JP2016501546A

JP2016501546A - 中空管内に流量制限器を含む喫煙物品

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Publication number: JP2016501546A
Application number: JP2015550027A
Authority: JP
Inventors: レオナルドナッピ; クレマンベッソ
Original assignee: フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2033-12-17
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Abstract

喫煙物品のためのフィルターが提供されている。フィルターは、外径および内径を有するフィルター材料の中空管を含む。フィルターは、中空管内に配置された流量制限器をさらに含む。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、流量制限器が中空管内に流量制限器を保持するよう中空管と嵌合するために中空管の内径よりも大きい。こうしたフィルターを備えた喫煙物品も提供されている。【選択図】図２

Description

本発明は、喫煙物品用のフィルターおよびフィルターを備えた喫煙物品に関する。

紙巻たばこなどの可燃性喫煙物品は通常、たばこロッドを形成する紙ラッパーに囲まれた細かく切られたたばこ（普通はカットフィラーの形態）を備える。紙巻たばこは、その一方の端に点火し、細かく切られたたばこロッドを燃焼することにより、消費者によって使用される。次に、消費者は、紙巻たばこの反対側の端（口側の端またはフィルター端）で引き込むことによって主流煙を受ける。細かく切られたたばこは、一種類のたばこでも二種類以上のたばこの混合でもよい。

たばこなどのエアロゾル形成基質が燃焼式ではなく加熱式である数多くの喫煙物品も、当技術で提案されてきた。加熱式喫煙物品では、エアロゾルはエアロゾル形成基質の加熱によって生成される。公知の加熱式喫煙物品には、例えば、エアロゾルが電気的加熱によるか、または可燃性燃料要素または熱源からエアロゾル形成基質への熱の移動により生成される喫煙物品が含まれる。喫煙中、揮発性化合物は、熱源からの熱伝達によってエアロゾル形成基質から放出され、喫煙物品を通して引き込まれた空気中に混入される。放出された化合物が冷めるにつれて凝結してエアロゾルを形成し、これが消費者によって吸い込まれる。また、燃焼または加熱なしに、たばこ材料、たばこ抽出物、またはその他のニコチン源からニコチン含有エアロゾルが生成される喫煙物品が公知である。

喫煙物品、特に紙巻たばこは通常、たばこロッドまたは別のエアロゾル形成基質などの材料源と、端と端が接した関係で並べられたフィルターを備える。フィルターは通常、チッピングペーパーによってたばこロッドまたは基質に取り付けられた酢酸セルローストウのプラグを含む。主流煙の換気は、チッピングペーパー内のフィルターに沿った位置付近にある一列または複数列の穿孔によって達成できる。

換気は、主流煙の微粒子相およびガス相の両方の成分を減少させうる。しかし、高いレベルの換気を持つ喫煙物品は、消費者にとって許容可能とみなすには低すぎる引き込み抵抗（RTD）レベルを持ちうる。例えば、一つ以上の高密度の酢酸セルロース製フィルターセグメントを含める方法を、換気度の高い喫煙物品の全体RTDを許容可能なレベルに高めるために使用しうる。しかし、高密度の酢酸セルロース製フィルターセグメントは通常、微粒子相（例えば、タール）の供給を減少させる一方、ガス相（例えば、一酸化炭素）の供給にはほとんどまたは全く影響しない。これを解決する一つの方法は、フィルターに制限要素を含めることである。例えば、WO-A-2010/133334号およびUS-A-2007/0235050号は、煙のフィルタリングをすることなくRTDを高める制限要素について記載している。高い換気度とともに使用した場合、制限要素は、主流煙の微粒子相およびガス相の両方の成分を減少させつつもRTDを高めることができる。

製造およびフィルターへの組み込みが簡単かつ安価な、改良型の流量制限要素を持つ喫煙物品用のフィルターを提供することが望ましい。

本発明の第一の態様によれば、喫煙物品用のフィルターが提供されており、そのフィルターは、フィルター材料でできた中空管であって、その中空管が外径と内径を持つものと、中空管内に配置された流量制限器であって、中空管の長軸方向に対して直角に測定した流量制限器の少なくとも一つの断面寸法が、中空管内に流量制限器を保持するように流量制限器が中空管と嵌合するように中空管の内径よりも大きく、流量制限器と中空管の外径との間に煙の流れをそらすように適応された流量制限器とを備える。

流量制限器は、数多くの先行技術の制限要素よりも少ない材料を必要とする。これにより、流量制限器の重量が減少しコストが低減される。本発明によるフィルターは、流量制限器が比較的短いフィルター長さでRTDを高めるため、短めのフィルターデザインの柔軟性を提供する。このことは、少ないフィルター材料を用いてフィルターが製造されうるため、特に有利である。設計の詳細に応じては、流量制限器は射出成形の必要なしに作製することが簡単になりうる。これは、流量制限器が数多くの先行技術の制限要素よりも早く、簡単に、かつ安価で製造されることを意味しうる。

流量制限器と中空管の外径との間に煙の流れをそらすよう流量制限器を適応させることによって、フィルターを通して引き込まれる空気および煙は、強制的に流量制限器の周りを、中空管の減少したフィルター材料の断面を通して流されるようになる。特に、フィルターを通して引き込まれた空気および煙は、流量制限器の外表面と中空管の外径との間を強制的に通ることになる。これは、流量制限器を囲むフィルター材料が流量制限器の定位置への保持を補助するだけでなく、流量制限器周辺を流れている煙の濾過媒体としても機能しうることを意味する。

こうして、流量制限器はフィルター浸透可能な断面積を減少させる。流量制限器の断面積は、フィルターセグメントの断面積の約35%〜約90%であることが好ましい。すなわち、フィルターの浸透可能な断面積は、フィルターセグメントの断面積の約10%〜約65%であることが好ましい。これにより、フィルターのRTDが、消費者にとって許容可能なレベルまで高められる。流量制限器は不透気性の材料を含みうるが、これは、一つ以上の気流チャネルを含む形状を持つ流量制限器を除外するものではない。一部の場合では、流量制限器によってすべてまたは実質的にすべての煙および空気がフィルターの中央部分を通して流れないようにされ、また他の場合では、ほとんどの煙および空気が強制的に流量制限器の周辺を通るようにしつつも、少量の煙および空気が制限要素、例えば流量制限器内の一つ以上のチャネルを通るようにできる。

空気または煙、または空気および煙の両方の流れは主としてフィルターの中央部分を通る可能性があるために、フィルターの端部に流れをそらすことはRTDを高めるのに特に効果的でありうる。流量制限器の大きさおよび形状、および中空管のフィルター材料の種類は、望ましい方法でRTDに影響を及ぼすために選択しうる。例えば、換気のない単一のフィルターセグメント内に配置したとき、流量制限器はおよそ200 mm H₂O（約1960 Pa）〜およそ500 mm H₂O（約4900 Pa）の範囲のRTDを発生させうる。流量制限器は、およそ250 mm H₂O（約2450 Pa）〜およそ400 mm H₂O（約3920 Pa）のRTDを発生させうることが好ましい。「不透気性の材料」という用語は本明細書の全体で、材料の隙間や細孔を通して流体（特に空気および煙）の通過を許容しない材料を意味する。

流量制限器の材料は、空気および煙に対して不透過性であるのが好ましい。すなわち、流量制限器は、不透気性の材料を含むのが好ましい。「不透気性の材料」という用語は本明細書の全体で、材料の隙間や細孔を通して流体（特に空気および煙）の通過を許容しない材料を意味する。これは、流量制限器周辺で煙および空気の流れをそらすのをさらに増強しうる。しかし、流量制限器の下流では、最少抵抗性の経路が中空管のフィルター材料を通してではなくむしろ中空管の内腔を通るものであるため、空気および煙は大部分がフィルターの中央にある流路に戻る傾向があることを発明者は見出した。このため、中央に集中した煙の流れが、流量制限器の下流のフィルター材料およびフィルターセグメントの下流にある任意のフィルター要素の中心の汚染を起こしうる。そのため、フィルターは口側の端の空隙を形成するのが好ましい。フィルターは、口側の端で開放、または中空、または管状としうる。しかし、フィルターの口側の端に空隙を形成することにより、口側の端の目に見える見苦しい染みは低減できる。

口側の端の空隙は、中空管自体、または中空管の下流に配置された追加の管状要素によって提供しうる。口側の端の空隙は、フィルターの口側の端から流量制限器の下流端まで形成されるのが好ましい。このような例では、中空管自体が口側の端の空隙の一部を形成しうる。これにより、流量制限器の少なくとも一部が口側の端から消費者の目に見えるようになる。別の方法として、一つ以上のプラグまたはディスクを中空管の下流端とフィルターの下流端との間に提供しうる。

一つ以上のプラグまたはディスクが中空管の下流端とフィルターの下流端との間に提供される場合は、このようなプラグまたはディスクの目に見える染みを減少させるために種々の手段を取りうる。例えば、一つ以上のプラグまたはディスクを流量制限器の下流端の近くに配置してもよく、ここで煙流は相対的に分散される。この場合、一つ以上のプラグまたはディスクの上流端は、流量制限器の下流端から約8mm未満が好ましく、流量制限器の下流端から約4mm未満がより好ましく、流量制限器の下流端から約2mm未満がさらに好ましい。一部の実施形態において、一つ以上のプラグまたはディスクの上流端は、流量制限器の下流端から約0mmである。

別の方法としてまたは追加的に、一つ以上のプラグまたはディスクは、煙が流れる材料の量を減少するために長さが相対的に短くてもよい。この場合、それぞれの一つ以上のプラグまたはディスクは、約4mm未満が好ましく、約2mm未満がより好ましく、約1mm未満の長さを持つことがより好ましい。一部の実施形態において、それぞれの一つ以上のプラグまたはディスクは、少なくとも約0.2mmの長さを持つ。それぞれの一つ以上のプラグまたはディスクが約2mm未満の長さを持つ実施形態において、一つ以上のプラグまたはディスクを不織布のメッシュ材から形成しうる。

別の方法としてまたは追加的に、一つ以上のプラグまたはディスクは、このようなプラグまたはディスクの下流端の目に見える染みが低減されるように、フィルターの口側の端の十分離れた上流に間隔をあけて置きうる。この場合、一つ以上のプラグまたはディスクの下流端はフィルターの口側の端から少なくとも約4mmが好ましく、フィルターの口側の端から少なくとも約6mmがより好ましく、フィルターの口末側の端から少なくとも約8mmがさらに好ましい。フィルターは、一つ以上のプラグまたはディスクの下流に口側の端の空隙を形成する。

本明細書では、「上流」および「下流」という用語は、主流煙が喫煙物品の点火する端部からフィルターを通して引き込まれるときの主流煙の方向に対する、フィルターまたは喫煙物品の要素間の相対的位置を描写するのに使用される。

流量制限器は、適切な任意の形状でありうる。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は中空管の内径より大きく、中空管内で保持されるように中空管との嵌合を確実にする。

流量制限器は中実とすることも、一つ以上の気流チャネルを含めることも、あるいはシェルおよびコアを含むこともできる。流量制限器がコアおよびシェル構造を含む場合、コアは中空としうる。一部の実施形態で、流量制限器は、フィルターを通して引き込まれた空気および煙の一部が、流量制限器の周りに強制的に通されることがないように、流量制限器を通した一つ以上の気流チャネルを含みうる。望ましい実施形態で、本明細書で考察した通り、流量制限器は、煙および空気の流れが流量制限器の周りを強制的に通るように不透気性の材料を含む中実のバリアを形成しうる。流量制限器は、回転金式工程などの連続的な高速工程を使用して製造しうる。

例えば、流量制限器は、実質的に円柱形、角柱形、卵形、楕円形、球状、円錐形、楕円形または涙形でありうる。流量制限器は、流量制限ビーズであるのが好ましい。流量制限器は、流量制限ボールであるのが好ましい。流量制限器は、実質的に球状であるのが好ましい。これは、球形度の値が少なくとも約0.9である流量制限器を含みうるが、球形度の値はおよそ1であることが好ましい。球形度は、物体がどの程度球状であるかの測定であり、完全な球形の球形度の値は1である。流量制限器は製造が容易である。加えて、球状の場合は、フィルター材料の中空管中に流量制限器を簡単に挿入するのが可能となる。球体が半径方向に対称であるため、中空管内で流量制限器が採用する向きに関係なく、同一のRTDが得られうる。これは、フィルターの組立工程を単純化しうる。

流量制限器の形状にかかわりなく、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、流量制限器が中空管内に保持されるように、中空管の内径より大きい。静止摩擦は、流量制限器が中空管内にあるときに、流量制限器と中空管の内表面との間の相対的な横方向の移動に抵抗する。従って、静止摩擦は、挿入後に流量制限器が中空管から外れるのを防ぐ。流量制限器のサイズおよび形状は、流量制限器と中空管との間の静止摩擦の所望のレベルを提供するように選択しうる。流量制限器が球状である場合、少なくとも一つの断面寸法は、球の直径であるのが好ましい。少なくとも一つの断面寸法は、流量制限器がフィルター内に配置されたときに測定され、流量制限器の互いから最も遠い2つの点の間にあるフィルターの長軸方向軸に対して直角に、その測定が行われる。互いに最も遠い2つの点は、フィルターに沿った長軸方向の同一の位置としうるか、または長軸方向の異なる位置としうる。

また、流量制限器は、中空管の内径よりも小さい第2の断面寸法を有しうる。第2の横断面寸法は、流量制限器が中空管に挿入されるときにそれを容易に進めるようなリード部分であるのが好ましい。

単一の流量制限器のみが中空管内に配置されるのが好ましい。しかし、追加的な流量制限器を提供してもよい。追加的な流量制限器がフィルター内に提供される場合、これらは互いに同一または異なる属性を持つ。

中空管は約3.8mm〜約9.5mmの外径D_Oを有するのが好ましい。中空管は約4.6mm〜約7.8mmの外径D_Oを有するのがより好ましい。中空管は約7.7mmの外径D_Oを有するのがさらに好ましい。中空管の内径D_Iは、中空管の内腔の直径である。中空管の内径D_Iは、外径D_Oの約50%〜約90%であるのが好ましい。内径D_Iは、外径D_Oの約60%〜約80%であるのがより好ましい。内径D_Iは、外径D_Oの約60%〜約70%であるのがさらに好ましい。内径D_Iは、外径D_Oの約69%であるのがさらにより好ましい。管に十分な構造的完全性を与えるため、D_O - D_Iは>約0.5mmであるのが好ましい。好ましい実施形態において、中空管の内径D_Iは約5.3mmである。最も好ましいのは外径D_Oが約7.7mm、内径D_Iが約5.3mmである。中空管の内径および外径は、フィルターおよび喫煙物品の長軸方向に対して直角に測定される。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、フィルターおよび喫煙物品の長軸方向に対して直角である中空管の内径と外径の方向に測定されるのが好ましい。

中空管の外径に対する流量制限器のサイズおよび形状は、RTDの所望のレベルを提供するように選択しうる。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、中空管の外径の約60%〜約95%でありうる。流量制限器および中空管が円形断面を持つ場合には、これは流量制限器によって中空管の断面積の約10%〜約64%に低減される浸透可能な断面積に対応する。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、中空管の外径の約70%〜約90%であることが好ましい。流量制限器および中空管が円形断面を持つ場合には、これは流量制限器によって中空管の断面積の約19%〜約51%に低減される浸透可能な断面積に対応する。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、中空管の外径の約70%〜約80%であることがより好ましい。流量制限器および中空管が円形断面を持つ場合には、これは流量制限器によって中空管の断面積の約36%〜約51%に低減される浸透可能な断面積に対応する。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、中空管の外径の約72%〜約78%であることがさらに好ましい。流量制限器および中空管が円形断面を持つ場合には、これは流量制限器によって中空管の断面積の約39%〜約48%に低減される浸透可能な断面積に対応する。

流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、約（D_O - 3.0mm）〜（D_O - 0.2mm）でありうる。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、約（D_O - 2.8mm）〜約（D_O - 0.4mm）であるのがより好ましい。流量制限器の少なくとも一つつの断面寸法は、約（D_O - 1.5mm）〜約（D_O - 0.8mm）であるのがさらに好ましい。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、約（D_O - 1.2mm）〜約（D_O - 1.0mm）であるのがさらにより好ましい。流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、約（D_O - 1.73mm）であってもよい。流量制限器の少なくとも1つの断面寸法は、（D_O - 0.58mm）であってもよい。一つの好ましい実施形態において、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、約5.55mmである。もう一つの好ましい実施形態において、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、約6.0mmである。また別の好ましい実施形態において、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は、約7.15mmである。

中空管の内径に対する流量制限器のサイズおよび形状は、摩擦によって中空管内に流量制限器を保持するように選択しうる。中空管の内径は、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法の約75%〜約99%でありうる。中空管の内径は、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法の約80%〜約95%であるのが好ましい。中空管の内径は、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法の約88%〜約95%であるのが好ましい。一つの実施形態において、中空管の内径は、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法の約88%である。別の実施形態において、中空管の内径は、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法の約95%である。

流量制限器は非圧縮性であることが好ましい。「非圧縮性」という用語は本明細書の全体で、喫煙物品がパックから除去される際の手による取り扱い、指による圧縮（すなわち、フィルターに触れるユーザーの指による圧縮）、口内の圧縮（すなわち、フィルターの口側の端に触れるユーザーの唇または歯による圧縮）、または手で消す（「揉み消し」）の過程のうちいずれかによる圧縮に対する耐性を意味する。すなわち、「非圧縮性」という用語は、製造時および使用時の喫煙物品の通常の取り扱いにおいて、変形しにくい、または壊れにくいことを意味するのに使用される。

流量制限器は、約8.0 kPaより大きい圧縮降伏強度を持つことが好ましい。流量制限器は、約12.0 kPaより大きい圧縮降伏強度を持つことがより好ましい。圧縮降伏強度は、流量制限器の永久的変形が発生するときに到達する単軸の圧縮応力として定義される。

流量制限器の10%の変形時の圧縮強度は、約50.0 kPaより大きいことが好ましい。10%の変形時の圧縮強度は、流量制限器の10%の変形（すなわち、一つの断面寸法における10%の変化）が発生するときに到達する短軸の圧縮応力の値として定義される。

圧縮降伏強度が約8.0 kPaより大きい、より好ましくは約12.0 kPaより大きい、または10％の変形時の圧縮強度が約50.0 kPaより大きい流量制限器は、中空管から容易に外れない。しかし、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は中空管の内径より大きいため、中空管のフィルター材料は、流量制限器の中空管内への挿入を可能にするのに十分に圧縮性を備えていなければならない。例えば、流量制限器は、中空管内に流量制限器を保持するように、流量制限器と変形可能な中空管の内表面との間の摩擦力により生まれる抵抗性によって、中空管と嵌合する。

10%の変形時の圧縮降伏強度および圧縮強度はどちらも、標準化試験ISO 604によって実験的に入手しうる。当業者によって理解される通り、この試験において、試料（流量制限器）は、喫煙者が喫煙物品を掴んでいるときに喫煙者の指が制限器に及ぼす圧力に相当する、軸に沿った圧縮板によって圧縮される。試験は負荷または変形が所定の値に到達するまで、一定の変位レートで実施される。この手順中に、試料（流量制限器）が持ち応えた負荷が測定される。

流量制限器は、適切な任意の材料（単一または複数）を含みうる。流量制限器は、一つ以上の空気不浸透性の材料を含むことが好ましい。適切な材料の例には、ゼラチンまたはその他の種類の親水コロイド、アルギン酸塩、カルボキシメチルセルロース（CMC）、セルロース、澱粉、ポリ乳酸、ポリ（ブチレンコハク酸塩）およびその共重合体、ポリ（ブチレンアジピン酸塩-co-テレフタル酸塩）およびその組み合わせが含まれるが、これに限定されない。流量制限器は、圧縮したたばこ、たばこダスト、挽いたタバコたばこ、その他の芳香成分またはその組合み合わせを含みうる。

流量制限器は、一つ以上の水溶性重合体ポリマーから形成された溶解可能な高分子材料から形成されることが好ましい。溶解可能な高分子材料は、一つ以上の水溶性の熱可塑性物質から形成されることがより好ましい。「溶解可能」という用語は、高分子材料が溶媒水を含む溶液に溶けることができることを意味する。これは、一つ以上の水溶性材料を使用して材料を形成することにより達成される。流量制限器は完全に溶解可能な高分子材料で製造することができ、また溶解可能な高分子材料を不活性の無機物のフィラーなどの不活性成分と混合することもでき、これは溶解可能であってもなくてもよい。溶解可能材料を使用して流量制限器を形成することで、破棄された後でのフィルターの分解レートが有利にも速まる。別の方法としてまたは追加的に、流量制限器は、水を加えることで懸濁液またはコロイドに分散する材料を含みうる。

流量制限器は、生物分解性高分子材料で形成されることがより好ましい。好ましいポリマーは、欧州規格EN13432に概説されている水系好気的生物分解度試験（Aqueous Aerobic Biodegradation Test、Sturm試験）に定義されている通り、完全に生物分解性である。好ましい生物分解性ポリマーは澱粉を含む。

中空管のフィルター材料は、適切な任意の材料（単一または複数）を含みうる。フィルター材料の種類は、望ましいRTDレベルを提供するように選択しうる。適切な材料の例は、酢酸セルロース、セルロース、再生セルロース、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ナイロン、ポリヒドロキシ酪酸塩、開放セル発泡体に形成された熱可塑性材料（澱粉など）、およびその組み合わせを含むが、これに限定されない。フィルター全体またはその一部は、活性炭を含みうる。フィルターは、中空管に流量制限器を保持するために、接着剤または可塑剤またはその組み合わせを含みうる。これは、製造中、流量制限器を中空管内に挿入することも支援しうる。フィルター材料は、流量制限器の中空管内への挿入を可能にするために圧縮性を備えうる。

好ましくは、中空管のフィルター材料の微粒子の効率は低いことが好ましい。中空管は、フィラメント当たりおよそ1.5 デニール（dpf）〜およそ12.0 dpfの繊維を含むことが好ましい。一つの望ましい実施形態で、中空管はおよそ3.3 dpfの中直径の繊維を含む。中空管は、およそ15000合計デニール（td）〜およそ50000 tdの繊維を含むことが好ましい。一つの望ましい実施形態で、フィルターセグメントは、およそ44000 tdの中直径の繊維を含む。

フィルターは、中空管の上流、下流、または上流および下流の両方に一つ以上の追加的なフィルター要素を含みうる。フィルターが追加的な要素を含む場合、その中に流量制限器が配置された中空管は、喫煙物品フィルター全体ではなく喫煙物品フィルターのフィルター構成要素の一つにすぎない。追加的なフィルター要素は、中空管と軸方向に配置されうる。例えば、フィルターは、中空管の上流にフィルター材料の一つ以上のプラグまたは一つ以上のディスク、中空管の下流にフィルター材料の一つ以上のプラグまたは一つ以上のディスク、または中空管の上流および下流にフィルター材料の一つ以上のプラグまたは一つ以上のディスクをさらに含みうる。別の方法としてまたは追加的に、フィルターは、中空管の下流に一つ以上の管状要素、中空管の上流に一つ以上の管状要素、または中空管の下流および上流に管状要素をさらに含みうる。一つ以上の管状要素は、フィルター材料の中空管と同一または異なる寸法を持ちうる。一つ以上の管状要素が提供される場合、管状要素は互いと同一または異なる寸法を持ちうる。

フィルターは、少なくともフィルター材料を囲むフィルターラッパーを含みうる。フィルターラッパーは、フィルターセグメントのための強度および構造剛性を提供する。これは、流量制限器が中空管内に挿入されるなかで中空管が変形または損傷する可能性を減少させる。また、これは、制限器流量制限器が中空管内部で配置される領域周辺において中空管がその外表面上で変形する可能性を減少させる。フィルターが一つ以上の追加的なフィルター要素を含む場合、中空管および一つ以上の追加的なフィルター要素は、フィルターラッパーで上から包まれることが好ましい。フィルターラッパーは、適切な任意の材料を含みうる。フィルターラッパーは、例えば固い紙または厚紙を含む固いプラグラップであることが好ましい。固い紙または厚紙の坪量は、約60 gm^-2を超えることが好ましい。固いフィルターラッパーは、高い構造剛性を提供する。フィルターラッパーは、一列以上の接着剤を含む継ぎ目を含みうる。継ぎ目は2列の接着剤を含むことが好ましい。これは、流量制限器が中空管内に挿入されるなかで、フィルターラッパーが裂ける可能性を減少させる。一列の接着剤は、ホットメルト接着剤を含みうる。一列の接着剤は、ポリビニルアルコールを含みうる。

フィルターの長さL_Fは約15 mm〜約40 mmであることが好ましい。フィルターの長さL_Fは約18 mm〜約27 mmであることがさらに好ましい。一つの実施形態で、フィルターの長さL_Fは約27mmである。しかし、一つの望ましい実施形態で、フィルターの長さL_Fは約21 mmである。本発明によるフィルターのデザインによって望ましいRTDがより短い長さで達成できるため、長さを短くすることが可能である。これは必要なフィルター材料が少なくて済むことから、特に有利である。フィルターに中空管の上流または下流に追加的なフィルター要素が含まれない場合、中空管の長さはフィルターの長さと等しい。フィルターに、フィルターの上流または下流、または上流および下流の両方に追加的なフィルター要素が含まれない場合、中空管の長さは、フィルター全体の長さよりも短い。中空管の長さは、追加的なフィルター要素（単一または複数）に依存する。

従来的な製造技術に従い倍長のフィルターを形成しうるが、その後でそれぞれの端に一つずつ2つのエアロゾル形成基質に倍長のフィルターを取り付けることができ、またその後、倍長のフィルターを半分に切断して、それによって2個の喫煙物品を作製しうる。その場合、フィルター長さは単一の喫煙物品に必要な長さの2倍である。例えば、喫煙物品フィルターの長さL_Fが約15 mm〜約40 mmである場合、倍長のフィルターの長さは、約30 mm〜約80 mmとしうる。喫煙物品フィルターの長さL_Fが約18 mm〜約27 mmである場合、倍長のフィルターの長さは、約36 mm〜約54 mmとしうる。喫煙物品フィルターの長さL_Fが約27 mmである場合、倍長のフィルターの長さは約54 mmとしうる。喫煙物品フィルターの長さL_Fが約21 mmである場合、倍長のフィルターの長さは約42 mmとしうる。

中空管内の流量制限器の中心の長軸方向の位置は、望ましいRTDレベルを提供するために選択しうる。例えば、流量制限器の中心の長軸方向の位置は、フィルターの口側の端から少なくとも約6 mmとしうる。流量制限器の「中心」は、本明細書においては、フィルターの下流端の最も近くに配置された流量制限器の部分と、フィルターの上流端の最も近くに配置された流量制限器の部分との間の中点を意味する。

本発明によるフィルターは、フィルターたばこ、およびたばこ材料が燃焼されて煙を形成するその他の喫煙物品用のフィルターで有利に使用されうる。別の方法として、本発明によるフィルターは、たばこ材料が燃焼されるのではなく加熱されてエアロゾルを形成する喫煙物品で使用しうる。本発明によるフィルターはまた、燃焼または加熱なしに、たばこ材料、たばこ抽出物、またはその他のニコチン源からニコチン含有エアロゾルが生成される喫煙物品で使用しうる。

本発明の第二の態様によれば、エアロゾル形成基質と、本発明の第一の態様によるフィルターとを含む喫煙物品が提供されている。本発明の第二の態様によれば、たばこロッドと、本発明の第一の態様によるフィルターとを含む喫煙物品が提供されている。

喫煙物品は、たばこロッドまたはその他のエアロゾル形成基質およびフィルターに取り付けられたチッピング材料をさらに含むことが好ましい。チッピング材料は、フィルターのための追加的な強度および構造剛性を提供し、流量制限器がフィルター材料の中空管内に配置された場所でのフィルター外側表面の変形の可能性を低下させうる。チッピング材料は、チッピング材料を貫通する穿孔を含む換気ゾーンを含みうる。チッピング材料は、主流煙の換気を提供するために少なくとも一列の穿孔を含みうる。フィルターがフィルターラッパーを含む場合、穿孔はフィルターラッパーを貫通して延びることが好ましい。別の方法として、フィルターラッパーは浸透可能としうる。チッピング材料は、標準的な予め穿孔されたチッピング材料としうる。別の方法として、チッピング材料は、製造工程中に、望ましい穿孔の数、サイズおよび位置に従い、穿孔しうる（例えば、レーザーを使用）。穿孔の数、サイズおよび位置は、望ましい換気レベルを提供するために選択しうる。流量制限器および中空管のフィルター材料とともに、換気によって望ましいRTDレベルが生まれる。

少なくとも一つの円周列の穿孔は、流量制限器の中心から下流の少なくとも約1 mmにあることが好ましい。少なくとも一つの円周列の穿孔は、流量制限器の中心から下流の少なくとも約3 mmにあることがより好ましい。換気空気が流量制限器の下流に配置された空隙またはフィルター要素内に導入されるように、換気ゾーンは流量制限器の下流に配置されることが最も好ましい。これにより、穿孔を通して引き込まれる周辺空気と、フィルターを通して流れる空気と煙の混合物とが最適に混合される。

本発明のさらなる態様は、喫煙物品のためのフィルター内での気流を制限するための流量制限器の使用を対象とし、ここで流量制限器は外径および内径を有するフィルター材料の中空管内に配置され、中空管の長軸方向に対して直角に流量制限器が中空管内に流量制限器を保持するために、流量制限器の少なくとも一つの断面寸法は中空管と嵌合するように中空管の内径よりも大きく、流量制限器は、流量制限器と中空管の外径の間に煙の流れをそらすように適応されている。

発明の一つの態様に関連して説明した特徴は、発明の別の態様にも適用されうる。

本発明は、以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

本発明の一つの実施形態による喫煙物品の斜視図である。本発明の第一の実施形態によるフィルターの断面図である。本発明の第二の実施形態によるフィルターの断面図である。

図1は、本発明の一つの実施形態による喫煙物品100の斜視図である。喫煙物品100は、通常的に円筒形のたばこロッド101および通常的に円筒形のフィルター103を含む。たばこロッド101およびフィルター103は、端と端が接した関係で軸方向に配置されており、互いに隣接することが好ましい。たばこロッドは、喫煙材料を囲む外側ラッパー105を含む。外側ラッパー105は、多孔性の包装材料または紙ラッパーとしうる。たばこは、細かく切られたたばこであるか、またはたばこカットフィラーであることが好ましい。たばこロッド101は、上流の点火側の端107と下流端109を持つ。フィルター103は、上流端111および下流の口側の端113を持つ。フィルター103の上流端111は、たばこロッド101の下流端109と隣接している。図1では表示されていないが、流量制限器がフィルター103に配置されている。

フィルター103は、フィルター103の全長およびたばこロッド101の隣接した領域を囲むチッピング材料115によって、たばこロッド101に取り付けられている。明確にするために、チッピング材料115は、図1では喫煙物品から部分的に取り外された状態で示されている。チッピング材料115は、通常は紙様の製品である。ただし、適切な任意の材料を使用できる。この実施形態で、チッピング材料115は、フィルター103と整列された穿孔117の円周列を含む。穿孔は、主流煙の換気のために提供される。

本明細書では、喫煙物品の構成要素間の「上流」および「下流」という相対的な位置は、主流煙がたばこロッド101から、およびフィルター103を通して引き込まれたときの主流煙の方向に関連して描写されている。

図2は、本発明の第一の実施形態によるフィルター103’の断面図である。フィルター103’は、図1の喫煙物品で使用されうる。図2において、フィルター103’は、フィルター材料203の中空管201を含む。中空管201は外径207および内径209を持つ。フィルター103’は、ビーズ205の形態の流量制限器をさらに含む。図2の実施形態で、流量制限ビーズ205は不透気性の材料を含む。流量制限ビーズ205は、直径211で実質的に球状である。流量制限ビーズ205は中空管201内に配置される。流量制限ビーズ205の直径211は中空管201の内径209よりもわずかに大きく、そのため流量制限ビーズ205によりビーズ205に隣接するフィルター材料がわずかに歪み、流量制限ビーズ205が摩擦によって中空管201内に保持される。矢印によって図解的に示す通り、喫煙物品の使用時にフィルター103’を通して引き込まれる空気は、流量制限ビーズ205の周りを強制的に流れ、また中空管201のフィルター材料203の減少した断面を通して強制的に流れる。フィルター103’は、口側の端で開き、それによって口側の端の空隙を形成するため、口側の端の目に見える染みが低減する。フィルターは、流量制限ビーズ205を中空管201内に挿入することによって製造されうる。

図2において、中空管201の外径207は7.7mm、中空管201の内径209は5.3mm、流量制限ビーズ205の直径は6.0mm、フィルター103’の長さは21mm、流量制限ビーズ205の中心はフィルター103’の下流端から11mmである。フィルターがチッピング材料によって囲まれるとき、フィルターの直径は7.73mmとしうる。

図3は、本発明の第二の実施形態によるフィルター103’’の断面図である。フィルター103’’は、図1の喫煙物品で使用されうる。図2の実施形態で、中空管201は、フィルター103’全体を含む。しかし、図3の実施形態では、フィルター103’’は追加的な要素を含む。具体的には、図3で、フィルター103’’は、フィルター材料303の中空管301を含む。中空管301は、外径307および内径309を持つ。フィルター103’’は、ビーズ305状のタ流量制限器をさらに含む。図3の実施形態で、流量制限ビーズ305は不透気性の材料を含む。流量制限ビーズ305は、直径311で実質的に球状である。流量制限ビーズ305は中空管301に配置される。流量制限ビーズ305の直径311は、中空管301の内径309よりもわずかに大きく、そのため流量制限ビーズ305によりビーズ305に隣接するフィルター材料がわずかに歪み、流量制限ビーズ305は摩擦によって中空管301内に保持される。

フィルター103’’は、フィルタープラグ313および追加の中空管315をさらに含む。中空管301、フィルタープラグ313および追加の中空管315は、端と端が接した関係で軸方向に整列される。図3において、フィルタープラグ313は中空管301の上流であり、中空管315は中空管301の下流である。フィルタープラグ313は、適切な任意のフィルター材料を含みうる。さらなる中空管315は、例えば紙またはフィルター材料など、適切な任意の材料を含みうる。矢印によって図解的に示す通り、喫煙物品の使用時にフィルター103’’を通して引き込まれる空気は、流量制限ビーズ305の周りを強制的に流れ、中空管301のフィルター材料303の減少した断面を通して強制的に流れる。フィルター103’’は口側の端で開放されており、それによって口側の端の空隙が形成されているため、口側の端での目に見える染みが低減される。フィルターは、流量制限ビーズ305を中空管301内に挿入し、次いでフィルタープラグ313に隣接する中空管301およびさらなる中空管315を組み立てることで製造されうる。

図3において、中空管301の外径207は7.7mm、中空管301の内径209は5.3mm、流量制限ビーズ305の直径は6.0mm、フィルター103’’の全長は27mm、フィルタープラグ313の長さは9mm、中空管301の長さは8mm、追加の中空管315の長さは10mm、流量制限ビーズ305の中心はフィルター103’’の管状の口側の端から14mm、中空管301の下流端から4mmである。フィルターがチッピング材料によって囲まれるとき、フィルターの直径は7.73mmとしうる。

図3で、フィルターは、中空管301の上流および下流の両方に追加的なフィルター要素を含む。しかし当然のことながら、追加的な要素は、中空管301の下流のみ、または中空管301の上流のみに含めうる。別の方法として、図2に示す通り、追加的なフィルター要素は提供できない。さらに、図3では、上流の追加的なフィルター要素は、フィルター材料のプラグを含む。しかし、別の方法として、フィルター材料のディスクおよび中空管を含むがそれに限定されない適切な任意のフィルター要素を、中空管301の上流に提供しうる。同様に図3で、下流の追加的なフィルター要素は中空管を含む。しかし、別の方法として、フィルター材料のディスクおよび中空管を含むがそれに限定されない適切な任意のフィルター要素を、中空管301の上流に提供しうる。

図2のフィルター103’または図3のフィルター103’’のいずれかが図1に示したものと類似する喫煙物品に組み込まれるとき、好ましくは穿孔117は、流量制限ビーズ205、305の少なくとも約1 mm下流である。穿孔117によって提供されている換気と、流量制限ビーズ205、305およびフィルター材料203、303の組み合わせにより、望ましいRTDが提供される。

Claims

喫煙物品のためのフィルターであって、フィルターが
フィルター材料の中空管であって、外径および内径を有する中空管と、
中空管内に配置される流量制限器とを含み、
前記流量制限器の少なくとも一つの断面寸法が、前記中空管の長軸に対して直角方向に前記流量制限器が前記中空管内に前記流量制限器を保持するよう前記中空管と嵌合するように、前記中空管の内径よりも大きく、前記流量制限器が前記流量制限器と前記中空管の外径との間に煙の流れをそらすように適応された、フィルター。
フィルターが口側の端の空隙を形成する、請求項1に記載のフィルター。
前記流量制限器が実質的に球状であり、前記流量制限器の少なくとも一つの断面寸法が球状の前記流量制限器の直径である、請求項1または請求項2に記載のフィルター。
前記流量制限器の少なくとも一つの断面寸法が前記中空管の外径の約60%〜約95%である、請求項1-3のいずれか1項に記載のフィルター。
前記流量制限器の少なくとも一つの断面寸法が前記中空管の外径の約70%〜約80%である、請求項4に記載のフィルター。
前記中空管の内径が前記流量制限器の少なくとも一つの断面寸法の約75%〜約99%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のフィルター。
前記中空管の内径が前記流量制限器の少なくとも一つの断面寸法の約80%〜約95%である、請求項6に記載のフィルター。
前記流量制限器の圧縮降伏強度が約8.0 kPaより大きい、請求項1〜7のいずれか1項に記載のフィルター。
前記流量制限器の10%の変形時の圧縮強度が約50.0 kPaよりも大きい、請求項1〜8のいずれか1項に記載のフィルター。
少なくとも前記中空管の前記フィルター材料を囲むフィルターラッパーをさらに含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載のフィルター。
前記流量制限器の前記中心が、前記フィルターの前記口側の端から少なくとも約6 mmである、請求項1〜10のいずれか1項に記載のフィルター。
喫煙物品であって、
たばこロッドと
上記請求項のいずれか1項に記載のフィルターと
を備えた、喫煙物品。
前記たばこロッドと前記フィルターを取り付けるチッピング材料をさらに含み、前記チッピング材料が前記チッピング材料を貫通する穿孔を含む換気ゾーンを含む、請求項12に記載の喫煙物品。
前記チッピング材料が前記流量制限器の中心の下流から少なくとも約1 mmにある少なくとも一列の周辺の円周列の穿孔を含む、請求項13に記載の喫煙物品。
喫煙物品のためのフィルター内での気流を制限する前記流量制限器の使用であって、前記流量制限器が外径および内径を有するフィルター材料の前記中空管内に配置され、前記流量制限器の少なくとも一つの断面寸法が前記中空管の長軸に対して直角方向に前記流量制限器が前記中空管内に前記流量制限器を保持するように中空管と嵌合するために前記中空管の内径よりも大きく、前記流量制限器が前記流量制限器と前記中空管の外径との間に煙の流れをそらすように適応された、使用。