JP5984232B2 - 液体を封入したカプセルを搭載したフィルタ及びこのフィルタを備えた喫煙物品 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタ付きシガレット等の喫煙物品に採用するのが好適な液体を封入したカプセルを搭載しているフィルタ、及びこのフィルタを備える喫煙物品に関する。

喫煙時、フィルタ付きシガレット等の喫煙物品のフィルタに水や香喫味に関与する添加物を溶かした水溶液等の液体を染み込ませることで、主流煙における香喫味の特性の改善や、主流煙に異なる香喫味の付加が可能となる。この場合、液体はカプセル内に封入された形態でフィルタ本体内に搭載されており、ユーザは喫煙に先立ち、カプセルを破壊することで、カプセルから液体を噴出させ、フィルタに液体を染み込ませる。詳しくは、ユーザはフィルタの外側からカプセルを指間にて挟み込むことでカプセルに外力を加え、カプセルを破壊する。

ところが、ゼラチン等の多糖類から形成されたカプセルは水溶性であるため、親水性液体の封入には適さず、このような水溶性カプセルは一般的に疎水性香料等の封入に使用に限られる。これに対して、合成樹脂で形成したカプセルは非水溶性であり、親水性液体を封入するのに好適で形状安定性において優れるが、水溶性カプセルに比べて硬いため、合成樹脂のカプセルには下記するように破壊を容易にするための工夫が種々なされていた。

例えば、カプセルが円筒形状をなしている場合、カプセルの一端壁には放射状に延びる複数の長い溝部が形成されており、これら溝部はカプセルが押し潰される外力を受けたときに破断し、カプセルから内容液を噴出させることができる（特許文献１）。
また、シールされたカプセルを含むものであって、外力を加えたときにそのシールが破断して内容液を噴出させるものがある（特許文献２）。
更には、２つのカプセル半体が環状のシールを介して嵌め合わされたカプセルも知られており、このカプセルは押し潰されることで、シールが破断し、液体を噴出させる（特許文献３）。

特公平６−２１６４号公報 特許第２５１５７９４号公報 特表２００８−５２８０５３号公報

しかしながら、前述した合成樹脂で形成したカプセルの破壊には、未だに大きな力（外力）を必要としているというのが実情で、指で摘んで潰すのが容易でなかった。すなわち、前述した先行技術は破壊をある程度は容易にするものの、溝やシールの破断には未だ相当の力を必要とし、更なるカプセルの易破壊性が求められている。

本発明の目的は、潰し易さ（易破壊性）を改善したカプセルを搭載したフィルタ、そしてこのようなフィルタを備えたフィルタ付きシガレットなどの喫煙物品を提供することである。

上述の目的は、筒形状の側面を構成する側壁と、前記筒形状の前後の開口それぞれを閉じる一対の端壁とを有し内部には液体が封入されていると共に、少なくとも前記側壁は弾性変形可能であって、当該側壁に軸線方向に沿って設けた少なくとも１つの直線状のメイン薄肉域を含むカプセルと、
前記カプセルを収納する収納空間を含んで形成してある略円筒状のフィルタ本体部とを含み、
前記カプセルが前記フィルタ本体部の軸線に対し、前記カプセルの前記軸線方向を垂直方向として前記収納空間内に収納してある、ことを特徴とするカプセルを搭載したフィルタにより達成される。

また、前記カプセルは、前記側壁に前記メイン薄肉域と垂直な方向に形成した環線状のサブ薄肉域を更に含むことができる。

そして、前記メイン薄肉域及び前記サブ薄肉域は、連続した領域または不連続部を含む不連続な領域として形成することができる。

また、前記メイン薄肉域及び前記サブ薄肉域は、他の領域よりも肉薄に形成して溝部とすることができる。
また、前記フィルタ本体部を覆うケーシングは耐水性とするのが好ましい。
また、前記フィルタ本体部を覆うケーシングは前記収納空間を視認可能とする透明性のシート材で形成するのが好ましい。

そして、上記いずれかに記載のカプセルを搭載したフィルタを組み込んで、フィルタ付のシガレットなどの喫煙物品とすることができる。

本発明によるカプセル搭載型のフィルタは、ユーザがカプセルを容易に破壊することができ、これによりカプセルから噴出させた液体をフィルタや煙草に効率的に染み込ませることができる。
したがって、このようなカプセルを搭載したフィルタを採用するフィルタ付きシガレットなどの喫煙物品は、ユーザが簡単にカプセルを潰して改善した喫味を楽しむことができる。

参考例のカプセルを搭載したフィルタを、喫煙物品としてのシガレットに採用した場合ついて示した図である。 図１Ａのフィルタに搭載されているカプセルを取り出して示した図である。 図１Ａに示したフィルタに外力を作用させたときの様子を模式的に示した図である。 図１Ａに示したフィルタの改善例を示した図である。 図１Ａに示したフィルタの薄肉域に不連続部を設けた場合を示した図である。 本発明に係る第１実施形態のカプセルを搭載したフィルタを、喫煙物品としてのシガレットに採用した場合ついて示した図である。 図５Ａのフィルタに搭載されているカプセルを取り出して示した図である。 図５Ａに示したフィルタに外力を作用させたときの様子を模式的に示した図である。 図５Ａに示したフィルタの改善例を示した図である。 図５Ａに示したフィルタを製造して、評価した様子を説明するため図である。 図５Ａに示したフィルタの変形例を該変形例のフィルタを採用したシガレット とともに示した図である。

以下、図面を参照して、参考例のフィルタについて説明する。
図１Ａは、カプセルを搭載した参考例のフィルタを、喫煙物品としてのシガレットＣＧに採用した場合ついて示している。図１Ｂは、このシガレットＣＧが備えるフィルタＦＬ−１に搭載されているカプセルＣＡ−１を取り出して示してある。

図１Ａで、フィルタ付きのシガレットＣＧは、タバコ刻みを薄紙で巻いて棒状としてあるシガレット本体１００の一端にフィルタＦＬ−１を配置して構成されている。このフィルタＦＬ−１は、可撓性を有したケーシング２０１の内部に２つの棒状のフィルタ要素２０２、２０３により構成されるフィルタ本体部を具備し、ケーシング２０１は例えばシート材を丸めて端部を接着して筒形状に形成してある。そして、シガレット本体１００とフィルタＦＬ−１とは、この両者に掛かるように配置されるチップペーパ１０１を介して接続されて、１本のフィルタ付きシガレットＣＧとされている。

上記ケーシング２０１内には両端に位置するように互いに離間された、第１のフィルタ要素となる第１フィルタ部２０２と、第２のフィルタ要素となる第２フィルタ部２０３とが配置されている。これらフィルタ部２０２、２０３の材料としては、通常のフィルタ付きシガレットに使用されるフィルタ材料と同様な材料、つまり、アセテート繊維とすることができ、更にチャコールを含んでいてもよい。また、紙フィルタなどを用いることもできる。フィルタ部２０２、２０３の材料は同一であっても良いし、異なっていても良い。
ケーシング２０１の一方端に位置する第１フィルタ部２０２はシガレット側となり、他方端に位置する第２フィルタ部２０３は吸い口を構成している。第１フィルタ部２０２と第２フィルタ部２０３とは、上記のように離間して配置され、その間が収納空間２０４とされており、厳密には第１フィルタ部２０２と第２フィルタ部２０３とその間の収納空間２０４を含んでフィルタ本体部が構成されている。収納空間２０４の内部にはカプセルＣＡ−１が収容されている。

ここで、カプセルＣＡ−１を拡大して示す図１Ｂも参照すると、カプセルＣＡ−１は概略において中空な筒形状（柱状）であって、その内部には液体が封入されている。
より詳細には、カプセルＣＡ−１は筒形状の側面を構成する側壁１０と、筒形状の前後の開口それぞれを閉じる一対の端壁１１、１２とを有して内部に液体が封入されている。上記側壁１０は少なくとも弾性変形可能な合成材料で形成されている。端壁１１、１２についても、同じ材料で形成してよいが、筒状をなす側壁１０の開口を確実に閉塞できる材料であれば特に限定する必要はない。
側壁１０を構成するのに、好適な合成材料としては例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール及びポリアミドからなる群から選択される何れかである食品用のプラスチック素材を用いるのが望ましい。
また、上記端壁１１、１２については側壁と同じ材料を用いてよいが、ラミネートフィルムなどのフィルム材として、ヒートシールで開口を閉じるようにしてもよい。このようなシールフィルムを採用する場合には、熱可塑性の接着剤によって、側壁の開口縁に接着すればよい。この接着剤としては、例えば、接着性ポリオレフィン樹脂、低分子量ポリエチレン及びＥＶＡ（エチレンビニルアルコール）を主剤とするホットメルト接着剤等を使用できる。

そして、カプセルＣＡ−１内に封入する液体としては、シガレットの喫味を改善できるものを適宜に選択して採用すればよく、特に限定はないが、例えば単なる水、水に親水性のフレーバ、疎水性のフレーバのいずれも採用できる。疎水性のフレーバの場合には乳化された状態で配合してもよいし、プロピレングリコールやエタノールなどの溶媒を用いてもよい。より具体的には、上記液体として例えば、水に砂糖、たばこエキス、香料等を溶解させた溶液、またはブランデー等の水を基体とする溶液を採用することができる。また、必要により、変質防止の薬液などを混ぜてもよい。更に、上記液体として、香料を包摂したマイクロカプセル（香料カプセル）のような微小固体などを採用してもよく、更に液体として水液中に上記香料カプセルを浮遊させた形態などにしてもよい。
なお、上記ケーシング２０１とチップペーパ１０１との少なくとも一方に、耐水機能を備えたシート材を採用して、上記液体が外周部に漏れるのを防止する構造を備えたものとするのが好ましい。

このシガレットＣＧに採用するフィルタＦＬ−１にあっては、ユーザによる外力（フィルタ部分を指で摘むような力）を受けたときに、容易に破壊するカプセルＣＡ−１が搭載してある。
前述したようにフィルタＦＬ−１はシガレット本体１００に対応して棒状（略円筒状）であり、フィルタ部２０２、２０３の間の収納空間２０４にカプセルＣＡ−１が配置されている。そして、図１Ａの矢印Ｆで示すように、フィルタを半径方向に摘む動作で外力が印加される。カプセルＣＡ−１がこの外力を受けたときに、容易に破壊するように側壁１０は易破壊構造としてある、具体的には後述の薄肉域が設けてある。薄肉域は応力を受けた他の部分より破壊し易くするため、他の領域よりも薄肉に形成した領域であり、例えばＶ字溝などとして形成した溝部である。

図１Ａ、Ｂで例示するカプセルＣＡ−１の側壁１０には、周方向に沿って環状であり、これを線状に設けた環線状のメイン薄肉域１０ａが少なくとも１つ（図１Ａ、Ｂでは４つ）設けてあるものである。そして、図１Ａで示しているように筒状であるカプセルＣＡ−１は、空間２０４内に寝かせ姿勢でセットされている。
これにより、環線状の薄肉域１０ａが延在する方向は、フィルタＦＬ−１を半径方向に摘むような動作で外力Ｆが印加されたときに、その外力Ｆが加わる方向と平行となる。

図２は、カプセルＣＡ−１に外力Ｆを作用させたときの様子を模式的に示した図である。
カプセルＣＡ−１の側壁１０には外力Ｆが作用する方向と平行にメイン薄肉域１０ａ（例示は４つ）が設けてある。このようなメイン薄肉域１０ａが設けてあると、外力を加えると変形が進み、屈曲して応力が集中する折り曲り部分１３の応力が一定以上になると図で示すように破断する。外力Ｆが作用するとカプセルＣＡ−１内の圧力が上昇し、そのため、カプセルＣＡ−１は外力Ｆに対して垂直に延びる方向にも力が発生する。そのため、外力Ｆに対して平行にあるメイン薄肉域１０ａは容易に破断する。

図３は、環線状のメイン薄肉域１０ａに対して、これと垂直な方向に形成した直線状のサブ薄肉域１０ｂを更に設けた改善例を示している。メイン薄肉域１０ａが環線状であるのに対して、サブ薄肉域１０ｂはメイン薄肉域１０ａが形成されている周方向と垂直な軸線ＣＬ方向に延在する直線状となる。このようにサブ（補助）の薄肉域１０ｂを形成しておくと、カプセルＣＡ−１を更に破壊し易い構造とすることができる。

なお、上記メイン薄肉域１０ａや直線状のサブ薄肉域１０ｂは、必ずしも連続しているライン状の領域とする必要はない。すなわち、一部に薄肉域を設けない部分（不連続部）を含むような不連続に形成してもよい。図４は環線状のメイン薄肉域１０ａに不連続部１４を設けた場合を例示している。
なお、図３に示した、メイン薄肉域１０ａおよびサブ薄肉域１０ｂを含む形態の場合についても同様に不連続部を形成してよい。この場合、メイン薄肉域１０ａとサブ薄肉域１０ｂのいずれか一方としてもよいし、両方としてもよい。
更に、不連続とする形態にも限定はない、例えば規則的な破断線状としてもよいし、破断位置が不規則な破断線状としてもよい。

以下では、本発明に係る第１の実施形態のカプセルＣＡ-２を搭載するフィルタＦＬ−２をシガレットＣＧに採用した場合について、更に図を参照して説明する。ただし、先に説明済みの部分については同一の符号を付すことにより重複説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
図５Ａは、前記フィルタＦＬ−２を、シガレットＣＧに採用した場合の例を示している。図５ＢはフィルタＦＬ−２に搭載されているカプセルＣＡ−２を取り出して示してある。

図５Ａ、Ｂで例示するカプセルＣＡ−２にあっては、筒状となる側壁１０の軸線ＣＬ方向（周方向と垂直）に沿って設けた少なくとも１つの直線状のメイン薄肉域１０ｃが設けてあるものである。そして、図５Ａで示しているように筒状であるカプセルＣＡ−２は、空間２０４内に立ち姿勢にてセットされている。
これにより、直線状の薄肉域１０ｃが延在する方向は、フィルタＦＬに半径方向に摘むような動作で外力Ｆが印加されたときに、その外力が加わる方向と平行となるようしてある。

図６は、カプセルＣＡ−２に外力Ｆを作用させたときの様子を模式的に示した図である。
上記のようにカプセルＣＡ−２の側壁１０には、外力Ｆが作用する方向と平行にメイン薄肉域１０ｃが設けてある。このようなメイン薄肉域１０ｃが設けてあると、外力を加えて変形が進み、応力が一定以上になると図で示すように最も屈曲して応力が集中する折り曲り部分１３で破断する。外力Ｆが作用するとカプセルＣＡ−２内の圧力が上昇し、そのため、カプセルＣＡ−２は外力Ｆに対して垂直に延びる方向にも力が発生する。そのため、外力Ｆに対して平行にあるメイン薄肉域１０ｃは容易に破断する。
なお、本例の場合には、収納空間２０４内でのカプセルＣＡ−２の位置を視認できるようにしておくのがよい。例えば、上記収納空間２０４を含んでフィルタ本体部を覆うケーシング２０１を透明性のシート材とし、収納空間２０４を視認可能とする。更に、その外側を覆うチップペーパ１０１についても同様に透明なシート材とする。このようにすれば、ユーザはカプセルＣＡ−２の位置を確認して、押し潰すことができる。
その際、ユーザが押す場所を確認できるように、例えば図６に示すように「ＰＵＳＨ」などの文字を付したり、これが小さ過ぎて読めない場合には何らかの目印（押す面を赤、青などカラーとしておくなど）を付加しておくのが望ましい。

図７は、直線状のメイン薄肉域１０ｃに対して、これと垂直な方向に形成した環線状のサブ薄肉域１０ｄを更に設けた改善例を示している。本例の場合は、メイン薄肉域１０ｃが軸線ＣＬ方向に延在する直線状であり、サブ薄肉域１０ｄが環線状となる。このようにサブ（補助）の薄肉域１０ｃを形成しておくと、カプセルＣＡ−２を更に破壊し易い構造とすることができる。
なお、第１の実施形態の場合も、メイン薄肉域１０ｃや環線状のサブ薄肉域１０ｄは、必ずしも連続したライン状の領域とする必要はない。すなわち、前述したように一部に不連続部分を含むような不連続形態としてもよい。

（製造、評価）
更に、第１の実施形態として説明した上記カプセルＣＡ−２について、これを製造して評価したので、これについて説明する。
カプセル内に封入する液体を蒸留水としたカプセルＣＡ−２を製造し、破断強度を測定した。カプセルＣＡ−２は食用のプラスチック素材である低密度ポリスチレンを用い、射出成形により作製した。カプセルＣＡ−２内の空間に蒸留水９０％（ｖ/ｖ）を注入し、ポリアミド／低密度ポリエチレンラミネートフィルム（ＫＩＭＵＲＡ−ＴＥＣ，ＮＹ／ＬＤＰＥ、６０μｍ）で開口端をヒートシールすることにより完全に密閉し、蒸留水を含有したカプセルを得た。
カプセルの破断強度はクリープメータ（ＲＨＥＯＭＥＴＥＲII、株式会社山電製）により測定した。その様子と測定の結果を図８に示す。
同じカプセルＣＡ−２を製造して、外力を印加する方向を異ならせた。試験Ａは薄肉域１０ｃが形成してある側壁に外力を加えた場合、試験Ｂは薄肉域１０ｃ平行に外力が加わるようにした本発明対応の場合である。
試験Ａの場合はカプセルの破壊荷重が９５．６Ｎであったのに対して、試験Ｂの場合は２９．６Ｎであり、破壊に必要な力が極めて少なくてよいことが確認された。

更に、第１の実施形態について、好ましい変形例を図９を参照して説明する。
図５Ａ、Ｂに例示したカプセルＣＡ−２は円柱状であってその側壁１０に環線状の薄肉域を設ける場合で、これを立姿勢でセットするものであった。
しかし、カプセルＣＡ−２は円柱状に限らず、例えば図９に示すように角柱状（ここでは四角柱（直方体）としてある）であるカプセルＣＡ−３としてもよい。角柱とすることで収納空間２０４内での姿勢を安定化させることができる。この場合、４つの側壁に薄肉域１０ｃが形成される。このようなカプセルＣＡ−３は軸線方向と側壁とが平行となるように収納空間２０４内に配置すれば前後・左右の側壁となるが、これに限らず図９で示すように角部を前に突出させるような立ち姿勢として収納空間２０４内に配置してもよい。
なお、各カプセルＣＡ（ＣＡ−１、ＣＡ−２、ＣＡ−３）の位置をより確実に安定させるために、必要に応じてフィルタ要素に用いた繊維などを流用して収納空間２０４内での隙間を埋めて位置ずれを防止する様にしてもよい。また、上記ケーシング２０１の内面に位置決め用の突起部を付加し、この突起部でカプセルＣＡを周囲から押さえ位置決めするなどの構造を採用してもよい。このようにカプセルＣＡの位置を安定させた場合、第１フィルタ部、第２フィルタ部の一方もしくは両方は必ずしも必要ではない。この点に関して前述した実施例では、第１フィルタ部と第２フィルタ部との間に形成した空間を、フィルタ本体部内の収納空間として利用する場合を説明している。しかし、これは好適例であって、収納空間の形態はこれに限らないということである。

上記フィルタ付きシガレットＣＧを喫煙するユーザ（喫煙者）による動作を説明する。ユーザは、図１Ａの矢印Ｆで示されるように、フィルタＦＬの中央部を指で挟み、これを押し潰すように外部から力を加えると、フィルタＦＬのケーシング２０１並びに、その内部のカプセルＣＡ−１は弾性変形される。カプセルＣＡ−１は破壊容易に設定してあるので、簡単に破壊して液体が流出してフィルタに吸収されることができる。
この後、ユーザはフィルタ付きシガレットＣＧに火をつけて喫煙することになる。上記液体によって、シガレットからの煙流中に含まれる水溶性成分を減少させることができ、また添加されているフレーバにより香喫味が改善される。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。
前述した実施形態では、フィルタ付きシガレットに、本発明に係るカプセル搭載型のフィルタを適用する場合を説明した。しかし、本発明に係るカプセル搭載型のフィルタは、このようにシガレット付属のフィルタに適用する場合に限られるものではない。すなわち、単独のフィルタ製品として構成してもよい。

ＦＬ（ＦＬ−１，ＦＬ２） フィルタ
ＣＡ（ＣＡ−１，ＣＡ−２、ＣＡ−３） カプセル
ＣＧ シガレット
１０ 側壁
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 薄肉域
１０ａ 環線状のメイン薄肉域
１０ｂ 直線状のサブ薄肉域
１０ｃ 直線状のメイン薄肉域
１０ｄ 環線状のサブ薄肉域
１１ 前端壁
１２ 後端壁
１００ シガレット本体
１０１ チップペーパ
２０１ ケーシング
２０２、２０３、２０４ フィルタ本体部
２０２ 第１フィルタ部
２０３ 第２フィルタ部
２０４ 収納空間

Claims (7)

1. 筒形状の側面を構成する側壁と、前記筒形状の前後の開口それぞれを閉じる一対の端壁とを有し内部には液体が封入されていると共に、少なくとも前記側壁は弾性変形可能であって、当該側壁に軸線方向に沿って設けた少なくとも１つの直線状のメイン薄肉域を含むカプセルと、
   前記カプセルを収納する収納空間を含んで形成してある略円筒状のフィルタ本体部とを含み、
   前記カプセルが前記フィルタ本体部の軸線に対し、前記カプセルの前記軸線方向を垂直方向として前記収納空間内に収納してある、ことを特徴とするカプセルを搭載したフィルタ。
2. 前記カプセルは、前記側壁に前記メイン薄肉域と垂直な方向に形成した環線状のサブ薄肉域を更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載のカプセルを搭載したフィルタ。
3. 前記メイン薄肉域及び前記サブ薄肉域は、連続した領域または不連続部を含む不連続な領域として形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載のカプセルを搭載したフィルタ。
4. 前記メイン薄肉域及び前記サブ薄肉域は、他の領域よりも肉薄に形成して溝部としてある、ことを特徴とする請求項２又は３に記載のカプセルを搭載したフィルタ。
5. 前記フィルタ本体部を覆うケーシングが耐水性としてある、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカプセルを搭載したフィルタ。
6. 前記フィルタ本体部を覆うケーシングは前記収納空間を視認可能とする透明性のシート材で形成してある、ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカプセルを搭載したフィルタ。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のカプセルを搭載したフィルタを含む、ことを特徴とする喫煙物品。

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