(57)【要約】【課題】フィルタ付きシガレットに組み込まれるようになったフィルタ要素、フィルタ要素を含むシガレット、及びフィルタ要素を製造する方法を提供する。【解決手段】フィルタ付きシガレット（２）に組み込まれるようになったフィルタ要素（６）は、フィルタ材料（８）、磁化吸着剤の粒子（９）、及び少なくとも１つの磁性基体（１０）を含む。フィルタ要素（６）を含むシガレット（２）の喫煙中に、少なくとも１つの磁性基体（１０）は、フィルタ要素（６）内で磁化吸着剤粒子（９）又はその破片を濾過する（すなわち、磁力で引き付けて捕捉する）ことができる。【選択図】図１
2009531057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ付きシガレットに組み込まれるようになったフィルタ要素であって、
フィルタ材料と、
磁化吸着剤の粒子と、
少なくとも１つの磁性基体と、
を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項２】
前記磁化吸着剤は、吸着材料の粒子に組み込まれた磁性材料の粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項３】
前記磁化吸着剤は、活性炭の粒子に組み込まれた鉄の粒子及び／又は鉄の酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項４】
前記磁化吸着剤の前記粒子は、前記フィルタ材料全体にわたって組み込まれることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項５】
前記少なくとも１つの磁性基体は、成形紙インサート、プラグ、プラグ間の空間、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、及び自由流動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に組み込まれることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ要素。
【請求項６】
請求項１に記載のフィルタ要素を含むシガレット。
【請求項７】
先端紙を用いて前記フィルタ要素に取り付けられたタバコロッドを含み、
少なくとも１つの磁性基体が、前記フィルタ要素と前記タバコロッドの間に軸線方向に組み込まれる、
ことを特徴とする請求項６に記載のシガレット。
【請求項８】
フィルタ材料と、磁化吸着剤粒子と、少なくとも１つの磁性基体とを含むシガレットフィルタ要素を製造する方法であって、
フィルタ材料及びプラグ包装材料を準備する段階と、
前記フィルタ材料をフィルタロッドに形成する段階と、
前記磁化吸着剤粒子及び前記少なくとも１つの磁性基体を前記フィルタロッド及び前記プラグ包装材料の少なくとも一方の内部及び／又はその上に組み込む段階と、
前記フィルタロッドを前記プラグ包装材料に包んでフィルタ要素を形成する段階と、
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】
シガレットは、典型的には、炭素のような吸着材料を組み込んでいる場合があるフィルタ要素を含む。フィルタ付きシガレット内に組み込まれるようになったフィルタ要素は、例えば、セルロースアセテートトウ内に又はセルロースアセテート材料間の空洞に組み込まれた活性炭又は活性木炭及び／又は他の吸着材料のような炭素の粒子又は顆粒を含むことができる。
シガレットの吸煙中に、吸着剤粒子又は吸着剤粒子の破片が、場合によっては主流煙に同伴されてシガレットの唇側端部を通って（すなわち、破って入って）出ることができると考えられる限りにおいて、主流煙内の吸着剤粒子の量を低減する技術が関連するであろう。
【０００２】
【特許文献１】米国特許第５、１４３、０９８号
【特許文献２】米国特許第６、０５３、１７６号
【特許文献３】米国特許第５、９３４、２８９号
【特許文献４】米国特許第５、５９１、３６８号
【特許文献５】米国特許第５、３２２、０７５号
【発明の開示】
【０００３】
開示するのは、フィルタ付きシガレットに組み込まれるようになったフィルタ要素、並びにフィルタ要素を含むシガレットである。フィルタ要素は、フィルタ材料、磁化吸着材料の粒子、及び少なくとも１つの磁性基体を含む。好ましいフィルタ要素では、磁化吸着剤の粒子は、フィルタ材料全体にわたって組み込まれる。
少なくとも１つの磁性基体は、好ましくは、シガレットの主流煙に同伴される磁化吸着剤粒子及び／又は磁化吸着剤粒子の破片を引き付けるのに有効な磁界強度を有する。磁気引力により、磁性基体は、フィルタ要素内で磁化吸着剤粒子又はその破片を捕捉することができる。このようにして、フィルタ要素を含むシガレットでは、少なくとも１つの磁性基体は、喫煙中にシガレットの唇側端部から排出される磁化吸着剤粒子の量を低減することができる。
【０００４】
磁化吸着材料は、吸着材料の粒子に組み込まれた磁性材料の粒子を含む。例示的磁化吸着材料は、活性炭の粒子に組み込まれた鉄の粒子及び／又は鉄の酸化物を含む。磁化吸着剤は、シガレットのフィルタ要素に組み込むのに適する平均粒径（例えば、約５ｍｍよりも小さい）を有することができる。
少なくとも１つの磁性基体は、好ましくは、約１ｍｍよりも大きい又は約２ｍｍよりも大きい少なくとも１つの寸法を有する。少なくとも１つの磁性基体は、ビーズ、ディスク、リング、シリンダ、リボン、ホイル、メッシュ、又はロッドの形状にすることができる。磁性基体は、永久磁石又は電磁石を含むことができる。好ましい磁性基体は、本質的にフェライト磁石、ネオジム鉄ボロン磁石、サマリウムコバルト磁石、アルミニウムニッケルコバルト磁石、又は電磁石から成る。少なくとも１つの磁性基体は、少なくとも約３００℃のキュリー温度を有することができる。
【０００５】
例示的実施形態では、少なくとも１つの磁性基体は、少なくとも部分的にフィルタ材料の周囲に組み込むことができる。例えば、少なくとも１つの磁性基体は、フィルタ材料を包むのに使用されるプラグ包装紙の内面上に配置することができる。更に別の例示的実施形態では、少なくとも１つの磁性基体は、成形紙インサート、プラグ、プラグ間の空間、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、及び自由流動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に組み込むことができる。磁化吸着剤粒子及び／又は少なくとも１つの磁性基体は、フィルタ材料をフィルタロッドに形成する前にフィルタ材料に組み込むことができる。
【０００６】
例示的シガレットは、シガレット紙に包まれて、先端紙を用いてフィルタ要素に取り付けられたタバコロッドを含む。少なくとも１つの磁性基体は、シガレットの主流煙に同伴された磁化吸着剤粒子又は破片状磁化吸着剤粒子の量を低減するように適応させることができる。少なくとも１つの磁性基体は、フィルタ要素とタバコロッドの間に軸線方向に組み込むことができる。フィルタ要素を含むシガレットは、シガレットを形成するのに使用されるタバコロッド及び／又はシガレット紙に組み込まれた磁化吸着剤粒子を更に含むことができる。
【０００７】
好ましいシガレットでは、磁化吸着剤粒子及び／又は少なくとも１つの磁性基体は、シガレットの喫煙中にフィルタ要素を通って流れる主流煙の化学組成を変更するように適応させることができる。実施形態においては、磁化吸着剤粒子は、主流煙内の１つ又はそれよりも多くの気相成分を吸着することができる。更に別の実施形態では、磁化吸着剤粒子は、主流煙内の１つ又はそれよりも多くの気相成分の変換に触媒作用を及ぼすことができる。一例として、フィルタ要素を含むシガレットでは、磁化吸着剤粒子に組み込まれた磁性粒子は、シガレットの吸煙中に一酸化炭素から二酸化炭素及び／又は酸化窒素から窒素への変換に触媒作用を及ぼすことができる。
【０００８】
シガレット煙を処理する方法は、シガレットを加熱又は着火して煙を形成する段階と、シガレットを通して煙を吸引する段階とを含み、煙に同伴された磁化粒子及び／又は磁化粒子の破片は、少なくとも１つの磁性基体に磁力で引き付けられてフィルタ要素に捕捉される。
フィルタ材料、磁化吸着剤粒子、及び少なくとも１つの磁性基体を含むフィルタ要素を製造する方法は、（ｉ）フィルタ材料及びプラグ包装材料を準備する段階、（ｉｉ）フィルタ材料をフィルタロッドに形成する段階、（ｉｉｉ）磁化吸着剤粒子及び少なくとも１つの磁性基体をフィルタロッド及びプラグ包装材料の少なくとも一方の内部及び／又はその上に組み込む段階、及び（ｉｖ）フィルタロッドをプラグ包装材料に包んでフィルタ要素を形成する段階を含む。磁化吸着剤粒子及び／又は少なくとも１つの磁性基体は、フィルタ材料をフィルタロッドに形成する前にフィルタ材料に組み込むことができる。本方法は、フィルタロッドをプラグ包装紙に包む前に、少なくとも部分的にフィルタロッドの周囲に少なくとも１つの磁性基体を形成する段階、及び／又はフィルタロッドをプラグ包装紙に包む前に、プラグ包装紙の内面上に少なくとも１つの磁性基体を組み込む段階を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
開示するのは、フィルタ付きシガレットに組み込まれるようになったフィルタ要素である。フィルタ要素は、シガレットフィルタ材料、磁化吸着材料の粒子、及び少なくとも１つの磁性基体を含む。フィルタ要素を含むシガレットの吸煙中に、磁性基体は、磁化吸着剤粒子及び／又は磁化吸着剤粒子の破片を引き付けてフィルタ要素内で磁化吸着剤粒子を捕捉することができる。
本明細書で使用される用語「磁性基体」は、好ましくは、少なくとも１ｍｍの少なくとも１つの寸法を有するモノリシック磁性材料を意味する。例えば、磁性基体は、少なくとも１ｍｍの長さ、幅、厚み、及び／又は直径を含むことができる。一般的に、特定の磁性材料で作られた永久磁石の磁界強度は、磁石サイズ（例えば、体積）に比例する。好ましい磁性基体は、フィルタ要素を含むシガレットの吸煙中に磁化吸着剤粒子に対して有効なフィルタであるような大きさ及び形状にされる。磁性基体は、フィルタ要素に組み込むのに適切なあらゆる大きさ及び形状を有することができる。
【００１０】
例示的磁性基体は、１つ又はそれよりも多くの磁性ビーズを含むことができる。好ましい磁性ビーズは、１ｍｍよりも大きい（例えば、少なくとも２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、又は５ｍｍ）平均粒径を有することができる。磁性ビーズの形状は、実質的に球形又は非球形とすることができる。より好ましい磁性基体は、ディスク、リング、シリンダ、リボン、ホイル、メッシュ、又はロッドの形状とすることができる。磁性基体がロッド又はシリンダである実施形態では、ロッド又はシリンダの長さは、好ましくは、その直径の４倍よりも大きい。
【００１１】
フィルタ要素は、磁化吸着剤粒子を引き付けて捕捉可能なあらゆる磁性材料で作られた磁性基体を含むことができる。例示的実施形態では、磁性基体を形成するのに使用される磁性材料は、フェライト磁石（例えば、酸化イオン及び酸化ストロンチウム又は酸化バリウムを含む磁石組成物）、ネオジム鉄ボロン（ＮｄＦｅＢ）磁石、サマリウムコバルト磁石（例えば、ＳｍＣｏ5、Ｓｍ2Ｃｏ17など）、アルミニウムニッケルコバルト磁石（例えば、アルミニウムの合金、ニッケル、コバルト、及び鉄）、及びそれらの混合物から成る群から選択される。
【００１２】
磁性基体は、電磁石又は永久磁石を含むことができる。磁性基体が電磁石の実施形態では、電磁石を磁化するために電源を使用して電磁石に電流を送ることができる。永久磁石の磁力強度は、温度に伴って変動する可能性がある。一般的に、磁性材料の自然発生的磁化は、温度の上昇に伴って減少する。その温度を超えると磁性基体内で自然発生的磁化が起きる可能性がない温度は、キュリー温度として公知である。従って、永久磁石で作られた磁性基体の有効な濾過温度の範囲は、そのキュリー温度よりも低い。ネオジム鉄ボロン磁石のキュリー温度は、一般的に約３００℃から約３５０℃の範囲である。サマリウムコバルト磁石及びアルミニウムニッケルコバルト磁石は、一般的に、それぞれ、約７５０℃から約８００℃、及び約８００℃から約９００℃の範囲のキュリー温度を有する。好ましくは、磁性基体は、シガレットの吸煙中に磁性特性を保持するのに十分高いキュリー温度を有する材料で作られる。好ましい実施形態では、磁性基体は、約３００℃よりも高いキュリー温度を有する。
【００１３】
磁性基体は、十分に緻密なモノリス又は部分的に緻密なモノリスである焼結材料とすることができる。従って、磁性基体は、その理論密度の１００％又はそれ未満の量（例えば、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％緻密な磁石）を有するモノリスを含むことができる。例示的磁性基体は、磁性材料の十分に緻密なリング又はディスク形状、又は磁性基体は、多孔性（例えば、気体透過性）リング又はディスク形状とすることができる。
【００１４】
フィルタ要素は、フィルタ付きシガレットに組み込まれるようになっている。シガレットフィルタは、広範な設計で作られる。一般的に、シガレットフィルタは、フィルタの束を含むセルロースアセテート繊維又は紙の束のようなフィルタトウ、可塑剤（すなわち、フィルタ繊維を結合するために共に連続繊維ロッドに追加される軟化剤）、プラグ包装紙（すなわち、フィルタ材料を含有するのに使用される包装紙）、及びプラグ包装紙を連続フィルタロッドに固定するのに使用される接着剤の４つの主要な構成要素を含む。
【００１５】
フィルタ付きシガレットを生産するためにタバコロッドに取り付けられる（例えば、先端紙を用いて取り付けられる）シガレットフィルタを製造するためのフィルタロッドは、ロッド形成装置を使用してフィルタ材料の束又はトウをロッドに形成することによって製造することができる。一般的に、フィルタロッドは、３０、０００のフィルタ材料のフィラメントを含む。フィルタロッドを形成するのに使用される好ましいフィルタ材料は、セルロースエステルであるセルロースアセテートである。シガレットのフィルタロッドはまた、他のセルロースエステル繊維（例えば、セルローストリアセテート）、再生セルロース（例えば、レーヨン）、ポリアミド繊維（例えば、ナイロン）、ポリイミド繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリカーボネート繊維、ポリエチレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、フィラメントポリオレフィン材料、ポリプロピレン繊維、木質パルプ繊維、綿、フラックス、ジュート、羊毛、絹、ラミー、タンパク質繊維、及び紙で製造することができる。シガレットフィルタロッドは、これら材料の組合せで形成することができる。
【００１６】
慣例的に、トリアセチンのような可塑剤又は結合剤は、ロッド形成装置に通される前にトウに追加される。更に、トウは、通常はトウを緊張下に置いて空気ジェットの上を通すことにより、広げて毛羽立たせるか又は「開花させる」ことができる。開花したトウは、漏斗又は他の収縮装置を通過し、次に成形開口を通過してフィルタロッドを形成することができる。
開花時又はその後にトウに追加される可塑剤は、トウが集められる時にその交差点において互いに対するフィラメントの結合を強化することができる。従って、可塑剤の追加は、トウで形成されたロッドの堅固さを増強することができる。可塑剤はまた、濾過特性を有することができる。完成したフィルタロッドの属性（例えば、濾過効率、堅固さ、寸法安定性など）は、可塑剤を硬化させる（例えば、加熱する）ことによって改善することができる。
【００１７】
フィルタロッドには外側層（例えば、プラグ包装紙）を設け、その形状を保持することができる。外側層は、シガレット紙又は他のシート材料の包装紙を含むことができる。シガレット包装紙は、フラックス、大麻、ボンベイ麻、アフリカハネガヤ、稲わら、及びセルロースなどを含有する包装紙を含み、フィルタ材料を取り囲むのに適するあらゆる包装紙とすることができる。シガレット包装紙は、任意的なフィルタ材料、香味添加剤、及び燃焼性添加物を含むことができる。包装紙は、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、本出願人所有の米国特許第５、１４３、０９８号に説明されているような２層包装紙におけるように断面に１つよりも多い層を有することができる。
【００１８】
広範なフィルタ構成を使用してフィルタ要素を形成することができる。例示的フィルタ構造は、以下に限定されるものではないが、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、埋め込み形フィルタ、自由流動フィルタ、又はその組合せを含む。モノフィルタは、通常はセルロースアセテートトウ又はセルロース紙材料を含む。純粋なモノセルロースフィルタ又は紙フィルタは、タール及び／又はニコチンに対して有効なフィルタで通常は容易に生体分解性とすることができる。デュアルフィルタは、通常はセルロースアセテート唇側端部及び純粋なセルロース又はセルロースアセテートセグメントを含む。デュアルフィルタのセグメントの長さ及び圧力降下は、望ましい濾過（すなわち、吸着及び／又は吸収）及び吸引抵抗（ＲＴＤ）をもたらすように調整することができる。トリプルフィルタは、唇側及びタバコ側セグメントと紙を含む中間セグメントとを含むことができる。空洞フィルタは、通常は２つのセグメント、例えば、アセテート−アセテート、アセテート−紙、又は紙−紙を含む。埋め込み形フィルタは、唇側端部において開放空洞を含む。フィルタ要素は、通気され、及び／又は香味料触媒又はフィルタ要素での使用に適する他の添加物を含むことができる。
【００１９】
磁性基体は、いくつかの方法でフィルタ要素に組み込むことができる。磁性基体は、フィルタロッドに製造する前、製造時、及び／又は製造後にフィルタ材料に組み込むことができる。例えば、磁性基体は、フィルタロッドを形成するのに使用されるフィルタ材料に組み込まれ、及び／又は予め形成されたフィルタロッドに組み込むことができる。磁性基体は、磁性基体が実質的にフィルタ材料によって取り囲まれるようにフィルタロッドに組み込まれるか、又は代替的な実施形態では、磁性基体は、フィルタロッドの周囲に全体的又は部分的に形成することができる。更に別の実施形態では、磁性基体は、フィルタロッド内の空間又は空洞に組み込むことができる。少なくとも１つの磁性基体は、成形紙インサート、プラグ、プラグ間の空間、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、及び自由流動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シガレットフィルタ要素に組み込むことができる。
【００２０】
フィルタ要素は、タバコロッドに取り付けてフィルタ付きシガレットを形成することができる。シガレットの生産では、切断した充填剤組成物は、他のシガレット添加物と組み合わされ、タバココラムを生産するためのシガレット製造機に供給され、それが次にシガレット紙に包まれ、区画に切断されて任意的に先端にフィルタが付けられたタバコロッドを形成することができる。得られるシガレットは、標準の又は修正されたシガレット製造技術及び機器を使用して望ましい仕様に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の範囲にすることができる。周囲長は、通常、約１５ｍｍから約３０ｍｍ、好ましくは、２５ｍｍ前後とすることができる。タバコ充填密度は、通常、約１００ｍｇ／ｃｍ3から約３００ｍｇ／ｃｍ3の範囲、好ましくは、約１５０ｍｇ／ｃｍ3から約２７５ｍｇ／ｃｍ3とすることができる。
【００２１】
タバコカット充填剤は、多くの場合、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）にも及ぶ幅に切断した細片又は糸の形態である。糸の長さは、約０．６５ｃｍから約７．６ｃｍ（約０．２５インチから約３．０インチ）の間に分布する。シガレットは、１つ又はそれよりも多くの香味料又は他の添加物（例えば、燃焼性添加剤、燃焼改良剤、着色剤、結合剤など）を更に含むことができる。
【００２２】
カット充填剤の代わりに、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、Ｂｕｒｌｅｙ、Ｂｒｉｇｈｔ、Ｍａｒｙｌａｎｄ、又は０ｒｉｅｎｔａｌタバコを含む。タバコ材料は、タバコ葉、体積膨張又はパフタバコのような処理タバコ材料、カット−ロール状又はカット−パフ状茎のような処理タバコ茎、再構成タバコ材料、又はそれらの配合物の形態で提供される。タバコはまた、代用品を含むことができる。
【００２３】
用語「主流煙」は、タバコロッドを通って下流に進み、フィルタ端部を通って排出される気体の混合物、すなわち、シガレットの吸煙中にシガレットの唇側端部から排出されるか又は吸引される量の煙を意味する。主流煙は、シガレット包装紙を通ってだけでなく着火領域を通って吸引される煙を含有する。用語「副流」煙は、静的燃焼中に生成された煙を意味する。
フィルタ要素を含むシガレットでは、磁化吸着粒子は、フィルタ要素に組み込まれた１つ又はそれよりも多くの磁性基体に対する磁気引力によって主流煙から濾過除去することができる。フィルタにより、磁性基体が、フィルタ要素内の磁化吸着剤粒子及び／又は磁化吸着剤粒子の破片を磁力で引き付けて捕捉することができることが示されている。好ましくは、磁性基体は、喫煙中にシガレットの唇側端部から排出される磁化吸着剤粒子（例えば、磁化活性炭粒子）の量を実質的に低減することができる。好ましいシガレットでは、フィルタ要素は、シガレット吸煙中に唇側端部から排出される磁化吸着剤粒子の量を（例えば、重量比で）少なくとも約１０重量％だけ（例えば、少なくとも２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％、又はそれよりも多く）低減することができる。
【００２４】
代替的な実施形態では、少なくとも１つの磁性基体をフィルタ要素全体にわたって均一に又は不均一に分布させることができる。例えば、フィルタロッドのタバコロッド端部、唇側端部、又はタバコロッド端部と唇側端部の間の中間領域内に磁性ビーズをより大量に充填することができる。好ましい例では、フィルタロッドの唇側端部に磁性リングを組み込むことができる。
１つ又はそれよりも多くの磁性基体をシガレットフィルタ要素の中空部分に組み込むことができる。例えば、一部のシガレットフィルタは、プラグ／空間／プラグ構成を有し、プラグは、繊維状フィルタ材料を含み、空間は、２つのフィルタプラグ間の単なる空隙である。その空隙は、部分的又は全体的に１つ又はそれよりも多くの磁性基体で充填することができる。磁性基体の包装されたベッドは、そのような空隙に組み込むことができる。例えば、磁性ビーズのベッドは、標準的セルロースアセテートフィルタロッドのプラグ間の空間に設置することができる。
【００２５】
１つ又は複数の磁性基体は、フィルタロッドが形成された後にフィルタ要素内に組み込むことができる。例示的に、磁性基体は、予め形成されたフィルタロッドの周囲に形成することができる。磁性リングは、例えば、リングがフィルタロッドの外径とほぼ等しい外径を有するように予め形成されたフィルタロッドの周囲に形成（例えば、圧着）することができる。磁性リングの半径方向厚み及び／又は軸線方向幅は、約０．０５ｍｍから約１ｍｍ又はそれよりも大きい範囲にすることができる。例えば、磁性リングは、少なくとも約０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、又は２ｍｍの厚み及び／又は幅を有することができる。更に別の例として、磁性基体は、ロッドがシガレット紙（例えば、プラグ包装紙）に包まれてフィルタ要素を形成する前に、予め形成されたフィルタロッドの外面に形成することができる。磁性ロッド又はストリップは、例えば、フィルタロッドとフィルタロッドの周囲に形成されたプラグ包装紙との間でフィルタロッドの外面に沿って軸線方向に配置することができる。
【００２６】
更に別の例では、シート（例えば、磁性ホイル）又はメッシュ（例えば、穿孔された磁性ホイル）の形状をした磁性基体は、次に、フィルタ要素を形成するためにシガレット紙（例えば、プラグ包装紙）に包まれたフィルタロッドの周囲に形成することができる。シート又はメッシュは、最初にプラグ包装紙と組み合わされ、フィルタロッドの周囲に包まれる積層体を形成してフィルタ要素を形成することができる。磁性基体をフィルタロッド及び／又はプラグ包装紙に固定するために接着剤を使用することができる。好ましくは、磁性ホイル積層プラグ包装紙は、磁性ホイルがプラグ包装紙の内面に配置されるようにして（例えば、フィルタ材料と接触して）、フィルタロッド周りに形成されるようになっている。
【００２７】
磁性基体は、フィルタ材料と直接配合されるか、包装されたベッドとして組み込まれるか、又はフィルタロッドの形成後に組み込まれるかに関わらず、フィルタ要素内で単独で使用されるか、又は触媒、香味料のような気相活性を有する他の公知の材料と共に組み込むことができる。
フィルタ材料の中及び／又は周りに組み込むことによりフィルタ要素に組み込まれた少なくとも１つの磁性基体の大きさ、分布、及び位置は、特に、シガレット内に組み込まれた磁化吸着剤粒子の量、主流煙から除去すべき気相成分の量、及び／又は磁性基体の磁力強度の関数として通常の実験によって判断することができる。
【００２８】
磁性基体に加えて、フィルタ要素は、磁化吸着剤の粒子を含む。磁化吸着剤の粒子は、吸着剤の粒子に組み込まれた磁性粒子を含む。磁性粒子を吸着剤粒子に組み込むことにより、磁性基体によりフィルタ要素内で吸着剤粒子を引き付けて捕捉することができる。通常、磁性粒子を吸着剤粒子に組み込む前では、吸着剤粒子は非磁性である。
吸着剤粒子は、あらゆる適切な吸着性媒体を含むことができる。例示的吸着剤は、ゼオライト、シリカ、珪酸塩、アルミナ、及び炭素（例えば、活性炭）のようなモレキュラーシーブを含む。好ましい吸着性媒体は、活性炭である。「活性炭」は、あらゆる多孔性の高表面積の形態の炭素を意味する。活性炭は、あらゆる適切な炭素源の熱処理によって導出される。活性処理は、通常は空隙率を上げ、活性炭には広範囲の細孔サイズが提供され、又は細孔サイズは、望ましい細孔サイズ分布が提供されるように制御することができる。
【００２９】
特に好ましい活性炭は、市販されている（例えば、ニューメキシコ州、ツルース・オブ・コンセクエンシズ所在の「ＰＩＣＡ  ＵＳＡ、Ｉｎｃ．」から）。活性炭はまた、ヤシ殻、コール、木材、ピッチ、泥炭、セルロース繊維、褐炭、及びオリーブピットの炭化により製造することができる。炭化は、通常は、例えば、不活性雰囲気で４００−１０００℃の高温度で、続いて還元又は酸化条件下の活性化（すなわち、石灰化）によって行われる。活性炭は、ビーズ、顆粒、及び／又は繊維の形態にすることができる。
【００３０】
吸着剤粒子は、大きさが約１００ミクロンから約５ｍｍの範囲に分布する顆粒化粒子を含むことができる。例えば、活性炭の粒子は、約０．２ｍｍから約２ｍｍ（例えば、約２００ミクロン、５００ミクロン、１０００ミクロン、又は２０００ミクロン）の平均サイズを有することができる。
吸着材料の粒子は、ミクロ細孔、メソ細孔、及びマクロ細孔のような細孔を含むあらゆる望ましい細孔サイズ分布を有することができる。用語「ミクロ細孔」は、一般的に約２０オングストローム又はそれ未満の細孔サイズを有する材料を意味し、用語「メソ細孔」は、一般的に約２０−５００オングストロームの細孔サイズを備えた材料を意味する。磁性粒子は、有機前駆体材料の含浸、機械的攪拌、特に熱分解又は他の技術により吸着剤の細孔に組み込むことができる。
【００３１】
吸着剤粒子は、シガレット煙から選択した成分を優先的に吸着するのに適切な表面積を有するように選択することができる。例えば、活性炭は、典型的には約５０ｍ2／ｇよりも大きい（例えば、少なくとも約１００ｍ2／ｇ、２００ｍ2／ｇ、５００ｍ2／ｇ、１０００ｍ2／ｇ、又は２０００ｍ2／ｇ）表面積を有する。通常、吸着剤粒子の吸収機能は、表面積の増加に伴って増加する。更に、表面積は、典型的には粒径の減少に伴って増加する。シガレットフィルタ媒体として使用される場合には、しかし、小さな粒径を有する吸着剤粒子は、喫煙中に主流煙が望ましい吸引抵抗（ＲＴＤ）を備えたフィルタを通って流れなくなるほど非常に緻密にぎっしりと詰め込むことができる。一方、粒径が大きすぎる場合、望ましい程度の濾過を達成するのに表面積が不十分になる場合がある。従って、主流煙及び／又は副流煙の濾過に適する吸着剤粒子の選択においては、そのような要素を考慮に入れるべきである。
【００３２】
磁化吸着剤粒子は、好ましくは、吸着材料の粒子に組み込まれた磁性材料の粒子を含む。磁化吸着剤粒子は、吸着剤粒子を磁性粒子と組み合わせることにより、又は吸着剤粒子を吸着剤粒子の細孔内に磁性粒子を形成するために処理される前駆体（例えば、前駆体溶液）と組み合わせることによって形成することができる。
１つの方法によれば、活性炭粒子のような吸着剤粒子は、任意的に結合剤を使用して固形磁性粒子と組み合わせ、吸着剤粒子と磁性粒子の間の粘着性を改善することができる。
更に別の方法によれば、吸着剤粒子は、化学反応物を用いて及び／又は熱で処理することができる前駆体化合物を含む水性溶液又は非水性溶液に浸漬して磁性粒子を形成することができる。好ましい前駆体化合物は、還元剤を用いて又は熱で処理される鉄塩であり、磁性のある元素鉄及び／又は鉄の酸化物の粒子を形成することができる。前駆体は、単一段階又は複数段階で吸着剤粒子に組み込むことができる。吸着剤粒子には、約１重量％から約１５０重量％の磁性粒子を充填することができる。
【００３３】
磁性粒子は、吸着剤粒子と組み合わされているか又は前駆体化合物の分解により吸着剤粒子内に原位置で形成されているかに関わらず、ナノスケール粒子を含むことができる。「ナノスケール」により、磁性粒子が１ミクロンよりも小さな平均粒径を有することが意味される。ナノスケール粒子は、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、又は９０ｎｍ±５ｎｍで、約１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ±５０ｎｍまでの平均粒径を有することができる。
【００３４】
一例として、磁化吸着剤粒子は、混合物を形成するために室温においてＰＩＣＡ炭素を硝酸鉄の水溶液に含浸させることによって形成することができる。任意的に、混合物にわたる圧力を下げて（例えば、約２ｍｍＨｇまで）硝酸鉄溶液の炭素細孔への湿潤を改善することができる。湿潤した炭素粒子は、洗浄して粒子から過剰な硝酸鉄を除去し、次に、硝酸鉄を分解するために加熱の前に乾燥させることができる。最初に、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の磁性粒子は、約３５０℃の温度における大気中で硝酸鉄湿潤炭素粒子を加熱することによって形成することができる。更に、約４００−７００℃の間の温度における還元雰囲気（例えば、一酸化炭素及びヘリウムを含む気体混合物）中での加熱は、Ｆｅ2Ｏ3を低減し、Ｆｅ3Ｏ4及び／又はＦｅを含む磁性粒子を形成することができる。
【００３５】
磁化吸着剤粒子は、いくつかの方法でフィルタ要素に組み込むことができる。磁化吸着剤粒子は、乾燥粉末、ペースト、又は液体内に分散した形態で準備することができる。磁化吸着剤粒子は、フィルタ材料に散布、噴霧、又は混合することができる。例えば、磁化吸着剤粒子は、液体（例えば、脱イオン水）と混合してスラリを形成することができる。スラリは、次に、フィルタロッドを形成するのに使用されるフィルタ材料に分散させることができる。更に別の例では、フィルタ材料（例えば、セルロースアセテート材料又は紙フィルタ）は、磁化吸着剤粒子を含有するスラリを用いて洗い流すか又は浸漬被覆することができる。
【００３６】
磁化吸着剤粒子は、フィルタ製造機に供給されるシガレットフィルタ材料に追加するか、又はシガレット包装紙をロッドの周囲に包んでフィルタ要素を形成する前にフィルタロッドに直接組み込むことができる。好ましくは、磁化吸着剤粒子は、フィルタロッドの長さ方向に沿って別の位置に設けられるが、磁化吸着剤粒子は、フィルタ要素の長さ方向に沿って連続して設けることができる。従って、磁化吸着剤粒子は、フィルタロッドの長さ方向に沿って均一又は不均一に分布させることができる。例えば、フィルタ要素は、フィルタロッドに沿って１つの位置に磁化吸着剤粒子の第１の充填剤、及びフィルタロッドに沿って第２の位置に磁化吸着剤粒子の第２の充填剤を含むことができる。磁化吸着剤粒子を含む好ましいフィルタロッドは、フィルタロッドの唇側端部に磁化吸着剤粒子の第１の充填剤を有し、フィルタロッドのタバコ側に磁化吸着剤粒子の第２の充填剤を有し、第１の充填剤は、第２の充填剤よりも少ない。
【００３７】
磁化吸着剤粒子は、フィルタ要素の通路内に嵌め込まれた紙又は他の基質材料に組み込むことができる。磁化吸着剤粒子はまた、フィルタ要素内側のライナ又はプラグに組み込むことができる。代替的に、磁化吸着剤粒子は、フィルタ要素の繊維状壁部分に組み込むことができる。
一例として、磁化吸着剤粒子は、シガレットのフィルタ部分に沿って配置された紙のような支持体（例えば、ライナ、プラグ、又は先端紙）の中又は上に組み込むことができる。磁化吸着剤粒子はまた、シガレットフィルタの中空部分に挿入された軽く又は緊密に折り畳まれた紙のような支持体に充填することができる。支持体は、好ましくは、クレープ紙、濾紙、又は先端紙のようなシート材料の形態である。しかし、有機又は無機シガレット適合材料のような他の適切な支持体材料も使用することができる。
【００３８】
磁化吸着剤粒子は、シガレット紙がシガレットに組み込まれる前又は組み込まれた後にシガレット紙（例えば、包装紙及び／又は紙充填剤）に組み込むことができる。磁化吸着剤粒子は、紙に組み込まれたセルロースウェブ又はウェブ充填剤材料に直接磁化吸着剤粒子を堆積させることにより、紙のセルロースウェブに組み込むことができる。磁化吸着剤粒子は、シガレット紙及び／又はシガレット紙を製造するために使用される原材料に組み込むことができる（例えば、シガレット紙製造機の紙のストックに組み込まれる）。
【００３９】
磁化吸着剤粒子は、粒子を母材に噴霧又はその他の方法で被覆することによってシガレット紙及び／又はフィルタ材料に組み込むことができる。例えば、磁化吸着剤粒子は、湿ったベース（例えば、セルロース）ウェブ、中間ウェブ、又は完成ウェブに磁化吸着剤粒子を噴霧被覆することによってシガレット紙に組み込むことができる。別の方法では、磁化吸着剤粒子のスラリ（例えば、水溶性スラリ）は、紙製造機のヘッドボックスに組み込むことができ、磁化吸着剤粒子は、紙製造工程中にシガレット紙に組み込むことができる。乾燥粉末の形態をした磁化吸着剤粒子は、製造工程中にシガレット紙及び／又はフィルタ材料と物理的に混ぜることができる。
【００４０】
あらゆる従来型又は修正シガレットフィルタは、磁化吸着剤粒子を組み込むことができる。磁化吸着剤粒子は、シガレットフィルタの中空部分に組み込むことができる。例えば、一部のシガレットフィルタは、プラグ／空間／プラグ構成を有し、プラグは、繊維状フィルタ材料（例えば、ポリプロピレン又はセルロースアセテート繊維）を含み、空間は、２つのフィルタプラグ間の単なる空隙である。その空隙は、部分的又は全体的に磁化吸着剤粒子で充填することができる。磁化吸着剤粒子は、顆粒形態で、又は繊維又は細線のような適切な支持体に充填して使用することができる。
【００４１】
磁化吸着剤粒子のシガレット内の量、位置、及び分布は、喫煙中にシガレットの主流煙内の少なくとも１つの気相成分吸着の増加又は最大化などを調整するために、喫煙中に示される気流特性の関数として選択することができる。一般的なフィルタ要素は、約１０ｍｇから約２００ｍｇの磁化吸着剤粒子を含むことになっているとはいえ、必要な量はまた、通常の実験によって判断され、及び／又はそれに応じて調整することができる。磁化吸着剤粒子は、シガレットの主流煙から特定の成分を選択的に吸着／濾過することができる。更に、以下に開示するように、磁化吸着剤粒子の分布は、主流煙内の一酸化炭素の量及び／又は酸化窒素の量がシガレットの吸煙中に減少するように選択することができる。
【００４２】
磁化吸着剤粒子をフィルタ要素又はシガレット紙に組み込むのに加えて、磁化吸着剤粒子は、シガレットを形成するのに使用されるカット充填剤に組み込むことができる。
全てのそのようなフィルタ要素構成では、磁化吸着剤粒子及び少なくとも１つの磁性基体を含むフィルタ要素の吸引抵抗（ＲＴＤ）は、気流速度が約１０５０ｃｃ／分で測定した時に、好ましくは、水柱約１３０ｍｍ（約５インチ）よりも小さい。
【００４３】
以下の例は例示的である。実施形態においては、磁化吸着剤粒子及び磁性ビーズは、フィルタ要素自体のフィルタ材料に組み込むことができる。この実施形態は、図１に示され、タバコロッド４及びフィルタ要素６で構成されたシガレット２を示している。フィルタ要素６は、磁化吸着剤粒子９及び磁性ビーズ１０が分散されたセルロースアセテート繊維８などを材料とする管又はプラグを含むことができる。磁化吸着剤微粒及び／又は磁性ビーズは、セルロースアセテート繊維によって支持することができる。タバコロッド４及びフィルタ要素６は、先端紙（図示せず）によって接合することができる。
【００４４】
更に別の実施形態では、磁性ビーズは、気体浸透性ベッドとしてフィルタ要素に組み込むことができる。磁性基体は、例えば、詰め込まれた粒子のベッドとして空隙空間に組み込むなどにより、フィルタ要素の１つ又はそれよりも多くの構成要素に組み込むことができる。図２は、タバコロッド４及びフィルタ要素６で構成されたシガレット２を示している。この構成は、磁性ビーズ１０がフィルタ要素の空間２０に組み込まれるのを除けば図１の構成と同様である。好ましくは、空間２０は、セルロースアセテートがなく、かつシガレットの遠位端又はその近くに配置される。実施例１におけるように、タバコロッド４及びフィルタ要素６は、先端紙（図示せず）によって互いに接合することができる。
【００４５】
磁性基体は、フィルタロッドをプラグ包装紙に包む前にフィルタロッドの外面の周りに形成（例えば、圧着）することができる。図３を参照すると、シガレット２は、タバコロッド４及びフィルタ要素６を含む。フィルタ要素は、磁化吸着剤粒子９と、フィルタロッドの周囲に半径方向に配置された少なくとも１つの磁性リング３０とを更に含む。磁性リングは、好ましくは、約１ｍｍ厚みとし、かつフィルタロッドの長さよりも短いあらゆる適切な軸線方向長さとすることができる。タバコロッド４及びフィルタ要素６は、先端紙（図示せず）によって互いに接合することができる。更に、フィルタ要素６は、フィルタ上包装（図示せず）を含むことができる。磁性リング３０は、好ましくは、シガレットの遠位端又はその近くに配置される。
【００４６】
シガレットの他の例示的実施形態は、シガレット２がタバコロッド４及びフィルタ要素６を含む図４−５に示されている。図４では、フィルタ要素は、磁化吸着剤粒子９と、フィルタ要素の長さ方向に沿って軸線方向に配置された磁性ロッド４０とを更に含む。図５では、フィルタ要素は、磁化吸着剤粒子９と、フィルタ要素の長さ方向に沿って軸線方向に配置された磁性ロッド５０とを更に含む。図４では、磁性ロッドは、フィルタロッド４４に対して外側にあり、フィルタ上包装４６は、フィルタロッド及び磁性ロッドの両方の周りを包んでいる。
【００４７】
１つ又はそれよりも多くの磁性ロッドのような磁性基体は、フィルタ材料が実質的に磁性基体を取り囲むようにフィルタ材料に組み込むことができる。図５では、磁性ロッド５０は、フィルタ材料が実質的に磁性ロッドを取り囲むようにフィルタロッド内で軸線方向に配置されている。
磁性メッシュを含むシガレットの更に別の例示的実施形態が図６に示されている。シガレット２は、タバコロッド４、フィルタロッド内に組み込まれた磁化吸着剤粒子９、及びフィルタロッドに対して外側にある磁性メッシュ６０を含む。フィルタ上包装は、好ましくは、フィルタロッド及び磁性メッシュの両方の周りを包む。
【００４８】
磁化吸着剤粒子及び／又は磁性基体は、主流煙の経口感覚的特性（例えば、芳香及び／又は風味）に影響を及ぼす可能性がある。磁化吸着剤粒子及び磁性基体の両方は、フィルタ要素を通って流れる主流気体の化学組成を変更することができる。例えば、磁化吸着剤粒子は、１つ又はそれよりも多くの気相成分を吸着することができる。従って、磁化吸着剤粒子は、例えば、１、３ブタジエン、アクロレイン、イソプレン、プロピオンアルデヒド、アクリロニトリル、ベンゼン、トルエン、スチレン、アセトアルデヒド、及びシアン化水素のような１つ又はそれよりも多くの気体成分の主流煙中含有量を低減することができる。しかし、好ましくは、磁化吸着剤粒子は、煙の香味要素の主流煙中濃度を実質的に下げない。
【００４９】
上述のように、磁化吸着剤粒子は、吸着剤粒子内に組み込まれた磁性粒子を含む。元素金属（例えば、鉄）又は酸化化合物（例えば、酸化鉄）である磁性粒子は、主流煙の１つ又はそれよりも多くの気相成分濃度に影響を及ぼす可能性がある。例えば、ナノスケール粒子を含む磁性粒子は、シガレットの喫煙中に１つ又はそれよりも多くの気相成分の変換に触媒作用を及ぼすことができる。ここで使用される触媒は、反応物質又は反応生成物として介入することなく化学反応速度に影響を及ぼすことができる。
好ましくは、一酸化炭素から二酸化炭素及び／又は酸化窒素から窒素への変換のための酸化剤として及び触媒としての両方で作用可能な磁性粒子（例えば、低温又は室温付近温度触媒）は、喫煙中にシガレットの主流煙内の一酸化炭素及び／又は二酸化炭素の量を低減することができる。
【００５０】
磁化吸着剤粒子の量は、シガレットの吸煙中に主流煙内の一酸化炭素及び／又は酸化窒素の量が減少するように選択することができる。好ましくは、磁化吸着剤粒子の量は、例えば、主流煙内の一酸化炭素の少なくとも１０％、より好ましくは、少なくとも２５％に触媒作用を及ぼし、及び／又は酸化させて二酸化炭素にするのに十分な量のような触媒作用的に有効な量である。磁化吸着剤粒子の触媒作用的に有効な量は、主流煙内の一酸化窒素内の少なくとも１０％、より好ましくは、少なくとも２５％に触媒作用を及ぼし、及び／又は還元させて窒素にすることができる。
フィルタ要素は、異なる磁化吸着剤粒子の混合物を含むことができる。磁化吸着剤粒子の組成（すなわち、触媒粒子の化学量論及び／又は大きさ、及び／又は吸着剤粒子の化学量論及び／又は大きさ）は、所定の温度範囲における主流煙の成分を吸着し、触媒作用を及ぼし、及び／又は還元するように選択することができる。
【００５１】
更に別の実施形態は、フィルタ要素を含むシガレットの主流煙を処理する方法を提供する。シガレットの「喫煙」は、シガレットを通して吸引される煙を形成するためのシガレットの加熱又は燃焼を意味する。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ことを含むと同時に、そこに収容されたタバコは、燃焼反応を受けてフィルタ要素の唇側端部を通した燃焼により煙を吸引する。シガレットはまた、他の手段によって喫煙することができる。例えば、シガレットは、本出願人に譲渡された米国特許第６、０５３、１７６号、第５、９３４、２８９号、第５、５９１、３６８号、又は第５、３２２、０７５号に説明されているように、シガレットを加熱することによって及び／又は電気式加熱手段を使用して喫煙することができる。
【００５２】
フィルタ材料、磁化吸着剤粒子、及び少なくとも１つの磁性基体を含むフィルタ要素を製造する方法は、（ｉ）フィルタ材料及びプラグ包装材料を準備する段階、（ｉｉ）フィルタ材料をフィルタロッドに形成する段階、（ｉｉｉ）磁化吸着剤粒子及び少なくとも１つの磁性基体をフィルタロッド及びプラグ包装材料の少なくとも一方の内部及び／又はその上に組み込む段階、及び（ｉｖ）フィルタロッドをプラグ包装材料に包んでフィルタ要素を形成する段階を含む。
【００５３】
好ましい実施形態を説明したが、当業者に明らかなように、変形及び修正に頼ることができる点は理解されるものとする。このような変形及び修正は、本明細書に付けた特許請求の範囲の範囲内と考えるものとする。
上述の引用文献の全ては、各個々の引用文献が本明細書においてその全内容が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ているかのごとくその同じ範囲まで、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】シガレットのフィルタ要素のフィルタ材料全体にわたって組み込まれた磁化吸着剤粒子及び磁性ビーズを含むシガレットの斜視図である。
【図２】磁化吸着剤粒子と気体透過性ベッドとしてフィルタ要素内に組み込まれた磁性ビーズとを含むシガレットの斜視図である。
【図３】磁化吸着剤粒子とシガレットのフィルタロッドの周囲に形成された磁性リングとを含むシガレットの斜視図である。
【図４】磁化吸着剤粒子とシガレットのフィルタロッドの表面に沿って組み込まれた磁性ロッドとを含むシガレットの斜視図である。
【図５】磁化吸着剤粒子とシガレットのフィルタロッド内に軸線方向に組み込まれた磁性ロッドとを含むシガレットの斜視図である。
【図６】磁化吸着剤粒子とシガレットのフィルタロッドの外面に沿って組み込まれた磁性メッシュとを含むシガレットの斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
２  フィルタ付きシガレット
６  フィルタ要素
８  フィルタ材料
９  磁化吸着剤粒子
１０  磁性基体
【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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【国際調査報告】
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