JP3667759B2 - 同心コアフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、タバコの煙濾過コア、前記コアの回りの空気透過性材料の管状物体、および前記管状物体の回りと係合されかつ使用においてそれを通して管状物体の中に外部の空気を横方向から入れる外側ラップを有する紙巻きタバコの通気性フィルタに関する。このような同心コアの紙巻きタバコのフィルタにおいて、コアおよび管状物体は異なる材料から作られていることが通常好ましいが、これは許容されえない、見苦しい末端の外観を最終のフィルタ付き紙巻きタバコ製品に与えることがあり、したがって、許容できる均一な末端の外観の平滑な口側端のプラグと組み合わせて同心コアのフィルタを使用することが普通である。
本発明によれば、同心コアのフィルタのコアは複数の縦方向に整列されたプラグを含んでなり、プラグの１つは被覆されていない口側端のプラグであり、口側端のプラグの材料は、実質的に均一なまたは一体性または単一の口側端の外観を与えるように、即ち、口側端での、コアプラグと管状物体との間の境界がはっきりしないように、周囲の管状物体の材料と同一であるか、またはそれと同様であり；これは喫煙の間または後においてさえその通りであろう。したがって、本発明によるフィルタは、フィルタの全断面にわたって延び、かつ先行技術の構成において、同心コアの構成により提供される所望の性能および特性を喪失または希釈する傾向がある、別の口側端のプラグを使用しないで、要求される所望の末端の外観を提供する。
好ましくは、口側端のコアプラグおよび周囲の管状物体は集合され、接合(bond)されたセルロースアセテートのトウから作られる。口側端のコアプラグおよび周囲の管状物体のトウは同一であることが必須ではなく、２つのトウが、例えば、フィラメントまたはトウのデニールにおいて、異なるとき、均一な口側端の外観を得ることができる。
本発明は、また、複数の縦方向に整列されたプラグを含んでなるタバコの煙濾過コア、前記コアの回りの空気透過性セルロースアセテートのトウの管状物体、および前記管状物体の回りとかみ合う通気性外観ラップを有し、コアプラグの１つがセルロースアセテートのトウの被覆されていないプラグである、紙巻きタバコの通気性フィルタを提供する。
使用において、煙の流れの大部分がコアに沿って喫煙者の口に行き、かつ外側ラップを通して吸込まれた気流の大部分がコアと外側ラップとの間の領域に沿って喫煙者の口に行くように、使用するコアおよび管状物体の成分および通気性を選択することができ；煙が上流端においてコアおよび管状物体の双方に入り、そしてさらに下流における通気により管状物体からコアに向けられるときにおいてさえ、これは可能である。
外側ラップは有孔であり、および／または空気透過性材料から作って、気流がそれを通過できるようにすることができる。外側ラップは先端オーバーラップ(tipping overwrap)であることができ、これによりフィルタはフィルタ付き紙巻きタバコの中に組み込まれ、この場合において、先端オーバーラップは通気孔を有する空気不透過性材料から通常作られ；その時フィルタを最初に製造し、フィルタ付き紙巻きタバコの製造のために外側ラップをもたないロッドとして供給され、そして本発明はこのような被覆されていないロッドをまた包含する。その代わり、外側ラップはフィルタの製造の間に適用されるものであり、そしてフィルタの１つの方向においてのみ延びることができ；このような場合において、フィルタはリングの先端オーバーラップまたは通気性先端オーバーラップによりフィルタ付き紙巻きタバコの中に組み込むことができる。本発明は、これらの型のフィルタ付き紙巻きタバコのすべてを包含する。
コアプラグは種々のタバコの煙の濾過材料の任意のものから作ることができる。口側端のプラグは、被覆されていず、好ましくはセルロースアセテートのトウから作られるが、例えば、接合または非接合のステープルファイバーまたは他のフィラメントのトウ（例えば、ポリオレフィンなど）、または煙透過性気泡材料から作ることができる。口側端のコアプラグと縦方向の整列で少なくとも１つの他のプラグが存在し；このような他のプラグは被覆されているか、または被覆されておらず、通常口側端のプラグと異なる特性（例えば、圧力降下または濾過効率など）および／または組成を有し；それは、例えば、ウェブ材料から作られ、好ましくは波形（例えば、セルロースアセテートの繊維またはフィラメントのウェブまたはクレープ紙）であるか、またはアセテートのトウ、活性アセテート、またはステープルファイバーから作ることができ、そして粒状添加剤、好ましくは収着剤（例えば、活性炭）を含有することができ；それは、例えば、英国特許出願（ＧＢ−Ａ）第２２３６３２９号明細書におけるように、実質的に全体がこのような収着剤から成ることができる。コアはフィルタの長さの全体にわたってまたは部分的にのみ延びることができ、そして隣接するプラグは接触するか、または縦方向に間隔を置いて位置することができる。
好ましくは、管状物体は、複合製品において分離に抵抗するように、１またはそれ以上のプラグに接着するか、または接着されている。したがって、管状物体をコアの回りに溶媒可塑化されたフィラメントまたは繊維を集合することによって形成する場合、少なくとも１つのプラグ（またはその表面）は適当には前記可塑剤により柔軟化された材料から作り、こうしてプラグおよび管状物体をまとめたとき、それらが接着するようにし、こうして可塑化された（例えば、トリアセチンにより）セルロースアセテートのフィラメントまたは繊維の管状物体の場合において、これはセルロースアセテートの繊維またはフィラメントの口側端のコアプラグに、および／またはそのラップがセルロースアセテートのフイルムである場合、被覆された上流プラグに接着するであろう。コアと管状物体の材料は、一般に、それらが接触する前にいずれかまたは双方に塗布された接着剤によりまとめて接着することができる。
内側スリーブの回りの管状物体は、また、種々の空気透過性材料、例えば、接合または非接合のステープルファイバーまたはフィラメントのトウ（セルロースアセテートまたはポリオレフィンなどの）または連続気泡のプラスチックフォームから作ることができる。管状物体はコアよりも大きい固有の空気透過性を有し（および／またはみぞまたは通路を有し）、コアに比べて比較的低い圧力降下を有するようにすることができるが、使用において、管状物体より優先的にコアに沿って煙の流れを喫煙者の口に移動させるように、全体の配置を選択することができる。しかしながら、コアよりも吸引に対して大きい抵抗を有する管状物体を使用する他の態様は可能である。
管状物体の外側表面は平滑であるか、またはフィルタに対して縦方向に延びる１またはそれ以上のみぞをその中に有することができ；このような１またはそれ以上のみぞは管状物体の端から端まで延びるか、または一方または両方の末端の手前のストップから延びることができる。このようなみぞは管状物体の圧力降下を減少することを助け、そしてコアと外側ラップとの間の領域における気流の濃縮を促進する。好ましくは、気流の少なくとも一部分は外側ラップを通してこのような１またはそれ以上のみぞの中に直接入る。みぞの表面は一般に空気透過性である。
本発明によるフィルタ要素およびフィルタは、整列されたコアプラグ（例えば、中空マンドレルを通して）を管形成装置にかつそれを通して連続的に進行させると同時にその回りに（例えば、このような中空マンドレルの回りに）連続的に提供して、前記空気透過性材料をコア周囲の管状物体に合体させることによって、製造することができる。必要に応じてまたは所望ならば、連続的複合ロッドが形成されるとき、または形成された後、通気性プラグラップを管状物体の回りに連続的に付加することができる。このようなラッピングの前に、連続または不連続の縦方向のみぞまたは波形を管状物体の周囲に形成することができる。みぞまたは波形が連続である場合、管状物体が形成されるとき、例えば、適当な輪郭をもつ管形成装置を使用することによって、みぞまたは波形を形成することができ；それらが不連続である場合、複合ロッドを形成した後、一般に管状物体の表面の中にそれらを加圧する。次いで、連続的に製造された、みぞをもつまたはもたない、被覆された、または被覆されていない、複合ロッドを横方向に個々の最終長さに切断することができる。初期の切断は、通常、フィルタ付き紙巻きタバコの中に組み込まれる個々の要素のそれに比較して、均一な多数（例えば、６倍の）長のロッドを生じ；フィルタ付き紙巻きタバコの製造のために、２倍長の要素を、必要に応じて最初に製造された、より長い（例えば、６倍の長さの）ロッドから切断し、１対の被覆されたタバコロッドの間に端対端で接触させて配置し、リングの先端オーバーラップまたは通気性先端オーバーラップによりそれに接合させ、次いで得られる組立体を２倍長のフィルタを通して切断して２本のフィルタ付き紙巻きタバコを形成する。個々のフィルタ要素が非対称である場合、口側端のプラグおよび上流のコアプラグは異なり、その代わり最初に製造された多段長ロッドは対称であることが理解されるであろう。本発明は、最初に製造される多数倍長フィルタ要素、および個々の要素およびフィルタを切断するフィルタロッド、およびそれらの製造を包含する。したがって、多数倍長ロッドは鏡像関係において一体的に結合された本発明によるフィルタまたはフィルタ要素である。
個々のコアプラグは、通常のフィルタプラグについて普通にされるより適当に小さい直径のロッド形成装置または装備を有する慣用の市販装置を使用して、容易に製造することができる。プラグは、通常、最初に連続のロッドとして製造され、次いでロッドを個々の長さに切断する。これらの所定長さに切断されたロッドは、慣用の二重または多重のプラグフィルタの製造と全く同じ方法において、慣用の取扱い装置を使用して、コアプラグ組立体として連続的に供給される。２つのコアプラグを有するフィルタを製造するために、プラグを最初にそれらの最終長さの２倍に切断し、そして口側端とタバコ端とは交互に長手方向に整列した組立体をなして通常のように供給される。複合コアと前記コアの周囲の管状物体の材料は前述した装備に同時に供給されて複合体の同軸ロッドに形成され、このロッドは必要に応じて通気性ラップで被覆される。得られる連続のロッドは通常均一な多数倍（例えば、６倍）長のロッドに切断され；次いで多数倍長ロッドは通常究極的にタバコ端のコアプラグを通して２倍長のロッドに切断され、各々は２つの単一長のタバコ端のコアプラグの間に２倍長さの口側端のコアプラグを有し；単一長のタバコ端のコアプラグは前述したように２つのタバコロッドの間に接合され、そして中央の口側端のコアプラグを通して２本のフィルタ付き紙巻きタバコに切断される。
本発明によるフィルタのコアは２またはそれ以上のコアプラグを有することができ、任意の２つの隣接するプラグは接触するか、または縦方向に間隔を置いて位置する。適当には、単に口側端のプラグとタバコ端のプラグが存在し、口側端のプラグは好ましくは被覆されていないセルロースアセテートのトウから作られており、そしてタバコ端のプラグは透過性または不透過性のラップを有することができ、クレープ紙であることができ、粒状収着剤（例えば、活性炭）を含有することができる。口側端のプラグは付随する１またはそれ以上のプラグ（例えば、１５または２０ｍｍまたはそれ以上の長さを有することができる）より短い（例えば、５〜１１ｍｍ）であろう。口側端のコアプラグの圧力降下は通常付随する１またはそれ以上のコアプラグのそれより低く、例えば、後者の１５％または２０％程度に低いことができる。
本発明による１形式のフィルタにおいては、コアは小さい合計デニールの被覆されていないセルロースアセテートのトウの口側端のプラグから成り、接触するタバコ端のプラグは被覆された活性アセテートのトウから成り；周囲の管状物体は通気性ラップ中のセルロースアセテートのトウから作られている。他の態様において、タバコ端のプラグは活性炭を添加されたセルロースアセテートのトウから成るか、または、また、活性炭を有することができるクレープ紙から成る。本発明による他のフィルタは、２つの短い被覆されていないアセテートのプラグの間に炭素を含有する被覆されたアセテートのプラグが存在する、３成分のコアを有し；周囲の管状物体は被覆されていないアセテートまたは通気性被覆中のアセテートから作られている。
本発明によるフィルタおよび対応するフィルタ要素（前記フィルタは外側ラップを含まない）は一般に紙巻きタバコに適用可能であるが、特に低タールまたは超低タール（ウルトラライト）のフィルタ付き紙巻きタバコ（例えば、１０ｍｇまたはそれより小さいタールを出す）に適用可能である。
本発明に添付図面において例示し、ここで同様な参照数字は同様な項目に示す。図面において、一定の割合でを表されていない。
第１図は、本発明によるフィルタの縦断面図線図である。
第２図は、フィルタ付き紙巻きタバコの中に組み込まれた本発明によるフィルタの同様な図面である。
第３図は、本発明によるフィルタを切断できる多数倍長ロッドの同様な図面である。
第４図は、第２図のフィルタ付き紙巻きタバコの概略的斜視図である。
第５図は、他の本発明によるフィルタの第１図に類似する図面である。
第１図に示すフィルタは、異なる組成の長いフィルタプラグ［６］に接触する口側端のフィルタプラグ［４］から構成された２成分コア［２］を有し；プラグ［６］は示すようにラップ［８］を有することができるが、その代わりラップをもたないことができる。管状空気透過性物体［１０］はコア［２］と周囲の関係で係合しており、空気透過性物体［１０］は示すように通気性ラップ［１２］を有するるか、またはラップをもたないことができる。通気性ラップ［１２］は、存在する場合、固有に透過性材料を有することができ、および／または通気孔を有することができるか、または任意の他の型の通気性ラップ、例えば、英国特許出願（ＧＢ−Ａ）第２１７５１８７号明細書におけるようなものであることができる。ラップ［８］が存在する場合、同一の事柄がそれに適用され；また、ラップ［８］は、存在する場合、不透過性であることができる。被覆されていない口側端のコア成分［４］および管状物体［１０］は同一または類似の材料から作られているので、それらの間の境界は明らかでなく、フィルタの口側端な平滑な均一な外観を表す。
第２図および第４図は、第１図のそれに類似するフィルタを示し、このフィルタは通気孔を形成したリング［１８］を有する先端オーバーラップ［１６］により被覆されたタバコロッド［１４］に取り付けられている。第２図において、コア成分［１６］および管状物体［１０］の双方は被覆されていないが、第１図に示すようなラップ［８］および／またはラップ［１２］を設置することは可能である。コア成分および管状の周囲の組成、および先端オーバーラップ［１６］を通る通気の程度および位置決定は、好ましくは、使用において、煙の流れの大部分がコアに沿って口側端に行き、そして気流の大部分が管状物体を通して口側端に行くように選択される。
管状物体［１０］は好ましくはコア成分の少なくとも１つ、最も好ましくは口側端のプラグ［４］に接着し；これは好都合には成分［１０］および／または［４］の可塑剤内容物による。
第３図は多数倍長ロッドを示し、これから個々の本発明によるフィルタを切断することができる。第２図に示す型のフィルタの製造のために、交互する接触プラグ［４］および［６］（各々は第２図における個々のフィルタについて示したその長さの２倍である）の連続流は縦方向に前進され、周囲に管状物体［１０］が連続的に設置され、そして生ずる複合ロッドは、連続的に製造工程下で、多数倍長ロッドに切断され、これは製品が通常がフィルタ付き紙巻きタバコの製造業者に供給される形態である。第３図は、各端に単一長のプラグ［６］を残すように切断された４倍長のロッドを示す。使用するために、この４倍長のロッドは［２０］において切断されて２つの２倍長のロッドとなり；次いで２倍長のロッドは２つの被覆されたタバコロッド［１４］の間に挟まれ、２倍長の先端オーバーラップ［１８］によりそれに接合され、次いで第３図において［２２］で示すように切断されて、第２図の型の２本のフィルタ付き紙巻きタバコに形成され、各々は単一のプラグ［４］（口側端）および［６］（タバコ端）を有する。第３図において、成分［６］および［１０］は被覆されていない状態が示されているが、いずれかまたは双方は第１図の態様のように被覆することができる。他の変型（例えば、３成分のコア、またはキャビティをもつコアなど）について、最初に製造された多数倍長ロッドはそれに応じて変更されるであろうことが明らかである。
第５図は第１図のフィルタの変形例を示し、ここでコアは３つの接触するプラグ−２つの被覆されていないプラグ［４］の間の中央のプラグ［６］（これは粒状添加剤［７］、例えば、粒状収着剤を含有することができる）から作られている。例示した態様の他の変型は可能である−例えば、プラグ［４］および［６］を縦方向に間隔を置いて配置して内部のキャビティを形成するか、またはプラグ［６］をフィルタの上流端の手前で停止させて上流端にキャビティを形成することができる。他の可能な変型は口側端の被覆されていないプラグ［４］がその露出端から延びる中央キャビティを有するようにすることであり、このキャビティは円形であるか、または任意の別の外形を有し；こうしてプラグ［４］は管状であるか、または英国特許出願（ＧＢ−Ａ）第１２６３１５４号および同第１５７１１１４号明細書に開示されているタイプとすることができる。
下記は本発明によるフィルタロッドの特定の例である。すべての場合において、特記しない限り、コアは周囲が約１６ｍｍであり、そしてフィルタは周囲が約２４．５ｍｍである。
実施例１
第１図に示すようなフィルタは、５／１７デニール（すなわち、５のデニール／フィラメントおよび１７，０００の合計のトウデニール）のセルロースアセテートのフィラメントのトウの口側端の被覆されていないプラグ［４］を有し；この口側端のプラグは長さが１１ｍｍであり、不透過性ラップ中の活性アセテートのフィラメントのトウの長さ１６ｍｍのプラグに接触する。取り囲む管状物体［１０］は、慣用の透過性プラグラップ−透過度５００Ｋの多孔質紙−中の５／３０セルロースアセテートのトウから作られている。
実施例２
この態様は実施例１のそれと同一であるが、ただしプラグ［６］はＳＣ２活性炭を含有する被覆された６．４／１７セルロースアセテートのトウから作られている。
実施例３
この態様は実施例２のそれと同一であるが、ただし管状物体はプラグおよび管状物体からの可塑剤によりプラグ［４］に結合された、５／４０デニールのセルロースアセテートのトウから作られている。
実施例４および５
これらの態様は、それぞれ、実施例２および３のそれらと同一であるが、ただしプラグ［６］は、また、活性炭を含有することができる、被覆された１４０ｍｍの３６ｇのＴＫセミ−クレープ紙（スイス国のテラ・パピールファブリック社（Ｔｅｌａ Ｐａｐｉｅｒｆａｂｒｉｃ ＡＧから入手可能である）から作られている。
実施例６〜１０
これらは、それぞれ、実施例１〜５と同一であるが、ただし口側端のプラグ［４］は長さが５〜７ｍｍであり、プラグ［６］は２０ｍｍまたはそれ以上の長さである。
実施例１１
この実施例において、コアは１７ｍｍの周囲であり、そしてフィルタは２５ｍｍの長さ、２４．３ｍｍの周長である。コアは３成分から構成されており、中央の１３ｍｍの長さの被覆されたセルロースアセテートのトウと、２つの６ｍｍの長さの被覆されていないセルロースアセテートのトウのプラグの間に接触された２つの活性炭を含有するプラグとから成る。被覆されていないプラグ［４］は５．４／１７デニールのトウから作られ、そして取り囲む管状物体［１０］は８／３９デニールのセルロースアセテートのトウから作られていた。フィルタの圧力降下は４０ｍｍ水ゲージであり；標準的喫煙において、フィルタは４４％のタール保持率および３０％のニコチン保持率を与えた。
実施例２〜５による特定のフィルタの詳細を下表に記載する。この表において、ＴＲおよびＮＲは、標準的喫煙試験により測定した、それぞれ、タール保持率およびニコチン保持率であり、そしてＷｇは水ゲージ（水柱）である。
本発明によるフィルタおよび要素、ことに図解または例示されているものは、高い通気レベル、例えば、５０〜８０％の通気レベルを使用するウルトラライト紙巻きタバコとともに使用したとき、特に有効である。

Claims (7)

1. タバコの煙濾過コア、前記コアの回りの空気透過性材料の管状物体、および前記管状物体の回りとかみ合いかつ使用においてそれを通して管状物体の中に外部の空気を横方向から入れる外側ラップを有する紙巻きタバコの通気性フィルタであって、前記コアは複数の縦方向に整列されたプラグを含んでなり、前記プラグの１つは被覆されていない口側端のプラグであり、前記口側端のプラグの材料は、実質的に均一なまたは一体性の口側端の外観を与えるように、取り囲む管状物体の材料と同一であるか、またはそれに類似する、紙巻きタバコの通気性フィルタ。
2. 複数の縦方向に整列されたプラグを含んでなるタバコの煙濾過コア、前記コアの回りの空気透過性セルロースアセテートのトウの管状物体、および前記管状物体の回りとかみ合う通気性外側ラップを有する紙巻きタバコの通気性フィルタであって、前記フィルタの口側端におけるコアプラグはセルロースアセテートのトウの被覆されていないプラグである、紙巻きタバコの通気性フィルタ。
3. 前記外側ラップをもたない、請求項１または２に記載のフィルタを含んでなるフィルタ要素。
4. 前記被覆されていない口側端のコアプラグおよび前記管状物体がセルロースアセテートのトウまたは繊維から作られており、そして前記コアが集合ウェブ材料の上流のコアプラグを含む、請求項１、２または３に記載のフィルタまたはフィルタ要素。
5. 前記コアが粒状収着剤を含んでなる上流のコアプラグを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタまたはフィルタ要素。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタまたはフィルタ要素を切断することができる多数倍長ロッド。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタまたはフィルタ要素を組み込んだ紙巻きタバコ。

Images