JP4890729B2 - 可燃性巻紙を備えた低副流煙紙巻きタバコ - Google Patents
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Description
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、燃焼している紙巻きタバコ（ｃｉｇａｒｅｔｔｅ）などの副流煙を低減することに関する。特に、本発明は、副流煙を処理し、かなり低減するために紙巻きタバコ用巻紙、紙巻きタバコ用ラッパー（ｗｒａｐｐｅｒ）または葉巻用ラッパーで使用するための組成物に関する。
【０００２】
（発明の背景）
燃焼している紙巻きタバコから発生する副流煙を低減または除去するために、様々な試みがなされている。本出願人は、そのカナダ特許２０５４７３５号および２０５７９６２号；米国特許５４６２０７３号および５７０９２２８号および公開ＰＣＴ出願ＷＯ９６／２２０３１号；ＷＯ９８／１６１２５号およびＷＯ９９／５３７７８号に記載されているように、紙巻きタバコ副流煙制御システムに対する様々な手法を開発した。
【０００３】
煙草葉（ｔｏｂａｃｃｏ）、フィルターまたは紙製ラッパー中でフィルター材料または吸着材料を使用する他の副流煙制御システムが開発されている。これらのシステムの例は、米国特許２７５５２０７号および４２２５６３６号；ＥＰ特許出願０７４０９０７号およびＷＯ９９／５３７７８号に記載されている。米国特許２７５５２０７号には、低副流煙紙巻きタバコ用巻紙が記載されている。この紙巻きタバコ用巻紙は燃焼すると、不快な成分を実質的に含有しない煙を生ずる。紙巻きタバコ用巻紙は、繊維の形のセルロース系材料である。これは、微細に分割した鉱物タイプのケイ質触媒材料と緊密に結合している。実質的に不燃性で耐火性の紙巻きタバコ用巻紙は、紙巻きタバコ用巻紙が燃焼している間に基本的に変化せず、紙の燃焼を変性する触媒のように機能する。適切なケイ質触媒には、酸処理された粘土、熱処理されたモンモリロナイトならびに比較的可動性ないくつかの水素原子を含有する天然および合成ケイ酸塩が含まれる。適切な混合酸化シリカには、アルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化クロムおよび酸化マグネシウムを有する酸化シリカが含まれる。他のシリカには、シリカ対アルミナの重量比が９：１であるケイ素およびアルミニウムの酸化物が含まれる。
【０００４】
米国特許４２２５６３６号には、紙巻きタバコ用巻紙中で炭素を使用して、副流煙中に存在する有機気相成分および全粒子状物質を低減することが記載されている。加えて、この炭素により、燃焼している紙巻きタバコから発生する可視副流煙のかなりの低減が生じる。炭素源としては、活性炭が好ましい。活性炭を使用することにより、可視副流煙の若干の低下が生じる。紙巻きタバコ用巻紙は、５０％まで、微細に分割した炭素であってよい。炭素コーティングされた巻紙を、従来の紙巻きタバコと組み合わせて、煙草ロッドのための内側ラップとして使用することができる。
【０００５】
１９９６年１１月６日に公開されたヨーロッパ特許出願０７４０９０７号には、紙巻きタバコの煙草葉中でゼオライトを使用して、主流煙の特性を変更する、特に、タールの一部などの様々な成分を主流煙から除去することが記載されている。ゼオライトも煙草葉に加えられると、主流煙の特性をかなり変化させる。使用されるゼオライトは、０．５ｍｍから１．２ｍｍの粒度を有した。
【０００６】
公開ＰＣＴ特許出願ＷＯ９９／５３７７８号には、副流煙排出を低減するための、処理材料からなる不燃性シートが記載されている。このシートはラップとして使用され、従来の紙巻きタバコの従来の紙巻きタバコ用巻紙の上に適用される。このラップは非常に高い多孔度を有するので、紙巻きタバコは従来の自由燃焼速度（ｆｒｅｅ−ｂｕｒｎ ｒａｔｅ）で、またはその付近で燃焼することができ、同時に、可視副流煙排出も低減される。この不燃性ラップには、不燃性セラミック繊維、不燃性活性炭繊維、さらにラップの製造で使用される他の標準的な材料が含まれる。このラップはさらに、ゼオライトまたは他の同様の吸着材料ならびに酸素供与／酸素貯蔵金属酸化物酸化触媒が含まれる。不燃性ラップは、許容しうる程度の副流煙制御をもたらすが、ラップの不燃性特性により、炭化された管（ｃｈａｒｒｅｄ ｔｕｂｅ）が残留する。
【０００７】
米国特許４４３３６９７号および４９１５１１７号には、セラミック線維を紙巻きタバコ用巻紙製造に組み込むことが記載されている。米国特許４４３３６９７号には、燃焼している紙巻きタバコから発生する可視副流煙を低減するために、酸化マグネシウムおよび／または水酸化マグネシウム充填材と組み合わされている紙完成紙料（ｆｕｒｎｉｓｈ）中の少なくとも１重量％の特定のセラミック繊維が記載されている。繊維パルプ、セラミック繊維および充填材からなる完成紙料は、従来の製紙機で紙シートを製造するために使用される。セラミック繊維は、多結晶アルミナ、ケイ酸アルミニウムおよび不定形アルミナからなる群から選択することができる。水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムからなる充填剤が使用され、シートの繊維にコーティングされるか、施与される。
【０００８】
Ｉｔｏは、米国特許４９１５１１７号で、紙巻きタバコを保持するための不燃性シートを記載している。この薄層シートは、燃焼しても煙を生じないセラミック材料から形成される。このセラミックシートは、高温で熱により分解されるセラミック繊維の織布または不織布あるいは紙とセラミックとからなる混合物を含む。セラミック繊維は、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維またはアルミノホウケイ酸塩およびガラス繊維などの無機繊維から選択することができる。シリカゲルまたはアルミナゲルなどの無機結合剤によりこれらの材料を結合することによって、セラミックシートは成形される。この繊維は好ましくは、１から１０マイクロメートルの直径を有する。
【０００９】
カナダ特許１１８０９６８号およびカナダ特許出願２０１０５７５号に記載されているように、副流煙を低減するために、ゾルゲル、特に、アルミン酸マグネシウム、アルミン酸カルシウム、チタニア、ジルコニアおよび酸化アルミニウムから製造されたゾルゲルが、従来の紙巻きタバコ用巻紙に使用されている。カナダ特許１１８０９６８号には、無定形ゲルの形の水酸化マグネシウムを紙巻きタバコ用巻紙充填剤成分として使用して、灰の外観および副流煙の低減を改善することが記載されている。水酸化マグネシウムゲルは、紙巻きタバコ用巻紙のシートの繊維にコーティングされるか、施与される。カナダ特許出願２０１０５７５号には、溶液ゲル化またはゾル−ゲル法により製造されたゲルを使用して、物品を燃焼させるためのラッパーの燃焼を制御することが記載されている。ゲルを、紙繊維への塗膜として適用し、その後、紙を形成して、ラッパーにすることができる。このラッパーは、可視副流煙を低減するのに有用である。ゾルゲル用の金属酸化物は、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ナトリウム、カリウムまたはカルシウムであってよい。
【００１０】
カナダ特許６０４８９５号および米国特許５３８６８３８号に記載されているように、触媒も、紙巻きタバコ用巻紙に直接使用されている。カナダ特許６０４８９５号には、白金、オスミウム、イリジウム、パラジウム、ロジウムおよびルテニウムを紙巻きタバコ用巻紙中で使用することが記載されている。これらの金属は、紙製ラッパーの燃焼から生じる気体を処理するための酸化触媒として機能する。金属のパラジウムにより、最適な触媒効果が得られる。適切な媒体中の金属粒子を、紙製ラッパーの表面に分散させ、その後、これを紙巻きタバコに施与する。
【００１１】
米国特許５３８６８３８号には、鉄およびマグネシウムからなる混合物を含有するゾル溶液を煙抑制成分として使用することが記載されている。塩基の存在下に水溶液から鉄およびマグネシウムを同時沈殿させることにより、この煙抑制成分は製造される。この鉄マグネシウム組成物は、１００℃から約５００℃の温度に加熱されると、約１００ｍ2／ｇから約２２５ｍ2／ｇの高い表面積を示す。鉄マグネシウム組成物は、煙抑制紙巻きタバコ用巻紙に使用される紙パルプに加えることができる。鉄マグネシウム組成物は明らかに、酸化触媒として機能し、燃焼している紙巻きタバコから生じる煙の量を低減する。この触媒は、煙草葉に施与することもでき、例えば、米国特許４２４８２５１号に記載されているように、金属の形か、または塩としてのパラジウムを、煙草葉に施与することができる。煙草葉中にパラジウムが存在すると、主流煙中の多環式芳香族炭化水素が低下する。パラジウムは、無機塩あるいは硝酸または亜硝酸と組み合わせて使用される。このような硝酸塩には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ランタン、セリウム、ネオジミウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、エルビウム、スカンジウム、マンガン、鉄、ロジウム、パラジウム、銅、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、スズ、ビスマス、これらの水和物およびこれらの混合物が含まれる。公開ＰＣＴ出願ＷＯ９８／１６１２５号に記載されているように、副流煙を低減するために、管中にも、触媒は使用されている。
【００１２】
触媒材料は、それ自体は副流煙または主流煙をもたらさないが、代わりに着香エアロゾルをもたらすエアロゾルタイプの紙巻きタバコでも使用されている。これらのエアロゾル紙巻きタバコの例には、エアロゾルを生じさせるために必要な熱発生をもたらす触媒を使用する米国特許５０４０５５１号、５１３７０３４号および５９４４０２５号に記載されているものが含まれる。このような触媒系には、セリウム、パラジウムまたは白金の酸化物が含まれる。
【００１３】
先行技術は、様々な副流煙制御システムを検討しているが、これらのどれも、単に活性成分が可燃性紙巻きタバコ用巻紙に加えられていることにより副流煙を有効に低減し、紙巻きタバコの味に著しい影響を及ぼすことなく、紙巻きタバコを従来の紙巻きタバコと同様に燃焼させるシステムを提供していない。したがって、本発明は、外観および味が従来の紙巻きタバコと同様であるだけでなく、その態様により従来の紙巻きタバコと同様に灰化する副流煙制御システムを提供する。
【００１４】
（発明の概要）
本発明は、その様々な適用で、副流煙の著しい低減をもたらす。意外にも、副流煙処理組成物中で、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、その触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材（ａｄｊｕｎｃｔ）とを組み合わせて使用することにより、副流煙のこのような低減を達成することができることが判明した。この組成物は、標準的な可燃性紙巻きタバコ用巻紙と共に使用すると、許容しうる自由燃焼速度をもたらす一方で、可視副流煙を最小化するか、または事実上、除去することもできる。
【００１５】
触媒用の補助材は、いずれかの適切な実質的に不燃性の、粘土などの粒子材料、粉砕された炭素繊維などの炭素材料、金属酸化物および金属酸化物繊維などの鉱物系材料、粉砕されたセラミック繊維などのセラミックおよび高表面積多孔性粒子であってよい。この態様では、触媒補助材は、最も好ましくは、活性炭またはゼオライトなどの実質的に不燃性の高表面積吸着材料である。本発明の最も好ましい実施形態では、吸着材料は、ゼオライト、特に疎水性ゼオライトである。セリウム系触媒と組み合わせて使用する場合、ゼオライトが特に好ましい。
【００１６】
副流煙処理組成物は、様々な方法で施与することができる。この組成物は、紙巻きタバコ用巻紙を製造する際の充填材として、紙巻きタバコ用巻紙に含浸させて、または紙巻きタバコ用巻紙の外側および／または内側に位置する塗膜または層として使用することができる。生じる低副流煙処理紙巻きタバコ用巻紙は、約０．５Ｃｏｒｅｓｔａ単位の非常に低い多孔度から約１０００Ｃｏｒｅｓｔａ単位の高い多孔度の範囲を有してよい。好ましい多孔度は通常、２００Ｃｏｒｅｓｔａ単位未満であり、最も好ましい多孔度は通常、約３０から６０Ｃｏｒｅｓｔａ単位の範囲内である。このように処理された紙を、多層ラップとして使用することができることは、理解されるであろう。この処理紙は、従来の紙巻きタバコ用巻紙を有する紙巻きタバコの上に位置する外側ラップとして施与することもできる。
【００１７】
副流煙処理組成物は、多層、通常は二重ラッピングされた紙巻きタバコでは、巻紙の両面または片面上の塗膜として、または巻紙に含浸させて施与することもできるし、紙巻きタバコ用巻紙の単一または複数ラップのための巻紙を製造する際に充填材として加えることもできる。一実施形態では、二重ラップ配置で、副流煙処理組成物を、２つの巻紙の間に挟むこともできる。他の二重ラップ実施形態では、副流煙処理組成物を、煙草ロッドに隣接している巻紙面上にコーティングすることができ、その際、２枚の巻紙の間に挟まれている組成物の添加量は、様々であってよい。さらに他の二重ラップ実施形態では、副流煙処理組成物を、煙草ロッド上に位置する巻紙の両面にコーティングすることができ、その際、添加量は様々であってよい。第２の巻紙を、その上のもう１枚のラップとして使用することもできる。紙巻きタバコ処理巻紙は、従来の灰化特性を有し、このことは、先行技術の不燃性巻紙巻きタバコ管およびラップを上回る重要な利点である。処理巻紙は、従来のセルロース系紙巻きタバコ用巻紙であってよく、処理組成物により、意外にも、副流煙を増やすことはない。
【００１８】
副流煙低減を最適化するために、触媒および補助材を組み合わせて使用することが判明している。この２つの成分は、充填材として、例えば紙巻きタバコ用巻紙を製造する際に混合することができる。もしくは、塗料として使用する場合、触媒および補助材を、通常はスラリーとして混合して、そのままコーティングする。好ましい実施形態では、特にセリウムとゼオライトとを組み合わせて使用する場合には、これらの材料を、個別の接触薄層としてコーティングして、多層塗膜を生じさせることもできる。このような層は、従来の紙巻きタバコ用巻紙よりも通常は薄い厚さを有してよく、その緊密な接触特性により、それらが組み合わされて、混合されているかのように機能する。
【００１９】
本発明の他の態様では、低副流煙紙巻きタバコは、従来の煙草ロッドおよびこのロッドのための、副流煙処理組成物を有する可燃性処理巻紙を備え、この処理組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、その触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含有する。
【００２０】
本発明の一態様では、低副流煙紙巻きタバコは、従来の煙草ロッド、ならびに、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒として二重に機能する酸化セリウムと、その触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材とを含有する副流煙処理組成物を有する可燃性処理巻紙を備える。本発明の他の態様では、燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するための紙巻きタバコ処理巻紙の製造で使用するための完成紙料組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含む。
【００２１】
本発明の他の態様では、低副流煙紙巻きタバコは、従来の煙草ロッドならびに、副流煙処理組成物を含む可燃性処理巻紙を備え、前記処理組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、この触媒用の実質的に不燃性のゼオライト補助材との組合せを含有する。
【００２２】
本発明の他の態様では、燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するための紙巻きタバコ用巻紙にコーティングするためのスラリー組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、この触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含む。
【００２３】
本発明の他の態様は、燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するために、紙巻きタバコの喫煙可能な煙草ロッド上で使用するための可燃性紙巻きタバコ用巻紙であり、この紙巻きタバコ用処理巻紙は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含有する副流煙処理組成物を含む。
【００２４】
本発明の他の態様では、燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するための方法は、可燃性紙巻きタバコ用巻紙に担持されている処理組成物で副流煙を処理することを含み、前記処理組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、この触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含む。
【００２５】
本発明の他の態様では、低副流煙紙巻きタバコは、従来の煙草ロッド、ならびに、紙巻きタバコ用巻紙と結合する副流煙処理組成物を有する可燃性紙巻きタバコ用巻紙を備え、前記処理組成物が、副流煙を約９０％より大きく低減する。記載を容易にするために、紙巻きタバコとの用語を使用する場合には常に、喫煙可能な紙巻きタバコだけでなく、葉巻などのラッピングされた喫煙可能な煙草製品のいずれの形態も含まれることは理解されるであろう。処理巻紙との用語を使用する場合には常に、可燃性ラッパーおよび紙巻きタバコ、葉巻などで使用することができるものが包含されることは理解されるであろう。ラッパーは、紙巻きタバコ用巻紙の単一層として、または紙巻きタバコ用巻紙の多層として使用することができる。ラッパーを、紙巻きタバコ用巻紙の底層として、または紙巻きタバコの従来の紙巻きタバコ用巻紙上のラップとして使用することもできる。処理紙は、その支持体として従来の紙巻きタバコ用巻紙または幅広い多孔度を有する同様の可燃性製品を含んでもよい。従来の煙草ロッドは、喫煙可能な紙巻きタバコで通常は使用される煙草組成物を包含する。これらのロッドは、エアロゾル紙巻きタバコで使用される紙巻きタバコ成分とは区別されるべきである。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を、図面に示す。
【００２７】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
その最も単純な形態では、本発明の副流煙処理組成物は、触媒用の不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材と組み合わせて使用される酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒を含有する。これら２種の成分を組み合わせて、単独で、またはその他の成分と共に使用すると、非常に意外な規模の副流煙制御が可能であり、紙巻きタバコの味に影響が及ぶことも、さらに大抵の実施形態では、紙巻きタバコの燃焼の仕方に影響が及ぶこともないことが予期せず判明した。さらに、この組成物は、紙巻きタバコ用巻紙への塗料として、またはその内部の充填剤として使用することができるので、生じる低副流煙紙巻きタバコは、従来の紙巻きタバコと同様に見える。
【００２８】
この補助材は、主流煙の香りおよび味に影響を及ぼさず、副流気体中に望ましくない臭気を放出しない、適切な、実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子材料であってよい。この粒子材料は、燃焼している紙巻きタバコの燃えさしの高い温度で、物理的に安定である。多孔性補助材は、通常は２０ｍ2／ｇを超える高い表面積を有する。粒子がこのような表面積を達成できるように、これらは、多孔性でなければならない。好ましくは、多孔性補助材は、１００ｎｍ（１０００Å）未満の平均直径の孔を有する。さらに好ましくは、孔は、２０ｎｍ（２００Å）未満の平均直径を有し、０．５から１０ｎｍ（５〜１００Å）の平均直径を有する孔が特に好ましい。ゼオライト系の材料では、孔は、約０．５から１．３ｎｍ（５〜１３Å）の範囲内の平均直径を有する。
【００２９】
粒子補助材が、約３０μｍ未満、さらに好ましくは約２０μｍ未満、最も好ましくは約１μｍから５μｍの平均粒度を有するのが好ましい。不燃性材料は、ベントナイト粘土または高い表面積を有する処理された粘土などの紙巻きタバコ用巻紙製造で一般的に使用される様々な種類の多孔性粘土であってよい。不燃性炭素材料を使用することもでき、これには、粉砕された多孔性炭素繊維および粒子が含まれる。多孔性の鉱物系モノリス材料などの、様々な金属酸化物を使用することもでき、これには、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化セリウム、アルミナなどの酸化アルミニウム、ジルコニウム繊維などの金属酸化物繊維、および粉砕された多孔性セラミック繊維などの他のセラミックならびにジルコニウム／セリウム繊維などのこれらの混合物が含まれる。酸化セリウムに関して、これは、微細に分割した補助材として、さらに酸素貯蔵／供与酸化セリウム酸化触媒として機能しうることが判明している。他の補助材材料には、活性炭およびゼオライトなどの高表面積材料が含まれる。
【００３０】
この補助材は、分子ふるいなどの不燃性の微細に分割した無機粒子である高表面積高吸着材料を含有してよく、これには、ゼオライトおよびシリカ／アルミナなどの無定形材料が含まれる。最も好ましいものは、シリカライト（ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ）ゼオライト、フォージャサイトＸ、ＹおよびＬゼオライト、ベータゼオライト、モルデン沸石ゼオライトならびにＺＳＭゼオライトなどのゼオライトである。好ましいゼオライトには、このような副流煙の疎水性およびやや疎水性の有機化合物に対して親和性を有する疎水性ゼオライトおよびやや疎水性のゼオライトが含まれる。ゼオライト材料は、副流煙の成分を選択的に吸収および吸着する極めて多孔性な構造をもたらす。この極めて多孔性な構造は通常、粒子の間にマクロ孔を、そして粒子の内部にマクロ孔から分枝しているミクロ孔を有する。マクロ孔およびミクロ孔に捕捉された成分は、酸化セリウムまたは他の適切な酸化触媒の存在下に、燃焼している紙巻きタバコの高温で、酸化成分へと変換されて、吸着された材料に閉じ込められたままとなるか、副流煙が目に見えないか、所望の低いレベルであるように、十分に低いタールおよびニコチンレベルを有する目に見えないガスとして放出されると考えられる。
【００３１】
ゼオライト材料は、次の式により特徴付けることができる：
ＭmＭ’nＭ”p［ａＡｌＯ2・ｂＳｉＯ2・ｃＴＯ2］
［上式中、
Ｍは、一価カチオンであり、
Ｍ’は、二価カチオンであり、
Ｍ”は、三価カチオンであり、
ａ、ｂ、ｃ、ｎ、ｍおよびｐは、その化学量論的割合を反映する数であり、
ｃ、ｍ、ｎまたはｐは、ゼロであってもよく、
ＡｌおよびＳｉは、四面体として配置されているＡｌおよびＳｉ原子であり、
Ｔは、ＡｌまたはＳｉに代わりうる四面体として配置されている金属原子であり、
ここで、ゼオライトまたはゼオライト類似物質のｂ／ａ比は、約５から約３００の値を有し、ゼオライトのミクロ孔サイズは、約０．５から１．３ｎｍ（５から１３Å）の範囲内である］。
【００３２】
上式の好ましいゼオライトは、フォージャサイト（（Ｎａ2、Ｃａ、Ｍｇ）29［Ａｌ58Ｓｉ134Ｏ384］・２４０Ｈ2Ｏ；立方晶）、β−ゼオライト（Ｎａn［ＡｌnＳｉ64-nＯ128］、ここで、ｎ＜７、正方晶）、モルデン沸石ゼオライト（Ｎａ8［Ａｌ8Ｓｉ40Ｏ96］・２４Ｈ2Ｏ；斜方晶）、ＺＳＭゼオライト（Ｎａn［ＡｌnＳｉ96-nＯ192］〜１６Ｈ2Ｏ、ここで、ｎ＜２７；斜方晶）およびこれらの混合物の特定の式を有する。
【００３３】
様々なグレードの吸着材料を使用することができることは理解されるであろう。例えば、高沸点材料、中沸点材料および低沸点材料を選択的に吸着するように特別に設計されていてよいゼオライト勾配で、このことは特に当てはまる。このことは、多層のゼオライト組成物をもたらし、この際、本発明で考慮されるセリウムまたは他の適切な触媒を、これらの層全体に分散させるのが好ましい。次いで、これらの層を、例えば、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デンプンおよびカゼインまたは大豆タンパク質ならびにこれらの混合物であってよい結合剤または接着剤を使用することにより、煙草ロッドのための紙巻きタバコ用巻紙に結合させることができる。
【００３４】
酸素供与／酸素貯蔵金属酸化物酸化触媒は最も好ましくは、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物（スカンジウム、イットリウムおよびランタン金属系列、即ちランタンなど）ならびにこれらの混合物から選択される。この触媒が、その金属酸化物の形であるか、燃焼している紙巻きタバコの温度で、その触媒活性を果たしうる金属酸化物へと変換される金属酸化物の前駆体であってよいことは、理解されるであろう。遷移金属酸化物は、ＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＩＩ族およびＩＢ金属からなる周期表からの金属の群の酸化物ならびにこれらの混合物から選択することができる。遷移金属群からの好ましい金属は、鉄、銅、銀、マンガン、チタン、ジルコニウム、バナジウムおよびタングステンの酸化物であり、希土類群からでは、セリウムの酸化物などのランタニド金属の酸化物である。例えば、セリウムを、遷移金属のいずれか１種と混合して使用することもできる。他の金属酸化物酸化触媒を、酸素貯蔵／酸素供与型触媒と共に使用することもできる。このような他の金属触媒には、貴金属およびＩＩＡ族、ＩＶＡ族からの金属ならびにこれらの混合物が含まれる。例には、スズ、白金、パラジウムおよびこれらの混合物が含まれる。
【００３５】
セリウム触媒前駆体は、溶液またはゾルの形で吸着物質に塗布され、燃焼している紙巻きタバコの高温で酸化セリウムへと変換されて、触媒として機能する、硝酸セリウムまたはセリウムの他の分散可能であるようなセリウム塩であってよい。本発明を説明する目的では、触媒との用語には、触媒先駆体も含まれることが意図されている。
【００３６】
酸化セリウムなどの触媒を、補助材物質と組み合わせて使用する。これら２種を相互に離して、または距離を置いて、非隣接層で使用すると、副流煙を制御する能力が著しく低下することが判明している。しかし特定の配置では、副流煙制御を達成することができる。好ましくは、触媒は実質的に、補助材材料に隣接している。このことは、粒子触媒を補助材と混ぜて混合するか、補助材の層と触媒層とを接触させるか、触媒を補助材に塗布するか、または触媒を補助材の中に、または多孔性表面の上に含浸させることによって達成され、所望の意外な副流煙制御特性を持たせることができる。他の多くの成分を、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と補助材との組合せに加えて使用することもできることも理解されるべきである。付加的な添加剤を、副流煙の処理をさらに高めるか、紙巻きタバコの他の特性を変えるために使用することができる。このような付加的添加剤を、処理組成物と混合するか、紙巻きタバコ構造中の他の所で使用することができるが、勿論、このような添加剤が、副流煙を処理する処理組成物の能力に対して、明らかなマイナスの影響を及ぼさないことが条件となる。
【００３７】
組成物を、セリウムと吸着材料との混合を達成する様々な方法で処方することができる。例えば、吸着材料に、硝酸セリウムまたはセリウムゾルなどのセリウム塩溶液を噴霧するか、またはこれに浸漬して、吸着材料の表面にセリウムを含浸させる。酸化セリウムは、吸着材料の微細な粉末と混合される別々の微細な粉末として調製することができる。触媒粉末が、約３０μｍ未満、好ましくは２０μｍ未満、最も好ましくは約１．０μｍから５μｍの平均粒度を有し、材料の緊密な混合およびブレンドが保証されていることが、特に好ましい。
【００３８】
触媒粒度および表面積を選択するための一般的なガイドとして、移動する副流煙成分に触媒作用部位が提供されることを保証するような表面積を、選択された触媒が有することであることは、当技術分野の専門家であれば理解されるであろう。これにより、特定の実施形態では、触媒粒子が適切に分布していて、必要な規模の副流煙成分酸化が達成されるならば、触媒粒度は、３０μｍより大きくなってもよい。
【００３９】
意外にも、酸化セリウムは、本発明の機能の両方を果たしうる、即ち、酸素貯蔵／酸素供与触媒であり、補助材でもある数少ない金属酸化物の１種であることが判明している。多孔性酸化セリウム粒子は、補助材に必要な高い表面積および平均粒度を達成しうる。酸化セリウムを紙巻きタバコ用巻紙と共に、第１の量では触媒として、第２の量では処理組成物中の補助材として使用する。酸化セリウムのこのような量は通常、本発明の他の態様では、全添加量を構成するために、触媒および補助材に関して使用される量と一致する。
【００４０】
セリウムを、酸化セリウムゾルなどの溶液分散液として処方して、ゼオライトなどの吸着材料に塗布することができる。次いで乾燥させ、燃焼させて、吸着材料の表面に固定した酸化セリウム粒子にする。酸化セリウム粒子をゼオライト表面などの補助材表面に固定する場合、平均粒度は約１．０μｍ未満であってよい。ゼオライトに固定された酸化セリウムの相対量は、酸化セリウムおよびゼオライト含有率の全当量に対して、約１重量％から約７５重量％の範囲であってよい。ゼオライトに固定された酸化セリウムの好ましい相対量は、酸化セリウムおよびゼオライト含有率の全当量に対して、約１０重量％から約７０重量％の範囲であってよい。
【００４１】
ゼオライトの表面に固定された酸化セリウムからなる組合せ製品を製造するための好ましい方法は、２０００１年９月１４日に米国特許庁に出願され、その対象を参照してここで援用することができる「金属酸化物被覆された微孔性材料を製造するための方法」との名称を有する同時出願された出願 号に記載されている。
【００４２】
この組合せ製品を製造するための詳細な説明は、前記出願に記載されているが、簡単には、この方法は一般的に、ゼオライト粒子材料の外側表面に塗布された酸化セリウムを、酸化セリウムおよびゼオライト含有率の全当量に対して少なくとも１重量％含有する、触媒のセリウム酸化物で被覆されたゼオライト粒子材料を製造することを含む。一態様では、この方法は、一般的に：
ｉ）酸化セリウム水和物のコロイド分散液量と、相容性なゼオライト粒子材料とを組み合わせて、スラリーを生じさせるが、その際、コロイド分散液の量は、ステップ（ｉｉ）で熱処理されると、２０重量％を超える酸化セリウムをもたらすに十分な量であり、ゼオライト粒子材料は、２０Å未満の平均孔径を有し、コロイド分散液は、少なくとも２０Åの平均粒度を有し、したがって、ゼオライトの外側表面上にこのコロイド分散液を配置するステップと、
ｉｉ）初めに、約２００℃未満の温度で、次に、約４００℃を超える温度でスラリーを熱処理して、生じた酸化セリウムをゼオライト粒子材料の表面の外側に固定して、易流動性のバルク粒子を生じさせるステップとを含む。
【００４３】
この製品は、ＡＭＲ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓ，Ｉｎｃ．（カナダ、トロント）から入手することができる。この方法の代わりに、補助材吸着材料を、セリウム塩の溶液に浸漬し、乾燥させ、熱処理して、吸着材料の表面上に酸化セリウムを生じさせることもできる。
【００４４】
副流煙処理組成物の意外な活性により、これを、幅広い多孔度を有する紙巻きタバコ用巻紙中で使用することができる。組成物を、高い多孔度を有する紙巻きタバコ用巻紙中で使用すべきではないと、考えられていた。この処理組成物は、約０．５Ｃｏｒｅｓｔａ単位の非常に低い多孔度から約１０００Ｃｏｒｅｓｔａ単位の非常に高い多孔度を有する巻紙中で十分に等しく作用する。好ましい多孔度は通常、２００Ｃｏｒｅｓｔａ単位未満であり、最も好ましい多孔度は通常、約３０から６０Ｃｏｒｅｓｔａ単位の範囲内である。巻紙を二重または複数ラップとして使用することができることは理解されるであろう。巻紙を、従来の紙巻きタバコ用巻紙を有する紙巻きタバコの上の外側ラップとして施与することもできる。多孔度に応じて、触媒と補助材との特定の組合せが、他よりも良好に作用することも、理解されるであろう。
【００４５】
組成物を単に、紙巻きタバコ用巻紙の片面または両面の上にスプレーして、巻紙に吸収させることができる。図１に示されているように、紙１０を、矢印１２の方向へと搬送する。処理組成物１４をスラリーとして、噴霧ノズル１６により、紙１０へと噴霧して、塗膜１８を生じさせ、これを紙の上で乾燥させる。もしくは、組成物をフィルムとして、紙の表面に押出して、単一または複数ラップとして使用することもできる。図２に示されているように、フィルム塗布装置２０は、スラリー化されている処理組成物１４を含む。フィルム塗布機２０は、矢印１２の方向に搬送される紙１０の上に薄いフィルム２２を置く。このフィルムを乾燥させると、紙１０の上に塗膜２４が生じる。これらの配置により、燃焼している紙巻きタバコからの可視副流煙が実質的に消失することは、全く意外である。処理組成物を、従来の紙巻きタバコに紙巻きタバコ用巻紙の外側で施与することもできる。このコーティングは、図３に示されているように、ローラー塗布機２６により行うこともできる。処理組成物１４を層２８として、ローラー３０の上にコーティングする。ドクターナイフ３２により、層３４の厚さを決定し、次いでこれを、矢印１２の方向に搬送される紙１０の上に置く。次いでこの層を乾燥させて、紙１０上に塗膜３６を生じさせる。含浸を、図４の塗布ローラー２４を使用することにより行い、生じた層３６を紙１０と共に、矢印１２の方向で、材料の層を紙１０へと押込み、処理組成物の成分を紙中に含浸させる加圧ローラー３８および４０に通過させる。
【００４６】
転写式塗布プロセスを含む他の様々な塗布プロセスを、本発明の処理巻紙を製造するために使用することができることは、当技術分野の専門家には理解されるであろう。転写式塗布プロセスでは、Ｍｙｌａｒ（登録商標）シートまたは他の適切な連続シートを、塗布組成物をＭｙｌａｒ（登録商標）シートから紙巻きタバコ用巻紙表面へと転写するために使用することができる。支持体シートが、紙などの物理的強度特性により組成物のロール塗布を容易には受け入れ得ない場合に、このタイプの転写式塗布が有用である。
【００４７】
もう１つの選択肢は、処理組成物を紙の製造に組み込むことである。組成物を、スラリーとしての紙完成紙料（ｆｕｒｎｉｓｈ）に供給することができる。図５で参照されるように、支持体完成紙料４２中の処理組成物を、攪拌機４４により攪拌して、タンク４６中でスラリーを生じさせる。このスラリーを、従来の紙製造方法に移し、搬送されているコンベヤ５０の上に層４８として置き、紙巻きタバコ用巻紙５２を生じさせる。結果として、処理組成物が、最終巻紙製品に含まれる。もう１つの選択肢は、処理組成物を紙層の間に挟んで、煙草ロッド上に位置する二重紙巻きタバコ用巻紙ラップを生じさせることである。例えば、組成物を、図１の噴霧技術によるように、外側の紙の内側または内側の紙の外側に塗布することができる。２枚の巻紙を煙草ロッドに使用する場合、組成物を層として、２枚の巻紙の間に挟む。各巻紙は、従来の紙巻きタバコ用巻紙の半分の厚さであってよく、したがって、二重ラップが、紙巻きタバコの全直径を大きくすることはなく、容易に、紙巻きタバコ製造機で取り扱われる。
【００４８】
図６で参照されるように、煙草ロッド５４は、例えば、紙巻きタバコ用巻紙１０を有し、これは、巻紙の外側で、塗膜１８で取り囲まれてラッピングされている。逆に、図７に示されているように、紙巻きタバコ用巻紙１０を、煙草ロッド５４に隣接して、巻紙の内側表面の上に位置する塗膜１８と共に使用することもできる。
【００４９】
図８で示されているように、もう１つの選択肢は、塗膜１８を紙巻きタバコ用巻紙５６および５８の間に挟むことである。中間塗膜１８を有する巻紙５６および５８を、煙草ロッド５４に使用される単一の紙巻きタバコラッパーとして生じさせることもできる。もう１つの選択肢は、図９に示されていて、煙草ロッド５４は、従来の紙巻きタバコ用巻紙６０で被覆されている。従来の巻紙６０の上には、その中に処理組成物含む図５の紙巻きタバコ用巻紙５２が存在する。巻紙５２を、その中に含まれている処理組成物と共に、煙草ロッド５４に直接施与することもできることは理解されるであろう。
【００５０】
当技術分野の専門家には理解されるように、所望の紙巻きタバコ用巻紙内またはその上に副流煙処理組成物を用意するための前記手順は、与えられる添加量および煙草ロッド上で使用されるラップの枚数に応じて変えることができる。例えば、巻紙の両面上に組成物の様々な添加量を伴う２枚以上の紙を、片面の添加量を減らし、コーティングの適用をより簡単にするために使用することができる。
【００５１】
これらのどの組合せを用いても、副流煙が事実上除去されることが、意外にも判明した。同時に、紙巻きタバコ用巻紙は、従来の灰化特性を示す。紙巻きタバコ用巻紙の外側に組成物を単にコーティングするだけでも、可視副流煙をほとんど検出することができないレベルまで最小化することができることは、特に意外である。
【００５２】
処理組成物が使用され、これが紙巻きタバコに施与される方法に応じて、様々な加工助剤およびその混合物が、処理組成物の特定の施与を簡単にするために必要となることがあることは、理解されるであろう。このような加工助剤には、ポリビニルアルコールなどの積層材料、デンプン、ＣＭＣ、カゼインおよび他のタイプの許容される接着剤、様々なタイプの結合粘土、不活性充填材、白色体質顔料、粘度調整剤、２０００１年９月１３日に出願され、その対象を参照してここで援用することができる「ジルコニウム／金属酸化物繊維」との名称を有する米国特許出願 号に記載されているようなジルコニウム繊維およびジルコニウム／セリウム繊維などの不活性繊維材料が含まれる。組成物を紙に導入するために浸透剤を、使用することもできる。水などの適切な希釈剤を、組成物を希釈するために使用して、これを、従来の紙巻きタバコ用巻紙にスプレー塗布、カーテン塗布、エアナイフ塗布、ロッド塗布、ブレード塗布、プリント塗布、サイズプレス塗布、ローラー塗布、スロットダイ塗布、転写塗布などをすることができるようにすることもできる。
【００５３】
紙巻きタバコ用巻紙、ラッパーなどの上での、またはその中での処理組成物の望ましい添加量は好ましくは、約２．５ｇ／ｍ2から約１２５ｇ／ｍ2の範囲内である。最も好ましくは、この添加量は、約２．５ｇ／ｍ2から約１００ｇ／ｍ2の範囲内である。重量パーセントとして表現すると、巻紙は、約１０重量％から５００重量％、最も好ましくは約１０重量％から４００重量％の処理組成物を有する。これらの添加量は、単一巻紙に関して示されているが、これらの全添加量を、２枚以上の巻紙の使用に適用することもできることは、当技術分野の専門家には理解されるであろう。
【００５４】
副流煙低減組成物を通常は、組成物の水性スラリーとして使用する。このスラリーを、製紙プロセスで、巻紙の完成紙料に加えることもできるが、様々なコーティングプロセスにより巻紙にコーティングするか、様々な含浸方法により巻紙に含浸させることもできる。スラリーのための触媒および補助材の好ましい平均粒度は、約１μｍから約３０μｍ、最も好ましくは約１μｍから約５μｍの範囲内である。補助材に固定された触媒の好ましい相対量は、触媒および補助材含有率の全当量に対して、約１重量％から７５重量％、さらに好ましくは約１０重量％から約７０重量％、更に好ましくは約２０重量％から７０重量％であってよい。
【００５５】
副流煙のこの意外な低減または除去を引き起こすメカニズムは十分には解明されていないが、紙巻きタバコ用巻紙中で酸化触媒を使用すると、燃焼速度が従来の自由燃焼速度よりも大きくなると考えられている。何らかの特定の理論に結びつけられるものではないが、触媒と組み合わされた補助材が、従来の自由燃焼速度に影響を及ぼすだけではなく、同時に、燃焼している紙巻きタバコの燃焼している燃えさしからの熱伝達および物質移動に影響を及ぼすものと考えられる。触媒と組み合わされた補助材が、触媒で変性された紙巻きタバコが燃焼する速度を遅くして、再び、紙巻きタバコを従来の自由燃焼速度に戻すと考えられる。この従来の自由燃焼速度では、触媒は、副流煙成分を十分に変換して、次の実施例で詳述するように、可視副流煙を５０％より大きく、一般に８０％より大きくおよび最も好ましくは９５％より大きく顕著に低減することができる。
【００５６】
（実施例）
プレアンブル
紙巻きタバコのプロトタイプ３５９−３は、コーティングされた従来の紙巻きタバコ巻紙の二重ラップを備えていた。処理巻紙１枚当たりの塗布量は、４７ｇ／ｍ2であった。塗膜中の機能成分は、酸素ドナーならびに酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒、特に、適切な補助材、特にＺｅｏｌｙｓｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｏｆ Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ（米国、ペンシルバニア）からのＹ型ゼオライトＣＢＶ７２０と混合されているか、これに固定されている酸化セリウムを含有する。
【００５７】
これらに限らないが、湿潤剤、ｐＨ増強剤、結合剤系、界面活性剤および消泡剤を含有する標準的なコーティングパッケージを処方することにより、これらの機能成分を、従来の紙巻きタバコ用巻紙にコーティングするために適切なものとした。例えば、機能成分全部で１部に、湿潤剤０．００２部、ｐＨ増強剤０．０６部、結合剤系０．１８部、界面活性剤０．０１部および消泡剤０．０００２４部を処方した。このようなコーティングパッケージは、塗料分野の専門家にはよく知られている。
【００５８】
調製された紙巻きタバコを、標準の喫煙機で喫煙した。副流煙の量を、０から８の段階で、目視により定量したが、その際、０は、副流煙なしであり、８は、従来の紙巻きタバコにより生じるのと同様の副流煙である。
【００５９】
実施例１
処理巻紙は、可視副流煙を、従来の紙巻きタバコに対して９５％以上の低減率で低減する。可視副流煙と副流煙の成分の定量可能な測定値、例えばタールおよびニコチンレベルとの間には、強い相関が存在する。Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｎａｄａ Ｍｅｔｈｏｄ Ｔ−２１２（煙草の副流煙中のタールおよびニコチンの測定に関する）に従い、プロトタイプ３５９−３で行った副流煙測定は、表１Ａでは、副流煙ニコチンの９６％の低減および副流煙タールの７３％の低減を示している。このタールの低減％は、表１Ｂで分かるように、可視副流煙の９５％の低減と相関している。したがって、副流煙の実質的に目に見えない流れを得るために、タール成分の全てを、副流煙から除去する必要はない。表１Ｃのガスクロマトグラフィ／質量分析計の結果は、これらの測定と一致していて、副流煙中の芳香族炭化水素の８２％の低減およびニコチンの８８％の低減を示している。いくつかのプロトタイプでの副流煙測定を、表１Ｄに示す。副流煙の量を、０から８の段階で、目視により定量したが、その際、０は、副流煙なしであり、８は、従来の紙巻きタバコにより生じると同様の副流煙である。表１Ｄは、従来の紙巻きタバコに比較してのプロトタイプでの副流煙低減量および、可視副流煙低減、さらにその後のタールおよびニコチンの両成分の低下との関係を示している。例えば、ほとんど知覚できない可視副流煙示数０．５は、紙巻きタバコ１本当たり約６ｍｇの副流煙中にまだ残留しているタールの量に相当する。この分野での相当な実験により、可視副流煙示数と副流煙中に残留しているタールの量との間には実質的な比例関係が存在することが判明している。例えば、約２の許容しうる可視示数は、約１０ｍｇの副流煙中のタール含量と対応している。一般に、２を超える可視示数が正当である環境、例えば、より少ない副流煙の低減が望ましい環境が存在することがあることも理解されるが、２を超える可視示数は好ましくない。
【００６０】
実施例２
処理巻紙は、主流煙を著しく変化させることはない。プロトタイプ３５９−３での主流煙測定。次の手順を使用して、測定を行う：ＩＳＯ手順、ＩＳＯ３３０８（第４版参照、２０００年４月１５日（分析手順紙巻きタバコ（ｒｏｕｔｉｎｅ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ）の測定に関する））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ４３８７（第２版参照、１９９１年１０月１５日（分析手順喫煙機を使用する、全およびニコチン不含有無水粒子物質の測定に関する））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ１０３１５（第１版参照、１９９１年８月１日（煙凝縮物中のニコチンの測定に関する−ガスクロマトグラフィ法））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ１０３６２−１（第２版参照、１９９９年１２月１５日（煙凝縮物中の水の測定に関する−ガスクロマトグラフィ法））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ３４０２（第４版参照、１９９９年１２月１５日（調節および試験のための雰囲気））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ８４５４（第２版参照、１９９５年１１月１５日（紙巻きタバコ煙の気相中の一酸化炭素の測定に関する−ＮＤＩＲ法））。ニコチンおよびタールレベルは、主流煙中では、従来の紙巻きタバコでのレベルに対して実質的に同じであることが、表２Ａに示されている。表２Ｂに示されているガスクロマトグラフィ／質量分析計の結果は、これらの測定結果と一致している。芳香族炭化水素の測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では１１９マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは１５０マイクログラムである。窒素を含有する芳香族化合物、特にニコチンの測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では１３５２マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは１４３６マイクログラムである。フランおよび誘導体の測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では１５６マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは１５９マイクログラムである。炭化水素の測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では１７７マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは２０２マイクログラムである。他のカルボニル、特にトリアセチンの測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では６７４マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは４７８マイクログラムである。
【００６１】
実施例３
処理巻紙は可燃性で、従来の方法で燃焼し、灰化する。燃焼特性を、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ４３８７（第２版参照、１９９１年１０月１５日（分析手順喫煙機を使用する、全およびニコチン不含有無水粒子物質の測定に関する））に従い、定量測定した。表３Ａに示すように、プロトタイプ３５９−３は、従来の紙巻きタバコ１本当たり平均９．５回のパフ回数（ｐｕｆｆ）に対して、プロトタイプ１本当たり８．７回の平均パフ回数を有する。表３Ａの算出された燃焼速度は、プロトタイプ３５９−３は、従来の紙巻きタバコと実質的に同じ０．０９ｍｍ／秒の燃焼速度を有することを示している。燃焼温度プロファイル測定を、その対象をここで参照して援用することができる公開ＰＣＴ出願ＷＯ９９／５３７７８号に記載されている技術に従い、行った。表３Ａの結果は、前記測定結果と一致しており、吸い込みおよび燃焼の両方の間のプロトタイプの燃焼特性は、従来の紙巻きタバコと実質的に同じであることを示している。吸い込みの間に、巻紙表面で、紙巻きタバコの中心線で、さらに紙巻きタバコの半径に沿った１／２の位置で測定されたように、このコントロールは、多少低い温度を有した。燃焼の間には、コントロールおよびプロトタイプ３５９−３の巻紙温度は、実質的に同じ温度を有した。
【００６２】
実施例４
コーティングされた処理巻紙多孔度を、フィルトローナ巻紙通気性測定計ＰＰＭ１００の操作マニュアル（ＦＩＬＴＲＯＮＡ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ Ｐａｐｅｒ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｍｅｔｅｒ ＰＰＭ１００）に記載されている手順を使用して測定したが、これを表４Ａに示す。プロトタイプ３５９−３の製造で使用された処理巻紙は、９Ｃｏｒｅｓｔａ単位の多孔度を有する。プロトタイプ３５９−６タバコの製造で使用されたコーティングされた処理巻紙は、３２Ｃｏｒｅｓｔａ単位の多孔度を有する。喫煙パネル試験で、プロトタイプ３５９−３は、同じ煙草葉ブレンドを有する従来の紙巻きタバコに比較して許容しうる味を有することが判明した。
【００６３】
プロトタイプ３５９−６は、プレアンブルに記載されているように、プロトタイプ３５９−３と同じ二重ラッピング方法で製造した。ラップ１枚当たりのコーティング添加量は、３４．５ｇ／ｍ2であった。コーティング中の機能成分は、プレアンブルに挙げられている機能成分と同一であったが、但し、付加的な補助材材料であるＺｅｏｌｙｓｔからのＺＳＭ−５型ゼオライトＣＢＶ２８０２およびＺｅｏｌｙｓｔからのベータ型ゼオライトＣＰ−８１１ＥＬを含んだ。
【００６４】
プレアンブルに記載されていると同じ標準的なコーティングパッケージを処方することにより、これらの機能成分を、従来の紙巻きタバコ用巻紙にコーティングするために適切なものとした。このコーティングパッケージのために、機能成分全部で１部に、湿潤剤０．００２部、ｐＨ増強剤０．０６部、結合剤系０．１６部、界面活性剤０．０１部および消泡剤０．０００２４部を処方した。
【００６５】
実施例５
様々な酸素供与金属酸化物酸化触媒が、可視副流煙をここに記載されているレベルまで低減しうることができることが判明している。表５Ａで参照されるように、プロトタイプ２−１４３−１は、高表面積補助材および酸素供与金属酸化物酸化触媒の両方として機能する酸化セリウムの能力を示している。プロトタイプ２−１４３−２は、ゼオライトＣＢＶ７２０補助材材料と混合されている高表面積酸化セリウムが可視副流煙の低減に影響を有することを示している。プロトタイプ２−１３３−３は、高表面積ＣＢＶ７２０補助材材料と混合されている酸素供与金属酸化物酸化触媒の酸化鉄が可視副流煙の低減に影響を有することを示している。セリウム系触媒の添加量の約１／２の添加量で、酸化鉄は、約２．５倍の可視副流煙の低減を達成した。酸化鉄添加量を酸化セリウムのレベルまで増やせば、約１．０の同様の可視副流煙低減を達成しうることは明らかである。プロトタイプ２−１４３−１および２−１４３−２のレベルに対して酸化鉄およびゼオライト添加量を二倍にすると、約１．０の同様の可視副流煙の低減を達成することができることも容易に分かる。
【００６６】
実施例６
平均直径２μｍから１６μｍを超える範囲の粒子により、可視副流煙を、前記実施例に記載されているレベルに低減することができる。表６Ａに示されているように、より小さい粒度を用いると、より少ないコーティング添加量で、同じ可視副流煙レベルを達成することができる。
【００６７】
プロトタイプ２−５０−１、２−５０−２および２−５０−３のコーティング中の機能成分は、プレアンブルに挙げられている機能成分と同じだが、但し、補助材の平均粒度は異なる。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
【表３】
【００７１】
【表４】
【００７２】
【表５】
【００７３】
【表６】
【００７４】
【表７】
【００７５】
【表８】
【００７６】
【表９】
【００７７】
【表１０】
【００７８】
本発明の好ましい実施形態を、ここで詳述したが、本発明の意図または添付した請求項の範囲を逸脱することなく、様々な変更をこれに行うことができることは、当技術分野の専門家には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 紙巻きタバコ用巻紙に処理組成物を塗布するための噴霧技術の概要図を示す図である。
【図２】 紙巻きタバコ用巻紙上に処理組成物のフィルムを押出すための概要図を示す図である。
【図３】 紙巻きタバコ用巻紙上に処理組成物をロール塗布するための概要図を示す図である。
【図４】 紙巻きタバコ用巻紙中に処理組成物の塗膜を含浸させるための概要図を示す図である。
【図５】 紙巻きタバコ用巻紙を製造する際に、処理組成物と紙パルプとを混合するための概要図を示す図である。
【図６】 本発明の処理巻紙をその上に施与されている煙草ロッドの透視図を示す図である。
【図７】 図６の他の実施形態を示す図である。
【図８】 処理組成物が、煙草ロッドに使用されている２層の紙巻きタバコ用巻紙の間に挟まれている煙草ロッドの透視図を示す図である。
【図９】 処理紙が、従来の紙巻きタバコ用巻紙上に塗布されている、紙巻きタバコロッド用二重ラップの透視図を示す図である。
（発明の分野）
本発明は、燃焼している紙巻きタバコ（ｃｉｇａｒｅｔｔｅ）などの副流煙を低減することに関する。特に、本発明は、副流煙を処理し、かなり低減するために紙巻きタバコ用巻紙、紙巻きタバコ用ラッパー（ｗｒａｐｐｅｒ）または葉巻用ラッパーで使用するための組成物に関する。
【０００２】
（発明の背景）
燃焼している紙巻きタバコから発生する副流煙を低減または除去するために、様々な試みがなされている。本出願人は、そのカナダ特許２０５４７３５号および２０５７９６２号；米国特許５４６２０７３号および５７０９２２８号および公開ＰＣＴ出願ＷＯ９６／２２０３１号；ＷＯ９８／１６１２５号およびＷＯ９９／５３７７８号に記載されているように、紙巻きタバコ副流煙制御システムに対する様々な手法を開発した。
【０００３】
煙草葉（ｔｏｂａｃｃｏ）、フィルターまたは紙製ラッパー中でフィルター材料または吸着材料を使用する他の副流煙制御システムが開発されている。これらのシステムの例は、米国特許２７５５２０７号および４２２５６３６号；ＥＰ特許出願０７４０９０７号およびＷＯ９９／５３７７８号に記載されている。米国特許２７５５２０７号には、低副流煙紙巻きタバコ用巻紙が記載されている。この紙巻きタバコ用巻紙は燃焼すると、不快な成分を実質的に含有しない煙を生ずる。紙巻きタバコ用巻紙は、繊維の形のセルロース系材料である。これは、微細に分割した鉱物タイプのケイ質触媒材料と緊密に結合している。実質的に不燃性で耐火性の紙巻きタバコ用巻紙は、紙巻きタバコ用巻紙が燃焼している間に基本的に変化せず、紙の燃焼を変性する触媒のように機能する。適切なケイ質触媒には、酸処理された粘土、熱処理されたモンモリロナイトならびに比較的可動性ないくつかの水素原子を含有する天然および合成ケイ酸塩が含まれる。適切な混合酸化シリカには、アルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化クロムおよび酸化マグネシウムを有する酸化シリカが含まれる。他のシリカには、シリカ対アルミナの重量比が９：１であるケイ素およびアルミニウムの酸化物が含まれる。
【０００４】
米国特許４２２５６３６号には、紙巻きタバコ用巻紙中で炭素を使用して、副流煙中に存在する有機気相成分および全粒子状物質を低減することが記載されている。加えて、この炭素により、燃焼している紙巻きタバコから発生する可視副流煙のかなりの低減が生じる。炭素源としては、活性炭が好ましい。活性炭を使用することにより、可視副流煙の若干の低下が生じる。紙巻きタバコ用巻紙は、５０％まで、微細に分割した炭素であってよい。炭素コーティングされた巻紙を、従来の紙巻きタバコと組み合わせて、煙草ロッドのための内側ラップとして使用することができる。
【０００５】
１９９６年１１月６日に公開されたヨーロッパ特許出願０７４０９０７号には、紙巻きタバコの煙草葉中でゼオライトを使用して、主流煙の特性を変更する、特に、タールの一部などの様々な成分を主流煙から除去することが記載されている。ゼオライトも煙草葉に加えられると、主流煙の特性をかなり変化させる。使用されるゼオライトは、０．５ｍｍから１．２ｍｍの粒度を有した。
【０００６】
公開ＰＣＴ特許出願ＷＯ９９／５３７７８号には、副流煙排出を低減するための、処理材料からなる不燃性シートが記載されている。このシートはラップとして使用され、従来の紙巻きタバコの従来の紙巻きタバコ用巻紙の上に適用される。このラップは非常に高い多孔度を有するので、紙巻きタバコは従来の自由燃焼速度（ｆｒｅｅ−ｂｕｒｎ ｒａｔｅ）で、またはその付近で燃焼することができ、同時に、可視副流煙排出も低減される。この不燃性ラップには、不燃性セラミック繊維、不燃性活性炭繊維、さらにラップの製造で使用される他の標準的な材料が含まれる。このラップはさらに、ゼオライトまたは他の同様の吸着材料ならびに酸素供与／酸素貯蔵金属酸化物酸化触媒が含まれる。不燃性ラップは、許容しうる程度の副流煙制御をもたらすが、ラップの不燃性特性により、炭化された管（ｃｈａｒｒｅｄ ｔｕｂｅ）が残留する。
【０００７】
米国特許４４３３６９７号および４９１５１１７号には、セラミック線維を紙巻きタバコ用巻紙製造に組み込むことが記載されている。米国特許４４３３６９７号には、燃焼している紙巻きタバコから発生する可視副流煙を低減するために、酸化マグネシウムおよび／または水酸化マグネシウム充填材と組み合わされている紙完成紙料（ｆｕｒｎｉｓｈ）中の少なくとも１重量％の特定のセラミック繊維が記載されている。繊維パルプ、セラミック繊維および充填材からなる完成紙料は、従来の製紙機で紙シートを製造するために使用される。セラミック繊維は、多結晶アルミナ、ケイ酸アルミニウムおよび不定形アルミナからなる群から選択することができる。水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムからなる充填剤が使用され、シートの繊維にコーティングされるか、施与される。
【０００８】
Ｉｔｏは、米国特許４９１５１１７号で、紙巻きタバコを保持するための不燃性シートを記載している。この薄層シートは、燃焼しても煙を生じないセラミック材料から形成される。このセラミックシートは、高温で熱により分解されるセラミック繊維の織布または不織布あるいは紙とセラミックとからなる混合物を含む。セラミック繊維は、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維またはアルミノホウケイ酸塩およびガラス繊維などの無機繊維から選択することができる。シリカゲルまたはアルミナゲルなどの無機結合剤によりこれらの材料を結合することによって、セラミックシートは成形される。この繊維は好ましくは、１から１０マイクロメートルの直径を有する。
【０００９】
カナダ特許１１８０９６８号およびカナダ特許出願２０１０５７５号に記載されているように、副流煙を低減するために、ゾルゲル、特に、アルミン酸マグネシウム、アルミン酸カルシウム、チタニア、ジルコニアおよび酸化アルミニウムから製造されたゾルゲルが、従来の紙巻きタバコ用巻紙に使用されている。カナダ特許１１８０９６８号には、無定形ゲルの形の水酸化マグネシウムを紙巻きタバコ用巻紙充填剤成分として使用して、灰の外観および副流煙の低減を改善することが記載されている。水酸化マグネシウムゲルは、紙巻きタバコ用巻紙のシートの繊維にコーティングされるか、施与される。カナダ特許出願２０１０５７５号には、溶液ゲル化またはゾル−ゲル法により製造されたゲルを使用して、物品を燃焼させるためのラッパーの燃焼を制御することが記載されている。ゲルを、紙繊維への塗膜として適用し、その後、紙を形成して、ラッパーにすることができる。このラッパーは、可視副流煙を低減するのに有用である。ゾルゲル用の金属酸化物は、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ナトリウム、カリウムまたはカルシウムであってよい。
【００１０】
カナダ特許６０４８９５号および米国特許５３８６８３８号に記載されているように、触媒も、紙巻きタバコ用巻紙に直接使用されている。カナダ特許６０４８９５号には、白金、オスミウム、イリジウム、パラジウム、ロジウムおよびルテニウムを紙巻きタバコ用巻紙中で使用することが記載されている。これらの金属は、紙製ラッパーの燃焼から生じる気体を処理するための酸化触媒として機能する。金属のパラジウムにより、最適な触媒効果が得られる。適切な媒体中の金属粒子を、紙製ラッパーの表面に分散させ、その後、これを紙巻きタバコに施与する。
【００１１】
米国特許５３８６８３８号には、鉄およびマグネシウムからなる混合物を含有するゾル溶液を煙抑制成分として使用することが記載されている。塩基の存在下に水溶液から鉄およびマグネシウムを同時沈殿させることにより、この煙抑制成分は製造される。この鉄マグネシウム組成物は、１００℃から約５００℃の温度に加熱されると、約１００ｍ2／ｇから約２２５ｍ2／ｇの高い表面積を示す。鉄マグネシウム組成物は、煙抑制紙巻きタバコ用巻紙に使用される紙パルプに加えることができる。鉄マグネシウム組成物は明らかに、酸化触媒として機能し、燃焼している紙巻きタバコから生じる煙の量を低減する。この触媒は、煙草葉に施与することもでき、例えば、米国特許４２４８２５１号に記載されているように、金属の形か、または塩としてのパラジウムを、煙草葉に施与することができる。煙草葉中にパラジウムが存在すると、主流煙中の多環式芳香族炭化水素が低下する。パラジウムは、無機塩あるいは硝酸または亜硝酸と組み合わせて使用される。このような硝酸塩には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ランタン、セリウム、ネオジミウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、エルビウム、スカンジウム、マンガン、鉄、ロジウム、パラジウム、銅、亜鉛、アルミニウム、ガリウム、スズ、ビスマス、これらの水和物およびこれらの混合物が含まれる。公開ＰＣＴ出願ＷＯ９８／１６１２５号に記載されているように、副流煙を低減するために、管中にも、触媒は使用されている。
【００１２】
触媒材料は、それ自体は副流煙または主流煙をもたらさないが、代わりに着香エアロゾルをもたらすエアロゾルタイプの紙巻きタバコでも使用されている。これらのエアロゾル紙巻きタバコの例には、エアロゾルを生じさせるために必要な熱発生をもたらす触媒を使用する米国特許５０４０５５１号、５１３７０３４号および５９４４０２５号に記載されているものが含まれる。このような触媒系には、セリウム、パラジウムまたは白金の酸化物が含まれる。
【００１３】
先行技術は、様々な副流煙制御システムを検討しているが、これらのどれも、単に活性成分が可燃性紙巻きタバコ用巻紙に加えられていることにより副流煙を有効に低減し、紙巻きタバコの味に著しい影響を及ぼすことなく、紙巻きタバコを従来の紙巻きタバコと同様に燃焼させるシステムを提供していない。したがって、本発明は、外観および味が従来の紙巻きタバコと同様であるだけでなく、その態様により従来の紙巻きタバコと同様に灰化する副流煙制御システムを提供する。
【００１４】
（発明の概要）
本発明は、その様々な適用で、副流煙の著しい低減をもたらす。意外にも、副流煙処理組成物中で、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、その触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材（ａｄｊｕｎｃｔ）とを組み合わせて使用することにより、副流煙のこのような低減を達成することができることが判明した。この組成物は、標準的な可燃性紙巻きタバコ用巻紙と共に使用すると、許容しうる自由燃焼速度をもたらす一方で、可視副流煙を最小化するか、または事実上、除去することもできる。
【００１５】
触媒用の補助材は、いずれかの適切な実質的に不燃性の、粘土などの粒子材料、粉砕された炭素繊維などの炭素材料、金属酸化物および金属酸化物繊維などの鉱物系材料、粉砕されたセラミック繊維などのセラミックおよび高表面積多孔性粒子であってよい。この態様では、触媒補助材は、最も好ましくは、活性炭またはゼオライトなどの実質的に不燃性の高表面積吸着材料である。本発明の最も好ましい実施形態では、吸着材料は、ゼオライト、特に疎水性ゼオライトである。セリウム系触媒と組み合わせて使用する場合、ゼオライトが特に好ましい。
【００１６】
副流煙処理組成物は、様々な方法で施与することができる。この組成物は、紙巻きタバコ用巻紙を製造する際の充填材として、紙巻きタバコ用巻紙に含浸させて、または紙巻きタバコ用巻紙の外側および／または内側に位置する塗膜または層として使用することができる。生じる低副流煙処理紙巻きタバコ用巻紙は、約０．５Ｃｏｒｅｓｔａ単位の非常に低い多孔度から約１０００Ｃｏｒｅｓｔａ単位の高い多孔度の範囲を有してよい。好ましい多孔度は通常、２００Ｃｏｒｅｓｔａ単位未満であり、最も好ましい多孔度は通常、約３０から６０Ｃｏｒｅｓｔａ単位の範囲内である。このように処理された紙を、多層ラップとして使用することができることは、理解されるであろう。この処理紙は、従来の紙巻きタバコ用巻紙を有する紙巻きタバコの上に位置する外側ラップとして施与することもできる。
【００１７】
副流煙処理組成物は、多層、通常は二重ラッピングされた紙巻きタバコでは、巻紙の両面または片面上の塗膜として、または巻紙に含浸させて施与することもできるし、紙巻きタバコ用巻紙の単一または複数ラップのための巻紙を製造する際に充填材として加えることもできる。一実施形態では、二重ラップ配置で、副流煙処理組成物を、２つの巻紙の間に挟むこともできる。他の二重ラップ実施形態では、副流煙処理組成物を、煙草ロッドに隣接している巻紙面上にコーティングすることができ、その際、２枚の巻紙の間に挟まれている組成物の添加量は、様々であってよい。さらに他の二重ラップ実施形態では、副流煙処理組成物を、煙草ロッド上に位置する巻紙の両面にコーティングすることができ、その際、添加量は様々であってよい。第２の巻紙を、その上のもう１枚のラップとして使用することもできる。紙巻きタバコ処理巻紙は、従来の灰化特性を有し、このことは、先行技術の不燃性巻紙巻きタバコ管およびラップを上回る重要な利点である。処理巻紙は、従来のセルロース系紙巻きタバコ用巻紙であってよく、処理組成物により、意外にも、副流煙を増やすことはない。
【００１８】
副流煙低減を最適化するために、触媒および補助材を組み合わせて使用することが判明している。この２つの成分は、充填材として、例えば紙巻きタバコ用巻紙を製造する際に混合することができる。もしくは、塗料として使用する場合、触媒および補助材を、通常はスラリーとして混合して、そのままコーティングする。好ましい実施形態では、特にセリウムとゼオライトとを組み合わせて使用する場合には、これらの材料を、個別の接触薄層としてコーティングして、多層塗膜を生じさせることもできる。このような層は、従来の紙巻きタバコ用巻紙よりも通常は薄い厚さを有してよく、その緊密な接触特性により、それらが組み合わされて、混合されているかのように機能する。
【００１９】
本発明の他の態様では、低副流煙紙巻きタバコは、従来の煙草ロッドおよびこのロッドのための、副流煙処理組成物を有する可燃性処理巻紙を備え、この処理組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、その触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含有する。
【００２０】
本発明の一態様では、低副流煙紙巻きタバコは、従来の煙草ロッド、ならびに、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒として二重に機能する酸化セリウムと、その触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材とを含有する副流煙処理組成物を有する可燃性処理巻紙を備える。本発明の他の態様では、燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するための紙巻きタバコ処理巻紙の製造で使用するための完成紙料組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含む。
【００２１】
本発明の他の態様では、低副流煙紙巻きタバコは、従来の煙草ロッドならびに、副流煙処理組成物を含む可燃性処理巻紙を備え、前記処理組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、この触媒用の実質的に不燃性のゼオライト補助材との組合せを含有する。
【００２２】
本発明の他の態様では、燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するための紙巻きタバコ用巻紙にコーティングするためのスラリー組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、この触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含む。
【００２３】
本発明の他の態様は、燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するために、紙巻きタバコの喫煙可能な煙草ロッド上で使用するための可燃性紙巻きタバコ用巻紙であり、この紙巻きタバコ用処理巻紙は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含有する副流煙処理組成物を含む。
【００２４】
本発明の他の態様では、燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するための方法は、可燃性紙巻きタバコ用巻紙に担持されている処理組成物で副流煙を処理することを含み、前記処理組成物は、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、この触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との組合せを含む。
【００２５】
本発明の他の態様では、低副流煙紙巻きタバコは、従来の煙草ロッド、ならびに、紙巻きタバコ用巻紙と結合する副流煙処理組成物を有する可燃性紙巻きタバコ用巻紙を備え、前記処理組成物が、副流煙を約９０％より大きく低減する。記載を容易にするために、紙巻きタバコとの用語を使用する場合には常に、喫煙可能な紙巻きタバコだけでなく、葉巻などのラッピングされた喫煙可能な煙草製品のいずれの形態も含まれることは理解されるであろう。処理巻紙との用語を使用する場合には常に、可燃性ラッパーおよび紙巻きタバコ、葉巻などで使用することができるものが包含されることは理解されるであろう。ラッパーは、紙巻きタバコ用巻紙の単一層として、または紙巻きタバコ用巻紙の多層として使用することができる。ラッパーを、紙巻きタバコ用巻紙の底層として、または紙巻きタバコの従来の紙巻きタバコ用巻紙上のラップとして使用することもできる。処理紙は、その支持体として従来の紙巻きタバコ用巻紙または幅広い多孔度を有する同様の可燃性製品を含んでもよい。従来の煙草ロッドは、喫煙可能な紙巻きタバコで通常は使用される煙草組成物を包含する。これらのロッドは、エアロゾル紙巻きタバコで使用される紙巻きタバコ成分とは区別されるべきである。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を、図面に示す。
【００２７】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
その最も単純な形態では、本発明の副流煙処理組成物は、触媒用の不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材と組み合わせて使用される酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒を含有する。これら２種の成分を組み合わせて、単独で、またはその他の成分と共に使用すると、非常に意外な規模の副流煙制御が可能であり、紙巻きタバコの味に影響が及ぶことも、さらに大抵の実施形態では、紙巻きタバコの燃焼の仕方に影響が及ぶこともないことが予期せず判明した。さらに、この組成物は、紙巻きタバコ用巻紙への塗料として、またはその内部の充填剤として使用することができるので、生じる低副流煙紙巻きタバコは、従来の紙巻きタバコと同様に見える。
【００２８】
この補助材は、主流煙の香りおよび味に影響を及ぼさず、副流気体中に望ましくない臭気を放出しない、適切な、実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子材料であってよい。この粒子材料は、燃焼している紙巻きタバコの燃えさしの高い温度で、物理的に安定である。多孔性補助材は、通常は２０ｍ2／ｇを超える高い表面積を有する。粒子がこのような表面積を達成できるように、これらは、多孔性でなければならない。好ましくは、多孔性補助材は、１００ｎｍ（１０００Å）未満の平均直径の孔を有する。さらに好ましくは、孔は、２０ｎｍ（２００Å）未満の平均直径を有し、０．５から１０ｎｍ（５〜１００Å）の平均直径を有する孔が特に好ましい。ゼオライト系の材料では、孔は、約０．５から１．３ｎｍ（５〜１３Å）の範囲内の平均直径を有する。
【００２９】
粒子補助材が、約３０μｍ未満、さらに好ましくは約２０μｍ未満、最も好ましくは約１μｍから５μｍの平均粒度を有するのが好ましい。不燃性材料は、ベントナイト粘土または高い表面積を有する処理された粘土などの紙巻きタバコ用巻紙製造で一般的に使用される様々な種類の多孔性粘土であってよい。不燃性炭素材料を使用することもでき、これには、粉砕された多孔性炭素繊維および粒子が含まれる。多孔性の鉱物系モノリス材料などの、様々な金属酸化物を使用することもでき、これには、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化セリウム、アルミナなどの酸化アルミニウム、ジルコニウム繊維などの金属酸化物繊維、および粉砕された多孔性セラミック繊維などの他のセラミックならびにジルコニウム／セリウム繊維などのこれらの混合物が含まれる。酸化セリウムに関して、これは、微細に分割した補助材として、さらに酸素貯蔵／供与酸化セリウム酸化触媒として機能しうることが判明している。他の補助材材料には、活性炭およびゼオライトなどの高表面積材料が含まれる。
【００３０】
この補助材は、分子ふるいなどの不燃性の微細に分割した無機粒子である高表面積高吸着材料を含有してよく、これには、ゼオライトおよびシリカ／アルミナなどの無定形材料が含まれる。最も好ましいものは、シリカライト（ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ）ゼオライト、フォージャサイトＸ、ＹおよびＬゼオライト、ベータゼオライト、モルデン沸石ゼオライトならびにＺＳＭゼオライトなどのゼオライトである。好ましいゼオライトには、このような副流煙の疎水性およびやや疎水性の有機化合物に対して親和性を有する疎水性ゼオライトおよびやや疎水性のゼオライトが含まれる。ゼオライト材料は、副流煙の成分を選択的に吸収および吸着する極めて多孔性な構造をもたらす。この極めて多孔性な構造は通常、粒子の間にマクロ孔を、そして粒子の内部にマクロ孔から分枝しているミクロ孔を有する。マクロ孔およびミクロ孔に捕捉された成分は、酸化セリウムまたは他の適切な酸化触媒の存在下に、燃焼している紙巻きタバコの高温で、酸化成分へと変換されて、吸着された材料に閉じ込められたままとなるか、副流煙が目に見えないか、所望の低いレベルであるように、十分に低いタールおよびニコチンレベルを有する目に見えないガスとして放出されると考えられる。
【００３１】
ゼオライト材料は、次の式により特徴付けることができる：
ＭmＭ’nＭ”p［ａＡｌＯ2・ｂＳｉＯ2・ｃＴＯ2］
［上式中、
Ｍは、一価カチオンであり、
Ｍ’は、二価カチオンであり、
Ｍ”は、三価カチオンであり、
ａ、ｂ、ｃ、ｎ、ｍおよびｐは、その化学量論的割合を反映する数であり、
ｃ、ｍ、ｎまたはｐは、ゼロであってもよく、
ＡｌおよびＳｉは、四面体として配置されているＡｌおよびＳｉ原子であり、
Ｔは、ＡｌまたはＳｉに代わりうる四面体として配置されている金属原子であり、
ここで、ゼオライトまたはゼオライト類似物質のｂ／ａ比は、約５から約３００の値を有し、ゼオライトのミクロ孔サイズは、約０．５から１．３ｎｍ（５から１３Å）の範囲内である］。
【００３２】
上式の好ましいゼオライトは、フォージャサイト（（Ｎａ2、Ｃａ、Ｍｇ）29［Ａｌ58Ｓｉ134Ｏ384］・２４０Ｈ2Ｏ；立方晶）、β−ゼオライト（Ｎａn［ＡｌnＳｉ64-nＯ128］、ここで、ｎ＜７、正方晶）、モルデン沸石ゼオライト（Ｎａ8［Ａｌ8Ｓｉ40Ｏ96］・２４Ｈ2Ｏ；斜方晶）、ＺＳＭゼオライト（Ｎａn［ＡｌnＳｉ96-nＯ192］〜１６Ｈ2Ｏ、ここで、ｎ＜２７；斜方晶）およびこれらの混合物の特定の式を有する。
【００３３】
様々なグレードの吸着材料を使用することができることは理解されるであろう。例えば、高沸点材料、中沸点材料および低沸点材料を選択的に吸着するように特別に設計されていてよいゼオライト勾配で、このことは特に当てはまる。このことは、多層のゼオライト組成物をもたらし、この際、本発明で考慮されるセリウムまたは他の適切な触媒を、これらの層全体に分散させるのが好ましい。次いで、これらの層を、例えば、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デンプンおよびカゼインまたは大豆タンパク質ならびにこれらの混合物であってよい結合剤または接着剤を使用することにより、煙草ロッドのための紙巻きタバコ用巻紙に結合させることができる。
【００３４】
酸素供与／酸素貯蔵金属酸化物酸化触媒は最も好ましくは、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物（スカンジウム、イットリウムおよびランタン金属系列、即ちランタンなど）ならびにこれらの混合物から選択される。この触媒が、その金属酸化物の形であるか、燃焼している紙巻きタバコの温度で、その触媒活性を果たしうる金属酸化物へと変換される金属酸化物の前駆体であってよいことは、理解されるであろう。遷移金属酸化物は、ＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＩＩ族およびＩＢ金属からなる周期表からの金属の群の酸化物ならびにこれらの混合物から選択することができる。遷移金属群からの好ましい金属は、鉄、銅、銀、マンガン、チタン、ジルコニウム、バナジウムおよびタングステンの酸化物であり、希土類群からでは、セリウムの酸化物などのランタニド金属の酸化物である。例えば、セリウムを、遷移金属のいずれか１種と混合して使用することもできる。他の金属酸化物酸化触媒を、酸素貯蔵／酸素供与型触媒と共に使用することもできる。このような他の金属触媒には、貴金属およびＩＩＡ族、ＩＶＡ族からの金属ならびにこれらの混合物が含まれる。例には、スズ、白金、パラジウムおよびこれらの混合物が含まれる。
【００３５】
セリウム触媒前駆体は、溶液またはゾルの形で吸着物質に塗布され、燃焼している紙巻きタバコの高温で酸化セリウムへと変換されて、触媒として機能する、硝酸セリウムまたはセリウムの他の分散可能であるようなセリウム塩であってよい。本発明を説明する目的では、触媒との用語には、触媒先駆体も含まれることが意図されている。
【００３６】
酸化セリウムなどの触媒を、補助材物質と組み合わせて使用する。これら２種を相互に離して、または距離を置いて、非隣接層で使用すると、副流煙を制御する能力が著しく低下することが判明している。しかし特定の配置では、副流煙制御を達成することができる。好ましくは、触媒は実質的に、補助材材料に隣接している。このことは、粒子触媒を補助材と混ぜて混合するか、補助材の層と触媒層とを接触させるか、触媒を補助材に塗布するか、または触媒を補助材の中に、または多孔性表面の上に含浸させることによって達成され、所望の意外な副流煙制御特性を持たせることができる。他の多くの成分を、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と補助材との組合せに加えて使用することもできることも理解されるべきである。付加的な添加剤を、副流煙の処理をさらに高めるか、紙巻きタバコの他の特性を変えるために使用することができる。このような付加的添加剤を、処理組成物と混合するか、紙巻きタバコ構造中の他の所で使用することができるが、勿論、このような添加剤が、副流煙を処理する処理組成物の能力に対して、明らかなマイナスの影響を及ぼさないことが条件となる。
【００３７】
組成物を、セリウムと吸着材料との混合を達成する様々な方法で処方することができる。例えば、吸着材料に、硝酸セリウムまたはセリウムゾルなどのセリウム塩溶液を噴霧するか、またはこれに浸漬して、吸着材料の表面にセリウムを含浸させる。酸化セリウムは、吸着材料の微細な粉末と混合される別々の微細な粉末として調製することができる。触媒粉末が、約３０μｍ未満、好ましくは２０μｍ未満、最も好ましくは約１．０μｍから５μｍの平均粒度を有し、材料の緊密な混合およびブレンドが保証されていることが、特に好ましい。
【００３８】
触媒粒度および表面積を選択するための一般的なガイドとして、移動する副流煙成分に触媒作用部位が提供されることを保証するような表面積を、選択された触媒が有することであることは、当技術分野の専門家であれば理解されるであろう。これにより、特定の実施形態では、触媒粒子が適切に分布していて、必要な規模の副流煙成分酸化が達成されるならば、触媒粒度は、３０μｍより大きくなってもよい。
【００３９】
意外にも、酸化セリウムは、本発明の機能の両方を果たしうる、即ち、酸素貯蔵／酸素供与触媒であり、補助材でもある数少ない金属酸化物の１種であることが判明している。多孔性酸化セリウム粒子は、補助材に必要な高い表面積および平均粒度を達成しうる。酸化セリウムを紙巻きタバコ用巻紙と共に、第１の量では触媒として、第２の量では処理組成物中の補助材として使用する。酸化セリウムのこのような量は通常、本発明の他の態様では、全添加量を構成するために、触媒および補助材に関して使用される量と一致する。
【００４０】
セリウムを、酸化セリウムゾルなどの溶液分散液として処方して、ゼオライトなどの吸着材料に塗布することができる。次いで乾燥させ、燃焼させて、吸着材料の表面に固定した酸化セリウム粒子にする。酸化セリウム粒子をゼオライト表面などの補助材表面に固定する場合、平均粒度は約１．０μｍ未満であってよい。ゼオライトに固定された酸化セリウムの相対量は、酸化セリウムおよびゼオライト含有率の全当量に対して、約１重量％から約７５重量％の範囲であってよい。ゼオライトに固定された酸化セリウムの好ましい相対量は、酸化セリウムおよびゼオライト含有率の全当量に対して、約１０重量％から約７０重量％の範囲であってよい。
【００４１】
ゼオライトの表面に固定された酸化セリウムからなる組合せ製品を製造するための好ましい方法は、２０００１年９月１４日に米国特許庁に出願され、その対象を参照してここで援用することができる「金属酸化物被覆された微孔性材料を製造するための方法」との名称を有する同時出願された出願 号に記載されている。
【００４２】
この組合せ製品を製造するための詳細な説明は、前記出願に記載されているが、簡単には、この方法は一般的に、ゼオライト粒子材料の外側表面に塗布された酸化セリウムを、酸化セリウムおよびゼオライト含有率の全当量に対して少なくとも１重量％含有する、触媒のセリウム酸化物で被覆されたゼオライト粒子材料を製造することを含む。一態様では、この方法は、一般的に：
ｉ）酸化セリウム水和物のコロイド分散液量と、相容性なゼオライト粒子材料とを組み合わせて、スラリーを生じさせるが、その際、コロイド分散液の量は、ステップ（ｉｉ）で熱処理されると、２０重量％を超える酸化セリウムをもたらすに十分な量であり、ゼオライト粒子材料は、２０Å未満の平均孔径を有し、コロイド分散液は、少なくとも２０Åの平均粒度を有し、したがって、ゼオライトの外側表面上にこのコロイド分散液を配置するステップと、
ｉｉ）初めに、約２００℃未満の温度で、次に、約４００℃を超える温度でスラリーを熱処理して、生じた酸化セリウムをゼオライト粒子材料の表面の外側に固定して、易流動性のバルク粒子を生じさせるステップとを含む。
【００４３】
この製品は、ＡＭＲ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓ，Ｉｎｃ．（カナダ、トロント）から入手することができる。この方法の代わりに、補助材吸着材料を、セリウム塩の溶液に浸漬し、乾燥させ、熱処理して、吸着材料の表面上に酸化セリウムを生じさせることもできる。
【００４４】
副流煙処理組成物の意外な活性により、これを、幅広い多孔度を有する紙巻きタバコ用巻紙中で使用することができる。組成物を、高い多孔度を有する紙巻きタバコ用巻紙中で使用すべきではないと、考えられていた。この処理組成物は、約０．５Ｃｏｒｅｓｔａ単位の非常に低い多孔度から約１０００Ｃｏｒｅｓｔａ単位の非常に高い多孔度を有する巻紙中で十分に等しく作用する。好ましい多孔度は通常、２００Ｃｏｒｅｓｔａ単位未満であり、最も好ましい多孔度は通常、約３０から６０Ｃｏｒｅｓｔａ単位の範囲内である。巻紙を二重または複数ラップとして使用することができることは理解されるであろう。巻紙を、従来の紙巻きタバコ用巻紙を有する紙巻きタバコの上の外側ラップとして施与することもできる。多孔度に応じて、触媒と補助材との特定の組合せが、他よりも良好に作用することも、理解されるであろう。
【００４５】
組成物を単に、紙巻きタバコ用巻紙の片面または両面の上にスプレーして、巻紙に吸収させることができる。図１に示されているように、紙１０を、矢印１２の方向へと搬送する。処理組成物１４をスラリーとして、噴霧ノズル１６により、紙１０へと噴霧して、塗膜１８を生じさせ、これを紙の上で乾燥させる。もしくは、組成物をフィルムとして、紙の表面に押出して、単一または複数ラップとして使用することもできる。図２に示されているように、フィルム塗布装置２０は、スラリー化されている処理組成物１４を含む。フィルム塗布機２０は、矢印１２の方向に搬送される紙１０の上に薄いフィルム２２を置く。このフィルムを乾燥させると、紙１０の上に塗膜２４が生じる。これらの配置により、燃焼している紙巻きタバコからの可視副流煙が実質的に消失することは、全く意外である。処理組成物を、従来の紙巻きタバコに紙巻きタバコ用巻紙の外側で施与することもできる。このコーティングは、図３に示されているように、ローラー塗布機２６により行うこともできる。処理組成物１４を層２８として、ローラー３０の上にコーティングする。ドクターナイフ３２により、層３４の厚さを決定し、次いでこれを、矢印１２の方向に搬送される紙１０の上に置く。次いでこの層を乾燥させて、紙１０上に塗膜３６を生じさせる。含浸を、図４の塗布ローラー２４を使用することにより行い、生じた層３６を紙１０と共に、矢印１２の方向で、材料の層を紙１０へと押込み、処理組成物の成分を紙中に含浸させる加圧ローラー３８および４０に通過させる。
【００４６】
転写式塗布プロセスを含む他の様々な塗布プロセスを、本発明の処理巻紙を製造するために使用することができることは、当技術分野の専門家には理解されるであろう。転写式塗布プロセスでは、Ｍｙｌａｒ（登録商標）シートまたは他の適切な連続シートを、塗布組成物をＭｙｌａｒ（登録商標）シートから紙巻きタバコ用巻紙表面へと転写するために使用することができる。支持体シートが、紙などの物理的強度特性により組成物のロール塗布を容易には受け入れ得ない場合に、このタイプの転写式塗布が有用である。
【００４７】
もう１つの選択肢は、処理組成物を紙の製造に組み込むことである。組成物を、スラリーとしての紙完成紙料（ｆｕｒｎｉｓｈ）に供給することができる。図５で参照されるように、支持体完成紙料４２中の処理組成物を、攪拌機４４により攪拌して、タンク４６中でスラリーを生じさせる。このスラリーを、従来の紙製造方法に移し、搬送されているコンベヤ５０の上に層４８として置き、紙巻きタバコ用巻紙５２を生じさせる。結果として、処理組成物が、最終巻紙製品に含まれる。もう１つの選択肢は、処理組成物を紙層の間に挟んで、煙草ロッド上に位置する二重紙巻きタバコ用巻紙ラップを生じさせることである。例えば、組成物を、図１の噴霧技術によるように、外側の紙の内側または内側の紙の外側に塗布することができる。２枚の巻紙を煙草ロッドに使用する場合、組成物を層として、２枚の巻紙の間に挟む。各巻紙は、従来の紙巻きタバコ用巻紙の半分の厚さであってよく、したがって、二重ラップが、紙巻きタバコの全直径を大きくすることはなく、容易に、紙巻きタバコ製造機で取り扱われる。
【００４８】
図６で参照されるように、煙草ロッド５４は、例えば、紙巻きタバコ用巻紙１０を有し、これは、巻紙の外側で、塗膜１８で取り囲まれてラッピングされている。逆に、図７に示されているように、紙巻きタバコ用巻紙１０を、煙草ロッド５４に隣接して、巻紙の内側表面の上に位置する塗膜１８と共に使用することもできる。
【００４９】
図８で示されているように、もう１つの選択肢は、塗膜１８を紙巻きタバコ用巻紙５６および５８の間に挟むことである。中間塗膜１８を有する巻紙５６および５８を、煙草ロッド５４に使用される単一の紙巻きタバコラッパーとして生じさせることもできる。もう１つの選択肢は、図９に示されていて、煙草ロッド５４は、従来の紙巻きタバコ用巻紙６０で被覆されている。従来の巻紙６０の上には、その中に処理組成物含む図５の紙巻きタバコ用巻紙５２が存在する。巻紙５２を、その中に含まれている処理組成物と共に、煙草ロッド５４に直接施与することもできることは理解されるであろう。
【００５０】
当技術分野の専門家には理解されるように、所望の紙巻きタバコ用巻紙内またはその上に副流煙処理組成物を用意するための前記手順は、与えられる添加量および煙草ロッド上で使用されるラップの枚数に応じて変えることができる。例えば、巻紙の両面上に組成物の様々な添加量を伴う２枚以上の紙を、片面の添加量を減らし、コーティングの適用をより簡単にするために使用することができる。
【００５１】
これらのどの組合せを用いても、副流煙が事実上除去されることが、意外にも判明した。同時に、紙巻きタバコ用巻紙は、従来の灰化特性を示す。紙巻きタバコ用巻紙の外側に組成物を単にコーティングするだけでも、可視副流煙をほとんど検出することができないレベルまで最小化することができることは、特に意外である。
【００５２】
処理組成物が使用され、これが紙巻きタバコに施与される方法に応じて、様々な加工助剤およびその混合物が、処理組成物の特定の施与を簡単にするために必要となることがあることは、理解されるであろう。このような加工助剤には、ポリビニルアルコールなどの積層材料、デンプン、ＣＭＣ、カゼインおよび他のタイプの許容される接着剤、様々なタイプの結合粘土、不活性充填材、白色体質顔料、粘度調整剤、２０００１年９月１３日に出願され、その対象を参照してここで援用することができる「ジルコニウム／金属酸化物繊維」との名称を有する米国特許出願 号に記載されているようなジルコニウム繊維およびジルコニウム／セリウム繊維などの不活性繊維材料が含まれる。組成物を紙に導入するために浸透剤を、使用することもできる。水などの適切な希釈剤を、組成物を希釈するために使用して、これを、従来の紙巻きタバコ用巻紙にスプレー塗布、カーテン塗布、エアナイフ塗布、ロッド塗布、ブレード塗布、プリント塗布、サイズプレス塗布、ローラー塗布、スロットダイ塗布、転写塗布などをすることができるようにすることもできる。
【００５３】
紙巻きタバコ用巻紙、ラッパーなどの上での、またはその中での処理組成物の望ましい添加量は好ましくは、約２．５ｇ／ｍ2から約１２５ｇ／ｍ2の範囲内である。最も好ましくは、この添加量は、約２．５ｇ／ｍ2から約１００ｇ／ｍ2の範囲内である。重量パーセントとして表現すると、巻紙は、約１０重量％から５００重量％、最も好ましくは約１０重量％から４００重量％の処理組成物を有する。これらの添加量は、単一巻紙に関して示されているが、これらの全添加量を、２枚以上の巻紙の使用に適用することもできることは、当技術分野の専門家には理解されるであろう。
【００５４】
副流煙低減組成物を通常は、組成物の水性スラリーとして使用する。このスラリーを、製紙プロセスで、巻紙の完成紙料に加えることもできるが、様々なコーティングプロセスにより巻紙にコーティングするか、様々な含浸方法により巻紙に含浸させることもできる。スラリーのための触媒および補助材の好ましい平均粒度は、約１μｍから約３０μｍ、最も好ましくは約１μｍから約５μｍの範囲内である。補助材に固定された触媒の好ましい相対量は、触媒および補助材含有率の全当量に対して、約１重量％から７５重量％、さらに好ましくは約１０重量％から約７０重量％、更に好ましくは約２０重量％から７０重量％であってよい。
【００５５】
副流煙のこの意外な低減または除去を引き起こすメカニズムは十分には解明されていないが、紙巻きタバコ用巻紙中で酸化触媒を使用すると、燃焼速度が従来の自由燃焼速度よりも大きくなると考えられている。何らかの特定の理論に結びつけられるものではないが、触媒と組み合わされた補助材が、従来の自由燃焼速度に影響を及ぼすだけではなく、同時に、燃焼している紙巻きタバコの燃焼している燃えさしからの熱伝達および物質移動に影響を及ぼすものと考えられる。触媒と組み合わされた補助材が、触媒で変性された紙巻きタバコが燃焼する速度を遅くして、再び、紙巻きタバコを従来の自由燃焼速度に戻すと考えられる。この従来の自由燃焼速度では、触媒は、副流煙成分を十分に変換して、次の実施例で詳述するように、可視副流煙を５０％より大きく、一般に８０％より大きくおよび最も好ましくは９５％より大きく顕著に低減することができる。
【００５６】
（実施例）
プレアンブル
紙巻きタバコのプロトタイプ３５９−３は、コーティングされた従来の紙巻きタバコ巻紙の二重ラップを備えていた。処理巻紙１枚当たりの塗布量は、４７ｇ／ｍ2であった。塗膜中の機能成分は、酸素ドナーならびに酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒、特に、適切な補助材、特にＺｅｏｌｙｓｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｏｆ Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ（米国、ペンシルバニア）からのＹ型ゼオライトＣＢＶ７２０と混合されているか、これに固定されている酸化セリウムを含有する。
【００５７】
これらに限らないが、湿潤剤、ｐＨ増強剤、結合剤系、界面活性剤および消泡剤を含有する標準的なコーティングパッケージを処方することにより、これらの機能成分を、従来の紙巻きタバコ用巻紙にコーティングするために適切なものとした。例えば、機能成分全部で１部に、湿潤剤０．００２部、ｐＨ増強剤０．０６部、結合剤系０．１８部、界面活性剤０．０１部および消泡剤０．０００２４部を処方した。このようなコーティングパッケージは、塗料分野の専門家にはよく知られている。
【００５８】
調製された紙巻きタバコを、標準の喫煙機で喫煙した。副流煙の量を、０から８の段階で、目視により定量したが、その際、０は、副流煙なしであり、８は、従来の紙巻きタバコにより生じるのと同様の副流煙である。
【００５９】
実施例１
処理巻紙は、可視副流煙を、従来の紙巻きタバコに対して９５％以上の低減率で低減する。可視副流煙と副流煙の成分の定量可能な測定値、例えばタールおよびニコチンレベルとの間には、強い相関が存在する。Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｎａｄａ Ｍｅｔｈｏｄ Ｔ−２１２（煙草の副流煙中のタールおよびニコチンの測定に関する）に従い、プロトタイプ３５９−３で行った副流煙測定は、表１Ａでは、副流煙ニコチンの９６％の低減および副流煙タールの７３％の低減を示している。このタールの低減％は、表１Ｂで分かるように、可視副流煙の９５％の低減と相関している。したがって、副流煙の実質的に目に見えない流れを得るために、タール成分の全てを、副流煙から除去する必要はない。表１Ｃのガスクロマトグラフィ／質量分析計の結果は、これらの測定と一致していて、副流煙中の芳香族炭化水素の８２％の低減およびニコチンの８８％の低減を示している。いくつかのプロトタイプでの副流煙測定を、表１Ｄに示す。副流煙の量を、０から８の段階で、目視により定量したが、その際、０は、副流煙なしであり、８は、従来の紙巻きタバコにより生じると同様の副流煙である。表１Ｄは、従来の紙巻きタバコに比較してのプロトタイプでの副流煙低減量および、可視副流煙低減、さらにその後のタールおよびニコチンの両成分の低下との関係を示している。例えば、ほとんど知覚できない可視副流煙示数０．５は、紙巻きタバコ１本当たり約６ｍｇの副流煙中にまだ残留しているタールの量に相当する。この分野での相当な実験により、可視副流煙示数と副流煙中に残留しているタールの量との間には実質的な比例関係が存在することが判明している。例えば、約２の許容しうる可視示数は、約１０ｍｇの副流煙中のタール含量と対応している。一般に、２を超える可視示数が正当である環境、例えば、より少ない副流煙の低減が望ましい環境が存在することがあることも理解されるが、２を超える可視示数は好ましくない。
【００６０】
実施例２
処理巻紙は、主流煙を著しく変化させることはない。プロトタイプ３５９−３での主流煙測定。次の手順を使用して、測定を行う：ＩＳＯ手順、ＩＳＯ３３０８（第４版参照、２０００年４月１５日（分析手順紙巻きタバコ（ｒｏｕｔｉｎｅ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ）の測定に関する））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ４３８７（第２版参照、１９９１年１０月１５日（分析手順喫煙機を使用する、全およびニコチン不含有無水粒子物質の測定に関する））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ１０３１５（第１版参照、１９９１年８月１日（煙凝縮物中のニコチンの測定に関する−ガスクロマトグラフィ法））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ１０３６２−１（第２版参照、１９９９年１２月１５日（煙凝縮物中の水の測定に関する−ガスクロマトグラフィ法））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ３４０２（第４版参照、１９９９年１２月１５日（調節および試験のための雰囲気））、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ８４５４（第２版参照、１９９５年１１月１５日（紙巻きタバコ煙の気相中の一酸化炭素の測定に関する−ＮＤＩＲ法））。ニコチンおよびタールレベルは、主流煙中では、従来の紙巻きタバコでのレベルに対して実質的に同じであることが、表２Ａに示されている。表２Ｂに示されているガスクロマトグラフィ／質量分析計の結果は、これらの測定結果と一致している。芳香族炭化水素の測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では１１９マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは１５０マイクログラムである。窒素を含有する芳香族化合物、特にニコチンの測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では１３５２マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは１４３６マイクログラムである。フランおよび誘導体の測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では１５６マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは１５９マイクログラムである。炭化水素の測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では１７７マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは２０２マイクログラムである。他のカルボニル、特にトリアセチンの測定可能な量は、プロトタイプ３５９−３では６７４マイクログラムであるのに対して、従来の紙巻きタバコでは４７８マイクログラムである。
【００６１】
実施例３
処理巻紙は可燃性で、従来の方法で燃焼し、灰化する。燃焼特性を、ＩＳＯ手順、ＩＳＯ４３８７（第２版参照、１９９１年１０月１５日（分析手順喫煙機を使用する、全およびニコチン不含有無水粒子物質の測定に関する））に従い、定量測定した。表３Ａに示すように、プロトタイプ３５９−３は、従来の紙巻きタバコ１本当たり平均９．５回のパフ回数（ｐｕｆｆ）に対して、プロトタイプ１本当たり８．７回の平均パフ回数を有する。表３Ａの算出された燃焼速度は、プロトタイプ３５９−３は、従来の紙巻きタバコと実質的に同じ０．０９ｍｍ／秒の燃焼速度を有することを示している。燃焼温度プロファイル測定を、その対象をここで参照して援用することができる公開ＰＣＴ出願ＷＯ９９／５３７７８号に記載されている技術に従い、行った。表３Ａの結果は、前記測定結果と一致しており、吸い込みおよび燃焼の両方の間のプロトタイプの燃焼特性は、従来の紙巻きタバコと実質的に同じであることを示している。吸い込みの間に、巻紙表面で、紙巻きタバコの中心線で、さらに紙巻きタバコの半径に沿った１／２の位置で測定されたように、このコントロールは、多少低い温度を有した。燃焼の間には、コントロールおよびプロトタイプ３５９−３の巻紙温度は、実質的に同じ温度を有した。
【００６２】
実施例４
コーティングされた処理巻紙多孔度を、フィルトローナ巻紙通気性測定計ＰＰＭ１００の操作マニュアル（ＦＩＬＴＲＯＮＡ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ Ｐａｐｅｒ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｍｅｔｅｒ ＰＰＭ１００）に記載されている手順を使用して測定したが、これを表４Ａに示す。プロトタイプ３５９−３の製造で使用された処理巻紙は、９Ｃｏｒｅｓｔａ単位の多孔度を有する。プロトタイプ３５９−６タバコの製造で使用されたコーティングされた処理巻紙は、３２Ｃｏｒｅｓｔａ単位の多孔度を有する。喫煙パネル試験で、プロトタイプ３５９−３は、同じ煙草葉ブレンドを有する従来の紙巻きタバコに比較して許容しうる味を有することが判明した。
【００６３】
プロトタイプ３５９−６は、プレアンブルに記載されているように、プロトタイプ３５９−３と同じ二重ラッピング方法で製造した。ラップ１枚当たりのコーティング添加量は、３４．５ｇ／ｍ2であった。コーティング中の機能成分は、プレアンブルに挙げられている機能成分と同一であったが、但し、付加的な補助材材料であるＺｅｏｌｙｓｔからのＺＳＭ−５型ゼオライトＣＢＶ２８０２およびＺｅｏｌｙｓｔからのベータ型ゼオライトＣＰ−８１１ＥＬを含んだ。
【００６４】
プレアンブルに記載されていると同じ標準的なコーティングパッケージを処方することにより、これらの機能成分を、従来の紙巻きタバコ用巻紙にコーティングするために適切なものとした。このコーティングパッケージのために、機能成分全部で１部に、湿潤剤０．００２部、ｐＨ増強剤０．０６部、結合剤系０．１６部、界面活性剤０．０１部および消泡剤０．０００２４部を処方した。
【００６５】
実施例５
様々な酸素供与金属酸化物酸化触媒が、可視副流煙をここに記載されているレベルまで低減しうることができることが判明している。表５Ａで参照されるように、プロトタイプ２−１４３−１は、高表面積補助材および酸素供与金属酸化物酸化触媒の両方として機能する酸化セリウムの能力を示している。プロトタイプ２−１４３−２は、ゼオライトＣＢＶ７２０補助材材料と混合されている高表面積酸化セリウムが可視副流煙の低減に影響を有することを示している。プロトタイプ２−１３３−３は、高表面積ＣＢＶ７２０補助材材料と混合されている酸素供与金属酸化物酸化触媒の酸化鉄が可視副流煙の低減に影響を有することを示している。セリウム系触媒の添加量の約１／２の添加量で、酸化鉄は、約２．５倍の可視副流煙の低減を達成した。酸化鉄添加量を酸化セリウムのレベルまで増やせば、約１．０の同様の可視副流煙低減を達成しうることは明らかである。プロトタイプ２−１４３−１および２−１４３−２のレベルに対して酸化鉄およびゼオライト添加量を二倍にすると、約１．０の同様の可視副流煙の低減を達成することができることも容易に分かる。
【００６６】
実施例６
平均直径２μｍから１６μｍを超える範囲の粒子により、可視副流煙を、前記実施例に記載されているレベルに低減することができる。表６Ａに示されているように、より小さい粒度を用いると、より少ないコーティング添加量で、同じ可視副流煙レベルを達成することができる。
【００６７】
プロトタイプ２−５０−１、２−５０−２および２−５０−３のコーティング中の機能成分は、プレアンブルに挙げられている機能成分と同じだが、但し、補助材の平均粒度は異なる。
【００６８】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
本発明の好ましい実施形態を、ここで詳述したが、本発明の意図または添付した請求項の範囲を逸脱することなく、様々な変更をこれに行うことができることは、当技術分野の専門家には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 紙巻きタバコ用巻紙に処理組成物を塗布するための噴霧技術の概要図を示す図である。
【図２】 紙巻きタバコ用巻紙上に処理組成物のフィルムを押出すための概要図を示す図である。
【図３】 紙巻きタバコ用巻紙上に処理組成物をロール塗布するための概要図を示す図である。
【図４】 紙巻きタバコ用巻紙中に処理組成物の塗膜を含浸させるための概要図を示す図である。
【図５】 紙巻きタバコ用巻紙を製造する際に、処理組成物と紙パルプとを混合するための概要図を示す図である。
【図６】 本発明の処理巻紙をその上に施与されている煙草ロッドの透視図を示す図である。
【図７】 図６の他の実施形態を示す図である。
【図８】 処理組成物が、煙草ロッドに使用されている２層の紙巻きタバコ用巻紙の間に挟まれている煙草ロッドの透視図を示す図である。
【図９】 処理紙が、従来の紙巻きタバコ用巻紙上に塗布されている、紙巻きタバコロッド用二重ラップの透視図を示す図である。
Claims (31)
- 煙草ロッドおよび可燃性で、燃焼し、かつ灰となる処理巻紙を備える低副流煙紙巻きタバコであって、
前記処理巻紙が副流煙処理組成物を有し、
前記副流煙処理組成物が、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒と、前記触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材と、の組合せを含む低副流煙紙巻きタバコ。 - 前記補助材が、３０μｍ未満の平均粒度を有する、請求項１に記載の紙巻きタバコ。
- 前記補助材が、２０ｍ2／ｇを超える表面積および１μｍを超える平均粒度を有する高表面積多孔性材料である、請求項１又は２に記載の紙巻きタバコ。
- 前記補助材が、粘土、実質的に不燃性のミルドファイバー、鉱物系モノリス材料、実質的に不燃性の活性炭、ゼオライトおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜３の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記ゼオライトが、式：
ＭmＭ’nＭ”p［ａＡｌＯ2・ｂＳｉＯ2・ｃＴＯ2］により表される、請求項４に記載の紙巻きタバコ
［上式中、
Ｍmは、一価カチオンであり、
Ｍ’nは、二価カチオンであり、
Ｍ”pは、三価カチオンであり、
ａ、ｂ、ｃ、ｎ、ｍおよびｐは、その化学量論的割合を反映する数であり、
ｃ、ｍ、ｎまたはｐは、ゼロであってもよく、
ＡｌおよびＳｉは、四面体として配置されているＡｌおよびＳｉ原子であり、
Ｔは、ＡｌまたはＳｉに代わりうる四面体として配置されている金属原子であり、
ここで、ゼオライトまたはゼオライト類似物質のｂ／ａ比は、５から３００の値を有し、ゼオライトのミクロ孔サイズは、０．５から１．３ｎｍ（５から１３Å）の範囲内である］。 - 前記ゼオライトが、シリカライトゼオライト、フォージャサイト、Ｘ、ＹおよびＬゼオライト、ベータゼオライト、モルデン沸石ゼオライト、ＺＳＭゼオライトならびにこれらの混合物からなる群から選択される、請求項４に記載の紙巻きタバコ。
- 前記触媒が、ＶＢ族の遷移金属の酸化物、ＶＩＢ族の遷移金属の酸化物、ＶＩＩＢ族の遷移金属の酸化物、ＶＩＩＩ族の遷移金属の酸化物、ＩＢ族の遷移金属の酸化物、希土類金属酸化物及びこれらの混合物からなる群から選択される請求項１〜６の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記触媒が、希土類金属酸化物および遷移金属酸化物の混合物であり、
前記遷移金属酸化物は、ＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＶＩＩＢ族、ＶＩＩＩ族、ＩＢ族の金属酸化物、及びこれらの混合物からなる群から選択される請求項１〜６の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。 - 前記触媒が、ＶＩＩＢ族の遷移金属の酸化物、ＶＩＩＩ族の遷移金属の酸化物、希土類金属酸化物およびこれらの混合物からなる群から選択される請求項１〜６の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記触媒が、希土類金属酸化物を含有する請求項１〜６の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記希土類金属酸化物が、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ランタニド金属の酸化物およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項７〜１０の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記ランタニド金属の酸化物が、酸化セリウムである、請求項１１に記載の紙巻きタバコ。
- 前記補助材がゼオライトである、請求項１２に記載の紙巻きタバコ。
- 前記触媒が酸化セリウム粒子であり、
前記補助材がゼオライトであり、
前記酸化セリウム粒子がゼオライト粒子の表面に固定されている、請求項１〜６の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。 - 前記副流煙処理組成物が、更に、貴金属、ＩＩＡ族金属およびＩＶＡ族金属ならびにこれらの混合物からなる群から選択される金属を含む、請求項１４に記載の紙巻きタバコ。
- 前記触媒が、触媒の前駆体である、請求項１〜１５の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記補助材に固定された前記触媒の相対量が、触媒および補助材含有率の全当量に対して、１から７５重量％の範囲である、請求項１〜１６の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記処理組成物中の酸化セリウムの第１の量が、前記補助材であり、
前記処理組成物中の酸化セリウムの第２の量が、前記酸素供与触媒である、請求項１〜６の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。 - 前記処理組成物が、前記処理巻紙上の塗膜であると共に前記処理巻紙中に含浸され、及び／又は
前記処理組成物が、処理巻紙製造の間に前記処理巻紙中に加えられている、請求項１〜１８の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。 - 前記処理巻紙が、酸化触媒でさらに被覆されている、請求項１９に記載の紙巻きタバコ。
- 前記処理組成物が、処理巻紙に１０重量％から５００重量％加えられている、請求項１〜２０の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記処理組成物が、３０μｍ未満の平均粒度の補助材および触媒を有する、請求項１〜２１の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記平均粒度が、５μｍ未満である、請求項２２に記載の紙巻きタバコ。
- 前記処理組成物が、前記処理巻紙内に、２．５ｇ／ｍ2から１２５ｇ／ｍ2の添加割合で加えられている、請求項２１に記載の紙巻きタバコ。
- 前記処理組成物が、可視副流煙を９０％より大きく低減する、請求項１〜２４の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記酸化セリウム及び酸化ジルコニウムが、混合金属酸化物を形成する、請求項１４〜１８の何れか１項に記載の紙巻きタバコ。
- 前記処理巻紙は、更に、貴金属、ＩＩＡ族金属、ＩＶＡ族金属及びこれらの混合物からなる群から選択される金属を含む、請求項１０に記載の紙巻きタバコ。
- 前記金属又は金属酸化物酸化触媒は、プラチナ、パラジウム、酸化銅、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化銀、酸化チタン、酸化ジルコニウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項２７に記載の紙巻きタバコ。
- 前記処理組成物が、酸素貯蔵／供与金属酸化物酸化触媒および前記触媒用の実質的に不燃性の微細に分割した多孔性粒子補助材との両方として機能する酸化セリウムを含有する、請求項１に記載の紙巻きタバコ。
- 燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するために、紙巻きタバコの喫煙可能なタバコロッドに使用するための可燃性紙巻きタバコ用巻紙であって、
前記紙巻きタバコ用巻紙が可燃性であり、燃焼し、かつ灰となり、請求項１〜２９の何れか１項に記載の副流煙処理組成物を含有する、可燃性紙巻きタバコ用巻紙。 - 燃焼している紙巻きタバコから排出される副流煙を低減するための方法であって、
請求項１〜２９の何れか１項に記載の処理組成物を用いて副流煙を処理する工程を含み、
前記処理組成物は、可燃性紙巻きタバコ用巻紙によって運ばれることを特徴とする方法。
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