JPH0416151B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はタバコ用煙フイルタに関する。 紙巻きタバコのフイルタには様々な特性が要求
される。ろ過効率は重要であるが、圧力降下、
味、硬さ、外観およびコストを商業用として満足
できるように組合わせるためにろ過効率がある程
度犠牲になることはしばしばある。酢酸セルロー
スフイルタはろ過効率が低く、フイルタ密度を増
すか、またはフイルタを長くするかしなければフ
イルタ効率を改善できないが、双方の場合共、圧
力降下が大きすぎる。 許容しうる程度に圧力降下が少ない紙巻きタバ
コのフイルタの低いろ過効率を空気希釈により補
償することができる。すなわち、先端の紙を介し
て換気を取込み、紙巻きタバコから出る煙を希薄
にして、口の中へ取入れられるタールやその他の
望ましくない物質の量を減少させる。 空気による希釈はタールを低減するという点で
経済的であり、所望のタール放出を正確に達成で
き、且つCOおよびNOの除去を助ける。しかし
味か悪く、フイルタの汚れが均一でないという欠
点があり、除去されたCO／除去されたタール比
（以下CO／タール除去比という）を改善する必要
がある。 本発明は少なくとも１つの細長い、煙を透過し
ない内側部材を取囲み且つこれと接触する煙をろ
過する材料から成る細長い本体を具備する煙フイ
ルタ棒を提供する。好ましいこのようなフイルタ
は空気希釈により良好なCO／タール（除去）比
を示し、喫煙後の外観も清潔であり、味も良くな
る。フイルタの芯を密封し且つ煙を周囲に向ける
ことにより利点が得られる。たとえば、煙を透過
しない材料から成る壁の薄い管にクリンプを付け
て各フイルタチツプにつき一部分を密封し、クリ
ンプされた管を酢酸セルロースのトウまたはフイ
ルタシート等の煙を透過する材料で包む。空気希
釈により換気は従来のフイルタで生じていたよう
に煙が中心を通過するのに伴なつてフイルタの周
囲を降下するように進むのではなく、むしろ煙と
混合する。先端の空気希釈孔は内側部材のクリン
プのない部分の周囲にあるのが好ましい。気相を
フイルタの周囲に導くと、気相が換気孔にさらさ
れてCO等が失なわれる。壁の薄い管はより均一
なタール放出を生じさせるため周囲に孔を有する
ことができる。 内側部材は外側部材により隠蔽できる。 すなわち、本発明においては図面等に示される
ように煙不透過性材料から成る管状部材はクリン
プ加工されテーパ状もしくは斜面形状を成してい
る。これにより煙はフイルターの周囲方向に導び
かれ、ここで大気に対しCOの放出が生起する。
従つてクリンプされた管状部材を用いることによ
りCOの放出が促進され、CO／タール除去比が従
来より大きくなり好ましく改善される。また、タ
ール／CO比（通過したタール／通過したCO比）
との関係では、この比は後述の如く（例えば表
〜表参照）大きくなる。何故なら、フイルター
の周囲でのCOの損失量が大きくなる程、喫煙者
に排出されるCO量（フイルタ棒を通過したCO
量）は減少する。この場合、本発明では通過した
CO量の割合に較べ通過したタール量の割合は大
きい（有効フイルタ容積が小さいので）。従つて、
本発明のフイルタ棒の使用により、良好な味を保
持するためのタールの合理的量を保持しつつ、多
量のCOを除去できる効果が得られる。 本発明によるこれらのフイルタにおいては有効
フイルタ容積が小さいのでタールの除去が少な
い。取入れ抵抗が維持されているとすれば、ろ過
が少なくとも空気希釈により同じレベルのタール
でより良い味が得られる。ろ過を低減し、空気を
すべての煙と混合することにより、同じ重量のタ
ールが得られ、しかも味は改善される。煙と空気
を完全に混合すれば喫煙後の汚れは均一になり、
または外観がきれいである。 本発明のフイルタが示す通過したタール／通過
したCO比（以下、タール／CO比という）はター
ル放出量が５ないし10ミリグラムである従来の空
気希釈型紙巻きタバコの１に対して約２となつて
いる。 様々な形状のフイルタを提供するために異なる
形の管を押出し成形しても良い。クリンプを変形
することにより、フイルタの数多くの異なる端面
の形状が得られる。管を白い色にすれば従来のフ
イルタの端面の形状となる。 本発明の別の面においては、不透過性内側部材
の代わりに外観部材の一部により見えないように
隠蔽された再組成したタバコ部材を用いる。 例として本発明の実施例を添付の図面を参照し
ながら以下に説明する。 第１図において、フイルタ付き紙巻きタバコ２
０はタバコ棒２２と、空気希釈孔３０を有する先
端被覆物２６により端と端を固着された本発明に
よるフイルタ素子２４を具備する。 素子２４は細長い中空のクリンプされた内側部
材２８と、被覆物２６を取付けるための円筒形の
周囲を有する細長い中空のクリンプの付いていな
い外側部材３２を具備する。 空洞３４を有するが、中実にすることも可能で
ある内側部材２８は煙を透過しないため、煙は強
制的に外側部材３２を通過するようになる。内側
部材２８は自らを支えられるものが好ましく、た
とえばポリプロピレンまたはポリエチレンから成
る壁の薄い押出し成形管でも良く、３６において
一端がつぶされ密封されている。 外側部材３２は連続する酢酸セルロースの繊維
状トウから成るのが好ましいが、たとえば米国特
許第3297041号および第3552400号に幾分詳細に記
載されているポリエチレンまたはポリプロピレン
の繊維状トウまたは不織スフ等の他のろ過材料を
使用しても良く、たとえば酢酸セルロースから成
る押出連続気泡フオームとすることもできよう。
しかしながら商業用としては酢酸アセテートの繊
維状トウが好ましく、図示した実施例の説明は主
にこれの使用に関して行なう。 外側部材３２の繊維は煙が通過する曲がりくね
つた通路を限定するため接触点において接合する
のが好ましい。このようなろ過材料およびその製
造については良く知られている。 部材２８の外表面は部材３２の内表面と接触
し、煙はすべて強制的に部材３２を通され、部材
２８の空洞３４には入いらない。部材２８および
フイルタ２４の直径により、煙にさらされるフイ
ルタの横断面の百分率が決まる。部材２８の直径
が大きくなり、すなわちこれに相応して部材３２
の横断面が薄くなるにつれて、タール／CO比が
大きくなり且つろ過効率が低くなる。外径が約６
mmの内側部材２８（すなわち標準的な紙巻きタバ
コのフイルタの約2/3の横断面積）に酢酸セルロ
ースのトウから成る外側部材３２を付けると優れ
たフイルタとなつた。 第１図においてクリンプされた部分３６はタバ
コ部分２２に向かつているが、第５図に示されて
いるような、またはフイルタの自由端で他の任意
のクリンプ成形部分を提示する吸い口を提供する
ために向きを逆にすることも可能である。 第３図は４２，４４で切断されて個々の第１図
のフイルタ素子を提供する連続する棒４０を示す
が、この棒は多様な長さのフイルタ素子を製造す
るため任意の箇所で切断できる。従つて共通の先
端被覆物により両端で２本のタバコ部分に固着さ
れた二重フイルタを製造するのが普通であり、二
重フイルタを中央で切断することにより個々のフ
イルタ付き紙巻きタバコを形成する。 第２図および第６図から第１０図は本発明によ
るフイルタを製造する方法と装置を示し、これは
参照文献となつている米国特許第3637447号およ
び第4046063号の方法および装置に類似している。
内側部材２８は従来のプラスチツク押出機５２か
ら出た、たとえばポリプロピレン製の壁の薄いプ
ラスチツク管５０である。この管は従来の水・真
空箱５４を通過し、クリンプ成形ホイール６２
（第６図および第７図）により６０においてクリ
ンプされて縮められた部分３６で密封された軸方
向に間隔をおいた内部空洞３４が製作される。対
応するクリンプ成形部分３６ａ，３６ｂを有する
他の形態のホイール６２ａ，６２ｂが第８図およ
び第９図に示されている。このようなクリンプ成
形ホイールの詳細は米国特許第3637447号の第１
０図から第１３図において明らかである。 クリンプされた管は付属装置５６により連続的
に領域６０から引出され、従来の充填噴出口６６
に入る。そこで管は心棒として機能し、その周囲
に熱い流体、たとえば蒸気により活性化できる接
合自在の繊維から成る連続するトウ７２（第１０
図）のおおいが形成される。トウ７２は付属装置
６４により蒸気ヘツド６８および冷却ヘツド７０
を通して連続的に引出される。トウ７２は蒸気ヘ
ツド６８において蒸気と接触して内側部材２８の
周囲に接合した繊維から成る煙を透過する壁３２
を形成し、その結果として部材２８および３２に
より形成された棒は冷却ヘツド７０の空気で冷却
することにより一体の構造となる。 冷却ヘツド７０を出た棒は、フイルタを換気す
るのであれば空気透過性のものにすべきであるが
従来のプラグ型被覆物で被覆した後で、７６にお
いて横に切断してもよい。 更に、たとえば参照文献である米国特許第
3599646号に説明されている方法により内側部材
２８を包むのにフイルタ材料から成る厚いシート
を用いても良く、シートは紙巻きタバコの吸い口
として適切な種類のものを使用する。 第１１図の実施例において、内側部材２８ａは
外側部材３２ａによりフイルタ２４ａの外端から
隠蔽されている。フイルタ２４ａは第１２図に示
されているように製造しても良く、これは、参考
文献となつている米国特許第4064791号に記載さ
れているシステムに相応するものである。管５０
は押出し機５２から引出され、付属装置５６によ
り水・真空箱５４およびクリンプ成形機構６０を
通り、管を切断して別個の内側部材２８とするカ
ツタ・送り管機構５７の中へ入る。機構５７（第
１３図）は８１において回転自在に支持されて管
５０を切断する半径方向円周に間隔をおいて配置
された刃８０を有する。スペーサ８３においてエ
アジエツトが細長い管８２内へ入る部材２８ａを
軸方向に分離する。このような装置の詳細は米国
特許第4064791号から明らかである。 細長い管８２は充填出口８４を通り蒸気ヘツド
８５（第１４図）内へ入る心棒として伸び、繊維
状トウ７２から外側部材３２を製作するための環
状空間を形成する。トウ７２が内側部材２８の間
の空間を充填するように管８２は蒸気ポート８６
の手前で終わり、蒸気は内側部材２８の周囲およ
びその間でトウ７２の繊維を接合する。次に合体
棒は冷却ヘツド８７を通過し、付属装置８８によ
り連続的に前進させられカツタ８９内に入る。カ
ツタ８９は棒をたとえば９０，９１（第１４図）
において切断して内側部材２８ａがフイルタ内部
で隠蔽されているフイルタ２４ａを提供する。 第１５図において内側部材２８ｃはクリンプさ
れたすぐ前のクリンプのない部分の周囲に孔１３
０を有し、一吹きの煙当たりのタール放出量を安
定化している。喫煙中最初のうちはタールを含む
煙が孔１３０を通過して空洞３４の中に入り味を
改善する。後になると孔１３０が詰まつて来るた
め煙はすべて外側部材３２を通過する。 第１６図にはフイルタ２４ｃの製造過程が一部
示されており、ここではプラスチツク押出機、
水・真空箱、クリンプ成形器および第１付属装置
が省略されているが、これらは第２図に示した通
りである。第１付属装置がクリンプを付けられた
内側部材を通過させてレーザー機構１３１（第１
７図）の中に入れ、そこでレーザー装置１３２が
各々の内側部材２８ｃの端の周囲に小さな孔１３
０を形成する。その他の任意の従来の孔あけ機を
用いても良い。 クリンプされをあけられた管およびこれを取囲
むトウ１３６は従来の充填出口１３３、蒸気ヘツ
ド１３４および冷却ヘツド１３５の中へ入り、内
側部材の周囲に外側部材３２ｃが形成されるのは
第２図の通りである。トウ１３６は蒸気ヘツド１
３４内で蒸気と接触して内側部材の周囲に煙を透
過する接合した環状壁を形成する（第１８図）。
その結果できるフイルタ素子は冷却ヘツド１３５
内で冷却され、付属装置１３７によりカツタ１３
８へ送られる。 本発明のいくつかのフイルタの利点は軽いこと
である。第１図において壁の厚さ5milのプラス
チツク管２８は等しい体積のアセテート・トウよ
り約30％軽く、且つより安価である。 表は２本の市販の紙巻きタバコと本発明によ
るフイルタ（「COD」）に関するタール／CO比を
示す。第１図におけるように12/48アセテート・
トウから成る１本のストランドと６mmのODプラ
スチツク管を使用する。

【表】 表は第１図のフイルタを用いてタール／CO
比およびろ過効率に対する管直径の影響を示す。

【表】 ク管

【表】 ツク管
表は市販の紙巻きタバコと第１５図のフイル
タに関するタール／CO比を示す。「COD」フイ
ルタは前と同様であるが、直径0.020インチ
（0.51mm）の孔１３０を４個備えている。

【表】 第１９図においてフイルタ素子２４ｄの内側部
材２８ｄは両端が開き、中央がつぶされている。
これは第１図について説明したように異なる適切
な箇所で横に切断することにより製作される。表
は第１９図のフイルタ（「COD」）と市販の
紙巻きタバコに関するタール／CO比を示す。

【表】 第２０図において内側部材２８ｂはフイルタ２
４ｂ内部で隠蔽されており且つ（好ましくは平行
に）配列された溝が好ましくは均一に型押付で形
成され、次に凝縮接合されて長手軸が（好ましく
は平行に）溝と一列に並んでいる寸法的に安定し
た物体となつた再組成されたタバコから成る凝着
シートである。このような部材の製造については
英図明細書第2046572A号に説明されているので
参照のこと。煙はフイルタ２４ｂの内側２８ｂと
外側３２ｂの部材の双方を通過することができ
る。 第２１図から第２３図はフイルタ２４ｂの製造
を示す。供給ロール１０２から出る再組成タバコ
の連続ウエブ１０１は周囲溝型押付けホイール１
０３の間を通される。ウエブ１０１ａには平行な
長手溝が均一に型押付けで形成され、ウエブはこ
れを凝縮して棒に成形する送り漏斗１０４を通過
する。棒はヘツド１０５を通過して、そこで棒を
加熱接合して所望の横断面の棒１０１ｂにする加
熱された気体と接触する。棒１０１ｂは従来の空
気噴射冷却ヘツド１０６を通り、次に棒が寸法的
に安定するまで棒を所望の横断面寸法と形状に保
持する通路を有する細長い引張り装置１０７に通
されるのが好ましい。 棒１０１ｂは１１０において回転自在に支持さ
れている切刃１０９を含むカツタ・送り管機構
（第２２図）の中に入る。スペーサ１１１は細長
い管１１２の中へ入つて来る切断された部材２８
ｂを軸方向に分離する。 管１１２は充填噴出口１１４を通り蒸気ヘツド
１１５（第２３図）内へ伸びる心棒であり、繊維
状トウ１１６から外側部材３２ｂを製造するため
の環状空間を形成する。管１１２は第１４図にお
けるように蒸気ポート１１８の手前で終わつてい
る。このようにして内側部材２８ｂはその周囲お
よびその間の外側部材３２の接合されたトウによ
り軸方向に隔てられる。 次に合体棒は冷却ヘツド１２０を通過し、付属
装置１２１により連続的に前進してカツタ１２２
に入る。１２３，１２４（第２３図）において切
断すると内側部材がフイルタ内部で隠蔽されてい
るフイルタ２４ｂができる。 第１１図および第２０図において、内側部材の
長さは外側部材の長さの少なくとも20％とすべき
である。 他の実施例においては第１図、第１１図および
第２０図のいずれかの内側部材の代わりに中実の
不透過性芯部材、たとえば中実のポリエチレンま
たは不透過プラスチツクフオームから成る均一の
棒または栓を用いても良い。従つてこのような棒
は第２０図から第２３図の内側部材の場合と同様
の方法で連続的に供給し、切断してフイルタ内に
組込むか、または第１図ないし第１０図の内側部
材について説明したのと同様の方法で連続的に供
給し且つ（各々のフイルタ素子の長さ全体に伸び
るように）フイルタに組込むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフイルタを有する紙巻き
タバコの明瞭にするため一部を切欠いた斜視図で
ある。第２図は本発明によるフイルタ素子を製造
するための方法および手段の説明図である。第３
図は第１図のフイルタに切断される多くの部分か
ら成る長さの棒の縦断面図である。第４図は第１
図の線４−４に沿つての断面図である。第５図は
第１図の線５−５に沿つての端面図である。第６
図は本発明において使用するための内側部材を成
形する際に使用されるクリンプ成形器の部分正面
図である。第７図は第６図の線７−７に沿つての
断面図である。第８図および第９図は第６図およ
び第７図に示されているクリンプ成形ホイールの
形態の別の実施例を示す断面図である。第１０図
は第１図のフイルタ素子の外側部材がどのように
形成されるかを示す部分断面図である。第１１図
は本発明による別のフイルタの明瞭にするため一
部を切欠いた斜視図である。第１２図は第１１図
によるフイルタ素子を製作するための方法および
手段の説明図である。第１３図は内側棒を切断し
て第１１図において使用されている分離した内側
部材を形成する手段の部分断面図である。第１４
図は第１１図の外側部材がどのようにして形成さ
れるかを示す部分断面図である。第１５図は本発
明による別のフイルタの明瞭にするため一部を切
欠いた斜視図である。第１６図は第１５図による
フイルタ素子を製造するための方法および手段の
説明図である。第１７図は第１５図の内側部材の
周囲に孔を設ける手段を示す部分断面図である。
第１８図は第１５図の外側部材がどのようにして
形成されるかを示す部分断面図である。第１９図
は本発明の別のフイルタの斜視図である。第２０
図は本発明による別のフイルタの明瞭にするため
一部を切欠いた斜視図である。第２１図は第２０
図によるフイルタ素子を製造するための方法およ
び手段の説明図である。第２２図は内側棒を切断
して第２０図において使用されている分離した内
側部材を形成する手段を示す部分断面図である。
第２３図は第２０図の外側部材がどのようにして
形成されるかを示す部分断面図である。 ２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ……フ
イルタ素子、２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２
８ｄ……内側部材、３２，３２ａ，３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄ……外側部材、５０……プラスチツク
管、５２……プラスチツク押出機、６０，６４…
…付属装置、６８，８５，１１５，１３４……蒸
気ヘツド、７２，１１６，１３６……繊維状ト
ウ、８２，１１２……細長い管、８４，１１４，
１３３……充填噴出口、８９，１２２，１３８…
…カツタ、１０１，１０１ａ……再組成タバコの
連続ウエブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 煙を透過しない細長い内側部材２８を取囲み
   且つこれと接触する、内部に軸方向の通路を有す
   る煙ろ過材料から成る細長い本体３２を具備し、
   使用中は煙が、強制的に内側部材の周囲の煙をろ
   過する材料を通つて棒２４の長手方向に進むよう
   にした煙フイルタ棒であつて、該内側部材２８が
   その中を煙が長手方向に通過するのを防止するた
   め、クリンプすることによつて封止された煙不透
   過性材料から成る管状部材である前記煙フイルタ
   棒。 ２ 管状部材が少なくともその一端で封止されて
   いる特許請求の範囲第１項に記載の煙フイルタ
   棒。 ３ 管状部材がその両端の間で封止されている特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の煙フイ
   ルタ棒。 ４ 管状部材が煙の最初の通過の際に、遮断され
   る孔１３０を有する、特許請求の範囲第１項〜第
   ３項のいずれかに記載の棒。 ５ 各々が前記細長い煙を透過しない内側部材２
   ８を１つ有する個々の棒素子２４に横断方向に切
   断できる、一体の連続したまたは多くの部分から
   成る長さを有する特許請求の範囲第１項から第４
   項のいずれかに記載の煙フイルタ棒。 ６ 管状部材２８と整合して配置された空気透過
   性浄化領域を有する被覆物２６によつて特徴づけ
   られている、特許請求の範囲第１項〜第４項のい
   ずれかに記載のフイルタ棒。 ７ クリンプ加工によつて封止された煙不透過性
   の管の形状にある少なくとも１個の内側部材を連
   続的に前進させる工程と、 この内側部材の周囲にこれと接触するようにタ
   バコの煙をろ過する材料を同時に集める工程と、 １個の内側部材又は複数の内側部材とこれを取
   囲むフイルタ材料を管状成形器を通して連続的に
   前進させて連続する合体棒を製造する工程と、 連続的に製造された棒を横断方向に切断して、
   各々に１個のクリンプされた管状内側部材が組込
   まれている個々の長さにする工程とを含んで成
   る、タバコ用煙フイルタ棒の製造法。 ８ 各々の管状部材の周囲にタバコの煙をろ過す
   る材料を集める以前に、管状部材の周囲に孔をあ
   ける工程を含む特許請求の範囲第７項記載のタバ
   コ用煙フイルタ棒の製造法。