの実施形態で、ラッパーの厚さによって、一方の表面に塗布した疎水性基または試薬が反対側の表面に広がることができ、両方の表面に類似した疎水性が効果的に提供される。一つの例では、ラッパーの厚さは約４３マイクロメートルであり、両方の表面は、疎水性試薬としてステアロイルクロリドを使用した一方の表面へのグラビア（印刷）プロセスによって疎水性が施されたものである。従って、本発明の多くの利点は、２つの主な表面のうち一方、すなわち、内部表面または外側表面のいずれかが疎水性を示すことのみを要求するが、両方の主な表面で疎水性を示す紙も同様に使用できることが意図されている。外側表面のみまたは少なくとも外側表面は疎水性であることが好ましい。従って、本発明はラッパーが少なくとも一つの疎水性表面を含む様々な用途を包含する。

ラッパーの疎水性表面はまた、喫煙物品のラッパー上への目に見えるしみを形成しうるか、またはラッパーを弱化しうる、湿潤剤、水およびその他の溶解もしくは懸濁した物質のラッパーへの移動、吸収および蓄積を抑制することもできる。基本的に、疎水性表面は水、湿潤剤およびその他の溶解もしくは懸濁した物質によるラッパーの汚れを低減または阻止する。

疎水性ラッパーはまた、喫煙物品が多湿の環境、特に湿度が非常に高い場所（例えば、相対湿度が７０％、８０％、９０％、９５％、９９％よりも高い）で保管または利用されている時に、または長期間にわたり保管される時（例えば、３週間、２カ月、３カ月、または６カ月よりも長く）、またはそれらの条件の組み合わせで発生する、湿潤剤、水の移動、吸収および蓄積やラッパーの汚れを抑制しうる。

ラッパーの疎水性の性質はまた、水分または湿潤剤がラッパーと相互に反応する喫煙物品のマウスピースの変形や分解の発生を阻止または減少させる。湿潤剤または水がラッパー表面を貫通して吸収されると、ラッパーの構造は弱くなり、ラッパーの引張強さを効果的に低下させ、ラッパーまたはたばこロッドの引き裂きや崩壊が起こりやすくなる。

一部の実施形態で、疎水性ラッパーを作る材料または方法はラッパーの浸透性に実質的に影響しない。疎水性ラッパーを作る試薬または方法は、ラッパーの浸透性を（未処理のラッパー材料と比較して）約１０％未満または約５％未満しか変化させないことが好ましい。

各種の実施形態で、ラッパーの疎水性表面は、約３０ｇ／ｍ²未満、約２０ｇ／ｍ²未満、約１５ｇ／ｍ²未満、または約１０ｇ／ｍ²未満のＣｏｂｂ水吸収（ＩＳＯ５３５：１９９１）値（６０秒での値）を持つ。

各種の実施形態で、ラッパーの疎水性表面は少なくとも約９０度、少なくとも約９５度、少なくとも約１００度、少なくとも約１１０度、少なくとも約１２０度、少なくとも約１３０度、少なくとも約１４０度、少なくとも約１５０度、少なくとも約１６０度、または少なくとも約１７０度の水接触角を持つ。疎水性はＴＡＰＰＩ Ｔ５５８ ｏｍ−９７試験を利用して決定され、結果は界面接触角として提示され「度」で報告されるが、ほぼ０度からほぼ１８０度の範囲を取ることができる。疎水性という用語とともに接触角が指定されていない場合には、水接触角は少なくとも９０度である。

望ましい実施形態で、ラッパーの内部表面は、少なくとも約９０度、少なくとも約９５度、少なくとも約１００度、少なくとも約１１０度、少なくとも約１２０度、少なくとも約１３０度、少なくとも約１４０度、少なくとも約１５０度、少なくとも約１６０度、または少なくとも約１７０度の水接触角を持つ。外側表面は、例えば外側表面上へのデザインの印刷、紙巻たばこの発火傾向を低減するための処理剤の印刷、または一定の接着剤との適合性を高めるなど、その後の外側表面の加工を促進するために、内部表面よりも疎水性を低くしうる。その他の実施形態で、外側表面は、実質的に内部表面と同じか、または内部表面の接触角の約２０度以内の水接触角を持つ。

疎水性表面はラッパーの長さに沿って一様に存在しうる。一部の構成では、疎水性表面はラッパーの長さに沿って一様に存在しない。例えば、疎水性表面は喫煙物品のフィルター要素またはマウスピースに隣接したラッパーの部分上に優先して存在し、ラッパーの上流部分には存在しない。一部の実施形態で、疎水性の表面は、ラッパーの最上流２５％部分には存在しない。一部の実施形態で、疎水性表面はラッパーの長さの全体または一部分に沿ってパターンを形成する。疎水性ではないラッパーの部分には、疎水性の表面に簡単には塗布しえないしるしを含めることができる。

多くの実施形態で、疎水性表面は試薬をラッパーの長さに沿って印刷することにより形成されうる。有用な任意の印刷方法を利用することができる。試薬には、反応してラッパー材料またはラッパー材料のペンダント基に化学結合されうる有用な任意の疎水性基が含まれうる。

多くの実施形態で、疎水性表面は試薬をラッパーの長さに沿って印刷することにより形成されうる。グラビア印刷、インクジェットおよびこれに類するものなど、有用な任意の印刷方法を利用できる。試薬には、反応してラッパー材料または紙材料のペンダント基に共有結合されうる有用な任意の疎水性基が含まれうる。

疎水性表面は適切な任意の疎水性試薬または疎水性基で形成されうる。疎水性試薬は紙または紙材料のペンダントプロトン供与性基に化学結合されることが好ましい。多くの実施形態で、疎水性試薬は紙または紙材料のペンダントプロトン供与性基に共有結合される。例えば、疎水性基は紙ラッパーを形成するセルロース系材料のペンダントヒドロキシル基に共有結合される。紙の構造要素と疎水性試薬との間の共有結合は、紙ラッパー表面上に疎水性材料の被覆を単に配置するよりもしっかりと紙材料に付着した疎水性基を形成しうる。疎水性材料の層を大量に塗布して表面を覆うよりも、疎水性試薬を分子レベルで原位置で化学結合させることにより、紙の浸透性がよく維持されるが、これは被覆は紙の穴を覆ったり塞いだりして、浸透性を減少させる傾向があるためである。疎水性基を紙に原位置で化学結合させることによっても、紙の表面を疎水性にするために必要な材料の量を減少できる。本明細書で使用される場合、「原位置で」という用語は、紙を形成する固体材料の表面上またはその付近で発生する化学反応の位置を意味し、これは溶液中に溶解したセルロースとの反応とは区別できる。例えば、反応は、不均質な構造のセルロース系材料を含む紙の表面上またはその付近で発生する。しかし、「原位置で」という用語は、化学反応が喫煙物品上で直に発生する必要はない。

疎水性試薬は、アシル基または脂肪酸基を含みうる。アシル基または脂肪酸基またはその混合物は、飽和でも不飽和でもよい。試薬中の脂肪酸基（脂肪酸ハロゲン化物など）は、セルロース系材料のヒドロキシル基などペンダントプロトン供与性基と反応して、脂肪酸をセルロース系材料に共有結合するエステル結合を形成できる。本質的に、ペンダントヒドロキシル基とのこれらの反応により、セルロース系材料をエステル化できる。

アシル基または脂肪酸基は、Ｃ₁₂−Ｃ₃₀アルキル（１２〜３０個の炭素原子を持つアルキル基）、Ｃ₁₄−Ｃ₂₄アルキル（１４〜２４個の炭素原子を持つアルキル基）を含み、またはＣ₁₆−Ｃ₂₀アルキル（１６〜２０個の炭素原子を持つアルキル基）を含むことが好ましい。当業者であれば、本明細書で使用される場合、「脂肪酸」という用語が、１２〜３０個の炭素原子、１４〜２４個の炭素原子、１６〜２０個の炭素原子を含むか、または１５、１６、１７、１８、１９、または２０個を超える炭素原子を持つ長鎖の脂肪族、飽和または不飽和の脂肪酸を意味することを理解する。様々な実施形態で、疎水性試薬は、アシルハロゲン化物、例えばパルミトイルクロリド、ステアロイルクロリドまたはベヘノイルクロリドを含む脂肪酸塩化物などの脂肪酸ハロゲン化物、その混合物を含む。脂肪酸塩化物とラッパー中のセルロースとの間の原位置での反応の結果、セルロースの脂肪酸エステルおよび塩酸ができる。

適切な任意の方法が、疎水性試薬または疎水性基を紙ラッパーに化学結合させるために利用されうる。一例として、ある量の疎水性試薬が溶剤なしで、例えば表面上に２０マイクロメートルの規則的な間隔を置いた円を形成する試薬の小滴などで、制御された温度で紙の表面に付着される。試薬の蒸気張力を制御することにより、脂肪酸とセルロースとの間のエステル結合の形成の拡散により反応の伝搬を促進でき、一方で連続的に未反応の酸塩化物が取り除かれる。セルロースのエルテル化は、一部の場合にセルロースのアルコール基またはペンダントヒドロキシル基のアシルハロゲン化物（脂肪酸塩化物を含む塩化アシルなど）との反応に基づく。疎水性試薬を加熱するために使用できる温度は、試薬の化学的性質に依存し、脂肪酸ハロゲン化物では約１２０℃〜約１８０℃の範囲である。

疎水性試薬は有用な任意の量または坪量で紙ラッパーに塗布しうる。多くの実施形態で、疎水性試薬の坪量は約３グラム／平方メートル未満、約２グラム／平方メートル未満、または約１グラム／平方メートル未満であるか、または約０．１〜約３グラム／平方メートル、約０．１〜約２グラム／平方メートル、または約０．１〜約１グラム／平方メートルの範囲である。疎水性試薬は紙表面に印刷でき、一様または不等なパターンを画定できる。

疎水性紙ラッパーは、脂肪酸エステル基または脂肪酸基をラッパーのセルロース系材料上でペンダントヒドロキシル基と反応させて紙の疎水性表面を形成することにより、形成されることが好ましい。反応工程は、紙のセルロース系材料上でペンダントヒドロキシル基と化学結合してラッパーの疎水性表面を形成する、脂肪酸エステル基または脂肪酸基を提供する脂肪酸ハロゲン化物（例えば、塩化物など）を塗布することにより達成されうる。塗布工程は、液体状の脂肪酸ハロゲン化物をブラシ、ローラー、または吸収性または非吸収性のパッドなどの固体サポートに載せた後、固体サポートをラッパーの表面と接触させることにより実施できる。脂肪酸ハロゲン化物は、印刷技術（グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット、ヘリオグラフィなど）によって、脂肪酸ハロゲン化物を含む液体の吹き付けによって、湿潤によって、またはその中への浸漬によっても塗布されうる。塗布工程は、一様または不等なパターンの疎水性領域を紙ラッパーの表面上に形成する不連続な島状の試薬を配置できる。ラッパー上の疎水性領域の一様または不等なパターンは、少なくとも約１００個の不連続な疎水性の島、少なくとも約５００個の不連続な疎水性の島、少なくとも約１０００個の不連続な疎水性の島、または少なくとも約５０００個の不連続な疎水性の島で形成されうる。不連続な疎水性の島は円形、長方形または多角形など、有用な任意の形状を持ちうる。不連続な疎水性の島は有用な任意の平均横寸法を持ちうる。多くの実施形態で、不連続な疎水性の島は５〜１００マイクロメートルの範囲、または５〜５０マイクロメートルの範囲の平均横寸法を持ちうる。表面上に塗布された試薬の拡散を助けるために、ガス流も適用できる。米国特許公開第２０１３０２３６６４７号に記載されたものなどの装置およびプロセスが疎水性の紙ラッパーの製造に使用でき、その全体を参照し本書に組み込む。

本発明によれば、疎水性の紙ラッパーは、脂肪族の酸ハロゲン化物（脂肪酸ハロゲン化物が好ましい）を含む液体組成物を紙ラッパーの少なくとも一つの表面に塗布する工程と、随意にガス流を表面に適用して、塗布された脂肪酸ハロゲン化物の拡散を助ける工程と、表面を約１２０℃〜約１８０℃の温度に保つ工程とを含むプロセスによって製造でき、ここで脂肪酸ハロゲン化物は、紙中のセルロース系材料のヒドロキシル基と原位置で反応し、その結果として脂肪酸エステルが形成される。ラッパーは、紙で製造されることが好ましく、また脂肪酸ハロゲン化物は、ステアロイル酸クロリド、パルミチン酸クロリド、またはアシル基に１６〜２０個の炭素原子を持つ脂肪酸塩化物の混合物であることが好ましい。従って、本明細書で上記に説明したプロセスによって製造される疎水性の紙は、予め作製されたセルロースの脂肪酸エステルの層で表面を被覆することによって製造される材料とは区別できる。

疎水性の紙ラッパーは、紙の少なくとも一つの表面に液体試薬組成物を約０．１〜約３グラム毎平方メートル、または約０．１〜約２グラム毎平方メートル、または約０．１〜約１グラム毎平方メートルの範囲のレートで塗布するプロセスによって製造される。それらのレートで塗布された液体試薬は、紙の表面を疎水性にする。

紙巻たばこおよびエアロゾル発生物品などの喫煙物品には、ラッパーにより囲まれた一回分のたばこを含むたばこ基体またはエアロゾル発生基体が含まれる。たばこ基体は、任意の適切な形態において、任意の適切なたばこ材料のタイプまたは複数タイプもしくはたばこ代用品を含んでいてもよい。たばこロッドは、火力乾燥したたばこ、バーレー種たばこ、メリーランド種たばこ、オリエント葉たばこ、特別品たばこ、均質化したもしくは再構成たばこまたはそれらの任意の組み合わせを含むことが好ましい。たばこは、たばこカットフィラー、たばこラミナ、ボリュームエクスパンデッドまたはパフトたばこなどの加工たばこ材料、カットロールドまたはカットパフトステムなどの加工たばこ茎、均質化したたばこ、再構成たばこ、キャストリーフたばこ、それらの混合物および同様のものの形態で提供されることが好ましい。本明細書で使用される時、「たばこカットフィラー」という用語は、たばこ葉のラミナ部分から主に形成されたたばこ材料を示す。本明細書で使用される時、「たばこカットフィラー」という用語は、単一種のタバコ属およびたばこカットフィラーブレンドを形成する２種以上のタバコ属の両方を示す。

本明細書で使用される時、「均質化したたばこ」という用語は、粒子状たばこを凝集することによって形成される材料を意味する。均質化したたばこは、再構成たばこまたはキャストリーフたばこ、または両方の混合物を含みうる。「再構成たばこ」という用語は、たばこの微粉、たばこダスト、たばこの茎、または上記の混合物などのたばこ副産物から製造できる紙様の材料を意味する。再構成たばこは、たばこ副産物中の溶解可能な化学物質を抽出し、残ったたばこ繊維をシートに加工し、濃縮された形態の抽出材料を紙上に再塗布することにより製造できる。本明細書で使用される時、「キャストリーフたばこ」という用語は、当業界で周知のプロセスから結果的に得られる製品を意味するが、これは基本的に、挽いたたばこ粒子および結合剤（例えば、グアール）を含むスラリーを支持表面（ベルトコンベアなど）上に乗せるプロセス、スラリーを乾燥させるプロセスおよび乾燥したシートを支持表面から取り外すプロセスによる。これらのタイプのたばこ基体またはエアロゾル発生基体を製造するための模範的方法は、ＵＳ ５，７２４，９９８号、ＵＳ ５，５８４，３０６号、ＵＳ ４，３４１，２２８号、ＵＳ ５，５８４，３０６号およびＵＳ ６，２１６，７０６号に記載がある。各種の実施形態で、均質化したたばこは、包装されてロッドを形成する前に捲縮、巻き込み、折り畳み、またはその他の方法で圧縮されるシートに形成される。例えば、本発明で使用するための均質化したたばこ材料シートは、回転可能な１対の捲縮ローラーを備えるＣＨ−Ａ−６９１１５６号に記載されているタイプの捲縮ユニットを使用して捲縮しうる。ところが、当然のことながら本発明で使用するための均質化したたばこ材料シートは、均質化したたばこ材料シートを変形または穿孔するその他の適切な機械類およびプロセスを使用して、きめを施してもよい。

加熱式喫煙物品またはエアロゾル発生物品で使用されるたばこ基体またはエアロゾル発生基体は一般的に、紙巻たばこなどの燃焼式喫煙物品よりも高いレベルの湿潤剤を含む。湿潤剤は、「エアロゾル形成体」とも呼ぶことができる。エアロゾル形成体は、使用において、エアロゾルの形成を容易にするおよび実質的にエアロゾル発生基体の使用温度にて熱分解に対して抵抗性である任意の適切な公知の化合物または化合物の混合物を記述するために使用される。適切な湿潤剤またはエアロゾル形成剤は、当業界において公知であり：プロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−ブチレングリコールおよびグリセリンなどの多価アルコール；グリセロールモノ−、ジ−またはトリアセテートなどの多価アルコールのエステル；およびジメチルドデカンジオアートおよびジメチルテトラデカンジオアートなどのモノ−、ジ−またはポリカルボン酸の脂肪族エステルを含むが、限定されない。好ましい湿潤剤またはエアロゾル形成剤は、多価アルコールまたはその混合物（例えばプロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオールおよび最も好ましくはグリセリン）である。たばこ基体またはエアロゾル形成基体は、単一の湿潤剤またはエアロゾル形成体を含んでもよい。別の方法として、たばこ基体またはエアロゾル形成基体は、２つ以上の湿潤剤またはエアロゾル形成剤の組み合わせを含んでもよい。

各種の実施形態で、たばこ基体またはエアロゾル形成基体は、高レベルの湿潤剤またはエアロゾル形成体を持つ。本明細書で使用される時、高レベルの湿潤剤は、乾燥質量で約１０重量％を超える含量を意味し、約１５重量％を超えるのが好ましく、約２０重量％を超えるのがより好ましい。たばこ基体またはエアロゾル形成基体はまた、乾燥質量で約１０重量％〜約３０重量％、約１５重量％〜約３０重量％、または約２０重量％〜約３０重量％の湿潤剤またはエアロゾル形成体の含量を有しうる。

本開示は、高い湿潤剤レベルを有するたばこ基体の周りに、またはそれを囲んで配置された疎水性ラッパーを提供する。一つの実施形態で、ラッパーは、疎水性の内部表面のみまたは少なくとも１つの疎水性の内部表面を含む。別の実施形態で、ラッパーは疎水性の内部表面および疎水性の外側表面の両方を持つ。疎水性のラッパーは、消費者に見える喫煙物品上のしみの形成を減少・阻止できることが意図されている。たばこ基体が多湿の条件または水分に晒されたり、またはたばこ基体が高レベルの湿潤剤を含んだりする保管時に、しみが喫煙物品上に現れることが観察されてきた。しみは、紙ラッパーを構成するセルロース系繊維のウェブ内への水または湿潤剤（懸濁または溶解した任意の色付きの物質を含む）の吸収に起因する。任意の理論にとらわれることなく、水または湿潤剤は紙のセルロース系繊維と相互に作用し、繊維の組織を変化させ、その結果、紙ラッパーの明るさ、色、および不透明度などの光学的属性、および引張強さなどの機械的属性、および浸透性を局所的に変化させる。

疎水性ラッパーは加熱式喫煙物品のためのエアロゾル発生基体のたばこ基体の周りに配置されることが好ましい。空気は加熱式喫煙物品を通して引き出されるため、疎水性ラッパーはラッパー上への湿潤剤化合物および水の吸収を減少させることができる。

多くの実施形態で、喫煙物品の全長は約３０ｍｍ〜約１３０ｍｍである。一部の実施形態で、喫煙物品の全長は約８５ｍｍまたは約４５ｍｍである。喫煙物品の外径は、約５．０ｍｍ〜約１２ｍｍ、または約５．０ｍｍ〜約８ｍｍ、または７．２ｍｍ±１０％とすることができる。喫煙物品のフィルターの全長は約１８ｍｍ〜約３６ｍｍとしうる。一部の実施形態で、フィルターの全長は約２７ｍｍである。加熱式喫煙物品でのエアロゾル発生基体の長さは一般に、従来的な点火側の端を有する喫煙物品で使用する可燃性の喫煙可能材料のロッドよりも著しく短い。加熱式喫煙物品内に包まれるエアロゾル発生基体のコラムは、約５ｍｍ〜約２０ｍｍの長さを持ちうる。

本開示の喫煙物品およびフィルターの引き出し抵抗（ＲＴＤ）は変化しうる。多くの実施形態で、喫煙物品のＲＴＤは約５０〜１３０ｍｍ Ｈ₂Ｏである。喫煙物品のＲＴＤは、体積流量が出力端で１７．５ミリリットル／秒である安定した条件下での空気の流れによって横断された時の、標本の２つの端部間の静的圧力差を意味する。標本のＲＴＤは、ＩＳＯ規格６５６５：２００２に記載された方法を使用して、すべての換気（存在する場合）を遮断した状態で測定できる。

１つ以上の実施形態で、本開示による喫煙物品は内側ライナーが１つ以上の風味剤で被覆されている容器内（例えば、軟質パックまたはヒンジ−リッドパック内）に包装してもよい。

すべての学術的および技術的な用語は本明細書で使用される場合、別途指定のない限り、当業界において一般に使用される意味を持つ。本明細書で提供した定義は、本明細書で頻繁に使用される一定の用語の理解を促進するために提供されている。

単数形（「一つの」および「その」）は本明細書および添付した請求の範囲で使用される場合、複数形の対象を持つ実施形態を含蓄するが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。

「または」という用語は本明細書または添付した請求の範囲で使用される場合、その内容によって明らかに別途定められていない限り、「および／または」を含めた意味で一般的に使用される。

「持つ」、「含む」、「備える」またはこれに類する表現は本明細書で使用される場合、制約のない意味で使用され、一般的に「含むが、これに限定されない」を意味する。「実質的に構成される」、「構成される」およびこれに類する表現は、「含む」およびこれに類する表現に包摂されることが理解される。

「好ましい」および「好ましくは」という語は、ある一定の状況下である一定の利益をもたらしうる本発明の実施形態を言及する。ただし、同一またはその他の状況下で、その他の実施形態もまた好ましいものでありうる。その上、一つ以上の好ましい実施形態の列挙は、その他の実施形態が有用ではないことを暗に意味するものではなく、請求の範囲を含めて、本開示の範囲からその他の実施形態を除外する意図はない。

図１は部分的に広げられた喫煙物品の実施形態の概略斜視図である。 図２は、発熱体およびエアロゾル発生物品を含む電気加熱式のエアロゾル発生装置を含むエアロゾル発生システムの実施形態の模式横断面図である。

図１〜２に示した喫煙物品は上記の喫煙物品の１つ以上の実施形態または喫煙物品の構成要素を図示する。概略図の縮尺は必ずしも正確なものではなく、図解の目的で提示されるものであり、限定するものではない。図面は本開示で記述した一つまたは複数の態様を示す。ただし、図面に描かれていないその他の態様が本開示の範囲および精神に則るものと理解される。

ここで図１を参照するが、喫煙物品１０が図示されている。喫煙物品１０は、高レベルの湿潤剤を有するたばこロッドなどのたばこ基体２０および口側の端セグメント３０および遠位端７０を含む。マウスピース３０は、完成した喫煙物品１０のたばこ基体２０と隣接できる。図示された喫煙物品１０は、フィルターまたはマウスピースセグメント３０の少なくとも一部分を囲むプラグラップ６０と、たばこ基体２０の少なくとも一部分を囲む疎水性ラッパー４０とを含む。チッピングペーパー５０またはその他の適切なラッパーは、一般的に当業界で周知のように、プラグラップ６０およびラッパー４０の一部分を囲む。

模範的なエアロゾル発生物品１００は、エアロゾル形成基体１２０、エアロゾル冷却要素１４０およびマウスピース１５０という、同軸に整列して配置される要素を含む。これらの４つの要素は連続して配置され、疎水性ラッパー１６０によって囲まれ、エアロゾル発生物品１００を形成する。エアロゾル発生物品１００は近位端または口側の端１７０を有し、ユーザーは使用中にその端を口の中に挿入し、遠位端１８０は口側の端１７０に対してエアロゾル発生物品１００の反対側の端に位置する。使用において、空気は、遠位端１８０から口側の端１７０に、使用者によってエアロゾル発生物品１００を介して引き出される。

エアロゾル形成基体１２０は、エアロゾル発生物品１００の最遠位端または上流端に位置できる。図２に図示された実施形態において、エアロゾル形成基体１２０は、均質化したたばこ材料およびエアロゾル形成体としてグリセリンなどの湿潤剤を含む。

エアロゾル発生装置２１０の発熱体２２０が、エアロゾル形成基体１２０に挿入された時に、エアロゾル形成基体１２０にエアロゾル発生物品１００内でエアロゾル冷却要素１４０の方向に下流に力がかからないようにするための、支持要素などの追加的な要素を含めることができる（図示せず）。

エアロゾル冷却要素１４０は、エアロゾル形成基体１２０の下流に位置する。使用において、エアロゾル形成基体１２０から放出される揮発性物質は、エアロゾル発生物品１００の口側の端１７０の方へエアロゾル冷却要素１４０に沿って通過する。マウスピース１５０は、エアロゾル冷却要素１４０の下流に位置し、低い濾過効率の従来的な酢酸セルローストウフィルターを含みうる。

エアロゾル発生装置は発熱体２２０を含む。発熱体２２０は、エアロゾル発生装置２１０のエアロゾル発生物品受入れチャンバ２０５内に取り付けられうる。使用において、ユーザーは、発熱体２２０がエアロゾル発生物品１００のエアロゾル形成基体１２０の中に直接挿入されるように、エアロゾル発生装置２１０のエアロゾル発生物品受入れチャンバ２０５の中にエアロゾル発生物品１００を挿入する。図３に示した実施形態において、エアロゾル発生装置２１０の発熱体２２０は、ヒーターブレードである。

図２において、エアロゾル発生装置２１０の構成要素は簡略化した様式で示されており、縮尺は正確なものではない。エアロゾル発生装置２１０は、発熱体２２０を作動させることができる電源２４０および電子機器２５０を含むハウジングを備える。発熱体２２０は、ハウジング内のエアロゾル発生物品受入れチャンバ２０５内に取り付けられる。エアロゾル発生物品１００は、発熱体２２０がエアロゾル発生物品１００のエアロゾル形成基体１２０に直に挿入されるように、エアロゾル発生物品受入れチャンバ２０５に挿入される。

エアロゾル発生装置２１０は、例えば再充電可能リチウムイオン電池など、電気的なエネルギー供給２４０を含む。コントローラ２５０は、発熱体２２０、電気的なエネルギー供給２４０およびユーザーインタフェース２６０、例えばボタンまたはディスプレイに接続される。コントローラ２５０は、その温度を調節するために発熱体２２０に供給される電力を制御する。

エアロゾル発生物品１００がエアロゾル発生装置２１０内および発熱体２２０上で開放できる形で受けられると、エアロゾル発生装置２１０は作動し、エアロゾル形成基体１２０をおよそ３７５℃の温度に加熱する。ユーザーがエアロゾル発生物品１００の口側の端１７０で吸い込むにつれ、エアロゾル形成基体１２０から放出された揮発性化合物は、エアロゾル発生物品１００を介して下流に引き出され、凝縮してユーザーの口の中にエアロゾル発生物品１００のマウスピース１５０を介して引き出されたエアロゾルを形成する。疎水性のラッパー１６０は、エアロゾルからの湿潤剤および水分をはじき、ラッパー１６０のしみおよび弱化を減少させる。

上述の例示的な実施形態は限定するものではない。上述の模範的実施形態と一貫性のあるその他の実施形態が、当業界の当業者にとって明らかとなる。

Claims (15)

1. 喫煙物品であって、
   少なくとも１５％の湿潤剤を含むたばこ基体と、
   前記たばこ基体の周りに配置された紙ラッパーとを含み、前記紙ラッパーが前記紙ラッパーに共有結合された疎水性基によって疎水性である、喫煙物品。
2. 前記紙ラッパーが前記たばこ基体を円筒形に維持し、かつ前記たばこ基体が少なくとも２０％の湿潤剤を含む、請求項１に記載の喫煙物品。
3. 前記紙ラッパーが少なくとも約１００度の水接触角を持つ、請求項１〜２のいずれか１項に記載の喫煙物品。
4. 前記紙ラッパーがセルロース系材料と、前記セルロース系材料に共有結合された疎水性基とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の喫煙物品。
5. 脂肪酸塩化物を前記セルロース系材料と原位置で反応させることにより、前記疎水性基が前記紙ラッパーのセルロース系材料に共有結合されている、請求項４に記載の喫煙物品。
6. 前記紙ラッパーが約２０〜約５０グラム／平方メートルの範囲の坪量を持ち、かつ疎水性基を有する疎水性試薬が約０．１〜約３グラム／平方メートルの範囲の坪量を持つ、請求項３〜５のいずれか１項に記載の喫煙物品。
7. 前記疎水性の紙ラッパーがセルロースの脂肪酸エステルである、請求項６に記載の喫煙物品。
8. 前記脂肪酸塩化物がパルミチン酸クロリド、ステアロイル酸クロリド、ベヘン酸クロリド、またはパルミチン酸クロリドおよびステアロイル酸クロリドの混合物である、請求項５に記載の喫煙物品。
9. 前記紙ラッパーが２０ｇ／ｍ²未満のＣｏｂｂ測定値（６０秒）を示す、請求項１〜８のいずれか１項に記載の喫煙物品。
10. 前記疎水性の紙ラッパーが、脂肪酸ハロゲン化物を含む液体組成物を紙の少なくとも一つの表面に塗布する工程と、前記表面を約１２０℃〜約１８０℃の温度に維持する工程とを含み、ここで前記脂肪酸ハロゲン化物が前記紙ラッパー中の材料のプロトン供与性基と原位置で反応して、その結果として脂肪酸エステルを形成するプロセスによって製造される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の喫煙物品。
11. 前記プロセスが、ステアロイル酸クロリドまたはパルミチン酸クロリドを含む液体組成物を、約１２０℃〜約１８０℃の温度で紙の少なくとも一つの表面に塗布する工程を含み、前記紙ラッパーのセルロース系材料中のヒドロキシル基が、前記ステアロイル酸クロリドまたはパルミチン酸クロリドと原位置で反応する、請求項１０に記載の喫煙物品。
12. 前記プロセスが、前記液体組成物を紙の前記少なくとも一つの表面に約０．１〜約３グラム毎平方メートルの範囲のレートで塗布して、紙の前記少なくとも一つの表面を疎水性にする工程を含む、請求項１０〜１１のいずれか１項に記載の喫煙物品。
13. 脂肪酸塩化物を前記紙ラッパーのセルロース系材料と反応させて、疎水性紙ラッパーを形成する反応工程を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の喫煙物品を形成する方法。
14. 前記反応工程が、前記紙ラッパーの前記セルロース系材料上でペンダントヒドロキシル基と結合して疎水性紙ラッパーを形成する脂肪酸エステル基または脂肪酸基を提供する脂肪酸塩化物を印刷する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
15. エアロゾル発生システムであって、
    発熱体を含むエアロゾル発生装置と、
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載のエアロゾル発生喫煙物品とを含み、
    前記エアロゾル発生装置が前記エアロゾル発生喫煙物品を開放できる形で受けるように構成され、かつ前記発熱体が加熱式喫煙物品のエアロゾル形成基体に熱を提供する、エアロゾル発生システム。

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