(57)【要約】【課題】喫煙しているときシガレットの知覚される味に対する影響が小さく、シガレットタバコの主流煙中に存在する気相成分を効率的にかつ効果的に吸着できる一形態のカーボンを組み込んでいるシガレットフィルターを有するシガレットを提供すること。【解決手段】シガレット（１０）の如き喫煙物品はタバコロッド（１２）及び球形ビーズカーボン（２４）で充填された空洞（２２）を有するフィルター要素（１４）を含む。タバコ主流煙がフィルター要素（１４）を通して吸引されるとき、標的気相煙成分は煙がカーボン（２４）を通過するにつれて除去される。フィルター製造工程中、球形ビーズカーボン（２４）は液体のように流動し、空洞（２２）をほぼ完全に充填する。球形ビーズ（２４）間の点接触は空洞（２２）のほぼ完全な充填と一緒になって気相の最小のチャネリング並びに喫煙中の気相と球形ビーズ（２４）のカーボン表面との間の最大接触を生み出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球形でかつ予め選択された大きさの直径を有する活性ビーズカーボンを含有するシガレットフィルター。
【請求項２】
球形のビーズカーボンが約０．２０ｍｍ〜０．７０ｍｍの範囲内の直径を有する請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項３】
球形のビーズカーボンが０．２０ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲内の直径を有する請求項２に記載のシガレットフィルター。
【請求項４】
球形のビーズカーボンが約０．３５ｍｍの直径を有する請求項３に記載のシガレットフィルター。
【請求項５】
ビーズカーボン材料の少なくとも一部分が１６００ｍ2／ｇ  ＢＥＴ以下の比表面積を有する請求項２に記載のシガレットフィルター。
【請求項６】
ビーズカーボン材料の少なくとも一部分が１１００〜１３００ｍ2／ｇ  ＢＥＴの範囲内の比表面積を有する請求項５に記載のシガレットフィルター。
【請求項７】
活性ビーズカーボンが０．５ｇ／ｃｍ3より大きい密度を有する請求項２に記載のシガレットフィルター。
【請求項８】
空洞を有しそして球形ビーズカーボンがその空洞をほぼ完全に満たしている請求項２に記載のシガレットフィルター。
【請求項９】
空洞を有しそして球形ビーズカーボンがその空洞の約８０〜９５％を満たしている請求項２に記載のシガレットフィルター。
【請求項１０】
活性ビーズカーボンが、少なくとも一種の煙成分を所望量減らすのに十分な予め定められた量の活性ビーズカーボンである請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１１】
活性ビーズカーボンが、１，３−ブタジエンを約９０％以上減らすのに十分な予め定められた量の活性ビーズカーボンである請求項１０に記載のシガレットフィルター。
【請求項１２】
予め定められた量が約７０〜１８０ｍｇの活性ビーズカーボンである請求項１１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１３】
活性ビーズカーボンに比べて活性化度が低いか又は全く活性化されていない第二ビーズ材料を含有している請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１４】
第二ビーズ材料が、活性ビーズカーボンとほぼ同じ大きさの直径を有するビーズカーボンで構成されている請求項１３に記載のシガレットフィルター。
【請求項１５】
球形ビーズカーボンが、個々のビーズがほぼ同じ大きさの直径を有する第一群及び個々のビーズがほぼ同じ大きさの直径を有しているがその直径が第一群のビーズの直径より小さい第二群で構成されている請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１６】
第二群の球形ビーズが、第一群のビーズの半径に対して約
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の比率の半径を有する請求項１５に記載のシガレットフィルター。
【請求項１７】
円筒形空洞を有しそして球形ビーズカーボンがその円筒形空洞の直径の１／１０〜１／４０の範囲内の直径を有するビーズを含有している請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１８】
球形ビーズカーボンの少なくとも一部分に風味がつけられている請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１９】
風味をつけた球形ビーズカーボンの下流に配置された少なくとも一つの追加の風味放出セグメントを有する請求項１８に記載のシガレットフィルター。
【請求項２０】
追加の風味放出セグメントが風味剤付き糸を含有している請求項１９に記載のシガレットフィルター。
【請求項２１】
球形ビーズカーボンの下流に風味放出セグメントを含有する請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項２２】
球形のビーズカーボンが、溶融可能なカーボン前駆体を流体中に懸濁させ次いでその前駆体を凝固させ次に炭化させることによって得られる請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項２３】
活性ビーズカーボンと比べて活性化度が低いか又は全く活性化されていない第二ビーズ材料を含有する請求項２２に記載のシガレットフィルター。
【請求項２４】
第二ビーズ材料が活性ビーズカーボンとほぼ同じ大きさの直径を有する請求項２３に記載のシガレットフィルター。
【請求項２５】
タバコロッド及び球形で予め選択された大きさの直径を有する活性ビーズカーボンを含有するシガレットフィルターを含むシガレット。
【請求項２６】
球形のビーズカーボンが約０．２０ｍｍ〜０．７０ｍｍの範囲内の直径を有する請求項２５に記載のシガレット。
【請求項２７】
ビーズカーボンが約０．２０ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲内の直径を有する請求項２６に記載のシガレット。
【請求項２８】
球形のビーズカーボンが約０．３５ｍｍの直径を有する請求項２７に記載のシガレット。
【請求項２９】
ビーズカーボン材料の少なくとも一部分が１６００ｍ2／ｇ  ＢＥＴ以下の比表面積を有する請求項２５に記載のシガレット。
【請求項３０】
ビーズカーボン材料の少なくとも一部分が１１００〜１３００ｍ2／ｇ  ＢＥＴの範囲内の比表面積を有する請求項２９に記載のシガレット。
【請求項３１】
ビーズカーボンの少なくとも一部分が、ＤＦＴで測定して比マイクロポア容積が少なくとも０．４ｃｍ3／ｇでありかつ全ポア容積が０．６ｃｍ3／ｇ以下である請求項２５に記載のシガレット。
【請求項３２】
フィルターが空洞を有しそしてビーズカーボンがその空洞をほぼ完全に満たしている請求項２５に記載のシガレット。
【請求項３３】
フィルターが空洞を有しそして球形のビーズカーボンがその空洞の約８０〜９５％を満たす請求項２５に記載のシガレット。
【請求項３４】
活性ビーズカーボンが、少なくとも一種の煙成分を所望量減らすのに十分な予め定められた量の活性ビーズカーボンである請求項２５に記載のシガレット。
【請求項３５】
活性ビーズカーボンが、１，３−ブタジエンを約９０％減らすのに十分な予め定められた量の活性ビーズカーボンである請求項３４に記載のシガレット。
【請求項３６】
予め定められた量が約７０〜１８０ｍｇの活性ビーズカーボンである請求項３５に記載のシガレット。
【請求項３７】
活性ビーズカーボンと比べて活性化度が低いか又は全く活性化されていない第二ビーズ材料を含有する請求項２５に記載のシガレット。
【請求項３８】
第二ビーズ材料が活性ビーズカーボンとほぼ同じ大きさの直径を有する請求項３７に記載のシガレット。
【請求項３９】
球形ビーズカーボンが、個々のビーズがほぼ同じ大きさの直径を有する第一群及び個々のビーズがほぼ同じ大きさの直径を有しているがその直径が第一群のビーズの直径より小さい第二群で構成されている請求項２５に記載のシガレット。
【請求項４０】
第二群の球形ビーズが、第一群の球形ビーズの半径に対して約
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の比率の半径を有する請求項３９に記載のシガレット。
【請求項４１】
円筒形空洞を有しそして球形ビーズカーボンがその円筒形空洞の直径の１／１０〜１／４０の範囲内の直径を有するビーズを含有している請求項２５に記載のシガレット。
【請求項４２】
球形ビーズカーボンに風味がつけられている請求項２５に記載のシガレット。
【請求項４３】
風味をつけた球形ビーズカーボンの下流に配置された少なくとも一つの追加の風味放出セグメントを有する請求項４２に記載のシガレット。
【請求項４４】
追加の風味放出セグメントが風味剤付き糸を含有している請求項４３に記載のシガレット。
【請求項４５】
球形ビーズカーボンの下流に風味放出セグメントを含有する請求項２５に記載のシガレット。
【請求項４６】
球形のビーズカーボンが、溶融可能なカーボン前駆体を流体中に懸濁させ次いでその前駆体を凝固させ次に炭化させることによって得られる請求項２５に記載のシガレット。
【請求項４７】
タバコロッド及びタバコ主流煙が吸引されるとき少なくとも一種のタバコ主流煙成分をタバコ主流煙から除くのに使用する球形ビーズカーボンを充填された空洞を有するフィルターを含むシガレット。
【請求項４８】
球形ビーズカーボンが、ゼオライト、シリカゲル、改質シリカゲル、無機ポリマー類、クレー、金属酸化物類、ケイ酸金属類、アルミノリン酸塩類及びリン酸金属類からなる群から選択される材料と協働する請求項４７に記載のシガレット。
【請求項４９】
球形ビーズカーボンが、個々のビーズがほぼ同じ大きさの直径を有する第一群及び個々のビーズがほぼ同じ大きさの直径を有しているがその直径が第一群のビーズの直径より小さい第二群で構成されている請求項４７に記載のシガレット。
【請求項５０】
第二群の球形ビーズが、第一群の球形ビーズの半径に対して約
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の比率の半径を有する請求項４９に記載のシガレット。
【請求項５１】
球形ビーズカーボンに風味がつけられている請求項４７に記載のシガレット。
【請求項５２】
風味をつけた球形ビーズカーボンの下流に配置された少なくとも一つの追加の風味放出セグメントを有する請求項５１に記載のシガレット。
【請求項５３】
追加の風味放出セグメントが風味剤付き糸を含有している請求項５２に記載のシガレット。
【請求項５４】
球形ビーズカーボンの下流に風味放出セグメントを含有する請求項４７に記載のシガレット。
【請求項５５】
空洞内に、活性化されていないか又は活性化度の低いカーボンビーズの別のビーズカーボン材料を含有している請求項４７に記載のシガレット。
【請求項５６】
フィルターが円筒形で、空洞がフィルターの直径とほぼ等しい大きさの直径を有しそして空洞の長さが約２．５〜１２ｍｍである請求項４７に記載のシガレット。
【請求項５７】
ビーズカーボン材料が０．２〜０．７ｍｍの範囲内の粒径を有している請求項４７に記載のシガレット。
【請求項５８】
ビーズカーボン材料が０．２〜０．４ｍｍの範囲内の粒径を有している請求項５７に記載のシガレット。
【請求項５９】
ビーズカーボン材料が約０．３５ｍｍの粒径を有している請求項５８に記載のシガレット。
【請求項６０】
ビーズカーボン材料が、ＢＥＴ法で測定して１１００〜１３００  ＢＥＴの範囲内で活性化されている請求項４７に記載のシガレット。
【請求項６１】
空洞内に、カーボンビーズとほぼ同じ大きさのカーボンでないビーズをさらに含有している請求項４７に記載のシガレット。
【請求項６２】
タバコロッド及び請求項１〜２４のいずれか一つに記載のシガレットフィルターを有するシガレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００２年１月９日付けで出願された米国仮特許願第６０／３４７，５５８号及び２００２年８月１４日付けで出願された米国仮特許願第６０／４０３，４９０号の特典を主張するものである。なおこれら特許願は全体を本願に援用するものである。
【０００２】
本発明は、フィルター付きシガレットなどのフィルター付き喫煙物品及び特にカーボン材料を含有するシガレットフィルターに関する。
【背景技術】
【０００３】
フィルター付き喫煙物品、特にシガレットは、一般にタバコロッド、フィルター及びフィルターをタバコロッドに接続する吸口紙のバンドを備えている。タバコロッドは、一般にシガレットペーパー又はラッパーに包まれた細断タバコ（例えば充填葉の形態）のカラムを含んでいる。一般にフィルターは好ましくは酢酸セルロースのトウで製造された繊維材料製プラグ（「フィルタープラグ」）を含んでいる。主流煙の通気は、フィルタープラグに沿って位置する吸口紙を貫通する１又は２以上の横列貫通穴を設けることによって達成される。通気によって、吸い込まれる主流煙が周囲の空気で希釈されて一吸煙当たりのタールの送達レベルが低下する。
【０００４】
喫煙中、喫煙者は主流煙をシガレットの着火末端に位置するコールから吸い込む。吸い込まれたシガレットの煙はまずフィルターの上流フィルター部分に入り次にシガレットフィルターの頬側末端に隣接する下流部分を通過する。
【０００５】
特定のシガレットは、顆粒カーボン、シリカゲル、ゼオライトなどの材料を組み入れたフィルターセグメントを含んでいる。代表的なシガレットとフィルターは、Ｔｏｖｅｙの米国特許第２，８８１，７７０号、Ｓｐｒｏｕｌｌらの米国特許第３，３５３，５４３号、Ｓｅｌｉｇｍａｎらの米国特許第３，１０１，７２３号及びＲａｎｉｅｒらの米国特許第４，４８１，９５８号並びにヨーロッパ特許願第５３２，３２９号及び同第６０８，０４７号に記載されている。特定の市販されているフィルターは、カーボンの粒子もしくは顆粒（例えば活性炭材料）単独又は酢酸セルロースのトウ内に分散された前記カーボンを含み、他の市販フィルターは前記トウ内に分散されたカーボン繊維を含有し、さらに他の市販フィルターはいわゆる空洞フィルター又はトリプルフィルターの設計のものである。代表的な市販フィルターとしては、Ｆｉｌｔｒｏｎａ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｌｔｄ．のＳＣＳ  ＩＶ  Ｄｕａｌ  Ｓｏｌｉｄ  Ｃｈａｒｃｏａｌ  Ｆｉｌｔｅｒ及びＴｒｉｐｌｅ  Ｓｏｌｉｄ  Ｃｈａｒｃｏａｌ  Ｆｉｌｔｅｒ；ＢａｕｍｇａｒｔｎｅｒのＴｒｉｐｌｅ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｆｉｌｔｅｒ；並びにＦｉｌｔｒｏｎａ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｌｔｄ．のＡＣＴがある（ＣｌａｒｋｅらのＷｏｒｌｄ  Ｔｏｂａｃｃｏ，ｐ．５５（１９９２年１１月）参照）。シガレットとフィルターの特性と組成の詳細な考察はＧｅｎｔｒｙらの米国特許第５，４０４，８９０号及び同第５，５６８，８１９号にみられ、これら特許の開示事項は本願に援用するものである。
【０００６】
顆粒カーボンを含む同軸フィルターの設計の例は、Ｃｒｅｌｌｉｎらのヨーロッパ特許願第５７９，４１０号と米国特許第３，８９４，５４５号に開示されている。
【０００７】
プラグ−空間−プラグの形態は一般に、一対の間隔を置いて配置されたフィルタープラグ及びそれらプラグの間の空洞もしくは空間内に顆粒活性炭床を含んでいる。それを製造中、間隔を置いて配置されたフィルタープラグの列がプラグラップの連続リボンにそって設置される。次にそのプラグラップを前記プラグの列の一部分の回りに部分的に巻きつけて、その部分的にラップを巻かれたフィルタープラグの間に画成された空間内に顆粒カーボン材料を注入するか又は他の方法で導入する。そのプラグラップを次に糊付けして閉じ、そして得られた連続ロッドは次に、通常フィルター付きシガレット自体に実際に使用される多数のフィルター要素の形態で、所望の長さにあわせて明確に定められた位置で切断される。
【０００８】
図１及び２に示されているようなフィルター要素を製造するのに当該技術分野で公知の空洞充填装置が使用されることができる。米国特許第４，２１４，５０８号、同第５，２２１，２４７号、同第５，３２２，４５９号、同第５，５４２，９０１号及び同第５，８７５，８２４号にこのような空洞充填装置が例示され説明されている。なおこれら特許の開示事項は本願に援用するものである。
【０００９】
従来技術の機械及びカーボン材料を用いると、工程管理は、機械の速度が高いと顆粒材料の不安定な計量、散乱及び微粉砕を免れない。フィルターロッド間のむらのなさが損なわれかついくつかの空洞が他の空洞より少なく充填されることがある。
【００１０】
例えば、特定の従来の「チャコール」計量装置は、ホッパ内に顆粒カーボンの供給源があり、回転計量ホイールのリムを顆粒カーボンの比較的静止した堆積の中で回転させる。このような装置は顆粒カーボンに対し微粉砕化作用を起こし、一般にこの作用は機械の速度が増すと増大する。従来の機械及び材料を使って製造している際に粒状物質が跳ね返ったり飛散して最終製品に望ましくない欠陥（例えば汚れ又は不完全な充填）を起こし、機械や周囲の作業環境を清掃するため望ましくないことであるが機械を突然休止しなければならなくなることが多い。
【００１１】
顆粒カーボンは不規則な形態でかつ種々の大きさの粒子の堆積であるから、一つの充填操作から次の充填操作まで一定せずに所定の容積の空間に充填されがちである。したがって、空洞のこれまでの不完全で一定でない充填によって、フィルターロッドを自動的に製造することが困難になる。またこのような不規則な充填によって、主流煙のかなりの部分を通過させるカーボン床を貫通する望ましくないチャネルも生じて、主流煙と顆粒カーボンの間の相互作用が低下する。
【００１２】
主流煙からの成分の除去を促進するためシガレットフィルター内に顆粒活性炭材料を含有させることは知られている。いままでシガレットフィルターに使用されているこれら顆粒形カーボンは、ナッツ殻又は木材などの有機材料を炭化し次にその炭化された材料を水蒸気又は二酸化炭素で約８００〜１０００℃にて熱処理して「活性化する」ことによって製造されている。上記材料の活性化処理は、多孔質の（ハネカム様の）内部構造と、活性炭用のＢｒｕｎａｕｅｒ，  Ｅｍｍｅｔｔ  ＆  Ｔｅｌｌｅｒ（「ＢＥＴ」）法で測定して一般に３００〜２５００ｍ2／ｇの範囲内にある非常に大きい比表面積をもたらす。
【００１３】
しかしこのような顆粒活性炭材料は顆粒ごとに不規則で一定でない表面粗さと形態をもっている。顆粒カーボン材料のこのような不規則性と一定でないことは、カーボン含有シガレットのフィルターロッド及びシガレットの商業生産に問題を起こしている。例えばその不規則な形態によって、顆粒カーボン粒子はフィルターロッド製造機械を通過して供給されるとき粒子の跳ね返りがひどくなり、そのため製品が逸脱したカーボン粒子で汚染され、ダストが作業環境に放出されてロッド製造機械を清掃するために休止する必要が生じ、そしてプラグ−空間−プラグフィルターロッドの空洞に一定でなくあまり完全でない充填が行われるようになる。
【００１４】
顆粒活性炭材料は、その孔径分布の範囲が不規則に広いため、タバコ主流煙の気相成分のみならず粒子相の部分すなわちシガレット煙の味と風味に寄与するタール成分のいくつもの又は多くの種類の成分を捕獲する傾向がある点でシガレットの味に著しく影響することも知られている。ナッツ殻や木材から製造される顆粒活性炭は不純物を含んでいることも知られており、その不純物は、シガレットに顆粒カーボンを使用することによる味の低下の別のありうる原因と考えられている。
【００１５】
顆粒カーボンを活性化する工程は顆粒本体を弱める傾向があるので、顆粒カーボンは強度が低くなり、フィルターロッド製造機械の計量装置を通じて供給されるとき破断、微粉砕化及びダスチングを一層起こしやすいことも分かっている。活性化処理は顆粒材料を製造するのに経費が追加されることも分かっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の目的は、喫煙しているときシガレットの知覚される味に対する影響が小さく、シガレットタバコの主流煙中に存在する気相成分を効率的にかつ効果的に吸着できる一形態のカーボンを組み込んでいるシガレットフィルターを有するシガレットを提供することである。
【００１７】
したがって、本発明の別の目的は、主流煙の気相成分を効率的にかつ効果的に吸着することができしかも物理的に強力でフィルターロッドの自動製造操作に耐えそして過剰な活性化処理とそれに付随する経費を必要としない一形態のカーボン及び／又は他の材料を組み込んでいるシガレットフィルターを有するシガレットを提供することである。
【００１８】
本発明のさらに別の目的は、カーボン含有フィルターロッドの自動製造法を改良することである。
【００１９】
本発明のさらに別の目的は、プラグ−空間−プラグフィルターの製造時に空洞のより完全でむらのない充填を促進することである。
【００２０】
本発明のさらに別の目的は、フィルタープラグを製造時に材料の飛散と跳ね返りを回避（少なく）して汚染した製品とダスチングの発生及びフィルターロッド製造機械を清掃する必要性を減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
これらの及び他の目的は、喫煙物品のフィルターがむらの無い球形で好ましくは予め選択された大きさの直径、孔径分布の範囲及び活性のレベルを有する活性ビーズカーボンで製造される本発明で達成される。本発明によれば、製品の形態の均一性、製品の性能の均一性、これら両者の均一性を達成しやすいこと及び改良された完全な性能を提供するカーボン含有シガレットが達成される。
【００２２】
好ましい実施態様では、球形でむらの無い、好ましくは大きさがほぼ同じで、直径が好ましくは０．２〜０．７ｍｍの範囲内にあり、より好ましくは０．２〜０．４ｍｍの範囲内にあり、最も好ましくは０．３５ｍｍ又は約０．３５ｍｍのビーズカーボンが空洞に充填されているプラグ−空間−プラグフィルターが提供される。このような大きさで、十分で効果的な気相の除去が、好ましくは１６００ｍ2／ｇ以下（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ  ＆  Ｔｅｌｌｅｒ（“ＢＥＴ”）法で測定）の範囲内の中位ないしは低い活性化のレベルで達成される。したがってカーボンビーズの強度と硬度が保持され、フィルターロッドを自動的に製造している際にこれらビーズの破壊及び望ましくないダストの生成に対する抵抗性を高める。
【００２３】
ビーズの大きさを予め選択された直径又はほぼその直径に保持すると、製造工程中のビーズの円滑な流動とむらの無い充填が促進される。
【００２４】
活性ビーズカーボンは、その孔径分布の優勢な部分（最大の部分）が気相成分を除くのに最適であると考えられているマイクロポアの範囲内（２０オングストローム未満）のものであることが分かっている。また活性ビーズカーボン（特にピッチベースのビーズカーボン）は、木材又はココナッツベースの（顆粒の）活性炭に比べてマクロポアの集団（５００オングストロームより大きい）が小さいことも分かっている。
【００２５】
マイクロポア又は小メソポアの範囲（直径が５０オングストローム以下）が優勢でマクロポアの範囲（５００オングストローム以上）の細孔がはるかに少なくそして残りの細孔は上記範囲の間の範囲内にある孔径分布を有するビーズカーボンを製造することが好ましい。
【００２６】
ビーズカーボンは、風味剤を主流煙に放出できるような方式で風味剤を保持するように適応させることもできる。
【００２７】
図面の説明
先に述べたことに加えて本発明の新規の特徴と利点は、添付図面（図中の類似の参照記号は類似の部分を意味する）とともに下記の詳細な説明を読むことによって、当業者には明らかになるであろう。
【００２８】
図１はタバコロッドと多重要素フィルターを含む本発明のシガレットの内部の詳細を示すため一部を切り欠いた側面図である。
【００２９】
図２は２種類の異なる大きさの球形ビーズカーボンを充填した空洞を示す図１に類似の側面図である。
【００３０】
図３はコア及び風味剤の表面コーティングを任意に含む単一の球形ビーズの断面図である。
【００３１】
図４は球形ビーズカーボンを充填されたフィルター空洞の拡大部分断面図でありビーズ間の点接触を示す。
【００３２】
図５はタバコロッドと多重要素フィルターを含む本発明の別の実施態様の内部の詳細を示すため一部を切り欠いた側面図である。
【００３３】
図６はタバコロッドと多重要素フィルターを含む本発明のさらに別の実施態様の内部の詳細を示すため一部を切り欠いた側面図である。
【００３４】
図７は幾種類もの大きさのビーズカーボンの吸煙ごとの１，３−ブタジエンの送達比率を示すグラフである。
【００３５】
図８は、異なるＰＩＣＡ及びビーズカーボンの機能としての吸煙ごとの１，３−ブタジエンの送達比率並びに対照の１Ｒ４Ｆ標準シガレットからの吸煙ごとの１，３−ブタジエンの送達比率を示すグラフである。
【００３６】
図９は１，３−ブタジエンの送達比率に対するカーボン及び非吸着性希釈剤の作用を示すグラフである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】タバコロッドと多重要素フィルターを含む本発明のシガレットの一部切欠き側面図である。
【図２】２種類の異なる大きさの球形ビーズカーボンを充填した空洞を示す図１に類似の側面図である。
【図３】コア及び風味剤の表面コーティングを任意に含む単一の球形ビーズの断面図である。
【図４】球形ビーズカーボンを充填されたフィルター空洞の拡大部分断面図でありビーズ間の点接触を示す。
【図５】タバコロッドと多重要素フィルターを含む本発明の別の実施態様の一部切欠き側面図である。
【図６】タバコロッドと多重要素フィルターを含む本発明のさらに別の実施態様の一部切欠き側面図である。
【図７】幾種類もの大きさのビーズカーボンの吸煙ごとの１，３−ブタジエンの送達比率を示すグラフである。
【図８】異なるＰＩＣＡ及びビーズカーボンの機能としての吸煙ごとの１，３−ブタジエンの送達比率並びに対照の１Ｒ４Ｆ標準シガレットからの吸煙ごとの１，３−ブタジエンの送達比率を示すグラフである。
【図９】１，３−ブタジエンの送達比率に対するカーボン及び非吸着性希釈剤の作用を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１に示す本発明の好ましい実施態様は、タバコロッド１２及びそのロッドに吸口紙１６で連結された多要素フィルター１４を含むシガレット１０を提供している。フィルター１４は、間隔を置いて配置された酢酸セルロース製プラグ１８、２０及び球形のビーズカーボン２４を充填された前記プラグの間の空洞２２を有するプラグ−空間−プラグ設計の形態である。球形ビーズの吸着材料を充填された空洞を含む他のフィルターの形態も本発明の範囲内に入っている。
【００３９】
球形ビーズのカーボン材料２４は、好ましくは予め選択された均一な直径を有する個々のビーズで構成され、これらビーズはプラグ−空間−プラグのシガレットフィルターの空洞内ビーズ床として完成されたとき互いに点接触して有利である。このような点接触によって、空洞２２を通過して吸入されるタバコ煙のチャネリング又は短絡が最小限のカーボン材料床が生成する。したがって、シガレット煙の気相とビーズカーボンの表面との間の最大接触が達成されて、目的の気相成分が極めて効率的に吸着される。
【００４０】
フィルターの空洞２２には、好ましくは同じ大きさの球形カーボンビーズを充填するかあるいは一方が他方より大きい大きさの異なる２種のビーズを含んでいる。図２を見ると、大きさの小さいビーズが大きいビーズの間に均一に詰まっている。具体的に述べると、図２は図１に類似の側面図であり、フィルター空洞２２には大ビーズ２６とその大ビーズの間に均一に詰めた小ビーズ２８の混合物が充填されている。上記ビーズの２種の大きさは、空洞２２の充填を最大限にして空洞の外縁におけるバイパスチャネリングを最小限にするように数学的に選択することができる。使用するビーズの最大直径を選ぶ際は、円筒形フィルターの空洞２２の直径を考慮して、空洞の直径の１／１０〜１／４０の範囲内の直径のビーズを利用することによって最適の性能を達成できる。小ビーズ２８が大ビーズ２６と混合して含まれているとき、小ビーズは一般に大ビーズの直径の約２２％の大きさの直径を有している。好ましい数学的関係は、大ビーズ２６の半径に対する小ビーズ２８の半径の比率が
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であるという関係である。
【００４１】
別の選択肢として、ビーズ材料は、除去することを目標にしている気相成分を他のフィルター要素が大量除去した後、喫煙流に風味剤を提供するように選択することもできる。一つの具体的実施態様のフィルター要素は図１に示すものと類似しているが、風味をつけたビーズ材料を充填した空洞が下流に付け加えられる。
【００４２】
球形ビーズカーボン２４が点接触する傾向によって、ビーズ間の摩擦が最小限になり、かつ製造工程中、液体と類似の方式でビーズを迅速に流動させて自己集合させフィルター空洞２２内に密に詰めたアレーが形成される。このように自由に流動できると、カーボンビーズの飛散による浪費がごく僅かか又は全く無い空洞２２の迅速かつ効率的な充填が可能になる。
【００４３】
カーボン材料は当該技術分野で公知の技法でビーズ形態に製造することができる。さらに、活性炭を球形のビーズカーボン材料として選択する場合、米国特許第４，９１７，８３５号、同第５，４５６，８６８号及び同第６，０３３，５０６号に開示されているカーボンを当該技術分野で公知の他のカーボン銘柄とともに利用できる。これら特許の開示事項は本願に援用するものである。むらが無い真球形のビーズカーボンは、日本の呉羽化学工業（株）又は英国ＧＵ３  ２ＡＦ  ギルフォード  ヘンリーパークのＭａｓｔ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｌｔｄ．から入手できる。
【００４４】
上記のように、球形ビーズカーボン材料２４を密着して充填して、フィルター空洞２２内のフィルター床の効率を低下させるチャネルの生成を最小限に留める密に充填したアレーにする。これは表面の滑らかなビーズ材料間の点接触の直接の結果である。このような均一な充填によって、製造されるフィルターの変動及び全性能の変動が小さくなる。固まることが多くてバイパスチャネル又は他のボイド空間を生成する顆粒床充填物と異なり、フィルター空洞２２は、製造工程中球形ビーズカーボン材料で実質的に完全に充填されその後著しく固まることは無い。
【００４５】
図５に示す本発明の別の好ましい実施態様は、細断タバコなどの喫煙可能な材料のロッド１２及びそのロッド１２に吸口紙１６で連結された多重要素フィルター１４を含むシガレット１０Ａを提供する。シガレット１０Ａに火をつけると、主流煙がタバコロッド１２からフィルター１４を通って生成し吸い込まれる。
【００４６】
本明細書において、フィルターセグメントと他の特徴部分の間の［上流］と［下流］の相対的位置は、主流煙がタバコロッド１２から多重要素フィルター１４を通って吸い込まれるときの方向に関連して述べている。
【００４７】
好ましくは、フィルター１４は、最も重要な上流のカーボン含有セグメント５０と唇側末端（吸口）要素５２で構成されている。この実施態様で、カーボン含有セグメント５０は、中央フィルター要素５４及び中央フィルター要素５４に対して間隔を置いて配置されたタバコ側末端要素５６を含みそれらの間に活性ビーズカーボンなどの球形ビーズカーボン材料２４を充填された空洞５８を画成するプラグ−空間−プラグのフィルターサブアセンブリーで構成されている。タバコ側末端要素５６は、タバコロッド１２に隣接して配置されそして好ましくは吸い込み抵抗（「ＲＴＤ」）の低い酢酸セルローストウ製のプラグで構成されている。
【００４８】
先に考察したように、球形のビーズカーボン材料２４は互いに点接触している個々のビーズで構成されている。このような点接触によって、空洞５８を通って吸い込まれるタバコ煙のチャネリング又は短絡が最小限に留まるカーボン材料床が生成する。したがって、シガレット煙の気相とビーズのカーボンの表面との間の最大接触が達成されて、目標の気相成分の非常に効率的な吸着が行われる。
【００４９】
さらに上記のように、カーボン材料は当該技術分野で公知の技法でビーズ形態に製造できる。活性炭を球形ビーズ材料として選択する場合、米国特許第４，９１７，８３５号、同第５，４５６，８６８号及び同第６，０３３，５０６号に開示されているカーボンが、当該技術分野で公知の他のカーボンの銘柄とともに利用できる。これら特許の開示事項はすべての有用な目的を達成するために全体を本願に援用するものである。
【００５０】
唇側（頬側）末端要素５２は好ましくは微粒子除去効率が中位〜低位の酢酸セルロースプラグ又は他の適切な繊維材料もしくはウエブ材料の形態のものである。微粒子除去効率は低いほうが好ましく、そのデニール及び全デニールは多重要素フィルター１４の所望の全ＲＴＤが達成されるように選択される。
【００５１】
カーボン床２４の全体ではなくても、好ましくは少なくともいくらかは風味剤を含有しているか又は他の方法で風味剤が含浸されている。
【００５２】
さらに図５を見ると、多重要素フィルター１４の中央フィルター要素５４は好ましくは、１又は２以上の風味剤含有糸６２とともに、繊維フィルター材料、好ましくは微粒子除去効率とＲＴＤが中位〜低位の酢酸セルローストウで製造されたプラグ６０で構成されている。タバコ主流煙は中央フィルター要素５４を通って糸６２にそって吸い込まれて風味が主流煙の流れの中に放出される。風味剤含有糸を含むフィルタープラグは米国  ２３２３７−１３４１  バージニア州  リッチモンド  ジェファーソン  デービス  ハイウエイ  ８４１０  所在のＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｆｉｌｔｒｏｎａ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手でき、そして中央フィルター要素５４の適切な構造は米国特許第４，２８１，６７１号に記載されている。なおこの特許はすべての有用な目的を達成するためその全体を本願に援用するものである。
【００５３】
好ましくは１又は２以上の円周上の穴６４の列が、中央要素５４にそって風味付きビーズカーボン床２４の下流の位置の好ましくはカーボン床２４に隣接する中央要素５４の上流末端部分の吸口紙１６に形成される。好ましい配置はシガレットの頬側末端６６と穴６４の距離が最大の配置であり、その距離は喫煙者の唇が穴６４を塞がないように少なくとも１２ｍｍ以上が好ましい。通気のレベルは、６ｍｇＦＴＣタール送達シガレットで、好ましくは４０〜６０％の範囲内でありより好ましくは約４５〜５５％の範囲内である。
【００５４】
ビーズカーボン床は、空洞５８中に、完全充填状態で少なくとも７０〜１２０ｍｇ以上のカーボンを含み又は８５％以上の充填状態でビーズカーボンを１６０〜１８０ｍｇ以上含んでいる。
【００５５】
一例を挙げると、タバコロッド１２の長さは好ましくは４９ｍｍでありそして多重要素フィルターの長さは好ましくは３４ｍｍである。シガレット１０Ａの四つのフィルター要素の長さは次のとおりである。すなわちタバコ側末端要素５６の長さは好ましくは６ｍｍであり、ビーズカーボン床２４の長さはカーボン１８０ｍｇを装填するため好ましくは１２ｍｍであり、中央要素５４は好ましくは８ｍｍでありそして唇側末端要素５２は好ましくは８ｍｍである。
【００５６】
タバコロッド１２は通常のシガレットラッパーで包んでもよく又はバンド紙をこの目的のために使ってもよい。バンド付きシガレットペーパーは、シガレット１０の完成したタバコロッドを取り巻く間隔をおいて組み込まれたセルロースバンド６８を有し、そのバンドは、シガレット１０Ａが支持体の上でくすぶり続けたとき支持体に着火する危険を小さくするようにシガレットの質量燃焼速度を調整する。米国特許第５，２６３，９９９号及び同第５，９９７，６９１号にバンド付きシガレットペーパーが記載されており、これらの特許はすべての有用な目的を達成するため全体を本願に援用するものである。
【００５７】
図６に示す別の好ましい実施態様は、図５に示すシガレット１０Ａと同じフィルターセグメントを有しているがそれらセグメントの相互の配置がすこし異なり、類似の部分を識別するのに類似の参照記号を使用している改変されたシガレット１０Ｂを提供している。シガレット１０Ｂには、風味放出糸要素６２が風味付きビーズカーボン床２４の下流にそのカーボン床から中央要素５４で間隔を置いて、シガレット１０Ｂの頬側（唇側）末端の唇側末端要素５２に配置されている。この実施態様では、トリアセチンなどの可塑剤が風味糸６２に塗布され、風味糸が要素５２内の適正位置に保持されかつ喫煙中にフィルターから引き出されないようにする。あるいは風味糸６２は同じ成果を達成するため編み合わせてもよい。図５に示す実施態様と同様に、通気穴６４が、風味付きビーズカーボン床２４に隣接している下流の中央フィルター要素５４に沿った位置に配置されている。
【００５８】
上記シガレットフィルターに使用される活性ビーズカーボン材料は、例えば米国特許第３，９０９，４４９号と同第４，０４５，３６８号及び英国特許第１，３８３，０８５号に記載されているような多くの公知のビーズ製造法によって製造できる。なおこれらの特許はすべて、有用なすべての目的を達成するため本願に援用するものである。多くの例で、出発材料は石油又は石炭加工由来のピッチで構成されている。基本的に、球形をつくるように流体中に懸濁させ凝固させその後炭化させそして活性化させることができれば、いずれの溶融可能なカーボン含有物質（又はカーボン前駆体）でも十分である。
【００５９】
ビーズカーボンを用いて行う機械操作には、従来の各種の微粒子カーボン又は顆粒カーボン（例えば米国  ４３２１３−１５８５  オハイオ州  コロンブス  マコーミック  ブールバード  ４３２  所在のＰＩＣＡ  ＵＳＡ  Ｉｎｃ．が製造・販売しているような顆粒カーボン）を超えた多くの利点がある。シガレットフィルターの１２ｍｍの空洞に平均８６％の充填レベルで１８０ｍｇの顆粒カーボンを装填するように設定されたフィルターロッド製造機械で、そのロッド製造機械が、機械の設定を調節することなく同量のカーボンと同じ長さの空洞で、ビーズカーボンが、満足すべき工場機械速度例えば１５００プラグ／分にて平均して約９１％の容積充填度を達成することが発見された。さらに、ビーズカーボンを使う機械が生成するダストはかなり少なくそしてその機械が集める外部カーボンは再使用可能でありかつ顆粒カーボンの場合に多い破砕が無いことが発見された。
【００６０】
本発明の別の側面は、フィルター中に顆粒カーボンの代わりにビーズカーボンが入っているシガレットの改良された味である。以下により十分に説明するように、１〜７ポイントの嗜好等級に基づいて、米国の喫煙者はカーボン無しの対照シガレットに対し最高の嗜好レベルを示し（カーボン無しフィルターに対する喫煙者の嗜好と一致している）、そして同じ喫煙者が、顆粒カーボンシガレットに対し低い嗜好レベルを示すがビーズカーボンを含む同じシガレットモデルを喫煙すると彼等の嗜好レベルが他の二つの評価の中間の評価まで上昇することが発見された。このような結果は、ビーズカーボンに対する嗜好点数が顆粒カーボンモデルを超えて有意に増大することを証明している。
【００６１】
活性ビーズカーボンは、マイクロポアとメソポアの範囲（５０オングストロームより小さい）のものが孔径分布のかなりの部分を占め、５００オングストロームより大きいマクロポアの範囲のものの口径分布に占める部分が比較的小さい。理論によって縛るつもりは無いが、マクロポアの数が小さいビーズカーボンは主流煙からタールの成分を捕獲する傾向が少なく代わりに主流煙の風味成分にカーボンビーズ床を通過させると考えられる。対照的に顆粒（ＰＩＣＡ）カーボンはマクロポアの大きさの範囲（５００オングストローム以上の大きさの範囲）のものが口径分布の大きな部分を占めているのでタールと風味剤を含むより大きい粒子を捕獲する傾向がある。
【００６２】
その上に、顆粒カーボンはヤシ殻、ナッツ殻又は木材などの有機材料から製造されるので、その起源が天然物であることは、ビーズカーボンには見られない灰分並びに各種金属や他の物質及び不純物の含量が非常に高いことの原因になっていると考えられる。この側面は、ビーズカーボンが顆粒カーボンを超える有利な本質的な作用を有する原因になっていると考えられる。
【００６３】
シガレットフィルター用のカーボン材料の機械加工性と選択について三つの重大な関心事がある。一つの関心事は、ロッド製造機械自体がシガレットを製造中にダストを生成する傾向があることである。ダストは製品を扱うとき常に問題になる。別の関心事はカーボンを活性化するため熱処理するのにかかるコストである。バーンオフが高くなればなるほど消耗する出発材料の重量が大きくなる。さらに、高い活性レベルではカーボンの質量と密度が低下するのでそのカーボンはより砕けやすくなる。さらに、空洞をどの程度まで短くしてプラグ−空間−プラグフィルターロッドの製造操作で充填できるかについては限度がある。現在フィルターロッド製造機械については、空洞の長さは少なくとも約４〜６ｍｍが好ましい。空洞の長さが４ｍｍより短いと製造することが困難になり好ましくない。
【００６４】
気相除去効率は粒径及びビーズの直径に影響を受け、ビーズが小さければ小さいほどより効率的である。さらに一般的な問題として、与えられたカーボンが活性化されればされるほど、気相除去の効率は高くなるが、機械加工性（ダスチングファクター）及び活性化処理の費用は、必要な活性化の程度に対抗する重要な問題である。１０００〜１６００平方メートル／グラムＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，  Ｅｍｍｅｔ  ＆  Ｔｅｌｌｅｒ法で測定し以後「ｍ2／ｇ  ＢＥＴ」で示す）の範囲、より好ましくは１１００〜１３００ｍ2／ｇ  ＢＥＴの範囲の比表面積に相当する活性化レベルで、ビーズの直径を約０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの好ましい範囲まで、より好ましくは０．２〜０．４ｍｍの範囲まで小さくすることによって釣り合いを取ることができる。しかし極端に小さいビーズは、フィルター空洞内で非常に密接に充填されがちなので望ましく無い程度まで空洞を横切る余分の量の圧力降下を強いる。上記好ましい実施態様などのいくつかの用途では過剰な圧力降下は避けることが好ましい。したがって、より好ましい球形ビーズの大きさは直径が約０．３５ｍｍの大きさである。またこの大きさの好ましい範囲はフィルターロッド製造機械の適正でかつ完全な操作を促進する。
【００６５】
カーボンビーズは小さければ小さいほどより密接に充填されるので圧力降下が大きくなる。したがって、気相の除去効率を獲得するためより小さいビーズ直径のほうへ向かう傾向に対抗して、シガレットを喫煙するときの吸引抵抗（ＲＴＤ）を喫煙者の予想範囲内に留めるためフィルターを横切る圧力降下を予め定められた限度内に留めることが必要である。
【００６６】
図７はカーボンビーズの直径の大きさを変えた場合にシガレットの唇側末端から吸煙ごとに送達される１，３−ブタジエンの量をグラフで示している。与えられたビーズカーボン材料は、長さ２．７ｍｍのカーボン床中、直径０．７ｍｍの活性ビーズカーボン７５ｍｇ（図７の曲線１００）、長さ２．６ｍｍのカーボン床中、直径０．５ｍｍの活性ビーズカーボン７５ｍｇ（図７の曲線１０２）及び長さ２．５ｍｍのカーボン床中、直径０．３５ｍｍの活性ビーズカーボン７５ｍｇ（図７の曲線１０４）で構成されている。各空洞は完全充填の状態であった。
【００６７】
さらに図７によって、ビーズの直径が小さくなると１，３−ブタジエンを除去する性能が増大しすべての吸煙を通じて十分に有効であることが分かった。特に、日本の呉羽化学工業（株）が供給する直径０．３５ｍｍのビーズ７５ｍｇを長さ２．５ｍｍの空洞に完全充填すると、表面積値の質量値に対する比率が比較的小さくてもその８回の吸煙全体を通じてシガレットの１，３−ブタジエンのほぼ全体を捕獲することが分かった。
【００６８】
図７に示すビーズ材料の表面積活性レベルは、１０００〜１６００ｍ2／ｇ  ＢＥＴの範囲内であり、好ましくは１１００〜１３００ｍ2／ｇ  ＢＥＴの範囲内にある。曲線１０４は１，３−ブタジエンがほとんど完全に除去されていることを示しそして曲線１０２は１，３−ブタジエンがかなり（９０％近く）減少していることを示していることに注目すべきである。
【００６９】
図８は、ビーズカーボンの直径を変えた場合のシガレットの唇側末端からの１，３−ブタジエンの吸煙ごとの送達を示すグラフである。すなわち、長さ２．５ｍｍの空洞中、直径０．３５ｍｍのカーボンビーズ７５ｍｇ（図８の曲線１０８）、長さ２．５ｍｍの空洞中、４０ｘ６０メッシュの顆粒（ＰＩＣＡ）カーボン４８ｍｇ（曲線１１０）、長さ２．５ｍｍの空洞中、２０ｘ５０メッシュの顆粒（ＰＩＣＡ）カーボン４６ｍｇ（曲線１１２）、長さ１２ｍｍの空洞中、２０ｘ５０メッシュの顆粒（ＰＩＣＡ）カーボン１８０ｍｇ（曲線１１４）及び１Ｒ４Ｆシガレット標準対照（曲線１１６）である。
【００７０】
図７と８を比較すると、２．５ｍｍの空洞に４８ｍｇ充填した４０ｘ６０メッシュの顆粒カーボン（図８の曲線１１０）は、直径０．３５ｍｍのビーズカーボン（図７の曲線１０８）から得た結果とほぼ同じ結果を示すことが分かる。しかし、４０ｘ６０メッシュの顆粒（ＰＩＣＡ）カーボンは、フィルターロッド機械を運転中、極めて取り扱いにくいこと（かなりひどいダスチング）が分かっている。しかし、直径０．３５ｍｍのビーズカーボンを７５ｍｇ充填すると、ビーズカーボンは有利な一般的な流動特性を有しかつ密度と硬度が高いので（活性化のレベルは低レベル〜中レベルである）、機械の運転中、有意なダスチング無しで容易に扱われる。したがって、ビーズカーボンは、シガレット製造機械で容易に取り扱われる大きさで、超微細の顆粒（ＰＩＣＡ）カーボンと同じ性能を獲得している。これは大きい利点である。
【００７１】
一般に、カーボンビーズはＰＩＣＡ粒子カーボンより密度と硬度が高い材料である。したがって、ビーズカーボン含有シガレットフィルターを製造し取り扱うときダスチングが少なくそしてビーズカーボンは顆粒カーボンより一層整然とかつより完全に空洞を満たす傾向がある。
【００７２】
直径０．３５ｍｍのビーズカーボンを７５ｍｇ充填する空洞充填状態で、図７の曲線１０４が示すような優れた気相除去効力が達成される。しかしこのようなカーボン充填は、標準のシガレット円周（２４ｍｍ）で長さ２．５ｍｍの空洞を完全に満たすがその空洞の長さは製造することが難しい。したがって、活性ビーズカーボンとともに、大きさは類似しているか又は好ましくは同じであるが経費を節約しかつ機械加工性を高めるため活性がほとんど無いか又は全く無い他のビーズを含有させることが好ましい。７５ｍｇのビーズカーボンとガラスビーズを、１／３のビーズカーボンと２／３のビーズガラスの容積分割で混合した実験は、同じ７５ｍｇ充填がそれ自体で作動するのとほぼ同じ気相除去性能を示した。したがって、７５ｍｇの活性ビーズカーボンを、好ましくは直径の大きさが同じで、長さが６ｍｍの空洞を満たすのに十分な質量又はシガレット製造業者が伝統的に採用している空洞を満たすのに必要な追加量の非活性カーボンのビーズと混合することが好ましい。このような活性ビーズカーボンと非活性ビーズカーボンとの混合物は、より高価な活性ビーズカーボンで空洞全体を満たす必要は無いので、より低い経費で同じ結果を示す。この発見のさらなる利点は、シガレット製造業業者が彼のシガレットブランドの範囲に対して空洞の大きさを予め選択することができ、そして異なるバンド又はパッキングに対して異なる量のカーボンを選択し、予め選択された空洞の残りの空間を非活性（もしくは低活性）ビーズ材料、ビーズ材料の風味保持体又は他の適切な充填材料を充填する自由を持っていることである。喫煙者の嗜好が変わるにつれて又は他の環境に対応して、フィルター内の活性ビーズカーボンの比率を、シガレットの設計における空洞の大きさを変更しなければならないとか又はフィルターやシガレットの製造機械の大きさを変更しなければならないという厄介な問題無しで変えることができる。これはシガレット製造操作に置ける大きな利点である。
【００７３】
図９は、ビーズカーボンのみ及び非吸着性希釈剤を分散されたビーズカーボンを含むフィルターの１，３−ブタジエンの全送達比率について比較的類似した結果を示す棒図表である。図９の棒１２０は１Ｒ４Ｆ標準対照を示し、喫煙過程での約８回の吸煙の後シガレットの唇側末端から約８６％の１，３−ブタジエンが送達されることを示している。棒１２２と１２４は、図５に類似のシガレット構造を示しているがカーボン無しの酢酸セルロース（棒１２２）及びカーボン無しのガラスビーズ３８０ｍｇ（棒１２４）を有するシガレットの棒を示している。約８回の吸煙の後の各シガレットの唇側末端からの１，３−ブタヂエンの全送達比率は高く、棒１２２では約９１％でありそして棒１２４では約８２％である。棒１２６、１２８及び１３０は各々図５に類似のシガレット構造を示しているが、各場合、フィルターの空洞には異なる材料が充填されている。棒１２６が示すシガレットは直径が０．３５ｍｍの活性ビーズカーボン７５ｍｇを充填された空洞を含んでいる。８回の吸煙によって、１，３−ブタジエンがわずかに約１％の送達比率で棒１２６の示すシガレットの唇側末端を通過し、そしてフィルター空洞が直径０．３５ｍｍの活性ビーズカーボン７５ｍｇを非吸着性希釈剤と混合して充填されている棒１２８と１３０が示すシガレットで類似の結果が得られている。棒１２８の示すシガレットはカーボンビーズで分散されたガラスビーズ１９０ｍｇを含んでおり、棒１３０の示すシガレットはカーボンビーズで分散されたガラスビーズ３８０ｍｇを含んでいる。各場合、８回の吸煙によるシガレットの唇側末端からの１，３−ブタジエンの全送達比率は約２％である。要約すると、活性ビーズカーボンを非吸着性希釈剤と混合して含有しているフィルターは、等しい重量の非希釈形の活性ビーズカーボンを含むフィルターとほぼ同じ結果を示す。
【００７４】
下記表１は、２０ｘ５０メッシュ／インチおよび４０ｘ６０メッシュ／インチのＰＩＣＡカーボン並びに二つの異なるバッチ由来の直径が０．７ｍｍ、０．５ｍｍ及び０．３５ｍｍの活性ビーズカーボンの細孔の大きさの分布を示す。
【００７５】
【表１】
2010051319.tif 000004
【００７６】
*ＤＦＴは、吸着等温式をシステムの顕微鏡特性に関係付ける分子ベースの統計的熱力学理論である密度関数理論で計算する（引用文献：Ｐ．Ａ．Ｗｅｂｂ及びＣ．Ｏｒｒ著「Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｆｉｎｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」８１頁１９７７年、米国ジョージア州ノークロス  Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）。
【００７７】
ＰＩＣＡカーボンは嵩密度が約０．３７ｇ／ｃｍ3であり、一方好ましいカーボンの活性ビーズカーボンは嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ3より大きく、より好ましくは０．５５〜０．６ｇ／ｃｍ3の範囲内である。
【００７８】
好ましい実施態様の活性ビーズカーボンは、ゼオライト類、分子ふるい類、複合体もしくは層状材料類、クレー類、アルミナ、他の金属酸化物、ケイ酸金属類、リン酸金属類、シリカゲル類及び改質シリカゲル類例えば３−アミノプロピルシリル（ＡＰＳ）シリカゲルビーズとの混合、組合わせ又は他の方法による協働を行うことができることは理解されるべきである。
【００７９】
下記表２は、対照の１Ｒ４Ｆ標準シガレット及び図５に示すようなフィルター空洞に提示物質が充填されているシガレットフィルター構造体を有する対照の１Ｒ４Ｆ標準シガレットの提示気相成分の全送達比率を示す。
【００８０】
【表２】
2010051319.tif 000005
【００８１】
好ましくは、風味は混合（タンブリング）ドラム内の活性炭のバッチに風味剤を噴霧することによってカーボンビーズに添加するか又は窒素を流動化剤として使う流動床の場合、風味剤を流動床中のカーボンに噴霧することによってカーボンビーズに添加する。また他のフィルター要素もしくはカーボンビーズ床に単独で風味剤を加えること又は添加された風味剤が１もしくは２以上のプラグラップ及び／又は吸口紙にそって保持されることは本発明の考慮範囲内にある。
【００８２】
当業者は、本発明が、例示を目的として提示され本発明を限定しない上記実施態様以外の実施態様で実施できることが分かるであろう。例えばシガレットフィルターは、酢酸セルロースのトウなどの繊維素材内に引き入れられたビーズカーボンを含んでいてもよい。また、その球形ビーズは各々風味剤のコアや表面コーティングを任意に含有してもよい。本発明は本明細書の請求項によってのみ限定される。
【図１】
2010051319.tif 000009
【図２】
2010051319.tif 000010
【図３】
2010051319.tif 000011
【図４】
2010051319.tif 000012
【図５】
2010051319.tif 000013
【図６】
2010051319.tif 000014
【図７】
2010051319.tif 000015
【図８】
2010051319.tif 000016
【図９】
2010051319.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月27日(2009.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球形でかつ０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲内の直径を有する活性ビーズカーボンを含むシガレットフィルターであって、前記活性ビーズカーボンが０．５ｇ／ｃｍ3より大きい嵩密度を有し、かつ少なくとも一部分が１１００〜１６００ｍ2／ｇ  ＢＥＴの範囲内の比表面積を有するシガレットフィルター。
【請求項２】
前記活性ビーズカーボンが０．５５ｇ／ｃｍ3〜０．６ｇ／ｃｍ3の範囲の嵩密度を有する請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項３】
前記活性ビーズカーボンが０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲内の直径を有する請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項４】
前記活性ビーズカーボンの少なくとも一部分が１１００〜１３００ｍ2／ｇ  ＢＥＴの範囲内の比表面積を有する請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項５】
空洞を有し、かつ前記活性ビーズカーボンが前記空洞をほぼ完全に満たしている請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項６】
空洞を有し、かつ前記活性ビーズカーボンがその空洞の約８０〜９５％を満たしている請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項７】
前記活性ビーズカーボンに比べて活性化度が低いか又は全く活性化されていない第二ビーズ材料を含有している請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項８】
前記第二ビーズ材料が、活性ビーズカーボンとほぼ同じ大きさの直径を有するビーズカーボンで構成されている請求項７に記載のシガレットフィルター。
【請求項９】
前記活性ビーズカーボンが、個々のビーズがほぼ同じ大きさの直径を有する第一群及び個々のビーズがほぼ同じ大きさの直径を有しているがその直径が第一群のビーズの直径より小さい第二群で構成されている請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１０】
前記活性ビーズカーボンの少なくとも一部分に風味がつけられている請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１１】
前記風味がつけられた活性ビーズカーボンの下流に配置された少なくとも一つの追加の風味放出セグメントを有する請求項１０に記載のシガレットフィルター。
【請求項１２】
前記追加の風味放出セグメントが風味剤付き糸を含有している請求項１１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１３】
前記活性ビーズカーボンの下流に風味放出セグメントを含有する請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１４】
前記球形の活性ビーズカーボンが、溶融可能なカーボン前駆体を流体中に懸濁させ次いでその前駆体を凝固させ次に炭化させることによって得られる請求項１に記載のシガレットフィルター。
【請求項１５】
タバコロッド及び請求項１〜１４のいずれか一つに記載のシガレットフィルターを有するシガレット。