JP2013510571A

JP2013510571A - 煙改質剤含有フィルター要素

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Publication number: JP2013510571A
Application number: JP2012538925A
Authority: JP
Inventors: ノーマン，アラン・ベンソン; インジエブレスセン，ブラツドリー・ジエイムズ
Original assignee: アール・ジエイ・レイノルズ・タバコ・カンパニー
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2030-11-10
Also published as: JP5709885B2; CN102665457B; EP2498630B1; CN102665457A; ES2434323T3; WO2011060008A1; EP2498630A1; US20110108044A1; US8997755B2

Abstract

本発明は、縦軸を有する喫煙品のフィルター要素を提供する。フィルター要素は、喫煙品で発生する主流煙を濾過するようにされている。フィルター要素は、フィルター要素の縦軸に沿って延び、第１の圧力損失を示す第１の領域と、フィルター要素の縦軸に沿って延び、第１の圧力損失より小さい第２の圧力損失を示す第２の領域と、を有する。第１および第２の領域は、これら両方の領域が縦軸に直交するフィルター要素の断面で視認できるように、並んだ構成で配置され、主流煙は第２の領域から第１の領域へ移動でき、フィルター要素は、第１の領域に配置された酸化触媒などの煙改質材を更に有する。

Description

本発明は、タバコから作られた製品もしくはタバコに由来する製品、またはその他の方法でタバコが混合され人間により摂取されることを意図する製品に関するものである。さらに詳細には、本発明はシガレット等の喫煙物品用のフィルター要素に関するものである。

シガレット等の一般的な喫煙物品は、実質的に円筒ロッド形状の構造を有し、細断タバコ（例えば、カットフィラーの形態の）等の喫煙可能材料の装填物、ロール、または、カラムを紙ラッパーで包装することにより所謂「喫煙可能ロッド」または「タバコロッド」を形成したものを含む。通常、シガレットは、タバコロッドと端と端とを接した関係で位置合わせられた円筒形フィルター要素を有する。典型的には、フィルター要素は、「プラグ包装」として知られる紙材料により囲まれた、可塑化されたセルロースアセテートトウを備える。典型的には、フィルター要素は、「チップ紙」として知られる外包包装材料を用いて、タバコロッドの一方端に取り付けられる。チップ材料およびプラグ包装を穿孔して、吸い込まれた主流煙と環境空気との希釈を提供することも望ましくなっている。シガレットおよびシガレットの様々な構成要素についての記述が、ＤａｖｉｓらのＴｏｂａｃｃｏＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，（Ｅｄｓ．）（１９９９）に示されている。シガレットは、喫煙者がその一方端に着火し、タバコロッドを燃焼させることにより、使用される。次いで、喫煙者は、シガレットの反対端（例えば、フィルター端）から吸い込むことにより、喫煙者の口内に主流煙を受け取る。

シガレット用の特定のフィルター要素は、主流煙の化学組成または官能的特性を改質するための物質を含有する。例えば、粒子形態または顆粒形態における活性炭素またはチャコール材料（炭質材料と総称される）等の特定の吸着剤物質をフィルター要素に組み込むことが知られている。従来のダルメーションフィルター製造に用いられる一般的な種類の技術を用いて、顆粒の炭質材料を「ダルメーション」型のフィルター領域に組み込むことが可能である。ダルメーションフィルターの作製技術は既知であり、代表的なダルメーションフィルターは、ＦｉｌｔｒｏｎａＧｒｅｅｎｓｂｏｒｏＩｎｃ．により市販されてきた。あるいは、従来の「空洞」フィルター製造に用いられる一般的な種類の技術を用いて、顆粒の炭質材料を「空洞」型フィルター領域に組み込むことが可能である。チャコール粒子または活性炭素材料を組み込む様々な種類のフィルターは、Ｔｏｕｅｙの米国特許第２，８８１，７７０号、Ｓｅｌｉｇｍａｎらの米国特許第３，１０１，７２３号、Ｉｒｂｙらの米国特許第３，２３６，２４４号、Ｔｏｕｅｙらの米国特許第３，３１１，５１９号、Ｂｅｒｇｅｒの米国特許第３，３１３，３０６号、Ｌｌｏｙｄの米国特許第３，３４７，２４７号、Ｓｕｂｌｅｔｔらの米国特許第３，３４９，７８０号、Ｄａｖｉｓらの米国特許第３，３７０，５９５号、Ｓｕｂｌｅｔｔらの米国特許第３，４１３，９８２号、Ｗａｔｓｏｎの米国特許第３，５５１，２５６号、Ｄｏｃｋの米国特許第３，６０２，２３１号、Ｔｉｇｇｌｅｂｅｃｋらの米国特許第３，９７２，３３５号、Ｂｌａｋｌｅｙらの米国特許第５，３６０，０２３号、Ｓｔａｖｒｉｄｉｓの米国特許第５，９０９，７３６号、Ｖｅｌｕｚの米国特許第６，５３７，１８６号、Ｓｐｉｅｒｓらの米国特許公開第２００３／００３４０８５号、Ｃｈａｔｔｅｒｊｅｅの米国特許公開第２００３／０１０６５６２号、Ｈｉｃｋｓらの米国特許公開第２００６／００２５２９２号、Ｃｏｌｅｍａｎ，ＩＩＩらの米国特許公開第２００７／００５６６００号、Ｂａｎｅｒｊｅａの国際公開第２００６／０６４３７１号、およびＪｕｐｅの国際公開第２００６／０５１４２２号、Ｃａｓｈｍｏｒｅらの国際公開第２００６／１０３４０４号において説明され、これらの特許文献は、参照することにより本明細書に援用される。

他の例においては、酸化触媒が喫煙物品のフィルター要素に組み込まれることにより、フィルター要素を通過する主流煙が化学的に改質されてきた。特に、一酸化炭素を二酸化炭素に変換する酸化触媒が当該技術分野において知られている。例示的な触媒材料は、Ｄａｌｅらの米国特許第４，３１７，４６０号、Ｄｅｌｌｉｎｇｅｒらの米国特許第７，５４９，４２７号、およびＰｉｌｌａｉらの米国特許第７，５６０，４１０号に示される。なお、これらの特許文献は、参照することにより本明細書に援用される。いくつかの触媒材料は、主流煙に含まれるタールまたは水分にさらされると、直ちに非活性化されてしまうため、高レベルの煙改質触媒活性を維持することは、特定の酸化触媒にとって困難となり得る。

主流煙の化学的性質または官能的特性を改質する能力を有する煙改質剤を含有し且つ主流煙の特定の成分が煙改質剤の性能に対して与える悪影響を最小限にとどめるよう設計された煙改質剤を含有する、喫煙物品用のフィルター要素を提供することが大いに望まれるであろう。

本発明は、シガレット等の喫煙物品用のフィルター要素に関するものである。喫煙物品は、着火端部（すなわち、上流側端部）およびマウス端部（すなわち、下流側端部）を備える。マウス端部ピースは、喫煙物品のマウス端部先端に配置され、マウス端部ピースは、喫煙物品が喫煙者の口内に置かれて吸い込むことを可能とする。マウス端部ピースは、煙改質剤を含有するフィルター要素の形態を有する。本発明に係るフィルター要素は主流煙の大部分を煙改質剤から逸れさせるよう構成されたものであり、それにより、主流煙中のタールおよび水蒸気が煙改質剤を妨害または非活性化する能力は低減する。本発明に係るフィルター要素は、煙改質剤が汚染されること妨げる、または低減するよう設計されるが、フィルター要素は依然として、主流煙中の特定のガス種が煙改質剤と相互作用することを可能とする。

１つの態様においては、本発明は、縦軸を有し、且つ喫煙物品により生成された主流煙を濾過するようになされた、喫煙物品のフィルター要素を提供する。フィルター要素は、フィルター要素の縦軸に沿って延長する第１領域を備え、この第１領域は第１圧力低下を示す。フィルター要素はフィルター要素の縦軸に沿って延長する第２領域も備え、この第２領域は、第１圧力低下より低い第２圧力低下を示す。この２つの領域は、両方の領域が、縦軸に垂直であるフィルター要素の断面において見ることができ（例えば、同軸配置）、主流煙が第２領域から第１領域へと移動可能であるよう、並列構成で配列される。より大きい圧力低下を有する第１領域は、煙改質剤を含有する。第１領域および第２領域の間の圧力低下の差は、第１領域の圧力低下が第２領域と比較して、少なくとも約１．５：１、より頻繁には少なくとも約２：１、もっとも頻繁には少なくとも約２．５：１となるよう、比として表される。第１領域は、第２領域の周囲に環状に配置されてもよい。

１つの実施形態においては、第１領域は繊維状トウフィルター材料を備え、第２領域は開放経路である。所望により、煙改質剤は、第１領域におけるチャンバーまたは区画内に収容されてもよい。なお、このチャンバーは、繊維状トウフィルター材料の２つのセグメント（例えば、繊維状トウフィルター材料の上流側部分および繊維状トウフィルター材料の下流側部分）の間に配置される。半透過性バリア層は、煙改質剤を第１領域内に保持し、煙改質剤が開放経路に移行することを遮るために用いられてもよい。バリア層は、ガス種が、開放経路から、煙改質剤を含有するチャンバーへと移行することが可能となるよう設計される。

他の実施形態においては、両方の領域は、可塑化されたセルロースアセテートトウ等の繊維状トウフィルター材料を含み、煙改質剤は、第１領域の繊維状トウに埋め込まれる。第１領域（圧力低下がより大きい領域）の繊維状トウフィルター材料は、第２領域（圧力低下がおり小さい領域）の繊維状トウフィルター材料のフィラメントよりも低い単位長さ当たりの重さを有するフィラメントを備える。例えば、第１領域の繊維状トウフィルター材料の単位長さ当たりの重さは、第２領域のフィラメントのわずか約７５％、より頻繁にはわずか約５０％、最も頻繁にはわずか約２５％である。

１つまたは複数の層の包装材料がフィルター要素を囲むさらに他の実施形態においては、少なくとも１つの包装材料は、少なくとも約１ｃｍ／秒の拡散率を示す。

特定種類の煙改質剤は、風味剤、吸着剤、および酸化触媒を含む。例示的な酸化触媒は、元素周期表の、アルカリ金属と、アルカリ土類金属と、ＩＩＩＢ族、ＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＩＩＢ族、ＩＢ族、およびＩＩＢ族の遷移金属と、ＩＩＩＡ族要素と、ＩＶＡ族元素と、ランタノイドと、アクチニドとから選ばれた元素を含む触媒金属化合物を含む。例示的な触媒金属化合物は、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化セリウム、パラジウム、白金、ロジウム、パラジウム、白金、またはロジウムのハロゲン化物(例えば、塩化パラジウムまたは塩化白金)、またはパラジウム、白金、もしくはロジウムの硝酸塩(例えば、パラジウム硝酸塩または白金硝酸塩)、またはこれらの組み合わせ煙改質剤は、典型的には、他の形態（例えば、繊維形態）も用いられ得るが、粉末形態または顆粒形態で用いられる。

１つの実施形態においては、本発明に係るフィルター要素は縦軸を有し、喫煙物品により生成された主流煙を濾過するようになされる。フィルター要素は、フィルター要素の縦軸に沿って延長する環状領域と、フィルター要素の縦軸に沿って延長し且つ環状領域に囲まれる中心領域とを備える。なお、環状領域は第１圧力低下を示し、中心領域は第１圧力低下よりも低い第２圧力低下を示す。環状領域は、環状領域に含有される酸化触媒をさらに備える。環状領域および中心領域の両方は繊維状トウフィルター材料を備えてもよい。なお、環状領域の繊維状トウフィルター材料は、中心領域の繊維状トウフィルター材料のフィラメントよりも低い単位長さ当たりの重さを有するフィラメントを有する。

他の態様においては、本発明は、外包包装材料内に含まれる喫煙可能充填材料を有するタバコロッドと、タバコロッドの一方端においてタバコロッドに接続された、本発明に係るフィルター要素とを備えるシガレットを提供する。

本発明の様々な実施形態の理解を支援するために、添付の図面を参照する。なお、これらの図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれているとは限らない。これらの図面は例示としてのみ示されたものであり、本発明を限定するものであると解釈すべきではない。

シガレットの喫煙可能材料、包装材料構成要素、およびフィルター要素を示す、シガレット形態を有する喫煙物品の分解透視図である。フィルター材料の環状第１領域およびフィルター材料の中心第２領域を含む、本発明に係るフィルター要素の、それぞれ端面図および断面図である。フィルター材料の環状第１領域およびフィルター材料の中心第２領域を含む、本発明に係るフィルター要素の、それぞれ端面図および断面図である。フィルター材料の追加的なマウス端部セグメントおよびタバコ端部セグメントを備える、本発明に係るフィルター要素の他の実施形態の断面図である。煙改質剤がフィルター要素の環状領域における中心位置に限定された、本発明に係るフィルター要素の他の実施形態の断面図である。中心開放経路と煙改質剤を含有するチャンバーを備える環状領域とを含む、本発明に係るフィルター要素のさらに他の実施形態のそれぞれ端面図および断面図である。中心開放経路と煙改質剤を含有するチャンバーを備える環状領域とを含む、本発明に係るフィルター要素のさらに他の実施形態のそれぞれ端面図および断面図である。

本発明について、添付の図面を参照しながら、これからより詳細に説明する。本発明は多数の異なる形態で具体化され得、本明細書において説明する実施形態に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が該当する法律要件を満足するよう、提供されたものである。図面全体を通して、同様の番号は、同様の要素を示すものである。本明細書および請求項で用いられる単数形の「a」「an」「the」は、内容的に明らかに単数のみを参照する場合以外は、複数の参照も含むものである。

特定の実施形態においては、本発明は、主流煙とフィルター要素内に存在する煙改質剤との間の有利な接触を提供する形でフィルター要素内を通る主流煙の流れを制御するよう構成された、喫煙物品用のフィルター要素を提供する。例えば、本発明の特定の実施形態はフィルター要素を提供する。なお、このフィルター要素においては、主流煙は煙改質剤が存在しない領域を主に通過するよう導かれ、その結果、主流煙中に存在するタールまたは水蒸気に接触すると生じ得る煙改質剤の汚染または非活性化は、妨げられるかまたは低減される。煙改質剤は主要な主流煙経路に隣接する領域に分離される。その結果、特定のガス成分は、主要な主流煙経路から、煙改質剤を含有する領域へと、拡散することができる。このようにして、本発明は、煙改質剤が、主流煙流の全体と接触することなく、主流煙内の特定のガス種と相互作用することを可能とするフィルター設計を提供する。

本明細書で用いる用語「煙改質剤」は、例えば、特定ガス種の吸収（例えば、有機化合物の除去）により、特定ガス種との化学反応（例えば、一酸化炭素の酸化）により、または、揮発性ガス成分の添加(例えば、煙への風味剤の添加)等により、フィルター要素を通過する主流煙の組成を改質する能力を有する任意の物質を示すものである。煙改質剤は、例えば繊維状等の他の形態も本発明から逸脱することなく用いられ得るが、典型的には、粉末状または顆粒状の形態で利用される。例えば吸着剤および風味剤の組み合わせ等の異なる種類の物質の組み合わせを含む、同一フィルター内における煙改質剤の組み合わせも用いられ得る。

例示的な種類の煙改質剤は、活性炭素およびイオン交換樹脂等の吸着剤と、風味剤含有カプセル、および、ペパーミントもしくはスペアミントの葉または粒子形態の他の植物由来の風味剤等の、植物添加剤を含む風味剤とを含む。好適な活性炭材料の例は、ＣａｌｇｏｎＣｏｒｐ．より入手可能である椰子殻由来の活性炭素および石炭由来の炭素と、Ｗｅｓｔｖａｃｏより入手可能である木材由来の炭素と、ＲｏｈｍａｎｄＨａａｓより入手可能であるＡＭＢＥＲＳＯＲＢ樹脂とを含む。例示的なイオン交換樹脂は、三菱化学株式会社から入手可能であるＤＩＡＩＯＮ（登録商標）イオン交換樹脂（例えば、ＷＡ３０およびＤＣＡ１１）と、ＲｏｈｍａｎｄＨａａｓから入手可能であるＤＵＯＬＩＴＥイオン交換樹脂（例えば、ＤＵＯＬＩＴＥＡ７）と、中国のＤａｌｉａｎＴｒｉｃｏＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．から入手可能であるＸＯＲＢＥＸ樹脂とを含む。

他の実施形態においては、煙改質剤は、一酸化炭素、ＮＯ_Ｘ、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等の、主流煙中の１つまたは複数のガス種を酸化する能力を有する酸化触媒である。本発明において用いられる酸化触媒は、典型的には、約１１０Ｄａ未満の、より頻繁には約７５Ｄａ未満の、および最も頻繁には約５０Ｄａ未満または約４０Ｄａ未満の分子量を有する、主流煙の１つまたは複数のガス種を酸化する触媒金属化合物である。特定の運用理論に拘束されることなく、本発明に係るフィルター要素は比較的小さい分子量のガス種の酸化に特に好適であるということが信じられている。

本明細書で用いる「触媒金属化合物」は、気相成分の濃度が低下するよう、喫煙物品により生成された主流煙の１つまたは複数の気相成分と直接的に反応するか、もしくは、主流煙の気相成分に触媒作用を及ぼす、またはその両方を行う、金属含有化合物を示す。例えば、特定の触媒金属化合物は、主流煙中のＣＯレベルを低下させるために、酸素の存在下におけるＣＯのＣＯ２への酸化に触媒作用を及ぼすことが可能である。Ｂａｎｅｒｊｅｅらの米国特許公開第２００７／０２１５１６８号において、酸化セリウム粒子を含有する喫煙物品が説明されている。なお、米国特許第２００７／０２１５１６８号の全体は引用することにより本明細書に援用される。酸化セリウム粒子は、喫煙物品の使用の間に放出される一酸化炭素量を低下させる。追加的な触媒金属化合物は、Ｓｅｅｈｏｆｅｒらの米国特許第４，１８２，３４８号、Ｄａｌｅらの米国特許第４，３１７，４６０号、Ｅｌｌｉｏｔｔらの米国特許第４，９５６，３３０号、Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎらの米国特許第５，０５０，６２１号、Ａｕｇｕｓｔｉｎｅらの米国特許第５，２５８，３４０号、ＭｃＣｏｒｍｉｃｋの米国特許第６，５０３，４７５号、ＭｃＣｏｒｍｉｃｋの米国特許第６，５０３，４７５号、Ｌｉらの米国特許第７，０１１，０９６号、Ｌｉらの米国特許第７，１５２，６０９号、Ｌｕａｎらの米国特許第７，１６５，５５３号、Ｈａｊａｌｉｇｏｌらの米国特許第７，２２８，８６２号、Ｓａｏｕｄらの米国特許第７，５０９，９６１号、Ｄｅｌｌｉｎｇｅｒらの米国特許第７，５４９，４２７号、Ｐｉｌｌａｉらの米国特許第７，５６０，４１０号、Ｂｏｃｋらの米国特許第７，５６６，６８１号、Ｂｉｌｌｉｅｔらの米国特許公開第２００２／０１６７１１８号、Ｙａｄａｖらの米国特許公開第２００２／０１７２８２６号、Ｌｅｅらの米国特許公開第２００２／０１９４９５８号、ＬｉｌｌｙＪｒ．らの米国特許公開第２００２／０１４４５３号、Ｂｅｒｅｍａｎらの米国特許公開第２００３／００００５３８号、Ｂａｎｅｒｊｅｅらの米国特許公開第２００５／０２７４３９０号、Ｇｅｄｅｖａｎｉｓｈｖｉｌｉらの米国特許公開第２００７／０２５１６５８号、ならびに、２００８年９月１８日に出願された、Ｂａｎｅｒｊｅｅらの米国特許出願整理番号第１２／２３３，１９２号、２００８年１１月２０日に出願された、Ｂａｎｅｒｊｅｅら米国特許出願整理番号第１２／２７４，７８０号、およびＳｅａｒｓらの２００８年１１月２０日に出願された米国特許出願整理番号第１２／２７４，８１８号に示される。なお、これらの特許文献の全部の全体は引用することにより本明細書に援用される。

例示的な触媒金属化合物は、アルカリ金属と、アルカリ土類金属と、ＩＩＩＢ族、ＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＩＩＢ族、ＩＢ族、およびＩＩＢ族の遷移金属と、ＩＩＩＡ族要素と、ＩＶＡ族元素と、ランタノイドと、アクチニドとから選ばれた元素を含む触媒金属化合物を含むが、これらに限定されない。特定の例示的金属元素は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｃｅ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、およびＳｎを含む。触媒金属化合物は、沈殿された金属粒子と、金属酸化物粒子（例えば、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、および酸化セリウム）と、支持された触媒粒子（触媒金属化合物が、活性炭素、アルミニウム酸化物、酸化銅、またはチタン酸化物等の多孔性支持材料内に分散されるか、またはその多孔性支持材料上にコーティングされている）とを含む、様々な固体粒子形態において用いられ得る。パラジウム触媒および酸化セリウムの組み合わせ等の、触媒金属化合物の組み合わせが用いられてもよい。触媒金属化合物の粒径は様々な値を取り得るが、典型的には、支持されない触媒材料が典型的には範囲の下方端部（例えば、約１ｎｍから約１μｍ）に配置され、支持スカフォードを備える触媒材料が範囲の上方端部（例えば、約５μｍから約２０μｍ）に配置される状態で、約１ｎｍから約２０μｍの値を取り得る。支持基板上に装填される触媒材料の量は様々な値を取り得るが、典型的には、コーティングされる基板の乾燥重量全体に基づいて約０．２％から約１０．０％となるであろう。

フィルター要素に組み込まれる触媒金属化合物の量は様々な値を取り得る。例えば、代表的なフィルター要素内に組み込まれる量は、約０．１ｍｇから約２００ｍｇまでの範囲になり得る。一般に、その量は、少なくとも約１ｍｇであり、しばしば約５ｍｇである。典型的には、その量は、約１００ｍｇを越えることはなく、しばしば約５０ｍｇを越えることはない。頻繁には、その量は約５ｍｇから約２０ｍｇである。

触媒金属化合物の組み合わせを用いることに関しては、１つの例示的な組み合わせは、酸化物の形態の触媒金属化合物と、パラジウム、白金、ロジウム、そのハロゲン化物(例えば、塩化パラジウムまたは塩化白金)またはその硝酸塩(例えば、硝酸パラジウムまたは硝酸白金)等のＶＩＩＩＢ群の触媒金属化合物との組み合わせである。２つの成分は、別個にフィルター要素に組み込まれるか、または組み込まれる前に予め混合される。一般に、ＶＩＩＩＢ群金属（または金属ハロゲン化物もくしは金属硝酸塩）の量と、第２触媒金属化合物の量の比は、重さを基準にして、約１：２から約１：１０，０００の範囲にある。

本発明に係るフィルター要素は、異なる圧力低下により特徴付けられた、２つの近接する縦方向に延長する領域を有する。より低い圧力低下を有する領域（すなわち、吸い込みに対する抵抗がより小さい領域）は、フィルター要素を通る主流煙に対する主要な導管として利用される。より高い圧力低下（すなわち、吸い込みに対する抵抗がより大きい）により特徴付けられた第２近接領域は煙改質剤を含有する。これら２つの領域は、フィルター要素の縦軸に対して垂直な平面で切り取られたフィルター要素の断面が両方の領域を切り取るよう、フィルター要素の縦軸に沿って並列関係で整列する。すなわち、一方の領域が他方の領域の上流側に配置されることはない。添付の図面で説明される実施形態においては、これら２つの領域は同軸状に配置される。しかし、同軸状の配列が要求されるとは限らない。これら２つの領域は、同一の軸を共有することなく、隣り合う関係で配列されてもよい。例えば、これら２つの領域のそれぞれが半円断面を有してもよい。

それぞれの領域の断面積は異なってもよい。典型的には、第２領域と比較して第１領域の断面積の比は、約１：２であり、より頻繁には約１．５：１であり、最も頻繁には約１：１である。

これら２つの領域は流体連通する。すなわち、主流煙のガス成分は一方の領域から他方の領域へと通ることが可能である。このように、より低い圧力低下を示す領域を通る主流煙のガス成分は、煙改質剤を含有する近接領域へと流れることができる。

典型的には、シガレットの圧力低下値は、ＦｉｌｔｒｏｎａＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＬｔｄから入手可能なＦｉｌｔｒｏｎａＣｉｇａｒｅｔｔｅＴｅｓｔＳｔａｔｉｏｎ（ＣＴＳシリーズ）を用いて測定される。圧力低下は、フィルター要素のタバコロッド側からマウス端部へとフィルター領域を通って、または横切って、１７．５ｃｃ／秒の空気を吸い込むのに必要なｍｍの水として表される。第１領域および第２領域の間の圧力低下の差は、第１領域の圧力低下が第２領域と比較して、少なくとも約１．５：１、より頻繁には少なくとも約２：１、もっとも頻繁には少なくとも約２．５：１となるよう、比として表される。特定の実施形態において、比は、少なくとも約３：１または少なくとも約３．５：１となり得る。第１領域における圧力低下の例示的範囲は、約５０〜約３００ｍｍの水であり、第２領域における圧力低下の例示的範囲は約０〜約１００ｍｍの水である。１つの例示的実施形態においては、第１領域は、約１００ｍｍの水の圧力低下を示し、第２領域は約３３ｍｍの水の圧力低下を示す。他の実施形態においては、第１領域は、約５０ｍｍの水の圧力低下を示し、第２領域は約１７ｍｍの水の圧力低下を示す。さらに他の実施形態においては、第１領域は、約２００ｍｍの水の圧力低下を示し、第２領域は約６６ｍｍの水の圧力低下を示す。

これらの領域の間に圧力低下の差異を生じさせることは、いくつかの方法により達成され得る。例えば、より低い圧力低下領域は、フィルター要素を通る自由流動開放経路であってもよい。それにより、吸い込みに対する極めて低い抵抗が達成される。係る実施形態においては、より高い圧力低下領域は、従来の繊維状トウフィルター材料から作られ得る。他の実施形態においては、両方の領域は、それぞれの領域が、領域を通る圧力低下を改質する異なる特性を有するフィラメントを備える状態で、繊維状トウフィルター材料を用いて作られ得る。例えば、フィラメントの断面形状は、圧力低下を変化させるよう構成されてもよい。シガレット製造のための従来の繊維状トウ材料は、典型的には、ＹまたはＸの断面形状を有するフィラメントを含み、この断面形状は、圧力低下を増加させる。より低い圧力低下領域においては、円形断面を有するフィラメントが、領域を通る圧力低下を低下させるために、用いられ得る。あるいは、各領域のフィラメント当たりのデニール（すなわち、ｄｐｆ。ここでデニールはｇ／９０００ｍの単位で表される）を操作することにより、圧力低下における所望の差異を達成することができる。なお、このデニールは、トウの個別のフィラメントの単位長さ当たりの重さの測定値である。例えば、第１領域の繊維状トウフィルター材料の単位長さ当たりの重さは、第２領域のフィラメントのわずか約７５％、より頻繁にはわずか約５０％、最も頻繁にはわずか約２５％である。本発明に係るフィルター要素において用いられる繊維状トウに対する例示的なｄｐｆ範囲は、約１．５〜約８である。本発明において用いられる繊維状トウに対する全デニールの例示的な範囲は、約２０，０００〜約５０，０００（例えば、約３５，０００または約４０，０００の全デニール）である。さらに、例えば、一方の領域における繊維状トウ、および他方の領域における凝縮された織物材料または紙材料等の、異なる圧力低下特性を有する２つの異なる濾過材料が用いられ得る。

本発明に係るフィルター要素のいくつかの例示的実施形態について、添付の図面を参照しつつ、説明する。容易な参照のために、これらの実施形態における煙改質剤は酸化触媒として説明されるが、しかしながら、他の煙改質剤も、本明細書に説明するように本発明から逸脱することなく用いられ得る。

図１を参照すると、シガレットの形態の喫煙物品１０が示される。なお、この喫煙物品１０は、本発明の喫煙物品の代表的な成分を含有するものである。シガレット１０は、外包包装材料１６に含まれた喫煙可能充填材料の装填物またはロールの略円筒形ロッド１２を備える。ロッド１２は従来から「タバコロッド」と称される。タバコロッド１２の両端は、喫煙可能充填材料を露出するために開放されている。シガレット１０は、包装材料１６に塗布された１つの所望によるバンド２２（例えば、澱粉、エチルセルロース、またはアルギン酸ナトリウム等の被膜剤を含む印刷されたコーティング）を有するものとして示される。なお、このバンド２２はシガレットの縦軸を横切る方向でシガレットロッドを取り囲む。すなわち、バンド２２は、シガレットの縦軸に対して、横方向領域を提供する。バンド２２は包装材料の内側に（すなわち、喫煙可能充填材料に対向して）印刷されてもよく、または、あまり好適ではないが、包装材料の外側表面上に印刷されてもよい。シガレットは１つの所望によるバンドを有する包装材料を備えるが、シガレットは、所望によるバンドを離間して、２つ、３つ、または４つ以上、さらに備えてもよい。

タバコロッド１２の一方端において着火端部１８が存在し、マウス端部２０においてフィルター要素２６が配置される。フィルター要素およびタバコロッドが端と端とを接した関係で、好適には互いに当接して、軸方向に整列するよう、タバコロッド１２の一方端に近接して配置されたフィルター要素２６。フィルター要素２６は略円筒形状を有してもよく、その直径はタバコロッドの直径と実質的に等しくてもよい。フィルター要素２６の両端部は、そこを通って空気および煙が流れることを可能にする。

例示的なフィルター要素２６の構成が図２Ａおよび図２Ｂに示される。このフィルターは、第１縦方向延長セグメント３２および第２縦方向延長セグメント３６を備え、これら２つのフィルターセグメントは、第１フィルターセグメントが環状形状を有し、第２フィルターセグメントを包囲する状態で、同軸的に配列される。フィルター材料３２および３６のそれぞれのセグメントは、外側または環状フィルターセグメント３２が中心フィルターセグメント３６よりも高い圧力低下を示す状態で、繊維状トウフィルター材料（例えば、トリアセチン等の可塑剤が充填されたセルロースアセテートトウ）を備える。外側フィルターセグメント３２は、外側フィルターセグメント３２内に分散された複数の酸化触媒粒子４０を含有する。中心フィルターセグメント３６は、典型的には、酸化触媒または他の煙改質剤を実質的に含まず（例えば、フィルターセグメントの全重量に基づいて、約０．５重量％未満の係る材料を含有）、および、しばしば、係る材料をまったく含有しない。

フィルター要素２６は外側プラグ包装２８の層により外周または縦方向周辺に沿って取り囲まれ、外側プラグ包装２８は環状フィルターセグメント３２上に覆い被さる。フィルター要素２６はチップ材料４４を用いてタバコロッド１２に取り付けられ、チップ材料４４は、フィルター要素２６の長さ全体およびタバコロッド１２の近接領域を取り囲む。チップ材料４４の内側表面は、プラグ包装２８の外側表面およびタバコロッド包装材料１６の外側表面に好適な接着剤を用いて固定的に取り付けられ、それゆえ、フィルター要素およびタバコロッドは互いに対して接続される。

通気孔が設けられた、または空気希釈された喫煙物品が、一連のパーフォレーション３０等の所望による空気希釈手段を用いて提供され得る。なお、一連のパーフォレーション３０のそれぞれは、チップ材料４４およびプラグ包装２８を通って延長する。所望によるパーフォレーション３０は、レーザーパーフォレーション技術等の、当業者に既知である様々な技術を用いて、作成され得る。あるいは、いわゆるオフライン空気希釈技術（例えば、多孔性紙プラグ包装および予穿孔済みチップ紙の使用を通じ）が用いられ得る。空気希釈されたまたは通気孔が設けられたシガレットに対しては、空気希釈または通気の量または程度は、変化し得る。空気希釈されたシガレットの空気希釈の量は、多くの場合、約１０％を超え、一般には、約２０％を越え、しばしば、約３０％を越え、さらに約４０％を越える場合もある。空気希釈されたシガレットの空気希釈の量は、典型的には、約８０％未満であり、しばしば、約７０％未満である。本明細書で用いられる用語「空気希釈」は、空気希釈手段を通って吸い込まれた空気の体積と、その空気体積およびシガレットを通って吸い込まれシガレットのマウス端部先端部分から排出される空気および煙との、比（パーセンテージで表される）である。

使用中、喫煙者はシガレット１０の着火端部１８を、マッチまたはシガレットライターを用いて、着火する。すると、喫煙可能材料１２は燃焼を始める。シガレット１０のマウス端部２０は、喫煙者の口唇に配置される。燃焼中の喫煙可能材料１２により生成された燃焼する熱分解生成物（例えば、タバコ煙の成分）は、シガレット１０を通り、フィルター要素２６を通って喫煙者の口内に吸い込まれる。環状フィルターセグメント３２および中心フィルターセグメント３６の間の圧力低下の差異により、主流煙は、優先的にフィルターの中心セグメントを通って移動するであろう。しかし、主流煙の特定のガス成分は、外側フィルターセグメント３２に拡散し、外側フィルターセグメント３２内で、係るガス成分は酸化触媒粒子４０と相互作用するであろう。酸化触媒粒子４０との相互作用により、フィルターを通過する煙の化学的性質に変化が生じ得る。主流煙がフィルターの中心セグメント３６を優先的に通るため、主流煙内のタールおよび水蒸気と酸化触媒粒子４０との接触は回避または最小化され、それにより、触媒粒子の妨害または非活性化が低減され得ることとなる。

図３は、追加的なフィルターセグメントをフィルター要素のマウス端部およびタバコ端部の両方において含む、他のフィルター要素２６の実施形態を示す。フィルター要素２６の中心セグメントは、図２Ａおよび図２Ｂに関連して説明した、環状セグメント３２および中心セグメント３６を備える。加えて、例示の実施形態は、従来の繊維状トウフィルター４８および５０を備える。なお、この繊維状トウフィルター４８および５０は、フィルター要素２６の同軸部分から上流側および下流側に配置される。フィルター要素２６は、タバコ端部フィルターセグメント４８およびマウス端部フィルターセグメント５０のうち、その両方ではなく、ただ１つのみを備えてもよい。フィルター要素２６は、例えば、合計で１つから６つのフィルター要素セグメント、典型的には、２つから４つのセグメント等、追加的なフィルターセグメントも備えてよい。

図４は、酸化触媒粒子４０が環状フィルターセグメント３２の１部分５２にのみ存在する、さらに他の実施形態を示す。酸化触媒粒子４０を含有する部分５２は図面では中心に配置されるが、フィルター要素２６のマウス端部またはタバコ端部の付近の他の位置も用いられてよい。

図２〜図４における環状領域３２は、酸化触媒粒子４０を含有し、圧力低下を示すものとして示されるが、本発明は係る実施形態に限定されない。環状領域がより低い圧力低下領域であり、中心領域が酸化触媒粒子（または他の煙改質剤）を含有するフィルター要素構成も、本発明から逸脱することなく、用いられ得る。

図５Ａおよび図５Ｂは、フィルター要素２６の中心領域が自由流動開放経路６２である、他の実施形態を示す。環状セグメント３２は開放経路６２を包囲し、例えば、繊維状トウフィルター材料で形成され得る。環状セグメント３２はチャンバー５６を画成する。なお、チャンバー５６は図面においては中心に配置されるが、フィルター要素２６の両端部のうちの１つの付近に配置されてもよい。チャンバー５６は、複数の酸化触媒粒子４０を含有する。開放経路６２はバリア層６０により包囲され、このバリア層６０により、酸化触媒粒子４０はチャンバー５６から開放経路６２に移動することが妨げられる。バリア層６０は、主流煙のガス成分は通過させるが、酸化触媒粒子４０はチャンバー５６に保持する能力を有する任意の半透過性材料で形成されてよい。例示的なバリア材料は、紙または繊維状トウを含む。

図４および図５のフィルター要素構成は、図３に示すように、フィルター材料のマウス端部セグメントまたはフィルター材料のタバコ端部セグメントを追加することにより変更されてもよい。

タバコの種類、タバコのブレンド、上端装飾材料または包装材料、ブレンド充填濃度、およびタバコロッド用包装材料の種類を含む、様々な種類のシガレット構成要素が用いられ得る。Ｊｏｈｎｓｏｎ，ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｉｇａｒｅｔｔｅＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓｔｏＭｅｅｔＩｎｄｕｓｔｒｙＮｅｅｄｓ，５２ｎｄＴ．Ｓ．Ｒ．Ｃ．（Ｓｅｐｔ．，１９９８）、Ｊａｋｏｂらの米国特許第５，１０１，８３９号、Ａｒｚｏｎｉｃｏらの米国特許第５，１５９，９４４号、Ｇｅｎｔｒｙの米国特許第５，２２０，９３０号、Ｋｒａｋｅｒの米国特許第６，７７９，５３０号、Ａｓｈｃｒａｆｔらの米国特許公開第２００５／００１６５５６号、Ｎｅｓｔｏｒらの米国特許公開第２００５／００６６９８６号、Ｆｉｔｚｇｅｒａｌｄらの米国特許公開第２００５／００７６９２９号、Ｔｈｏｍａｓらの米国特許公開第２００６／０２７２６５５号、Ｃｏｌｅｍａｎ，ＩＩＩらの米国特許公開第２００７／００５６６００号、およびＯｇｌｅｓｂｙの米国特許公開第２００７／０２４６０５５号に示される、例えば、様々な種類のシガレット構成要素、ならびに、様々なシガレット設計、体裁、構成、および特徴。なお、これらの文献のそれぞれは、参照することにより本明細書に援用される。最も好適には、喫煙可能ロッドの全体は、喫煙可能材料（例えば、タバコカットフィラー）および外包包装材料の層で構成される。

チップ材料およびプラグ包装（すなわち、フィルター要素２６の外側包装層）は、従来の材料を用いて形成され得る。１つの実施形態においては、フィルター要素を包囲する包装材料の１つまたは複数の層は、拡散性材料（例えば、拡散性のプラグ包装または拡散性のチップ材料）である。拡散性包装材料の実施形態においては、包装材料の拡散率は、標準的なシガレット包装材料、例えば材料１６（例えば、約２ｃｍ／秒の拡散率、または約１５〜約８０ＣＯＲＥＳＴＡの基本的多孔性）、またはシガレットにおけるタバコ充填の周囲に一般に用いられる種類の同様の材料の拡散率と同様であることが最も好適である。例示的実施形態は、単一層の拡散性チップ材料を有し、包装は多孔性包装であるか、またはプラグ包装を有さない。拡散性包装材料は、０ＣＯＲＥＳＴＡより大きく、１００ＣＯＲＥＳＴＡより小さく、好適な範囲は、約５〜約８０ＣＯＲＥＳＴＡであり、拡散率は少なくとも約１ｃｍ／秒、好適には少なくとも約１．５ｃｍ／秒である。拡散率は、例えば、Ｎｏｒｍａｎらの米国特許公開第２００５／００８７２０２号に開示される技術等の技術を用いて測定され得る。なお、米国特許公開第２００５／００８７２０２号は、引用することにより本明細書に援用される。これは、拡散率がほとんどゼロであるかまったくない（例えば、約０ｃｍ／秒、一般には、約１ｃｍ／秒未満、または約１０ＣＯＲＥＳＴＡ未満の基本的多孔性）、典型的なチップ材料またはプラグ包装材料と顕著に異なる。フィルター要素の周囲に拡散性包装材料を備えるシガレットの実施形態においては、包装材料は多数の紙材料または紙状材料から選択することができる。１例においては、タバコ充填を含むために一般的に用いられる種類の典型的な包装材料が用いられてもよい。係る包装材料が、最も好適には、所望の拡散率（例えば、ときには１ｃｍ／秒より大きく、好適には、約１．５ｃｍ／秒より大きく、しばしば約１〜約３ｃｍ／秒であり、頻繁には約２ｃｍ／秒である）を含み得る。高い度合いの拡散率を有する包装材料は、２００８年１０月３１日に出願されたＮｏｒｍａｎらの米国特許出願整理番号１２／２６３，０３１号に示される。なお、この米国特許出願整理番号１２／２６３，０３１号の全体は、引用することにより本明細書に援用される。特定の運用理論に拘束されることなく、高い度合いの拡散率を有する包装材料を使用することにより、本発明のフィルター要素における煙改質剤層を通る有利な流れ特性が提供され得ることが信じられている。

製造プロセス中に連続的および不連続的粘着性シームを設置するための様々な方法が一般に用いられ、また新規の方法も現れつつある（例えば、Ｐｉｐｅｓらの米国特許公開第１２／１０１，５２９号参照）。フィルター要素包装プロセスに対してこのように接着剤を設置することは、塗布された領域における拡散率を制限または低下させ得るが、１つまたは複数の「塗布時拡散」接着剤は、塗布された領域において包装材料の拡散率を顕著に制限または低下させないフィルター要素包装材料の内側表面の１部分または全部に用いられ得ることが知られている。係る接着剤は、望ましい接着性を提供すると同時に表面を空気が通り抜けることを可能にする、多孔性を有する、または他の方法で拡散性を有する、表面を提供することが好ましい。包装材料をシガレット要素に貼り付けるために有用である代表的な接着剤は、ＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｒｃｈ＆ＡｄｈｅｓｉｖｅｓＣｏｒｐから、整理番号３２−２０４９および３２−２１２４としてとして市販される。また、例えば、Ｓｋｅｉｓｔ，ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＡｄｈｅｓｉｖｅｓ，２ｎｄＥｄｉｔｉｏｎ（１９７７）、Ｓｃｈｎｅｂｅｒｇｅｒ，ＡｄｈｅｓｉｖｅｉｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（１９８３）、Ｇｕｔｃｈｏ，ＡｄｈｅｓｉｖｅｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓＳｉｎｃｅ１９７９（１９８３）、Ｌａｎｄｒｏｃｋ，ＡｄｈｅｓｉｖｅｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＨａｎｄｂｏｏｋ（１９８５）、およびＦｌｉｃｋ，ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＡｄｈｅｓｉｖｅｓＲａｗＭａｔｅｒｉａｌｓ，２ｎｄＥｄｉｔｉｏｎ（１９８９）も参照されたい。

フィルター要素の様々なセグメントに利用されるフィルター材料（例えば、セグメントまたは領域３２、３６、４８、または５０）は一様ではなく、シガレット用タバコ煙フィルターを提供するために用いられ得る種類の任意の材料であり得る。典型的には、セルロースアセテートトウ、凝縮されたセルロースアセテート織物、ポリプロピレントウ、凝縮されたセルロースアセテート織物、凝縮された紙、再構成されたタバコの繊維等の従来のシガレットフィルター材料が用いられる。セルロースアセテート、ポリプロピレン等のポリオレフィン等の、フィラメント状または繊維状のトウが、特に好適である。本発明のフィルター要素の特定の領域に用いられ得る１つのフィルター材料は、フィラメントあたり３デニール、全体で４０,０００デニールを有するセルロースアセテートトウである。他の例として、フィラメント当たり３デニール、全体で３５，０００デニールを有するセルロースアセテートトウが、フィルター要素の特定領域に用いられ得る。他の例として、フィラメント当たり８デニール、全体で４０，０００デニールを有するセルロースアセテートトウが、フィルター要素の特定領域に用いられ得る。さらなる例として、Ｎｅｕｒａｔｈの米国特許第３，４２４，１７２号、Ｃｏｈｅｎらの米国特許第４，８１１，７４５号、Ｈｉｌｌらの米国特許第４，９２５，６０２号、Ｔａｋｅｇａｗａらの米国特許第５，２２５，２７７号、およびＡｒｚｏｎｉｃｏらの米国特許第５，２７１，４１９号に示されるフィルター材料の種類を参照されたい。なお、これらの特許文献は、参照することにより本明細書に援用される。添付の図面示すフィルター要素の同軸部分に関して前述したように、同軸部分の各領域は、異なるフィラメント断面、フィラメント当たりの異なるデニール、異なる断面積、異なるトウ重量、等の、異なる特性を有する繊維状トウフィルター材料を有することができる。

通常、トリアセチンまたはカーボワックス等の可塑剤が、従来の量において、既知の技術を用いて、フィラメント状トウに塗布される。１つの実施形態においては、フィルター材料の可塑剤成分は、トリアセチンおよびカーボワックスを、１：１の重量比で含む。可塑剤の総量は、一般に、約４〜約２０重量％であり、好適には、約６〜約１２重量％である。フィルター要素の作成に関連して用いられる好適な材料または接着剤は、シガレットフィルター設計および製造の分野における当業者には容易に明らかとなるであろう。例えば、Ｒｉｖｅｒｓの米国特許第５，３８７，２８５号を参照されたい。なお、米国特許第５，３８７，２８５号は引用することにより本明細書に援用される。

セルロースアセテート等のフィラメント状トウは、ノースカロライナ州ウインストン・サレムのＡｒｊａｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｒｐにより提供される市販のＥ−６０等の従来のフィルタートウ処理装置を用いて処理される。当業者に既知である他の種類の市販トウ処理装置も、同様に用いられ得る。

複数セグメントフィルターシガレット用のフィルター要素構成要素またはセグメントは、Ｈａｕｎｉ−ＷｅｒｋｅＫｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧから市販されるＫＤＦ−２ａｎｄＫＤＦ−３Ｅ等の従来の種類のロッド形成ユニットを用いて作製されるフィルターロッドから提供される。典型的には、フィルタートウ等のフィルター材料は、トウ処理装置を用いて提供される。例示的なトウ処理装置は、ノースカロライナ州ウインストン・サレムのＡｒｊａｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｒｐからＥ−６０として市販されてきた。他の例示的なトウ処理装置は、Ｈａｕｎｉ−ＷｅｒｋｅＫｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧからＡＦ−２、ＡＦ−３、およびＡＦ−４として市販されてきた。加えて、フィルター材料供給装置を操作するための代表的な手法および方法は、Ｂｙｒｎｅの米国特許第４，２８１，６７１号、Ｇｒｅｅｎ，Ｊｒ．らの米国特許第４，８６２，９０５号、Ｓｉｅｍｓらの米国特許第５，０６０，６６４号、Ｒｉｖｅｒｓの米国特許第５，３８７，２８５号、およびＬａｎｉｅｒ，Ｊｒ．らの米国特許第７，０７４，１７０号に示される。フィルターロッド形成装置にフィルター材料を供給するための他の種類の技術は、Ｐｒｙｏｒらの米国特許第４，８０７，８０９号、およびＲａｋｅｒの米国特許第５，０２５，８１４号に示される。なお、これらの特許文献は参照することにより本明細書に援用される。

シガレットフィルターロッドは、複数セグメントフィルターロッドを提供するために用いられ得る。複数セグメントフィルターロッドの作製は、複数セグメントシガレットフィルター要素を提供するために従来から用いられてきた種類のロッド形成装置を用いて実行され得る。複数セグメントシガレットフィルターロッドは、ドイツ国ハンブルクのＨａｕｎｉ−ＷｅｒｋｅＫｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧからＭｕｌｆｉの商標名で市販されるシガレットフィルターロッド作製装置を用いて作られ得る。代表的種類のセグメント化されたシガレットフィルター等の代表的な種類のフィルター設計および構成要素は、Ｌａｗｒｅｎｃｅらの米国特許第４，９２０，９９０号、Ｔｈｅｓｉｎｇらの米国特許第５，０１２，８２９号、Ｒａｋｅｒの米国特許第５，０２５，８１４号、Ｊｏｎｅｓ，Ｊｒ．らの米国特許第５，０７４，３２０号、Ｗｈｉｔｅらの米国特許第５，１０５，８３８号、Ａｒｚｏｎｉｃｏらの米国特許第５，２７１，４１９号、Ｂｌａｋｌｅｙらの米国特許第５，３６０，０２３号、Ｇｅｎｔｒｙらの米国特許第５，３９６，９０９号、Ｂａｎｅｒｊｅｅらの米国特許第５，７１８，２５０号、Ｊｕｐｅらの米国特許公開第２００２／０１６６５６３号、Ｄｕｂｅらの米国特許公開第２００４／０２６１８０７号、Ｃｒｏｏｋｓらの米国特許公開第２００５／００６６９８１号、Ｗｏｏｄｓｏｎらの米国特許公開第２００６／００９０７６９号、Ｚｈａｎｇの米国特許公開第２００６／０１２４１４２号、Ｍｉｓｈｒａらの米国特許公開第２００６／０１４４４１２号、Ｂｅｌｃａｓｔｒｏらの米国特許公開第２００６／０１５７０７０号、Ｃｏｌｅｍａｎ，ＩＩＩらの米国特許公開第２００７／００５６６００号、Ｋｉｍの国際公開第０３／００９７１１号、およびＸｕｅらの国際公開第０３／０４７８３６号に示される。なお、これらの特許文献の全部は参照することにより本明細書に援用される。

複数セグメントフィルター要素は、典型的には、フィルター付きシガレットの作製に従来から用いられてきた一般的な体裁および構成であるいわゆる「シックスアップ」フィルターロッド、「フォーアップ」フィルターロッド、および「ツーアップ」フィルターロッドから提供され、Ｈａｕｎｉ−ＷｅｒｋｅＫｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧからＬａｂＭＡＸ、ＭＡＸ、ＭＡＸＳ、またはＭＡＸ８０として入手可能なチッピング装置等の従来型のまたは好適に変更されたシガレットロッド操縦装置を用いて操縦され得る。例えば、Ｅｒｄｍａｎｎらの米国特許第３，３０８，６００号、Ｈｅｉｔｍａｎｎらの米国特許第４，２８１，６７０号、Ｒｅｕｌａｎｄらの米国特許第４，２８０，１８７号、Ｇｒｅｅｎｅ，Ｊｒ．らの米国特許第４，８５０，３０１号、Ｖｏｓらの米国特許第６，２２９，１１５号、Ｈｏｌｍｅｓらの米国特許公開第２００５／０１０３３５５号、Ｒｅａｄ，Ｊｒ．らの米国特許公開第２００５／１０９４０１４号、およびＤｒａｇｈｅｔｔｉの米国特許公開第２００６／０１６９２９５号に示される種類の装置を参照されたい。なお、これらの特許文献のそれぞれは参照することにより本明細書に援用される。

フィルターロッド形成中に本明細書に説明した煙改質剤等の添加物を繊維状フィルタートウに導入するための例示的なプロセスは、Ｎｅｌｓｏｎらの米国特許公開第２００８／００２９１１８号、Ｓｔｏｋｅｓらの米国特許公開第２００８／０３０２３７３号、２００８年５月２１日に出願された米国特許出願整理番号第１２／１２４，８９１号、２００８年１０月２８日に出願された米国特許出願整理番号第１２／２５９，８３８号、および２００９月３月１９日に出願された米国特許出願整理番号第１２／４０７，２６０号に示される。なお、これらの特許文献の全体は参照することにより本明細書に援用される。酸化触媒粒子４０等の添加物は、トウブルーミングプロセス中に粒子を添加する等の、任意の既知のプロセスを用いてフィルタートウに加えられ得る。

本発明に係るフィルター要素は、喫煙可能材料の燃焼に構成された従来のシガレットにも、および、Ｃｌｅａｒｍａｎらの米国特許第４，７５６，３１８号、Ｂａｎｅｒｊｅｅらの米国特許第４，７１４，０８２号、Ｗｈｉｔｅらの米国特許第４，７７１，７９５号、Ｓｅｎｓａｂａｕｇｈらの米国特許第４，７９３，３６５号、Ｃｌｅａｒｍａｎらの米国特許第４，９８９，６１９号、Ｃｌｅａｒｍａｎらの米国特許第４，９１７，１２８号、Ｋｏｒｔｅの米国特許第４，９６１，４３８号、Ｓｅｒｒａｎｏらの米国特許第４，９６６，１７１号、Ｂａｌｅらの米国特許第４，９６９，４７６号、Ｓｅｒｒａｎｏらの米国特許第４，９９１，６０６号、Ｆａｒｒｉｅｒらの米国特許第５，０２０，５４８号、Ｓｈａｎｎｏｎらの米国特許第５，０２７，８３６号、Ｃｌｅａｒｍａｎらの米国特許第５，０３３，４８３号、Ｓｃｈｌａｔｔｅｒらの米国特許第５，０４０，５５１号、Ｃｒｅｉｇｈｔｏｎらの米国特許第５，０５０，６２１号、Ｂａｋｅｒらの米国特許第５，０５２，４１３号、Ｌａｗｓｏｎの米国特許第５，０６５，７７６号、Ｎｙｓｔｒｏｍらの米国特許第５，０７６，２９６号、Ｆａｒｒｉｅｒらの米国特許第５，０７６，２９７号、Ｃｌｅａｒｍａｎらの米国特許第５，０９９，８６１号、Ｄｒｅｗｅｔｔらの米国特許第５，１０５，８３５号、Ｂａｒｎｅｓらの米国特許第５，１０５，８３７号、Ｈａｕｓｅｒらの米国特許第５，１１５，８２０号、Ｂｅｓｔらの米国特許第５，１４８，８２１号、Ｈａｙｗａｒｄらの米国特許第５，１５９，９４０号、Ｒｉｇｇｓらの米国特許第５，１７８，１６７号、Ｃｌｅａｒｍａｎらの米国特許第５，１８３，０６２号、Ｓｈａｎｎｏｎらの米国特許第５，２１１，６８４号、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，２４０，０１４号、Ｎｉｃｈｏｌｓらの米国特許第５，２４０，０１６号、Ｃｌｅａｒｍａｎらの米国特許第５，３４５，９５５号、Ｃａｓｅｙ，ＩＩＩらの米国特許第５，３９６，９１１号、Ｒｉｇｇｓらの米国特許第５，５５１，４５１号、Ｂｅｎｓａｌｅｍらの米国特許第５，５９５，５７７号、Ｍｅｉｒｉｎｇらの米国特許第５，７２７，５７１号、Ｂａｒｎｅｓらの米国特許第５，８１９，７５１号、Ｍａｔｓｕｕｒａらの米国特許第６，０８９，８５７号、Ｂｅｖｅｎらの米国特許第６，０９５，１５２号、およびＢｅｖｅｎの米国特許第６，５７８，５８４号示されるシガレットにも組み込まれ得る。なお、これらの特許文献は参照することにより本明細書に援用される。さらに、本発明に係るフィルター要素は、Ｒ．Ｊ．ＲｅｙｎｏｌｄｓＴｏｂａｃｃｏＣｏｍｐａｎｙにより「Ｐｒｅｍｉｅｒ」および「Ｅｃｌｉｐｓｅ」の登録商標で市販されてきた種類のシガレットにも組み込まれ得る。例えば、ＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＳｔｕｄｉｅｓｏｎＮｅｗＣｉｇａｒｅｔｔｅＰｒｏｔｏｔｙｐｅｓｔｈａｔＨｅａｔＩｎｓｔｅａｄｏｆＢｕｒｎＴｏｂａｃｃｏ，Ｒ．Ｊ．ＲｅｙｎｏｌｄｓＴｏｂａｃｃｏＣｏｍｐａｎｙＭｏｎｏｇｒａｐｈ（１９８８）およびＩｎｈａｌａｔｉｏｎＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙ，１２：５，ｐ．１−５８（２０００）に記載されたシガレットを参照されたい。なお、これらの文献は引用することにより本明細書に援用される。

シガレットロッドは、典型的には、従来の自動シガレットロッド製造機等のシガレット製造機を用いて作られる。例示的なシガレットロッド製造機は、ＭｏｌｉｎｓＰＬＣまたはＨａｕｎｉ−ＷｅｒｋｅＫｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧから市販される種類のものである。例えば、ＭｋＸ（ＭｏｌｉｎｓＰＬＣから市販される）またはＰＲＯＴＯＳ（Ｈａｕｎｉ−ＷｅｒｋｅＫｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧから市販される）として知られる種類のシガレットロッド製造機が用いられ得る。ＰＲＯＴＯＳシガレット製造機の説明は、Ｂｒａｎｄの米国特許第４，４７４，１９０号の第５段落の第４８行目から第８段落の第３行目において示される。なお、米国特許第４，４７４，１９０号は参照することにより本明細書に援用される。シガレットの作製に好適な種類の装置は、ＬａＨｕｅの米国特許第４，７８１，２０３号、Ｈｏｌｚｎａｇｅｌの米国特許第４，８４４，１００号、Ｇｅｎｔｒｙの米国特許第５，１３１，４１６号、Ｈｏｌｍｅｓらの米国特許第５，１５６，１６９号、Ｍｙｒａｃｌｅ，Ｊｒ．らの米国特許第５，１９１，９０６号、Ｂｌａｕらの米国特許第６，６４７，８７０号、Ｋｉｔａｏらの米国特許第６，８４８，４４９号、Ｋｉｔａｏらの米国特許第６，９０４，９１７号、Ｈａｒｔｍａｎの米国特許公開第２００３／０１４５８６６号、Ｈａｎｃｏｃｋらの米国特許公開第２００４／０１２９２８１号、Ｂａｒｎｅｓらの米国特許公開第２００５／００３９７６４号、およびＦｉｔｚｇｅｒａｌｄらの米国特許公開第２００５／００７６９２９号にも示される。なお、これらの特許文献のそれぞれは参照することにより本明細書に援用される。

従来の自動化されたシガレット製造機の構成要素および操作は、シガレット製造機の設計および操作の分野における当業者には容易に明らかとなるであろう。例えば、いくつかの種類の煙突、タバコ充填供給装置、サクションコンベヤシステムおよび装飾システムは、Ｍｏｌｉｎｓらの米国特許第３，２８８，１４７号、Ｈｅｉｔｍａｎｎらの米国特許第３，９１５，１７６号、Ｆｒａｎｋの米国特許第４，２９１，７１３号、Ｒｕｄｓｚｉｎａｔの米国特許第４，５７４，８１６号、Ｐｉｎｃｋらの米国特許第４，７３６，７５４号、Ｈｅｉｔｍａｎｎらの米国特許第４，８７８，５０６号、Ｈｅｉｔｍａｎｎの米国特許第５，０６０，６６５号、Ｆａｇｇらの米国特許第５，０１２，８２３号、Ｋｅｒｉｔｓｉｓら米国特許第６，３６０，７５１号、およびＭｕｌｌｅｒの米国特許公開第２００３／０１３６４１９号において示される。なお、これらの特許文献のそれぞれは参照することにより本明細書に援用される。ここで説明された自動化されたシガレット製造機は、所望の長さの喫煙可能ロッドに分割され得る、形成された連続的シガレットロッドまたは喫煙可能ロッドを提供する。

代表的なシガレットの寸法は一様ではない。好適なシガレットはロッド形状であり、約７．５ｍｍの直径（例えば、約２０ｍｍ〜約２７ｍｍの円周、しばしば、約２２．５ｍｍ〜約２５ｍｍ）を有し、約７０ｍｍ〜約１２０ｍｍの全長、しばしば約８０ｍｍ〜約１００ｍｍの全長を有することができる。フィルター要素２６の長さは一様ではない。典型的なフィルター要素は、約１５ｍｍ〜約４０ｍｍ、しばしば約２０ｍｍ〜約３５ｍｍの全長を有する。煙改質剤４０がフィルターの全長の１部分のみに存在する実施形態に対しては、煙改質剤を含有するフィルター要素の長さは、典型的には約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、しばしば、約１０ｍｍ〜約１５ｍｍである。

本発明の好適なシガレットは、吸い込みに対して所望の抵抗を表す。例えば、例示的なシガレットは、１７．５ｃｃ／秒の気流において約５０〜約２００ｍｍの水の圧力低下を表す。好適なシガレットは、１７．５ｃｃ／秒の気流において、約６０ｍｍ〜約１８０ｍｍの水の、より好適には、約７０ｍｍ〜約１５０ｍｍの水の圧力低下値を示す。

本発明の多数の変更例および他の実施形態が、前述の説明に提示された教示の利点を有する本発明に関する分野の当業者には明らかになるであろう。また、本発明の変化例および変更例が本発明の範囲および精神から逸脱することなく可能であることが、当業者には明きからであろう。したがって、本発明は開示された特定の実施形態に限定されず、また、様々な変更例および他の実施形態が添付の請求項の範囲に含まれることを意図することが理解されるであろう。特定の用語が本明細書において用いられているが、それらは一般的な意味および説明的な意味でのみ用いられたものであり、限定の意味で用いられたものではない。

Claims

縦軸を有する喫煙品のフィルター要素であって、該フィルター要素は、前記喫煙品で発生する主流煙を濾過するようにされており、
前記フィルター要素の前記縦軸に沿って延び、第１の圧力損失を示す第１の領域と、前記フィルター要素の前記縦軸に沿って延び、前記第１の圧力損失より小さい第２の圧力損失を示す第２の領域と、を有し、
前記第１および第２の領域は、該両方の領域が前記縦軸に直交する前記フィルター要素の断面で視認できるように、並んだ構成で配置され、主流煙のガス種は前記第２の領域から前記第１の領域へ移動でき、該第１の領域に配置された煙改質材を更に有する、
フィルター要素。
前記第１の領域は繊維状の麻のフィルター材を有し、前記第２の領域は開口流路である、請求項１に記載のフィルター要素。
半透性の障壁部を更に有し、該半透性の障壁部は、前記第２の領域の前記開口流路と前記第１の領域の前記煙改質材との間に配されている、請求項２に記載のフィルター要素。
前記第１の領域は、前記第２の領域の周りに環状に配されている、請求項１に記載のフィルター要素。
前記第２の領域の前記圧力損失に対する前記第１の領域の前記圧力損失の比率は、少なくとも約１．５：１である、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター要素。
前記第２の領域の前記圧力損失に対する前記第１の領域の前記圧力損失の比率は、少なくとも約２．５：１である、請求項５に記載のフィルター要素。
前記フィルター要素に外接する１以上の層の包装材を更に有し、該１以上の層の包装材は、その拡散率が少なくとも約１ｃｍ毎秒を示す、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター要素。
前記煙改質材は粉末状または粒状の形態にある、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター要素。
前記煙改質材は前記第１の領域の区画内に収容されており、該区画は、前記繊維状の麻のフィルター材の上流セクションと該繊維状の麻のフィルター材の下流セクションの間に配されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター要素。
前記煙改質材は、繊維状の麻のフィルター材内に埋め込まれている、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター要素。
前記第１の領域および前記第２の領域の両方が繊維状の麻のフィルター材を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター要素。
前記第１の領域の前記繊維状の麻のフィルター材はフィラメントを有し、該フィラメントは、前記第２の領域の繊維状の麻のフィルター材のフィラメントよりも単位長さ当たりの重量が小さい、請求項１１に記載のフィルター要素。
前記第１の領域の前記繊維状の麻のフィルター材はフィラメントを有し、該フィラメント単位長さ当たりの重量は、前記第２の領域の前記フィラメントの単位長さ当たりの重量の約５０％以下である、請求項１２に記載のフィルター要素。
前記煙改質材は酸化触媒である、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター要素。
前記酸化触媒は元素を有する触媒金属化合物であり、該元素は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、３Ｂ族、４Ｂ族、５Ｂ族、６Ｂ族、７Ｂ族、８Ｂ族、１Ｂ族、および２Ｂ族の遷移金属、３Ａ族の元素、４Ａ族の元素、ランタノイド、並びにアクチノイドから成る群から選択される、請求項１４に記載のフィルター要素。
前記触媒金属化合物は、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化セリウム、パラジウム、白金、ロジウム、パラジウムのハロゲン化物、白金またはロジウム、パラジウムの硝酸塩、白金またはロジウム、およびこれらの組み合わせから成るグループから選択される、請求項１５に記載のフィルター要素。
タバコロッドおよび請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルター要素を有するシガレットであって、前記タバコロッドは、外接する包装材内に収容された喫煙可能な充填材を有し、前記フィルター要素は、前記タバコロッドの一端で該タバコロッドに接続している、シガレット。