JP6478994B2 - 消火しやすい喫煙物品フィルター - Google Patents

Description

本発明は喫煙物品用のフィルター、およびフィルターを備えた喫煙物品に関連する。

紙巻たばこなどの可燃性喫煙物品は通常、たばこロッドを形成する紙ラッパーに囲まれた細かく切られたたばこ（普通はカットフィラーの形態）を備える。紙巻たばこは、その一方の端に点火し、細かく切られたたばこロッドを燃焼することにより、消費者によって使用される。次に、消費者は紙巻たばこの反対側の端（口側の端またはフィルター端）で吸い込むことによって主流煙を受ける。細かく切られたたばこは、一種類のたばこでも二種類以上のたばこの混合でもよい。

喫煙物品、特に紙巻たばこは通常、端と端が接する関係でたばこロッドまたは他のエアロゾル形成基体と整列されたフィルターを備える。一般に、フィルターはフィルターラッパーに包まれた酢酸セルローストウのプラグを含む。フィルターは一般的に、フィルターおよびたばこロッドの隣接した部分の上を覆うチッピングペーパーによって、たばこロッドまたは基体に取り付けられている。

主流煙を希釈するためにフィルターを換気することが望ましいことがよくある。主流煙の換気は、チッピングペーパー内のフィルターに沿った位置付近にある一列または複数列の穿孔によって達成できる。換気が提供される場合、穿孔の全くない多孔性フィルターラッパーが公知である。こうした場合には、チッピングペーパーにある穿孔によって単独に換気レベルを調節でき、チッピングペーパーは喫煙物品が組み立てられる前に予め穿孔を施しうる。ただし、多孔性のフィルターラッパーは構造的に弱い傾向にあり、また製造も困難であることがある。

一般的に、消費者はたばこロッドの燃焼領域がチッピングペーパーの端に達するまで紙巻たばこを喫煙する。これは、たばこの小さな部分（チッピングペーパーがたばこロッドと重なる部分）が、まだ未燃焼のまま残っており、消火しない限り燃焼が継続することを意味する。従って、消費者は一般には、フィルターを持って、紙巻たばこの点火側の端を灰皿の底部またはその他の硬質の不燃性の表面に対して押し付けることによって、紙巻たばこを消火する。これにより、点火側の端の構造が崩壊し、酸素が燃焼中のたばこに達するのを妨げ、燃焼は通常は速やかに停止する。ところが、紙巻たばこの消火の過程で、消費者の指が紙巻たばこの点火側の端または灰皿内に残っている燃えかすに接触または接近することがある。

従って、喫煙後に喫煙物品を消火するためのより安全でかつ衛生的な方法を提供する喫煙物品用のフィルターを提供することが望ましい。

本発明の第一の態様によれば、たばこロッドと、喫煙物品の最下流端を画定する濾過材料のプラグを備えるフィルターであって、プラグが一つ以上のフィルターラッパーにより囲まれているものと、たばこロッドとフィルターを取り付けるチッピング材料であって、チッピング材料が換気ゾーンを含むものとを備えた喫煙物品が提供されており、ここでチッピング材料およびフィルターラッパー（単一または複数）は、喫煙物品の長軸方向と直角を成す合計厚さ（t）を持ち、また喫煙物品は濾過材料のプラグの周りの位置で喫煙物品の長軸方向と直角を成す直径（D_SA）を持ち、また直径（D_SA）と厚さ（t）の比は約80未満であり、また濾過材料は喫煙物品の最下流端に延び、また換気ゾーンはチッピング材料を貫く穿孔を備え、また穿孔は一つ以上のフィルターラッパーを貫いて延びる。

様々な円筒形構造の座屈強度分析が実施されてきたが、これは一般的に予見される圧力荷重が非常に大きい建設や航空学の分野でのことであった。さらに、分析では一般的に円筒シェルが考慮され、円筒シェルと相互作用しうる材料で充填または部分的に充填されているシェルに関しては、ほとんど研究が行われてこなかった。この座屈強度は、これまでまだ喫煙物品用のフィルターについて完全には評価されておらず、こうした効果のモデル化は周知の通り困難である。ところが、所定のフィルター高さでは、標準的なフィルター紙巻たばこと比較して、喫煙物品フィルターの座屈強度または限界荷重は、D_SA：tの比を減少させることで著しく増大しうることに本発明の発明者は気付いた。これにより、喫煙物品は消費者によって消火できるようになり、その一方で圧力荷重下でのフィルター座屈の可能性が著しく低減される。

さらに、フィルタープラグの濾過材料は、喫煙物品の最下流端（口側の端）に延びる。すなわち、フィルターの口側の端は充填され、くぼみ、逃げまたは中空の口側の端は形成されない。これにより、限界荷重をさらに増やしうる追加的な強度が提供されうる。非常に厚いチッピング材料またはフィルターラッパー（これは濾過材料のプラグの周辺の圧延がさらに困難なものにしうる）の必要性を避けつつも、消火時の座屈の可能性を低減しうる。その上、一般に消費者は、消費者の指が紙巻たばこの点火側の端または灰皿に残った燃えかすと接触する可能性を最小化する目的で、消火時に極端な下流端で喫煙物品を保持することを希望する。濾過材料は最下流端に延びるため、フィルターは、口側の端にある消費者の指の半径方向の力（挟み作用）に起因する崩壊に抵抗する。これによって、消火時のフィルターの安定性が改善される。

直径（D_SA）と厚さ（t）の比を約80未満とすることで、および口側の端に延びる濾過材料を提供することで、喫煙物品フィルターの限界荷重を増大できる。これにより、消火時のフィルター座屈の可能性が低減され、それにより、消費者の指が紙巻たばこの点火側の端または灰皿に残った燃えかすと接触する可能性が低減される。またこれにより、消火過程で消費者が指を火傷する可能性が低減される。直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約80未満では、標準フィルター紙巻たばこでは、限界荷重は少なくとも2倍も高いことがこれまでに観察されている。

チッピング材料にはフィルターの周りの位置に換気ゾーンが含まれる。換気ゾーンはチッピング材料を貫通する穿孔を含む。穿孔はフィルターラッパー（単一または複数）を貫いて延びる。穿孔はフィルター構造を弱めるものの、換気のレベルなどフィルターの一定の属性は、フィルターの限界荷重が消火過程中のフィルター座屈の可能性を低減させるために十分に大きいままになるように選択しうる。こうした一つの属性は一つ以上のフィルターラッパーの空隙率である。

特に、一つ以上のフィルターラッパーは低い空隙率であることが好ましい。一つ以上のフィルターラッパーは約1000コレスタ単位未満の空隙率を持ち、約500コレスタ単位未満であることがより好ましく、約100コレスタ単位未満であることがさらに好ましい。空隙率は100コレスタ単位の低さとしうる。さらに、または別の方法では、空隙率は約1コレスタ単位よりも大きくしうる。こうした低い空隙率のフィルターラッパーはフィルターの強度の改善に役立つことがあり、また喫煙物品の限界荷重の増大に役立つことがある。このことは、穿孔がチッピングペーパーおよび一つ以上のフィルターラッパーを貫いて延びる場合に、特に有利である。

チッピング材料は標準的な予め穿孔されたチッピング材料としうる。ただし、チッピング材料は製造工程中に、穿孔の望ましい数、サイズおよび位置に従い（例えば、レーザーを使用して）穿孔されることが好ましい。

穿孔により提供される換気の量は、望ましいレベルの換気を提供し、また望ましい座屈強度を確保するために選択されうる。いくらかの換気が必要ではあるが、換気が多すぎると望ましい範囲を超えて限界荷重を低下させうる。

一つの好ましい実施形態で、換気ゾーンは主流煙の少なくとも約10%の換気をする。別の方法として、換気ゾーンは主流煙の少なくとも約20%の換気をしうる。

一つの好ましい実施形態で、換気ゾーンは主流煙の約80%未満の換気をする。このレベルの換気を超えると、フィルターの限界荷重は望ましい値よりも低くなる可能性があることが分かっている。別の方法として、換気ゾーンは主流煙の約70%未満の換気をしうる。

穿孔の列数は、望ましいレベルの換気を提供し、また十分に高い座屈強度を確保するために選択されうる。一列または2列の穿孔が一般に提供される。ただし、一部の実施形態では最大7列の穿孔が提供されうる。

穿孔の位置は、望ましいレベルの換気を提供し、また十分に高い座屈強度を確保するために選択されうる。穿孔はフィルターの口側の端（最下流端）から少なくとも9 mmであることが好ましい。穿孔はたばこロッドから少なくとも6 mmであることが好ましい。

穿孔のサイズおよび形状もまた、望ましいレベルの換気を提供し、また十分に高い座屈強度を確保するために選択されうる。

「座屈強度」および「限界荷重」という用語は、本明細書ではフィルターが崩壊または曲がる喫煙物品フィルターに対する軸方向の圧力荷重を意味するために互換的に使用される。

本明細書では、「上流」および「下流」という用語は、主流煙が喫煙物品の点火する端部からフィルターを通して引き出される時の主流煙の方向に対する、フィルターまたは喫煙物品の要素間の相対的位置を描写するのに使用される。主流煙は喫煙物品の長さに対して一般的に平行に、長軸方向に流れる。喫煙物品の横断する方向は長軸方向と直角を成す。

一つ以上のフィルターラッパーは適切な任意の材料または材料の組み合わせを含みうる。適切な材料の例には、セルロース系の材料、紙、厚紙、レコン、セルロース系のフィルム、およびその組み合わせが含まれるが、これに限定されない。一つ以上のフィルターラッパーは、製造元またはブランドのロゴ、商標、スローガンおよびその他の消費者情報およびしるしで印刷、エンボス加工、デボス加工またはその他の方法で装飾しうる。ただし、一つ以上のフィルターラッパーは紙を備えることが好ましい。

一般的に、濾過材料のプラグの周りに1つのフィルターラッパーが提供されているが、これより多い数のフィルターラッパーが可能である。本発明による喫煙物品では、小さな直径（D_SA）と厚さ（t）の比が、チッピング材料によってではなく、一つ以上のフィルターラッパーによって主に提供されることが有利でありうる。これにより、特に厚いチッピング材料の必要性がなくなる。これにより、単純にチッピング材料内での換気ゾーンの形成が許容されうる。これによりまた、製造時にたばこロッドとフィルターを取り付けるために、喫煙物品の周りでチッピング材料を簡単に湾曲させうる。

従って、一つ以上のフィルターラッパーはフィルターラッパーの縦方向に少なくとも約0.08 Nの曲げ剛度を持つことが好ましい。

一つ以上のフィルターラッパーはフィルターラッパーの縦方向に約0.2 N未満の曲げ剛度を持ちうる。フィルターラッパーの縦方向は喫煙物品の横断する方向に対応することが好ましい。

一つ以上のフィルターラッパーはフィルターラッパーの横方向に少なくとも約0.04 Nの曲げ剛度を持つことが好ましい。

一つ以上のフィルターラッパーはフィルターラッパーの横方向に約0.1 N未満の曲げ剛度を持ちうる。フィルターラッパーの横方向は喫煙物品の長軸方向に対応することが好ましい。

「曲げ剛度」という用語は本明細書で使用される時、材料の平面に直角にかかる曲げ力に対する材料の抵抗性を意味する。曲げ剛度は国際標準化機構（ISO）試験ISO 5628:2012により決定しうる。

複数のフィルターラッパーが提供されている場合、一つ以上のフィルターラッパーの所定の方向での合計曲げ剛度は、それぞれのフィルターラッパーの曲げ剛度を合計したものである。

既に考察した通り、本発明による喫煙物品では、小さな直径（D_SA）と厚さ（t）の比が、チッピング材料によってではなく、一つ以上のフィルターラッパーによって主に提供されることが有利でありうる。従って、一つ以上のフィルターラッパーが約50グラム／平方メートル（gm^-2）よりも大きい坪量を持つことが好ましい。これにより、望ましい限界荷重が提供されることが分かっている。一つ以上のフィルターラッパーは約100 gm^-2未満の坪量を持つことが好ましい。この値を超えるとフィルターの限界荷重には、ごく小さな増加しかないことが、これまでに分かっている。従って、そうすることでフィルターラッパーが取り扱いやすくなるため、坪量をほぼこの値に制限することが有利である。一つ以上のフィルターラッパーは約65 gm^-2〜約85 gm^-2の坪量を持つことがより好ましい。一つ以上のフィルターラッパーは約70 gm^-2〜約80 gm^-2の坪量を持つことがさらに好ましい。望ましい実施形態で、単一のフィルターラッパーが提供されており、またこの単一のフィルターラッパーは上記の坪量を持つ。別の方法として、一部の実施形態では、複数のフィルターラッパーが提供されることができ、また複数のラッパーの合計坪量は上記の通りの坪量としうる。

直径（D_SA）は、濾過材料のプラグとチッピング材料およびフィルターラッパー（単一または複数）とを合わせた合計直径である。直径（D_SA）は、濾過材料のプラグの周りの位置で測定されるため、喫煙物品のフィルター部分の直径として考えてもよい。直径（D_SA）は喫煙物品およびフィルターの長軸方向と実質的に直角に測定される。直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約80未満である限り、直径（D_SA）は適切な任意の値を持ちうる。ただし、直径（D_SA）は従来型の喫煙物品と実質的に同じであることが好都合でありうる。

適切な任意の喫煙物品直径（D_SA）を選択しうる。ただし、直径（D_SA）は約7.0 mm〜約8.0 mmであることが好ましく、約7.8 mmであることがより好ましく、約7.84 mmであることがさらに好ましい。直径（D_SA）は約7.0 mmとしうる。これらの直径は一般に、喫煙物品を消火する時に特に座屈の影響を受けやすいと考えられる大型サイズの喫煙物品に対応する。

一つの好ましい実施形態で、直径（D_SA）と厚さ（t）の比は約50よりも大きい。D_SA/tが約50よりも大きい場合、厚さ（t）は十分に小さいままで、チッピング材料およびフィルターラッパー（単一または複数）が濾過材料のプラグの周りで簡単に圧延または湾曲されうる。

厚さ（t）はチッピング材料とフィルターラッパー（単一または複数）の合計厚さである。厚さ（t）は喫煙物品およびフィルターの長軸方向と実質的に直角に測定される。直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約80未満である限り、厚さ（t）は適切な任意の値を持ちうる。ただし、直径（D_SA）は従来型の喫煙物品と実質的に同じであることが好都合でありうるため、こうした場合には厚さ（t）は従来型の喫煙物品よりも大きい。

厚さ（t）は約100 μm〜約160 μmとしうる。

フィルターラッパー（単一または複数）は、喫煙物品の長軸方向と実質的に直角を成す厚さ（t₁）（複数のラッパーが提供されている場合は合計厚さ）を持つことが好ましい。喫煙物品の長軸方向と実質的に直角を成すチッピング材料の厚さは、t₂で示してもよい。

フィルターラッパー（単一または複数）は、喫煙物品の長軸方向と実質的に直角を成す厚さ（t₁）を持ち、またt₁/tが約0.65よりも大きいことが好ましい。

既に考察した通り、本発明による喫煙物品では、小さな直径（D_SA）と厚さ（t）の比が、チッピング材料によってではなく、一つ以上のフィルターラッパーによって主に提供されることが有利でありうる。

一つ以上のフィルターラッパーの厚さ（t₁）は、約90 μm〜約120 μmとしうるが、約100 μmであることが好ましい。チッピング材料の厚さ（t₂）は、約30 μm〜約70 μmとしうるが、約40 μmであることが好ましい。

一つの好ましい実施形態で、t₁/tは約0.75である。例えば、厚さ（t）が約120 μmの場合、t₁は約90 μmとし、t₂は約30 μmとしうる。別の好ましい実施形態で、t₁/tは約0.71である。例えば、厚さ（t）が約140 μmの場合、t₁は約100 μmとし、t₂は約40 μmとしうる。

フィルターはフィルターの長軸方向に対して実質的に平行な高さ（H）であることが好ましい。高さ（H）は濾過材料のプラグを含めたフィルターの合計高さを示す。すなわち、フィルターが濾過材料のプラグに加えて一つ以上のフィルターセグメントを備えている場合、高さ（H）は濾過材料のすべてのフィルターセグメントおよびプラグの合計高さである。フィルターが濾過材料のプラグのみを備えている場合、高さ（H）は濾過材料のプラグのみの高さである。

フィルターの高さ（H）は約15 mm〜約40 mmであることが好ましい。フィルターの高さ（H）は約18 mm〜約27 mmであることがより好ましい。一つの実施形態で、フィルターの高さ（H）は約27 mmである。別の実施形態で、フィルターの高さ（H）は約21 mmである。

濾過材料は適切な任意の材料または材料の組み合わせを含みうる。濾過材料のタイプは、喫煙時に望ましいレベルのRTD、および消火時に望ましいレベルの強度を提供するよう選択されうる。適切な材料の例は、酢酸セルロース、セルロース、再生セルロース、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ナイロン、ポリヒドロキシ酪酸塩、熱可塑性物質（澱粉など）、不織布材料、長軸方向に配向された繊維および無作為な方向に配向された繊維、クレープ、PLA繊維、およびその組み合わせを含むが、これに限定されない。一つ以上の材料を開放された細胞構造に形成されうる。フィルター全体またはその一部は活性炭またはその他の吸収材を含みうる。フィルターは接着剤または可塑剤またはその組み合わせを含みうる。濾過材料は圧縮可能でもよい。望ましい実施形態で、濾過材料は酢酸セルロースを備える。

濾過材料は適切な任意のフィラメント当たりのデニール（dpf）および合計デニール（td）を持ちうる。一般的に、選択した濾過材料は従来型の喫煙物品の濾過材料のそれと類似したフィラメント当たりのデニール、合計デニールおよび合計密度を持ちうる。

チッピング材料は適切な任意の材料または材料の組み合わせを含みうる。適切な材料の例には、セルロース系の材料、紙、厚紙、レコン、セルロース系のフィルム、およびその組み合わせが含まれるが、これに限定されない。チッピング材料は、製造元またはブランドのロゴ、商標、スローガンおよびその他の消費者情報およびしるしで印刷、エンボス加工、デボス加工またはその他の方法で装飾しうる。ただし、チッピング材料は紙を含むことが好ましい。

喫煙物品は、図1に関連して下記に述べる未喫煙の喫煙物品の試験（試験Aとする）にかけた時、少なくとも約30ニュートンの限界荷重を持つフィルターセクションを持つことが好ましく、少なくとも約40ニュートンであることがより好ましい。喫煙物品は、図1に関連して下記に述べる未喫煙の喫煙物品の試験（試験Aとする）にかけた時、約80ニュートン未満の限界荷重を持つフィルターセクションを持つことが好ましく、約60ニュートン未満であることがより好ましい。

フィルターはフィルターの全長に沿って延びる濾過材料を備えることが好ましい。これは単一のセグメントフィルターの形態であることが好ましい。フィルター内の唯一のフィルターセグメントは濾過材料のプラグであることが好ましい。追加的なフィルターセグメントは濾過材料のプラグの上流または下流のいずれかに提供されることが好ましい。

別の方法として、フィルタープラグの濾過材料が喫煙物品の口側の端に延びている限り、フィルターは濾過材料のプラグの上流に一つ以上の追加的なフィルターエレメントを含みうる。こうして、使用されうる模範的なフィルター構造には、モノフィルター、二重フィルター、三重フィルター、単一洞または多空洞フィルター、およびその組み合わせが含まれるが、これに限定されない。

フィルターが、複数のフィルターセグメントを含む複数構成要素のフィルターを備える場合、一つ以上のフィルターラッパーは、一つ、一部またはすべてのフィルターセグメントを囲みうる。各フィルターセグメントがそれぞれのフィルターラッパーを備え、またフィルター全体がさらなるフィルターラッパーで囲まれることが好ましい。

フィルターが複数のフィルターセグメントを含む複数構成要素のフィルターを備える場合、チッピング材料はすべてのフィルターセグメントに加えてたばこロッドの隣接した部分を囲みうる。別の方法として、チッピング材料はフィルターの部分に加えてたばこロッド隣接した部分のみを囲んでもよい。

たばこロッドは、適切な任意の形態での、適切な任意の種類のたばこ材料またはたばこ代用品を含みうる。

本発明の第二の態様によれば、喫煙物品用のフィルターが提供されており、フィルターは、フィルターの最下流端を画定する濾過材料のプラグと、濾過材料のプラグを囲む一つ以上のフィルターラッパーとを備え、ここで一つ以上のフィルターラッパーはフィルターの長軸方向に対して直角を成す合計ラッパー厚さ（t₁）を持ち、またフィルターはフィルターの長軸方向に対して直角を成す直径（D_F）を持ち、またフィルター直径（D_F）とラッパー厚さ（t₁）の比は約135未満であり、また濾過材料はフィルターの最下流端に延び、またフィルターは一つ以上のフィルターラッパーを貫いて延びる穿孔を備える。

フィルター直径（D_F）とラッパー厚さ（t₁）の比を約135未満とすることで、またフィルターの口側の端に延びる濾過材料を提供することで、喫煙物品フィルターの限界荷重を増大できる。これにより、消火時のフィルター座屈の可能性が低減され、それにより、消費者の指が紙巻たばこの点火側の端または灰皿に残った燃えかすと接触する可能性が低減される。DF:t1の比135は、DSA:tの比100に相当し、ここでフィルターの直径（DSA）= 7.84 mmで、チッピング材料の厚さ（t2）= 40 μmである。

本発明の第一の態様に関して考察したように、一つ以上のフィルターラッパーは適切な任意の材料または材料の組み合わせを含みうる。

一つの好ましい実施形態で、一つ以上のフィルターラッパーはフィルターラッパーの縦方向に少なくとも約0.08 Nの曲げ剛度を持つ。一つ以上のフィルターラッパーはフィルターラッパーの縦方向に約0.2 N未満の曲げ剛度を持ちうる。フィルターラッパーの縦方向はフィルターの横断する方向に対応することが好ましい。

一つの好ましい実施形態で、一つ以上のフィルターラッパーはフィルターラッパーの横方向に少なくとも0.04 Nの曲げ剛度を持つ。一つ以上のフィルターラッパーはフィルターラッパーの横方向に約0.1 N未満の曲げ剛度を持ちうる。フィルターラッパーの横方向はフィルターの長軸方向に対応することが好ましい。

本発明の第一の態様に関連して既に考察した通り、一つ以上のフィルターラッパーの所定の方向での合計曲げ剛度は、それぞれのフィルターラッパーの曲げ剛度を合計したものである。

一つ以上のフィルターラッパーが約50グラム／平方メートル（gm^-2）よりも大きい坪量を持つことが好ましい。一つ以上のフィルターラッパーは約100 gm^-2未満の坪量を持つことが好ましい。一つ以上のフィルターラッパーは約65 gm^-2〜約85 gm^-2の坪量を持つことがより好ましい。一つ以上のフィルターラッパーは約70 gm^-2〜約80 gm^-2の坪量を持つことがさらに好ましい。望ましい実施形態で単一のフィルターラッパーが提供されており、またこの単一のフィルターラッパーは上記の坪量を持つ。別の方法として、一部の実施形態では、複数のフィルターラッパーが提供されることができ、また複数のラッパーの合計坪量は上記の通りの坪量としうる。

フィルター直径（D_F）は濾過材料のプラグとフィルターラッパー（単一または複数）とを合わせた合計直径である。喫煙物品の直径（D_SA）はフィルターにチッピング材料を加えた直径（D_F）を含む。フィルター直径（D_F）はフィルターの長軸方向と実質的に直角に測定される。フィルター直径（D_F）とラッパー厚さ（t₁）の比が約135未満である限り、フィルター直径（D_F）は適切な任意の値を持ちうる。ただし、フィルター直径（D_F）は従来型の喫煙物品と実質的に同じであることが好都合でありうる。

一つの好ましい実施形態で、フィルター直径（D_F）とラッパー厚さ（t₁）の比は約70よりも大きい。

一つ以上のフィルターラッパーの厚さ（t₁）は約90 μm〜約120 μmとしうる。

フィルターは、フィルターの長軸方向に対して実質的に平行な高さ（H）であることが好ましい。高さ（H）は濾過材料のプラグを含めたフィルターの合計高さを示す。すなわち、フィルターが濾過材料のプラグに加えて一つ以上のフィルターセグメントを備えている場合、高さ（H）は濾過材料のすべてのフィルターセグメントおよびプラグの合計高さである。フィルターが濾過材料のプラグのみを備えている場合、高さ（H）は濾過材料のプラグのみの高さである。

フィルターの高さ（H）は約15 mm〜約40 mmであることが好ましい。フィルターの高さ（H）は約18 mm〜約27 mmであることがより好ましい。一つの実施形態で、フィルターの高さ（H）は約27 mmである。別の実施形態で、フィルターの高さ（H）は約21 mmである。

本発明の第一の態様に関して考察したように、濾過材料は適切な任意の材料または材料の組み合わせを含みうる。濾過材料は適切な任意のフィラメント当たりのデニール（dpf）および合計デニール（td）を持ちうる。

フィルターはフィルターの全長に沿って延びる濾過材料を備えることが好ましい。これは単一のセグメントフィルターの形態であることが好ましい。フィルター内の唯一のフィルターセグメントは濾過材料のプラグであることが好ましい。追加的なフィルターセグメントは濾過材料のプラグの上流または下流のいずれかに提供されることが好ましい。

別の方法として、フィルタープラグの濾過材料がフィルターの口側の端に延びている限り、フィルターは濾過材料のプラグの上流に一つ以上の追加的なフィルターエレメントを含みうる。

本発明によるフィルターは、フィルター紙巻たばこ、およびたばこ材料が燃焼されて煙を形成するその他の喫煙物品用のフィルターで有利に使用されうる。

第三の態様によれば、本発明は、喫煙物品の消火時に座屈の可能性を低減するための、喫煙物品でのフィルター使用またはフィルターの使用方法に関するが、フィルターは、喫煙物品の最下流端を画定する濾過材料のプラグと、濾過材料のプラグを囲む一つ以上のフィルターラッパーとを備え、ここで一つ以上のフィルターラッパーはフィルターの長軸方向に対して直角を成す合計ラッパー厚さ（t₁）を持ち、またフィルターはフィルターの長軸方向に対して直角を成す直径（D_F）を持ち、またフィルター直径（D_F）とラッパー厚さ（t₁）の比は約135未満であり、また濾過材料は喫煙物品の最下流端に延び、またフィルターは一つ以上のフィルターラッパーを貫いて延びる穿孔を備える。

本発明の一つの態様に関連して説明した特徴および利点は、本発明の別の態様にも適用されうる。

本発明は以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。

図1は4つのタイプの喫煙物品の5つの標本について圧縮距離（mm）に対する圧縮力（N）のグラフを図示したものである。

本発明の発明者は、換気がない場合に喫煙物品フィルターは曲がらないことがあることに気付いた。フィルターは、単に圧縮力の増加に伴い、着実にサイズを減少させうる。ところが、換気が提供されると、フィルターの構造が弱くなることがある。残念ながら、この弱くなったフィルター構造は消火時に曲がる可能性がある。これは、消費者の指が紙巻たばこの点火側の端または灰皿内に残っている燃えかすに接触または接近することを意味しうる。

ところが前述の通り、所定のフィルター高さでは、標準的なフィルター紙巻たばこと比較して、喫煙物品フィルターの座屈強度または限界荷重は、D_SA：tの比を減少させることで著しく増大しうることに本発明の発明者は気付いた。これにより、喫煙物品は消費者によって消火できるようになり、その一方で圧力荷重下でのフィルター座屈の可能性が著しく低減される。

D_SA:tと限界荷重との関係を、Alluris GmbH & Co KG（ドイツ、フライブルク）から入手したフォースゲージを使用して試験をした。未喫煙のフィルターは、まずたばこロッドと、たばこロッドを囲むチッピングペーパーの上流部分を取り外し、次に要求される力（単位：ニュートン（N））をかけて、予め選択した距離（単位：ミリメートル（mm））、特定の圧縮速度（mm分^-1）でフィルターを圧縮することで、測定を行った。喫煙済みのフィルターは、まず燃え残ったたばこと、フィルター上流のチッピングペーパーを取り外し、次に要求される力（単位：ニュートン（N））をかけて、予め選択した距離（単位：ミリメートル（mm））、特定の圧縮速度（mm分^-1）でフィルターを圧縮することで、測定を行った。圧縮力および圧縮距離の値を記録した（この場合には、圧縮速度100 mm 分^-1）。

図1は4つのタイプの喫煙物品の5つの標本について圧縮距離（mm）に対する圧縮力（N）のグラフである。試験をした4つのタイプの（未喫煙）喫煙物品フィルター（上述の装置を使用）は次の通りである：
・フィルタータイプA：紙巻たばこフィルターで、直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約98（D_SA = 7.84 mm、t = 80 μm（t₁ = 40 μm、t₂ = 40 μm））であるもの。フィルター高さ（H）は27 mmで、フィルターラッパーの坪量は約26 gm^-2である。これらのフィルターについてのデータは点線で表示されている。
・フィルタータイプB：本発明によるフィルターで、直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約56（D_SA = 7.84 mm、t = 140 μm（t₁ = 100 μm、t₂ = 40 μm））であり、換気が80%であるもの。フィルター高さ（H）は27 mmで、フィルターラッパーの坪量は約78 gm^-2である。これらのフィルターについてのデータは太い実線で表示されている。
・フィルタータイプC：本発明によるフィルターで、直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約56（D_SA = 7.84 mm、t = 140 μm（t₁ = 100 μm、t₂ = 40 μm））であり、換気が10%であるもの。フィルター高さ（H）は27 mmで、フィルターラッパーの坪量は約78 gm^-2である。これらのフィルターについてのデータは細い実線で表示されている。
・フィルタータイプD：紙巻たばこフィルターで、直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約44（D_SA = 7.84 mm、t = 180 μm（t₁ = 140 μm、t₂ = 40 μm））であるもの。フィルター高さ（H）は27 mmで、フィルターラッパーの坪量は約110 gm^-2である。これらのフィルターについてのデータは破線で表示されている。

フィルタータイプDについての破線で最も明瞭に分かる通り、圧縮距離が増大すると、特定の時点で要求される圧縮力が突然低下する。これが座屈の瞬間である。故に、この座屈の時点で到達した最大圧縮力が限界荷重に相当する。

フィルタータイプA（点線）の5つの標本について、平均限界荷重は22.46 Nであった。80%換気をした本発明によるフィルター（フィルタータイプB、太い実線）の5つの標本について、平均限界荷重は45.94 Nであった。10%換気をした本発明によるフィルター（フィルタータイプC、細い実線）の5つの標本について、平均限界荷重は52.92 Nであった。フィルタータイプD（破線）の5つの標本について、平均限界荷重は85.22 Nであった。こうして、図1はD_SA/tの比が減少（98、56、44の順に減少）すると、フィルターの限界荷重は増大することを示す。これが座屈の可能性の低下につながる。本発明によるフィルターは、十分に高い限界荷重と、そうでありつつも比較的取り扱いやすいフィルターラッパーを使用することとの間のバランスを表している。

興味深いことに、換気が10%のフィルタータイプC（本発明によるフィルターで、直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約56）の喫煙後の限界荷重のおおよその値は、ほぼ20 N程度かまたはわずかに大きいことにも本発明者は気付いている。喫煙物品の喫煙のシミュレーションをするために、ISO 4387:2000で規定されているISO条件下（毎回の喫煙量35 ml、2秒間、喫煙の間隔60秒毎）で、喫煙物品の標準喫煙試験にかけた。ISO試験方法では、喫煙物品の喫煙は換気ゾーンが完全に取り外された状態でなされる。消火過程で消費者によって作用される力は最大でほぼこの値になりうるため、限界荷重のこうした値は有利でありうる。そのため、これは十分に高い限界荷重と、そうでありつつも比較的取り扱いやすいフィルターラッパーを使用することとの間の特に有利なバランスを表している。

図1はまた、換気レベルに応じて限界荷重が異なることを示す。一方は換気が10%で、もう一方は換気が80%の2つのタイプの本発明によるフィルターを試験した（上記の装置を使用）。既に述べた通り、換気が10%の本発明によるフィルターでは、平均限界荷重は52.92 Nであった。換気が80%の本発明によるフィルターでは、平均限界荷重は45.94 Nであった。こうして、限界荷重は換気レベルの上昇に伴い減少する。

こうして、喫煙物品および本発明によるフィルターは、消火時の座屈の低減と、十分に高い限界荷重を持ちながらも、取り扱いが比較的簡単となるように十分に薄くもあるフィルタープラグラップと、一般に消火時に消費者によって作用される力の上限に相当しうる消火時の限界荷重とを提供する。

Claims (12)

1. 喫煙物品であって、
   たばこロッドと、
   前記喫煙物品の最下流端を画定する濾過材料のプラグを備えるフィルターであって、前記プラグが一つ以上のフィルターラッパーにより囲まれているものと、
   前記たばこロッドと前記フィルターを取り付けるチッピング材料であって、前記チッピング材料が換気ゾーンを含むものとを備え、
   前記チッピング材料および前記フィルターラッパー（単一または複数）が前記喫煙物品の前記長軸方向と直角を成す合計厚さ（t）を持ち、
   前記喫煙物品が、前記濾過材料の前記プラグの周りの位置で、前記喫煙物品の前記長軸方向と直角を成す直径（D_SA）を持ち、
   前記直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約80未満であり、
   前記濾過材料が前記喫煙物品の最下流端に延び、
   前記換気ゾーンがチッピング材料を貫く穿孔を備え、
   前記穿孔が前記一つ以上のフィルターラッパーを貫いて延び、
   前記一つ以上のフィルターラッパーが、約500コレスタ単位未満の空隙率を持つ、
   喫煙物品。
2. 前記換気ゾーンが前記主流煙のうち約10%〜約80%の換気をする、請求項1に記載の喫煙物品。
3. 前記一つ以上のフィルターラッパーが、約50グラム／平方メートル〜約100グラム／平方メートルの秤量を持つ、請求項1または請求項2に記載の喫煙物品。
4. 前記直径（D_SA）と厚さ（t）の比が約50よりも大きい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の喫煙物品。
5. 前記フィルターラッパー（単一または複数）が前記喫煙物品の前記長軸方向と実質的に直角を成す厚さ（t₁）を持ち、またt₁/tが約0.65よりも大きい、請求項1〜4のいずれか1項に記載の喫煙物品。
6. 前記チッピング材料および前記一つ以上のフィルターラッパーが、約100 μm〜約160 μmの合計厚さ（t）を持つ、請求項1〜5のいずれか1項に記載の喫煙物品。
7. 前記一つ以上のフィルターラッパーが約90 μm〜約120 μmの合計厚さ（t₁）を持つ、請求項1〜6のいずれか1項に記載の喫煙物品。
8. 前記喫煙物品が試験Aを実施した時に少なくとも約30ニュートンの限界荷重を持つフィルターセクションを持つ、請求項1〜7のいずれか1項に記載の喫煙物品。
9. 喫煙物品用のフィルターであって、前記フィルターが、
   前記フィルターの最下流端を画定する濾過材料のプラグと、
   濾過材料の前記プラグを囲む一つ以上のフィルターラッパーとを備え、
   前記一つ以上のフィルターラッパーが、前記フィルターの前記長軸方向と直角を成す合計ラッパー厚さ（t₁）を持ち、
   前記フィルターが前記フィルターの前記長軸方向と直角を成す直径（D_F）を持ち、
   前記フィルター直径（D_F）とラッパー厚さ（t₁）の比が約135未満であり、
   前記濾過材料が前記フィルターの最下流端に延び、
   前記フィルターが前記一つ以上のフィルターラッパーを貫いて延びる穿孔を備え、
   前記一つ以上のフィルターラッパーが約500コレスタ単位未満の空隙率を持つ、
   喫煙物品用のフィルター。
10. 前記一つ以上のフィルターラッパーが約50グラム／平方メートル〜約100グラム／平方メートルの坪量を持つ、請求項9に記載のフィルター。
11. 前記フィルター直径（DF）とラッパー厚さ（t1）の比が約70よりも大きい、請求項9または請求項10に記載のフィルター。
12. 前記喫煙物品の消火時の座屈の可能性を低減する目的での喫煙物品でのフィルターの使用であって、前記フィルターが、
    前記喫煙物品の最下流端を画定する濾過材料のプラグと、
    濾過材料の前記プラグを囲む一つ以上のフィルターラッパーとを備え、
    前記一つ以上のフィルターラッパーが、前記フィルターの前記長軸方向と直角を成す合計ラッパー厚さ（t₁）を持ち、
    前記フィルターが前記フィルターの長軸方向と直角を成す直径（D_F）を持ち、
    前記フィルター直径（D_F）とラッパー厚さ（t₁）の比が約135未満であり、
    前記濾過材料が前記喫煙物品の最下流端に延び、
    前記フィルターが一つ以上のフィルターラッパーを貫いて延びる穿孔を備え、
    前記一つ以上のフィルターラッパーが約500コレスタ単位未満の空隙率を持つ、
    フィルターの使用。