JP4444515B2 - タバコフィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、例えばパピロシタイプ（papirosi-type）のシガレットに適するフィルタに関する。
【０００２】
現在高い信頼性で組立体を製造することができないため、硬いラップやロール状のチューブにフィルタを組み込むことへの従来の試みは商業的に成功していなかった。
【０００３】
本発明は、熱形成されたフィルタロッドを具備するタバコ煙フィルタを提供することによって上記問題を解決する。この熱形成されたフィルタロッドは、少なくとも一方の端部が開いているタバコ煙フィルタ材料のチューブ状ボディを有すると共にチューブ状ボディと一体の上記タバコ煙フィルタ材料のフィルタプラグによって閉鎖される。チューブ状ボディは一方の端部において開いており且つ他方の端部においてフィルタプラグによって閉じられている。あるいは、両端部において開いていて、これら端部間においてフィルタプラグによって閉鎖されてもよく、この場合一体的なフィルタプラグによって連結された二つのチューブ状終端部分が存在することになる。上記すべての場合において、ロッドのチューブ状部分の長さは大抵少なくともフィルタプラグの長さと同じであり、好ましくはフィルタプラグの長さより二倍〜三倍またはそれ以上だけ長い。よって、チューブ状部分の長さとフィルタプラグの長さとの割合は６：１か、または約４：１であるが、特にロッドの全長が約７０ｍｍである時には大抵約５：２であるのが適している。
【０００４】
外面的には、一体的に熱形成されたフィルタロッドは端部から端部まで大抵周の長さおよび外径が均一であり、より一般的には端部から端部まで均一な円筒状外面を有する。チューブ状ボディのボアは断面が円形であるが、非円形であってもよく、例えば三角形または他の多角形、十字形、または（例えば４、５または６点の）星形であってもよい。
【０００５】
フィルタ付きシガレットで使用された場合、本発明のフィルタロッドは口側端部において終端にある一体的なフィルタプラグを有し、タバコに向かってチューブ状ボディの端部が開いている。しかしながら、好ましくは終端部または内部にある一体的なフィルタプラグを備えた本発明のフィルタロッドは、開いたチューブ状の口側端部を有するパピロシフィルタ式シガレットを形成するように巻きタバコロッドに連結される。短い巻きタバコロッド（例えば２５〜５０ｍｍ）と、短いフィルタプラグ（例えば１０〜２０ｍｍ、または約１５ｍｍ）を備えた本発明の長いフィルタロッド（例えば、５０〜８０ｍｍ）とを備えたシガレットでは、シガレットは短い喫煙（例えば２〜５口、好ましくは３または４口）のみを望む喫煙者に適すると共に、（タバコロッドの消費が少量であるため）タールが低いにも関わらず（フィルタが主にフィルタプラグ部分に限定されるため）満足感のある喫煙を提供することができる。
【０００６】
フィルタロッドは熱可塑性アチルセルロースの繊維または単繊維を束ねたトウから熱形成されるのが好ましいが、他の熱形成可能な繊維または単繊維（例えばポリオレフィン）、あるいは例えば熱形成可能なオープンセル発泡体等の他の熱形成可能なフィルタ材料を用いてもよい。フィルタロッドが熱形成されるので、チューブ状ボディは後の処理（例えばラッピングおよび／またはシガレットロッドとの組立て）または喫煙において硬さが保たれるか、または硬さが高められる。
【０００７】
本発明の熱形成された強いフィルタロッドは、単一通路のライン処理によって高い信頼性で商業的的に利用可能な速度で製造される。このようなライン処理の一つの工程では、熱形成可能なフィルタ材料（例えば可塑化されたトウ、またはトウ混成体）は熱が加えられたロッド形成装置内を通って長手方向に送られる。そして、ロッド形成装置の出口からタバコ煙フィルタ材料から成る熱形成された一体的なロッドが連続的に退出するように中央マンドレルが長手方向にロッド形成装置内へ往復動する。なお、この一体的なロッドでは、フィルタ材料から成るチューブ状ボディ部分とフィルタ材料から成るフィルタプラグ部分とが長手方向に交互に続く。ロッドはロッド用ラップなしでも安定するが、ラップされたロッド製品を提供するために従来のロッド用ラップが同時に上記ロッド形成装置内を通って送られてもよい。ラップされたまたはラップされていない連続的に流れてくるロッドはチューブ状部分またはフィルタプラグの中央において横方向に切断され、これにより一方の端部に一体的なフィルタプラグを備えた本発明の個々のパピロシタイプのフィルタロッドが形成される。あるいは、流れてくるロッドをチューブ状部分のみにおいて切断して、一体的なフィルタプラグが開いている両端部から離間されているロッドを提供するのも好ましい。この実施例の利点は、初期に形成された一体的なフィルタプラグが完全なまま切断されていないため、再現性のある均一な圧力降下および捕捉性を有するロッドを容易に製造できることにある。フィルタプラグにおいて切断された実施例では、（現在回避するのが困難である）中央からずれて切断してしまうことにより、異なった長さのフィルタプラグを備えたロッド、したがって異なった圧力降下および捕捉係数を有するロッドが連続的に形成されてしまう。
【０００８】
このように個々のロッドが初期に連続的に製造されたロッドから直接切断された場合、通常個々のロッドはロッド形成工程の一部としてラップされ、個々のラップされたロッドは通常リング状先端付設部材によってシガレットに取付けられる。両端部で開いたチューブ状部分の間にこれらチューブ状部分と一体の内部フィルタプラグを有する個々のロッドの付加的な利点は、これらロッドの両端部が同じであるので、タバコロッドに取付ける前にこれらロッドを方向付けしなくてもよいことにある。逆に、終端部にフィルタプラグを備えたロッドは、全てのフィルタプラグが確実に同じ端部において取付けられるタバコロッドに対峙するように方向付けされなければならない。
【０００９】
あるいは、初期に連続的に製造されたロッドをまず二倍または数倍の長さの一体的なロッドへと切断して、次にこれらロッドを個々の長さに切断することも可能である。例えば、先端オーバーラップ式ラップが使用される場合、二倍の長さの一体的なロッドは、二つの巻きタバコロッドの間にこれら巻きタバコロッドと長手方向に整列して当接せしめられ、且つ二倍の長さのロッドとこのロッドに隣接したタバコロッドの端部とに亘って延びる先端オーバーラップ式ラップによって巻きタバコロッドに連結せしめられる。そして、ロッドとタバコロッドとの組立体は、二つのフィルタ付きシガレットを提供するように二倍の長さのロッドの中央で切断せしめられる。二倍の長さのロッドが各端部にフィルタプラグを有すると共にその間に二倍の長さの一体的なチューブ状ボディを有する場合、結果として生成されるフィルタ付きシガレットは口側端部で開いているチューブ状ボディを備えたパピロシフィルタ付きシガレットとなる。あるいは、二倍の長さのロッドは両端で開いた二つのチューブ状ボディの間にこれらチューブ状ボディと一体の二倍の長さのフィルタプラグを有するように切断されてもよい。この場合、結果として生成されるフィルタ付きシガレットは口側端部においてフィルタプラグを有し、チューブ状ボディがタバコロッドに対して開いている。上述した利点を与えるように一体的なフィルタプラグにおいて切断するのを避けるために、全ての切断を、すなわち初期の連続して製造されたロッドにおける切断からフィルタ付きシガレット製造における二倍の長さのロッドの切断までをチューブ状部分のみにおいて行うのが好ましい。その結果、口側端部および上流側端部において開いているチューブ状フィルタ部分を備えると共に、その間に一体的なフィルタプラグを備えるフィルタ付きシガレットが形成される。
【００１０】
先端オーバーラップ式ラップが使用される場合、初期においてラップを備えたまたは備えていない二倍の長さまたは数倍の長さのロッドが製造される。個々のロッドが切り出される一体的な二倍の長さのロッドまたは数倍の長さのロッドは、本発明に含まれる。このような数倍の長さのロッドは、鏡像のように端部から端部まで一体的に連結された本発明の複数の別個のロッドを具備し、例えば各端部において晒されたフィルタプラグまたは各端部において開いているチューブ状ボディを有する。
【００１１】
チューブ状部分の長さおよびフィルタプラグ部分の長さは、所望のフィルタ効果をもたらすパピロシタイプの製品を提供するように選択される。フィルタによる濾過の程度は煙フィルタ材料の同一性およびその圧縮の程度に依存し、且つ僅ではあるがチューブ状ボディのボアの表面積に依存する。
【００１２】
本発明のフィルタロッドの長さは典型的には約７０ｍｍであるが、例えば２０ｍｍ〜９０ｍｍの広範囲で変更してもよい。フィルタプラグ部分の長さは通常８ｍｍまたは１０ｍｍ〜５０ｍｍであるが、上述したようにチューブ状部分の長さより短いのが好ましい。フィルタプラグの長さは大抵（フィルタ効果が低下しすぎてしまうため）８ｍｍまたは１０ｍｍより短いことはなく、大抵（フィルタ効果または吸引抵抗が大きくなりすぎるため）２０ｍｍまたは２５ｍｍまたは３０ｍｍより長いことはない。特に、パピロシフィルタ付きシガレットにとって、チューブ状部分の長さは大抵技術的な検討結果からではなく、最終的な製品に必要とされる全長から設定され、上述したようにフィルタプラグの２または３倍（例えば２．５倍）の長さである。
【００１３】
本発明のロッドのチューブ状部分の壁は比較的薄いのが好ましく、例えばロッドの直径の約四分の一〜八分の一またはそれ以下であり、チューブ状部分のボアはロッドの外径の約二分の一から四分の三である。一体的なロッドのチューブ状部分の壁は製造、処理、保管および使用中における破壊に抵抗するのに十分なほと強くなければならない。チューブ状部分の壁の厚さは例えば１ｍｍ〜２ｍｍであり、好ましくは約１．５ｍｍである。ロッドの外径は７ｍｍ〜９ｍｍであるのが好ましく、従来のパピロシシガレットの外径と同様である。
【００１４】
本発明において製造された一つのフィルタロッドは全長が７４ｍｍであり、長さが１８ｍｍである終端にあるプラグと長さが５６ｍｍであるチューブ状ボディとを備え、チューブ状ボディの壁の厚さは約１．５ｍｍである。このフィルタロッドは（通例通り梱包されたロッドで計測して）水位計で６４ｍｍの圧力降下が起こる。周の長さが２４．５ｍｍであるこのロッドは、フィルタプラグがタバコに当接するように長さが５０ｍｍの巻きタバコロッドに取付けられ、こうしてタール捕捉率が４０％でニコチン捕捉率が３８％である通気性のないフィルタ付きシガレットが提供される。
【００１５】
本発明の熱形成されたフィルタロッドはラップされないか、またはロッドと長手方向に隣接するラップによってラップされる。フィルタロッドがラップを有する場合、フィルタ付きシガレットを形成するのに巻きタバコロッドにフィルタロッドを連結するのにリング状先端付設部材が使用される。この場合、最終的なフィルタ付きシガレット組立体において露出しているフィルタのラップは、喫煙中に唇に付着するのを防止するために防水性であるのが好ましい。あるいは、フィルタロッドがラップされなかろうとラップが提供されていようと、フィルタロッドはフィルタロッドの全長とフィルタロッドに隣接した巻きタバコの端部とを覆う完全な先端オーバーラップ式ラップによってフィルタ付きシガレット製品に組み込まれてもよい。この場合、先端オーバーラップ式ラップは防水性であるのが好ましい。フィルタ付きシガレットの巻きタバコロッドの長さは大抵３０ｍｍまたは４０ｍｍであるが、例えば９０ｍｍまでであってもよい。タバコは従来の可燃性のシガレット用の紙でラップされる。
【００１６】
フィルタ付きシガレット製品によるタールの搬送量は、フィルタロッド周りのラップを介して熱形成されたフィルタロッドを通気させることによって減少せしめられることができる。例えばリング状先端付設部材が使用された場合、喫煙中に空気による希釈化をフィルタロッド内へもたらすためにロッドラップには予め孔が開けられてもよい。同様に、先端オーバーラップ式ラップが使用された場合、ロッドラップにはフィルタロッドを覆う領域において（あるとすれば、オーバーラップ部分とフィルタロッドとの間のロッドラップが空気通気性のある状態で）予め孔が開けられる。あるいは、熱形成されたフィルタロッド周りのロッドラップに通気孔を提供するためにフィルタ付きシガレット製品の組立て中にライン上でレーザ技術を用いてもよい。
【００１７】
フィルタ付きシガレット製品のタールの搬送量は、タバコ要素のタール生成量と、フィルタロッドのフィルタ効果と、（あるとすれば）通気の程度とに応じる。タールの搬送量は標準的な国際標準化機構（ＩＳＯ）が定めた状態において例えば１ｍｇ〜６５ｍｇであるが、１５ｍｇ以下に制御されることができる。本発明のパピロシフィルタ付きシガレットは如何なるタールが搬送されてもフィルタの口側端部の汚れは最小限で済む。
【００１８】
本発明のフィルタロッドおよびフィルタ付きシガレットを正確でない縮尺率で添付の図面に示す。
【００１９】
図１に示した熱形成された被熱形成フィルタロッド（２）はフィルタ材料から成るフィルタプラグ（６）と一体のフィルタ材料から成るチューブ状ボディ（４）を有する。一体的な被熱形成フィルタロッド（２）は可塑性アチルセルロースの単繊維を束ねたトウ（tow）から成る。フィルタロッドの全長ｌは典型的には約７０ｍｍであり、チューブ状ボディの長さｔは例えば５０ｍｍである。また、チューブ状ボディ（４）の壁（８）の厚さは約１．５ｍｍである。さらに、フィルタロッドの外面（１０）の断面はフィルタロッドの全長に亘って均一な円形断面であり、その直径は約８ｍｍである。また、チューブ状ボディのボア（１２）の断面も円形断面である。
【００２０】
図２は図１のフィルタロッドを示すものであり、このフィルタロッドは該フィルタロッドと長手方向に隣接するロッドラップ（２０）を有すると共にリング状先端付設部材（１６）によってラップされた巻きタバコロッド（１４）に連結される。図３は図１のフィルタロッドを示すものであり、このフィルタロッドは、ロッドラップ（２０）を用いることなく先端オーバーラップ式ラップ（１８）によって巻きタバコロッド（１４）に連結される。図２および図３では、タバコロッド（１４）の長さは約４０ｍｍである。
【００２１】
図４において、被熱形成フィルタロッド（２）は図３における方向と反対方向を向いており、チューブ状ボディの開いた端部がタバコロッドに当接すると共にフィルタロッドのフィルタプラグが口側端部に位置するように先端オーバーラップ式ラップ（１８）によって巻きタバコロッド（１４）に連結される。ここでの各寸法は図１〜３に示した通りである。
【００２２】
図２〜図４では、ラップ（２０および１８）は空気通気性がないが、場合に応じて通気性のあるラップにしてもよい。
【００２３】
図５に示した被熱形成フィルタロッド（３）は本質的に図１のロッド（２）と同一であるが、フィルタプラグ（６）は二つのチューブ状ボディ部分（５）の中央に、これらチューブ状ボディ部分と一体に配置され、二つのチューブ状ボディ部分はフィルタロッドの二つの端部で開口している。フィルタロッドは可塑性アチルセルロースの単繊維を束ねたトウから成る。フィルタロッドの全長は７０ｍｍであり、この場合一体的なフィルタプラグ（６）の長さは約２０ｍｍであってチューブ状ボディ部分の長さの合計は約５０ｍｍであり、各チューブ状部分（５）の長さは約２５ｍｍである。チューブ状ボディ部分の壁（８）の厚さは約１．５ｍｍであり、その外径は約８ｍｍである。フィルタロッドの外面（１０）の断面は均一な円形断面であり、且つボア（１２）の断面も円形断面である。
【００２４】
図５のフィルタロッド（３）にはこのフィルタロッドと長手方向に隣接する（通気性のあるまたは通気性のない）ロッドラップが設けられる。フィルタロッドは図２に示した方法でリング状先端付設部材によって巻きタバコロッドに連結せしめられる。あるいは、フィルタロッド（３）は、このような隣接するロッドラップを用いることなく、図３に示した方法でフィルタロッドの長さ方向に延びると共に巻きタバコロッドの下流端部を覆うように延びる（通気性のあるまたは通気性のない）先端オーバーラップ式ラップによってタバコロッドに連結される。
【００２５】
例
本発明の様々な個々の被熱形成フィルタロッドとフィルタ付きシガレットの物理的詳細を以下の表において説明する。
【００２６】
例Ａ〜例Ｃは図１に示したタイプの一体型フィルタロッドである。これらフィルタロッドはそれぞれ長さが７０ｍｍであり、約５０ｍｍのチューブ状ボディと約２０ｍｍのフィルタプラグとから成る。
【００２７】
例Ａ、ＢおよびＣでは、５Ｙ４０のアチルセルロースのトウと７Ｙ３４のアチルセルロースのトウとから５０／５０で混成される混成体を用いた。なお、「ｄＹｎ」トウは、トウ全体がｎ×１０³デニールであって個々の単繊維のデニールがｄであるＹ字状断面の単繊維から形成されたトウを示す。可塑性トウと空気通気性のあるラップとは上述したように往復動式マンドレルを備えた被加熱式ロッド形成装置内を通って長手方向に送られ、これにより熱形成されたトウから成る一体的なラップされたロッドが提供される。このロッドでは、長さが１００ｍｍのチューブ状部分と長さが４０ｍｍのフィルタプラグ部分とが交互に変わっており、チューブ状ボディのボアの断面形状はマンドレルの断面形状に対応する。連続して製造されたラップされたロッドはチューブ状部分およびフィルタプラグ部分を通って中央で横方向に切断され、これにより本発明の個々のパピロシタイプのフィルタロッドが形成される。フィルタロッドのフィルタプラグ部分において硬さの計測を行った。なお、チューブ状ボディ部分の壁はフィルタプラグの壁より僅かに硬さがある。
【００２８】
例Ｌおよび例Ｔは例Ａ〜例Ｃに関して形成したが、全体的に７Ｙ／３４のアチルセルロースのトウから形成される。フィルタプラグがタバコに当接すると共にチューブ状ボディが口側端部で開口するように、ラップされた各ロッドをリング状先端付設部材によって標準的な巻きタバコロッドに取付け、これによりパピロシフィルタ式シガレットが提供される。標準状態でタール捕捉率およびニコチン捕捉率を計測した。各場合において、タールの搬送量は約１３ｍｇに減少せしめられる。捕捉率以外の引用した値は取付けられていないフィルタロッドの値である。
【００２９】
例Ｘおよび例Ｙのために、図５に示したタイプのロッドを全体的に８Ｙ／３９のアチルセルロースのトウから形成した。手順は実質的に例Ａ、ＢおよびＣに関して説明した手順であるが、初期の連続的に製造されたロッドは５０ｍｍのチューブ状部分とこれと一体的な２０ｍｍのフィルタプラグとを交互に有し、切断はチューブ状部分の中央においてのみ行った。このことは、連続的な個々のロッドが均一な長さのフィルタプラグを有する（すなわちほぼ均一な圧力降下および捕捉性を示す）という利点、および結果として形成されるロッドが対称的であり、フィルタ付きシガレットを製造するのに個々のロッドを方向付けするための特別な処理技術および特別な器具を必要としないという利点がある。ラップされたロッドＸおよびＹを、例Ｌおよび例Ｔで説明したようにフィルタ付きシガレットに組み込んだ（且つ、ロッドおよびフィルタ付きシガレット特性を計測し且つレポートした）。タール搬送量は約１３ｍｇまで減少せしめられた。
【表１】

【表２】

【００３０】
例Ｄおよび例Ｅは、簡単な「喫煙休憩」のための短いタバコ柱状部材（column）と長いフィルタとを備えた本発明のフィルタ付きシガレットを示す。冷却効果とは別に、シガレットの端部は点火する時に喫煙者の鼻および顔から快適な距離だけ離されるので長いタバコが望まれる。これら例では、従来のシガレット用の紙におけるタバコ柱状部材の長さは３０ｍｍであり、本発明のフィルタロッドの長さは５１ｍｍである。また、タバコ柱状部材は例Ｄでは通気性がない従来の先端オーバーラップ式ラップによって、例Ｅでは通気性を与えるように微孔があけられた従来の先端オーバーラップ式ラップによってタバコロッドに連結される。フィルタロッドは単繊維が５デニールである可塑性アチルセルロースのトウから成る熱形成された一体的なボディであり、開いた口側端部から長さが１７ｍｍであるフィルタプラグまで延びる。フィルタプラグはタバコロッドに当接すると共に上流端においてチューブ状ボディを閉じる。タバコおよびフィルタロッドの外径は２４．５ｍｍであり、フィルタロッドのチューブ状ボディの壁の厚さは１．５ｍｍである。
【００３１】
例Ｄおよび例Ｅの他のデータを以下の表に示す。
【表３】

【００３２】
本発明の好適な実施例にはフィルタ材料（好ましくは接着された繊維および／または単繊維材料）の熱形成が含まれ、この熱形成により（端部においてまたは中間領域において）比較的短いフィルタプラグによって閉じられた比較的長くて薄い壁のチューブ状ボディを有する一体的なボディが提供される。このような特性を組み合わせることにより迅速に且つ経済的に製造可能なフィルタが提供され、このフィルタは製造、処理、保管および使用時に損傷を受けずに耐えるのに十分に強く、且つ冷却しながらも制御されたフィルタ効果によって満足な喫煙を提供し、さらに（例えば二口または三口または四口程度の）比較的短いタバコロッドと共に使用するのに特に適する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の熱形成されたフィルタロッドの概略断面側面図である。
【図２】 リング状先端付設部材によってパピロシフィルタ式タバコに組み込まれたフィルタロッドの図１と同様な図である。
【図３】 先端オーバーラップ式ラップによってパピロシフィルタ式タバコに組み込まれたフィルタロッドの図１と同様な図である。
【図４】 口側端部においてフィルタプラグをフィルタ付きシガレットに組み込まれたフィルタロッドの図１と同様な図である。
【図５】 本発明の別の熱形成されたフィルタロッドの概略断面側面図である。

Claims (12)

1. 熱形成された一体的なフィルタロッドであって、端から端まで均一の外周及び形状であり且つ口側端部で開いていると共に他方の端部でタバコ用煙フィルタ材料のフィルタプラグによって閉鎖されているフィルタロッドから成る、タバコ用煙フィルタ。
2. 熱形成された一体的なフィルタロッドであって、端から端まで均一の外周及び形状であり且つ口側端部で開いていると共に他方の端部でタバコ用煙フィルタ材料のフィルタプラグによって閉鎖されているフィルタロッドと、
   付加的に上記フィルタロッド周りのロッドラップとから成る、タバコ用煙フィルタ。
3. 上記フィルタプラグの長さは８ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載のタバコ用煙フィルタ。
4. 上記フィルタプラグはフィルタロッドの残りの部分よりも短い、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタバコ用煙フィルタ。
5. 上記フィルタロッドは可塑化されたアセチルセルロースの繊維または単繊維を束ねたトウから熱形成される請求項１〜４のいずれか一つに記載のタバコ用煙フィルタ。
6. 上記ロッドラップは長手方向においてフィルタロッドと同一の長さである請求項１〜５のいずれか一つに記載のタバコ用煙フィルタ。
7. 上記ロッドラップは通気性のあるラップである、請求項６に記載のタバコ用煙フィルタ。
8. 巻きタバコロッドに連結された、請求項１〜７のいずれか１項に記載のタバコ用煙フィルタ。
9. リング状先端付設部材によって巻きタバコロッドに連結された、請求項８に記載のタバコ用煙フィルタ。
10. 先端オーバーラップ式ラップによって巻きタバコロッドに連結された、請求項８に記載のタバコ用煙フィルタ。
11. 当該タバコ用煙フィルタは通気性がある、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタバコ用煙フィルタ。
12. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のロッドが切り出される一体的な整数倍の長さのロッドであって、各端部に上記フィルタプラグを有する、整数倍の長さのロッド。

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