JPH07147964A - タバコ用フィルタ、紙巻きタバコ、及び紙巻きタバコからの微粒子の放出を制御する方法 - Google Patents

タバコ用フィルタ、紙巻きタバコ、及び紙巻きタバコからの微粒子の放出を制御する方法

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JPH07147964A
JPH07147964A JP6196140A JP19614094A JPH07147964A JP H07147964 A JPH07147964 A JP H07147964A JP 6196140 A JP6196140 A JP 6196140A JP 19614094 A JP19614094 A JP 19614094A JP H07147964 A JPH07147964 A JP H07147964A
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Thomas L Gentry
トーマス・リーロイ・ジエントリー
Russell D Barnes
ラツスル・デイーン・バーンズ
Richard L Blakley
リチヤード・リー・ブラツクレイ
Charles R Ashcraft
チヤールズ・レイ・アツシユクラフト
Juanilla M Gwyn
ジヤニーラ・ムーア・グウイン
James W Pryor
ジエームズ・ウイラード・プライアー
Henry T Ridings
ヘンリー・トーマス・ライデングス
Milly M L Wong
ミリー・ミー・リー・ワン
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RJ Reynolds Tobacco Co
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    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/04—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure
    • A24D3/043—Tobacco smoke filters characterised by their shape or structure with ventilation means, e.g. air dilution

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  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湿性微粒子の発生量が制御されたタバコ、お
よび湿性微粒子の総発生量と一服当たりの発生量が所定
の量であるタバコの製造方法を提供する。 【構成】 タバコは接触する２つのフィルタ部分を有す
る空気を通される複合フィルタに連結されたタバコロッ
ドと、その内部を通路が貫通しているロッド側部分と、
吸い口側部分とを備える。それらの部分の境界面におけ
る圧力降下は、水柱約１０ｍｍから約１００ｍｍの範囲
となるように選択される。境界面を含むフィルタの総発
生量と空気希釈の量を、一服当たりの発生量が均一なま
たは次第に減少するようなタバコが提供されるように選
択することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１本全体と一服ごと
の、微粒子の発生量すなわち放出量が制御される紙巻き
タバコなどのフィルタ付きタバコと、および１本全体と
一服ごとの、微粒子の発生量が所定の量であるフィルタ
付きタバコを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】タバコ、とくに従来のフィルタ付き紙巻
きタバコまたはフィルタなし紙巻きタバコでは、紙巻き
タバコを吸うにつれて微粒子の一服ごとの発生量（「一
服発生量」）が増加することがよく知られている。近
年、市販されているいわゆる「低タール」紙巻きタバコ
および「超低タール」紙巻きタバコにおける微粒子の総
発生量を減少させるために、高効率のフィルタおよび空
気希釈が使用されてきている。そのような高効率フィル
タは紙巻きタバコの圧力降下を大幅に増加させて、紙巻
きタバコの微粒子の発生量、とくに最初の数服における
発生量を減少させるものである。空気希釈は圧力降下を
いくらか減少させる助けをするが、最初の数服における
一服ごとの発生量をも更に減少させる。紙巻きタバコで
の従来のやり方である高い濾過効率と空気希釈とでは、
希望通り低い総発生量だけでなく、最初の数服における
望ましくない一服当たり発生量または少ない発生量の喫
煙特性、および最後の数服における高い発生量をも、も
たらす。そのような喫煙特性の結果、１本の紙巻きタバ
コで味が一定しない、すなわち、最初の数服ではほとん
どまたは全く味がなく、最後の数服ではきつく我慢でき
ない味が喫煙者に感じられることになる。
【０００３】従来技術は、この問題に対しいくつかのや
り方で対処しようとしてきた。１つの既知の構造の紙巻
きタバコでは、複合フィルタが、ロッド側部分と吸い口
側部分との２つのフィルタ部分から構成されている。ロ
ッド側部分は比較的大きい圧力降下を生ずる（高効率）
酢酸セルロース繊維トウで製造され、内部を貫通する１
本または複数本の中空酢酸セルロース繊維、または１本
または複数本の毛細管を備えている。ロッド側フィルタ
部分に接触する吸い口側フィルタ部分は、圧力降下が比
較的小さい（低効率）酢酸セルロース繊維トウで製造さ
れる。空気通気孔がロッド側フィルタ部分に設けられ
る。
【０００４】そのような構造の紙巻きタバコにおいて
は、煙の大部分は紙巻きタバコの火が付いている側か
ら、タバコロッドとロッド側フィルタ部分中の毛細管と
次いで低効率の吸い口側フィルタ部分とを通って進む。
その結果、あまり濾過されない煙、すなわちより大き
な、微粒子を含み味のよい煙が喫煙者に届くことにな
る。２つのフィルタエレメントにおける圧力降下は毛細
管における圧力降下より大きいので、最初の数服中には
比較的少量の煙と空気が、高効率フィルタとロッド側部
分の空気通気孔を通る。喫煙者が紙巻きタバコの喫煙を
続けるにつれて、微粒子すなわち「タール」が毛細管
の、吸い口側フィルタ部分に接触する口側端部にたまり
始める。タールがそのようにたまると、毛細管が詰まっ
て、毛細管における圧力降下を大きくし、一層多くの煙
を、毛細管の周囲の、空気で希釈される高効率フィルタ
を通って流すものと考えられる。一服当たりの微粒子発
生量が最大である最後の数服の間は、毛細管はほぼ詰ま
ってしまったと考えられるので、煙草ロッドからの多量
の煙のほとんどはより高い効率で濾過され、空気で希釈
されて、一服当たりの微粒子のレベルが最初の数服にお
ける一服当たりの微粒子の発生量のレベルとほぼ同じに
維持される。その結果、一服当たりの微粒子の発生量が
ほぼ一定である紙巻きタバコが得られることになる。
【０００５】たとえば、ヨーロッパ特許公報第０４８１
５９６号に、上記フィルタ構造を持つ紙巻きタバコが、
喫煙特性の大幅な変更を示すことがあり、その結果紙巻
きタバコが商業的に受け入れられないものになる可能性
があることが認められた。上記公報は、タバコロッド
と、孔あき毛細管を設けたフィルタ部分との間に第３の
フィルタ部分を付加することによって既知構造を変更し
て、より一定した喫煙特性を達成することを提案してい
る。
【０００６】米国特許第４４６０００１号および第４４
６９１１２号は、ほぼ一定のニコチンおよびタールを放
出するといわれる複合紙巻きタバコフィルタ構造を開示
している。フィルタ部分の上流側に位置する障壁に、煙
を通す通路が１本または複数本設けられる。障壁の下流
側のフィルタ部分にタールがたまると流れに対する妨害
が増大し、その結果として圧力降下が大きくなり濾過効
率が高くなることによって、ニコチンとタールの放出が
ほぼ一定になる。
【０００７】米国特許第４３９３８８５号および第４５
８５０１５号は、中心通路と、フィルタ部分とタバコロ
ッドの間に配置された気体を通す隔壁とを有する、空気
を通す酢酸セルロース・トウまたは同等の浸透性フィル
タ・ロッドから構成された紙巻きタバコフィルタを開示
している。隔壁のオリフィスが中心通路に通じ、喫煙中
に微粒子によって徐々にふさがれて、圧力降下と空気の
通りを増大させ、その結果一服当たりの微粒子の放出が
より一定になる。
【０００８】一服当たりの微粒子の発生量をより一定に
するための類似のフィルタ構造が米国特許第４２９１７
１２号と第４９４２８８７号、および英国特許第１４２
８０１８号に開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の構造の欠点
の１つは、結果が一定でなく、そのため、従来技術の開
示において提供されている仕様とデ−タに基づいて、商
業的に受け入れられる紙巻きタバコ製品を設計し製造す
ることがほとんど不可能なことである。従来技術の構造
で結果が一定にならない大きな理由は、複合フィルタ構
造が、個々のフィルタ部分における圧力降下、フィルタ
部分間の接触部すなわち境界面における圧力降下、フィ
ルタ部分において使用される毛細管の圧力降下、フィル
タエレメントの組合せの総圧力降下、空気の通気量、空
気通気孔の場所など多数の変数の影響を受けることにあ
ると考えられる。制御が一層難しく、上記複合フィルタ
の結果が一定でないことの大きな原因であると考えられ
る変数の１つは、ロッド側と吸い口側部分の間の接触抵
抗すなわち圧力降下である。この圧力降下は従来技術に
おいては十分に考慮されていなかった。
【００１０】また、所定の喫煙特性を持つ紙巻きタバコ
の開発は、通常は試行錯誤実験手法に基づいている。そ
のような手法に従って設計された特定の複合フィルタ構
造でかなり一定した一服当たりの微粒子の発生量を達成
できるとしても、微粒子の総発生量をより高いレベルま
たはより低いレベルに変更したい場合、そのレベルを達
成するためにフィルタ設計パラメ−タにおいて必要とさ
れる一層の変更が、紙巻きタバコの喫煙特性をも変更す
る傾向があり、したがって更に試行錯誤で実験を行うこ
とが必要になる。
【００１１】したがって、たとえばＷＴＰＭや、ある範
囲内のＷＴＰＭが、一定のすなわちむらのない一服当た
りの発生量から十分に減少した一服当たりの発生量まで
の望ましい喫煙特性の様な微粒子の希望の総発生量とに
基づくフィルタ構造の重要な仕様を提供する、複合フィ
ルタ構造のモデルを開発することが望ましい。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は全般的に、吸い
口側部分とタバコロッド側部分との二重フィルタ部分を
有し、上記の従来技術と同じ構成で、ロッド側部分中を
端から端まで延びる１本または複数本の毛細管を備え
た、複合フィルタ設計の紙巻きタバコを対象とするもの
である。２つのフィルタ部分の間の接触部分、すなわち
境界面における流れ抵抗すなわち圧力降下は、所与のフ
ィルタ設計による所定の値となるとともに、本発明によ
る全てのフィルタ設計に対する値である水柱約１０ｍｍ
ゲージから約１００ｍｍゲージの範囲内の値となるよう
に慎重に制御される。この接触抵抗は、上記構造の複合
フィルタの設計パラメータの中で最大の変化を示すこと
が判明している。
【００１３】接触抵抗がほぼゼロまた水柱約１０ｍｍゲ
ージよりはるかに低い場合、フィルタは働かなくなり、
ロッド側フィルタ部分中の毛細管を徐々に詰まらせて、
一服当たりの発生量が増加し、その結果紙巻きタバコの
最後の数服の味がきつくなる。接触抵抗が水柱約１００
ｍｍゲージより高い場合、最初の数服中に毛細管は実際
に詰まり、紙巻きタバコの引っ張り抵抗が十分に高くな
って、最初の数服の一服当たりの微粒子の発生量が低く
なることがあるので、喫煙者は不十分な最初の味を味わ
って、あまり満足せず、紙巻きタバコ全体の喫煙からほ
とんどまたは全く満足感を味わえない可能性がある。ま
た、所与のフィルタ構成について所定の接触抵抗が妥当
な狭い許容差の範囲内で制御されない場合、フィルタの
全圧力降下は非常に変化しやすくなるので、商業的に受
け入れられる紙巻きタバコを量産規模で経済的に製造す
ることはできない。
【００１４】本発明の複合フィルタ構造で製造された紙
巻きタバコでの実験から、一服当たりの微粒子発生量が
一定であるかまたは減少するような、所望の喫煙特性を
持ち微粒子の所与の総発生量（ＷＴＰＭ）をもたらす、
上記の種類の複合フィルタを設計するために利用できる
数学モデルが得られる。紙巻きタバコの喫煙特性を制御
できると、喫煙者の味覚を損なわずに、微粒子の総発生
量を減少させることが可能になる。たとえば、当初の一
服から最後の一服にかけて一服当たりの発生量が減少す
るフィルタを本発明に従って設計することが可能であ
る。このようにして、従来の紙巻きタバコよりも総発生
量を著しく減少することができ、また最初の数服が喫煙
者に必要な最初の味および満足感をもたらすのに十分な
一服当たりの微粒子を発生する場合には、一服当たり一
定の微粒子を発生する紙巻きタバコよりも、総発生量を
著しく減少することができる。そのように総発生量がよ
り低く、喫煙特性が減少する紙巻きタバコの種類は、い
くつかの要因、すなわち、（ａ）最初の味を損なわずに
吸込みに対する初期抵抗が低く、（ｂ）最初の一服から
最後の一服にかけての味の増強が減少して、一層滑らか
な味として感じられ、（ｃ）全体的な満足感を低下させ
ずに総発生量が低くなるために味が一層良く感じられ、
喫煙者に一層歓迎されるものである。
【００１５】パフ比（ＰＲ）は、初めの喫煙における微
粒子の発生量と、後の喫煙における微粒子の発生量の関
係を示す指標である。パフ比は、初めの２回の一服にお
ける微粒子の発生量を最後の２回の一服における微粒子
の発生量で割ることによって求められる。従来のフィル
タ付き紙巻きタバコおよびフィルタなし紙巻きタバコの
パフ比は、フィルタなし紙巻きタバコの約３５ｍｇＷＴ
ＰＭから、超低タール紙巻きタバコの約６〜８ｍｇのＷ
ＴＰＭに及ぶ微粒子の総発生量とは無関係に、約０．５
から約０．８の範囲である（すなわち、一服当たりの発
生量が増大する）。一服当たりの発生量が一定である紙
巻きタバコフィルタでは、パフ比は１．０であり、一服
当たりの発生量が減少する紙巻きタバコフィルタでは、
パフ比は約１．２より高く、通常は約１．２から約２．
５である。
【００１６】本発明の上記の利点および特徴、ならびに
以後明らかとなるその他の利点およびその他の特徴によ
り、本発明の以下の詳細な説明、上記の特許請求の範
囲、および図面に示されているいくつかの図を参照する
ことにより、本発明の特徴は一層明らかに理解できよ
う。
【００１７】
【実施例】ここで図面を詳しく参照すると、図１から図
３Ａには、紙巻きタバコなど本発明によるタバコが参照
番号１０によって全体的に示されている。紙巻きタバコ
１０は標準の巻紙１４で巻かれたタバコロッド１２と、
標準の非多孔性先付け紙１８でこのタバコロッド１２に
取り付けた複合フィルタ１６を含む。複合フィルタ１６
は全体的に既知のフィルタ構造に従って構成され、ロッ
ド側フィルタ部分２０と吸い口側フィルタ部分２２を有
する。各フィルタ部分２０、２２にはそれぞれ標準の非
多孔性プラグ巻紙２１、２３が巻かれ、２つの部分は同
じ種類のプラグ巻紙２４で結合されてその間の境界面２
５を形成する。ロッド側フィルタ部分２０には中心部に
設けられた通路すなわち毛細管２６が配置されており、
この毛細管はロッド側フィルタ部分２０の全長にわたっ
て延びる。フィルタ１６のロッド側フィルタ部分２０の
周縁部の周りに空気希釈孔２８が設けられる。この空気
希釈孔は先付け紙１８と、結合紙２４と、プラグ巻紙２
１とを貫通して延びる。全体として、フィルタ１６の動
作は同じ構造の従来のフィルタについて先に述べたのと
同様である。
【００１８】ロッド側フィルタ部分２０中の毛細管２６
は、酢酸セルロース約６６重量％と、トリアセチン約３
３重量％と、Ｔｒｉｔａｎｏｘ約１重量％の混合物で製
作することが好ましいが、アメリカ合衆国ウイスコンシ
ン州ジャーマンタウン（Ｇｅｒｍａｎｔｏｗｎ）所在の
Ｓｕｎｌｉｔｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．からＶＹ
ＳＵＮ ９０１−Ａ−０１（白）の名称で不定長さの線
材として購入できる。毛細管２６の内径は約１．１４ｍ
ｍ〜約１．５ｍｍ（約４５ミル〜約６０ミル）の範囲か
ら選択でき、肉厚は約０．１ｍｍ（約４ミル）である。
毛細管２６は紙あるいは押出しポリマーから製作するこ
ともできる。図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、中心通
路はより細い毛細管３０（図３Ｂ）を複数本まとめた束
として、または長手方向の溝３４が複数本内部を貫通し
ている押出し円筒形ロッド３２（図３Ｃ）として構成す
ることもできる。
【００１９】フィルタ部分２０、２２は、トリアセチン
を０〜約１２重量％含む酢酸セルロース・トウで製造す
ることが好ましい。トリアセチンはカーボワックスまた
は風味料あるいはその両方をトリアセチンのおよそ半分
の重量まで含むことができる。酢酸セルロース・トウの
代わりに、フィルタ部分２０、２２は紙またはポリマー
のひだ付きウエブで製作することもできる。主流煙の望
ましくない成分を減少させるために、ウエブに有機また
は無機の味調整剤その他の物質を含ませまたはコーティ
ングすることができる。フィルタ部分２０、２２は、プ
ラグ巻紙２１、２３付きまたはなしの、有孔率を制御し
た発泡構造で製作することもできる。図３Ｄは、不浸透
性管３８が内部を同軸状に延びている、開放セル式発泡
剤３６で製作されたロッド側フィルタ部分の実施例を示
す。
【００２０】風味を強めるため、とくに紙巻きタバコの
初めの数服の風味を強めるために、ロッド側フィルタ部
分の中心管には有機または無機の風味剤を含ませること
ができる。ＡＬＤＰＥまたはＨＤＰＥあるいはそれらの
混合物を、約０．１重量％から約７０重量％の風味剤と
混合して管状に成型し、それを中心管の外側に封じ込
め、ＥＶＯＨ、ナイロンまたはポリエステルの連続障壁
層を設けて管内の風味剤が周囲のフィルタ物質中に移行
するのを阻止する。管を構成するポリマーの極性および
結晶性を調整して風味の放出を変えることができる。図
３Ｅは風味剤を混合したＬＤＰＥまたはＨＤＰＥの内部
層４２と、カプセル封じ層４４とを含む二層管４０を示
す。図３Ｆは内部風味剤混合層４８と、外部風味剤混合
層５０と、層４８と５０の間で風味剤が移動するのを阻
止するための中間障壁層５２とを有する三層管４６を示
す。この層実施例は、たとえば、異なる風味剤層、また
は同じ風味剤の放出量が異なる風味剤層を組み合わせて
使用する場合に使用できる。
【００２１】図３Ｇおよび図３Ｈに示すように、ロッド
側フィルタ部分は、酢酸セルロース・トウと交互に配置
される１つまたは複数の同心炭素シート層で構成でき
る。たとえば、図３Ｇは、中心管５８の周囲に、２つの
同心酢酸セルロース・トウ層５６と２つの同心炭素シー
ト層５４を交互に配置したロッド側フィルタ部分を示
す。中心管５８は炭素で製作することもできる。図３Ｈ
は、３つの同心炭素シート層６０と３つの同心酢酸セル
ロース層６２を中心管６４の周囲に交互に配置して構成
したロッド側フィルタ部分を示す。その中心管６４も炭
素で製作できる。同心炭素層は吸い口側フィルタ部分に
も使用できる。
【００２２】通常は、煙中のある気相成分を除去するた
めに炭素管および炭素シートを使用する。たとえば、米
国特許第３１０１７２３号を参照されたい。またヨーロ
ッパ特許出願公開第５３２３２９号も参照されたい。上
記ヨーロッパ特許出願公開を参照により本明細書に組み
込む。希望によっては、炭素管５８はここで開示する材
料以外の材料、たとえばポリマーで製作することがで
き、風味剤を同心炭素シート中に含ませることができ
る。そのような実施例においては、紙巻きタバコを吸っ
ていくにつれて、煙の大部分が、中心管中を通り、つい
には微粒子が中心管の吸い口側フィルタ部分に接触する
吸い口端部にたまる。たまる量が増加するにつれて、管
内における圧力降下が増加し、そうすると煙の大部分は
フィルタ部分の同心炭素シートを通過して酢酸セルロー
ス部分を通り始める。更に、喫煙中に火の付いている円
錐形状部分がタバコロッドに沿ってフィルタに向かって
進み、従って熱が増加し、その熱はフィルタへ伝わる。
風味剤と同心炭素シート物質は、風味材が放出されて煙
に更に風味を付け、または最後の数服に風味を付けて口
当たりのよい後味を生ずるように選択できる。
【００２３】複合フィルタの諸部分は吸い口側フィルタ
のより長いロッド部分とロッド側フィルタから作成でき
ることが当業者には分かるであろう。フィルタ・ロッド
はＨａｕｎｉ ＫＤＦフィルタメーカで製造でき、また
は、たとえばアメリカ合衆国ニュージャージー州スィー
ダー・グローブ（Ｃｅｄｅｒ Ｇｒｏｖｅ）所在のキリ
オン・エクストゥルーダーズ（Ｋｉｌｌｉｏｎ Ｅｘｔ
ｒｕｄｅｒｓ）製のエクストゥルーダで製造できる。ロ
ッド側フィルタ部分の場合には、中心管を周囲のトウに
よって巻き枠から引き出し、ハウニ（Ｈａｕｎｉ）フィ
ルタメーカの取付具でフィルタロッド中に圧縮できる。
あるいは、レーザビームを用いて、米国特許第４２９１
７１２号に記載されているやり方で管を製作できる。た
とえば、ＭＵＬＦＩ ＰＴＣフィルタコンバイナで、図
４に参照番号７０によって全体的に示すような４アップ
・フィルタの形でフィルタ部分を組み合わせることがで
きる。４アップ・フィルタ７０を横断面７２、７４、７
６に沿って切断することによって、図１〜３Ａに示すよ
うな種類の４つの複合フィルタを形成する。４アップ・
フィルタ７０は４つの接触部すなわち境界面７８、８
０、８２、８４を、２つの２倍長の吸い口側フィルタ部
分８６、８８と３つのロッド側フィルタ部分（１つは２
倍長部分）９０、９１、９２との間に含むので、４アッ
プ・フィルタ７０における圧力降下は、４つの個々のフ
ィルタにおける圧力降下の和とほぼ同じである。更に、
個々のフィルタの圧力降下の変動は吸い口側フィルタ部
分とロッド側フィルタ部分の間の不適切な接触の結果で
ある可能性が高いので、それらの圧力降下の変動は通常
は４アップ・フィルタ７０内で４倍に増加し、不適切に
組み合わされたロッド側フィルタ部分を検出するのが容
易になる。境界面抵抗すなわち接触面抵抗すなわち圧力
降下は水柱ゲージで約１０ｍｍから約１００ｍｍまでの
範囲内の所定の値に設定すべきであり、その値から水柱
約５ｍｍより大きく変化すべきではない。
【００２４】先付け紙１８によって複合フィルタ１６を
タバコロッド１２に取り付けた後、紙巻きタバコの希望
の通気位置に機械的にまたはレ−ザ孔あけ機によって孔
をあける。孔をあけた先付け紙と多孔性プラグ巻紙を用
いて適切な場所で空気通気を従来のやり方で行うことも
できる。本発明の複合フィルタの好ましい空気通気の場
所は、ロッド側フィルタ部分２０と吸い口側フィルタ部
分２２の間の境界面２５から約２〜５ｍｍ離れたロッド
側フィルタ部分２０である。別の複合フィルタ構造で
は、たとえば、管の風味剤を強めたい場合には、タバコ
ロッドから約２〜５ｍｍ離れたロッド側フィルタ部分に
孔をあけるのが望ましいこともある。
【００２５】空気希釈の変数と接触面の圧力降下を試験
するために、紙巻きタバコについて計画的実験を行っ
た。試験用の紙巻きタバコに、水柱約２５ｍｍの圧力降
下を生ずる８．０／４００００ｄｐｆで長さ１４ｍｍの
吸い口側フィルタ部分と、水柱約２００ｍｍの圧力降下
を生ずる１．６／４８０００ｄｐｆで、内径約１．２２
ｍｍ（０．０４８インチ）長さ１７ｍｍのロッド側フィ
ルタ部分と、標準的なライトブランド、すなわちキャメ
ルライトＫＳからなる長さ５７ｍｍのタバコロッドとか
ら構成されるフィルタを付けた。この実験からのデ−タ
を統計的に解析して、試験紙巻きタバコの複合フィルタ
構造とタバコロッドの組合せのＷＴＰＭとパフ比の可能
性を予測するために使用可能な数式を得た。
【００２６】試験紙巻きタバコの特定構成の複合フィル
タとタバコロッドについて、計画的実験によって次のよ
うな数学モデルまたは数式が決定された。
【００２７】総微粒子についての式は （１） ＷＴＰＭ＝１３．９−４．１（ＣＡＤ）−２．４（ＦＰＤ） である。ここで、ＷＴＰＭはミリグラム（ｍｇ）で表し
た湿性微粒子の総量、ＣＡＤは比として表した紙巻きタ
バコ空気希釈、ＦＰＤは、水柱ミリメートル（ｍｍ）ゲ
ージで表したフィルタの圧力降下であって、タバコロッ
ド側フィルタ部分の圧力降下と、吸い口側フィルタ部分
の圧力降下と、フィルタ部分の間の接触面の圧力降下と
を含む。
【００２８】パフ比（ＰＲ）についての式は、 （２） ＰＲ＝０．８８４＋０．２３６（ＣＡＤ）＋０．４６９（ＦＰＤ） ＋０．２２２（ＦＰＤ）2 である。
【００２９】上の式を用いて、図５に示す回帰図を作成
した。この回帰図は、紙巻きタバコ当たりの５ｍｇ〜２
１ｍｇの総発生量のＷＴＰＭ線の上に０．４〜２．０の
パフ比曲線を重ね合わせたものである。特定の種類の紙
巻きタバコについて希望のパフ比とＷＴＰＭを選択する
と、この回帰図からフィルタの圧力降下（ＦＰＤ）と空
気希釈（ＣＡＤ）の仕様を容易に決定する手段が得られ
る。このようにして、この回帰図によって、紙巻きタバ
コの開発者は、主として空気希釈および接触面圧力降下
を変化させることにより、ほぼ同じフィルタ成分を用い
て、種々の味および種々の喫煙特性の、ある範囲の様々
な紙巻きタバコを開発する手段を与えられる。
【００３０】図５の回帰図は、計画的実験を行った特定
の複合フィルタとタバコロッドの組合せに特有のもので
あることに留意されたい。また６９〜８９ｍｍのフィル
タ圧力降下の外側および０％〜４０％の空気希釈範囲の
外側のＷＴＰＭ曲線とパフ比曲線は、実際の試験デ−タ
から得たものではないことにも留意されたい。０％より
上の空気希釈の範囲の外側でこの回帰図を使用する場合
は、ＷＴＰＭ曲線とパフ比曲線を実験によって検証すべ
きである。
【００３１】一服当たりの発生量が一定（ＰＲ＝１．
０）で、総発生量（ＷＴＰＭ）が約１２ｍｇである試験
紙巻きタバコ構成の紙巻きタバコを製造したいと仮定す
る。そのような紙巻きタバコでは、複合フィルタの圧力
降下（ＦＰＤ）と空気希釈（ＣＡＤ）の仕様は、図５の
回帰図から決定されるように、それぞれ約７９ｍｍおよ
び約３０％である。
【００３２】本発明が関連する種類の任意の複合フィル
タ構造に対しては、選択したフィルタ成分に対する流れ
抵抗値の測定値、たとえば、下記の表Ｉに示されている
成分の値、を用いて求められている接触面圧力降下を決
定できる。この接触面圧力降下が約１０ｍｍ〜約１００
ｍｍの範囲内の値であって、製造されるフィルタの間で
ほぼ同じに維持される限り、パフ比とＷＴＰＭは紙巻き
タバコの間で一定となる。
【００３３】
【表１】 表Ｉ フィルタ成分流れ抵抗値 長さ１０ｍｍの時の 長さ２０ｍｍの時のフィルタ成分 ＰＤ（水柱ｍｍ） ＰＤ（水柱ｍｍ） 内径４８ミルの管 ４４ ５６ 内径６０ミルの管 １４ １７ 1.6/48,000dpf トウ １１６ ２２２ 2.1/48,000dpf トウ ８３ １５１ 2.7/48,000dpf トウ ６０ １２０ 3.3/39,000dpf トウ ３１ ６２ 3.9/35,000dpf トウ ４６ ８２ 表Ｉにおける上記の流れ抵抗の値は代表的なものにすぎ
ない。多数の管、ひだ付きウエブ発砲剤等を含む他のト
ウや他のフィルタ構造、他の長さのフィルタ構成成分を
含む他の管構造の流れ抵抗の値を測定することもでき、
それらの測定値を用いて、ＷＴＰＭの式とパフ比の式お
よびその特定の設計用の回帰図を得る目的で試験できる
紙巻きタバコを制作することができる。
【００３４】例 １ この例は、パフ比１．０で、総発生量（ＷＴＰＭ）約１
３ｍｇの紙巻きタバコのプロトタイプＥ８である。
【００３５】 タバコの長さ： ５７ｍｍ ロッド 外周長さ： ２４．７５ｍｍ 紙巻きタバコ用紙 （４５４）標準 ブレンド： ＣＬＴ８５標準葉ブレンド、
包装、およびトップドレッシング成分 フィルタ 長さ： ３１ｍｍ 外周長さ： ２４．４３ｍｍ 結合被包： （６４６）標準の非多孔紙 圧力降下： ６５ｍｍ 接触面圧力降下： １０ｍｍ吸い口側フィルタ部分 ： 長さ： １４ｍｍ 外周長さ： ２４．１８ｍｍ トウ： ８．０／４００００ｄｐｆ 可塑剤： ６．４％トリアセチン プラグ・巻紙： （６４６）標準の非多孔紙 圧力降下： ２５ｍｍ 重量： ０．１０５１ｇタバコ側フィルタ部分 ： 長さ： １７ｍｍ 外周長さ： ２４．１８ｍｍ トウ： １．６／４８０００ｄｐｆ 可塑剤： ７．４％トリアセチン 管： 内径約１．２２ｍｍ（０．０
４８インチ）＋約０．０３８ｍｍ（０．００１５イン
チ）、肉厚約０．１０２ｍｍ（０．００４インチ）の１
本のＶＹＳＵＮ９０１−Ａ−０１管 プラグ巻紙： （６４６）標準の非多孔紙 圧力降下： ３０ｍｍ（管開放）；２００
ｍｍ（管閉鎖） 重量： ０．１７４３ｇ チッピング 標準の非多孔性コルク−オン−ホワイト紙 通気位置 紙巻きタバコの吸い口側から１９ｍｍ 空気希釈 ４０％ ＷＴＰＭ １３．１ｍｇ／紙巻きタバコ パフカウント ８パフ／紙巻きタバコ パフ比 １．００ 例 ２ この例は、パフ比が１．８、総発生量（ＷＴＰＭ）約
７．４ｍｇの紙巻きタバコのプロトタイプＤ７である。
【００３６】 タバコの長さ： ５７ｍｍ ロッド 外周長さ： ２４．７５ｍｍ 紙巻きタバコ用紙 （４５４）標準 ブレンド： ＣＬＴ８５標準葉ブレンド、
包装、およびトップドレッシング成分 フィルタ 長さ： ３１ｍｍ 外周長さ： ２４．４３ｍｍ 結合被包： （６４６）標準の非多孔紙 圧力降下： ８５ｍｍ 接触面圧力降下： ２８ｍｍ吸い口側フィルタ部分 ： 長さ： １４ｍｍ 外周長さ： ２４．１８ｍｍ トウ： ８．０／４００００ｄｐｆ 可塑剤： ６．４％トリアセチン プラグ巻紙： （６４６）標準の非多孔紙 圧力降下： ２７ｍｍ 重量： ０．１０５１ｇタバコ側フィルタ部分 ： 長さ： １７ｍｍ 外周長さ： ２４．１８ｍｍ トウ： １．６／４８０００ｄｐｆ 可塑剤： ７．４％トリアセチン 管： 内径約１．２２ｍｍ（０．０
４８インチ）＋約０．０３８ｍｍ（０．００１５イン
チ）、肉厚約０．１０２ｍｍ（０．００４インチ）の１
本のＶＹＳＵＮ９０１−Ａ−０１管 プラグ巻紙： （６４６）標準の非多孔紙 圧力降下： ３０ｍｍ（管開放）；２００
ｍｍ（管閉鎖 ） 重量： ０．１７４３ｇ チッピング 標準の非多孔性コルク−オン−ホワイト紙 通気位置 紙巻きタバコの吸い口側から１９ｍｍ 空気希釈 ４０％ ＷＴＰＭ ７．４ｍｇ／紙巻きタバコ パフカウント ９パフ／紙巻きタバコ パフ比 １．８０ 表IIとIII には例１と２のプロトタイプＥ８とＤ７、お
よび異なる構成のフィルタ付きのいくつかの紙巻きタバ
コのプロトタイプについての一服当たりの喫煙特性と、
総ＷＴＰＭデ−タを示す。一服当たりの発生量がほぼ一
定であるプロトタイプを表IIに示し、一服当たりの発生
量が減少するプロトタイプを表III に示す。それらのプ
ロトタイプは総発生量（ＷＴＰＭ）が減少する順に示さ
れている。
【００３７】紙巻きタバコの喫煙特性データ １〜９回の喫煙に対するｍｇで表したＷＴＰＭ値
【００３８】
【表２】 表 II 一様喫煙特性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Total PR E1 1.6 1.7 1.8 1.7 1.8 1.8 1.8 1.8 1.3 14.8 0.92 E2 1.7 1.7 1.8 1.9 1.8 1.7 1.8 1.7 1.0 14.4 0.98 E8 2.1 1.3 1.2 1.7 1.8 1.6 1.7 1.7 - 13.1 1.00 E3 1.0 1.1 1.3 1.1 1.2 1.3 1.0 0.9 - 8.9 1.11 E4 1.2 1.2 1.1 1.3 1.1 1.3 1.4 - - 8.6 0.89 E5 1.0 1.0 1.1 1.1 1.1 0.7 0.9 1.1 - 8.0 1.00 E6 1.1 0.8 0.8 0.9 0.7 0.8 0.8 0.9 - 6.8 1.12 E7 0.7 0.5 0.5 0.4 0.6 0.4 0.6 0.6 0.6 4.9 1.00
【００３９】
【表３】 表 III 減少喫煙特性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Total PR D1 1.5 1.3 1.5 1.3 1.5 1.5 1.1 1.0 - 10.7 1.33 D4 1.5 1.5 1.5 1.2 1.2 1.0 1.0 0.8 - 9.7 1.67 D2 1.4 1.3 1.0 1.3 0.9 0.8 0.8 1.2 - 8.7 1.35 D3 1.3 1.4 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 - 8.4 1.80 D7 1.0 1.0 0.9 1.0 0.9 0.8 0.7 0.5 0.6 7.4 1.80 D5 0.9 0.9 0.8 0.5 0.7 0.6 0.8 0.4 - 5.6 1.50 D6 0.8 0.7 0.6 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 - 4.3 1.25 以上の説明から、本発明が希望の喫煙特性と微粒子総発
生量を持つ紙巻きタバコを設計する独特の方法を提供す
るものであることが分かるであろう。また、本発明によ
れば、特定の複合フィルタ構造に対する空気希釈と圧力
降下を適切に選択することにより、減少する一服当たり
総発生量が得られるので有利である。
【００４０】個々では好ましい実施例のみについて具体
的に図示し説明したが、上記教示に照らせば、上記の特
許請求の範囲内で、本発明の趣旨および意図する範囲内
で本発明に多数の補正や変型を加えることが可能である
ことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って製造した複合フィルタ付きタバ
コの概略斜視図である。
【図２】図１のタバコの線２−２に沿った横断面図であ
る。
【図３Ａ】図１および図２のタバコの図２の線３−３に
沿った横断面図である。
【図３Ｂ】フィルタ部分の他の構造を示す本発明のタバ
コの横断面図である。
【図３Ｃ】フィルタ部分の他の構造を示す本発明のタバ
コの横断面図である。
【図３Ｄ】フィルタ部分の他の構造を示す本発明のタバ
コの横断面図である。
【図３Ｅ】フィルタ部分の他の構造を示す本発明のタバ
コの横断面図である。
【図３Ｆ】フィルタ部分の他の構造を示す本発明のタバ
コの横断面図である。
【図３Ｇ】フィルタ部分の他の構造を示す本発明のタバ
コの横断面図である。
【図３Ｈ】フィルタ部分の他の構造を示す本発明のタバ
コの横断面図である。
【図４】本発明の複合フィルタを製造するために使用す
る４アップフィルタの横断面図である。
【図５】図１から図３に示した種類の特定のフィルタ構
造に関する本発明に従って開発した数学モデルの回帰図
である。
【符号の説明】
１０ 紙巻きタバコ １２ タバコロッド １４ 巻紙 １６ 複合フィルタ １８ 先付け紙 ２０ ロッド側フィルタ部分 ２１、２３ プラグ巻紙 ２２ 吸い口側フィルタ部分 ２４ 結合紙 ２６ 毛細管 ２８ 空気希釈孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラツスル・デイーン・バーンズ アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27009、ビールース・クリーク、パイン・ ホール・ロード・6500 (72)発明者 リチヤード・リー・ブラツクレイ アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27040、フアツフタウン、グラツデウオー ター・コート・3060 (72)発明者 チヤールズ・レイ・アツシユクラフト アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27104、ウインストン−セイレム、ハント クリフ・トレイル・5168 (72)発明者 ジヤニーラ・ムーア・グウイン アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27107、ウインストン−セイレム、スプリ ングウツド・サークル・1213 (72)発明者 ジエームズ・ウイラード・プライアー アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27103、ウインストン−セイレム、サウ ス・ホウソーン・ロード・806 (72)発明者 ヘンリー・トーマス・ライデングス アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27023、ルイスビレ、ハウザー・ロード・ 1609 (72)発明者 ミリー・ミー・リー・ワン アメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 27104、ウインストン−セイレム、グリー ンベイ・コート・4109

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸い口側フィルタ部分と、ロッド側フィ
    ルタ部分と、前記フィルタ部分の１つに配置された通気
    用の空気を前記フィルタに入れるための空気を希釈する
    手段とを含み、前記ロッド側フィルタ部分中を長手方向
    に通路が延び、前記フィルタ部分がその間の接触境界面
    と接触する関係にあり、前記接触境界面が水柱ゲージで
    約１０ｍｍから約１００ｍｍまでの範囲の圧力降下を生
    ずることを特徴とするタバコ用フィルタ。
  2. 【請求項２】 前記フィルタにおける全圧力降下が、前
    記接触境界面における圧力降下と、前記吸い口側部分に
    おける圧力降下と、前記ロッド側部分における圧力降下
    とを含み、前記フィルタの全圧力降下と前記フィルタに
    入れられる通気用空気の量とが、タバコの最初の一服か
    ら最後の一服まで、一服当たりの湿性微粒子の発生量が
    ほぼ一定になるように選択されることを特徴とする請求
    項１に記載のフィルタ。
  3. 【請求項３】 前記フィルタの全圧力降下と前記フィル
    タに入れられる通気用空気の量とが、更に、タバコに対
    して所定量の湿性総微粒子が供給されるように選択され
    ることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ。
  4. 【請求項４】 前記フィルタにおける全圧力降下が前記
    接触境界面における圧力降下と、前記吸い口側部分にお
    ける圧力降下と、前記ロッド側部分における圧力降下と
    を含み、前記フィルタの全圧力降下と前記フィルタに入
    れられる通気用空気の量とを、タバコの最初の一服から
    最後の一服にかけて一服当たりの湿性微粒子の発生量が
    減少するように選択することを特徴とする請求項１に記
    載のフィルタ。
  5. 【請求項５】 前記フィルタの全圧力降下と前記フィル
    タに入れられる通気用空気の量を、更に、タバコに対し
    て所定の総量の湿性総微粒子が供給されるように選択す
    ることを特徴とする、請求項４に記載のフィルタ。
  6. 【請求項６】 前記通路が、内径約１．１ｍｍ（約４５
    ミル）から約１．５ｍｍ（約６０ミル）の範囲である少
    なくとも１本の管を含むことを特徴とする、請求項１に
    記載のフィルタ。
  7. 【請求項７】 前記通路が複数の管、またはその内部を
    長手方向に複数の経路が貫通しているロッドを含むこと
    を特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
  8. 【請求項８】 前記管が押出されたポリマーまたは紙か
    ら製造されることを特徴とする請求項６に記載のフィル
    タ。
  9. 【請求項９】 前記管が有機または無機の風味剤を含む
    ことを特徴とする請求項６に記載のフィルタ。
  10. 【請求項１０】 前記ロッド側フィルタ部分が、酢酸セ
    ルロース・トウを含み、そのトウ中に１つまたは複数の
    シート状炭素材料の同心層を有することを特徴とする請
    求項１に記載のフィルタ。
  11. 【請求項１１】 前記通路が、前記ロッド側フィルタ部
    分の軸線方向に、かつ前記シート状炭素材料の同心層と
    同軸状に配置された炭素管を含むことを特徴とする請求
    項１０に記載のフィルタ。
  12. 【請求項１２】 前記空気希釈手段が前記ロッド側部分
    中に配置され、前記空気希釈手段が前記ロッド側部分の
    周辺に孔を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィ
    ルタ。
  13. 【請求項１３】 前記孔が前記接触境界面から約２ｍｍ
    から約５ｍｍまでの所に配置されることを特徴とする請
    求項１に記載のフィルタ。
  14. 【請求項１４】 前記吸い口側部分および前記ロッド側
    部分が酢酸セルロース、紙またはポリマーシートのひだ
    付きウェブあるいは開放セル式発泡材のうちの１つを含
    むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
  15. 【請求項１５】 タバコロッドと、フィルタと、通気空
    気を前記フィルタ中に入れるための前記フィルタ中の希
    釈手段とを備え、前記フィルタが圧力を降下させ、また
    前記フィルタが吸い口側部分とロッド側部分を有し、該
    ロッド側フィルタ部分の内部を長手方向に通路が延び、
    前記フィルタ部分がその間の接触境界面と接触する様に
    配置され、前記タバコロッドが前記ロッド側部分に取り
    付けられており、前記フィルタにおける圧力降下と前記
    フィルタに入れられる通気空気の量とが、最初の一服か
    ら最後の一服にかけて、一服当たりの湿性微粒子の発生
    量が次第に減少するように選択されることを特徴とする
    紙巻きタバコ。
  16. 【請求項１６】 前記接触境界面における圧力降下が水
    柱約１０ｍｍゲージから約１００ｍｍゲージまでの範囲
    にあることを特徴とする請求項１５に記載の紙巻きタバ
    コ。
  17. 【請求項１７】 前記フィルタにおける圧力降下と前記
    空気希釈手段によって前記フィルタへ入れられる空気の
    量とが、紙巻きタバコの所定の総量の湿性総微粒子が供
    給されるように選択されることを特徴とする請求項１５
    に記載の紙巻きタバコ。
  18. 【請求項１８】 紙巻きタバコの最初の２服の湿性微粒
    子量を最後の２服の湿性微粒子量で割った商として定義
    される、紙巻きタバコのパフ比が約１．２より高いこと
    を特徴とする請求項１５に記載の紙巻きタバコ。
  19. 【請求項１９】 パフ比が約１．２から約２．５の範囲
    にあることを特徴とする、請求項１８に記載の紙巻きタ
    バコ。
  20. 【請求項２０】 タバコロッドと、フィルタと、通気空
    気を前記フィルタ中に入れるための前記フィルタ中の希
    釈手段とを備え、前記フィルタが圧力を降下させ、また
    前記フィルタが吸い口側部分とロッド側部分とを有し、
    該ロッド側フィルタ部分の内部を長手方向に通路が延
    び、前記フィルタ部分がその間の接触境界面と接触する
    様に配置され、前記タバコロッドが前記ロッド側部分に
    取り付けられている紙巻きタバコを製造する段階と、 最初の一服から最後の一服にかけて、一服当たりの湿性
    微粒子の発生量が次第に減少するように、前記フィルタ
    における圧力降下と前記フィルタに入れられる通気空気
    の量とを制御する段階とを含むことを特徴とする喫煙中
    の紙巻きタバコからの微粒子の放出を制御する方法。
  21. 【請求項２１】 前記製造段階が、４つの接触境界面を
    備える４アップフィルタを製造する段階と、その４アッ
    プフィルタにおける圧力降下を測定する段階とを含むこ
    とを特徴とする請求項２０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 タバコロッドと、フィルタと、通気空
    気を前記フィルタ中に入れるための前記フィルタ中の希
    釈手段と、少なくとも１枚の炭素シートとを備え、前記
    フィルタが圧力を降下させ、前記フィルタが吸い口側部
    分とロッド側部分を有し、前記ロッド側フィルタ部分の
    内部を長手方向に通路が延び、前記フィルタ部分がその
    間の接触境界面と接触する様に配置され、前記タバコロ
    ッドが前記ロッド側部分に取り付けられ、前記炭素シー
    トが、前記通路を囲むロッド側部分中に配置された風味
    剤を含むことを特徴とする紙巻きタバコ。
  23. 【請求項２３】 前記炭素シートが前記通路に対して同
    心状に配置されることを特徴とする、請求項２２に記載
    の紙巻きタバコ。
  24. 【請求項２４】 前記通路に対して隔てられた同心関係
    で配置された複数の前記炭素シートを含むことを特徴と
    する請求項２２に記載の紙巻きタバコ。
  25. 【請求項２５】 前記フィルタが、前記接触境界面にお
    ける圧力降下と、前記吸い口側部分における圧力降下と
    を含む総圧力降下を有し、前記フィルタの総圧力降下と
    前記フィルタに入れられる通気空気の量とが、タバコの
    最初の一服から最後の一服まで、一服当たりの湿性微粒
    子の発生量がほぼ一定になるように選択されることを特
    徴とする請求項２２に記載の紙巻きタバコ。
  26. 【請求項２６】 前記フィルタの全圧力降下と前記フィ
    ルタに入れられる通気用空気の量とが、更にタバコに対
    して所定の総量の湿性総微粒子が供給されるように選択
    することを特徴とする請求項２５に記載の紙巻きタバ
    コ。
  27. 【請求項２７】 前記フィルタが、前記接触境界面にお
    ける圧力降下と、前記吸い口側部分における圧力降下と
    を含む総圧力降下を有し、前記フィルタの総圧力降下と
    前記フィルタに入れられる通気空気の量とが、タバコの
    最初の一服から最後の一服にかけて、一服当たりの湿性
    微粒子の発生量が減少するように選択されることを特徴
    とする請求項２２に記載の紙巻きタバコ。
  28. 【請求項２８】 前記フィルタの全圧力降下と前記フィ
    ルタに入れられる通気用空気の量とが、更に、タバコに
    対して所定量の湿性総微粒子が供給されるように選択さ
    れることを特徴とする請求項２７に記載の紙巻きタバ
    コ。
  29. 【請求項２９】 前記ロッド側フィルタ部分が、酢酸セ
    ルロース・トウを含み、そのトウ中に１つまたは複数の
    炭素シート材料の同心層を有することを特徴とする請求
    項２２に記載の紙巻きタバコ。
  30. 【請求項３０】 前記接触境界面における圧力降下が水
    柱ゲージで約１０ｍｍゲージから約１００ｍｍまでの範
    囲にあることを特徴とする請求項２２に記載の紙巻きタ
    バコ。
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