JP7333329B2 - 中空フィルター及び非包装フィルターのための高い総デニールのセルロースアセテートトウ - Google Patents

中空フィルター及び非包装フィルターのための高い総デニールのセルロースアセテートトウ Download PDF

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Description

[0001]本特許出願は、２０１８年２月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／６３４，４８３号（この出願の開示事項はその全体が参照により本明細書に組み込まれる）に対する優先権を主張する。
[0002]本発明は、概して高い総デニールのセルロースアセテートトウ、並びにそれから製造される中空喫煙具用フィルター、非包装フィルター(non-wrapped filter)、及びそれらの組み合わせに関する。特に、本発明は、喫煙具又はエアロゾル発生具において使用するための中空ロッド又は中空フィルター、非包装フィルター、及びそれらの組み合わせ中に含まれる、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニール、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウに関する。
[0003]セルロースアセテートのようなセルロースエステルは、伝統的な紙巻きタバコフィルター及び他の喫煙具におけるそれらの使用について知られている。多くのファクターが、紙巻きタバコフィルターの製造及び性能に影響を及ぼす。セルロースエステルトウとしてフィルター製造業者に供給されるセルロースエステルは、紙巻きタバコフィルターに関して求められる幾つかの特性、例えば、堅さ、圧力降下、圧力降下変動性、フライ(fly)、及び開繊性(openability)を満足するように製造され、その目標は許容可能な吸引抵抗を有する紙巻きタバコである。セルロースエステルトウを製造する方法は、紙巻きタバコフィルターにおいて使用するトウの特性を向上させるために改良され続けている。
[0004]喫煙具、例えば紙巻きタバコ又はエアロゾル発生具の吸引抵抗は、喫煙者が経験する紙巻きタバコの１つ又は複数の吸引特性の主要な決定要素である。セルロースアセテートフィルターにおいて、吸引特性は、セルロースアセテートフィラメントの特徴、セルロースアセテートフィラメントの量、及びかかるフィラメント中に導入される添加剤の濃度などの幾つかのファクターに依存し得る。吸引特性の１つの指標は、封入圧力降下(encapsulated pressure drop)である。本明細書で使用する「封入圧力降下」又は「ＥＰＤ」という用語は、試料を測定装置内に完全に封入して空気が包装を通過できないようにした場合に、体積流量が出口端部において１７．５ｍＬ／秒である時に空気流が定常条件下で試料を横切る際の試料の２つの端部の間の静圧差を指す。ＥＰＤは、ここでは２００７年６月付けのCORESTA（Cooperation Centre for Scientific Research Relative to Tobacco）推奨法第４１号に基づいて測定した。より高いＥＰＤ値は、喫煙者がより強い力で喫煙具を吸引しなければならないと解釈される。
[0005]現在、セルロースアセテートフィルターの望ましい吸引抵抗は、低いデニール／フィラメント（denier per filament）（ｄｐｆ）及び中程度の総デニール（４０，０００未満の総デニール）、即ちそれぞれのフィラメントが小さい断面積を有する多くのフィラメントを有するトウバンドからフィルターを形成することによって達成される。小さい断面積は高い表面積を与えると考えられ、これはより高い濾過効率につながる。しかしながら、これらの低いｄｐｆで中程度の総デニールのトウバンドは、より小さい直径の喫煙具及び増加したフィルター効率を求める増加する規制を有する地域に向けた市場に対応する場合に問題を有する。第１に、これらの公知のトウバンドを用いてより小さい直径の喫煙具を製造すると、フィラメントがより小さな空間の中に事実上圧縮され、その結果、ＥＰＤが増加し、吸引特性が変化する。第２に、中程度の総デニールのこれらのトウバンドのフィルター効率を増加させることは、より大きな表面積、例えばより多くのフィラメントを必要とし、これによりより高いＥＰＤの問題が悪化する。更に、紫煙から煙成分（例えば炭素）を積極的に除去する粒子を含ませると、フィルターの空隙が満たされてより高いＥＰＤをもたらす。これらのフィルターの繊維強度及び硬度も低下する。
[0006]他の場合には、セルロースアセテートフィルターに関して望まれる吸引抵抗は、高いｄｐｆ及び低い総デニールを有するトウバンドからフィルターを形成することによって達成される。低い総デニールを使用することによって、これは低いＥＰＤと円周長の組合せを有する喫煙具フィルターを製造するのに有用であり得る。高いｄｐｆ及び低い総デニールは、より小さい直径の喫煙具及び増加したフィルター効率を与える。しかしながら、これらのフィルターの強度及び硬度は、より低い総デニールにおいて低下する。更に、上述のフィルターのそれぞれはフィルターを形成するために２つのベールを必要とし、その結果、ロッドの複雑性及び変動性が増大する。
[0007]したがって、中でも、所望の吸引特性及び強度／硬度を有する喫煙具及び／又はエアロゾル発生具において、非包装フィルターロッド、中空フィルターロッド、及びそれらからフィルターを形成するための、より高い総デニールを有するセルロースアセテートトウに対する必要性が存在する。
[0008]幾つかの実施形態においては、本発明は、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニール、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む中空フィルターロッドに関する。中空フィルターロッドは、非包装セルロースアセテートフィルターロッドを包含し得る。幾つかの態様においては、中空フィルターロッドは、３～６のデニール／フィラメント及び５０，０００～１００，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む。幾つかの態様においては、中空フィルターロッドは、少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む。幾つかの態様においては、中空フィルターロッドは、６～１２のデニール／フィラメント及び４０，０００～９０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む。幾つかの態様においては、中空フィルターロッドは、少なくとも８のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む。セルロースアセテートトウのフィラメントは、円形、実質的に円形、小鈍鋸歯形、卵形、実質的に卵形、多角形、実質的に多角形、ドッグボーン形、「Ｙ」字形、「Ｘ」字形、「Ｋ］字形、「Ｃ」字形、多葉形、及びそれらの任意の組み合わせを含む群から選択される断面形状を有していてよい。中空フィルターロッドは、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有し得る。
[0009]幾つかの実施形態においては、本発明は、中空フィルターを含む喫煙具に関する。中空フィルターには、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニール、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。幾つかの態様において、セルロースアセテートトウは、３～６のデニール／フィラメント及び５０，０００～１００，０００の総デニールを有する。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは、少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有する。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは、６～１２のデニール／フィラメント及び４０，０００～９０，０００の総デニールを有する。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは、少なくとも８のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有する。中空フィルターは、非包装セルロースアセテートフィルターを包含し得る。中空フィルターロッドは、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有し得る。
[0010]幾つかの実施形態においては、本発明は、中空フィルターを含むエアロゾル発生具に関する。中空フィルターは、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニール、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは、３～６のデニール／フィラメント及び５０，０００～１００，０００の総デニールを有する。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは、少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有する。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは、６～１２のデニール／フィラメント及び４０，０００～９０，０００の総デニールを有する。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは、少なくとも８のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有する。中空フィルターは、非包装セルロースアセテートフィルターを包含し得る。中空フィルターは、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有し得る。
[0011]幾つかの実施形態においては、本発明は、中空フィルターロッドを形成する方法に関する。この方法は、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニール、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するトウバンドからベールを形成する工程（トウバンドは複数のセルロースアセテートフィラメントを含む）；トウバンドを解ベール(debaling)及び開繊(opening)してフィルタートウを形成する工程；及びフィルタートウから中空フィルターロッドを形成する工程をを含む。中空フィルターロッドは、トウバンドの単一のベールから形成される。中空フィルターロッドは、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有する。中空フィルターは、非包装セルロースアセテートフィルターを包含し得る。
[0012]本発明は、添付の非限定的な図面を考慮してより良好に理解される。
[0013]図１は、本発明の幾つかの実施形態によるエアロゾル発生具の断面図を示す。
序論
[0014]本発明は、高い総デニールのセルロースアセテートトウバンド、中空フィルターロッド、非包装セルロースアセテートフィルターロッド、及びそれから製造される喫煙具フィルターに関する。特に、本発明は、従前は実現されていない封入圧力降下（ＥＰＤ）及び強いフィルター完全性を有する中空喫煙具フィルターを製造するために有用であり得る、単一のベールから形成される高い総デニールを有するセルロースアセテートトウバンドを提供する。高い総デニールのトウバンドは、十分な強度及び硬度を有する中空フィルターを生成する。本発明はまた、非包装セルロースアセテートフィルターを形成するための、単一のベールから形成される高い総デニールを有するセルロースアセテートトウバンドも提供する。トウの高い総デニールはまた、低いＥＰＤを有利に維持しながら、より高い濾過効率をもたらす。幾つかの実施形態においては、高い総デニールのセルロースアセテートトウバンドから製造される中空フィルターは、非包装セルロースアセテートフィルターであり得る。
[0015]更に、本発明は、現在の製造プロセスに実質的に一体に統合することができる高い総デニールのセルロースアセテートトウバンドを生成する製造工程及びパラメーターを提供する。高い総デニールのトウバンドは、単一のトウベイルから製造して、高い総デニールのトウバンドを製造する方法を単純にすることができ、高品質のフィルターロッドが製造される。従来のプロセスにおいては、２つのバンドの２以上のベールを組み合わせて、標準的なデニール／フィラメント（ｄｐｆ）及び標準的な総デニールのトウバンドを有するトウバンドを製造しており、これによりロッドの複雑さ及び変動性が生じる。高い総デニールを有するフィラメントを含む単一のベールを使用することによって、本方法は、向上した品質の高い総デニールトウバンドを向上した製造効率で製造することができる。幾つかの態様においては、高い総デニールのトウバンドの単一のベールによって高い総デニールの中空フィルターロッドを製造して、喫煙具、例えば従来の紙巻きタバコ又はエアロゾル発生具において使用される中空フィルターを形成する。幾つかの態様においては、高い総デニールのトウバンドの単一のベールによって、非包装セルロースアセテートフィルターを形成する高い総デニールの非包装フィルターロッドを製造する。
[0016]有益には、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウ、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを使用することによって、高いフィルター強度を維持しながらフィルターの圧力降下値が減少し、これによりフィルターの所望の硬度を維持しながら吸引性の向上がもたらされる。従来の紙巻きタバコフィルターは、通常は低いｄｐｆ（例えば３．５ｄｐｆ以下）及び中程度の総デニール（例えば４０，０００以下の総デニール）を有するセルロースアセテートトウを使用しているが、驚くべきことに且つ予期しなかったことに、高い総デニールを有するセルロースアセテートトウを、喫煙具及び／又はエアロゾル発生具の中空フィルターにおいて使用することができることが見出された。中空フィルター又は非包装フィルターにおいて使用する場合、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウ、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウは低い封入圧力降下を達成することができ、これにより、フィルターの強度及び硬度を維持しながら、紙巻きタバコの吸引特性が向上する。非包装セルロースアセテートフィルターを使用すると、向上した喫煙特性が有益に与えられたことも見出された。
[0017]更に、高い総デニールのセルロースアセテートトウ物品は、有利なことに、向上した表面積指数、例えば等価円の面積に対する断面積の比を有することが見出された。特に、中空及び／又は非包装の高い総デニールのセルロースアセテート物品は、低いか又は中程度の総デニールのセルロースアセテート物品と比較してより大きな表面積指数を有する。
セルロースアセテート
[0018]幾つかの実施形態においては、本発明は、例えば喫煙具及びエアロゾル発生具における中空フィルター又は非包装フィルターとして、例えば、エアロゾル発生具におけるマウスピースとしてか又はフィルターとして使用するためのフィルターロッドに加工されたセルロースアセテートトウに関する。幾つかの態様においては、セルロースアセテートはセルロースジアセテートを指す。幾つかの態様において、セルロースアセテートは２～２．６の置換度を有する。
[0019]セルロースアセテートは、米国特許第２，７４０，７７５号及び米国公開第２０１３／００９６２９７号（それらの全体を参照により本明細書に組み込む）に開示されているものなどの公知の方法によって製造することができる。通常は、アセチル化セルロースは、セルロースを好適な酸性触媒の存在下でアセチル化剤と反応させ、次に脱エステル化することによって製造される。
ベール及びベールの製造方法
[0020]本発明の幾つかの実施形態においては、高い総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを使用して、喫煙具、例えば従来の紙巻きタバコ又はエアロゾル発生具に関して使用するのに好適な中空フィルターロッド、非包装フィルターロッド、フィルターセクション(filter section)、又はそれらの任意の組合せを形成することができる。高い総デニールのトウバンドの例は、本明細書に開示される種々の実施形態によるものであり得る。幾つかの実施形態においては、約３であるかまたはそれを超えるｄｐｆ及び約５０，０００であるかまたはそれを超える総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、フィルターロッド、フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせの製造において使用することができる。他の実施形態においては、約６であるかまたはそれを超えるｄｐｆ及び約４０，０００であるかまたはそれを超える総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、フィルターロッド、フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせの製造において使用することができる。捲縮されたトウバンドには、複数のセルロースアセテートフィラメントを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、ベールに１つより多いトウバンドを含ませることができる。
[0021]幾つかの実施形態においては、捲縮されたトウバンドのベールは、少なくとも３又はそれ以上のｄｐｆ、及び少なくとも５０，０００又はそれ以上の総デニールを有する。幾つかの実施形態においては、捲縮されたトウバンドのベールは、３ｄｐｆ～６ｄｐｆ、及び５０，０００の総デニール～１００，０００の総デニールを有する。幾つかの実施形態においては、捲縮されたトウバンドのベールは、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ、及び４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニールを有する。捲縮されたトウバンドのベールを使用して、中空フィルターロッド、中空フィルターセクション、非包装フィルターロッド、非包装フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせを製造することができる。幾つかの実施態様においては、捲縮されたトウバンドは複数のセルロースアセテートフィラメントを含む。
[0022]一般に、トウバンドのベールの製造には、ドープからフィラメントを紡糸すること、フィラメントからトウバンドを形成すること、トウバンドを捲縮すること、及び捲縮されたトウバンドをベール加工することを含ませることができる。かかる製造において、随意的な工程としては、紡糸後にフィラメントを加温すること、捲縮前にフィラメント及び／又はトウバンドに仕上げ剤又は添加剤を適用すること、並びに捲縮されたトウバンドをコンディショニングすることを挙げることができるが、これらに限定されない。少なくともこれらの工程のパラメーターは、本明細書に記載の喫煙具フィルターを製造することができるベールを製造するために重要である。ベールは更なる加工のために必要に応じて、寸法及び形状を変化させることができることに留意すべきである。
[0023]幾つかの実施形態においては、本発明において使用するためのフィラメントは、約３であるかまたはそれを超えるデニール／フィラメント（ｄｐｆ）であってよい。幾つかの実施形態においては、本発明において使用するためのフィラメントは、約６であるかまたはそれを超えるデニール／フィラメントであってよい。幾つかの実施形態においては、本発明において使用するためのフィラメントは、約９であるかまたはそれを超えるデニール／フィラメントであってよい。幾つかの実施形態においては、フィラメントは、２ｄｐｆ～１２ｄｐｆ、例えば、３ｄｐｆ～１２ｄｐｆ、３ｄｐｆ～６ｄｐｆ、４ｄｐｆ～５ｄｐｆ、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ、７ｄｐｆ～１０ｄｐｆ、６ｄｐｆ～９ｄｐｆ、又は７ｄｐｆ～８ｄｐｆの範囲であってよい。下限に関しては、フィラメントは、３ｄｐｆより大きく、例えば５ｄｐｆより大きく、７ｄｐｆより大きく、又は９ｄｐｆより大きくてよい。上限に関しては、フィラメントは，１２ｄｐｆ未満、例えば１０ｄｐｆ未満、８ｄｐｆ未満、又は６ｄｐｆ未満であってよい。
[0024]本発明において使用するためのフィラメントは、円形、実質的に円形、小鈍鋸歯形、卵形、実質的に卵形、多角形、実質的に多角形、ドッグボーン形、「Ｙ」字形、「Ｘ」字形、「Ｋ］字形、「Ｃ」字形、多葉形、及びそれらの任意の複合形など（しかしながらこれらに限定されない）の任意の好適な断面形状を有していてよい。本明細書において使用する「多葉形」という用語は、少なくとも２つの葉状部がそこから伸長する（必ずしも均等な間隔又は均等な寸法ではない）点（必ずしも断面の中心ではない）を有する断面形状を指す。
[0025]本発明において使用するためのフィラメントは、当業者に公知の任意の方法によって製造することができる。幾つかの実施態様においては、フィラメントは、紡糸口金を通してドープを紡糸することによって製造することができる。本明細書において使用する「ドープ」という用語は、それからフィラメントが製造されるセルロースアセテート溶液及び／又は懸濁液を指す。幾つかの実施形態においては、ドープにはセルロースアセテート及び溶媒を含ませることができる。幾つかの実施形態においては、本発明に関連して使用するためのドープには、セルロースアセテート、溶媒、及び添加剤を含ませることができる。添加剤は、本明細書において更に詳述することを留意すべきである。
[0026]本発明の幾つかの実施態様は、フィラメントを処理して、フィラメント上の表面官能性を達成することを包含し得る。幾つかの実施形態においては、フィラメントに、生分解性部位（例えば、表面積を増加させて生分解性を増大させる欠陥部位）、化学結合腕(chemical handles)（例えば、その後の官能化のためのカルボン酸基）、活性粒子結合部位（例えば、金粒子を結合するスルフィド部位、又は酸化鉄粒子を結合するキレート基）、硫黄基、又はそれらの任意の組み合わせなど（しかしながらこれらに限定されない）の表面官能基を含ませることができる。当業者であれば、表面官能性を達成するための複数の方法及びメカニズムを理解する。幾つかの実施形態は、表面官能性を達成するための、浸漬、噴霧、イオン化、官能化、酸性化、加水分解、プラズマへの曝露、イオン化ガスへの曝露、又はそれらの任意の組み合わせを包含し得る。表面官能性を与えるのに好適な化学物質は、酸（例えば、硫酸、硝酸、酢酸、フッ化水素酸、塩酸など）、還元剤（例えば、ＬｉＡｌＨ４、ＮａＢＨ４、Ｈ２／Ｐｔなど）、グリニャール試薬（例えば、ＣＨ３ＭｇＢｒなど）、トランスエステル化剤、アミン（例えばＣＨ３ＮＨ３のようなＲ－ＮＨ３）、又はそれらの任意の組合せなど（しかしながらこれらに限定されない）の、セルロースアセテートと反応することができる任意の化学物質又は複数の化学物質の集合物であってよい。プラズマ及び／又はイオン化ガスへ曝露すると、表面と反応するか、表面に欠陥を生じるか、又はそれらの任意の組み合わせを行うことができる。かかる欠陥は、フィラメントの表面積を増加させることができ、これにより最終フィルター製品においてより高い装填量及び／又はより高い濾過効率がもたらされ得る。
[0027]幾つかの実施形態においては、本発明は、複数のフィラメント、例えばセルロースアセテートフィラメントからトウバンドを形成することを包含し得る。幾つかの実施形態においては、トウバンドは約４０，０００であるかまたはそれを超える総デニールを有し得る。幾つかの実施形態においては、トウバンドは約５０，０００であるかまたはそれを超える総デニールを有し得る。幾つかの実施形態においては、トウバンドは約６０，０００であるかまたはそれを超える総デニールを有し得る。幾つかの実施形態においては、トウバンドに、４０，０００の総デニール～１００，０００の総デニール、例えば４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニール、５０，０００の総デニール～８０，０００の総デニール、又は６０，０００の総デニール～７０，０００の総デニールの範囲のフィラメントを含ませることができる。下限に関しては、トウバンドは、４０，０００より高い総デニール、例えば５０，０００より高い総デニール、６０，０００より高い総デニール、又は７０，０００より高い総デニールを有し得る。上限に関しては、トウバンドは、１００，０００未満の総デニール、例えば９０，０００未満の総デニール、８０，０００未満の総デニール、又は６０，０００未満の総デニールを有し得る。
[0028]本発明の幾つかの実施形態においては、トウバンド、例えばセルロースアセテートトウバンドは、約３ｄｐｆ～１２ｄｐｆ及び約４０，０００の総デニール～１００，０００の総デニールを有し得る。一実施形態においては、セルロースアセテートトウバンドは、約３ｄｐｆ～６ｄｐｆ及び約５０，０００の総デニール～約１００，０００の総デニールを有し得る。他の実施形態においては、セルロースアセテートトウバンドは、約６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ及び約４０，０００の総デニール～約９０，０００の総デニールを有し得る。
[0029]本発明の幾つかの実施形態においては、トウバンドに１つより多いタイプのフィラメントを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、１つより多いタイプのフィラメントは、ｄｐｆ、断面形状、組成、トウバンドを形成する前の処理、又はそれらの任意の組み合わせに基づいて変化させることができる。好適な更なるフィラメントの例としては、炭素フィラメント、活性炭フィラメント、天然繊維、合成フィラメント、約１０未満のデニール／フィラメントを有するセルロースアセテートフィラメント、又はそれらの任意の組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
[0030]本発明の幾つかの実施形態は、トウバンドを捲縮して捲縮されたトウバンドを形成することを包含し得る。トウバンドを捲縮することには、当業者に公知の任意の好適な捲縮技術を使用することを含ませることができる。これらの技術は、スタッファーボックス又はギアなど（しかしながらこれらに限定されない）の種々の装置を包含し得る。捲縮装置及びそれらが作動するメカニズムの非限定的な例は、米国特許第７，６１０，８５２号及び７，５８５，４４１号（これらの関連する開示事項は本明細書中に参考として組み込まれる）において見ることができる。好適なスタッファーボックス捲縮機は、滑らかな捲縮機ニップロール、ねじ付き又は溝付き捲縮機ニップロール、テクスチャ加工された捲縮機ニップロール、上部フラップ、下部フラップ、又はそれらの任意の組合せを有し得る。
[0031]幾つかの実施形態においては、捲縮はまた、捲縮解除エネルギー（uncrimping energy）（ＵＣＥ）及び破断強度（breaking strength）（ＢＳ）によって特徴付けることもできる。本明細書において使用する「ＵＣＥ」とは、トウバンドを捲縮解除するのに必要な仕事の量である。ＵＣＥは、（上限荷重において）延伸された試料の単位長さあたりの、規定の荷重限界間の荷重－伸び曲線の下方の面積である。ＢＳは、応力－歪曲線の最高荷重点においてとって、トウの２重厚さ(double thickness)を考慮して計算する。トウは、破断することなくロッド製造機によって加工できるような最小強度要件を満たさなければならない。一般に、ＵＣＥ及びＢＳは、
トウバンド試料を（２２℃±２℃及び６０％±２％の相対湿度において２４時間）予備コンディショニングし；
トウバンド試料を予備切断し；
Instron引張試験機（モデル1130、クロスヘッドギヤ－ギヤＮｏ．R1940-1及びR940-2、InstronシリーズIX－バージョン6データ収集＆解析ソフトウェア、Instron５０Ｋｇ最大能力ロードセル、Instronトップローラーアセンブリ、１”×４”×厚さ１／８”の高グレード非スリップグリップ面）を、（通常の較正の前に約２０分間）加温し；
予備コンディショニングしたトウバンド試料を装填し（約７６ｃｍの長さを、トップローラーの中央の上でループ状にして、それ全体に均一に展開する）；
トウバンドを予備伸張し（読み取りディスプレイあたり１００ｇ±２ｇまで穏やかに牽引する）；
非スリップグリップの下部において試料のそれぞれの端部を締着して５０ｃｍのゲージ長さ（ゲージ長さは非スリップグリップの上部から測定する）を与え（最も高い許容し得る圧力（しかしながら製造者の推奨値より高くない）において締着する）；そして
トウバンドが破断するまで、３０ｃｍ／分のクロスヘッド速度で試験する（Instronモデル1130）；
ようにして測定することができる。
[0032]少なくとも３つのデータ点の平均により、式Ｉ：
式Ｉ：ＵＣＥ（ｇｃｍ／ｃｍ）＝（Ｅ×１０００）／（（Ｄ×２）＋５００）
（式中、（Ｅ）は０．２２０ｋｇ及び１０ｋｇの荷重限界の間のエネルギー（ｇ－ｃｍ）であり、（Ｄ）は現在の点（１０．０ｋｇ）におけるｍｍ単位の変位であり、（２）は２重の試料に関して調整するための乗数であり、（５００）は元のゲージ長さ（ｍｍ）である）
によって算出されるＵＣＥが与えられる。
[0033]破断強度（ＢＳ）は、式ＩＩ：
式ＩＩ：ＢＳ＝Ｌ
（式中、（Ｌ）は最大荷重において測定される荷重（ｋｇ）である）
にしたがって算出することができる：
[0034]ベール加工後に測定する場合には、ＵＣＥは、約１５０ｇｃｍ／ｃｍ、２００ｇｃｍ／ｃｍ、２５０ｇｃｍ／ｃｍ、又は３００ｇｃｍ／ｃｍの下限から、約４００ｇｃｍ／ｃｍ、３５０ｇｃｍ／ｃｍ、３００ｇｃｍ／ｃｍ、又は２５０ｇｃｍ／ｃｍの上限までの範囲であり得、ＵＣＥは、任意の下限から任意の上限までの範囲であり得、それらの間の任意のサブセットを包含し得る。
[0035]驚くべきことに、高い総デニールのセルロースアセテートトウは、ＵＣＥを維持又は増加させながら増加した破断強度を示したことが見出された。例えば、同等のデニール／フィラメントでは、高い総デニールのセルロースアセテートトウは、低いか又は中程度の総デニール（４０，０００未満の総デニール）のセルロースアセテートトウと比較して増大した破断強度を示した。
[0036]捲縮の構造は、最終ベールの加工性において役割を果たし得る。捲縮構造の例としては、横方向、縦方向、横方向と縦方向との間の幾つかの角度、ランダム、又はそれらの任意の組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。本明細書で使用する「横方向」という用語は、捲縮配向を説明する場合には、トウバンドの面内における捲縮又は繊維の屈曲を指す。本明細書で使用する「縦方向」という用語は、捲縮配向を説明する場合には、トウバンドの面の外側に突出し、トウバンドの面に対して垂直の捲縮を指す。横方向及び縦方向の用語は、概して全体的な捲縮配向を指し、かかる構造から±３０°までの偏位を有し得ることに留意すべきである。
[0037]本発明の幾つかの実施形態においては、捲縮されたトウバンドに、第１の捲縮構造を有するフィラメント、及び第２の捲縮構造を有するフィラメントを含ませることができる。
[0038]本発明の幾つかの実施形態においては、捲縮されたトウバンドに、縁部付近に少なくとも縦方向の捲縮構造を有するフィラメント、及び中心付近に少なくとも横方向の捲縮構造を有するフィラメントを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、捲縮されたトウバンドに、縁部付近に縦方向の捲縮構造を有するフィラメント、及び中央付近に横方向の捲縮構造を有するフィラメントを含ませることができる。
[0039]捲縮の構造は、その後の加工工程における最終ベールの加工性にとって重要であり得、例えば、横方向の捲縮構造は、凝集性を増大させるために更なる工程が取られない限り、縦方向の捲縮構造よりも良好なフィラメントの凝集を与え得る。横方向の捲縮を達成するために、３つの加工パラメーター、例えば捲縮前のトウバンドの含水量、捲縮中のトウバンドの厚さ、及び捲縮中のニップ／フラップ力比の少なくとも１つを操作することができる。
[0040]本発明の幾つかの実施態様においては、フィラメントを互いに接着させて、最終ベールのより良好な加工性を与えることができる。接着添加剤はいずれの捲縮構造に関しても使用することができるが、縦方向の捲縮構造に関して接着添加剤を使用することが有利であり得る。幾つかの実施形態においては、接着は、フィラメント上及び／又はフィラメント中に接着添加剤を含ませることができる。かかる接着添加剤の例としては、バインダー、接着剤、樹脂、粘着付与剤、又はそれらの任意の組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。本明細書に記載される任意の添加剤、又は他の形態で２つのフィラメントを一緒に接着することができる任意の添加剤を使用することができ、これらとしては、活性粒子、活性化合物、イオン性樹脂、ゼオライト、ナノ粒子、セラミック粒子、軟化剤、可塑剤、顔料、染料、香料、芳香剤、制御放出ビークル、表面改質剤、潤滑剤、乳化剤、ビタミン、ペルオキシド、殺生物剤、抗菌剤、抗微生物剤、帯電防止剤、難燃剤、消泡剤、分解剤、導電性改質剤、安定化剤、又はこれらの任意の組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されないことに留意すべきである。本発明の幾つかの実施形態は、接着添加剤をドープ中に導入すること、接着添加剤を仕上げ剤中に導入すること、接着添加剤を（トウバンドの形成前、形成後、及び／又は形成中に）フィラメントに適用すること、接着添加剤を（捲縮前、捲縮後、及び／又は捲縮中に）トウバンドに適用すること、又はそれらの任意の組合せによって、フィラメントに（フィラメント中、フィラメント上、又は両方に）接着添加剤を加えることを包含し得る。
[0041]更に、本発明の幾つかの実施形態は、捲縮前、捲縮後、及び／又は捲縮中にフィラメントを加熱することを包含し得る。かかる加熱は任意の捲縮構造に関して使用することができるが、かかる加熱は縦方向の捲縮構造に関して使用することが有利であり得る。かかる加熱には、トウバンドのフィラメントを、水蒸気、エアロゾル状にした化合物（例えば可塑剤）、液体、加熱流体、直接熱源、間接熱源、フィラメント中の添加剤（例えばナノ粒子）に熱を生成させる照射源、又はそれらの任意の組み合わせに曝露することを含ませることができる。
[0042]本発明の幾つかの実施形態は、捲縮されたトウバンドをコンディショニングすることを包含し得る。コンディショニングを用いて、捲縮されたトウバンドの０．５％（ｗ／ｗ）以下の残留アセトン含量を有する捲縮されたトウバンドを達成することができる。コンディショニングを用いて、捲縮されたトウバンドの８％（ｗ／ｗ）以下の残留含水量を有する捲縮されたトウバンドを達成することができる。コンディショニングには、捲縮されたトウバンドのフィラメントを、水蒸気、エアロゾル状にした化合物（例えば可塑剤）、液体、加熱流体、直接熱源、間接熱源、フィラメント中の添加剤（例えばナノ粒子）に熱を生成させる照射源、又はそれらの任意の組み合わせに曝露することを含ませることができる。
[0043]本発明の幾つかの実施形態は、捲縮されたトウバンドをベール加工してベールを生成させることを包含し得る。幾つかの実施形態においては、ベール加工には、捲縮されたトウバンドを缶内でパターン状に配置、例えば載置、堆積、又は配列することを含ませることができる。「缶」は、任意の形状、好ましくは正方形又は長方形、及び任意の材料のものであってよい容器を指すように包括的に使用されることに留意すべきである。本明細書において使用する「パターン」という用語は、配置中に変化しても変化しなくてもよい任意のデザインを指す。本発明の幾つかの実施形態においては、パターンは、約０．５サイクル／フィート～約６サイクル／フィートの周期性を有する実質的にジグザグ形状であってよい。幾つかの実施形態においては、配置には、約１０ｍ／ｍ～約４０ｍ／ｍのパドリング指数で捲縮されたトウバンドをパドリング(puddling)することを含ませることができる。本明細書において使用する「パドリング」という用語は、トウバンドを配置する直線距離よりも長い実際の長さのトウバンドを配置するように、トウバンドを少なくとも部分的にそれ自体の上に載置することを指す。本明細書において使用する「パドリング指数」という用語は、トウバンドが配置される直線距離あたりのトウバンドの長さを指す。
[0044]本発明の幾つかの実施形態においては、ベール加工には、好適な容器内に配置された捲縮されたトウバンドを圧縮することを含ませることができる。
[0045]幾つかの実施形態においては、ベールは、３ｄｐｆ～６ｄｐｆ及び５０，０００の総デニール～１００，０００の総デニールを有する捲縮されたトウバンドを含み、捲縮されたトウバンドは複数のセルロースアセテートフィラメントを含む。他の実施形態においては、ベールは、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆのデニール／フィラメント及び４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニールを有する捲縮されたトウバンドを含み、捲縮されたトウバンドは複数のセルロースアセテートフィラメントを含む。本発明の幾つかの実施形態は、フィルターロッドを形成するように、捲縮されたトウバンドをベールから装置中に配置することを包含し得る。
中空フィルターロッド、中空フィルター、非包装フィルターロッド、非包装フィルター
[0046]本発明の幾つかの実施形態においては、（上記に記載の）高い総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを使用して、喫煙具、例えば従来の紙巻きタバコ又はエアロゾル発生具に関して使用するのに好適な、中空フィルターロッド、中空フィルターセクション、非包装フィルターロッド、及び非包装フィルター、又はそれらの任意の組合せを形成することができる。好適な高い総デニールのトウバンドの例は、本明細書に開示される種々の実施形態によるものであってよい。
[0047]幾つかの実施形態においては、少なくとも３ｄｐｆ又はそれ以上及び少なくとも５０，０００又はそれ以上の総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、中空フィルターロッド、中空フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせの製造において使用することができる。幾つかの実施形態においては、少なくとも６ｄｐｆ又はそれ以上及び少なくとも４０，０００又はそれ以上の総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、中空フィルターロッド、中空フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせの製造において使用することができる。幾つかの実施形態においては、３ｄｐｆ～６ｄｐｆ及び５０，０００の総デニール～１００，０００の総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、中空フィルターロッド、中空フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせの製造において使用することができる。幾つかの実施形態においては、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ及び４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、中空フィルターロッド、中空フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせの製造において使用することができる。幾つかの実施形態においては、高い総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールは、フィルターロッド、フィルターセクション、又はそれらの組み合わせを形成するための中空セルロースアセテートトウを含む。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは非包装セルロースアセテートトウであってよい。
[0048]一態様においては、フィルターロッドに、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有する中空セルロースアセテートチューブを含ませることができる。例えば、フィルターロッドに、６のデニール／フィラメント及び５０，０００の総デニールを有する中空セルロースアセテートチューブを含ませることができる。他の態様においては、フィルターロッドに、少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有する中空セルロースアセテートチューブを含ませることができる。例えば、フィルターロッドに、少なくとも８のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有する中空セルロースアセテートチューブを含ませることができる。中空セルロースアセテートチューブは、非包装セルロースアセテートであってよい。フィルターロッドは、円形、実質的に円形、小鈍鋸歯形、卵形、実質的に卵形、多角形、実質的に多角形、ドッグボーン形、「Ｙ」字形、「Ｘ」字形、「Ｋ］字形、「Ｃ」字形、多葉形、及びそれらの任意の組み合わせを含む群から選択される断面形状を有していてよい。幾つかの態様においては、フィルターロッドの断面はＹ字型である。他の態様においては、フィルターロッドの断面は実質的に円形である。
[0049]幾つかの実施形態においては、少なくとも３ｄｐｆ又はそれ以上及び少なくとも５０，０００又はそれ以上の総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、非包装フィルターロッド、非包装フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせの製造において使用することができる。幾つかの実施形態においては、少なくとも６ｄｐｆ又はそれ以上及び少なくとも４０，０００又はそれ以上の総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、非包装フィルターロッド、非包装フィルターセクション、又はそれらの任意の組み合わせの製造において使用することができる。幾つかの実施形態においては、３ｄｐｆ～６ｄｐｆ及び５０，０００の総デニール～１００，０００の総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、非包装フィルターロッド、非包装フィルターセクション、又はそれらの任意の組合せの製造において使用することができる。幾つかの実施形態においては、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ及び４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールを、非包装フィルターロッド、非包装フィルターセクション、又はそれらの任意の組合せの製造において使用することができる。幾つかの実施形態においては、高い総デニールを有する捲縮されたトウバンドのベールは、非包装フィルターロッド、非包装フィルターセクション、又はそれらの組み合わせを形成するための中空セルロースアセテートトウを含む。幾つかの態様においては、セルロースアセテートトウは非包装の中空セルロースアセテートトウであってよい。
[0050]本明細書中に記載されるセルロースアセテートトウは、喫煙具においてセルロースアセテートトウフィルターとして使用されるフィルターロッドとして製造することができる。フィルターを形成する方法には、少なくとも３ｄｐｆ及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するトウバンド（捲縮されているか又はされていないもの）、又は少なくとも６ｄｐｆ及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するトウバンド（捲縮されているか又はされていないもの）を、ベールから、フィルターロッドを製造することができる装置中に供給することを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、フィルターロッドの製造には、次の工程：捲縮されたトウバンドを開繊して開繊されたトウバンドにする工程；場合により、開繊されたトウバンドを添加剤で処理する工程；開繊されたトウバンドをチャンネリング(channeling)して連続トウケーブルを生成する工程；連続トウケーブルを紙で巻いて包装して包装トウロッドを生成する工程；或いは包装工程を省いて非包装トウロッドを生成する工程；包装トウロッドの紙を接着してフィルターロッド長尺体(filter rod length)を生成する工程；フィルターロッド長尺体を切断して、フィルターロッド、フィルター、及び／又はフィルターセクションにする工程；或いはこれらの任意の組み合わせ；の少なくとも１つなど（しかしながらこれらに限定されない）の幾つかの工程を含ませることができる。幾つかの実施形態においては、フィルタ及び／又はフィルターセクションの製造には、フィルターロッド長尺体又はフィルターロッドを切断することを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、フィルターセクションの製造には、フィルターロッド長尺体、フィルターロッド、又はフィルターを切断することを含ませることができる。フィルターロッド長尺体、フィルターロッド、及び／又はフィルターセクションは、円形、実質的に円形、卵形、実質的に卵形、多角形（丸みを帯びた角を有するものを含む）、又はこれらの任意の複合形状など（しかしながらこれらに限定されない）の任意の断面形状を有していてよい。
[0051]本発明の幾つかの実施形態は、開繊されたトウバンドを添加剤で少なくとも１回処理することを包含し得る。幾つかの実施形態においては、処理は、開繊されたトウバンドが大きな端から端までの幅を有している間、及び／又は開繊されたトウバンドをチャンネリングしている間に行うことができる。添加剤が粒子形態である場合には、かかる処理はチャンネリング中に行うことが有利である可能性があるが、必ずしも必須ではない。処理は、塗布、ディッピング、沈漬、沈下、浸漬、すすぎ、洗浄、塗装、コーティング、散布、滴下、噴霧、配置、振りかけ、撒散、貼付、又はこれらの任意の組み合わせなど（しかしながらこれらに限定されない）の任意の方法によって行うことができることを留意すべきである。
[0052]好適な添加剤は、活性粒子、活性化合物、イオン交換樹脂、ゼオライト、ナノ粒子、セラミック粒子、軟化剤、可塑剤、顔料、染料、香料、芳香剤、制御放出ビヒクル、バインダー、接着剤、粘着付与剤、表面改質剤、滑剤、乳化剤、ビタミン、ペルオキシド、殺生物剤、抗真菌剤、抗菌剤、帯電防止剤、難燃剤、消泡剤、分解剤、導電性改質剤、安定化剤、及びこれらの任意の組み合わせなど（しかしながらこれらに限定されない）の上記に記載されたものであってよい。
[0053]本発明の幾つかの実施形態においては、添加剤、例えば、活性粒子及び／又は活性化合物は、煙流から煙流成分を減少及び／又は除去することができる。本発明の恩恵を受ける当業者であれば、煙流を他のフィルタ用途のための流体流と交換することができることを理解する。煙流成分の例としては、アセトアルデヒド、アセトアミド、アセトン、アクロレイン、アクリルアミド、アクリロニトリル、アフラトキシンＢ－１，４－アミノビフェニル、１－アミノナフタレン、２－アミノナフタレン、アンモニア、アンモニウム塩、アナバシン、アナタビン、Ｏ－アニシジン、ヒ素、Ａ－α－Ｃ、ベンズ［ａ］アントラセン、ベンズ［ｂ］フルオロアンテン、ベンズ［ｊ］アセアントリレン、ベンズ［ｋ］フルオロアンテン、ベンゼン、ベンゾ［ｂ］フラン、ベンゾ［ａ］ピレン、ベンゾ［ｃ］フェナントレン、ベリリウム、１，３－ブタジエン、ブチルアルデヒド、カドミウム、カフェイン酸、一酸化炭素、カテコール、塩素化ダイオキシン／フラン、クロム、クリセン、コバルト、クマリン、クレゾール、クロトンアルデヒド、シクロペンタ［ｃ，ｄ］ピレン、ジベンズ（ａ，ｈ）アクリジン、ジベンズ（ａ，ｊ）アクリジン、ジベンズ［ａ，ｈ］アントラセン、ジベンゾ（ｃ，ｇ）カルバゾール、ジベンゾ［ａ，ｅ］ピレン、ジベンゾ［ａ，ｈ］ピレン、ジベンゾ[ａ，ｉ]ピレン、ジベンゾ［ａ，ｌ］ピレン、２，６－ジメチルアニリン，エチルカルバメート（ウレタン）、エチルベンゼン、エチレンオキシド、オイゲノール、ホルムアルデヒド、フラン、ｇｌｕ－Ｐ－１、ｇｌｕ－Ｐ－２、ヒドラジン、シアン化水素、ヒドロキノン、インデノ［１，２，３－ｃｄ］ピレン、ＩＱ、イソプレン、鉛、ＭｅＡ－α－ｃ、水銀、メチルエチルケトン、５－メチルクリセン、４－（メチルニトロソアミノ）－１－（３－ピリジル）－１－ブタノン（ＮＮＫ）、４－（メチルニトロソアミノ）－１－（３－ピリジル）－１－ブタノール（ＮＮＡＬ）、ナフタレン、ニッケル、ニコチン、ニトレート、一酸化窒素、窒素酸化物、ニトライト、ニトロベンゼン、ニトロメタン、２－ニトロプロパン、Ｎ－ニトロソアナバシン（ＮＡＢ）、Ｎ－ニトロソジエタノールアミン（ＮＤＥＬＡ）、Ｎ－ニトロソジエチルアミン、Ｎ－ニトロソジメチルアミン（ＮＤＭＡ）、Ｎ－ニトロソエチルメチルアミン、Ｎ－ニトロソモルホリン（ＮＭＯＲ）、Ｎ－ニトロソノルニコチン（ＮＮＮ）、Ｎ－ニトロソピペリジン（ＮＰＩＰ）、Ｎ－ニトロソピロリジン（ＮＰＹＲ）、Ｎ－ニトロソサルコシン（ＮＳＡＲ）、フェノール、ＰｈＩＰ、ポロニウム－２１０（放射性同位体）、プロピオンアルデヒド、プロピレンオキシド、ピリジン、キノリン、レゾルシノール、セレン、スチレン、タール、２－トルイジン、トルエン、Ｔｒｐ－Ｐ－１、Ｔｒｐ－Ｐ－２、ウラン－２３５（放射性同位体）、ウラン－２３８（放射性同位体）、酢酸ビニル、塩化ビニル、又はこれらの任意の組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。本発明の幾つかの実施形態においては、添加剤は流体流から成分を減少及び／又は除去することができる。好適な成分としては、粉塵粒子、花粉、カビ、バクテリア、オゾンなど、又はこれらの任意の組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
[0054]幾つかの実施形態においては、包装する場合には、好適な紙としては、チップ紙、プラグラップ紙、チップベース紙、木質紙、亜麻を含む紙、亜麻紙、機能紙、特殊マーキング紙、着色紙、高多孔質紙、段ボール紙、高表面強度紙、又はそれらの任意の組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。本発明の恩恵を受ける当業者であれば、紙を任意の公知のシート材料で置き換えることができることを認識する。幾つかの実施形態においては、紙に、添加剤、サイジング剤、印刷適性向上剤、又はそれらの任意の組み合わせを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、フィルターは非包装セルロースアセテートフィルターである。本発明の幾つかの実施形態は、包装トウロッドの紙を接着してフィルターロッド長尺体を生成することを包含し得る。接着は、トウロッドの周囲に巻かれた紙を接着によって固定することができる任意の公知の接着剤を用いて達成することができる。
[0055]本発明の幾つかの実施形態は、フィルターロッド長尺体を切断してフィルターロッド及び／又はフィルターセクションにすることを包含し得る。切断は、任意の公知の切断方法及び／又は切断装置を包含し得る。フィルターロッドの長さは、約５０ｍｍ、７５ｍｍ、又は１００ｍｍの下限から、約１５０ｍｍ、１４０ｍｍ、１３０ｍｍ、１２０ｍｍ、１１０ｍｍ、又は１００ｍｍの上限までの範囲であってよく、長さは任意の下限から任意の上限までの範囲であってよく、それらの間の任意のサブセットを包含し得る。フィルターの長さは、約２０ｍｍ、２５ｍｍ、又は３０ｍｍの下限から、約５０ｍｍ、４５ｍｍ、又は４０ｍｍの上限までの範囲であってよく、長さは任意の下限から任意の上限までの範囲であってよく、それらの間の任意のサブセットを包含し得る。フィルターセクションの長さは、約３ｍｍ、４ｍｍ、又は５ｍｍの下限から、約１５ｍｍ、１４ｍｍ、１３ｍｍ、１２ｍｍ、１１ｍｍ、又は１０ｍｍの上限までの範囲であってよく、長さは任意の下限から任意の上限までの範囲であってよく、それらの間の任意のサブセットを包含し得る。
[0056]本発明の幾つかの実施形態は、少なくとも２つのフィルターセクションを接続すること（connecting）を包含し得る。幾つかの実施形態は、少なくとも２つのフィルターセクションを互いに流体連通して接続することを包含し得る。接続としては、接合（joining）、接着（attaching）、結合（combining）、会合（associating）、連結（coupling）などを挙げることができるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態においては、接続は、フィルターセクションの長軸に沿って末端間であってよい。幾つかの実施形態においては、少なくとも２つのフィルターセクションを接続することによって、区分化されたフィルター及び／又は区分化されたフィルターロッドを形成することができる。幾つかの実施形態は、接続の前に、それぞれの容器、例えばホッパー、クレート、ボックス、ドラム、バッグ、又はカートン内に少なくとも２つのフィルターセクションを用意することを包含し得る。幾つかの実施形態は、少なくとも２つのフィルターセクションを供給して、セクションが交互に配置された列にすることを包含し得る。幾つかの実施形態は、少なくとも２つのフィルターセクションを紙で包装して、セグメント化されたフィルター及び／又はセグメント化されたフィルターロッドを形成することを包含し得る。幾つかの実施形態は、セグメント化されたフィルター及び／又はセグメント化されたフィルターロッドを、保管又は使用のために輸送することを包含し得る。
[0057]幾つかの実施形態においては、フィルターは区分化されたフィルターであってよい。幾つかの実施形態は、少なくとも１つの第１のセクションが本明細書に記載のフィルターセクションであり、少なくとも１つの第２のフィルターセクションが、キャビティ、多孔質塊、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィントウ、ポリプロピレントウ、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ランダム配向アセテート、紙、段ボール紙、同心フィルター、カーボン入りトウ(carbon-on-tow)、シリカ、マグネシウムシリケート、ゼオライト、モレキュラーシーブ、塩、触媒、塩化ナトリウム、ナイロン、香料、タバコ、カプセル、セルロース、セルロース誘導体、セルロースアセテート、触媒コンバーター、五酸化ヨウ素、粗粉末、炭素粒子、炭素繊維、繊維、ガラスビーズ、ナノ粒子、空隙チャンバー、バッフル付き空隙チャンバー、又はこれらの任意の組合せを含み得るが、これらに限定されない区分化されたフィルターを包含し得る。「第１」及び「第２」は、説明を明確にするために使用され、いかなる順序又は位置関係も意味しないことに留意すべきである。幾つかの実施形態においては、第２のフィルターセクションは、第１のフィルターセクションとは異なるＥＰＤを有するセルロースアセテートフィルターセクションであってよい。幾つかの実施形態においては、第１のフィルターセクション及び第２のフィルターセクションは、本明細書に記載される異なるフィルターセクション、例えば、異なる添加剤、異なる添加剤濃度、異なるＥＰＤ、異なる総デニール、異なるｄｐｆ、又はそれらの任意の組み合わせのものであってよい。
[0058]本発明の幾つかの実施形態においては、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドには、少なくとも１つのキャビティを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、キャビティは２つのフィルターセクションの間であってよい。キャビティには、添加剤、粒状炭素、香料、触媒、モレキュラーシーブ、ゼオライト、又はそれらの任意の組み合わせなど（しかしながらこれらに限定されない）の種々の物質を充填することができる。キャビティには、それ自体が香料又は触媒を含むカプセル、例えばポリマーカプセルを含ませることができる。キャビティには、幾つかの実施形態においては、煙中の選択された成分と反応して、煙の所望の香料成分に悪影響を及ぼすことなく成分を除去又はその濃度を減少させるモレキュラーシーブを含ませることもできる。幾つかの実施形態においては、キャビティに更なる香料としてタバコを含ませることができる。選択された物質で十分に満たされていないキャビティは、主流煙の成分とキャビティ内の物質との間の十分な相互作用を欠いている可能性があることを留意すべきである。
[0059]本発明の幾つかの実施形態は、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドを、喫煙可能物質に機能的に接続することを包含し得る。幾つかの実施形態は、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドが喫煙可能物質と流体連通するように、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドを喫煙可能物質に接続することを包含し得る。
[0060]本発明の幾つかの実施形態においては、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドは、喫煙可能物質と流体連通させることができる。幾つかの実施形態においては、喫煙具に、喫煙可能物質と流体連通しているフィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドを含ませることができる。本発明の幾つかの実施形態においては、喫煙具に、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドを喫煙可能物質と機能的に流体連通状態に維持することができるハウジングを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドは、ハウジングから取り外し可能、交換可能、及び／又は処分可能であってよい。
[0061]幾つかの実施形態においては、フィルターに、３ｄｐｆ～６ｄｐｆ及び５０，０００の総デニール～１００，０００の総デニールを有する、複数のセルロースアセテートフィラメントを含むトウを含ませることができる。フィルターは、約４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長以下の封入圧力降下を有し得、約２６ｍｍ以下、例えば１８ｍｍ～２６ｍｍの円周長を有し得る。幾つかの実施形態においては、フィルターは、１８ｍｍ～２６ｍｍ、例えば２１ｍｍ～２５ｍｍ、又は２２ｍｍ～２４ｍｍの範囲の円周長を有し得る。他の実施形態においては、フィルターに添加剤を更に含ませることができる。
[0062]幾つかの実施形態においては、フィルターに、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ及び４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニールを有する、複数のセルロースアセテートフィラメントを含むトウを含ませることができる。フィルターは、約３．０ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長さ以下の封入圧力降下を有し得、フィルターは、約２６ｍｍ以下、例えば１８ｍｍ～２６ｍｍの円周長を有し得る。幾つかの実施形態においては、フィルターは、１８ｍｍ～２６ｍｍ、例えば２１ｍｍ～２５ｍｍ、又は２２ｍｍ～２４ｍｍの範囲の円周長を有し得る。他の実施形態においては、フィルターに添加剤を更に含ませることができる。
喫煙具
[0063]本発明の幾つかの実施形態においては、喫煙具に、高い総デニールのセルロースアセテートを含む上述のフィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッド（総称して「フィルター構成要素」）のいずれかを含ませることができる。高い総デニールのフィルタ構成要素は、喫煙可能物質と流体連通させることができる。幾つかの実施形態においては、喫煙具に、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドを喫煙可能物質と流体連通状態に機能的に維持することができるハウジングを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドは、ハウジングから取り外し可能、交換可能、及び／又は処分可能であってよい。
[0064]幾つかの実施形態においては、喫煙具は喫煙可能物質及びフィルターを含む。フィルターには、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。他の実施形態においては、フィルターに、少なくとも６ｄｐｆ及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。他の実施形態においては、フィルターに、３～６のデニール／フィラメント及び５０，０００～１００，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。他の実施形態においては、フィルターに、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ及び４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、フィルターは中空のセルロースアセテートチューブを含む。幾つかの実施形態においては、フィルターは実質的に円形の断面を有する非包装セルロースアセテートを含む。
[0065]本明細書で使用する「喫煙可能物質」という用語は、燃焼又は加熱されたときに煙を発生させることができる材料を指す。好適な喫煙可能物質としては、タバコ、例えば、ブライトリーフタバコ、オリエントタバコ、トルコタバコ、キャベンディッシュタバコ、コロジョタバコ、クリオロタバコ、パリークタバコ、シェードタバコ、ホワイトバーレータバコ、熱風乾燥タバコ、バーレイタバコ、メリーランドタバコ、ヴァージニアタバコ；茶；ハーブ；炭化成分又は熱分解成分；無機フィラー成分；又はこれらの任意の組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。タバコは、カットフィラー形態のタバコラミナ、加工されたタバコ茎、再構成タバコフィラー、体積膨張タバコフィラーなどの形態を有していてよい。タバコ及び他の栽培された喫煙可能物質は、米国内で栽培されていてよく、或いは米国外の地域で栽培されていてよい。
[0066]幾つかの実施形態においては、喫煙可能物質は、カラム形態、例えばタバコカラムであってよい。本明細書で使用する「タバコカラム」という用語は、タバコ、並びに場合により紙巻きタバコ又は葉巻のようなタバコベースの喫煙可能物品を製造するために組み合わせることができる他の成分及び香料のブレンドを指す。幾つかの実施形態においては、タバコカラムに、タバコ、糖（例えばスクロース、ブラウンシュガー、転化糖、又は高フルクトースコーンシロップ）、プロピレングリコール、グリセロール、ココア、ココア製品、カロブビーンガム、カロブビーンエキス、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される成分を含ませることができる。更に他の実施形態においては、タバコカラムに、香料、芳香剤、メントール、カンゾウエキス、ジアンモニウムホスフェート、水酸化アンモニウム、及びそれらの任意の組み合わせを更に含ませることができる。幾つかの実施形態においては、タバコカラムに添加剤を含ませることができる。幾つかの実施形態においては、タバコカラムに少なくとも１種類の屈曲可能な部材を含ませることができる。
[0067]好適なハウジングは、紙巻きタバコ、紙巻きタバコホルダー、葉巻、葉巻ホルダー、パイプ、水パイプ、フッカー、電子喫煙具、手巻きタバコ、手巻き葉巻、紙、又はそれらの任意の組合せを包含し得るが、これらに限定されない。
[0068]本発明の幾つかの実施形態においては、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドは、自然か又は触媒の存在下のいずれかで経時的に分解性であってよい。本明細書において使用する「分解性」という用語は、屋外環境に曝露（すなわち、雨、露、又は他の水の供給源に曝露）された際に分解する能力を指す。分解の程度は、最小ではセルロースアセテートをセルロースに転化させるのに十分なものであり、最大ではセルロースアセテートをグルコースに転化させるのに十分なものである。幾つかの実施形態においては、分解は、少なくとも１月、約６月以下、約２年以下、又は約５年以下にわたって起こり得る。本発明の恩恵を受ける当業者であれば、環境条件、例えば光及び相対湿度への曝露、並びにフィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドの添加剤、例えば触媒が、分解速度に影響を及ぼすことを理解する。本発明の幾つかの実施形態においては、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドは、リサイクル可能であってよい。
[0069]消費者が、本明細書に記載されるいずれかの実施形態によるフィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドを含む喫煙具を喫煙することが期待されるので、本発明はまた、かかる喫煙具を喫煙する方法も提供する。例えば、一実施形態においては、本発明は、本明細書に記載されるいずれかの実施形態によるフィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドを含む喫煙具を加熱又は点火して煙を形成すること；及び喫煙具を通して煙を吸引すること；を含む、喫煙具を喫煙する方法であって、フィルターロッド、フィルター、フィルターセクション、区分化フィルター、及び／又は区分化フィルターロッドによって煙流中の少なくとも１つの成分の存在を減少させる上記方法を提供する。幾つかの実施形態においては、喫煙具は紙巻きタバコである。他の実施形態においては、喫煙具は、葉巻、パイプ、水パイプ、フッカー、電子喫煙具、無煙喫煙具、手巻きタバコ、手巻き葉巻、又は他の喫煙具である。
[0070]本発明の幾つかの実施形態は、喫煙可能物質、並びに３ｄｐｆ～６ｄｐｆ及び５０，０００の総デニール～１００，０００の総デニールを有するトウを含み、トウは複数のセルロースアセテートフィラメントを含むフィルターを含む喫煙具を包含し得る。フィルターは、一般に４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長以下の封入圧力降下を有し、約２６ｍｍ以下、例えば１８ｍｍ～２６ｍｍの円周長を有し得る。幾つかの態様においては、円周長は、１８ｍｍ～２６ｍｍ、例えば２１ｍｍ～２５ｍｍ、又は２２ｍｍ～２４ｍｍの範囲であってよい。幾つかの態様においては、封入圧力降下は、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長未満、４ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長未満、又は３ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長未満であり得る。
[0071]本発明の幾つかの実施形態は、喫煙可能物質、並びに６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ及び４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニールを有するトウを含み、トウは複数のセルロースアセテートフィラメントを含むフィルターを含む喫煙具を包含し得る。フィルターは、一般に３ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長以下の封入圧力降下を有し、約２６ｍｍ以下、例えば１８ｍｍ～２６ｍｍの円周長を有し得る。幾つかの態様においては、円周長は、１８ｍｍ～２６ｍｍ、例えば２１ｍｍ～２５ｍｍ、又は２２ｍｍ～２４ｍｍの範囲であってよい。幾つかの態様においては、封入圧力降下は、３ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長未満、又は１．７５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－フィルター長未満であってよい。幾つかの実施形態においては、セルロースアセテートトウは、非包装セルロースアセテートフィルターに成形される。幾つかの実施形態においては、セルロースアセテートトウは中空のセルロースアセテートフィルターに成形される。
エアロゾル発生具
[0072]幾つかの実施形態においては、本発明は、中空フィルター、非包装フィルター、又はそれらの組み合わせを含むエアロゾル発生具に関する。エアロゾル発生具には、外側ケーシング、エアロゾル形成材料を有するリザーバー、リザーバーと流体連通しているマウスピース、及びリザーバーを取り囲む電源／加熱手段を含ませることができる。幾つかの実施形態においては、マウスピース及び／又はリザーバーにセルロースアセテートフィルターを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、セルロースアセテートフィルターは、中空フィルター、非包装フィルター、又はそれらの組合せを包含し得る。
[0073]一実施形態においては、本発明は、吸入可能な物質を形成するために電気エネルギーを使用するエアロゾル発生物品に関する。エアロゾル発生物品は、１種類以上の物質（例えば、香料及び／又はタバコ）を吸入可能な形態又は状態で与えるように構成することができる。例えば、吸入可能な物質は、実質的に蒸気（即ち、その臨界点より低い温度において気相である物質）の形態であってよい。或いは、吸入可能な物質は、エアロゾル（即ち、気体中の微細な固体粒子又は液滴の懸濁物質）の形態であってよい。本発明の目的のために、以下の実施形態は、高い総デニールのセルロースアセテートフィルターを導入したエアロゾル発生具の例として議論する。高い総デニールのセルロースアセテートフィルターは、中空フィルター、非包装フィルター、又はそれらの組合せを包含し得る。高い総デニールのセルロースアセテートフィルターは、エアロゾル発生具内に任意の構成で与えることができ、下記において議論する実施形態に限定されない。
[0074]エアロゾル発生具は、米国特許４，８１９，６６５；５，４９９，６３６；６，０２６，８２０；８，８８１，７３７；８，９１０，６４０；及び９，５９７，４６６；並びに米国公開２００５／０１７２９７６；２０１５／００２７４７４；２０１６／０３０９７８２；及び２０１７／００５５５８０（これらの全てはそれらの全体が参照により本明細書中に組み込まれる）により詳細に記載されている。
[0075]図１は、一実施形態による通常のエアロゾル発生物品１０を示す。エアロゾル発生物品１０には、外側ケーシング２０、空気通路３０、マウスピース４０、電力源／加熱源５０、及びエアロゾル形成材料８０を含むリザーバー７０を含ませることができる。使用中においては、使用者はマウスピース４０を彼又は彼女の口の中に挿入し、空気は、空気通路３０を通してエアロゾル発生物品１０の遠位端を通って流れる。エアロゾル発生物品１０は、タバコ及び他の添加剤から誘導され得るエアロゾル形成材料８０からエアロゾルを発生させることができる。
[0076]幾つかの実施形態においては、マウスピース４０、及び／又はエアロゾル形成材料８０を含むリザーバー７０は、セルロースアセテートフィルターを含む。幾つかの実施形態においては、エアロゾル発生具のマウスピース４０及び／又はリザーバ７０は、高い総デニールのセルロースアセテートを含むセルロースアセテートフィルターを含む。セルロースアセテートフィルターには、少なくとも３ｄｐｆ及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、セルロースアセテートフィルターは、少なくとも６ｄｐｆ及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む。幾つかの実施形態においては、セルロースアセテートフィルターは、３ｄｐｆ～６デニール／フィラメント及び５０，０００～１００，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む。他の実施形態においては、セルロースアセテートフィルターは、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ及び４０，０００の総デニール～９０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む。幾つかの態様においては、セルロースアセテートフィルターは、中空セルロースアセテートチューブを含む。幾つかの態様においては、セルロースアセテートフィルターは、非包装セルロースアセテートを含む。幾つかの態様においては、セルロースアセテートフィルターは、非包装の中空セルロースアセテートチューブを含む。
[0077]幾つかの実施形態においては、マウスピース４０及び／又はリザーバー７０はセルロースアセテートフィルターを含む。幾つかの態様においては、セルロースアセテートフィルタは、少なくとも３ｄｐｆ及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するか、又は少なくとも６ｄｐｆ及び少なくとも４０，０００の総デニールを有する中空セルロースアセテートチューブを含む。幾つかの実施形態においては、セルロースアセテートフィルターは非包装セルロースアセテートである。
[0078]幾つかの実施形態においては、エアロゾル形成材料８０はリザーバー７０内に配置される。図１に示す実施形態においては、エアロゾル形成材料８０は、捲縮され、均質化されたタバコ材料を集めたシートを含む。均質化されたタバコ材料の捲縮シートには、グリセリンのようなエアロゾル形成剤を含ませることができる。
[0079]図１に示すエアロゾル発生物品１０は、吸入可能なエアロゾルを形成するために電力源／加熱源５０を使用するように設計される。使用中においては、エアロゾル発生物品１０の電力源／加熱源５０は、エアロゾル形成材料８０を、エアロゾルを形成することができる化合物を揮発させるのに十分な温度に加熱し、これが空気通路３０を通して吸引されて、使用者によって吸入される。使用中においては、エアロゾル形成基材８０から放出される揮発性物質は、場合によりエアロゾル冷却部材に沿ってエアロゾル発生物品１０のマウスピースに向かって進ませることができる。揮発性物質は、エアロゾル冷却部材内で冷却されてエアロゾルを形成することができ、これが使用者によって吸入される。幾つかの態様においては、エアロゾル冷却部材に、少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するか、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、エアロゾル冷却部材に、中空セルロースアセテートフィルター、非包装セルロースアセテートフィルター、又はそれらの組合せを含ませることができる。
[0080]エアロゾルがエアロゾル冷却部材を通って下流に通過するにつれて、エアロゾルからエアロゾル冷却部材への熱エネルギーの伝達によってエアロゾルの温度を低下させることができる。エアロゾルがエアロゾル冷却部材に導入される際は、その温度は約６０℃である。エアロゾル冷却部材内での冷却によって、エアロゾル冷却部材から排出される際のエアロゾルの温度は約４０℃である。
[0081]本明細書に記載のセルロースアセテートトウを、エアロゾル冷却部材として使用することができる。エアロゾル冷却部材とは、エアロゾル形成基材から放出される揮発性化合物によって形成されるエアロゾルを冷却する構成要素を指す。エアロゾル冷却部材はセルロースアセテートフィルターを含むマウスピースとは別個の部材であるが、幾つかの態様においては少なくとも３ｄｐｆ及び少なくとも５０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを、フィルター及びエアロゾル冷却部材の両方において使用することができる。エアロゾル冷却部材は、依然として低い圧力降下を達成しながら、比較的大きな表面積、例えば、長さ１ｍあたり３００ｍｍ２～１０００ｍｍ２を有することができる。
[0082]エアロゾル冷却部材は、５～５００マイクロメートル、例えば１０～２５０マイクロメートルの厚さを有していてよい。エアロゾル冷却部材には、長手方向に延在するチャネルを収容又は配置する外側チューブ又はラッパーを含ませることができる。例えば、ひだ付き、ギャザー付き、又は折り畳まれたシート材料を、エアロゾル冷却部材を形成するために、ラッパー材料、例えばプラグラッパー中に包装することができる。幾つかの実施形態においては、エアロゾル冷却部材は、ロッド形状にまとめられて、ラッパー、例えば濾紙のラッパーによって結合されている捲縮材料のシートを含む。エアロゾル冷却部材は、上記のようにフィルターを製造する際に与えることができる。
[0083]幾つかの実施形態においては、エアロゾル冷却部材は、７～２８ｍｍの長さを有するロッドの形状に成形される。例えば、エアロゾル冷却部材は、１８ｍｍの長さを有していてよい。幾つかの実施形態においては、エアロゾル冷却部材は、実質的に円形の断面及び５ｍｍ～１０ｍｍの直径を有していてよい。例えば、エアロゾル冷却部材は、７ｍｍの直径を有していてよい。
[0084]セルロースアセテートトウは、エアロゾル冷却部材の唯一の構成要素であってよく、又はポリ乳酸層と組み合わせることができる。幾つかの態様においては、ポリ乳酸とセルロースアセテートトウとの重量比は、１０：１～１：１０、例えば５：１～１：５、３：１～１：３、１：２～２：１、又は１：１である。
[0085]高い総デニールを有するセルロースアセテートトウをエアロゾル冷却部材のために使用しない態様においては、エアロゾル冷却部材に異なるポリマー材料を含ませることができる。例えば、エアロゾル冷却部材には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、及びセルロースアセテートのフィルム又はトウからなる群から選択されるポリマーシート材料を含ませることができる。
[0086]実施例１～５：中空フィルターのためのトウ：
[0087]中空フィルターにおいて使用するための中空フィルターロッドにおいて使用するのに好適な高い総デニールのセルロースアセテートのＵＣＥ及び破断強度を求めるために試験を行った。下記に記載する断面、デニール／フィラメント、及び総デニールを有する試料を調製した。実施例１～５は、セルロースアセテートの単一のベールから製造された高い総デニールの中空アセテートフィルターを与える。表１は、低い総デニール（比較例１～４）及び高い総デニール（実施例１～４）を有するトウの捲縮レベル、ＵＣＥ、及び破断強度を示す。表１は、異なる断面形状（Ｙ＝「Ｙ」字形；Ｒ＝円形）について、低い総デニール及び高い総デニールの物品のＵＣＥ及び破断強度を比較する。ＵＣＥは上記の式１にしたがって求め、破断強度は上記の式ＩＩによって求めた。
Figure 0007333329000001
[0088]これらの実施例において、驚くべきことに且つ予期しなかったことに、高い総デニールのセルロースアセテートトウは高い捲縮エネルギーにおいて増大した破断強度を示したことが観察された。通常は、高い捲縮エネルギー（例えば、セルロースアセテート繊維により多くの捲縮を加えること）は、高いＵＣＥが繊維を損傷するので破断強度を減少させる。ここで、実施例１～４は、驚くべきことに高いＵＣＥにおいて向上した破断強度を示した。例えば、同等のデニール／フィラメントに関して、実施例１～４は、それぞれの比較例１～４と比較して、増加したＵＣＥにおいて増加した破断強度を示した。
[0089]表２は、低い総デニール（比較例５）及び高い総デニール（実施例５）を有するトウについてのＵＣＥ及び破断強度を示す。表２は、同じ断面形状（Ｙ＝「Ｙ」字形）及び同じｄｐｆ（８．０）について、低い総デニール及び高い総デニールの物品の破断強度を比較する。
Figure 0007333329000002
[0090]実施例５は、比較例５と実質的に同等のＵＣＥにおいて増加した破断強度を示した。それはそうであるが、実施例１～４は、高い総デニールのセルロースアセテートトウが高いＵＣＥにおいて破断強度を有益に維持するか又は更に向上させることを示している。
[0091]実施例６～９：非包装の中空セルロースアセテートチューブ：
[0092]実施例６～９は、比較例６～９の低／中の総デニールの非包装中空セルローストウ物品と比較した、高い総デニールの非包装中空セルローストウ物品のｄｐｆ及び断面に基づく特性を示す。表３中のパラメーターは次の関係を有する：
ＴＤ／ＳＳＡ×ＳＳＡｉ、ここで
ＴＤ＝総デニール／１０００
ＳＳＡ＝断面周囲長
ＳＳＡＩ＝表面積指数＝（周囲長／面積）×０．５×（面積／３．１４１５６）の平方根。
ＳＳＡは次のように求める：［測定された周囲長（ミクロン）／測定された面積（ミクロン２）］×［１／密度］（ここで、セルロースアセテートの密度は１．３ｇ／ｃｍ３である）。ＳＳＡｉは、試料の測定された周囲長（ミクロン）／同等の面積の円の周囲長である。画像分析を使用し、計算を行うように設計されたソフトウェアを用いて断面分析のための定量データを生成させる。
Figure 0007333329000003
[0093]表３は、高い総デニールのトウ物品が、２００～３５０の低／中のデニールのトウ物品と比較して、３５０～５００より大きいＴＤ／ＳＳＡ×ＳＳＡｉの値を有することを示す。この増加した値は、中空及び非包装アセテートフィルターを製造するための総デニール（ＴＤ）と断面表面積との理想的な比を示す。これらの組み合わせは、両方のパラメーターの効果を最大にして強度／硬度及び圧力降下の要件を満足する。
[0094]幾つかの実施形態においては、中空及び／又は非包装のセルロースアセテート物品に、２００：１～３６０：１、例えば２２０：１～３４０：１、２４０：１～３２０：１、２６０：１～３００：１、又は２７０：１～２９０：１の範囲の総デニールとＳＳＡとの比（ＴＤ/ＳＳＡ）を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。上限に関しては、総デニールとＳＳＡとの比は、３６０：１未満、例えば３４０：１未満、３２０：１未満、又は３００：１未満である。下限に関しては、総デニールとＳＳＡとの比は、２００：１より大きく、例えば２２０：１より大きく、２４０：１より大きく、又は２６０：１より大きい。
[0095]幾つかの実施形態においては、中空及び／又は非包装セルロースアセテート物品に、３５０：１～５５０：１、例えば３８０：１～５２０：１、４００：１～５００：１、４１０：１～４９０：１、又は４２０：１～４５０：１の範囲の総デニールとＳＳＡ×ＳＳＡｉとの比（ＴＤ/ＳＳＡ×ＳＳＡｉ）を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。上限に関しては、総デニールとＳＳＡ×ＳＳＡｉとの比は、５５０：１未満、例えば５２０：１未満、４９０：１未満、又は４５０：１未満である。下限に関しては、総デニールとＳＳＡ×ＳＳＡｉとの比は、３５０：１より大きく、例えば３８０：１より大きく、４１０：１より大きく、又は４４０：１より大きい。
[0096]幾つかの実施形態においては、中空及び／又は非包装セルロースアセテート物品に、３ｄｐｆ～６ｄｐｆ、５０，０００～１００，０００の総デニール、及び２５０：１～３００：１の総デニールとＳＳＡとの比を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、中空及び／又は非包装セルロースアセテート物品に、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ、４０，０００～９０，０００の総デニール、及び２００：１～３００：１の総デニールとＳＳＡとの比を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。一態様においては、中空及び／又は非包装セルロースアセテート物品は、少なくとも３．４ｄｐｆ、少なくとも６８，０００の総デニール、及び少なくとも２７９：１の総デニールとＳＳＡとの比を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。他の態様においては、中空及び／又は非包装セルロースアセテート物品に、少なくとも１２ｄｐｆ、少なくとも４０，０００の総デニール、及び少なくとも２９１：１の総デニールとＳＳＡとの比を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。
[0097]幾つかの実施形態においては、中空及び／又は非包装セルロースアセテート物品に、３ｄｐｆ～６ｄｐｆ、５０，０００～１００，０００の総デニール、及び４００：１～１５０：１の総デニールとＳＳＡ×ＳＳＡｉとの比を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。幾つかの実施形態においては、中空及び／又は非包装セルロースアセテート物品に、６ｄｐｆ～１２ｄｐｆ、４０，０００～９０，０００の総デニール、及び３８０：１～５００：１の総デニールとＳＳＡ×ＳＳＡｉとの比を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。一態様においては、中空及び／又は非包装セルロースアセテート物品に、少なくとも３．４ｄｐｆ、少なくとも６８，０００の総デニール、及び少なくとも４２５：１の総デニールとＳＳＡ×ＳＳＡｉとの比を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。他の態様においては、中空及び／又は非包装のセルロースアセテート物品に、少なくとも１２ｄｐｆ、少なくとも４０，０００の総デニール、及び少なくとも４９３：１の総デニールとＳＳＡ×ＳＳＡｉとの比を有するセルロースアセテートトウを含ませることができる。
[0098]本発明を詳細に記載したが、本発明の精神及び範囲内の修正は当業者には容易に明らかである。本発明の態様、及び種々の実施形態の一部、並びに上記及び／又は添付の特許請求の範囲に示される種々の特徴は、全体的か又は部分的に組み合わせ又は交換することができることを理解すべきである。種々の実施形態の上記の説明において、他の実施形態を参照する実施形態は、当業者によって理解されるように、他の実施形態と適切に組み合わせることができる。更に、当業者であれば、上記の説明は単に例の目的であり、本発明を限定することを意図しないことを理解する。本明細書において引用される全ての米国特許及び刊行物は、その全体が参照により組み込まれる。
以下に、出願時の特許請求の範囲の記載を示す。
［請求項１］
少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニール、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む、中空フィルターロッド。
［請求項２］
前記中空フィルターロッドが非包装セルロースアセテートフィルターロッドであり、前記中空フィルターロッドが、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有する、請求項１に記載の中空フィルターロッド。
［請求項３］
前記セルロースアセテートトウが、３～６のデニール／フィラメント及び５０，０００～１００，０００の総デニールを有する、請求項１又は２に記載の中空フィルターロッド。
［請求項４］
前記セルロースアセテートトウが、少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有する、請求項１又は２に記載の中空フィルターロッド。
［請求項５］
前記セルロースアセテートトウが、６～１２のデニール／フィラメント及び４０，０００～９０，０００の総デニールを有する、請求項１又は２に記載の中空フィルターロッド。
［請求項６］
前記セルロースアセテートトウが、少なくとも８のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有する、請求項１又は２に記載の中空フィルターロッド。
［請求項７］
前記セルロースアセテートトウのフィラメントが、円形、実質的に円形、小鈍鋸歯形、卵形、実質的に卵形、多角形、実質的に多角形、ドッグボーン形、「Ｙ」字形、「Ｘ」字形、「Ｋ］字形、「Ｃ」字形、多葉形、及びそれらの任意の組み合わせを含む群から選択される断面形状を有する、請求項１～６のいずれかに記載の中空フィルターロッド。
［請求項８］
中空フィルターを含む器具であって、前記中空フィルターは、
少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニール、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む、上記器具。
［請求項９］
前記セルロースアセテートトウが、３～６のデニール／フィラメント及び５０，０００～１００，０００の総デニールを有する、請求項８に記載の器具。
［請求項１０］
前記セルロースアセテートトウが、少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニールを有する、請求項８に記載の器具。
［請求項１１］
前記セルロースアセテートトウが、６～１２のデニール／フィラメント及び４０，０００～９０，０００の総デニールを有する、請求項８に記載の器具。
［請求項１２］
前記セルロースアセテートトウが、少なくとも８のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有する、請求項８に記載の器具。
［請求項１３］
前記中空フィルターが非包装セルロースアセテートフィルターであり、前記中空フィルターロッドが４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有する、請求項８～１
２のいずれかに記載の器具。
［請求項１４］
前記中空フィルターを含むエアロゾル発生物品を更に含む、請求項８～１３のいずれかに記載の器具。
［請求項１５］
中空フィルターロッドを形成する方法であって、
少なくとも３のデニール／フィラメント及び少なくとも５０，０００の総デニール、又は少なくとも６のデニール／フィラメント及び少なくとも４０，０００の総デニールを有するトウバンドからベールを形成すること、ここで前記トウバンドは複数のセルロースアセテートフィラメントを含む；
前記トウバンドを解ベール及び開繊してフィルタートウを形成すること；及び
前記フィルタートウから中空フィルターロッドを形成すること；
を含み；
前記中空フィルターロッドは、トウバンドの単一のベールから形成され；
前記中空フィルターロッドは、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有する、上記方法。

Claims (15)

  1. 少なくとも３のデニール／フィラメント及び５０，０００より高い総デニールを有するセルロースアセテートトウを含む、中空フィルターロッドであって、
    前記セルロースアセテートトウが、少なくとも１５０ｇｃｍ／ｃｍの捲縮解除エネルギー（ＵＣＥ）を有し、
    前記セルロースアセテートトウが、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有する、前記中空フィルターロッド。
  2. 非包装セルロースアセテートフィルターロッドである、請求項１に記載の中空フィルターロッド。
  3. 前記セルロースアセテートトウが、３～６のデニール／フィラメント及び５０，０００より高く１００，０００以下である総デニールを有する、請求項１又は２に記載の中空フィルターロッド。
  4. 前記セルロースアセテートトウが、少なくとも６のデニール／フィラメント及び５０，０００より高い総デニールを有する、請求項１又は２に記載の中空フィルターロッド。
  5. 前記セルロースアセテートトウが、６～１２のデニール／フィラメント及び５０，０００より高く９０，０００以下である総デニールを有する、請求項１又は２に記載の中空フィルターロッド。
  6. 前記セルロースアセテートトウが、少なくとも８のデニール／フィラメント及び５０，０００より高い総デニールを有する、請求項１又は２に記載の中空フィルターロッド。
  7. 前記セルロースアセテートトウのフィラメントが、円形、実質的に円形、小鈍鋸歯形、卵形、実質的に卵形、多角形、実質的に多角形、ドッグボーン形、「Ｙ」字形、「Ｘ」字形、「Ｋ］字形、「Ｃ」字形、多葉形、及びそれらの任意の組み合わせを含む群から選択される断面形状を有する、請求項１～６のいずれかに記載の中空フィルターロッド。
  8. 中空フィルターを含む器具であって、前記中空フィルターは、
    少なくとも３のデニール／フィラメント及び５０，０００より高い総デニールを有するセルロースアセテートトウを含み、
    前記セルロースアセテートトウが、少なくとも１５０ｇｃｍ／ｃｍの捲縮解除エネルギー（ＵＣＥ）を有し、
    前記セルロースアセテートトウが、４．５ｍｍＨ２Ｏ／ｍｍ－長さ未満の封入圧力降下を有する、前記器具。
  9. 前記セルロースアセテートトウが、３～６のデニール／フィラメント及び５０，０００より高く１００，０００以下である総デニールを有する、請求項８に記載の器具。
  10. 前記セルロースアセテートトウが、少なくとも６のデニール／フィラメント及び５０，０００より高い総デニールを有する、請求項８に記載の器具。
  11. 前記セルロースアセテートトウが、６～１２のデニール／フィラメント及び５０，０００より高く９０，０００以下である総デニールを有する、請求項８に記載の器具。
  12. 前記セルロースアセテートトウが、少なくとも８のデニール／フィラメント及び５０，０００より高い総デニールを有する、請求項８に記載の器具。
  13. 前記中空フィルターが非包装セルロースアセテートフィルターである、請求項８～１２のいずれかに記載の器具。
  14. 前記中空フィルターを含むエアロゾル発生物品を更に含む、請求項８～１３のいずれかに記載の器具。
  15. 請求項１～７のいずれかに記載の中空フィルターロッドを形成する方法であって、
    少なくとも３のデニール／フィラメント及び５０，０００より高い総デニールを有するトウバンドからベールを形成すること、ここで前記トウバンドは複数のセルロースアセテートフィラメントを含む；
    前記トウバンドを解ベール及び開繊してフィルタートウを形成すること；及び
    前記フィルタートウから中空フィルターロッドを形成すること；
    を含み；
    前記中空フィルターロッドは、トウバンドの単一のベールから形成される、前記方法。
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