(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低副流煙排出シガレットユニットであって、
ｉ）シガレットのタバコ棒部を巻くシガレットペーパを有するシガレットと、
ｉｉ）前記シガレットのタバコ棒部分の前記シガレットペーパを巻き、かつそれに実質的に接触する副流煙を処理するための不燃性材料であって、前記材料は前記材料内に前記シガレットの自然燃焼速度特性を促進する多孔率を有し、かつ多孔性構造であり、
ｉｉｉ）前記多孔性材料が、前記多孔性構造上に施与されるか、前記多孔性構造に組み込まれた酸素貯留成分を含み、前記酸素貯留成分は複数の酸化状態を有する金属酸化物であり、前記シガレットの燃焼コールに隣接する自然燃焼速度温度で酸素を放出し、それによってかかる放出酸素が、
ａ）前記多孔性材料が燃焼コールへの酸素拡散の速度を低減するのを補って、前記材料内にあるとき、前記シガレットの前記自然燃焼速度を保証し、
ｂ）副流煙成分の酸化処理に寄与する、
低副流煙排出シガレットユニット。
【請求項２】
前記金属酸化物が、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物およびランタニド金属酸化物からなる群から選択される請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項３】
前記遷移金属酸化物が元素の周期表のＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩおよびＩＢ、それらの混合物、および２つまたはそれ以上の金属酸化物の固溶体からなる群から選択される請求項２に記載のシガレットユニット。
【請求項４】
前記金属酸化物がランタニド金属酸化物から選択される請求項２に記載のシガレットユニット。
【請求項５】
前記金属酸化物がセリウムの酸化物である請求項４に記載のシガレットユニット。
【請求項６】
前記材料がさらに、前記材料に入ってくる非水系成分の酸化を促進する触媒を含んでおり、前記触媒が前記酸素貯留成分との混合物中に存在する請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項７】
前記触媒が金属のプラチナ群、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物、ランタニド金属酸化物、珪酸アルミニウム、酸化アルミニウムおよび炭酸カルシウム、ならびに２つまたはそれ以上の金属酸化物の固溶体からなる群から選択される請求項６に記載のシガレットユニット。
【請求項８】
前記触媒が珪酸アルミニウム、プラチナ、パラジウム、鉄、銅、銀およびセリウムからなる群から選択される請求項７に記載のシガレットユニット。
【請求項９】
前記触媒がセリウムの酸化物または請求項８に記載の他の金属酸化物とセリウムとの固溶体である請求項８に記載のシガレットユニット。
【請求項１０】
前記酸素貯留成分および前記触媒が、約３０質量％までの前記酸化に対して有効な量で混合され前記材料中に存在する請求項６に記載のシガレットユニット。
【請求項１１】
前記酸素貯留成分が酸化触媒の二元機能を有している請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項１２】
前記二元機能酸素貯留成分および触媒が、複数の酸化状態を有する遷移金属酸化物およびランタニド金属酸化物からなる群から選択される請求項１１に記載のシガレットユニット。
【請求項１３】
前記酸素貯留成分および触媒がセリウムの酸化物である請求項１２に記載のシガレットユニット。
【請求項１４】
前記触媒が約３０質量％までの前記酸化に対して有効な量で前記材料中に存在する請求項１１に記載のシガレットユニット。
【請求項１５】
前記酸素貯留成分が約３０質量％までの前記酸化に対して有効な量で前記材料中に存在する請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項１６】
前記酸素貯留成分および触媒の少なくとも一方が約５から約２０質量％までの範囲で存在する請求項１５に記載のシガレットユニット。
【請求項１７】
前記酸素貯留成分がさらに、前記シガレットペーパに隣接する前記材料の内面に添加される請求項１５に記載のシガレットユニット。
【請求項１８】
前記材料が少なくとも約２００コレスタ単位の多孔率を有している請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項１９】
前記材料が約１０，０００コレスタ単位未満の多孔率を有している請求項１８に記載のシガレットユニット。
【請求項２０】
前記材料が約３００から約４０００コレスタ単位までの多孔率を有している請求項１９に記載のシガレットユニット。
【請求項２１】
前記材料が前記シガレットペーパ上に巻かれて前記ユニットの包装材を形成する請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項２２】
前記材料が、シガレットを収容し、それと摩擦的係合にある内部直径を有している管へ予め形成されている請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項２３】
前記処理材料がシガレットペーパ適用機器によってシガレットに適用される請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項２４】
前記処理材料がさらに副流煙成分を収着し得る収着剤を含み、前記酸素貯留成分が副流煙の収着成分の酸化処理に寄与する請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項２５】
前記収着剤が副流煙の非水系成分を選択的に収着できる程度に疎水性である請求項２４に記載のシガレットユニット。
【請求項２６】
前記処理材料が、前記処理材料を透過する副流煙の非収着ガス成分を酸化し得る請求項２４に記載のシガレットユニット。
【請求項２７】
前記収着剤が活性炭、モレキュラシーブおよび多孔性金属酸化物からなる群から選択される請求項２４に記載のシガレットユニット。
【請求項２８】
前記収着剤が活性炭である請求項２７に記載のシガレットユニット。
【請求項２９】
前記収着剤が、副流煙の非水系成分を収着するのに十分な細孔径を有しているゼオライトである請求項２７に記載のシガレットユニット。
【請求項３０】
前記ゼオライトが約９から４０Åの範囲の大きな細孔寸法を有している請求項２９に記載のシガレットユニット。
【請求項３１】
前記ゼオライトがＹゼオライトである請求項３０に記載のシガレットユニット。
【請求項３２】
前記ゼオライト収着剤が収着剤と酸化触媒の二元機能を有している請求項２９に記載のシガレットユニット。
【請求項３３】
金属酸化物と、シート強化材と、熱処理中に追い出されて多孔性シート材料を提供する有機物とを含むシート材料を熱処理することによって前記多孔性金属酸化物が調製される請求項２７に記載のシガレットユニット。
【請求項３４】
前記材料が多層である請求項２４に記載のシガレットユニット。
【請求項３５】
シガレットペーパに隣接する第１層が主として前記酸素貯留成分であり、第２層が主として前記触媒材料または前記収着剤であり、第３層が前記触媒または収着剤の他方である請求項３４に記載のシガレットユニット。
【請求項３６】
前記シガレットに適用される場合の前記材料が約０．０４ｍｍから約１ｍｍの範囲の厚さを有している請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項３７】
前記シガレットに適用される場合の前記材料がいかなるコーティングまたは付加的なペーパラップによっても制限されない外部表面を有している請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項３８】
シガレットのシガレットペーパを巻き、実質的にそれと接触している多孔性の副流煙処理材料を有する燃焼シガレットによって排出された副流煙を処理する方法であって、
前記材料が、前記シガレットの自然燃焼速度特性を促進する多孔率を有し、
収着剤と、前記多孔性材料上に施与されるか、前記多孔性材料内に組み込まれた酸素貯留成分を含み、
前記酸素貯留成分は、複数の酸化状態を有する金属酸化物であり、前記シガレットの燃焼コールに隣接する自然燃焼速度温度で酸素を放出し、
前記方法が、
ｉ）前記シガレットの燃焼によって排出された副流煙の非水系成分を収着すること、および前記成分を保持すること
ｉｉ）前記材料を透過し、大気中で不可視である処理済み揮発分を放出することを含んでいる方法。
【請求項３９】
前記材料が前記の収着された非水系成分の酸化を促進するための酸化触媒を含み、前記触媒が収着された成分の酸化を促進して前記材料を通過するガスの全微粒子物質を低減する請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記酸素貯留成分が酸化触媒としてさらに機能し、前記混合酸素貯留成分兼触媒が前記材料に入ってくる成分を処理して、副流煙の可視成分を本質的にゼロまで低減する請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記シガレットペーパ上への前記材料の前記適用が、一吹きの間に生じた主流煙から副流煙成分を処理するための反応をデカップリングし、主流煙生成からの処理反応の前記デカップリングが、
ｉ）前記シガレットの自然燃焼速度を促進するために前記材料を介して酸素を拡散することができる前記材料の多孔率と、
ｉｉ）前記シガレットペーパの外側に前記副流煙成分の処理を位置させるために前記シガレットペーパの外部に前記触媒を位置させること、
ｉｉｉ）前記自然燃焼速度を提供する際に、前記燃焼コール領域から副流煙成分が自由に去ることを可能にするために前記シガレットペーパの外部に前記収着剤を位置させ、前記収着剤が前記シガレットペーパの外側の副流煙成分を吸着および脱着し、主流煙生成から副流煙成分処理を分離すること、
ｉｖ）前記材料をそれに適用することなく燃焼している前記シガレットの対応する温度位置と本質的に同じシガレット周囲温度およびシガレットセンターライン温度を提供する熱容量を有する前記材料、
によって達成されている請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記材料がシート形状であり、前記シガレットペーパ上に巻かれ、約０．０４ｍｍから約１ｍｍの範囲の厚さの巻くものを提供する請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記材料が燃焼コールから熱を導き去る熱容量を有し、約４００から５５０℃の前記シガレットの燃焼コールに隣接した前記材料の内部表面の温度および約７００から約９５０℃の前記シガレットの燃焼コールに隣接したセンターライン温度を提供する請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
副流煙を低減するためにシガレットへ適用するシート材料であって、前記シート材料が、実質的に、疎水性収着剤、シート補強材、およびシガレットの燃焼コールに隣接した自然燃焼速度温度で酸素を放出する酸素貯留成分を含み、前記シート材料が、
ｉ）少なくとも約２００コレスタ単位の範囲の多孔率、
ｉｉ）約５０Åから約２ミクロンの細孔径、
ｉｉｉ）約２０ｍ2／ｇより大きな組成物のＢＥＴ表面積、
ｉｖ）約０．３から約０．８ｇ／ｃｃの密度、および、
ｖ）約０．０４ｍｍから約１ｍｍのシート厚さ
の特性を有するシート材料。
【請求項４５】
前記ＢＥＴ表面積が約１０００ｍ2／ｇ未満である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項４６】
前記ＢＥＴ表面積が約５００ｍ2／ｇ未満である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項４７】
前記ＢＥＴ表面積が約３００ｍ2／ｇ未満である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項４８】
前記収着剤が約３００から約１８００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積、および約９Åから約４０Åの細孔径分布を有している活性炭である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項４９】
前記収着剤が約３００から約１０００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積、および約５Åから約２０Åの細孔径分布を有しているゼオライトである請求項４４に記載のシート材料。
【請求項５０】
前記収着剤が約１０から約４００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積、および約５Åから約２０Åの細孔径分布を有している多孔性金属酸化物である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項５１】
前記材料が約０．０５から約１．０ｃｍ3／ｇの細孔容積を有している請求項４４に記載のシート材料。
【請求項５２】
前記シート補強材が、撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項５３】
前記材料が約２００Åから約２ミクロンのサイズの範囲の間隙に細孔開口部を有する請求項４４に記載のシート材料。
【請求項５４】
前記酸素貯留成分が複数の酸化状態を有する金属酸化物である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項５５】
前記金属酸化物が、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物およびランタニド金属酸化物からなる群から選択される請求項５４に記載のシート材料。
【請求項５６】
前記遷移金属酸化物が元素の周期表のＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩおよびＩＢ、それらの混合物、および２つまたはそれ以上の金属酸化物の固溶体からなる群から選択される請求項５５に記載のシート材料。
【請求項５７】
前記金属酸化物がランタニド金属の酸化物から選択される請求項５４に記載のシート材料。
【請求項５８】
前記金属酸化物がセリウムの酸化物である請求項５７に記載のシート材料。
【請求項５９】
前記金属酸化物がセリウムの酸化物または他の金属酸化物とセリウムとの固溶体である請求項５７に記載のシート材料。
【請求項６０】
前記酸素貯留成分が酸化触媒の二元機能を有している請求項５４に記載のシート材料。
【請求項６１】
前記酸素貯留成分が、複数の酸化状態を有する遷移金属酸化物およびランタニド金属酸化物からなる群から選択される触媒として二元機能を有している請求項６０に記載のシート材料。
【請求項６２】
前記二元機能酸素貯留成分および触媒がセリウムの酸化物である請求項６１に記載のシート材料。
【請求項６３】
前記二元機能材料が約３０質量％までの前記酸化に対して有効な量で前記材料中に存在する請求項６０に記載のシート材料。
【請求項６４】
前記材料が前記非水系成分の酸化を促進するための触媒をさらに含む請求項４４に記載のシート材料。
【請求項６５】
前記触媒が、金属のプラチナ群、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物、ランタニド金属酸化物、珪酸アルミニウム、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、それらの混合物および少なくとも２つの前記金属酸化物の固溶体からなる群から選択される請求項６４に記載のシート材料。
【請求項６６】
前記触媒がゼオライト、白金、パラジウムおよびセリウムからなる群から選択される請求項６５に記載のシート材料。
【請求項６７】
前記酸素貯留成分および前記触媒が約３０質量％までの前記酸化に対して有効な組み合わせ量で前記材料中に存在する請求項６４に記載のシート材料。
【請求項６８】
多層を有し、シガレットペーパに隣接して配置可能な第１の前記層が主として前記酸素貯留成分であり、第２の前記層が主として前記触媒又は前記収着剤であり、第３の前記層が主として前記触媒又は前記収着剤の他方である請求項６４に記載のシート材料。
【請求項６９】
前記酸素貯留成分が約３０質量％までの前記酸化に対して有効な量で前記材料中に存在する請求項４４に記載のシート材料。
【請求項７０】
前記酸素貯留成分および触媒の少なくとも一方が約５質量％から約２０質量％で存在する請求項６９に記載のシート材料。
【請求項７１】
酸素貯留材料を、シガレットペーパに隣接して配置された前記材料の内部表面へさらに添加する請求項６９に記載のシート材料。
【請求項７２】
前記材料が１０，０００コレスタ単位未満の多孔率を有している請求項４４に記載のシート材料。
【請求項７３】
前記材料が少なくとも約３００コレスタ単位の多孔率を有している請求項７２に記載のシート材料。
【請求項７４】
前記材料が４０００コレスタ単位未満の多孔率を有している請求項７３に記載のシート材料。
【請求項７５】
前記材料が、前記シガレットの巻くものを画定するシガレットペーパ上に覆われることが可能である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項７６】
前記材料が多重層である請求項４４に記載のシート材料。
【請求項７７】
前記収着剤が活性炭である請求項７６に記載のシート材料。
【請求項７８】
前記収着剤が、副流煙の非水系成分を収着するのに十分な細孔径を有しているゼオライトである請求項７６に記載のシート材料。
【請求項７９】
前記ゼオライトが、約９から４０Åの範囲の大きな細孔寸法を有している請求項７８に記載のシート材料。
【請求項８０】
前記ゼオライトがＹゼオライトである請求項７８に記載のシート材料。
【請求項８１】
前記収着剤が活性炭、モレキュラシーブおよび多孔性金属酸化物からなる群から選択される請求項４４に記載のシート材料。
【請求項８２】
金属酸化物と、シート補強材と、約３００から８００℃の範囲における温度での熱処理中に追い出される有機物とを含むシート材料を熱処理して、多孔性シート材料を提供することによって前記多孔性金属酸化物が調製されてなる請求項８１に記載のシート材料。
【請求項８３】
前記材料が燃焼コールから熱を導き去る熱容量を有し、約４００から５５０℃の前記シガレットの燃焼コールに隣接した前記材料の内部表面の温度および約７００から約９５０℃の前記シガレットの燃焼コールに隣接したセンターライン温度を提供する請求項４４に記載のシート材料。
【請求項８４】
前記シート材料が前記シガレットに適用される場合に約０．０４ｍｍから約１ｍｍの範囲の厚さを有する請求項４４に記載のシート材料。
【請求項８５】
前記材料が前記シガレットに適用される場合にいかなるコーティングまたは付加的ペーパラップによっても制限されない外部表面を有している請求項４４に記載のシート材料。
【請求項８６】
シガレットペーパを有するシガレットを請求項４４に記載のシート材料で巻くことを含んでなるシガレットユニットの製造方法。
【請求項８７】
前記の巻かれたシート材料がラップシームでつながり、適切な位置で接着され、前記巻くものがいかなる外部可燃性カバーリングもされていない請求項８６に記載のシガレットユニットの製造方法。
【請求項８８】
前記シガレットタバコ棒部に隣接して最も内側にあるペーパを備えたタバコ棒部上に、請求項４４に記載のシート材料とシガレットペーパを同時に巻くことを含むシガレットユニットの製造方法。
【請求項８９】
前記シガレットペーパが約５から約７０コレスタ単位の範囲の従来の多孔率を有している請求項８８に記載のシガレットユニットの製造方法。
【請求項９０】
請求項４４に記載の前記材料の管を、前記管の内部表面にシガレットペーパが存在するように形成することを含むシガレットユニットの製造方法であって、前記管が、前記管に挿入された場合、喫煙に適したようになる喫煙に不適なシガレットタバコ棒部を収容するためのサイズの内部直径を有するシガレットユニットの製造方法。
【請求項９１】
前記材料が、さらにシート強化材を撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態で含む請求項１に記載のシガレットユニット。
【請求項９２】
前記材料が、さらにシート強化材を撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態で含む請求項３７に記載のシガレットユニット。
【請求項９３】
前記材料が、さらにシート強化材を撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態で含む請求項３８に記載の方法。
【請求項９４】
前記材料が、さらにシート強化材を撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態で含む請求項４１に記載の方法。
【請求項９５】
前記材料が、前記シート強化材を撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態で含む請求項４４に記載のシート材料。
【請求項９６】
シガレットの副流煙を処理するための不燃性材料；シート補強材；結合剤；可燃性有機物を含む乾燥前駆物質シガレットシート材料を含む巻くものを備えたシガレットであって、
前記シガレットが喫煙された場合、燃焼コールの高温燃焼帯がシガレットに沿って進んでいくことにより、前記シート材料から前記可燃性有機物が蒸発することを特徴とするシガレット。
【請求項９７】
前記不燃性材料が酸素貯留成分を含み、前記酸素貯留成分が複数の酸化状態を有する金属酸化物である請求項９６に記載のシガレット。
【請求項９８】
前記金属酸化物が、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物およびランタニド金属酸化物からなる群から選択される請求項９７に記載のシガレット。
【請求項９９】
前記遷移金属酸化物が元素の周期表のＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩおよびＩＢ、それらの混合物、および２つまたはそれ以上の金属酸化物の固溶体からなる群から選択される請求項９８に記載のシガレット。
【請求項１００】
前記金属酸化物がランタニド金属の酸化物から選択される請求項９８に記載のシガレット。
【請求項１０１】
前記金属酸化物がセリウムの酸化物である請求項１００に記載のシガレット。
【請求項１０２】
前記不燃性材料がさらに、前記材料に入ってくる非水系成分の酸化を促進する触媒を含んでおり、前記触媒が前記酸素貯留成分との混合物中に存在する請求項９６に記載のシガレット。
【請求項１０３】
前記触媒が金属のプラチナ群、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物、ランタニド金属酸化物、珪酸アルミニウム、酸化アルミニウムおよび炭酸カルシウム、ならびに２つまたはそれ以上の金属酸化物の固溶体からなる群から選択される請求項１０２に記載のシガレット。
【請求項１０４】
前記触媒が珪酸アルミニウム、プラチナ、パラジウム、鉄、銅、銀およびセリウムからなる群から選択される請求項１０３に記載のシガレット。
【請求項１０５】
前記触媒がセリウムの酸化物または請求項１０４に記載の他の金属の酸化物とセリウムとの固溶体である請求項１０４に記載のシガレット。
【請求項１０６】
前記ランタニド金属酸化物が、酸化触媒および酸素貯蔵剤としての二元機能を有している酸素貯留成分である請求項９８に記載のシガレット。
【請求項１０７】
前記酸素貯留成分が、セリウム酸化物である請求項１０６に記載のシガレット。
【請求項１０８】
前記金属酸化物が約３０質量％までの前記酸化に対して有効な量で前記材料中に存在する請求項９８に記載のシガレット。
【請求項１０９】
前記金属酸化物が約５から約２０質量％までの範囲で存在する請求項１０８に記載のシガレット。
【請求項１１０】
前記シート補強材が、撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態である請求項９６に記載のシガレット。
【請求項１１１】
前記不燃性材料がさらに副流煙成分を収着することを可能とする収着剤を含み、前記金属酸化物が収着された副流煙成分の酸化処理に寄与することを特徴とする請求項９８に記載のシガレット。
【請求項１１２】
前記収着剤が活性炭、モレキュラシーブおよび多孔性金属酸化物からなる群から選択される請求項１１１に記載のシガレット。
【請求項１１３】
前記結合剤が不活性クレイ、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、セルロース材料、プラスチックおよびそれらの混合物からなる群から選択される請求項９８に記載のシガレット。
【請求項１１４】
前記結合剤が有機結合剤であり、前記有機結合剤が燃焼しているシガレットの高温シガレット燃焼帯で可燃性である請求項９８に記載のシガレット。
【請求項１１５】
前記結合剤が有機結合剤であり、前記有機結合剤が燃焼しているシガレットの高温シガレット燃焼帯で蒸発する請求項９８に記載のシガレット。
【請求項１１６】
前記有機結合剤がセルロース材料、プラスチックおよびそれらの混合物からなる群から選択される請求項１１５に記載のシガレット。
【請求項１１７】
請求項９８に記載のシート材料を有する燃焼シガレットから排出される副流煙の処理方法であって、
前記シガレットが喫煙された場合、燃焼コールの高温シガレット燃焼帯がシガレットに沿って進んでいく温度で、前記シート材料を活性化することを含むことを特徴とする副流煙の処理方法。
。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（本発明の範囲）
１シートの不燃性有効成分で作られたシガレット副流煙処理材料は、副流煙を処理する多孔質構造を提供する。その処理材料は、従来のシガレットペーパを有するシガレットと組み合わせて使用する場合、低副流煙を排出するシガレットユニットを提供する。また、その物質は、シガレットの従来の自然燃焼速度を促進する多孔率を有している。その物質は、従来の自然燃焼速度を維持することを保証し、かつ吸着された非水系成分の酸化処理を高めるために、副流煙の成分、および自然燃焼速度温度で酸素を放出する酸素貯留成分を吸着することが可能な吸着剤を含むことができる。好ましくは、酸化触媒がその物質に含まれており、最も好ましくは、その酸素貯留成分が、酸化触媒としてさらに機能し得る。その二元機能を遂行するのに特に好ましい物質はセリウムの酸化物である。
【０００２】
（発明の背景）
タバコ製品の喫煙により、３種類の煙、すなわち、主流煙、吐出煙および副流煙が生じ、特に、それはシガレットの喫煙に関係する。人々が喫煙している多少限られた区域の副流煙および吐出煙を除去するのに用いるフィルタ材料は多数ある。一般に、副流煙は、喫煙プロセスの間に排出された大部分の煙を占めることが理解されている。したがって、副流煙を低減することにかなりの関心がもたれてきており、以下の１つまたは複数の技術によってこれを達成することができる。
【０００３】
ｉ）タバコ組成物、およびシガレットまたはシガー中のタバコ棒部材の充填特性を変更する、
ｉｉ）シガレットまたはシガーのシガレットペーパの包装を変更する、
ｉｉｉ）シガレットの直径並びにそのタバコ組成物を変更し、かつ／または、副流煙排出物を阻止し、かつ／または、コントロールするためにシガレットまたはシガー上に器具を提供する。
【０００４】
副流煙を低減するために何とかしてシガレットまたはシガーの自然燃焼速度に影響を与え、かつ／または、長時間にわたって使用されず放置された状態におかれた場合に火のついたままのシガレットまたはシガーを消火することができる様々なシガレットタバコおよびシガレットペーパ設計が提示されてきた。そのような設計には、タバコ混合、より小さなシガレット直径、密度およびタバコ装填におけるシガレットタバコの多重層の選択が含まれる。かように選択された設計は、シガレットの自然燃焼速度をかなり遅らせることができ、したがって、シガレットの単位長さにつき得られる一吹きの数が増加する。タバコ選択および／または構造との組み合わせで、またはタバコの構造とは無関係な、様々なシガレットペーパ構成は、さらにシガレットの自然燃焼速度に影響を与えることができる。そのようなペーパ構成には、自然燃焼速度を遅らせる化学薬品、副流煙を低減する化学薬品、同一特性または異なる特性のシガレットペーパの異なる種類の多重包装、および透気性の低減が含まれる。例えば、カナダ特許第１，２３９，７８３号および第１，２５９，００８号、ならび米国特許第４，１０８，１５１号、第４，２２５，６３６号、４，２３１，３７７号、第４，４２０，００２号、第４，４３３，６９７号、第４，４５０，８４７号、第４，４６１，３１１号、第４，５６１，４５４号、第４，６２４，２６８号、第４，８０５，６４４号、第４，８７８，５０７号、第４，９１５，１１８号、第５，２２０，９３０号、第５，２７１，４１９号、第５，５４０，２４２号、ならびにイギリス特許出願２  ０９４  １３０号を参照。また、米国特許第４，６３７，４１０号に記載されたように、より小さな直径のシガレットが試みられている。
【０００５】
主として、失火を防止する目的で、シガレットを含む様々な器具が提供されてきた。同時に、それらは、濾過し、それによって副流煙の量を低減する様々な種類のフィルタを含んでいても、含んでいなくてもよい。米国特許第１，２１１，０７１号、第３，８２７，４４４号、第３，８８６，９５４号および第４，６８５，４７７号にかかる器具の例が示されている。
【０００６】
さらに、主として、喫煙者の指への着色を最小限にするのに役立つ様々な種類のシガレット用パイプが利用可能になった。米国特許第１，８６２，６７９号に示されたように、かかる器具は、シガレットチップに接続することができ、かつ／または、シガレットにマウントすることができる。何とかして安全な機能および／または副流煙のコントロールを提供するために穴があいている包み紙に包まれた他の種類のシガレットは、カナダ特許第８３５，６８４号および米国特許第３，２２０，４１８号および第５，２７１，４１９号に記載されている。
【０００７】
シガレット上にマウント可能な器具および、燃焼率、すなわち自然燃焼速度をコントロールするためにシガレットに沿ってスライド可能な器具は、英国特許第９２８，０８９号、米国特許第４，６３８，８１９号、および国際出願ＷＯ９６／２２０３１号に記載されている。英国特許第９２８，０８９号には、シガレット式燃焼残火に空気の流れを制限することによるシガレット用の燃焼コントロール器具が記載されている。シガレットの燃焼を遅らせることは、従来のタバコ必要量の半分だけをシガレットに組み入れることを示唆し、その結果、より短いシガレットが得られる。気流制限器具は、変更可能な開口部を有する器具における開口部の配列によって、あるいは、シガレットの一部に沿った縦方向の開口部を配した器具におけるひだ状部分によって提供することができる。米国の特許第４，６３８，８１９号には、シガレットの自然燃焼速度をコントロールし、副流煙を低減するために、シガレット上に置かれ、喫煙プロセス中にそれに沿ってスライドされる環が記載されている。その環は固体材料、好ましくは金属であるが、それは、相当な着色を生じ、可変的なシガレット直径により、所望する程度の副流煙低減および消火時間を確実に提供することができない。
【０００８】
出願人の公開ＰＣＴ出願ＷＯ９６／２２０３１号には、代替の環構造が記載されている。その器具は、従来のシガレット周囲を包み、接触する内部環とともに提供されるが、その内部環は多孔質材料である。外部環は、多孔性内部環の長さ寸法に沿って気流を導くように内部環を包む。内部環の多孔質材料中の蛇行性経路は、火のついたシガレットコールへの空気拡散の割合を調節し、低減する目的で、シガレットの自然燃焼速度を調節する。場合によっては、空気が、燃焼しているコールまで内部多孔性環に沿って流れなければならない場合、その器具は、シガレットの長さを２分の１までにするかもしれない。
【０００９】
副流煙を調節するために設計された他のシステムは、公開されたＰＣＴ出願ＷＯ９５／３４２２６および米国特許第４，６８５，４７７号、米国特許第５，５９２，９５５号、米国特許第５，１０５，８３８号、および公開ＥＰＯ出願０  ３０４  ７６６に記載されている。これらの引用文献には、シガレット副流煙排出を最小限にするようにタバコ成分を設置する様々な管状構造が記載されている。
【００１０】
器具を生成するシガレット煙エアロゾル用の絶縁チューブとシガレット用の絶縁チューブを含むシガレット構造において、様々な種類のセラミック成分が使用された。米国特許第４，９１５，１１７号には、従来のシガレットペーパの燃焼中に放出された有機物を低減するようにシガレットペーパのかわりに用いられたセラミックの薄いシートが記載されている。米国特許第５，１０５，８３８号および第５，１５９，９４０号には、絶縁型セラミックスリーブが記載されている。米国特許第５，１０５，８３８号には、約１２．５ｍｍの周囲径の薄いタバコ棒部を有するシガレットユニットが記載されている。絶縁セラミックスリーブは低い熱伝導率を有しており、多孔性である。燃焼しているタバコ棒部からの副流煙排出の低減を達成するために、ラップが約１５コレスタ単位未満の透過率を有する、多孔性セラミック成分を覆った低多孔率ラップの使用により自然燃焼速度を低減する。
【００１１】
米国特許第５，５９２，９５５号には、喫煙前、喫煙中、および喫煙後に、喫煙に適した材料の棒部を隠し、保持するために再使用可能であるか、あるいは不燃性である多孔性シェルが記載されている。４０コレスタ単位未満の透過率を有し、シェルが約０．２５ｍｍから０．７５ｍｍの半径厚さを有するシェル用の外部ラップは、この器具から排出された副流煙の低減を提供する。ラップは、器具の全体的な多孔率を調節し、それによって、シガレットの自然燃焼速度を調節し、一吹きの間隔中に発生した副流煙を低減する。その器具には、チューブの開放端部にある空気透過性キャップが含まれる。不燃性のシェルは、タバコ棒部の自然燃焼速度を低減するように熱吸収源として働く金属のバンドを含んでいてもよい。
【００１２】
触媒材料は、米国特許第３，６９３，６３２号、英国特許第１  ４３５  ５０４号、および公開欧州特許出願ＥＰ  １０７  ４７１号およびＥＰ  ６５８  ３２０号に教示されているように、通常、酸化によって主流煙成分を変換するために、タバコ、特にシガレット煙フィルタなどの喫煙器具に使用されてきた。また、触媒は、カナダ特許第６０４，８９５号および米国特許第４，１８２，３４８号および第５，３８６，８３８号に記載されているように、タバコを包装するためのシガレットペーパ中に含有されてきた。例えば、ゼオライトなどの吸着性物質がタバコ並びにシガレットフィルタ中に混合されてきた。この使用に好適なゼオライトは公開欧州特許出願ＥＰ  ７４０  ９０７に記載されており、かかるゼオライトは、５Åから７Åの範囲の細孔径を有している。
【００１３】
これらの多様な器具は、燃焼しているシガレットからの副流煙排出の調節において様々な程度の成功をもたらしたが、本発明の様々な実施形態は、シガレットを従来の自然燃焼速度で燃焼させることができると同時に、驚くほど優れた方法でシガレットタバコ副流煙を処理することができる多孔性の高い副流煙処理材料を提供する。
【００１４】
本発明の記載を容易にするために、シガレット、シガー、リガリロ、包み紙中のタバコ棒部、固形タバコ、包装されたタバコ等を指し示すのにタバコ棒部またはタバコ装填物という用語を使用する。また、シガレットという用語を使用する場合、それは、シガー、シガリロおよび他の喫煙製品を形成する棒と言い換え可能であると理解する。
【００１５】
（発明の概要）
したがって、本発明はそれの態様において、可視の煙粒子、エアロゾルを除去し、気体を臭気がないように変換するために、シガレット副流煙を処理するプロセスでの処理材料の使用を提供する。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、低副流煙排出シガレットユニットは、
ｉ）タバコ棒部を巻く従来のシガレットペーパを有するシガレットと
ｉｉ）副流煙を処理するための不燃性材料であって、前記シガレットのタバコ棒部分の従来の前記シガレットペーパを巻き、かつそれに実質的に接触し、前記材料内に前記シガレットの従来の自然燃焼速度を促進する多孔率を有している不燃性材料とを含み、
ｉｉｉ）上記材料は、前記シガレットの燃焼コール（ｂｕｒｎｉｎｇ  ｃｏａｌ）に隣接する、自然燃焼速度温度で酸素を放出する酸素貯留成分を含み、それによってかかる放出酸素が
ａ）前記材料が燃焼コールへの酸素拡散の速度を低減するのを補って、従来の自然燃焼速度を保証し、
ｂ）副流煙成分の酸化処理に寄与する。
【００１７】
本発明の他の態様によれば、シガレットユニットは、
ｉ）タバコ棒部を巻くシガレットペーパを有するシガレットと、
ｉｉ）前記シガレットペーパの外円周を巻き、かつ実質的に接触し、前記シガレットの自然燃焼速度特性を促進する多孔率を有している不燃性材料とを含み、
ｉｉｉ）上記材料は、前記シガレットの燃焼コールから排出される副流煙の非水系成分を収着（ｓｏｒｂｉｎｇ）し得る疎水性収着剤（ｓｏｒｂｅｎｔ）と、シガレットの燃焼コールに隣接して確認された温度で酸素を放出する酸素貯留成分とを含み、それによってかかる放出酸素が
ａ）前記材料が燃焼コールへの酸素拡散の速度を低減するのを補って、自然燃焼速度を保証し、
ｂ）副流煙成分の酸化処理に寄与する。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、
シガレットユニットは、シガレットおよび前記シガレットのシガレットペーパを巻き、実質的にそれに接触している処理材料を含んでなるシガレットユニットであって、前記処理材料が、前記シガレットの従来の自然燃焼速度を促進する多孔率を有しかつ、前記シガレットの燃焼コールから排出された副流煙の酸化処理を促進する酸化触媒を含み、前記シガレットペーパが、シガレットの一吹き（ｐｕｆｆ）の間に主流煙の生成から前記副流煙処理反応をデカップリング（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）する。
【００１９】
本発明のさらなる態様によれば、シガレットのシガレットペーパを巻き、実質的にそれと接触している副流煙処理材料を有する燃焼シガレットによって排出された副流煙を処理する方法であって、前記材料が、前記シガレットに対する従来の自然燃焼速度を促進する多孔率を有し、収着材、および前記シガレットの燃焼コ−ルに隣接する自然燃焼速度温度で酸素を放出する酸素貯留成分を含んでおり、前記方法が
ｉ）前記材料中の前記シガレットの燃焼によって排出された副流煙の非水系成分を吸着すること、ならびに
ｉｉ）前記吸着成分を処理し、前記材料を透過し大気中で不可視である処理済み揮発成分を放出することを含んでいる。
【００２０】
本発明のさらなる態様によれば、副流煙を低減するためにシガレットへ適用するシート材料であって、前記シート材料が、実質的に、疎水性吸着剤、シート補強材、およびシガレットの燃焼コールに隣接した自然燃焼速度温度で酸素を放出する酸素貯留成分の組成物からなり、前記シートが
ｉ）少なくとも約２００コレスタ単位の範囲の多孔率、
ｉｉ）約５０Åから約２ミクロンの細孔径、
ｉｉｉ）約２０ｍ2／ｇより大きな組成物のＢＥＴ表面積、
ｉｖ）約０．３から０．８ｇ／ｃｃの密度、および、
ｖ）約０．０４ｍｍから約１ｍｍのシート厚さ、の特性を有する。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態を図面中に示した。
【００２２】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明に従ってタバコ煙処理に適用されるような副流煙処理材料には、特にシガレット副流煙に適用される場合、非常に重要な予期されない利点がある。処理材料は、シガレットと実質的に接触してシガレット上に設置されたチューブの形状であってよく、あるいは、その材料は、シガレットと実質的に接触して、シガレット上に巻かれていてもよい。そのような配置は、従来のシガレットを使用することができ、また喫煙時には、従来の自然燃焼速度で燃焼する。標準のシガレットまたは従来のシガレットの表示は、従来のグレードのタバコ、充填材、パフタバコ等による従来の充填密度のタバコ棒部を有する市販のシガレットを意味する。タバコ棒部は、約５から約５０コレスタ（Ｃｏｒｅｓｔａ）単位の範囲にある、時には７０コレスタ単位ほどに高い、通常の多孔率を有する従来のシガレットペーパ中に包まれている。従来のシガレットフィルタは、通常の方法でシガレットに取り付けられるか、あるいは、フィルタは、従来のシガレットペーパでタバコ棒部を包む管状形態でその処理材料と共に提供され得る。従来のシガレットは、約０．２０から約０．２６ｇ／ｃｃの従来のタバコ密度が付与された約３から約５ｍｍ／ｍｉｎの従来の自然燃焼速度を有している。従来のシガレットは、少なくとも北アメリカでは、約２０から３０ｃｍ、通常２３から２７ｍｍの周囲径と、少なくとも約４０ｍｍ、好ましくは約５５ｍｍ、約６４ｍｍおよび約７４ｍｍのタバコ棒部長さを有しており、それは許容し得る延伸耐性を有する。シガレットフィルタは、通常、約１５ｍｍから約３５ｍｍの長さを有する。
【００２３】
従来と異なったシガレットは、従来のシガレット以外のすべてのものであると理解する。かような従来と異なったシガレットは、タバコを変更したか、またはシガレットペーパを変更しており、例えば、前述の特許に記載されているもののように、自然燃焼速度に影響を与えることができる。
【００２４】
シガレットは、喫煙に適したシガレットをつくるように特製であってもよく、喫煙に不適な種類のタバコ棒部であってもよい。本発明の１つの態様によれば、喫煙に適したシガレットを成形するためにシガレットペーパをそれに適用する場合、あるいは、管の形態をしている処理材料の内部上にペーパがあり、タバコ棒部をそこに挿入する場合、喫煙に適していない種類は喫煙に適するようにされる。
【００２５】
燃焼しているコールへのその近接度を考慮して、処理材料は、非常にコンパクトな構造での副流煙コントロールを提供することができる。以前には、従来の自然燃焼速度を提供するシガレットユニットは、シガレットから離れて設置された管の中に形成される大きな空洞のために非常にかさばっており、また、いずれの点においても標準または従来のサイズのシガレットに類似していなかったよりコンパクトな従来の大きさに合わせられたユニットで副流煙の調節を試みた場合、通常、管とシガレットの間のスペースを提供するためにより薄いシガレットを使用することになった。このことは、器具を使用するために銘柄を変更しなければならないことを喫煙者に要求するとともに、シガレットの味およびフレーバを変更することにもなりえた。
【００２６】
本発明の処理材料は、特にシガレットに関して利点を有し、それは、喫煙者が自ら選択する管状構造のシガレットを使用することを可能にし、また、本発明の材料中に包装された彼らの好みのシガレットを買うことを可能にする。本処理材料は、パイプなどの他の喫煙製品の形態と組み合わせて、また、空気からのタバコ煙の一般的な濾過用のフィルタ器具中で用いることができるが、最も有効な適用は、シガレットおよびシガー、並びに他の棒状喫煙製品に関してである。本処理材料は、標準のシガレット製造機によってシガレット上に巻かれ得るか、管内部がシガレットと接触する場所へシガレットを挿入する管中へ形成することができる。その管状部材は、従来の味およびフレーバと、もし残っているにせよ最小限度に除去された臭気を提供するとともに、通常の慣習的な方法で従来のシガレットの喫煙を可能にする。これらの特徴は、シガレットをその従来の自然燃焼速度で燃焼させることによって特に実現される。本処理材料は、セラミックス、陶土、および他の好適な結合剤、並びにシート補強材などの不活性材料から作ることができるので、不燃性で、容易に処理ができ、環境にやさしいものである。シート補強材は撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態で含まれても良い。本処理材料は、従来の自然燃焼速度を可能にするように作用する。従って、特定の最小レベルまで管中の多孔率を調節することは要求されず、シガレットユニットに対して多孔率を調節するために、本処理材料上に外部包装も必要ではない。本処理材料は、比較的低く、また、それによって高い安全特性が提供される外部温度を有するように設計することができる。組み立てられたシガレットユニットは軽量で、開口端部で容易に点火される。好ましくはないが、喫煙済みのシガレットの代わりに管中にシガレットを再挿入させることによって管を再使用させてもよい。
【００２７】
シガレットに非常に近接していること、または、シガレットに接して設置されていることによって、本処理材料の効き目は強化される。その構造のおかげで、本処理材料は、燃焼コールから出てシガレットペーパを離れた副流煙の様々な成分を遮断し、吸着または吸収、あるいはその両方によって捕らえ、処理するためにシガレットの燃焼コールに隣接して位置されることが最も好ましい。その材料に対して十分な親和性を有している成分のみが収着されることは理解される。強い揮発性ガスなどの他の材料は、収着されずに本材料を通過することができる。しかしながら、かかるガスは本材料の反応域において酸化される可能性があり、触媒の存在下で、かかる酸化反応は促進される。本処理材料は、シガレットの表面に適用される場合でも、またはその中に位置したシガレットとともに適用される場合でも、本処理材料は燃焼せずに従来のようにシガレットが燃焼することを可能とする。しかしながら、本処理材料は、喫煙者が終える前に、シガレットを破砕することができるように、喫煙プロセス中にその構造の強度を弱めるように処理材料を組み立てることができることが理解される。
【００２８】
さらに変更して、管状部材は、喫煙に不適な形状で通常販売されているが、管に挿入された時に喫煙に適したようになる「利用者自身で巻く」シガレットのスタイルと組み合わせて利用することができる。例えば、シート形状の本処理材料は、それの内部表面にシガレットペーパを適用し、カナダ特許第１，２３５，０３９号に記載されているように、喫煙に不適なタバコ棒部状体とともに管を形成し、管に挿入することができ、喫煙に適したシガレットユニットになる。あるいは、シガレットユニットの多孔性包装フィルタは、喫煙に適したようにするために非多孔性材料で覆うことができる。また、本処理材料は、例えば、シガレットの自然燃焼を低減するシガレットペーパを改良したような、従来と異なったシガレットで使用することができる。低減された自然燃焼速度のシガレットは好まれないが、味およびフレーバが異なっているとしても、ある環境ではそのようなシガレットユニットが必要であるかもしれない。
【００２９】
本発明の実施形態によれば、本処理材料中の第１有効成分は、シガレットの燃焼しているコールから排出される副流煙の非水系成分を選択的に収着することができる実質的に疎水性の収着剤であってよい。第２活性物質は、燃焼しているコールに隣接し、自然燃焼速度温度で酸素を遊離する酸素貯留成分である。かかる遊離酸素は、少なくとも、以下の機能を果たす。
【００３０】
ｉ）燃焼コールに対する酸素拡散率を低減し、それによって従来の自然燃焼速度を保証することを本処理材料に補償すること、
ｉｉ）副流煙の成分の酸化処理に寄与すること。
【００３１】
収着剤は様々な不燃性成分からつくられていてもよく、より詳細に述べれば、その不燃性の成分は、著しい多孔率、大きな微細孔サイズ、非常に高いＢＥＴ表面積、約０．３０から約０．８０ｇ／ｃｃの範囲の密度を有しており、本発明において使用の目的でシートにされる場合、約０．０４ｍｍから約１ｍｍまでの厚みの範囲で比較的薄い。活性収着成分は、約５Åから約２００Åの範囲の細孔径分布を伴う約１０ｍ2／ｇから約１８００ｍ2／ｇの範囲のＢＥＴ表面積を個々に有することができる。その材料は、通常、約０．０５から約１．０ｃｍ3／ｇの細孔容積を有している。また、その材料は、約２００Åから約２ミクロンまでのサイズの範囲の間隙を有している。
【００３２】
酸素貯留成分は、材料の本来の位置（ｉｎ  ｓｉｔｕ）に供給され、かつ／または、シガレットに利用する場合、最も内側にある材料の表面に利用される。酸素貯留成分は、好ましくは複数の酸化状態を有する金属酸化物であり、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物、ランタニド金属酸化物、および２種またはそれ以上の金属酸化物の固溶体の群から選択するのが好ましい。遷移金属酸化物は、元素周期表のＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩおよびＩＢから成る群から選択することができる。好ましい酸素貯留成分はランタニド金属の酸化物であり、最も好ましくは、セリウムの酸化物である。酸素貯留材料は、高温で、通常３００℃より高い温度で酸素を放出することができる。付与された酸素は、燃焼しているコールのまわりの環境から奪った多少の酸素中で最も適切に作用する。非常に多孔性の処理材料は、例えば、従来の自然燃焼速度で従来のシガレットを燃焼するように促進する速度で、燃焼しているコールに空気を拡散させることができるが、本処理材料は、材料を介して空気または酸素拡散の速度をある程度まで制限する。従って、その自然燃焼速度は従来の自然燃焼速度に近いが、しかし従来の自然燃焼速度に相当しなくてもよい。よって、酸素貯留材料によって付与された酸素は、従来の自然燃焼速度を保証するために十分な付加的酸素を供給する。同時に、触媒反応には、副流煙の収着された成分の酸化を含む競争反応が存在する。非常に多孔性の処理材料は、前記材料中に収着された副流煙を酸化させる酸化反応に空気を供給する。したがって、この反応は、さらに酸素貯留材料によって付与された酸素と競合する。しかしながら、非常に多孔質構造を有する材料と酸素を付与する酸素貯留成分の組み合わせは、シガレットがその従来の自然燃焼速度で燃焼し、収着された副流煙成分の酸化が、可視成分が材料から放出されないことを保証する好適な速度であることを確実にするのに十分な酸素を供給する。大気に対して材料から排出される時に可視され得る任意の成分は、さらに可視不可能な成分に変換されるか、または、収着によって材料中に捕らえられる。
【００３３】
触媒材料は、酸素貯留材料と組み合わせて処理材料に容易に組み入れることができる。しかしながら、触媒材料は、収着材料または酸素貯留成分の存在なしに、好適な多孔性担体中に組み込まれることができることは察知される。触媒は、材料の原位置（ｉｎ  ｓｉｔｕ）に供給することができ、かつ／または、処理材料の内部上にコーティングすることもできる。触媒材料は酸化触媒が好ましく、酸素貯留成分と共に使用することができる種類であってよい。材料の原位置に供給された場合の触媒は、相対的親和性によって、順次、材料から放出され得るかまたは放出されない、許容し得る匂いのガスへ副流煙成分、特には異臭ガスを変換するために内部間隙上に存在する。触媒および酸素貯留成分は結合させても、または混合してもよく、さらに、管の原位置に供給し、かつ／または、使用中にシガレットに隣接する材料の表面にコーティングしてもよい。
【００３４】
内容を引用によって本明細書に援用する、１９９７年１０月１５日に出願された出願人の同時係属国際出願ＰＣＴ／ＣＡ９７／００７６２に記載したように、少なくとも一部の蒸気が材料を通過して、例えば、臭気を低減させ、一酸化炭素の燃焼、およびアルデヒド類、ケトン類、有機酸類等などのより小さな分子の燃焼を増大するように、様々な触媒をシガレット副流煙中の多様な反応を促進するために使用することができる。好ましい触媒は、酸化触媒の群からのものである。それらは、一般に、金属のプラチナ群、遷移金属およびそれらの酸化物、希土類金属酸化物、および金属のランタニド群からなる群から選択された触媒を含んでいる。複数の酸化状態を有する遷移金属酸化物は、元素周期表の群ＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩおよびＩＢからなる群から選択するのが好ましい。金属のプラチナ群には、好ましくは、白金またはパラジウムが含まれている。他の触媒には、珪酸アルミニウム、酸化アルミニウムおよび炭酸カルシウムが含まれている。触媒は、様々な触媒の混合物を含んでいてもよく、あるいは、２種またはそれ以上の金属酸化物の固溶体を含んでいてもよいことは察知される。
【００３５】
珪酸アルミニウム触媒の有用な群は、本発明において開発されたゼオライトおよび前述のヨーロッパ特許出願ＥＰ  ７４０  ９０７に記載されたような種類のゼオライトであり、前記文献の内容は引用により本明細書に援用する。アルミノケイ酸塩ゼオライトおよび高シリカゼオライトは、それらの収着容量の他に触媒作用を実施することができる。好ましいゼオライトには、シリカライトゼオライト、Ｘ、ＹおよびＬ  ゼオライト、ベータゼオライト、モルデナイトゼオライトおよびＺＳＭゼオライトが含まれる。疎水性ゼオライトは約５０以上の非常に高いシリカ対アルミナ比率を有していることを理解する。選択した触媒または触媒の混合物は、その製造中にシートに混合してもよい。あるいは、触媒またはそれの混合物は、開発した多孔質構造上にスラリまたは溶液として適用し、乾燥させて、細孔の内部表面上に触媒を供給することができる。
【００３６】
さらに、本発明の一態様は、酸素貯留成分が酸化触媒の二元機能を有していてもよいということである。複数の酸化状態を有するある遷移金属酸化物は、酸素貯留ビヒクルとして、および酸化機能を促進する触媒として機能し得る。これらの能力を有する遷移金属酸化物の好ましい群は金属のランタンニド系の酸化物であり、その最も好ましい酸化物はセリウムの酸化物である。処理材料の中で使用される酸素貯留成分および／または触媒触媒の量は、個々の成分のそれぞれの活性または二元機能成分の活性に応じて著しく変わり得る。さらに、その量は、触媒が材料の原位置で組み込まれているのか、コーティングとして材料の内部表面に適用されているのか、あるいは両適用において使用されているのかいずれかによって変化する。ガイドとしては、触媒材料はその材料の約３０質量％までの量で存在する。もちろん、その最低量は、有効に触媒反応の酸化機能を実施するのに必要な量によって、また、酸素貯留成分の酸素供給の目的に対する有効量によって決定される。選択した材料の活性によって、触媒材料の最低量は百万分率で極めてわずかであるかもしれないが、通常、約５質量％よりも多い。燃焼コールが従来の自然燃焼速度を超過し、したがって、主流煙のテストおよびフレーバに影響を与え始める程度までは酸化を促進しないことを保証するために、特に触媒に対する最低量を変更するのにいくつかの試験が必要であり得る。通常、酸素貯留成分および／または触媒の上の範囲は約３０質量％未満であり、好ましくは、約２０質量％未満である。しかしながら、選択した材料が酸化反応を触媒すると同時に酸素貯留の二元機能を有している場合、その材料の量は３０質量％を超えてもよいと理解する。
【００３７】
好ましい触媒材料はセリウムベースのものであり、特に、酸化セリウムである。この触媒は、捕らえた有機材料の酸化を促進する際に非常によく機能するだけでなく、さらに、所望の追加的な酸素貯留の機能と酸素が欠乏している環境における放出を行う。冷却状態にある場合、酸化セリウム（ＣｅＯ2）の形態にある触媒材料は酸素を保持することができるが、温度が上昇した場合、酸化セリウム（ＩＶ）（Ｃｅ2Ｏ3）への熱転換で酸素を遊離する。本処理材料の管に沿って燃焼コールが進むにつれて、一般に、約４００℃から５５０℃の範囲までその温度が上昇し、触媒材料はシガレットの従来の自然燃焼速度を維持するために酸素を遊離する。さらに、遊離酸素は、捕捉された副流煙成分の接触酸化を維持する。セリウム触媒は、触媒としての１種または複数種の金属酸化物を含む他の触媒との混合物中で、または固溶体中で使用することができることが認識される。
【００３８】
処理材料は好ましくはシートにし、そのシートは通常０．０４ｍｍから２ｍｍまでの範囲の厚さを有しているが、好ましくは１ｍｍ以下の厚さである。本シートは、熱処理を行わない標準の連続的な製紙プロセスによって、または前述の米国特許第４，９１５，１１７号に記載されているように、熱処理を含んでいるプロセスによって作ることができ、かかるプロセスの内容は引用よって本明細書に援用する。スラリ組成物は、無機不燃性活性物質、不燃性充填材および他の可燃性有機成分を含んで製造される。スラリ組成物から前駆物質シートを作り、その後、有機物を蒸発させるために昇温状態におき、それによってシート用の多孔質構造を形成させる。多孔質構造は、通常、巨視孔と微視孔の組み合わせによって構成されており、巨視孔はシートによって互いに通じ、シガレットの従来の自然燃焼速度を促進する多孔率を提供するサイズである。したがって、本材料の多孔率は約２００コレスタ単位より大きくあるべきであり、１０，０００コレスタ単位のように高くとも、あるいはさらに高くてもよい。コレスタ値はできるだけ高い値であるのが望ましく、本材料の物理的特性は、多孔率を、例えば、約３００コレスタから約４０００コレスタ単位に制限することができることを理解する。触媒材料がシート材料で所望される場合、触媒分子は、約３０質量％までの触媒作用的有効量でスラリ組成物に添加することができる。本触媒材料は熱処理プロセスに耐える性質のものであり、それによって、微視孔に関する原位置および巨視孔の表面上にあり、吸着された副流煙成分および吸収された副流煙成分の触媒転換を促進する。
【００３９】
図１に関して、本処理材料の適用の好ましい実施形態をシガレットユニット１０として示す。シガレットユニットは、処理材料により仕様変更され、非常に低濃度の副流煙、好ましくは、全く目に見えない副流煙を排出する。ユニットは、従来のシガレットペーパ１６で包まれているタバコ棒部１４を有する従来のシガレット１２を含んでいる。ユニットは、主流煙の通常の濾過を提供する際にタバコ棒部１２と協働するタバコフィルタ部分１８を含んでいる。本処理材料は、シガレット１２を囲むか取り巻く管２０の形状で本発明の態様に従って使用することができる。本発明による管２０は、接合部２２で示されるようにシガレットペーパ１６の外部と実質的に接触している。タバコ棒部分１４は、管の厚みが一般に２６で示される管の端部２４で好ましくは終了する。管は、約０．０４ｍｍから約１ｍｍの範囲の半径厚を有しているのが好ましい。管２０の全体的外径はシガレットの直径により変わるが、シガレットユニットの全体的サイズを著しく大きくすることがないように多少設計することができる。シガレットユニットの好ましい周囲径は、約２５ｍｍから約３５ｍｍの範囲である。これは、約２０ｍｍから約３０ｍｍの範囲の周囲径を有している市販の従来のシガレットに非常に近い。さらに好ましくは、フィルタ部分１８は仕上げられた外観のシガレットユニットを提供するために管２０の外径とほぼ同じ直径である。
【００４０】
その材料の巻くもの（ｗｒａｐｐｅｒ）または管２０は、
ｉ）少なくとも約２００コレスタ単位の範囲の多孔率、
ｉｉ）約５０Åから約２ミクロンまでの細孔径、
ｉｉｉ）約２０ｍ2／ｇより大きな組成物に対するＢＥＴ表面積、
ｉｖ）約０．３から約０．８ｇ／ｃｃまでの密度、
ｖ）約０．０４ｍｍから約１ｍｍのシート厚、によって特徴付けられ得る。
【００４１】
管多孔率は、シガレット燃焼ゾーンに接する管とともに従来のシガレット自然燃焼速度を維持する気流を提供するのに十分であり、燃焼コールから排出された副流煙を処理するための管材料の活性を活性化するかあるいは増強する。多孔質構造は高い温度でそのようなものであり、その副流煙吸収性および吸着性特質は、処理および放出で様々な副流煙成分を収着する機能性である。さらに、触媒が存在する場合、特に、収着されることなく材料を介して、または収着剤の表面を介して通過しやすいガスを処理する際、高い温度で触媒の活性を著しく増強することができる。同様に、多孔質構造は高い温度での十分な収着能力を有しており、副流煙、特に任意の可視のエアゾール粒子の漏出を防止する。多孔質構造は、一部の副流煙が管を介して透過することができるように、変更した厚み、変更した細孔径等によって設計してもよいと理解する。喫煙者が管表面での副流煙の微量の匂いを所望する場合、この処置は望ましいかもしれない。好ましくは、多孔質構造は１回の使用のみに対して設計されており、その後は廃棄される。この特徴は、１回の使用ベースの副流煙漏出を防ぐために最小の厚さが要求される管厚みの観点からの設計を最適化する。
【００４２】
材料の骨格密度は、組み込まれる物質の種類によってもちろん変化する。例えば、酸化アルミニウムは約２．５ｇｍ／ｃｃの密度、酸化ジルコニウムは約５．７ｇｍ／ｃｃの密度、酸化セリウムは約７．３ｇｍ／ｃｃの密度を有している。その構造の細孔容積は、窒素吸着および水銀多孔度技術によって測定することができる。この構造は、多孔質構造中で、好適な触媒の存在下に、副流煙の可視成分を収着することができ、異臭ガスが管を介して透過し、大気に放出される際に、許容し得る臭気ガスまで材料を介して通過し、任意の異臭ガスが変換される。
【００４３】
標準のシガレットまたは従来のシガレットで使用可能な材料という観点からは、本シガレットはタバコを管から分離する。ペーパは、主流煙に影響を与えないように、本処理材料中の成分または収着副流煙成分のタバコ中への移動に対するバリヤとして働くのが好ましい。本ペーパは、タバコ中への触媒成分の拡散を防ぐことにおいて特に有用であり、それによって、主流煙中のいかなる異味をも回避することができる。シガレットペーパによるタバコ棒部からの処理材料の分離は、本発明に特有のユニークな機能を果たす。シガレット上に管状材料を提供する従来技術の器具に関しては、自然燃焼速度を低減し、従って、副流煙の放出をほとんどなくすための酸素拡散に関する必要な調節を提供するために管の外部に適用される通常、付加的なペーパ材料等がある。これに反して、出願人の発明は、シガレットを従来の自然燃焼速度で燃焼し、かつシガレットペーパによって生じる副流煙を含む副流煙を通常のやりかたで放出させることができる処理材料を提供する。さらにまた、本処理材料は、主流煙を生成する際の燃焼コールの活動とは切り離されたやりかたでシガレットペーパの外部的副流煙成分について処理を実施する。本処理活動の主流煙生成からのこのデカップリングは、副流煙成分が主流煙フレーバおよび味に明らかに影響を与えず、シガレットを自然に喫煙する際に通常そこには存在しない有意な量の成分が主流煙へ入り込むような主流煙へ逆浸透はないことを保証する。副流煙成分は処理材料によって収着され、処理され、その後、大気に向かって外側に浸透させることが可能である。処理成分および得られた反応生成物をシガレットタバコに戻して導くような本処理材料の物理的構造はなく、それによって、主流煙の味およびフレーバへのいかなる有意な変質作用も回避される。
【００４４】
シート形状に作られている本処理材料を考慮して、管の厚さは、所望の厚さの管を製造するために、シート厚に対して単層の材料、２つまたはそれ以上の層の複合材料を含んでいてよく、あるいは、それら自身上に巻かれている複数の層を含んでもよい。シート材料が薄いということを考慮して、標準のシガレットペーパラッピング機器を使用することによってシート材料をシガレットタバコ棒部外部に適用することができる。あるいは、管は組立てる（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）ことができ、それらの全面的な構造強度を考慮して、所望の副流煙調節を提供するために従来のシガレットまたは喫煙に不適なシガレット、あるいは他のサイズのシガレットをそれに挿入することができる個々の器具であってもよい。管は、不燃性であり、燃焼コールに関して従来のシガレット温度を維持することによってシガレットに従来の自然燃焼速度を付与する熱容量を有している材料から作られている。管は、燃焼コール温度を調節する熱吸収源として作用する金属性成分の存在を必要とせず、代わりに、その管が燃焼コールに対して従来の自然燃焼速度を維持することは本質的に明白である。さらに触媒の選択によって、コールが管を加熱する際、酸素を、燃焼コールに隣接する酸素が不足している環境に酸素を放出し、シガレットの従来の自然燃焼速度を保持するのにさらに寄与するように、同材料中に酸素貯留を提供することができる。
【００４５】
図２は図１のシガレットの部分的断面図である。シガレットペーパ１６を有するシガレット１２は、管２０の内面２８に接している。この接触は、管２０内でのシガレットのスライディングフィットの結果であってもよく、あるいは、シガレット上に管２０を形成するためにシート材料を巻くことによる結果であってもよい。シガレットを喫煙した場合、それは管２０内で後退する。本処理材料の独特の特性により、それが管に沿って進む場合、この高温反応域に本質的に適合することができる。管の構造的強度は進んでいくコールによって弱められるか、再利用を図る場合には、管はその構造強度を維持する。
【００４６】
図３は図２の拡大した部分Ａである。管２０は、タバコ１４を巻いたペーパ１６と実質的に接触している。前に記述したように、タバコ密度は従来の充填密度であってよく、かつ、ペーパ１６は従来のペーパであってよく、したがって、管の使用を適合するシガレット製品には特別の調整は必要とされない。しかしながら、ある状況では、処理材料の全体的効能を考慮して、通常これは要求されないが、シガレットそれ自体が、副流煙の排出低減をさらに強化するために特別の充填密度およびシガレットペーパ組成物を有していても良いことを理解する。管２０の内部表面２８は、シガレットペーパ１６のほとんどの外表面３８に接しているが、しかし明らかなように、小さな空隙または空間２９がペーパと包装材料の間にシガレットに沿って存在し得る。これらの空隙は、正確な円筒が定められていないタバコ１４から管２０内部を分離する、正確な円柱状の内部包み紙ではないシガレットペーパによって生じる。従って、処理材料はシガレットペーパに実質的に接していると考えられる。
【００４７】
本発明によれば、管は、好ましくは図３に示すように、シガレットペーパ１６の燃焼領域に隣接するか接触してシガレットの燃焼領域に非常に接近し、管の多孔質構造を活性化する。管材料は低温で収着容量を有していてもよいが、選択した材料は非常に高い燃焼温度で触媒作用を行い得るようになる。管材料は、通常約５０コレスタ単位以下であるシガレットペーパ多孔率より十分に高い高多孔性である。一方、管は、これより十分に高い多孔率を有している。管多孔率は、通常、３００コレスタ単位よりも高く、通常、４０００コレスタ単位まで、またはそれを超える。かかる多孔率は、シガレットの従来の自然燃焼速度を保証するか促進する。しかしながら、管構造の細孔径は、要求される副流煙収着容量を提供し、さらに、加熱時に、貯留成分から放出された酸素によって気流を補い、自然燃焼速度を維持するために必要とされる気流を供給することを保証するものである。
【００４８】
図４に示すように、管２０を非常に大きく拡大した部分Ｂは、好ましくは約２００Åから２ミクロンの範囲の細孔径を有する巨視孔４２を含む構造材料４０を示している。この断面図は、約３ミクロンから６ミクロンまでの材料の見本である。巨視孔４２の分岐が好ましくは約５Åから約２００Åの範囲の細孔径を有する微視孔である。巨視孔４２は互いに通じており、管の厚さを介してガスの通過を提供する。三次元構造である管は様々な方位に巨視孔をもたらし、そこで巨視孔はオーバラップするか交差してこの程度の連絡を提供すると理解する。連絡は、ＢＥＴ表面積が好ましくは約２０から約１０００ｍ2／ｇの範囲内であり、管の所望の厚さに対して約３００から約４０００コレスタ単位の範囲の、また、おそらく１０，０００コレスタ単位以内の所望の多孔率を提供するものである。収着材料の選択により、ＢＥＴ表面積は５００ｍ2／ｇ未満であってもよく、場合によっては３００ｍ2／ｇ未満であってもよい。巨視孔は、管内で燃焼コールに酸素を供給する管２０を介して空気を内部に明らかに浸透させることができるサイズである。シート材料は様々な収着材料から作ることができるか、あるいは、熱処理によって原位置で作成することができる。例えば、収着材料は、活性炭、ゼオライトまたは多孔性金属酸化物であってよい。活性炭は、通常、約３００ｍ2／ｇから約１８００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積、および約５Åから約２００Åの細孔径分布を有している。本発明に使用されるゼオライトは、約３００ｍ2／ｇから約１０００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積、および約５Åから約２０Åの細孔径分布を有している。上述のように熱処理によって作られる多孔性金属酸化物は、約１０ｍ2／ｇから約４００ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積、および約５Åから約２０Åの細孔径分布を有している。シート材料は、一般に、約０．０５から１．０ｃｍ3／ｇの細孔容積を有し、約２００Åから約２ミクロンのサイズの範囲の間隙の孔開口部を有している。
【００４９】
燃焼コールからの副流煙は、巨視孔を介して透過し、管状材料の温度は、４００℃から５５０℃の範囲にあると思われる内部表面から約２５０℃から３５０℃まで下がった外部表面まで急速に低下する。蒸気およびエアロゾルは、多孔質構造の表面で、シガレット煙内の有機成分の親和性により凝縮し、それらは急速に微視孔に浸透し、収着材料上で収着される。処理材料の高い温度で、収着成分は他の化合物に酸化され放出され得る。多孔質構造は、好ましくは、主流煙のいかなる異味の生成をも回避するために管内部の領域での熱の増大を最小限にしシガレットが従来の温度で燃焼することを保証する熱容量を有している。前述のように、シガレット周囲温度は４００℃から５５０℃の範囲にあり、コールのセンターライン温度は約７００℃から９５０℃にある。
【００５０】
処理材料は、シガレットペーパの外部に接して副流煙を遮断することにより副流煙の非常に効率的な濾過を驚くほどに行える。凝縮および／または処理材料中での吸着なく巨視孔を通過し得るガス生成物は、異臭ガスを含んでいるかもしれないし、含んでいないかもしれず、前述したとおりではあるが、触媒材料は、ガスが材料を出るか除去される場合、可視できない成分に転換するように、材料を通過するガスを触媒的に転換するために管状ユニットに組み入れることができる。また、前述のように、酸素貯留能力を有する触媒材料は、隣接した燃焼コールによって熱せられた場合、酸素を放出する。さらに、放出された酸素は、燃焼している燃えさしに直接流れ、シガレットの従来の自然燃焼速度を維持する。処理材料の比較的高い熱伝導率により、燃焼コールの領域の瞬間的温度は、様々な副流煙成分の触媒転換に加えて、有機材料の熱分解効果があるように十分に高くてもよい。かかる熱分解は、少なくともいくらかの捕捉した有機物を灰および無色ガスに変換し得る。
【００５１】
本発明の実施形態に従って、そのシート材料は、例えば、不活性クレイ、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、セルロース材料、プラスチック等を含む結合剤中に保持され、撚り糸、フレークスまたはフィラメント様材料の形態で含まれても良く、約０．５から２０ミクロンの厚さのセラミックシート補強材料を含んでいるスラリから作ることができる。この前駆体シートを乾燥し、３００℃から８００℃の範囲の温度で熱処理する。この高い温度は、セルロース材料およびプラスチックを含む有機材料を燃焼し、多孔質構造をつくる。また、かかる熱処理は微視孔をつくる構造に結合剤材料を転換する。材料は、巨視孔が構造を介して水蒸気を通過させ得る疎水性構造を提供するように選択するのが好ましい。シート前駆体を製造する際に、触媒粒子の他に、ゼオライト、活性炭等など、他の触媒材料または吸着性材料を含んでいてもよい。さらに、構造性強度エンハンサを含んでいてもよく、またはこれに反して、喫煙後に管を破砕できるように高温下で弱まる成分を含んでいてもよい。シート前駆体を形成する場合、蒸発性有機結合剤材料を含んでいてもよい。また、特に収着材料として活性炭を使用する場合、シート材料は必ずしも熱処理される必要がないことを理解する。あるいは、シート材料は乾燥させ、その前駆体状態で使用することができ、その前駆体材料を本発明の特性を有する処理材料に転換することは、高温シガレット燃焼領域による。
【００５２】
（実施例）
以下の実施例において、副流煙を処理するための本発明の様々な実施形態の効果を示す。しかしながら、以下の実施例は、いかなる場合においても添付する請求項の範囲を制限するということは意図していない。
【００５３】
実施例１
処理材料の代表的組成物は多少変わるかもしれないが、一般に、様々な成分について以下の範囲内にある。
【００５４】
【表１】
0003711239.tif 000002
【００５５】
実施例２
副流煙を処理するための材料の有効性に関していくつかの考慮すべきことがある。喫煙者が本発明によるシガレットユニットの喫煙からの恩恵を得る、副流煙可視成分に十分な低減がなければならない。副流煙を処理するためのシステムは、主流煙のフレーバおよび味に明らかに影響を与えてはならない。さらに、処理材料は、フレーバおよび味に明らかに影響を与える主流煙へ何も加えてはならない。また、処理材料は異臭ガスを回避しなければならない。
【００５６】
可視副流煙の低減を評価するため、試料シガレットをコントロール（従来のシガレット）と比較し、可視副流煙の低減を評価することを目的として分析した。試験は可視副流煙の検知が可能であり、コントロールによって排出された煙の百分率に基づいた本発明の処理器具から排出された煙に対する相対値が得られる。以下の表２は、その比較を提供し、本発明の処理材料で、１００％に至る可視副流煙の排出を達成することが可能であることを示している。
【００５７】
【表２】
0003711239.tif 000003
【００５８】
標準喫煙機器を使用し、別々なフィルタ中に主流煙および副流煙を捕捉し、ガスクロマトグラフィーを用い標準法でフィルタ中のその含有量を分析することによって、出願人は、触媒の存在下に、従来のシガレットと比較して主流煙組成物の最小限の変化を示すことができた。この結果は、シガレットペーパは、主流煙を生成するプロセスからの副留煙の触媒処理をデカップリングすることができることを明白に示している。以下に示した表３は、これらの結果を例証する。試料対コントロールの比率は、コントロールから試料のＴＭＰの非常に小さい変化を示す。１．０の値は変化を意味しないが、試験では、ＴＭＰに対する１．０９とタールに対する１．２の比率が示されており、それは、主流煙組成物中のそれらの成分に非常にわずかな増大がある結果である。煙試験は、試料がコントロールと同じ味およびフレーバを本質的に有していることを示す。副流煙中では、ＴＭＰ、Ｎｉｃ、水およびタールのすべてが非常に著しく微量であることに留意することは重要である。これは、実際に主流煙は影響を受けないが、処理材料は、副流煙中の上記成分を低減するのに非常に有効であることを明らかに示している。この態様は実施例５に詳細に論じている。
【００５９】
【表３】
0003711239.tif 000004
【００６０】
実施例３
副流煙処理材料は、２００コレスタ単位よりたいそう大きい非常に高い多孔率のものであり、好ましくは、１０００コレスタ単位より十分大きいことが都合がよい。この材料は、シガレットの従来の燃焼を可能にするか促進し、主流煙が対応するシガレットと同じ味およびフレーバを有し、副流煙はいかなる明らかな異臭をも有していないことを保証するはずである。シガレットユニットが適切に機能していることを示すある態様では、本処理材料を用いた場合、またはその処理材料を用いない場合に、一吹き段階の前、その間、その後のシガレットの周囲温度およびシガレットのセンターラインの温度を比較することである。次の表４は、実施例４で記載した種類のシガレット温度モニタリング器具によって行なわれた試験結果を示す。表４に記載した結果は、従来のシガレットと本処理材料内で燃焼するシガレットの間のセンターライン温度に関して差はほとんどないことを明らかに示している。従来のシガレットは、本処理材料を用いないで従来の方法で燃焼した場合、約４５０℃から４８０℃の周囲温度および約７５０℃から７８５℃のセンターライン温度を有している。本処理材料中の対応するシガレットはこれに匹敵する周囲燃焼温度およびセンターライン温度をすべて有している。その周囲温度は、約４４５℃から約４７５℃の範囲でほとんど同一である。それに相応するものとして、センターライン温度は約７３０℃から約７９３℃の範囲にある。表中に記載した温度は、燃焼しているコール部がモニタゾーンを通過する場合にシガレットに起こったセンターラインおよび周囲の上の方の温度レベルである。試料温度がコントロール温度と本質的に同じである点から、使用中、本材料は高熱導電率を有しており、断熱材としては機能しないことがあきらかである。もし処理材料が断熱材として作用すれば、試料温度は特に周囲温度で高くなる。従来技術の擬似試料、すなわち、セラミックペーパを有する米国特許第４，９１５，１１７号および管の空洞中にシガレットを有しているＷＯ９５／３４２２６は、従来と異なった性能を示す温度レベルを有していることに留意すべきである。この結果は、実際の喫煙により確認した。擬似試料１および２は両方とも承諾しがたい異味およびフレーバを有していた。
【００６１】
【表４】
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【００６２】
実施例４
シガレットの味およびフレーバは許容し得るということは、機械検査結果により正確にそれを再現することは困難である。信頼性のある温度モニタリング器具が約２秒毎の周期的基準で温度を測定するために開発されている。試験結果を論じる前に、図５の器具の簡単な説明を以下に提供する。
【００６３】
温度測定装置４４は何本かの細いワイヤ（熱電対線）４８が横切って伸長されているフレーム４６を含んでいる。これらのワイヤは一般に３ｍｍ間隔で並列である。フレーム４６は、ワイヤの方角５２に１０ｍｍまでの再現可能な往復運動する運動を限定するために軌道５０上で正確に抑制する。コントロール５３は、回転を線状運動に変換し、この転換を促進するトランスミッション５６を備えたコンピューター制御モータ５４用である。試料シガレット５８は、ワイヤ４８がその軸の面内に軸に対して垂直に位置するようにフレーム４６内で中心に静止していて固定される。ワイヤ４８は、シガレットペーパ６０への乱れをほとんどできるだけ起こさないように、細い針を使用して試料５８を突き抜けて通す。
【００６４】
熱電対６２は２つの異種金属ワイヤからなる。試験温度範囲を調節するために、タイプＲ（プラチナ−プラチナ／ロジウム）を使用し、各ワイヤは、．００３”の直径を有している。各金属ワイヤは、フレームの半分にかかり、接合点６４で別の金属ワイヤにつながれる。したがって、形成された接合点は、敏感な温度対応電圧変圧器となる。フレーム運動の調節によって、軸６６からちょうどそのペーパ端部を越えるまで試料５８を介してこの接合点を前後に放射状に通り抜けさせる。
【００６５】
ある調節スキームにおいては、熱電対接合点６４（以降、「ＴＣ」）は約５の不連続のステップで移動され、それぞれ約３００ｍｓで休止する。このしばらくの時間は、読み取り値を記録する前にＴＣが安定することを可能にする。
【００６６】
小さいＴＣ電圧は調節され、増幅され、ユニット６５で温度に変換される。
【００６７】
そのシガレットは、そのフィルタで従来のシヌソイドパッフィング機器（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ  ｐｕｆｆｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）に接続する。我々の試験では、６０秒ごとに生じる、２秒間で３６ｍｌの空気容量を使用した。パッフィング機器７２と記録／調節コンピューター７４および７６の電気接続６８および７０は、器具が「待機」データから一吹きの間に得られた温度を識別することを可能にする。この方法では、各ＴＣは２秒毎にラジアルスキャンを記録する。試料のコール部がＴＣを介して燃焼する場合、さらに軸方角の特有時間プロフィルを記録する。
【００６８】
試験により、コール部は燃焼中実質的に一定の軸方向スピードで移動することが示された。この速度を知ることによって、我々は時間データを有効な軸位置に変換することができる。原理的には、半径位置および軸位置双方の関数として温度の三次元プロットを得ることができる。
【００６９】
難しさは一吹きの間の読み取り値データに生じる。一吹きが短時間に生じるので、データがまばらであり、実際、待機データにおけるランダム位置での小さな１つのスパイク波形のみをどれか１つのＴＣ上に観察する。この問題は、図５に示されるような、マルチ熱伝対技術を使用する必要性を生じた。説明のように、時間データを軸位置に変換することができ、ＴＣ間の距離は知られているので、個々のＴＣデータを重ねることができる。一吹きが各ＴＣにとって異なる位置で生じるので、一吹きの間の真の温度を記述する包絡線を作成することができる。数種類の試料からのデータを重ねることによって、この包絡線は、一吹き中の温度プロフィルの良好な画像を構築し始める。
【００７０】
試料のセンターラインで読み取られたデータのみを検討する場合、温度対時間のグラフは図６のグラフに似ている。各熱電対はコール部が通過した時に順次応答する。一吹きの間の周期的なスパイク波形が認められる。これらは等間隔に、および同時に各熱電対に対して生じることに注意する。燃焼速度はｍｍ／秒で測定することができる。これは、時間から距離へｘ−軸の転換が可能である。熱電対間の距離はわかっているので、それらのデータを重ねることができる。これによって、図７に示したような合成グラフが得られる。小さな一吹きのスパイク波形がそのときまばらに存在することに注意する。他の試料からより多くのデータを合成すれば、一吹きの「包絡線」が定義される。
【００７１】
点火されたコール部がタバコの部分を介して移動するにつれてタバコの履歴を示すグラフの形態のプロフィル全体を得るために上記の温度測定器具を使用することができる。味とフレーバの観点からの分析が必要であるグラフの重要な部分は、燃焼しているコール部がその位置に接近するにつれてタバコの温度を確定するカーブの先端サイドである。この領域のタバコは、それが５０℃以上に温められる場合、主流煙のフレーバおよび味に影響を及ぼす揮発分を放出する。カーブ先端部分の下の統合された領域によって、シガレットの味およびフレーバは予測される。そのカーブがコントロールにより接近しているほど、味およびフレーバは従来のシガレットに近い。しかし、カーブがより平らになると、そのシガレットは従来のような味およびフレーバとはほとんど有さない。次の表５は、指数の方法によってカーブの下の統合されたエリアを数量化しており、表中、包装材料中に充填された、および／または包装材料の内部上にコーティングされたセリウム触媒を有するシガレットユニットの好ましい実施形態は、従来のシガレットに最も似ていることを確認することができる。
【００７２】
【表５】
0003711239.tif 000006
【００７３】
さらに、シガレットの実際の喫煙により、このデータが本シガレットユニットは、従来のシガレットと比較して許容し得るフレーバおよび味を有しているということを正確に表していることを確認した。また、擬似試料＃２を熱履歴指数について評価したことに留意すべきである。その指数は、コントロールと比較した場合、擬似試料の喫煙試験からの異味およびフレーバを確認する非常に高い指数である。その高い指数は、燃焼しているコール部より前のタバコが長時間高い温度にあり、その結果、本質的には、タバコは、燃焼しているコール部がタバコのその部分に達する前に、管の空洞中で「蒸し煮」されていたことを示している。
【００７４】
実施例５
材料中で収着され、処理され、その後恐らく、包装用の処理材料の親和性によって放出され得る副流煙成分の酸化を促進するため、包装材料中に触媒を提供する。試料およびコントロールを標準喫煙機器にて喫煙した。シガレットの喫煙中に排出された副流煙を好適なフィルタ中で捕捉した。その後、様々な有機化合物の存在、および、試料対コントロールに関する捕捉した副流煙中のそれらの化合物量の相対的増加または低減を測定するためにガスクロマトグラフィーを使用し、標準の方法によってそのフィルタを分析した。次の表６に記載した結果は、本発明のシガレットユニット対従来のシガレットにおける副流煙構成を比較する際に様々な副流煙成分を分解する触媒の活性を示している。従来の副流煙中のいくつかの成分は、触媒によって、万一それらが雰囲気へ浸透すれば本質的に目に見えない低級分子量構造に変換されたことが明らかである。さらに、ビシクロペンタン、２，３ジヒドロフラン、２プロパノン、エチルベンゼン、１−デセンおよびベンゼンなどの一部の成分は、０の比率によって示されるように完全に除去されたことに留意する。
【００７５】
【表６】
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【００７６】
本実施例は、主流煙の味およびフレーバに明らかな影響を与えることなく、副流煙を処理する、好ましくは除去する際の本発明のある態様の様々な特徴を示している。本処理材料は、副流煙成分の酸化に寄与すると同時に可視副流煙を除去するのに最も有効である。燃焼中、シガレットユニットに関連した異常な臭気はなく、それは本処理材料の有効性を示している。
【００７７】
本発明の好ましい実施形態について本明細書で詳細に記述したが、当業者は本発明の意図または添付する特許請求の範囲から外れることなくそれを変更することができることを認識する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  処理材料の適用を示す本発明の実施形態によるシガレットユニットの代表的な透視図である。
【図２】  図１のシガレットユニットの部分的断面図である。
【図３】  図２の部分Ａの拡大図である。
【図４】  図３の部分Ｂの拡大図である。
【図５】  シガレット温度を測定するための装置を図示したものである。
【図６】  シガレット燃焼中に測定されたタバコ温度に関する時間対温度のグラフである。
【図７】  センターラインおよび周囲で重ねた測定タバコ温度に関する距離対温度のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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