JP2021509575A - エアロゾル発生物品用の堅固なフィルター - Google Patents

Abstract

エアロゾル発生物品（１０）は、エアロゾル形成基体（２０）と、基体の下流にあるフィルター（３０）とを含む。エアロゾル発生物品は、フィルターの周りで測定した時に９５．５％以上の平均半径方向硬度を有する。フィルターは、７０ｍｍＷＧ以下の引き出し抵抗を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、エアロゾル発生物品およびエアロゾル発生物品のための硬度が高められたフィルターに関する。

エアロゾル発生物品は、エアロゾルを生成するために燃焼されうる、またはエアロゾルを生成するために加熱されうるが燃焼されない物品、ならびに化学反応による、または粒子を空気に混入することによるなど、他の任意の適切な方法で基体または組成物をエアロゾル化しうる物品を含む。エアロゾル形成の機構にかかわらず、エアロゾル発生物品は、エアロゾルの一つ以上の成分をフィルターするためにエアロゾル形成基体の下流にフィルターを含みうる。

例えば、紙巻たばこなどのエアロゾル発生物品は典型的に、たばこロッドを形成する紙ラッパーによって囲まれた細かく切られたたばこ（通常はカットフィラーの形態）を有する。紙巻たばこは、喫煙者によって紙巻たばこの一方の端を点火し、たばこロッドを燃焼することによって使用される。次いで喫煙者は、典型的にフィルターを包含する紙巻たばこの反対側の端または口側端を吸うことによって、主流煙を受容する。フィルターは、主流煙が喫煙者に送達される前に主流煙の一部の成分を取り込むように位置付けられている。

エアロゾル発生物品中のフィルターは典型的に、プラグラップによって囲まれたフィルター材料を含む。プラグラップはフィルターの剛直さに貢献する。より堅固で、より剛直なフィルターを生産するために、より高い坪量の紙から形成されたプラグラップなどの剛性が高められたプラグラップを使用しうる。剛性が高められたプラグラップは、長軸方向の剛性が高められているために、例えば可燃性エアロゾル発生物品をもみ消すのを助ける可能性があり、半径方向硬度が高められているため、消費者が取り上げた時に、より高品質の製品であるという認識をもたらしうる。

しかしながら、フィルター材料の周りを硬いプラグラップで囲むことは、課題を呈する場合がある。例えば、より硬いプラグラップをフィルター材料の周りに巻くことができるように、フィルター製造ライン上の機器は改変が必要になる場合がある。

フィルター硬度を高める別の選択肢は、使用されるフィルター材料のトウ重量を増加させることでありうる。すなわち、フィルター材料の密度を増大させうる。しかし、フィルター材料の密度の増大は、濾過効率を増大させ、望ましい量のエアロゾル成分がフィルターを通過することを可能にしない場合があり、予想外のまたは望ましくない味覚または経験をもたらしうる。より高密度のフィルター材料を用いたエアロゾル発生物品の引き出し抵抗は、より標準的な密度のフィルター材料を用いた物品と比べて不要に増大しうる。

改善された硬度をフィルターが有する、エアロゾル発生物品で使用するフィルターを提供することが望ましい。また、フィルターが、より堅くないフィルターと類似した引き出し抵抗を有する、エアロゾル発生物品で使用するフィルターを提供することが望ましい。

本発明の様々な態様において、エアロゾル形成基体、および基体の下流にあるフィルターを備えるエアロゾル発生物品が提供されている。エアロゾル発生物品は、フィルターの周りで測定した時に９５％以上の平均半径方向硬度を有する。フィルターは、７０ ｍｍＷＧ以下または５０ｍｍＷＧ以下など、９０ｍｍＷＧ以下の引き出し抵抗を有することが好ましい。

エアロゾル発生物品は、フィルターの周りで測定した時に９５．５％以上の平均半径方向硬度を有し、フィルター材料は、２１ｍｍのフィルター長で７０ｍｍＷＧ以下の引き出し抵抗を有することが好ましい。

フィルターはフィルター材料フィラメントを備えてもよい。フィルター材料のフィラメントの線密度を増大させることは、望ましいフィルター効率および引き出し抵抗を維持しながら、より高い密度のフィルター材料を使用することを可能にすることが分かっている。フィルター材料の密度の増大は、フィルター硬度を改善しうる。

フィルターは、フィルター材料の繊維を一緒に結合しうる可塑剤を備えてもよい。適切な線密度およびフィルター材料密度のフィラメントを使用する時、増加させた量の可塑剤を用いうることが分かっている。可塑剤濃度の増大は、フィルター硬度の改善をもたらしうるが、引き出し抵抗を増大させ、フィルター効率を低下させうる。その結果、および本明細書に記載の通り、適切なフィルター効率および引き出し抵抗を提供しながら、フィルター硬度を高めるためにフィラメント線密度、フィルター材料密度、および可塑剤濃度の適切な組み合わせを達成しうる。

フィルター硬度は、より硬いプラグラップ、より厚いプラグラップ、より硬い材料から形成されたプラグラップ、またはプラグラップ上に配置されたハーネス強化被覆を使用してさらに高められうる。

その結果、９５％より大きい平均半径方向硬度を有するフィルターは、適切な線密度を有するフィラメントを有する適当なフィルター材料と、フィルター材料の適切な全体密度と、適切な量の可塑剤と、適切な重量、厚さおよび厚さのプラグラップとを適当に選択することによって形成されうる。これらのフィルターはまた、７０ｍｍＷＧ以下の引き出し抵抗など、望ましいフィルター特性を達成しうる。

硬度が高められたフィルターをエアロゾル発生物品の中に組み込むことは、エアロゾル発生物品がより高い品質であると見なされることを可能にしうる。高められたフィルター硬度はまた、例えばフィルターを含む紙巻たばこなどの可燃性エアロゾル発生物品をもみ消す時に、有利でありうる。例えば、硬度が高められたフィルターは、紙巻たばこを消火するプロセス中にフィルターが曲がる可能性が低い場合があるため、紙巻たばこをもみ消す時にユーザーの指を紙巻たばこの燃焼端から離れているようにしうる。

上述の利点およびその他の利点は、本開示を読み、かつ理解すると当業者には容易に明らかになるであろう。

本発明のエアロゾル発生物品は、フィルターの周りで測定した時に９５％以上の平均半径方向硬度を有しうるが、これは以前に、引き出し抵抗などの望ましいフィルター特性を維持しながら達成することが可能ではなかった。例えば、エアロゾル発生物品は、フィルターの周りで測定した時に９６％以上、９７％以上、または９８％以上の平均半径方向硬度を有しうる。エアロゾル発生物品は、フィルターの周りで測定した時に約９５％〜約９９％の平均半径方向硬度を有することが好ましい。本明細書で使用される「半径方向硬度」という用語は、長軸方向軸を横断する方向での圧縮に対する抵抗を指す。フィルターの周りのエアロゾル発生物品の半径方向硬度は、物品の長軸方向軸に対して横断方向に、フィルターの位置にて物品を横切って負荷をかけることによって、および物品の押し下げられた直径の平均（平均値）を測定することによって決定されうる。半径方向硬度は以下によって与えられる。

式中Ｄ_Sは元の（押し下げられていない）直径であり、Ｄ_dは設定継続時間にわたり、設定された負荷をかけた後の押し下げられた直径である。材料が硬いほど硬度は１００％に近づく。

エアロゾル物品の一部分（フィルターなど）の硬度を決定するには、エアロゾル発生物品を平面内で平行に整列させるべきであり、試験される各エアロゾル発生物品の同一の部分は、設定継続時間の間、設定された負荷を受けるべきである。この試験は、周知のＤＤ６０Ａ Ｄｅｎｓｉｍｅｔｅｒ装置（Ｈｅｉｎｒ． Ｂｏｒｇｗａｌｄｔ ＧｍｂＨ（ドイツ）が製造・市販）を使用して実施され、これは紙巻たばこなどのエアロゾル発生物品用の測定ヘッドが装着されていて、またエアロゾル発生物品容器付きである。

一度にすべてのエアロゾル発生物品の直径を横切って延びる、二つの負荷印加円筒状ロッドを使用して負荷がかけられる。この機器のための標準的な試験方法によって、エアロゾル発生物品と負荷印加円筒状ロッドとの間に２０か所の接触点が生じるように試験が実施されるべきである。一部の場合において、試験されるフィルターは、各々の喫煙物品が両方の負荷印加ロッドに接触する２０か所の接触点を形成するためにエアロゾル発生物品１０本のみが必要となるように、十分に長くてもよい（これらが両方のロッド間に延びるだけ十分長いため）。その他の場合において、これを達成するにはフィルターが過度に短い場合、以下にさらに考察する通り、２０か所の接触点を形成するためにエアロゾル発生物品２０本を使用するべきであり、各々のエアロゾル発生物品は負荷印加ロッドのうちの一つのみに接触する。

エアロゾル発生物品を支持し、かつ負荷印加円筒状ロッドの各々によってかけられる負荷に対抗するために、２本のさらなる固定された円筒状ロッドがエアロゾル発生物品の下に位置する。

このような装置のための標準作業手順については、２ｋｇの全体的な負荷が２０秒間かけられる。２０秒が経過した後（かつまだ負荷が喫煙物品にかけられている状態）、負荷印加円筒状ロッドにおける押し下げが判定され、次いで上記の方程式から硬度を算出するために使用される。温度は摂氏２２度±２度の領域内に保たれる。上述の試験は、ＤＤ６０Ａ試験と呼ばれる。フィルター硬度を測定する標準的な方法は、エアロゾル発生物品がまだ消費されていない時である。平均半径方向硬度の測定に関する追加情報は、例えば米国公開特許出願公報第２０１６／０１２８３７８号に見いだすことができる。

一部の好ましい実施例において、本発明のフィルターは、９２％以上または９４％以上など、９０％以上の平均半径方向硬度を有する。例えば、本発明のフィルターは９５．５％以上など、９５％以上の平均半径方向硬度を有しうる。フィルターは９７％以上など、９６％以上の平均半径方向硬度を有することがより好ましい。例えば、本発明のフィルターは、約９５％〜約９８％など、約９５％〜約９９％の範囲の平均半径方向硬度を有しうる。

本明細書で使用される「直径」は、フィルターまたはフィルターを含むエアロゾル発生物品の横断方向（長軸方向軸を横断する）での最大寸法を記述するために使用される。フィルターまたはエアロゾル発生物品の長軸方向軸は、フィルターまたはエアロゾル発生物品の長さの方向である。本開示の目的で「半径」という用語は、長軸方向軸からフィルターまたはエアロゾル発生物品の縁までの横断方向距離を指す。典型的に、フィルターおよびエアロゾル発生物品は円筒形状となる。しかしながら、フィルター、またはエアロゾル発生物品、またはフィルターとエアロゾル発生物品の両方は、円筒形状である必要はない。

本発明のフィルターを含むエアロゾル発生物品は、任意の適切な引き出し抵抗（ＲＴＤ）を有しうる。「引き出し抵抗」は、体積流量が出力端で１７．５ミリリットル／秒である安定した条件下での空気の流れによって横断された時の、標本の二つの端部間の静的圧力差を指す。標本のＲＴＤは、ＩＳＯ規格６５６５：２００２に記載の方法を使用して測定できる。本発明のフィルターを含むエアロゾル発生物品は、従来の紙巻たばこと類似したＲＴＤを有することが好ましい。

一部の好ましい実施例において、本発明のフィルターを含むエアロゾル発生物品は、約４０ｍｍ水位計（ｍｍＷＧ）〜約２００ｍｍＷＧのＲＴＤを有し、約５０ｍｍＷＧ〜約１４０ｍｍＷＧであることが好ましく、約５０ｍｍＷＧ〜約１００ｍｍＷＧであることがより好ましい。フィルターは、７０ｍｍＷＧ以下など、９０ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することが好ましい。フィルターは、６０ｍｍＷＧ以下など、６５ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することがより好ましい。

フィルターは、エアロゾル発生物品で使用されるロッド長さで、約４０ｍｍ水位計（ｍｍＷＧ）〜約２００ｍｍＷＧのＲＴＤを有してもよく、約５０ｍｍＷＧ〜約１４０ｍｍＷＧを有することが好ましく、約５０ｍｍＷＧ〜約１００ｍｍＷＧを有することがより好ましい。エアロゾル発生物品で使用される長さのフィルターは、７０ｍｍＷＧ以下など、９０ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有しうる。フィルターは、６０ｍｍＷＧ以下など、６５ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することがより好ましい。

本発明のフィルター材料は、１２６ｍｍのロッド長さで、約４０ｍｍ水位計（ｍｍＷＧ）〜約２００ｍｍＷＧのＲＴＤを有することが好ましく、約５０ｍｍＷＧ〜約１４０ｍｍＷＧを有することが好ましく、約５０ｍｍＷＧ〜約１００ｍｍＷＧを有することがより好ましい。フィルターは、７０ｍｍＷＧ以下など、９０ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することが好ましい。フィルターは、６０ｍｍＷＧ以下など、６５ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することがより好ましい。フィルターは、１２６ｍｍのロッド長さで、７０ｍｍＷＧ以下など、９０ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することが好ましい。フィルターは、１２６ｍｍのロッド長さで、６０ｍｍＷＧ以下など、６５ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することがより好ましい。

一部の実施形態において、本発明のフィルター材料は、約２１ｍｍなど、約１５ｍｍ〜約４０ｍｍのロッド長さで、約４０ｍｍ水位計（ｍｍＷＧ）〜約２００ｍｍＷＧのＲＴＤを有し、約５０ｍｍＷＧ〜約１４０ｍｍＷＧを有することが好ましく、約５０ｍｍＷＧ〜約１００ｍｍＷＧを有することがより好ましい。フィルターは、７０ｍｍＷＧ以下など、９０ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することが好ましい。フィルターは、６０ｍｍＷＧ以下または５０ＷＧ以下など、６５ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することがより好ましい。フィルターは、約２１ｍｍなど、約１５ｍｍ〜約４０ｍｍのロッド長さで、７０ｍｍＷＧ以下、６５ｍｍＷＧ以下、または６０ｍｍＷＧ以下など、９０ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することが好ましい。

特にフィルターが同じ材料から同じ方法で製造される場合、より小さい長さを有するフィルターは、より大きい長さを有するフィルターよりも低いＲＴＤを有しうる。一部の好ましい実施形態において、約２１ｍｍなど、約１５ｍｍ〜約４０ｍｍのロッド長さを有するフィルターは、約３０ｍｍＷＧ〜約９０ｍｍＷＧ、約４０ｍｍＷＧ〜約７０ｍｍＷＧ、約４０ｍｍＷＧ〜約６５ｍｍＷＧ、または約４０ｍｍＷＧ〜約６０ｍｍＷＧのＲＴＤを有する。

フィルターは、２１ｍｍのフィルター長さで、７０ ｍｍＷＧ以下、６５ｍｍＷＧ以下、または６０ＷＧ以下など、９０ｍｍＷＧ以下のＲＴＤを有することが好ましい。すなわち、フィルターは、フィルター長さのｍｍ当たり約４．３ｍｍＷＧ以下、３．３ｍｍＷＧ以下、３．１ｍｍＷＧ以下、または２．９ｍｍＷＧ以下のＲＤＴを有する。

フィルターおよび関連付けられたエアロゾル発生物品は、ＲＴＤと平均半径方向硬度との間に任意の適切な関係を有しうる。例えば、フィルターのＲＴＤの値を、エアロゾル発生物品の平均半径方向硬度の値で割った商は、０．７５以下である。フィルターのＲＴＤの値を、エアロゾル発生物品の平均半径方向硬度の値で割った商は、０．７以下であることが好ましい。フィルターのＲＴＤの値を、エアロゾル発生物品の平均半径方向硬度の値で割った商は、０．６５以下であることがより好ましい。フィルターのＲＴＤの値を、エアロゾル発生物品の平均半径方向硬度の値で割った商は、０．３５以上、または０．４以上など、０．３以上であることが好ましい。例えば、フィルターのＲＴＤの値を、エアロゾル発生物品の平均半径方向硬度の値で割った商は、約０．３〜約０．７５、約０．３５〜約０．７、または約０．４〜約０．６５であってもよい。フィルターおよび関連付けられたエアロゾル発生物品は（１００−硬度）ｘＲＴＤの任意の適切な値を有してもよく、ここで硬さは平均半径方向硬度（％）の値であり、ＲＴＤはｍｍＷＧでのＲＴＤの値である。例えば、フィルターおよび関連付けられたエアロゾル発生物品は、約４０〜約２０００の範囲の（１００−硬度）ｘＲＴＤの値を有しうる。フィルターおよび関連付けられたエアロゾル発生物品は、約４０〜約１０００の範囲の（１００−硬度）ｘＲＴＤの値を有することが好ましく、約４０〜約５００の値を有することがより好ましい。

フィルターおよび関連付けられたエアロゾル発生物品は、［（１００−硬度）ｘＲＴＤ］／ｍｍの任意の適切な値を有することができ、ここで（１００−硬度）ｘＲＴＤは上記に定義された通りであり、フィルターのｍｍはフィルターの長さである。フィルターは、２０以下の［（１００−硬度）ｘＲＴＤ］／ｍｍのフィルターの値を有することが好ましく、１５以下の値を有することがより好ましく、１０以下の値を有することがさらにより好ましい。例えば、フィルターは、９以下、８以下、７以下、または６以下の［（１００−硬度）ｘＲＴＤ］／ｍｍのフィルターの値を有しうる。例えば、フィルターは、約２〜約２０の［（１００−硬度）ｘＲＴＤ］／ｍｍのフィルターの値を有してもよく、約３〜約１５の値を有することが好ましく、約５〜約１３の値を有することがより好ましい。一部の好ましい実施形態において、フィルターは、約４〜約８、約４〜約７、約５〜約５、または約５〜約７の［（１００−硬度）ｘＲＴＤ］／ｍｍのフィルターの値を有する。

本発明のフィルターは、適切なフィラメントサイズのフィルター材料の適切な量と可塑剤濃度を組み込むこと、ならびに適当な特性を有するプラグラップを選択することによって、適切な硬度および引き出し抵抗を達成しうる。

本発明によると、任意の適切なフィルター材料を使用しうる。適切なフィルター材料の例としては、セルロースエステル（酢酸セルロースなど）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、セルロース系材料、ポリプロピレン、もしくは任意の分解性濾過媒体、または任意の二つ以上のフィルター材料の組み合わせもしくはブレンドが挙げられる。好ましい実施形態において、フィルター材料はポリ乳酸、セルロースエステル、およびこれらのブレンドなどの高分子フィルター材料を含む。フィルター材料はセルロースエステルを含むことが好ましい。フィルター材料を形成するために使用できるセルロースエステルの例としては、置換度が異なる酢酸セルロース、セルロースプロピオネート、セルロースブチレートのほか、これらの混合エステルが挙げられる。こうした混合エステルの例としては、酢酸セルロースプロピオネート、酢酸セルロースブチレート、酢酸セルロースプロピオネートブチレートが挙げられる。フィルター材料は酢酸セルロースを含むことが好ましい。

フィルター材料は、０．１ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲のサイズを有する粒子を１０重量％未満含有することが好ましい。例えば、フィルター材料は、０．１ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲のサイズを有する粒子を５重量％未満、または１重量％未満を含んでもよい。フィルター材料は０．１ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲のサイズを有する粒子を含まない（粒子を０％含む）ことが好ましい。フィルター材料は、０．１ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲のサイズを有する酢酸セルロース粒子を含有しないか、または０．１ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲のサイズを有する酢酸セルロース粒子を１０％以下、５％以下、または１％以下含有することがより好ましい。フィルターは、０．１ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲のサイズを有する酢酸セルロース粒子を含有せずに、酢酸セルローストウを含みうる。

可塑剤を含むフィルター材料は、任意の適切なトウ重量または密度を有しうる。フィルター材料は、約５ｍｇ／ｍｍ〜約７ｍｇ／ｍｍの重量を有することが好ましい。フィルター材料は、約５．５ｍｇ／ｍｍ〜約６．５ｍｇ／ｍｍの重量を有することがより好ましい。フィルターは、約０．１１ｇ／ｃｍ³〜約０．２ｇ／ｃｍ³の密度を有することが好ましい。フィルターは、約０．１２ｇ／ｃｍ³〜約０．１５ｇ／ｃｍ³など、約０．１２ｇ／ｃｍ³〜約０．１９ｇ／ｃｍ³の密度を有することが好ましい。より高い重量および密度を有するフィルターは、より低い重量および密度を有するものより硬い傾向がある。しかしながら、フィルター材料の重量または密度の増大はまた、ＲＴＤを望ましくないレベルにまで増大させる傾向がある、または過剰なエアロゾルをフィルターする可能性があり、それ故に十分な量のエアロゾルがユーザーに送達されるのを妨げうる。

ＲＴＤおよび濾過に対するフィルター重量または密度の増大の影響を軽減するために、フィルターは、フィラメント当たり４デニール以上の線密度を有するフィラメントを備えうる。フィルターで使用されるフィラメントの線密度は、フィラメントの９０００メートル当たりの質量（グラム）を決定することによって測定されうる。本発明のフィルターは、フィラメント当たり５デニール以上、６デニール以上、または７デニール以上の線密度を有するフィラメントを備えることが好ましい。例えば、本発明のフィルターは、フィラメント当たり約８デニールの線密度を有するフィラメントを備えうる。上述の直線密度を有するフィラメントは、酢酸セルロースフィラメントであることが好ましい。

本発明のフィルターは、任意の適切な量の可塑剤を有しうる。本明細書で使用される「可塑剤」は、高分子繊維に適用された時に繊維を共に溶剤接着する溶剤である。可塑剤の例としては、トリアセチン（グリセロールトリアセタートとしても知られる）、ジエチレングリコールジアセタート、トリエチレングリコールジアセタート、トリプロピオン、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸トリエチル、およびこれらの一つ以上の混合物が挙げられる。可塑剤はトリアセチンを含むことが好ましい。一つ以上の可塑剤は、例えばポリエチレングリコールと混合され、高分子繊維と接触して、繊維をまとめて溶剤接着してもよい。繊維は任意の適切な方法で結合剤と接触してもよい。結合剤を含む組成物が、高分子繊維上にスプレーされることが好ましい。

フィルターは、フィルター材料の重量に対して７％以上の可塑剤を備えることが好ましい。例えば、フィルターが酢酸セルロースフィルターである場合、フィルターは１００ｇの酢酸セルロース当たり７ｇ以上の可塑剤を備えうる。フィルターは８％以上の可塑剤または９％以上の可塑剤を備えることがより好ましい。例えば、フィルターは約１０％の可塑剤を備えうる。フィルターは、約７．５重量％〜約１１．５重量％の可塑剤を備えることがより好ましい。フィルターは、約７．５％〜約１０％の可塑剤を備えることが好ましい。例えば、フィルターは、約８％〜約１１％の可塑剤、または約８％〜約１０％の可塑剤を備えうる。

発明者らは、本発明のフィルターの可塑剤の特定の量が、望ましい硬度、ＲＴＤおよび濾過効率を有するフィルターをもたらしうることを発見した。可塑剤の量が約１２％を超える場合、特に可塑剤が約１３％を超える場合、フィルターの品質は損なわれる傾向がある。例えば、約１２％を超えるトリアセチンを有する酢酸セルロースフィルターは、フィルターに比較的大きい空隙を有するフィルターをもたらし、これは濾過効率を大幅に低下させ、フィルターを容認できないものにしうる。

フィルター重量または密度、フィラメントの線密度および可塑剤の適当な組み合わせを選択することによって、適切な濾過、硬度、引き出し抵抗が達成されうる。

フィルターは、フィルター材料の周りに配置されたプラグラップを含みうる。プラグラップはフィルターの硬度に貢献する。プラグラップは、任意の適切な硬度を高める被覆組成物で被覆されてもよい。プラグラップが被覆を含む場合、被覆は、被覆されたプラグラップを含むフィルターの半径方向の硬度および長軸方向の硬度を高めることが好ましい。

硬度を高める任意の適切な被覆組成物は、本発明によるフィルターのプラグラップに塗布されてもよい。硬度を高める被覆組成物は、被覆されたフィルターを含む喫煙物品の喫煙中に味覚を損なうように変える被覆をもたらさないことが好ましい。一部の好ましい実施形態において、硬度を高める被覆組成物は、結合剤またはその他の添加物などの、紙巻たばこ製造で使用される一つ以上の構成成分を含む。例えば、被覆組成物は、シガレットペーパー、チッピングペーパー、またはプラグラップで使用される適切な結合剤を含んでもよい。

硬度を高める被覆組成物内に含まれてもよい適切な材料の例は、デンプン、ポリアクリルアミド誘導体、スチレンブタジエン、スチレンアクリル、デキストラン、酸化デンプン、エチルセルロース、酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、またはその他の適切なセルロース誘導体（ペクチン、グアーガム、キャロブビーンカーネルミール、寒天、アルギン酸ナトリウムまたはその他の適切なアルギン酸塩、およびこれに類するもの）である。一部の好ましい実施形態において、硬度を高める被覆はポリビニルアルコールを含む。

任意の適切なプラグラップは、硬度を高める被覆で被覆されてもよい。プラグラップは、紙プラグラップを含む、または紙プラグラップから本質的に成る、または紙プラグラップから成ることが好ましい。

プラグラップは任意の適切な坪量を有してもよい。プラグラップの坪量は、１平方メートル当たり約２０グラム〜１平方メートル当たり約１８０グラムであることが好ましい。プラグラップの坪量は、１平方メートル当たり約５０グラム〜１平方メートル当たり約１５０グラムであることがより好ましく、１平方メートル当たり約５０グラム〜１平方メートル当たり約１００グラムであることがなおより好ましい。

プラグラップは任意の適切な厚さを有してもよい。適切なプラグラップ紙の厚さは、約２５マイクロメートル〜約２００マイクロメートルであってもよく、約５０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルであることが好ましい。一部の好ましい実施形態において、プラグラップの厚さは約１００マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルである。

より高い重量基準およびより大きい厚さを有するプラグラップは、より低い重量基準およびより小さい厚さを有するプラグラップよりも硬い傾向がある。

プラグラップは任意の適切な剛性を有してもよい。プラグラップの剛性は、ＩＳＯ ２４９３−１：２０１０によって決定されうる。紙および板紙 - 曲げ抵抗の決定 - 第１部：定速たわみ、ＩＳＯ ２４９３−２：２０１１：紙および板紙 - 曲げ抵抗の決定 - 第２部：テーバー式試験済み、またはＩＳＯ ２４９３−１：２０１０およびＩＳＯ ２４９３−２：２０１１の両方。プラグラップは、１０ｍｍの長さでの１５度の曲げ効果で縦方向において （ＭＤ-１５°１０ｍｍ）１００ｍＮ．ｍｍ以上の剛性を有することが好ましい。例えば、プラグラップは、約１００ｍＮ．ｍｍ〜約５００ｍＮ．ｍｍの剛性（ＭＤ-１５°１０ｍｍ）を有しうる。プラグラップは、約１２０ｍＮ．ｍｍ〜約４５０ｍＮ．ｍｍの剛性（ＭＤ-１５°１０ｍｍ）を有することが好ましい。

プラグラップは、１０ｍｍの長さでの１５度の曲げ効果で横方向において （ＣＤ-１５°１０ｍｍ）４０ｍＮ．ｍｍ以上の剛性を有することが好ましい。例えば、プラグラップは、約４０ｍＮ．ｍｍ〜約２５０ｍＮ．ｍｍの剛性（ＣＤ-１５°１０ｍｍ）を有しうる。プラグラップは、約５０ｍＮ．ｍｍ〜約２００ｍＮ．ｍｍの剛性（ＣＤ-１５°１０ｍｍ）を有することが好ましい。

プラグラップは、任意の適切な空隙率を有してもよく、または無孔であってさえもよい。例えば、プラグラップの空隙率は比較的高くてもよく、例えば約１，０００コレスタ単位より大きい、または約５，０００コレスタ単位より大きくてもよい。加えて、または別の方法として、プラグラップの空隙率は約１０，０００コレスタ単位未満であってもよい。

本発明のフィルターは、活性炭、風味剤（化合物、フレーバースレッド、ビーズ、カプセル、またはこれに類するものの形態であってもよい）、または任意のその他の適切な材料などの追加的な材料を含んでもよい。追加的な材料は、フィルター材料の中に組み込まれてもよく、または例えばプラグ−スペース−プラグ構成で、フィルター材料のプラグの間のくぼみの中に配置されてもよい。こうした構成において、本明細書に記載のプラグラップは、高められた構造的硬度をくぼみの外側に追加することによって、特に都合の良いものになる場合がある。

本発明のフィルターは任意の適切な寸法を有してもよい。典型的には、フィルターは円筒状の形状である。フィルターは約５ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲の直径を有することが好ましい。直径は約７．０ｍｍ〜約８．０ｍｍであることがより好ましく、約７．７ｍｍ〜７．８ｍｍであることがより好ましい。フィルターの直径は、フィルターが組み込まれているエアロゾル発生物品の直径と同一または実質的に同一であることが好ましい。

フィルターの長さ（濾過材料を含むフィルターの全長であり、喫煙物品の長軸方向軸と実質的に平行な方向において測定される）は、任意の適切な値を有してもよい。しかし、フィルターの長さが従来の喫煙物品と実質的に同じであることは、都合が良いかもしれない。長さは濾過材料のプラグを含むフィルターの全長を示す。すなわち、フィルターが濾過材料のプラグに加えて一つ以上のフィルターセグメントを備える場合、長さはすべてのフィルターセグメントおよび濾過材料のプラグの全長である。フィルターが濾過材料のプラグのみを備える場合、長さは濾過材料のプラグのみの長さである。

より長いフィルターは、より短いフィルターよりも大きいＲＴＤを有する傾向がある。

フィルターは約１５ｍｍ〜約４０ｍｍの長さを有することが好ましい。フィルターは約１８ｍｍ〜約２７ｍｍの長さを有することがさらにより好ましい。一実施形態において、フィルターは約２７ｍｍの長さを有する。別の実施形態において、フィルターは約２１ｍｍの長さを有する。

本発明のフィルターは、従来のフィルター製造装置を使用して形成されることが好ましい。例えば、フィルター材料は、従来の装置を使用してフィラメントのトウバンドから形成されうる。可塑剤は従来の装置を使用して組み込まれてもよく、プラグラップは従来の装置を使用してフィルターの周りに配置されてもよい。

本発明のフィルターは、任意の適切な方法で任意の適切なエアロゾル発生物品の中に組み込まれうる。フィルターは、エアロゾル形成基体材料の下流のエアロゾル発生物品の中に組み込まれることが好ましい。「下流」という用語は、主流エアロゾルがエアロゾル形成基体から引き出されてユーザーの口の中に入る際の主流エアロゾルの方向に関して記述されたエアロゾル発生物品の要素の相対的な位置を指す。

「エアロゾル発生物品」という用語は、紙巻たばこ、葉巻たばこ、シガリロ、およびエアロゾル形成基体（たばこなど）が点火され、かつ燃焼されて煙を生成するその他の物品を含む。「エアロゾル発生物品」という用語はまた、エアロゾル形成基体が燃焼されない物品を含み、例えばエアロゾル形成基体を直接的または間接的に加熱するエアロゾル発生物品、または熱源の有無にかかわらず、空気の流れもしくは化学反応を使用して、ニコチンもしくはその他の材料をエアロゾル発生基体から送達するエアロゾル発生物品を含むがこれらに限定されない。

本発明のフィルターは、エアロゾル形成基体が燃焼されない加熱非燃焼式物品で使用するのに特に望ましい場合がある。こうした物品は、低いＲＴＤを有する比較的短いフィルターを用いることが多い。非燃焼・加熱式製品のフィルターは多くの場合、柔らかく、エアロゾルがフィルターを通って流れるにつれて使用中により柔らかくなる場合がある。一部の場合において、フィルターは、使用中に少なくとも部分的に崩壊または分解しうるが、これは物品の品質に対する消費者の認識に悪影響を及ぼしうる。従って、比較的短いフィルターおよび低いＲＴＤを用いる加熱非燃焼式物品に本発明のフィルターを組み込むことによって、物品の品質に対する認識は、フィルターの剛性と、崩壊および分解がないこととによって改善されうる。フィルターの剛性増大および品質改善のため、比較的低い濾過を提供する短いフィルターを加熱非燃焼式物品に用いることができ、これは紙巻たばこなどの従来の喫煙物品と類似した味覚およびその他の感覚的性質を提供しうる。

加熱非燃焼式物品のフィルターは、任意の適切な長さを有しうる。例えば、フィルターは、約１０ｍｍ〜約４０ｍｍなど、約４０ｍｍ未満の長さを有しうる。フィルターの長さは、約２０ｍｍ未満など、約３０ｍｍ未満の長さを有することが好ましい。

ここで本発明の一部の態様が図示されている図面を参照する。図面に描かれていないその他の態様は、本発明の範囲および趣旨に収まることが理解されよう。概略図は必ずしも実寸に比例していない。図内で使用されている類似の番号は、類似の構成要素、工程、およびこれに類するものを指す。しかし当然のことながら、所与の図内で一つの構成要素を指すために一つの番号を使用することは、別の図内で同一の番号が付けられた構成要素を制限することを意図するものではない。加えて、異なる図内で構成要素を指すための異なる番号の使用は、異なる番号の付いた構成要素を他の番号の付いた構成要素と同一または類似のものとすることはできないと示すことを意図するものではない。

図１は、フィルター３０を有する、部分的に広げられたエアロゾル発生物品１０の実施形態の概略斜視図である。

エアロゾル発生物品１０（描写された実施形態においては紙巻きたばこ）は、単に物品の代表的な構成要素を図示するために部分的に広げられたものとして描かれている。エアロゾル発生物品１０は、たばこロッドなどのエアロゾル形成基体のロッド２０、およびエアロゾル形成基体２０の下流にあるフィルター３０を含む。フィルター３０およびロッド２０は、エアロゾル発生物品１０の長軸方向軸と同軸に整列されていて、この軸は線Ａ〜Ａで示されている。図示されたエアロゾル発生物品１０は、プラグラップ６０、紙巻たばこ用紙４０、およびチッピングペーパー５０を含む。紙巻たばこ用紙４０はロッド２０の少なくとも一部分を囲む。チッピングペーパー５０またはその他の適切なラッパーは、当業界で一般的に周知の通り、プラグラップ６０および紙巻たばこ用紙４０の一部分を囲む。フィルター３０は、被覆されたプラグラップ６０と、フィルター材料３２とを含む。

上述の例示的な実施形態は限定するものではない。上述の例示的な実施形態と一貫したその他の実施形態は、当業者に明らかであろう。

本明細書で使用されるすべての科学的および技術的な用語は、別途指定のない限り、当業界で一般に使用される意味を有する。本明細書で提供されている定義は、本明細書で頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするために提供されている。

本明細書で使用される単数形（「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」）は、複数形の対象を有する実施形態を包含するが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。

本明細書で使用される「または」は概して、「および／または」を含む意味で使用されるが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。「および／または」という用語は、列挙された要素の一つもしくはすべて、または列挙された要素のうちの任意の二つ以上の組み合わせを意味する。

本明細書で使用される「有する、持つ（ｈａｖｅ）」、「有している、持っている（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含まれる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、またはこれに類するものは制約のない意味で使用され、概して「含むが、これに限定されない」を意味する。当然のことながら、「から本質的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」、「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、およびこれに類するものは、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」およびこれに類するものに包摂される。

「好ましい」および「好ましくは」という語は特定の状況下で、特定の利点をもたらす場合がある本発明の実施形態を指す。しかしながら、同一の状況下または他の状況下で、他の実施形態もまた好ましいものである場合がある。その上、一つ以上の好ましい実施形態の列挙は、その他の実施形態が有用ではないことを暗示するものではなく、また特許請求の範囲を含む本開示の範囲からその他の実施形態を除外することを意図しない。

以下に示すのは、フィルター材料重量、可塑剤重量パーセント、およびフィラメント線密度の選定と、フィルター硬度の改善をもたらしたプラグラップ特性とを示す非限定的な例である。異なるフィラメント線密度および異なる量の可塑剤（トリアセチン）を有する酢酸セルローストウ（Ｙ字形状繊維）を用いて、１９個のフィルターを作製した。得られたフィルター材料を、異なる重量基準および厚さを有するプラグラップで包んだ。得られたフィルターは、７．７１ｍｍの直径および１２６ｍｍの長さを有した。フィルター１９個の一部の製造に使用された材料を、以下の表１に示す。

長さ１２６ｍｍのフィルターロッドの平均半径方向硬度は、米国公開特許出願公報第２０１６／０１２８３７８号に記載の通りに決定された。長さ１２６ｍｍのフィルターロッドのＲＴＤは、ＩＳＯ規格６５６５：２００２に従って測定された。プラグラップの剛性は、ＩＳＯ ２４９３−１：２０１０およびＩＳＯ ２４９３−２：２０１１に従って測定された。一部のフィルターについては、フィルター材料および可塑剤の重量と、（７．７１ｍｍの直径に基づいて）秤量された材料の密度が決定された。結果を下の表２に示す。

表１および表２に示す通り、プラグラップの基本重量および厚さを増大させることは、プラグラップの剛性およびフィルターの硬度を増大させる傾向があった。フィラメントの線密度を増大させることは、半径方向硬度を増大させる傾向があった。可塑剤の重量パーセントを増大させることはまた、半径方向硬度を増大させる傾向があった。

フィラメントの線密度および可塑剤の重量パーセントを増大させることは、フィルターの重量および密度を増大させる傾向があって、これは半径方向硬度と直接相関した。

ＲＴＤは１２６ｍｍの長さを有するフィルターロッドで試験されていることに留意されたく、これは一部のエアロゾル発生物品で使用されうるものよりも長い場合がある。例示の目的のために、フィルター１５は２５５ｍｍＷＧのＲＴＤを有し、これは１ｍｍ当たりのＲＴＤで約２．０２あり、これは２１ｍｍの長さを有するフィルターで約４２．５ｍｍＷＧのＲＤＴをもたらすことが予想される。それ故に、フィルター１５の長さ２１ｍｍのフィルターは、約４２．５ｍｍＷＧの低いＲＴＤを有する一方で、（長さは半径方向の硬度に実質的に影響しないので）９７．６０７％の平均半径方向硬度を有することが予想されるであろう。こうしたフィルターのＲＴＤの値を、こうしたフィルターを含有するエアロゾル発生物品の平均半径方向硬度の値で割った商は、約０．４４になるであろう。

こうした高い硬度およびこうした低いＲＴＤを有するフィルターは特に望ましい。

サンプル番号１５は、特に望ましい特性を有するフィルターおよび関連するエアロゾル発生物品に到達するために、本開示に記載の様々なパラメータをどのように賢明に選択しうるかの特に良好な例を提供している。

それ故に、高められた硬度を有するフィルターのための方法、システム、装置、組立品および物品が記載されている。本発明の様々な修正および変形が、本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく、当業者に明らかになるであろう。特定の好ましい実施形態に関連して本発明を説明してきたが、当然のことながら、特許請求の通りの本発明は、こうした特定の実施形態に不当に限定されるべきではない。実際に、機械技術、化学技術およびエアロゾル発生物品製造または関連分野の当業者にとって明らかである、本発明を実施するための記載された方法の様々な修正は、以下の特許請求の範囲内に収まるものであることが意図される。

Claims (13)

1. エアロゾル発生物品であって、
   エアロゾル形成基体と、
   エアロゾル発生基体の下流にあるフィルターとを備え、
   前記フィルターがフィルター材料を含み、かつ２１ｍｍのフィルター長さで７０ｍｍＷＧ以下の引き出し抵抗を有し、
   前記エアロゾル発生物品が前記フィルターの周りで測定した時に９５．５％以上の平均半径方向硬度を有する、エアロゾル発生物品。
2. 前記フィルター材料がフィラメントを備える、請求項１に記載のエアロゾル発生物品。
3. 前記フィラメントが約４デニール以上の線密度を有する、請求項２に記載のエアロゾル発生物品。
4. 前記フィラメントが約５デニール以上の線密度を有する、請求項２に記載のエアロゾル発生物品。
5. 前記フィルター材料が酢酸セルロースを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
6. 前記フィルターが可塑剤を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
7. 前記フィルターが、フィルター材料の重量に対して７．５重量％〜１１．５重量％の前記可塑剤を備える、請求項６に記載のエアロゾル発生物品。
8. 前記可塑剤がトリアセチンを含む、請求項６または７に記載のエアロゾル発生物品。
9. 前記フィルターが前記フィルター材料の周りに配置されたプラグラップを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
10. 前記プラグラップが５０グラム／平方メートル以上の重量基準を有する紙を含む、請求項９に記載のエアロゾル発生物品。
11. 前記プラグラップが１１０グラム／平方メートル以下の重量基準を有する紙を含む、請求項９に記載のエアロゾル発生物品。
12. 前記フィルターのＲＴＤの値を、前記エアロゾル発生物品の前記平均半径方向硬度の値で割った商が０．７５以下である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。
13. 前記フィルターのＲＴＤの値を、前記エアロゾル発生物品の前記平均半径方向硬度の値で割った商が０．６５以下である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生物品。

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