(57)【要約】  複数の繊維から形成されたフィルター要素を含む喫煙可能製品を作るように構成されたシステムが提供される。システムは、繊維が少なくとも部分的に相互に絡み合わされ、混合繊維製品を形成するように、繊維を組み合わせるために構成されたテクスチャリング装置を含む。前記絡み合わされた繊維は、必ずしもトウ開繊、捲縮除去、またはブルーミング操作を行わなくても混合繊維製品に可塑剤を適用できるように、相互から十分に離れさせることができる。組み合わされて混合繊維製品を形成する繊維は、異なるまたは同じ特性を規定できる。従って、関連するそれぞれの望ましい特性を有する異なる繊維を含むフィルター要素を作ることができる。また、関連方法、装置および混合繊維製品も、本開示で提供される。
2014526277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シガレットフィルター要素を形成する方法であって、
第１の特性を規定する第１の繊維を用意すること、
前記第１の繊維の第１の特性とは異なる第２の特性を規定する第２の繊維を用意
すること、
前記第１の繊維が、前記第２の繊維と少なくとも部分的に絡み合わされて混合繊
維製品を形成するように、前記第１の繊維および第２の繊維をテクスチャリン
グ装置で組み合わせること、および
前記混合繊維製品を少なくとも部分的にプラグラップ中に封入すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の繊維および前記第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることの前に、前記第１の繊維がトウを規定し、前記第２の繊維が第２のトウを規定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の繊維および前記第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることの前に、前記第１の繊維がトウを規定し、前記第２の繊維がヤーンを規定する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１の中間繊維を用意すること、
第２の中間繊維を用意すること、および
前記第１の中間繊維と前記第２の中間繊維を少なくとも部分的に絡み合わせて前
記第１の繊維を形成するように、前記第１の中間繊維および前記第２の中間繊
維を中間繊維テクスチャリング装置で組み合わせること、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の繊維および第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることが、少なくとも１つの流体流を前記第１の繊維および前記第２の繊維の方向に向けることを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記流体流を前記第１の繊維および前記第２の繊維の方向に向けることが、空気流を前記第１の繊維および前記第２の繊維の方向に向けることを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の繊維および前記第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることが、前記第１の繊維および前記第２の繊維を仮撚加工することを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記混合繊維製品に可塑剤を適用することをさらに含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記混合繊維製品の第１の部分が、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の融点を規定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記混合繊維製品を、前記第１の融点以上で、前記第２の融点より低い温度に加熱することをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の特性および前記第２の特性の間の差異が、前記第１および前記第２の繊維の仕上げの差異、前記第１および前記第２の繊維の材料組成の差異、前記第１および前記第２の繊維の全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールの差異、または前記第１の繊維および前記第２の繊維のサイズまたは形の差異に関連する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の繊維および前記第２の繊維が、異なるフィルター特性または異なるレベルの生分解性を持つように、前記第１の繊維および前記第２の繊維が異なる材料組成を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法を行うように構成されたシステムであって、
前記第１および第２の繊維を受け取り、前記第１および前記第２の繊維を前記混
合繊維製品として組み合わせるように構成されたテクスチャリング装置、および
前記混合繊維製品を受け取り、前記プラグラップで巻いて前記フィルター要素を
形成するように構成されたロッド製造機、
を含むシステム。
【請求項１４】
前記フィルター要素を受け取り、
前記フィルター要素を喫煙可能ロッドに取り付け、さらに
前記フィルター要素および前記喫煙可能ロッドをチップ材料で巻く、
ように構成されたシガレット製造機をさらに含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
可塑剤を前記混合繊維製品に適用するように構成された可塑化装置をさらに含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
混合繊維製品であって、
第１の特性を規定する第１の繊維、および
第２の特性を規定する第２の繊維、
を含み、
前記第１の繊維の第１の特性が前記第２の繊維の第２の特性とは異なり、
前記第１の繊維が、前記第２の繊維と少なくとも部分的にテクスチャリ
ング装置で絡み合わされた混合繊維製品、および
プラグラップ、
を含むフィルター要素。
【請求項１７】
前記第１の特性および前記第２の特性の間の差異が、第１および第２の繊維の仕上げの差異、第１および第２の繊維の材料組成の差異、第１および第２の繊維の全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールの差異、または第１の繊維および第２の繊維のサイズまたは形の差異に関連する請求項１６に記載のフィルター要素。
【請求項１８】
前記第１の繊維および前記第２の繊維が異なるフィルター特性または異なるレベルの生分解性を有するように、前記第１の繊維および前記第２の繊維が、異なる材料組成を有する請求項１６に記載のフィルター要素。
【請求項１９】
前記混合繊維製品の第１の部分が、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の融点を規定する請求項１６に記載のフィルター要素。
【請求項２０】
前記第１の繊維が、セルロースエステルおよびポリオレフィンの内の少なくとも１種を含む請求項１６に記載のフィルター要素。
【請求項２１】
前記第２の繊維が、
綿、
再生セルロース、
ポリ乳酸、
ポリヒドロキシアルカン酸、
活性炭繊維、
触媒繊維、
セルロースエステル、
ポリオレフィン、および
イオン交換繊維、
からなる群より選択される請求項２０に記載のフィルター要素。
【請求項２２】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる断面積を規定する請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のフィルター要素。
【請求項２３】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる仕上げを規定する請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のフィルター要素。
【請求項２４】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールを規定する請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のフィルター要素。
【請求項２５】
前記第１の繊維および前記第２の繊維の内の少なくとも１つが生分解性である請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のフィルター要素。
【請求項２６】
喫煙可能材料のロッド、ならびに前記喫煙可能材料のロッドおよび前記フィルター要素の少なくとも一部を取り囲むチップ材料、と組み合わせた請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のフィルター要素を含むシガレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、たばこまたは他の喫煙可能材料から作られるか、またはその材料由来の、ヒトの消費向けの製品に関する。特に、本開示は、シガレットなどの喫煙物品用のフィルター要素、ならびにフィルター要素製造用関連方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シガレットなどの普及している喫煙物品は、ほぼ円柱状のロッド形状構造であり、また、刻み（例えば、切断充填材形態の）などの喫煙可能材料の、巻紙に包まれた充填物、円筒状物、または柱状物を含む、いわゆる「喫煙可能ロッド」または「たばこロッド」を形成している。通常、シガレットは、たばこロッドと縦に並べた円柱状フィルター要素を備える。典型的な例では、フィルター要素は、「プラグラップ」として知られる紙材料によって包まれた可塑化酢酸セルローストウを含む。通常、フィルター要素は、「チップ材料」として知られる包装材料を使ってたばこロッドの一端に取り付けられる。また、チップ材料およびプラグラップに穴を開け、吸い込まれる主流煙を周囲の空気により希釈するのが望ましい。シガレットおよびその種々の成分の説明は、「たばこの生産：化学と工学（Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」、Ｄａｖｉｓ  ｅｔ  ａｌ．（Ｅｄｓ．）（１９９９）、に記載されている。シガレットは、一端に火をつけ、たばこロッドを燃やすことにより、喫煙者に使用される。喫煙者は、シガレットの反対側の端（例えば、フィルターの端部）を吸うことにより、主流煙を彼／彼女の口中に導入する。
【０００３】
シガレットの特定のフィルター要素は、主流煙の化学組成または感覚特性を変える物質を含む。例えば、活性炭または炭材（まとめて、炭素質材料）などの特定の粒子状または顆粒状形態の吸着材をフィルター要素中に組み込むことが知られている。炭素質材料の顆粒は、従来のダルメシアンフィルター製造に使われる一般的な技術を使って「ダルメシアン」タイプのフィルター部分に組み込むことができる。ダルメシアンフィルターの生産技術は既知であり、代表的ダルメシアンフィルターは、Ｆｉｌｔｒｏｎａ  Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ  Ｉｎｃ．から市販されている。あるいは、炭素質材料の顆粒は、従来の「キャビティ」フィルター製造に使われる一般的な技術を使って「キャビティ」タイプのフィルター部分に組み込むことができる。木炭粒子または活性炭型の材料を組み込んだ種々のタイプのフィルターが、米国特許第２，８８１，７７０号（Ｔｏｕｅｙ）；同３，１０１，７２３号（Ｓｅｌｉｇｍａｎｅｔａｌ．）；同３，２３６，２４４号（Ｉｒｂｙ  ｅｔ  ａｌ．）；同３，３１１，５１９号（Ｔｏｕｅｙ  ｅｔ  ａｌ．）；同３，３１３，３０６号（Ｂｅｒｇｅｒ）；同３，３１９，６２９号（Ｃｈａｍｂｅｒｌａｉｎ）；同３，３４７，２４７号（Ｌｌｏｙｄ）；同３，３４９，７８０号（Ｓｕｂｌｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ．）；同３，３７０，５９５号（Ｄａｖｉｓ  ｅｔ  ａｌ．）；同３，４１３，９８２号（Ｓｕｂｌｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ．）；同３，５５１，２５６号（Ｗａｔｓｏｎ；同３，６０２，２３１号（Ｄｏｃｋ）；同３，９０４，５７７号（Ｂｕｉｓｓｏｎ）；同３，９７２，３３５号（Ｔｉｇｇｌｅｂｅｃｋ  ｅｔ  ａｌ．）；同５，３６０，０２３号（Ｂｌａｋｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．）；同５，９０９，７３６号（Ｓｔａｖｒｉｄｉｓ）；および同６，５３７，１８６号（Ｖｅｌｕｚ）；米国特許公開第２００３／００３４０８５号（Ｓｐｉｅｒｓ  ｅｔ  ａｌ．）；同２００３／０１０６５６２号（Ｃｈａｔｔｅｒｊｅｅ）；２００５／００６６９８２号（Ｃｌａｒｋ  ｅｔ  ａｌ）；同２００６／００２５２９２号（Ｈｉｃｋｓ  ｅｔ  ａｌ．）；同２００７／００５６６００号（Ｃｏｌｅｍａｎ，ＩＩＩ  ｅｔ  ａｌ．）；同２００８／０１４２０２８号（Ｆａｇｇ）；同２００８／０１７３３２０号（Ｄｕｎｌａｐ  ｅｔ  ａｌ．）；同２００８／０２９５８５３号（Ｊｏｎｅｓ）；同２００９／０２８８６７２号（Ｈｕｔｃｈｅｎｓ）；国際公開第ＷＯ２００６／０６４３７１号（Ｂａｎｅｒｊｅａ  ｅｔ  ａｌ．）；同ＷＯ２００６／０５１４２２号（Ｊｕｐｅ  ｅｔ  ａｌ．）；および同ＷＯ２００６／１０３４０４号（Ｃａｓｈｍｏｒｅ  ｅｔ  ａｌ．）、に記載されている。これらの特許は、参照により、本明細書に組み込まれる。
【０００４】
吸着材または他の粒子状添加物と組み合わされた繊維トウ材料を含むフィルター要素を製造する種々の方法および装置が開発されている。例えば、ダルメシアンフィルターを製造する技術は既知であり、代表的ダルメシアンフィルターは、Ｆｉｌｔｒｏｎａ  Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ  Ｉｎｃ．から市販されている。炭素粒子は、従来のキャビティフィルター製造に使われる一般的な技術を用いてキャビティタイプのフィルター部分に組み込むことができる。例えば、米国特許第３，８４４，２００号（Ｓｅｘｓｔｏｎｅ）；同４，０１６，８３０号（Ｓｅｘｓｔｏｎｅ）；同４，２１４，５０８号（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ）；同４，４２５，１０７号（Ｈａｌｌ；同４，４１１，６４０号（Ｈａｌｌ）；同５，３２２，４９５号（ＢｕｄｊｉｎｓｋｉＩＩ  ｅｔ  ａｌ）；同６，６５６，４１２号（Ｅｒｃｅｌｅｂｉ  ｅｔ  ａｌ）および同６，８３７，２８１号（Ｓｐｉｅｒｓ  ｅｔ  ａｌ．）、に記載の、材料をフィルター中に組み込むために使用できる、または適切に改良されうる設備および技術のタイプを参照されたい。これらの特許は、参照により本明細書に組み込まれる。対象物をフィルター材料中に挿入するための他の組み合わせ方法は、例えば、米国特許第４，２８１，６７１号（Ｂｙｒｎｅ  ｅｔ  ａｌ．）および同７，１１５，０８５号（Ｄｅａｌ）；米国特許公開第２００７／００６８５４０号（Ｔｈｏｍａｓ  ｅｔ  ａｌ．）；同２００８／００２９１１８号（Ｎｅｌｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）；同２００８／０１４２０２８号（Ｆａｇｇ；同２００８／０３０２３７３号（Ｓｔｏｋｅｓ  ｅｔ  ａｌ）；同２００９／０２８８６６７号（Ａｎｄｒｅｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．）；同２００９／０２８８６７２号（Ｈｕｔｃｈｅｎｓ）および同２０１０／０１０１５８９号（Ｎｅｌｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）；および２００９年３月１９日出願の米国特許出願第１２／４０７，２６０号、に開示されている。これらの特許は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
粒子状添加物のフィルター要素内への組み込みに現在利用可能なフィルター技術では、いくつかの問題点が生ずる場合がある。例えば、活性炭粒子などの粒子状添加物を遊離状態で含むキャビティフィルターは、主流煙中への混入を生ずる可能性があり、また、キャビティ中の粒子のルーズベッド周辺のチャネリングが起こる場合もある。さらに、キャビティフィルター中に粒子状添加物を組み込むための製造方法は、製造プロセスの間に粒子状塵雲が形成される可能性があるために困難な取り組みになる場合がある。さらに、繊維トウ内への粒子状吸着体の固定では、可塑剤または他の接着剤の使用を伴い、繊維物質内に粒子を接着することになる場合があり、これは、可塑剤または接着剤による粒子表面の汚染に起因する吸着剤の不活性化に繋がる可能性がある。
【０００６】
このように、粒子状添加物を組み込んだフィルター要素の使用が問題になる場合がある。この点に関し、２０１０年７月３０日出願の米国特許出願第１２／８４７，２２８号（Ｓｅｂａｓｔｉａｎ）（この特許は参照により本明細書に組み込まれる）は、遊離粒子状形態の吸収剤の必要性がない複数の異なる主流煙フィルター機構を提供する多機能フィルター要素を開示している。例えば、米国特許出願１２／８４７，２２８号は，トウ繊維を規定するフィラメント内に埋め込まれた除去可能なカプセル化材で吸収剤粒子をカプセル化することを開示している。しかし、フィルター要素および装置ならびにそれの製造方法におけるさらなる進展が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第２８８１７７０号明細書
【特許文献２】米国特許第３１０１７２３号明細書
【特許文献３】米国特許第３２３６２４４号明細書
【特許文献４】米国特許第３３１１５１９号明細書
【特許文献５】米国特許第３３１３３０６号明細書
【特許文献６】米国特許第３３１９６２９号明細書
【特許文献７】米国特許第３３４７２４７号明細書
【特許文献８】米国特許第３３４９７８０号明細書
【特許文献９】米国特許第３３７０５９５号明細書
【特許文献１０】米国特許第３４１３９８２号明細書
【特許文献１１】米国特許第３５５１２５６号明細書
【特許文献１２】米国特許第３６０２２３１号明細書
【特許文献１３】米国特許第３９０４５７７号明細書
【特許文献１４】米国特許第３９７２３３５号明細書
【特許文献１５】米国特許第５３６００２３号明細書
【特許文献１６】米国特許第５９０９７３６号明細書
【特許文献１７】米国特許第６５３７１８６号明細書
【特許文献１８】米国特許出願公開第２００３／００３４０８５号明細書
【特許文献１９】米国特許出願公開第２００３／０１０６５６２号明細書
【特許文献２０】米国特許出願公開第２００５／００６６９８２号明細書
【特許文献２１】米国特許出願公開第２００６／００２５２９２号明細書
【特許文献２２】米国特許出願公開第２００７／００５６６００号明細書
【特許文献２３】米国特許出願公開第２００８／０１４２０２８号明細書
【特許文献２４】米国特許出願公開第２００８／０１７３３２０号明細書
【特許文献２５】米国特許出願公開第２００８／０２９５８５３号明細書
【特許文献２６】米国特許出願公開第２００９／０２８８６７２号明細書
【特許文献２７】国際公開第２００６／０６４３７１号
【特許文献２８】国際公開第２００６／０５１４２２号
【特許文献２９】国際公開第２００６／１０３４０４号
【特許文献３０】米国特許第３８４４２００号明細書
【特許文献３１】米国特許第４０１６８３０号明細書
【特許文献３２】米国特許第４２１４５０８号明細書
【特許文献３３】米国特許第４４２５１０７号明細書
【特許文献３４】米国特許第４４１１６４０号明細書
【特許文献３５】米国特許第５３２２４９５号明細書
【特許文献３６】米国特許第６６５６４１２号明細書
【特許文献３７】米国特許第６８３７２８１号明細書
【特許文献３８】米国特許第４２８１６７１号明細書
【特許文献３９】米国特許第７１１５０８５号明細書
【特許文献４０】米国特許出願公開第２００７／００６８５４０号明細書
【特許文献４１】米国特許出願公開第２００８／００２９１１８号明細書
【特許文献４２】米国特許出願公開第２００８／０３０２３７３号明細書
【特許文献４３】米国特許出願公開第２００９／０２８８６６７号明細書
【特許文献４４】米国特許出願公開第２０１０／０１０１５８９号明細書
【特許文献４５】米国特許出願公開第２０１２／０４０７２６０号明細書
【特許文献４６】米国特許出願公開第２０１２／０８４７２２８号明細書
【特許文献４７】米国特許出願公開第２０１２／０８４７２２８号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｄａｖｉｓ  ｅｔ  ａｌ．（Ｅｄｓ．）（１９９９）
【発明の概要】
【０００９】
一実施形態では、シガレットフィルター要素を形成する方法が提供される。方法は、第１の特性を規定する第１の繊維を用意すること、第２の特性を規定する第２の繊維を用意すること（第１の繊維の第１の特性は、第２の繊維の第２の特性とは異なる）、第１の繊維および第２の繊維をテクスチャリング装置で組み合わせて、第１の繊維を少なくとも部分的に第２の繊維と交絡させ、混合繊維製品を形成すること、および混合繊維製品を少なくとも部分的にプラグラップ中に封入すること、を含むことができる。
【００１０】
一部の実施形態では、第１の繊維および第２の繊維をテクスチャリング装置で組み合わせることが、少なくとも１つの流体流を第１の繊維および第２の繊維に向けることを含んでもよい。流体流を第１の繊維および第２の繊維の方向に向けることが、空気流を第１の繊維および第２の繊維の方向に向けることを含んでもよい。第１の繊維は、第２の繊維とは異なる断面積、仕上げ、デニール、および／または材料組成を規定できる。第１の繊維は、第２の繊維とは異なる仕上げを規定する。第１の繊維は、セルロースエステルおよびポリオレフィンの内の少なくとも１種を含むことができる。第２の繊維は、綿、再生セルロース、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、活性炭繊維、触媒繊維、セルロースエステル、ポリオレフィン、およびイオン交換繊維、からなる群より選択できる。
【００１１】
さらに、一部の実施形態では、第１の繊維が、第２の繊維と同じ材料組成を規定してもよい。第１の繊維および第２の繊維をテクスチャリング装置で組み合わせることの前に、第１の繊維は、トウを規定でき、第２の繊維は、第２のトウを規定でき、または第１の繊維は、トウを規定でき、第２の繊維は、ヤーンを規定できる。方法は、第１の中間繊維を用意すること、第２の中間繊維を用意すること、および中間繊維テクスチャリング装置で第１の中間繊維および第２の中間繊維を組み合わせて、第１の中間繊維を、第２の中間繊維と少なくとも部分的に交絡させ、第１の繊維を形成することをさらに含む。中間繊維テクスチャリング装置は、テクスチャリング装置であってもよい。さらに、第１の繊維および第２の繊維をテクスチャリング装置で組み合わせることが、第１の繊維および第２の繊維を仮撚加工することを含んでもよい。また、方法は、混合繊維製品に可塑剤を適用することを含んでもよい。
【００１２】
一部の実施形態では、混合繊維製品の第１の部分が、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点未満の第１の融点を規定できる。方法は、混合繊維製品を、第１の融点以上で、第２の融点未満の温度に加熱することを含むことができる。一実施形態では、第１の繊維が第１の部分を規定し、第２の繊維が第２の部分を規定できる。別の実施形態では、第１の繊維は、第１の部分、および第２の部分の少なくとも一部を規定できる。
【００１３】
一部の実施形態では、第１の特性および第２の特性の間の差異は、第１および第２の繊維の仕上げの差異、第１および第２の繊維の材料組成の差異、第１および第２の繊維の全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールの差異、または第１の繊維および第２の繊維のサイズまたは形の差異と関連してもよい。さらに、第１の繊維および第２の繊維は、異なる材料組成を持ち、それにより、第１の繊維および第２の繊維が異なるフィルター特性または異なるレベルの生分解性であってもよい。
【００１４】
また、上述の方法を行えるように構成されたシステムも提供される。システムは、第１および第２の繊維を受け取り、第１および第２の繊維を混合繊維製品に組み合わせるように構成されたテクスチャリング装置、混合繊維製品を受け取り、プラグラップで包み、フィルター要素を形成するように構成されたロッド製造機を含むことができる。また、システムには、フィルター要素を受け取り、フィルター要素を喫煙可能ロッドに取り付け、フィルター要素および喫煙可能ロッドをチップ材料で巻くように構成されたシガレット製造機を含めることができる。
【００１５】
別の実施形態では、フィルター要素が提供される。フィルター要素は、第１の特性を規定する第１の繊維および第２の特性を規定する第２の繊維を含む混合繊維製品を含むことができ、第１の繊維の第１の特性は、第２の繊維の第２の特性とは異なり、第１の繊維は、テクスチャリング装置を使って、第２の繊維と少なくとも部分的に絡み合わされる。フィルター要素は、プラグラップをさらに含んでもよい。
【００１６】
一部の実施形態では、第１の特性および第２の特性の間の差異は、第１および第２の繊維の仕上げの差異、第１および第２の繊維の材料組成の差異、第１および第２の繊維の全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールの差異、または第１の繊維および第２の繊維のサイズまたは形の差異に関連してもよい。さらに、第１の繊維および第２の繊維は、異なる材料組成を持ち、それにより、第１の繊維および第２の繊維が異なるフィルター特性または異なるレベルの生分解性であってもよい。
【００１７】
一部の実施形態では、第１の繊維は、第２の繊維とは異なる断面積、仕上げ、デニール、および／または材料組成を規定できる。第１の繊維は、セルロースエステルおよびポリオレフィンの内の少なくとも１種を含むことができる。第２の繊維は、綿、再生セルロース、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、活性炭繊維、触媒繊維、セルロースエステル、ポリオレフィン、およびイオン交換繊維、からなる群より選択できる。第１の繊維が、第２の繊維と同じ材料組成を規定してもよい。第１の繊維および第２の繊維の内の少なくとも１つが、生分解性であってもよい。フィルター要素が可塑剤をさらに含んでもよい。混合繊維製品の第１の部分は、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点未満の第１の融点を規定できる。また、喫煙可能材料のロッド、ならびに喫煙可能材料のロッドの少なくとも一部およびフィルター要素を取り囲むチップ材料と組み合わせて、上述のフィルター要素を含むシガレットも提供される。
【００１８】
別の実施形態では、シガレットの製造で使用するように構成されたシステムが提供される。システムは、第１の特性を規定する第１の繊維を収容し、第２の特性を規定する第２の繊維を収容するように構成されたテクスチャリング装置を含むことができ、第１の繊維の第１の特性は、第２の繊維の第２の特性とは異なる。さらに、テクスチャリング装置は、第１の繊維および第２の繊維を組み合わせて、第１の繊維が少なくとも部分的に第２の繊維と絡み合わされ、第１の繊維および第２の繊維が混合繊維製品を形成するように構成できる。また、システムは、混合繊維製品を収容してプラグラップで包み、フィルター要素を形成するように構成されたロッド製造機を含むことができる。
【００１９】
一部の実施形態では、テクスチャリング装置は、第１の繊維および第２の繊維を組み合わせるために、少なくとも１つの流体流を第１の繊維および第２の繊維の方向に向けるように構成できる。流体流は、空気流を含んでもよい。テクスチャリング装置は、トウの形の第１の繊維および第２のトウの形の第２の繊維を収容するように、および／またはトウの形の第１の繊維およびヤーンの形の第２の繊維を収容するようにさらに構成できる。また、テクスチャリング装置は、第１の繊維および第２の繊維を組み合わせるために、第１の繊維および第２の繊維を仮撚するようにも構成できる。さらに、システムは、混合繊維製品に可塑剤を適用するように構成された可塑化装置を含むことができる。さらに、システムは、フィルター要素を収容し、フィルター要素を喫煙可能ロッドに取り付け、フィルター要素および喫煙可能ロッドをチップ材料で包むように構成されたシガレット製造機を含むことができる。また、システムは、混合繊維製品を、混合繊維製品の第１の部分の第１の融点以上で、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点未満の温度に加熱するように構成されたヒーターを含むことができる。
【００２０】
別の実施形態では、シガレットが提供される。シガレットは、喫煙可能材料のロッド、混合繊維製品を含むフィルター要素（喫煙可能材料のロッドの端部に取り付けられる）、および喫煙可能材料のロッドおよびフィルター要素の少なくとも一部を取り囲むチップ材料、を含むことができる。混合繊維製品は、第１の特性を規定する第１の繊維および第２の特性を規定する第２の繊維を含み、第１の繊維の第１の特性は、第２の繊維の第２の特性とは異なり、第１の繊維は、テクスチャリング装置により、少なくとも部分的に第２の繊維と絡み合わせることができる。
【００２１】
一部の実施形態では、第１の繊維は、第２の繊維とは異なる、断面積、仕上げ、デニール、および／または材料組成を規定できる。第１の繊維は、セルロースエステルおよびポリオレフィンの内の少なくとも１種を含むことができる。第２の繊維は、綿、再生セルロース、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、活性炭繊維、触媒繊維、セルロースエステル、ポリオレフィン、およびイオン交換繊維、からなる群より選択できる。第１の繊維は、第２の繊維と同じ材料組成を規定してもよい。第１の繊維および第２の繊維の内の少なくとも１つが、生分解性であってもよい。混合繊維製品の第１の部分が、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の融点を規定してもよい。
【００２２】
本発明の他の態様および利点は、下記から明らかになるであろう。
本開示の実施形態の理解を助けるために、添付図に対する言及がなされるが、図は必ずしも縮尺通りになっていない。図は、代表例のみであり、本開示を制限するものと解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態例によるシガレット製造のための先行技術システムのフローチャートである。
【図２】シガレットの製造に関し、実施形態例に従い、テクスチャリング操作を採用するように構成された操作システムのフローチャートである。
【図３】実施形態例に従って、繊維を組み合わせて混合繊維製品を形成するように構成されたテクスチャリング装置およびクリールを含むシガレット形成システムの概略図である。
【図４】第１および第２の繊維を通る断面図で、第１の繊維は、第２の断面とは異なる第１の断面を含む。
【図５】実施形態例に従って、シガレットフィルター要素を形成する方法のブロックダイアグラムである。
【図６】本明細書で開示のシステム、方法、および装置により製造されたシガレットの実施形態例の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本開示は、以降で、付随する図を参照しながらさらに十分に記載される。本開示は、多くの異なる形態で具体化できるので、本明細書で記述される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が法的要求事項を満たすように提供されている。全体を通して、類似の数字は、類似の要素を指す。文脈から明らかに別義が指示されない限り、明細書および請求項で使用される単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数の対象を含む。
【００２５】
本明細書記載のように、本開示の実施形態は、シガレットフィルター要素の製造で使用するように構成された混合繊維製品、およびその製造方法と装置に関する。比較してみると、シガレットの従来の製造では、通常、１つのトウ繊維を用いてフィルター要素を形成する。本明細書で使用する用語のトウ繊維は、実質的に連続した繊維の２本以上のフィラメントの実質的に撚りを戻した束を意味する。トウ繊維形成繊維の材料組成は、トウ繊維から作られるフィルター要素の所望の特性に応じて変わってもよい。例えば、トウ繊維形成繊維は、それに関連する味覚およびフィルター特性のために使われる酢酸セルロースを含んでもよい。
【００２６】
一実施形態例では、トウ繊維は、ポリマー溶液（例えば、酢酸セルロース）および溶媒（例えば、アセトン）を含むドープを紡糸して複数のフィラメントにすることにより作ることができる。フィラメントは、巻き取られ、潤滑剤塗布され、フィラメントを束ねてトウ繊維が形成される。その後、トウ繊維に捲縮を付与して、トウ繊維の容積を増やすことができる。その後、トウ繊維をフィルター要素製造業者に出荷するために、乾燥・梱包を行う。
【００２７】
これに関して、図１は、フローチャートにより示されたシステムにより行われる操作によりシガレットまたは他の喫煙物品を作るように構成されたシステム１００の実施形態例を示す。図に示すように、システム１００は、上述の製造プロセスまたは種々の他の製造プロセスに従って作られるトウ繊維１０８を入力材料として受け取ることができる。トウ繊維１０８は、操作１１０でトウ開繊を行うことができる。トウ開繊は、トウ繊維１０８が広げられる１つまたは複数のプロセスを指す。これに関して、トウ繊維１０８は、最初は、トウ繊維を形成する各フィラメントが、それに隣接するこれらのフィラメントと実質的に連続接触状態である別の方式で、梱包または包装してまとめられていてもよい。一実施形態では、操作１１０のトウ開繊は、トウ繊維１０８を平坦化して開繊し、開繊トウ１１８を形成する空気バンディングジェットにより行うことができる。しかし、他の実施形態では、種々の他の技術を用いて開繊トウ１１８を作ることができる。
【００２８】
システム１００は、さらに、操作１２０で開繊トウ１１８に対し捲縮除去を行うように構成できる。操作１２０の捲縮除去は、開繊トウ繊維１１８を伸ばして、捲縮除去トウ１２８を形成することを含むことができる。一部の実施形態では、捲縮除去は、１つまたは複数の協調動作する一連の外周溝を備えたローラーを経由して開繊トウ１１８を真っ直ぐにすることにより行うことができる。
【００２９】
捲縮除去トウ１２８は、操作１３０でブルーミングにかけることができる。ブルーミングは、トウを規定するフィラメント間に、さらなる分離を導入することを含むことができる。操作１３０のブルーミングは、ローラーを使ったトウの交絡部分の伸長および緩和、などの種々の技術により行うことができる。あるいは、または追加して、１つまたは複数の空気バンディングジェットを採用して、トウをブルーミングできる。
【００３０】
これに関しては、トウ開繊、捲縮除去、およびブルーミング操作１１０、１２０、１３０は全て、トウ繊維１０８を規定するフィラメントが少なくとも部分的に相互に分離される操作を意味する。この方式でのトウ繊維１０８を規定するフィラメントの分離は、最終的に、ブルーミングされたトウ１３８を生成する。従って、本明細書で使われる用語の「ブルーミングされたトウ」は、トウ開繊、捲縮除去、およびブルーミング操作１１０、１２０、１３０の内の１つまたは複数の操作により、少なくとも部分的に分離されたトウ繊維を意味する。これに関しては、トウ開繊、捲縮除去、および／またはブルーミング操作１１０、１２０、１３０は、実質的に同時に行うことができ、および／または同じ設備の使用を含むことができる。例えば、操作１１０のトウ開繊および操作１３０のブルーミングは、両方共、１つまたは複数の空気バンディングジェットの使用により行うことができる。あるいは、または追加して、操作１２０の捲縮除去および操作１３０のブルーミングは、両方共、溝付きローラーの使用により行うことができる。
【００３１】
従って、トウ開繊、捲縮除去、およびブルーミング操作１１０、１２０、１３０は、上記で別々の操作として図示され、一般化して記載されているが、これらの操作の１つまたは複数の間でオーバーラップしている場合がある、またはこれらの操作の１つまたは複数を除くことができることを理解されたい。これに関しては、本明細書で使われる用語の「トウ分離」は、上記で定義のように、ブルーミングされたトウ１３８を生ずるトウ開繊、捲縮除去およびブルーミング操作１１０、１２０、１３０の内の１つまたは複数の意味であってもよい。
【００３２】
システム１００は、ブルーミングされたトウ１３８を操作１４０の可塑剤適用に供することができる。可塑剤適用は、可塑剤１４２をブルーミングされたトウ１３８に適用し（例えば、噴霧または毛細管現象適用により）、可塑化繊維製品１４８を作ることを含むことができる。操作１４０の可塑剤適用は、最終的にトウのフィラメントを相互に結合し、喫煙の間に軟化、または崩壊しないように構成された比較的堅く、強固な構造を作るために行うことができる。上述のトウ分離操作は、可塑剤が移動できるブルーミングされたトウ１３８を規定するフィラメント間のギャップを形成することにより、可塑剤１４２の浸透を改善するように構成される。
【００３３】
一部の実施形態では、トリアセチンおよび／またはカーボワックスを含んでもよい可塑剤１４２は、既知の技術を使って通常の量をブルーミングされたトウ１３８に適用できる。一実施形態では、可塑剤１４２は、トリアセチンおよびカーボワックスを１：１の重量比率で含んでもよい。可塑剤１４２の全体量は、通常、フィルター材料の約４〜約２０重量パーセント、好ましくは、約６〜約１２重量パーセントであってよい。フィルター要素の作製に関連して使われる他の適切な材料または添加物は、シガレットフィルター設計および製造の当業者なら容易にわかるであろう。例えば、米国特許第５，３８７，２８５号（Ｒｉｖｅｒｓ）を参照されたい。この特許は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００３４】
次に、可塑化繊維製品１４８は、１つまたは複数のロッド製造操作１５０に供することができる。ロッド製造操作１５０は、可塑化繊維製品１４８を成形することを含むことができる。例えば、可塑化繊維製品１４８は、圧縮をするか、または他の方法で成形して連続円柱状ロッド形状にすることができる。
【００３５】
ロッド製造操作１５０は、可塑化繊維製品１４８を断片に切断することを含むことができる。これに関しては、可塑化繊維製品１４８は、長手方向で円柱形状フィルター断片に細分できる。一部の実施形態では、フィルター断片の長さは、１本のシガレットの所望のフィルター要素の長さに基づいて選択できる。さらなる例としての別の実施形態では、フィルター断片を、一本のシガレットのフィルター要素の長さの２倍の長さに切断し、後でフィルター断片を２つに切断してもよい。例えば、フィルター断片で、たばこの２つのロッドを連結した後、フィルター断片を分割して、２本のシガレット用のフィルターを形成できる。
【００３６】
フィルター断片の寸法は、その特定の用途に依存するが、典型的な例では、シガレット用のフィルター断片は、約８０ｍｍ〜約１４０ｍｍの長さで、約１６ｍｍ〜約２７ｍｍの周囲長の範囲である。例えば、１００ｍｍ長さおよび２４．５３ｍｍ周囲長の通常のフィルター断片は、Ｆｉｌｔｒｏｎａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｒｉｃｈｍｏｎｄ、Ｖｉｒｇｉｎｉａから市販されている封入圧力低下試験機：モデルＮｏ．ＦＴＳ−３００を使って、１７．５立方センチ／秒（ｃｃ／ｓｅｃ）の空気流量で測定して、約２００ｍｍ〜約４００ｍｍＨ２Ｏの圧力損失を示す。
【００３７】
また、一部の実施形態では、操作１５０のロッド製造は、可塑化繊維製品１４８をプラグラップ１５２で巻くことを含むことができる。可塑化繊維製品１４８は、それぞれのフィルター材料の末端が露出されたままで残るようにプラグラップ１５２で巻くことができる。プラグラップ１５２は、変えることができる。例えば、米国特許第４、１７４、７１９号（Ｍａｒｔｉｎ）を参照されたい。通常、プラグラップ１５２は、多孔性か、または非多孔性の紙材料である。適切なプラグラップ材料は、市販されている。約１１００コレスタ単位〜約２６０００コレスタ単位の気孔率範囲の代表的プラグラップ紙が、Ｓｃｈｗｅｉｔｚｅｒ−Ｍａｕｄｉｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから、Ｐｏｒｏｗｒａｐ１７−Ｍ１、３３−Ｍ１、４５−Ｍ１、７０−Ｍ９、９５−Ｍ９、１５０−Ｍ４、１５０−Ｍ９、２４０Ｍ９Ｓ、２６０−Ｍ４および２６０−Ｍ４Ｔとして入手できる。また、Ｍｉｑｕｅｌ−ｙ−Ｃｏｓｔａｓから、２２ＨＰ９０および２２ＨＰ１５０として入手できる。非多孔性プラグラップ材料は、通常、約４０コレスタ単位未満の気孔率を示し、約２０コレスタ単位未満の場合も多い。代表的非多孔性プラグラップ紙は、チェコ共和国のＯｌｓａｎｙ  Ｆａｃｉｌｉｔｙ（ＯＰＰａｐｒｉｎａ）からＰＷ６４６として、オーストリアのＷａｔｔｅｎｓｐａｐｉｅｒからＦＹ／３３０６０として、スペインのＭｉｑｕｅｌ−ｙ−Ｃｏｓｔａｓから６４６として、さらにＳｃｈｗｅｉｔｚｅｒ−Ｍａｕｄｕｉｔ  ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌからＭＲ６５０および１８０として入手できる。プラグラップ紙は、可塑化繊維製品１４８に面する表面上には特に、フィルム形成材料層でコートできる。このようなコーティングは、適切な高分子フィルム形成剤（例えば、エチルセルロース、炭酸カルシウム混合エチルセルロース、ニトロセルロース、炭酸カルシウム混合ニトロセルロース、または通常シガレット製造に用いられるタイプの所謂リップリリースコーティング組成物）を使って提供できる。あるいは、プラスチックフィルム（例えば、ポリプロピレンフィルム）を使って、プラグラップ材料として使用できる。例えば、Ｔｒｅｏｆａｎ  Ｇｅｒｍａｎｙ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．ＫＧからＺＮＡ−２０およびＺＮＡ−２５として入手可能な非多孔性ポリプロピレン材料は、プラグラップ材料として利用できる。
【００３８】
必要なら、所謂「巻取紙のない酢セル」フィルター断片を作ることもできる。このような断片は、本明細書で一般的に記述された種類の技術を使って作ることができる。しかし、例えば、成形された可塑化繊維製品１４８に上記を適用することにより、長手方向に伸びるフィルター材料の外面を取り囲むプラグラップ１５２を使うよりは、幾分堅いロッドが提供される。巻取紙のない酢セルフィルターロッドを商業的に製造する技術は、Ｆｉｌｔｒｏｎａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｒｉｃｈｍｏｎｄ、Ｖｉｒｇｉｎｉａが所有している。
【００３９】
従って、成形され、切断された、および／または巻き取られた（または巻取紙のない）フィルター要素１５８は、ロッド製造操作１５０により作ることができる。システム１００は、さらに、シガレット製造操作１６０を行うことができる。シガレット製造操作１６０は、喫煙可能材料１６２の供給品を包装材料１６４で包む喫煙可能ロッドの形成を含むことができる。
【００４０】
喫煙可能ロッドの製造で採用された喫煙可能材料１６２は、変えることができる。例えば、喫煙可能材料１６２は、充填材（例えば、たばこカット充填材など）の携帯であってもよい。本明細書で使われる用語の「充填材」または「カット充填材」は、喫煙可能ロッドの製造での使用に適する形態を有するたばこ材料および他の喫煙可能材料を含むことが意図されている。従って、充填材は、ブレンドされ、シガレット製造業者がいつでも使える状態になっている喫煙可能材料を含むことができる。充填材材料は、通常、従来のシガレット製造の場合と同様に、ストランドまたはシュレッドの形態で用いられる。例えば、カット充填材材料は、約１／２０インチ〜約１／６０インチ、好ましくは、約１／２５インチ〜約１／３５インチの範囲の幅に切断されるシート様または「ストリップ」材料由来のストランドまたはシュレッドの形態で用いることができる。通常、このようなストランドまたはシュレッドは、約０．２５インチ〜約３インチの範囲の長さである。
【００４１】
適切なタイプのたばこ材料に例には、フルーキュアード、バーレー、メリーランドまたはオリエンタルたばこ、希少または特殊たばこ、およびこれらのブレンドが含まれる。たばこ材料は、たばこラミナ；加工たばこ、カットロールまたはカットパフドステム（ｓｔｅｍ）などの加工たばこステム、再構成たばこ材料；またはこれらのブレンドの形態で供給される。喫煙可能材料１６２または喫煙可能材料のブレンドは、基本的にたばこ充填材料から構成できる。また、喫煙可能材料１６２は、シガレット製造の種々の段階で通常行われているように、箱に入れ、表面装飾できる。
【００４２】
典型的な例では、喫煙可能ロッドは、約３５ｍｍ〜約８５ｍｍ、好ましくは、約４０〜約７０ｍｍの範囲の長さ、および約１７ｍｍ〜約２７ｍｍ、好ましくは、約２２．５ｍｍ〜約２５ｍｍの周囲長である。喫煙可能ブレンドが比較的高い充填密度が用いられる場合、特に、短いシガレットロッド（すなわち、約３５〜約５０ｍｍの長さの）を採用できる。
【００４３】
包装材料１６４は変わってもよく、典型的な例では、低空気透過性値を有するシガレット包装材料がある。例えば、このような包装材料１６４は、約５コレスタ単位未満の空気透過性であってもよい。このような包装材料１６４は、セルロースベース繊維（例えば、木材パルプおよび／または亜麻繊維から得られる）および無機充填材材料（例えば、炭酸カルシウムおよび／または水酸化マグネシウム粒子）を含む。適切な包装材料１６４は、基本的に炭酸カルシウムおよび亜麻から構成されるシガレットペーパーである。特に好ましい包装材料１６４は、望ましい低空気透過性を付与するのに十分な量の高分子フィルム形成剤を含む。代表的包装材料１６４は、Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＰ−２５４０−８０、Ｐ−２５４０−８１、Ｐ−２５４０−８２、Ｐ−２５４０−８３、Ｐ−２５４０−８４、およびＰ−２８３１−１０２、ならびにＥｃｕｓｔａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＴＯＤ０３８１６、ＴＯＤ０５５０４、ＴＯＤ０５５６０およびＴＯＤ０５５５１である。
【００４４】
包装材料１６４内に含まれる喫煙可能材料１６２のブレンドの充填密度は、変わってもよい。喫煙可能ロッドの典型的な充填密度は、約１５０〜約３００ｍｇ／ｃｍ３の範囲であってよい。通常、喫煙可能ロッドの充填密度は、約２００〜約２８０ｍｇ／ｃｍ３の範囲である。
【００４５】
さらに、シガレット製造操作１６０は、フィルター要素１５８を喫煙可能ロッドに取り付けることを含むことができる。例えば、フィルター要素１５８および喫煙可能ロッドの一部は、フィルター要素およびたばこロッドを結合し、フィルター要素をたばこロッドの端に連結するように構成された接着剤付きチップ材料１６６により取り囲まれる。
【００４６】
典型的な例では、チップ材料１６６は、チップ材料が喫煙可能ロッドの長さに沿って約３ｍｍ〜約６ｍｍ伸びるように、フィルター要素１５８および喫煙可能ロッドの隣接領域を取り囲む。通常、チップ材料１６６は、従来のペーパーチップ材料である。チップ材料１６６は、変わってもよい透過性を持つことができる。例えば、チップ材料１６６は、基本的に空気不透過性でも、空気透過性でも、または穿孔、開繊またはベント領域を持ち、それによりシガレットに空気希釈が行えるように処理（例えば、機械的またはレーザー穿孔技術により）されてもよい。穿孔の全体表面積およびシガレットの表面に沿った穿孔の位置決めは、シガレットの特性を制御するために、変更できる。
【００４７】
従って、シガレット１６８（または他の喫煙可能物品）は、上記実施形態例に従って、またはシガレット製造システムおよび方法の種々の他の実施形態に基づいて、作ることができる。上述のように、既知の製造方法および装置は、通常、フィルター要素の形成の材料として単一フィルタートウのみを採用するように構成されている。しかし、粒子状フィルター、蒸気吸収、および／または生分解性の改善、などの様々な目的のために、２種以上の材料をフィルター要素中に組み込むことが望ましい場合がある。
【００４８】
投入材料として２種の繊維を受け取るために、フィルター要素を製造するように構成された既知の設備の変更は、課題を生ずる場合がある。例えば、既知の設備は、２種の入力繊維を混合し、フィルターを形成する機能を備えていない。従って、出願者は、本明細書中で、フィルター要素を改善するための、異なる特性を規定可能な２種以上の繊維を組み合わせる方法および装置を提示する。
【００４９】
これに関して、図２は、フローチャート図で示したシステムにより行われる操作によりシガレットまたは他の喫煙物品を作るように構成されたシステム２００の操作の実施形態例を示す。特に、システム２００は、複数の繊維から混合繊維製品を形成するように構成されている。混合繊維は、フィルター要素の形成に採用され、その後、これは、シガレットまたは他の喫煙物品に組み込むことができる。システム２００は、逐次的操作を含むように図示されているが、操作は、必ずしも、示された順に発生する必要はない。さらに、一部の実施形態では、システムは、より少ない、またはより多い数の操作を含むことができる。
【００５０】
図２に示すように、システム２００は、複数の投入繊維を受け取るように構成でき、一部の実施形態では、これは連続的であってもよい。繊維は、システム２００により処理され、フィルター要素を形成できる。示した実施形態では、第１の繊維２０８Ａおよび第２の繊維２０８Ｂは、処理されてフィルター要素を形成する入力材料として受け入れられる。しかし、他の実施形態では、２〜約１０種の異なる繊維（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０種の異なる繊維）などの色々な他の数の繊維を採用できる。従って、下記の説明は、フィルター要素を形成するために採用される特定の数の繊維について一般的に記載するが、この説明は、代表例を示す目的のために提供されており、他の実施形態では、他の異なる数の繊維も採用できることを理解されたい。
【００５１】
第１の繊維２０８Ａは、１つまたは複数の特性（「第１の特性」と呼ぶ）を規定し、第２の繊維２０８Ｂは、１つまたは複数の特性（本明細書では、「第２の特性」と呼ぶ）を規定できる。繊維２０８Ａ、２０８Ｂの１つまたは複数の特性は、同じであってもよく、または１つまたは複数の特性は、異なっていてもよい。繊維２０８Ａ、２０８Ｂは、当業者なら理解できるように、種々の特性を規定できる。
【００５２】
１つの特性は、繊維２０８Ａ、２０８Ｂが最初に供給されたときの形態である。例えば、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの内の片方または両方の繊維は、トウ（すなわち、いくつかの実質的に平行なフィラメント）を規定できる。別の実施形態では、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの内の片方または両方の繊維は、ヤーン（すなわち、連続でも連続でなくてもよいフィラメントの撚った束）を規定できる。従って、非制限的例では、ヤーンは、トウと組み合わせることができ、ヤーンは、ヤーンと組み合わせることができ、またはトウは、トウと組み合わせることができる。
【００５３】
また、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの材料組成は、繊維から作られるフィルター要素の所望の特性に依存して変わってもよい。２つの繊維２０８Ａ、２０８Ｂは、同じ材料組成であっても、または異なる材料組成を含んでもよい。一実施形態例では、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの片方または両方は、セルロースエステル（例えば、酢酸セルロース）またはポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン）、などを含んでもよい。これらの材料組成はよく使われているが、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの片方または両方は、代わりに、または追加して、上述のも以外の異なる材料組成を設定してもよい。これに関して、特定の材料組成は、単独で、または異なる材料組成の繊維と組み合わせて、望ましい特性を保持するものであってもよい。例えば、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの材料組成は、改善された生分解性、改善された粒子状フィルター、および／または改善された蒸気吸収に基づいて選択できる。本明細書で使われる蒸気吸収は、主流煙のガス状成分の物理的または化学的吸収により主流煙の化学組成を変えることを意味する。
【００５４】
これに関し、特定の実施形態では、繊維２０８Ａ、２０８Ｂは、異なるフィルター特性を有するもの、または異なるレベルの生分解性を示すものとして特徴付け出来る。本開示の装置、システム、および方法を使って、同じフィルター要素中でこのような繊維を組み合わせることにより、主流煙の特定の固体、またはガス成分に対し、フィルター要素の全体レベルの生分解性が所望のレベルに調節でき、またはフィルター効率が所望に応じ調節できる。異なるフィルター特性を示す繊維タイプの組み合わせ例は、例えば、２０１０年７月３０日出願の米国特許出願第１２／８４７、２２８号（Ｓｅｂａｓｔｉａｎ）で見つけることができる。
【００５５】
特定の実施形態では、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの内の少なくとも１つは、分解性であると特徴付け出来る。分解の１つの代表的タイプは、生分解性である。分解性ポリマーに関連して使われる用語の「生分解性」は、好気性および／または嫌気性条件下で、細菌、真菌、藻類、および他の微生物の存在下、炭素ジオキシド／メタン、水およびバイオマスに分解する（ヘテロ原子含有材料は、他の生成物、例えば、アンモニアまたは二酸化硫黄を生ずる場合もある）ポリマーを意味する。「バイオマス」は、通常、存在する生物、または生物学的起源の材料と識別不能な腐植質成分に変換された生物の細胞構造中に組み込まれた代謝材料の一部を意味する。
【００５６】
生分解性は、例えば、水、微生物含有溶液、コンポスト材料、または土壌中の試料、などの試料の分解に繋がることが期待される環境条件中に置くことにより、測定できる。分解の程度は、環境条件への所与の暴露期間にわたる試料の重量減を特徴としてもよい。本発明の特定のフィルター要素実施形態の代表的分解率は、６０日間の土壌中埋没後少なくとも約２０％の重量減、または典型的都市ごみコンポスト製造器への１５日間の暴露後少なくとも約３０％の重量減を含む。しかし、生分解率は、使われる分解性粒子のタイプ、残されているフィルター要素の組成、および分解試験に関連する環境条件に依存して広範に変化する可能性がある。米国特許第５，９７０，９８８号（Ｂｕｃｈａｎａｎ  ｅｔ  ａｌ）および同６，５７１，８０２号（Ｙａｍａｓｈｉｔａ）には、分解試験用の代表的試験条件が提示されている。また、プラスチック材料の分解性は、次のＡＳＴＭ試験方法：Ｄ５３３８、Ｄ５５２６、Ｄ５９８８、およびＤ６４００の内の１種または複数の試験を使って測定できる。
【００５７】
本発明の繊維形状で使用できる代表的生分解性材料には、脂肪族ポリエステル、デンプン粒子埋め込み酢酸セルロース繊維、ポリビニルアルコール、デンプン、脂肪族ポリウレタン、ポリエステルアミド、シスポリイソプレン、シスポリブタジエン、ポリ酸無水物、およびこれらの共重合体とブレンドが含まれる。生分解性材料の追加の例には、日本のＴｏｒａｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｉｎｃ．から入手可能で、米国特許第６，９８４，６３１号（Ａｒａｎｉｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ）に記載の熱可塑性セルロース（この特許は参照によって本明細書に組み込まれる）、および熱可塑性ポリエステル、例えば、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＥｃｏｆｌｅｘ（登録商標）脂肪族芳香族コポリエステル材料、または米国特許第６，０８７，４６５号（Ｓｅｐｐaｌa  ｅｔ  ａｌ）に記載のポリ（エステルウレタン）ポリマー（この特許は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる）が含まれる。これらのいずれの生分解性繊維も、その外面上に酢酸セルロースコーティングをさらに含んでもよい。
【００５８】
本発明で都合よく使用できる代表的脂肪族ポリエステルは、構造−［Ｃ（Ｏ）−Ｒ−Ｏ］ｎ−を持ち、式中、ｎは、ポリマー鎖中のモノマーユニットの数を表す整数で、Ｒは、脂肪族炭化水素、好ましくは、Ｃ１〜Ｃ１０アルキレン、より好ましくは、Ｃ１〜Ｃ６アルキレン（例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、など）であり、アルキレン基は直鎖でも、分岐であってもよい。代表的脂肪族ポリエステルには、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）（例えば、ポリ（Ｌ−乳酸）またはポリ（ＤＬ−乳酸））、ポリヒドロキシプロピオナート、ポリヒドロキシバレラート、ポリヒドロキシブチラート、ポリヒドロキシヘキサノアート、およびポリヒドロキシオクタノアート、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリブチレンスクシナートアジパートなどのポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、およびこれらの共重合体（例えば、ポリヒドロキシブチラート−ｃｏ−ヒドロキシバレラート（ＰＨＢＶ））が含まれる。
【００５９】
本発明での使用に適する種々の分解性材料は、例えば、米国特許公開第２００９／０２８８６６９号（Ｈｕｔｃｈｅｎｓ）、同２０１１／００３６３６６号（Ｓｅｂａｓｔｉａｎ）、および２０１０年６月３０日出願の米国特許出願第１２／８２７，６１８号（Ｓｅｂａｓｔｉａｎ  ｅｔ  ａｌ）、２０１０年７月３０日出願の同１２／８４７，２２８号（Ｓｅｂａｓｔｉａｎ）、および２０１１年７月２９日出願の同１３／１９４，０６３号（Ｓｅｂａｓｔｉａｎ  ｅｔ  ａｌ）に記述されている。これら全ての特許は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００６０】
また、繊維２０８Ａ、２０８Ｂは、炭素繊維、イオン交換繊維、および触媒繊維から選択できる。炭素繊維は、前駆物質繊維の制御熱分解により得られる繊維として説明できる。炭素繊維の供給源には、Ｔｏｒａｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｔｏｈｏ  Ｔｅｎａｘ、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ、Ｓｕｍｉｔｏｍｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐ．、Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｚｏｌｔｅｋ  Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ、およびＳＧＬ  Ｇｒｏｕｐ、が含まれる。代表的市販炭素繊維には、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｋｙｎｏｌ、Ｉｎｃから入手可能なＡＣＦ−１６０３−１５およびＡＣＦ−１６０３−２０が含まれる。出発材料、炭素含有繊維の調製方法、および炭素含有繊維のタイプの例は、米国特許第３，３１９，６２９号（Ｃｈａｍｂｅｒｌａｉｎ）、同３，４１３，９８２号（Ｓｕｂｌｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ）、同３，９０４，５７７号（Ｂｕｉｓｓｏｎ）、同４，２８１，６７１号（Ｂｙｎｒｅ  ｅｔ  ａｌ）、同４，８７６，０７８号（Ａｒａｋａｗａ  ｅｔ  ａｌ）、同４，９４７，８７４号（Ｂｒｏｏｋｓ  ｅｔ  ａｌ）、同５，２３０，９６０号（Ｉｉｚｕｋａ）、同５，２６８，１５８号（Ｐａｕｌ、Ｊｒ）、同５，３３８，６０５号（Ｎｏｌａｎｄ  ｅｔ  ａｌ）、同５，４４６，００５号（Ｅｎｄｏ）、同５，４８２，７７３号（Ｂａｉｒ）、同５，５３６，４８６号（Ｎａｇａｔａ  ｅｔ  ａｌ）、同５，６２２，１９０号（Ａｒｔｅｒｂｅｒｙ  ｅｔ  ａｌ）、および同７，２２３，３７６号（Ｐａｎｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、ならびに米国特許公開第２００３／０２００９７３号（Ｘｕｅ  ｅｔ  ａｌ）、同２００６／０２０１５２４号（Ｚｈａｎｇ  ｅｔ  ａｌ）、同２００６／０２３１１１３号（Ｎｅｗｂｅｒｙ  ｅｔ  ａｌ）、および同２００９／０２８８６７２号（Ｈｕｔｃｈｅｎｓ）、に開示されている。これらの全ての特許は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００６１】
イオン交換繊維は、喫煙物品からの主流煙のガス相成分とイオン交換可能な繊維である。このような繊維は、典型的な例では、イオン交換材料粒子を繊維構造中に埋め込むことにより、または繊維をイオン交換樹脂でコーティングすることにより作成される。繊維中に存在するイオン交換材料の量は、変わってもよいが、典型的な例では、イオン交換繊維の全体重量に基づいて、約１０〜約５０重量パーセント、また、さらによく使われるのは、約２０〜約４０重量パーセントである。代表的イオン交換繊維は、米国特許第３，９４４，４８５号（Ｒｅｍｂａｕｍ  ｅｔ  ａｌ）、および同６，７０６，３６１号（Ｅｃｏｎｏｍｙ  ｅｔ  ａｌ）に記載されている。これら両特許は、参照によって本明細書に組み込まれる。イオン交換繊維は、ベラルーシのＦｉｂａｎから市販されている。Ｆｉｂａｎの代表的製品には、ＦＩＢＡＮＡ−１（−Ｎ＋（ＣＨ３）３Ｃｌ−官能基を有する単官能強塩基繊維）、ＦＩＢＡＮＡＫ−２２−１（≡Ｎ、＝ＮＨ、および−ＣＯＯＨ官能基を有する多官能繊維）、ＦＩＢＡＮＫ−１（−ＳＯ３−Ｈ＋官能基を有する単官能強酸繊維）、ＦＩＢＡＮＫ−３（−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、および＝ＮＨ官能基を有する多官能繊維）、ＦＩＢＡＮＫ−４（−ＣＯＯＨ官能基を有する単官能弱酸繊維）、ＦＩＢＡＮＸ−１（イミノ二酢酸繊維）ＦＩＢＡＮＫ−１−１（カリウム−コバルト−フェロシアン化物で変性されたＦＩＢＡＮＫ−１に類似の強酸繊維）、ＦＩＢＡＮＡ−５（−Ｎ（ＣＨ３）２、＝ＮＨ、および−ＣＯＯＨ官能基を有する多官能繊維）、ＦＩＢＡＮＡ−６およびＡ−７（強および弱塩基アミン基を有する多官能繊維）、ＦＩＢＡＮＡＫ−２２Ｂ（ＦＩＢＡＮＫ−３に類似の多官能繊維）、ならびにＦＩＢＡＮ  Ｓ（［ＦｅＯＨ］２＋官能基を有する単官能繊維）が含まれる。
【００６２】
触媒繊維は、１つまたは複数の主流煙のガス相成分の反応を触媒し、それにより、フィルター要素を通して吸い込まれる煙中のガス相成分の存在を減らすか、または除くことができる繊維である。代表的触媒繊維は、一酸化炭素、窒素酸化物、シアン化水素、カテコール、ヒドロキノン、または特定のフェノール、などの主流煙中に存在する１つまたは複数のガス種の酸化を触媒する。本発明で使用される酸化触媒は、典型的な例では、１つまたは複数の主流煙中のガス種を酸化する触媒金属化合物（例えば、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、および酸化セリウム、などの金属酸化物）である。代表的触媒金属化合物は、米国特許第４，１８２，３４８号（Ｓｅｅｈｏｆｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、同４，３１７，４６０号（Ｄａｌｅ  ｅｔ  ａｌ）、同４，９５６，３３０号（Ｅｌｌｉｏｔｔ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０５０，６２１号（Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎ  ｅｔ  ａｌ）、同５，２５８，３４０号（Ａｕｇｕｓｔｉｎｅ  ｅｔ  ａｌ）、同６，５０３，４７５号（ＭｃＣｏｒｍｉｃｋ）、同６，５０３，４７５号（ＭｃＣｏｒｍｉｃｋ、同７，０１１，０９６号（Ｌｉ  ｅｔ  ａｌ）、同７，１５２，６０９号（Ｌｉ  ｅｔ  ａｌ）、同７，１６５，５５３号（Ｌｕａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同７，２２８，８６２号（Ｈａｊａｌｉｇｏｌ  ｅｔ  ａｌ）、同７，５０９，９６１号（Ｓａｏｕｄ  ｅｔ  ａｌ）、同７，５４９，４２７号（Ｄｅｌｌｉｎｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、同７，５６０，４１０号（Ｐｉｌｌａｉ  ｅｔ  ａｌ）、および同７，５６６，６８１号（Ｂｏｃｋ  ｅｔ  ａｌ）、ならびに米国特許公開第２００２／０１６７１１８号（Ｂｉｌｌｉｅｔ  ｅｔ  ａｌ）、同２００２／０１７２８２６号（Ｙａｄａｖ  ｅｔ  ａｌ）、同２００２／０１９４９５８号（Ｌｅｅ  ｅｔ  ａｌ）、同２００２／０１４４５３号（Ｌｉｌｌｙ  Ｊｒ．、ｅｔ  ａｌ）、同２００３／００００５３８号（Ｂｅｒｅｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同２００５／０２７４３９０号（Ｂａｎｅｒｊｅｅ  ｅｔ  ａｌ）、同２００７／０２１５１６８号（Ｂａｎｅｒｊｅｅ  ｅｔ  ａｌ）、同２００７／０２５１６５８号（Ｇｅｄｅｖａｎｉｓｈｖｉｌｉ  ｅｔ  ａｌ）、同２０１０／００６５０７５号（Ｂａｎｅｒｊｅｅ  ｅｔ  ａｌ）、同２０１０／０１２５０３９号（Ｂａｎｅｒｊｅｅ  ｅｔ  ａｌ）、および同２０１０／０１２２７０８号（Ｓｅａｒｓ  ｅｔ  ａｌ）、に記載されている。これら全ての特許は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。触媒繊維は、例えば、触媒材料の粒子を繊維構造中に埋め込むことにより、または繊維を金属酸化物粒子などの触媒材料でコーティングすることにより生成できる。繊維中の存在する触媒材料の量は、変わってもよいが、典型的な例では、イオン交換繊維の全体重量に基づいて、約１０〜約５０重量パーセント、さらによく使われるのは、約２０〜約４０重量パーセントである。国際公開第ＷＯ１９９３／００５８６８号（参照により本明細書に組み込まれる）は、表面処理ホプカライト材料のコーティングにより形成された触媒繊維の使用について記載している。これは、Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ、Ｎｏｒｔｈ  ＣａｒｏｌｉｎａのＮｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈから入手できる��化銅および酸化マンガンの両方を繊維支持体上に含む材料である。
【００６３】
例であるが、導入されたイオン交換基を有する綿および／または再生セルロースは、例えば、吸収用に構成されたイオン交換繊維として採用できる。さらなる例では、ポリ乳酸および／またはポリヒドロキシアルカン酸は、生分解性改善用の１種または複数の繊維として採用できる。また、活性炭繊維は、粒子フィルター性能改善用、および／または蒸気吸収改善用として採用できる。繊維２０８Ａ、２０８Ｂは、生分解性改善、粒子状フィルター性能改善、吸収改善、および／または繊維に関連するいずれかの他の有益な態様のために選択可能ないずれの他の繊維を含んでもよい。さらなる例は、米国特許第３，４２４，１７２号（Ｎｅｕｒａｔｈ）、同４，８１１，７４５号（Ｃｏｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ）、同４，９２５，６０２号（Ｈｉｌｌ  ｅｔ  ａｌ）、同５，２２５，２７７号（Ｔａｋｅｇａｗａ  ｅｔ  ａｌ）、および同５，２７１，４１９（Ａｒｚｏｎｉｃｏ  ｅｔ  ａｌ）、に記述の材料組成を参照されたい。これらの特許のそれぞれは、参照により本明細書に組み込まれる。一実施形態例では、第１の繊維２０８Ａは、酢酸セルロース、またはポリオレフィンなどのセルロースエステルを含んでもよく、第２の繊維２０８Ｂは、綿、再生セルロース、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、活性炭繊維、触媒繊維、酢酸セルロースなどのセルロースエステル、ポリオレフィン、および／またはイオン交換繊維を含んでもよい。それにより、例えば、他の機能（例えば、生分解性改善、粒子状フィルター性能改善、および／または蒸気吸収改善）を提供する一方で、酢酸セルロースの望ましい態様（例えば、味覚およびフィルター）が保持できる。
【００６４】
繊維２０８Ａ、２０８Ｂの他の特性には、そのデニールが含まれる。繊維２０８Ａ、２０８Ｂを規定するフィラメントは、フィラメント当たりのデニール（すなわち、「ｄｐｆ」）が変わってもよく、また、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの全体デニールも同様に、変わってもよい。フィラメント当たりのデニールは、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの個別フィラメントの単位長さ当たりの重量の測定値であり、繊維から作られたフィルター要素の両端の所望の圧力損失を実現するように操作できる。繊維２０８Ａ、２０８Ｂを構成するフィラメントの代表的ｄｐｆ範囲は、デニールを、グラム／９０００メートルの単位で表して、約１．５〜約８であってよい。繊維２０８Ａ、２０８Ｂの全体デニールの代表的範囲は、約１０，０００〜約５０，０００（例えば、約１５，０００または約４０，０００全体デニール）であってよい。フィラメント当たりのデニールおよび／または全体デニールは、繊維２０８Ａ、２０８Ｂのそれぞれの繊維で、同じでも、または異なっていてもよい。
【００６５】
繊維２０８Ａ、２０８Ｂのさらなる特性には、繊維および繊維を規定するフィラメントのサイズと形が含まれる。繊維２０８Ａ、２０８Ｂのサイズと形は、同じでも、または異なってもよい。例えば、繊維２０８Ａ、２０８Ｂは、種々の総体的断面形状で供給でき、および／または繊維を規定する個別フィラメントは、種々の断面形状で供給できる。さらに、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの種々の総体的サイズが、繊維を規定する個別フィラメントの種々のサイズと同様に、採用できる。従って、例えば、第１の繊維２０８Ａは、第２の繊維２０８Ｂの断面積とは異なる、または同じ１つまたは複数の断面積を規定できる。これに関し、第１の繊維２０８Ａの全断面積は、第２の繊維２０８Ｂの全断面積と同じでも、または異なってもよく、また、第１の繊維を規定する個別フィラメントの断面積は、第２の繊維を規定する個別フィラメントの断面積と同じでも、または異なってもよい。
【００６６】
繊維２０８Ａ、２０８Ｂの別の特性は、それに適用される仕上げの特性である。例えば、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの製造の間に、同じ仕上げ、または異なる仕上げを繊維に適用することができる。同じでも、または異なってもよい繊維２０８Ａ、２０８ｂの追加の特性は、それらの融点の特性である。従って、繊維２０８Ａ、２０８Ｂの１つまたは複数の上記特性および／または種々の他の特性は、同じでも、または異なってもよい。
【００６７】
図２に示すように、繊維２０８Ａ、２０８Ｂは、操作２１５のテクスチャリングに供することができる。本明細書で使用されるテクスチャリングは、繊維が少なくとも部分的に相互に絡み合わされるように、テクスチャリング装置中で繊維を組み合わせることを意味する。さらに具体的には、テクスチャリングは、機械的な力を繊維に加えて繊維を交絡させることを意味する。例えば、機械的な力は、繊維を交絡させるために、空気などの流体を繊維の方向に向けることにより繊維に加えてもよい。これに関連して、図２に示すシステム２００では、テクスチャリング操作２１５は、第１の繊維２０８Ａを、第２の繊維２０８Ｂと少なくとも部分的に交絡させて混合繊維製品２３８を生成する。従って、混合繊維製品２３８は、組み合わされて混合繊維製品を形成する繊維２０８Ａ、２０８Ｂの両方の全ての特性を規定できる。
【００６８】
テクスチャリング操作を行うことができるテクスチャリング装置３１２の実施形態例が、シガレット形成システム３００の一部として（模式的に図示されたシステムを形成する装置と共に）図３に示されている。図３に示す実施形態では、テクスチャリング装置３１２は、４種の繊維３０８Ａ〜Ｄを受け取るように構成されているが、他の実施形態では、種々の他の数の繊維も採用可能である。図示されているように、一部の実施形態では、テクスチャリング装置３１２は、クリール３１４から繊維３０８Ａ〜Ｄを受け取ることができる。クリール３１４は、複数のボビン３０８Ａ’〜Ｄ’を含むことができ、これらはそれぞれ、繊維３０８Ａ〜Ｄを保持し、テクスチャリング装置３１２にこれら繊維を供給する。繊維３０８Ａ〜Ｄは、図からわかるように、ヤーン、トウ、個別フィラメント、または他の形態で受け取ることが可能である。
【００６９】
上記のように、テクスチャリング装置３１２は、繊維３０８Ａ〜Ｄを受け取り、繊維を組み合わせて、繊維が少なくとも部分的に相互に絡み合わされ、混合繊維製品３３８を形成するように構成できる。テクスチャリング装置３１２は、繊維３０８Ａ〜Ｄを交絡させる種々の操作を採用できる。これに関しては、上述のように、テクスチャリングは、機械的な力を繊維３０８Ａ〜Ｄに加え、繊維を交絡させることを含むことができる。例えば、テクスチャリング装置３１２は、少なくとも１つの流体流を繊維３０８Ａ〜Ｄの方向に向け、繊維を組み合わせるように構成できる。一実施形態では、流体流は、１つまたは複数の噴出口（例えば、ノズル）により繊維３０８Ａ〜Ｄの方向に向けられた空気流を含むことができる。それにより、テクスチャリング装置３１２は、繊維３０８Ａ〜Ｄを交絡させることができる。一実施形態例では、テクスチャリング装置３１２は、繊維３０８Ａ〜Ｄを仮撚し、繊維を組み合わせることができる。繊維３０８Ａ〜Ｄを仮撚加工は、一実施形態例では、繊維を撚り合わせ、撚った繊維を熱硬化し、さらに、繊維を延伸すること（すなわち、伸張）を含むことができる。本発明での使用に適するテクスチャリング装置の代表的実施形態は、Ｋｅｎｎｅｔｔ  Ｓｑｕａｒｅ、ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａのＴＥＣＨＮＩＳＥＲＶＩＣＥ（登録商標）、Ｉｎｃ．により製造されたＡＩＲＴＥＸ（登録商標）ジェットテクスチャリング機である。テクスチャリングおよびテクスチャリング装置のさらなる例は、米国特許第４，１２５，９２２号（Ｉｒｗｉｎ）、同３，５５３，９５３号（Ｐｏｎｓｏｎ）、同３，３８１，３４６号（Ｂｅｎｓｏｎ）、同３，３２８，８６３号（Ｃｏｂｂ）、同３，２５３，３９６号（Ｆｉｓｈ）、同４，５５９，７７２号（Ｈｅｉｎｒｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ）、同４，３３８，７７６号（Ｋｒｅｎｚｅｒ）、および同４，０６８，３５８号（Ｌｕｔｈｅｒ）、に記載されている。これらのそれぞれの特許は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００７０】
テクスチャリング装置３１２を採用して、繊維３０８Ａ〜Ｄから直接に混合繊維製品３３８を作ることができる。これに関して、テクスチャリング装置３１２により受け取られる繊維３０８Ａ〜Ｄのデニールの全合計は、混合繊維製品３３８の所望のデニールに等しくなるように選択できる。例えば、クリール３１４は、混合繊維製品３３８の所望のデニールに等しい全体デニールを規定する繊維３０８Ａ〜Ｄを収容できる十分なボビン３０８Ａ’〜Ｄ’を含むことができる。
【００７１】
しかし、一実施形態では、中間繊維テクスチャリング装置を、混合繊維製品３３８の形成に採用できる。例えば、中間繊維が用意され、その後、中間繊維が少なくとも部分的に相互に絡み合わされるように中間繊維テクスチャリング装置中で組み合わすことができる。それにより、中間繊維は、組み合わされて混合繊維製品を形成できる繊維３０８Ａ〜Ｄの内の１種を形成できる。このように、プロセスを２段のステップに分割することにより、テクスチャリング装置３１２に直接供給される繊維３０８Ａ〜Ｄの数を減らすことができる。従って、クリール３１４は、より少ないボビン３０８Ａ’〜Ｄ’を含んでもよい。
【００７２】
一部の実施形態では、テクスチャリング装置３１２は、中間繊維を形成する中間繊維テクスチャリング装置として機能でき、また、最終混合繊維製品３３８を形成するテクスチャリング装置としても機能できる。これに関して、テクスチャリング装置３１２は、最初に中間繊維を組み合わせて１つまたは複数の繊維３０８Ａ〜Ｄを形成し、次に、テクスチャリング装置は、繊維３０８Ａ〜Ｄを組み合わせて混合繊維製品３３８を形成できる。例えば、繊維３０８Ａ〜Ｄの内の１種は、中間繊維からの形成後貯蔵でき、その後、繊維３０８Ａ〜Ｄの全てが形成されるとすぐに、それらは、同じテクスチャリング装置で組み合わされて混合繊維製品３３８を形成できる。しかし、代わりの実施形態では、上述のように、１つまたは複数の別々の中間繊維テクスチャリング装置を使って、繊維３０８Ａ〜Ｄを形成でき、またはクリール３１４は、混合繊維製品３３８の所望のデニールに等しい全体デニールを有する繊維を供給するように構成できる。従って、混合繊維製品３３８の所望のデニールは、１つまたは複数のテクスチャリング装置を使って色々な方法で実現できる。
【００７３】
このように、混合繊維製品は、上述のテクスチャリング装置により作ることができる。図２に示すように、上記テクスチャリング操作２１５から得られた混合繊維製品２３８は、操作２４０の可塑剤適用操作に供することができる。可塑剤２４２は、上述の従来の可塑化装置により混合繊維製品２３８に適用できる。しかし、図２に示すシステム２００は、分離操作（例えば、トウ開繊、捲縮除去、およびブルーミング）が必要ないという点で、シガレットを製造するように構成された既存のシステムの実施形態とは、異なる。テクスチャリング装置は、繊維が絡み合わされるように（実質的に均等な繊維の混合分布が与えられるように）、また十分に分離されて可塑剤２４２が混合繊維製品２３８に侵入できるように、上述の方法で繊維２０８Ａ、２０８Ｂを組み合わせることができるので、このことが可能となる。
【００７４】
従って、テクスチャリング装置により行われるテクスチャリング操作２１５を採用したシステム２００の実施形態は、複数の繊維２０８Ａ、２０８Ｂの組み合わせを可能とする点、およびフィルター要素を作るのに必要な操作の数を減らす点の両方の利益を提供できる。さらに、混合繊維製品２３８の作成後に行われる操作は、喫煙物品製造用の従来のシステムで行うものと実質的に同じであってよい。このように、既存のシガレット製造設備を利用できる。例えば、可塑化繊維製品２４８は、可塑化繊維製品がプラグラップ２５２により包装される１つまたは複数のロッド製造操作２５０に供することができる。その後、フィルター要素２５８は、１つまたは複数のシガレット製造操作２６０に供することができる。例えば、喫煙可能材料２６２は、包装材料２６４で包装されて、喫煙可能ロッドを形成でき、フィルター要素２５８および喫煙可能ロッドを、チップ材料２６６を使った包装により連結し、シガレット２６８または他の喫煙可能物品を形成できる。従って、上記システム２００は、テクスチャリング装置を採用して、テクスチャリング装置により作られる混合繊維製品２３８を、ブルーミングされたトウと類似にすることができるために分離操作（例えば、トウ開繊、捲縮除去、およびブルーミング）の必要性をなくすることができる一方で、２種以上の繊維２０８Ａ、２０８Ｂを組み合わせることができる。
【００７５】
図３に戻ると、また、シガレット形成システム３００は、図２に関連して上記で考察の操作に対応する他の装置および部品を含むことができる。これに関して、テクスチャリング装置３１２から出る混合繊維製品３３８は、可塑化装置３４０に入り、ここで可塑剤３４２を混合繊維製品に適用できる。システム３００は、可塑化繊維製品３４８を受け取り、プラグラップ３５２を巻き付けてフィルター要素３５８を形成するロッド製造機３５０をさらに含むことができる。さらに、システム３００は、包装材料３６４で巻かれた喫煙可能材料３６２から形成された喫煙可能ロッドをフィルター要素３５８にチップ材料３６６を使って取り付けるシガレット製造機３６０を含むことができる。従って、シガレット形成システム３００は、図２に関連して上述の操作を行い、シガレット３６８を形成する種々の装置を含むことができる。
【００７６】
図２のシガレットまたは他の喫煙物品を作るように構成された操作システム２００および図３のシガレット形成装置システム３００の他の実施形態もまた、提供される。これに関して、一部の実施形態では、システム２００、３００は、加熱操作２９０を行うように構成されたヒーター３９０を含むことができる。例えば、加熱操作は、フィルター要素２５８’、３５８’に形成される前または後で、混合繊維製品２３８’、３３８’に対し行うことができる。一部の実施形態では、図に示すように、システム２００、３００は、可塑化装置３４０または対応する可塑剤適用操作２４０を含めなくてもよい。従って、一部の実施形態では、混合繊維製品２３８’、３３８’は、最初に可塑化装置３４０による可塑剤適用２４０操作に供されることなく、ロッド製造機３５０に供されて、ロッド製造操作２５０を受け、その後、加熱できる。
【００７７】
これに関して、一部の実施形態では、混合繊維製品２３８’、３３８’の第１の部分は、混合繊維製品２３８’、３３８’の第２の部分の融点（例えば、「第２の融点」）より低い融点（例えば、「第１の融点」）を規定できる。第１の低い融点を有する第１の部分は、第２の部分より低い融点を持つように構成されたポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、エチレン酢酸ビニール、または他の材料組成物を含むことができる。一部の実施形態では、第１の融点は、約１００℃〜約１５０℃、好ましくは、約１２０℃であってよく、第２の部分の融点は、約１６０℃〜約２６０℃、好ましくは、約１７０℃であってもよい。一部の実施形態では、第１の部分の融点は、第２の部分の融点より約２５℃〜約１００℃低くなるように、好ましくは、第２の部分の融点より約５０℃低くなるように構成され、それにより、第２の部分の融解なしに、第１の部分の融解が可能となる。
【００７８】
一部の実施形態では、第１の部分は、混合繊維製品２３８’、３３８’の全体質量または容量の約５％〜約４０％、好ましくは、約２５％を構成することができる。これに関して、第１の部分を採用して、混合繊維製品２３８’、３３８’を一緒に結合する、および／または混合繊維製品をプラグラップ２５２、３５２に結合することができる。しかし、フィルター要素２５８’、３５８’は、内部にガスを通さなければならない。従って、それに関連する過度の圧力損失の増加なしに、内部にガスを通すために、溶融される混合繊維製品２３８’、３３８’の割合が制限される場合がある。
【００７９】
一部の実施形態では、第１の繊維は、第１の融点を有する第１の部分を規定でき、第２の繊維は、第２の融点を有する第２の部分を規定できる。従って、第１の繊維および第２の繊維が絡み合わされ、混合繊維製品２３８’、３３８’に成形され、プラグラップ２５２、３５２で巻かれて、フィルター要素２５８’、３５８’を形成し、ヒーター３９０へ向かい、操作２９０の加熱に供される場合、第１の繊維は、少なくとも部分的に溶融されて第１の繊維を第２の繊維に結合でき、および／またはプラグラップに結合できる。図２と３に示すように、ロッド製造機３５０が混合繊維製品２３８’、３３８’がプラグラップ２５２、３５２で巻かれるロッド製造操作２５０を行った後で、ヒーター３９０は、加熱操作２９０を行うことができる。しかし、他の実施形態では、加熱は、混合繊維製品をプラグラップで巻く操作の前に行うことができる。さらに、システム２００、３００は、可塑化装置３４０による可塑剤適用操作２４０を迂回するように示されているが、一部の実施形態では、ヒーター３９０を使った加熱操作２９０を行うことに加えて、混合繊維製品に可塑剤を適用することも可能である。
【００８０】
上記のように、一部の実施形態では、繊維は、異なる融点を規定できる。別の実施形態では、１つまたは複数の繊維は、第１の融点を有する第１の部分および第２の融点を有する第２の部分の少なくとも一部の両方を規定できる。例えば、図４は、第１の繊維２０８Ａが、第１の断面２０８Ａ’、第２の断面２０８Ａ”を規定し、断面の１つが、ほかの断面より低い融点を規定する実施形態実施形態を示す。特に、第１の断面２０８Ａ’は、第１の融点を規定でき、これは第２の断面２０８Ａ”の融点より低い。従って、ヒーター３９０は、混合繊維製品２３８’、３３８’（例えば、フィルター要素２５８’、３５８’として具体化）を、第１の繊維２０８Ａの第１の断面２０８Ａ’の第１の融点より高いが、第１の繊維の第２の断面２０８Ａ”の融点より低い温度で繊維を加熱する加熱操作２９０に供することができる。また、第２の繊維２０８Ｂは、第１の繊維２０８Ａの第１の断面２０８Ａ’の融点より高い融点を持つことができる。従って、第１の繊維の第２の断面２０８Ａ”または第２の繊維２０８Ｂを溶融することなく、第１の繊維２０８Ａの第１の断面２０８Ａ’が溶融できる。図に示すように、一部の実施形態では、第１の繊維２０８Ａの第１の断面２０８Ａ’は、第２の断面２０８Ａ”で規定されるコアを取り囲むシースを規定できる。図２と３に戻ると、ヒーター３９０および対応する加熱操作２９０は、種々の構成を含むことができる。例えば、ヒーター３９０は、通常のオーブン、赤外ヒーター、マイクロ波、または熱を繊維付与し、その一部を溶融するように構成されたいずれかの他の装置を含むことができる。マイクロ波に関しては、マイクロ波加熱の使用は、溶融するように構成された繊維（または繊維断面）に対し、最も効率的な吸収周波数に合わせたマイクロ波エネルギーの適用により、より短い溶融時間で、より高い効率の加熱を行うことができる。マイクロ波エネルギー加熱は、加熱される材料の熱伝導率とは無関係である。特定の実施形態では、マイクロ波エネルギーの使用と併用して、溶融するように構成された繊維（または繊維断面）は、塩材料などの極性添加剤を配合し、マイクロ波エネルギー由来の加熱効果を高めることができる。代表的マイクロ波加熱システムは、Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ、ＮＣのＬａｍｂｄａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手できる。また、マイクロ波加熱システムは、米国特許公開第２００７／０２８４０３４号（Ｆａｔｈｉｅｔａｌ）に記載されている。この特許は、参照によって本明細書に組み込まれる。このように、一部の実施形態では、変数周波数マイクロ波および／または他のヒーターを採用して、フィルター繊維を加熱し、溶融フィルター要素２９２、３９２を作ることができる。
【００８１】
また、関連方法の実施形態も提供される。これに関して、図５は、シガレットフィルター要素の形成方法の実施形態例を示す。図に示すように、方法は、操作４００で特性を規定する第１の繊維を用意すること、操作４０２で第２の特性を規定する第２の繊維を用意すること、操作４０４で第１の繊維が少なくとも部分的に第２の繊維と絡み合わされて混合繊維製品を形成するようにテクスチャリング装置で第１の繊維および第２の繊維を組み合わせること、および、操作４０５で混合繊維製品をプラグラップ中に少なくとも部分的に封入すること、を含むことができる。一部の実施形態では、第１の繊維の第１の特性は、第２の繊維の第２の特性とは異なり、一方、他の実施形態では、特性は、同じである。
【００８２】
一部の実施形態では、上記の操作の内の実線で示す特定の１つの操作は、修正、または他の操作と組み合わすことができる。これらに対する追加の操作は、点線で示されている。例えば、方法は、操作４０６で第１の中間繊維を用意すること、操作４０８で第２の中間繊維を用意すること、および操作４１０で第１の中間繊維が第２の中間繊維と少なくとも部分的に絡み合わされて第１の繊維を形成するように、第１の中間繊維および第２の中間繊維を中間繊維テクスチャリング装置で組み合わせること、をさらに含んでもよい。図示していないが、第２の繊維は、同じ方式で、または類似の方式で形成できる。
【００８３】
さらに、操作４０４で第１の繊維および第２の繊維をテクスチャリング装置で組み合わせることは、操作４１２で第１の繊維および第２の繊維を仮撚加工すること含む。さらに、操作４０４で第１の繊維および第２の繊維をテクスチャリング装置で組み合わせることは、操作４１４で少なくとも１つの流体流を第１の繊維および第２の繊維の方向に向けることを含んでもよい。また、操作４１４で流体流を第１の繊維および第２の繊維の方向に向けることは、操作４１６で空気流を第１の繊維および第２の繊維の方向に向けることを含んでもよい。例えば、仮撚加工することは、空気ジェットを繊維の方向に向けることを採用してもよい。また、方法は、操作４１７で、可塑剤を混合繊維製品に適用し、可塑化繊維製品を形成することを含んでもよい。さらに、一部の実施形態では、混合繊維製品の第１の部分は、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の融点を規定できる。従って、方法はまた、操作４１８で混合繊維製品を第１の融点より高いかまたは同じで、第２の融点より低い温度で加熱することを含んでもよい。
【００８４】
上述のシガレット製造操作１６０、２６０は、従来の自動化シガレットロッド製造機を使って行うことができる。代表的シガレットロッド製造機は、Ｍｏｌｉｎｓ  ＰＬＣまたはＨａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ  Ｋｏｒｂｅｒ  ＆  Ｃｏ．ＫＧから市販されているタイプである。例えば、ＭｋＸ（Ｍｏｌｉｎｓ  ＰＬＣから市販）またはＰＲＯＴＯＳ（Ｈａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ  Ｋｏｒｂｅｒ  ＆  Ｃｏ．ＫＧから市販）として既知のタイプのシガレットロッド製造機を採用できる。ＰＲＯＴＯＳシガレット製造機は、米国特許第４、４７４、１９０号（Ｂｒａｎｄ）の５列、４８行〜 ８列、３行に記載されている。この特許は、参照により本明細書に組み込まれる。また、シガレットの製造に適する設備のタイプは、米国特許第４，７８１，２０３号（ＬａＨｕｅ）、同４，８４４，１００号（Ｈｏｌｚｎａｇｅｌ）、同５，１３１，４１６号（Ｇｅｎｔｒｙ）、同５，１５６，１６９号（Ｈｏｌｍｅｓ  ｅｔ  ａｌ）、同５，１９１，９０６号（Ｍｙｒａｃｌｅ，Ｊｒ．  ｅｔ  ａｌ）、同６，６４７，８７８号（Ｂｌａｕ  ｅｔ  ａｌ）、同６，８４８，４４９号（Ｋｉｔａｏ  ｅｔ  ａｌ）、および同６，９０４，９１７号（Ｋｉｔａｏ  ｅｔ  ａｌ）、ならびに米国特許公開第２００３／０１４５８６６号（Ｈａｒｔｍａｎ）、同２００４／０１２９２８１号（Ｈａｎｃｏｃｋ  ｅｔ  ａｌ）、同２００５／００３９７６４号（Ｂａｒｎｅｓ  ｅｔ  ａｌ）、および同２００５／００７６９２９号（Ｆｉｔｚｇｅｒａｌｄ  ｅｔ  ａｌ）、に記述されている。これらの特許のそれぞれは、参照により本明細書に組み込まれる。
【００８５】
本開示に従って作られるフィルター要素は、喫煙可能材料の燃焼用に構成された従来のシガレット中に組み込むことができ、また、米国特許第４，７５６，３１８号（Ｃｌｅａｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同４，７１４，０８２号（Ｂａｎｅｒｊｅｅ  ｅｔ  ａｌ）、同４，７７１，７９５号（Ｗｈｉｔｅ  ｅｔ  ａｌ）、同４，７９３，３６５号（Ｓｅｎｓａｂａｕｇｈ  ｅｔ  ａｌ）、同４，９８９，６１９号（Ｃｌｅａｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同４，９１７，１２８号（Ｃｌｅａｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同４，９６１，４３８号（Ｋｏｒｔｅ）、同４，９６６，１７１号（Ｓｅｒｒａｎｏ  ｅｔ  ａｌ）、同４，９６９，４７６号（Ｂａｌｅ  ｅｔ  ａｌ）、同４，９９１，６０６号（Ｓｅｒｒａｎｏ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０２０，５４８号（Ｆａｒｒｉｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０２７，８３６号（Ｓｈａｎｎｏｎ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０３３，４８３号（Ｃｌｅａｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０４０，５５１号（Ｓｃｈｌａｔｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０５０，６２１号（Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０５２，４１３号（Ｂａｋｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０６５，７７６号（Ｌａｗｓｏｎ）、同５，０７６，２９６号（Ｎｙｓｔｒｏｍ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０７６，２９７号（Ｆａｒｒｉｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０９９，８６１号（Ｃｌｅａｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同５，１０５，８３５号（Ｄｒｅｗｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ）、同５，１０５，８３７号（Ｂａｒｎｅｓ  ｅｔ  ａｌ）、５，１１５，８２０号（Ｈａｕｓｅｒ  ｅｔ  ａｌ）、同５，１４８，８２１号（Ｂｅｓｔ  ｅｔ  ａｌ）、同５，１５９，９４０号（Ｈａｙｗａｒｄ  ｅｔ  ａｌ）、同５，１７８，１６７号（Ｒｉｇｇｓ  ｅｔ  ａｌ）、同５，１８３，０６２号（Ｃｌｅａｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同５，２１１，６８４号（Ｓｈａｎｎｏｎ  ｅｔ  ａｌ）、同５，２４０，０１４号（Ｄｅｅｖｉ  ｅｔ  ａｌ）、同５，２４０，０１６号（Ｎｉｃｈｏｌｓ  ｅｔ  ａｌ）、同５，３４５，９５５号（Ｃｌｅａｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ）、同５，３９６，９１１号（Ｃａｓｅｙ、ＩＩＩ  ｅｔ  ａｌ）、同５，５５１，４５１号（Ｒｉｇｇｓ  ｅｔ  ａｌ）、同５，５９５，５７７号（Ｂｅｎｓａｌｅｍ  ｅｔ  ａｌ）、同５，７２７，５７１号（Ｍｅｉｒｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ）、同５，８１９，７５１号（Ｂａｒｎｅｓ  ｅｔ  ａｌ）、同６，０８９，８５７号（Ｍａｔｓｕｕｒａ  ｅｔ  ａｌ）、同６，０９５，１５２号（Ｂｅｖｅｎ  ｅｔ  ａｌ）、および同６，５７８，５８４号（Ｂｅｖｅｎ、に記述のシガレットタイプ内に組み込むことができる。これらの特許は、参照により本明細書に組み込まれる。またさらに、上記で提供された説明に従って作られるフィルター要素は、Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙから「Ｐｒｅｍｉｅｒ」および「Ｅｃｌｉｐｓｅ」の商標で市販されているシガレットタイプ内に組み込むことができる。例えば、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ  ｔｈａｔ  Ｈｅａｔ  Ｉｎｓｔｅａｄ  ｏｆ  Ｂｕｒｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ、Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｍｏｎｏｇｒａｐｈ（１９８８）ａｎｄ  Ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ  Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ、１２：５、ｐ．１−５８（２０００）、に記載のこれらのタイプのシガレットを参照されたい。この文献は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００８６】
例えば、図６は、本明細書で開示の装置、システム、および方法により作ることができるシガレット６００の形の喫煙物品の分解図を示す。シガレット６００は、周囲を取り囲む包装材料６１６中に収容された喫煙可能充填材材料の充填物またはロール状物のほぼ円柱状のロッド６１２を含む。ロッド６１２は、通常、「たばこロッド」と呼ばれている。たばこロッド６１２の端部は、開かれており、喫煙可能充填材材料を露出している。シガレット６００は、包装材料６１６に適用された１つの任意のバンド６２２（例えば、フィルム形成剤、例えば、デンプン、エチルセルロース、またはナトリウムアルギナートなどの印刷コーティング）を有するように図示され、そのバンドがシガレットロッド６１２をシガレット６００の長軸を横切る方向で取り囲む。すなわち、バンド６２２は、シガレット６００の長軸に対し横方向を与える。バンド６２２は、包装材料６１６の内面上（すなわち、喫煙可能充填材材料に面して）か、または、あまり好ましくないが、包装材料の外面上に印刷できる。シガレットは、１つの任意のバンドを有する包装材料を備えることができるが、また、シガレットは、２つ、３つ、または４つ以上の数の間隔を置いて配置された任意のバンドをさらに有する包装材料を備えることができる。
【００８７】
たばこロッド６１２の末端は、点火端６１８で、吸い口端６２０は、可塑化および／または溶融繊維品６２６に位置する。可塑化および／または溶融繊維品６２６は、本明細書に開示の装置、システム、および方法により作ることができる。これに関し、可塑化および／または溶融繊維品６２６は、可塑剤が適用され、および／または混合繊維製品の一部が溶融している第１の特性を規定する第１の繊維および第２の特性を規定する第２の繊維を含む上述の混合繊維製品の実施形態を含んでもよい。従って、可塑化および／または溶融繊維品６２６は、テクスチャリング装置により行われるテクスチャリング操作および可塑化装置による可塑剤適用操作、および／またはヒーターにより行われる加熱操作により作ることができる。
【００８８】
可塑化および／または溶融繊維品６２６は、ほぼ円柱状形状を持ち、その直径は、基本的にたばこロッド６１２の直径に等しくてよい。可塑化および／または溶融繊維品６２６は、外周囲長または長軸方向外面に沿って外側プラグラップ６２８の層により取り囲まれてフィルター要素を形成する。フィルター要素は、フィルター要素およびたばこロッドが同一軸上に端と端とをつないで、好ましくは、相互に当接して整列されるように、たばこロッド６１２の隣接する一端に配置される。フィルター要素の端部は、空気および煙が流れるのを可能にする。
【００８９】
通気口を設けた、または空気希釈された喫煙物品は、任意の空気希釈手段、例えば、それぞれの孔がチップ材料６４０およびプラグラップ６２８を貫通して伸びる一連の穿孔６３０を備えることができる。任意の穿孔６３０は、当業者には既知の種々の技術、例えば、レーザー穿孔技術により作ることできる。あるいは、所謂、オフライン空気希釈技術（ｏｆｆ−ｌｉｎｅ  ａｉｒ  ｄｉｌｕｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を使うことができる（例えば、多孔性ペーパープラグラップおよび予穿孔チップ材料の使用により）。空気希釈された、または通気口を設けたシガレットでは、空気希釈またはベンチレーションの量または度合いは、変わってもよい。よくある例としては、空気希釈シガレット用の空気希釈の量は、約１０パーセントを越え、通常は、約２０パーセントより大きく、約３０パーセントより大きい場合も多く、また、ときには、約４０パーセントを越える場合もある。典型的な例では、空気希釈シガレットに対する空気希釈の上限レベルは、約８０パーセント未満で、多くの場合、約７０パーセント未満である。本明細書で使われる用語の「空気希釈」は、空気希釈手段を通して吸い込まれる空気の容量の、シガレットを通して吸い込まれ、シガレット吸い口末端部分から出ていく空気と煙の全容積に対する比率（パーセンテージで表して）である。フィルター要素の全長およびたばこロッド６１２の隣接領域の両方を取り囲むチップ材料６４０（例えば、基本的に空気不透過性チップ材料）を使って、可塑化および／または溶融繊維品６２６を、たばこロッド６１２に取り付けることができる。チップ材料６４０の内面は、適切な接着剤を使って、プラグラップ６２８の外面およびたばこロッドの包装材料６１６の外面にしっかり固定される。従って、フィルター要素およびたばこロッドは、相互に連結され、シガレット６００を形成する。
【００９０】
従来の自動化シガレット製造機の部品と操作は、シガレット製造機設計および操作の当業者には、自明であろう。例えば、いくつかのタイプの煙管、たばこ充填材供給設備、吸着コンベヤシステムおよびガーニチャーシステムの部品および操作の説明は、米国特許第３，２８８，１４７号（Ｍｏｌｉｎｓ  ｅｔ  ａｌ）、同３，９１５，１７６号（Ｈｅｉｔｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ）、同４，２９１，７１３号（Ｆｒａｎｋ）、同４，５７４，８１６号（Ｒｕｄｓｚｉｎａｔ）、同４，７３６，７５４号（Ｈｅｉｔｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ）、同４，８７８，５０６号（Ｐｉｎｃｋ  ｅｔ  ａｌ）、同５，０６０，６６５号（Ｈｅｉｔｍａｎｎ）、同５，０１２，８２３号（Ｋｅｒｉｔｓｉｓ  ｅｔ  ａｌ）、および同６，３６０，７５１号（Ｆａｇｇ  ｅｔ  ａｌ）、ならびに米国特許公開第２００３／０１３６４１９号（Ｍｕｌｌｅｒ）、に記述されている。これらの特許のそれぞれは、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で記載のタイプの自動化シガレット製造機は、所望の長さの形成された喫煙可能ロッドに細分できる形成された連続シガレットロッド（または他の喫煙可能ロッド）を提供する。
【００９１】
前出の記載で提示された教示の助けがあれば、本開示の分野に属する当業者なら、本開示の多くの修正および他の実施形態を思いつくであろう。また、本開示の範囲または趣旨を逸脱することなく、本開示の変更と修正がなし得ることは、当業者には明らかであろう。従って、本開示は、開示された具体的実施形態に限定されることはなく、修正および他の実施形態は、添付請求項の範囲内に含まれることが意図されていることが理解されよう。特定の用語が本明細書で採用されているが、それらは、一般的な、説明的な意味のみで使われており、限定を目的とするものではない。
【図１】
2014526277.tif 000003
【図２】
2014526277.tif 000004
【図３】
2014526277.tif 000005
【図４】
2014526277.tif 000006
【図５】
2014526277.tif 000007
【図６】
2014526277.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月21日(2014.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シガレットフィルター要素を形成する方法であって、
第１の繊維を用意すること、
第２の繊維を用意することであって、
前記第１の繊維および前記第２の繊維が、前記第１および第２の繊維の仕上
げの差異、前記第１および第２の繊維の材料組成の差異、前記第１および
第２の繊維の全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールの差異、
または、前記第１および第２の繊維のサイズまたは形状の差異を示す第２
の繊維を用意すること、
前記第１の繊維が、前記第２の繊維と少なくとも部分的に絡み合わされて混合繊
維製品を形成するように、前記第１の繊維および第２の繊維を、テクスチャリ
ング装置で、空気流を前記第１の繊維および第２の繊維の方向に向けることに
より組み合わせること、および
前記混合繊維製品を少なくとも部分的にプラグラップ中に封入すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の繊維および前記第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることの前に、前記第１の繊維がトウを規定し、前記第２の繊維が第２のトウを規定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の繊維および前記第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることの前に、前記第１の繊維がトウを規定し、前記第２の繊維がヤーンを規定する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１の中間繊維を用意すること、
第２の中間繊維を用意すること、および
前記第１の中間繊維と前記第２の中間繊維を少なくとも部分的に絡み合わせて前
記第１の繊維を形成するように、前記第１の中間繊維および前記第２の中間繊
維を中間繊維テクスチャリング装置で組み合わせること、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の繊維および第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることが、前記第１の繊維および前記第２の繊維を仮撚加工することを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記混合繊維製品に可塑剤を適用することをさらに含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記混合繊維製品の第１の部分が、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の融点を規定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記混合繊維製品を、前記第１の融点以上で、前記第２の融点より低い温度に加熱することをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の繊維および前記第２の繊維が、異なるフィルター特性または異なるレベルの生分解性を持つように、前記第１の繊維および前記第２の繊維が異なる材料組成を有する
【請求項１０】
前記混合繊維製品が、ブルーミングされたトウに類似しており、従って、前記繊維が可塑剤の前記混合繊維製品への侵入を可能とするために十分に分離されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の繊維がセルロースエステルを含み、前記第２の繊維が再生セルロースを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
混合繊維製品であって、
第１の繊維、および
第２の繊維、
を含み、
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる仕上げ、全体デニール、また
はフィラメント当たりのデニールを規定し、または前記混合繊維製品の第
１の部分が、前記混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の
融点を規定し、
空気流を前記第１の繊維および前記第２の繊維に向けることにより、前記第
１の繊維が、前記第２の繊維と少なくとも部分的にテクスチャリング装置
により絡み合わされる混合繊維製品、および
プラグラップ、
を含むシガレットフィルター要素。
【請求項１３】
前記第１の繊維および前記第２の繊維が異なるフィルター特性または異なるレベルの生分解性を有するように、前記第１の繊維および前記第２の繊維が、異なる材料組成を有する請求項１２に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１４】
前記混合繊維製品の第１の部分が、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の融点を規定する請求項１２に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１５】
前記第１の繊維が、セルロースエステルおよびポリオレフィンの内の少なくとも１種を含む請求項１２に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１６】
前記第２の繊維が、
綿、
再生セルロース、
ポリ乳酸、
ポリヒドロキシアルカン酸、
活性化炭素繊維、
触媒繊維、
セルロースエステル、
ポリオレフィン、および
イオン交換繊維、
からなる群より選択される請求項１５に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１７】
前記第１の繊維がセルロースエステルを含み、前記第２の繊維が再生セルロースを含む請求項１６に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１８】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる断面積を規定する請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１９】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる仕上げを規定する請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項２０】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールを規定する請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項２１】
前記第１の繊維および前記第２の繊維の内の少なくとも１つが生分解性である請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項２２】
喫煙可能材料のロッド、ならびに前記喫煙可能材料のロッドおよび前記シガレットフィルター要素の少なくとも一部を取り囲むチップ材料、と組み合わせた請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素を含むシガレット。
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月13日(2014.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シガレットフィルター要素を形成する方法であって、
第１の繊維を用意すること、
第２の繊維を用意することであって、
前記第１の繊維および前記第２の繊維が、前記第１および第２の繊維の仕上
げの差異、前記第１および第２の繊維の材料組成の差異、前記第１および
第２の繊維の全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールの差異、
または、前記第１および第２の繊維のサイズまたは形状の差異を示す第２
の繊維を用意すること、
前記第１の繊維が、前記第２の繊維と少なくとも部分的に絡み合わされて混合繊
維製品を形成するように、前記第１の繊維および第２の繊維を、テクスチャリ
ング装置で、空気流を前記第１の繊維および第２の繊維の方向に向けることに
より組み合わせること、および
前記混合繊維製品を少なくとも部分的にプラグラップ中に封入すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の繊維および前記第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることの前に、前記第１の繊維がトウを規定し、前記第２の繊維が第２のトウを規定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の繊維および前記第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることの前に、前記第１の繊維がトウを規定し、前記第２の繊維がヤーンを規定する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１の中間繊維を用意すること、
第２の中間繊維を用意すること、および
前記第１の中間繊維と前記第２の中間繊維を少なくとも部分的に絡み合わせて前
記第１の繊維を形成するように、前記第１の中間繊維および前記第２の中間繊
維を中間繊維テクスチャリング装置で組み合わせること、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の繊維および第２の繊維を前記テクスチャリング装置で組み合わせることが、前記第１の繊維および前記第２の繊維を仮撚加工することを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記混合繊維製品に可塑剤を適用することをさらに含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記混合繊維製品の第１の部分が、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の融点を規定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記混合繊維製品を、前記第１の融点以上で、前記第２の融点より低い温度に加熱することをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の繊維および前記第２の繊維が、異なるフィルター特性または異なるレベルの生分解性を持つように、前記第１の繊維および前記第２の繊維が異なる材料組成を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記混合繊維製品が、ブルーミングされたトウに類似しており、従って、前記繊維が可塑剤の前記混合繊維製品への侵入を可能とするために十分に分離されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の繊維がセルロースエステルを含み、前記第２の繊維が再生セルロースを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
混合繊維製品であって、
第１の繊維、および
第２の繊維、
を含み、
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる仕上げ、全体デニール、また
はフィラメント当たりのデニールを規定し、または前記混合繊維製品の第
１の部分が、前記混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の
融点を規定し、
空気流を前記第１の繊維および前記第２の繊維に向けることにより、前記第
１の繊維が、前記第２の繊維と少なくとも部分的にテクスチャリング装置
により絡み合わされる混合繊維製品、および
プラグラップ、
を含むシガレットフィルター要素。
【請求項１３】
前記第１の繊維および前記第２の繊維が異なるフィルター特性または異なるレベルの生分解性を有するように、前記第１の繊維および前記第２の繊維が、異なる材料組成を有する請求項１２に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１４】
前記混合繊維製品の第１の部分が、混合繊維製品の第２の部分の第２の融点より低い第１の融点を規定する請求項１２に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１５】
前記第１の繊維が、セルロースエステルおよびポリオレフィンの内の少なくとも１種を含む請求項１２に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１６】
前記第２の繊維が、
綿、
再生セルロース、
ポリ乳酸、
ポリヒドロキシアルカン酸、
活性化炭素繊維、
触媒繊維、
セルロースエステル、
ポリオレフィン、および
イオン交換繊維、
からなる群より選択される請求項１５に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１７】
前記第１の繊維がセルロースエステルを含み、前記第２の繊維が再生セルロースを含む請求項１６に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１８】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる断面積を規定する請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項１９】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる仕上げを規定する請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項２０】
前記第１の繊維が、前記第２の繊維とは異なる全体デニールまたはフィラメント当たりのデニールを規定する請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項２１】
前記第１の繊維および前記第２の繊維の内の少なくとも１つが生分解性である請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素。
【請求項２２】
喫煙可能材料のロッド、ならびに前記喫煙可能材料のロッドおよび前記シガレットフィルター要素の少なくとも一部を取り囲むチップ材料、と組み合わせた請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のシガレットフィルター要素を含むシガレット。
【国際調査報告】
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