(57)【要約】【課題】金属含有ナノワイヤの使用を伴うシガレット及びフィルタを作る方法を提供する。【解決手段】切断充填剤組成物、シガレット２のような喫煙物品、シガレットを作る方法、及び金属含有ナノワイヤの使用を伴うシガレット煙の処理する方法。金属含有ナノワイヤは、好ましくは選択的に、タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる。金属含有ナノワイヤは、あらゆる適切な金属、金属酸化物、又はそれらの混合物を含むことができる。例えば、金属含有ナノワイヤは、少なくとも１つの遷移又はランタニド金属又はその金属酸化物を含む。例示的な金属又はその金属酸化物は、以下に限定されるものではないが、鉄、銅、亜鉛、チタン、バナジウム、パラジウム、コバルト、モリブデン、及びマンガンを含む。金属含有ナノワイヤは、（ｉ）反復初期湿気含浸とそれに続く段階的焼成を通じて、少なくとも１つの金属含有組成物をメソ多孔性モレキュラーシーブ基体内に装填してナノワイヤを形成する段階、及び（ｉｉ）例えば水性ＮａＯＨを用いてメソ多孔性モレキュラーシーブ基体を抽出することによりナノワイヤを隔離する段階によって生成することができる。【選択図】図１
2009519726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タバコと、
金属含有ナノワイヤと、
を含み、
前記金属含有ナノワイヤは、タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができ、かつ該ナノワイヤは、金属、酸化金属、又はその混合物を含む、
ことを特徴とする切断充填剤組成物。
【請求項２】
前記少なくとも１つの成分は、アルデヒド、一酸化炭素、１、３−ブタジエン、イソプレン、アクロレイン、アクリロニトリル、シアン化水素、ｏ−トルイジン、２−ナフチルアミン、酸化窒素、ベンゼン、Ｎ−ニトロソノルニコチン、フェノール、カテコール、ベンズアントラセン、ベンゾピレン、及びその混合物から成る群から選択され、前記金属含有ナノワイヤは、主流煙から少なくとも１つの成分の少なくとも約３０％を除去するのに有効な量で存在することを特徴とする請求項１に記載の切断充填剤組成物。
【請求項３】
前記ナノワイヤの直径は、１００ｎｍ未満であり、又は該ナノワイヤの直径は、５ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の切断充填剤組成物。
【請求項４】
前記金属含有ナノワイヤは、少なくとも１つの遷移又はランタニド金属又はその金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の切断充填剤組成物。
【請求項５】
前記金属含有ナノワイヤは、鉄、銅、亜鉛、チタン、バナジウム、パラジウム、コバルト、モリブデン、及びマンガンから成る群から選択された少なくとも１つの金属又は金属酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の切断充填剤組成物。
【請求項６】
前記ナノワイヤは、
（ｉ）反復初期湿気含浸とそれに続く段階的焼成を通じて、少なくとも１つの金属含有組成物をメソ多孔性モレキュラーシーブ基体内に装填して前記ナノワイヤを形成する段階、及び
（ｉｉ）前記メソ多孔性モレキュラーシーブ基体を抽出することによって前記ナノワイヤを隔離する段階、
によって生成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の切断充填剤組成物。
【請求項７】
金属含有ナノワイヤ、
を含み、
前記金属含有ナノワイヤは、タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができ、かつ該ナノワイヤは、金属、金属酸化物、又はその混合物を含む、
ことを特徴とする喫煙物品。
【請求項８】
前記金属含有ナノワイヤは、切断充填剤、包装紙、及び／又はフィルタ部分に位置することを特徴とする請求項７に記載の喫煙物品。
【請求項９】
前記金属含有ナノワイヤは、成形紙インサート、プラグ、空間、シガレット濾紙、セルロースアセテートスリーブ、ポリプロピレンスリーブ、及びフリーフロースリーブから成る群から選択された１つ又はそれよりも多くのフィルタ部内に組み込まれることを特徴とする請求項７に記載の喫煙物品。
【請求項１０】
請求項７に記載の喫煙物品を作る方法であって、
（ｉ）シガレット製造機械に切断充填剤を供給してタバコ列を形成する段階、
（ｉｉ）前記タバコ列の周りに包装紙を巻く段階、及び
（ｉｉｉ）先端紙を使用して前記タバコロッドにシガレットフィルタを取り付けてシガレットを形成する段階、
を含み、
少なくとも前記シガレットフィルタ又は前記切断充填剤又は前記包装紙は、主流タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる有効量の金属含有ナノワイヤを含む、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
綿、紙、セルロース、及びある一定の合成繊維を含む、シガレットフィルタに組み込むためのある一定のフィルタ材料が提案されている。しかし、そのようなフィルタ材料は、一般的にタバコ煙から粒子及び凝縮性成分を除去するだけである。すなわち、それらは、通常は、タバコ煙からある一定の気相成分、例えば、揮発性有機化合物を除去するのに最適ではない。これに照らして、フィルタ材料の性能を補足するいくつかの添加剤が当業技術で提案されている。
【０００２】
これまでの開発にも関わらず、主流タバコ煙のある一定の成分を除去するための改善されたより効率的な方法及び組成物の開発に関する関心が依然として存在する。好ましくは、そのような方法及び組成物は、高価な又は時間を消費する製造及び／又は処理段階を必要とすべきではない。より好ましくは、そのような方法及び組成物は、喫煙中にシガレットのフィルタ領域内で、及び／又はシガレットの長さに沿って主流タバコ煙の少なくとも１つの成分を選択的に除去可能であるべきである。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５、１０８、７２５号
【特許文献２】米国特許第５、０９８、６８４号
【特許文献３】米国特許第５、１０２、６４３号
【特許文献４】米国特許第６、０５３、１７６号
【特許文献５】米国特許第５、９３４、２８９号
【特許文献６】米国特許第５、５９１、３６８号
【特許文献７】米国特許第５、３２２、０７５号
【特許文献８】米国特許第６、２０９、５４７号
【発明の開示】
【０００４】
切断充填剤、フィルタ、及び紙合成物、シガレットのような喫煙物品、及びタバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる金属含有ナノワイヤの使用を伴うシガレット及びフィルタを作る方法を提供する。
一実施形態では、タバコと、タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる金属含有ナノワイヤとを含む切断充填剤組成物を提供する。
別の実施形態では、タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる金属含有ナノワイヤを含む喫煙物品を提供する。喫煙物品の例は、例えば、シガレット、パイプタバコ、シガー、及び非従来的シガレットを含む。金属含有ナノワイヤは、包装紙内に配置された及び／又は喫煙物品のフィルタ部分に配置された切断充填剤に分散させることができる。これらの喫煙物品は、好ましくは、約２００ｍｇまでの金属含有ナノワイヤ、より好ましくは、約５ｍｇよりも多くの金属含有ナノワイヤを含むことができる。
【０００５】
喫煙物品のためのフィルタは、モノフィルタ、デュアルフィルタ、トリプルフィルタ、空洞フィルタ、埋め込み型フィルタ、又はフリーフローフィルタとすることができる。金属含有ナノワイヤは、成形紙インサート、プラグ、空間、シガレット濾紙、セルロースアセテートスリーブ、ポリプロピレンスリーブ、及びフリーフロースリーブから成る群から選択された１つ又はそれよりも多くのフィルタ部分の中に組み込むことができる。
【０００６】
好ましくは、金属含有ナノワイヤは、主流煙から少なくとも１つの成分を選択的に除去することができる。除去することができる成分の例は、以下に限定されるものではないが、アルデヒド、一酸化炭素、１、３−ブタジエン、イソプレン、アクロレイン、アクリロニトリル、シアン化水素、ｏ−トルイジン、２−ナフチルアミン、酸化窒素、ベンゼン、Ｎ−ニトロソノルニコチン、フェノール、カテコール、ベンズアントラセン、ベンゾピレン、及びそれらの混合物を含む。
【０００７】
好ましくは、主流タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去するのに有効な量の金属含有ナノワイヤが存在し、例えば、少なくとも１つの成分の好ましくは少なくとも約３０％、又はより好ましくは、少なくとも約５０％を主流タバコ煙から除去することができる。ナノワイヤは、直径５００ｎｍ未満、直径１００ｎｍ未満、直径５ｎｍ未満にすることができ、及び／又は約１００から約１０００の間のアスペクト比を有する。
【０００８】
金属含有ナノワイヤは、あらゆる適切な金属、金属酸化物、又はそれらの混合物を含むことができる。例えば、金属含有ナノワイヤは、遷移又はランタニド金属又はメタロイド原子及びそれらの混合物の１つ又はそれよりも多くから選択された少なくとも１つの遷移金属又はその金属酸化物、例えば、Ｂ、Ａ１、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕを含むことができる。特に好ましい金属は、鉄、銅、亜鉛、チタン、バナジウム、パラジウム、コバルト、モリブデン、及び／又はマンガンである。
【０００９】
金属含有ナノワイヤは、（ｉ）１つ又はそれよりも多くの初期湿気含浸段階とそれに続く段階的焼成を通じて、少なくとも１つの金属含有組成物をメソ多孔性モレキュラーシーブ基体内に装填してナノワイヤを形成する段階、及び（ｉｉ）例えば適切なエッチング溶液を用いた抽出によりメソ多孔性モレキュラーシーブ基体を除去することによってナノワイヤを隔離する段階によって生成することができる。メソ多孔性モレキュラーシーブ基体は、好ましくは、約２ｎｍから約３０ｎｍ（約２０Åから約３００Å）の平均直径を有する孔隙を含む。金属含有ナノワイヤを合成するのに使用することができるメソ多孔性モレキュラーシーブ基体の例は、例えば、ＭＣＭ−４１、ＭＣＭ−４８、及びＳＢＡ−１５を含む。
【００１０】
更に別の実施形態では、シガレットを作る方法は、（ｉ）タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる少なくとも１つの金属含有ナノワイヤの有効な量を切断充填剤に付加する段階、（ｉｉ）シガレット製造機械に金属含有ナノワイヤを含む切断充填剤を供給してタバコ列を形成する段階、及び（ｉｉｉ）タバコ列の周りに包装紙を巻いてシガレットのタバコロッドを形成する段階を含む。
【００１１】
実施形態では、（ｉ）シガレット製造機械に切断充填剤を供給してタバコ列を形成する段階、（ｉｉ）タバコ列の周りに包装紙を巻いてタバコロッドを形成する段階、及び（ｉｉｉ）先端紙を使用してタバコロッドにシガレットフィルタを取り付けてシガレットを形成する段階を含み、シガレットフィルタが、主流タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる有効量の少なくとも１つの金属含有ナノワイヤを含む、シガレットを作る方法を提供する。
【００１２】
別の実施形態は、（ｉ）シガレット製造機械に切断充填剤を供給してタバコ列を形成する段階、及び（ｉｉ）包装紙をタバコ列の周りに巻いてシガレットのタバコロッドを形成する段階を含み、包装紙が、主流タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる有効量の少なくとも１つの金属含有ナノワイヤを含む、シガレットを作る方法に関する。
【００１３】
別の実施形態は、主流タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去することができる少なくとも１つの金属含有ナノワイヤの有効量をシガレットフィルタ内に組み込む段階を含むシガレットフィルタを作る方法に関する。
別の実施形態では、主流タバコ煙から少なくとも１つの成分を除去するために喫煙物品の主流煙を処理する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
切断充填剤、フィルタ、及び紙合成物、シガレットのような喫煙物品、及び主流及び副流タバコ煙から１つ又はそれよりも多くの成分を除去するための金属含有ナノワイヤの使用を伴うシガレットを作る方法及びシガレットを喫煙する方法を提供する。用語「主流」煙は、シガレット、パイプタバコ、シガー、又は非従来的シガレットのような喫煙物品の唇側端部又はフィルタ端部を通って流れ出るガスの混合物、例えば、シガレット喫煙中にシガレットの唇側端部から流れ出る又は吸引される量の煙を意味する。
【００１５】
金属含有ナノワイヤは、主流タバコ煙のある一定の選択された成分の選択的で有効な除去のために使用される。好ましくは、香味に寄与するもののような主流煙内の他の成分は、除去の対象にされないことになる。「除去された」とは、主流煙内の少なくとも１つの成分の少なくとも一部の濃度が低下したことを意味する。これは、様々な機構によって達成することができる。例えば、成分を金属含有ナノワイヤと化学反応させることができる。代替的に、成分を金属含有ナノワイヤの表面に吸着させて喫煙者に到達する前に又は間接喫煙として放出される前にタバコ煙から除去することができる。
【００１６】
「選択的除去」は、主流煙からある一定の成分が実質的に除去されるが、他の成分が実質的に除去されないことを意味する。用語「選択的」はまた、主流煙からのある一定の成分の「優先的」除去を含み、すなわち、１つよりも多くの成分を除去することができるほかに、１つの成分が別の成分よりも多くの程度除去される場合を含む。
使用されるナノワイヤは、あらゆる適切な技術によって製造することができる。例えば、ナノワイヤは、１つ又はそれよりも多くの初期湿気含浸段階とそれに続く段階的焼成を受けて、メソ多孔性モレキュラーシーブ基体に様々な金属含有溶液を装填することによって形成することができる。
【００１７】
初期湿気含浸のために使用される金属含有溶液は、あらゆる適切な前駆物質及び／又は少なくとも１つの金属イオンを含むことができる。金属含有溶液の溶剤は、メソ多孔性モレキュラーシーブ孔隙中への含浸を容易にするように選択されるべきである。適切な溶剤の例は、例えば、エタノール及び／又は水を含む。
あらゆる適切なメソ多孔性モレキュラーシーブ基体は、金属含有ナノワイヤの合成を導くために使用することができる。例示的材料は、例えば、本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている、米国特許第５、１０８、７２５号、第５、０９８、６８４号、及び第５、１０２、６４３号のようなＭＣＭ−４１、ＭＣＭ−４８、及びＳＢＡ−１５に関連する特許に説明されている。ナノワイヤの直径は、適切な平均孔隙サイズ及び孔隙分布を有するメソ多孔性モレキュラーシーブ基体の選択により制御することができる。均一な寸法のメソ多孔性モレキュラーシーブ基体を選択して使用することにより、非常に均一な寸法のナノワイヤを形成することができる。また、ナノワイヤの最終構造は、一連のナノワイヤを平行に形成するように１次元の材料を選択することにより、又はナノワイヤの相互接続ネットワークを形成するように相互接続した孔隙を備えた３次元材料を選択することによって制御することができる。
【００１８】
メソ多孔性シリカは、市販で入手するか、又はあらゆる適切な公知の又は改良された手順を使用して合成することができる。例えば、Ｄ．Ｚｈａｏ他、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２７９：４６５（１９９８年）、及びＨｕａｎｇ、Ｍ．Ｈ．他、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．、１０６３−１０６４ページ（２０００年）を参照されたい。例えば、メソ多孔性シリカＳＢＡ−１５は、酸性条件でテンプレートとしてトリ−ブロックコポリマーのポリ（エチレンオキシド）−ポリ（プロピレンオキシド）−ポリ（エチレンオキシド）Ｅ０20Ｐ０70Ｅ０20を使用して合成することができる。質量比が約２：６０：４．２５：１５のＥ０20Ｐ０70Ｅ０20：２ＭのＨｃ１：ＴＥ０Ｓ：Ｈ2０を含む溶液を調製することができ、約４０°Ｃで数時間にわたって攪拌され、その後夜通し１００°Ｃで加熱された。固形生成物は、濾過して取り除くことができ、５時間にわたって５００℃で焼成された。サンプルは解析され、すなわち、低角度Ｘ線解析及び／又は透過電子顕微鏡法のような技術を使用し、それらが直径などに関連するあらゆる望ましい仕様と同様に望ましいメソ多孔性構造体を有するものと検証することができた。
【００１９】
ナノワイヤを調製するために、１つ又はそれよりも多くの初期湿気含浸段階とそれに続く段階的焼成が使用できる。メソ多孔性モレキュラーシーブ材料は、金属含有溶液に浸漬されて懸濁液を形成し、懸濁液が室温で十分な時間にわたって攪拌され、溶液をメソ多孔性モレキュラーシーブ材料の孔隙に浸透させた。好ましい実施形態では、懸濁液は、数時間から夜通しまでの時間にわたって攪拌することができる。懸濁液は、次に濾過され、脱イオン水で水洗され、それから適切な条件の下で焼成段階を受け、含浸した金属含有溶液が分解されてワイヤが形成される。例えば、焼成段階は、不活性ガス又は大気条件のいずれかの下で約２５０℃から約４００℃の間の温度で行うことができる。
最後に、適切なエッチング溶液を使用して周囲のモレキュラーシーブ基体を抽出することによってナノワイヤを隔離することができる。
【００２０】
金属含有ナノワイヤは、上述のように、あらゆる適切な方法を使用して、金属含有ナノワイヤをタバコ上に分布させるか又は切断充填剤タバコの中に混合物を組み込むことによってタバコロッドの長さに沿って設けることができる。金属含有ナノワイヤは、粉末の形態又は分散剤の形態で溶液内に設けることができる。好ましい方法では、乾燥粉末形態の金属含有ナノワイヤが切断充填剤上に散布される。金属含有ナノワイヤはまた、溶液の形態で存在し、切断充填剤上に噴霧することができる。代替的に、タバコは、金属含有ナノワイヤ含有溶液で被覆することができる。金属含有ナノワイヤはまた、シガレット製造機械に供給される切断充填剤原料に付加することができ、又はシガレットロッドの周りにシガレット紙を包む前にタバコ列に付加することができる。
【００２１】
金属含有ナノワイヤは、好ましくは、シガレットのタバコロッド部分、シガレット紙、及び／又はシガレットフィルタを通して分布されることになる。全タバコロッドにわたって金属含有ナノワイヤを設けることにより、シガレットを通して、特に、燃焼領域でかつ熱分解区域で、一酸化炭素及び／又は酸化窒素の量を低減することができる。
金属含有ナノワイヤを組み込むためにあらゆる従来型又は改良型のシガレット製造技術を使用することができる。得られるシガレットは、標準型又は改良型のシガレット製造技術及び装置を使用してあらゆる公知の仕様に合わせて製造することができる。通常、切断充填剤組成物は、任意的に、他のシガレット添加剤と組み合わせられてタバコ列を製造するシガレット製造機械に供給され、次に、シガレット紙に包まれて、任意的に先端にフィルタが付けられる。
【００２２】
切断充填剤のためにあらゆる適切なタバコ混合物を使用することができる。適切な種類のタバコ材料の例は、煙道乾燥、Ｂｕｒ１ｅｙ、Ｍａｒｙ１ａｎｄ、又は０ｒｉｅｎｔａ１タバコ、レア又は特殊タバコ、又はそれらの配合物を含む。タバコ材料は、タバコ葉、体積膨張又は膨らませたタバコのような加工タバコ材料、カット−ロール状又はカットパフ状茎のような加工タバコ茎、再構成タバコ材料、又はそれらの配合物の形態で提供することができる。切断充填剤はまた、タバコ代替品を含むことができる。
【００２３】
シガレット製造においては、タバコは、多くの場合に切断充填剤の形態、すなわち、約１／４ｃｍから約１／８ｃｍ（約１／１０インチから約１／２０インチ）又は更に１／１６ｃｍ（１／４０インチ）に及ぶ幅に切断した細片又はストランドの形態で使用される。ストランドの長さは、約０．６５ｃｍから約７．６ｃｍ（約０．２５インチから約３．０インチ）に及んでいる。シガレットは、更に、１つ又はそれよりも多くの香味料又は例えば燃焼性添加物、燃焼改良剤、着色剤、結合剤のような他の添加物を含むことができる。
得られるシガレットは、標準型又は改良型シガレット製造技術及び装置を使用してあらゆる望ましい仕様に合わせて製造することができる。シガレットの長さは、約５０ｍｍから約１２０ｍｍに及ぶであろう。
【００２４】
シガレットの「喫煙」は、煙を形成するためのシガレットの加熱又は燃焼と喫煙物品を通じた煙の吸引とを含む。一般的に、シガレットの喫煙は、シガレットの一端に着火する段階とシガレットの一端を通じてシガレット煙を吸引する段階とを伴い、一方でそこに含まれるタバコは、燃焼反応を受ける。しかし、シガレットはまた、他の方法によって吸煙することができる。例えば、シガレットは、シガレットを加熱することにより、及び／又は本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている本出願人に譲渡された例えば米国特許第６、０５３、１７６号、第５、９３４、２８９号、第５、５９１、３６８号、又は第５、３２２、０７５号に説明の電気加熱器を使用して加熱することによって吸煙することができる。
金属含有ナノワイヤを組み込むために、シガレットフィルタを製造するあらゆる従来型又は改良型の方法を使用することができる。例えば、様々なシガレットフィルタ構成及びフィルタ製造方法は、本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第６、２０９、５４７号に開示されている。
【００２５】
図１は、タバコロッド４、フィルタ部分６、及びマウスピースフィルタプラグ８を有するシガレット２を示している。図示のように、金属含有ナノワイヤは、例えば、フリーフロースリーブ１２の内側がフィルタ部分６の一部を形成する、中空空洞の中に挿入された折り畳まれた紙１０に装填することができる。
図２は、タバコロッド４とフィルタ部分６とを有するシガレット２を示し、折り畳まれた紙１０が、マウスピースフィルタ８と第２のフリーフロースリーブ１５の間に配置された第１のフリーフロースリーブ１３の中空空洞内に配置されている。紙１０は、折り畳まれたシート以外の形態で使用することができる。例えば、紙１０は、１つ又はそれよりも多くの個々のストリップ、巻ロールなどとして配備することができる。反応物のコーティング量／紙の面積、及び／又はフィルタ内で使用される被覆紙の総面積の組合せにより、あらゆる形態でシガレットフィルタ部分に所望量の金属含有ナノワイヤを設けることができる（例えば、単に被覆紙のより大きな部分を使用することにより、より多い量の金属含有ナノワイヤを設けることができる）。図１及び２に示すシガレットでは、タバコロッド４とフィルタ部分６は、先端紙１４を用いて共に接合される。両方のシガレットでは、フィルタ部分６は、フィルタ上包装１１によって共に保持することができる。
【００２６】
金属含有ナノワイヤは、いくつかの方法で濾紙の中に組み込むことができる。例えば、金属含有ナノワイヤは、水と混ぜてスラリを形成することができる。スラリは、次に、予め形成した濾紙上に被覆して乾燥させることができる。濾紙は、次に、図１及び２に示す態様でシガレットのフィルタ部分の中に組み込むことができる。代替的に、乾燥した紙は、プラグ形状に包み、シガレットのフィルタ部分の中に挿入することができる。例えば、紙は、プラグ形状に包まれ、ポリプロピレン又はセルロースアセテートスリーブのようなフリーフローフィルタ要素の内側にプラグとして挿入することができる。別の構成では、紙は、そのようなフリーフローフィルタ要素の内部ライナを含むことができる。
代替的に、金属含有ナノワイヤは、フィルタ又はシガレット紙製造中にシガレット紙に付加することができる。例えば、金属含有ナノワイヤは、大量のセルロースと混ぜてセルロースパルプ混合物を形成することができる。混合物は、次に、あらゆる従来型又は改良型の方法によりフィルタ又はシガレット紙に形成することができる。
【００２７】
別の好ましい実施形態では、金属含有ナノワイヤは、シガレットフィルタ部分自体の繊維状材料の中に組み込まれる。そのようなフィルタ材料は、以下に限定されるものではないが、先端紙のような紙を含む繊維状フィルタ材料又はセルロースアセテート繊維及びポリプロピレン繊維のような繊維のプラグを含む。この実施形態は、図３に例示されており、タバコロッド４と、マウスピースフィルタ８、プラグ１６、及び空間１８を有するプラグ−空間−プラグ形態のフィルタ部分６とで構成されたシガレット２を示している。プラグ１６は、ポリプロピレン又はセルロースアセテート繊維のような材料のチューブ又は中実片を含むことができる。タバコロッド４とフィルタ部分６は、先端紙１４を用いて共に接合される。フィルタ部分６は、フィルタ上包装１１を含むことができる。従来的な繊維状フィルタ材料及び金属含有ナノワイヤを含むフィルタ上包装１１は、コーティングなどによってフィルタ上包装１１の中又は上に組み込むことができる。代替的に、金属含有ナノワイヤは、マウスピースフィルタ８内、プラグ１６内、及び／又は空間１８内に組み込むことができる。更に、金属含有ナノワイヤは、シガレットのフィルタ部分のあらゆる要素内に組み込むことができる。例えば、フィルタ部分は、マウスピースフィルタ８だけで構成することができ、金属含有ナノワイヤは、マウスピースフィルタ８及び／又は先端紙１４内に組み込むことができる。
【００２８】
図４は、タバコロッド４及びフィルタ部分６から成るシガレット２を示している。この構成は、空間１８に金属含有ナノワイヤ、又は金属含有ナノワイヤを含む繊維状ポリプロピレン又はセルロースアセテートのような材料で作られたプラグ１５の顆粒が充填される以外は、図３のそれと同様である。先の実施形態と同様に、プラグ１６は中空又は中実とすることができ、タバコロッド４とフィルタ部分６は、先端紙１４を用いて共に接合される。フィルタ上包装１１も存在する。
【００２９】
図５は、タバコロッド４及びフィルタ部分６で構成されたシガレット２を示し、フィルタ部分６は、タバコロッド４及びフィルタ部分６、空間１８、プラグ１６、及び中空スリーブ２０を接合するためのマウスピースフィルタ８、フィルタ上包装１１、先端紙１４を含む。金属含有ナノワイヤは、フィルタ部分６の１つ又はそれよりも多くの要素の中に組み込むことができる。例えば、金属含有ナノワイヤは、スリーブ２０の中に組み込むことができ、又は金属含有ナノワイヤの顆粒をスリーブ２０内の空間の中に充填することができる。必要に応じて、プラグ１６及びスリーブ２０は、金属含有ナノワイヤを含有する繊維状ポリプロピレン又はセルロースアセテートのような材料で作ることができる。先の実施形態と同様に、プラグ１６は、中空又は中実とすることができる。
【００３０】
図６及び７は、フィルタ部分６の更に別の改良を示している。図６では、シガレット２は、タバコロッド４及びフィルタ部分６から成る。フィルタ部分６は、マウスピースフィルタ８、フィルタ上包装１１、プラグ２２、及びスリーブ２０を含み、金属含有ナノワイヤは、これらフィルタ要素の１つ又はそれよりも多くに組み込むことができる。図７では、フィルタ６は、マウスピースフィルタ８及びプラグ２４を含み、金属含有ナノワイヤは、これらフィルタ要素の１つ又はそれよりも多くに組み込むことができる。プラグ１６と同様に、プラグ２２及び２４は、中実又は中空とすることができる。図６及び７に示すシガレットでは、タバコロッド４及びフィルタ部分６は、先端紙１４によって共に接合される。
【００３１】
金属含有ナノワイヤをフィルタ繊維又は他の基体支持体に付加するために様々な技術を使用することができる。例えば、金属含有ナノワイヤは、それらがフィルタカートリッジ、例えば、シガレットのための先端部の中に形成される前にフィルタ繊維に付加することができる。金属含有ナノワイヤは、例えば、乾燥粉末又はスラリの形態でフィルタ繊維に付加することができる。金属含有ナノワイヤがスラリの形態で付加された場合、繊維は、フィルタカートリッジに形成される前に乾燥させる。
【００３２】
別の好ましい実施形態では、金属含有ナノワイヤは、シガレットフィルタの中空部分に使用される。例えば、一部のシガレットフィルタは、プラグが繊維状フィルタ材料を含み、かつ空間が単に２つのプラグ間の空隙であるプラグ／空間／プラグ配置を有する。その空隙には、金属含有ナノワイヤを充填することができる。この実施形態の例を図３に示している。金属含有ナノワイヤは、顆粒の形態とするか、又は繊維又は糸のような適切な支持体上に装填することができる。
【００３３】
別の実施形態では、金属含有ナノワイヤは、本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第５、６９２、５２５号に説明の喫煙装置を用いて使用するためにシガレットのフィルタ部分に使用される。図８は、電気式喫煙装置を用いて使用することができるシガレット１００の構成の１つの形式を示している。図示のように、シガレット１００は、先端紙６４によって接合されたタバコロッド６０及びフィルタ部分６２を含む。フィルタ部分６２は、好ましくは、管状のフリーフローフィルタ要素１０２及びマウスピースフィルタプラグ１０４を含む。フリーフローフィルタ要素１０２及びマウスピースフィルタプラグ１０４は、プラグラップ１１２を用いて複合プラグ１１０として共に接合することができる。タバコロッド６０は、次の品目、すなわち、上包装７１、別の管状フリーフローフィルタ要素７４、好ましくはプラグラップ８４内に包まれた円筒形タバコプラグ８０、ベースウェブ６８を含むタバコウェブ６６、及びタバコのための香味材料７０、及び空隙空間９１のうちの１つ又はそれよりも多くを組み込んだ様々な形態を有することができる。フリーフローフィルタ要素７４は、タバコロッド６０の先端端部７２に構造的形成及び支持を提供する。タバコロッド６０の自由端７８では、上包装７１と共にタバコウェブ６６が円筒形タバコプラグ８０の周りに包まれる。金属含有ナノワイヤを組み込むシガレットのフィルタ構成に対して様々な改良を行うことができる。
【００３４】
そのようなシガレットでは、金属含有ナノワイヤは、管状のフリーフローフィルタ要素１０２の通路の中に嵌合した紙又は他の基体材料上に装填するなどの様々な方法で装填することができる。金属含有ナノワイヤはまた、ライナ又はプラグとして管状のフリーフローフィルタ要素１０２の内側に配備することができる。代替的に、金属含有ナノワイヤは、管状のフリーフローフィルタ要素１０２自体の繊維状壁部分の中に組み込むことができる。例えば、管状のフリーフローフィルタ要素又はスリーブ１０２は、ポリプロピレン又はセルロースアセテート繊維のような適切な材料で作ることができ、金属含有ナノワイヤは、スリーブ形成工程の前又はその一部としてそのような繊維と混ぜることができる。
【００３５】
別の実施形態では、金属含有ナノワイヤは、要素１０２内ではなくマウスピースフィルタプラグ１０４の中に組み込むことができる。しかし、上述の実施形態と同様に、金属含有ナノワイヤは、マウスピースフィルタプラグ１０４の中に及び管状のフリーフローフィルタ要素１０２の中に組み込むなど、フィルタの１つよりも多い部分の中に組み込むことができる。図８のフィルタ部分６２はまた、金属含有ナノワイヤが挿入される空隙空間を作り出すように改良することができる。
【００３６】
上述のように、金属含有ナノワイヤは、様々な支持材料内に組み込むことができる。金属含有ナノワイヤが濾紙に使用される場合、金属含有ナノワイヤは、１００μｍ、好ましくは３０μｍよりも小さい平均粒子サイズを有する支持粒子内に組み込むことができる。金属含有ナノワイヤが顆粒の形態で使用される場合、より大きな支持粒子を使用することができる。そのような支持粒子は、好ましくは、１８から６０メッシュ（米国ＡＳＴＭ規格Ｅ１１で１０００から２５０ミクロン）のメッシュサイズを有する。そのような粒子を形成するために、製粉などのあらゆる適切な技術によって、より大きな凝集化した材料を分解して望ましいサイズを有するより小さな粒子とすることができる。より小さな粒子は、篩い分けなどのあらゆる適切な技術によって分離して、望ましい粒子サイズの範囲をもたらすことができる。
【００３７】
本発明を好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者には明らかなように、変形及び修正の手段を使用することができることは理解されるものとする。そのような変形及び修正は、特許請求の範囲によって定められた本発明の視野及び範囲内であると考えるものとする。
上述の参照文献の全ては、各個々の参照文献がその全内容が本明細書に引用により組み込まれるように具体的かつ個々に示されるのと同じ程度まで、その全内容が本明細書に引用により組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】金属含有ナノワイヤを収容する折り畳まれた紙がシガレットの管状フィルタ要素の中空部分に挿入された一実施形態を組み込むシガレットの部分組立分解斜視図である。
【図２】金属含有ナノワイヤが折り畳まれた紙に組み込まれ、かつ第２のフリーフロースリーブに隣接した管状フィルタ要素の第１のフリーフロースリーブの中空部分内に挿入された別の実施形態の部分組立分解斜視図である。
【図３】金属含有ナノワイヤがプラグ−空間−プラグフィルタ要素に組み込まれた別の実施形態の部分組立分解斜視図である。
【図４】金属含有ナノワイヤが、３つのプラグを有する３部構成フィルタ要素に組み込まれた別の実施形態の部分組立分解斜視図である。
【図５】金属含有ナノワイヤが、プラグ−空間−プラグ配列と中空スリーブとを有する４部構成フィルタ要素に組み込まれた別の実施形態の部分組立分解斜視図である。
【図６】金属含有ナノワイヤが、２つのプラグと中空スリーブとを有する３部構成フィルタ要素に組み込まれた別の実施形態の部分組立分解斜視図である。
【図７】金属含有ナノワイヤが、２つのプラグを有する２部構成フィルタ要素に組み込まれた別の実施形態の部分組立分解斜視図である。
【図８】金属含有ナノワイヤが、喫煙物品に使用することができるフィルタ要素に組み込まれた別の実施形態の部分組立分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
２  シガレット
４  タバコロッド
６  フィルタ部分
８  マウスピースフィルタプラグ
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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