JP2025511849A - 高慣性モーメントを有するフィルタ製品 - Google Patents

Abstract

消費者製品に使用するフィルタ製品。消費者製品は、燃焼式紙巻きタバコ及び加熱非燃焼式スティックなどのタバコ製品を含むことができる。フィルタ製品は、中空コア部分を有する複数のセルロースアセテート繊維を含むことができる。

Description

本発明は、フィルタの分野に関する。より具体的には、本発明は、中空コアを有する繊維から形成されたフィルタ製品に関するものであり、このようなフィルタ製品は、消費者製品で使用するように構成されている。

以下でより詳細に説明されるように、タバコ製品などの様々なタイプの消費者製品では、フィルタの使用が必要である。典型的なタバコ製品フィルタ、例えば紙巻きタバコフィルタは、一般にセルロースアセテートトウ（本明細書において「ＣＡトウ」と呼ばれることもある）と呼ばれる、セルロースアセテートベースの繊維の連続フィラメントトウバンドから作られる。フィルタを作るためのＣＡトウの使用は、様々な特許に記載されており、ＣＡトウは可塑化されうる。例えば、米国特許第２，７９４，２３９号明細書を参照されたい。連続繊維の代わりに、より短く、フィルタの最終的な分解を支援することができるステープル繊維が使用される場合がある。例えば、連続フィラメントトウから直接ステープル繊維フィルタ要素を製造することを開示している米国特許第３，６５８，６２６号明細書を参照されたい。これらのステープル繊維は可塑化されることもできる。

燃焼式紙巻きタバコフィルタ用のＣＡトウは、米国特許第２，９５３，８３８号明細書に記載されているように、意図的に高度に縮れ、絡み合った、中実断面の小フィラメントデニール繊維から典型的に構成されている。このような繊維は、一般に、中実断面、例えば (ｉ)「Ｙ」形状、又は（ｉｉ）丸形/円形である。フィルタを構成する際に、繊維の縮れにより、フィルタの堅さが向上し、所与の圧力降下に対してトウの重量が軽減される。 ＣＡトウをタバコ製品フィルタに変換することは、例えば米国特許第３，０１７，３０９号明細書に記載されているように、トウ調整システム及びプラグメーカーによって達成することができる。トウ調整システムは、ベールからＣＡトウを引き出し、繊維を広げて位置をずらし(「ブルーム」)、トウをプラグメーカーにデリバリーする。プラグメーカーはトウを圧縮し、プラグラップ紙で包み、適切な長さのロッドに切断する。このようなプラグ型フィルタは、形成されると、一般にロッド又は筒形ロッドとして形作られ、セルロースアセテート繊維はロッドの内部を通って存在し、中実の断面を形成する。幾つかの代替例において、フィルタは中空の筒形又はチューブとして形成され、セルロースアセテート繊維はチューブの内部の一部を通ってのみ存在し、中空断面を形成する。具体的には、このような中空チューブは、内径と外径を備えることができ、壁厚は内径と外径の間に延在する。したがって、セルロースアセテート繊維は、一般に、中空チューブの壁にわたって（つまり、内径と外径の間）に存在する。

フィルタは、タバコ製品の中で最も高価な構成要素の１つであると一般に理解されている。しかしながら、フィルタの存在は、タバコの煙及びエアロゾルから望ましくない揮発性粒子又はその他の粒子状材料を少なくとも部分的に除去するために必要である。そのため、タバコ製品フィルタのコストを削減するための一般的な提案は、フィルタ内のＣＡトウ又は繊維の量を減らすことである。残念ながら、フィルタ内のＣＡトウ又は繊維の量を減らすと、特に一般的なＹ形状繊維を使用する場合に、望ましくないフィルタ特性が以前から得られていた。例えば、フィルタ内のＣＡトウ又は繊維の量を減らすと、フィルタが柔らかすぎ (つまり、硬度/剛性が低い)、構造形成が不均一になり、許容できない視覚的欠陥が生じることが判明している。同様に、フィルタ内のＣＡトウ又は繊維の量を減らすと、タバコ製品の使用中にフィルタを通る圧力降下が許容できないほど低くなることがわかっている。

フィルタに関連するコストを削減するための別の提案された選択肢は、フィルタの製造速度を上げて、全体的なダウンタイム及びコストを削減することである。しかしながら、一般的に使用される繊維（Ｙ形状繊維など)の高摩擦特性により、製造速度を上げると、製造機械のメンテナンス及び／又は故障が増加し、フィルタの構造的欠陥も増加することが判っている。

上記を考慮すると、低コストで製造でき、許容できない機能的又は美的特性を示さない消費者製品フィルタの開発が当該技術分野でなおも必要とされている。より具体的には、より少ない繊維で製造でき、適切なレベルの硬度、圧力降下及び製造品質を示す消費者製品フィルタの開発が当該技術分野で必要とされている。

本発明の1つの態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維を含む。繊維は、平均して、少なくとも５０，０００μｍ^４の面積慣性モーメントを有する。

本発明の別の態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維を含む。繊維は繊維対金属摩擦係数が０．５６５以下である。

本発明の別の態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維を含む。繊維は繊維対繊維摩擦係数が０．１３５以下である。

本発明の別の態様は、タバコ及びフィルタ製品を含む消費者製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を有する複数のセルロースアセテート繊維を含む。

本発明の別の態様は、タバコ及びフィルタ製品を含む燃焼式紙巻きタバコに関する。フィルタ製品は、中空コア部分を有する複数のセルロースアセテート繊維を含む。

本発明の別の態様は、タバコ及びフィルタ製品を含む加熱非燃焼式スティックに関する。フィルタ製品は、中空コア部分を有する複数のセルロースアセテート繊維を含む。

本発明の別の態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維から形成された中空チューブを含む。中空チューブは、内径及び外径を備える。中空チューブ内のセルロースアセテートの質量は４９５ｍｇ以下であり、中空チューブは硬度が少なくとも９２．０％（Borgwaldt 3Kg）である。

本発明の別の態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維から形成された中空チューブを含む。中空チューブは、内径及び外径を備える。中空チューブ内のセルロースアセテートの質量は４９５ｍｇ以下であり、中空チューブは硬度が少なくとも９２．２％（Borgwaldt 3Kg）である。

本発明の別の態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維から形成された中空チューブを含む。中空チューブは、内径及び外径を備える。中空チューブ内のセルロースアセテートの質量は４９７ｍｇ以下であり、中空チューブは硬度が少なくとも９２．４％（Borgwaldt 3Kg）である。

本発明の別の態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維から形成された筒形ロッドを含む。中空チューブ内のセルロースアセテートの質量は５６０ｍｇ以下であり、中空チューブは硬度が少なくとも８３．０％(Borgwaldt 3Kg)である。

本発明の別の態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維から形成された筒形ロッドを含む。中空チューブ内のセルロースアセテートの質量は５４０ｍｇ以下であり、中空チューブは硬度が少なくとも８３．５％(Borgwaldt 3Kg)である。

本発明の別の態様は、消費者製品に使用するためのフィルタ製品に関する。フィルタ製品は、中空コア部分を含む複数のセルロースアセテート繊維から形成された筒形ロッドを含む。中空チューブ内のセルロースアセテートの質量は５８０ｍｇ以下であり、中空チューブは硬度が少なくとも８４．５％(Borgwaldt 3Kg)である。

図１は、タバコ製品用の中実の筒形ロッドフィルタの横方向断面図である。

図２は、タバコ製品用の中空の筒形中空チューブの横方向断面図である。

図３は、紙巻きタバコの吸い口に中実の筒形ロッドフィルタの形態のフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコの長手方向断面図である。

図４は、紙巻きタバコの吸い口に中実の筒形ロッドフィルタを有するフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコの長手方向断面図である。

図５は、紙巻きタバコの吸い口に中実の筒形ロッドフィルタを有する別のフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコの長手方向断面図である。

図６は、紙巻きタバコの吸い口に中空の筒形中空チューブを有し、中空の筒形フィルタとタバコ部分との間に配置された中実の筒形ロッドフィルタを有するフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコの長手方向断面図である。

図７は、紙巻きタバコの吸い口に中空の筒形中空チューブを有し、中空の筒形フィルタとタバコ部分との間に配置された中実の筒形中空ロッドフィルタを有する別のフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコの長手方向断面図である。

図８は、加熱非燃焼式スティックの吸い口に中実の筒形ロッドフィルタを有するフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックの長手方向断面図である。

図９は、加熱非燃焼式スティックの吸い口に中実の筒形ロッドフィルタを有する別のフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックの長手方向断面図である。

図１０は、加熱非燃焼式スティックの吸い口に中実の筒形ロッドフィルタを有し、中実の筒形フィルタとタバコ部分との間に配置された中空の筒形中空チューブを有する別のフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックの長手方向断面図である。

図１１は、加熱非燃焼式スティックの吸い口に第一の中空の筒形中空チューブを有し、第一の中空の筒形中空チューブとタバコ部分との間に配置された第二の中空の筒形中空チューブを有する別のフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックの長手方向断面図である。

図１２は、加熱非燃焼式スティックの吸い口に中実の筒形ロッドフィルタを有し、中実の筒形ロッドフィルタに隣接して配置された第一の中空の筒形中空チューブを有し、第一の中空の筒形中空チューブとタバコ部分の間に配置された第二の中空の筒形中空チューブを有する別のフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックの長手方向断面図である。

図１３は、閉じたＣ形状を有する繊維/フィラメントの横方向断面図である。

図１３Ａは、閉じたＣ形状を有する別の繊維/フィラメントの横方向断面図である。

図１３Ｂは、閉じたＣ形状を有しない繊維/フィラメントの横方向断面図である。

図１４は、図１３の繊維/フィラメントの横方向断面図であり、繊維/フィラメントの主慣性モーメントをさらに示している。

図１５は、様々な断面形状を有する３組のロッドフィルタの圧力降下能力曲線である。

図１６は、様々な断面形状を有する３組のロッドフィルタの硬度能力曲線である。

図１７は、様々な断面形状を有する３組の中空チューブの硬度能力曲線である。

用語集
紙巻きタバコ（シガレット）－ ユーザによる喫煙のための、紙で巻かれた、細かく切断されたタバコの薄い筒。

フィラメントあたりのデニール－ ９，０００メートル長さの個々のフィラメントのグラム単位の重量に対応するテキスタイル測定単位。

繊維－ 単一フィラメント。

繊維対繊維摩擦係数－ 接触している２つの繊維表面の動きに抵抗する摩擦力の、２つの表面を一緒に押す法線力に対する比。

繊維対金属摩擦係数－ 接触している２つの表面、具体的には繊維表面と金属表面の動きに抵抗する摩擦力の、２つの表面を一緒に押す法線力に対する比。

フィラメント－ 細く連続したワイヤのような物体。

フィルタ製品－ 主にろ過機能を発揮するための、個別に又は他の構成要素と組み合わせて使用される単独の構成要素又はアセンブリを形成する２つ以上の構成要素。フィルタ製品は主にろ過機能を発揮するために使用されるが、フィルタ製品(又はその特定の構成要素)は、温度管理又は圧力調整機能などの他の機能を発揮することができることに留意されたい。

ロッドフィルタ－ 複数の繊維から形成された筒形ロッド。

中空チューブ－ 筒の壁が複数の繊維により形成された中空筒。

加熱非燃焼式スティック－ 正確に制御された熱を使用して材料を蒸発させ、ユーザが消費できるエアロゾルを生成する、非燃焼式の多セグメント化アセンブリ。

慣性モーメント－ 荷重により生じるたわみ、曲げ及び応力を予測するために使用される断面形状又は面積の特性である。慣性モーメントは、面積の多重積分で計算される。具体的には、面積の主慣性モーメントは、ＸＹ平面に位置する領域Ａについて、座標（ｘ,ｙ）の基本領域ｄＡについて、直交座標の重心(μｍ^４)で計算できる。
慣性モーメントは、面積慣性モーメント、面積についての慣性モーメント、又は断面二次モーメントとも呼ばれる。

総デニール－ １フィラメントあたりのデニールとトウ又はヤーン中のフィラメント数との積に対応するテキスタイルの測定単位。

トウ－ 複数の連続したフィラメントのバンド。

ヤーン－ フィラメントの束。

本発明の以下の実施形態は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。図面は本発明の様々な実施形態を示しているが、そのような図及び説明は単なる例である。本発明の原理及び範囲を特に説明した実施形態に限定することが意図されず、代わりに、以下の請求項の範囲によって限定されることが意図される。

本明細書で使用されるときに、「第一」、「第二」、「上部」又は「上側」、「下部」又は「下側」などの関係用語は、開示内容及び添付図面を理解する上での明確さと便宜のために使用されているものであり、文脈が明らかに別のことを示している場合を除き、特定の好み、方向又は順序を暗示したり、それらに依存したりするものではない。本明細書で使用されるときに、所与のパラメータ、特性又は状態に関する「約」及び「実質的に」という用語は、所与のパラメータ、特性又は状態が、許容される測定及び/又は製造許容範囲内などのわずかな変動で満たされることを意味し、一般に、指定値の最大５％の変動が含まれる。例えば、「約１．０」という用語には、０．９５～１．０５の可変範囲が含まれる。一連の数字には、その数字の前又は後に続く形容詞が含まれる。例えば、フィラメント当たり少なくとも１、２、３デニール(「ｄｐｆ」)は、少なくとも１ｄｐｆ、又は少なくとも２ｄｐｆ、又は少なくとも３ｄｐｆを含む。この説明内の物質の量に関するすべての数値又はパーセンテージは、明確に反対の規定がない限り、又は文脈から明らかでない限り、質量百分率(ｗｔ.％)で示される。

本発明の実施形態は、消費者製品用のフィルタ製品を対象としている。用語「消費者製品」は、一般に、エンドユーザ(消費者など)が使用し、ユーザがエアロゾル化された物質を体験(吸入など)できるようにするあらゆる種類の製品を意味する。したがって、消費者製品は、タバコ製品、植物性製品などを含む。タバコ製品は、紙巻きタバコなどの燃焼式製品のほか、加熱非燃焼式スティック、電子タバコなどの非燃焼式製品も含む。これらのタバコ製品において、タバコ、タバコ誘導体、膨張タバコ（expanded Tobacco）、再構成タバコ(reconstituted Tobacco)、タバコ代替品、非燃焼式製品など、及びそれらの混合物など、使用されるタバコ材料の種類は特に限定されない。植物性製品は、蒸発した植物及び／又は他の非タバコ生物性物質を生成するように構成された製品を含むことができる。

これらの消費者製品は、しばしば、単一のフィルタ要素及び／又はフィルタアセンブリの形態のフィルタ製品を備えて提供されうる。幾つかの例において、フィルタ製品は繊維材料から形成されたプラグを含むことができる。より詳細には、プラグは筒形ロッド（本明細書では「ロッドフィルタ」と呼ばれる）として形作られることができる。図１に示すように、ロッドフィルタ１０の繊維材料は、ロッドフィルタ１０の内部全体に広がって、ロッドフィルタ１０が概して中実の断面を有するようにすることができる。ロッドフィルタ１０は、外径「ｄ_ｅｘｔ」が４．００～１０．００ｍｍ、５．００～９．００ｍｍ、及び／又は６．００～８．００ｍｍなどの様々なサイズで形成することができる。例えば、幾つかの実施形態において、外径ｄ_ｅｘｔが７．００ｍｍを超えるロッドフィルタ１０は、「通常」サイズと考えることができる。外径ｄ_ｅｘｔが６．００～７．００ｍｍのロッドフィルタ１０は、「スリム」サイズと考えることができる。さらに、外径ｄ_ｅｘｔが５．４０～５．９９ｍｍのロッドフィルタ１０は、「マイクロスリム」サイズと考えることができる。

ロッドフィルタ１０に加えて、特定のタバコ製品は、中空の筒形チューブ(本明細書で、「中空チューブ」と呼ぶ)を含むフィルタ製品を組み込むことができる。図２に示すように、中空チューブ１２は、内径「ｄ_ｉｎｔ」と外周「Ｃ_ｅｘｔ」を有する中空筒を含むことができる。内径は一般にゼロではなく、これにより、中空チューブ１２は開いた内部空間を囲むようになる。中空チューブの壁は、チューブの内面から外面まで延在しており、したがって厚さ「Ｔ_ｗａｌｌ」を有する。中空チューブ１２の繊維材料は、概して中空チューブ１２の壁の厚さ Ｔ_ｗａｌｌ全体に延在する。そのため、中空チューブ１２は、概して中空の断面を有する。中空チューブ１２は、外径「Ｃ_ｅｘｔ」が１２．０～２８．００ｍｍ、１４．００～２６．００ｍｍ、１６．００～２４．００ｍｍ、及び／又は１８．００～２２．００ｍｍなど、様々なサイズに加工されうる。さらに、中空チューブ１２は、壁厚Ｔ_ｗａｌｌが０．２ｍｍ～１．８ｍｍ、０．４ｍｍ～１．６ｍｍ、０．６ｍｍ～１．４ｍｍ、及び／又は０．８ｍｍ～１．２ｍｍであることができる。図２は、概して円形又は筒形の中空内部空間を有する中空チューブ１２を示しているが、中空内部空間は、三角形、正方形、楕円形、月形、星形、ハート形などの他の形状に加工されてもよいことを理解されたい。

ロッドフィルタ及び中空チューブ１０、１２は、図３～１１に示すように、様々な構成で（タバコ製品と関連して）フィルタ製品として使用することができる。例えば、ロッドフィルタ１０は、タバコ製品用のフィルタとして個別に使用することも、あるいは、タバコ製品用のフィルタアセンブリ（すなわち、複数の構成要素を含むフィルタ）の一部として使用することもできる。中空チューブ１２は、一般に、タバコ製品用のフィルタアセンブリの一部として使用される。一般に、中空チューブ１２は、支持要素として機能し、加熱非燃焼式スティック及び紙巻きタバコ内のエアロゾルの温度管理に寄与することが意図されている。それでもなお、中空チューブ１２は、ある程度のろ過及び圧力降下に寄与する可能性がある。上記を考慮すると、本明細書で使用されるときに、「フィルタ製品」という用語は、個々のロッドフィルタ１０、個々の中空チューブ１２及びロッドフィルタ１０及び／又は中空チューブ１２を組み込んだアセンブリを包含することを理解されたい。

より詳細には、図３～７は、燃焼式紙巻きタバコの複数の構成を示す。燃焼式紙巻きタバコは、タバコ材料を燃焼させて煙を発生させることによりエアロゾル化されるタバコ材料を含むタバコ製品である。図３は、右端にタバコ材料１４(例えば、タバコカラム)があり、タバコ材料１４の左側にあり(そしてタバコ材料１４に隣接する)ロッドフィルタ１０の形のフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコである。したがって、ロッドフィルタ１０は紙巻きタバコの吸い口にあることができ、それにより、ユーザはロッドフィルタ１０をユーザの口に入れてタバコ製品からタバコの煙を吸い込むことができる。図４は、右端にタバコ材料１４があり、タバコ材料１４の左側にあり（そしてタバコ材料１４に隣接する）補助製品１６と、補助製品１６の左側にあり（そして補助製品１６に隣接する）ロッドフィルタ１０とを含むフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコである。本明細書で言及される補助製品１６という用語は、活性炭フィルタ、香味剤／カプセル、着色フィルタなど、タバコ製品内で補助的に使用されうる様々な材料を含むことができる。図５は、右端にタバコ材料１４があり、タバコ材料１４の左側にあり（そしてタバコ材料１４に隣接する）補助製品１６と、補助製品１６の左側にあり（そして補助製品１６に隣接する）空き空間１８（例えば、中空部分）と、空き空間１６の左側にあり（そして空き空間１６に隣接する）ロッドフィルタ１０とを含むフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコである。図６は、右端にタバコ材料１４があり、タバコ材料１４の左側にあり（そしてタバコ材料１４に隣接する）ロッドフィルタ１０と、ロッドフィルタ１０の左側にあり（そしてロッドフィルタ１０に隣接する）中空チューブ１２とを含むフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコである。したがって、中空チューブ１２は紙巻きタバコの吸い口にあることができ、それにより、ユーザは中空チューブ１２をユーザの口に入れてタバコ製品を通してタバコの煙を吸い込むことができる。最後に、図７は、右端にタバコ材料１４があり、タバコ材料１４の左側にあり（そしてタバコ材料１４に隣接する）補助製品１６と、補助製品１６の左側にあり（そして補助製品１６に隣接する）ロッドフィルタ１０と、ロッドフィルタ１０の左側にあり（そしてロッドフィルタ１０に隣接する）中空チューブ１２とを含むフィルタ製品を備えた燃焼式紙巻きタバコである。

さらに、図８～１２は、加熱非燃焼式スティックの複数の構成を示している。加熱非燃焼式スティックは、電子加熱要素で蒸気を発生させるためにタバコ材料を加熱することにより蒸発されるタバコ材料を含むタバコ製品である。図８は、右端にタバコ材料１４(例えば、タバコカラム)があり、タバコ材料１４の左側にあり(そしてタバコ材料１４に隣接する)空き空間１８(例えば、中空部分)と、空き空間１８の左側にあり (そして空き空間１８に隣接する)ロッドフィルタ１０とを含むフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックである。したがって、ロッドフィルタ１０は加熱非燃焼式スティックの吸い口にあることができ、それにより、ユーザはロッドフィルタ１０をユーザの口に入れてタバコ製品からタバコの煙を吸い込むことができる。図９は、右端にタバコ材料１４（例えば、タバコカラム）があり、タバコ材料１４の左側にあり（そしてタバコ材料１４に隣接する）補助フィルタ２０（例えば、ポリ乳酸フィルタ）と、補助フィルタ２０の左側にあり（そして補助フィルタ２０に隣接する）空き空間１８（例えば、中空部分）と、空き空間１８の左側にあり（そして空き空間１８に隣接する）ロッドフィルタ１０とを含むフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックである。図１０は、右端にタバコ材料１４（例えば、タバコカラム）があり、タバコ材料１４の左側にあり（そしてタバコ材料１４に隣接する）中空チューブ１２と、中空チューブ１２の左側にあり（そして中空チューブ１２に隣接する）補助フィルタ２０（例えば、ポリ乳酸フィルタ）と、第二のフィルタ２０の左側にあり（そして第二のフィルタ２０に隣接する）ロッドフィルタ１０とを含むフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックである。図１１は、右端にタバコ材料１４（例えば、タバコカラム）があり、タバコ材料１４の左側にあり（そしてタバコ材料１４に隣接する）第一の中空チューブ１２と、第一の中空チューブ１２の左側にあり（そして第一の中空チューブ１２に隣接する）補助製品１６と、補助製品１６の左側にあり（そして補助製品１６に隣接する）補助フィルタ２０（例えば、ポリ乳酸フィルタ）と、第二のフィルタ２０の左側にあり（そして第二のフィルタ２０に隣接する）第二の中空チューブ１２とを含むフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックである。したがって、第二の中空チューブ１２は加熱非燃焼式スティックの吸い口にあることができ、それにより、ユーザは第二の中空チューブ１２をユーザの口に入れてタバコ製品からタバコの煙を吸い込むことができる。最後に、図１２は、右端にタバコ材料１４（例えば、タバコカラム）があり、タバコ材料１４の左側にあり（そしてタバコ材料１４に隣接する）第一の中空チューブ１２と、第一の中空チューブ１２の左側にあり（そして第一の中空チューブ１２に隣接する）第二の中空チューブ１２と、第二の中空チューブ１２の左側にあり（そして第二の中空チューブ１２に隣接する）ロッドフィルタ１０とを含むフィルタ製品を備えた加熱非燃焼式スティックである。特に、図１２に示す加熱非燃焼式スティックの第一の中空チューブ及び第二の中空チューブ１２は、類似した（又は同じ）外周Ｃ_ｅｘｔを有することができるが、異なる内径ｄ_ｉｎｔ及び／又は壁厚Ｔ_ｗａｌｌを有することができる。

フィルタ製品の様々な構成が上記（及び図）に示され、説明されている。しかしながら、本発明の実施形態は、タバコ製品などの様々なタイプの消費者製品に使用されるロッドフィルタ及び中空チューブ１０、１２（及び他の材料）のさらなる構成の使用を想定していることを理解されたい。したがって、本明細書で使用されるときに、タバコ製品という用語は、図に明示的に記載又は示されているものに限定されない。

本発明の実施形態のロッドフィルタ及び中空チューブ１０、１２は、ポリマー材料の繊維又はフィラメントから形成されうる。「繊維」は、フィラメント又はステープルのいずれかであってよい。本明細書では「フィラメント」に言及しているが、繊維はフィラメントであり、ステープル繊維はフィラメントから切断されるため、物品内のフィラメントに関するすべての言及は、「繊維」又は「ステープル」に置き換えて支持することもできる。したがって、本明細書で説明する物品は、単一のフィラメント繊維又はステープル繊維のいずれか、又は両方を含むことができる。

繊維に使用されるポリマー材料は、特に限定されない。繊維は、例えば、セルロースエステル、天然セルロース、再生セルロース及び合成ポリマーから選択することができる。セルロースエステルの非限定的な例としては、セルロースアセテート（例えば、セルロースジアセテート及びセルローストリアセテート）、セルロースブチレート及びセルロースプロピオネートなどの有機酸エステル、セルロースニトレート、セルロースサルフェート及びセルロースホスフェートなどの無機酸エステル、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート及びセルロースニトレートアセテートなどの混合酸エステル、及びポリカプロラクトングラフト化セルロースアセテートなどのセルロースエステル誘導体が挙げられる。天然セルロースの非限定的な例としては、針葉樹及び広葉樹などの木材パルプなどの木材フィラメント、リンター及びその他の原綿、ボンバックス綿及びカポックなどの種子毛フィラメント、典型的に、麻、亜麻、黄麻、ラミー、紙楮及び紙ブッシュなどの靭皮フィラメント、マニラ麻（アバカ）及びニュージーランド亜麻などの葉フィラメントから得られる（から調製される）天然セルロースが挙げられる。再生セルロースの例としては、限定するわけではないが、ビスコースレーヨン、銅アンモニウムレーヨン、フォルティザン及びニトレートレーヨンが挙げられる。合成ポリマーの非限定的な例としては、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、及びポリアミドが挙げられる。異なる材料はそれぞれ単独でも組み合わせても使用できる。フィラメントは、アクリル、モダクリル、アラミド、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、レーヨン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ＰＴＦＥ又はセルロースアセテートから選択することが望ましい。１つの態様において、フィラメントはセルロースアセテートを含み、セルロースアセテートには、酢酸セルロース、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネートブチレート及びセルロースアセテートフタレートが挙げられる。使用可能な他のポリマーとしては、デンプンアセテート、アクリロニトリル、塩化ビニル、ビニルエステル、ビニルエーテル、それらの任意の誘導体、それらの任意のコポリマー及びそれらの任意の組み合わせが挙げられる。このようなポリマー材料からの繊維は、溶液紡糸、溶融紡糸及びメルトブローなどの従来の技術によって製造することができる。

本発明の特に好ましい実施形態は、セルロースアセテートのセルロースエステル繊維を含むロッドフィルタ及び中空チューブ１０、１２を含む。本発明の１つの態様は、それぞれが実質的にＣ形断面形状を有するセルロースエステル繊維から形成されたロッドフィルタ及び中空チューブ１０、１２を含む。このような繊維は、乾式又は湿式紡糸法、例えばセルロースエステル溶液を紡糸口金を通して押し出すことなどによって製造することができる。図１３を参照すると、繊維３０は、紡糸口金のオリフィスを通してセルロースアセテートドープ又は溶液を押し出すことによって調製される、閉じた「Ｃ」形状の断面構成を有することが示されている。全体で使用されるように、閉じたＣ形状を示す繊維又はフィラメントは、第一の近位端３５と第二の近位端４０を有し、中空コア５０を有する「Ｃ」形状の断面を有する。より詳細には、「閉じたＣ形状」の繊維又はフィラメントとは、第一の近位端と第二の近位端を有する「Ｃ」形状の断面を有し、少なくとも１つの条件Ａ（ｉ）又はＡ（ｉｉ）及び少なくとも１つの条件Ｂ（ｉ）又はＢ（ｉｉ）を満たす繊維又はフィラメントを意味する。
Ａ．第一の近位端の少なくとも一部は以下のいずれかである。
ｉ．第二の近位端の少なくとも一部に向かって配向されているか、又は、
ｉｉ．第二の近位端の一部に接触している。
Ｂ．第一の近位端及び第二の近位端は以下のいずれかである。
ｉ．「Ｃ」形状の第一の近位端及び第二の近位端の間のギャップ又は分離によって画定され、横方向距離Ｄ１を有するチャネルを形成する、ここで、チャネルはフィラメントの外面から中空コアに通じており、中空コアはフィラメントの内面によって画定され、直径Ｄ２を有し、Ｄ２/Ｄ１＞１である、又は、
ｉｉ．第一の近位端の少なくとも一部が反対側の第二の近位端の少なくとも一部に接触していることからチャネルを形成しない。

図１３に示すように、繊維３０は、第一の近位端３５と第二の近位端４０を有する「Ｃ」の形状であり、少なくとも１つの条件Ａ（ｉ）又はＡ（ｉｉ）及び少なくとも１つの条件Ｂ（ｉ）又はＢ（ｉｉ）を満たす。
Ａ．第一の近位端３５の少なくとも一部は、以下のいずれかである。
ｉ．第二の近位端４０の少なくとも一部に向かって配向されている、又は
ｉｉ．第二の近位端４０の一部に接触し、図示のように接触はない。
Ｂ．第一の近位端３５と第二の近位端４０は、以下のいずれかである。
ｉ．「Ｃ」形状の第一の近位端３５と第二の近位端４０との間のギャップ又は分離によって画定され、横方向距離Ｄ１を有するチャネルを形成する、ここで、チャネルは、繊維３０の外面５５ａから中空コア５０に通じ、中空コア５０は、繊維の内面５５ｂによって画定され、直径Ｄ２を有し、Ｄ２／Ｄ１＞１である、又は、
ｉｉ．第一の近位端３５の少なくとも一部が、反対側の第二の近位端４０の少なくとも一部と接触することから生じるチャネル又は通路を形成せず、図示されるように、この場合の近位端は互いに接触しない。

１つの実施形態において、又は前述の実施形態のいずれかと組み合わせて、チャネルは、最小のチャネル直径Ｄ１よりも大きい直径Ｄ２を有する環状部に開口する。チャネルの距離Ｄ１は、Ｃ形状繊維３０の第一の近位端３５と第二の近位端４０との間のギャップによって画定されるチャネル内の最小距離として取られ、直径Ｄ２は、中空コア５０内の最大直径として取られる。同じ単位でのＤ２/Ｄ１の比率は、１：１より大きい、又は少なくとも１．１：１、又は少なくとも１．２：１、又は少なくとも１．３：１、又は少なくとも１．４：１、又は少なくとも１．５：１、又は少なくとも１．６：１、又は少なくとも１．７：１、又は少なくとも１．８：１、又は少なくとも１．９：１、又は少なくとも２：１、又は少なくとも２．１：１、又は少なくとも２．３：１、又は少なくとも２．５：１、又は少なくとも２．８：１、又は少なくとも３：１、又は少なくとも３．５：１、又は少なくとも４：１、又は少なくとも４．５：１、又は少なくとも５：１、又は少なくとも５．５：１、又は少なくとも６：１である。

図１３Ａを参照すると、Ｃ断面形状の近位端の描写及び画定がより具体的に規定されている。繊維６０は、外側の円弧を形成する外周５５aと、中空コア５０を囲み形成する内側の円弧を形成する内周５５ｂを含む。Ｃ形状のフィラメントは、近位端３５及び４０に沿って延在する仮想平面「ｘ」及び「ｙ」をそれぞれ有する近位端３５及び４０を有する。フィラメント３０が本明細書で規定されるとおりの閉じたＣであるかどうかを判断する際に、近位端３５及び４０の向きが決定される。したがって、図１３Ａを引き続き参照すると、端部３５の向きは、近位端３５に沿って延在する平面ｘの部分から離れて垂直に延在する仮想線（例えば、線３５ａ又は３５ｂ）の方向である。同様に、端部４０の向きは、近位端７０の平面ｙから離れて垂直に延在する仮想線（例えば、線４０ａ又は４０ｂ）の方向である。

線３５ａ又は３５ｂは、近位端３５に沿って延在する平面ｘの部分に沿ってそしてその部分に垂直な任意の場所に描くことができ、一部の線が近位端４０に沿って延在する反対側の平面ｙの部分と交差しない場合でも、近位端３５に沿って延在する平面ｘの部分に垂直な任意の線が、近位端４０に沿って延在する反対側の平面ｙの部分と交差する場合に、繊維６０は閉じたＣ形状になる。同様に、線４０ａ又は４０ｂは、近位端４０に沿って延在する平面ｙの部分に沿ってそしてその部分に垂直な任意の場所に描くことができ、一部の線が近位端３５に沿って延在する反対側の平面ｘの部分と交差しない場合でも、近位端４０に沿って延在する平面ｙの部分に垂直な任意の線が、近位端３５に沿って延在する反対側の平面ｘの部分と交差する場合に、繊維６０は閉じたＣ形状になる。図に示すように、図１３Ａのこの構成は、近位端３５の向きが近位端４０に向かっていることから、閉じた Ｃ形状の繊維６０になる。このことは、仮想線３５ｂは交差していないが、仮想配向線３５ａが近位端４０の平面ｙと交差していることにより示されているとおりである。同様に、図１３Ａのこの構成は、近位端４０の向きが近位端３５に向かっていることから、閉じた Ｃ形状のフィラメントになる。このことは、仮想線４０ｂは交差していないが、仮想配向線４０ａが近位端３５の平面ｘと交差していることにより示されているとおりである。これらの条件のいずれか１つは、近位端の少なくとも１つが他の近位端に向かって配向しているという要件を満たす。

第一の近位端３５及び第二の近位端４０は、１．０ラジアン未満、又は０．８ラジアン未満、又は０．５ラジアン未満、又は０．３ラジアン未満、又は０．１ラジアン未満の距離だけ離間していることができ、それでも閉じたＣ構成を特徴とすることができ、各例では接触していないか、又は、少なくとも０．０１ラジアン、又は少なくとも０．０５ラジアンだけ離間していることができる。図１３及び１３Ａで上記で説明した閉じたＣ形状構成に加えて、近位端の１つ(例えば、端部３５又は端部４０)が他方の近位端(例えば、端部３５又は端部４０の他方)の部分に接触している場合に、繊維は閉じたＣ形状を有すると考えることができることを理解されたい。

逆に、図１３Ｂは、閉じたＣ形状であると考えられない繊維７０を示している。図２Ｂにおいて、近位端３５の向きは近位端４０に向いていない。というのは、線３５ａ又は３５ｂで示されているように、近位端３５の平面ｘに垂直でそしてそれに沿った仮想線が、平面ｙに沿って近位端４０と交差できないからである。同様に、近位端４０は、仮想配向線４０ａ及び４０ｂが平面ｘに沿って近位端３５と交差しないことで示されているように、近位端３５に向いていない。

図１３を再度参照すると、繊維３０のコア５０は中空であり、繊維３０に中空断面を与える。本明細書で用いられるときに、「中空コア」という用語は、真円、又は円周が完全に閉じている円に限定されない。特に、繊維が外周（例えば、周５５ａ）及び内周（例えば、周５５ｂ）を含み、内周が空の内部空間を少なくとも部分的に囲んでいる場合に、繊維は「中空コア」を含む。例えば、中空コアは、楕円形、正方形、三角形、又はその他の規則的又は不規則的／歪んだ形状であることができる。さらに、近位端３５及び４０は、タッチ又は接触していてもよく、又は互いに離れていてもよい。幾つかの実施形態、又は他の記載された実施形態と組み合わせて、中空コア５０は、近位端３５及び４０間の最大距離よりも大きい最大寸法の直径を有することができる。

以下の説明は、ロッドフィルタ及び/又は中空チューブ１０、１２で使用できる繊維 (例えば、閉じたＣ繊維)を製造する方法を示している。セルロースアセテート及び溶媒を含む紡糸ドープは、当業者に知られている条件下で調製し、乾式紡糸することができる。紡糸溶液の温度は、加熱されたキャンドルフィルタを通過させることによって上昇させ、維持することができる。一般に、キャンドルフィルタの温度は、所与のプロセス条件下で、紡糸溶液に使用される溶媒、例えば、アセトンの沸点を超えない。

紡糸口金において、溶媒ドープを複数の穴から押出して、連続したセルロースアセテート繊維を形成することができる。繊維は集められ、数百又は数千の個々の繊維の束を形成することができる。これらの束又はバンドのそれぞれは、少なくとも１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０又は４００、及び/又は、１０００、９００、８５０、８００、７５０又は７００以下の繊維を含むことができる。紡糸口金は、所望のサイズ及び形状を有する繊維及び束を生成するのに適した任意の速度で操作できる。

紡糸ドープ組成物は、適切な量のセルロースアセテート及び溶媒を含む。本明細書で使用されるときに、「セルロースアセテートトウ」、「アセテートトウ」又は「アセテートトウバンド」という用語は、セルロースアセテート繊維を含む連続した縮れたフィラメントバンドを指す。本明細書で使用されるときに、「セルロースアセテート」という用語は、セルロースグルコース単位のヒドロキシル基における水素がアセチル化反応によってアセチル基に置換されたセルロースの酢酸エステルを指す。セルロースアセテートは置換度が２．２～３未満の範囲である。本明細書で使用されるときに、「置換度」又は「ＤＳ」という用語は、セルロースポリマーのヒドログルコース環あたりのアシル置換基の平均数を指し、最大置換度は３．０である。幾つかの実施形態において、適切なセルロースアセテートは置換度がグルコース単位あたりのアセチル基３未満であり、好ましくは平均で、２．２～２．８の範囲、又は２．４～２．７の範囲である。幾つかの場合に、セルロースアセテートの少なくとも９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８又は９９パーセントは２．２又は２．２５を超えるＤＳを有する。幾つかの場合に、セルロースアセテートの少なくとも９０パーセントは、２．２、２．２５、２．３又は ２．３５を超えるＤＳを有することができる。典型的に、アセチル基は、総アシル置換基の少なくとも１、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５又は６０パーセント、及び/又は、９９、９５、９０、８５、８０、７５又は７０パーセント以下を占めることができる。

紡糸ドープ組成物中のセルロースアセテートの量は、ドープ溶液の全質量に基づいて、２２ｗｔ％～３２ｗｔ％、又は２２ｗｔ％超～３２ｗｔ％、又は２４ｗｔ％超～３２ｗｔ％、又は２６～３０ｗｔ％及び２８～３０ｗｔ％とすることができる。ドープ組成物中に存在する溶媒の量は、ドープ溶液の全質量に基づいて、６５ｗｔ％～７８ｗｔ％、望ましくは６８ｗｔ％～７１ｗｔ％である。紡糸溶液中のセルロースアセテートのインヘレンと粘度は、１．３５～１．６０又は１．４５～１．５８とすることができる。

紡糸溶液の固形分含有量（すなわち、添加された固形分）は、一般に２２～３２ｗｔ％である。固形分含有量が高いほど、回収する必要のある溶媒の量は少なくなるが、３２質量パーセントをはるかに超えると、紡糸溶液の粘度は高くなりすぎて、小さな紡糸口金の穴からうまく押し出せなくなる可能性がある。固形分含有量が２２質量パーセント以下になると、紡糸口金を通るドープ溶液の流速を制御するのが難しくなり、繊維から過剰な溶媒を蒸発させなければならず、一貫した繊維形状を制御するのが難しくなり、アセトンの回収量が多くなる。さらに、固形分含有量の低い紡糸溶液は、繊維に紡糸される際に繊維が紡糸口金の金属面の外面に付着する傾向があり、そのため、フィラメントを束又はトウバンドに引き出すのが難しくなる。

紡糸ドープ溶液は、少量のＴｉＯ_２などの艶消し剤、少量の水及び少量の可塑剤も含むことができる。本発明によるドープ溶液は、一般に、添加される少量の二酸化チタン及び少量の水を有する。紡糸溶液全体におけるＴｉＯ_２の量は、一般に、１ｗｔ％未満、又は０．５ｗｔ％以下、又は０．３ｗｔ％以下であるか、あるいはＴｉＯ_２が添加されていない。少量のＴｉＯ_２を添加して、得られるフィルタの白さを増加させることができる。ＴｉＯ_２の量が多すぎると、微細な紡糸口金の穴が詰まることがある。

存在する場合に、艶消し剤、可塑剤及び水の量はそれぞれ５ｗｔ％ 以下、又は合計で５ｗｔ％以下とすることができる。１つの実施形態において、水、艶消し剤、セルロースアセテート及び可塑剤を除いて、紡糸ドープ溶液の残りはアセトンなどの溶媒である。１つの実施形態において、又は前述の実施形態のいずれかと組み合わせて、アセトンの量は、水以外のすべての溶媒の質量に基づいて、少なくとも６０ｗｔ％、又は少なくとも７０ｗｔ％、又は少なくとも８０ｗｔ％、又は少なくとも９０ｗｔ％、又は少なくとも９５ｗｔ％、又は少なくとも９８ｗｔ％、又は１００ｗｔ％である。アセトンとは異なる蒸発速度プロファイルを有する他の溶媒は、前述のプロセス条件下で繊維の形状に影響を与えるため、その量は最小限に抑える必要がある。

１つの実施形態において、又は前述の実施形態のいずれかと組み合わせて、紡糸ドープ溶液は、ドープ中のセルロースアセテート及び可塑剤の総質量に基づいて、又は紡糸ドープ溶液の質量に基づいて、又は繊維中のセルロースアセテート及び可塑剤の総質量に基づいて、又は繊維の質量に基づいて、４．５ｗｔ％以下、又は４ｗｔ％以下、又は３ｗｔ％以下、又は２ｗｔ％以下、又は１ｗｔ％以下、又は０．５ｗｔ％以下の可塑剤を含むか、又は溶液に可塑剤が添加されていないか、又は溶液中に可塑剤が存在しない。可塑剤が使用される場合に、可塑剤はポリマーではなく化合物であることができ、４００ｇ/モル以下、又は３００ｇ/モル以下、又は２５０ｇ/モル以下の分子量を有することができる。紡糸口金から出たときの繊維は、同じ百分率の可塑剤を含むことがあり、含まれていない場合もあり、繊維を製造するためのあらゆるプロセスには、ドープ溶液に可塑剤を加えない乾式紡糸が含まれる場合もあり、又は、加える場合には、記載した制限内である。

本発明の紡糸溶液中に存在する水の量は、ドープ溶液又は繊維の質量に基づいて、一般に５ｗｔ％未満、又は３ｗｔ％以下、又は１～２ｗｔ％以下である。水の量が３ｗｔ％を大幅に上回ると、結果として得られる繊維の乾燥時間が遅くなる傾向があるが、水の量が約１ｗｔ％を大幅に下回ると、アセトンが蒸留によって水からリサイクルされ、周囲の空気が湿っているため、得るのが困難である。

特定の実施形態において、ロッド及び/又は中空チューブ１０、１２で使用される繊維は、「Ｄ」形状の紡糸口金穴を通して紡糸されてもよい。このような繊維は、一般に、長手方向に整列した状態で押出され、最終的に任意の適切なサイズのフィラメント又はステープル繊維に加工されることができる。例えば、各繊維（フィラメント又はステープル）は、少なくとも０．５、又は０．５を超える、又は少なくとも０．８、１、１．５、２、２．５、３、４又は５ｄｐｆの少なくともいずれかの線形ｄｐｆ（９０００ｍのフィラメント長さのｇ単位の重量、ｄｐｆ）を有することができる。追加的に又は代替的に、ｄｐｆは、２００、１００、７５、５０、３５、３０、２５、２０、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４．５、４、３．５、３又は２．７５ｄｐｆのいずれか以下である。適切なｄｐｆ範囲の例としては、０．８～３０、１．８～２０、又は１～２５、又は１．５～２０、又は１．５～１５、又は１～４未満、又は４～３０が挙げられる。幾つかの特定の実施形態において、ロッドフィルタ１０に使用される繊維は、１．８～２０のｄｐｆを有することができる。例えば、燃焼式紙巻きタバコに使用されるロッドフィルタ１０の繊維は、１．８～８．０ｄｐｆのｄｐｆを有することができるが、加熱非燃焼式スティックに使用されるロッドフィルタ１０の繊維は、８．０～２０．０のｄｐｆを有することができる。中空チューブ１２(例えば、加熱非燃焼式スティック用)の繊維は、３．４～８．０のｄｐｆを有することができる。

フィラメント及びステープル繊維を含む繊維は、望ましくはモノフィラメントである。１つの実施形態において、繊維は、可塑剤を除く繊維中の全ポリマーの質量に基づいて、少なくとも８０ｗｔ％、又は少なくとも９０ｗｔ％、又は少なくとも９５ｗｔ％、又は少なくとも９７ｗｔ％、又は１００ｗｔ％のセルロースアセテートポリマーを含む。１つの実施形態において、繊維は二成分繊維ではなく、二成分繊維を加工した結果物でもない。個々のフィラメントのサイズは特に制限されない。サイズは有効直径で表すことができ、１つの態様において、フィラメント及びステープル繊維の有効直径は、例えば、０．１μｍ～１０００μｍ、１μｍ～５００μｍ、１μｍ～１００μｍ、１μｍ～３０μｍ、１０μｍ～１０００μｍ、１０μｍ～５００μｍ、１０μｍ～１００μｍ、１０μｍ～３０μｍの範囲とすることができる。

繊維は、複数のフィラメントがその長さに沿って互いに隣接して配置され、フィラメントがねじれていないか絡み合っていない束又はトウバンドに加工するか、又は、複数のフィラメントがその長さに沿って互いに隣接して配置され、フィラメントがねじれているか絡み合っているヤーンに加工することができる。繊維のトウバンドは、しばしば、フィラメントを効果的に縮ませるように加工され、最終用途に応じてステープル繊維に切断し、又は、連続バンドとして加工することができる。本明細書で使用されるときに、「ステープル繊維」という用語は、典型的に、１５０ｍｍ未満、又は１２０ｍｍ未満、又は１００ｍｍ以下、又は８０ｍｍ以下、又は６５ｍｍ以下、又は６０ｍｍ以下、又は５５ｍｍ以下の個別の長さを有するフィラメントヤーン又はトウバンドから切断されたフィラメントを指す。幾つかの実施形態において、ステープル繊維は、少なくとも１、１．５、２、３、４、５、６、８、１０、１２、１５、１７、２０、２２、２５、２７、３０、３２又は３５ｍｍ、そして１３０ｍｍ以下、又は１２０ｍｍ以下、又は１００ｍｍ以下、又は８０ｍｍ以下、又は６５ｍｍ以下の長さに切断されうる。繊維を過度に損傷することなくフィラメントを所望の長さに切断することができる任意の適切なタイプの切断デバイスを使用することができる。切断デバイスの例としては、限定するわけではないが、ロータリーカッター、ギロチン、ストレッチ破断デバイス、往復動ブレード及びそれらの組み合わせを挙げることができる。切断されると、ステープル繊維は、その後の輸送、保管及び／又は使用のために梱包されるか、又は袋詰め又は包装されることができる。ステープル繊維の切断長さは、ＡＳＴＭ Ｄ-５１０３に従って測定することができる。

本発明に従って、５～５００，０００本の個別の繊維を有する繊維バンド(すなわち、トウバンド)を集めることができる。あるいは、トウバンドは、１０～５０，０００、１０～４０，０００、１０～３０，０００、１０～２０，０００、１０～１０，０００、１０～１０００、１００～５０，０００、１００～４０，０００、１００～３０，０００、１００～２０，０００、１００～１０，０００、１００～１０００、２００～５０，０００、２００～４０，０００、２００～３０，０００、２００～２０，０００、２００～１０，０００、２００～１０００、１０００～５０，０００、１０００～４０，０００、１０００～３０，０００、１０００～２０，０００、１０００～１０，０００、５０００～５０，０００、５０００～４０，０００、５０００～３０，０００、５０００～２０，０００、５０００～１０，０００、１０，０００～５０，０００、１０，０００～４０，０００、１０，０００～３０，０００、又は１０，０００～２０，０００本の本発明の繊維を有することができる。それにもかかわらず、トウバンドは、合計デニールが１，０００～５００，０００、２，０００～２５０，０００、５，０００～１００，０００、１０，０００～７５，０００、１５，０００～５０，０００、２０，０００～４０，０００、及び/又は２５，０００～３０，０００であることができる。特定の実施形態において、フィルタトウ重量、すなわちフィラメントのみの重量は、１．７ｍｇ/ｍｍより大きい、又は２．０ｍｇ/ｍｍより大きい、又は２．２～２．５ｍｇ/ｍｍである。

トウバンドに加工された繊維は、次に、トウの個々の繊維の少なくとも一部、又は実質的にすべてにパターン化された波状形状が付与されるクリンピングゾーンを通過することができる。クリンピングゾーンは、繊維を機械的にクリンピングするための少なくとも１つのクリンピングデバイスを含むことができる。クリンピング後に、トウバンドは、トウバンドの繊維の水分及び/又は溶媒含有量を減らすために、乾燥ゾーンで乾燥されうる。その後、トウバンドの形の繊維は、ベーラーに供給され、トウ繊維のベールに圧縮されうる。

ロッドフィルタ及び中空チューブ１０、１２は、従来の自動タバコロッド製造機を使用してトウバンドから形成することができる。例示的なタバコロッド製造機は、Molins PLC 又はHauni-Werke Korber & Co. KG から市販されているタイプのものである。例えば、MkX（Molins PLCから市販）又はPROTOS（Hauni-Werke Korber & Co. KGから市販）として知られるタイプのタバコロッド製造機を使用することができる。より詳細には、ロッドフィルタ１０は、ベールからトウバンドを引き出して、トウバンドをブルーミングデバイスに通すことによって形成することができる。具体的には、トウバンドに引張力をかけながら圧縮空気をトウバンドに噴射して、トウバンドを「ブルーム」させ、必要に応じてトウバンドの幅を調整することができる。

トウバンドを十分にブルームした後に、トウバンドにトリアセチンなどの可塑剤を噴霧することができる。その後、トウバンドを圧縮して、筒形の供給ジェットデバイス内で筒形形状のロッドフィルタ１０に加工することができる。幾つかの場合において、筒形のトウバンドの外周に包装紙を巻き付けることができる。次に、筒形のトウバンド（おそらく包装紙を含む）を個々のロッドフィルタ１０に切断することができる。このようにして、複数のロッドフィルタ１０を製造することができる。中空チューブ１２は、上述のロッドフィルタ１２と基本的に同じ方法で形成することができるが、筒形の供給ジェットデバイス内にマンドレルを含めることができる。このようにして、トウバンドが供給ジェットデバイス内で供給され圧縮されると、トウバンドはマンドレルの周りに形成され、中空チューブの形状を形成する。

所望ならば、「非包装」フィルタも製造することができる。このようなセグメントは、本明細書で一般に示されるタイプの技術を使用して製造される。しかしながら、フィルタ材料の長手方向に延びる周囲を囲む包装紙を使用する代わりに、例えば成形された混合繊維束にスチームを適用することによって、やや硬いロッドを提供することができる。非包装フィルタロッドを商業的に製造する技術は、英国ミルトンキーズのエッセントラ社が所有している。

本明細書に記載の繊維（例えば、閉じたＣ形状繊維）を利用するフィルタは、特に限定されず、喫煙物品のフィルタに通常使用される添加剤である１つ以上の粒子状添加剤を含むことができる。添加剤は、粉末（粒子径５０～１５０μｍ）又は顆粒状（粒子径１５０～１０００μｍ）であることができる。適切な粒子状添加剤の例としては、メントール溶液、活性炭／木炭、ゼオライト、イオン交換樹脂、セピオライトのようなケイ酸マグネシウム、シリカゲル、アルミナ、分子ふるい、炭素質ポリマー樹脂及び珪藻土、又はそれらの組み合わせなどの香味剤又は吸着剤が挙げられる。また、保湿剤又は着色剤などの他の添加剤も使用することができる。特定の態様によれば、粒子状添加剤は、木炭／活性炭を含むか、又は木炭／活性炭である。

上記を考慮して、本発明の実施形態は、タバコ製品用の改良されたフィルタ製品を含む。このようなフィルタ製品、例えばロッドフィルタ及び中空チューブ１０、１２は、硬度の向上、摩擦の低減、圧力降下の低減などの改良された能力を提供することができる。より詳細には、本発明の実施形態は、タバコ製品で使用するためのフィルタ製品を含むことができる。このようなフィルタ製品は、前述のように、ロッドフィルタ１０又は中空チューブ１２であることができる。具体的には、フィルタ製品は複数の繊維を含むことができる。幾つかの実施形態において、繊維はセルロースアセテート繊維であることができる。このような繊維は、中空コア部分を含むことができる。幾つかの実施形態において、繊維は、閉じたＣ形状の断面を有することができる。

実施形態は、このような上記のフィルタ製品（例えば、ロッドフィルタ及び／又は中空チューブ１０、１２）を、燃焼式紙巻きタバコ及び加熱非燃焼式スティックなどの様々なタイプのタバコ製品に含めることを提供することができる。具体的には、実施形態は、タバコ及びフィルタ製品を含むタバコ製品（例えば、燃焼式紙巻きタバコ及び／又は加熱非燃焼式スティック）を含み、フィルタ製品は、中空コア部分を有する複数のセルロースアセテート繊維を含む。幾つかの実施形態において、繊維は、閉じたＣ形状の断面を有する繊維を含むことができる。

硬度を高めるために、フィルタ製品に含まれる個々の繊維は、以前に製造されたフィルタ製品の繊維よりも慣性モーメント値が改善されていることができる。このような慣性モーメント値の改善は、中空断面を有する繊維によって得ることができ、例えば、閉じたＣ断面形状を有する繊維の場合などである。より詳細には、繊維の慣性モーメントは、繊維の断面の領域が特定の軸に対してどのように分布しているかを反映している。軸から離れている繊維の質量が大きいほど、慣性モーメントは大きくなる。慣性モーメントが大きいほど、断面の曲げに対する抵抗が大きい。言い換えれば、所与の繊維の慣性モーメントが大きいほど、繊維の剛性が増加する。閉じたＣ繊維などの中空断面を有する繊維は、その構成材料の多くを長手方向軸(繊維の曲げ軸など)から離れた位置にあるため、中実断面繊維(Ｙ形又は円形断面を有する繊維など)と比較して、慣性モーメントが有意に増加し、それゆえ、曲げ剛さ又は剛性が向上する。

上記を考慮して、本発明の実施形態は、本発明のフィルタ製品内の繊維が、平均して、少なくとも５０，０００μｍ^４、少なくとも６０，０００μｍ^４、少なくとも７０，０００μｍ^４、少なくとも７５，０００μｍ^４、少なくとも８０，０００μｍ^４、少なくとも９０，０００μｍ^４、１００，０００μｍ^４、少なくとも１１０，０００μｍ^４、少なくとも１２０，０００μｍ^４、少なくとも１３０，０００μｍ^４、又は少なくとも１３５，０００μｍ^４、又は少なくとも１４０，０００μｍ^４、及び／又は５０，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、６０，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、７０，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、８０，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、９０，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、１００，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、１１０，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、１２０，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、１３０，０００μｍ^４～１４０，０００μｍ^４、５０，０００μｍ^４～１００，０００μｍ^４、６０，０００μｍ^４～１００，０００μｍ^４、７０，０００μｍ^４～１００，０００μｍ^４、８０，０００μｍ^４～１００，０００μｍ^４、９０，０００μｍ^４～１００，０００μｍ^４、８０，０００μｍ^４～１２０，０００μｍ^４、９０，０００μｍ^４～１２０，０００μｍ^４、１００，０００μｍ^４～１２０，０００μｍ^４、又は１１０，０００μｍ^４～１２０，０００μｍ^４の面積慣性モーメントを備えるようにする。特定の実施形態において、本発明のフィルタ製品のそれぞれに含まれる１つ以上の繊維は、少なくとも７５，０００μｍ^４、少なくとも８０，０００μｍ^４、少なくとも９０，０００μｍ^４、少なくとも１００，０００μｍ^４、少なくとも１１０，０００μｍ^４、少なくとも１２０，０００μｍ^４、少なくとも１３０，０００μｍ^４、少なくとも１３５，０００μｍ^４、少なくとも１４０，０００μｍ^４、又は少なくとも１４５，０００μｍ^４の最大面積慣性モーメントを備えることができる。

所与の繊維では、面積慣性モーメントの値は、まず繊維の断面領域の重心における主慣性モーメント（すなわち、図１４に示す繊維３０について示される「ｌｘ」及び「ｌｙ」）を決定することによって得ることができる。次に、次の式を適用することができる。

摩擦を低減するために、フィルタ製品に含まれる繊維は、以前に製造されたフィルタ製品の繊維よりも摩擦係数値が改善されていることができる。このような改善された摩擦係数値は、閉じたＣ断面形状を有する繊維の場合のように、概して丸い又は円形の外面(例えば、外面５５ｂ)を有する繊維によって得ることができる。より詳細には、丸い又は円形の外面は、特にＹ形状断面を有する繊維に対して接触面積を減少させ、他の繊維及び/又はフィルタ製造機の金属部品(例えば、マンドレル)などの他の材料の間の摩擦を低減する。いずれにせよ、実施形態は、本発明のフィルタ製品内の繊維が、０．１５０以下、０．１４５以下、０．１４０以下、０．１３５以下、０．１３０以下、又は０．１２９以下、又は０．１２５以下、及び／又は０．１２５～０．１５０、０．１３０～０．１４５、０．１３０～０．１４０、又は０．１３０～０．１３５の繊維対繊維摩擦係数値を備えるようにする。実施形態は、本発明のフィルタ製品内の繊維が、０．５６８以下、０．５６５以下、０．５６０以下、０．５５５以下、０．５５０以下、０．５４５以下、０.５４２以下、又は０．５４０以下、及び/又は０．５４０～０．５６０、０．５４０～０．５５５、０．５４０～０．５５０、又は０．５４０～０．５４５の繊維対金属摩擦係数値を備えるようにする。

このように摩擦係数の値が低減されていることから、閉じたＣ形状断面を有するフィラメントから作られたセルロースアセテートトウは、他の断面形状を有するフィラメント（例えば、丸／円形及び/又はＹ形状断面のフィラメント）から作られたトウよりも高速で処理できることが分かる。具体的には、閉じたＣ形状断面を有するフィラメントから形成されたセルロースアセテートトウは、Ｙ形状断面を有するフィラメントから形成されたセルロースアセテートトウよりも約３０％速く、丸／円形断面を有するフィラメントから形成されたセルロースアセテートトウよりも約１３%速くフィルタ製品に加工できることがわかった。

幾つかの実施形態において、本発明のフィルタ製品は、ロッドフィルタ１０などの筒形ロッドを含むことができ、このような筒形ロッドは、概して中実の断面を有する。筒形ロッドフィルタは、複数の繊維(例えば、セルロースアセテート繊維)から形成され、繊維は中空コア部分を含む。したがって、繊維は閉じたＣ形状の断面を有することができる。いずれにしても、筒形のロッドフィルタは質量が５６０ｍｇ以下であり、硬度が少なくとも８３．０％であることができる。このような硬度の値は、以下の実施例のセクションでより詳細に説明されているように、質量３ＫｇのBorgwaldt 試験デバイスを使用して決定される。特定の実施形態において、質量が５６０ｍｇ以下の筒形ロッドフィルタは、少なくとも８２．８％、少なくとも８２．９％、少なくとも８３．１％、少なくとも８３．２％、少なくとも８３．３％、少なくとも８３．４％、少なくとも８３．５％、少なくとも８３．６％、少なくとも８３．７％、少なくとも８３．８％、少なくとも８３．９％、又は少なくとも８４．０％及び/又は８２．８～８４．０％、８２．９～８３．８％、又は８３．０～８３．６％の硬度を有することができる。さらに、幾つかの実施形態において、筒形ロッドフィルタは、少なくとも８３．０％の硬度値を有することができ、ロッドフィルタ中のセルロースアセテートの質量は、５５５ｍｇ以下、５５０ｍｇ以下、５４５ｍｇ以下、５４０ｍｇ以下、５３５ｍｇ以下、５３０ｍｇ以下、５２５ｍｇ以下、又は５２０ｍｇ以下、及び／又は５２０～５６０ｍｇ、５３０～５６０ｍｇ、５４０～５６０ｍｇ、及び／又は５５０～５６０ｍｇであることができる。

さらなる特定の実施形態において、本発明の実施形態の筒形ロッドフィルタ内のセルロースアセテートは質量が５４０ｍｇ以下であることができ、ロッドフィルタは硬度が少なくとも８３．５％、少なくとも８３．６％、少なくとも８３．７％、少なくとも８３．８％、少なくとも８３．９％、又は少なくとも８４．０％、及び／又は８３．５～８４．０％、８３．６～８３．９％、又は８３．７～８３．８％である。さらに別の実施形態において、本発明の実施形態のロッドフィルタ内の筒形セルロースアセテートは質量が５８０ｍｇ以下であることができ、ロッドフィルタは硬度が少なくとも８４．５％、少なくとも８４．６％、少なくとも８４．７％、少なくとも８４．８％、少なくとも８４．９％、又は少なくとも８５．０％、及び／又は８４．５～８５．０％、８４．６～８４．９％又は８４．７～８４．８％である。

幾つかの実施形態において、筒形ロッドフィルタは、外径ｄ_ｅｘｔが７．００ｍｍを超える通常サイズのフィルタであることができる。このような実施形態において、通常サイズの筒形ロッドフィルタは、硬度値が８１．０～８４．０％であることができる。他の実施形態において、筒形ロッドフィルタは、外径ｄ_ｅｘｔが６．００～７．００ｍｍのスリムサイズのフィルタであることができる。このような実施形態において、スリムサイズの筒形ロッドフィルタは硬度値が７５．０～８２．０％であることができる。さらなる実施形態において、筒形ロッドフィルタは、外径ｄ_ｅｘｔが５．４０～５．９９ｍｍのマイクロスリムサイズのフィルタであることができる。このような実施形態において、スリムサイズの筒形ロッドフィルタは硬度値が７２．０～７７．０％であることができる。

幾つかの実施形態において、本発明のフィルタ製品は、ロッドフィルタ１０などの筒形ロッドを含むことができ、このような筒形ロッドは、概して中実の断面を有する。筒形ロッドフィルタは、複数の繊維(例えば、セルロースアセテート繊維)から形成され、繊維は中空コア部分を含む。したがって、繊維は閉じたＣ形状断面を有することができる。いずれにしても、幾つかの特定の実施形態において、筒形ロッドフィルタは質量が５２０～６００ｍｇのセルロースアセテートを有することができる。さらに、このような特定の筒形ロッドフィルタがタバコ製品に使用されるときに、このような筒形ロッドフィルタは、１１５ｍｍＷＧ以下の圧力降下を経験するように構成されうる。特定の実施形態において、質量が５２０～６００ｍｇのセルロースアセテートを有する筒形ロッドフィルタは、１１０ｍｍＷＧ以下、又は１０５ｍｍＷＧ以下、及び/又は１０５～１１５ｍｍＷＧ、１０５～１１０ｍｍＷＧ、又は１１０～１１５ｍｍＷＧの圧力降下を経験するように構成されうる。さらに、幾つかの実施形態において、フィルタ内のセルロースアセテートの質量が５３０～５９０ｍｇ、５４０～５８０ｍｇ、５５０～５７０ｍｇ及び/又は約５６０ｍｇである場合に、筒形ロッドフィルタは、１１５ｍｍＷＧ以下の圧力降下を経験することができる。

追加の実施形態において、本発明のフィルタ製品は、中空チューブ１２などの中空筒形チューブを含むことができ、このようなチューブのそれぞれは、中空断面を呈する内径及び外径を有する。中空チューブは、複数の繊維 (例えば、セルロースアセテート繊維)から形成され、繊維は中空コア部分を含む。したがって、繊維は閉じたＣ形状断面を有することができる。いずれにしても、筒形中空チューブは質量が４９５ｍｇ以下であり、硬度が少なくとも９２．０％である。このような硬度値は、以下の実施例のセクションでより詳細に説明されているように、質量３ＫｇのBorgwaldt試験デバイスを使用して決定される。特定の実施形態において、質量が４９５ｍｇ以下の筒形中空チューブは、硬度が少なくとも９２．１％、少なくとも９２．２％、少なくとも９２．３％、少なくとも９２．４％、又は少なくとも９２．５％、及び/又は９２．０～９２．５％、９２．１～９２．４％、又は９２．２～９２．３％であることができる。さらに、幾つかの実施形態において、筒形中空チューブは、硬度値が少なくとも９２．０％であることができ、中空チューブ内のセルロースアセテートの質量は４９２ｍｇ以下、４９０ｍｇ以下、４８７ｍｇ以下、４８５ｍｇ以下、４８３ｍｇ以下、又は４８１ｍｇ以下、及び/又は４８１～４９５ｍｇ、４８１～４９０ｍｇ、４８１～４８７ｍｇ及び/又は４８１～４８５ｍｇである。幾つかの追加の実施形態において、筒形中空チューブは、硬度値が少なくとも９２．０％、少なくとも９２．１％、少なくとも９２．２％、少なくとも９２．３％、少なくとも９２．４％、又は少なくとも９２．５％であり、質量が４９７ｍｇ以下である。

幾つかの実施形態において、中空チューブは、様々なサイズで、上記のような硬度値を有することができる。例えば、幾つかの実施形態において、中空チューブ（質量が４９５ｍｇ以下であり、硬度が少なくとも９２．０％である）は、外径ｄ_ｅｘｔが１６～２４ｍｍ、１８～２２ｍｍ、又は約２０ｍｍであることができる。さらに、幾つかの実施形態において、中空チューブ（質量が４９５ｍｇ以下であり、硬度が少なくとも９２．０％である）は、壁厚Ｔ_ｗａｌｌ（それぞれの外径ｄ_ｅｘｔから内径ｄ_ｉｎｔまでの距離）が０．６～１．４ｍｍ、０．８～１．２ｍｍ、又は約１．０ｍｍであることができる。

例１
約６．７のｄｐｆを有する複数のセルロースアセテートフィラメントを形成した。このようなフィラメントは、前述のように、セルロースアセテートドープ溶液を紡糸口金のオリフィスを通して押出すことによって形成された。得られたフィラメントを、１０～１５本の繊維を含むクリンプされたトウバンドに加工した。セルロースアセテートフィラメントの第一のサンプル、EX1-Cを、張力下でエポキシ樹脂中にキャストし、フィラメントの断面領域を露出するように切断/研磨した。EX1-Cサンプルのフィラメントは、閉じたＣ形状断面を有していた。セルロースアセテートフィラメントの第二のサンプル、EX1-Rを、張力下でエポキシ樹脂中にキャストし、フィラメントの断面領域を露出するように切断/研磨した。EX1-Rサンプルのフィラメントは、中実の丸形/円形の断面を有していた。

フィラメントの慣性モーメントを決定するために、EX1-C及びEX1-Rサンプルを光学顕微鏡下で高コントラストで撮影した。画像をSolidworksソフトウェアにインポートし、フィラメントの断面形状の輪郭を描いた。次にソフトウェアは、各フィラメントの断面積と、フィラメントの重心における各領域の主慣性モーメント(すなわち、ｌｘ及びｌｙ)を計算した。結果として得られたフィラメントの慣性モーメントを、前述のアルゴリズムに基づいて決定した。中空の閉じたＣ形状断面を有するEX1-C群のフィラメントは平均慣性モーメント値が７４，２９７μｍ^４であり、少なくとも１つのフィラメントは最大慣性モーメント値が１４１，５６６μｍ^４であることがわかった。対照的に、中実の丸形／円形断面を有するEX1-R群のフィラメントは、平均慣性モーメント値が４９，７５４μｍ^４であり、少なくとも１つのフィラメントは最大慣性モーメント値が７４，３２３μｍ^４であった。したがって、閉じたＣ形状断面を有するフィラメントは、丸形／円形断面を有するフィラメントよりも慣性モーメント値が有意に高くなった。慣性モーメント値は、フィラメントが曲げ又はたわみに抵抗する能力の指標であると一般に理解される。特に、慣性モーメントが高いほど、フィラメントは硬く又は剛性が高い。したがって、閉じたＣ形状断面を有するフィラメントは、丸形／円形断面を有するフィラメントよりも剛性が有意に高く (曲がりにくい)と判定された。このような剛性の増加は、以下でさらに説明するように、好ましいレベルの硬度を有するフィルタを製造するためのフィルタの構成に有益であることができる。

例２
マルチフィラメントヤーンのボビン１０個をゼロ撚レベルで製造した。より詳細には、セルロースアセテートフィラメントの第一のヤーン、EX2-Cを形成し、このようなフィラメントは閉じたＣ形状断面を有した。セルロースアセテートフィラメントの第二のヤーン、EX2-Rを形成し、このようなフィラメントは中実の丸形／円形断面を有した。セルロースアセテートフィラメントの第三のヤーン、EX2-Yを形成し、このようなフィラメントは中実のＹ形状断面を有した。すべてのヤーンは同じ組成(すなわち、セルロースアセテートフィラメントの組成、潤滑剤含有量、デニール及び絡み合い)で形成された。ヤーン対ヤーン摩擦係数及びヤーン対金属ピン摩擦係数を、Lawson-Hemphill CTTE 摩擦試験デバイスで測定した。ヤーン対ヤーンの測定は、ASTM D3412、ヤーン対ヤーン摩擦係数の標準試験方法に従って行われ、ヤーン対金属の測定は、ASTM D3108、ヤーン対固体材料摩擦係数の標準試験方法に従って行われた。

閉じたＣ形状断面を有するフィラメントから形成されたEX2-Cヤーンは、繊維対金属摩擦係数が０．５４２であり、繊維対繊維摩擦係数が０．１２９であることがわかった。中実の丸形／円形断面を有するフィラメントから形成されたEX2-Rヤーンは、繊維対金属摩擦係数が０．４１９であり、繊維対繊維摩擦係数が０．１３６であった。中実のＹ形状断面を有するフィラメントから形成されたEX2-Yヤーンは、繊維対金属摩擦係数が０．５６９であり、繊維対繊維摩擦係数が０．１５２であった。したがって、EX2-Cヤーンは、（ｉ）繊維対金属摩擦係数値がEX2-Yヤーンよりも低く、（ｉｉ）繊維対繊維摩擦係数値がEX2-Rヤーン及びEX2-Yヤーンの両方よりも低いことが示された。このように摩擦係数値が低下していることから、閉じたＣ形状断面を有するフィラメントから作られたセルロースアセテートトウは、他の断面形状のフィラメント(例えば、丸形／円形及び/又はＹ形状断面のフィラメント)から作られたトウよりも高速で処理されて、(例えば、タバコ製品用のフィルタ製品を形成する)ことができることが分かる。

例３
Hauni KDF-AF4フィルタ製造デバイスを使用して、３セットの３０個のフィルタ、EX3-C、EX3-R及び EX3-Cを形成した。各フィルタは、詳細な説明で上記に説明したロッドフィルタ１０などの、中実の筒形ロッドフィルタを含んだ。フィルタは、総デニールが約２６，８００のセルロースアセテートトウから形成され、トウのフィラメントはｄｐｆが約６．７であった。各フィルタは、長さ１２０ｍｍ、周長２４．４ｍｍ、プラグラップの厚さ０．０３７ｍｍで形成された。第一のフィルタセットEX3-Cは、閉じたＣ形状断面を有するフィラメントを含むセルロースアセテートトウから形成された。第二のフィルタセットEX3-Rは、中実の丸形／円形断面を有するフィラメントを含むセルロースアセテートトウから形成された。第三のフィルタセットEX3-Yは、Ｙ形状断面を有するフィラメントを含むセルロースアセテートトウから形成された。３つのセットのフィルタを、フィルタの圧力降下能力曲線を決定するために Coresta 標準法を使用して試験した。このような能力曲線は、所与のフィルタ重量に対する圧力降下値を示す二変量プロットを含む。

圧力降下能力曲線を取得するために、各セットのフィルタは、可能な限り最大のトウ質量/重量(つまり、最大能力)と可能な限り最小の質量/重量(最小能力)で製造された。最大能力ポイントは、プラグメーカーのガーニチャーが追加のトウを受け入れないポイントとして規定された。この点を超えてトウ質量/重量を増加させようとすると、ロールラップ、ロッドシームのシールの破損、又はフィルタ特性の過度の変動が発生する。最小能力ポイントは、しわがなく、非常にわずかな端部の凹み(約１．０ｍｍ)の観点から許容可能なフィルタを維持しながら、ガーニチャーに可能な限り最小のトウ質量/重量を供給することとして規定された。中間質量/重量（最小値と最大値の中間）のフィルタも製造した。これらの３つの条件（最大、最小、中間質量/重量）で製造されたフィルタを、上記のように圧力降下について試験し、測定された圧力降下値を通して曲線をプロットし、圧力降下能力曲線を生成した。この曲線は、図１５にグラフでプロットされている。

示されるように、閉じたＣ形状のフィラメント（すなわち、EX3-C）を含むフィルタは、丸形/円形のフィラメント（すなわち、EX3-R）又はＹ形状のフィラメント（すなわち、EX3-Y）を含むフィルタと比較したときに、圧力降下が有意に減少することを示した。例えば、質量が５６０ｍｇで、閉じたＣ形状のフィラメント（すなわち、EX3-C）を含むフィルタは、１０５ｍｍＷＧの圧力降下を示した。対照的に、Ｙ形状のフィラメント (すなわち、EX3-Y)を含むフィルタは、１５０ｍｍＷＧという有意に高い圧力降下を示した。丸形／円形のフィラメント(すなわち、EX3-R)を含むフィルタの圧力降下値は、５６０ｍｇという低い質量/重量では実現できなかったことに留意されたい。そのため、閉じたＣ形状のフィラメント(すなわち、EX3-C)を含むフィルタは、Ｙ形状のフィラメント(すなわち、EX3-Y) 及び丸形／円形のフィラメント(すなわち、EX3-R)などの異なる形状のフィラメントを含むフィルタと比較して、質量/重量範囲全体で好ましい低い圧力降下値を達成できることが示された。

さらに、EX3-C、EX3-R及びEX3-Cの３つのセットのフィルタのそれぞれから１０個のフィルタロッドの群をBorgwaldt H37試験デバイスを使用して試験し、フィルタの硬度値を決定した。具体的には、フィルタを圧縮するために、各フィルタに３Ｋｇの荷重をかけた。その後、荷重を解放した。元の外径及び最終外径ｄ_ｅｘｔを測定し、最終外径及び元の外径ｄ_ｅｘｔ の比率として各フィルタの硬度値を決定した。フィルタの硬度能力曲線を得るために、上記のように、３つのフィルタ条件(最大、最小及び中間の質量/重量)の硬度値を得た。測定された硬度値を通して曲線をプロットして硬度能力曲線を生成し、これを図１６にグラフでプロットした。このような能力曲線は、所与のフィルタ重量についての硬度値を示す二変量プロットを含む。

図示されるように、閉じたＣ形状のフィラメント(すなわち、EX3-C)を含むフィルタは、丸形／円形のフィラメント(すなわち、EX3-R)又はＹ形状のフィラメント(すなわち、EX3-Y)を含むフィルタと比較したときに、フィルタの質量範囲の有意な部分にわたって硬度が増加したことを示した。例えば、質量５６０ｍｇでは、閉じたＣ形状のフィラメント (すなわち、EX3-C)を含むフィルタは８４％の硬度値を示した。対照的に、Ｙ形状のフィラメント(すなわち、EX3-Y)を含むフィルタは、８２．７という有意に低い硬度値を示した。丸形／円形のフィラメント(すなわち、EX3-R)を含むフィルタの硬度値は、５６０ｍｇという低い質量/重量では達成できなかったことに留意されたい。このように、閉じたＣ形状のフィラメント(すなわち、EX3-C)を含むフィルタは、異なる形状のフィラメント (例えば、Ｙ形状のフィラメント(すなわち、EX3-Y)及び丸形／円形のフィラメント(すなわち、EX3-R))を含むフィルタよりも少ないトウを使用して許容できる硬度値を達成できることが示された。

例４
Hauni NWT KDF-2ER及びNWT KDF-Mフィルタ製造デバイスを使用して、EX4-C、EX4-R及び EX4-Cの３つのセットの１０個のフィルタ製品を形成した。各フィルタ製品は、詳細な説明で上記に説明した中空チューブ１２などの中空の筒形中空チューブを含んだ。中空チューブは、総デニールが約２６，８００のセルロースアセテートトウから作成され、中空チューブはｄｐｆが約６．７であった。各中空チューブは、長さ９６．１ｍｍ、外径ｄ_ｅｘｔ７．１ｍｍ、壁厚Ｔ_ｗａｌｌ１．０５ｍｍ、トリアセチン含有量１００ｍｇで形成された。第一のセットの中空チューブEX4-Cは、閉じたＣ形状断面を有するフィラメントを含むセルロースアセテートトウから形成された。第二のセットの中空チューブEX4-R は、中実の丸形／円形断面を有するフィラメントを含むセルロースアセテートトウから形成された。第三のセットの中空チューブEX4-Yは、中実のＹ形状断面を有するフィラメントを含むセルロースアセテートトウから形成された。

３つのセットのフィルタ製品EX4-C、EX4-R及び EX4-Cを、Borgwaldt H37 試験デバイスを使用して試験し、中空チューブの硬度値を決定した。具体的には、中空チューブを圧縮するために、各中空チューブに３Ｋｇの荷重を加えた。その後、荷重を解放した。元の外径及び最終外径ｄ_ｅｘｔを測定し、最終外径及び元の外径ｄ_ｅｘｔの比として各中空チューブの硬度値を決定した。中空チューブの硬度能力曲線を得るために、例３で上記に説明した３つのフィルタ条件 (最大、最小及び中間の質量/重量) について硬度値を得た。測定された硬度値を通して曲線をプロットし、硬度能力曲線を生成した。この曲線は図１７にグラフでプロットされている。このような能力曲線は、所与の中空チューブ重量に対する硬度値を示す二変量プロットを含む。

図示されるように、閉じたＣ形状のフィラメント(すなわち、EX4-C)を含む中空チューブは、丸形／円形のフィラメント(すなわち、EX4-R)又はＹ形状のフィラメント(すなわち、EX4-Y)を含む中空チューブと比較したときに、質量/重量範囲全体にわたって硬度の増加を示した。例えば、硬度値９２％は、中空の筒形中空チューブの標準的な硬度値と一般に考えられていることが理解される。閉じたＣ形状のフィラメント(すなわち、EX4-C)を含む中空チューブは、質量がわずか４８１ｍｇでこのような９２％の硬度値を達成したことを示した。対照的に、Ｙ形状のフィラメント(すなわち、EX4-Y)を含む中空チューブは、質量/重量が４９７ｍｇに達するまで９２％の硬度値を達成できなかった。同様に、丸形／円形フィラメント（すなわち、EX4-R）を含む中空チューブは、質量/重量が５２０ｍｇに達するまで、硬度値９２％を達成できなかった。このように、閉じたＣ形状のフィラメント（すなわち、EX4-C）を含む中空チューブは、異なる形状のフィラメント、例えばＹ形状のフィラメント（すなわち、EX4-Y）及び丸形／円形のフィラメント（すなわち、EX4-R）を含む中空チューブよりも少ないトウ材料を使用して許容できる硬度値を達成できることが示された。

本発明は、現在好ましい実施形態であると考えられている実施形態を含む特定の実施形態の説明と併せて開示されているが、詳細な説明は例示を意図しており、本開示の範囲を制限するものと理解されるべきではない。当業者であれば理解できるように、本明細書で詳細に説明されている実施形態以外の実施形態も本発明に含まれる。記載された実施形態の修正及び変更は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく行うことができる。

さらに、本開示のいずれかの単一成分について示された範囲、値又は特性はいずれも、互換性がある場合、本開示の他の成分のいずれかについて示されたいずれかの範囲、値又は特性と互換的に使用して、本明細書全体にわたって示されているように、各成分について規定された値を有する実施形態を形成できることが理解される。例えば、残留ヒドロキシル含有量について示された範囲のいずれかに加えて、示された範囲のいずれかの可塑剤含有量を含むポリマー層を適宜形成して、本発明の範囲内ではあるが列挙していない多くの組み合わせを形成することができる。

Claims (20)

1. 消費者製品に使用するためのフィルタ製品であって、前記フィルタ製品は、
   複数のセルロースアセテート繊維を含み、
   前記繊維は中空コア部分を含み、
   前記繊維は、平均して、少なくとも５０，０００μｍ^４の面積慣性モーメントを有する、フィルタ製品。
2. 前記セルロースアセテートは置換度（ＤＳ）が２．２～２．８である、請求項１記載のフィルタ製品。
3. 前記繊維のそれぞれは閉じたＣ形状の断面を有する、請求項１又は２記載のフィルタ製品。
4. 断面が近位の第一の端及び近位の第二の端を呈し、少なくとも１つの条件Ａ（ｉ）又はＡ（ｉｉ）及び少なくとも１つの条件Ｂ（ｉ）又はＢ（ｉｉ）を満たす場合に、繊維は閉じたＣ形状の断面を有する：
   Ａ．第一の近位端の少なくとも一部は、
   ｉ．第二の近位端の少なくとも一部に向かって配向されている、又は、
   ｉｉ．第二の近位端の一部に接触している、
   のいずれかであり、そして
   Ｂ．第一の近位端及び第二の近位端は、
   ｉ．「Ｃ」形状の第一の近位端と第二の近位端との間のギャップ又は分離によって画定され、横方向距離Ｄ１を有するチャネル、ここで、前記チャネルは前記フィラメントの外面から中空コアに通じ、前記中空コアはフィラメントの内面によって画定され、直径Ｄ２を有し、Ｄ２/Ｄ１＞１である、を形成するか、又は、
   ｉｉ．第一の近位端の少なくとも一部が反対側の第二の近位端の少なくとも一部に接触することによってチャネルを形成しない、
   のいずれかである、請求項３記載のフィルタ製品。
5. 前記消費者製品はタバコ製品である、請求項１～４のいずれか１項記載のフィルタ製品。
6. 前記タバコ製品は燃焼式紙巻きタバコである、請求項５記載のフィルタ製品。
7. 前記繊維の各々は１．８～２０．０のデニール/フィラメント（ｄｐｆ）を有する、請求項６記載のフィルタ製品。
8. 前記フィルタ製品は繊維のトウから形成され、前記トウは総デニールが２０，０００～４０，０００である、請求項７記載のフィルタ製品。
9. 前記タバコ製品は加熱非燃焼式スティックである、請求項５記載のフィルタ製品。
10. 前記繊維の各々は８．０～２０．０のデニール/フィラメント（ｄｐｆ）を有する、請求項９記載のフィルタ製品。
11. 前記繊維の各々は３．４～８．０のデニール/フィラメント（ｄｐｆ）を有する、請求項９記載のフィルタ製品。
12. 前記フィルタ製品は繊維のトウから形成され、前記トウは総デニールが２０，０００～４０，０００である、請求項９記載のフィルタ製品。
13. 前記フィルタ製品は、中実断面を有する筒形ロッドを含む、請求項１～６又は９のいずれか１項記載のフィルタ製品。
14. 前記フィルタ製品は、内径及び外径を備えて、中空断面を形成する筒形チューブを含む、請求項１～６又は９のいずれか１項記載のフィルタ製品。
15. 可塑剤をさらに含む、請求項１～６、９、１３又は１４のいずれか１項記載のフィルタ製品。
16. 前記可塑剤はトリアセチンである、請求項１５記載のフィルタ製品。
17. 前記繊維は、平均面積慣性モーメントが少なくとも６０，０００μｍ^４、少なくとも７０，０００μｍ^４、及び/又は少なくとも７５，０００μｍ^４であり、又は、繊維対金属摩擦係数が０．５６５以下であり、又は繊維対繊維摩擦係数が０．１３５以下である、請求項１～６、９又は１３～１６のいずれか１項記載のフィルタ製品。
18. 前記消費者製品は植物性製品である、請求項１～４のいずれか１項記載のフィルタ製品。
19. 消費者成分に使用するためのフィルタ製品であって、前記フィルタ製品は、
    複数のセルロースアセテート繊維を含み、
    前記繊維は中空コア部分を含み、
    前記繊維は、繊維対金属摩擦係数が０．５６５以下である、フィルタ製品。
20. タバコ及びフィルタ製品を含む消費者製品であって、
    前記フィルタ製品は、中空コア部分を有する複数のセルロースアセテート繊維を含み、前記消費者製品は加熱非燃焼式スティック又は燃焼式紙巻きタバコである、消費者製品。

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