JP6044908B2 - 流量制限要素及びキャビティを含む喫煙物品フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、流量制限要素と口側端部キャビティを組み合わせたものを含む喫煙物品フィルタ、及びこのようなフィルタを組み込んだ喫煙物品に関する。

通常、フィルタ付きシガレットは、包装タバコロッドと端部を接した関係で整列し、チップペーパーによってタバコロッドに取り付けられた円筒状フィルタを含む。従来のフィルタ付きシガレットでは、フィルタを、多孔質プラグラップで包まれたセルロースアセテートトウなどの繊維状濾過材料のプラグで構成することができる。喫煙中、フィルタを通じて煙が吸い込まれると、主流煙からの粒状物質がセルロースアセテートトウのプラグ内に堆積する。この結果、通常は喫煙物品の口側端部において見ることができる、セルロースアセテートトウプラグの変色又は染色が生じることがある。

１又はそれ以上の構造的挿入物を組み込んだフィルタも知られている。例えば、喫煙物品の吸引抵抗（ＲＴＤ）を高めるための１又はそれ以上の流量制限要素を含むフィルタを提供することが知られている。通常、流量制限要素は、許容できるＲＴＤを維持しながら主流煙中の気相成分の送達を低下させるフィルタを提供するように、フィルタに沿った位置に換気部と組み合わせて設けられる。流量制限要素を含む以前に提案されたフィルタでは、流量制限要素の下流側であるフィルタの口側端部に１又はそれ以上のセルロースアセテートトウのプラグが設けられる。喫煙後には、通常、喫煙物品の口側端部においてセルロースアセテートフィルタプラグが染色されているのを見ることができる。

国際公開第２００９／０２２２３２号 国際公開第２００８／１２１６１０号 国際公開第２０１０／１０７６１３号

フィルタの口側端部における染色を低減した、又は染色の視認度を低減した喫煙物品フィルタを提供することが望ましい。主流煙とフィルタに侵入する循環空気との混合を改善する喫煙物品フィルタを提供することも望ましい。このような喫煙物品フィルタを組み込んだ喫煙物品が、喫煙中の消費者の喫煙体験を改善できれば特に望ましい。

本発明によれば、１又はそれ以上のオリフィスを含む横断バリアを有する流量制限要素を含む喫煙物品が提供される。喫煙物品は、流量制限要素の横断バリアから喫煙物品の口側端部に延びる口側端部キャビティを定める。喫煙物品は、横断バリアの下流に、口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める第１の下流管状部分も含む。第１の下流管状部分内には、第１の下流管状部分の外周と口側端部キャビティの間に連通路を形成するように１又はそれ以上の開口部が設けられる。

流量制限要素内に開口部を設けると、循環空気と主流煙の混合が有利に改善され、消費者に送達される煙流の分散がさらに向上することが分かっている。これにより、フィルタの口側端部における染色の発生がさらに低減される。さらに、煙の味及び口内感覚に対する煙の分散効果が強化される。

本発明による喫煙物品は、流量制限要素を含む、口側端部キャビティを定めるフィルタと、このフィルタを取り囲むフィルタラッパーとを含むことが好ましい。

本発明によれば、１又はそれ以上のオリフィスを含む横断バリアを有する流量制限要素と、フィルタを取り囲むフィルタラッパーとを含むフィルタがさらに提供される。フィルタは、流量制限要素の横断バリアからフィルタの口側端部に延びる口側端部キャビティを定める。口側端部キャビティは、フィルタの構成要素の１つ又はそれ以上により形成される、フィルタの口側端部における空間である。フィルタは、口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める、横断バリアの下流の第１の下流管状部分も含む。第１の下流管状部分内には、第１の下流管状部分の外周と口側端部キャビティの間に連通路を形成するように１又はそれ以上の開口部が設けられる。

以下の説明では、特に明記しない限り、本発明によるフィルタに対するあらゆる言及は、本発明による喫煙物品のフィルタにも当てはまる。

本発明によるフィルタは、タバコ材料を燃焼させて煙を生じるフィルタ付きシガレット及びその他の喫煙物品で有利に使用することができる。本発明によるフィルタは、タバコ材料を燃焼させるのではなく加熱してエアロゾルを生成する喫煙物品でも使用することができる。本発明によるフィルタは、燃焼又は加熱を伴わずにタバコ材料、タバコ抽出物又はその他のニコチン源からニコチン含有エアロゾルを発生させる喫煙物品にも使用することができる。

本明細書において使用する「煙」という用語は、フィルタ付きシガレットなどの可燃性喫煙物品によって生じる煙、及び上述したタイプの加熱式又は非加熱式喫煙物品などの非可燃性喫煙物品によって生じるエアロゾルを示すために使用するものである。

「流量制限要素」という用語は、主流煙を吸い込まなければならない通路のサイズ又は断面を縮小することによってフィルタ内を通る主流煙の流れを制限する構造的フィルタ挿入物を示すために使用するものである。フィルタの全体的サイズに対して通路のサイズを縮小すると、フィルタを通じて煙を吸い込むことが困難になり、吸引抵抗が増すようになる。本発明によるフィルタでは、流量制限要素が、１又はそれ以上のオリフィスを含む横断バリアを有する。主流煙は、オリフィス内のみを通過するように制限される。主流煙を吸い込まなければならない１又は複数の通路の横断面積は、フィルタ全体の横断面積の約７５％未満であることが好ましく、約５０％未満であることがより好ましく、約１０％未満であることが最も好ましい。

「上流」及び「下流」という用語は、本発明によるフィルタを組み込んだ喫煙物品の喫煙中にフィルタ内を通る主流煙の流れ方向を基準とした、本発明によるフィルタの構成要素の相対位置を示すために使用するものである。

「口側端部」という用語は、喫煙中に消費者の唇間に配置されるように意図されたフィルタの端部を示す。組み立てた喫煙物品では、フィルタの口側端部が、喫煙物品の点火される端部とは反対側の端部に位置する。

「横断」という用語は、フィルタ及び喫煙物品の長手方向軸又は主軸に対して実質的に垂直な構成要素又は方向を示す。

本発明によるフィルタは、フィルタの吸引抵抗（ＲＴＤ）を高めるように流量制限セグメントを組み込む。流量制限要素は、特に換気フィルタに応用される。フィルタには、タール又は一酸化炭素などの主流煙成分の送達を抑えるために換気部が組み込まれる。しかしながら、換気レベルを高くすると、ＲＴＤレベルが受け入れ難いほど低下することがある。従って、流量制限要素をフィルタ内に有利に組み込むと、許容できるＲＴＤを有していながら依然としてタール及び一酸化炭素の送達を低減できるフィルタを実現することができる。

本発明によるフィルタは、口側端部キャビティを含む。以下でより詳細に説明するように、このキャビティは、フィルタ要素の１つ又はそれ以上により形成又は規定される。従って、本発明によるフィルタは、フィルタの口側端部に空間を設けて、流量制限要素とフィルタの口側端部との間にさらなるフィルタ要素が存在しないようにする。従って、喫煙中、主流煙は、流量制限要素の横断バリア内のオリフィスを通過した後、実質的に遮られることなく口側端部キャビティ内を流れて、フィルタの口側端部から外に出る。

フィルタに口側端部キャビティを設けるということは、フィルタの口側端部から流量制限要素の横断バリアが見えることを意味する。口側端部キャビティの内面も見えるようになる。有利なことに、フィルタの口側端部に繊維状濾過材料の代わりにキャビティを使用すると、喫煙後のフィルタの目に見える染色が大幅に低減されることが分かっている。このフィルタの構成は、流量制限要素の横断バリアの下流における主流煙の濾過が最小限に抑えられ、従って主流煙からの粒状物質が最低限しか堆積しないようなものである。具体的には、フィルタの口側端部における目に見える表面上に、粒状物質が最低限しか堆積しないようになる。

また、流量制限要素の横断バリアの下流に口側端部キャビティを設けると、フィルタを通じて吸い込まれる際の主流煙の流動力学が、従来のフィルタ構成で観察される流動力学に比べて変化する。フィルタの最も下流の要素として濾過材料のプラグを含む従来のフィルタでは、主流煙が、チャネルを通じて濃縮された煙流の形でフィルタの口側端部から消費者に送達される傾向にある。本発明によるフィルタでは、主流煙が、横断バリア内の１又はそれ以上のオリフィスを通過して口側端部キャビティに入り、ここで膨張し分散してから消費者に送達される。

フィルタ内に換気部を設けた場合、口側端部キャビティは、主流煙がいくらかの循環空気とより効果的に混合された後でフィルタの口側端部から希釈煙を送達できるようにする空間も提供する。

この分散した煙流は、消費者の口内に異なる感覚をもたらす可能性が高く、従来のフィルタによる濃縮度の高い煙流よりも好ましい場合がある。

口側端部キャビティは、主流煙の適切な混合及び膨張にとって十分な空間を提供するために、横断バリアからフィルタの口側端部まで少なくとも約２ｍｍ延びることができる。口側端部キャビティは、横断バリアから少なくとも約５ｍｍ延びることが好ましく、少なくとも約１０ｍｍ延びることがより好ましく、少なくとも約１２ｍｍ延びることが最も好ましい。循環空気を供給するための換気孔は、フィルタの口側端部から少なくとも約８ｍｍの位置に存在することができ、少なくとも約１０ｍｍの位置に存在することが好ましく、少なくとも約１２ｍｍの位置に存在することがより好ましい。

本発明によるフィルタの口側端部キャビティは、フィルタラッパーによって少なくとも部分的に定められることが好ましい。「部分的に定められる」という用語は、フィルタラッパーがその長さの一部のみに沿って口側端部キャビティを定めることを意味するものである。好ましい実施形態では、口側端部キャビティが、流量制限要素の下流端を越えて延び中空の円筒管を定めるフィルタのプラグラップによって少なくとも部分的に定められる。この管の内周は、フィルタの口側端部キャビティの全部又は一部を形成する円筒形キャビティを定める。後述するように、プラグラップが口側端部キャビティの下流部分のみを長手方向に定める場合、口側端部キャビティの残り部分は流量制限要素によって定められることが好ましい。

プラグラップは、口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める場合、従来のプラグラップ材料よりも坪量の高い紙材料で形成されることが好ましい。これにより、口側端部において硬質の中空管を形成する剛性の高いプラグラップが実現され、消費者の唇間でフィルタが圧迫された際に口側端部キャビティが崩壊することが避けられる。

プラグラップは、１平方メートル当たり約４０グラム〜１平方メートル当たり約１３０グラムの坪量を有することができる。具体的には、プラグラップは、１平方メートル当たり約４０グラム〜１平方メートル当たり約６０グラムの比較的低い坪量を有することもでき、或いは１平方メートル当たり約６０グラム〜１平方メートル当たり約１３０グラムの比較的高い坪量を有することもできる。

或いは、例えば透明プラスチック材料などのプラスチック材料でプラグラップを形成することもできる。プラスチック材料の坪量は、１平方メートル当たり約４０グラム〜１平方メートル当たり約７０グラムとすることができ、このプラスチック材料は、約２５ミクロン〜５０ミクロンの厚みを有することができる。いくつかの実施形態では、プラグラップを実質的に無孔性とすることができ、例えば、その多効度を約２０コレスタ単位未満、より好ましくは約１０コレスタ単位未満とすることができる。他の実施形態では、プラグラップを多孔性とすることができ、例えば、その多効度を約２０コレスタ単位よりも大きく、より好ましくは約１００コレスタ単位よりも大きく、最も好ましくは約１０００コレスタ単位よりも大きくすることができる。

本発明による喫煙物品のいくつかの実施形態では、プラグラップに加えて又はプラグラップの代わりに、フィルタをタバコ材料のロッドに取り付けるチップペーパーが、口側端部キャビティを少なくとも部分的に定めることができる。例えば、いくつかの実施形態では、プラグラップとその上のチップペーパーの両方が同一の広がりを有し、流量制限要素の下流端を越えて延び、口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める。別の実施形態では、チップペーパーが、流量制限要素及びプラグラップを越えて延び、口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める。

本発明のフィルタの流量制限要素は横断バリアを含み、このバリアは、バリアを通過する煙のための制限通路を提供する１又はそれ以上のオリフィスを有する。横断バリアは、このオリフィスがフィルタを通過する唯一の通路を煙に対して効果的に提供するように煙不透過性材料で形成される。横断バリア内に設けられるオリフィスの数及び各オリフィスの寸法は、所望のＲＴＤを達成するように選択することができる。横断バリアは、単一の、実質的に中心的なオリフィスを含むことが好ましい。或いは、横断バリアは、複数の離間したオリフィスを含むこともできる。

横断バリア内の各オリフィスのサイズは、約０．２ｍｍ〜約１．２ｍｍであることが好ましく、約０．３ｍｍ〜約０．８ｍｍであることがより好ましく、約０．５ｍｍ〜約０．７ｍｍであることが最も好ましい。また、各オリフィスの長さは、約０．２ｍｍ〜約２．０ｍｍであることが好ましく、約０．５ｍｍ〜約０．７ｍｍであることがより好ましい。「長さ」という用語は、オリフィスの上流入口からオリフィスの下流出口までのオリフィスの通路長を示すために使用するものである。好ましい実施形態では、オリフィスの長さが、一般に横断バリアの厚みにほぼ等しい。オリフィスの「サイズ」は、オリフィスを横断する最大寸法を示すために使用するものである。好ましい実施形態では、オリフィスの形状が円形であり、オリフィスのサイズが、この円形形状の直径である。

流量制限要素の横断バリアは、あらゆる好適な形状を有することができる。例えば、横断バリアは、好ましくはフィルタの長手方向軸に対して実質的に垂直な、実質的に平坦な円盤であってもよい。或いは、横断バリアが裁頭円錐形であり、フィルタを通じて吸い込まれる主流煙の方向に対して収束していても、又は末広であってもよい。さらなる実施形態では、横断バリアを、フィルタを通じて吸い込まれる主流煙の方向に対して凹形又は凸形とすることもできる。横断バリアは、主流煙の方向に対して凹形であること、すなわち上流方向に凹形であることが好ましい。これには、本発明によるフィルタの製造中に流量制限要素を容易に圧縮できるという利点がある。

第１の下流管状部分の内周は、口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める。第１の下流管状部分が横断バリアからフィルタの口側端部まで延びる場合、このフィルタ内の第１の下流管状部分によって口側端部キャビティを完全に定めることができる。或いは、上述したように、口側端部キャビティは、第１の下流管状部分によって定められる上流部分と、第１の下流管状部分の端部を越えて延びるフィルタラッパーによって定められるキャビティの一体化された下流部分とを含むこともできる。

第１の下流管状部分は、フィルタの外径に比べて縮小された外径を有することが好ましい。従って、包装フィルタ内には、フィルタラッパーと第１の下流管状部分の外面との間に環状空間が存在する。以下でより詳細に説明するように、この環状空間を有利に用いてフィルタ内に換気領域を提供することができる。

この構成により、喫煙中にこの換気領域を通じて空気が吸い込まれ、第１の下流管状部分内の開口部を通じて口側端部キャビティ内に直接導かれるようにすることができる。

流量制限要素は、第１の下流管状要素の下流に第２の下流管状要素をさらに含むことができる。第２の下流管状要素は、両下流管状要素の隣接する端部間に間隙が存在しないように第１の下流管状要素に接続されることが好ましい。第１及び第２の下流管状部分は一体に形成されることが特に好ましい。第２の下流管状部分の内周は、第１の下流管状要素及び任意にフィルタラッパーによって定められる部分と共に、口側端部キャビティの一部を定める。第２の下流管状部分は、実質的にフィルタの外径に対応する外径を有することが好ましい。これにより、特に第１の下流管状部分の外径が第２の下流管状部分に比べて縮小されている場合、フィルタの崩壊を防ぐための構造及び補強がフィルタに有利に与えられる。

流量制限要素は、この１又はそれ以上の下流管状部分の代わりに又はこれらに加えて、横断バリアから上流に延びる上流管状部分を含むことが好ましい。上流管状部分の内周は上流キャビティを定める。上流管状部分の外径は、フィルタの外径と実質的に同じであることが好ましい。上流キャビティは、主流煙が横断バリア内の１又はそれ以上のオリフィスの周囲に集中した後でオリフィスを通じて下流に吸い込まれるようにするという利点を有することができる。また、上流キャビティは、喫煙中に１又はそれ以上のオリフィスの閉塞を防ぐ役にも立つことができる。

流量制限要素は、第１及び第２の下流管状部分に関連して上述した構成と同様の構成で、第１の上流管状部分の上流に第２の上流管状部分を含むことができる。２つの上流管状部分を設ける場合、横断バリアに隣接する第１の上流管状部分の外径はフィルタの全径に比べて縮小されていることが好ましく、第２の上流管状部分の外径は実質的にフィルタと同じであることが好ましい。

特に好ましい実施形態では、横断バリアの下流に２つの一体管状部分が設けられ、横断バリアの上流に単一の管状部分が設けられる。

横断バリアの両側の管状部分は、流量制限要素が横断バリアを中心に対称性を有するように、互いに実質的に同じサイズ及び形状を有することができる。或いは、横断バリアの両側の管状部分は、流量制限要素が横断バリアを中心に非対称性を有するように、互いに異なるサイズ又は形状を有することもできる。

２又はそれ以上の接続部分から成る流量制限要素を形成することも可能ではあるが、流量制限要素の構成部品は、単一の一体要素として一体に形成されることが好ましい。流量制限要素は、押し出し成形又は射出成形によって形成されることが好ましい。

流量制限要素は、あらゆる好適な材料又は材料の組み合わせによって形成することができる。流量制限要素は、押し出し成形又は射出成形に適した材料で形成されることが好ましい。流量制限要素は、通過する主流煙の粒状物質をそれほど保持しないように、従来のセルロースアセテートのフィルタ材料よりも粒子効率の低い材料で形成されることが好ましい。流量制限要素を形成できる好適な材料としては、以下に限定されるわけではないが、プラスチック（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリスルホン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリ（ヒドロキシアルカン酸類）、ポリ（ブチレンサクシネート）、ポリ（ビニルアセテート）、ポリ（ヒドロキシブチラートヒドロキシバレラート、ポリ（ブチレンアジペートテレフタレート又はポリカプロラクトン）、セルロース材料、でんぷん系材料、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、及びこれらの組み合わせ又は複合物が挙げられる。

流量制限要素は、１種類又はそれ以上の水溶性ポリマーで形成された溶解性ポリマー材料から形成されることが好ましい。溶解性ポリマー材料は、１種類又はそれ以上の水溶性熱可塑性物質で形成されることが特に好ましい。「溶解性」という用語は、ポリマー材料が水溶媒によって溶液中に溶解できることを意味する。これは、１種類又はそれ以上の水溶性材料を使用して材料を形成することにより達成される。流量制限要素は、完全に溶解性ポリマー材料で形成することもでき、或いは溶解性ポリマー材料を、溶解性であっても又はそうでなくてもよい不活性無機充填剤などの不活性成分と組み合わせることもできる。溶解性材料を使用して流量制限要素を形成することにより、フィルタを廃棄した後のフィルタの分解率が有利に増加する。

流量制限要素は、生分解性ポリマー材料から形成されることが特に好ましい。好ましいポリマー類は、欧州標準ＥＮ１３４３２に概説されている水性好気性生分解試験（シュトゥルム試験（Ｓｔｕｒｍ ｔｅｓｔ））に定められるように完全に生分解性である。好ましい生分解性ポリマー類としては、でんぷん、ポリビニルアルコール、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

流量制限要素を形成する材料の厚みは、約０．２ｍｍ〜約２．０ｍｍであることが好ましく、約０．５ｍｍ〜約０．７ｍｍであることがより好ましい。例えば、横断バリアの厚み、並びに上流及び下流管状部分を形成する壁の厚みは、これらの範囲内にあることが好ましい。

流量制限要素の長さは、約６ｍｍ〜約２０ｍｍであることが好ましく、約６ｍｍ〜約１４ｍｍであることがより好ましい。流量制限の直径に対する流量制限要素の長さの比率は、少なくとも約１．２であることが好ましく、少なくとも約１．５であることがより好ましく、少なくとも約１．８であることが最も好ましい。流量制限要素が１又はそれ以上の管状部分を含む場合、各管状部分の長さは、少なくとも約３ｍｍであることが好ましく、少なくとも約４ｍｍであることがより好ましい。流量制限要素の外径は、約６ｍｍ〜約９ｍｍであることが好ましく、約７ｍｍ〜約８．５ｍｍであることがより好ましく、標準サイズのシガレットでは約７．５ｍｍ〜約７．９ｍｍであり、或いは小径シガレットでは約６．６ｍｍ〜約７．６ｍｍであることが最も好ましい。

本発明によるフィルタ及び喫煙物品は、喫煙中にフィルタ内に空気を流入させるために、フィルタに沿った位置に換気領域を備えることが好ましい。フィルタ内に侵入する循環空気は主流煙を薄め、喫煙中の一酸化炭素及びタールの送達を低減する。換気領域は、タバコ材料のロッドにフィルタを取り付けるチップペーパーを貫く１又はそれ以上の円周方向のミシン目の列の形をとることが好ましい。このミシン目は、下にあるプラグラップが実質的に空気不透過性である場合、チップペーパーとプラグラップの両方を貫いて設けられることが好ましい。ミシン目は、下にあるプラグラップが少なくとも部分的に空気透過性である場合、チップペーパーのみを貫いて延びることもできる。

換気領域は、流量制限要素の横断バリアの上流又はその下流に循環空気を供給することができる。循環空気は、横断バリアの下流に供給されることが好ましい。循環空気は、第１の下流管状部分内に供給されることが好ましい。

上述したように、第１の下流管状部分は、フィルタの全外径に比べて縮小された外径を有することが好ましい。これにより、第１の下流管状部分上に換気領域を設けた実施形態では、チップペーパーと第１の下流管状部分の外周との間に形成される環状空間が循環空気を引き込める空間を形成するので特に有利になる。この構成により、主流煙の換気が向上する。

第１の下流管状部分内の各開口部は、第１の下流管状部分の壁を外面から内面に貫いて延びる通路を含むことが好ましい。この通路は、長手方向断面で見た場合、フィルタの長手方向軸に対して上流方向に傾斜していても、下流方向に傾斜していてもよく、或いは垂直であってもよい。この通路は、フィルタの長手方向軸に対して非垂直な角度アルファ（α）で延びることが好ましい。例えば、角度アルファ（α）は、上流又は下流方向に約３０度〜約９０度であることが好ましく、上流又は下流方向に約４５度〜約９０度であることがより好ましい。角度アルファ（α）は、通路の中心軸とフィルタの長手方向軸との間の最小角度として測定される。通路が真っ直ぐでない場合、角度アルファ（α）は、フィルタの長手方向軸と通路の出口方向との間で測定される。

いくつかの実施形態では、全ての通路が、空気を口側端部に向かう下流方向に導く。他の実施形態では、全ての通路が、空気を口側端部から離れた上流方向に導く。さらに別の実施形態では、通路の一部が煙を上流方向に導き、残りが煙を下流方向に導く。

喫煙物品の長手方向に対して傾斜した開口部又は通路を設けるということは、喫煙中に循環空気が主流煙の流れに対して角度を成して口側端部キャビティ内に導かれることを意味する。これにより、煙と空気の混合が有利に最適化され、主流煙の流れが分散する。この混合により、口側端部キャビティ内を通過する煙及び空気流の乱流を増加させることもできる。主流煙の流動力学に対するこれらの効果により、上述した利点を高めることができる。

流量制限要素の横断面では、各通路が、横断面の半径に沿って、又は半径から角度ベータ（β）だけオフセットされた線に沿って延びることが好ましい。「半径」は、横断面の中心から横断面の縁まで延びるあらゆる線を意味する。角度ベータ（β）は、半径と通路の中心軸との交点間の最小角度として測定される。通路が真っ直ぐでない場合、この角度は、フィルタの長手方向軸と通路出口の間で測定することができる。

角度ベータ（β）は、下流方向から断面を見た場合、半径に対して時計回り方向に向いてもよく、反時計回り方向に向いていてもよい。

通路が半径からオフセットされている場合、角度ベータ（β）は、時計回り方向又は反時計回り方向に、約６０度未満であることが好ましく、約４５度未満であることがより好ましく、約１５度未満であることが最も好ましい。角度ベータ（β）が半径からオフセットされている場合、煙と循環空気の混合を強化することができる。場合によっては、全ての通路を時計回り方向又は反時計回り方向に向けることもでき、或いは通路の一部を時計回り方向に向け、一部を反時計回り方向に向けることもできる。

第１の下流管状部分内の開口部又は通路のサイズは、約１．０〜約４．０平方ｍｍ（ｍｍ²）の総開放領域を提供することが好ましく、この領域は、は約１．５〜約３．５平方ｍｍ（ｍｍ²）であることがより好ましい。開口部又は通路は、実質的に円形又は楕円形であることが好ましいが、他の形状の横断面も可能である。

第１の下流管状部分内には、単一の開口部又は通路を設けることができる。或いは、第１の下流管状部分内に、２又はそれ以上の離間した開口部又は通路を設けることもできる。例えば、１つの好ましい実施形態では、一対の実質的に対向する通路が設けられる。２又はそれ以上の開口部又は通路が存在する場合、これらの開口部又は通路は、互いに同じ開放領域を有していても、又は異なる開放領域を有していてもよい。２又はそれ以上の通路は、長手方向軸に対して同じ又は異なる角度アルファ（α）で、また流量制限要素の横断面の半径に対して同じ又は異なる角度ベータ（β）で設けることができる。開口部又は通路は、第１の下流部分の長さに沿って実質的に同じ位置に配置することも、或いは互いに異なる長手方向位置に配置することもできる。

横断バリアの上流に換気領域が設けられた別の実施形態では、換気領域が、流量制限要素の上流管状部分の上に重なることが好ましい。このような実施形態では、第１の下流管状部分内の開口部に関連して上述したように、上流管状部分が、上流管状部分により形成される上流キャビティと換気領域の間に連通路を形成するように１又はそれ以上の開口部を含むことができる。このような実施形態では、煙が横断バリアを通過する前に主流煙と循環空気の混合が行われる。

流量制限要素が２つの上流管状部分を含む場合、開口部は、第１の上流部分内に横断バリアに隣接して設けられることが好ましい。第１の上流部分は、第１の上流管状部分の外面とその上に重なるプラグラップとの間に環状チャネルを形成するように、フィルタの全径に比べて縮小された外径を有することが好ましい。

本発明によるフィルタは、流量制限要素の上流に１又はそれ以上の追加のフィルタセグメントをさらに含むことができる。流量制限要素の上流には、セルロースアセテートトウ、セルロース不織物（例えば紙）、セルロース系ヤーン、水溶性繊維及び生分解性繊維のうちの１つ又はそれ以上などの繊維状濾過材料から成る１又はそれ以上のプラグが設けられることが好ましい。各濾過材料プラグの長さは、約５ｍｍ〜約１２ｍｍであることが好ましく、約６ｍｍ〜約８ｍｍであることがより好ましい。繊維状濾過材料を形成する繊維は、実質的にセグメントに沿って長手方向に整列していてもよく、ランダムに配向されていてもよい。

１又はそれ以上の繊維状濾過材料の上流プラグが設けられる場合、少なくとも１つのプラグは、フィルタを通じて吸い込まれる主流煙から少なくとも１種類の気相成分を除去できる吸着剤を含むことができる。この少なくとも１種類の吸着剤は、活性炭、活性アルミナ、ゼオライト類、セピオライト類、分子篩類及びシリカゲルから成る群から選択されることが好ましい。これとは別に又はこれに加えて、少なくとも１つの繊維状濾過材料のプラグは、喫煙中における消費者への香味送達をさらに強化するように、１種類又はそれ以上の香味料、好ましくは１種類又はそれ以上の液体香味料を含むことができる。

流量制限要素、及び存在する場合には１又はそれ以上の繊維状濾過材料の上流プラグは、帯状のプラグラップによって取り囲まれることが好ましい。このプラグラップは、実質的に空気透過性であっても、又は実質的に空気不透過性であってもよい。上述したように、この帯状のプラグラップは、流量制限要素の下流端を越えて延び、少なくとも部分的に口側端部キャビティを定めることが好ましい。

帯状のプラグラップは、流量制限要素の少なくとも一部の円周方向外面に取り付けられることが好ましい。帯状のプラグラップは、流量制限要素の外面に実質的に気密性のシールを形成するように流量制限要素に取り付けられることが好ましい。これにより、喫煙中に流量制限要素の外側周囲に主流煙が漏れることが有利に防がれて、主流煙の実質的に全てが横断バリア内の１又はそれ以上のオリフィスを通過せざるを得なくなる。このようにして、流量制限要素は、所望のＲＴＤレベルを効果的に維持することができる。

フィルタが１又はそれ以上の繊維状濾過材料の上流プラグをさらに含む場合、帯状のプラグラップは、各プラグの円周方向外面に取り付けられることが好ましい。

プラグラップは、紙材料で形成されることが好ましい。しかしながら、代わりにプラグラップを、例えば透明プラスチック材料などのプラスチック材料で形成することもできる。帯状のプラグラップは、好適な接着剤を使用して流量制限要素及びいずれかのフィルタプラグに取り付けることができる。

全ての換気を遮断してＲＴＤを測定した場合、本発明によるフィルタの総ＲＴＤは、約２５０ｍｍＷＧ〜約５００ｍｍＷＧであることが好ましく、約２７５ｍｍＷＧ〜約４００ｍｍＷＧであることがより好ましく、約３００ｍｍＷＧ〜約４００ｍｍＷＧであることが最も好ましい。全ての換気を遮断して喫煙前にＲＴＤを測定した場合、本発明による喫煙物品の総ＲＴＤは、少なくとも約３０ｍｍＷＧであることが好ましく、少なくとも約４０ｍｍＷＧであることがより好ましい。

本明細書では、フィルタ又は喫煙物品のＲＴＤを「ｍｍＷＧ」すなわち「水位計ｍｍ」という圧力単位で表現し、ＩＳＯ６５６５：２００２に従って測定している。

本発明によるフィルタの全長は、約１８ｍｍ〜約３６ｍｍであることが好ましく、約２７ｍｍであることがより好ましい。本発明による喫煙物品の全長は、約７０ｍｍ〜約１２８ｍｍであることが好ましく、約８４ｍｍであることがより好ましい。本発明によるフィルタ及び喫煙物品の外径は、約５ｍｍ〜８．５ｍｍであることが好ましく、約７．９ｍｍであることがより好ましい。

本発明によるフィルタは、様々な異なる種類の喫煙物品に有利に組み込むことができる。例えば、本発明によるフィルタは、喫煙中に燃焼するタバコカットフィラー又はその他の喫煙可能材料のロッドを有するフィルタ付きシガレットなどの可燃性喫煙物品に組み込むことができる。喫煙可能材料のロッドは、ラッパーに取り囲まれたタバコを含むことが好ましく、ラッパーに取り囲まれたタバコカットフィラーを含むことがより好ましい。

或いは、本発明によるフィルタを、材料を燃焼させるのではなく加熱してエアロゾルを生成する上述した種類の加熱式喫煙物品に組み込むこともできる。例えば、本発明によるフィルタは、可燃性熱源と、この可燃性熱源の下流のエアロゾル発生基質とを含む、国際公開第２００９／０２２２３２号に開示されるような可燃性熱源を備えた加熱式喫煙物品に組み込むこともできる。本発明によるフィルタは、例えば化学的熱源、又は電気抵抗加熱素子などの電気熱源のような、不燃性熱源を備えた加熱式喫煙物品に組み込むこともできる。

或いは、本発明によるフィルタは、国際公開第２００８／１２１６１０号及び国際公開第２０１０／１０７６１３号に記載されるような、燃焼も加熱も伴わずにタバコ材料又はその他のニコチン源からニコチン含有エアロゾルが生成される喫煙物品に組み込むこともできる。

本発明による喫煙物品は、例えばソフトパック又はヒンジ蓋式パックなどの容器内にパックすることができる。容器内の喫煙物品を内側ライナで包装し、この内側ライナの少なくとも１つの表面に任意に香味料を加えることができる。

本発明によるフィルタは、流量制限要素及びいずれかのさらなる上流フィルタセグメントを含むフィルタの連続アレイを準備するステップと、これらのフィルタの連続アレイをプラグラップの連続シートで包装するステップと、この連続する包装フィルタロッドを切断して個々のフィルタ、或いは２連又は４連フィルタなどの多連フィルタを形成するステップとを含む連続法で製造することができる。これらのフィルタは、流量制限要素の下流端に隣接して空間が形成されるように連続アレイで配置されることが好ましい。その後、これらの個々の又は多連の包装フィルタロッドを既知の工程でタバコ材料の包装ロッドと組み合わせて、組み立てた喫煙物品を提供する。上述したように、フィルタロッドは空間の位置で切断されて、プラグラップにより形成された口側端部キャビティを有するフィルタが提供される。

流量制限要素及びいずれかの追加の上流フィルタセグメントは、従来のフィルタ製造装置及び技術を用いて、フィルタの連続アレイを形成するのに適した順序で整列させ配置することができる。流量制限要素がその長さに沿って非対称である場合、全ての組み立てたフィルタにおいて正しい方向が得られるように、流量制限要素の方向を交互にすることが必要となり得る。連続する包装フィルタロッドは、一貫した長さの口側端部キャビティが製造されるように切断位置の見当を合わせるのに適した手段を使用し、従来の切断装置を用いて適切な位置で切断することができる。

フィルタの製造中には、フィルタの連続アレイの周囲にプラグラップを巻き付けた後にプラグラップがフィルタ要素の外周面に接着するように、プラグラップの内面、フィルタ要素の外面又はこれらの両方に好適な接着剤を塗布することが好ましい。

以下、添付図面を参照しながら本発明をほんの一例としてさらに説明する。

本発明による喫煙物品の、フィルタの内部構成要素が明らかになるようにチップペーパー及びプラグラップを部分的に剥がした斜視図である。 図１の喫煙物品のフィルタの長手方向断面を示す図である。 ミシン目の線の位置で切り取ったフィルタの横断面を示す図である。 本発明の別の実施形態によるフィルタの長手方向断面を示す図である。

図１に示す喫煙物品１０は、円筒形のタバコロッド１２、及びフィルタ１４を含む。タバコロッド１２は、紙ラッパー１６に取り囲まれたタバコカットフィラーのプラグを含む。フィルタ１４は、フィルタ１４とタバコロッド１２の隣接部分を取り囲む帯状のチップペーパー１８によってタバコロッド１２に取り付けられる。

フィルタ１４は、タバコロッド１２に隣接して当接する上流フィルタセグメント２０と、喫煙物品１０の口側端部における口側端部キャビティ２２と、上流フィルタセグメント２０と口側端部キャビティ２２の間に配置された一体構成の射出成形された流量制限要素２４とを含む。上流フィルタセグメント２０は、セルロースアセテートトウのプラグで形成される。上流フィルタセグメント２０は、流量制限要素２４の上流端からわずかな距離だけ離間する。

上流フィルタセグメント２０及び流量制限要素２４は、帯状のプラグラップ２６によって取り囲まれる。帯状のプラグラップ２６は、流量制限要素２４の下流端を越えて延び、フィルタの口側端部キャビティ２２を部分的に定める。帯状のチップペーパー１８は、口側端部キャビティ２２を含めてプラグラップ２６の上に重なるようにフィルタの全長にわたって延びる。

流量制限要素２４は、有機又は無機フィラー材料とブレンドされて流量制限要素２４を形成するように射出成形されたポリビニルアルコールで形成される。図２に示すように、流量制限要素２４は、中央の横断バリア２８と、バリア２８の下流側から延びる一体の下流管状部分３０と、バリア２８の上流側から延びる一体の上流管状部分３２とを含む。

下流管状部分３０の内周は、横断バリア２８に隣接する下流キャビティ３４を定め、この下流キャビティ３４は、プラグラップ２６により定められる空間と共に、口側端部キャビティ２２の一部を形成する。上流管状部分３２の内周は、反対側で横断バリア２８に隣接する上流キャビティ３６を同様に定める。管状部分３０、３２は、互いにほぼ同じ長さであり、いずれの外径も実質的にフィルタ１４の外径に相当する。

横断バリア２８は、フィルタ１４の外径に相当する外径を有する円板の形をとる。この円板は、下流キャビティ３４と上流キャビティ３６の間の通路を形成する単一の中心オリフィス３８を含む。図１に示すように、横断バリア２８の外面、下流管状部分３０及び上流管状部分３２は、流量制限要素２４の外面が全体として実質的に円筒状になるように一体的である。横断バリア２８及び管状部分３０、３２の壁は、０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの厚みを有する。

下流管状部分３０内には、一対の実質的に対向する通路４０が設けられる。各通路４０は、下流管状部分３０の壁を貫いて、喫煙物品の長手方向軸に対して約９０度の角度アルファ（α）で延びる。

図３に示すように、横断面で見た場合、各通路４０は、流量制限要素の横断面の半径に対して角度ベータ（β）で延びるように、下流管状部分３０の周囲を円周方向に延びる。別の実施形態では、各通路が下流管状部分の半径に沿って延びるように角度ベータ（β）をゼロ度にすることができ、或いは図示のように、角度ベータ（β）を半径から時計回り方向に約４５度未満の角度だけオフセットさせることもできる。

帯状のチップペーパー１８及び帯状のプラグラップ２６には、これらを貫いて円周方向のミシン目５０の列が設けられる。ミシン目５０は、フィルタ１４に沿って、下流管状部分３０の外面の通路４０の開口部の上に重なる位置に存在する。従って、通路４０は、フィルタの外部と口側端部キャビティ２２の間に、口側端部キャビティ２２内に循環空気が吸い込まれるようにするための連通路を形成する。使用時には、ミシン目５０を通じて循環空気が吸い込まれ、下流管状部分内の通路４０に沿って口側端部キャビティ２２に入り、ここで横断バリア２８の中心オリフィス３８を通じて吸い込まれた主流煙と混合される。通路４０の配置は、循環空気が主流煙の方向に垂直な角度で主流煙内に向けられることを意味する。これにより、循環空気と主流煙が混合され、煙と空気の乱流が発生する。

図４に示すフィルタ１１４は、上述したフィルタ１４に構造的に類似するが、別の流量制限要素１２４を含む。流量制限要素１２４は、上述したような中央の横断バリア１２８、第１の一体下流管状部分１３０、第２の一体下流管状部分１３１、及び上流の一体管状部分１３２を含む。横断バリア１２８は上流方向に窪んでいる。

第１の下流管状部分１３０は、横断バリア１２８の下流側から延び、フィルタの全径に比べて縮小された外径を有する。第２の下流管状部分１３１は、第１の下流管状部分１３０の下流端から延びる。上流管状部分１３２は、横断バリア１２８の上流側から延びる。第２の下流管状部分１３１及び上流管状部分１３２は、いずれもフィルタ１１４の直径と実質的に同じ外径を有する。

第１の下流管状部分１３０及び第２の下流管状部分１３１の内周は、横断バリア１２８に隣接する下流キャビティ１３４を定め、この下流キャビティ１２４は、フィルタ１４の場合と同様に、プラグラップ２６によって定められる空間と共に、口側端部キャビティ１２２の一部を形成する。

図２に示すように、プラグラップ１２６の内面は、第１の下流管状部分１３０の外径が両側の管状部分に比べて縮小されていることにより、第１の下流管状部分１３０の円周方向外面から離間する。プラグラップ２６と第１の下流管状部分１３０の外面との間の環状空間は換気領域を形成する。第１の下流管状部分１３０の上に重なるプラグラップ２６及びチップペーパー１８には、これらを貫いて１又はそれ以上の円周方向のミシン目１４０の列が設けられる。

フィルタ１４の場合と同様に、第１の下流管状部分１３０内には、一対の実質的に対向する通路１４０が設けられる。これらの通路は、フィルタ１４に関連して上述した構成と同じ構成を有する。

上述したフィルタ１４、１１４を口側端部から見ると、口側端部キャビティ２２、１２２の内面が見える。口側端部キャビティの口側端部では、この内面がプラグラップ１２６の内面に相当する。口側端部キャビティ１２２の流量制限要素１２４によって定められる部分では、この内面が、下流部分３０或いは１又は複数の下流部分１３０、１３１の内面に相当する。口側端部からは、中心オリフィス３８を有する横断バリア２８、１２８も見える。フィルタ１４又はフィルタ１１４を組み込んだ喫煙物品１０の、タバコロッド１２内のタバコ材料の燃焼による喫煙後には、口側端部キャビティ２２、１２２及び横断バリア２８、１２８の目に見える表面上の染色の程度が比較的低い。

フィルタ１４、１１４は、上述した方法を用いて構築される。各流量制限要素２４、１２４の上流側に上流フィルタセグメント２０が隣接して下流側に空間が形成された状態で、流量制限要素２４、１２４の連続アレイを配置する。プラグラップ材料の連続シートも準備し、このプラグラップのシートをフィルタセグメントのアレイに巻き付けて適所に接着する。次に、連続する包装フィルタロッドを切断して、個々の、２連の又は４連の包装フィルタを形成し、フィルタの周囲に帯状のチップペーパーを取り付けることにより、包装フィルタを包装タバコロッドと組み合わせる。このステップは、既知のフィルタ付きシガレットの製造中にフィルタをタバコロッドに取り付けるために使用される既存の機械を用いて行うことができる。

１０ 喫煙物品
１２ タバコロッド
１４ フィルタ
１６ 紙ラッパー
１８ チップペーパー
２０ 上流フィルタセグメント
２２ 口側端部キャビティ
２４ 流量制限要素
２６ プラグラップ
２８ 横断バリア
３０ 下流管状部分
４０ 通路
５０ ミシン目

Claims (13)

1. 喫煙物品であって、
   １又はそれ以上のオリフィスを含む横断バリアを有する流量制限要素を含み、前記喫煙物品は、前記流量制限要素の前記横断バリアから前記喫煙物品の口側端部に延びる口側端部キャビティを定め、前記喫煙物品は、
   前記横断バリアの下流に、前記口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める第１の下流管状部分をさらに含み、該第１の下流管状部分には、該第１の下流管状部分の外周と前記口側端部キャビティの間に連通路を形成するように１又はそれ以上の開口部が設けられ、
   前記１又はそれ以上の開口部は、前記第１の下流管状部分の壁を貫いて延びる１又はそれ以上の通路を含み、該通路は、前記流量制限要素の横断面の半径に対して該半径から約４５度未満の角度だけオフセットされた角度ベータ（β）で延びる、
   ことを特徴とする喫煙物品。
2. 前記流量制限要素を含むフィルタと、該フィルタを取り囲むフィルタラッパーとを含み、前記フィルタは、前記口側端部キャビティを定める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の喫煙物品。
3. 前記フィルタラッパーは、前記フィルタ内の前記口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める、
   ことを特徴とする請求項２に記載の喫煙物品。
4. 前記流量制限要素の前記第１の下流管状部分は、前記喫煙物品の外径に比べて外径が縮小される、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の喫煙物品。
5. 前記１又はそれ以上の開口部は、前記喫煙物品の長手方向軸に対して３０度〜９０度の非垂直な角度アルファ（α）で前記第１の下流管状部分の壁を貫いて延びる１又はそれ以上の通路を含む、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の喫煙物品。
6. 前記１又はそれ以上の開口部は、前記喫煙物品の長手方向軸に対して実質的に垂直に延びる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の喫煙物品。
7. 前記流量制限要素は、前記第１の下流管状部分の下流に、前記口側端部キャビティを少なくとも部分的に定める第２の下流管状部分をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の喫煙物品。
8. フィルタの前記口側端部キャビティは、前記流量制限要素の前記横断バリアから前記喫煙物品の下流方向に少なくとも２ｍｍ延びる、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の喫煙物品。
9. 前記流量制限要素は、前記横断バリアの上流に、上流キャビティを定める１又はそれ以上の上流管状部分をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の喫煙物品。
10. 前記喫煙物品に沿った位置に、喫煙物品ラッパーの一部を貫いて設けられた少なくとも１つの円周方向のミシン目の列を含む換気領域が設けられる、
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の喫煙物品。
11. 前記換気領域は、該換気領域と前記口側端部キャビティとの間に前記１又はそれ以上の開口部を通る連通路を形成するように、前記第１の下流管状部分の上に設けられる、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の喫煙物品。
12. 前記換気領域は、前記喫煙物品ラッパーの一部の内面と前記第１の下流管状部分の外面との間に環状空間をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の喫煙物品。
13. 喫煙物品のためのフィルタであって、
    １又はそれ以上のオリフィスを含む横断バリアを有するとともに、該横断バリアの下流に第１の下流管状部分をさらに有する流量制限要素と、
    前記フィルタを取り囲むフィルタラッパーと、
    を含み、
    前記フィルタは、前記流量制限要素の前記横断バリアから前記フィルタの口側端部に延びる口側端部キャビティを定め、前記第１の下流管状部分は、前記口側端部キャビティを少なくとも部分的に定め、前記第１の下流管状部分内には、該第１の下流管状部分の外周と前記口側端部キャビティの間に連通路を形成するように１又はそれ以上の開口部が設けられ、
    前記１又はそれ以上の開口部は、前記第１の下流管状部分の壁を貫いて延びる１又はそれ以上の通路を含み、該通路は、前記流量制限要素の横断面の半径に対して該半径から約４５度未満の角度だけオフセットされた角度ベータ（β）で延びる、
    ことを特徴とするフィルタ。

Images