JP6650394B2 - 疎水性の紙 - Google Patents

Description

本開示は紙巻たばこラッパーなどの喫煙物品で使用される紙に関連し、紙は疎水性表面を持つ。

紙巻たばこなどの可燃性喫煙物品は、たばこロッドを形成する紙ラッパーによって囲まれた細かく切られたたばこ（たばこカットフィラーなど）を持つ。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。

たばこが燃焼するよりはむしろ加熱される多くの喫煙物品が公知である。こうした加熱式喫煙物品は、従来型の紙巻きたばこにおけるたばこの葉の燃焼および熱分解性劣化により生成される既知の有害な煙成分を低減すると考えられている。典型的には、これらの加熱式喫煙物品において、エアロゾルは、熱源の中または熱源とは別個に位置し得る、熱源から物理的に離れたエアロゾル形成材料への熱伝達によって生成される。使用時に、加熱した喫煙物品の熱源は活性化され、揮発性化合物が熱源からの熱伝達により、たばこベースのエアロゾル発生物質から放出される。これらの揮発性化合物は、加熱した喫煙物品を通して引き出された空気内に混入される。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。

多くの喫煙物品は一般的に、たばこロッドと端同士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、触媒および風味剤の材料が含まれる。

主流煙中の一酸化炭素（「CO」）濃度は、細かく切られたたばこの周囲のラッパーの空隙率に少なくとも部分的に依存することがある。このラッパーの空隙率は、紙巻たばこラッパーを通してたばこロッドに入る希釈空気の量に影響しうるか、または空隙率はラッパーを通してたばこロッドから出るCOの拡散量に影響しうるか、または希釈および拡散の両方の何らかの組み合わせに影響しうる。

紙巻たばこの主流煙の毎回の吸入中のCO濃度は一般的に、吸入回数が毎回増加するに伴い増大する。これは、少なくとも部品的に、上述の希釈または拡散のために残っている紙巻たばこラッパー表面積の減少を原因としうる。

主流煙中のCOの量を減少させる喫煙物品を提供することが望ましい。また、たばこ基体が消費される際に、紙巻たばこラッパーを通したCO拡散率または空気希釈率がなるべく高く維持されることも望ましい。

喫煙物品中に含まれている紙は、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化合物、紙の周囲の湿気や水分とともに水を吸収できる。この吸収された水やその他の化合物が紙を汚したり弱めたりして、喫煙物品に悪影響を与えかねない。

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。

本発明の第一の態様によれば、喫煙物品は、たばこ基体およびたばこ基体の周りに配置されたラッパーを含む。ラッパーの少なくとも内側表面または外側表面は、ラッパーに化学結合された疎水性基による疎水性である。ラッパーは少なくとも約15コレスタ単位の浸透性を持つ。本発明はまた、内側表面および外側表面がどちらも疎水性属性を示し、かつ浸透性が少なくとも15コレスタ単位である、ラッパーを含む喫煙物品も含む。

疎水性表面（内部表面が疎水性であることが好ましい）を持つ浸透性ラッパーを含む喫煙物品は、たばこ基体が消費される際に、ラッパーを通してCO拡散率または空気希釈率をより良く維持できる。その結果、主流煙中の全体的なCO量は低減されうる。

浸透性の疎水性ラッパーを含む喫煙物品は、喫煙物品のラッパー部分上への水の吸収に耐えることができる。その結果、喫煙物品のラッパー部分の目に見える汚れや物理的な弱化が低減されうる。

紙巻たばこなどの可燃性の喫煙物品は、ラッパーで包まれたたばこ基体を含む。たばこ基体は、たばこ、細かく切られたたばこ、またはたばこカットフィラーまたはその組み合わせの形態のたばこのロッドを含む。たばこ基体は、たばこロッドが燃焼またはその他の方法で消費された時に主流煙を生成する。

加熱式喫煙物品には、ラッパーでも囲まれているたばこ基体が含まれる。たばこ基体は、たばこ、細かく切られたたばこ、またはたばこカットフィラーまたはその組み合わせの形態のたばこのロッドと、熱源とを含む。たばこ基体は、加熱式喫煙物品の使用に伴い、加熱されたたばこ基体から放出される揮発性化合物のエアロゾルを生成する。

たばこ基体には、紙巻たばこなどの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。「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、抽出から残ったたばこ繊維を紙に加工し、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。「キャストリーフたばこ」という用語は本明細書で使用される時、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。故に「たばこ基体」という用語は本明細書で使用される時、細かく切られたたばこ、カットフィラー、再構成たばこおよびキャストリーフたばこを含むがそれに限定されない各種のたばこ製品を意味する。

本開示は、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。特定の任意の理論にとらわれることなく、紙巻たばこラッパーの内側のたばこが燃焼・消費される際に、粒子の物質（タール）が紙巻たばこラッパーの内側表面に蓄積し、この内部表面へのタールの蓄積は紙の空隙率を減少させると考えられている。紙巻たばこラッパーの疎水性内部表面は、タール蓄積を制御して、喫煙段階での紙巻たばこラッパーの浸透性を維持すると考えられている。浸透性はより高いレベルで維持されるため、紙巻たばこラッパーを通したCO拡散率または空気希釈率は喫煙段階でより高いレベルに維持され、これはさらに主流煙中のCOを減少させることができる。

また、ラッパーの疎水性内部表面または少なくとも疎水性内部表面、または疎水性内部表面および疎水性外側表面は、消費者に見える喫煙物品上のスポットの生成を低減・防止することも意図されている。たばこ基体が多湿の条件または水分に晒される保管時に、スポットが喫煙物品上に現れることが観察されてきた。スポットは、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（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（または紙）は、たばこロッドまたはたばこ材料またはカットフィラー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。この紙は広範囲の浸透性を示すことができる。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。

未処理のラッパー（すなわち、疎水性処理なし）の浸透性は、約15コレスタ単位以上、約20コレスタ単位以上としうるが、約30コレスタ単位以上がより好ましく、または約40コレスタ単位以上が最も好ましい。一部の構成では、未処理のラッパーの浸透性は、約15〜約100コレスタ単位、約20〜約200コレスタ単位または約30〜約130コレスタ単位または約40〜約80コレスタ単位の範囲である。

ラッパーは適切な任意の物質で形成されうる。多くの実施形態で、ラッパーはペンダントヒドロキシル基を有する材料で形成される。ペンダントヒドロキシル基を持つ材料には、紙などのセルロース系材料が含まれる。ラッパーにはまた、1つ以上の充填材（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時、「紙ラッパー」、「紙巻たばこラッパー」のほか、加熱式喫煙物品または可燃性喫煙物品、および特にたばこ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、本発明のラッパーは、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。下記に提供した例では、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り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。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。

特定のいかなる理論にも束縛されないが、主流煙のタール成分はラッパーの表面上や細孔内に堆積し、喫煙物品の使用時にラッパーの浸透性を低減または阻害すると考えられている。こうして、ラッパーを通して喫煙物品から出るCOの拡散を維持することにより、またはラッパーを通して主流煙に入る希釈空気を維持することにより、またはラッパーを通して喫煙物品から出るCOの拡散および主流煙に入る希釈空気の両方を維持することにより、ラッパー上へのタール蓄積を阻害することで、主流煙中のCO濃度を減少させうる。

疎水性表面は、喫煙物品の消費・使用時、ラッパー上へのタールの蓄積を抑制し、ラッパーの浸透性の維持に役立てることができる。疎水性表面はラッパーの内部表面であることが好ましいが、一部の実施形態ではラッパーの内側表面および外側表面の両方を疎水性とすることができる。

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スポットを形成しうる水およびその他の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、疎水性表面は水およびその他の物質によるラッパーの汚れを低減または防止する。

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、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、水分がラッパーと相互に反応する喫煙物品のたばこロッドの変形や分解の発生を防止または減少させる。水が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基体の引き裂きや崩壊が起こりやすくなる。外部環境での豊富な水分には、湿度が非常に高い（例えば、相対湿度が70%、80%、90%、95%、99%よりも高い）、湿った環境または多湿の環境での喫煙物品の保管や消費が含まれる。湿った環境は水と直に接触する可能性が高い場所である。例えば、少なくとも疎水性の外側表面を持つラッパーを使用することにより、雨の中で、海岸で、ボートや船の上で、または消費者が汗をかく原因となる条件下で消費した時の喫煙物品への損傷の発生は低減されうる。

一部の実施形態で、疎水性表面を作る材料または方法はラッパーの浸透性を実質的に減少させない。疎水性表面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%未満減少させることが好ましい。

疎水性表面を持つラッパーは約15コレスタ単位、約20コレスタ単位以上、約30コレスタ単位以上、または約40コレスタ単位以上の浸透性を持つ。一部の構成では、疎水性表面を持つラッパーの浸透性は約15〜200コレスタ単位または約20〜130コレスタ単位または約30〜80コレスタ単位の範囲内である。

各種の実施形態で、ラッパーの疎水性表面は、約30 g/m²未満、約20 g/m²未満、約15 g/m²未満、または約10 g/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、紙巻たばこ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。一部の実施形態で、紙巻たばこラッパーの外側表面は、内部表面よりも少なくとも約20度小さい、または内部表面よりも少なくとも約30度小さいなど、内部表面よりも小さい水接触角（または小さい疎水性）を持つ。一部の実施形態で、紙巻たばこラッパーの外側表面は、約70度未満の水接触角を持つが、約60度未満であることがより好ましい。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。一定の実施形態では、内部表面のみが処理される。その他の実施形態では、内部表面のみが疎水性にされる。さらに他の実施形態では、外側表面は内部表面よりも少なくとも約20度大きいなど、内部表面よりも大きな水接触角（または大きな疎水性）を持つ。一定の実施形態では、外側表面のみが処理される。その他の実施形態では、外側表面のみが疎水性にされる。

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。疎水性表面はラッパーの最も上流の25%部分には存在しないことが好ましく、ラッパーの最も上流の40%部分に存在しないことがより好ましい。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。

多くの実施形態で、疎水性表面は反応剤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。反応剤には、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。

疎水性表面は適切な任意の疎水性反応物または疎水性基で形成されうる。疎水性反応物はラッパーまたはラッパー材料のペンダント基に化学結合されることが好ましい。多くの実施形態で、疎水性反応物はラッパーまたはラッパー材料のペンダント基に共有結合される。例えば、疎水性反応物はラッパーを形成するセルロース系材料のペンダント基に化学結合または共有結合される。その他の実施形態で、疎水性反応物はラッパーまたはラッパー材料のペンダント基にイオン結合される。ラッパーと疎水性反応物との間の化学結合は、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、ラッパー材料にしっかりと付着した疎水性基を形成しうる。同時に、疎水性材料の被覆を提供するのではなく、疎水性反応物を化学結合することでラッパーの浸透性がより良く維持されるようにしうる。これは被覆がラッパーにある細孔を覆ったり塞いだりする傾向があるためである。疎水性基をラッパーに化学結合させることで、ラッパー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。

疎水性反応物は適切な任意の試薬から製造できる。試薬は脂肪酸エステル基または脂肪酸基、またはそれらの混合物を含む疎水性反応物としうる。脂肪酸エステル基または脂肪酸基またはそれらの混合物は、飽和または不飽和、または飽和または不飽和の混合物としうる。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ペンダントヒドロキシル基と反応して、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。

脂肪酸エステ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）を含むことが好ましく、C₁₄-C₂₄アルキル（14〜24個の炭素原子を持つアルキル基）を含むことがより好ましい。望ましい実施形態で、疎水性反応物は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を含む。脂肪酸塩化物とセルロースとの間の反応の結果、脂肪酸セルロースエステルおよび塩酸ができる。

適切な任意の方法が、疎水性反応物または疎水性基を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（溶剤未含有）が、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、反応の伝搬が促進され、一方で連続的に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ハロゲン化アシル化合物（脂肪酸塩化物など）との反応に基づく。疎水性反応物を加熱するために使用できる温度は、反応剤の化学的性質に依存し、脂肪酸ハロゲン化物では約120°C〜約180°Cの範囲である。

疎水性反応物は有用な任意の量または坪量でラッパーに塗布しうる。多くの実施形態で、疎水性反応物の坪量は約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。疎水性反応物はラッパーの表面に印刷でき、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ラッパー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、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）を印刷することにより達成されうる。印刷工程は、一様または不等なパターンの疎水性領域をラッパーの表面上に形成する不連続な島状の反応剤を配置できる。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。

疎水性ラッパーは加熱式喫煙物品のためのエアロゾル形成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化合物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70 mm〜約130 mmである。一部の実施形態で、喫煙物品の全長は約85 mmである。喫煙物品の外径は約5.0 mm〜約8.5 mm、またはスリムサイズの喫煙物品では約5.0 mm〜約7.1 mm、または通常サイズの喫煙物品では約7.1 mm〜約8.5 mmとしうる。喫煙物品のフィルターの全長は約18 mm〜約36 mmとしうる。一部の実施形態で、フィルターの全長は約27 mmである。

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、フィルター付きの喫煙物品のRTDは約50〜130 mm H₂Oである。フィルター付き喫煙物品の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、当該技術分野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。

「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。

「喫煙物品」という用語は本明細書で使用される時、喫煙可能材料（たばこなど）が点火・燃焼されて煙を発生させる紙巻たばこ、葉巻たばこ、シガリロおよびその他の物品を示す。「喫煙物品」という用語はまた、ニコチンを含むエアロゾルが、エアロゾル形成基体を燃焼することなく、熱により発生するエアロゾル発生物品（たばこ基体など）を含む。

「エアロゾル発生物品」という用語は本明細書で使用される時、紙巻たばこ、葉巻たばこ、シガリロではない、また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、エアロゾル発生物品は、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。各種の実施形態で、エアロゾル形成基体、気流経路、および／またはマウスピースは、疎水性ラッパーによって囲まれうる。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。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。

「たばこ基体」という用語は本明細書で使用される時、たばこまたはたばこカットフィラーを含む、喫煙物品の部分を示す。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む喫煙物品の部分としうる。または一部の場合に、マウスピースはチッピングペーパー紙の範囲により画定されうる。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40 mm延びた、または喫煙物品の口側の端から約30 mm延びた喫煙物品の部分として画定されうる。

「たばこカットフィラー」という用語は本明細書で使用される時、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。「たばこカットフィラー」という用語は本明細書で使用される時、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。

「上流」および「下流」という用語は、たばこロッドから引き出され、フィルターおよびマウスピースを通過する時の主流煙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。

「タール」という用語は主流煙の粒子状物質部分を意味する。

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は部分的に開いた喫煙物品の実施形態の概略的な斜視図であり、フィルターはたばこ基体から離して分解されている。 図2はラッパーおよびたばこ基体境界面の断面概略図であり、類似した番号は図1に関連して考察または説明した同一または類似した構成要素に言及する。 図3は時間0の時点で撮影したラッパー試料の3つの画像であって、図3Aは疎水性反応物がラッパーに結合されていない対照試料である。 図3Bはラッパーに結合された0.610 g/m²のステアロイルクロリドを持つ試料Aである。 図3Cはラッパーに結合された0.270 g/m²のステアロイルクロリドを持つ試料Aである。 図4Aは2週間後（周囲温度気候条件で3カ月と等価）に獲得された図3Aで示したラッパー試料の画像を図示したものである。 図4Bは2週間後（周囲温度気候条件で3カ月と等価）に獲得された図3Bで示したラッパー試料の画像を図示したものである。 図4Cは2週間後（周囲温度気候条件で3カ月と等価）に獲得された図3Cで示したラッパー試料の画像を図示したものである。

図1〜2に示した喫煙物品は上記の喫煙物品の1つまたは複数の実施形態または喫煙物品の成分を図示する。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側面を示す。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（この場合では紙巻たばこ）が図示されている。喫煙物品10は、たばこロッドなどのたばこ基体20および口側の端のフィルターセグメント30および点火側の先端70を含む。フィルターセグメント30は、たばこ基体20から離れて分解された状態で図示されているが、フィルターセグメント30は、完成品の喫煙物品10内でたばこ基体20に隣接させることもできる。図示された喫煙物品10は、フィルターセグメント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。ラッパー40は疎水性表面を含む。

図2はラッパー40とたばこ基体20の境界面を図示する。疎水性反応物80はラッパー40の内部表面42上にある（疎水性基の）疎水性表面を形成する。ラッパー40は内部表面42の反対側にある外側表面44を持つ。疎水性基80はタールまたは水22の蓄積を抑制し、ラッパー40内の開かれた細孔41および紙巻たばこラッパー40の浸透性を維持する。これにより、たばこ基体20が消費される際にラッパー40から出るCOの拡散またはラッパー40内への空気希釈が持続され、主流煙中のCOを減少させることができる。

未処理の紙ラッパーは30cmウェブ幅を持つボビンとしてDelfortによって提供された。
・E1045 WOO 25.0g（Trade Designation）
・浸透性−45 CU
・秤量−25 gsm
・厚さ−43ミクロン

疎水性処理はステアロイルクロリド（C₁₈H₃₅ClO - CAS 112-76-5）のボビンごとに異なる3つの濃度のグラビア印刷ロールによる直接的な蓄積により実施した。疎水性反応物を一時的に150°Cまで加熱し、紙上に印刷した。約20〜25マイクロメートルのドットまたは形状（この例では円および多角形）の形態の反応物を紙の表面に移動させた。濃度は単位面積当たりのドットまたは形状の数およびグラビア印刷ローラーのウェルの深さにより制御した。疎水性反応物を0.18 g/m²の量および5モル/m³の密度で蓄積させた。処理時間は1.05秒で貫入深さは95 μmであった。

水の吸収を標準Cobb法（ISO535:1991）を利用して決定した。この方法は特定時間内（60秒内）に紙によって吸収された水の量を決定する。Cobb値が高いほど、紙による水の吸収量が多い（すなわち、水に対する紙の親和性が高い）。紙が水で完全に浸されていない場合には、Cobb試験により信頼できる値が得られる。これらの場合、疎水性の紙は20 g/m²未満、さらには10 g/m²未満のCobb測定値（60秒）が示された。

微量のC₁₆脂肪酸が検出され、これはステアロイルクロリド内の汚染物質であると考えられる。

ラッパーを有する紙巻たばこ完成品の目視検査で接触角が約120度であることは、ラッパー表面上に付く小滴がほぼ完全に形成されていることを示す。

老化研究でのラッパーの外観
有効期限の加速試験中、紙巻たばこ試料に極端な条件下で緊張をかけた。極端な条件は特定の気候シミュレーションチャンバー内で下記の通り創出した。
・砂漠条件（43°Cおよび相対湿度15%）で3日間、
・それに続けて、ジャングル条件（32°Cおよび相対湿度85%）で4日間。

以前の試験に基づき、このサイクルを4週間にわたり繰り返し、周囲温度気候条件（22°Cおよび相対湿度60%）での6カ月のシミュレーションを行った。

有効期限の加速試験により、時間経過とともに試料に対して発生しうる潜在的な変質を決定できるようになる。すなわち、時間経過とともに何らかの変質が発生した場合、実時間で製品が安定しないことが仮定されうる。変質が確認されない場合、製品は実時間で安定する可能性が高い。

試験は開放されたパック内に配置された紙巻たばこで実施され、3カ月の周囲温度気候条件のシミュレーションを行う有効期限の加速試験の2週間後に写真撮影した。

図3A〜3Cは時間0の時点で撮影したラッパー試料の3つの画像である。図3Aは疎水性反応物がラッパーに結合されていない対照試料である。図3Bはラッパーに結合された0.610 g/m²のステアロイルクロリドを持つ試料Aである。図3Cはラッパーに結合された0.270 g/m²のステアロイルクロリドを持つ試料Aである。

図4A〜4Cは2週間後（周囲温度気候条件で3カ月と等価）に獲得された図3A〜3Cで示したラッパー試料の3つの画像を図示したものである。人の肉眼ではっきりと見える黄色から褐色のスポットが対照（図4A）に現れたが、試料A（図4B）および試料B（図4B）では、ごくわずかなスポットが見られた。このスポットは明るさ、不透明度のほか、紙の様々な領域での色の不均一な変化を表す。スポットはシミュレーションした3カ月期間にわたり、たばこからの材料の移動に起因したもので、これが紙を貫通して汚す。消費者は紙巻たばこ用紙上にそのような染みのある紙巻たばこを拒否する可能性が高い。

Claims (14)

1. 喫煙物品であって、
   たばこ基体と、
   前記たばこ基体の周りに配置されたラッパーとを含み、前記ラッパーの少なくとも内側表面または外側表面が前記ラッパーに化学結合された疎水性基によって疎水性であり、前記疎水性基が脂肪酸エステル基または脂肪酸基を含み、前記ラッパーは少なくとも約15コレスタ単位の浸透性を持つ、喫煙物品。
2. 前記ラッパーが少なくとも20コレスタ単位の浸透性を持つ、請求項1に記載の喫煙物品。
3. 前記ラッパーの前記内側表面、前記ラッパーの前記外側表面、または前記ラッパーの前記内側表面および外側表面の両方が少なくとも約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反応物とを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の喫煙物品。
5. 前記ラッパーが約20〜約50グラム／平方メートルの範囲の坪量を持ち、かつ前記疎水性反応物が約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4に記載の喫煙物品。
6. 前記脂肪酸エステル基または脂肪酸基が約12〜30個の炭素原子を持つアルキル基を含む、請求項5に記載の喫煙物品。
7. 前記脂肪酸エステル基または脂肪酸基が前記ラッパーを形成するセルロースのヒドロキシル基に共有結合されている、請求項5または6に記載の喫煙物品。
8. 前記脂肪酸エステル基または脂肪酸基が脂肪酸塩化物に由来する、請求項5または6に記載の喫煙物品。
9. 前記脂肪酸塩化物が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、請求項8に記載の喫煙物品。
10. 前記ラッパーが20 g/m²未満のCobb測定値（60秒）を示す、請求項5〜9のいずれか1項に記載の喫煙物品。
11. 前記疎水性反応物が前記ラッパーの浸透性を約10%未満低減させる、請求項5〜9のいずれか1項に記載の喫煙物品。
12. 前記たばこ基体が加熱した喫煙物品のエアロゾル形成基体を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の喫煙物品。
13. 前記ラッパーがセルロース系材料を含み、脂肪酸塩化物を前記ラッパーの前記セルロース系材料と反応させて、前記ラッパーの疎水性表面を形成する工程を含む、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. 前記反応の工程が、前記ラッパーの前記セルロース系材料上のペンダントヒドロキシル基と結合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して、前記ラッパーの疎水性表面を形成する工程を含む、請求項13に記載の方法。

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