JP2009542250A - 埋め込みフィルタセグメントを備えた喫煙物品 - Google Patents

Abstract

喫煙材料２１のシリンダ２０と、喫煙材料のシリンダに取り付けられたフィルタシステムとを有する喫煙物品。フィルタシステムは、フィルタ材料の上流側プラグ４２と、フィルタ材料の下流側プラグ４６と、フィルタ材料の上流側プラグ４２及びフィルタ材料の下流側プラグ４６間のキャビティとを含む。流れ絞り器７０は、キャビティ内に位置付けられ、少なくとも１つのオリフィスと、喫煙物品に対して換気を提供する一連の穿孔６０とを有する。
【選択図】図２

Description

シガレットは通常、連邦取引委員会（ＦＴＣ）により１９６７年に制定された標準試験手順によるタールの送出（ニコチン無し、乾燥粒子状物質）に応じて分類される。ＦＴＣ法は、３５ｃｍ³容積にて持続時間２秒で各６０秒のインターバルを置いた機械吸引による吸煙を含む。国際標準化機構（ＩＳＯ）も同様の喫煙規格を有する。

１９９０年代には、いわゆる極度な喫煙制度の１つである、マサチューセッツ公衆衛生局（ＭＤＰＨ）の規格を含む追加の喫煙規格が提案された。ＭＤＰＨ法は、シガレットフィルタの換気孔が５０％を塞いだ状態で、４５ｃｍ³容積にて持続時間２秒で各３０秒のインターバルを置いた機械吸引による吸煙を含む。

市販の端部着火式シガレットは、吸煙の吸引容積、吸引頻度、及び／又は吸煙持続時間が増大し、及び／又は換気孔の全体又は一部が塞がれた場合、ＦＴＣ送出よりも多くのタールが生成される傾向があることが分かった。この傾向は、例えば、タール（ＦＴＣ）とタール（ＭＤＰＨ）の測定の差に反映されており、タール（ＭＤＰＨ）は、タール（ＦＴＣ）よりも強い吸引条件を示している。

シガレットの形態の喫煙物品の斜視図である。 図１の喫煙物品の断面図である。 チップペーパーが部分的に包装されていない図１の喫煙物品の断面図である。 図２の線４−４に沿った図である。 図４の喫煙物品の流れ絞り器の側面図である。 別の流れ絞り器及びプラグの概略図である。

図１及び２を参照すると、シガレットの形態の喫煙物品１０は通常、外側を囲む外側ラッパー３０内に収容される喫煙物質２１のタバコロッド２０を含む。外側ラッパー３０は通常、多孔性の包装材料又は紙ラッパーである。タバコロッド２０は、着火端部１２とチップ端部１４（図２）とを有する。喫煙物質２１は、細断タバコ又はタバコのブレンド（通常「カットフィラー」と呼ばれる）が好ましい。しかしながら、あらゆる好適な喫煙材料２１を用いることができる。

喫煙物品１０はまた、タバコロッド２０のチップ端部１４に隣接したフィルタシステム４０を含み、フィルタシステム４０とタバコロッド２０は、末端間をつないだ関係で、好ましくは互いに当接して軸方向に整列するようにされる。フィルタシステム４０は、ほぼ円筒状の形状を有し、その直径は、本質的にタバコロッド２０の直径に等しい。フィルタシステム４０の両端部（すなわち、上流側端部１６（図２）と下流側端部１８）は、空気及び煙が通ることができるように開かれている。フィルタシステム４０は、フィルタ材料の複数のプラグ４２、４６（図２）と、プラグ包装紙４８により囲まれる流れ絞り器４４（図２）とを含む。プラグ包装紙４８は通常は紙であり、任意選択的に炭素質材料が組み込まれる。プラグ包装紙４８は、フィルタシステム４０の全長を囲む。

フィルタシステム４０は、チップ材料５０によりタバコロッド２０に取り付けられ、該チップ材料５０は、フィルタシステム４０の全長とタバコロッド２０の隣接する領域の両方を囲む。チップ材料５０は通常、紙様製品であるが、あらゆる好適な材料を用いることができる。チップ材料５０の内側表面は、プラグ包装紙４８の外側表面及びタバコロッド２０の包装材料３０の外側表面に好適な接着剤を用いて固定される。換気又は空気希釈される喫煙物品１０は、各々がチップ材料５０及び（任意選択的に）プラグ包装紙４８を貫通して延びる一連の換気孔又は穿孔６０のような空気希釈手段を備えることができる。図１に示すように、主流煙の換気は、フィルタシステム４０に沿ってある位置の周りにある換気孔又は穿孔の円周方向の列（図１）又は複数の列により達成することができる。好ましい実施形態において、ＭＤＰＨ法とＦＴＣ／ＩＳＯ法との間の総粒子状物質（ＴＰＭ）とタール収率の比率は、高い香味送出シガレット、又は低又は超低香味送出シガレットでは比較的一定である。

喫煙物品１０が点火すると、主流煙がタバコロッド２０により生成され、該タバコロッド２０からフィルタシステム４０を通って吸引される。ここで、フィルタシステム４０と他の特徴部との間の「上流側」及び「下流側」の相対位置は、タバコロッド２０からフィルタシステム４０を通って吸引されたときの主流煙の方向と関連して記述される。

図２は、少なくとも１つの絞り器部材７０を有する流れ絞り器４４を備えた喫煙物品１０の１つの実施形態による図１のシガレットの断面図を示している。図２に示すように、フィルタシステム４０は、フィルタ材料の第１の又は上流側プラグ４２と、流れ絞り器４４と、フィルタ材料の第２の又は下流側プラグ４６とから構成される。流れ絞り器４４は、少なくとも１つのオリフィス７２（図４）、更に好ましくは少なくとも２つのオリフィス７２を有する絞り器部材７０を含む。

図２に示すように、フィルタ材料の上流側プラグ４２及びフィルタ材料の下流側プラグ４６は、ほぼ円筒状の形状と、本質的にタバコロッド２０の直径に等しい外径とを有する。フィルタ材料は好ましくはセルロースアセテートである。しかしながら、フィルタ材料は、活性炭が全体的に混合された（カーボンオントウと呼ばれることが多い）セルロースアセテート、又は他の何らかの好適なフィルタ材料及び／又は香味料などの添加物から構成可能である点は理解することができる。約８０から１６０ｍｍの全長５８を有する喫煙物品１０において、フィルタシステム４０は通常、約１５から４０ｍｍの全長５６を有する。フィルタシステム４０はまた、流れ絞り器４４の下流側に複数の換気孔又は穿孔６０を含むことができる。使用時には、絞り器部材７０及び下流側換気孔を備えたフィルタシステム４０を組み込んだシガレット又は喫煙物品１０は、流量又は吸煙容積の増大に伴って濾過効率を高めることによって総粒子状物質（ＴＰＭ）とタール収率の比率を最小にする。具体的には、喫煙者が曝露されるＴＰＭ又はタールの範囲は、吸煙容積を増大することにより低減され、全香味送出シガレット及び低又は超低香味送出シガレットでは、Ｔａｒ（ｍｇ／シガレット）_MDPH／Ｔａｒ（ｍｇ／シガレット）_FTCの比率がより均一にされる。加えて、シガレットの最初の吸煙の方が、同じシガレットでの後続の吸煙よりも多くの香味を送出することができる（すなわちより多くの香味を知覚することができる）ことが一般に観察されている。

図３は、絞り器部材７０と上流側プラグ４２とを備えた喫煙物品１０の断面図である。フィルタシステム４０の上流側プラグ４２は、フィルタ材料のカーボンオントウプラグの形態で、活性炭材料と全体的に混合されたセルロースアセテート成分を含む。また、フィルタ材料のプラグ４２、４６は、セルロースアセテート材料の上流側プラグ４２及び下流側プラグ４６の内部に又は隣接して設けられたキャビティ内に活性炭を含むことができる点も理解することができる。或いは、フィルタ材料の上流側プラグ４２及び下流側プラグ４６は、活性炭又は他の気体蒸気相吸着剤を含むことができる。

図３において、矢印は、流れ絞り器部材７０内の開口を通過した、タバコロッドからの主流煙の流れを示している。主流煙内の粒子状物質の一部は、フィルタ材料の下流側プラグ４６の端面上に堆積される。追加の矢印は、換気孔を通ってフィルタ内に入る換気空気の流れを示している。主流煙が連続してフィルタ材料の下流側プラグ４６を通過すると、換気空気が下流側プラグ４６に入り、主流煙は下流側プラグ４６の中心に向かって移動する傾向になる。

図４は、図２及び図３の線４−４に沿った喫煙物品１０の流れ絞り器部材７０を示している。図４に示すように、流れ絞り器部材７０は、複数のオリフィス７２を有する。絞り器部材７０は、好ましくは約７．０ｍｍから８．０ｍｍ、より好ましくは約７．４ｍｍから７．８ｍｍの直径１１０を有する。絞り器部材７０は、好ましくは少なくとも２つのオリフィス７２を有し、該オリフィスは各々、約０．２ｍｍから約０．８ｍｍ、より好ましくは約０．３ｍｍから０．６ｍｍ、最も好ましくは約０．４ｍｍの直径１１２を有する。絞り器部材７０は、紙、プラスチック、又は金属で作られ、より好ましくは紙製品又は分解性を有する他の好適な材料で作ることができる。絞り器部材は、発泡セルロースもしくは発泡セルロースアセテート、或いは、絞り器部材７０の所望の形状に発泡させることができる他の何らかのタイプのセルロース系材料又はセルロースアセテートで作られるのが好ましい。セルロース系材料は、タバコ茎から得られるセルロース系材料など、タバコから得ることができる。

図５は、喫煙物品１０の絞り器部材７０の側面図である。図５に示すように、絞り器部材７０は、好ましくは約２．０ｍｍから６．０ｍｍ、より好ましくは約３．０ｍｍから５．０ｍｍの外側幅１１４と、約１．０ｍｍから３．０ｍｍ、より好ましくは約１．５ｍｍから２．２５ｍｍの内側幅１１５とを有する。間隔１１６（すなわち、２つに分割された、外側幅１１４と内側幅１１５との間の差）は、好ましくは約１．５ｍｍから約２．２５ｍｍである。外側幅１１４と内側幅１１５との差により生成される間隔１１６は、上流側キャビティ１１８と下流側キャビティ１１９とを形成する。上流側キャビティ１１８は、フィルタ材料の上流側プラグ４２と流れ絞り器４４との間に位置付けられ、下流側キャビティ１１９は、流れ絞り器４４とフィルタ材料の下流側プラグ４６との間に位置付けられる。特に流れ絞り器と下流側フィルタプラグとの間の間隔を変えると、粒子状物質の除去のフィルタ効率を変えることができる。同様に、オリフィスから出て下流側フィルタプラグの端面に衝突する主流煙の速度は、主流煙から粒子状物質を除去するフィルタ効率に影響を与える。一般に、速度が高くなると、下流側フィルタプラグの端面で主流煙から除去される粒子状物質がより多くなる。

流れ絞り器の環状部分は、下流側フィルタプラグの端面から好ましくは約１ｍｍから５ｍｍ、より好ましくは１ｍｍから３ｍｍ離間して配置される。

図６は、絞り器部材７０に向かってオリフィス７２を通る主流煙の流れを概略的に示している。主流煙がオリフィス７２を通過することにより、主流煙の速度は、タバコロッドを通る主流煙の速度に比べてかなり高速になる。流れ絞り器部材７０のオリフィス７２から出ると、主流煙のより大きな粒子が下流側プラグ４６の端面に衝突し、その結果、粒子状物質は、端面の外縁付近に灰色スポットで示されるように、下流側プラグ４６の端面上に収集される。これらの灰色スポットは、絞り器部材７０の周りのオリフィス７２の位置に直接相当する。

フィルタ材料の上流側プラグ４２及びフィルタ材料の下流側プラグ４６は、ほぼ円筒状の形状と、本質的にタバコロッド２０の外径に等しい外径とを有する。フィルタ材料は好ましくはセルロースアセテート材料である。しかしながら、フィルタ材料は、カーボンオントウ又は他のあらゆる好適なフィルタ材料であってもよい。約８０から１６０ｍｍの全長を有する喫煙物品１０において、フィルタシステム４０は通常、長さ約１５から４０ｍｍの全長を有する。フィルタ材料の各プラグ４２、４６は等しい長さを有することができ、或いは上流側プラグ４２及び下流側プラグ４６は、異なる長さであってもよい。また、フィルタ材料の上流側プラグ４２及び下流側プラグ４６の長さは、活性炭又は他の気体蒸発相吸着剤もしくは添加材料などのフィルタ材料内の追加の材料の存在に依存することができる。

図６に示すように、流れ絞り器４４は、複数のオリフィス７２を有する絞り器部材７０を含み、該オリフィスは、絞り器部材の外周に沿って等間隔で配置されるのが好ましい。好ましくは、絞り器部材は、２つのオリフィスから構成されるが、例えば、４から１２のオリフィス７２、例証として８つのオリフィスを有することができる。しかしながら、あらゆる数のオリフィス７２を用いてもよい点は理解することができる。絞り器部材のオリフィス７２の数並びにこれらのサイズ及び位置は、所望の吸引抵抗（ＲＴＤ）又は圧力低下、及びフィルタ４０の粒子効率によって決まる。オリフィス７２は、好ましくは約０．４ｍｍから約０．８ｍｍの直径を有する。使用時には、シガレットのフィルタは、好ましくは約１１０ｍｍ水位計の吸引抵抗（ＲＴＤ）を有する。

１つの実施形態では、フィルタプラグ４２、４６は、約８．０デニール／フィラメント及び約３５，０００総デニールのセルロースアセテートから構成された低粒子効率のフィルタセグメントであるのが好ましい。１つの実施形態では、流れ絞り器部材は、小直径のオリフィス（又は流れ絞り器）を定める環状部分を含む。好ましくは、流れ絞り器はまた、環状部分の上流側及び下流側に管状本体部分を含む。管状本体部分は、隣接するフィルタセグメントから好ましくは約１ｍｍから約６ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍから３ｍｍ離れた所定距離だけ環状部分を離間させる。加えて、上流側フィルタセグメントは、タバコロッドからのタバコが流れ絞り器の環状部分のオリフィスを遮るのを阻止する。

換気ゾーンは、好ましくはチップペーパーを貫通する換気孔の列により構築される。換気ゾーンは、換気ゾーンを通って吸引される空気が吸い口に到達する前に主流煙と混合できるように、流れ絞り器の下流側に配置される。

換気ゾーン及び流れ絞り器の１つ又は複数の孔は、少なくとも２５％、より好ましくは約５０％から９０％の喫煙物品の換気レベルを達成するのが好ましい。

流れ絞り器は、端部間対称であるのが好ましく、これにより、ロッド製造機が流れ絞り器の端部のどちらの方向に向いているかとは関係なく構成部品が同様に機能するという点で、フィルタロッド製造の迅速化が促進される。好ましくは、流れ絞り器は、喫煙物品１０が少なくとも７０ｍｍ水位計以上、好ましくは９０ｍｍから１２０ｍｍ水位計の範囲、最も好ましくは１１０ｍｍ水位計の吸引抵抗を示すように、十分な圧力低下に寄与するような大きさにされる。好ましくは、流れ絞り器は、約７．０ｍｍから８．０ｍｍ、より好ましくは約７．４ｍｍから７．８ｍｍの直径を有し、この場合流れ絞り器は、約０．５ｍｍから約０．９ｍｍ、より好ましくは約０．５ｍｍから０．７ｍｍの直径の１つ又は任意選択的に少なくとも１つのオリフィスを有するのが好ましい。流れ絞り器の圧力低下は開放面積に依存するので、複数のオリフィスを用いてもよい。例えば、１つの好ましい実施形態では、各々０．５ｍｍ直径の２つのオリフィスがある。

以上の説明は好ましい実施形態のものであり、従って、物品及び該物品を製造する方法の代表的なものに過ぎない点は理解されるであろう。上記の教示に照らして様々な実施形態の変形形態及び修正形態が当業者には容易に明らかであることは理解することができる。従って、添付の請求項に記載された物品及び方法の精神及び範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態並びに代替の実施形態を実施することが可能である。

１０ 喫煙物品
１４ タバコロッドの唇側端部
１６ フィルタシステムの上流側端部
１８ フィルタシステムの下流側端部
２０ タバコロッド
２１ 喫煙物質
４０ フィルタシステム
４２ 上流側プラグ
４４ 流れ絞り器
４６ 下流側プラグ
５０ チップ材料
５２ プラグ外径
５６ フィルタシステムの全長
５８ 喫煙物品の全長
６０ 換気孔又は穿孔
７０ 絞り器部材

Claims (7)

1. 主流煙を発生するように適合されたタバコロッドと、
   上流側端部分と下流側端部分とを有し、前記上流側端部分で主流煙を受けるように構成されたフィルタと、
   を備えた喫煙物品であって、
   前記フィルタが、
   前記上流側端部分にある上流側フィルタプラグセグメントと、
   前記下流側端部分にある下流側フィルタプラグセグメントと、
   前記下流側フィルタプラグセグメントに隣接する位置に設けられた流れ絞りセグメントと、
   を含み、
   前記流れ絞りセグメントが、前記タバコロッドを通る主流煙の速度に比べてより高速度で前記下流側フィルタプラグセグメントの隣接領域に向けて主流煙を配向するように適合され、前記流れ絞りセグメントが、前記下流側フィルタプラグセグメントの端面から少なくとも約１ｍｍだけ離間して配置された少なくとも１つの開口を有し、
   前記フィルタが更に、前記タバコロッドと共に前記フィルタを取り付け、且つ前記下流側フィルタプラグセグメントに沿った位置に空気収容換気ゾーンを有するチップペーパーを含む、
   ことを特徴とする喫煙物品。
2. 前記空気収容換気ゾーンが、前記換気ゾーンで前記チップペーパーを通って延びる穿孔の列を含む、
   請求項１に記載の喫煙物品。
3. 前記流れ絞りセグメントが管状部分と環状部分とを有し、前記環状部分が前記環状部分の周りに円周方向に配置された複数の開口を含み、前記環状部分が前記管状部分によって前記上流側フィルタプラグセグメント及び前記下流側フィルタプラグセグメントから離間して配置され、前記環状部分が前記下流側フィルタプラグセグメントから約１ｍｍから５ｍｍ離間して配置される、
   請求項２に記載の喫煙物品。
4. 主流煙を発生するように適合されたタバコロッドを備えた喫煙物品用フィルタであって、該フィルタが、上流側端部分と下流側端部分とを有し且つ前記上流側端部分で主流煙を受けるように構成され、前記フィルタが更に、
   前記上流側端部分を有する上流側フィルタプラグセグメントと、
   前記下流側端部分を有する下流側フィルタプラグセグメントと、
   前記下流側フィルタプラグセグメントに隣接する位置に設けられた流れ絞りセグメントと、
   を含み、
   前記流れ絞りセグメントが、前記タバコロッドを通る主流煙の速度に比べてより高速度で前記下流側フィルタプラグセグメントの隣接領域に向けて主流煙を配向するように適合され、前記流れ絞りセグメントが、前記下流側フィルタプラグセグメントの端面から少なくとも約１ｍｍだけ離間して配置された少なくとも１つの開口を有する、
   ことを特徴とするフィルタ。
5. 前記流れ絞りセグメントが管状部分と環状部分とを有し、前記環状部分が前記環状部分の周りに円周方向に配置された複数の開口を含む、
   請求項４に記載のフィルタ。
6. 前記流れ絞りセグメントが複数のオリフィスを含み、前記複数のオリフィスの各々が約０．２ｍｍから０．６ｍｍの直径を有する、
   請求項５に記載のフィルタ。
7. 前記上流側フィルタプラグセグメント及び前記下流側フィルタプラグセグメントの少なくとも１つが、低デニールのセルロースアセテートトウを含む、
   請求項６に記載のフィルタ。

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