JPH03503426A - 喫煙製品用巻き紙と、その製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 喫煙製品用巻き紙と、その製造方法 本発明は、喫煙製品用巻き紙と、その製造方法に関するものであり、この巻き紙 は、適当なタバコと組み合わせて紙巻きタバコ　（シガレット）にした場合に、 従来の紙巻きタバコ用巻き紙を用いて製造した紙巻きタバコに比べて、粒子状サ イドストリームの煙を８０％まで少なくすることができる。

発明の背景 喫煙しない人の大部分が不快に感じ且つ嫌がる、目に見えるサイドストリーム（ 副流）の煙を減少させる努力がこの業界では続けられてきた。このサイトス）　 ＩＪ−ムの煙に関する特許としては、以下のものが挙げられる。

クライン（Ｗ、に、　Ｃｌ１ｎｅ＞とマーチン（Ｒ，Ｈ，Ｍａｒｔｉｎ）のアメ リカ合衆国特許第４．２３１．３７７号に記載のタバコに巻き付けられるセルロ ースの巻き紙は、少なくとも１５％の酸化マグネシウムと、少なくとも０，５％ のアルカリ金属の酢酸塩、炭酸塩、クエン酸塩、硝酸塩および酒石酸塩の中から 選択された補助剤とを含んでいる。この特許には喫煙製品と喫煙製品の製造方法 とが開示されている。さらに、この特許では、酸化マグネシウムにはその水和物 、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムと水酸化マグネシウムとの混合物とが 含まれると記載されている。

クライン（脚、に、Ｃ１１ｎｅ）のアメリカ合衆国特許第４．４２０．００２号 に記載のタバコに巻き付けられるセルロースの巻き紙は、平均分子サイズが１０ μｍ未満の水酸化マグネシウムの充填剤５〜５０％と、非反応性酸化マグネシウ ムの充填剤とを含んでいる。また、この特許には、繊維バルブ原料に水酸化マグ 不シウノ、の充填剤を添力旧７、充填剤と繊維とを良く接触させた場合に最良の 結果が得られると記載されている。この特許には喫煙製品とり燻製品の製造方法 とが開示されている。

クライン　（ＩＩＩ、　Ｋ、口１ｎｅ）とオウェンズ（Ｗ、　Ｆ、　Ｏｗｅｎｓ ）のアメリカ合衆国特許第４．４３３．６９７号に記載の喫煙製品用のセルロー スの巻き紙は、セラミックファイバと、水酸化マグネシラ１、および／または酸 化マグネシウム充填剤とを１〜５％含んでいる。上記セラミックファイバは多結 晶アルミナ、珪酸アルミニウムおよび非晶質−アルミナからなる群の中から選択 される。また、この特許には、セラミックファイバを添加することによって、従 来のものよりも多くの固形灰分が生じ、サイドストリームの煙がかなり減少する と記載されている。この特許には喫煙製品と喫煙製品の製造方法が記載されてい る。

オウェンズ（Ｗ、　Ｆ、　Ｏｗｅｎｓ）のアメリカ合衆国特許第４．４５０．８ ４７号に記載の→：ルロ・−スの巻き紙は、充填剤としての沈澱直後の非晶質水 酸化マクス、ンウムゲルと、共充填剤としての非反応性酸化マグネシウム、炭酸 力ルンウノ、またはその両方とを紙の繊維子に有している。また、この特許には 、特に、化学的補剤として２〜８重量％の酢酸カリウドを含む巻き紙が開示され ている。この特許のポイントは、［水酸化マグネシウムの非晶質ゲル−ｊの物理 的特性と、堆積物が繊維または紙と良く接触し且つ沈澱中に上記のゲルが紙の繊 維を完全に被う点にある。この特許には、この巻き紙の他に、喫煙製品と喫煙製 品の製造方法とが記載されている。

発明の要約 本発明の目的は、適当なタバコと一緒に紙巻きタバコに製造した場合に、微粒子 のサイドストリーム煙が従来の紙巻きタバコの巻き紙で製造した紙巻きタバコよ りも８０％少なくなる紙巻きタバコ用の巻き紙を提供することにある。

特に、紙巻きタバコの巻き紙に、紙の充填剤として、沈澱直後の水酸化マグネシ ウムと水酸化マグネシウム微粒子との混合物を添加することによって上記目的は 達成され、上記サイドストｌ）−ムが顕著に減少する。また、上記の水酸化マグ 不シウｌ−Ｒ粒子充填剤の平均粒径が比較的大きい場合、例えば１５μｍの場合 に、サイドストリームの微粒干燥が予想外の大きな割合で減少する。微粒子のサ イトス）　ＩＪ−ム煙が７０％以上減少する紙巻きタバコの場合には、静的燃焼 時（置きタバコ時）に生じる目に見えるサイドストリームの煙はほとんど発生し ない。喫煙しない人の大部分は、微粒子のサイドストリーム煙を不快で苛立たし いものとして見ているので、微粒子のサイトスｌ−Ｕ−ム煙が従来の紙巻きタバ コの２５％しか発生しない喫煙製品は社会的に許容されることが期待される。

発明の詳細な説明 明細書おまび請求の範囲中で用いられる「沈澱直後の水酸化マグネシウムまたは 沈澱水酸化マグネシウム」という用語は、目に見える凝集が起きる前の沈澱物と いうことを意味している。この沈澱直後の水酸化マグネシウムは、苛性アルカリ 、すなわち、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの何れかをマグネシウム塩 、特に酢酸マグネシウムの溶液に添加して製造されるが、他の塩を使用すること もできる。

前記の各特許によって、１ｇ１世代の低サイトス）　ＩＪ−ムの紙巻きタバコ用 巻き紙が開発されている。この第１世代の巻き紙は、基本重量が４５ｇ／Ｍ２で あり、充填剤と１７での水酸化マグネシラノ、沈澱物を１２〜１５重景％含重積 共充填剤とし２ての炭酸力ルンウムを２８〜２５重量％含み、燃焼剤としての酢 酸カリウムおよび酢酸す）　ＩＪつ１２を約４重量％含んでいる。この巻き紙は 亜麻バルブ繊維の存在下で水酸化マグネシウムを沈澱させることによって非晶質 ゲルとして！！造される。アメリカ合衆国特許第４．４５０．８４７号によって 製造された紙巻きタバコでは、サイドストリームの微粒子放出速度は、従来の市 販の紙巻きタバコの場合の２．１±０．１＋ｎｇ／分に比較して公称で５０％減 少する。

製造時に沈澱さ１士だ水酸化マグネシウム充填剤とアルカリ金属酢酸塩の燃焼剤 とを組み合わせた場合には、アメリカ合衆国特許第４．４５０．８４７号の方法 によって製造された紙巻きタバコの場合に得られる独特なサイドストリーム煙の 減少特性゛が得られるので、製造時に沈澱させた水酸化マグネシウムの量を増加 させれば、さらにサイドストリーム煙を減らすことができるように思われるが、 残念ながら、製造時に沈澱させた水酸化マグネシウム充填剤の壷を１５％以上に 増加させると、この水酸化マダイ、シウム充填剤の量の多い紙で巻いたタバコは 自己消火作用で消えてしまい、水酸化マグネシウムの量を極端に高くすると不燃 性の紙になって［２まう。従−１て、製造時に沈澱させた水酸化マグネシウム充 填剤の量を増加させるという方法は、実施不可能な解決法である。

本発明は、自己消火性や不燃性の紙とならずに、水酸化マグネシウム充填剤の量 を増加させる新規な方法によって、サイドストリームの微粒干燥を減少させるも のである。そのために、本発明では、上記の製造時に沈澱させた１５％の水酸化 マグネシウムを外部で沈澱させた１５％の沈澱直後の水酸化マグネシウムに代え 、しかも、共充填剤とし、て微粒子状の水酸化マグネシウｌ、微粒子を５〜１５ ％を添加する。また、補足の共充填剤とし、て、炭酸カルシウムを０〜２０％の 量で使用することによって、紙の静的燃焼速度を制御することもできる。

本発明の最も意外且つ新規な特徴は、水酸化マグネシウム微粒子の粒径が比較的 大きい時にサイドストリーム煙を最大限に減少させることができるという点にあ る。この平均粒径は１５μｍが最適である。上記の充填剤系を具体化した好まし い巻き紙は、総充填剤量が４０重量％で、酢酸ナトリウム・酢酸カリウム混合物 の燃焼剤量が４〜５重量％で、秤量が４５ｇ／Ｍ２である１００％亜麻バルブシ ートである。

満足すべき結果は、水酸化マグネシウム微粒子の粒径が２〜５０μｍの範囲の場 合に得られる。沈澱直後の水酸化マグネシウム充填剤は繊維バルブの製造とは別 に製造した後に、組み合わされるので、各亜麻バルブの繊維は、バルブ製造時に 沈澱させる方法によって製造し７たバルブ繊維はど水酸化マグネシウム微結晶に よって良く被覆されないので、セルロース繊維本来の可燃性に与える悪影響は少 ない。粒径が比較的大きく、表面積が小さく、反応面積が小さい水酸化マグネシ ウム微粒子の共充填剤を添加しても、亜麻バルブ繊維の被覆効果はほとんどなく 、この添加は紙の水酸化マグネシウム充填量を単に増加させる役目のみをする。

この水酸化マグネシウム充填量によって、水酸化マグネシウム充填剤の持つ「ヒ ートシンク効果」で、静的燃焼速度、従って、サイドストリーム微粒子の放出速 度が遅くなる。

実施例１ 水酸化マグネシウム微粒子共充填剤の初期ハンドシートスクリーニング実験を、 ２つの量、３つの変数、２３の総階乗で行った。実験した変数は、沈澱水酸化マ グネシウム充填材の童と、水酸化マグネシウム微粒子充填材の量と、水酸化マグ ネシウム微粒子の粒径とである。結果は下記の第１表に示しである。

第１表 下記に、上記データの統計解析結果を、前記変数を低い値から高い値に増大させ た時のサイドストリームの微粒子放出速度に対する効果として示した。効果１． ２および３は１次効果であり、効果１２．１３および２３は２つの因子の相互作 用であり、効果１２３は３つの因子の相互作用である。変数１は沈澱水酸化マグ ネシウムの％であり、変数２は水酸化マグネシウム微粒子の％であり、変数３は 水酸化マグネシウム微粒子の粒径である。サイドストリームのＴＰＭ　（全微粒 子物量）減少効果は実際の単位と効果の平均値に対するパーセントの両方で示し た。

第２表 上記解析結果は、３つの一次変数を全て増大させると、サイトスｌ−Ｕ−ムの微 粒子の放出速度が減少することを示している。水酸化マグネシウム微粒子充填剤 の粒径を大きくすることによって、サイドストリーム放出速度が減少するという ことは全く予想外であった。

実施例２ 上記の最適化ハンドシート研究のために、沈澱水酸化マグネシウム充填剤の量を 、この種の巻き紙による紙巻きタバコの自己消火性および不燃化を生じさせない と考えられている可能最大量である１５％に保持した。本発明の沈殿直後の水酸 化マグネシウムは、亜麻バルブ繊維を存在させずに、水酸化マグネシウム微粒子 の存在下で沈澱させた。充填剤の総量は常に４０％に維持した。必要な場合には 、炭酸カルシウムを補充の共充填剤として使用して充填剤の総量を４０％にした 。この場合のサイトス）　ＩＪ−ム微粒子放出速度の結果を下記の第３表に示し である。

第３表 このデータは、水酸化マグネシウム微粒子／沈澱水酸化マグネシムウの２つを用 いた充填剤系が、サイドストリームの微粒子環を減少させ、サイトスｌ−ＩＪ− ムの微粒子放出速度を７５％に近づける効果（従来の紙巻きタバコの平均サイド ストリーム微粒子放出速度２．１±０．１■／分に対して）を有していることを 明瞭に示している。このようにサイドストリーム微粒子放出速度が減少すると、 紙巻きタバコが静的燃焼する際のサイドストリームの煙はほとんど見えなくなる 。水酸化マグ不ノウム微粒子充填剤の粒径が大きい（１５μｍ）場合のハンドシ ートは、サイドストリームの煙の放出量が顕著に少なくなっている。既に述べた ように、この効果は当業者には全く予期されなかったものである。

実施例３ 一般に燃焼剤と呼ばれる化学補助剤が、水酸化マグネシウム／マグネシウム酸化 物充填剤系を種々の組合せで含む低サイトスＩ−ＩＪ−ムの紙巻きタバコ用巻き 紙の基本成分として用いられているので、上記の水酸化マグネシムウ微粒子／沈 澱水酸化マグネシウムの２つを用いた充填剤系を含む機械製造用低サイトスｌ− ＩＪ−ム紙巻きタバコ用巻き紙を種々の量の酢酸カリウムおよび酢酸ナトリウム で処理して、サイドストリーム煙の特性を評価した。

この評価では、サイズプレスで水を用いたトライアルＲＤ９９６８２−　Ａ　２ からの機械製造した低サイドストリーム紙巻きタバコ用巻き紙を用いた。この紙 巻きタバコ用巻き紙の基本重量は４５ｇ／Ｍ２で、沈澱水酸化マグネシウム１５ ％と、水酸化マグネシウム微粒子（平均粒径は１５μｍ）２５％とを含み、残り はＣａＣＯ３充填剤（残量）であった。この巻き紙の平均多孔度は２４コレスタ （ＣＯＲＢＳＴＡ）であった。ＲＤ　９９６８２−　Ａ　２巻き紙はサイズプレ スで水を用いて作られているが、酢酸マグネシウムと水酸化ナトリウムとの水酸 化マグネシウム沈澱反応に由来するライン外の酢酸ナトリウム燃焼剤を１．５〜 ２，０重量％含んでいる。

ＲＤ　９９６８２−　Ａ　２からの試験運転で得られた巻き紙を、４”の広幅の 実験室用サイズプレスで、０．４．６．８および１０重量％の酢酸ナトリウム燃 焼剤水溶液と、０．４．６．８および１０重量％の酢酸カリウム燃焼剤水溶液と で処理した。これらの巻き紙を使用して紙巻きタバコを製造し、喫煙した。

動的喫煙条件下でのサイドストリーム微粒子放出速度を下記の第４表に示す。

第４表 上記のデータは、６〜８％の酢酸ナトリウムまたは酢酸カリウム燃焼剤で処理す ることによって、サイドストリーム微粒子放出率を最適に減少させることができ るということを示している。酢酸ナトリウムで処理すると、吸い込み（パフ）回 数が高くなり、静的燃焼速度が遅くなる傾向があり、酢酸カリウムで処理すると より固体の白色の灰が得られる。

実施例４ サイドストリームの煙の生成と収率に対する水酸化マグネシウム充填剤の種類と 量の効果を測定するためのハンドシート実験を行った。試験は、沈澱水酸化マク ネシウム充填剤と、水酸化マグネンウム微粒子充填剤、または、これら両方の水 酸化マグネンウム充填剤を組み合わせることが、サイドストリーム煙を減らす上 でいかに効果的であるかということを調べるためのものであることは明らかであ ろう。サイドストリーム煙を最大限に減らすために必要な沈澱水酸化マグネシウ ムの量の最適値が１５％であることは公知なので、沈澱水酸化マグネシウムの量 はこの量に一定に維持した。下記の第５表にデータを示した。

第５表 このデータは以下のことを明らかにしている。すなわち、（１）水酸化マグネシ ウム微粒子充填剤は、沈澱水酸化マグネシウムはど効果的ではないが、それ自体 でサイドストリームの減少に寄与しており、（２）水酸化マグネシウム微粒子充 填剤の全量が４０〜６０％の範囲では、サイトス）　ＩＪ−ムの減少量は水酸化 マグネシウム充填剤の量に対して比較的無関係であり、（３）サイドストリーム の微粒子放出速度の顕著な減少は、上記２つの水酸化マグネシウム充填剤を組み 合わせたことによる相乗作用効果と関係があり、（４）水酸化マグネシウム微粒 子／沈澱水酸化マグネシウムとを組み合わせた充填剤の総充填剤量が増大すると 、サイトス）　ＩＪ−ムの放出速度が増大ラム微粒子とをブレンドした充填剤が 最適である。

発明のまとめ サイドストリームの微粒子放出速度を予測し得ない量で顕著に減少させ得る低サ イドストリームの紙巻き夕／＜Ｄ用巻き紙は、以下の特徴を有している： ＜１）　　従来の紙巻きタバコ用巻き紙として用いられている亜麻バルブまたは ケミカル木材バルブ等のセルロースバルブ繊維を含んでいる。

（２）基本重量は３０〜１００ｇ／Ｍ’である。

（３）沈澱直後の水酸化マグネシウム充填剤と、水酸化マグネシウム微粒子充填 剤と、炭酸カルシウム充填剤とを含んでいる。

（４）水酸化マグネシウム微粒子充填剤の存在下且つセルロースバルブ繊維の非 存在下で沈澱させた沈澱水酸化マグネシウム充填剤を含み、この充填剤の量は巻 き紙の２〜４０重量％、好ましくは１２〜１８重量％である。

（５）水酸化マグネシラノ、微粒子充填剤を含み、この充填剤の量は５〜６０％ 、好ましくは１５〜２５％である。

（６）平均粒径が２〜５０μｍ、好ましくは１０〜１５μｍの水酸化マグネシウ ム微粒子充填剤を含む。

（７１炭酸カルシウム充填剤を含み、この充填剤量は０〜２０％、好ましくは０ 〜１０％である。

（８）化学補助剤または燃焼剤としての酢酸カリウムおよび酢酸すｌ−ＩＪウム を別々または混合物として含み、その量は巻き紙の２〜６重ｆ％、好ましくは４ 〜５重量％である。

上記の特徴を有する低サイドストリームの紙巻きタノイコ用巻き紙を用いて製造 した紙巻きタバコは、喫煙時のサイトスドリー１−微粒子放出速度が０．５０ｍ ｇ／分に近づき、従来の紙巻きタバコに対して７５％減少する。サイドストリー ムの微粒干燥が７０％以」二減少する紙巻きタバコは、静的燃焼時には、燃焼部 分から目に見えるサイドストリーム煙が発生することはなく、あってもほんの微 量である。

国際調査報告

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. １．セルロース繊維の巻き紙を有する紙巻きタバコ、葉巻等の喫煙製品の巻き紙 であって、上記セルロース繊維の巻き紙の繊維に、充填剤として、沈澱直後の水 酸化マグネシウムと水酸化マグネシウム微粒子とが塗布されていることを特徴と する巻き紙。
2. ２．セルロース繊維の巻き紙中での上記沈澱直後の水酸化マグネシウム充填剤の 量が２〜４０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の巻き紙。
3. ３．上記の沈澱直後の水酸化マグネシウムの量が１２〜１８重量％であることを 特徴とする請求項１に記載の巻き紙。
4. ４．上記の沈澱直後の水酸化マグネシウム充填剤が、セルロース繊維の非存在下 且つ水酸化マグネシウム微粒子充填剤の存在下で、沈澱されたものであることを 特徴とする請求項１に記載の巻き紙。
5. ５．上記水酸化マグネシウム微粒子充填剤の量が５〜６０重量％であることを特 徴とする請求項１に記載の巻き紙。
6. ６．上記水酸化マグネシウム微粒子充填剤の量が１５〜２５重量％であることを 特徴とする請求項１に記載の巻き紙。
7. ７．上記微粒子水酸化マグネシウムの粒径が２〜５０μｍの範囲にあることを特 徴とする請求項１に記載の巻き紙。
8. ８．上記水酸化マグネシウム微粒子の粒径が１０〜１５μｍの範囲にあることを 特徴とする請求項１に記載の巻き紙。
9. ９．炭酸カルシウム共充填剤を０〜２０重量％含むことを特徴とする請求項１に 記載の巻き紙。
10. １０．炭酸カルシウム共充填剤を０〜１０重量％の量で含むことを特徴とする請 求項１に記載の巻き紙。
11. １１．酢酸カリウム／酢酸ナトリウムを巻き紙中に２〜６重量％の量で含むこと を特徴とする請求項９に記載の巻き紙。
12. １２．酢酸カリウム／酢酸ナトリウムを巻き紙中に４〜５重量％の量で含むこと を特徴とする請求項９に記載の巻き紙。
13. １３．タバコと、それに巻き付けられる巻き紙とを有する喫煙製品であって、上 記巻き紙が、充填剤として巻き紙の繊維に塗布された沈澱直後の水酸化マグネシ ウムと、水酸化マグネシウム微粒子とを含むセルロース繊維シートによって構成 されていることを特徴とする喫煙製品。
14. １４．上記の沈澱直後の水酸化マグネシウム充填剤の量が巻き組中で２〜４０重 量％であることを特徴とする請求項１３に記載の喫煙製品。
15. １５．上記の沈澱直後の水酸化マグネシウムの量が１２〜１８重量％であること を特徴とする請求項１３に記載の喫煙製品。
16. １６．上記の沈殿直後の水酸化マグネシウム充填剤が、水酸化マグネシウム微粒 子充填剤の存在下且つモルロース繊維の非存在下で沈澱されたものであることを 特徴とする請求項１３に記載の喫煙製品。
17. １７．上記水酸化マグネシウム微粒子充填剤の量が５〜６０重量％であることを 特徴とする請求項１３に記載の喫煙製品。
18. １８．上記水酸化マグネシウム微粒子充填剤の量が１５〜２５重量％であること を特徴とする請求項１３に記載の喫煙製品。
19. １９．上記水酸化マグネシウム微粒子の粒径が２〜５０μｍの範囲にあることを 特徴とする請求項１３に記載の喫煙製品。
20. ２０．上記水酸化マグネシウム微粒子の粒径か１０〜１５μｍの範囲にあること を特徴とする請求項１３に記載の喫煙製品。
21. ２１．炭酸カルシウム共充填剤を０〜２０％の量で含むことを特徴とする請求項 １３に記載の喫煙製品。
22. ２２．炭酸カルシウム共充填剤を０〜１０％の量で含むことを特徴とする請求項 １３に記載の喫煙製品。
23. ２３．酢酸カリウム／酢酸ナトリウムを巻き紙中に２〜６重量％含むことを特徴 とする請求項２１に記載の喫煙製品。
24. ２４．酢酸カリウム／酢酸ナトリウムを巻き紙中に４〜５重量％含むことを特徴 とする請求項２１に記載の喫煙製品。
25. ２５．喫煙製品から放出される目に見えるサイドストリームの煙を減少させる方 法において、上記喫煙製品がタバコと、このタバコに巻き付けられた可燃性セル ロース繊維の巻き紙とで構成されており、この巻き紙の繊維に、沈澱直後の水酸 化マグネシウム充填剤と水酸化マグネシウム微粒子充填剤とが塗布されているこ とを特徴とする方法。
26. ２６．上記の沈澱直後の水酸化マグネシウム充填剤の量が巻き紙の２〜４０重量 ％であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. ２７．上記の沈澱直後の水酸化マグネシウムの量が１２〜１８重量％であること を特徴とする請求項２５に記載の方法。
28. ２８．上記の沈澱直後の水酸化マグネシウムが、水酸化マグネシウム微粒子充填 剤の存在下且つセルロース繊維の非存在下で沈澱されたものであることを特徴と する請求項２５に記載の方法。
29. ２９．上記水酸化マグネシウム微粒子充填剤の量が５〜６０重量％であることを 特徴とする請求項２５に記載の方法。
30. ３０．上記水酸化マグネシウム微粒子充填剤の量が１５〜２５重量％であること を特徴とする請求項２５に記載の方法。
31. ３１．上記水酸化マグネシウム微粒子の粒径が２〜５０μｍの範囲にあることを 特徴とする請求項２５に記載の方法。
32. ３２．上記水酸化マグネシウム微粒子の粒径が１０〜１５μｍの範囲にあること を特徴とする請求項２５に記載の方法。
33. ３３．炭酸カルシウム共充填剤を０〜２０重量％含むことを特徴とする請求項２ ５に記載の方法。
34. ３４．炭酸カルシウム共充填剤を０〜１０重量％含むことを特徴とする請求項２ ５に記載の方法。
35. ３５．酢酸カリウム／酢酸ナトリウムを巻き紙中に２〜６重量％含むことを特徴 とする請求項３３に記載の方法。
36. ３６．酢酸カリウム／酢酸ナトリウムを巻き紙中に４〜５重量％含むことを特徴 とする請求項３３に記載の方法。