JP4262247B2 - シガレットのためのフィルタアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、シガレットの主流煙を濾過するフィルタアセンブリに係わり、特に外気の流入が許容されたシガレットためのフィルタアセンブリに関する。

この種のフィルタアセンブリはシガレットに接続される一端と、吸口端とを備える。より詳しくは、フィルタアセンブリは円筒状のフィルタを含み、このフィルタはロッド形状のフィルタ材と、このフィルタ材を包み込んだ包材と有する。フィルタアセンブリは、フィルタをシガレットに接続するためのチップペーパを更に含む。このチップペーパはフィルタ及びシガレットに巻付けられ、シガレットの軸線方向でみてフィルタアセンブリの吸口端からシガレットの一端部まで延びている。

例えば特許文献１に開示されたチップペーパは複数の穿孔列を有し、これら穿孔列はフィルタの周方向に間隔を存して並ぶ複数の小孔から形成されている。この場合、フィルタの包材は高い通気度を有する。
チップペーパが上述の穿孔列を備えていれば、フィルタシガレットの喫煙時、シガレットからの主流煙がフィルタ内を通過すると同時に、外気がチップペーパの穿孔列から包材を通過してフィルタ内に流入する。フィルタ内に流入した外気はフィルタ内の主流煙を希釈することから、喫煙者は希釈された主流煙を吸い込むことになり、シガレット本来の香喫味を損なうことなく、軽味のある喫煙フィーリングを楽しむことができる。
特許第3194580号明細書

上述の説明から明らかなように、シガレットの喫煙フィーリングの軽重は穿孔列の開度、つまり、フィルタ内に流入する外気の通気量により大きく影響され、この通気量は喫煙フィーリングの軽重を決定する重要な要因となる。しかしながら、喫煙時、フィルタアセンブリが喫煙者の指間に挟まれ、これら指が穿孔列を部分的に塞いでしまうことがある。このような状況では、穿孔列の開度が減少し、主流煙の所期の希釈効果、即ち、所望の喫煙フィーリングが得られない。

本発明の目的は、喫煙時、フィルタアセンブリの穿孔列が部分的に塞がれても、フィルタ内に流入すべき外気の通気量の減少を抑制でき、喫煙者に所期の喫煙フィーリングや香喫味を与えることができるシガレットのためのフィルタアセンブリを提供することある。

上述の目的を達成するため、本発明のシガレットのためのフィルタアセンブリは、
円筒状のフィルタであって、シガレットのたばこ煙を濾過可能なフィルタ材及びフィルタ材を囲み且つフィルタの外周面を形成する通気性の外層を含む、フィルタと、
フィルタに巻付けられ、シガレットにフィルタを接続するためのチップペーパであって、フィルタの外周面を囲み、且つ、フィルタに向けて外気を流入させる穿孔領域を有する、チップペーパと、
チップペーパとフィルタ材との間に形成された管状の通気度決定バンドであって、シガレットの喫煙時、穿孔領域よりもフィルタ材への外気の通気量を支配的に決定する通気度を有する、通気度決定バンドと
を備え、
通気度決定バンドは、外層の少なくとも一部を形成する層部分と、この層部分を全域的に囲む空間層とを含んでいる。

上述のフィルタアセンブリによれば、フィルタ内への外気の流入量、即ち、フィルタアセンブリの通気量は通気度決定バンドにより実質的に決定される。それ故、喫煙時、チップペーパの穿孔領域が喫煙者の指により部分的に塞がれても、フィルタアセンブリの通気量が大きく変動することはない。この結果、本発明のフィルタアセンブリは、喫煙者の喫煙行動に左右されることなく、シガレットパックに表示されたシガレットのＴＮ値を実質的に維持するのみならず、所期の喫煙フィーリングや香喫味を喫煙者に提供することができる。

具体的には、穿孔領域は、チップペーパに形成された少なくとも１つの穿孔列を含み、この穿孔列はフィルタの周方向に間隔を存して並ぶ複数の穿孔を有する。
フィルタアセンブリのシガレット側の一端が閉塞された状態で、その吸口端から空気が吸引されるときに、穿孔領域から通気度決定バンドを通じてフィルタ材内に流入する外気の通気量に関し、穿孔領域が塞がれていない場合及び穿孔領域が５０％塞がれた場合の通気量をそれぞれＶ_ＦＮ，Ｖ_ＦＢで表した場合、通気度決定バンドは、通気量Ｖ_ＦＢが通気量Ｖ_ＦＮの６０％〜９０％に維持されるような通気度を有する。

上述したように穿孔領域が５０％閉塞されたとしても、フィルタアセンブリ内への外気の流入量つまり通気量は十分に確保され、実際のＴＮ値が表示値から大きく逸脱することはない。
具体的には、フィルタアセンブリが、通気度決定バンドの外側を囲み且つ穿孔領域を含んだ外側部分と、通気度決定バンドからフィルタ材までの内側部分とに区分され、且つ、外側及び内側部分の通気抵抗がそれぞれＲ_１，Ｒ_２で表されるとき、これら通気抵抗の比Ｒ_１／Ｒ_２は２以下に設定されている。

換言すれば、外側及び内側部分の通気度がそれぞれＱ_１，Ｑ_２で表されるとき、これら通気度Ｑ_１，Ｑ_２の偏差ΔＱ（＝Ｑ_１−Ｑ_２）は、−２０００〜４０００コレスタユニット（ＣＵ：CORESTA Unit）の範囲にある。
上述したように通気抵抗の比及び通気度の偏差が設定されていれば、通気度決定バンドがフィルタ材内への外気の導入をリタードさせるので、たとえチップペーパの穿孔領域が部分的に閉塞されていても、フィルタアセンブリの通気量の変動は効果的に抑制される。

フィルタがいわゆるプレーンフィルタのみから形成されるとき、フィルタアセンブリの外側部分はチップペーパから形成され、フィルタアセンブリの内側部分は通気度決定バンドのみから形成される。この場合、通気度決定バンドの層部分は、フィルタ材を棒状に包み込む包材により形成される。
一方、フィルタはプレーンフィルタの一種であるノンランプフィルタに置換可能である。この場合、通気度決定バンドの層部分はフィルタ材を熱成形して得られた外皮層により形成される。

更に、フィルタはいわゆるデュアルフィルタであってもよく、このデュアルフィルタは、シガレットの軸線方向にタンデムに配置された第１種及び第２種フィルタ要素であって、各フィルタ要素がフィルタ材と、このフィルタ材を包み込む内側包材とを有する、第１種及び第２種フィルタ要素と、第１種及び第２種フィルタ要素に巻付けられ、これらフィルタ要素を接続する外側包材とを含む。

具体的には、第１種及び第２種フィルタ要素の少なくとも一方は、シガレットの主流煙のための改善材として、例えばチャコール粒子等の添加材を含むことができる。
上述したデュアルフィルタの場合、通気度決定バンドの層部分は、内側包材及び外側包材の一方から形成される。通気度決定バンドの層部分が内側包材である場合、フィルタアセンブリの外側部分はチップペーパ及び外側包材から形成され、フィルタアセンブリの内側部分は内側包材のみから形成される。これに対し、通気度決定バンドの層部分が外側包材である場合、フィルタアセンブリの外側部分はチップペーパのみから形成され、フィルタアセンブリの内側部分は外側包材及び内側包材から形成される。

上述のデュアルフィルタの場合、通気度決定バンドの空間層は、内側包材と外側包材との間、又は、外側包材とチップペーパとの間に確保される。
付け加えれば、上述したプレーンフィルタ及びデュアルフィルタ内の空間層は少なくとも４０μmの層厚みを有しているのが好ましい。
また、前述した外側部分の通気度Ｑ_１は内側部分の通気度Ｑ_２よりも高い方が好ましく、この場合、通気度決定バンドの層部分となる内側包材又は外側包材の通気度は、１００〜５０００ＣＵの範囲から選択される。

上述したように、フィルタ内への外気の流入量、即ち、フィルタアセンブリの通気量が通気度決定バンドにより実質的に決定されるので、喫煙時、チップペーパの穿孔領域が喫煙者の指により部分的に塞がれても、フィルタアセンブリの通気量が大きく変動することはない。この結果、本発明のフィルタアセンブリは、喫煙者の喫煙行動に左右されることなく、シガレットパックに表示されたシガレットのＴＮ値を実質的に維持するのみならず、所期の喫煙フィーリングや香喫味を喫煙者に提供することができる。

図１のフィルタシガレットは、シガレット２と、このシガレット２の一端に接続されたフィルタアセンブリ４とを備える。
より詳しくは、フィルタアセンブリ４は、デュアルフィルタ６と、このデュアルフィルタ６をシガレット２に接続するチップペーパ８とを含み、デュアルフィルタ６はシガレット２の一端に隣接したチャコールフィルタ要素１０と、チャコールフィルタ要素１０に隣接したプレーンフィルタ要素１２とを有し、これら要素１０，１２はタンデムに配置されている。

フィルタ要素１０，１２は、繊維状のフィルタ材１４と、このフィルタ材１４を円筒状に包み込む内側包材１６とを有し、この内側包材１６はシームを有する。このシームは内側包材１６の両端縁を互いに糊を介して重ね合わせて形成され、両端縁は接着されている。チャコールフィルタ要素１０のフィルタ材１４は多数のチャコール粒子（図示しない）を含み、これらチャコール粒子はフィルタ材１４中に一様に分布されている。これに対し、プレーンフィルタ要素１２のフィルタ材１４はチャコール粒子を含んでいない。

デュアルフィルタ６は外側包材１８を更に含み、この外側包材１８はフィルタ要素１０，１２を一体的に接続している。外側包材１８はフィルタ要素１０，１２に巻付けられ、互いに糊を介して重ね合わされた両端縁、即ち、シームを有する。
図１に示されるように、外側包材１８と内側包材１６との間には空間層２２が確保されている。この空間層２２は外側包材１８と内側包材１６との間にスペーサを配置することにより形成されている。

ここで、スペーサは、外側包材１８の内面及び／又は内側包材１６の外面に形成されたエンボス面、又は、外側包材１８と内側包材１６との間に配置された糊層を含む。スペーサとしての糊層は、内側包材１６の全域に亘って空間層２２を存在させるべく、所望のパターンに従って形成される。
図１のフィルタシガレットの場合、外側包材１８の内面がエンボス面として形成され、これにより、空間層２２はフィルタ要素１０，１２の外周面全域に亘って拡がることができる。空間層２２の層厚は４０μｍ以上の層厚、より好ましくは６０μｍ以上である。

更に、前述したチップペーパ８は穿孔領域２４を含む。図１から明らかなように、穿孔領域２４は複数の穿孔列２６を有し、これら穿孔列２６はプレーンフィルタ要素１２の外側に配置されている。各穿孔列２６は多数の穿孔から形成され、これら穿孔はフィルタアセンブリ４の全周に亘り、所定間隔を存して形成されている。
チップペーパ８は穿孔領域２４を除き、デュアルフィルタ６及びシガレット２の外周面に２つの環状の糊層を介して接着されている。より詳しくは、一方の糊層２８ａはフィルタシガレットの吸口端側に位置付けられ、デュアルフィルタ６とチップペーパ８とを接続する。他方の糊層２８ｂはデュアルフィルタ６からシガレット２の一端部に亘り、チップペーパ８をデュアルフィルタ６及びシガレット２にそれぞれ接続する。チップペーパ８は空気を実質的に通過させないので、チップペーパ８の通気度は穿孔領域２４、即ち、穿孔列２６の開口面積により決定される。

内側包材１６は、外側包材１８に比べて十分に低い通気度を有した低通気率層として形成されている。換言すれば、図２に示されるように内側包材１６は空間層２２と協働して通気度決定バンドを形成し、この場合、通気度決定バンドの外側を囲むフィルタアセンブリ４の外側バンドは、外側包材１８及びチップペーパ８から形成される。
フィルタシガレットの喫煙時、通気度決定バンドは、外部からデュアルフィルタ６内、即ち、プレーンフィルタ要素１２のフィルタ材１４内に流入する外気の通気量Ｖ_ＦＳ（シガレットの主流煙に対する希釈空気量）を外側バント、即ち、外側包材１８及び穿孔領域２４よりも支配的に決定する。

これに対し、通常のフィルタアセンブリの通気量Ｖ_ＦＳは、フィルタ材の外側を囲むバンドにより支配的に決定される。より詳しくは、ここでのバンドは穿孔領域、内側及び外側包材を含み、これら穿孔領域、内側及び外側包材の通気度は、フィルタアセンブリに要求される通気量Ｖ_ＦＳに応じてそれぞれ決定される。具体的には、穿孔領域（チップペーパ）の通気度は２００〜４２００ＣＵの範囲から選択され、内側及び外側包材の通気度は穿孔領域の通気度よりも高い通気度をそれぞれ有し、例えば１３００〜３００００ＣＵの範囲から選択されている。

本発明のフィルタアセンブリ４の場合、通気度決定バンド、即ち、低通気率層としての内側包材１６の通気度Ｑ_ＩＷ（＝Ｑ_２）は通常のフィルタアセンブリに使用されている内側包材の通気度（例えば、１００００ＣＵ程度）よりも低く、フィルタアセンブリに要求される通気量Ｖ_ＦＳに応じて１００〜５０００ＣＵの範囲から選択される。
一方、外側バンドの通気度Ｑ_Ｂ（穿孔領域２４及び外側包材１８のそれぞれの通気度に基づいて決定される合成通気度）は、通気度Ｑ_Ｂ（＝Ｑ_１）と通気度Ｑ_ＩＷとの間の偏差ΔＱ（＝Ｑ_Ｂ−Ｑ_ＩＷ)が−２０００〜４０００ＣＵとなるように選択される。

この場合、外側バンドの通気度Ｑ_Ｂは内側包材１６の通気度Ｑ_ＩＷよりも高い方が望ましい。
以下の表１は、フィルタアセンブリ４に要求される通気量Ｖ_ＦＳに対し、内側包材１６の通気度Ｑ_ＩＷ及び外側バンドの通気度Ｑ_Ｂの選択範囲を具体的に示す。

内側包材１６が低通気率層として形成される場合、外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷは可能な限り高い方が望ましい。例えば、図１のフィルタアセンブリ４の外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷは例えば３００００ＣＵである。この場合、穿孔領域２４の通気度Ｑ_Ｔが外側バンドの通気度Ｑ_Ｂを実質的に決定する。
上述したフィルタアセンブリ４を備えたフィルタシガレットが喫煙されるとき、喫煙者の指が穿孔領域２４を部分的に塞いでいると仮定する。

この場合、図２に示されるように、穿孔領域２４の残り部分からフィルタアセンブリ４内に流入しようとする外気は外側包材１８に衝突する。しかしながら、外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷが高いので、外気は外側包材１８の存在に拘わらず、外側包材１８を円滑に通過し、空間層２２に導入される。この後、外気は空間層２２から内側包材１６、即ち、低通気率層を更に通過し、プレーンフィルタ要素１２のフィルタ材１４内に導かれ、シガレット２の主流煙を希釈する。

前述したように内側包材１６の通気度Ｑ_ＩＷが通常の内側包材の通気度よりも低いので、空間層２２からフィルタ材１４内への外気の導入は内側包材１６によりリタードされる。それ故、空間層２２内に導入された外気が空間層２２内を通じて内側包材１６の外面全域に拡がるので、図２中の矢印で示されるように、外気は内側包材１６のほぼ全域を通過し、フィルタ材１４内に導入される。

上述の説明から明らかなようにフィルタアセンブリ４内への通気量Ｖ_ＦＳは低通気率層としての内側包材１６により実質的に決定され、そして、チップペーパ８の穿孔領域２４が部分的に塞がれているか否かは通気量Ｖ_ＦＳに殆ど影響しない。
この結果、フィルタアセンブリ４の通気量Ｖ_ＦＳ（希釈空気量）が安定して維持され、フィルタシガレットの喫煙フィーリングや香喫味が不所望に変化することはない。

図３に示されているように、本発明のフィルタアセンブリ４は、内側包材１６の代わりに低通気率層とした外側包材１８を含むことができる。この場合、空間層２２は、チップペーパ８と外側包材１８との間に確保されている。空間層２２は前述したエンボス面がチップペーパ８の内面又は外側包材１８の外面に形成されるか、又は、前述した糊層がチップペーパ８と外側包材１８との間に配置されることにより確保される。

外側包材１８が低通気率層として形成される場合、フィルタアセンブリ４の通気度決定バンドは、空間層２２、外側包材１８及び内側包材１６から形成され、通気度決定バンドを囲む外側バンドは、穿孔領域２４を有するチップペーパ８から形成される。この場合、内側包材１６は可能な限り高い通気度、例えば３００００ＣＵの通気度Ｑ_ＩＷを有し、通気度決定バンドの通気度に実質的に影響を与えることはない。従って、通気度決定バンドの通気度は外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷにより実質的に決定される。

外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷは、穿孔領域２４の通気度Ｑ_Ｔと通気度Ｑ_ＯＷとの間の偏差ΔＱ（＝Ｑ_Ｔ−Ｑ_ＯＷ）が−２０００〜４０００ＣＵの範囲内にあるように、１００〜５０００ＣＵから選択され、通常のフィルタアセンブリに使用される外側包材の通気度（例えば、１００００ＣＵ程度）よりも低い。なお、この場合にも、通気度Ｑ_Ｔは通気度Ｑ_ＯＷよりも大きい方が望ましい。

具体的には、図３のフィルタアセンブリ４の場合、外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷや、穿孔領域２４の通気度Ｑ_Ｔは以下の表２の範囲からそれぞれ選択される。

図３のフィルタアセンブリ４を備えたフィルタシガレットの喫煙時、チップペーパ８の穿孔領域２４が部分的に塞がれていると仮定する。
この場合、外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷが低いことから、穿孔領域２４の残り部分から空間層２２を通じて外側包材１８を通過しようとする外気は外側包材１８よりリタードされる。それ故、外気は空間層２２内を外側包材１８の外面全域に亘って拡がり、そして、外側包材１８の全域を通過し、内側包材１６に到達する。前述したように内側包材１６の通気度Ｑ_ＩＷは非常に高いので、外側包材１８を通過した外気は内側包材１６の存在に拘わらず、内側包材１６を通過し、フィルタ材１４内に導入される。

この結果、図３のフィルタアセンブリ４にあっても、通気量Ｖ_ＦＳは、チップペーパ８の穿孔領域２４が部分的に塞がれているか否かに拘わらず、外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷにより実質的に決定され、主流煙に対する希釈空気量、即ち、通気量Ｖ_ＦＳが大きく変化することはない。
以下の表３は、通常のフィルタアセンブリを有するフィルタシガレット（比較例Ｃ）、本発明の図２のフィルタアセンブリ４を有するフィルタシガレット（実施例Ｅ１）及び本発明の図３のフィルタアセンブリ４を有するフィルタシガレット（実施例Ｅ２）について、穿孔領域２４の閉塞の有無と、通気量Ｖ_ＦＮ，Ｖ_ＦＢとの関係をそれぞれ示す。

表３中、
TP： チップペーパ
D： チップペーパにおける穿孔の孔径
Q_OW： 外側包材の通気度
Q_IW： 内側包材の通気度
AL： 空間層
G： 比較例Ｃにおける内側包材と外側包材との間の間隙
ＦA： フィルタアセンブリ
Q_AN： 穿孔領域が塞がれていないノーマル状態での
フィルタアセンブリの通気度
Q_AB： 穿孔領域が５０％だけ塞がれたブロッキング状態
でのフィルタアセンブリの通気度
MR： 通気度維持率(Q_AB/Q_AN)
V_ＦＮ： 穿孔領域がノーマルな状態にあるフィルタアセンブリの通気量
V_ＦＢ： 穿孔領域がブロッキング状態にあるフィルタアセンブリの通気量
ΔV_F： 通気量偏差(V_ＦＮ-V_ＦＢ)
を表す。

なお、通気度Ｑ_ＡＮ，Ｑ_ＡＢ及び通気量Ｖ_ＦＮ，Ｖ_ＦＢは、シガレット２側のフィルタアセンブリ４の端面が完全に閉塞された状態で、フィルタアセンブリ４の吸い口端から空気を吸引し、この際の穿孔領域２４からの空気流入量をそれぞれ測定することにより求められる。
また、比較例Ｃ、実施例Ｅ１，Ｅ２のシガレットは何れも、同一銘柄のフィルタシガレット（マイルドセブンスーパーライト（商標））のシガレットである。

表３から明らかなように、比較例Ｃの場合、チップペーパの穿孔領域が５０％塞がれると、通気度維持率ＭＲは５０％となり、フィルタアセンブリ内に穿孔領域を通じて流入する空気量は大きく減少する。この結果、通気量Ｖ_ＦＮと通気量Ｖ_ＦＢの間の通気量偏差ΔＶ_Ｆは２０．５％に増大する。
このことは、比較例Ｃの場合、チップペーパの通気度が内側及び外側包材の通気度に比べて非常に低いので、フィルタアセンブリの通気量Ｖ_ＦＳがチップペーパ、即ち、穿孔領域の通気度（穿孔列の開口面積）により支配されていることを意味する。

これに対し、実施例Ｅ１，Ｅ２の場合、穿孔領域２４が５０％塞がれていても、通気度維持率ＭＲは８６％、７８％にそれぞれ維持され、通気量偏差ΔＶ_Ｆは４．８％、７．４％に制限されている。このことは、実施例Ｅ１，Ｅ２の場合、フィルタアセンブリの通気量Ｖ_ＦＳが穿孔領域２４の開口面積に支配されていないことを意味する。
実施例Ｅ１，Ｅ２の場合には何れも、チップペーパ８の通気度Ｑ_Ｔが通気度決定バンドを形成する内側包材１６又は外側包材１８の通気度Ｑ_ＩＷ，Ｑ_ＯＷよりも高いが、偏差ΔＱが前述した範囲内にある限り、通気度Ｑ_Ｔは通気度Ｑ_ＩＷ又はＱ_ＯＷよりも小さくてもよい。即ち、通気度Ｑ_ＩＷ又はＱ_ＯＷが通常のフィルタアセンブリの場合の内側包材又は外側包材の通気度よりも十分に低い内側又は外側包材を使用すれば、本発明のフィルタアセンブリ４は前述した効果を十分に発揮することができる。

また、実施例Ｅ１，Ｅ２におけるチップペーパ８の通気度Ｑ_Ｔは、通常のフィルタアセンブリに使用されるチップペーパの通気度の範囲（２００〜４２００ＣＵ）内に含まれているが、この範囲以上であってもよい。即ち、通気度Ｑ_Ｔはフィルタアセンブリ４に要求される通気量Ｖ_ＦＳのみならず、前述した空間層２２の層厚の大きさによって決定されなければならない。より詳しくは、通気量Ｖ_ＦＳが一定であっても、空間層２２の層厚が小さければ、通気度Ｑ_Ｔは大きく確保され、これに対し、空間層２２の層厚が大きければ、通気度Ｑ_Ｔは小さくても済む。

次に、上述した通気量偏差ΔＶ_Ｆに関し、比較例Ｃ及び実施例Ｅ１のフィルタアセンブリを擬似的な電気回路に置き換えて考察する。
外側バンド（チップペーパ及び外側包材）の通気度Ｑ_Ｂ及び内側包材の通気度Ｑ_ＩＷがそれぞれ通気抵抗Ｒ_１、通気抵抗Ｒ_２であるとすると、フィルタアセンブリは擬似的に電気回路で表すことができる。

この場合、通気抵抗Ｒ_１，Ｒ_２は次式で表すことができる。
Ｒ_１(KPa/CU) ≧ （Ｑ_Ｔ＋Ｑ_ＯＷ）／（Ｑ_Ｔ・Ｑ_ＯＷ）
Ｒ_２(KPa/CU) ≒ １／Ｑ_ＩＷ
従って、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は次式となる。
Ｒ_１／Ｒ_２＝ ｋ・Ｑ_ＩＷ・（Ｑ_Ｔ＋Ｑ_ＯＷ）／（Ｑ_Ｔ・Ｑ_ＯＷ）
ｋは、穿孔領域の穿孔の孔径、チップペーパから内側包材までの間に存在するスペース（間隙及び／又は空間層）及び外側包材の通気度（Ｑ_ＯＷ）をパラメータとした関数ｆにより求められ、関数ｆは次式で表される。

k = f（孔径，スペース,Ｑ_ＯＷ）≧１
なお、ｋは通常１．０≦ｋ≦２．５の範囲にあり、比較例Ｃの場合ｋ≒１．８である。
比較例Ｃのフィルタアセンブリは、図４及び図５の電気回路で表すことができる。図４は、穿孔領域が塞がれていないノーマル状態を示し、図５は穿孔領域が部分的に塞がれたブロッキング状態を示す。

実施例Ｅ１のフィルタアセンブリは、図６及び図７の電気回路で表すことができる。図６は、穿孔領域２４が塞がれていないノーマル状態、を示し、図７は、穿孔領域２４が部分的に塞がれたブロッキング状態を示す。
具体的には、実施例Ｅ１の場合、通気抵抗Ｒ_１，Ｒ_２はそれぞれ、４，６２×１０^−４，１．６４×１０^−３であって、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は０．２８となる。これに対し、比較例Ｃの場合、通気抵抗Ｒ_１，Ｒ_２はそれぞれ、１９．７×１０^−３及び１．３３×１０^−４であり、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は１４．８である。

図４及び図５を比較すれば明らかなように、比較例Ｃの場合、穿孔領域が部分的に閉塞されたとき、通気抵抗Ｒ_１は大きく増加される。このことは、フィルタアセンブリの通気量Ｖ_ＦＳがチップペーパの穿孔領域及び外側包材により支配的に決定されることを意味する。
これに対し、図６及び図７を比較すれば明らかなように、実施例Ｅ１の場合、穿孔領域２４が部分的に塞がれても、通気抵抗Ｒ_１は余り増加されない。このことは、フィルタアセンブリ４の通気量Ｖ_ＦＳが穿孔領域２４及び外側包材１８ではなく、内側包材１６により支配的に決定されることを意味する。

図８〜図１１は、図４〜図７の電気回路を有したフィルタアセンブリをそれぞれ示し、図８〜図１１中、フィルタアセンブリ内に流入する外気の流れは矢印により表されている。

比較例Ｃ
穿孔領域が塞がれていないノーマル状態の場合（図８）、外気は穿孔領域の全域に対応した内側包材の外周面の部位からフィルタ材内に流入する。これに対し、穿孔領域の一部が塞がれたブロッキング状態の場合（図９）、外気は穿孔領域の残り部分に対応した内側包材の外周面の部位からのみ、フィルタ材内に流入するに過ぎない。

実施例Ｅ１
穿孔領域２４が塞がれていないノーマル状態の場合（図１０）、外気は内側包材１６の外周面全域からフィルタ材１４内に流入する。また、穿孔領域２４の一部が塞がれたブロッキング状態の場合（図１１）にも、外気は内側包材１６の外周面のほぼ全域からフィルタ材１４内に流入する。従って、実施例Ｅ１のフィルタアセンブリ４の通気量Ｖ_ＦＳは、穿孔領域２４が部分的に塞がれているか否かに拘わらず、余り変化しない。

図１２は、フィルタアセンブリ４に要求される通気量Ｖ_ＦＳが５０％である場合、前述した抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２と通気量偏差ΔＶ_Ｆとの関係を表す。図１２から明らかなように、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が２以下の場合、フィルタアセンブリ４の通気量偏差ΔＶ_Ｆは、比較例Ｃにおけるフィルタアセンブリの通気量偏差ΔＶ_Ｆ（＝２０．５％（表３参照））よりも低減されることが分かる。

それ故、本発明のフィルタアセンブリ４の場合、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は２以下に設定されている。
一方、図１３の斜線領域は通気量Ｖ_Ｆに対し、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が２以下となる包材の通気度を示している。従って、フィルタアセンブリ４に要求される通気量Ｖ_ＦＳが設定されれば、図１３の斜線領域から内側包材１６の通気度Ｑ_ＩＷを決定することができる。

図７及び図１１に示された効果は、実施例Ｅ１のフィルタアセンブリ４に特有のものではなく、実施例Ｅ２のフィルタアセンブリ４もまた実施例Ｅ１の場合と同様な効果を有する。このことは、表３の通気量偏差ΔＶ_Ｆの値から明らかである。
実施例Ｅ２のフィルタアセンブリ４の場合、Ｒ_１はチップペーパ８（穿孔領域２４）の通気抵抗を表し、Ｒ_２は低通気率層としての外側包材１８と内側包材１６との合成通気抵抗を表す。

この場合、通気抵抗Ｒ_１，Ｒ_２及び抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は、前述したチップペーパ８及び外側包材１８の通気度Ｑ_Ｔ，Ｑ_ＯＷに基づき、次式で表すことができる。
Ｒ_１(KPa/CU) ＝ １／Ｑ_Ｔ
Ｒ_２(KPa/CU) ≧ １／Ｑ_ＯＷ
Ｒ_１／Ｒ_２＝ k・Ｑ_ＯＷ／Ｑ_Ｔ
ｋは、穿孔領域２４の穿孔２６の孔径、外側包材１８とチップペーパ８との間のスペース及び外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷをパラメータとした関数ｆから求められる値であり、関数ｆは次式で表される。

k = f（孔径,スペース,Ｑ_ＯＷ）≧１
なお、内側包材１６の通気度Ｑ_ＩＷは非常に高いので、通気抵抗Ｒ_２に影響を及ぼすことはない。よって、通気度Ｑ_ＩＷは、関数ｆのパラメータに含まれていない。
実施例Ｅ２の抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２もまた２以下に設定されていることは言うまでもない。従って、実施例Ｅ２の場合にも、フィルタアセンブリ４の通気量Ｖ_ＦＳが設定されれば、図１３から外側包材１８の通気度Ｑ_ＯＷを決定することができる。具体的には、実施例Ｅ２の場合、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は０．３７である。

本発明は上述の実施例Ｅ１，Ｅ２に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、実施例Ｅ１，Ｅ２のフィルタアセンブリ４は共に、デュアルフィルタ６を含んでいるが、本発明のフィルタアセンブリは図１４に示されるようなプレーンフィルタ３０を含むことができる。

プレーンフィルタ３０は、フィルタ材１４と、このフィルタ材１４を円筒状に包み込む包材３１とを有する。この場合、包材３１が低通気率層として形成され、包材３１とチップペーパ８との間に空間層２２が形成されている。この空間層２２は包材３１の外面に形成されたエンボス面、又は、包材３１とチップペーパ８とを接着する糊層２８ａ，２８ｂにより確保される。前述したように糊層２８は、包材３１の全域に亘って空間層２２が分布されるようなパターンを有する。

また、本発明のフィルタアセンブリは、図１５に示されるようなノンラップフィルタ３２を含むことができる。ノンラップフィルタ３２は、フィルタ材１４と、このフィルタ材１４を円筒状に成形する外皮層３４とを有し、この外皮層３４はフィルタ材１４の熱成形により得られる。このような外皮層３４は低通気率層を形成する。この場合にも、外皮層３４とチップペーパ８との間に空間層２２が形成され、ここでの空間層２２はチップペーパ８の内面に形成されたエンボス面、又は、チップペーパ８とノンラップフィルタ３２とを互いに接着する糊層２８ａ，２８ｂにより確保される。

なお、外皮層３４の通気度を調整するため、外皮層３４は多数の微小孔（図示しない）を有することができ、この場合、これら微小孔は外皮層３４の全域に一様に分布される。
図１４及び図１５のフィルタアセンブリもまた、チップペーパ８（穿孔領域２４）の通気度Ｑ_Ｔ（Ｑ_１）と低通気率層（内側包材３１又は外皮層３４）の通気度Ｑ_Ｌ（Ｑ_２）との間の偏差ΔＱ（＝Ｑ_Ｔ−Ｑ_Ｌ）は、−２０００〜４０００ＣＵの範囲にある。

換言すれば、チップペーパ８（穿孔領域２４）の通気抵抗をＲ_１とし、そして、低通気率層（内側包材３１又は外皮層３４）の通気抵抗をＲ_２としたとき、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２は２以下に設定されている。なお、この場合、通気度Ｑ_Ｌは１００〜５０００ＣＵの範囲から選択されている。
以下の表４〜表６は、通気量Ｖ_ＦＳが異なるサンプルＡ〜Ｃに関して、種々の抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２毎の通気度維持率ＭＲ、通気量偏差ΔＶ_Ｆ、偏差率ＤＲ及び改善率ＩＲをシュミレーションした結果を示す。この場合、各サンプルは図１４のフィルタアセンブリであり、その穿孔領域２４は５０％だけ塞がれた状態にある。

表４〜表６中、偏差率ＤＲは次式により表される。
ＤＲ＝ΔＶ_Ｆ／Ｖ_ＦＮ
また、改善率ＩＲは、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が１５のときの偏差率ＤＲを基準値ＤＲ_Ｂとして、以下の式により表される。
ＩＲ＝１−（ＤＲ／ＤＲ_Ｂ)×１００
なお、通常のフィルタアセンブリの場合、チップペーパの通気抵抗がＲ_Ｔ、包材３１の通気抵抗がＲ_Ｗで表されるとき、抵抗比Ｒ_Ｔ／Ｒ_Ｗは１５程度である。

表４〜表６から明らかなように、サンプルＡ〜Ｃの何れにあっても、通気度維持率ＭＲが６０％〜９０％、即ち、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が２以下であれば、通気量偏差ΔＶ_Ｆが十分に小さく抑えられ、前述した所期の目的が達成される。より好ましくは、通気度維持率ＭＲは７０％〜９０％に維持されるべきである。
なお、デュアルフィルタを含むフィルタアセンブリであっても、抵抗比Ｒ_１／Ｒ_２が２以下であるとき、通気度維持率ＭＲが６０％〜９０％に維持されることは言うまでもない。

また、デュアルフィルタ６はチャコールフィルタ要素１０の代わりに、他のフィルタ要素を含むことができ、この他のフィルタ要素はチャコール粒子以外の他の吸着材を有する。
更に、前述した空間層２２はエンボス加工や糊層によらず他の手段によっても確保できることは言うまでもない。

一実施例のフィルタアセンブリを破断して示した斜視図である。 図１のデュアルフィルタを概略的に示した縦断面図である。 変形例のデュアルフィルタを概略的に示した縦断面図である。 通常のデュアルフィルタの内部構造と等価な電気回路をノーマル状態で示した図である。 図４の電気回路をブロッキング状態で示した図である。 本発明のデュアルフィルタの内部構造と等価な電気回路をノーマル状態で示した図である。 図６の電気回路をブロッキング状態で示した図である。 図４に対応する場合の外気の流入状態を視覚的に示した図である。 図５に対応する場合の外気の流入状態を示した図である。 図６に対応する場合の外気の流入状態を視覚的に示した図である。 図７に対応する場合の外気の流入状態を示した図である。 通気抵抗の比Ｒ_１／Ｒ_２に対するフィルタアセンブリの通気量偏差ΔＶ_Ｆを示したグラフである。 フィルタアセンブリの通気量Ｖ_ＦSに対する包材の通気度を表したグラフである。 プレーンフィルタの一部を概略的に示した縦断面図である。 ノンラップフィルタの一部を概略的に示した縦断面図である。

符号の説明

２ シガレット
４ フィルタアセンブリ
６ デュアルフィルタ
８ チップペーパ
１０ チャコールフィルタ要素
１２ プレーンフィルタ要素
１４ フィルタ材
１６ 内側包材（層部分）
１８ 外側包材（層部分）
２２ 空間層
２４ 穿孔領域
２６ 穿孔列
３１ 包材（層部分）
３４ 外被層（層部分）

Claims (16)

1. シガレットのためのフィルタアセンブリであって、シガレットに接続されるべき一端と、吸口端とを有するフィルタアセンブリにおいて、
   円筒状のフィルタであって、シガレットのたばこ煙を濾過可能なフィルタ材及び前記フィルタ材を囲み且つ前記フィルタの外周面を形成する通気性の外層を含む、フィルタと、
   前記フィルタに巻付けられ、前記シガレットに前記フィルタを接続するためのチップペーパであって、前記フィルタの外周面を囲み、且つ、前記フィルタに向けて外気を流入させる穿孔領域を有する、チップペーパと、
   前記チップペーパと前記フィルタ材との間に形成された管状の通気度決定バンドであって、前記フィルタの全長に亘って延び、且つ、前記シガレットの喫煙時、前記穿孔領域よりも前記フィルタ材への外気の通気量を支配的に決定する通気度を有する、通気度決定バンドと
   を備え、
   前記通気度決定バンドは、前記外層の少なくとも一部を形成する層部分と、この層部分を全域的に囲む空間層とを含んでいることを特徴とするシガレットのためのフィルタアセンブリ。
2. 前記穿孔領域は、前記チップペーパに形成された少なくとも１つの穿孔列を含み、前記穿孔列は、前記フィルタの周方向に間隔を存して並ぶ複数の穿孔を有することを特徴とする請求項１に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
3. 前記フィルタアセンブリの前記一端が閉塞された状態で、前記フィルタアセンブリの前記吸口端から空気が吸引されるときに、前記穿孔領域から前記通気度決定バンドを通じて前記フィルタ材内に流入する外気の通気量に関し、
   前記穿孔領域が塞がれていない場合での通気量をＶ_ＦＮ、前記穿孔領域が５０％だけ塞がれた場合での通気量をＶ_ＦＢで表したとき、前記通気度決定バンドは、通気量Ｖ_ＦＢが前記通気量Ｖ_ＦＮの６０％〜９０％に維持されるような通気度を有することを特徴とする請求項２に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
4. 前記フィルタアセンブリが前記通気度決定バンドの外側を囲み且つ前記穿孔領域を含んだ外側部分と、前記通気度決定バンドから前記フィルタ材までの内側部分とに区分され、且つ、前記外側及び内側部分の通気抵抗がそれぞれＲ_１，Ｒ_２で表されるとき、これら通気抵抗の比Ｒ_１／Ｒ_２は２以下に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
5. 前記フィルタアセンブリが前記通気度決定バンドの外側を囲み且つ前記穿孔領域を含んだ外側部分と、前記通気度決定バンドから前記フィルタ材までの内側部分とに区分され、且つ、前記外側及び内側部分の通気度がそれぞれＱ_１，Ｑ_２で表されるとき、これら通気度の偏差ΔＱ＝Ｑ_１−Ｑ_２は、−２０００〜４０００コレスタユニットの範囲にあることを特徴とする請求項３に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
6. 前記内側部分は前記通気度決定バンドのみから形成され、
   前記層部分は、前記フィルタ材を棒状に包み込む包材であることを特徴とする請求項３に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
7. 前記内側部分は前記通気度決定バンドのみから形成され、
   前記層部分は、前記フィルタ材の外周面を熱成形して得られた外皮層であることを特徴とする請求項３に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
8. 前記フィルタは、
   シガレットの軸線方向にタンデムに配置された第１種及び第２種フィルタ要素であって、各フィルタ要素がフィルタ材と、このフィルタ材を包み込む内側包材とを有する、第１種及び第２種フィルタ要素と、
   前記第１種及び第２種フィルタ要素に巻付けられ、これらフィルタ要素を接続する外側包材と、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
9. 前記通気度決定バンドの前記層部分は前記内側包材により形成され、前記通気度決定バンドの前記空間層は前記内側包材と前記外側包材との間に確保されていることを特徴とする請求項８に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
10. 前記穿孔領域により決定される前記チップペーパの通気抵抗と前記外側包材の通気抵抗との合成の通気抵抗をＲ_１、前記内側包材の通気抵抗をＲ_２としたとき、これら通気抵抗の比Ｒ_１／Ｒ_２は２以下に設定されていることを特徴とする請求項９に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
11. 前記穿孔領域により決定される前記チップペーパの通気度と前記外側包材の通気度との合成の通気度をＱ_１、前記内側包材の通気度をＱ_２としたとき、これら通気度の偏差ΔＱ＝Ｑ_１−Ｑ_２は、−２０００〜４０００コレスタユニットの範囲にあることを特徴とする請求項９に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
12. 前記通気度決定バンドの前記層部分は前記外側包材により形成され、前記通気度決定バンドの前記空間層は前記外側包材と前記チップペーパとの間に確保されていることを特徴とする請求項８に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
13. 前記穿孔領域により決定される前記チップペーパの通気抵抗をＲ_１、前記外側包材の通気抵抗と前記内側包材の通気抵抗との合成の通気抵抗をＲ_２としたとき、これら通気抵抗の比Ｒ_１／Ｒ_２は２以下に設定されていることを特徴とする請求項１２に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
14. 前記穿孔領域により決定される前記チップペーパの通気度と前記外側包材の通気度との合成の通気度をＱ_１、前記内側包材の通気度をＱ_２としたとき、これら通気度の偏差ΔＱ＝Ｑ_１−Ｑ_２は、−２０００〜４０００コレスタユニットの範囲にあることを特徴とする請求項１２に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
15. 前記通気度Ｑ_１は通気度Ｑ_２ よりも高いことを特徴とする請求項１１又は１４に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。
16. 前記通気度Ｑ_２は、１００〜５０００コレクタユニットの範囲にあることを特徴とする請求項１１又は１４に記載のシガレットのためのフィルタアセンブリ。

Images