JP2016220545A - シガレット用のフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】喫煙時におけるパフの回数が増えても、吸着材による煙成分の吸着能を回復することができるシガレット用のフィルタを提供する。【解決手段】タバコ刻を巻紙により巻いたタバコロッドの一端に接続されるシガレット用のフィルタ４であって、フィルタ４は、煙成分を吸着する吸着材と成形用バインダーとを含む成形体である成形吸着材５を内蔵しており、成形吸着材５は喫煙時における押圧動作によって圧壊可能に構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、シガレット用のフィルタに関する。

シガレットの吸い口側にフィルタが設けられたフィルタシガレットが広く知られている。フィルタシガレットは、タバコ刻が巻紙によって巻かれたタバコロッド（巻部）の一端にチップペーパーを介してフィルタが接続されている。このようなシガレット用のフィルタは、例えばアセテート繊維束などの濾材を巻取紙により包み込むことで形成されている。

近年、シガレットの喫味をマイルドにする方法として、活性炭などといった主流煙に含まれる煙成分の吸着能を有する吸着材をフィルタ内に組み込む技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００１−１２０２５０号公報

しかしながら、活性炭などの吸着材をフィルタ内に配置する方法が知られているが、喫煙（パフ）の進行に伴って吸着材による煙成分の吸着能が徐々に減少するという課題があった。本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、喫煙時におけるパフの回数が増えても、吸着材による煙成分の吸着能を回復することができるシガレット用のフィルタを提供することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。すなわち、本発明に係るシガレット用のフィルタは、タバコ刻を巻紙により巻いたタバコロッドの一端に接続されるシガレット用のフィルタであって、前記フィルタは、前記煙成分を吸着する吸着材と成形用バインダーとを含む成形体である成形吸着材を内蔵しており、前記成形吸着材は喫煙時における押圧動作によって圧壊可能に構成されている。

本発明によれば、喫煙時における押圧動作によって成形吸着材が圧壊されることで、成形吸着材に担持された吸着材の主流煙と接触可能な部分の表面積が圧壊前に比べて増加する。従って、成形吸着材を圧壊させることにより、成形吸着材における煙成分の吸着能を回復させることができる。よって、本発明によれば、喫煙時におけるパフの回数が増えても、吸着材による煙成分の吸着能を回復することができる。

また、本発明において、前記成形吸着材は、前記フィルタの横断面の一部を占有しており、前記フィルタにおける横断面のうち、前記成形吸着材によって占有されていない中空部に主流煙を流通させる煙流路が形成されていてもよい。中空部に形成される煙流路を通じて主流煙を下流側に円滑に導くと共に、中空部を通過する主流煙の煙成分を吸着材に吸着させることができる。また、本発明において、前記成形吸着材は柱形状を有し、前記フィルタの長手軸方向に延伸する連通孔が前記煙流路として形成されていてもよい。

また、本発明において、前記成形吸着材の一部に、肉厚を他の部位に比べて小さくする
ことで、押圧動作時に該成形吸着材を圧壊させ易くする薄肉部が形成されていてもよい。このように成形吸着材の一部に薄肉部を配置することで、押圧動作時に成形吸着材を一段と容易に圧壊させることができる。また、このように構成することで、押圧動作時においては薄肉部を境にして成形吸着材を複数の小片に分割することができる。そのため、成形吸着材において薄肉部を形成する数および位置を調整することで、圧壊時に成形吸着材を小片に分割する数およびその大きさを設定することができる。これにより、成形吸着材を圧壊させた後の吸着材の主流煙と接触可能な部分の表面積を所望の大きさに調整し易くなる。その結果、圧壊させた後における成形吸着材による煙成分の吸着能を好適に調整することができる。

また、本発明に係るフィルタは、前記成形吸着材の外周部を覆うように配置され、前記成形吸着材が圧壊された際に前記フィルタの巻取紙およびチップ紙のうち少なくとも何れか一方が破損することを抑制する保護部を、更に有していてもよい。このようにフィルタを構成することで、押圧動作する際に巻取紙（プラグラップ）およびチップ紙が破損することを好適に抑制できる。なお、上記保護材は、成形吸着材を濾材と一体に巻き取る巻取紙やチップ紙等を兼ねていてもよいし、これらと別部材であってもよい。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて採用することができる。

本発明によれば、喫煙時におけるパフの回数が増えても、吸着材による煙成分の吸着能を回復することができるシガレット用のフィルタを提供することができる。

実施形態１に係るシガレットの側面図である。 実施形態１に係るシガレットの概略構造を示す図である。 実施形態１に係る活性炭成形体の斜視図である。 図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 活性炭成形体における煙成分吸着能とパフ回数との関係の一例を示す図である。 圧壊された活性炭成形体の一例を示す図である。 活性炭成形体の変形例を示す図である（１）。 活性炭成形体の変形例を示す図である（２）。 活性炭成形体の変形例を示す図である（３）。 実施形態２に係るフィルタの横断面を示す図である。 圧壊された活性炭成形体の一例を示す図である。

ここで、本発明に係るシガレット用のフィルタの実施形態について、図面に基づいて説明する。また、本実施形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

<実施形態１>
図１は、実施形態１に係るシガレット１の側面図である。図２は、実施形態１に係るシガレット１の概略構造を示す図である。シガレット１は、タバコロッド２と、このタバコロッド２の一端にチップ紙（チップペーパー）３を介して接続されたフィルタ４とを有している。タバコロッド２は、タバコ刻２１を巻紙２２で巻き取ったものであり、円柱状（棒形状）に成形されている。タバコロッド２は、「単巻部」と呼ばれる場合もある。また
、フィルタ４も、図１に示すように円柱状（棒形状）に成形されている。図１における矢印Ａは、シガレット１（タバコロッド２、フィルタ４）の長手軸方向を示している。以下、本明細書では、シガレット１（タバコロッド２、フィルタ４）の長手軸に直交する断面を、以下では「横断面」と呼ぶ。

フィルタ４は、シガレット１の喫煙時に発生する主流煙を通過させた際に、主流煙に含まれる煙成分を濾過（ろか）するための部材である。以下、フィルタ４のうち、タバコロッド２と接続される方の端部を「接続端４０」と呼び、この接続端とは反対側の端部を「吸い口端４１」と呼ぶ。フィルタ４の吸い口端４１は、喫煙時に喫煙者によって咥えられる方の端部である。

フィルタ４の内部には、タバコロッド２の接続端４０側から活性炭成形体５（成形吸着材）、フィルタセグメント６がこれらの順に配置されている。フィルタセグメント６は、例えば、セルロースアセテートを円柱状に成形した繊維束を巻取紙で巻き取った濾材（濾過材）である。活性炭成形体５は、主流煙に含まれる煙成分を吸着する吸着材としての活性炭、成形用バインダー、および炭酸カルシウムを混合して成形した成形体である。図３は、本実施形態に係る活性炭成形体５の斜視図である。図３に示される活性炭成形体５は、円柱形状（円筒形状）を有し、長手軸方向に沿って延伸する連通孔５１が形成されている。符号５ａ，５ｂは、活性炭成形体５の長手軸方向における前端面および後端面である。活性炭成形体５の連通孔５１は、活性炭成形体５の前端面５ａから後端面５ｂにかけて長手軸方向に平行に延伸する貫通孔である。図３に示す例では、円形断面を有する単一の連通孔５１が活性炭成形体５に設けられているが、連通孔５１の断面形状および数は適宜変更することができる。

活性炭成形体５は、その長手軸方向がフィルタ４の長手軸方向と平行になるようにフィルタ４に内蔵されている。より詳しくは、活性炭成形体５は、前端面５ａがフィルタ４の接続端４０側に対向し、後端面５ｂが吸い口端４１に対向するような姿勢でフィルタ４内に配置されている。図４は、図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。図４は、フィルタ４の横断面を示している。図４に示すように、フィルタ４の最外層がチップ紙３によって構成されている。そして、チップ紙３からフィルタ４の中心側に向かって、巻取紙であるプラグラップ７、活性炭成形体５が配置されている。

プラグラップ７は、活性炭成形体５およびフィルタセグメント６の外周を巻き取る巻取紙である。活性炭成形体５およびフィルタセグメント６はプラグラップ７によって巻き取られることで一体化しており、その結果、フィルタ４が成形されている。また、タバコロッド２およびフィルタ４は、チップ紙３により巻かれて一体に接続されている。チップ紙３は、フィルタ４の外周全体を覆い、かつ、タバコロッド２における巻紙２２の端部側を覆うようにして、プラグラップ７および巻紙２２に接着されている。

図４に示すように、活性炭成形体５は、フィルタ４の横断面の一部を占有しており、フィルタ４における横断面のうち活性炭成形体５によって占有されていない中空部として連通孔５１が形成されている。活性炭成形体５の長手軸方向に沿って延伸する連通孔５１は、喫煙時において主流煙を流通させる煙流路として機能する。

本実施形態に係る活性炭成形体５は、上記のように活性炭、成形用バインダー、および炭酸カルシウムを混合して成形した成形体である。活性炭としては、通常チャコールフィルターに使用されているシガレットフィルター用活性炭を用いることができる。成形用バインダーとしては、有機系バインダーであってもよいし、無機系バインダーであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。本実施形態では、成形用バインダーとしてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いるようにしているが、これには限定されない
。

活性炭成形体５は、例えば押し出し成形法によって好適に製造することができる。但し、活性炭成形体５の製造方法は種々の方法を採用することができる。ここで、押出成形法による活性炭成形体５の製造工程を例示すると、所定量の活性炭、ＣＭＣ、および炭酸カルシウムを軽く混ぜ合わせたものに所定量の水を加え、ミキサーによって所定時間ミキシングする。そして、押出成形機（造粒機）を用いてミキシング後の混合材料を加圧した状態で金型から押出す押出成形を行うことで活性炭成形体５を得ることが可能である。

本実施形態における活性炭成形体５は、喫煙時における喫煙者による押圧（圧壊）動作によって圧壊（圧潰）可能に形成されている。ここでいう圧壊動作とは、シガレット１を喫煙する喫煙者が、フィルタ４を摘む（把持する）指によって適度の圧力を活性炭成形体５に加える動作を指す。ここで、活性炭成形体５が圧壊されていない状態、すなわち図３に示す活性炭成形体５の状態を「非圧壊状態」と呼び、圧壊動作によって活性炭成形体５が圧壊された状態を「圧壊状態」と呼ぶ。喫煙者がシガレット１の喫煙を開始する時点では、活性炭成形体５は圧壊されていない非圧壊状態にある。活性炭成形体５は、上記の通り主流煙に含まれる煙成分を吸着する活性炭の成形体であり、活性炭成形体５の表面積（より詳しくは、主流煙と接触可能な部分の表面積）が大きい程、煙成分の吸着能（以下、「煙成分吸着能」という）が大きくなる。そして、喫煙時におけるパフ回数が増えるに従い、活性炭成形体５における活性炭に吸着される煙成分の吸着量が増えてゆくため、活性炭成形体５の煙成分吸着能は徐々に減少することになる。

図５に、活性炭成形体５における煙成分吸着能と、パフ回数との関係の一例を示す。本実施形態において、活性炭成形体５に含有される活性炭の重量は、シガレット１の喫煙開始時において、活性炭成形体５における煙成分吸着能が所定の要求性能を満たすように調整されている。喫煙開始時における活性炭成形体５の煙成分吸着能を「初期吸着能」と定義すると、活性炭成形体５の煙成分吸着能はパフ回数の増加に伴って初期吸着能から徐々に減少してゆく。

喫煙者は、喫煙時における任意のタイミングで、上述した圧壊動作を行う。喫煙者によって圧壊動作が行われると、フィルタ４に内蔵された活性炭成形体５が圧壊される。図６は、圧壊された活性炭成形体５の一例を示す図である。図６に示すように、活性炭成形体５が圧壊されて複数の小片に分割されると、活性炭成形体５の主流煙と接触可能な部分の表面積が、非圧壊状態に比べて増加する。例えば、図６に示す例では、活性炭成形体５が圧壊されることを契機に、煙吸着能がＡ点からＢ点まで回復する。ここで、活性炭成形体５の圧壊前後における主流煙と接触可能な部分の表面積の増加度合いが大きい程、活性炭成形体５における煙成分吸着能の回復度合いも大きくなる。なお、典型的には、パフ回数の増加に伴って喫味特性が変化したと喫煙者が感じるタイミングで、喫煙者による圧壊動作が行われる。

以上のように、本実施形態におけるフィルタ４によれば、喫煙者による圧壊動作によって圧壊可能に形成された活性炭成形体５が内蔵されているため、喫煙者が望む任意のタイミングにおいて、活性炭成形体５における煙成分吸着能を回復することができる。その結果、シガレット１の喫味を変化させることができる。

また、本実施形態におけるフィルタ４は、上記の通り、喫煙時における押圧動作によって活性炭成形体５が圧壊される。その際、圧壊した活性炭成形体５が複数の小片に分割されることになるが、例えば、喫煙者が活性炭成形体５を押圧する力が強すぎた場合、プラグラップ７およびチップ紙３が破れてしまう虞がある。

そこで、本実施形態におけるフィルタ４においては、活性炭成形体５を圧壊するために押圧動作する際、プラグラップ７およびチップ紙３が破損することを抑制するための保護材を、活性炭成形体５の外周部を覆うように配置するようにするとよい。この保護材は、例えば、厚さや坪量が比較的大きな紙によって形成されてもよいし、プラスチック等の樹脂によって形成されてもよいし、セロハンテープ（セロテープ（登録商標））によって形成されてもよい。また、上記保護材は、プラグラップ７（巻取紙）およびチップ紙３の少なくとも一方を兼ねていてもよい。本実施形態では、例えば、活性炭成形体５およびフィルタセグメント６を一体に巻き取るプラグラップ７をプラスチックによって形成することで、プラグラップ７が保護材を兼ねている。このように活性炭成形体５の外周部を保護材（本実施形態では、プラスチック製のプラグラップ７）によって覆うことにより、押圧動作する際にプラグラップ７およびチップ紙３が破損することを好適に抑制できる。なお、本実施形態では、プラグラップ７が活性炭成形体５の外周部を覆う保護材を兼ねているが、チップ紙３のうち少なくとも活性炭成形体５の外周部を覆う部分をプラスチック等によって形成することで保護材を兼ねるようにしてもよい。また、活性炭成形体５の外周部を覆う保護材を、プラグラップ７やチップ紙３と別部材として配置してもよい。

ところで、本実施形態における活性炭成形体５は、上記の通り吸着材としての活性炭、成形用バインダーとしてのＣＭＣ、および炭酸カルシウムを混合して成形した成形体である。ここで、活性炭成形体５における活性炭、ＣＭＣ、炭酸カルシウムの配合比率を変えることで、活性炭成形体５の煙成分吸着能および圧壊強度（破壊強度）をそれぞれ変更することができる。例えば、活性炭成形体５に含まれる炭酸カルシウムに対する活性炭の比率を「活性炭比率」と定義する。ここで、活性炭成形体５における活性炭比率が大きい程、活性炭成形体５の初期吸着能が大きくなると共に圧壊強度が小さくなる。一方、活性炭成形体５における活性炭比率が小さい程、活性炭成形体５の初期吸着能が小さくなると共に圧壊強度が大きくなる。本実施形態では、活性炭成形体５の初期吸着能および圧壊強度の双方が適正な範囲にバランスよく収まるように、活性炭成形体５の活性炭比率が決定されている。なお、活性炭成形体５における圧壊強度の適正範囲とは、例えば、不用意に圧壊するほど活性炭成形体５は脆弱ではないが、喫煙者が指で適度な力で押圧することで活性炭成形体５を圧壊可能な圧壊強度の範囲を指す。本実施形態では、例えば、活性炭成形体５における活性炭、ＣＭＣ、炭酸カルシウムの配合比率を、それぞれ８０％、５％、１５％程度に設定しているが、この配合比率は、活性炭成形体５に要求される初期吸着能および圧壊強度に応じて適宜変更することができる。

ここで、活性炭成形体５を製造する実施例について説明する。活性炭成形体５の製造に際して、所定量の活性炭（例えば、クラレケミカル社製 SA2300 粒径0.2μｍ）、ＣＭＣ
（例えば、第一工業製薬ジャブ式会社製 セロゲン F-SA）、および炭酸カルシウム（例えば、白石工業株式会社製 PC-700）を用意し、これらを軽く混ぜて均一にした。そして、
これら活性炭、ＣＭＣ、炭酸カルシウムに所定量の水を加え、ミキサー（株式会社愛工舎製作所 ケンミックス）を用いて、常温で５分間ミキシングした。そして、ミキシング後
の混合材料を押出成形機（不二パウダル社製）を用いて押出成形したものを、乾燥機（ヤマト科学株式会社 Fine Oven DH42）を用いて１００℃で１２時間以上乾燥させることで
、長尺の押出成形体を得た。そして、長尺の押出成形体を所定長さに切断することで、活性炭成形体５を作製した。

<変形例>
図７Ａ〜図７Ｃは、活性炭成形体５の変形例を示す図である。上記のように、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、活性炭成形体５における連通孔５１の断面形状および数は適宜変更することができる。また、図７Ｃに示すように、本実施形態における活性炭成形体５は、必ずしも連通孔５１を備える必要は無い。すなわち、フィルタ４における横断面の一部を占有するように活性炭成形体５を設け、フィルタ４における横断面のうち活性炭成形
体５によって占有されていない中空部５１Ａに主流煙を流通させる煙流路を形成してもよい。図７に示すような活性炭成形体５においても、中空部５１Ａを通過する主流煙の煙成分を活性炭成形体５に担持させた活性炭によって吸着することができると共に、この活性炭成形体５を圧壊することでその煙成分吸着能を回復（増加）することができる。

<実施形態２>
次に、実施形態２に係る活性炭成形体５００について説明する。図８は、実施形態２に係るフィルタ４Ａの横断面を示す図である。本実施形態における活性炭成形体５００は、その一部に薄肉部５２が設けられている。薄肉部５２は、他の部位に比べて肉厚が小さく形成された部分であり、押圧動作時に活性炭成形体５００を圧壊させ易くするための構成要素である。図８に示す例では、薄肉部５２を、活性炭成形体５００の横断面における４箇所に設けているが、その数および位置は適宜変更することができる。本実施形態のように、活性炭成形体５００に薄肉部５２を形成することにより、押圧動作時に活性炭成形体５００を一段と容易に圧壊させることができる。

また、図９に、喫煙時における押圧動作によって圧壊された状態の活性炭成形体５００を示す。図９に示すように、活性炭成形体５００における薄肉部５２は、他の部位に比べて脆弱な部分と言えるため、押圧動作時においては薄肉部５２を境にして活性炭成形体５００が複数の小片５００Ａ〜Ｄに分割される。よって、薄肉部５２を形成する数および位置を調整することで、活性炭成形体５００を圧壊させることで得られる小片５００Ａ〜Ｄの数および大きさを設定することができる。つまり、活性炭成形体５００を圧壊させた後の活性炭の主流煙と接触可能な部分の表面積を所望の大きさに調整し易くなる。その結果、圧壊させた後における活性炭成形体５００の煙成分吸着能を好適に調整することができる。

以上、本発明の好適な実施形態および変形例を説明したが、本発明に係るシガレット用のフィルタは、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者にとって自明である。例えば、上述までの実施形態および変形例では、成形吸着材の一例として活性炭成形体５を挙げて説明したが、吸着材と成形用バインダーとを含む成形体であれば活性炭成形体５に限定されるものではない。活性炭成形体５の代わりに、例えば、カオリン、ゼオライト、シリカゲル、多孔性セルロース粒子等の吸着材を適用して成形吸着材を形成してもよい。

１・・・シガレット
２・・・タバコロッド
３・・・チップ紙
４・・・フィルタ
５・・・活性炭成形体
６・・・フィルタセグメント
７・・・プラグラップ
２１・・・タバコ刻
２２・・・巻紙
４０・・・接続端
４１・・・吸い口端
５１・・・連通孔
５２・・・薄肉部

Claims (5)

1. タバコ刻を巻紙により巻いたタバコロッドの一端に接続されるシガレット用のフィルタであって、
   前記フィルタは、
   前記煙成分を吸着する吸着材と成形用バインダーとを含む成形体である成形吸着材を内蔵しており、
   前記成形吸着材は喫煙時における押圧動作によって圧壊可能に構成されている、
   シガレット用のフィルタ。
2. 前記成形吸着材は、前記フィルタの横断面の一部を占有しており、
   前記フィルタにおける横断面のうち、前記成形吸着材によって占有されていない中空部に主流煙を流通させる煙流路が形成されている、
   請求項１に記載のシガレット用のフィルタ。
3. 前記成形吸着材は柱形状を有し、
   前記フィルタの長手軸方向に延伸する連通孔が前記煙流路として形成されている、
   請求項２に記載のシガレット用のフィルタ。
4. 前記成形吸着材の一部に、肉厚を他の部位に比べて小さくすることで、押圧動作時に該成形吸着材を圧壊させ易くする薄肉部が形成されている、
   請求項１から３の何れか１項に記載のシガレット用のフィルタ。
5. 前記成形吸着材の外周部を覆うように配置され、前記成形吸着材が圧壊された際に前記フィルタの巻取紙およびチップ紙のうち少なくとも何れか一方が破損することを抑制する保護材を、更に有する、
   請求項１から４の何れか１項に記載のシガレット用のフィルタ。

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