(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0018】
図1を参照するに、この開示は、シガレットのような喫煙物120に関するものであり、この喫煙物は、タバコロッド122と、チップペーパーによりこのタバコロッド122に取付けられたフィルタ132とを有するようにするのが好ましい。タバコロッド122は、刻みタバコ(“カットフィラー”)のコラムと、タバコのこのコラムを囲んで配置されたラッパー123とを有し、このラッパー123は、後述する技術に応じて構成する。タバコロッド122は、着火可能な又は着火端部124とチップ端部130(このチップ端部は、フィルタのないシガレットの場合には、シガレット120の口側端部と称される)とを有している。カットフィラータバコは、業界で標準の呼称である。更に代表的には、タバコロッド122は、実質的に円形の断面を有しているが、他の長円形の断面やその他の形状も本発明の範囲内である。ラッパーは長手方向の合わせ目181に沿って封止してタバコロッド122を形成する。
【0019】
タバコロッドは、喫煙物の長手軸線134に沿ってチップペーパーのエッジ131からタバコロッドの着火端部124まで測定した公称長さを有する。例えば、この公称長さは約50〜約100mmの範囲内とすることができる。
【0020】
図2に示すように、ラッパー123は代表的に、アマ、木材パルプ、セルロース繊維、等から形成しうる“ベースウェブ”140を有し、ベースウェブ140の一方の側又は双方の側に被着した複数のバンド状領域又はゾーン126を有することができる。ラッパー123が(
図1に示す)タバコロッド122内のタバコのコラムを如何にして囲むかという意味では、バンド状領域126をラッパー123の内側に被着するのが好ましい。
【0021】
ここで用いる語句“前縁”は、ラッパー123がバンド状領域126を含んでいる喫煙物120のくすぶり中に、接近する炭部に最も近いこのバンド状領域126のエッジ146を言及するものであり、語句“後縁”は、ラッパー123がバンド状領域126を含んでいる喫煙物120のくすぶり中に、接近する炭部から最も離れたこのバンド状領域126のエッジ148を言及するものである。
【0022】
種々の実施例の寸法をここで説明する上で、バンド又はゾーン126の“幅”は、バンドを
図1に示すように“円周状”又は“リング状”バンドとして構成した場合に喫煙物の長手方向134に延在しており、円周方向の寸法を“円周方向”又は“横方向”又は“横断方向”として表すことを決めておくことを銘記すべきである。バンド(“細条”)を長手方向に延在させるために、バンドの幅を横方向ではないように方向づけしてある。
【0023】
説明の目的で言及するも、“バンド間隔”とは、バンド状領域126の後縁148と隣接のバンド状領域126の最も近い前縁146との間隔を意味するものである。
【0024】
開示の目的のために、“層”とは、ラッパーを製造するベースウェブに被着される単位量の付加材料を言及するものである。バンド状領域又はゾーン126は、互いに重畳させることのできる1つ以上の層126(
図3参照)から形成することができる。各バンド状領域126は、水性膜形成組成の1つ以上の“層”をラッパーのベースウェブ140に被着して、対応するバンド状領域におけるペーパーの浸透性を低減させることにより形成しうる。或いはまた、バンド状領域を形成するのにセルロース材料又は“溶剤型”材料を用いることもできる。水性膜形成組成は、水溶液中のでんぷん又は加工でんぷんとするのが好ましい。しかし、非水溶媒又は例えば、アルギン酸塩、ペクチン、セルロース誘導体、エチレン酢酸ビニル共重合体、グァーガム、キサンタンガム、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、等を含む(しかしこれらに限定されない)溶媒の組合せにおいて他の材料を用いることもできる。
【0025】
開示の目的のために、“長手方向”とは、タバコロッドの長さに沿う(例えば、
図1における軸線134に沿う)、又はタバコロッドを製造するのに用いうるラッパーの形成に用いられるベースウェブ140の長さ(例えば、
図2における矢印142)に沿う方向、又は印刷機のいわゆる流れ(縦)方向、すなわちベースウェブがその印刷ステーションを介して引出される方向を言及するものである。
【0026】
開示の目的のために、“横方向”とは、タバコロッド122(
図1参照)を円周方向で囲む方向、又は印刷機の、いわゆる流れに交差する(幅)方向に相当するベースウェブ140を横切る方向(例えば、
図2における矢印144)を言及するものである。
【0027】
ラッパー123の横方向の寸法は、完成した喫煙物の直径(約7〜約10mm)に基づいて選択し、約1〜約2mmの長手方向の合わせ目で材料を重複させるようにする。例えば、約2mmの重複用合わせ目を考慮する場合、ラッパーペーパーの横方向のウェブ寸法を、約24.8mmの円周を有する喫煙物に対して約27mmとしうる。
【0028】
本明細書では、坪量に対する測定単位、すなわちグラム/平方メートルを“gsm ”として略記する。
【0029】
ここで、語句“重量パーセント”をでんぷん溶液のでんぷん成分に対して用いる場合には、“重量パーセント”は、でんぷん溶液の全重量に対する、使用するでんぷんの重量の比である。他に断らない限り、ここで語句“重量パーセント”をでんぷん溶液のでんぷん成分以外の何らかの他の成分に対して用いる場合には、“重量パーセント”は、でんぷん成分の重量に対する、この他の成分の重量の比である。
【0030】
ラッパーには、通常空気を透過しうるベースウェブを有する。ラッパーの浸透性は通常CORESTA単位で特定される。CORESTA単位は、単位圧力降下(すなわち、cmの水)当りの単位面積(すなわち、cm
2 )当りの体積流量(すなわち、cm
3 /秒)を単位としてペーパーの浸透性を測定するものである。通常のラッパーのベースウェブも、“gsm ”として略記されるグラム/平方メートルで測定された周知の坪量を有する。業界で一般に用いられている代表的な喫煙物ペーパーのベースウェブに対する浸透性及び坪量を以下の表に記載する。
【0032】
説明の目的で、好適なラッパーのベースウェブが少なくとも約20CORESTA単位の浸透性を有するようにする。最も好ましくは、例えば、坪量が約25gsm で一般的なベースウェブが約33及び約46CORESTAの公称浸透性を有する場合に、ラッパーは30CORESTAよりも大きな浸透性を有する。ある適用の場合、ベースウェブは約60CORESTAよりも大きな、又は約80CORESTAよりも大きな浸透性を有するか、又はそれよりも大きな浸透性の値を有するようにしうる。
【0033】
バンド付の又はパターン化したペーパーの断面の
図3に示すような描写が、1つ以上の層の被着から形成したバンド状領域を有するペーパーウェブや、このようなバンド付した又はパターン化したペーパーを製造する適用処理を有効に線図的に示しているものと思われる。
【0034】
付加材料の1つ以上の層を有するペーパーの上述したような概略的説明には、付加材料の1つ以上の層をベースウェブ140に被着する現実の結果との重大な相違がある。従って、付加材料の上述した概略的説明は、グラビア印刷シリンダ等の適用ゾーンをエッチングする指針として用いうるような処理適用レートを適正に示しているものである。しかし、これらの概略的説明は、付加材料をベースウェブに被着することにより調製された完成ラッパーの実際の構造を正確に表すものではない。
【0035】
付加材料の各層は、ほぼ連続的にするか、又はその厚さを均一にするか可変にするか、又はその表面を平滑にするか粗くすることができ、或いはこれらの任意の組合せを達成することができる。
【0036】
図1及び2を参照するに、ラッパー123はベースウェブ140と、このベースウェブ140に沿う離間位置でこのベースウェブ140に被着された複数の“バンド状領域”又は“ゾーン”126とを有するのが好ましい。各バンド又はゾーン126は、前縁146及び後縁148と、これら前縁146及び後縁148間の複数の無材料開口127(すなわち、“無材料領域”)とを有するのが好ましい。無材料領域127は互いに、バンド126内で均一に又は無作為に離間させることができ、バンド126はラッパーに沿って横方向に、又は長手方向に、又はその双方の方向に延在させることができる。
【0037】
付加材料のバンド状領域126は、公称の全バンド面積の約4〜約9%の範囲内でバンド状領域126の公称開口領域を全体で構成する無材料領域127のパターンを含む公称の全バンド面積(バンド状領域の幅と円周の長さとの積)に対して1回の適用(好ましくは、シングルパス方式のグラビア印刷処理)でラッパー123に被着するのが好ましい。公称の全バンド面積及び無材料領域127は、これと同様な構成であるがバンド内に無材料領域127を有さない“ソリッド”のバンド付ペーパーと比べた場合に改善された自己消火(“SE”)特性と一緒に、必要な/満足な又は改善した燃焼傾向(“IP”)が常に(再現可能に)得られるように構成される。
【0038】
更に、後述する技術に応じて無材料領域127を設けることにより、バンド状領域126内の所望の予め決定した拡散係数レベルを制御可能に達成し、所定のバンド付ペーパーのIP及びSE性能を順次のバンド毎に且つ順次のペーパー毎に一貫して維持されるようにする方法が得られる。後者の利点は、バンド状領域126の拡散係数がIP性能と関連するということの理解と、ここに開示したような好適な適用実施を用いて、バンド状領域に、予測可能で、再現可能で、制御可能な拡散係数レベルを生じる、小さいが再現性のある無材料ゾーンを設け得るようにすることにより、複雑なパターンをバンド状領域126内に印刷しうるということの発見との結果によるものである。
【0039】
付加材料のゾーン126はベースウェブ140に沿って互いに離間され、付加材料126の少なくとも1つのゾーンが、完成した各喫煙物120におけるタバコロッド122の着火端部124とチップペーパーのエッジ131との間に位置するようになっている。付加材料のゾーン126は、長手軸線134に沿う1つ以上の離間位置で円周方向に延在させ、喫煙物120のタバコロッド122の周りに円周的に延在するようにするのが好ましい。付加材料のゾーン126は、その円周方向及び幅においてほぼ連続させるが、更に無材料領域127のパターンを有するようにするのが好ましい。或いはまた、無材料領域はバンドに対し無作為に配置させることができる。
【0040】
図1及び2を再度参照するに、円周方向のバンド状領域126の“幅”は、長手方向142において前縁146から後縁148まで測定されるものであり、約4〜約9mmの範囲にするのが好ましく、より好ましくは約5〜約7.5mmの範囲に、更に好ましくは約5〜約6mmの範囲とする。更に、バンド状領域は、約10〜約35mmの範囲、より好ましくは約20〜約30mmの範囲、更に好ましくは約23〜約27mmの範囲で“位相”(すなわち、1つのバンド状領域126の前縁146から次に隣接するバンド状領域126の前縁146′までの間隔)を有するようにしうる。好ましくは、付加材料のバンド状領域126によりラッパーの浸透性を、約0〜約12CORESTAの範囲、より好ましくは約0〜約10CORESTAの範囲に低減させる。
【0041】
好ましい付加溶液と、ベースウェブと、後述する被着技術とを用いた場合、印刷溶液が、これをベースウェブに被着して乾燥させると、空気吸蔵性の薄膜(フィルム)をベースウェブ上に形成し、この空気吸蔵性の薄膜が、(フランスのSodim SAS社から購入した)Sodim CO
2 拡散係数テスタ(Diffusivity Tester)により測定した場合に、拡散係数値を(原状でのベースウェブに対する)約2cm/秒又はそれよりも大きい拡散係数レベルから0.0〜約0.25cm/秒の範囲、より好ましくは約0.15以下〜約0.20cm/秒の範囲の値に局部的に低減させるのに有効なものとなるようにする。
【0042】
拡散係数テスタを用いてペーパー片の拡散係数を測定するために、垂直方向に配置された2つのチャンバをペーパーにより分離させるようにこのペーパーをクランピングヘッド内に配置する。上側のチャンバには窒素のようなキャリアガスが入れられており、下側のチャンバには二酸化炭素のようなマーカーガスが入れられている。これら2つのチャンバ間には圧力差がない為、ガスの幾らかの移動はガスの濃度の差によるものであり、圧力差がペーパーの両面間に保たれた場合に得られる浸透性が生じない。予め決定した時間(例えば、約25秒以下)の後、上側のチャンバの窒素の流れ内の二酸化炭素の濃度を分析装置で測定する。その後、検出された濃度レベルをコンピュータにより拡散係数の目安に変換する。
【0043】
好適実施例の無材料領域127の大きさ及び性質は複雑である為、シングルパス方式のグラビア印刷処理を伴うのが好ましい薄膜形成組成の1回の被着により、且つ好ましくは米国特許出願公開第2008/0295854号明細書(特許文献1)及び米国特許出願公開第2012/0285477号明細書(特許文献2)(これらの明細書の全内容は参考のためにここに導入されるものである)に開示された論述及び技術を用いたでんぷんベースの付加水溶液の単一層を被着することにより、バンド状領域126を無材料領域127と一緒に同時に形成するのが好ましい。驚いたことに、後述する更なる技術によりこれらの論述のシングルパス方式のグラビアアプリケーションにより、各バンド状領域を、その無材料領域127の複雑な性質に拘らずこの無材料領域127と一緒に高速で正確に再現させる。予想に反し、無材料領域(及びこれに対応するグラビアローラの彫刻における無セル領域)を設けることにより、グラビア印刷技術を用いた場合に付加材料が無材料領域127内に流れ込む傾向を生じることなく、ベースウェブ上の付加材料の一層清浄で一層正確な印刷を促進させるものである。
【0044】
所望のバンドを形成するのに、他の技術、例えば、静電印刷、デジタル印刷、テンプレートを用いたコーティング又はスプレー処理、又は他の適切な任意の技術を用いることができ、或いは無材料領域127を形成する個別のステップを含めることができる。しかし、シングルパス方式のグラビア印刷技術が好ましい。
【0045】
図3を参照するに、
図2のライン3‐3に沿うバンド状領域126の断面は、ウェブ140に被着された付加材料のほぼ連続的なバンド126を示している。このバンド内には少なくとも1つの無材料領域127が設けられている。好適実施例では、バンド126内に(すなわち、バンドの前縁及び後縁から分離させて)全体で複数の無材料領域127を設けるが、実施例には、前縁146及び後縁148の双方又は何れか一方におけるようなエッジ部分に沿って完全な部分的な無材料領域を配置することを含めることができる。
【0046】
ここで
図2及び
図10を参照するに、第1の好適実施例では、無材料領域127が円形ドットを表すとともに、1つ以上の実質的に平行で円周方向に延在し互いにオフセットしたドット127の行7及び7′に配置されるようにする。各無材料領域127は、各行7に沿って円周方向で同じ行7内の次の無材料領域127から約5.0〜約6.0mmだけ離間させる。好適実施例では、1つの行7のドット127の中心は、このドットに最も近い、他の行7′の隣接ドット127から斜めの方向で約1.5mm〜約2.0mmに位置させることができる。好ましくは、各ドット127の直径をおよそ0.5〜1.5mmの範囲内とし、より好ましくは、およそ0.7〜1mmの範囲内とする。好適実施例には2行のドット127を設けるが、それよりも少ない又は多い行7が考えられる。
【0047】
無材料領域127の所望の如何なる複雑なパターンをもバンド126内に明瞭に印刷する新たに見出された能力によれば、図示されたような所望の公称開口領域が達成されて、所望のIP及びSE性能特性又はその他の特性が得られるまで、ドット127の寸法(直径)、個数又は形状を変えるのと、行7の本数、間隔及び相互配向を変えるのとの双方又は何れか一方を達成することができる。他の特性に関しては例えば、複数の行7を設け、少なくとも1つの行7をバンド状領域126の前縁部分146に沿って配置し、もう一つの行7′を後縁部分148に沿って配置し、これらの間に中間の1つ以上の行7″を整列させ、中間の行7″を有する無材料領域127の大きさ及び個数の双方又は何れか一方をエッジに近い他の行7及び7′のものとは相違させるのが有利である。
【0048】
2008年5月23日に出願した米国特許出願公開第2008/0295854号明細書(特許文献1)(この明細書の全内容は参考のためにここに導入されるものである)に記載されているように、薄膜形成組成を用いてバンド状領域126を形成しうるようにするのが好ましい。この薄膜形成組成には、でんぷん、アルギン酸塩、セルロース又はゴムのような1種類以上の吸蔵剤を含めることができるとともに、フィルタとして炭酸カルシウムを含めることができる。更に、薄膜形成組成には、しわ防止剤を含めるのが好ましい。でんぷんが薄膜形成組成である場合、約16%〜約26%の濃度が特に有利であり、現在約21%の濃度が最も好ましい。
【0049】
“しわ防止剤”は、水溶液をベースウェブに被着し、その後に乾燥させた後にこのベースウェブを収縮させるこの水溶液の傾向を弱める材料である。適切なしわ防止剤は、1,2プロピレングリコールと、プロピレングリコールと、グリセリンとより成る群から選択しうる。この好適な材料に加えて又はこれに代えて他のしわ防止剤を用いることができる。他の適切なしわ防止剤には例えば、グリセロール、ポリエチレングリコール、グルコース、サッカロース、イソマルト、マルチトール、ソルビトール、キシリトール及びこれらに匹敵する機能を呈するその他の物質を含むがこれらに限定されないポリオールが含まれる。
【0050】
薄膜形成組成は、グラビア印刷、デジタル印刷、テンプレートを用いたコーティング又はスプレー処理、又は他の適切な任意の技術を用いてラッパーのベースウェブに被着することができる。付加材料のバンド状領域126は所望に応じ、複数の順次の層、例えば、互いに位置決め又は整列された2つ以上の順次の層を印刷することにより形成しうる。しかし、種々の実施例の無材料領域127の寸法は複雑である為、シングルパス方式のグラビア印刷処理が好ましい。
【0051】
シングルパス方式のグラビア印刷処理の場合、一実施例のでんぷん水溶液は、少なくとも20重量%のでんぷんと、約6%〜約10%のしわ防止剤(好ましくは、プロピレングリコール)と、でんぷんの約15重量%のチョーク(好ましくは純粋な炭酸カルシウム)とを有する。でんぷん水溶液は、印刷時に約120〜140°F(約48.9〜60.0℃)の温度で被着するのが好ましく、又上述した技術や、2011年12月13日に出願された自己の米国特許出願第13/324747号明細書(米国特許出願公開第2012/0285477号明細書)(この明細書の全内容は参考のためにここに導入されるものである)の他の技術に応じて調製及び被着するのが好ましい。好適な溶液は、印刷時に(この場合の全てのパーセントは溶液の総重量に基づくものである)、溶液の総重量の約18〜約23wt%(重量パーセント)、より好ましくは約20〜約22wt%、更により好ましくは約21wt%の量のでんぷんと、溶液の総重量の約7〜約10wt%、より好ましくは約7〜約9wt%、更により好ましくは約8wt%の量のプロピレングリコールと、溶液の総重量の約9〜約13wt%、より好ましくは約10〜約12wt%、更により好ましくは約11wt%の量の炭酸カルシウムと、主として(約55〜約65wt%の範囲、より好ましくは約60wt%の量の)残部の水とを有することができる。
【0052】
上述したような本例においてチョークを導入させると、自己消火させたり、大人の消費者に対する製品の体裁を良好にしたり、これらの及びその他の利点を達成したりするバンド付ペーパーシガレットの傾向を弱めるおそれがある。
【0053】
バンド付ラッパーを形成するのに用いるでんぷん水溶液内に、ここに開示した教えと一致する方法で(好ましくは、プロピレングリコールのような)しわ防止剤を含めることにより、横方向の収縮を操作上対処可能なレベルまで低減させ、著しいしわを軽減させ、前述したしわ問題を実質的に排除することができる。しわ防止剤を含めることにより追加の利点を生じることも確かめた。バンド状領域における亀裂及び剥離が軽減されるものと思われる。更に、しわ防止剤を存在させることにより、でんぷん溶液をベースウェブの材料内にあまり浸入させずにベースウェブの表面上に多く存在させ、従って、薄膜の形成を増進させるものと思われる。しわ防止剤を含むでんぷん水溶液から形成されたバンド状領域の付近のラッパーの収縮は、36インチ(91.4cm)の広いベースウェブに対し約0.0625〜0.125インチ(約0.1588〜0.3176cm)の範囲、すなわちベースウェブにおいてしわも過大な波型起伏も生ぜしめない範囲になることを確認した。更に、でんぷん水溶液内にしわ防止剤を含めることにより、充分な乾燥能力を実行させた場合に、付加材料をパス方式等の1回の被着処理でベースウェブに被着させることができることが分かった。更に、でんぷん水溶液の有効期限は、ここに開示したしわ防止剤を含めることにより著しく改善された。
【0054】
ここで
図2を参照するに、付加材料のバンド状領域126は喫煙物のIP及びSE特性を決定及び調整する。付加材料のこれらの区域126はラッパー123のベースウェブ140(
図2参照)に被着され、続いてこれが従来のシガレット形成装置においてタバコロッドに形成される。ベースウェブ140の公称の浸透性は約25〜約100CORESTAの範囲内とすることができる。現在では、ベースウェブの好適な公称の浸透性は約33〜約65CORESTAの範囲内とすることができ、最も好適な公称浸透性は約33及び約60である。
【0055】
付加材料のバンド状領域126は、好適には印刷技術によりベースウェブ140に被着させることができる。(直接印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷等より成る群から選択した)1つ以上の印刷技術を用いてバンド状領域126を被着することができるが、グラビア印刷を用いるのが好ましい。グラビア印刷は、堆積率、堆積パターン等を充分に制御するものであり、ベースウェブ140上の高速印刷に適している。開示の目的のために、“高速”印刷とは、ベースウェブ140に約300フィート/分(約91.4m/分)よりも速い線速度での印刷処理を行うことを言及することとする。シガレットを製造する目的の場合、450フィート/分(137.1m/分)よりも速い印刷速度が好ましく、500フィート/分(152.4m/分)よりも速い印刷速度が更に好ましい。この点で、付加材料に対する堆積速度や、堆積された付加材料のパターンの品質は、この高速印刷処理により形成されたラッパーを低速印刷処理により形成されたラッパーと比較した場合著しく変えることができる。高速印刷処理は、所望のIP値(性能)及び所望のSE値(性能)の双方を得ることができるラッパーの製造を達成しうる。
【0056】
驚いたことに、ペーパーの体裁を許容しうる状態で(すなわち、品質の欠陥が無い状態で)且つしわの統計的な発生が高まるか又は許容しえない状態にならないように、
図2及び3につき説明した実施例に応じてバンドを設けるために、ベースウェブに約1000フィート/分(約304.8m/分)で被覆(印刷)処理を行うことができることを確かめた。
【0057】
上述した開示では、ここに開示した所望の特性を達成するのに種々のしわ防止剤が適していることを考慮する。特に、グリセリン、プロピレングリコール及び1,2プロピレングリコールより成る群からしわ防止剤を選択する。グリセリンはしわ防止剤の群の1つの好ましい要素であるが、1,2プロピレングリコールがしわ防止剤の群の最も好ましい要素である。
【0058】
上述した開示のバンド状領域又は区域126は、でんぷんと、チョーク又はCaCO
3 と、しわ防止剤とを含む水溶液を有するのが好ましい。種々のでんぷんが考えられるが、現在では、付加材料の層のでんぷん組成としてはタピオカでんぷんが好ましい。市販されている適切なでんぷんは、National Starch LLC(現在 Ingredion社)から入手しうるFLO‐MAX8である。
【0059】
多くの種類の炭酸カルシウム粒子が本発明の精神及び範囲内に入るものとして考えられる。しかし現在では、SOCAL31としてSolvay Chemicals, Inc.から入手しうる炭酸カルシウムが、市販されている適切な炭酸カルシウムである。SOCAL31は、平均粒子寸法が約70nm(ナノメートル)である超微細な沈殿形態の炭酸カルシウムである。より大きな粒子の炭酸カルシウムは本発明では超微細な沈殿形態の炭酸カルシウムと比べて同様に機能しないことを確かめた。その理由は、少なくとも部分的に、大きな粒子はより迅速に溶液から沈殿する傾向がある為、且つ少なくとも部分的に、ここに開示する有益な特性を達成する量は多くする必要がある為である。
【0060】
薄膜形成化合物には、でんぷん、アルギン酸塩、セルロース又はゴムのような1種類以上の吸蔵剤を含めることができるとともに、フィルタとして炭酸カルシウムを含めることができる。薄膜形成組成は、グラビア印刷、デジタル印刷、テンプレートを用いたコーティング又はスプレー処理、又は他の適切な任意の技術を用いてラッパー123のベースウェブに被着させることができる。
【0061】
所望に応じ、無材料領域127には円形形状以外の幾何学的形状、すなわち例えば、正方形、ダイヤモンド形状、長方形又はその他の多角形、長円形等を含むドットを設けることができ、これらの全てをまとめて、“ドット状構造”又は“ドット状形状”等と称する。
【0062】
(無材料領域127を考慮しない)バンド状領域126に対する付加材料の乾燥後の全公称坪量は約0.5〜約3グラム/平方メートル(“gsm ”)の範囲内に、より好ましくは約1〜2gsm にする。一実施例では、でんぷん水溶液の5.5mmの幅のバンドを1.7gsm のレートで被着し、乾燥後7%の開口領域を形成した。従って、バンドの全秤量は1.7gsm からその7%を引いた値となる(これはおよそ1.6gsm に等しい)。開示の目的のためであるが、吸蔵効果を達成するのに充分な坪量で付加材料を被着し、バンドにおける拡散レベルを、無材料領域127によりバンドに対して形成する開口領域の量により制御しうるようにするのが好ましい。
【0063】
ベースウェブの非バンド領域には、浸透性を減少させる如何なる材料をも設けずこれが実質的に存在しないようにするのが好ましい。
【0064】
ベースウェブ140の製造には通常、横方向で数フィート(通常、横方向で約3〜4フィート(約0.9〜1.2m))のベースウェブのロールを形成することが含まれる。続いて、このベースウェブを、印刷機等を介して引出すとともに巻戻してバンド付ペーパーのロールを生ぜしめ、次いでこのロールを細長く切ってボビン状にする。印刷処理は、ロール上に行うのが好ましいが、細長く切った後に行うことができる。ボビン自体は、タバコロッド122を形成する必要がある幅又はこのような幅の整数倍(例えば、このような幅の1、2又は4倍)に等しい横方向寸法を有するようにするのが好ましい。ボビンは代表的なシガレット製造機構に対して用いられるようになっている。ラッパーは、タバコロッド及び重複用合わせ目の公称円周を考慮する横方向寸法を有するのが好ましい。従って、ラッパーを細長く切る際に、ラッパーから形成される喫煙物が常に、正確な重複となる長手方向の合わせ目を有するようにする。
【0065】
ベースウェブを第1のグラビア印刷ステーションに通し(パス方式処理し)、このステーションで各バンド状領域の第1の層をペーパー上に印刷する。印刷処理は、ベースウェブの“フェルト面”(“表面”)又は“ワイヤ面”(“裏面”)に、或いはその双方に適用しうる。任意ではあるが、ラッパーを第2のグラビア印刷ステーションに通し、このステーションで各バンド状領域の第2の層を対応する第1の層上に印刷する。追加の層が上述したように簡単に被着される。ここに開示した技術を実行すれ場合、シングルパス方式の処理が好ましい。
【0066】
でんぷん水溶液を付加材料として用いる場合には、その被着準備を事前に且つ印刷機で行い、2011年12月13日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第13/324747号明細書に開示されたように付加溶液が120〜140°F(48.9〜60.0℃)に又は約120〜約140°Fに維持されるようにするのが好ましい。
【0067】
ここで
図6を参照するに、この
図6には好適な印刷装置の線図を示しており、この印刷装置は、送給リール601と、巻取リール608と、彫刻された印刷シリンダ(グラビアローラ)610と、インプレッションシリンダ(圧胴)612と、随意のバッキングローラ614と、前記のシリンダ610及び612間に規定されるニップ616と、付加材料の貯蔵器618と、この貯蔵器618から付加材料を吸出すポンプ620と、熱交換器622と、塗布器624と、溶液(バス)626と、収集器(コレクタ)627と、除液管(ドレイン)628と、ドクターブレード630と、アイドラーローラ634とを有している。
【0068】
インプレッションシリンダ612は、印刷シリンダ(すなわちグラビアローラ)610の軸線に対し平行な軸線上で逆回転するように装着されている。ある分野では、このインプレッションシリンダは非金属の弾性面を有している。このインプレッションシリンダはローラと、随意のバッキングローラ614との間に位置し、このバッキングローラ614もグラビアローラ610の軸線に対し平行な軸線上で回転するように装着されているとともにインプレッションシリンダに対し逆回転する。随意のバッキングローラ614により達成される機能の1つは、インプレッションシリンダの中心部分をシフトさせて、グラビアローラ610とインプレッションシリンダ612との間に均一な印圧が得られるようにすることである。グラビアローラ610とインプレッションシリンダ612とが協同して、印刷処理中にベースウェブが通り抜けるニップ616を規定する。ニップ616は、ベースウェブがグラビアローラ610とインプレッションシリンダ612との間を移動する際にベースウェブを挟持する寸法とする。ベースウェブ上へのニップ圧力612によれば、グラビアローラ610からペーパーのベースウェブ140への付加材料の正しい移動を達成する。
【0069】
好適実施例では、ラッパー上にバンド状領域を形成するために、吸蔵組成(付加材料)、好ましくは上述したようなでんぷん水溶液を貯蔵器618が収容するようにする。この貯蔵器は、粘性の吸蔵組成に対処しうる適切なポンプ610と連通している。従って、吸蔵組成は適切な熱交換器622に流れ、この熱交換器で吸蔵組成の温度を約40℃〜約90℃(又は約120°F〜約140°F)の範囲内に高め、吸蔵組成の粘度が、グラビア印刷のために且つでんぷん溶液の所望の状態を維持するために適したレベルに調整されるようにする。上述したように、グラビア印刷には通常200cP(1cP=1×10
-3パスカル秒)よりも小さい粘度が必要となる。吸蔵組成の温度は、粘度が100cPよりも小さくなるように選択するのが好ましい。例えば、吸蔵組成が約120°F(約48.9℃)で約40〜60cPの粘度を有するようにしうる。
【0070】
図6には、個別の熱交換器622を開示しているが、貯蔵器618自体の中で吸蔵組成の温度条件を設定するようにするのが望ましい。例えば、加熱素子及び撹拌装置を貯蔵器618内に入れて、吸蔵組成に対し高温度を維持するようにしうる。温度条件を貯蔵器618中で設定することにより、ポンプの選択及び動作条件を簡単にするという利点が得られる。その理由は、ポンプは、低い温度と関連する高い粘度で吸蔵組成に対処する必要がない為である。その理由は、吸蔵組成が既に加熱されており、従って、低い粘度にある為である。温度条件の設定を貯蔵器内で行うか、個別の熱交換器内で行うかに拘らず、温度条件の設定ステップが、吸蔵組成を極めて熱くする処置(スコーチング処置)を回避するように選択した制御温度で行われることが重要である。吸蔵組成を極めて熱くすることにより、吸蔵組成を変色させるとともに、この組成の吸蔵特性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【0071】
更に、印刷処理の前及びその間約120°F〜140°F(約48.9〜60.0℃)の範囲に又はこの範囲付近にでんぷん水溶液を維持することが重要である。でんぷん水溶液は、これらの温度よりも低い温度に降下すると回復不可能に劣化する傾向にある。
【0072】
温度条件の設定ステップをどこで達成するかに拘らず、加熱された吸蔵組成が塗布器624に送給され、この塗布器により吸蔵組成をグラビアシリンダ(グラビアローラ)の幅にまたがるように拡散させる。この拡散ステップは、吸蔵組成をグラビアシリンダ上に注ぐか又は吹き付けることにより、或いは液体の吸蔵組成を収集器627に送給してグラビアシリンダ610の下側部分と接触する溶液626を確立することにより達成することができる。グラビアシリンダ610は、吸蔵組成の早期冷却を阻止するように加熱することができる。
【0073】
収集器627は実質的に、溶液を収集するのに充分な高さまで、しかしグラビアローラ(グラビアシリンダ)610の頂部よりも充分下の高さまでこのグラビアローラを部分的に囲むように延在させる。溶液626が収集器の頂部に達すると、吸蔵組成は装置の底部における除液管628を通って貯蔵器内に戻る。従って、吸蔵組成を、印刷ステーションを経て循環させ、上述した温度条件の設定を行う装置により適切な印刷粘度に維持させることができる。
【0074】
ここで
図6、7及び11を参照するに、グラビアシリンダ610は塗布器624及び溶液626の双方又は何れか一方を経て回転し、吸蔵組成がグラビアシリンダ610の表面に被着し、バンド状領域126を確立する食刻領域611(
図11)に設けられたセル300(
図7)を充填する。グラビアシリンダが(ニップの方向に)更に回転することにより、シリンダ表面を、適切なドクターブレード616を通過するように移動させる。ドクターブレード616は、グラビアシリンダ610の幅全体に亘って延在させてこの幅全体を拭き取るようにするのが好ましい。このようにすることにより、グラビアシリンダ610(
図11)の彫刻(食刻)領域611は吸蔵組成で充填された状態に維持されるが、(隣接するバンド状領域間の公称間隔を規定する)グラビアシリンダ610の非食刻領域が実質的に拭き取られて吸蔵組成が除去される。又、ドクターブレード616によって彫刻領域(彫刻された領域)611内の無セル領域310をも拭き取って吸蔵組成を除去し、これにより無材料領域127を形成する。
【0075】
吸蔵組成は、ベースウェブ140がニップ616を通って引出される際にこのベースウェブに移される。ベースウェブ140は、グラビアシリンダ610及びインプレッションシリンダ612の接線表面速度と同じ速度でニップ616を通って引出されるようにするのが好ましい。このようにすることにより、ラッパー上の吸蔵組成の滑り及び汚染の双方又は何れか一方が回避される。
【0076】
ここで
図11を参照するに、好適実施例には、シリンダ610の周囲を囲む方向で離間関係とした複数の彫刻領域611、611′を有する、彫刻された印刷シリンダ(プリントローラ)610を設ける。これら彫刻領域は、
図11にそれぞれ矢印“w”及び“s”で示すように、バンド状領域の所望の幅“w”及びバンド状領域間の所望の間隔“s”に対応するものである。
図11における彫刻領域611、611′と、
図9におけるバンド状領域126、126′の印刷行との細部は省略したが、これらの省略した細部は、
図10とその他の図面との双方又は何れか一方で見られるような所望のパターンと一致すること勿論である。彫刻領域611の各々には、山形の形態に僅かに角を付けるのが好ましく、山形の先端、すなわち頂点における角度“A”は約170度よりも大きくするのが好ましい。このような構成配置によれば、付加材料を被着する際にペーパーのベースウェブ140における歪みを軽減させ、このことは印刷処理の途中でペーパーにしわが生じる傾向を軽減させるのに役立つものである。代わりに、如何なる山形をも形成せずに、彫刻領域611を直線状に配置することができることも考えられる。
【0077】
ローラの円周は、バンド状領域間の公称距離とバンド状領域の幅との合計の整数倍となるように決定するのが好ましい。従って、ローラの各旋回に対し、この予め決定した整数個のバンド状領域がベースウェブ140上に印刷される。
【0078】
ここで
図7を参照するに、印刷シリンダの実質的に円筒状の表面を食刻(彫刻)し、各彫刻領域611内に複数のセル300を確立し、これらのセルが存在するかしないかにより実際に、意図するバンド状領域126内に付加材料を被着させる(又は存在させる)ことと、各バンド状領域126内の無材料領域127に付加材料を存在させないこととの双方の陰画を規定する。後者に関しては、(無材料領域127に対応する)無セル領域310を食刻処理中に無材料領域127に対する所望の寸法、個数及びパターンに応じて生ぜしめる。無セル領域310は実際に、印刷シリンダ610の彫刻領域611内に“柱状部”を形成する。グラビアシリンダの表面をパターン化するためには、通常の彫刻処理(食刻処理)、化学彫刻処理、電気彫刻処理及び写真食刻処理を用いることができる。
【0079】
水性の好ましいでんぷん付加材料を被着する場合、各セル300をほぼ六角形とし、その底部の幅が約224マイクロメートル(μm)であるとともに、その頂部の幅がこれよりも大きい約290マイクロメートル(μm)であるようにするのが好ましい。各セル300の深さは約57マイクロメートル(μm)とするのが好ましく、頂部から底部までのセル壁部のテーパー角度は約60度とする。隣接セル300、300′は互いに約12マイクロメートル(μm)離間させ、その間に壁部319を存在させる。好適実施例では、彫刻領域611は(
図11に示すような)その幅“w”に亘っておよそ18個のセル分だけ延在させる。好適実施例では、各柱状部、島状部又は無セル領域をおよそ7個の連続するセルの寸法とするのが好ましい。
【0080】
上述した構成配置によれば、水性の好ましいでんぷん付加材料を用いた場合に、およそ0.7mm〜およそ1mm又はそれ以上の範囲の無材料領域を生ぜしめる。しかし、他の実施例では、各バンド当り印刷すべき領域127の所望の全面積に応じて、各柱状部310を小さくしたり大きくしたりすることができる。各柱状部(本質的には、連続的で非食刻の六角形の“セル”)が、得られるバンド内に付加材料がほぼ存在しない領域を規定する。好適実施例では、非食刻で連続的な六角形の“セル”の群により、実質的に円形のドット状領域127をバンド内に規定する。非食刻で六角形の各セルの微細な六角形の特徴は、これらを、長円形及びその他の丸い形状や、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、七角形、八角形を含む多角形形状や、これらの組合せのような、無材料領域127に対する他の所望の形状に用いるのを容易にする。
【0081】
他の利点の中では、
図1に示すような、無材料領域127のオフセット行のパターンを生ぜしめる彫刻領域611内の柱状部310のパターンによれば、印刷処理を柱状部310の無い状態で行う場合に比べて、より良好に規定された、より均一で有効な組成の被着を推進することを確かめた。理論に縛られることを望むものではないが、柱状体310は、彫刻領域及びこれら柱状体がドクターブレード630の下側を通過する際にこのドクターブレードに対する局部的で間欠的な支持体を提供するものであり、支持されないと充填されたセルから材料を拭き取るドクターブレードの傾向を低減させるものと考えられる。無セル領域(“柱状部”)310が存在する為、少ない、又は殆ど或いは全く無い組成もドクターブレード630によりセル300の上部から拭き取られ為、印刷前には常に多くの組成がセル300内に維持されるものと考えられる。従って、柱状部310を存在させることにより、一層均一で一層完全で一貫性のあるセル300の装填を促進させ、これにより、ベースウェブへの付加材料のより有効で一貫性のある移動を促進させるものと考えられる。
【0082】
印刷機でニップ圧力を高めることにより印刷の一貫性及び効率が更に高められる。好適実施例では、ニップ圧力をペーパー及び付加材料の重量に通常適合された設定値のおよそ10〜15%だけ増大させ、例えば、ニップ圧力を約45〜65psi(310.3〜448.2kPa)から約60〜70psi(約413.7〜482.6kPa)に増大させた。
【0083】
好適実施例では、
図9に示すように、各ウェブ140にその長手方向に沿って複数のバンド126を印刷する。好ましくは、バンド状領域126を山形パターンで(細長く切る前の)ベースウェブ上に印刷し、各バンド状領域126の前縁146(
図1)における頂点700がその前のバンド状領域126(
図9)の後縁148(
図1)上の外側点710及び710′(
図9)の実質的に横方向に配置されるようにする。換言すれば、頂点700と外側点710及び710′とが、ウェブの周縁の長手(縦)方向エッジに対しほぼ垂直である実質的に仮想の横方向ライン702に沿って位置する。頂点700における角度は、ロール幅を増大又は減少させる場合に、前述した関係を再設定するように調整しうることが想定される。頂点の角度は約0.5°〜5°の範囲内にするのが好ましい。或いは、頂点700は、流れ(縦)方向で隣接のバンド状領域126の外側点710及び710′から僅かに前方となるように設定することができる。
【0084】
グラビアローラ610の食刻領域611及び611′(
図11)は同様に構成するとともに同様に相互配置する。この山形形状及び関係は、印刷処理の結果としてのウェブ中の過度の波形を回避させ、印刷されたウェブを再び巻取ったりウェブを細長く切ってボビン状にしたりするのを、しわや破れを許容できないほどに生ぜしめることなく達成しうるようにするのに役立つものである。特に、付加組成を被着した後のベースウェブ140の全体を横切る何れの横方向領域(又は仮想ライン)に沿っても、この横方向領域は、付加材料で処理されないベースウェブ140の部分と、付加材料で処理された部分とを有することを銘記すべきである。これとは相違し、山形形状がない場合(すなわち、バンド状領域がウェブを横切って真っすぐ配置されている場合)には、乾燥中の水性付加材料の縮小作用がバンドの個所に局所化し、ウェブの幾つかの横方向領域が縮小作用を全て受けるとともに幾つかの横方向領域が縮小作用を受けず、この状況が波形を増幅させるものと知られており、この波形の増幅により、ウェブを再び巻取ったり及び細長く切ったりする際にウェブにしわを生ぜしめる。山形形状によれば、付加組成の縮小作用が長手方向の要素に対して分布され、如何なる細い仮想の横方向領域も、付加材料の被着の全体にもはや生じない。従って、しわや破れを生じる傾向が弱まる。
【0085】
従って、付加材料が乾燥されると、関連の横方向のウェブの収縮は印刷された(すなわち、バンド状の)領域で局所化されず、むしろ収縮レートは一般に、バンドの前縁の頂点700における最小値からバンドの後縁の頂点709まで増大し、バンドの前縁146がバンドの横方向のエッジに到達するまでほぼ一定に維持されるようになる。この位置からは、収縮はバンドの後縁まで減少し、この後縁に最小の収縮値が存在する。従って、山形形状の印刷設計によれば、収縮を階段状に不連続とせずに、徐々に変化させ、その結果、ベースウェブを垂直に横切るように配置された平行バンドを用いた従来の技術に比べて波形を減少させる。
【0086】
ベースウェブ140に山形形状のバンド(
図9参照)が印刷されると、このベースウェブを長手方向で細長く切って複数の平行リボンとする。代表的には、ベースウェブの横方向の幅は約50インチとし、個々のリボンの横方向の幅は約26〜28mmとすることができる。従って、約50インチ幅のベースウェブ140は、約45〜50のリボンを生成するものである。個々の各リボンは、これを対応するボビン上にしっかりと巻き取ることにより収集され、これにより各ボビンが6000メートル程度の長さの材料を有するようにしうる。次いで、ボビンを通常のシガレット製造機でタバコ材料と組合せて用いてタバコロッドを形成しうる。次いで、タバコロッドを予め決定した長さで切断し、チップペーパーを用いてフィルタを取付けて、完成シガレット、すなわち喫煙物を形成する。
【0087】
好ましくは、各バンド126が、約4mm〜約9mm、好ましくは約5mm〜約7.5mm、更に好ましくは約5mm〜約6mmの範囲内の幅、及びタバコロッドの公称の円周とその合わせ目に沿う重複部とにより決定される横方向寸法を有する。無材料領域127の個数及び大きさは、バンドの全面積の約4%〜約9%を構成するように選択する。好適実施例では、バンド126の幅を約5.0〜約5.5mmとし、領域127がバンド126の全面積の約7%を構成するようにする。このような構成配置によれば、同様な寸法であるが無材料領域127を有さないソリッドのバンド構造で達成されるよりも拡散レベルをより一層制御可能とする。
【0088】
実質的には、特定の理論に縛られることを望まないという原則の下で、喫煙物のバンド付ラッパーとの関連で、所定のバンド状領域の拡散係数値は、2つの要素の関数となる。第1の要素は、所定のバンド状領域を通る(ベースウェブ及びその付加材料の吸蔵層(薄膜)を通る)ブラウン運動による試験ガスの分子拡散であり、第2の要素は、(機械的な気体力学が適用される)マクロレベルの穴、溝、細孔、隙間等を通る機械的な流れによる試験ガスのマクロレベルの拡散である。良好に構成されたソリッドのバンドの場合、前者が優勢となる(これにより、その拡散係数を予測するとともに制御するのを困難とする)。又、良好に構成されたソリッドのバンドの場合、総拡散に対するマクロ要素が殆どない。ここに開示したことにより構成したバンドによれば、上述した状態を意図的に反転させる。
【0089】
所定のバンド構造の場合、その測定された拡散係数レベルが、バンド構造により所望のIP性能を達成しているか否かを表していることに気づいた。従って、バンド構造の拡散係数レベルに関する確実性により、このバンド構造のIP性能に関する確実性を許容レベルにすることができる。しかし、ソリッドバンド(すなわち、ここで開示した無材料領域が存在しないバンド)の場合、拡散性は主として、ペーパーの吸蔵層及びベースウェブを通るガスの(ブラウン運動による)機能分子の拡散が完全には試験されない状態を表す。その結果、ソリッドバンドはその拡散性に関して不確実なものとなり、且つIP性能に関して不確実なものとなる。従って、ソリッドバンドは、そのIP性能の条件を満足するにはオーバースペックとなる傾向が有り、このことがSE性能に悪影響を及ぼす傾向がある。
【0090】
ソリッドバンドの上述した欠点を解決するために、実施例では、マクロな(機械的)拡散成分が分子成分よりも優勢となるように、バンドの充分な合計の比例面積(例えば、前述した4〜9%の面積比)の無材料領域127を各バンド内に設け、拡散係数が制御可能となり、IP性能が予測可能となるようにする。その結果、予測可能で、再現可能で、好ましくはゼロ以外のIP性能を生ぜしめ、これにより、予め決定されたゼロ以外のレベルのIP性能と改善されたレベルのSEとの双方を有するバンド付ペーパーを設計する余裕度を生ぜしめるようにする所定のペーパーのバンド形状を設計しうるようになる。又、上述した技術によれば、被覆溶液が時間とともに又は生産工程の間に変化するのに拘らずバンド性能がより一層一貫性のあるものとなり、時間とともにバンドの拡散係数が変化するのを低減させ(消費期限をより安定とし)たり、加熱状態又は加熱されない状態でバンドを測定した場合の拡散係数値の差を低減させたりするものと思われる。開口領域には、水分が失われるか又はその他の影響により被覆領域に生じる機械的歪みを吸収するとともに、バンド状領域に亀裂が生じるおそれを低減させる傾向がある。
【0091】
このような喫煙物の各々には少なくとも1つの好ましくは2つのバンド状領域126(
図10参照)を有する。各バンド状領域126内には、無材料領域127が複数個形成されている。一実施例では、無材料領域127をほぼ平行な一対の行に配置し、無材料領域127の行がバンド状領域の前縁及び後縁の双方に対し実質的に平行となるようにするのが好ましい。又、第1の行の無材料領域127が第2の行の無材料領域と横方向でオフセットされているようにするのが好ましい。更に、上述したように、全ての無材料領域127の全面積が対応するバンド状領域126の総面積の約4%〜約9%、より好ましくは約6%〜約8%を有するようにする。無材料領域とバンド状領域との間のこの好適な関係は、得られる喫煙物に対し所望のIP及びSE性能を提供することを確かめた。
【0092】
一例として、公称幅が5.5mmで円周方向の長さが27mmであるバンドの場合、各々が約0.97mmの直径を有する実質的に円形の10個の開口127を用いることができる。実質的に円形の開口127は、互いに実質的に平行な2行7及び7′に配置し、各行に5個の開口が存在するようにする。2つの行7及び7′は、各行の無材料開口に対する中心がバンドの隣接エッジからバンドの幅の約1/3だけ離間するように配置する。各行内では、1つの開口の中心がこの行における隣接開口127から約5.4mmとなるように無材料開口127を配置する。更に、第1の行における開口の中心は、第2の行における開口の中心から約3.26mmだけ離間させる。この構成配置によれば、喫煙物が自由燃焼状態にある際に(すなわち、空気が全円周にアクセスするように喫煙物が保持されている際に)、バンドの無材料開口が空気をバンド状領域に入れ、所望のSE性能が得られるようになる。しかし、喫煙物が基質上に置かれると、この基質が1つ以上の無材料開口をふさぎ、得られる空気の流れが他の開口の全てに自由に出入りしなくなる。従って、くすぶっている炭部を保つには空気が不充分となり、この炭部が消火する。従って、所望のIP性能が得られる。
【0093】
例えば、IP及びSEの第1の試験を、一般的に上述したような無材料領域の2行のアレイであるが、バンド状領域126の全面積の7%を構成するのに充分な面積のアレイを有する33CORESTAのベースウェブを具える印刷バンド付ペーパーの26個のボビンから構成した喫煙物に対して行った。付加溶液は水と、でんぷんと、炭酸カルシウムと、1,2プロピレングリコールとで構成した。第1の試験では、全体のIP値が5.8で全体のSE平均値が69.0であった。26個のボビン、33CORESTAのベースウェブ及び7%の無材料の面積の第2の試験では、全体のIPは4.5で全体のSE平均値が72.2であった。これと比較するに、0%又は約0%の平均IP値で達成されるある市販のバンド付ペーパーは100%の平均SE値を有する。従って、試験結果は、必要なIP性能を維持して、SE性能の重要な改善をここに述べた技術により達成しうることを示している。
【0094】
ここで
図17及び18を参照するに、(
図18に破線262で示した)およそ4mmの幅と、およそ15mmの横方向に方向づけられた長さとを有し、バンド状領域126上に重ねられたクランピングヘッドであって、バンド状領域上のこのクランピングヘッドの配置が、吸蔵付加材料が被着されたバンド126の領域と、付加材料が被着されていない数個の無材料領域127との双方を含むようにした当該クランピングヘッドにより、前述したように拡散係数を測定した。クランピングヘッドはバンド状領域126内に完全に位置させるのが好ましい。その理由は、処理されていないベースウェブの拡散係数値D
* が比較的大きい(より通常の“ソリッド”バンド状領域の場合の0.0〜0.1D
* に対して2cm/秒のD
* 又はそれより大きい)為である。
【0095】
拡散係数の試験は、33及び60CORESTAのベースウェブを含んだ種々の“ソリッド”のバンド付ペーパーで行った。これらのベースウェブには、炭酸カルシウム及びプロピレングリコールを33CORESTAペーパーの全てと60CORESTAペーパーの幾つか(全てではない)とに対して含めたでんぷん水溶液を被着した。喫煙物を構成しこれらのIP性能を試験した。
【0096】
これらの試験から得られたデータを集合することにより、
図17に示すIP性能と拡散係数D
* との間の関係が確立された。これらの特定のペーパーの場合、約0.075cm/秒の“しきい値のD
* ”よりも小さい拡散係数値D
* が予想通りに0%のIP値を生じるとともに、不所望な100%のSE値が予想されることが分かること勿論である。一方、0.16のD
* 値を超えると、拡散係数が更に増大することによりIP性能が急激に不利益を被り始め、IP性能が直ちに許容しえないものとなる。これらの特定のペーパーの場合、試験結果が、約5の平均IP性能値を維持するのに約0.13以下のD
* 値を望ましいものとしうるとともに、約10の(平均)IP性能値を維持するのにおよそ0.15のD
* 値を望ましいものとしうることも表している。SE値は、拡散係数を上述したしきい値(この場合、およそ0.075cm/秒のD
* )よりも増大させることにより改善されることが期待される。有利なことに、開口領域(無材料領域127)をマクロサイズとするとともに正確に印刷可能なものとすることにより、所望の拡散係数値D
* をターゲットにでき、従って、バンド毎に及びペーパー毎に一貫して再生でき、所定のバンド付ペーパーは、所望のレベルのIP性能と改善したSE性能とを共に有するようになる。この場合、前述したソリッドバンドを、無材料領域127を含むように変更することができ、原型等をモデル化及び試験することにより、無材料領域127の寸法及び個数を決定して、変更したバンドの公称開口面積により、約0.12〜約0.15cm/秒の範囲内のD
* 値のような所望の拡散係数値を達成するようにする。
【0097】
ここで
図12及び14を参照するに、他の実施例では、正方形の周辺の形態の無材料領域127aのように、無材料領域を幾何学的形状の外形すなわち周辺として形成する。これに対応して、グラビアシリンダ610の食刻領域611において正方形の形状の柱状部310aが形成される。後に説明するように、本例では、所望の正方形の外形を、連続する単一の無セル領域(柱状部)のラインで形成するが、このようにせずに二重又は三重又はそれ以上の行を有するラインで形成することができ、或いはこれに無作為な又はパターン化した分断部を含めることもできる。又このようにせずに、(
図12及び16の)三角形状127b及び310bのような三角の周辺や、(
図15の)輪郭127のような小さな方形のような、多くの他の可能な幾何学的形状の何れかを採用することができる。パターンが如何なるものであっても、これらが、前述したような制御された拡散係数の再現可能なバンド構造を提供するだけでなく、付加材料をベースウェブ123に被着して乾燥させる際の所望の薄膜形成効果の増強を導くものと思われる。又、無材料領域の存在がバンド内の個別の領域内への薄膜形成事象の局所化に役立ち、薄膜の形成をより一層完全に進行させることができるようになるものと思われる。このような効果を、以下の実施例の説明と関連して更に説明する。
【0098】
次に、
図12及び13を参照するに、他の実施例では、幾何学的パターンが、
図12及び13にそれぞれ示す十字交差状のライン310d、310e及び127d、127e(これらの例に限定されない)のようなラインのパターンを有するようにしうる。これらのライン及びこれらの格子状のパターンは双方とも、(前述したようなIP及びSE性能の所望のバランスを達成するような7%のような)所望の“開口面積”を達成するが、バンド状領域126を個別のサブ区域751a及び751bに分割し、(各サブ区域751a及び751bが
図13に小さい矢印で示すように乾燥中に収縮するように)これらのサブ区域が付加材料の被着及び乾燥中に互いに別々に物理的、機械的、化学的又はその他の変化を受けうるようにもする、寸法及び形状にする。このような特徴及び効果は、被着され且つ乾燥された付加材料におけるマクロなひび及びマクロな亀裂の双方又は何れか一方の形成を低減させるものと思われる。これらのひびや亀裂が存在しないと、所定のバンドの拡散係数レベルの制御が良好となる。その理由は、この拡散係数レベルはより排他的に、無材料領域127を介するバンド126内の開口面積127の大きさ及び個数の双方又は何れか一方の関数となる為である。従って、被着され乾燥された付加材料におけるひびの減少は、制御された拡散係数とその他の利点との双方又は何れか一方を有するバンド付ペーパーの成功を高める。
【0099】
用語“約”を数値に関して本発明で用いる場合には、関連の数値が、規定した数値の前後に±10%の許容範囲を含むことを意図するものである。更に、本発明でパーセントを参照する場合には、これらのパーセントは重量パーセントに基づいていることを意図するものである。
【0100】
ここで用いた用語及び表現は数学的又は幾何学的精度で解釈されるべきものではなく、むしろ幾何学的述語は幾何学的用語及び概念に近似する又は類似する意味として解釈すべきである。“実質的に”及び“ほぼ”のような用語は、関連の用語及び概念の双方の正確な意味を包含するとともに、形態、機能及び意味の何れか又はこれらの任意の組合せと一致する合理的な許容範囲を提供することを意図するものである。
【0101】
本発明は、新規で、有用で、自明でない喫煙物を開示していること当業者にとって明らかである。又、種々の変形、変更、置換及び等価対応が上述した喫煙物の種々の観点に対して存在することも当業者にとって明らかである。従って、本発明の精神及び範囲内に入るこのような変形、変更、置換及び等価対応が全て特許請求の範囲に規定され包含されることが明確に意図されるものである。