JP2604419B2 - 通気タバコフィルター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規タバコフィルターに関するものであ
る。

通気タイプのタバコフィルターは、外部の空気がフィ
ルターに入り、タバコの煙と共に喫煙者の口に吸い込ま
れ、この煙を希釈するように構成されているフィルター
である。通気タバコフィルターは、多量の煙成分を除去
し、同時に喫煙者が求める吸煙量を低下させることのな
い高密度濾過媒体の使用を可能にしている。しかしなが
ら、空気希釈の方法は煙草の香喫味に影響を与えること
が知られている。希釈空気を煙に加える方法を変化させ
るフィルター構造の改良は、この香喫味に様々な影響を
与える。このことは、多くの通気フィルターが存在する
ことにより示されている。

煙草フィルターの一般的形状において、希釈空気を煙
主流に加えるための通気孔がフィルターの一部に設けら
れており、これにより空気がフィルターに入る。外部空
気がフィルター周囲から入るため、空気は煙主流と合流
するまでにフィルターラップ及びフィルター材料を通り
フィルタープラグの中心に向かって曲がりくねったルー
トを通らねばならない。希釈空気はフィルターの中心に
流れるのではなく、むしろフィルターの周辺に沿って流
れ、空気と煙の混合が有効に起こらず、また煙の流れを
フィルターの中心に閉じ込める傾向にあった。その結
果、フィルターの断面の一部のみが煙の濾過に用いら
れ、濾過効率を低下させていた。

米国特許第3,490,461号及び4,256,122号は、他のタイ
プの通気フィルターを開示している。フィルターの長さ
方向に溝が設けられており、この溝は煙と共に喫煙者に
吸い込まれる外部空気の通路を与えている。上記の通気
フィルターとは異なり、このフィルターのラップは不透
過性であり、煙と空気が禁煙者の口に入るまで煙の流れ
と空気の流れが混合することを防ぐ。空気と煙が分離し
ていることは、煙草の香喫味に影響を与える。また、そ
のような形状が正しく機能することは、この煙草が吸わ
れている間に前記溝が開放しているか及び空気流が自由
に口に流れるかどうかによってきまる。この２つのファ
クターのいずれかが変化すると、空気−煙の比が大きく
変化する。

米国特許第3,496,945号は、さらに他の形状の通気フ
ィルターを開示している。このフィルターは喫煙の間に
空気−煙の比を一定に保つための流れ制限プレートを用
いている。外部空気はフィルターに入り、流れ制限プレ
ートの上流に配置されているフィルタープラグもしくは
チャンバーに入り、煙と混合される。空気と煙の混合物
はプラート内のオリフィスを通り、その後第二のフィル
ターを通りもしくは直接マウスピースの末端から出る。
この構造は、流れ制限プレートの上流に空気を入れ、フ
ィルタープラグを通過する煙の流れパターン及び流入す
る希釈空気の流れパターンを調節し、煙−空気の比を調
節する。混合された煙と空気がプレートオリフィスを通
過して流れることは煙草の香喫味に影響を与え、その抵
抗性を高めるであろう。混合した流れを通過させるため
のオリフィスを有する流れ制限プレート存在は、プラー
トの上流のフィルタープラグを通過する煙の流れの均一
性にも影響を与え、フィルターの特性に影響を与えるで
あろう。

このように通気フィルターについて多くの提案がなさ
れたが、これらはいずれも従来のフィルタープラグを用
いるものであった。本発明者らは、これらの通気フィル
ターには、低いタールデリバリー、許容される香喫味デ
リバリー、及び許容される高い圧力低下（吸引抵抗性）
の矛盾する要求を同時に満たすことができないという基
本的問題があることを見出した。従来の通気フィルター
による高レベルの空気希釈はタールデリバリーを低下さ
せ、同時に一酸化炭素もしくは他の蒸気相成分のデリバ
リーを低下させるが、そのような高度の空気希釈は圧力
低下を許容されないほど低くしてしまい、吸いずらくな
ってしまう。喫煙者は最少の吸引抵抗性を要求してお
り、中空チューブを吸う感覚を求めている。通気を高く
して圧力低下（吸引抵抗性）を許容される程度にするた
め、フィルタープラグの密度を高めかつ透過性を低下さ
せることができる。これは一般的方法であるが、これを
行うと、従来のプラグの濾過効率が増加し、この高レベ
ルの濾過は煙草の香喫味を無くしてしまう。この煙草の
香喫味のデリバリーを高めるため従来のプラグの濾過効
率を低下させると、再び圧力低下が許容されないレベル
になってしまう。これは従来のプラグの濾過効率を低下
させることにより、必然的にその透過性を増加させるか
らである。

本発明者らは、高い空気希釈、良好な香喫味デリバリ
ー、及び良好な吸引抵抗性の互いに矛盾する３つの要求
から生ずる問題を解決した。

本発明の通気タバコフィルターは、上流コアー部材、
下流コアー部材、並びに前記上流コアー部材と下流コア
ー部材の周囲全体もしくは周囲の一部に沿って広がる空
気透過性のラップを具備し、前記上流コアー部材がフィ
ブリル化しないで長手方向に波形が形成されかつ側面に
ひだが形成されたプラスチックフィルムより形成され
た、長手方向には透過性であるが半径方向には実質的に
空気不透過性である円形断面を有する実質的に均一なプ
ラグを含み、前記下流コアー部材がフィルターの長手方
向に実質的に自由な濾過されない煙の流れを与える、外
辺に溝を有するロッドもしくはチューブ、又は単なるチ
ューブであり、下流コアー部材の壁を通過して通気され
又は上流コアー部材と下流コアー部材の間の隙間から通
気され、そして前記上流コアー部材におけるフィルター
の長手方向の吸引抵抗が前記下流コアー部材における長
手方向の吸引抵抗よりも高いことを特徴とする。

下流コアー部材はその末端から末端まで伸びる１以上
の外部通路を与えるに適合した外辺を有するロッドもし
くはプラグであり、上流コアー部材及び下流コアー部材
は接触しているか又はフィルターの長手方向で一定の間
隔をおいて離れており、直接この外辺の通路に及び／又
は上流コアー部材と下流コアー部材の間の空間に及び／
又は下流コアー部材の下流に通気が流れる。また、この
かわりに、もしくはこれに加えて、下流コアー部材は、
実質的に自由な濾過されていない煙の流れのための、末
端から末端までの１以上の内部通路を与え、例えばその
通路はチューブ状であってよい。下流コアー部材が外辺
通路を有さずかつ空気を通さない物質より形成されてい
る場合、通気はさらに下流コアー部材の下流へ流れ、及
び／又は上流コアー部材と下流コアー部材の間の空間に
流れる。下流コアー部材が外辺通路を有さずかつ空気を
通す物質より形成されたチューブである場合、通気はこ
のチューブ壁を通過して側面に流れ、長手方向の通路に
流れる。次いで下流コアー部材は長手方向に実質的に自
由な煙の流れを与える。

末端から末端までの外辺及び／又は内部の自由な煙の
流れの通路に加え、下流コアー部材は一端（例えば下
流）から伸び、他の末端からから離れて停止しており、
かつその部分の外辺通路に通気している１以上の外辺通
路を有している。ある実施態様において、下流コアー部
材は、好ましくは本質的に煙を通さない物質より形成さ
れており、好ましくは外部に溝が形成されたロッドもし
くはチューブまたは単なるチューブの形状である。他の
実施態様においては、下流コアー部材は空気透過性物
質、例えば接合セルロースアセテートトウ（好ましくは
実質的にフィラメントからひだを除くようにチューブ製
造において引き抜かれたもの）より形成された単なるチ
ューブである。

ラップはその長さに沿って実質的に均一な空気透過性
の多孔質のもしくは穴のあいた材料より形成されたラッ
プである。このラップは１以上のストリップからなる部
分的なラップであってもよく、このストリップの各々は
フィルターの周囲の一部のみに広がり、ストリップの長
手方向のへりにフィルターの長手方向に伸びる隙間を形
成し、その隙間に自由な通気が生ずる。この隙間は通常
その両端において開放されており、このラップの長さ全
体に伸びている。

上流コアー部材は、フィルターの半径方向に実質的に
空気不透過性であり、好ましくはその断面全体にわたっ
て半径方向に空気不透過性である。それは好ましくは、
その一部を形成する外部のラップを除いて単一の本体で
ある。それは好ましくは、その断面全体において実質的
に均一である。それは好ましくは、フィルターの断面部
（ラップにより占有されている部分以外）全体を完全に
かつ連続的に占有している。従って、この上流コアー部
材は、単一の実質的に均一な、それ自身のラップを含ん
でいてもよい円形断面のプラグを含んでいる。

フィルタータバコにおいて、本発明に係るフィルター
には通常、タバコロッドに対する圧力低下の高いコアー
部材と吸い口末端への圧力低下の高いフィルター下流へ
の通気が組み込まれている。このフィルターは、通気性
吸い口オーバーラップによりフィルタータバコに組み込
まれており、前記吸い口オーバーラップは通常圧力低下
の高いコアー部材の下流に配置された通気孔を有してい
る。この通気性吸い口オーバーラップは、コアー部材用
の従来より公知の通常のラップであってよいが、より一
般的には、このコアー部材は通常のラップにより副集成
部品に予備成形され、この副集成部品は続いて通気性吸
い口オーバーラップによりフィルタータバコに組み込ま
れる。この副集成部品は連続的に製造され、連続ロッド
が規定された長さに切断され、この規定された長さは通
常最終的なフィルターの長さの整数倍である。フィルタ
ータバコの製造において、通常２倍の長さのロッドが２
本のタバコロッドの間に縦方向に一列に並べられ、２倍
の長さの吸い口オーバーラップにより接合され、これを
中心で切断して２本のフィルタータバコを形成する。

圧力低下の高い上流コアー部材には種々の構造及び材
料が可能である。空気不透過性を維持するようにフィブ
リル化しないで長手方向に波形が形成されかつ側面にひ
だが形成され、長手方向にはこの波形に沿って空気透過
性であるが半径方向には実質的に空気不透過性であるフ
ィルタープラグを形成するプラスチックフィルムを用い
ることが好ましい。このひだが形成された波形のフィル
ムは互いに結合され、自立したかつ寸法安定なロッドも
しくはプラグを形成してもよいが、より一般的にはラッ
プによりロッド形状にされるであろう。このプラスチク
フィルムはポリエチレンであることが適している。

圧力低下の低い下流コアー部材は種々の形状であって
よい。それは好ましくは、単一の本体、例えばプラスチ
ック押出品であり、一端から他端へ伸びる完全に（又は
部分的に）伸びている外辺溝を有する不透過性プラグも
しくはロッドであってよく、又は一端から他端へ伸びる
完全に（又は部分的に）伸びている外辺溝を有するチュ
ーブであってもよい。これは長手方向ではなくチューブ
を通過して少なくとも半径方向に空気透過性である材料
より形成された単なるチューブであってもよい。

上流コアー部材、及び全体としてのフィルターは、好
ましくは固有の機械的不変性（mechnical retention）
が低い。特に、本発明のフィルター及びフィルタータバ
コにおいて、フィルターによる空気希釈率は好ましくは
フィルターの「非通気」もしくは「封入された」タール
保持率よりも高い。この空気希釈率とは、フィルターに
よって創出された全混合物中のフィルターにより加えら
れた通気する空気の体積の割合を意味し、従って50％の
通気もしくは空気希釈率とは、一吹きにおいて最初の煙
に50/50体積比の加えられた空気が存在することを意味
し、40％の空気希釈率は40/60の煙／空気の比を意味す
る。

このフィルターの封入されたタール保持は、好ましく
は40％以下である。上流コアー部材は、通常フィルター
の実質的にすべての圧力低下及びタール保持を提供し、
そこで単なるチューブ状の下流コアー部材の壁を通過し
て半径方向に通気が存在し、上流コアー部材は実質的に
すべてのタールを保持する。

本発明に係るフィルターは、一方においてCOを低下さ
せるため高度の空気希釈（例えば50％もしくは60％以
上）を可能にし、他方において味を低下させずかつフィ
ルタータバコの圧力低下を許容することのできない低レ
ベルに低下させないという、通常矛盾する目的を達成す
る。従来の種々のフィルター構造はこの特性を目的とし
たが、本発明のフィルターは、圧力低下が低くかつ保持
の低い下流コアー部材及び圧力低下の高いかつ空気希釈
率の高い下流部材と組み合わせた、圧力低下の高いかつ
保持の低い上流コアー部材の使用により改良が行われ
る。この改良された性能は、本質的に均一な断面を有
し、過去においてこの目的のために提案された挿入物も
しくはキャピラリーチューブ等を含まないフィルターに
よって得ることができる。このフィルターは断面全体を
用いてよく、従来の外観であってよい。さらに、第一の
（上流）コアー部材により提供されるとても高い圧力低
下の点において、過度の多孔性の吸い口を用いることな
く望ましい高い空気希釈レベルを得ることが比較的容易
であり、比較的小さな通気孔が適しており、小さな通気
孔と高い上流圧力低下の組合せは一吹きの間の通気孔を
通過する煙の漏れを防ぐか減少させる。この煙の漏れは
従来のフィルターにしばしば生ずる望ましくない現象で
ある。

本発明に係るフィルターはCOのみならず他の蒸気相成
分、例えばHCN、ホルムアルデヒド等の改良された低下
を与え、従来のフィルターよりも良好な蒸気相／タール
低下の比を与える。

また、本発明のフィルターは、従来の通気の高くかつ
保持の低いフィルターの場合よりも、フィルター内に蒸
気相をさらに低下させるための吸着剤（例えば活性炭）
を混入する（例えば第一コアー部材と第二コアー部材の
間に）ことが容易である。

本発明に係るフィルターは吸い口において、下流コア
ー部材の通路を多いかつ連続的な従来の末端外観を与え
る短い従来のフィルタープラグ（例えば波形のアセテー
トトウもしくはひだを有する紙より形成された）をさら
に含んでいてもよい。

本明細書において、「上流」及び「下流」コアー部材
とは、フィルターがタバコロッドに向かう圧力低下が高
い部材と吸い口に向かう圧力低下が低く部材の配向で通
常用いられる事実を反映している。しかしながら、この
フィルターは逆の配向でフィルタータバコに組み込んで
もよい。

添付図面により本発明の実施態様を説明する。

第１図のフィルターは、それ自身のラップ1aを有する
プラグ1b（このプラグ1bは、例えばフィルターの長手方
向に波形であるが、このプラグの長手方向に伸びた波形
を有するフィブリル化されていないプラスチックフィル
ムもしくはシートである）からなる、圧力低下の高い、
タール保持の低い上流コアー部材１、半径方向に空気透
過性であり、例えば接合したフィラメント状のセルロー
スアセテートトウである、単なるチューブである長手方
向で隣接した下流コアー部材２、並びに上流コアー部材
と下流コアー部材を結合しかつ多孔質の本質的に空気透
過性である材料であってよいもしくは通気する隙間もし
くは孔を有する、又は長手方向のへりの間に長さ全体に
伸びる隙間を形成するフィルターの周囲の一部のみに広
がる部分ラップであってよい、結合ラップ４からなる。

部材１、２及び４からなる、本発明に係るこの複合フ
ィルターは、チューブ２の周囲に通気孔６のリングを有
する吸い口のオーバーラップにより、包装されたタバコ
ロッドと接合され、フィルタータバコを形成する。

第２図の実施態様は、チューブ２が上流コアー部材よ
り離れており、隙間８を残し、吸い口のオーバーラップ
５の通気孔６がこの隙間と通じていることを除いて、上
記と同様である。この実施態様において、チューブ２は
どのような材料であってもよく、透過性もしくは不透過
性であってもよい。

第３図及び第４図は、チューブ２の２つのタイプを示
し、第３図のチューブは円形の穴のあいた簡単な円筒で
あり、第４図のチューブは三角形の穴を有し、この穴は
もちろんどのような形状であってもよい。

第１図及び第２図において、上流コアー部材１はフィ
ルター全体を占有しかつその断面において半径方向に空
気不透過性である実質的に均一なプラグである。第１図
のように、半径方向に透過性である場合、下流チューブ
２は、当初このフィラメントに存在するひだが実質的に
除去された緻密化製品を与えるようにチューブの形式に
おいて長手方向に延伸されたTransorb（商標）、すなわ
ち接合されたセルロースアセテートフィラメント状トウ
が適している。

本発明をさらに以下の例により説明する。以下の例１
〜４において、フィルターはTransorbのチューブ部材２
及びそのプラグラップ1a内に長手方向に波形を有するプ
ラスチックシートの半径方向に空気不透過性であるプラ
グ１を用いる、第１図及び第２図において説明されてい
るものである。各ケースにおいて、通気度は50％であ
り、タバコロッドは、フィルターを用いない場合、35mg
のタールデリバリー、18mgのCOデリバリー、及び水60mm
の圧力低下を有するものである。

例１ この例において、フィルターは第１図に示すものと同
じであり、14mmの長さのチューブ（２）及び6mmの長さ
のプラグ（１）を有する20mmの長さのものであった。こ
のフィルターの圧力低下（これは通気を防ぐよう孔を覆
って測定した）は水82mmであり、タール保持率は14.5％
であった。

例２ 例１と同じであるが、15mmの長さのチューブ部材及び
10mmの長さのプラグ（１）を有する25mmの長さのもので
あった。このフィルターの圧力低下は水180mmであり、
タール保持率は18.3％であった。

例３ この例において、フィルターは例２と同じであるが、
10mmの長さのチューブ部材及び8mmの長さのプラグ
（１）を有する22mmの長さのものでありかつプラグとチ
ューブ部材の間に4mmの隙間を有している。このフィル
ターの圧力低下は水130mmであり、タール保持率は16.5
％であった。

例４ この例において、フィルターは例１と同じである。50
％空気希釈において、フィルタータバコのタール産出量
は14.9mgであり、CO産出量は8mgであり、CO/タール比は
0.54であった。通気したこのフィルタータバコの圧力低
下は水71mmであった。

比較のため、同じタバコロッドに、その封入された圧
力低下が水30mmであり、タール保持が30％であるセルロ
ースアセテートフィラメント状トウの20mmの長さのプラ
グを有する従来のフィルターを組み込んだ。39％の通気
において、同じタール産出14.9mg及びCO産出10.2mgを
得、このCO/タール比は0.68であり、この比較通気フィ
ルタータバコの圧力低下が水62mmであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、フィルタータバコに組み込んだ本発明のフィ
ルターの略側断面図である。 第２図は、本発明の第二の実施態様の略側断面図であ
る。 第３図及び第４図は、本発明のフィルタに用いるための
下流コアー部材の２つの可能な構造を示す略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−248161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−63179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−196082（ＪＰ，Ａ) 特開 昭46−6946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−171664（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上流コアー部材、下流コアー部材、並びに
   前記上流コアー部材と下流コアー部材の周囲全体もしく
   は周囲の一部に沿って広がる空気透過性のラップを具備
   する通気タバコフィルターであって、前記上流コアー部
   材がフィブリル化しないで長手方向に波形が形成されか
   つ側面にひだが形成されたプラスチックフィルムより形
   成された、長手方向には透過性であるが半径方向には実
   質的に空気不透過性である円形断面を有する実質的に均
   一なプラグを含み、前記下流コアー部材がフィルターの
   長手方向に実質的に自由な濾過されない煙の流れを与え
   る、外辺に溝を有するロッドもしくはチューブ、又は単
   なるチューブであり、下流コアー部材の壁を通過して通
   気され又は上流コアー部材と下流コアー部材の間の隙間
   から通気され、そして前記上流コアー部材におけるフィ
   ルターの長手方向の吸引抵抗が前記下流コアー部材にお
   ける長手方向の吸引抵抗よりも高いことを特徴とするタ
   バコフィルター。
2. 【請求項２】前記ラップが１枚以上のストリップを含
   み、そのストリップの各々がフィルターの周囲の一部に
   のみ広がり、このストリップの長手方向のへりにフィル
   ターの長手方向に伸びる隙間を形成し、その隙間に自由
   な通気が生ずる、請求項１記載のフィルター。
3. 【請求項３】このフィルターによる空気希釈率が、封入
   されるタール保持率よりも高い、請求項１又は２記載の
   フィルター。
4. 【請求項４】封入されるタール保持率が40％以下であ
   る、請求項３記載のフィルター。
5. 【請求項５】吸引抵抗の高いコアー部材をタバコロッド
   に向かって有し、吸い口に向かってこの吸引抵抗の高い
   コアー部材の下流に通気を有する、請求項１〜４のいず
   れか記載のフィルターを組み込んだフィルタータバコ。