(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙物品用のラッパーの生成に用いられる触媒改質ウェブ充填剤であって、
ウェブ充填剤材料と、
前記ウェブ充填剤材料へと固定されたナノ粒子一酸化炭素触媒と、
を含むことを特徴とする触媒改質ウェブ充填剤。
【請求項２】
前記ナノ粒子一酸化炭素触媒がナノ粒子酸化鉄触媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の触媒改質ウェブ充填剤。
【請求項３】
ウェブと、
触媒改質ウェブ充填剤と、
を含む請求項１に記載の喫煙物品用のラッパー。
【請求項４】
前記ナノ粒子一酸化炭素触媒がナノ粒子酸化鉄触媒であることを特徴とする請求項３に記載のラッパー。
【請求項５】
前記ナノ粒子一酸化炭素触媒が、酸化鉄以外のナノ粒子触媒を更に含むことを特徴とする請求項４に記載のラッパー。
【請求項６】
前記ナノ粒子酸化鉄触媒が、ＦｅＯＯＨ、α−Ｆｅ2Ｏ3、γ−Ｆｅ2Ｏ3、又はその混合物を含むことを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載に記載のラッパー。
【請求項７】
前記ウェブ充填剤材料が、第ＩＩ族、第ＩＩＩ族又は第ＩＶ族金属の酸化物、炭酸塩、又は水酸化物を含むことを特徴とする請求項３に記載のラッパー。
【請求項８】
請求項３に記載のラッパーを有するタバコロッドを備えた喫煙物品。
【請求項９】
前記ナノ粒子一酸化炭素触媒の前記ウェブ充填剤に対する比率（重量パ−セント）が、０．１〜３．０であることを特徴とする請求項８に記載の喫煙物品。
【請求項１０】
前記ラッパーが、前記喫煙物品のプラグラップ、オーバーラップ又はタバコウェブであることを特徴とする請求項８に記載の喫煙物品。
【請求項１１】
前記ラッパーが、前記喫煙物品の燃料要素及び／又は膨張管をオーバーラップすることを特徴とする請求項８に記載の喫煙物品。
【請求項１２】
前記ラッパーが、前記喫煙物品の熱源を囲むことを特徴とする請求項８に記載の喫煙物品。
【請求項１３】
前記ラッパーが、熱源と香味ベッドとの間にあることを特徴とする請求項１に記載の喫煙物品。
【請求項１４】
前記ラッパーが、タバコカット充填剤により囲まれる内側管であることを特徴とする請求項８に記載の喫煙物品。
【請求項１５】
前記ナノ粒子触媒がナノ粒子酸化鉄触媒を含み、前記ウェブ充填剤材料が炭酸カルシウムを含むことを特徴とする請求項８に記載の喫煙物品。
【請求項１６】
前記ナノ粒子酸化鉄触媒の平均粒子サイズが０．１〜１０ｎｍであり、前記炭酸カルシウムが、前記ラッパーの１０〜６０％の重量を構成することを特徴とする請求項１５に記載の喫煙物品。
【請求項１７】
前記ラッパーが、半径方向内側部分及び半径方向外側部分を有し、前記半径方向内側部分が前記ナノ粒子一酸化炭素触媒の第１の充填量を有し、前記半径方向外側部分が前記ナノ粒子一酸化炭素触媒の第２の充填量を有することを特徴とする請求項８に記載の喫煙物品。
【請求項１８】
（ｉ）前記ナノ粒子一酸化炭素触媒及び前記ウェブ充填剤材料の水性スラリーを形成する段階と、
（ｉｉ）任意選択的に前記水性スラリーを担持表面上に広げる段階と、
（ｉｉｉ）前記水性スラリーを乾燥させて水を蒸発させ、前記触媒改質ウェブ充填剤を形成する段階と、
を含む請求項１に記載の触媒改質ウェブ充填材を作製する方法。
【請求項１９】
（ｉ）液相から前記ナノ粒子一酸化炭素触媒を前記ウェブ充填剤材料上に沈殿させる段階と、
（ｉｉ）前記液相の少なくとも一部を除去する段階と、
（ｉｉｉ）沈殿ナノ粒子一酸化炭素を有する前記ウェブ充填剤材料を乾燥させて前記液相の残りを蒸発させ、前記触媒改質ウェブ充填剤を形成する段階と、
を含む請求項１に記載の触媒改質ウェブ充填剤を作製する方法。
【請求項２０】
前記ナノ粒子一酸化炭素触媒を気相から前記ウェブ充填剤材料上に堆積する段階を含み、
前記ナノ粒子一酸化炭素触媒がＦｅＯＯＨ、α−Ｆｅ2Ｏ3、γ−Ｆｅ2Ｏ3、又はその混合物を含み、前記ウェブ充填剤材料がＣａＣＯ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＣＯ3、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）2から成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の触媒改質ウェブ充填剤を作製する方法。
【請求項２１】
（ｉ）触媒改質ウェブ充填剤とセルロ−ス材料とを製紙機械の形成区域内のヘッドボックスに供給する段階と、
（ｉｉ）前記触媒改質ウェブ充填剤及び前記セルロ−ス材料を含む水性スラリーを前記製紙機械の形成区域上に堆積させて、前記触媒改質ウェブ充填剤が分配されたベースウェブを形成する段階と、
（ｉｉｉ）前記ベースウェブから水を除去して中間ウェブのシートを形成する段階と、を含む請求項３に記載の方法。
【請求項２２】
（ｉ）セルロ−ス材料を製紙機械の形成区域の第１のヘッドボックスに供給する段階と、
（ｉｉ）前記第１のヘッドボックスから前記製紙機械の形成区域上に水性スラリーを堆積させて前記セルロ−ス材料のベースウェブを形成する段階と、
（ｉｉｉ）前記触媒改質ウェブ充填剤を前記ベースウェブ上に分配する段階と、
（ｉｖ）前記ベースウェブから水を除去して中間ウェブのシートを形成する段階と、
を含む請求項３に記載のラッパーを製造する方法。
【請求項２３】
（ｉ）セルロ−ス材料を含む完成紙料を製紙機械の形成区域の第１のヘッドボックスに供給する段階と、
（ｉｉ）前記製紙機械を通して担持ウェブを輸送する段階と、
（ｉｉｉ）触媒改質ウェブ充填剤を前記担持ウェブ上に堆積する段階と、
（ｉｖ）前記第１のヘッドボックスから水性スラリーを前記担持ウェブ上に堆積させて、前記担持ウェブが埋め込まれた前記セルロ−ス材料のパルプウェブを形成する段階と、
（ｖ）前記パルプウェブから水を除去してシートを形成する段階と、
（ｖｉ）前記シートを取り上げる段階と、
を含む請求項３に記載のラッパーを製造する方法。
【請求項２４】
前記ラッパーが二層ラッパーであって、
（ｉ）第１の完成紙料組成物を保持する第１のヘッドボックスから前記二層ラッパーペーパーの第１の層を製紙機械のワイヤ上に堆積する段階と、
（ｉｉ）触媒改質ウェブ充填剤を含む第２の完成紙料組成物を保持する第２のヘッドボックスから前記二層ラッパーの第２の層を前記第１の層の一部の上に堆積する段階と、
（ｉｉｉ）前記第１の層及び前記第２の層から水を除去して単一シートを形成する段階と、
（ｉｖ）前記シートを取り上げる段階と、
を含む請求項３に記載のラッパーを製造する方法。
【請求項２５】
（ｉ）ラッパーの生成に用いられるウェブ充填剤材料にナノ粒子一酸化炭素触媒を組み込み、触媒改質ウェブ充填剤を形成する段階と、
（ｉｉ）前記ラッパーを作製する段階と、
（ｉｉｉ）タバコを含むカット充填剤を紙巻タバコ製造機械に供給する段階と、
（ｉｖ）前記ラッパーを前記カット充填剤の周りに配置して前記喫煙物品のタバコロッド部分を形成する段階と、
を含む請求項８に記載の喫煙物品を作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、３５ＵＳＣ§１１９により、「触媒充填剤を備えた紙巻タバコラッパー及びその製造方法」と題された、２００３年６月１３日に出願された米国仮出願第６０／４７７，９２２号に対する優先権を主張し、該出願の開示事項の全ては引用により本明細書に組み込まれる。
以下の説明では、特定の構造及び方法を参照するが、このような参照は、これらの構造及び方法が適用し得る法規定の下で先行技術として好適であるとの承諾として必ずしも解釈すべきではない。出願人は、参照した主題の何れもが先行技術を構成しないものと明示する権利を留保する。
紙巻タバコ（シガレット）又は葉巻のような喫煙物品は、吸煙する間の主流煙及び静止燃焼の間の副流煙の両方を生成する。主流煙及び副流煙両方の１つの成分は、一酸化炭素（ＣＯ）である。煙中の一酸化炭素は還元することが望ましい。
【０００２】
喫煙物品のための触媒、吸着剤、及び／又は酸化体は、以下に開示される。すなわち、Ｓｎｉｄｅｒ他に付与された米国特許第６，３７１，１２７号、Ｂｏｗｅｎ他に付与された米国特許第６，２８６，５１６号、Ｙａｍａｚａｋｉ他に付与された米国特許第６，１３８，６８４号、Ｒｏｎｇｖｅｄに付与された米国特許第５，６７１，７５８号、Ｑｕｉｎｃｙ，ＩＩＩ他に付与された米国特許第５，３８６，８３８号、Ｓｈａｎｎｏｎ他に付与された米国特許第５，２１１，６８４号、Ｄｅｆｆｅｖｅｓ他に付与された米国特許第４，７４４，３７４号、Ｃｏｈｎに付与された米国特許第４，４５３，５５３号、Ｏｗｅｎｓの米国特許第４，４５０，８４７号、Ｓｅｅｈｏｆｅｒ他に付与された米国特許第４、１８２、３４８号、Ｍａｒｔｉｎ他に付与された米国特許第４，１０８，１５１号、米国特許第３，８０７，４１６号、及び米国特許第３，７２０，２１４号である。また、国際特許ＷＯ０２／２４００５号、国際特許ＷＯ８７／０６１０４号、国際特許ＷＯ００／４０１０４号及び米国特許出願公開番号２００２／０００２９７９Ａ１号、２００３／００３７７９２Ａ１号及び２００２／００６２８３４Ａ１号も触媒、吸着剤、及び／又は酸化体を述べる。
【０００３】
鉄及び／又は酸化鉄は、タバコ製品（例えば米国特許第４，１９７，８６１号、第４，４８９，７３９号及び第５，７２８，４６２号を参照）に用いられるように記載されている。酸化鉄は、着色剤として（例えば米国特許第４，１１９，１０４号、第４，１９５，６４５号、第５，２８４，１６６号）、及び燃焼調節剤として（例えば米国特許第３，９３１，８２４号、第４，１０９，６６３号及び第４，１９５，６４５号）記載されており、味、色及び／又は外観を改善する（例えば米国特許第６，０９５，１５２号、第５，５９８，８６８号、第５，１２９，４０８号、第５，１０５，８３６号及び第５，１０１，８３９号）のに用いられてきた。
今日までの開発にも関わらず、喫煙中に喫煙物品の主流煙中の一酸化炭素の量を減少させる方法及び組成物を更に改善し効率的なものとする必要性が依然としてある。
【０００４】
【特許文献１】米国仮出願第６０／４７７，９２２号公報
【特許文献２】米国特許第６，３７１，１２７号公報
【特許文献３】米国特許第６，２８６，５１６号公報
【特許文献４】米国特許第６，１３８，６８４号公報
【特許文献５】米国特許第５，６７１，７５８号公報
【特許文献６】米国特許第５，３８６，８３８号公報
【特許文献７】米国特許第５，２１１，６８４号公報
【特許文献８】米国特許第４，７４４，３７４号公報
【特許文献９】米国特許第４，４５３，５５３号公報
【特許文献１０】米国特許第４，４５０，８４７号公報
【特許文献１１】米国特許第４、１８２、３４８号公報
【特許文献１２】米国特許第４，１０８，１５１号公報
【特許文献１３】米国特許第３，８０７，４１６号公報
【特許文献１４】米国特許第３，７２０，２１４号公報
【特許文献１５】国際特許ＷＯ０２／２４００５号公報
【特許文献１６】国際特許ＷＯ８７／０６１０４号公報
【特許文献１７】国際特許ＷＯ００／４０１０４号公報
【特許文献１８】米国特許出願公開番号２００２／０００２９７９Ａ１号公報
【特許文献１９】米国特許出願公開番号２００３／００３７７９２Ａ１号公報
【特許文献２０】米国特許出願公開番号２００２／００６２８３４Ａ１号公報
【特許文献２１】米国特許第４，１９７，８６１号公報
【特許文献２２】米国特許第４，４８９，７３９号公報
【特許文献２３】米国特許第５，７２８，４６２号公報
【特許文献２４】米国特許第４，１１９，１０４号公報
【特許文献２５】米国特許第４，１９５，６４５号公報
【特許文献２６】米国特許第５，２８４，１６６号公報
【特許文献２７】米国特許第３，９３１，８２４号公報
【特許文献２８】米国特許第４，１０９，６６３号公報
【特許文献２９】米国特許第６，０９５，１５２号公報
【特許文献３０】米国特許第５，５９８，８６８号公報
【特許文献３１】米国特許第５，１２９，４０８号公報
【特許文献３２】米国特許第５，１０５，８３６号公報
【特許文献３３】米国特許第５，１０１，８３９号公報
【特許文献３４】米国特許第５，１４３，０９８号公報
【特許文献３５】米国特許第５，３４２，４８４号公報
【特許文献３６】米国特許第５，４７４，０９５号公報
【特許文献３７】米国特許第５，９９７，６９１号公報
【特許文献３８】米国特許第６，０２６，８２０号公報
【特許文献３９】米国特許第５，９８８，１７６号公報
【特許文献４０】米国特許第５，９１５，３８７号公報
【特許文献４１】米国特許第５，６９２，５２６号公報
【特許文献４２】米国特許第５，６９２，５２５号公報
【特許文献４３】米国特許第５，６６６，９７６号公報
【特許文献４４】米国特許第５，４９９，６３６号公報
【特許文献４５】米国特許第５，３８８，５９４号公報
【特許文献４６】米国特許第５，３４５，９５１号公報
【特許文献４７】米国特許出願第１０／３１４，４４９号公報
【特許文献４８】米国特許出願番号第１０／２８６，９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
喫煙物品の好ましい実施形態はラッパー（巻紙）を有する紙巻タバコのタバコロッドを備え、該ラッパーがウェブと、ウェブ充填剤材料と、ナノ粒子一酸化炭素触媒とを含み、ウェブ充填剤材料がナノ粒子触媒を担持する。好ましくは、ナノ粒子一酸化炭素触媒は、炭酸カルシウムに担持されたナノ粒子の酸化鉄触媒を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
喫煙物品を製造するための好ましい方法は、（ｉ）任意選択的に、ラッパーの生成に用いられるウェブ充填剤材料にナノ粒子一酸化炭素触媒を組み込み、触媒改質ウェブ充填剤を形成する段階と、（ｉｉ）任意選択的に、触媒改質ウェブ充填剤を含むラッパーを作製する段階と、（ｉｉｉ）タバコを含むカット充填剤を紙巻タバコ製造機械に供給する段階と、（ｉｖ）ナノ粒子一酸化炭素触媒を担持するウェブ充填剤材料を含むラッパーをカット充填剤の周りに配置して喫煙物品のタバコロッド部分を形成する段階とを含む。この方法は、任意選択的に、段階（ｉｉ）の前に触媒改質ウェブ充填剤を焼成する段階と、及び／又は（ｖ）第２のラッパーをタバコロッド部分の周りに配置する段階とを含む。
【０００７】
喫煙物品のラッパーの好ましい実施形態は、ペーパーウェブ及びペーパーウェブ上に担持された触媒改質ウェブ充填剤を含み、この触媒改質ウェブ充填剤は、ウェブ充填剤材料ナノ粒子一酸化炭素触媒を含む。
紙巻タバコペーパーを製造する別の好ましい方法は、（ｉ）ナノ粒子一酸化炭素触媒を担持するウェブ充填剤材料を含む触媒改質ウェブ充填剤及びセルロ−ス材料を製紙機械の形成区域のヘッドボックスに供給する段階と、（ｉｉ）触媒改質ウェブ充填剤及びセルロ−ス材料を含む水性スラリーを製紙機械の形成区域上に堆積させて、触媒改質ウェブ充填剤がその中に分配されたベースウェブを形成する段階と、（ｉｉｉ）ベースウェブから水を除去して中間ウェブを形成する段階とを含む。この方法は、任意選択的に段階（ｉｉｉ）の前に触媒改質ウェブ充填剤を焼成する段階を含む。
【０００８】
触媒改質ウェブ充填剤を含む紙巻タバコペーパーを製造する別の好ましい方法は、（ｉ）セルロ−ス材料を製紙機械の形成区域の第１のヘッドボックスに供給する段階と、（ｉｉ）第１のヘッドボックスから製紙機械の形成区域上に水性スラリーを堆積させてセルロ−ス材料のベースウェブを形成する段階と、（ｉｉｉ）ナノ粒子一酸化炭素触媒を担持するウェブ充填剤材料を含む触媒改質ウェブ充填剤をベースウェブ上に分配する段階と、（ｉｖ）ベースウェブから水を除去して中間ウェブを形成する段階とを含む。本方法は、任意選択的に、段階（ｉｉｉ）の前に触媒改質ウェブ充填剤を焼成する段階と、及び／又は触媒改質ウェブ充填剤をベースウェブの繊維網状組織内に分配する段階とを含み、層によって中間ウェブ上にバンド、縞、又は格子パタ−ンが形成される。
【０００９】
二層紙巻タバコペーパーを製造する好ましい方法は、（ｉ）第１の完成紙料組成物を保持する第１のヘッドボックスから二層紙巻タバコペーパーの第１の層を製紙機械のワイヤ上に堆積する段階と、（ｉｉ）ナノ粒子一酸化炭素触媒を担持するウェブ充填剤材料から構成された触媒改質ウェブ充填剤を含む第２の完成紙料組成物を保持する第２のヘッドボックスから二層紙巻タバコペーパーの第２の層を第１の層の一部上に堆積する段階と、（ｉｉｉ）第１の層及び第２の層から水を除去して中間ウェブの単一シートを形成する段階とを含む。本方法は、任意選択的に触媒改質ウェブ充填剤を焼成する段階を含む。
【００１０】
紙巻タバコを製造する好ましい方法は、（ｉ）セルロ−ス材料を含む完成紙料を製紙機械の形成区域の第１のヘッドボックスに供給する段階と、（ｉｉ）製紙機械を通して担持ウェブを輸送する段階と、（ｉｉｉ）ナノ粒子一酸化炭素触媒を担持するウェブ充填剤材料を含む触媒改質ウェブ充填剤を担持ウェブ上に堆積する段階と、（ｉｖ）第１のヘッドボックスから水性スラリーを担持ウェブ上に堆積させて、担持ウェブがその中に埋め込まれたセルロ−ス材料のベースウェブを形成する段階と、（ｖ）ベースウェブから水を除去してシートを形成する段階と、（ｖｉ）シートを取り上げる段階とを含む。
【００１１】
喫煙物品のためのラッパーの生成に用いられる好ましい触媒改質ウェブ充填剤は、ウェブ充填剤材料とウェブ充填剤材料上に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒とを含む。
ウェブ充填剤材料上に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒を含む触媒改質ウェブ充填剤を作製する好ましい方法は、（ｉ）ナノ粒子一酸化炭素触媒及びウェブ充填剤材料の水性スラリーを形成する段階と、（ｉｉ）任意選択的に水性スラリーを担持表面上に広げる段階と、（ｉｉｉ）水性スラリーを乾燥させて水を蒸発させ、触媒改質ウェブ充填剤を形成する段階とを含む。
【００１２】
ウェブ充填剤材料上に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒を含む触媒改質ウェブ充填剤を作製する別の好ましい方法は、（ｉ）液相からナノ粒子一酸化炭素触媒をウェブ充填剤材料上に沈殿させる段階と、（ｉｉ）液相の少なくとも一部を除去する段階と、（ｉｉｉ）ウェブ充填剤を乾燥させて液相の残りを蒸発させ、触媒改質ウェブ充填剤を形成する段階とを含む。
【００１３】
ウェブ充填剤材料上に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒を含む触媒改質ウェブ充填剤を作製する別の好ましい方法は、気相からウェブ充填剤材料上にナノ粒子一酸化炭素触媒を堆積する段階を含み、ナノ粒子一酸化炭素触媒は、ＦｅＯＯＨ、α−Ｆｅ2Ｏ3、γ−Ｆｅ2Ｏ3、又はその混合物を含み、ウェブ充填剤材料は、ＣａＣＯ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＣＯ3、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）2から成る群から選択される。
【００１４】
紙巻タバコの好ましい実施形態は、ラッパーを有するタバコロッドを含み、該ラッパーは、繊維セルロ−ス材料のウェブ及び充填量のウェブ充填剤材料を含み、ウェブ充填剤材料の少なくとも一部が鉱物粒子及び該鉱物粒子に担持されたナノ粒子を含む。
製紙工程に用いるための完成紙料の好ましい実施形態は、触媒改質ウェブ充填剤及びセルロ−ス材料を含む水性スラリーを含む。
紙巻タバコラッパーの好ましい実施形態は、ウェブ充填剤材料を有するウェブを含み、ウェブ充填剤材料の少なくとも一部はＦｅＯＯＨを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
触媒の紙、触媒改質ウェブ充填剤の組成物、紙巻タバコ、ウェブ充填剤材料としてラッパーに組み込まれたナノ粒子添加剤を用いる段階を含む喫煙物品を作るための方法は、一酸化炭素を二酸化炭素に転化するための酸化剤及び／又は一酸化炭素を二酸化炭素に転化するための触媒として作用することができる。ナノ粒子添加剤は、主流煙中の一酸化炭素の量を減少させる。
【００１６】
用語「主流」煙は、タバコロッドを伝わり、フィルタ端部を通って出る気体混合物、すなわち紙巻タバコの喫煙中に紙巻タバコの口端部から出るか、又は吸込まれる煙量を指す。主流煙は、着火領域及び紙巻タバコのラッパーの両方を通して吸込まれる煙を含む。
【００１７】
好ましい実施形態のナノ粒子酸化鉄触媒などの一酸化炭素（ＣＯ）酸化触媒は、紙巻タバコのような喫煙物品のラッパーのウェブ充填剤材料に組み込むことができる。このようなラッパーは、喫煙物品を組み立てるのに用いられ、喫煙中に消費される。理論に縛られることは望まないが、喫煙中は、組み込まれたナノ粒子触媒が、気体流中の構成気体成分を触媒し、例えば、一酸化炭素触媒がＣＯを触媒して、式１に従って喫煙物品の気体流中の酸素（Ｏ2）と反応し二酸化炭素（ＣＯ2）を形成することにより、主流及び副流の紙巻タバコ煙中のＣＯのレベルを低下させると考えられる。
２ＣＯ＋Ｏ2＝２ＣＯ2      式１
また、触媒反応に引き続いて、触媒は酸化剤としても作用することができ、例えば酸素非存在下で気体流中のＣＯを酸化して主流及び／又は副流煙中のＣＯレベルを低下させることができると考えられている。
【００１８】
図１（ａ）を参照すると、喫煙物品１００の好ましい実施形態は、タバコロッド部分９０及びフィルタ先端部９２を有する。任意選択的に、喫煙物品１００の実施形態は、フィルタ先端部９２を使用せずに実施することができる。好ましくは、タバコロッド部分９０は、紙巻タバコ（タバコ）ラッパー１０４で包まれたタバコ１０２のコラムを含む。図１（ｂ）の拡大図に示すように、ラッパー１０４は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）のようなウェブ充填剤材料１０８の粒子が分散した繊維セルロ−ス材料１０６のウェブを含む。実際には、ウェブ充填剤材料１０８は、ラッパー１０４の透過性（典型的にはＣＯＲＥＳＴＡの単位で測定され、これは、１．０キロパスカルの圧力低下で１立方センチメ−トルの材料を１分間で通過する立方センチメ−トルで測定された空気の量で定義される）を求めるための作用物として働き、一酸化炭素触媒のナノ粒子、好ましくは酸化鉄のナノ粒子の担持体としても機能する。所望であれば、ラッパー１０４は、任意選択的に、無触媒ウェブ充填剤材料１１０を含むことができる。ウェブ充填剤材料は、ラッパー１０４を生成するために用いられる充填剤材料である。
【００１９】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、ナノ粒子一酸化炭素触媒が第１のラッパーのウェブ充填剤材料上に第２の最外側のラッパーと共に担持される喫煙物品の実施形態を示す。図２（ａ）の実施形態では、喫煙物品１００は、第１の内側ラッパー１１２で囲まれた紙巻タバコタバコカラム１０２を含む。図２（ｂ）の拡大図に示されるように、第１のラッパー１１２は、ウェブ１１４と、ウェブ充填剤材料上に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒１１６とを含む。所望であれば、第１のラッパー１１２は、任意選択的に無触媒ウェブ充填剤材料１１８を含むことができる。ウェブ充填剤材料は、第１のラッパー１１２を生成する際に用いられる充填剤材料である。第１の内側ラッパー中のナノ粒子一酸化炭素触媒のウェブ充填剤材料に対する比率（重量パ−セント）は、０．１〜３．０が好ましく、更に好ましくは比率０．１〜１．０、最も好ましくは比率０．３３〜１．０である。喫煙物品１００は、第１のラッパー１１２を囲む第２のラッパー１２０を有する。第２の外側ラッパー１２０中のナノ粒子一酸化炭素触媒の総量は、所与の単一紙巻タバコ１００に対して１ｍｇ未満であることが好ましく、更に好ましくは第２のラッパー１２０は、ナノ粒子一酸化炭素触媒を含まず、紙巻タバコ１００の外観がナノ粒子触媒によりどのようにも着色されていないようにする。例示的な実施形態では、第１のラッパー中のナノ粒子一酸化炭素触媒の総量は１０〜１００ｍｇであり、第２のラッパー中では１ｍｇ未満、好ましくは０ｍｇであり、及び／又は第１のラッパー１１２中のナノ粒子一酸化炭素触媒に対する第２のラッパー１２０中のナノ粒子一酸化炭素触媒の比率（重量パ−セント）は０．２５未満である。
【００２０】
図３（ａ）は、ナノ粒子一酸化炭素触媒を含むラッパーを備える喫煙物品の実施形態を示す。図３（ａ）の実施形態では、喫煙物品１００は、紙巻タバコカラム１０２及びラッパー１２２を含む。図３（ｂ）の拡大図に示すように、ラッパー１２２は、ウェブ１２４及びウェブ充填剤材料上に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒１２６を含む。所望であれば、ラッパー１２２は、任意選択的に無触媒ウェブ充填剤材料１２８を含むことができる。ウェブ充填剤材料は、ラッパー１２２を生成するのに用いられる充填剤材料である。ラッパー１２２は、半径方向内側部分１３０及び半径方向外側部分１３２を有し、該半径方向内側部分１３０が第１の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒を有し、半径方向外側部分１３２が第２の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒を有する。1つの実施形態では、ナノ粒子一酸化炭素触媒の第１の充填量は、第２の充填量よりも多い。例えば、所与の単一の紙巻タバコ１００に対するラッパー中の第１の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒は最大１００ｍｇまでとすることができ、第２の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒は１ｍｇ未満とすることができる。好ましくは、ナノ粒子一酸化炭素触媒の第２の充填量はゼロである。別の実施形態では、ナノ粒子一酸化炭素触媒の半径方向内側部分１３０中のウェブ充填剤材料に対する比率（重量パ−セント）は、好ましくは０．１〜３．０、更に好ましくは０．１〜１．０、最も好ましくは０．３３〜１．０である。半径方向外側部分１３２中のナノ粒子一酸化炭素触媒の総充填量は、好ましくは１ｍｇ未満、更に好ましくはゼロｍｇである。
【００２１】
「ナノ粒子」とは、粒子の平均粒径がミクロン未満であることを意味する。ナノ粒子触媒の平均粒径は、好ましくは約５００ｎｍ未満、更に好ましくは約３００〜４００ｎｍ未満、更に好ましくは１〜５０ｎｍ、更に好ましくは１〜１０ｎｍ、最も好ましくは約５ｎｍ未満である。ナノ粒子触媒の嵩密度は、好ましくは０．２５ｇ／ｃｃ未満、好ましくは約０．０５ｇ／ｃｃである。好ましいナノ粒子触媒のＢｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）表面積は、約２０ｍ2／ｇ〜４００ｍ2／ｇ、更に好ましくは約２００ｍ2／ｇ〜約３００ｍ2／ｇである。高温ナノ粒子一酸化炭素触媒の例には、ナノ粒子酸化鉄触媒が含まれる。好ましいナノ粒子酸化鉄触媒は、ペンシルベニア州キングオブプロシアのＭａｃｈ  Ｉ、Ｉｎｃ．から入手可能なＮＡＮＯＣＡＴ７超微粉酸化鉄である。ナノ粒子酸化鉄触媒は、ＦｅＯＯＨ、α−Ｆｅ2Ｏ3、γ−Ｆｅ2Ｏ3、又はその混合物を含むことができる。
【００２２】
ナノ粒子一酸化炭素触媒は、紙巻タバコラッパーを生成する際にウェブ充填剤材料として用いられる充填剤材料にナノ粒子一酸化炭素触媒を固定することによりラッパーに組み込まれる。ウェブ充填剤材料は、第ＩＩ族、第ＩＩＩ族又は第ＩＶ族金属の酸化物、炭酸塩、又は水酸化物を含むこともでき、或いはＣａＣＯ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2のようなケイ酸塩、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＣＯ3、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）2から成る群から選択することもできる。好ましい実施例では、ウェブ充填剤材料はＣａＣＯ3又は紙巻タバコペーパー製造に用いられる他の従来の充填剤材料である。所望であれば、ラッパーペーパーは、ナノ粒子一酸化炭素触媒を含まないウェブ充填剤材料を含んでもよい。
【００２３】
喫煙物品の好ましい実施形態では、ナノ粒子酸化鉄触媒は、ＦｅＯＯＨ、α−Ｆｅ2Ｏ3、γ−Ｆｅ2Ｏ3、又はその混合物を含む。触媒改質ウェブ充填剤は、好ましくは、ＣａＣＯ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2のようなケイ酸塩、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＣＯ3、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）2から成る群から選択される充填剤粒子に固定されたナノ粒子酸化鉄触媒を含む。触媒改質ペーパーウェブ充填剤の平均粒子サイズは、０．１〜１０ミクロン、好ましくは１．５ミクロン以下である。
【００２４】
別の好ましい実施形態では、喫煙物品中のナノ粒子一酸化炭素触媒の総量は、ＣＯの少なくとも一部をＣＯ2に転化するのに有効な量である。紙巻タバコでは、触媒／紙巻タバコの好ましい量は、１〜１００ｍｇ、１〜５０ｍｇ又は５０〜１００ｍｇ、２〜２５ｍｇ又は２５〜５０ｍｇ、１〜１５ｍｇ又は１５〜４０ｍｇ、又は４〜１０ｍｇ又は１０〜２０ｍｇである。
【００２５】
１つの方法においては、ナノ粒子酸化鉄触媒のようなナノ粒子一酸化炭素触媒は、ナノ粒子一酸化炭素触媒及びウェブ充填剤材料の水性スラリーを形成することによりＣａＣＯ3のようなウェブ充填剤材料で担持される。この工程で用いられるＣａＣＯ3は、ペンシルベニア州ベツレヘムのＳｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓから市販されているＡＬＢＡＣＡＲ７  ５９７０などの製紙工程で用いられる充填剤材料と同じものであってもよい。スラリーは、例えば、ドクターブレードで該スラリーを広げ、次いで乾燥させて水を蒸発させ固体を残すことにより広げられる。スラリーを乾燥させる１つの方法には、７５ＥＣでの輻射ランプのような熱源により加熱しながら空気中で曝露することが含まれるが、真空ろ過した後に乾燥させるといった他の方法を用いてもよい。
【００２６】
触媒及び充填剤は、どのような望ましい量で供給してもよく、例えば１０〜９０％触媒及び９０〜１０％ウェブ充填剤材料とすることができる。乾燥スラリーは、スラリーのナノ粒子一酸化炭素触媒の充填量に応じて粉末状物質又は自己担持固体塊を形成する。例えば、炭酸カルシウム上にナノ粒子酸化鉄の５０〜６０重量％未満の触媒充填量を含むスラリーでは、スラリーは乾燥して粉末状物質となり、炭酸カルシウム上にナノ粒子酸化鉄の約６０〜７０重量％より多い触媒充填量を含むスラリーでは、スラリーは乾燥して自己担持固体塊となる。触媒改質ウェブ充填剤、例えばナノ粒子酸化鉄触媒／ＣａＣＯ3粒子のようなナノ粒子一酸化炭素触媒を担持するウェブ充填剤材料をラッパーに組み込む前に、触媒改質ェブ充填剤の平均粒子サイズを減少させて、平均粒子サイズ０．１〜１０ミクロン、好ましくは約１ミクロン又はそれ未満とすることができる。例えば、触媒改質ウェブ充填剤では、ボ−ルミル摩砕を行い、例えば、１００〜３００ｒｐｍで２〜４時間１ｃｍメノウ摩砕ボ−ルを用いて摩砕により粉末にすることができる。ボ−ルミル摩砕は、スラリーを乾燥して粉末状物質にする場合には必ずしも必要ではない。次に、製紙工程によって触媒改質ウェブ充填剤、例えばナノ粒子一酸化炭素触媒／ウェブ充填剤材料をラッパーに組み込むことができる。例えば、触媒改質ウェブ充填剤は、製紙工程で充填剤材料として用いることができる。好ましい実施形態では、ラッパー中のウェブ充填剤材料（触媒改質ウェブ充填剤及び／又は触媒を用いないウェブ充填剤材料の両方）のレベルは、３〜５０％とすることができる。
【００２７】
別の方法では、ＣａＣＯ3のようなウェブ充填剤材料の粒子は、ナノ粒子一酸化炭素触媒及びウェブ充填剤材料の水性スラリーを形成し、スラリーを乾燥して触媒改質ウェブ充填剤を形成し、次に触媒改質ウェブ充填剤を焼成することにより、ナノ粒子酸化鉄触媒のようなナノ粒子一酸化炭素触媒に対応する。スラリーは、実質的に、第１の方法に関して上に記載したように形成される。スラリーを乾燥して自己担持固体塊を形成し、ボ−ルミル摩砕して粉末を形成した後（触媒改質ウェブ充填剤のサイズを減少させる必要がある場合）、触媒改質ウェブ充填剤を適切な焼成温度、例えば最大５００℃まで、好ましくは２００℃〜４００℃まで１〜３時間、好ましくは２時間のような適切な時間期間加熱することにより触媒改質ウェブ充填剤を焼成する。
【００２８】
摩砕を用いた５０／５０ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）酸化鉄ナノ粒子触媒／ＣａＣＯ3混合物を含む触媒改質ウェブ充填剤を作製する例示的な工程は、次のように行うことができる。
１．１５０ｌｂの蒸留水及び２５ｌｂのＣａＣＯ3を５５ガロンステンレス鋼反応がまに入れて混合する。
２．継続して混合しながら２５ｌｂのＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）酸化鉄ナノ粒子触媒をゆっくりと加える。
３．残りの５０ｌｂ水を加えた後２時間最高許容速度で混合する。
４．ブフナー漏斗（２５ｃｍ）及びフラスコ（２０００ｍｌ）を用いてスラリーを真空ろ過し、ろ過ケーキにする。
５．ろ過ケーキを小さな１インチ部片に切断し、フライパン（パン１４”−１０”−２”）に入れる。
６．ろ過ケーキを凍結乾燥する。
７．パンを真空ベルに入れ、１１０ＥＣで２４時間真空乾燥する。
８．（回転ミル）、セラミックボ−ル、及びシリンダを用い、この粉末を６時間摩砕する。
９．３００ＥＣで２時間焼成する。
【００２９】
スプレー乾燥を利用して５０／５０ＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）酸化鉄ナノ粒子触媒／ＣａＣＯ3混合物を含む触媒改質ウェブ充填剤を作製する例示的な工程は、次のように行うことができる。
１．重量で１部のＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）酸化鉄ナノ粒子触媒及び１部のＣａＣＯ3を１２部の水に加えることにより水スラリー中に含まれる触媒混合物を調製する。混合物を撹拌して均質なスラリーを得る（少なくとも３０分）。
２．スラリーをスプレー乾燥機に供給する。
３．気温を調節して（例えば気温１７５ＥＣ）乾燥粉末を得る。
４．乾燥に使用される温度に応じて、焼成は任意である。焼成を実施する場合には、３００ＥＣで２時間行うことができる。
【００３０】
ナノ粒子一酸化炭素触媒は、あらゆる適切な技術によりウェブ充填剤材料に固定することができる。例えば、ナノ粒子一酸化炭素触媒は、液相からウェブ充填剤材料上にナノ粒子酸化鉄触媒を沈殿させるか、気相からウェブ充填剤材料上にナノ粒子酸化鉄触媒を堆積させることによりウェブ充填剤材料と組み合わせることができる。
【００３１】
好ましい実施形態によれば、触媒改質ウェブ充填剤、例えばナノ粒子一酸化炭素触媒／ウェブ充填剤材料は、従来の製紙工程でラッパーに組み入れられる。例えば、触媒改質ウェブ充填剤は、製紙工程の充填剤材料の全て又は一部として用いることもでき、或いは、湿潤又は乾燥ベースウェブ上にスプレー又はコーティングすること等によりラッパー上に直接分配することもできる。紙巻タバコのような喫煙物品を生成する際には、紙巻タバコ製造機械によりカット充填剤の周りにラッパーを巻きつけて喫煙物品のタバコロッド部分を形成し、該紙巻タバコ製造機械には、タバコカット充填剤及び１つ又はそれ以上のラッパーのリボンが予め供給されているか、もしくは連続的に供給される。
【００３２】
カット充填剤にはあらゆる適切なタバコ混合物を用いることができる。適切な種類のタバコ材料の例には、黄色種、Ｂｕｒｌｅｙ、Ｍａｒｙｌａｎｄ又はＯｒｉｅｎｔａｌタバコ、希少又は特殊タバコ、及びそのブレンドが含まれる。タバコ材料は、タバコラミナ、体積膨張又はパフタバコのような加工タバコ材料、カットロール又はカットパフ茎のような加工タバコ茎、再生タバコ材料、又はそのブレンドの形態で提供することができる。また、タバコにはタバコ代替物も含むことができる。
【００３３】
紙巻タバコ製造では、タバコは通常、カット充填剤の形態、すなわち約１／１０インチ〜約１／２０インチの範囲、更には１／４０インチの幅に切断した断片又はストランドの形態で用いられる。ストランドの長さは、約０．２５インチ〜約３．０インチの間の範囲である。紙巻タバコは更に、当技術分野で公知の１つ又はそれ以上の香料又は他の添加剤（例えば、焦がし添加物、燃焼改質剤、着色剤、結合剤等）を含むことができる。
【００３４】
ラッパーは、カット充填剤を囲むどのような包装紙であってもよく、亜麻、麻、ケナフ、エスパルトグラス、稲わら、セルロ−ス等が含まれる。任意選択的に充填剤材料、香料添加剤、及び焦がし添加物を含むことができる。ラッパーは、紙巻タバコ製造機械に供給されるときに、連続シート（モノラップ）の単ボビンから供給することもでき、複数ボビン（２つのボビンからの二重ラップのようなマルチラップ）から供給することもできる。更に、ラッパーは、Ｒｏｇｅｒｓに付与され発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，１４３，０９８号に開示される二層紙のような断面に１つより多い層を有することができ、該特許の開示事項全体が引用により本明細書に組み込まれる。
【００３５】
製紙工程は、従来の製紙設備を用いて行うことができる。ウェブ充填剤材料に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒から構成される触媒改質ウェブ充填剤を含むペーパーラッパー、例えば紙巻タバコペーパーを製造する例示的方法は、触媒改質ウェブ充填剤及びセルロ−ス材料を製紙機械に供給する段階を含む。例えば、触媒改質ウェブ充填剤及びセルロ−ス材料を含む水性スラリー（又は「完成紙料」）は、フォードリニア製紙機械の形成区域のヘッドボックスに供給することができる。触媒改質ウェブ充填剤は、ウェブ充填剤材料、例えばＣａＣＯ3に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒、例えばナノ粒子酸化鉄触媒を含む。例えば、触媒改質ウェブ充填剤は、ナノ粒子酸化鉄触媒／ＣａＣＯ3粒子又はあらゆる他の適切なナノ粒子一酸化炭素触媒及びウェブ充填剤材料、例えば第ＩＩ族、第ＩＩＩ族又は第ＩＶ族金属の酸化物、炭酸塩、又は水酸化物、ＣａＣＯ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2のようなケイ酸塩、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＣＯ3、ＭｇＯ及びＭｇ（ＯＨ）2を含むことができる。水性スラリーは、貯蔵タンクのような供給源と連通する複数の導管によりヘッドボックスに供給することができる。
【００３６】
例示的な方法は、任意選択的に、完成紙料を製紙機械に供給する段階の前に触媒改質ウェブ充填剤を焼成する段階を含むことができる。
触媒改質ウェブ充填剤は、水性スラリーの形態又はヘッドボックスに加える前の製紙工程の間にスラリー化されることになる乾燥粉末の形態などの、あらゆる適切な形態で製紙工程に供給することができる。例えば、触媒改質ウェブ充填剤は、スラリーとしてその場で生成することができる。触媒改質ウェブ充填剤を含む水性スラリーは、直ぐに用いることもでき、将来用いるために保存することもできる。好ましい実施形態では、ヘッドボックスには、ウェブを形成するのに用いられる触媒改質ウェブ充填剤及びセルロ−ス材料を含む完成紙料の水性スラリーが供給される。任意選択的に、触媒改質ウェブ充填剤を含む完成紙料の水性スラリー、及び触媒改質ウェブ充填剤を含まないか又は異なる濃度の触媒改質ウェブ充填剤を含むセルロ−ス材料の水性スラリー完成紙料を別個のヘッドボックス又は複数のヘッドボックスに供給することができる。
【００３７】
例示的な方法では、水性スラリーがヘッドボックスから形成区域上に堆積され、セルロ−ス材料のベースウェブ及び触媒改質ウェブ充填剤を形成するようにする。例えば、典型的なフォードリニア抄紙機では、形成区域は、無限形成ワイヤとしてヘッドボックスの直下に配列されたフォードリニアワイヤである。無限ワイヤに隣接するヘッドボックスの下部に定められたスライスにより、触媒改質ウェブ充填剤及びセルロ−ス材料の水性スラリーはヘッドボックスからスライスを通って無限ワイヤの上表面上に流れて、湿潤ベースウェブを形成することができる。任意選択的に、水性スラリーは、紙内に保持される担持ウェブ上に堆積することができる。例えば、担持ウェブは、製紙機械の形成区域を通して輸送することができ、水性スラリーが堆積される基材とすることができる。水性スラリーは、形成区域のフォードリニアワイヤ上で乾燥して中間ウェブにされるが、これは依然として水性成分を保持する可能性があり、更に加工して担持ウェブが中に埋め込まれた紙シート（例えば完成ウェブ）を形成する。担持ウェブは、亜麻担持ウェブのような従来のウェブとすることもでき、或いは、ナノ粒子一酸化炭素触媒のような触媒成分が組み込まれたウェブを含むこともできる。担持ウェブが触媒成分を含む場合には、組み入れた触媒成分は、ウェブ充填剤材料上に担持することもでき、ウェブ充填剤材料を含まない担持ウェブ上で直接担持することもできる。
【００３８】
水性スラリーを形成区域上に堆積した後、湿潤ベースウェブから水を除去して中間ウェブを形成し、必要ならば追加の乾燥及び圧縮のような付加工程を行い、紙巻タバコペーパーのシート（例えば完成ウェブ）を形成する。紙巻タバコペーパーは、次に、保存又は使用するために取り上げ、例えば、紙巻タバコペーパーを巻きつけてシート又はロールにする。
【００３９】
図４を参照すると、紙巻タバコ製紙機械２００は、フォードリニアワイヤ２０４の一方の端部に作動可能に配置されたヘッドボックス２０２と、該ヘッドボックス２０２と連通するランタンク２０６のような供給原料スラリーの供給源とを含む。ヘッドボックス２０２は、典型的にはセルロ−スパルプをフォードリニアワイヤ２０４上に置くために製紙産業で利用することができるものであってよい。通常は、ヘッドボックス２０２は複数の導管を通してランタンク２０６に連通する。ランタンク２０６は、完成紙料供給材料２１８から完成紙料を受け取る。好ましくは、ランタンク２０６からの供給原料は、紙巻タバコ製紙産業において一般的である精製亜麻又は木材パルプなどの精製セルロ−スパルプである。好ましくは、チョークタンク２２８（上記の触媒改質ウェブ充填剤を含む）はランタンク２０６と連通し、ヘッドボックス２０２に供給されるスラリー中の望ましい「チョーク」レベルを達成するようにする。
【００４０】
フォードリニアワイヤ２０４は、ヘッドボックス２０２から図４のほぼ矢印Ａの方向の経路に沿って敷かれた堆積スラリーパルプ（例えばベースウェブ）を運び、そこでは、重力の作用によってワイヤ２０４を通じてパルプから水を排出させ、更に（任意選択的に）幾つかの箇所では、紙巻タバコの製紙技術分野において既に実施されているようなフォードリニアワイヤ２０４に沿う種々の箇所で真空ボックス２１０、２１０’、２１０”の助けを借りることにより排出させる。フォードリニアワイヤ２０４に沿う幾つかの箇所では、ベースウェブから十分な水が除去され、スラリーの風合いが光沢のあるしめった外観のものから完成ベースウェブ（ただし、例えば中間ウェブのような湿潤状態）により近い表面外観に変化する、通常乾燥ラインと呼ばれるものを確立する。乾燥ライン及びその近傍では、パルプ材料の含水量はほぼ８５〜９０％であり、これは作業条件等により変化する場合がある。
【００４１】
乾燥ラインの下流側で、中間ウェブ２１２はクーチロール２１４でフォードリニアワイヤ２０４から分離される。フォードリニアワイヤ２０４は、ここから無限経路の帰還ループに続く。中間ウェブ２１２は、クーチロール２１４を越えて製紙システムの残りを通って続き、ここで中間ウェブ２１２を更に乾燥して圧縮して表面調整し、望ましい最終含水量及び風合いにして、ペーパー２２０（例えば完成ウェブ）を形成する。このような乾燥装置は、製紙技術分野では公知であり、乾燥フェルト、真空装置、ロール及び／又はプレスを含み、熱エネルギ−等を与える乾燥区域２１６を含むことができる。
【００４２】
紙巻タバコ製造機械２００は、別個又は共通の完成紙料供給材料と共に、２つ以上のヘッドボックス及び／又は２つ以上のフォードリニアワイヤを任意選択的に含むことができる。図４を参照すると、任意的な第２のヘッドボックス２０２’は、ランタンク及び完成紙料供給材料と適切に一体化されており、第１のヘッドボックス２０２から敷設され且つフォードリニアワイヤ２０４に沿って運ばれたスラリーパルプ上にスラリーパルプを敷設することができる。第２及び／又は付加的なヘッドボックスには、堆積されることになるスラリーパルプの層の数及び／又は製紙工程から形成されるラッパーの用途に基づき要求通りに望ましい「チョーク」レベルまで触媒改質ウェブ充填剤を供給することができ、或いは触媒改質ウェブ充填剤を含まないようにすることもできる。任意選択的及び／又は代替的に、触媒改質ウェブ充填剤の一部又は全てを第１の上流ヘッドボックス２０２から導入することもできる。
【００４３】
図４を参照すると、スラリーパルプをフォードリニアワイヤ２０４’上に敷設するヘッドボックス２０２’と適切に一体化された任意的な第２のフォードリニアワイヤ２０４’及び排水及び乾燥設備により、第２の中間ウェブ２１２’を形成することができる。第２の中間ウェブ２１２’は、第２のフォードリニアワイヤ２０４’から第２のクーチロール２１４’で分離し、二重層紙に加工されることになるフォードリニアワイヤ２０４からの第１の中間ウェブ２１２上に敷設することができる。複数の任意的なフォードリニアワイヤを用いて、３層及び４層等のような最大１０〜１２層までの何らかの望ましい数の層を有する複数の層のペーパーを形成することができる。
【００４４】
他の製紙工程を用いて、ナノ粒子一酸化炭素触媒を備えたラッパーを作ることができる。例えば、積層、二層又は多層ラッパーを作ることができる。二層及び多層ラッパーの例は、Ｒｏｇｅｒｓに付与され発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，１４３，０９８号に開示されており、この開示事項の全ては引用により本明細書に組み込まれる。ナノ粒子一酸化炭素触媒を含む二層又は多層ラッパーの実施形態では、半径方向内側層及び／又は半径方向外側層の少なくとも１つが、本明細書の実施形態に記載するナノ粒子一酸化炭素触媒を含むことができる。好ましくは、ナノ粒子触媒として酸化鉄を用いて触媒改質ウェブ充填剤を含むペーパーを暗色化することにより外観を美しくするために、喫煙物品のカット充填剤に隣接する多層ペーパーの半径方向最内側層は、ナノ粒子一酸化炭素触媒を担持するウェブ充填剤材料を含む多層ラッパーの部分である。
【００４５】
二層又は多層の単一シートラッパーは、パルプ化木材、亜麻繊維、又はあらゆる標準セルロ−ス繊維のような通常の紙完成紙料を用いて作ることができる。好ましくは亜麻繊維を用いる。本明細書に記載の触媒改質ウェブ充填剤のような様々な触媒の充填剤を含む様々な充填剤、又は様々な繊維を各層について用いることができ、これらは、Ｒｏｇｅｒｓに付与された米国特許第５，１４３，０９８号で開示されている様々なヘッドボックス内に含むことができ、該特許の開示事項の全ては引用により本明細書に組み込まれる。例えば、第１のヘッドボックスがナノ粒子一酸化炭素触媒を含むラッパー用の材料を保持することができ、第２のヘッドボックスが従来のラッパー用の材料を保持することができる。
【００４６】
二層又は多層の単一シートラッパーを作るための別の実施例では、第１のヘッドボックスは、ナノ粒子一酸化炭素触媒を第１の濃度又は充填量レベルで含むラッパー用の材料を保持することができ、第２のヘッドボックスは、ナノ粒子一酸化炭素触媒を第２の濃度又は充填量レベルで含むラッパー用の材料を保持することができる。好ましい実施形態では、第１の濃度又は第１の充填量レベルは、第２の濃度又は第２の充填量レベルと異なる。例えば、ラッパーは、半径方向内側層及び半径方向外側層を有することができ、該半径方向内側層が第１の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒を有し、半径方向外側層が第２の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒を有する。ナノ粒子一酸化炭素触媒の第１の充填量は、第２の充填量より多くすることができる。1つの実施形態では、第１の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒は最大１００ｍｇであり、第２の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒は１ｍｇ未満である。好ましくは、第２の充填量のナノ粒子一酸化炭素触媒はゼロである。別の実施形態では、半径方向内側層でのナノ粒子一酸化炭素触媒のウェブ充填剤材料に対する比率（重量パ−セント）は０．１〜３．０であり、更に好ましくは０．１〜１．０、最も好ましくは０．３３〜１．０であり、半径方向外側層中のナノ粒子一酸化炭素触媒の総充填量は１ｍｇ未満、更に好ましくは、半径方向外側層中のナノ粒子一酸化炭素触媒の総充填量はゼロである。二層及び多層ペーパーの製造に関する追加の詳細は、Ｒｏｇｅｒｓに付与され発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，１４３，０９８号に開示されており、該特許の開示事項の全ては引用により本明細書に組み込まれる。
【００４７】
製紙工程の付加的な例には、全ての開示事項が引用により本明細書に組み込まれる、発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，３４２，４８４号に開示された縞状の喫煙物品ラッパーを作るための方法と、全ての開示事項が引用により本明細書に組み込まれる、発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，４７４，０９５号及び第５，９９７，６９１号に開示された幅方向に可変の坪量の複数の領域を有する紙を生成するための方法とが含まれる。更に、製紙工程でナノ粒子触媒をラッパーのウェブ中に組み込む代わりとして、最初にペーパー（ラッパー）を製造してナノ粒子触媒を表面に置くことができることも企図される。例えば、ナノ粒子は、湿潤ベースウェブ、中間ウェブ又は完成ウェブ上にスプレー又はコーティングすること等により、ラッパー上に直接分配することができる。更に、ナノ粒子は、製紙工程内で、又は紙巻タバコ製造中にオンラインでナノ粒子触媒を別個に施工する際に、コーティング及び／又はプリント（テキスト又は画像）することができる。印刷の量及び／又は触媒の量は、ＣＯ還元のレベルを調節するために変更することができる。また、保持助剤の使用も企図される。
【００４８】
触媒含有ペーパーは、従来の紙巻タバコ、又は、発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，０２６，８２０号、第５，９８８，１７６号、第５，９１５，３８７号、第５，６９２，５２６号、第５，６９２，５２５号、第５，６６６，９７６号、第５，４９９，６３６号及び第５，３８８，５９４号に記載されている電気喫煙システムのための紙巻タバコなどの非従来的な紙巻タバコ、又は発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，３４５，９５１号に記載されているような燃料ロッドを有する非伝統的なタイプの紙巻タバコのラッパーとして用いることができる。
【００４９】
図５は、紙巻タバコ３００の構造の1つのタイプを示しており、電気喫煙装置に用いることができる。図示のように、紙巻タバコ３００は、先端ペーパー３６４により接合されるタバコロッド３６０及びフィルタ部分３６２を含む。フィルタ部分３６２は、管状フリーフローフィルタ要素３０２及びマウスピースフィルタプラグ３０４を含むのが好ましい。フリーフローフィルタ要素３０２及びマウスピースフィルタプラグ３０４は、プラグラップ３１２により結合プラグ３１０として互いに接合することができる。タバコロッド３６０は、以下の品目、すなわち、オーバーラップ３７１、別の管状フリーフローフィルタ要素３７４、プラグラップ３８４で包まれるのが好ましい円筒形タバコプラグ３８０、ベースウェブ３６８を含むタバコウェブ３６６、及び空洞空間３９１の１つ又はそれ以上を組み入れた種々の形態とすることができる。触媒改質ウェブ充填剤は、オーバーラップ３７１に組み込まれるのが好ましいが、付加的又は代替的には、プラグラップ３８４又はタバコウェブの１つ又は複数の構成要素３６６、好ましくはそのベースウェブ３６８の何れか１つ又はそれ以上に組み込むことができる。
【００５０】
図６は、米国特許第５，３４５，９５１号に記載されているような燃料要素４１１を有する紙巻タバコ４１０構造を示しており、該特許の開示事項は、引用により本明細書に組み込まれる。紙巻タバコ４１０は、紙巻タバコラッパー４１４でオーバーラップされた燃料要素４１１及び膨張管４１２と、先端ペーパー４０５により取り付けられたフィルタ要素４１３とを含む。図７を参照すると、燃料要素４１１は、熱源４２０と、熱源内の１つ又はそれ以上の縦方向経路を通って流れる高温ガスに接触すると香味蒸気及び香味気体を放出する香味ベッド４２１とを含む。蒸気は、膨張チャンバ４１２に入り、次いでマウスピース要素４１３に至る。熱源には、純粋な実質的炭素及び任意選択的に触媒又は焦がし添加物を含むことができる。熱源４２０を囲む触媒改質紙４１８の１つ又はそれ以上の層を用いて、熱源４２０により生成されるＣＯを還元することができる。代替として、又はこれに加えて、触媒改質紙は、熱源４２０の下流側に設けることができ、例えば、触媒改質紙は、熱源と香味ベッド４２１との間、又は香味ベッド４２１内に分散させることができる。香味ベッド４２１には、望ましい香味を放出するあらゆる材料、例えば、香味形成化合物が堆積されたタバコ充填剤又は不活性物質を含むことができる。
【００５１】
燃料要素４１１は、輻射エネルギ−反射体スリ−ブ４２２（例えば有孔金属蒸着紙）及び任意選択的に内側スリ−ブ４２３（例えば有孔金属蒸着紙）を有する複合スリ−ブ内に収容される。内側スリ−ブ４２２は、折り畳んでその上流端部にリップ４２４を形成し、その間に環状空間を有して反射体スリ−ブ４２２の内壁から離れて懸架された熱源を保持することができる。香味ベッド４２１は、内側スリ−ブ４２３内に保持される。燃料要素及び膨張チャンバ４１２を共に保持するラッパー４１４は、ペーパー４１４を通して空気を中に通すことができ、熱源の燃焼を持続させるのに十分な多孔性を有する。また、燃料要素４１１は、１つ又はそれ以上の開口部４１６を備えて燃料要素４１１内に空気を入れることができる反射端部キャップ４１５を含む。喫煙物品を作るための方法は、二重ペーパーラッパー、例えば内側ラッパーと外側ラッパーを含むことができる。所望であれば、触媒改質紙は、他の箇所で用いることもでき、及び／又は図６及び図７に示す紙巻タバコのペーパー層の何れにも用いることができる。更に、燃料要素紙巻タバコの１つの実施形態を図６及び図７に示すが、本明細書で開示する触媒改質紙は、図６及び図７に示すのとは別の燃料要素紙巻タバコ配列で燃料要素を囲むように使用し、及び／又はペーパー層の代用とすることができる。
【００５２】
図８は、ウェブ充填剤材料が、酸化鉄及び／又は本明細書に記載した何らかの他の酸化触媒などのナノ粒子一酸化炭素触媒を担持する紙巻タバコラッパー５１５の内側管又はシースを含む同心タバコロッド５１０を有する紙巻タバコ５００を示す。図示のように、紙巻タバコ５００は、従来の様式で先端ペーパー５１１を用いて互いに取り付けられたフィルタ５０５及びタバコロッド５１０を含む。タバコロッド５１０は、ドイツ国ハンブルグのＨａｕｎｉ  Ｍａｃｈｉｎｅｎｂａｕ  ＡＧから入手可能なＨａｕｎｉ  Ｂａｂｙロッド製造機械で製造することができる「同心コア」又は「同軸」構成である。内側コア領域５１２は、内側ラッパー５１５により定められ、これをタバコカット充填剤材料５２０が取り囲む。外側紙巻タバコラッパー５２５は、タバコロッド５１０の外側に沿って延びる。フィルタ５０５は、セルロ−ストウの１つ又はそれ以上のプラグを含むことができ、任意選択的に炭素のような吸着剤を含むことができる。この実施形態では、内側ラッパー５１５内のどのような着色も隠れて見えない。
【００５３】
中心コア領域５１２は、中空とすることができ、及び／又は部分的又は全体的にタバコカット充填剤で充填されていてもよく、好ましくは直径がほぼ２〜５ｍｍ、更に好ましくは２〜３ｍｍである。別の1つの実施形態では、内側ラッパー５１５は、ナノ粒子酸化鉄のようなナノ粒子触媒がＣａＯ3のようなウェブ充填剤材料上に担持された触媒ペーパーで形成された層の少なくとも１つを備えた層状配列で構成することができる。任意選択的に、外側ラッパー５２５も同様にナノ触媒を含むよう構成することができる。
【００５４】
任意選択的に、中心管では、管の端部に加えられた熱によって管の端部分が自己崩壊して管端部を密封（又は閉鎖）するように構成することができる。この崩壊機能は、中心管の幾つかの異なる実施形態で達成することができる。熱が加わったときに中心管が崩壊する別の実施形態では、中心管５１５は、外側又は上面層の熱膨張係数が内側又は底面層よりも大きい材料で作られるような層配列で構成することができる。その結果、管の端部が加熱されると、２つの層間の熱膨張係数の差により、管の端部分が自己崩壊し、任意選択的に端部が密封されることになる。中心管５１５の層は、熱膨張係数が異なる様々なタイプのペーパーで構成することができる。層の熱膨張係数の差は、異なる割合のセルロ−ス及び／又は異なる結合剤を有するペーパーの種類によって生じたものとすることができる。異なる種類のペーパーの１つ又はそれ以上は、ナノ粒子酸化鉄のようなナノ粒子触媒がＣａＣＯ3のようなウェブ充填剤材料上に担持されている触媒ペーパーとすることができる。或いは、中心管５１５に対して他のポリマ−、デンプン又はセルロ−スベースのフィルムを用いることもでき、その何れもが触媒改質ウェブ充填剤を含むことができる。
【００５５】
所望であれば、触媒ペーパーは、他の箇所に用いることもでき、及び／又は図８に示す紙巻タバコのペーパー層の何れに用いてもよい。更に、多孔性熱伝達管を備えた紙巻タバコの１つの実施形態が図８に示されているが、本明細書に開示した触媒ペーパーは、タバコロッド部分を取り囲むのに用いることもでき、又はラッパーとして用いることもでき、図８に示すものとは異なる多孔性熱伝達管紙巻タバコ配列のフィルタ部分のセルロ−ス成分に組み込み、及び／又はペーパー層の代用とすることができる。
【００５６】
ここで図２（ａ）及び図２（ｂ）の実施形態を参照すると、内側ラッパー及び外側ラッパーは、別個の製紙工程で形成された後で紙巻タバコのタバコロッドからタバコカット充填剤に巻きつけられる個々のラッパーである。内側ラッパー、外側ラッパー又はその両方は、触媒改質ウェブ充填剤、例えばウェブ充填剤材料により担持されるナノ粒子一酸化炭素触媒を含むことができる。両方のラッパーが触媒改質ウェブ充填剤を含む実施例では、特定のナノ粒子一酸化炭素触媒及び各ラッパーに充填された触媒は、同じものとすることができ、或いは異なるものであってもよい。幾つかの実施形態では、触媒改質ウェブ充填剤を付加すると、ラッパーが脱色される場合があり、例えば、ラッパーは非白色又は褐色となる。審美的な理由で、従来の色、例えば白色の外側ラッパーを内側ラッパーの周りに配置してもよい。内側ラッパー及び外側ラッパーの両方は、パフ回数、タ−ル、燃焼率、及び灰の外観のといった喫煙物品特性に関して望ましい喫煙物品性能が得られるように選択することができる。従って、ここに図示し記載するように、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照すると、喫煙物品及び喫煙物品の形成方法の好ましい実施形態は、ナノ粒子一酸化炭素触媒が第１のラッパーのウェブ充填剤材料上に担持され、触媒改質ウェブ充填剤を含まない最も外側の第２のラッパーと共に紙巻タバコのタバコロッド部分を含むことができる。また、図８を参照すると、触媒ペーパーで形成された中心管は、触媒ペーパーを喫煙物品の内側に配置することにより審美的に満足できるものとすることができる。
【００５７】
喫煙物品のための例示的なラッパーは、セルロ−ス繊維を含むペーパーウェブ及び該ペーパーウェブに組み込まれた触媒改質ウェブ充填剤を備える。触媒改質ウェブ充填剤は、ナノ粒子一酸化炭素触媒を担持するウェブ充填剤材料を含む。
【００５８】
ラッパーは、あらゆる適切な従来型のラッパーとすることができる。例えば、好ましいラッパーの坪量は、約１８ｇ／ｍ2〜約６０ｇ／ｍ2とすることができ、透過性は、約５ＣＯＲＥＳＴＡ単位〜約８０ＣＯＲＥＳＴＡ単位とすることができる。更に好ましくは、ラッパーの坪量は、約３０ｇ／ｍ2〜約４５ｇ／ｍ2、透過性は約３０〜３５ＣＯＲＥＳＴＡ単位である。しかしながら、ラッパー用には、あらゆる適切な坪量を選択することができる。例えば、高坪量（例えば３５〜４５ｇ／ｍ2）では、高充填量の触媒を担持することができる。小さい触媒充填量を選択すれば、低坪量のラッパーを用いることができる。
【００５９】
ラッパーの他の透過性（ＣＯＲＥＳＴＡ単位による測定）は、ラッパーの用途及び箇所に基づいて選択することができる。例えば、多層のラッパーでは、第１の層の透過性は、最大３０，０００ＣＯＲＥＳＴＡ単位までとすることができるが、これよりも低い透過性又は高い透過性を用いてもよい。単層ラッパーの厚さは、好ましくは１５〜１００ミクロン、更に好ましくは２０〜５０ミクロンとすることができる。多層ラッパーの付加的な層は、第１の層の透過性の０．１〜１０倍とすることができ、厚さは第１の層の厚さの０．１〜２倍とすることができる。第１の層及び第２の層の透過性及び厚さの両方は、喫煙物品に対して望ましい総空気透過性及び総厚さを達成するように選択することができる。
【００６０】
ナノ粒子一酸化炭素触媒を充填したラッパーを生成し、ナノ粒子一酸化炭素触媒を含まないラッパーと比較した。表１は、対照ペーパー（Ｘで示す）、及び充填剤材料として触媒改質ウェブ充填剤、例えばナノ粒子一酸化炭素触媒／担持材料（Ｙで示す）を含むラッパーペーパーの選択特性をまとめたものである。ナノ粒子一酸化炭素触媒は、酸化鉄の形のナノ粒子酸化鉄触媒であり、２５重量％の触媒充填量でＣａＣＯ3ウェブ充填剤材料上に担持された。ナノ粒子一酸化炭素触媒／ウェブ充填剤材料は、本明細書に記載するように、焼成することなくスラリーから形成された。
【００６１】
表１−触媒改質ウェブ充填剤を含まないラッパーと比較した触媒改質ウェブ充填剤を含むラッパーの選択特性
0004637099.tif 000002
【００６２】
ナノ粒子一酸化炭素触媒のウェブ充填剤材料に対する比率は、ナノ粒子一酸化炭素触媒／ウェブ充填剤材料のスラリー、例えばナノ粒子酸化鉄触媒／ＣａＣＯ3又は他の触媒改質ウェブ充填剤のスラリーを異なる温度で異なる時間期間焼成することによって変えることができる。また、スラリーの混合条件は、ウェブ充填剤材料がナノ粒子一酸化炭素触媒と望ましい分配を実現するように選択することができる。例えば、スピ−ド、時間、ブレードのタイプ、及び温度は全て、ナノ粒子一酸化炭素触媒のウェブ充填剤材料に対する比率を望ましい均質なものにするよう調節することができる。或いは、ナノ粒子一酸化炭素触媒／ウェブ充填剤材料を共沈させて、粒子又は粉末を形成することができ、例えば、Ｎａ2ＣＯ3のような炭酸塩を加えることによりＣａＣｌ3からＣａＣＯ3を沈殿させるような化学的沈殿法を用いることができる。また、ナノ粒子一酸化炭素触媒を原位置でウェブ充填剤材料上に堆積させる気体相沈殿法も用いることができる。例えば、蒸着又はスプレー技術を用いることができる。
【００６３】
理論に縛られることは望まないが、ＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄のようなナノ粒子酸化鉄触媒の形態のＣＯ触媒は、１５０ＥＣより高い温度、好ましくは４００ＥＣより高い温度でＣＯをＣＯ2に転化し始めるようである。また、ナノ粒子酸化鉄触媒によるＣＯからＣＯ2への転化率は、ＣＯをナノ粒子一酸化炭素触媒の領域及びＣＯ2に触媒の領域から離して迅速且つ効率的に輸送すること（例えば、喫煙物品内の空気流）により促進される。これに併せて、喫煙物品内の作動温度及び空気流は、ナノ粒子一酸化炭素触媒の作動に影響を及ぼす可能性がある。
【００６４】
吸煙中、主流煙中のＣＯは喫煙物品のフィルタ端部に向かって流れる。一酸化炭素が喫煙物品内を進むと、ペーパーラッパーを通して喫煙物品内に酸素が拡散し、一酸化炭素が喫煙物品から出て拡散する。紙巻タバコを典型的に２秒間吸煙した後、ＣＯは、燃焼ゾ−ンの前の紙巻タバコの周辺部、例えば紙巻タバコラッパー近傍に濃縮される。酸素濃度は、紙巻タバコの外部からＯ2が拡散するため、高ＣＯ濃度領域と同じ領域で高い。タバコロッド内への空気流は、喫煙物品の周辺部の燃焼ゾ−ン近傍で最大であり、温度勾配にほぼ対応し、例えば大きな空気流には大きな温度勾配を伴う。従って、最大空気流はまた、最大温度勾配の領域でもある。例えば典型的な喫煙物品では、最大温度勾配は、燃焼ゾ−ンにおける喫煙物品の周辺部で＞８５０〜９００ＥＣから、喫煙物品の中心に向かってほぼ３００ＥＣまでである。温度は、フィルタ端部の周りの周囲近くでは更に下降する。更に、着火端部での温度低下は極めて急速であり、燃焼ゾ−ンの軸線方向後部数ミリ以内では、温度は９００ＥＣから２００ＥＣまで低下する。空気流パタ−ン、喫煙中の紙巻タバコの構成成分の形成、及び煙の形成並びに送達に関する詳細な情報は、Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｒ．Ｂａｋｅｒの「煙の形成と送達の機序（Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｏｆ  Ｓｍｏｋｅ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｄｅｌｉｂｅｒｙ）」、Ｒｅｃｅｎｔ  Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  第６巻  １８４〜２２４頁（１９８０））、及びＲｉｃｈａｒｄ  Ｒ．Ｂａｋｅｒの「喫煙サイクル中の紙巻タバコ燃焼炭内でのガス形成領域の変動（Ｖａｒｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｇａｓ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒｅｇｉｏｎｓ  ｗｉｔｈｉｎ  ａ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  Ｃｏａｌ  ｄｕｒｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓｍｏｋｉｎｇ  Ｃｙｃｌｅ）」、Ｂｅｉｔｒａｇｅ  ｚｕｒ  Ｔａｂａｋｆｏｒｓｃｈｕｎｇ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  、第１１巻、第１号１〜１７頁（１９８１））に見ることができ、両文献の内容は引用により本明細書に組み込まれる。
【００６５】
ラッパー内のナノ粒子一酸化炭素触媒の位置及び量は、製紙工程の間に水性スラリーを触媒改質ウェブ充填剤で選択的に堆積させることにより、燃焼紙巻タバコ中で示される温度及び空気流特性の関数として選択し、ＣＯからＣＯ2への転化率を調節（例えば、増大、減少、最小化又は最大化）することができる。例えば、喫煙物品中の固体炭は、燃焼ゾ−ンの周囲、例えば燃焼ゾ−ンの約２ｍｍ以内では８５０〜９００ＥＣよりも高いピ−ク温度に達し、燃焼ゾ−ンの２〜３ｍｍ以内では３００ＥＣ〜４００ＥＣである。従って、ナノ粒子一酸化炭素触媒は、所与の温度範囲で作動するように選択することができ、触媒改質ウェブ充填剤、例えばナノ粒子の酸化鉄触媒／ＣａＣＯ3が触媒作用に適切な温度と一致すると予測されるラッパーの部分に組み入れることができるようにラッパーを製造することができる。触媒改質ウェブ充填剤を選択的に組み入れることは、例えば、選択濃度の触媒改質ウェブ充填剤を含む異なるヘッドボックスを用いることによるか、及び／又は生成されることになる触媒ペーパーの選択箇所に対応する製紙工程の選択位置に異なる濃度の触媒改質ウェブ充填剤を備えたヘッドボックスを配置することにより実現することができる。
【００６６】
例えば、喫煙物品のためのラッパーに用いるのに好ましいナノ粒子一酸化炭素触媒は、周囲温度程度の低い温度で触媒的に活性であり、好ましくは、９００ＥＣ程の高さの温度でも不活性化しない。好ましいナノ粒子一酸化炭素触媒は、例えば喫煙物品のフィルタ端部だけでなく、予想燃焼ゾ−ンの軸線全長に沿って配置することができ、使用中には着火端部からフィルタ端部まで触媒的に活性にすることができる。ナノ粒子一酸化炭素触媒を軸線方向に分配することにより、主流煙とＣＯをＣＯ2に転化させるナノ粒子一酸化炭素触媒との間に十分な接触時間を与えることができる。好ましいナノ粒子一酸化炭素触媒の例には、１５０ＥＣより高い温度でＣＯをＣＯ2に転化し始めるＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄が含まれる。
【００６７】
別の実施例では、混合触媒、例えば、各々が異なる温度範囲又は重複する温度範囲で作動する個々の触媒組成物の組み合わせである触媒を用いて、ＣＯからＣＯ2への転化を行うことができる温度範囲を拡大することができ、喫煙物品が燃焼するときの触媒の作動時間を延ばすことができる。例えば、混合触媒は、約５００ＥＣより高温及び３００ＥＣ〜４００ＥＣの両方で作動することができ、従って、燃焼ゾ−ン及び燃焼ゾ−ン背部の両方でＣＯをＣＯ2に転化し、転化時間及び転化が生じるラッパーの領域を効果的に増大させる。
【００６８】
触媒は本明細書では作動温度を有するように説明したが、作動温度という用語はＣＯからＣＯ2への転化に好ましい温度を指す。触媒は、記載した温度範囲以外でもＣＯからＣＯ2に転化するよう作動することができるが、転化率に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００６９】
ＣａＣＯ3ウェブ充填剤を含むラッパー及び触媒改質ウェブ充填剤、例えばナノ粒子酸化鉄触媒／ＣａＣＯ3ウェブ充填剤材料を含むラッパーの試料を生成し、標準ＦＴＣ試験条件において喫煙物品構成で試験した。ナノ粒子酸化鉄触媒は、ＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄であった。ＣａＣＯ3は、ナノ粒子酸化鉄触媒を担持し、焼成することなくスラリー法で生成した。触媒改質ウェブ充填剤内の充填量が１５重量％〜５０重量％であるナノ粒子酸化鉄触媒を試験し、ナノ粒子酸化鉄触媒を含まない対照試料と比較した。２つの異なる坪量のペーパー（３５ｇ／ｍ2及び４５ｇ／ｍ2）で３０％ウェブ充填剤充填量（ＣａＣＯ3ウェブ充填剤材料又は触媒改質ウェブ充填剤の何れか）を含むシートの特性を調べた。喫煙物品構成には、長さ６３ｍｍ、直径約８ｍｍのロッド及び長さ２１ｍｍの全香味フィルタが含まれた。各試料は、従来型の同じタバコブレンドを有した。各カテゴリ２０では、紙巻タバコを喫煙した。主流煙に対する平均の結果を表２にまとめている。
【００７０】
表２−主流煙に対する結果の平均
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【００７１】
表２の結果は、触媒改質ウェブ充填剤を有するラッパーで作った試験紙巻タバコでは、対照ペーパー巻タバコに比較してＣＯ：タ−ル比率の減少が増大することを示している。触媒が触媒改質ウェブ充填剤中で１５重量％から５０重量％の触媒充填量までに増大すると、ＣＯ：タ−ル比率のパ−セント減少は２４％から３４％まで増大する。ＣＯ：タ−ルが減少するのと同時に、パフ回数は余り変化しない（例えば＜１又は＜１０％）。更に、ＣＯ：タ−ル比率が減少することは、ＣＯ触媒とＣＯの還元との間の相関関係を示した。ペーパーで用いる場合には、ナノ粒子触媒はＣＯに対してより選択性があり、ＣＯはタ−ルより大きな割合で還元された。有利には、タ−ルレベルに関するＣＯ触媒作用の影響が減少する。各紙巻タバコのラッパーに用いられる触媒の量は、充填量レベルに応じて約４〜８ｍｇ／紙巻タバコである。
【００７２】
表３は、フィルタを用いない手作りの従来の紙巻タバコデザインの比較試験の結果を示す。試料Ａは、触媒改質ウェブ充填剤を含まない手作りの４５ｇ／ｍ2ラッパーに包み、試料Ｉは、触媒改質ウェブ充填剤、例えばＣａＣＯ3担持材料に固定されたナノ粒子酸化鉄触媒が埋め込まれた手作りの４５ｇ／ｍ2ラッパーに包んだ。ここに示す試料Ｉでは、触媒改質ウェブ充填剤において埋め込まれたナノ粒子酸化鉄触媒充填量は、触媒改質ウェブ充填剤に対して３０重量％触媒充填量のＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄（ラッパーに対して約９重量％触媒充填量）であった。喫煙物品構成には、長さ６３ｍｍ、直径約８ｍｍのロッド及び長さ２１ｍｍの全香味フィルタが含まれた。各試料は、同じ従来のタバコブレンドを有した。次に、標準ＦＴＣ条件下で２つの試料の紙巻タバコを試験した。表３は、２つの紙巻タバコの特性の変化を示す。
【００７３】
表３−指定紙巻タバコの選択特性の比較試験の結果
0004637099.tif 000004
【００７４】
図９は、ＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄５０ｍｇの試料（Ａ）（線ｉ）と、２５重量％触媒充填量のＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄及びＣａＣＯ3の混合物１００ｍｇの試料（Ｂ）（線ｉｉ）についての、ＣＯからＣＯ2への転化を示す。図９では、ＣＯからＣＯ2への転化は、試料（Ａ）及び試料（Ｂ）を含む流管反応器内で３．７％Ｏ2及び２２％ＣＯの雰囲気において温度の関数として調べた。流速は、１０００ｍｌ／分であり、加熱速度は１２ＥＣ／分であった。ＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄と、ＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄及びＣａＣＯ3の混合物の両方の試料に対して、転化の開始は約１００〜１２５ＥＣで起こり、これは、ＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄の活性化温度が実質的にＣａＣＯ3に影響されないことを示している。
【００７５】
また、ＣａＣＯ3上のＮＡＮＯＣＡＴ（登録商標）超微細酸化鉄を加熱処理するための焼成工程を調べた。スラリー法から触媒を取り、空気存在下で長時間加熱することにより焼成が達成される。例えば、５００ＥＣ以下、好ましくは２００ＥＣ〜４００ＥＣの温度で１〜３時間の期間、例えば２時間の間焼成する。どの理論にも縛られないが、焼成段階により、触媒とウェブ充填剤材料との間の結合を改善することができ、焼成段階の間に結合水分子が蒸発するため触媒表面が改善されると考えられている。
【００７６】
図１０は、触媒改質ウェブ充填剤中に３０重量％触媒充填量でのＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄及びＣａＣＯ3の焼成の作用を示す。ＣＯからＣＯ2への転化は、触媒改質ウェブ充填剤を含む流管反応器内の温度の関数として求めた。雰囲気は２０．６％Ｏ2及び３．４％ＣＯを含み、雰囲気流速は１０００ｍｌ／分であった。加熱速度は１２ＥＣ／分であった。図１０には５つの線が存在する。線Ａは、焼成しない触媒改質ウェブ充填剤の結果を表し、線Ｂは、２００ＥＣで２時間焼成した触媒改質ウェブ充填剤の試料を表し、線Ｃは、３００ＥＣで２時間焼成した触媒改質ウェブ充填剤の試料を表し、線Ｄは、４００ＥＣで２時間焼成した触媒改質ウェブ充填剤の試料を表し、線Ｅは、５００ＥＣで１時間焼成した触媒改質ウェブ充填剤の試料を表している。ＣＯ2への転化が増大することにより示されるように、開始温度及び転化パーセントは４つの試料間で実質的に変化しない。約４００ＥＣより高温では、全ての焼成試料の転化パーセントは、非焼成試料（線Ａ）よりも高かった。
【００７７】
ＣＯからＣＯ2への転化パーセントに基づくと、例示的な実施形態では、ナノ粒子一酸化炭素触媒は、少なくとも４００ＥＣ〜約９００ＥＣの温度で一酸化炭素の少なくとも１０％を二酸化炭素に転化するのに有効な量で存在する。好ましくは、ナノ粒子一酸化炭素触媒は、少なくとも温度５００ＥＣで一酸化炭素の少なくとも２５％を二酸化炭素に転化する。更に好ましくは、ナノ粒子一酸化炭素触媒は、少なくとも温度７００ＥＣで一酸化炭素の少なくとも５０％を二酸化炭素に転化する。
【００７８】
焼成の作用を調べた後、ＢＥＴ表面積測定を用いて、担持触媒の表面積を調べた。３つの試料を試験した。試料１は調製したままの３０重量％触媒を充填したＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄及びＣａＣＯ3、試料２は３０重量％触媒を充填したＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄及びＣａＣＯ3を４００ＥＣで２時間焼成したもの、及び試料３は化学的沈殿により形成されるＣａＣＯ3（いわゆる沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）であり、天然重質ＣａＣＯ3、いわゆる重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）に対するものである）であり、対照試料として用いた。全ての試料は、ＢＥＴ測定の前に１５０ＥＣで１時間ガス抜きした。
【００７９】
ＮＡＮＯＣＡＴ７超微細酸化鉄を含む試料、例えば試料１及び試料２のＢＥＴ表面積は、焼成の前後のＢＥＴ表面積とほぼ同じ、例えば１０％以内であり、これらの試料のＢＥＴ表面積は、ナノ粒子一酸化炭素触媒を含まない試料、例えば試料３のＢＥＴ表面積よりもほぼ１桁程度大きいことが観察された。従って、試料１及び試料２から、焼成は、ＣＯがＣＯ2へ転化するのに利用可能な触媒表面積に有害な作用を及ぼさないことが示される。
【００８０】
別の例示的な実施形態では、ナノ粒子一酸化炭素触媒として、低温のナノ粒子一酸化炭素触媒を単独又は別の触媒と組み合わせて用いることができる。低温及び室温でも、発熱反応による温度上昇がラッパーの発火温度未満であれば、触媒により、ＣＯがＣＯ2に転化するための反応ゾーンの有効領域を紙巻タバコ全体まで広げることができる。
【００８１】
適切な低温ナノ粒子一酸化炭素触媒の例には、セリアベースの触媒が含まれる。セリアベースの触媒は、周囲温度近傍でＣＯを酸化することができる。適切なセリアベースの触媒は、「周囲温度近傍で共酸化するためのセリアベースの触媒（ＣＥＲＩＡ−  ＢＡＳＥＤ  ＣＡＴＡＬＹＳＴＳ  ＦＯＲ  ＣＯ  ＯＸＩＤＡＴＩＯＮ  ＡＴ  ＮＥＡＲ−ＡＭＢＩＥＮＴＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＳ）」と題され、２００２年１２月９日に出願され発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／３１４，４４９号に開示されており、その全開示事項は引用により本明細書に組み込まれる。低温ナノ粒子一酸化炭素触媒の別の実施例には、ＣＯを転化するための酸化剤として働くことができるナノ粒子添加剤が含まれる。適切なナノ粒子添加剤には、「一酸化炭素などのタバコ煙構成成分を還元させるための酸化剤／触媒ナノ粒子（ＯＸＩＤＡＮＴ／ＣＡＴＡＬＹＳＴ  ＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥＳ  ＴＯ  ＲＥＤＵＣＥ  ＴＯＢＡＣＣＯ  ＳＭＯＫＥ  ＣＯＮＳＴＩＴＵＥＮＴＳ  ＳＵＣＨ  ＡＳ  ＣＡＲＢＯＮ  ＭＯＮＯＸＩＤＥ）」と題され、２００２年１１月４日に出願され発明の譲受人に譲渡された米国特許出願番号第１０／２８６，９６８号に開示されているような、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＣｅＯ2、又はＣｅ2Ｏ3のような金属酸化物、ジルコニウムがドープされたＹ2Ｏ3又はパラジウムがドープされたＭｎ2Ｏ3のようなドープ金属酸化物、又はその混合物が含まれ、本出願の全開示事項は引用により本明細書に組み込まれる。
【００８２】
また、本明細書に記載したラッパー、喫煙物品又は方法の何れも、喫煙物品のラッパーに従来用いられている付加的な添加剤を含むことができる。これらの添加剤には、例えば、ラッパーの外観（例えば色）を制御するための添加剤、ラッパーの燃焼率を制御するための添加剤、及び／又は望ましい灰の外観及び／又は紙巻タバコペーパーに用いられるウェブ充填剤を得るための添加剤を含むことができる。
【００８３】
本方法は、本明細書で説明するように、実施が容易で且つ安価な方法で実施することができる。触媒改質ウェブ充填剤を用いて、（１）主流紙巻タバコ煙又は喫煙物品の副流煙内の一酸化炭素を除去し、（２）触媒がラッパーに埋め込まれていることから粒子同伴を減少又は消失させ、（３）ラッパー中の触媒がラッパーの近くにあり、及び／又は触媒が親和性を有するガスのみを触媒するので、一酸化炭素のようなタ−ゲット構成成分を極めて選択的に除去し、及び／又は（４）製紙工程により容易に大量生産を実施することができる。
【００８４】
タバコカラムは、ブライト、バーレー及びオリエンタルタバコを含むブレンド及び従来の紙巻タバコ香味を含む他のブレンド成分を含む、当業界で典型的なタバコのブレンドのカット充填剤を含むことが好ましい。好ましい実施形態では、タバコカラムの細断タバコ（カット充填剤）は、再生タバコ又はあらゆるアフターカット香味剤を含むか含まないブライト、バーレー及びオリエンタルタバコのブレンドを含む。任意選択的に、ブレンドには膨張タバコ成分を含み、ロッド密度を調節することもでき、更に、香味を加えることもできる。任意選択的に、ブレンドの代わりに上述のタバコの単一種を用いることもできる。
【００８５】
本発明を例示的な実施形態に関して説明してきたが、添付の請求の範囲で定義した本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、特に記載していない付加、削除、変更、置換を行うことができることは当業者であれば理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１（ａ）】ラッパーのウェブ充填剤材料上に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒を有する例示的な喫煙物品を示す図である。
【図１（ｂ）】ラッパーの拡大図である。
【図２（ａ）】第２の最も外側のラッパーと第１のラッパーのウェブ充填剤材料上に担持されたナノ粒子一酸化炭素触媒を有する例示的な喫煙物品を示す図である。
【図２（ｂ）】第２の最も外側のラッパーと第１のラッパーを示す拡大図である。
【図３（ａ）】ナノ粒子一酸化炭素触媒を含むラッパーを有する例示的な喫煙物品を示す図である。ラッパーの内側ウェブ領域は触媒担持ウェブ充填剤材料を含む。
【図３（ｂ）】ラッパーの拡大図である。
【図４】チョークボックスが触媒改質ウェブ充填剤を含むことができる製紙機械を示す概略図である。
【図５】電気喫煙装置に用いることができる紙巻タバコの構成の１つの種類を示す図である。
【図６】燃料要素を囲む触媒改質紙を有する紙巻タバコの斜視図である。
【図７】図６に示す紙巻タバコの断面図である。
【図８】管の形態で中心に位置する触媒改質ラッパーを有する紙巻タバコの断面図である。
【図９】ナノ粒子酸化鉄触媒及びナノ粒子酸化鉄触媒／ＣａＣＯ3混合物におけるＣＯからＣＯ2への転化を示す図である。
【図１０】温度の関数としてＣＯからＣＯ2への転化に対するウェブ充填材料上の３０％充填量のナノ粒子酸化鉄触媒の焼成条件の影響を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
９０  タバコロッド部分
９２  フィルタ先端部
１００  喫煙物品
１０２  タバコ
１０４  ラッパー
【図１ａ−ｂ】
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【図２ａ−ｂ】
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【図３ａ−ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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