(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙物品であって、
内部表面を持つ中空管と、
前記中空管内に配置され、流量制限器の外側表面と前記中空管の内部表面の間の主流煙の流れを方向転換するように適合された流量制限器と、
前記流量制限器の下流に配置された保持要素であって、前記保持要素が１つ以上の開口部を持つものとを含み、
前記保持要素の前記１つ以上の開口部のそれぞれが、前記流量制限器が前記保持要素の下流に移動しないように阻止するために、前記流量制限器の最大断面寸法よりも小さい少なくとも１つの断面寸法を持ち、また、前記流量制限器が実質的に球状であり、前記保持要素の前記１つ以上の開口部の少なくとも１つの断面寸法が、前記球状の流量制限器の直径よりも小さい、喫煙物品。
【請求項２】
前記流量制限器の横断断面積が、前記中空管の横断断面積よりも小さく、前記開口部の横断断面積よりも大きい、請求項１に記載の喫煙物品。
【請求項３】
前記流量制限器が、およそ１５０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約１４７０  Ｐａ）〜およそ５００ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約４９００  Ｐａ）のＲＴＤを発生するように適合された、請求項１または２に記載の喫煙物品。
【請求項４】
前記保持要素がおよそ１ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約１０  Ｐａ）〜およそ２０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約２００  Ｐａ）のＲＴＤを発生するように適合された、請求項１〜３のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項５】
前記流量制限器の周りの主流煙の流れのために利用できる断面積が、約０．７１平方ミリメートル〜約１．１３平方ミリメートルである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項６】
前記流量制限器の周りの主流煙の流れのために利用できる断面積が、約０．８０平方ミリメートル〜約１．０３平方ミリメートルである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項７】
前記保持要素が前記中空管と一体型である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項８】
前記保持要素が、前記中空管の側壁から延び、前記中空管の下流口を部分的に塞ぐ少なくとも一部分を持つ、請求項１〜７のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項９】
前記保持要素が前記中空管の下流に配置された管状のセグメントを含み、前記管状のセグメントの内径が前記中空管の内径よりも小さい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１０】
前記保持要素が多孔性材料を含むディスクまたはプラグとして提供されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１１】
前記流量制限器が空気の流れ用の１つ以上の溝を外側表面に含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１２】
前記流量制限器の圧縮降伏強度が約８．０  ｋＰａより大きい、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１３】
変形１０パーセントでの前記流量制限器の圧縮強度が約５０．０  ｋＰａより大きい、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の喫煙物品。
【請求項１４】
喫煙物品のためのフィルターであって、前記フィルターが、
内部表面を持つ中空管と、
前記中空管内に配置され、流量制限器の外側表面と前記中空管の内部表面の間の主流煙の流れを方向転換するように適合された流量制限器と、
前記流量制限器の下流に配置された保持要素であって、前記保持要素が１つ以上の開口部を持つものとを含み、
前記保持要素の前記１つ以上の開口部のそれぞれが、前記流量制限器が前記保持要素の下流に移動しないように阻止するために、前記流量制限器の最大断面寸法よりも小さい少なくとも１つの断面寸法を持つ、フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【０００２】
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）で引き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。
【背景技術】
【０００３】
たばこなどのエアロゾル形成基体が燃焼式ではなく加熱式である数多くの喫煙物品も、当業界で提案されてきた。加熱式喫煙物品では、エアロゾルはエアロゾル形成基体の加熱によって生成される。公知の加熱式喫煙物品には、例えば、エアロゾルが電気的加熱によるか、または可燃性燃料要素または熱源からエアロゾル形成基体への熱の移動によって生成される喫煙物品が含まれる。喫煙中、揮発性化合物は、熱源からの熱伝達によってエアロゾル形成基体から放出され、喫煙物品を通して引き込まれた空気中に混入される。放出された化合物が冷めるにつれて凝結してエアロゾルを形成し、これが消費者によって吸い込まれる。また、ニコチン含有エアロゾルがたばこ材料、たばこ抽出物、またはその他のニコチン源から、燃焼することなく、また一部の場合には加熱することなく、例えば化学反応によって生成される、喫煙物品も公知である。
【０００４】
喫煙物品、特に紙巻たばこは通常、たばこロッドまたは別のエアロゾル形成基体などの材料源と、端と端が接した関係で並べられたフィルターを備える。フィルターは通常、チッピングペーパーによってたばこロッドまたは基質に取り付けられた酢酸セルローストウのプラグを含む。
【０００５】
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。換気は、喫煙物品を通したすべての材料の流れを希釈する。例えば、従来的な紙巻たばこの換気は、主流煙の粒子相の成分とガス相の成分の両方を減少させる。しかし、高レベルの換気度を持つ喫煙物品は、消費者にとって許容可能と考えられるには低くすぎかねない引き出し抵抗（ＲＴＤ）レベルを持ちうる。例えば、１つ以上の高密度の酢酸セルロース製フィルターセグメントを含める方法を、換気度の高い喫煙物品の全体ＲＴＤを許容可能なレベルに高めるために使用しうる。ところが、粒子相（例えば、タール）の送達を効率良く減少させることは周知である一方、高密度の酢酸セルロースフィルターセグメントは、高品質のたばこによって発生される風味ノートに影響しうる。その上、高密度の酢酸セルロースフィルターセグメントは、ガス相（例えば、一酸化炭素）の送達に対してはほとんどあるいは全く影響しない。
【０００６】
フィルター内のその他の位置に口側端のくぼみを形成する中空管を含むその他のフィルターも周知である。これらのフィルターは、風味ノートに対してほとんどあるいは全く影響を与えない一方、主流煙のガス相および粒子相のどちらに対してもほとんどあるいは全く影響しない。同時に、空気の流れおよび圧力降下の制御は、これらのフィルターではより困難となる場合がある。
【０００７】
これを解決する１つの方法は、フィルターに制限要素を含めることである。例えば、ＷＯ−Ａ−２０１０／１３３３３４号およびＵＳ−Ａ−２００７／０２３５０５０号は、ＲＴＤを高める制限要素について記載している。換気と併用した場合、制限要素は、主流煙の粒子相およびガス相の両方の成分を減少させつつもＲＴＤを高めることができる。
【０００８】
消費者の喫煙の体験が向上し、その一方で主流煙中のガス相および粒子相の送達を制御し、満足できるＲＴＤ値を維持するためのメカニズムを提供するように、風味ノートを保存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。さらに、製造が簡単かつ安価でもある、喫煙物品用のこうした１つのフィルターを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の第一の態様によれば、フィルターを備えた喫煙物品が提供されており、フィルターは、内部表面を持つ中空管と、中空管内に配置され、また制限器の外側表面と中空管の内部表面との間の主流煙の流れの少なくとも一部分を方向転換するよう適合された流量制限器と、流量制限器の下流に配置された保持要素であって、その保持要素が１つ以上の開口部を持つものとを含み、ここで、保持要素の１つ以上の開口部のそれぞれは、流量制限器が保持要素の下流に移動しないよう阻止するために、流量制限器の最小断面寸法よりも小さい少なくとも１つの断面寸法を持つ。さらに、流量制限器は、実質的に球状であり、保持要素の１つ以上の開口部の少なくとも１つの断面寸法は、流量制限器の直径よりも小さい。
【００１０】
本明細書では、喫煙物品の構成要素間の「上流」および「下流」という相対的な位置は、主流煙が喫煙物品の点火側の端からフィルター構成要素を通して吸引される時の主流煙の方向に関連して記述される。本明細書で記述される喫煙物品は、下流端と反対側の上流端とを備える。使用時には、ユーザーは喫煙物品の下流端で吸引する。口側の端としても記述される下流端は、遠位端または点火側の端としても記述される場合がある上流端の下流である。
【００１１】
本発明による喫煙物品のフィルターにおいて、数多くの従来技術フィルターで使用される標準濾過材料は、構造的および機能的な観点から、中空管内に配置された流量制限器によって実質的に置き換えられる。従って、主流煙は中空管の周辺に向かって方向転換し、流量制限器の周りを流れるよう方向付けられる。これによって、満足のいくレベルにＲＴＤが増加する。流量制限器は、中空管内で移動可能であることが好ましいため、保持要素は、流量制限器が脱落するのをまた潜在的に消費者の口に達するのを阻止するために中空管の下流に提供されうる。実際には、保持要素は、ＲＴＤのさらなる実質的な増加を引き起こすことなく空気および煙が通って流れることができ、一方で流量制限器が中空管内に安全に保持されるように、中空管の下流口の一部を塞ぐように設計された構造的構成要素である。
【００１２】
流量制限器は、空気および煙に対して浸透不可能であることが好ましく、そのため、喫煙物品を通して引き出される空気および煙は、中空管の内側周辺と制限器外側表面との間で画定される通路を通して強制的に流れる。これは、適切なＲＴＤ値が許容され、たばこの風味ノートの損失が最小限となる空気の流れが得られるために有利である。さらに、流量制限器は、中空管内で、たばこロッドまたはエアロゾル形成基体の下流端とフィルターの口側の端との間に配置されるため、たばこ粒子などの望ましくない粒子が消費者の口に届かないよう効果的に阻止することができる。
【００１３】
流量制限器は、中実とすることも、あるいはシェルおよびコアを含むこともできる。コアは空でもよい。流量制限器は、適切な任意の形状でありうる。例えば、流量制限器は、実質的に球状、卵形、楕円体、球状体、円筒形、角柱形または涙型でありうる。しかし、好ましい実施形態において、流量制限器は実質的に球状である。球状の流量制限器は簡単に製造でき、また半径方向に対称であるため、中空管内でのその向きは重要ではない。
【００１４】
流量制限器は、不透気性の材料を含むことが好ましい。「不透気性の材料」という表現は本明細書の全体を通して、材料の隙間や細孔を通して流体（特に空気および煙）の通過を許容しない材料を意味する。流量制限器が空気および煙に対して不浸透性の材料を含む場合、フィルターを通して引き出される空気および煙は流量制限器の周りを強制的に流れ、また減少した断面の通路を通して強制的に流れる。
【００１５】
フィルターを通した空気および煙の流れに利用できる断面積を減少させることにより、流量制限器は消費者にとって容認できるレベルにＲＴＤを増加させる。空気および煙の流れは主としてフィルターの中央部分を通る可能性があるために、フィルターの端部に流れを方向転換することはＲＴＤを高めるのに特に効果的でありうる。中空管の内径に対する流量制限器のサイズおよび形状は、所望のＲＴＤを提供するように選択しうる。流量制限器は、少なくとも約１５０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約１４７０  Ｐａ）のＲＴＤを発生させることができるが、少なくとも約２００ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約１９６０  Ｐａ）であることが好ましく、少なくとも約２５０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約２４５０  Ｐａ）であることがなおさらに好ましい。別の方法としてまたは追加的に、流量制限器は、約５００ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約４９００  Ｐａ）未満のＲＴＤを発生させることができるが、少なくとも約４００ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約３９２０  Ｐａ）未満であることが好ましく、約３５０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約３４３０  Ｐａ）未満であることがなおさらに好ましい。一部の好ましい実施形態において、流量制限器は、およそ１５０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約１４７０  Ｐａ）〜５００ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約４９００  Ｐａ）のＲＴＤを発生し、およそ２００ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約１９６０  Ｐａ）〜４００ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約３９２０  Ｐａ）であることが好ましく、およそ２５０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約２４５０  Ｐａ）〜３５０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約３４３０  Ｐａ）であることがさらに好ましい。
【００１６】
流量制限器によって発生されたＲＴＤは、任意の換気を塞いだ状態で、フィルターセクションを通して安定した空気流量１７．５  ｍｌ／秒を維持するために、ＩＳＯ  ３４０２で定義された試験条件下で、制限器付きの中空管を含むフィルターセクションの出力端にかけられるべき陰圧として評価されうる。本明細書の文脈において、フィルターが制限器付きの中空管を含むもの以外の任意のフィルターセグメントを含む場合、それらは測定を実施する前に取り外される。中空管の下流端に、管の周辺から半径方向に突き出し、かつ流量制限器が中空管から転がり出ないよう阻止するような長さを持つ一対のピンの形態で、保持要素が提供される。この保持要素によって空気および煙のために利用できる状態にされた通路の断面積は、流量制限器と中空管の間に画定された通路に関してはあまりにも大きすぎ、事実上、測定されたＲＴＤ値はその存在によって影響を受けない。
【００１７】
一部の実施形態では、流量制限器は中空管内にゆるく配置されうる。言い換えれば、流量制限器は、中空管内で自由に移動できるような寸法を持ちうる。従って、フィルターを通して引き出される空気および煙は、流量制限器の外側表面と中空管の側壁との間に画定された通路を通して流れるよう方向付けられる。従って、これらの実施形態において、流量制限器の周りを流れる空気および煙が利用できる断面積は、流量制限器の形状に関係なく、中空管の横断断面積と流量制限器の横断断面積との差として推定することができる。
【００１８】
喫煙物品の要素の「横断断面積」という表現は、本明細書全体を通して、その要素を喫煙物品の長軸方向軸に対して横断して、特に垂直に、切断する平面によって形成された表面積を意味する。従って、球状の流量制限器では、空気および煙が通って流れるために利用できる断面積は、実質的にまたはほぼ環状であるとみなされうる。
【００１９】
例えば、流量制限器が中空管内にゆるく配置されている実施形態においては、流量制限器の周りを空気および煙が流れるために利用できる断面積は、流量制限器の周りを空気および煙が流れるために利用できる断面積は、約０．７０平方ミリメートル〜約１．１５平方ミリメートルとしうる。流量制限器の周りを空気および煙が流れるために利用できる断面積は、約０．７１平方ミリメートル〜約１．１３平方ミリメートルであることが好ましい。流量制限器の周りを空気および煙が流れるために利用できる断面積は、約０．８１平方ミリメートル〜約１．０３平方ミリメートルであることがより好ましい。流量制限器の周りを空気および煙が流れるために利用できる断面積は、約０．８５平方ミリメートル〜約０．９８平方ミリメートルであることがなおさらに好ましい。
【００２０】
一例として、流量制限器が球状であり、かつ約８ｍｍの直径を持つ場合、中空管は約８．０６ｍｍ〜約８．０８ｍｍの内径を持つことが好ましい。流量制限器は球状であり、かつ約８．０７ｍｍの直径を持つことがなおさらに好ましい。
【００２１】
その他の実施形態で、流量制限器は中空管内部に実質的にくさび留めされてもよい。言い換えれば、流量制限器は中空管と嵌合するような寸法を持ちうる。さらに、複数の溝が流量制限器の外側表面上に形成され、空気および煙が通って流れるための通路が画定される。別の方法では、または追加的に、溝は中空管の内部表面内に形成されてもよい。従って、フィルターを通して引き出される空気および煙は、流量制限器の周辺に、または中空管の内部表面に形成された溝に沿って優先的に方向付けられる。
【００２２】
流量制限器の周辺の溝によって画定される通路の等価な横断断面積も、流量制限器が中空管内にゆるく配置されている実施形態の場合に空気および煙が利用できる断面積を参照しながら上述したものと同じ範囲であることが好ましい。
【００２３】
例えば、流量制限器は、流量制限器と中空管の内部表面との間の摩擦力により生まれる抵抗性によって中空管と嵌合しうる。特に、流量制限器の少なくとも１つの断面寸法は、流量制限器が中空管と嵌合し、かつ中空管内にくさび留めされるように、中空管の内径よりも大きくてもよい。
【００２４】
流量制限器と中空管の両方が円形断面を持つ場合、これは中空管の内径が流量制限器の直径よりもわずかに小さいことに相当する。従って、浸透可能な断面積は、流量制限器の周辺または内側の管の内部表面に形成されたそれぞれの溝の間に画定された個別の通路すべての断面積の和によって求められる。
【００２５】
特に、中空管の内径は、流量制限器の少なくとも１つの断面寸法の約７５パーセント〜約９９パーセントでありうる。中空管の内径は、流量制限器の少なくとも１つの断面寸法の約８０パーセント〜約９５パーセントであるのが好ましい。中空管の内径は、流量制限器の少なくとも１つの断面寸法の約８８パーセント〜約９５パーセントであるのがより好ましい。
【００２６】
少なくとも１つの断面寸法は、流量制限器が摩擦によって中空管内に確実に安定して保持される方向に測定されるべきである。少なくとも１つの断面寸法は、流量制限器が中空管内に配置される時に、中空管の内径と外径の方向に測定されることが好ましい。
【００２７】
中空管内にくさび留めされた流量制限器の長軸方向の位置は、換気など喫煙物品のその他の構造要素を収容するために選択されうる。例えば、中空管内にくさび留めされた流量制限器の中心の長軸方向の位置は、中空管の口側の端から少なくとも約９．５ｍｍとしうる。別の方法としてまたは追加的に、中空管内にくさび留めされた流量制限器の中心の長軸方向の位置は、中空管の口側の端から少なくとも約１８ｍｍ未満としうる。好ましい１つの実施形態で、中空管内にくさび留めされた流量制限器の中心の長軸方向の位置は、中空管の口側の端から少なくとも約１２ｍｍである。本明細書において、流量制限器の「中心」とは、中空管の下流端の最も近くに配置された流量制限器の範囲と、中空管の上流端の最も近くに配置された流量制限器の範囲との間の中点を意味する。
【００２８】
流量制限器は非圧縮性であることが好ましい。「非圧縮性」という用語は本明細書全体にわたり、喫煙物品がパックから除去される際の手による取り扱い、指による圧縮（すなわち、フィルターに触れるユーザーの指による圧縮）、口内の圧縮（すなわち、フィルターの口側の端に触れるユーザーの唇または歯による圧縮）、または手で消す（「揉み消し」）の過程のうちいずれかによる圧縮に対する耐性を意味する。すなわち、「非圧縮性」という用語は、製造時および使用時の喫煙物品の通常の取り扱いにおいて、変形しにくい、または壊れにくいことを意味するのに使用される。
【００２９】
流量制限器は、約８．０  ｋＰａより大きい圧縮降伏強度を持つことが好ましい。流量制限器は、約１２．０  ｋＰａより大きい圧縮降伏強度を持つことがより好ましい。圧縮降伏強度は、流量制限器の永久的変形が発生する時に到達する単軸の圧縮応力として定義される。
【００３０】
流量制限器の１０パーセントの変形時の圧縮強度は、約５０．０  ｋＰａより大きいことが好ましい。１０パーセントの変形時の圧縮強度は、流量制限器の１０パーセントの変形（すなわち、１つの断面寸法における１０パーセントの変化）が発生する時に到達する短軸の圧縮応力の値として定義される。
【００３１】
１０パーセントの変形時の圧縮降伏強度および圧縮強度はどちらも、標準化試験ＩＳＯ  ６０４によって実験的に入手しうる。当業者によって理解される通り、この試験において、試料（流量制限器）は、喫煙者が喫煙物品を掴んでいる時に喫煙者の指が制限器に及ぼす圧力に相当する、軸に沿った圧縮板によって圧縮される。試験は、負荷または変形が所定の値に到達するまで一定の変位レートで実施される。この手順中に、試料（流量制限器）が持ち応えた負荷が測定される。
【００３２】
流量制限器は、適切な任意の材料（単一または複数）を含みうる。流量制限器は、１つ以上の不透気性の材料を含むことが好ましい。適切な材料の例には、ゼラチンまたはその他の種類の親水コロイド、アルギネート、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、セルロース、澱粉、ポリ乳酸、ポリ（ブチレンコハク酸塩）およびその共重合体、ポリ（ブチレンアジピン酸塩−ｃｏ−テレフタル酸塩）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。流量制限器は、圧縮したたばこ、たばこダスト、挽いたタバコたばこ、その他の風味剤またはその組み合わせを含みうる。
【００３３】
流量制限器は、１つ以上の水溶性重合体ポリマーから形成された溶解可能な高分子材料から形成されることが好ましい。溶解可能な高分子材料は、１つ以上の水溶性の熱可塑性物質から形成されることがより好ましい。「溶解可能」という用語は、高分子材料が溶媒水を含む溶液に溶けることができることを意味する。これは、１つ以上の水溶性材料を使用して材料を形成することによって達成される。流量制限器は完全に溶解可能な高分子材料で製造することができ、また溶解可能な高分子材料を不活性の無機物のフィラーなどの不活性成分と混合することもでき、これは溶解可能であってもなくてもよい。溶解可能材料を使用して流量制限器を形成することで、破棄された後でのフィルターの分解速度が有利にも早くなる。別の方法としてまたは追加的に、流量制限器は、水を加えることで懸濁液またはコロイドに分散する材料を含みうる。
【００３４】
流量制限器は、生物分解性高分子材料で形成されることがより好ましい。好ましいポリマーは、欧州規格ＥＮ１３４３２に概説されている水系好気的生物分解度試験（Ａｑｕｅｏｕｓ  Ａｅｒｏｂｉｃ  Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  Ｔｅｓｔ、Ｓｔｕｒｍ試験）に定義されている通り、完全に生物分解性である。好ましい生分解性高分子は澱粉を含む。
【００３５】
中空管は、適切な任意の材料（単一または複数）を含みうる。その上、中空管はその内部表面上に被覆層を含みうる。被覆層は、喫煙物品の喫煙中の管状部材への水分の吸収を抑制するのに役立つことがあり、従ってフィルターの変形に対する抵抗性が維持される。適切な被覆材料には、ろう、ポリマー系材料およびその組み合わせが含まれるが限定されない。特に適切なろうとしては植物ろうがあり、またその他の特に適切な材料はエチルセルロースおよびニトロセルロースである。
【００３６】
一部の実施形態で、中空管は高分子材料または紙材料から形成されうる。例えば、中空管は押出成形されたプラスチック管で形成されうる。その他の実施形態で、中空管は、複数の平行に巻かれた紙層または複数のらせん状に巻かれた紙層など、複数の重ね合わされた紙層で形成され、これは管状部材の変形または崩壊に対する抵抗性をさらに増大させることができる。中空管は少なくとも２つの紙層であることがより好ましい。別の方法として、または追加的に、管状部材は１１未満の紙層を含むことが好ましい。
【００３７】
複数の巻かれた紙層から中空管を形成するための模範的方法には、複数の実質的に連続的な紙の細片を円筒形のマンドレルの周りに重ね合わせて巻くことが含まれる。細片は、マンドレル上に実質的に連続的な管を形成するように、平行にまたはらせん状に巻かれる。形成された管は、紙層が連続的に引かれてマンドレルの周りに巻かれるように、例えばゴムベルトを使用して、マンドレルを中心に回転されてもよい。その後、形成された管は、マンドレルの下流で要求される長さの中空管に切断される。
【００３８】
フィルターを組み込んだ喫煙物品の喫煙時の１つの紙層から次の紙層への水分の移動を抑制するために、中空管の隣接した紙層は、接着剤の中間層によってまとめて接着されることが好ましく、これにより層間の水分移動に対するバリアが提供される。これは、上述した通り、それぞれの管状部材の内部表面に提供される被覆に加えてでもよく、または別の方法としてでもよい。こうした被覆は追加的に、または別の方法として、管状部材の隣接した層間に提供される。
【００３９】
本発明による喫煙物品用の喫煙物品およびフィルターにおいて、中空管の真円度および剛性は、流量制限器の挿入が簡単かつ便利に行えるものであることが重要である。特に、中空管の変形は望ましくない。従って、中空管は変形後に非常に低い楕円率を持つことが望ましい。これは有利なことに、喫煙物品の喫煙時に、フィルターにある内側くぼみの楕円率の一貫性を提供する。本発明に基づくフィルターの変形を評価するための特定の試験手順は、下記に詳細に説明している。
【００４０】
本明細書で使用される場合、「楕円率」という用語は完全な円からの偏位の度合いを意味する。楕円率は百分率表現され、数学的定義は下記の通りである。
【数１】
0006444412.tif 000002
【００４１】
中空管セグメントの楕円率を決定するために、管はできるだけきれいに喫煙物品から取り外され、口側の端が管の長軸方向に沿って観察される。例えば、中空管は透明な台上にその口側の端において配置されてもよく、その結果、中空管の口側の端のイメージは台の下に位置する適切な撮像装置によって記録される。寸法「ａ」は、中空管セグメントの中央での中空管セグメントの最小外径となるように取られ、また寸法「ｂ」は、中空管セグメントに沿った同一位置での中空管セグメントの最大外径となるように取られる。プロセスは同じデザインを有する合計１０本の管について繰り返され、１０回の楕円率測定の平均は中空管のそのデザインについての楕円率として記録される。
【００４２】
喫煙前および後の両方に行われた変形試験後に楕円率を測定することが必要な場合、同じデザインを有する喫煙物品の２つの試料が使用されるべきである。すなわち、歪んでいない吸われていない喫煙物品は、喫煙前の変形試験に使用されるはずであり、同じデザインを有する歪んでいない物品は喫煙試験に供され、喫煙後の変形試験に使用される。
【００４３】
保持要素は、流量制限器が下流に移動し中空管から外れるのを止めるように適合される。実際には、保持要素は、流量制限器がフィルターから外れ落ち、潜在的に使用時に消費者の口に達するのを阻止するように、中空管の下流口の部分を塞ぐように構成される。同時に、保持要素は、喫煙物品のＲＴＤの増加に実質的に貢献しないように設計されている。
【００４４】
保持要素は、特に空気および煙といった液体の通過を許容する１つ以上の開口部を持つ。保持要素内の１つ以上の開口部の数、形状およびサイズは、保持要素がＲＴＤをほんのわずかだけ増加させるような等価な利用可能な断面積を持つ通路を画定するように選択されることが好ましい。等価な利用可能な断面積とは、本明細書では保持要素内の１つ以上の開口部のすべての断面積の和を意味する。
【００４５】
保持要素は、およそ１ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約１０  Ｐａ）〜およそ２０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約２００  Ｐａ）の範囲のＲＴＤの発生に適合されうることが好ましい。保持要素は、およそ２ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約２０  Ｐａ）〜およそ１０ｍｍ  Ｈ2Ｏ（約１００  Ｐａ）のＲＴＤの発生に適合されることが好ましい。
【００４６】
さらに、保持要素の１つ以上の開口部のそれぞれは、流量制限器の最小断面寸法よりも小さい少なくとも１つの断面寸法を持ち、それによって流量制限器は保持要素の下流に移動しないように阻止される。
【００４７】
保持要素の１つ以上の開口部は、任意の適切な形状を持ちうるが、ただし、中空管内にゆるく配置された流量制限器が保持要素に向かって移動し、１つ以上の開口部のうち１つまたはいくつかを部分的に塞ぐ場合に、ＲＴＤが実質的に増加せず、一方で流量制限器が中空管内に安全に維持されるように、空気および煙のための十分な通路が残されていることを条件とする。
【００４８】
一部の実施形態では、保持要素は中空管と一体型としうる。特に、保持要素は、中空管の側壁から延び、中空管の下流口を部分的に塞ぐ保持部分を含みうる。例えば、保持部分は実質的に環状であり、中空管の内径よりも小さい断面寸法を持つ開口部を画定する。例えば、管状のセグメントの１つ以上の開口部は、円形、楕円形、三角形、多角形、正方形、星形、ハート形、十字形などとしうる。その他の実施形態で、保持要素は、中空管から分離され、その下流に配置されたセグメントを含みうる。
【００４９】
１つの実施形態で、保持要素は単に、例えば管の周辺から半径方向に突き出し、流量制限器が中空管から転がり出ないよう阻止するような長さを持つ一対のピンなど、管の周辺から半径方向に突き出した突起部を含みうる。この保持要素によって空気および煙のために残された通路の断面積は、空気および煙が制限器と中空管の間を流れるための断面積よりもずっと大きいため、フィルターの全体的なＲＴＤは、この保持要素の存在によっては事実上影響を受けない。
【００５０】
その他の実施形態において、保持要素は実質的にスポークホイールの形状でもよく、管の周辺から半径方向に突き出し、中央ハブ要素で結合する複数のロッド様要素（スポーク）を含む。スポークは中空管の長軸方向軸の周りに等間隔であることが好ましい。好ましい１つの実施形態において、保持要素は３つのスポークを含む。
【００５１】
その他の実施形態で、保持要素は、中空管から分離されその下流に配置された管状のセグメントを含みうるが、管状のセグメントの内径は中空管の内径よりも小さい。従って、管状のセグメントの浸透可能な断面積は、中空管の浸透可能な断面積よりも小さい。保持要素としての役目をする管状のセグメントはくぼみを画定するため、管状のセグメントの中空管上流の内側にゆるく配置された流量制限器は、口側の端から見えることもある。従って、ユーザーは中空管内での流量制限器の移動を視覚的に検出することができうる。
【００５２】
下流にある管状のセグメントは、流量制限器と係合することを阻止され、従って塞ぐことができないように粗くした内側表面を持ちうる。
【００５３】
別の方法として、下流にある管状のセグメントは、チャネルを含むか、またはフィルターのＲＴＤを実質的に増加させることなく、それを通して空気および煙が通過できると同時に流量制限器に対して不浸透性である多孔性材料で作製されうる。実際には、空気および煙に対して浸透可能なである一方、多孔性材料は、流量制限器がそれを通して移動するのに狭すぎるかもしくは蛇行しすぎるか、またはその両方である通路を画定するのみである。別の方法として、保持要素は、酢酸セルロースなどの標準的な低効率の多孔性材料を含む、ディスクまたはプラグから構成されうる。
【００５４】
一部の好ましい実施形態において、下流にある管状のセグメントは、非多孔性の材料で作製され、流量制限器の断面形状以外の形状を持つ開口部を画定する。例えば、流量制限器が球状の場合、管状のセグメントは、楕円形、三角形、多角形、正方形、星形、ハート形、十字形など、円形以外の形状を持つ開口部を画定しうる。従って、流量制限器は、管状のセグメントの開口部を塞ぐことはできない。
【００５５】
フィルターは、随意に中空管の上流に１つ以上の追加的なフィルター要素を含む。さらに、フィルターは、中空管および保持要素の下流に１つ以上の追加的なフィルター要素を含みうる。フィルターはさらに、中空管および保持要素の上流および下流に１つ以上の追加的なフィルター要素を含みうる。例えば、フィルターは、中空管の上流にフィルター材料の１つ以上のプラグまたは１つ以上のディスク、中空管の下流にフィルター材料の１つ以上のプラグまたは１つ以上のディスク、または中空管の上流および下流にフィルター材料の１つ以上のプラグまたは１つ以上のディスクをさらに含みうる。別の方法としてまたは追加的に、フィルターは、中空管の下流に１つ以上の管状要素、中空管の上流に１つ以上の管状要素、または中空管の下流および上流に管状要素をさらに含みうる。１つ以上の管状要素は、フィルター材料の中空管と同一または異なる寸法を持ちうる。１つ以上の管状要素が提供される場合、管状要素は互いと同一または異なる寸法を持ちうる。
【００５６】
フィルターは、少なくともフィルター材料の中空管を囲むフィルターラッパーを含みうる。フィルターラッパーは、中空管のための強度および構造剛性を提供する。これは、流量制限器が中空管内に挿入される中で、中空管が変形したり損傷されたりする可能性を減少させる。また、これは、流量制限器が中空管内部で配置される領域周辺において中空管がその外側表面上で変形する可能性を減少させる。フィルターが１つ以上の追加的なフィルター要素を含む場合、中空管および１つ以上の追加的なフィルター要素は、フィルターラッパーで上から包まれることが好ましい。フィルターラッパーは適切な任意の材料を含みうる。フィルターラッパーは、例えば固い紙または厚紙を含む固いプラグラップであることが好ましい。固い紙または厚紙の坪量は、約６０ｇｓｍ（グラム／平方メートル）を超えることが好ましい。固いフィルターラッパーは、高い構造剛性を提供する。フィルターラッパーは、一列以上の接着剤を含む継ぎ目を含みうる。継ぎ目は２列の接着剤を含むことが好ましい。これは、流量制限器が中空管内に挿入されるなかで、フィルターラッパーが裂ける可能性を減少させる。一列の接着剤はホットメルト接着剤を含みうる。一列の接着剤はポリビニルアルコールを含みうる。
【００５７】
フィルターの長さＬFは約１５ｍｍ〜約４０ｍｍであることが好ましい。フィルターの長さＬFは約１８ｍｍ〜約３０ｍｍであることがさらに好ましい。１つの実施形態で、フィルターの長さＬFは約２７ｍｍである。しかし、１つの望ましい実施形態で、フィルターの長さＬFは約２１ｍｍである。本発明によるフィルターのデザインによって望ましいＲＴＤを短い長さで、また非常にわずかなフィルター材料で達成できるため、長さを短くすることが可能である。フィルターに中空管の上流または下流に追加的なフィルター要素が含まれない場合、フィルターの長さは中空管と保持要素の長さと等しい。フィルターに、中空管の上流または下流、または上流および下流の両方に追加的なフィルター要素が含まれない場合、中空管の長さはフィルター全体の長さよりも短い。中空管の長さは、追加的なフィルター要素（単一または複数）に依存しうる。
【００５８】
本発明によるフィルターは、フィルターたばこ、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も使用されうる。別の方法として、本発明によるフィルターは、たばこ材料が燃焼されるのではなく加熱されてエアロゾルを形成する喫煙物品で使用しうる。本発明によるフィルターはまた、燃焼なしに、または一部の場合には加熱なしに、たばこ材料、たばこ抽出物、またはその他のニコチン供与源からニコチン含有エアロゾルが生成される喫煙物品で使用しうる。
【００５９】
本発明の第二の態様によれば、エアロゾル形成基体と、本発明の第一の態様によるフィルターとを含む喫煙物品が提供されている。本発明の１つの態様に関連して説明した特徴は、本発明の別の態様にも適用されうる。
【００６０】
フィルターをたばこロッドに接続するために、喫煙物品は、フィルターおよびたばこロッドの少なくとも一部分を囲むチッピングラッパーを含みうる。チッピングラッパーは、約７０ｇｓｍ未満の坪量を持つ紙を含みうるが、約５０ｇｓｍ未満であることが好ましい。チッピングラッパーは、約２０ｇｓｍを超える坪量を持つことが好ましい。
【００６１】
チッピングラッパーは、フィルターのための追加的な強度および構造剛性を提供し、流量制限器がフィルター材料の中空管内に配置された場所でのフィルター外側表面の変形の可能性を低下させうる。チッピングラッパーは、チッピングラッパーを貫通する穿孔を含む換気ゾーンを含みうる。チッピングラッパーは、主流煙の換気を提供するために少なくとも一列の穿孔を含みうる。フィルターがフィルターラッパーを含む場合、穿孔はフィルターラッパーを貫通して延びることが好ましい。別の方法として、フィルターラッパーは浸透可能としうる。チッピングラッパーは標準的な予め穿孔されたチッピングラッパーとしうる。別の方法として、チッピングラッパーは製造プロセス中に、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）穿孔しうる。穿孔の数、サイズおよび位置は、望ましい換気レベルを提供するために選択しうる。流量制限器とともに、換気によって望ましいＲＴＤレベルが生まれる。
【００６２】
円周方向に少なくとも１列の穿孔は、中空管の口側の端から少なくとも約９．５ｍｍであることが好ましい。別の方法としてまたは追加的に、円周方向に少なくとも１列の穿孔は、中空管の口側の端から少なくとも約１８ｍｍである。好ましい１つの実施形態では、円周方向に少なくとも１列の穿孔は、中空管の口側の端から約１２ｍｍである。上記の穿孔の位置決めとは別の方法で、またはそれに加えて、換気ゾーンは、換気空気が流量制限器の下流にある喫煙物品に導入されるように配置される。これにより、穿孔を通して引き出される周辺空気と、フィルターを通して流れる空気と煙の混合物とが最適に混合される。
【００６３】
上述の喫煙物品は標準的な製造設備を使用して組み立てることができる。流量制限器は、例えば回転金式工程などの連続的な高速工程を使用して、オフラインで製造しうる。流量制限器を中空管内に挿入するために、物体挿入機械が使用されうる。
【００６４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の１つの実施形態による喫煙物品の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第一の実施形態によるフィルターの断面図である。
【図３】図３は、本発明の第二の実施形態によるフィルターの断面図である。
【図４】図１は、本発明の１つの実施形態による喫煙物品１００の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
喫煙物品１００は、通常的に円筒形のたばこロッド１０１および通常的に円筒形のフィルター１０３を含む。たばこロッド１０１およびフィルター１０３は端と端が接した関係で軸方向に配置されており、互いに隣接することが好ましい。たばこロッドは、喫煙材料を囲む外側ラッパー１０５を含む。外側ラッパー１０５は多孔性の包装材料または紙ラッパーとしうる。たばこは細かく切られたたばこであるか、またはたばこカットフィラーであるのが好ましい。たばこロッド１０１は、上流の点火側の端１０７と下流端１０９を持つ。フィルター１０３は、上流端１１１および下流の口側の端１１３を持つ。フィルター１０３の上流端１１１は、たばこロッド１０１の下流端１０９と隣接している。
【００６７】
フィルター構成要素１０３は、フィルター１０３の全長およびたばこロッド１０１の隣接した領域を囲むチッピング材料１１５によって、たばこロッド１０１に取り付けられている。明確にするために、チッピング材料１１５は、図１では喫煙物品から部分的に取り外された状態で示されている。チッピング材料１１５は通常、紙様の製品である。しかし、適切な任意の材料を使用できる。この実施形態で、チッピング材料１１５は、フィルター１０３と整列された穿孔１１７の円周列を含む。穿孔は、主流煙の換気のために提供される。
【００６８】
本明細書では、喫煙物品の構成要素間の「上流」および「下流」という相対的な位置は、主流煙がたばこロッド１０１から、およびフィルター１０３を通して引き出された時の主流煙の方向に関連して描写されている。
【００６９】
図２は、本発明の第一の実施形態によるフィルター１０３’の断面図である。フィルター１０３’は、図１の喫煙物品で使用されうる。図２において、フィルター１０３’は中空管２０１を含む。中空管２０１は外径２０２および内径２０３を持つ。フィルター１０３’は、流量制限器２０４’をさらに含む。流量制限器２０４’は、直径２０５’で実質的に球状である。流量制限器２０４’は中空管２０１内に配置される。
【００７０】
流量制限器２０４’の直径２０５’は、中空管２０１の内径２０３よりもわずかに大きく、そのため流量制限器２０４’は、中空管２０１の壁がわずかに歪曲する原因となり、また流量制限器２０４’は摩擦によって中空管２０１の内側にくさび留めされた状態になる。
【００７１】
流量制限器２０４’は、その周辺に配置され、中空管２０１の壁と流量制限器２０４’との間の空気および煙に対して浸透可能なそれぞれの通路２０７’を画定する溝２０６’を持つ。矢印によって図解的に示す通り、喫煙物品の使用時にフィルター１０３’を通して引き出された空気は流量制限器２０４’の周りを強制的に流れ、通路２０７’によって実質的に画定される減少した断面を通して強制的に流れる。
【００７２】
フィルターは、中空管２０１のすぐ下流に配置された保持要素２０８をさらに含む。保持要素２０８は、中空管２０１の周辺から半径方向に突き出し、かつ流量制限器２０４’が中空管２０１から転がり出ないよう阻止するような長さを持つ一対の向かい合ったピンの形態で提供される。より詳細には、２つのピンのうち半径方向に内側の端は、流量制限器２０４’の直径２０５’よりも小さい距離２０９によって分離されている。
【００７３】
図３は、本発明の第二の実施形態によるフィルター１０３’’の断面図である。フィルター１０３’’は、図１の喫煙物品で使用されうる。図３において、フィルター１０３’’は中空管２０１を含む。中空管２０１は外径２０２および内径２０３を持つ。フィルター１０３’’は、流量制限器２０４’をさらに含む。流量制限器２０４’’は、直径２０５’’で実質的に球状である。流量制限器２０４’’は中空管２０１内にゆるく配置されている。
【００７４】
流量制限器２０４’’の直径２０５’’は、中空管２０１の内径２０３よりもわずかに小さく、そのため流量制限器２０４’’は、中空管２０１内で自由に移動する（例えば、回転する）。
【００７５】
流量制限器２０４’’は、実質的に滑らかな外側表面を持つ。矢印によって図解的に示す通り、喫煙物品の使用時にフィルター１０３’’を通して引き出される空気は流量制限器２０４’’の周りを強制的に流れ、流量制限器２０４’’の外側表面と中空管２０１の側壁との間に実質的に画定される減少した断面を通して強制的に流れる。
【００７６】
フィルターは、中空管２０１のすぐ下流に配置された保持要素２０８をさらに含む。保持要素２０８は、非多孔性材料で作製され、かつ流量制限器２０４’の断面形状以外の形状である正方形形状を持つ開口部を画定する管状のセグメントを含む。より詳細には、管状のセグメントの正方形形状の開口部の側は、流量制限器２０４’’の直径２０５’’よりも小さい長さ２０９を持つ。従って、煙がフィルター１０３’’の下流端から吸い込まれた時でさえも、流量制限器２０４’’は管状のセグメント２０８の開口部を塞ぐことができない。
【００７７】
図２および図３のフィルター１０３’、１０３’’のいずれも、中空管の上流または下流に追加的なフィルター要素を含まない。ところが、当然のことながら、流量制限器１０３’、１０３’がたばこロッド１０１と接触することや、使用中に消費者による喫煙物品の偶発的な燃焼が阻止されるように、例えば中空管の上流に追加的要素を含めてもよい。例えば、多孔性のプラグ要素が中空管２０１のすぐ上流に配置されてもよい。
【００７８】
ここで、以下の例を参照しながら本発明をさらに説明する。
【実施例１】
【００７９】
上記に概説した測定手順に従い、異なる内径を持つ滑らかな表面の中空管内にゆるく配置された、直径８．００ｍｍを持つ滑らかな表面の球状の流量制限器について、発生したＲＴＤが評価された。結果は以下の表の通りである。
【表１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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