JP2021520824A - 煙成分低減タバコフィルター、タバコ、そしてその製造方法 - Google Patents

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Abstract

タバコフィルターは、不規則に折り畳まれてパッキング(packing)されている高分子シート、そして高分子シートを取り囲んでいる第1タバコフィルター紙を含む第1フィルター部を含み、高分子シートはポリオレフィンまたはポリエステルを含む第1高分子層、そして第1高分子層の上に位置し、ポリオレフィンを含む第2高分子層を含む。

Description

煙成分低減タバコフィルター、タバコ、そしてその製造方法が提供される。
一般に、タバコを製造するために、先ず様々な種類の葉タバコ(leaf tobacco)を望む香と味が出るように組み合わせて加工する。次に、加工された葉タバコを刻んで刻みタバコ(cut tobacco leaf)を製造し、タバコ用巻紙(cigarette paper)で刻みタバコを巻いて、フィルターのないシガレットを製造する。次に、必要に応じてフィルターのないシガレットにフィルターを付着する。
タバコ用巻紙は、アマ(flax)、木材パルプなどで製造することができ、燃焼する時、燃焼性とタバコの味が維持されることが要求される。タバコフィルターは、活性炭、香味物質などを含むことができ、モノフィルターまたは多重フィルターからなってもよく、タバコフィルター紙(cigarette filter wrapping paper)で包まれている。チップペーパー(tipping paper)によってタバコを刻みタバコ部とタバコフィルターが繋がって、チップペーパーは微小な孔を含むことができる。
一般に、タバコフィルターは木材パルプからセルロースを抽出してアセチル化したセルロースアセテートトウ(tow)を使用する。アセテートトウでタバコフィルターを製造する場合、タバコフィルターの硬度を向上させるために可塑剤や硬化剤を使用する。タバコフィルターの硬度を向上させないとタバコフィルター及びシガレットの製造が円滑にできないためである。タバコフィルターの硬度が低い場合、タバコフィルターが硬くないので、タバコフィルターまたはタバコの製造工程でタバコフィルターがドラムに嵌まることがある。また、タバコフィルターはタバコ煙に含まれているタール、ニコチン、VOCなどをフィルタリングしながらも、吸煙するに適する吸引抵抗を持たなければならない。よって、優れた硬度と作業性を持ちながらも、優れたフィルタリング機能と適切な吸引抵抗を有するタバコフィルターに対する研究が多様な素材に対して進められている。
米国登録特許4,869,275は「Ultra‐high filtration」に対するもので、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの高分子纎維ウェブをメルトブローン(melt‐blown)方法で互いに絡まっている(entangled)バルキー(bulky)なトウ形態で形成するタバコフィルターを開示している。しかし、このような高分子纎維ウェブを利用したバルキーなトウ形態のタバコフィルターは、70%以上の高いTPMフィルタリング機能を有するが、タールとニコチンフィルタリング機能が弱く、適当な吸引抵抗を持たず、硬度と作業性が低いため、タバコ製造に利用することが容易ではない。
米国登録特許4,869,275
本発明の一実施例は、高いTPMフィルタリング機能とともに高いタール及びニコチンフィルタリング機能を有するためのものである。
本発明の一実施例は、適当な吸引抵抗を持ちながらも、タバコ製造に容易な硬度と作業性を有するためのものである。
前記課題以外にも、具体的に言及されていない他の課題を達成するために本発明による実施例が用いられることができる。
本発明の一実施例によるタバコフィルターは、不規則に折り畳まれてパッキング(packing)されている高分子シート、そして高分子シートを取り囲んでいる第1タバコフィルター紙を含む第1フィルター部を含み、高分子シートはポリオレフィンまたはポリエステルを含む第1高分子層、そして第1高分子層上に位置し、ポリオレフィンを含む第2高分子層を含む。
第1高分子層は折り畳まれた状態で互いに接触し、そして第2高分子層は折り畳まれた状態で互いに接触することができる。
タバコフィルターは第2フィルター部をさらに含み、前記第2フィルター部は第1フィルター部に繋がって、タバコの口部に位置する。
第2フィルター部はアセテートトウを含み、そして第2タバコフィルター紙で取り囲まれてもよい。
高分子シートは、横の長さ(a)と縦の長さ(b)を有し、横の長さ(a)の方向に不規則に折り畳まれることがある。
本発明の一実施例によるタバコは、刻みタバコ部、刻みタバコ部を取り囲んでいるタバコ用巻紙、刻みタバコ部に繋がっているタバコフィルター部、そして刻みタバコ部とタバコフィルター部を繋ぐチップペーパーを含み、タバコフィルター部は不規則に折り畳まれてパッキングされている高分子シート、そして高分子シートを取り囲んでいる第1タバコフィルター紙を含む第1フィルター部を含み、高分子シートはポリオレフィンまたはポリエステルを含む第1高分子層、そして第1高分子層上に位置し、ポリオレフィンを含む第2高分子層を含む。
本発明の一実施例によるタバコフィルターの製造方法は、ポリオレフィンまたはポリエステルを利用して第1高分子層を製造する段階、ポリオレフィンを利用して第1高分子層上に第2高分子層を形成して高分子シートを製造する段階、高分子シートを不規則に折り畳んで第1フィルター部を製造する段階、そして第1フィルター部を第1タバコフィルター紙で包む段階を含む。
第2高分子層は、メルトブローン(melt blown)工程によって第1高分子層上に積層されることができる。
高分子シートは、クリンピング(crimping)工程によって不規則に折り畳まれることがある。
本発明の一実施例は、高いTPMフィルタリング機能とともに高いタール及びニコチンフィルタリング機能を持つことができ、適当な吸引抵抗を有しながらタバコ製造に容易な硬度と作業性を有することができる。
本発明の一実施例によるタバコを概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施例によるタバコを概略的に示す斜視図である。 図2のタバコをII‐II線に沿って切った断面図である。 本発明の一実施例によるタバコフィルターを構成するシートを示す斜視図である。 本発明の一実施例によるタバコを概略的に示す斜視図である。
添付の図面を参考にして、本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は幾つか異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似な構成要素に対しては同一な図面符号が使われた。また、広く知られている公知技術の場合、その具体的な説明は省略する。
図面で幾つかの層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示す。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは他の部分の「真上に」ある場合のみならず、その間にまた別の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「真上に」あるとする時は、その間に他の部分がないことを意味する。逆に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あるとする時、これは他の部分の「真下に」ある場合のみならず、その間にまた別の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「真下に」あるとする時は、その間に他の部分がないことを意味する。
明細書全体にわたって、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは特に逆のことを意味する記載がない限り、別の構成要素を除くのではなく、別の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
それでは、本発明の実施例による煙成分低減タバコフィルター及びタバコについて説明する。
図1は本発明の一実施例によるタバコを概略的に示す斜視図で、図2は本発明の一実施例によるタバコを概略的に示す斜視図で、図3は図2のタバコをII‐II線に沿って切った断面図で、図4は本発明の一実施例によるタバコフィルターを構成するシートを示す斜視図で、図5は本発明の一実施例によるタバコを概略的に示す斜視図である。
図1から図5を参考すれば、タバコ(cigarette、1)は火で燃焼される刻みタバコ部(cigarette column portion、10)と、タバコ煙をフィルタリングするタバコフィルター部(cigarette filter portion、20)を含む。刻みタバコ部10はタバコ用巻紙19で包まれてもよく、タバコフィルター部20はタバコフィルター紙27、28、29で包まれてもよい。刻みタバコ部10とタバコフィルター部20はチップペーパー(tipping paper、31)によって繋がることができる。タバコの周りは、おおよそ10mmからおおよそ30mmであってもよい。
タバコ用巻紙19は充填剤(filler)を含むことができ、これによってタバコ用巻紙の不透明度を高めることができ、タバコ用巻紙に気孔度を与えることができるし、タバコ用巻紙の平滑度及び灰の固結性を改善することができ、タバコ用巻紙の白色度が増加することができる。例えば、充填剤は炭酸カルシウム、二酸化チタン、酸化マグネシウムなどの物質がある。
タバコフィルター部20は2個以上のフィルター部材(filter member)を含む多重フィルターであってもよい。例えば、図2を参考すれば、タバコフィルター部20は、第1フィルター部21及び第2フィルター部22を含むことができる。図5を参考すれば、タバコフィルター部は、第1フィルター部21、第2フィルター部22、そして第3フィルター部23を含むことができる。
また、タバコフィルター部20は、吸着剤、香味剤などを含むことができる。例えば、吸着剤は活性炭などであってもよく、香味剤はハーブ香の物質などであってもよい。多重フィルターの1個以上のフィルター部材は、吸着剤と香味剤のうち、少なくとも一つを含むことができる。
図3及び図4を参考すれば、第1フィルター部21は第1タバコフィルター紙28によって取り囲まれ、吸着剤、香味剤などを含むことができる。第1フィルター部21は高分子シート210が不規則に折り畳まれている。高分子シート210は、第1高分子層211、そして第1高分子層211の上に位置する第2高分子層212を含む。
第1高分子層211は、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどを一つ以上含むことができる。例えば、第1高分子層211の坪量は約5GSMから約20GSMであってもよく、このような範囲にある時、第2高分子層212と第1高分子層211の接着性が改善されることができる。
第2高分子層212はポリプロピレンなどのポリオレフィンを含むことができる。第2高分子層212は第1高分子層211の上に形成されることができる。例えば、第2高分子層212はメルトブローン(melt‐blown)方法によって形成されることができる。第2高分子層212は溶融された状態で放射ノズルによって第1高分子層211に向かって噴射され、第1高分子層211の上に積層されることができる。第2高分子層212の坪量は約10GSMから約30GSMであってもよく、このような範囲にある時、第2高分子層212と第1高分子層211の接着性が改善されることができる。第2高分子層212の坪量は第1高分子層211の坪量より大きくてもよい。
高分子シート210は、可塑剤なく不規則に折り畳まれている。例えば、図3に図示されたように、第1高分子層211が折り畳まれた状態で互いに接触することができ、第2高分子層212が折り畳まれた状態で互いに接触することができる。可塑剤が含まれないので、タバコフィルターの熱的安定性を増大することができ、工程が単純化され、費用を節減することができる。高分子シート210の大きさは、横の長さ(a)約150‐300mmで、縦の長さ(b)は約5〜30mmであってもよい。高分子シート210は、横の長さ(a)の方向に不規則に折り畳まれることがある。
第1フィルター部21の直径に対する高分子シート210の横の長さ(a)の割合は約20から約45であってもよい。第1フィルター部21の直径に対する横の長さ(a)の割合が約20以上である場合、タバコ製造に対する作業性が容易であり、第1フィルター部21のTPM、タール、ニコチンなどのフィルタリング機能が維持されることができる。第1フィルター部21の直径に対する横の長さ(a)の割合が約45以下である場合、高分子シート210がクリンピング工程で円滑に折り畳まれることができ、第1フィルター部21が適当な吸引抵抗を有することができる。例えば、第1フィルター部21の直径が約8mmである場合、高分子シート210の横の長さ(a)は約160mmから360mmであってもよい。第1フィルター部21の直径によって横の長さ(a)を予め設定することができる。
高分子シート210の縦の長さ(b)は、第1フィルター部21の長さの整数の倍数であってもよい。高分子シート210が折り畳まれた後、第1フィルター部21の長さの分、切断することができる。
図3を参考すれば、第1フィルター部21は複数個の空隙229を含む。空隙229は第1フィルター部21の中で高分子シート21が折り畳まれていない空間である。空隙229と高分子シート210の気孔を通して使用者がタバコ煙を吸いこむことができる。
例えば、第1フィルター部21は高分子シート210がクリンピング(crimping)方法によって不規則に折り畳まれ、稠密にパッキング(packing)されることができる。
高分子シート210がパッキングされる度合いによって、横の長さ(a)が予め設定されることもでき、複数個の空隙229の面積が変わることがある。
第1高分子層211及び第2高分子層212を含む高分子シート210が不規則に折り畳まれてパッキングされているため、第1フィルター部21を含むタバコフィルター部20は高いTPMフィルタリング機能とともに高いタール及びニコチンフィルタリング機能を有することができる。また、高分子シート210の稠密なパッキング、気孔、そして第1フィルター部21の空隙229によって、タバコフィルター部20は適当な吸引抵抗を有しながらも、タバコ製造に容易な硬度と作業性を持つことができる。
第2フィルター部22は、第2タバコフィルター紙29によって取り囲まれ、吸着剤、香味剤などを含むことができる。第2フィルター部22はアセテートトウを含むことができる。図2及び図5を参考すれば、第2フィルター部22はタバコの口部に位置する。
第3フィルター部23は第3タバコフィルター紙27によって取り囲まれ、吸着剤、香味剤などを含むことができる。第3フィルター部23はアセテートトウを含むことができる。図5を参考すれば、第3フィルター部23は刻みタバコ部10と第1フィルター部21の間に位置する。
それでは、タバコフィルターの製造方法について詳細に説明する。
タバコフィルターの製造方法は、ポリオレフィン、ポリエステルなどを一つ以上利用して第1高分子層を製造する段階、ポリオレフィンを利用して第1高分子層の上に第2高分子層を形成して高分子シートを製造する段階、高分子シートを不規則に折り畳んで第1フィルター部を製造する段階、そして第1フィルター部を第1タバコフィルター紙で包む段階を含む。
第2高分子層は、メルトブローン工程によって高分子層の上に積層されることができる。
高分子シートは、クリンピング工程によって不規則に折り畳まれることがある。
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明の実施例に過ぎず、本発明が下記実施例によって限定されるものではない。
高分子シートの製造
実施例1
ポリプロピレンを利用して坪量約14GSMの第1高分子層を製造する。第1高分子層の上にポリプロピレンを利用して坪量約18GSMの第2高分子層をメルトブローン工程で積層して高分子シートを製造する。製造された高分子シートの厚さは約127ミクロメーターである。
タバコフィルター部の製造
実施例2
実施例1で製造された高分子シートをクリンピング工程で不規則に折り畳んで、可塑剤を使用することなく円筒状の第1フィルター部を製造する。製造された第1フィルター部の長さは約12mm、吸引抵抗は約57mmHO、硬度は約88%である。第1フィルター部を製造する作業性は良好である。第2フィルター部はアセテートトウで可塑剤としてTECを使って製造する。製造された第2フィルター部の長さは約15mm、吸引抵抗は約60mmHO、硬度は約91%である。製造された第1フィルター部と第2フィルター部を組み合わせて二重タバコフィルターを製造する。製造された二重タバコフィルターの吸引抵抗は約476mmHO、硬度は約93%である。
比較例1
第1フィルター部はアセテートトウで可塑剤としてTECを使って製造する。製造された第1フィルター部の長さは約12mm、吸引抵抗は約57mmHO、硬度は約91%である。第2フィルター部はアセテートトウで可塑剤としてTECを使って製造する。製造された第2フィルター部の長さは約15mm、吸引抵抗は約60mmHO、硬度は約91%である。製造された第1フィルター部と第2フィルター部を組み合わせて二重タバコフィルターを製造する。製造された二重タバコフィルターの吸引抵抗は約465mmHO、硬度は約92%である。
タバコフィルターの物理性
実施例2で製造された二重タバコフィルターと、比較例1で製造された二重タバコフィルターの硬度を比べてみると、実施例2の二重タバコフィルターが比較例1の二重タバコフィルターよりもっと高い値を有するので、フィルターを製造する作業性がもっと優秀である。
タバコ製造
実施例3
ザ・ワン・ブルーの刻みタバコを580mg使って刻みタバコ部を製造し、実施例2の二重タバコフィルターと刻みタバコ部を組み合わせてタバコを製造する。実施例2の二重タバコフィルターをタバコ製造に利用する作業性は良好である。
比較例2
ザ・ワン・ブルーの刻みタバコを580mg使って刻みタバコ部を製造し、比較例1の二重タバコフィルターと刻みタバコ部を組み合わせてタバコを製造する。
タバコの物理性
実施例3のタバコの総重量は約860mg、周りは約25mm、EPD(encapsulated pressure drop)は約160mmWG、VR(ventilation rate)は約76%である。
比較例2のタバコの総重量は約860mg、周りは約25mm、EPD(encapsulated pressure drop)は約160mmWG、VR(ventilation rate)は約76%である。
タバコの煙成分及びフィルタリング
実施例3のタバコと比較例2のタバコの一般的煙成分を表1に示す。
Figure 2021520824
表1を参考すれば、実施例3のタバコの煙成分であるTPM、タール、ニコチン、水分は、比較例2のタバコの煙成分より種類によって約30%から約36%減少する。
実施例3のタバコと比較例2のタバコのフィルター除去能を表2に示す。
Figure 2021520824
SREはタバコのTPM除去能で、TREはタバコのタール除去能で、NREはタバコのニコチン除去能で、WREはタバコの水分除去能である。表2を参考すれば、実施例3のタバコのTPM除去能、タール除去能、ニコチン除去能は、比較例2のタバコより約10%ぐらい高い。
実施例3のタバコと比較例2のタバコの特殊煙成分を表3に示す。
Figure 2021520824
表3を参考すれば、実施例3のタバコの特殊煙成分であるVOCs、フェノール類、アンモニアは、比較例2のタバコの煙成分より種類によって約15%から約35%減少する。フェノール類はタバコ煙の粒子相成分と係わる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
1:タバコ
10:刻みタバコ部
20:タバコフィルター部
21:第1フィルター部
22:第2フィルター部
23:第3フィルター部
210:高分子シート
211:第1高分子層
212:第2高分子層
229:空隙

Claims (9)

  1. 不規則に折り畳まれてパッキング(packing)されている高分子シート、そして
    前記高分子シートを取り囲んでいる第1タバコフィルター紙、
    を含む第1フィルター部を含み、
    前記高分子シートは、
    ポリオレフィンまたはポリエステルを含む第1高分子層、そして
    前記第1高分子層の上に位置し、ポリオレフィンを含む第2高分子層を含むタバコフィルター。
  2. 前記第1高分子層は折り畳まれた状態で互いに接触し、そして前記第2高分子層は折り畳まれた状態で互いに接触する請求項1に記載のタバコフィルター。
  3. 前記タバコフィルターは第2フィルター部をさらに含み、
    前記第2フィルター部は第1フィルター部に繋がって、タバコの口部に位置する請求項2に記載のタバコフィルター。
  4. 前記第2フィルター部はアセテートトウを含み、そして第2タバコフィルター紙によって取り囲まれている請求項3に記載のタバコフィルター。
  5. 前記高分子シートは、横の長さ(a)と縦の長さ(b)を有し、横の長さ(a)の方向に不規則に折り畳まれる請求項1から4のいずれか一項に記載のタバコフィルター。
  6. 刻みタバコ部、
    前記刻みタバコ部を取り囲んでいるタバコ用巻紙、
    前記刻みタバコ部に繋がっているタバコフィルター部、そして
    前記刻みタバコ部と前記タバコフィルター部を繋ぐチップペーパー
    を含み、
    前記タバコフィルター部は、
    不規則に折り畳まれてパッキングされている高分子シート、そして
    前記高分子シートを取り囲んでいる第1タバコフィルター紙、
    を含む第1フィルター部を含み、
    前記高分子シートは、
    ポリオレフィンまたはポリエステルを含む第1高分子層、そして
    前記第1高分子層の上に位置し、ポリオレフィンを含む第2高分子層を含むタバコ。
  7. ポリオレフィンまたはポリエステルを利用して第1高分子層を製造する段階、
    ポリオレフィンを利用して前記第1高分子層の上に第2高分子層を形成して高分子シートを製造する段階、
    前記高分子シートを不規則に折り畳んで第1フィルター部を製造する段階、そして
    前記第1フィルター部を第1タバコフィルター紙で包む段階
    を含むタバコフィルターの製造方法。
  8. 前記第2高分子層は、メルトブローン(melt blown)工程によって前記第1高分子層の上に積層される請求項7に記載のタバコフィルターの製造方法。
  9. 前記高分子シートは、クリンピング(crimping)工程によって不規則に折り畳まれる請求項7または8に記載のタバコフィルターの製造方法。
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