JPH02243000A - 喫煙物品用包装材料及びその製造方法 - 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】 本発明はシガレットの如き喫煙物品用の包装材料の製造
に関する。更に詳細には本発明は喫煙物品用包装材料の
燃焼を制御するため溶液−ゲル化又は「ゾルーゲル」法
によって作られたゲルの使用に関する。一つの実施態様
において、この方法で作られたゲルは、喫煙物品用包装
材料に紙を形成する前に紙繊維に被覆として付与される
。本発明の被覆された紙包装材料は喫煙物品の包装材料
の燃焼を減少もしくは防止するのに、及び可視副流煙を
減少するのに有用である。包装材料はシガレットの塊体
燃焼速度を制御するのにも有用である。

シガレットの如き喫煙物品の有する一つの問題は燃焼中
発生する副流煙の量にある。副流煙は、煙草をふかす間
シガレットを灰皿に置いた時の如く、シガレットが燃焼
しているがしかし喫煙者によって吸引されていないとき
シガレットによって発生される煙である。副流煙は非喫
煙者にとっては好ましからざるものでありうる。

シガレットによって発生する副流煙の量を減少させるた
めの努力がなされて来た。これらの方法は副流煙の量を
減少できるが、それらは通常のシガレットと同じ外観、
感じ及び味を与えるシガレットを喫煙者に与えない。

０１１ｎｅ等の米国特許第４２３１３７７号（ｃ１１ｎ
ｅ　Ｉと称する）は、充填剤又は被覆として紙繊維中に
酸化マグネシウム又は水酸化マグネシウムの特定量を付
与することによって副流煙を減少する方法に関する。マ
グネシウム塩は溶液として付与される。しかしながら０
１ｉｎｅ等の米国特許第４４３３６９７号（ｃ１ｉｎｅ
　ｎと称する）によれば、０１ｉｎｅ　ｌの方法により
作られた紙から作られたシガレットを燃焼することによ
って生ずる灰はその落下し易いことのため許容出来ない
。０１ｉｎｅ　ｎでは紙製造スフリーにセラミック繊維
を加えることによって灰の落下を減少させることを提案
している。０１ｉｎｅ■の方法はセラミック繊維のかな
りの原価のため問題がある。０１ｉｎｅ　ＩＩの提案の
更に別の欠点は、セラミック繊維を製紙スフリーに加え
なければならないこと、市場で入手しうるシガレット紙
がその製造後提案に従って変性できないことにある。

Ｏｗｅｎｇの米国特許第４４５０８４７号は、０１１ｎ
ｅ　ｌ及び■に関係する水酸化マグネシウムの代りに微
細粒度の水酸化マグネシウムを使用することに関する。

０ｖｅｎｓは彼の水酸化マグネシウムをゲルとして特徴
付けているが、彼は、ゲルは見掛上均質な物質又は液体
に非常に近い非常に小さい粒子の凝集体からなる粒子で
あること、そしてこの発明で用いる濃度でのゲルは実際
に水性媒体中に浮遊するフロックに破砕されることを述
べている（第３欄第６２行〜第６８行参照）。Ｏｗｅｎ
ｓの水酸化マグネシウムゲルは酸化マグネシウム又は炭
酸カルシウム及び０１１ｎｅ　ｌ及び■における如き好
適な化学的「助剤」と共に使用すべきことを述べている
。

Ｈａｍｐ　１等の英国特許出願ＱＢ第２１９１９３０Ａ
号は、高表面積繊維を用いて形成したシガレット紙に関
する。これらのシガレット紙はシガレット用包装材料と
して使用したとき、減少した副流煙を生せしめると述べ
ている。アタパルジャイトクレー、ヒユームド又はアク
チベイテツドアルミナ、チョーク、ヒユームドシリカ、
及びマグネシウム、カルシウム、及びストロンチウムの
過酸化物の如き充填剤が有用であることを述べている。

成る種の金属の炭酸塩、りん酸塩、硫酸塩、アＩレミン
酸塩及びけい酸塩の如き他の充填剤も、それらの表面積
が２０ｄ／Ｐを越える限り有用であることを述べている
。Ｈａｍｐｌ等の方法もＶガ、レットの灰の団結性を保
持するため種々の酸のカリウム又はナトリウム塩の使用
を必要としている。

前述した問題を別にして、Ｃ１１ｎｅ１及び■、Ｏｗｅ
ｎｓ及びＨａｍｐｌ等の変性包装材料は全て重大な欠点
、即ち酸化マグネシウム又′は水酸化マグネシウムを含
有する紙から作ったシガレットを喫煙すると味気ないも
のを生せしめることに悩まされている。この味はマグネ
シウムの強アルカリ性から及び使用した他の薬品から生
ずるものと信ぜられる。

更に０１ｉｎｅ　ｌ及び■、０ｖｅｎｓ又はｎａｍｐｌ
によって使用される粒子のサイズには厳密な規制がある
。粒子が小さすぎると、それらは包装材料から出て好ま
しからぬ粉塵を作る。それらが大きすぎると、それらは
包装材料の多孔性を妨害し、煙草燃料棒の燃焼を妨害す
る。

従って本発明の目的は、実質的に減少した量の副流煙を
生ぜしめ、喫煙物品の包装材料の燃焼を減少もしくは防
止し、通常の喫煙物品の見掛、感じ及び味を有する喫煙
物品に導入できる喫煙物品用包装材料を提供することに
ある。

本発明は所望の燃焼特性を有し、しかもなお従来のシガ
レットの見掛、感じ及び味を有する喫煙物品に導入しう
る包装材料を提供することによって喫煙物品の従来の包
装材料と伴われた問題を解決する、本発明は所望の燃焼
及び主特性を生せしめるためシガレット紙上の被覆とし
て付与できる金属酸化物のフィルムを形成するためゾル
−ゲル法を使用する。

ゾル−ゲル法は調製用固体化学のスフトケミカル法であ
る。この方法の生成物はアモルファス無機ネットワーク
である。一般的には、５ｃｉｅｎｏｅ第２３８巻（ｂ９
８７年）第１６６４頁〜第１６６９頁のＲ＊　Ｒｏｙの
「セラミック・バイ・ザ・ソリューＶヨンーゾルーゲル
ール−・ト」の論文、及びＪ、　Ｎｏｎ　−０ｒｙｓｔ
ａｌ　−ＬｉｎｅＳｏｌｉｄｓ第１００巻（ｂ９８８年
）第５１頁〜第６４頁のＨ，８ａｈｍｉｔの「ケミスト
リー＊　Ａ−７”　＊マテリアル・プリバレージョン・
パイ・ザ・ゾル−ゲル・プロセス」の論文を参照された
い。

本発明の一実施態様において、通常のシガレット紙の繊
維の表面上にフィルムとして付与する選択した金属酸化
物のゲルを作るためゾル−ゲル法を使用する。別の実施
態様において、−定時間理想的には塊燃焼速度がゼロに
近づくシガレットを作るため、本発明によるゾル−ゲル
法で形成したゲ〃の少なくとも一つの環状バンドをシガ
レットの表面に付与する。好ましくは複数の分離してい
るバンド（その各々は喫煙物品の周題を実質的に囲む）
を存在させる。そして更に別の実施態様においては、１
９９０年１月２４日付にて公開されたヨーロッパ特許出
願第０３５２１０９号に記載された新規な喫煙物品（以
後［特定の種類の喫煙物品」と称する）の包装材料を、
この新規な喫煙物品の包装材料の燃焼を防止するためこ
こに記載する如く作ったゲルで変性する。

本発明の上述した及びその他の目的及び利点は添付面と
の関係においてなした以下の詳細な説明から明らかにな
るであろう。尚図面において類似部分については類似参
照符号を用いた。

第１図は特定の種類の喫煙物品の縦断面図である。

第２図は包装材料に付与した本発明のゲルの環を示すシ
ガレットの斜視図である。

第３図は第２図の３−３線でとった第２図のシガレット
の半径方向断面図である。

第４図及び第５図は本発明のゲルの環を付与した包装材
料で作ったシガレットの塊燃焼速度のグラフである。

ゾル−ゲル法は金属酸化物の均質ゲルの合成を可能にす
る。喫煙物に対し包装材料を付与した後乾燥したとき、
これらのゲルは喫煙中生成する副流煙の量を減するフィ
ルムを形成する。

更にゾル−ゲル法で作った乾燥フィルムは喫煙物品の燃
焼する性質を低下するため、それらは自己消火性シガレ
ットを作るため及び新規な喫煙物品の有炎燃焼を実質的
になくするために使用しうる。

ゾル−ゲル法・は一般に次の工程：金属酸化物のプリカ
ーサ−の溶液の製造、加水分解、凝結又はゲル化、形成
、及び乾燥からなる（Ｓｏｉｅｎｏｅ第２３８巻、１９
８７年第１６６４頁、第１６６９頁、第１６６５頁のＲ
，Ｒｏｙの「セラミックス・パイ・ザ・ソリューション
−ゾル−グル・μ−ト」参照）。凝結工程から生ずるゲ
ルの状態は加水分解及び形成の程度によって決る０従っ
てゾル−ゲル法の生成物の特定の形態は、反応成分の濃
度、温度、及び加水分解中のｐＨ及び凝結工程を調整す
ることによって制御できる。

本発明のフィルムの製造する方法は好適な金属酸化物プ
リカーサ−の選択をもって開始する。

これらの物質は金属アルコキサイドのであるのが好まし
い。アルコキサイドの外に、金属硼酸塩及びけい酸塩の
如き他のプリカーサ−１或いは有機もしくは無機塩又は
錯塩を金属酸化物プリカーサ−として使用してもよい。

周期表の殆ど全ての金属のアルコキサイドを作ったが、
好ましい出発材料はアルミニウム、力Ａ／Ｖウム、チタ
ン、マグネシウム、及びジルコニウムのアルコキサイド
である。別の実施態において、ナトリウム及びカリウム
のアルコキサイドを使用できる、しかしそれらは他の金
属のアルコキサイドと混合するのが好ましい。所望フィ
ルムが酸化マグネシウムであるとき、それはマグネシウ
ム７〜コキサイドとアルミニウム、チタン又はジルコニ
ウムアルコキサイドの組合せからゾル−ゲル法のための
溶液を形成するのが好ましい。最も好ましいフィルムは
、カルシウム、アルミニウム、及びアルミニウムとマグ
ネシウムの混合物、力カリウムとアルミニウムの混合物
、及びカルシウム、マグネシウム又はアルミニウムとジ
ルコニウムの混合物の酸化物からなる。

水及び好適な酸を金属アルコキサイド、例えばアルミニ
ウムアルコキサイド及び好ましくはアルミニウムー５ｅ
ａ−ブトキサイドに加え、混合物を攪拌しながら加水分
解を開始する。本発明の工業的実施態様においては、ゾ
ル−ゲル法のこの部分を不活性雰囲気中で例えば窒素流
のブランケットの下で行うのが好ましい。加水分解は酸
の使用が好ましいのであるが、塩基の添加によって開始
することもできる。酸は有機酸又は無機酸であることが
できる。塩酸、りん酸及び硝酸を含む無機酸が好ましい
。塩酸が特に好ましい。酢酸、こはく酸、及びくえん酸
の如き有機酸も本発明の範囲内である。酸度及び塩基度
の増大のみならず温度の上昇は加水分解反応を更に急速
に生せしめる。反応をより容易に制御できるので中程度
の条件が好ましい。

加水分解後、混合物は加熱し、連続して攪拌して凝結を
開始させる。酸又は中性塩の添加は凝結を容易にし、形
成されるゲルの粘度に影響を与える。酸は加水分解工程
で使用した任意の酸であることができる。中性塩は酢酸
カリウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム又はりん酸ナ
トリウムであることができる。好ましくはゲルは、ゲル
化工程完了後、約５〜２〇七ンチボイズの粘度及び約１
２％の金属酸化物の濃度を有する。

最も好ましいゲルは約１６〜１８％の金属酸化物濃度を
有し、これに付随して粘度は増大する。

所望のゲル化度が生起した後、混合物を冷却させる。形
成されたゲルは、稀釈した形又は稀釈しない形で、シガ
レット包装材料に使用するための紙繊維にフィルムとし
て付与する。ゲ〃は当業者に知られている任意の方法で
付与できる。好ましくはゲルはサイズプレス、ロートグ
ラビアプレス、又はブレードコーターを用いて包装材料
に付与する、しかしそれらは手で付与することもできる
。紙へのゲ〃の付与に続いて、ゲルを乾燥して紙上にフ
ィルムを形成する。好ましくはゲルは１００〜１５０℃
の温度で乾燥する。乾燥方法は加熱面との接触による如
き任意の既知の方法でよい。

喫煙物品用包装材料として用いたとき、本発明のゲルの
付与によって変性された紙は、未処理紙と比較したとき
すぐれた燃焼特性を有する。

これらの改良には副流煙の実質的な減少、有炎燃焼の減
少した割合、そして所望によって燃焼の完全除去を含む
。理論に拘束されることを望むのではないが、ゲル被覆
紙の燃焼中、セフミックスはつぶれて喫煙物品の端での
煙草の灰及び紙の周囲にシースを作ると信ぜられる。こ
のシースは、乾燥したゾル−ゲルフィルムの架橋した構
造によって与える強度のため、その構造的団結性を維持
する。半径方向及び長手方向の両方におけるシースの多
孔性、被覆率の均−性及び厚さが喫煙物品の形成される
燃焼特性を決定する。

本発明の一つの実施態様において、シガレットは、本発
明のゲルの薄く連続した被蕾を付与したシガレット紙か
ら包装材料を形成することを除いて、当業者に良く知ら
れた方法によって作られる。この被覆は、シガレットを
作る前に、例えばサイズプレス、ロートグラビヤプレス
又はブレードコーターを用いてシガレット紙に付与でき
る。シガレット用包装材料として本発明により被覆した
シガレット紙の使用は、未処理紙包装材料で作ったシガ
レットと比較して燃焼中放出される副流煙の量は減少す
る。

本発明の別の実施態様において、本発明のゲルの環状被
覆を、シガレットの長手方向軸に直角に配置した少なく
とも一つの分離した環の形でシガレットの包装材料の紙
繊維に付与する、これは一定時間、活発に喫煙されない
とき、即ち喫煙者によって吸われないとき、燃焼を止め
るシガレットを作る。好ましくはそれぞれが喫煙物品の
周囲を実質的にとりまく複数の分れたバンドを使用する
。この被覆はゲルの形で付与し、これは続いて乾燥して
紙上にフィルムを形成するのが好ましい。ゲｐは直接シ
ガレットに付与してもよく、或いはサイズプレス、ロー
トグラビヤプレス又はブレードコーターを用いてシガレ
ット紙に付与してもよい、これは次いでｖ　ｆｆｖット
製造のために使用する。かかる処理は煙草をふかす間そ
れを灰皿上においたとき、理想的にはゼロに近い塊燃焼
速度を有するシガレットを生せしめる。ゼロの塊燃焼速
度に近づけるこの実施態様によって作ったシガレットに
要求される時間は紙繊維に付与したフィルムの位置及び
厚さによって変化する。

本発明の更に別の実施態様によれば、特定の種類の喫煙
物品を、本発明により作ったシガレット紙を用いて作る
。或いは本発明のゲルの幅１０５５ｗのａｔかかる喫煙
物品の末端又は点火端から約８ｍで付与する。ゲルが乾
燥した後、形成されるフィルムはこれらの噴煙物品の包
装材料を焦げ及び有炎燃焼を含む熱損害から保護する◎ 第１図に示す如く、好ましい特定の種類の喫煙物品は、
吸口端１３、スペーサー素子１２、及び吸口端から離れ
た末端（ｄｉｓｔａｌ　ａｎｄ）での活性素子１１から
なる。活性素子１１は吸口膚１３と流体連通している。

活性素子１１は内壁２３及び外壁２４を有し、末端での
第一端面と吸口端に近い第二端面を有する熱反射性の実
質的に中空のスリーブ２２を含む。反射性端キャップ１
５をスリーブ２２の第一端面でスリーブ２２の外壁２４
上にとりつけてもよい。キャップ１５は一つ以上のオリ
フィス又は孔１６を有し、これは空気が活性素子１１に
入ることを可能にする。ディスク２７は、オリフィス２
８を通っての流体連通を可能にしながら、スペーサー素
子１２から活性素子１１を近づけないようにスリーブ２
２の第二端面に設けることができるＯ 実質的に円筒状の炭素含有熱源２０をスリーブの第一端
面に隣接してスリーブ２２中に挿入する。好ましくはス
リーブ２２は一つ以上の金属クリップ１７を嵌合し、こ
れはスリーブ２２の内壁２３から離してつるす熱源２０
を保持し、熱源の周囲に環状空間２５を規定する。熱源
２０はその実質的に中央を通る流体通路２０６を有する
。

フレーバー床２１は、クリップ１７と熱源２０の一端及
びスクリーン状クリップ２６の間でスリーブ２２内に保
持される、これは他端での空気通路を可能にしながらフ
レーバー床２１のベレットを保持する。フレーバー床２
１は熱源２０と輻射及び対流熱伝導関係にある。活性素
子１１及びスペーサー素子１２は包装材料によって当接
関係で一緒に包装される。

吸口端１３はフィルターセグメント２９及び煙草棒セグ
メント３０を含むことができる。フィルターセグメント
２９はプラグラップ２０２に包まれたセルロースアセテ
ートフィルタープラグ２０１であることができる。煙草
棒セグメント３０はプラグラップ２・０８で包まれた煙
草フィルター２０３であることができる。フィルターセ
グメント２９及び煙草棒セグメント３０は、プラグラッ
プ２０４によって当接関係で一緒に上包みされている。

吸口端１３は、吸口紙２０５で当接関係で、活性素子１
１と一緒に上包みされているスペーサー素子１２で一緒
に上包みされている。

熱源が点火され、空気が喫煙物品を通って引かれるとき
、空気はそれが流体通路を通過するとき加熱される。加
熱された空気はフレーバー床を通って流れて香味付され
たエアロゾルの放出を生ぜしめ次いで加熱された空気は
吸口端へとエアロゾルを運ぶ。

下記実施例は本発明のゲルの製造法及び使用を示す。こ
れらの実施例及び個々の使用法は限定するのではなく、
本発明を示すものとして読むべきである。

実施例　１ 酢酸での酸化アルミニウムゲル°の製造的２４０？（ｂ
−１／ｌ’）のアルミニウムーａｅａ−ブトキサイドを
、５（Ｊａｌの１Ｍ酢酸（ｃ，０５モＡ／）を含有する
３１の蒸溜水と混合した。混合物を２等分し、各部分を
沸とうさせた。混合物の表面で渦を作るのに充分な速度
で磁気攪拌熱板を用いて一定に攪拌し、この間及び更に
１．５時間保った。２９ｙｓｌの蒸溜水に溶解した０、
４８６？の酢酸カリウムを含有するｌＱｍ＆容量の溶液
を混合物の一つの部分に加えた。酢酸カリウム溶液を１
時間にわたって滴加した。更に０．５時間後、両混合物
の沸とうを停止した。次に両混合物を一緒にし、この−
緒にした混合物を８０℃の温度にした。

実施例　２ ゾル−ゲル法で作ったゲルでの被覆紙 市販品質の炭酸力Ａ／Ｆウム充填充填シフレ７１紙国ノ
ースカロライナ州のＰ、Ｈａ　Ｇｌａｔｆｅｌｔｅｒｏ
ｏ、の一部門のＩＣｏｕｓｔａから入手したＴＯＤ　０
４２４２）を実施例１のゲルで被覆した。ゲルは被覆操
作中８０°Ｃの温度で保った。シガレット紙のシートを
ゲル中に浸漬し、過剰のゲルを紙から落下させた。紙を
マイクロ波オープン（全電力６５０ワツトの５ｈａｒｐ
　０ａｒｏｕａｅｌ）中で乾燥し、フィルムを形成した
。次いで紙をアイロンで手で押圧して蛾を除いた。

実施例　３゜ ゾル−ゲル法で作ったゲルでの被覆紙 市販品質のシガレット紙（］Ｃｏｕａｔａから入手した
ｔｏｐ　Ｏ４２４２）をサイズプレスアプリケーター中
に１回通して実施例１により作ったゲルで被覆した。被
覆は３．５〜４％の重量増加を生じた。被覆した紙を実
施例２における如くマイクロ波オープン中で乾燥した。

実施例　４ 酸化アルミニウムゲル処理した包装材料で作特定の種類
の喫煙物品を実施例２及び３に記載した如く被覆した紙
の包装材料で作った。次に喫煙物品を、１５秒毎に−吹
き７０ｃｃを用いて単一孔喫煙機で試験した。各物品を
点火し、実際の試験開始前の物品内正常喫煙温度に達す
るために、喫煙機で４回煙草吹きがとられた。

外側紙包装材料の燃焼を測定するため三つの試験を行っ
た。第一に、静的燃焼中喫煙物品の末端１■以内にライ
ターの炎を持って行った。

第二に、静的燃焼中喫煙物品の末端の下にライターの炎
を直接保持した。第三に、既に点火した物品の点火に擬
制するため−吹き中喫煙物品の末端の下にライターの炎
を持って行った。試験中、喫煙物品によって放出される
副流煙の量を目視観察をした。

実施例１のゲルで処理した包装材料で作った特定の種類
の喫煙物品をここに説明した如く試験したとき、ゲルを
浸漬によって（実施例２）又はサイズプレスで（実施例
３）で付与したかどうかには係りなく、包装材料が実質
的に燃焼に耐えたことが観察された。実施例１のゲル中
に浸漬することによって処理した紙から包装材料を作っ
たとき目に見える副流煙は観察されなかった、一方実施
例１のゲルをサイズプレスで付与したとき僅かな副流煙
が観察された。

実施例　５ 塩酸での酸化アルミニウムゲルの製造 この製造は塩酸を用いたこと以外は実施例１の製造と同
様であった。約２４０％（ｂモＡ／）のアルミニウムー
５ｅａ−ブトキサイドを、３０ｘｊ（ｃ，０３モ／’）
の１Ｍ塩酸を含有する３１の蒸溜水と混合した。次に混
合物を、完全溶液が得られるまで実施例１における如く
一定に攪拌して加熱した。次に混合物を２等分した。各
部分を磁気攪拌熱板上に置き、急速に９５℃の温度にし
た。更に１．５時間一定攪拌及び温度を保った。この時
間の後８０ｍｊ（ｃ，０６モル）１Ｍ塩酸を各部分に加
えた。溶液の温度を９５℃で保ち、攪拌を更に１．５時
間続けた。次に二つの混合物を一緒にし、この混合物を
８０°Ｃの温度にした。

実施例　６ 酸化アルミニウムーμで処理した包装材料の評価 実施例５のゲルのフィルムを実施例２及び３に記載した
如き市販品質の炭酸カルシウム充填シガレット紙の繊維
上に付着させ、それから特定の種類の喫煙物品を作った
。喫煙物品について実施例４に記載した試験を行った。

三つの全ての試験において、ゲルを浸漬により（実施例
２における如く）又はサイズプレスにより　（実施例３
における如く）付与するかどうかに係りなく、実施例５
によって作ったゲルで処理した紙包装材料は有炎燃焼に
耐えた。浸漬によって処理した紙で作った喫煙物品から
は可視副流煙は観察されなかった、一方ゲルをサイズプ
レスで付与した紙で作った喫煙物品からは僅かな副流煙
が観察された。

実施例　７ 窒素雰囲気中で、約５２Ｐ（ｃ，２ＪＩ：／ｖ）のアμ
ミニウムーー〇〇−ブトキサイドを、６履！（ｃ，００
６モＩｖ）のｌＮ塩酸を含有するＱＱＱｉａｊの蒸溜水
と混合した。この溶液を磁気攪拌熱板上に蓋き、実施例
１における如く一定攪拌しつつ急速に沸とうにまでもっ
ていった。更に約１時間沸とう及び攪拌を続けた。次に
溶液に３２１の１Ｍ塩酸（ｃ，０３２モＡ／）を加えた
。沸とつ及び攪拌を更に５分間続けた。この時、ゲルを
二等分した。

一つのゲル部分を濃縮ゲルのための原料として保った。

この方法で作ったゲルの別の部分を蒸溜水で５０：５０
比に稀釈した。本実施例のゲルを実施例２に記載した如
くシガレットに付与した。

濃縮ゲルの５０ｍ１を１５ｘｊの蒸溜水に加えて第二の
ゲルの稀釈液を作った。同じ紙試料を実施例２における
如く稀釈したゲルに浸漬し、乾燥した。最後に同じ紙試
料を上記の如く濃縮ゲル溶液に浸漬し、乾燥した。次い
で紙をアイロンで手で押して糞を除いた。

実施例　８ 通常のシガレットによる副流煙生成の減少シガレット紙
（Ｅｏｕｓｔａから得たＴＯＤ　０４２４２及びＴＯＤ
　Ｏ４２４４）を種々の稀釈度（ｂ０：１゜５：１，２
．５：１．１：１及び非稀釈）で実施例７のゲルで処理
した。実施例２の方法によってシガレット紙に各稀釈度
でのゲルフィルムを付与した。市販のブレンド煙草の棒
をこれらの紙を用い手で巻いて通常のシガレットを作っ
た。

これらのシガレットを単一孔喫煙機で喫煙させ、副流煙
生成を、消火を未処理紙を用いて作ったシガレットを同
じ条件下で喫煙させたときの消火と比較することによっ
て、評価した。試験中点大したままであったこれらのシ
ガレットの中、ゾル−ゲル処理した紙で作ったシガレッ
トは未処理シガレットで生成した副流煙よりも２１〜ｂ 実施例　９ 約１２（Ｈ’　（ｃ，５−ｅニル）　のｙｖミニｔム−
ａｅｏ−ブトキサイドを、１５ｍｌ　（ｃ，０１５モＡ
／）のＩＮ塩酸を含有する１、５１の蒸溜水と混合した
。混合物を実施例１における如く沸とうさせ、連続攪拌
した。混合物が約３７Ｑｓｚｊの容積に減少するまで沸
とうと攪拌を続けた。混合物を次いで１５０１１Ｚ、及
びそれぞれ１２０Ｍｔの６部分とに分けた。。

１２０１１１部分の一つを沸とうまで加熱し、次いで３
．８　ｔ　（ｃ，０３３モ／ｖ）　ノマグネシウムエト
キサイドを攪拌しつつ加えた。マグネシウムエトキサイ
ドの完全溶解後、溶液の容積を３５０ｍ１にするのに充
分な蒸溜水を加え、次に１２ｆｉ＄（ｃ，０１２モｌｖ
）の１Ｍ塩酸を加えた。この溶液のｐＨは約１２であり
、かなりの発泡が存在した。ｐＨが約４に達するまで、
濃塩酸（約１２Ｎ）を滴加した。加えた濃塩酸の容量は
約８紅であった。

本実施例のゲルを実施例２による市販のシガレット紙に
付与し、その燃焼特性の試験のため中空管に形成した。

本実施例に記載した如く作ったゲルで被覆したシガレッ
ト紙は、開放炎での点火をせんとしたとき燃焼に耐えた
。

実施例　１０ アルミン酸カルシクムの製造 力／ｖＶウムエトキサイドの溶液を、窒素雰囲気中で溶
液を加熱しながら金属力Ａ／￥ウムを無水エタノールと
反応させて作った。２４．６　Ｆのアルミニウムー５ｅ
ａ−ブトキサイド（ｃ１モｌｖ）の試料を無水エタノー
ル中の力／Ｌ／Ｖウムエトキサイドの１七〃溶液の５０
１１７（ｃ，０５モＡ／）と混合した。

カルシウムエトキサイド及びアルミニウムー５ｅａ−ブ
トキサイドを一緒にした後、混合物を攪拌し、４８時間
放置した。反応容器の底に針状結晶がみられた。上澄液
を傾瀉し、結晶を無水エタノールで洗った。放置したと
き、結晶は消失し、溶液はゲルの稠度になった。ｐｕを
１２から８に低下するまでゲルに充分な塩酸（ＩＮ）を
加えた。

放置したとき、上澄液は淡黄色アルコール性層と曇った
コロイド層に分離した。アルコール性層の１履ｌをＱ、
　ｌ　ｒｘｌの０．０９　Ｎ塩酸に加え、透明ゲルを形
成した。このゲルを２ｔｎｌの蒸溜水で迅速に洗い、約
１５０°Ｃでオープン中で乾燥した。形成された白色粉
末を、走査及び透過電子顕微鏡を用いて死水分析のため
炭素支持グリッドにとりつけた。強力なカルシウム及び
アルミニウム信号が存在した。本実施例で作ったゲルは
アルミン酸力／Ｓ／Ｖウム（ＯａＡ／　＊０４　）のア
モルファスネットワークからなると信ぜられる。予備試
験は、本実施例のゲル中に浸漬した亜麻紙は燃焼に耐え
ることを示す。

実施例　１１ チタンアゲルの製造 １７．５２ｓｊ（ｃ゜３モ／Ｌ／）の無水エタノールを
５Ｑｔｓｌビーカーに入れた。ビーカーを水浴中に入れ
た。窒素ガス流をビーカー中に向けて入れた。磁気攪拌
機で烈しく攪拌しながら、ビーカーに１１．１６Ｒ１（
ｃ，１モル）の四塩化チタニルを滴加した。添加完了後
、ビーカーを水浴から取り出した。混合物を更に２時間
攪拌した。このとき、混合物は後で使用するため保存し
た。

実施例　１２ ゾル−ゲル法で作ったゲルでの紙の被覆及び評価 固化した実施例１１のゲル約０．６１を２５履／の７０
％エタノールに溶解した。市販品亜麻シガレット紙の試
料を実施例２に記載した如く浸漬によって被覆した。一
つの試料を１回浸漬し、乾燥させた。別の試料を１回浸
漬して乾燥させ、再び浸漬し、乾燥させた。第３の試料
を２回浸漬し、実施例２に記載した如くマイクロ波オー
ブン中で乾燥させた。走査電子顕微鏡写真は、実施例１
１のゲルが浸漬した紙の表面上に均一な被覆を作ったこ
とを証明した。

実施例　１３ ジルコニアゲルの製造 ３２．７２Ｆ（ｃ，１モル）のジルコニウムイソプロポ
キサイドを２００ｍ１のイソプロパツール中に溶解した
。磁気攪拌熱板で攪拌しつつ、８１Ｒ１の氷酢酸及び３
．６Ｒｔの蒸溜水を含有する約１０８．５ａｔのイソプ
ロパツールを加えた。混合物を次いで実施例１における
如く一定攪拌で加熱した。ゲルが５分以内で形成した。

実施例　１４ 塩酸を用い酸化アルミニウムゲルの製造１５１ＲｔのＩ
Ｎ塩酸を１５００ｘ／の蒸溜水に加えた。酸と水の混合
物を７０℃に加熱した。次に約１２０？（ｃ，５モル）
のアルミニウムーδ・０−ブトキサイドを加えた。攪拌
しつつこの混合物を９５°Ｃに加熱した。溶液の温度を
９５℃で保ち、８θＯ−ブタノールの全部が蒸発するま
で攪拌を続けた。これに約２時間かかった。

このとき３０ａｔ　（ｃ，０３モ＊）のＩＮ塩酸を加え
た。温度を保ち、攪拌を４００ｙｓｉの最終容量が得ら
れるまで続けた。

実施例　１５ 塩酸を用い酸化アルミニウムゲルの製造約２４０？　（
ｂモ／％／）のアルミニウムーｓｅａ　−ブトキサイド
を、３０履／（ｃ，０３モ／Ｉ／）のＩＮ塩酸を含有す
る１６００ｘ／の水（これは混合する前に７０℃に加熱
しておいた）と混合した。

混合物を連続攪拌しつつ９５℃に急速に上昇させ、その
温度を約２．５時間保った。この時間のｒりに、混合物
に５９履／のＩＮ塩酸を加えた。

溶液の温度を保ち、ｓｏｏｍｇの最終容量が得られるま
で攪拌を絣けた。

実施例　１６ 塊燃焼速度の低下 通常のシガレットを実施例１４で作ったゲルで処即した
。第２図及び第３図に示す如く、シガレット１００をゲ
ルの環１０１で被覆した。

ゲルの環１０１はブラシを用い手でシガレット１００の
包装材、料１０２に付与した。環の中央をシガレット１
００の点火端１０３から３２．５腸のところに置いた。

１セツトのシガレットを幅４ｍの環で被覆した：別のセ
ットのシガレットは幅５謹の礪で被覆した。各環の幅は
シガレットの長手方向軸に平行に測った。被覆したシガ
レットは、シガレット上にゲルがフィμムを形成するま
で空気中で乾燥した。

各セットからのシガレットを、シガレットに点火し、上
皿天秤上にそれを置きそれぞれ試験した。燃焼するシガ
レットの重量変化を時間経過と共に測定した。第４図及
び第５図は時間に対する各セットからの一本のシガレッ
トの３１１１変化を示す。第４図はゲルの４ｍ帯を付与
したときの結果を示し、第５図はゲルの５ｍ、帯を付与
したときの結果を示す。

第４図及び第５図における線の傾斜はシガレットの塊燃
焼速度を表わす、即ちどの位の重量が与えられた燃焼時
間中に失われるかを表わす。

第４図及び第５図において示した、０秒に等しい時間で
開始する負に傾斜した塊燃焼速度は、両方のシガレット
が点火後一定重量損失を受けることを示している。しか
しながら塊燃焼速度が、燃焼灰からがシガレット包装材
料上のフィルムの環に到達したとき低下している。この
点を両図においてｒＡＪとしてマークを付しである。第
４図において、この変化は約１９７秒後に生じた。第５
図において、この変化は約２６３秒後に生じた。傾斜中
のこの変化は、フィルムの環がシガレットの燃焼を阻止
することを示す。

第４図に点ｒＢＪで示す如く　（約４５５秒で）、シガ
レットがフィルムの環を通って燃焼したとき、塊燃焼速
度が再び増大する。しかしながら第５図に点「０」で示
す如く　（約４１７秒で）、塊燃焼速度はゼロに傾き、
シガレットが消火したことを示している。フィルムの興
なる幅の効果は、塊燃焼速度糎の比較からこのように明
白である。幅４ＩＩｍのフィルム環を用いるト、Ｖ−）
ｆレットは、燃焼灰からがフィルムの環の幅一杯を通っ
て燃焼した後点火したままである。しかしながら幅５ｍ
＋のフィルムの環を用いると、シガレットは、燃焼灰か
らがフィルム環に到達した後、しかし環を通って燃焼す
る前に燃焼を止める。

【図面の簡単な説明】

第１図は特定の種類の喫煙物品の縦断面図、第２図は包
装材料に付与した本発明のゲルの環を示すシガレットの
斜視図、第３図は第２図の３−３ｉ１１でとった第２図
のシガレットの半径方向の断面図、第４図及び第５図は
本発明のゲルの環を付与した包装材料で作ったシガレッ
トの塊燃焼速度のグラフである。 １１・・・活性素子、１２・・・スペーサー素子、１３
・・・吸口端、１４・・・包装材料、１５・・・キャッ
プ、１６・・・オリフィス又は孔、１７・・・金バクリ
ッ７’、２０・・・熱源、２１・・・フレーバー床、２
２・・・スリーブ、２３・・・内壁、２５・・・環状空
間、２６・・・スクリーン状りリッグ、２７・・・ディ
スク、２８・・・オリフィス、２９・・・フィルターセ
グメント、３０・・・煙草棒セグメント、２０１・・・
フィルターブラダ、２０２・・・プラグ包装、２０３・
・・フィルター、２０４・・・プラグ包装、２０５・・
・吸口紙、２０６・・・流体通路、２０８・・・プラグ
包装。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、添加剤としてアモルファス無機ネットワークを含有
   する喫煙物品用紙包装材料。 ２、アモルファス無機ネットワークが紙上の少なくとも
   一つの環状バンド中に配置されている請求項１記載の包
   装材料。 ３、アモルファス無機ネットワークをゾル−ゲル法で作
   る請求項１又は２記載の包装材料。 ４、ゾル−ゲル法で作られたアモルファス無機ネットワ
   ークを少なくとも１種の金属酸化物プリカーサーから形
   成する請求項３記載の包装材料。 ５、金属酸化物プリカーサーの金属がアルミニウム、チ
   タン、ジルコニウム、ナトリウム、カリウム、カルシウ
   ム又はマグネシウムである請求項４記載の包装材料。 ６、アモルファス無機ネットワークをフィルムとして付
   与する請求項１〜５の何れかに記載の包装材料。 ７、アモルファス無機ネットワークを作る方法が、 （ａ）少なくとも１種の金属酸化物プリカーサーの溶液
   を形成し、 （ｂ）ゾルを形成するため金属酸化物プリカーサーを加
   水分解し、 （ｃ）ゾルを凝結してゲルを形成し、 （ｄ）ゲルを乾燥する ことからなる請求項１〜６の何れかに記載の包装材料。 ８、工程（ｃ）が酸を加えることによりゾルのｐＨを下
   げることを含む請求項７記載の包装材料。 ９、工程（ｃ）が中性塩の添加を含む請求項７記載の包
   装材料。 １０、（ｉ）ゾル−ゲル法により少なくとも１種の金属
   のゲルを作り、 （ｉｉ）ゲルを紙繊維に付与し、 （ｉｉｉ）紙繊維上のゲルを乾燥する ことを特徴とする喫煙物品用紙包装材料の燃焼特性を変
   える方法。 １１、工程（ｉ）が、 （ａ）少なくとも１種の金属酸化物プリカーサーを含有
   する溶液を形成し、 （ｂ）溶液を加水分解によつてゾルに変換し、（ｃ）ゾ
   ルを凝結してゲルを形成する ことを含む請求項１０記載の方法。 １２、金属酸化物プリカーサーが金属アルコキサイドを
   含む請求項１１記載の方法。 １３、加水分解を溶液への酸の添加によつて行う請求項
   １１又は１２記載の方法。 １４、酸が塩酸、酢酸、くえん酸、こはく酸、りん酸又
   は硝酸である請求項１３記載の方法。 １５、工程（ｃ）が溶液への中性塩の添加を含む請求項
   １１又は１２記載の方法。 １６、中性塩が酢酸カリウム、塩化カリウム、塩化ナト
   リウム又はりん酸ナトリウムである請求項１５記載の方
   法。 １７、ゲルが酸化アルミニウム、アルミン酸マグネシウ
   ム又はアルミン酸カルシウムを含む請求項１０〜１６の
   何れかに記載の方法。 １８、紙繊維及び酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム
   、酸化チタン、酸化カルシウム、アルミン酸マグネシウ
   ム又はアルミン酸カルシウムを含む喫煙物品用包装材料
   。 １９、請求項１〜９又は１８の何れかに記載の包装材料
   を含む規定された種類の喫煙物品。