(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭基体と該活性炭基体の露出面上に形成された均一な多孔質炭素膜とを含む改質活性炭を製造する方法であって、
（ｉ）活性炭基体を準備する段階、
（ｉｉ）前記活性炭基体の露出面を実質的に親水性にするために該活性炭基体を前処理する段階であって、（ａ）界面活性剤を含む水溶液を活性炭基体に噴霧する段階、及び／又は（ｂ）界面活性剤を含む水溶液中に活性炭基体を浸漬する段階いずれか一方または両方を含む、前処理する段階と、
（ｉｉｉ）被覆活性炭基体を形成するために前記活性炭基体を炭素前駆体で被覆する段階、及び
（ｉｖ）前記均一な多孔質炭素膜を形成するために、前記炭素前駆体を炭化するのに十分な温度で前記被覆活性炭基体を加熱する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記活性炭基体がビーズ、顆粒、又は繊維の形態であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記炭素前駆体は、前記活性炭基体の原重量の１％から１５０％の量で、前記前処理された活性炭基体に付加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記炭素前駆体は、前記活性炭基体の原重量の２０％から８０％の量で、前記前処理された活性炭基体に付加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記改質活性炭の平均表面細孔サイズは、前記活性炭基体の平均表面細孔サイズよりも少なくとも１０％小さいことを特徴とする請求項１ないし４に記載の方法。
【請求項６】
前記前処理する段階が（ａ）１重量％から２５重量パーセントの界面活性剤を含む水溶液を活性炭基体に噴霧する段階、及び／又は（ｂ）１重量％から２５重量パーセントの界面活性剤を含む水溶液中に活性炭基体を浸漬する段階いずれか一方または両方を含む、請求項１ないし４に記載の方法。
【請求項７】
前記前処理する段階が（ａ）塩化セチルトリメチルアンモニウムを含む水溶液を活性炭基体に噴霧する段階、及び／又は（ｂ）塩化セチルトリメチルアンモニウムを含む水溶液中に活性炭基体を浸漬する段階いずれか一方または両方を含む、請求項１ないし４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
従来型のシガレットは、炭素のような材料を組み込むことができるフィルタ要素を有する。ある一定の市販のフィルタシガレットは、セルロースアセテートトウと共に又はセルロースアセテート材料間の空洞に組み入れた炭素の粒子又は顆粒（例えば、活性炭材料又は活性木炭材料）を有する。しかし、主流シガレット煙から成分を機械的、化学的、及び／又は物理的に除去する、活性炭を含む多くの材料は、典型的に非選択的である。これらの材料は、主流煙の香味に寄与する成分を除去する可能性があり、その結果、シガレットの喫煙中に弱い風味及び／又は異味を与える可能性がある。従って、主流シガレット煙のある一定の気相成分を除去することができ、同時に主流煙の香味に悪い影響を与えないシガレットフィルタ要素を提供することが望ましいと考えられる。
【０００２】
【特許文献１】米国特許第５、６９２、５２５号
【発明の開示】
【０００３】
一実施形態によれば、改質活性炭を製造する方法は、活性炭基体と、活性炭基体の露出面上に形成された均一な多孔質炭素膜とを含み、本方法は、（ｉ）活性炭基体を準備する段階、（ｉｉ）活性炭基体の露出面を実質的に親水性にするために活性炭基体を前処理する段階、（ｉｉｉ）被覆活性炭基体を形成するために活性炭基体を炭素前駆体で被覆する段階、及び（ｉｖ）均一な多孔質炭素膜を形成するために、炭素前駆体を炭化するのに十分な温度で被覆活性炭基体を加熱する段階を含む。
【０００４】
本方法により作られた改質活性炭は、活性炭基体と、活性炭基体の露出面上に形成された均一な多孔質炭素膜とを含む。活性炭基体は、ビーズ、顆粒、又は繊維の形態にすることができる。炭素前駆体の複数のコーティングを適用して炭化させ、炭素膜の厚み及び／又は表面空隙率を制御することができる。
活性炭基体は、約１００ミクロンから５ｍｍ又は約２００ミクロン（μｍ）から２ｍｍの平均粒径を有することができる活性炭の粒子を含むことができる。好ましくは、活性炭基体は、約５００オングストローム（Å）よりも小さな平均細孔サイズ、又は約２０％よりも大きいミクロ細孔（及び約８０％よりも小さいメソ細孔）、より好ましくは、約８０％よりも大きいミクロ細孔を含む細孔サイズ分布を有する。活性炭基体の表面積は、５０ｍ2／ｇよりも大きいとすることができる（例えば、２００ｍ2／ｇ、５００ｍ2／ｇ、又は１０００ｍ2／ｇよりも大きい）。
【０００５】
前処理する段階は、好ましくは、界面活性剤を含む水溶液で活性炭基体を噴霧する段階、及び／又は界面活性剤を含む水溶液中に活性炭基体を浸漬する段階を含む。好ましい界面活性剤は、塩化セチルトリメチルアンモニウムであり、好ましい前処理溶液は、約１重量％から９９重量％の界面活性剤、より好ましくは、約１から２５重量％の界面活性剤を含む。
活性炭基体内及び／又は活性炭基体上に界面活性剤を組み入れた後に、活性炭基体は、炭素前駆体で被覆する前に、好ましくは、約１２０℃よりも低い温度で乾燥させることができる。
【０００６】
被覆する段階は、好ましくは、炭素前駆体を含む溶液で前処理活性炭基体を噴霧する段階及び／又は炭素前駆体を含む溶液に前処理活性炭基体を浸漬する段階を含む。被覆する段階は、室温で行うことができる。適切な炭素前駆体は、単糖類、二糖類、多糖類、果糖、及びエチルセルロースを含み、好ましい炭素前駆体溶液は、約１重量％から９９重量％、より好ましくは、約２０重量％から６０重量％の間の炭素前駆体を含む。好ましい炭素前駆体は、蔗糖である。
炭素前駆体は、前処理活性炭基体内及び／又は前処理活性炭基体上に約１重量％から１５０重量％、好ましくは、約２０重量％から８０重量％の炭素前駆体を与える量で組み込むことができる。
【０００７】
活性炭基体を被覆した後に、被覆基体は、約１２０℃よりも低い温度で乾燥させることができ、次に、好ましくは、炭素膜を形成するために約１５０℃から４００℃の温度で加熱することができる。被覆された基体は、好ましくは、酸化雰囲気中（例えば、空気中）で加熱される。炭素前駆体を炭素膜に変換した後に、炭素膜は、活性炭基体の重量で約１％から１５０％を構成することができる。改質活性炭の表面での平均細孔サイズ（すなわち、炭素膜の細孔サイズ）は、活性炭基体の表面での平均細孔サイズとは異なる可能性がある。好ましくは、改質活性炭は、活性炭基体の平均表面細孔サイズよりも少なくとも２５％小さい平均表面細孔サイズを有する。
【０００８】
炭素膜は、活性炭基体上に均一な多孔質コーティングを形成し、好ましくは、活性炭基体の露出面の少なくとも８０％を覆い、及び／又は炭素膜は、平均厚みの約２５％よりも小さい標準偏差を有する平均厚みを有する。好ましくは、炭素膜は、約１μｍから０．１ｍｍの平均厚みを有する。活性炭基体上に均一な多孔質炭素コーティングを設けることにより、改質活性炭の濾過特性及び／又は機械的一体性は、活性炭基体に対して改善することができる。例えば、改質活性炭は、主流シガレット煙からターゲット気相成分を選択的に除去し、同時に、有利な態様においては、生成する粉塵を活性炭よりも少なくすることができる。
別の実施形態によれば、シガレットは、改質活性炭粒子を含む。改質活性炭粒子は、好ましくは、シガレットのフィルタ要素に組み込まれる。しかし、改質活性炭粒子は、タバコカット充填剤のようなシガレットの他の構成要素に位置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
一実施形態においては、改質活性炭を製造する方法を提供する。改質活性炭は、活性炭基体上に均一な多孔質炭素膜を含む。本方法は、（ｉ）活性炭基体を準備する段階、（ｉｉ）活性炭基体の露出面を実質的に親水性にするために活性炭基体を前処理する段階、（ｉｉｉ）被覆活性炭基体を形成するために活性炭基体を炭素前駆体で被覆する段階、及び（ｉｖ）均一な多孔質炭素膜を形成するために、炭素前駆体を炭化するのに十分な温度で被覆活性炭基体を加熱する段階を含む。炭素前駆体で活性炭基体を被覆する段階と、炭素膜を形成するために被覆活性炭基体を加熱する段階とを繰返して、望ましい厚み、表面被膜、及び／又は表面空隙率を有する炭素膜を形成することができる。
【００１０】
前処理に用いる化合物を含む溶液及び／又は炭素前駆体を含む溶液は、炭素を溶液で噴霧することによって又は炭素を溶液中に浸漬することによって活性炭基体（例えば、活性炭の粒子）に適用することができる。前処理化合物及び／又は炭素前駆体は、吸収及び／又は吸着を通じて活性炭基体内及び／又は上に組み込むことができる。
好ましい方法によれば、ビーズ、顆粒、又は繊維の形態の活性炭基体は、容器に導入することができ、流動化気体を容器に導入することによって流動化することができ、かつ前処理又は被覆段階は、活性炭基体が流動状態にある間に、少なくとも１つの前処理化合物又は少なくとも１つの炭素前駆体溶液を容器に導入することによって実施することができる。前処理化合物及び／又は炭素前駆体溶液はまた、含浸技術を用いて活性炭基体内及び／又は上に組み込むことができ、活性炭基体は、特定の期間にわたって溶液中に浸漬され、次に乾燥させる。
【００１１】
前処理する段階、被覆する段階、及び加熱する段階は、多孔質炭素の均一層で被覆された活性炭（すなわち、改質活性炭）を生成する。改質活性炭の吸収特性、吸着特性、及び／又は機械的性質は、炭素コーティングの形成を制御することによって制御することができる。例えば、炭素コーティングの空隙率は、活性炭基体による吸収／吸着の動力学を制御することができる。炭素膜は、処理中（例えば、シガレットの１つ又はそれよりも多くの構成要素内への改質活性炭の組み込み中）、シガレット保管中、及び／又は喫煙中に活性炭基体から形成される粉塵の量を低減することができる。改質活性炭が組み込まれたシガレットフィルタ及びシガレットも同様に提供される。
【００１２】
「活性炭」とは、炭素のあらゆる多孔質の高表面積形態を意味する。活性炭は、あらゆる好ましい炭素源の熱処理を通じて得ることができる。活性化処理は、典型的には空隙率を増大させ、かつ活性炭は、広範な細孔サイズを備えることができ、又は細孔サイズは、望ましい細孔サイズ分布をもたらすように制御することができる。
好ましい実施形態では、活性炭は、約１００μｍからｍｍのサイズに及ぶ粒状の炭素粒子を含む。例えば、炭素粒子は、約０．２ｍｍから２ｍｍ（例えば、約２００μｍ、５００μｍ、１０００μｍ、又は２０００μｍ）のサイズを有する炭素ペレットとすることができる。
【００１３】
活性炭基体は、ミクロ細孔、メソ細孔、及びマクロ細孔のような細孔を含むあらゆる望ましい細孔サイズ分布を有することができる。用語「ミクロ細孔」は、一般的には、約２０Å又はそれ未満の細孔サイズを有するような材料を意味するが、用語「メソ細孔」は、一般的には、約２０Åから５００Åの細孔サイズを有するような材料を意味する。好ましい活性炭基体は、２０％又はそれよりも大きいミクロ細孔（すなわち、８０％又はそれ未満のメソ細孔）を含む。より好ましい活性炭基体は、少なくとも８０％ミクロ細孔を含む。炭素前駆体を配置し、かつ活性炭の露出面（例えば、外部の）上に炭素膜を形成することにより、ミクロ細孔、メソ細孔、及びマクロ細孔の相対比率は、選択された気体成分（例えば、タバコ煙流中の気体成分）に対して改質活性炭の吸収及び／又は吸着選択性を制御するために制御することができる。
【００１４】
改質活性炭は、主流煙からの１つ又はそれよりも多くの選択成分を濾過することができる。用語「主流」煙は、タバコロッドを通過してフィルタ端部を通って出る気体の混合物、すなわち、喫煙物品の喫煙中に喫煙物品の唇側端部から出る又は吸い込まれる量の煙を含む。主流煙は、喫煙物品の着火領域及び包装紙の両方を通って吸い込まれる煙を含有する。
活性炭は、適切な表面積を有するように選択されて、優先的にシガレット煙から選択成分を吸着することができる。活性炭は、典型的には約５０ｍ2／ｇよりも大きい（例えば、少なくとも約１００ｍ2／ｇ、２００ｍ2／ｇ、５００ｍ2／ｇ、１０００ｍ2／ｇ、又は２０００ｍ2／ｇ）表面積を有する。典型的には、活性炭の吸収機能は、表面積が増加する時に増大する。更に、表面積は、粒径が減少する時に増大する。しかし、シガレットフィルタ材料として用いる時に、小さな粒径を有する活性炭粒子は、喫煙中に主流煙が望ましい吸引抵抗（ＲＴＤ）でフィルタを貫流することを許容するには、高密度過ぎて一緒に詰めることができない。他方では、粒径が大き過ぎる場合、望ましい程度の濾過を実施するには不十分な表面積になる可能性がある。従って、このような因子は、特定の粒径を有する活性炭を選択するのに考慮に入れることができる。
【００１５】
特に好ましい活性炭は、市販されている（例えば、米国、ニューメキシコ州、ツルース・オア・コンセクエンシズ所在の「ＰＣＡ  ＵＳＡ  Ｉｎｃ．」から）。活性炭はまた、やし殻、石炭、木材、ピッチ、泥炭、セルロース繊維、褐炭、及びオリーブピットの炭化を通じて製造することができる。炭化は、通常は高温、例えば、不活性雰囲気中で４００℃から１０００℃、続いて典型的には蒸気又は二酸化炭素の雰囲気中の活性化（すなわち、焼成）で実施される。活性炭基体は、ビーズ、顆粒、及び／又は繊維の形態にすることができる。
【００１６】
前処理は、活性炭の露出面を改質することができる。前処理中に、溶液中の化合物は、活性炭によって吸収及び／又は吸着され、例えば、前処理化合物は、活性炭の外面及び／又は内面上に組み込むことができる。活性炭の露出面を実質的に親水性にするのに用いられる前処理化合物は、界面活性剤（すなわち、両親媒性化合物）であることが好ましい。
界面活性剤は、典型的には疎水性部分及び親水性部分の両方を含有する有機化合物である。界面活性剤は、陰イオン、両性、両性イオン、非イオン、又は陽イオン界面活性剤、又はこれらの組合せとすることができる。好ましい前処理化合物は、塩化セチルトリメチルアンモニウムである。例えば、水中の塩化セチルトリメチルアンモニウムの１０重量％溶液は、活性炭を溶液中に浸漬することによって活性炭上に組み込むことができる。
【００１７】
界面活性剤は、陰イオン化合物とすることができる。好ましい陰イオン化合物は、以下に限定されるものではないが、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキル又はアルカリール硫酸塩、アルキルサクシネート、アルキルスルホサクシネート、アルキルリン酸塩、アルキルエーテルリン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルキルアミノ酸、アルキルペプチド、カルボン酸、アシル及びアルキルグルタミン酸塩、アルキルイソエチオネート、及びアルファオレフィンスルホン酸塩、特にこれらのナトリウム、カリウム、マグネシウム、アンモニウム及びモノ−、ジ−、及びトリエタノールアミン塩を含む。アルキル基は、一般的には８から１８の炭素原子を含み、かつ飽和又は不飽和とすることができる。アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエーテルリン酸塩、及びアルキルエーテルカルボン酸塩は、分子当たり１から１０エチレンオキシド又はプロピレンオキシド単位を含有し、かつ好ましくは、分子当たり１から３エチレンオキシド単位を含有することができる。
【００１８】
適切な陰イオン界面活性剤の例は、ナトリウム及びアンモニウムラウリルエーテル硫酸塩（エチレンオキシドの１、２、及び３モルを有する）、ナトリウム、アンモニウム及びトリエタノールアミンラウリル硫酸塩、スルホコハク酸ラウレス二ナトリウム、ココイルイセチオ酸ナトリウム、ナトリウムＣ12−Ｃ14オレフィン硫酸塩、ナトリウムラウレス−６カルボキシレート、ナトリウムＣ12−Ｃ15パレス硫酸塩、ココイルメチルタウリンナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ココイルサルコシンナトリウム、トリエタノールアミンモノラウリルリン酸塩、及び脂肪酸石鹸を含む。
【００１９】
非イオン界面活性剤は、以下に限定されるものではないが、脂肪族（Ｃ6−Ｃ18）１次又は２次直鎖又は分枝鎖酸、アルコール又はフェノール、アルキルエトキシレート、アルキルフェノールアルコキシレート（特にエトキシレート及び混合エトキシ／プロポキシ）、アルキルフェノールのブロックアルキレンオキシド濃縮物、アルカノールのアルキレンオキシド濃縮物、エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー、半極性非イオン性剤（例えば、アミンオキシド及びホスフィンオキシド）、並びにアルキルアミンオキシドを含むことができる。他の適切な非イオン性剤は、モノ−又はジ−アルキルアルカノールアミド及びアルキル多糖類、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトールエステル、ポリエチレン酸、及びポリオキシエチレンアルコールを含む。適切な非イオン界面活性剤の例は、ココ−モノ−又はジ−エタノールアミド、ココ−ジ−グルコシド、アルキルポリグルコシド、ポリソルベート２０、エトキシル化直鎖アルコール、セテアリルアルコール、ラノリンアルコール、ステアリン酸、グリセリルステアレート、「ＰＥＧ−１００」ステアレート、及びオレス２０を含む。
【００２０】
界面活性剤は、両性又は両性イオン界面活性剤とすることができる。両性及び両性イオン界面活性剤は、酸又は塩基のいずれかの挙動の機能を有するこれらの化合物である。両性界面活性剤の例は、ココ−スルタイン及びココアミドプロピルヒドロキシスルタインのようなＣ8−Ｃ18スルタイン、ココアンホカルボキシグリシネート及びラウランホグリシネートのようなアミノ酸のＣ8−Ｃ18脂肪の誘導体、デシルベタイン、ココ−ベタイン、ラウリルベタイン、ミリスチルベタイン及びステアリルベタインのようなＣ8−Ｃ18アルキルベタイン、並びにココアミドエチルベタイン、ココアミドプロピルベタイン、ラウラミドプロピルベタイン、ミリスタミドプロピルベタイン、及びオレアミドプロピルベタインのようなＣ8−Ｃ18アミドアルキルベタインを含む。
【００２１】
界面活性剤は、陽イオン界面活性剤とすることができる。適切な陽イオン界面活性剤は、以下に限定されるものではないが、アルキルアミン、アルキルイミダゾリン、エトキシル化アミン、四元化合物、及び四級化エステルを含む。更に、酸化アルキルアミンは、低ｐＨで陽イオン界面活性剤として挙動することができる。その例は、ラウラミンオキシド、塩化ジセチルジモニウム、及び塩化セトリモニウムを含む。
【００２２】
前処理化合物の水溶液又は他の溶剤溶液は、活性炭上に噴霧することができ、又は活性炭は、溶液中に浸漬することができる。本明細書で用いられる場合「水性」は、成分として水を含む混合物（例えば、溶液及びエマルジョン）を意味する。水性混合物はまた、水と混和性又は非混和性のいずれかである有機溶剤を含むことができる。溶剤中の前処理化合物の濃度は、約１重量％から９９重量％とすることができる。前処理化合物の好ましい溶液は、適切な溶剤中の前処理化合物の約１重量％から２５重量％、より好ましくは、約１重量％から１０重量％を含む。好ましい溶剤は、プロピレングリコール、アルコール（例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、その他）、水、グリセリン、及びこれらの混合物を含む。前処理化合物のための好ましい溶剤は、水である。活性炭基体を前処理化合物の溶液で被覆した後に、前処理活性炭基体は、空気乾燥させ、及び／又は低温（例えば、約１２０℃よりも低い、好ましくは、約１００℃）においてオーブン中で乾燥させて、前処理活性炭を形成することができる。前処理化合物は、好ましくは、活性炭基体の露出面上に組み込まれ、かつ乾燥後実質的に親水性である表面（すなわち、活性炭基体の内部及び外部上の露出面）を有する活性炭基体をもたらす。
【００２３】
炭素前駆体を含む溶液は、前処理活性炭基体内及び／又は前処理活性炭基体上に組み込むことができる。以下で説明するように、炭素前駆体の水溶液又は他の溶剤溶液は、前処理活性炭の上に噴霧することができ、又は前処理活性炭は、炭素前駆体溶液中に浸漬することができる。炭素前駆体は、好ましくは、有機組成物である。特に好ましい炭素前駆体は、糖類、例えば、ペントース及びヘキソース、グルコースのような単糖類、及び二糖類、特に蔗糖である。付加的な炭素前駆体は、多糖類、果糖、及びエチルセルロースを含む。
【００２４】
改質活性炭の製造に用いる炭素前駆体化合物を含む溶液は、前処理活性炭によって吸収及び／又は吸着させることができ、例えば、炭素前駆体化合物は、活性炭基体の外面及び／又は内面上に組み込むことができる。前処理活性炭基体を設けることにより、炭素前駆体の水溶液は、活性炭基体上に炭素前駆体の均一コーティングを形成することができる。
好ましくは、炭素前駆体化合物は、実質的には活性炭基体の細孔に進入しない。そうではなく、炭素前駆体化合物は、炭素前駆体を分解すると、活性炭基体によって吸収及び／又は吸着を調節することができる均一な多孔質炭素コーティングを形成する活性炭の露出面上の均一コーティングを形成することが好ましい。
【００２５】
炭素前駆体は、流動床を用いて活性炭粒子内及び／又は上に組み込むことができ、代替的に、炭素前駆体は、活性炭上に噴霧することができ、又は活性炭は、炭素前駆体を含む溶液中に浸漬することができる。
炭素前駆体は、活性炭の元の重量の約１から１５０％、好ましくは、少なくとも約１０％（例えば、重量で少なくとも２０％、４０％、６０％、又は８０％±５％）の量で追加されることが好ましい。炭素前駆体を炭化する前に、炭素前駆体コーティングは、実質的に活性炭基体を覆う（すなわち、炭素前駆体コーティングは、実質的に活性炭の表面空隙の全てを遮断する）。
【００２６】
活性炭基体及び炭素前駆体溶液は、好ましくは、ほぼ室温で混合されるが、適切な温度は、約０℃から８０℃に及ぶ。炭素前駆体溶液が、活性炭基体内及び／又は上に組み込まれた後に、被覆活性炭は、炭素前駆体を炭化して改質活性炭を形成するために、約８０℃から１２０℃、好ましくは、約１００℃で乾燥させ、次に、約１分から７２時間の期間にわたって約１５０℃から４００℃の温度で加熱される。炭素前駆体コーティングの炭化は、多孔質炭素コーティングを作り出すことができる。好ましくは、炭素前駆体から形成された炭素コーティングは、活性炭基体の平均表面細孔サイズと異なる、より好ましくは、これよりも小さい平均表面細孔サイズを有することになる。例えば、改質活性炭の平均表面細孔サイズは、活性炭基体の平均表面細孔サイズよりも少なくとも１０％、１５％、２０％、又は２５％小さくすることができる。好ましい実施形態では、改質活性炭の炭素膜は、活性炭基体の平均表面細孔サイズよりも少なくとも２５％小さい平均細孔サイズを有する。活性炭基体の表面空隙率を変化させることにより、活性炭の吸収及び／又は吸着動力学は変化する可能性がある。
【００２７】
大きい量に対しては、改質活性炭は、以下の方法によって作ることができ、流動床は、前処理化合物及び炭素前駆体の少なくとも１つを活性炭基体（例えば、活性炭の粒子）上に適用するのに用いられる。本方法では、活性炭粒子は、容器に導入される。粒子を流動化するために、窒素のような気体は、容器の底部に導入される。次に、前処理化合物又は炭素前駆体溶液は、炭素粒子が流動状態にある間に容器内に導入される。好ましくは、これらの材料は、周囲温度で粒子を維持しながら活性炭基体の露出面上に組み込まれ、すなわち、本方法は、粒子を加熱することなく実施される。材料は、好ましくは、流動床の上面に適用されるが、炭素粒子の攪拌により、炭素粒子の床にわたって材料が分配される。
【００２８】
流動化処理では、窒素のような不活性気体は、活性炭粒子を流動化するのに用いられる。流動化気体の流量は、流動床のサイズに依存することになる。好ましい実施形態では、流量は、少なくとも１４０リットル／分（５立方フィート／分）、より好ましくは、２５０リットル／分から６００リットル／分（１０立方フィート／分から２０立方フィート／分）である。炭素粒子に対する炭素前駆体の流量は、処理された炭素の量及び／又は流動床処理の期間に依存することになる。好ましい実施形態では、炭素前駆体は、活性炭の１１キログラム（２５ポンド）のバッチに対して少なくとも１０グラム／分、例えば、１５グラム／分から２５グラム／分の流量で液体として適用される。炭素前駆体は、プロピレングリコール、アルコール（例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、その他）、水、グリセリン、及びこれらの混合物のような担体、例えば、炭素前駆体及び水を含有する水溶液中に溶解又は懸濁することができる。担体中の炭素前駆体の濃度は、重量で約１％から９９％とすることができる。炭素前駆体の好ましい濃度は、重量で約２０％から６０％である。炭素前駆体が流動床中の炭素に適用された後に、流動化作用は、流動床中の前駆体の完全な分布を促進するように継続することができる。一例として、炭素前駆体は、１５分の期間活性炭粒子に適用することができ、かつ流動化作用は、その後更に５分間継続することができる。理論に束縛されることを望まないが、流動化気体は、炭素前駆体を質量移送及び／又は粒子衝突により炭素粒子の上に均一に分布させる上で有効であると考えられる。
【００２９】
流動状態に活性炭粒子を維持することができるあらゆる適切な容器を用いることができる。そのような容器は、バッチ又は連続処理装置として設計することができる。例示的なバッチ式流動床配列は、図１に示され、かつ例示的な連続式流動床配列は、図２に示されている。炭素前駆体を前処理活性炭基体に適用する流動床技術の高度に有利な特徴は、炭素前駆体の均一なコーティングが活性炭基体によって得ることができる点である。以下に続く説明では、活性炭内及び／又は上に炭素前駆体の組み込みは、流動床を用いて説明される。流動床配列はまた、活性炭内及び／又は上に前処理化合物の溶液を組み込むのに用いることができる。
【００３０】
図１の配列では、容器２１０は、活性炭２１２で充填され、かつ流動化気体は、分配プレート２１４中の開口部を通って上方に流れる。気体は、好ましくは、供給ライン２１６を通って供給された窒素のような不活性気体を含む。炭素粒子の床を通過した後に、流動化気体は、フィルタ２２０、２２２を通過して排気ライン２１８を通って容器から除去される。炭素粒子は、給送口２２４を通って容器２１０へ供給することができる。微炭素粒子のような蓄積した材料を取り除くために、窒素のような洗浄気体は、供給ライン２２６を通じてフィルタ２２０、２２２を通って逆流することができる。一連の弁を用いて、供給ライン２２６から排気ライン２１８を隔離することができ、それによって窒素は、気体が排気ライン２１８を通って引き戻される時に供給ライン２２６に流れ込まないようにする。同様に、弁は、フィルタ２２０、２２２の洗浄中に供給ライン２２６によって供給された逆流気体から排気ライン２１８を隔離することができる。フィルタ洗浄は、炭素の処理中に行うことができ、例えば、窒素逆流は、活性炭が流動状態にある間に定期的に実施することができる。例として、炭素が１５分間処理される場合に、窒素逆流は、炭素処理中に６０秒毎に２秒パルスで実施することができる。タンク２２８中の炭素前駆体溶液は、供給ライン２３２を通し、ノズル２３４、２３６を通過した後に容器に前駆体を送り込むポンプ２３０によって除去することができる。前処理及び被覆活性炭粒子は、吐出ライン２３８を通って容器から除去することができる。
【００３１】
図２の配列では、区画化された容器２４０は、活性炭２４２で充填され、かつ流動化気体は、分配プレート（図示せず）中の開口部を通って上方に流れる。気体は、好ましくは、供給ライン２４６を通って供給された窒素を含む。炭素粒子の床を通過した後に、流動化気体は、フィルタ２５０、２５１、２５２、２５３を通過して排気ライン２４８を通って容器から除去される。炭素粒子は、給送口２５４を通って容器２４０へ供給することができる。
【００３２】
微炭素粒子のような蓄積した材料を取り除くために、窒素のような洗浄気体は、供給ライン２５６を通じてフィルタ２５０、２５２を通って逆流することができる。一連の弁を用いて、供給ライン２５６から排気ライン２４８を隔離することができ、それによって窒素は、気体が排気ライン２４８を通って回収される時に供給ライン２５６に流れ込まないようにする。同様に、弁は、フィルタ２５０−２５３の洗浄中に供給ライン２５６によって供給された逆流気体から排気ライン２４８を隔離することができる。フィルタ洗浄は、炭素の処理中に行うことができ、例えば、窒素逆流は、炭素が流動状態にある間に定期的に実施することができる。例として、炭素が１５分間処理される場合に、窒素逆流は、炭素処理中に６０秒毎に２秒パルスで実施することができる。
【００３３】
タンク２５８中の炭素前駆体溶液は、供給ライン２６２を通し、ノズル２６４、２６５、２６６、２６７を通過した後に容器に前駆体溶液を送り込むポンプ２６０によって除去することができる。被覆活性炭は、吐出ライン２６８を通って容器から除去することができる。容器２４０は、区画のあらゆる望ましい数を有することができ、例えば、図示の実施形態では、容器は、隔壁２８２、２８４、２８６、２８８、２９０によって分離された６つの区画２７０、２７２、２７４、２７６、２７８、２８０を含む。炭素前駆体は、中央の区画２７２、２７４、２７６、２７８にのみ供給することができ、それによって最初の区画２７０は、充填区画として用いることができ、かつ最後の区画２８０は、吐出区画として用いることができる。
【００３４】
１つの区画から次の区画への炭素粒子の通路は、隔壁２８２、２８４、２８６、２８８、２９０中に１つ又はそれよりも多くの開口部を設けることによって達成される。例えば、単一の開口部は、各隔壁、例えば、１−２インチ×２−４インチの矩形開口部の底部に設けることができる。炭素粒子が１つの区画から次の区画へ直接流れないようにするために、開口部をオフセットすることが有利であり、例えば、第１の隔壁２８２は、容器の片側近くに開口部を有することができ、かつ次の隔壁２８４は、容器の反対側近くに開口部を有する等々で、容器を通って炭素の移動の蛇行通路を設けることができる。
【００３５】
炭素粒子の流動床は、液体のように挙動し、流動化粒子の一部は、流動化気体によって上方に駆動され、粒子の一部は、隔壁２８２の底部で区画２７０、２７２間の開口部（例えば、２５ｍｍ×５０ｍｍ（１インチ×２インチ）開口部）を貫流することによって第１の区画２７０から第２の区画２７２へ移送される。同様に、粒子は、これらが吐出区画に達するまで、区画から区画へ移動する。従って、粒子は、流体状態の場合に区画から区画へ移動して、最後には所定の滞留時間後に容器から除去される。滞留時間は、容器のサイズ及び区画の数に応じて変更することができる。滞留時間は、５から６０分、より好ましくは、１０から２０分に及ぶことができる。
【００３６】
容器の区画のサイズは、好ましくは同じであり、かつ炭素前駆体は、各区画内の２つ又はそれよりも多くの出口によって中央区画内に分布することができる。炭素前駆体は、活性炭粒子上に炭素前駆体の均一な分布を達成する流量で各区画に適用されることが好ましい。例えば、炭素前駆体は、流動化粒子の床上に液滴、液体噴霧、又は連続液体流をもたらす流量で供給することができる。理論に束縛されることを望まないが、炭素前駆体の均一な分布は、粒子が流動床内の垂直及び／又は水平方向に移動するので、粒子から粒子への前駆体の質量移送を助ける流動化気体によって補助されると考えられる。好ましい出口配列は、流動床の上面で１．３．１０4ｍｍ2から４．１０4ｍｍ2（２０平方インチから６０平方インチ）、例えば、約２．１０4ｍｍ2から２．６．１０4ｍｍ2（３０平方インチから４０平方インチ）の区域上に炭素前駆体を分布するために１つの出口を設けている。
【００３７】
炭素前駆体は、あらゆる望ましい温度で流動化粒子に適用することができる。好ましくは、ベッドは加熱されず、かつ粒子は、約０から８０℃、より好ましくは、約１５℃から３０℃の範囲の温度で存在することができる。炭素前駆体を有する粒子の適切なコーティングは、加熱することなく達成することができるために、処理中に炭素粒子の加熱は必要ない。好ましくは、実質的に容器内に導入された炭素前駆体の全ては、炭素粒子上に被覆される。追加された重量に関して、炭素粒子は、炭素前駆体の約１重量％から１５０重量％（乾燥重量）を含むように処理することができる。
【００３８】
上述のように、含浸技術を用いて、前処理化合物の溶液及び／又は炭素前駆体溶液を活性炭基体内及び／又は上に組み込むことができる。例えば、活性炭粒子は、指定の期間にわたって炭素前駆体の水溶液又は非水溶液中に浸漬され、次に乾燥させて、前駆体のコーティングを粒子の露出面上に組み込むことができる。この期間は、炭素内及び／又は上に化合物の実質的に均一コーティングを形成するのに十分になるように選択されることが好ましい（例えば、約１から４８時間、好ましくは、約１２から２４時間）。前処理化合物を含む溶液の好ましい溶液濃度は、重量で約１％から２５％であり、かつ炭素前駆体溶液の好ましい濃度は、重量で約２０％から６０％である。活性炭が前駆体溶質を含有する溶剤中に浸漬される間に、前駆体は、活性炭内及び／又は上に（例えば、活性炭の露出面上に）吸収及び／又は吸着される。炭素前駆体は、単一被覆段階又は複数の被覆段階で活性炭基体に組み込むことができる。
【００３９】
炭素前駆体溶液が、活性炭基体内及び／又は上に組み込まれた後に、被覆炭素は、空気乾燥によって又は約８０℃から１２０℃の温度で加熱することによって乾燥させることが好ましい。乾燥した後に、被覆活性炭は、炭素前駆体を炭化（すなわち、熱的に分解する）して炭素コーティングを形成するのに十分な温度で加熱される。
加熱時間及び温度は、少なくとも一部は活性炭基体、炭素前駆体、及び改質活性炭の望ましい構造に依存することになる。改質活性炭は、約４００℃よりも低い、より好ましくは、３００℃よりも低い温度で約２時間よりも短い時間にわたって被覆活性炭を加熱することによって形成されることが好ましいが、より高温及び／又はより長い時間で用いることもできる。好ましくは、炭素前駆体を分解するのに用いる熱収支（すなわち、時間及び温度）は、実質的に炭素前駆体の全てを炭素に変換するのに十分である。
【００４０】
被覆活性炭基体は、酸化又は不活性雰囲気中で加熱することができる。酸化雰囲気は、Ｏ2、ＣＯ、空気、及びこれらの混合物を含むことができる。不活性雰囲気は、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ、及びこれらの混合物を含むことができる。理論に束縛されることを望まないが、炭素前駆体の分解及び酸化を引き起こす酸化雰囲気中の加熱は、不活性雰囲気中の加熱よりも大きな平均表面空隙率を作り出すと考えられ、炭素前駆体は分解するが容易には酸化しない。
【００４１】
受け取ったままの状態の活性炭及び改質活性炭のＳＥＭ顕微鏡写真は、図３及び４にそれぞれ示されている。図３Ａ及び３Ｂは、受け取ったままの状態のＰＩＣＡ炭素を示している。図４Ａ及び４Ｂに示す改質活性炭を形成するために、受け取ったままの状態の活性炭は、前処理活性炭を形成するために最初に塩化セチルトリメチルアンモニウムの１０重量％溶液中に浸漬され、室温で空気乾燥させ、次に、５時間１００℃でオーブン乾燥させた。改質活性炭は、活性炭を形成するために前処理活性炭の２０グラムを１２時間水中で蔗糖の６７重量％溶液の１グラムで浸漬し、活性炭を約５時間１００℃で乾燥させ、次に、活性炭を１時間３００℃で加熱することによって調製された。窒素中で３００℃で加熱した後の改質活性炭の表面積は、約８０ｍ2／ｇである。
【００４２】
活性炭粒子には、炭素の重量で約１％から１５０％の充填物を設けることができる。理論に束縛されることを望まないが、改質活性炭の総表面積は（ＢＥＴによって測定される時に）、活性炭基体の微空隙率によって支配されることになると考えられる。細孔炭素コーティングは、実質的にミクロ細孔へのアクセスを遮断しないために、改質活性炭の総表面積は、実質的に活性炭基体の総表面積に等しい。好ましくは、改質活性炭の総表面積は、活性炭基体の総表面積の少なくとも９０％、より好ましくは、少なくとも９５％である。活性炭の総表面積は、好ましくは、実質的には減少していないが、均一な多孔質炭素膜の組み込みは、活性炭基体に対して改質活性炭の平均表面細孔サイズを変えることができ、好ましくは、低減することができる。活性炭の吸収／吸着特性は、炭素コーティング中の細孔サイズ分布（例えば、平均表面空隙率）を制御することによって制御することができる。更に、活性炭を前処理すること（すなわち、典型的には疎水性炭素表面を実質的に親水性表面に変換すること）により、炭素前駆体の均一コーティングを活性炭基体上に形成することができる。均一な炭素膜は、活性炭基体の露出面（すなわち、視界外面）の少なくとも８０％、より好ましくは、露出面の少なくとも９０％を覆い、及び／又は平均厚みの約２５％よりも小さい、より好ましくは、約１０％よりも小さい標準偏差を有する平均厚みを有する。
【００４３】
炭素膜の適用は、活性炭基体に機械的強度を与えることができる。例えば、炭素膜を活性炭基体に適用することにより、活性炭基体を剥離又は粉化するための傾向は、低下する可能性がある。好ましくは、炭素膜の平均厚みは、１ミクロンから０．１ｍｍ（例えば、約１μｍから５μｍ、２μｍから２０μｍ、５μｍから５０μｍ、１０μｍから２０μｍ、４０μｍから６０μｍ、５０μｍから１００μｍ、又は８０μｍから１００μｍ）である。
【００４４】
改質活性炭は、活性炭基体に対して濾過特性を改良することができる。炭素膜は、改質活性炭が、１、３−ブタジエン、アクロレイン、イソプレン、プロピオンアルデヒド、アクリロニトリル、ベンゼン、トルエン、スチレン、アセトアルデヒド、及びシアン化水素のような１つ又はそれよりも多くの気体成分の主流煙中の含有量を減少することを可能にするように適用することができる。しかし、好ましくは、改質活性炭は、煙の香味成分の主流煙中の濃度を実質的に低減しない。従って、改質活性炭は、活性炭基体の吸収及び／又は吸着を変化させる均一な多孔質炭素膜の組み込みにより、活性炭基体に対して保持容量の減少を示す可能性がある。シガレット中に組み込まれる非改質活性炭基体は、シガレットの喫煙中に望ましい香味化合物を除去し、及び／又は望ましくない炭素香味をシガレット煙に与える可能性がある。有利な態様においては、改質活性炭の均一コーティングは、実質的に活性炭に関連する不都合な風味を排除することができる。
【００４５】
図５は、実験装置中の受け取ったままの状態の活性炭（０％蔗糖におけるデータに対応する）又は改質活性炭を用いて、３つの気体成分（１、３−ブタジエン、アクロレイン、ベンゼン）のための標準に対するパーセント減少を示している。蔗糖／炭素比率は、改質活性炭を形成するための蔗糖被覆の分解からの活性炭基体の増量（重量％で）を意味する。改質活性炭を生成するために、塩化セチルトリメチルアンモニウムの１０重量％溶液は、前処理活性炭を形成するために空気中で乾燥させて、次に、約５時間１００℃で乾燥させた受け取ったままの状態のＰＩＣＡ活性炭に結合される。前処理活性炭の約２０グラムは、含浸技術により蔗糖の６７重量％水溶液の１０グラムに結合された。１２時間露出後に、混合物は、改質活性炭を形成するために５時間１００℃で乾燥させ、次に、１時間３００℃で加熱された。改質活性炭を蔗糖溶液中で再含浸させることにより、活性炭基体上の炭素の充填（重量％／重量％で表された）は増加した。
【００４６】
更に図５を参照すると、１、３−ブタジエン、アクロレイン、及びベンゼンのパーセント減少は、炭素コーティング追加に対して約６５％まで改善した。しかし、約１３５％の増量に対応する炭素コーティングは、１、３−ブタジエン、アクロレイン、及びベンゼンに対して濾過効率の低下をもたらした。
改質活性炭は、シガレット、カット充填剤組成物、及びシガレットフィルタを含む様々な用途に用いることができる。改質活性炭を含むシガレットでは、改質活性炭粒子は、フィルタ内に位置し、及び／又はカット充填剤内に分散させることができる。典型的なシガレットは、改質活性炭粒子の約１０ｍｇから約２００ｍｇを含むことになるが、必要な量はまた、通常の実験によって判断され、及び／又はそれに応じて調整することができる。改質活性炭は、シガレットの主流煙から特定的な成分を選択的に吸着／濾過するのに用いることができる。
【００４７】
用いることができるタバコ材料の適切なタイプの例は、火力乾燥のバレー種、黄色種、メリーランド又はオリエンタルタバコ、稀な又は特殊なタバコ、及びこれらの配合物を含む。タバコ材料は、タバコ葉身、体積膨張又は吸煙タバコのような処理されたタバコ材料、カットロール又はカット吸煙茎のような処理されたタバコ茎、再構成されたタバコ材料、又はこれらの配合物の形態で提供することができる。
【００４８】
シガレット製造では、タバコは、カット充填剤の形態で、すなわち、約２．５ｍｍ（１／１０インチ）から約１．２ｍｍ（１／２０インチ）、又は更に０．６ｍｍ（１／４０インチ）に及ぶ幅に切り込まれた小片又はストランドの形態で通常は使用される。ストランドの長さは、約６ｍｍ（０．２５インチ）から７５ｍｍ（３インチ）に及ぶ。シガレットは、１つ又はそれよりも多くの香味料又は他の添加剤（例えば、燃焼添加剤、燃焼改質剤、着色剤、結合剤、その他）を更に含むことができる。
【００４９】
シガレット製造のための技術は、当業技術で公知であり、かつ改質活性炭を組み込むのに用いることができる。得られたシガレットは、標準又は改質シガレット製造技術及び装置を用いてあらゆる望ましい仕様通りに製造することができる。シガレットは、約５０ｍｍから１２０ｍｍの長さに及ぶことができる。円周は、約１５ｍｍから３０ｍｍの円周、及び好ましくは、ほぼ２５ｍｍである。充填密度は、典型的には約１００ｍｇ／ｃｍ3から３００ｍｇ／ｃｍ3、及び好ましくは、約１５０ｍｇ／ｃｍ3から２７５ｍｇ／ｃｍ3の間の範囲にある。
【００５０】
あらゆる従来型又は改質シガレットフィルタは、改質活性炭粒子を組み込むことができる。改質活性炭は、シガレットのフィルタ部分に沿って位置する紙のような支持体（例えば、ライナ、プラグ包装紙、又は先端紙）内又は上に組み込むことができる。改質活性炭はまた、シガレットフィルタの中空部分に挿入された軽く又は緊密に折り畳んだ紙のような支持体上に充填することができる。支持体は、クレープ紙、濾紙、又は先端紙のようなシート材料の形態であることが好ましい。しかし、有機又は無機シガレット適合性材料のような他の好ましい支持材料も用いることができる。
【００５１】
図６は、タバコロッド４、フィルタ部分６、及び吸口フィルタプラグ８を有するシガレット２を示している。改質活性炭粒子は、フィルタ部分６の一部を形成する自由流動スリーブ１２内のような中空空洞に挿入された折り畳んだ紙上に充填することができる。紙１０は、折り畳んだシート以外の形態で用いることができる。例えば、紙１０は、１つ又はそれよりも多くの個々のストリップ、巻き取りロール、その他として装備することができる。いずれの形態でも、改質活性炭粒子の望ましい量は、紙の単位面積及び／又はフィルタ内に使用された被覆紙の総面積当たりに被覆された改質活性炭の量を調整することにより、シガレットフィルタ部分に提供することができる（例えば、表面改質吸着剤のより大きい量は、被覆紙の大型片を用いて簡単に提供することができる）。図６に示すシガレットでは、フィルタ部分６は、フィルタ上包装１１によって一緒に保持することができ、かつタバコロッド４及びフィルタ部分６は、先端紙１４によって互いに接合することができる。
【００５２】
改質活性炭は、いくつかの方法で濾紙に組み込むことができる。例えば、改質活性炭は、水と混合してスラリを形成することができる。次に、スラリは、前処理濾紙上を被覆して乾燥させることを可能にすることができる。次に、濾紙は、図６に示すようにシガレットのフィルタ部分に組み込むことができる。代替的に、改質活性炭を含む乾燥紙は、プラグ形状に包まれて、シガレットのフィルタ部分に挿入することができる。例えば、紙は、プラグ形状に包まれて、ポリプロピレン又はセルロースアセテートスリーブのような自由流動フィルタ要素内にプラグとして挿入することができる。別の配列では、紙は、このような自由流動フィルタ要素の内部ライナを含むことができる。
【００５３】
改質活性炭は、紙製造工程中に濾紙に追加することができる。例えば、改質活性炭をバルクセルロースと混合して、セルロースパルプ混合物を形成することができる。次に、混合物は、濾紙に形成することができる。
改質活性炭は、シガレットフィルタの中空部分に組み込むことができる。例えば、一部のシガレットフィルタは、プラグが、繊維性フィルタ材料（例えば、ポリプロピレン又はセルロースアセテート繊維）を含み、かつ空間が、２つのフィルタプラグ間の空隙に過ぎないプラグ／空間／プラグ構成を有する。この空隙は、改質活性炭で充填することができる。改質活性炭は、粒状形態で用いることができ、又は繊維又は糸のような適切な支持体上に充填することができる（例えば、改質活性炭は、セルロースアセテートトウ材料のプラグに組み込むことができる）。
【００５４】
図７は、吸口フィルタ８、プラグ１６、及び空間１８を有するプラグ−空間−プラグフィルタの形態で、タバコロッド４及びフィルタ部分６から成るシガレット２を示している。プラグは、ポリプロピレン又はセルロースアセテート繊維のような材料の管状又は中実の部分を含むことができる。タバコロッド４及びフィルタ部分６は、先端紙１４で接合される。フィルタ部分６は、フィルタ上包装１１を含むことができる。改質活性炭粒子は、上に被覆するなどによって上包装１１内及び／又は上に組み込むことができる。代替的に、改質活性炭粒子は、プラグ１６内及び／又は空間１８内の吸口フィルタ８に組み込むことができる。更に、改質活性炭は、シガレットのフィルタ部分のあらゆる要素に組み込むことができる。
【００５５】
別の実施形態では、改質活性炭は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている米国特許第５、６９２、５２５号に説明されているように、喫煙デバイスで用いるためのシガレットのフィルタ部分内に使用される。図８は、電気喫煙デバイスで用いることができる一種のシガレット１００の構成を示している。図示のように、シガレット１００は、先端紙６４によって接合されたタバコロッド６０及びフィルタ部分６２を含む。フィルタ部分６２は、好ましくは、管状自由流動フィルタ要素１０２及び吸口フィルタプラグ１０４を含む。自由流動フィルタ要素１０２及び吸口フィルタプラグ１０４は、プラグ包装紙１１２及び結合プラグ１１０として一緒に接合することができる。タバコロッド６０は、以下の品目、すなわち、上包装７１、別の管状自由流動フィルタ要素７４、好ましくは、プラグ包装紙８４内に包まれた円筒形タバコプラグ８０、ベースウェブ６８とタバコ香味材料７０とを含むタバコウェブ６６、及び空隙空間９１の１つ又はそれよりも多くを組み入れた様々な形態を有することができる。自由流動フィルタ要素７４は、タバコロッド６０の先付けした端部７２での構造的形成及び支持を提供する。タバコロッド６０の自由端７８において、上包装７１と共にタバコウェブ６６は、円筒形タバコプラグ８０の周りで包まれる。改質活性炭を組み入れたこのようなシガレットのためのシガレット配列に対して、様々な改質を行うことができる。
【００５６】
このようなシガレットでは、改質活性炭は、管状自由流動フィルタ要素１０２の通路内に嵌合された紙又は他の基体材料上に充填されることによるなどの様々な方法で組み込むことができる。改質活性炭はまた、管状自由流動フィルタ要素１０２内にライナ又はプラグとして装備することができる。代替的に又はそれに加えて、改質活性炭は、それ自体を管状自由流動要素１０２の繊維性壁部分に組み込むことができる。例えば、管状自由流動フィルタ要素又はスリーブ１０２は、ポリプロピレン又はセルロースアセテート繊維のような適切な材料で作ることができ、かつ改質活性炭は、スリーブ形成工程前又はその一部としてこのような繊維と混合させることができる。
【００５７】
改質活性炭は、要素１０２内ではなくて吸口フィルタプラグ１０４に組み込むことができる。しかし、上述の実施形態におけるように、改質活性炭は、吸口フィルタプラグ１０４及び管状自由流動フィルタ要素１０２に組み込むことなどによってフィルタ部分の１つ又はそれよりも多くの構成要素に組み込むことができる。図８のフィルタ部分６２を改質して、改質活性炭粒子を挿入することができる空隙空間を作り出すことができる。
【００５８】
上述のように、改質活性炭は、様々な支持体材料に組み込むことができる。改質活性炭粒子が濾紙に用いられる時に、粒子は、１０μｍから１００μｍ、好ましくは、３０μｍから８０μｍの平均粒径を有することができる。表面改質吸着剤がフィルタ繊維又は他の機械的支持体で用いられる時には、より大きな粒子を用いることができる。このような粒子は、１０から７０、より好ましくは、２０から５０メッシュのメッシュサイズを有することが好ましい。
濾紙及び／又はフィルタ繊維のような適切な支持体上に組み込むことによってシガレットフィルタで使用された改質活性炭の量は、タバコ煙内の成分の量と除去されるのが望ましい成分の量とに依存する。例として、濾紙及びフィルタ繊維は、改質活性炭粒子を重量で１０％から５０％含有することができる。
【００５９】
好ましい実施形態を説明したが、当業者に明らかなように、変形及び修正に頼ることができる点は理解されるものとする。このような変形及び修正は、本明細書に付けた特許請求の範囲の範囲内と考えるものとする。
上述の引用文献の全ては、各個々の引用文献が本明細書においてその全内容が引用により組み込まれるように具体的かつ個々に示されているかのごとくその同じ範囲まで、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】炭素前駆体で活性炭粒子を処理するのに用いることができるバッチ式流動床装置の図である。
【図２】炭素前駆体で活性炭粒子を処理するのに用いることができる連続式流動床装置の図である。
【図３Ａ】受け取ったままの状態の活性炭粒子のＳＥＭ顕微鏡写真を示す図である。
【図３Ｂ】受け取ったままの状態の活性炭粒子のＳＥＭ顕微鏡写真を示す図である。
【図４Ａ】改質活性炭粒子のＳＥＭ顕微鏡写真を示す図である。
【図４Ｂ】改質活性炭粒子のＳＥＭ顕微鏡写真を示す図である。
【図５】改質活性炭に対する蔗糖含有量の関数として選択気相成分のパーセント送出量（対照に対して）のグラフである。
【図６】改質活性炭を含有する折り畳んだ紙がシガレットの管状フィルタ要素の中空部分に挿入されたシガレットの部分的拡大斜視図である。
【図７】改質活性炭がプラグ−空間−プラグフィルタ要素に組み込まれたシガレットの部分的拡大斜視図である。
【図８】電気加熱式シガレット喫煙システムにおいて喫煙することができるシガレットを形成するのに用いることができる改質活性炭が組み込まれたフィルタ要素の部分的拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
２  シガレット
４  タバコロッド
６  フィルタ部分
８  吸口フィルタプラグ
１２  自由流動スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図３Ａ−Ｂ】
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【図４Ａ−Ｂ】
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