(57)【要約】紙巻きたばこ（２）のような喫煙物品のフィルター材料として有用な香味付き炭素は液体香味剤（２２８）を活性炭粒子（２１２）に流動床内で付与することにより作られる。香味付き炭素は一つまたはそれ以上の成分を主流煙から除去しながら希望の味を主流煙に付与するために使用されることができる。
2005518204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
香味付き炭素粒子を作るための方法であって、その方法が：
（ｉ）活性炭粒子を容器中に導入すること；
（ｉｉ）活性炭粒子を流動化するために流動化ガスを容器中に導入すること；及び
（ｉｉｉ）活性炭粒子が流動化状態にある間に液体香味剤を容器中に導入し、液体香味剤が活性炭粒子上に吸収及び／または吸着されること；
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
方法が活性炭粒子上に０．１から２０重量％の香味剤を与えるようにバッチまたは連続方式で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
方法が流動化状態にある間に活性炭粒子を加熱することなくバッチ方式で実施されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
方法が活性炭粒子を加熱することなく連続方式で実施され、容器が複数の区画室を含み、活性炭粒子が流動化状態にある間に連続してその区画室を通過することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
活性炭が約１０メッシュから約７０メッシュの平均粒径を持つことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
活性炭が約０．２ｍｍから約１ｍｍの平均粒径を持つことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
流動化ガスが窒素であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
容器が容器の内部からフィルターにより分離されたガス排出導管を含み、方法が活性炭粒子をフィルターから清掃するためにフィルターを通してのガスの周期的吹き戻しを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
方法が１０から６０分の間実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１の方法により作られた香味付き炭素を含むことを特徴とする紙巻きたばこ。
【請求項１１】
香味付き炭素が喫煙物質内に分散されていることを特徴とする請求項１０に記載の紙巻きたばこ。
【請求項１２】
活性炭が少なくとも約８０％のミクロ孔を含むことを特徴とする請求項１０に記載の紙巻きたばこ。
【請求項１３】
香味付き炭素が約１０メッシュから約２０メッシュの平均粒径を持つことを特徴とする請求項１０に記載の紙巻きたばこ。
【請求項１４】
香味付き炭素が約０．２ｍｍから約１ｍｍの平均粒径を持つことを特徴とする請求項１０に記載の紙巻きたばこ。
【請求項１５】
約１０ｍｇから約２００ｍｇの香味付き炭素を含むことを特徴とする請求項１０に記載の紙巻きたばこ。
【請求項１６】
紙巻きたばこフィルターを作る方法であって、前記方法が：
（ｉ）請求項１の方法により作られた香味付き炭素を準備すること、及び
（ｉｉ）この香味付き炭素を紙巻きたばこフィルター中に組み込むこと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
紙巻きたばこを作る方法であって、前記方法が：
（ｉ）紙巻きたばこ作製機にカットフィラーを供給してたばこ棒を形成すること；
（ｉｉ）このたばこ棒の周りにペーパーラッパーを置くこと；
（ｉｉｉ）請求項１６による紙巻きたばこフィルターを準備すること；及び
（ｉｖ）この紙巻きたばこフィルターをたばこ棒に付着して紙巻きたばこを形成すること；
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に香味剤を持つ炭素粒子の処理及び喫煙物品のフィルター材料としての香味付き炭素の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械的、化学的及び／または物理的に紙巻きたばこの主流煙の成分を除去する種々の材料を組み込まれた紙巻きたばこフィルターはそれらの成分が香味に貢献するものであっても主流煙から成分を非選択的にろ過する欠点を持つ。その結果は不満足な味を持つ紙巻きたばこであるかもしれない。紙巻きたばこ中に香味剤を組み込むことにより紙巻きたばこの味を改善する努力が米国特許３２３６２４４，３９７２３３５，４２８１６７１，４５４９８７５，４５６７８５０，４６６２３８４，４７１５３９０，４７６８５２６，５０１２８２９，５０１６６５４，５１４４９６７，５３５６７０４，５５８８４４６，及び５５９８８６８号に開示されている。
【０００３】
米国特許３２３６２４４号は活性炭が紙巻きたばこの喫煙時に香味剤を放出するために使用される紙巻きたばこフィルターを開示する。‘２４４特許は貯蔵時に揮発またはその他により吸着された香味剤の顕著な放出がないこと及び吸着されたメントールを含むフィルター素子が香味剤の特性臭を表さないことを述べている。‘２４４特許の唯一の例において、活性炭がメントール−エチルアルコール及び水溶液に添加され、混合物が室温で２時間撹拌され、炭素がろ過により分離され、２０％アルコールを含む水で３回洗浄され、洗浄された炭素が２２０°Ｆのオーブン中で２０分間乾燥された。炭素製品はセルロース系担体ベース内に分散され、約１６ｇ／ｍ２の重量の紙シートに形成された。
【０００４】
米国特許３９７２３３５号はメントールまたは他の煙香味剤を含む紙巻きたばこフィルターを開示し、そこでは粒状活性炭が活性炭の最も保持力のある部分を遮断することのできるショ糖のような細孔変性剤で含浸され、活性炭の保持力の少ない部分が香味剤の吸着のために利用可能である。‘３３５特許によれば、活性炭は０．２から２０、好ましくは２から１０重量％のメントールまたは他の煙香味剤を含む。細孔変性剤は活性炭の初期重量の１から４０、好ましくは５から３０重量％の量で添加され、かかる量は炭素に含浸されることのできる最大量より少ない。‘３３５特許は細孔変性剤は細孔容積の少なくとも５０％をかつ表面積の少なくとも６０％を占めることを述べている。細孔変性剤物質は好ましくは有機組成物であり、それらはメントールまたは他の煙香味剤のための溶媒ではない。同様に、細孔変性剤はメントールまたは他の煙香味剤が後で活性炭に添加されるときそれを組み込むのに使用される溶媒システムに可溶であるべきでない。細孔変性剤は活性炭上に噴霧されることができ、または活性炭が溶液内に浸漬されることができ、その後処理された炭素は８０から１１０℃で乾燥される。メントールは加熱により液化し、炭素上に噴霧されることができ、エタノールのような溶媒中のメントールの濃厚溶液が活性炭上に噴霧されることができる。
【０００５】
米国特許４１６３４５２及び４３６３３３３号は紙巻きたばこフィルターのフィルター材料として多孔性活性炭粒子の使用を開示する。‘４５２特許は多孔性活性炭が０．５から２５％のニトロキシドで処理され、三重フィルターの中心部に使用されることを開示する。‘３３３特許は多孔性活性炭が２から１５％のＣ−ニトロソ化合物で処理され、処理された炭素が各端に酢酸セルロースの５ｍｍ長フィルタープラグを持つ三重フィルターの中心空洞部に使用されることを開示する。
【０００６】
活性炭の幾つかの変性形が米国特許３０９１５５０，３２１７７１５，３６５２４６１，４０６２３６８，５３４４６２６，５４９６７８５，５５３８９２９，５６１４４５９，５７０５２６９，５８８００６１及び６１１７８１０号に開示されている。かかる変性活性炭の製造は典型的には活性炭を溶液、ろ過、乾燥及び／または結晶化により被覆するような追加の工程段階を必要とする。米国特許５７９２７２０号はＴＥＤＡ−含浸活性炭を流動床吸収塔で製造する方法を開示し、そこでは加熱された空気とＴＥＤＡ蒸気が塔の下方部に供給される。
【０００７】
米国特許４０６８３８９号は流動床装置の分配板を開示する。乾燥、造粒、噴霧被覆、凝集等のために使用される流動床はＤａｖｉｄ  Ｍ．Ｊｏｎｅｓによる“Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｉｚｅ  ａｎｄ  ｒｅｌｅａｓｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ”（ＡＣＳシンポジウムシリーズ３７０，１９８８年，１５８−１７６頁  Ｆｌａｖｏｒ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  の１７章参照）に開示されている。吸着剤及びろ過材料の種々の開発にもかかわらず、香味含浸炭素の製造のための経済的技術は望ましいであろう。
【０００８】
発明の概要
一実施例において、この発明は紙巻きたばこの香味放出成分として使用されることができる香味付き炭素を作る方法に関する。この方法は（ｉ）活性炭粒子を容器中に導入すること；（ｉｉ）活性炭粒子を流動化するために流動化ガスを容器中に導入すること；及び（ｉｉｉ）活性炭粒子が流動化状態にある間に液体香味剤を容器中に導入し、液体香味剤が炭素粒子に吸着及び／または吸収を介して付与されること；を含む。この発明の別の実施例はこの方法により製造された香味付き炭素粒子に関する。
【０００９】
別の実施例において、この発明は上述の香味付き炭素粒子を含む喫煙物品に関する。好適喫煙物品は紙巻きたばこである。香味付き炭素粒子は喫煙物質内に分散され及び／またはフィルター内に設けられる。好ましくは喫煙物品は約１０ｍｇから約２００ｍｇの香味付き炭素粒子を含む。
【００１０】
別の実施例において、この発明は上述の香味付き炭素粒子を含む紙巻きたばこフィルターに関する。好ましくは、紙巻きたばこフィルターは約１０ｍｇから約２００ｍｇの香味付き炭素粒子を含む。なお別の実施例において、この発明は香味付き炭素粒子を含むカットフィラー組成物に関する。
【００１１】
好ましくは、活性炭は少なくとも約８０％のミクロ孔を含み、約１０メッシュから約７０メッシュの平均粒径を持ち、及び／または約０．２ｍｍから約１ｍｍの平均粒径を持つ。活性炭のミクロ孔容積は好ましくは少なくとも０．２ｃｃ／ｇ、より好ましくは０．２から０．４ｃｃ／ｇである。
【００１２】
この発明の一実施例はまた紙巻きたばこフィルターを作る方法に関し、前記方法は：（ｉ）上述のような香味付き炭素粒子を準備すること、及び（ｉｉ）この香味付き炭素粒子を紙巻きたばこフィルターに組み込むこと、を含む。
【００１３】
この発明の別の実施例は紙巻きたばこを作る方法に関し、前記方法は：（ｉ）紙巻きたばこ作製機にカットフィラーを供給してたばこ棒を形成すること；（ｉｉ）たばこ棒の周りにペーパーラッパーを置くこと；（ｉｉｉ）上述のような香味付き炭素粒子を含む紙巻きたばこフィルターを準備すること；及び（ｉｖ）この紙巻きたばこフィルターをたばこ棒に付着して紙巻きたばこを形成すること；を含む。なお別の実施例において、この発明は紙巻きたばこを作る方法に関し、前記方法は：（ｉ）上述のような香味付き炭素粒子をカットフィラーに添加すること；（ｉｉ）表面変性吸着剤を含むカットフィラーを紙巻きたばこ作製機に供給してたばこ棒を形成すること；及び（ｉｉｉ）このたばこ棒の周りにペーパーラッパーを置いて紙巻きたばこを形成すること；を含む。
【００１４】
図面の簡略説明
この発明の種々の特徴及び利点は添付図面に関するその好適実施例の以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。図面において；
【００１５】
図１は炭素粒子を香味添加物で処理するのに使用されることができるバッチ式流動床装置の図である。
【００１６】
図２は炭素粒子を香味添加物で処理するのに使用されることができる連続式流動床装置の図である。
【００１７】
図３は本発明の一実施例を組み込んだ紙巻きたばこの部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤を含む折りたたまれた紙が紙巻きたばこの管状フィルター素子の中空部中に挿入されている。
【００１８】
図４は本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が折りたたまれた紙に組み込まれており、第二自由流れスリーブの次の管状フィルター素子の第一自由流れスリーブの中空部中に挿入されている。
【００１９】
図５は本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤がプラグ−スペース−プラグフィルター素子内に組み込まれている。
【００２０】
図６は本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が三つのプラグを持つ三片フィルター素子内に組み込まれている。
【００２１】
図７は本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤がプラグ−スペース−プラグ配置と中空スリーブを持つ四片フィルター素子内に組み込まれている。
【００２２】
図８は本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が二つのプラグと中空スリーブを持つ三部フィルター素子内に組み込まれている。
【００２３】
図９は本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が二つのプラグを持つ二部フィルター素子内に組み込まれている。
【００２４】
図１０は本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が喫煙物品で使用されることができるフィルター素子内に組み込まれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
この発明は香味付き炭素粒子を作るための方法を提供し、そこでは一つまたはそれ以上の香味成分を含む香味剤が流動状態で活性炭粒子に付与される。この発明はまたこの方法により製造された香味付き炭素粒子、並びにこの香味付き炭素粒子を組み込む、喫煙物品、紙巻きたばこフィルター、及び方法に関する。
【００２６】
香味付き炭素粒子は香味放出媒体及びろ過剤として使用されることができる。特に、この発明の香味付き炭素粒子は主流煙から一つまたはそれ以上の選択された成分をろ過しながら香味を放出するのに使用されることができる。字句“主流”煙はたばこ棒を通過しフィルター端を通って流出するガスの混合物、すなわち喫煙物品の喫煙時に喫煙物品の口端から流出するまたは引き出される煙の量を含む。主流煙は喫煙物品の点火領域を通して並びにペーパーラッパーを通しての両者で引き出される煙を含む。
【００２７】
活性炭は顆粒、ビーズ、粉末、等のような種々の粒子形で入手でき、瀝青炭、亜炭、ココナッツ殻、木材、オリーブ核、泥炭、合成高分子、石油ピッチ、石油コークス、及び石炭タールピッチを含む種々の原料から作られることができる。炭素は水蒸気処理によりまたは化学的に活性化されることができ、例えば触媒としてのリン酸でおがくずを熱処理することにより活性化される。活性化処理は炭素多孔性を発現し、活性炭は広範囲の細孔径を備えることができ、または希望の細孔径分布を与えるように細孔径が制御されることができる。例えば、米国特許５８８００６１号は１００から３００オングストロームの細孔径を持つ３００オングストローム迄の細孔の合計細孔容積の少なくとも１０％及びかつ３００オングストローム迄の細孔の合計細孔容積の少なくとも４０％を表す１５オングストローム以下の細孔径の少なくとも０．２５ｍｌ／ｇの細孔径分布を持つ石炭系炭素を提供する方法を記載する。一般に、活性炭に対し少なくとも０．２ｃｃ／ｇの細孔容積と少なくとも１００ｍ２／ｇ、好ましくは少なくとも２５０ｍ２／ｇ、より好ましくは少なくとも５００ｍ２／ｇ、例えば１０００から２０００ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を持たせるのが望ましい。活性炭は１２×２０メッシュまたは１６×３５メッシュのような種々の粒子径で入手可能であり、米国特許４１６３４５２号及び４３６３３３３号は主流煙中のＮＯの水準を減らす目的のため三重フィルターの空洞内に１００ｍｇの活性炭粒子の使用を記載する。本発明によれば、香味剤は商業的に入手可能な活性炭または特別に調製された活性炭に付与されることができる。
【００２８】
香味付き炭素粒子は以下の方法により作られることができ、そこでは流動床が香味剤を活性炭粒子上に付与するために使用される。この方法において、活性炭粒子は容器中に導入される。粒子を流動化するために、窒素のようなガスが容器の底に導入される。一つまたはそれ以上の香味成分を含む通常のまたは専売の香味溶液のような香味剤が粒子が流動化状態にある間に容器中に導入される。好ましくは、液体香味剤が粒子を周囲温度に維持しながら流動化粒子上に噴霧または滴下される。すなわちこの方法は粒子を加熱することなく実施される。液体香味剤は流動床の上表面に付与されるが、炭素粒子の撹拌が香味剤を炭素粒子の床のすみずみまで分配する。
【００２９】
特に好適な活性炭はＰＩＣＡ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．，Ｔｒｕｔｈ  ｏｒ  Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ，Ｎｅｗ  Ｍｅｘｉｃｏ  から商業的に入手可能である。活性炭はまた公知のどのような適当な方法によっても製造されることができる。かかる方法は例えばココナッツ殻、石炭、木材、ピッチ、セルロース繊維、または高分子繊維の炭化を含む。炭化は通常高温度、すなわち２００−８００℃で不活性雰囲気中で実施された後、還元条件下の活性化が行なわれる。作られた活性炭粒子はビーズ、顆粒、断片、粉末または繊維の形であることができる。
【００３０】
好適実施例において、活性炭は０．１ｍｍから約５ｍｍの寸法範囲の粒子を持つ顆粒化された炭素を含む。例えば、炭素粒子は０．５から５ｍｍの寸法を持つ炭素ペレットであることができる。最も好ましい実施例において、活性炭粒子は約０．２ｍｍから約１ｍｍの寸法範囲である。タイラーふるいメッシュ寸法表現で、炭素粒子は好ましくは約６メッシュから約７０メッシュ、好ましくは１０メッシュから約７０メッシュ、そしてより好ましくは約１４から３５メッシュである。
【００３１】
炭素粒子はミクロ孔、メソ孔及びマクロ孔のようなどのような希望の細孔径分布を持つこともできる。字句“ミクロ孔”は一般に約２０Å以下の細孔径を持つかかる材料に関し、一方“メソ孔”は一般に約２０−５００Åの細孔径を持つかかる材料に関する。好適実施例において、ミクロ孔のメソ孔に対する割合は約２０から８０％ミクロ孔から８０から２０％メソ孔であるであろう。最も好ましい実施例において、活性炭の細孔は少なくとも８０％のミクロ孔を含む。ミクロ孔、メソ孔及びマクロ孔の相対比は選択されたガス成分がたばこ煙流から除去されることができるように与えられることができる。従って、細孔径及び細孔分布はある用途の必要に応じて調整されることができる。
【００３２】
活性炭は紙巻きたばこ煙から選択された成分を優先的に吸着するに十分な表面積を持つように選ばれることができる。表面積は粒径に反比例するけれども、紙巻きたばこフィルター材料として使用されるとき、小さい粒径の活性炭粒子は喫煙時にフィルターを通して主流煙を流させるためには緻密過ぎるほど一緒に詰るかもしれない。もし粒子径が大き過ぎると希望のろ過度を達成するには不十分な表面積であるかもしれない。従って、かかる因子は特別の粒子径を持つ活性炭を選択する際に考慮に入れられる。
【００３３】
香味付き炭素粒子を作るのに使用される香味剤は活性炭により吸着及び／または吸収されることができ、例えばこの香味剤は活性炭の外表面及び／または内表面上に位置されることができる。しかし、全ての細孔を塞がないでそれによりたばこ煙の一つまたはそれ以上のガス成分の目的とする除去を可能とする態様で香味剤を付与することが望ましい。例えば、香味剤は香味付き炭素が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一つまたはそれ以上のガス状成分の含量を減らすことを可能とする態様で付与されることができる。例えば、活性炭粒子は香味剤の０．１から２０重量％の充填率を備えることができる。好適充填率は１から５％の香味剤である。香味剤の揮発性のため、香味剤を流動床処理またはそれに続く処理時に加熱なしに付与するのが好ましい。
【００３４】
流動化処理において、窒素のような不活性ガスが炭素粒子を流動化するのに使用される。流動化ガスの流速は流動床の寸法に依存するであろう。好適実施例において、流速は少なくとも５ｆｔ３／分、より好ましくは１０から２０ｆｔ３／分である。炭素粒子上への香味剤の流速は処理される炭素の量及び／または流動床処理時間に依存するであろう。好適実施例において、香味剤は液体として２５ポンドの活性炭のバッチに対し少なくとも１０ｇ／分、例えば１５から２５ｇ／分の流速で付与される。香味剤はプロピレングリコール、エチルアルコール、エタノール、水、グリセリン等のような担体中に溶解または懸濁されることができ、例えば香味剤とエタノールを含む水溶液であることができる。香味剤が流動床内の炭素に付与された後、流動化作用は続けられ流動床内の香味剤の完全な分配を促進することができる。一例として、香味剤は１５分の間炭素粒子に付与され、流動化作用がその後の追加の５分間続けられることができる。理論に縛られることを希望しないが、流動化ガスは物質移動及び／または粒子衝突を介して香味剤の炭素粒子のすみずみまでの分配を起こすのに有効であると思われる。
【００３５】
好適実施例によれば、この発明による香味付き炭素は流動床装置内で調製される。活性炭粒子を流動化状態に維持することのできるどのような適当な容器も使用されることができる。かかる容器はバッチまたは連続処理装置として設計されることができる。例示的バッチ式流動床装置が図１に示されており、例示的連続式流動床装置が図２に示されている。香味剤を炭素に付与する流動床技術の高度に有利な特徴は炭素がたばこ煙内の少なくとも一つのガス状成分の含量を減らす追加の機能を実施しながら香味を送出することができることであり、少なくとも一つのガス状成分は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を含む。
【００３６】
図１の装置において、容器２１０は活性炭２１２を充填されており、流動化ガスが分配板２１４内の開口を通して上向きに流れる。このガスは好ましくは供給ライン２１６を通して供給される窒素のような不活性ガスを含む。炭素粒子の床を通過した後、流動化ガスはフィルター２２０，２２２を通過した後排出ライン２１８を通して容器から除去される。炭素粒子は容器２１０中に供給口２２４を通して供給されることができる。微細炭素粒子のような蓄積した物質をきれいにするために、窒素のような清掃ガスが供給ライン２２６を介してフィルター２２０，２２２を通して吹き戻されることができる。一連の弁が排出ライン２１８を供給ライン２２６から分離するのに使用されることができ、それによりガスが排出ライン２１８を通して引き出されるとき窒素が供給ライン２２６中に流入するのを防がれる。同様に、これらの弁がフィルター２２０，２２２の清掃時に供給ライン２２６により供給された吹き戻しガスから排出ライン２１８を分離することができる。フィルター清掃は炭素の処理中に実行されることができ、例えば窒素吹き戻しは炭素が流動化状態にある間に周期的に実行されることができる。例として、もし炭素が１５分間処理されるなら、窒素吹き戻しは炭素処理中に６０秒毎に２秒のパルスで実行されることができる。タンク２２８内の液体香味剤はポンプ２３０により除去されることができ、このポンプが液体香味剤を供給ライン２３２を通してノズル２３４，２３６を通過した後容器中に送る。処理された炭素は容器から排出ライン２３８を通して除去されることができる。
【００３７】
図２の装置において、区画された容器２４０は活性炭２４２を充填されており、流動化ガスが分配板（図示せず）内の開口を通して上向きに流れる。このガスは好ましくは供給ライン２４６を通して供給された窒素を含む。炭素粒子の床を通過した後、流動化ガスはフィルター２５０，２５１，２５２，２５３を通過した後排出ライン２４８を通して容器から除去される。炭素粒子は容器２４０中に供給ライン２５４を通して供給されることができる。
【００３８】
微細炭素粒子のような蓄積した物質をきれいにするために、窒素のような清掃ガスが供給ライン２５６を介してフィルター２５０−２５３を通して吹き戻されることができる。一連の弁が排出ライン２４８を供給ライン２５６から分離するのに使用されることができ、それによりガスが排出ライン２４８を通して引き出されるとき窒素が供給ライン２５６中に流入するのを防がれる。同様に、これらの弁がフィルター２５０-２５３の清掃時に供給ライン２５６により供給される吹き戻しガスから排出ライン２４８を分離することができる。フィルター清掃は炭素の処理中に実行されることができ、例えば窒素吹き戻しは炭素が流動化状態にある間に周期的に実行されることができる。例として、もし炭素が１５分間処理されるなら、窒素吹き戻しは炭素処理中に６０秒毎に２秒のパルスで実行されることができる。
【００３９】
タンク２５８内の液体香味剤はポンプ２６０により除去されることができ、このポンプが液体香味剤を供給ライン２６２を通してノズル２６４，２６５，２６６，２６７を通過した後容器中に送る。処理された炭素は容器から排出ライン２６８を通して除去されることができる。容器２４０はどのような希望の数の区画室を持つこともでき、例えば図示された実施例では容器は隔壁２８２，２８４，２８６，２８８，２９０により分離された６つの区画室２７０，２７２，２７４，２７６，２７８，２８０を含む。液体香味剤は中間区画室２７２，２７４，２７６，２７８にのみ供給されることができ、それにより第一区画室２７０は充填区画室として使用されることができ、最後の区画室２８０は排出区画室として使用されることができる。
【００４０】
一区画室から次への炭素粒子の通過は隔壁２８２，２８４，２８６，２８８，２９０に一つまたはそれ以上の開口を設けることにより達成される。例えば単一の開口が各隔壁の底に設けられることができ、例えば１−２インチ×２−４インチの長方形開口が設けられる。炭素粒子が一区画室から次へ直接流入するのを防ぐために、開口を片寄らせるのが有利であり、例えば第一隔壁２８２は容器の一面近くに開口を持ち、次の隔壁２８４は容器の反対面近くに開口を持つことができ、容器を通しての炭素の曲がりくねった移動経路を提供することができる。
【００４１】
炭素粒子の流動床は液体のように行動し、流動化粒子の一部は流動化ガスにより上向きに駆動され、粒子の幾らかは第一区画室２７０から第二区画室２７２中に隔壁２８２の底の区画室２７０，２７２間の開口（例えば１×２インチ開口）を通して流れることにより移動される。同様な方式で、粒子はそれらが排出区画室に到達するまで区画室から区画室に移動する。従って、粒子は流動化状態の間に区画室から区画室に移動し、最終的に予め決められた滞留時間の後容器から除去される。滞留時間は容器の寸法及び区画室の数に依存して変えることができる。好適実施例において、滞留時間は５から６０分、より好ましくは１０から２０分の範囲に及ぶことができる。
【００４２】
容器の区画室の寸法は好ましくは同じであり、液体香味剤は中間区画室内に各区画室内に２つまたはそれ以上の出口により分配されることができる。液体香味剤は好ましくは炭素粒子上の香味剤の均一分配を達成する流速で各区画室に供給される。例えば香味剤は流動化粒子の床上に液滴、液体噴霧、または液体の連続流をもたらす流速で供給されることができる。もし噴霧されるなら、揮発性香味剤が炭素粒子に付与されるよりむしろ容器から運び出されるような程度まで噴霧されないことが望ましい。理論に縛られることを望まないが、香味剤の均一分配は粒子が流動床内で垂直及び／または水平方向に移動するとき粒子から粒子への香味剤の物質移動を助ける流動化ガスにより補助されると思われる。好適出口装置は流動床の上面の２０から６０ｉｎ２、例えば約３０から４０ｉｎ２の面積に渡って香味剤を分配するための一つの出口を提供する。
【００４３】
香味剤はどのような希望の温度でも流動化粒子に付与されることができる。好適実施例において、床は加熱されず、粒子は４０から７０°Ｆ、好ましくは４５から６５°Ｆの範囲の温度であることができる。処理中の炭素粒子の加熱は必要ではない。なぜなら香味剤により粒子の適切な含浸は加熱なしに達成されることができるからである。事実、香味剤組成に依存して、流動化粒子の加熱は香味剤の蒸発を通して香味剤の損失をもたらす。好適実施例において、容器中に導入された香味剤の実質的に全てが炭素粒子内に含浸される。付加重量の点から見て、炭素粒子は０．１から２０％の香味剤、好ましくは１から５％の香味剤を含むように処理されることができる。香味剤は紙巻きたばこフィルターに使用されるとき好ましくは炭素粒子の味を遮蔽し、満足な香味と味特性を導入する。更に、処理された炭素粒子が不愉快な臭いを持たないこと、すなわち処理された炭素粒子が本質的に無臭であることが望ましい。しかし、紙巻きたばこフィルターに組み込まれたとき、処理された炭素粒子はフィルターを通過するたばこ煙流のガス状成分を除去しながら香味剤の幾らかを（分子の置換により）放出することが好ましい。
【００４４】
香味付き炭素粒子は喫煙物品、カットフィラー組成物及び紙巻きたばこフィルターを含む種々の適用面で使用されることができる。従って、一実施例において、この発明は香味付き炭素粒子を含む喫煙物品に関する。喫煙物品は紙巻きたばこ、パイプ、葉巻及び非伝統的紙巻きたばこのような喫煙可能物質を含むどのような物品であることもできる。非伝統的紙巻きたばこは例えば同一譲受人の米国特許６０２６８２０，５９８８１７６，５９１５３８７，５６９２５２６，５６９２５２５，５６６６９７６及び５４９９６３６号に記載されたような電気喫煙システムのための紙巻きたばこを含む。香味付き炭素粒子はフィルター内に設けられ及び／または喫煙物質自体内に分散されることができる。典型的な喫煙物品は約１０ｍｇから約２００ｍｇの香味付き炭素粒子を含むであろうが、必要な量はまた日常の実験により容易に決定され及び／またはそれに応じて調整されることができる。
【００４５】
この発明は更に香味付き炭素粒子を含む紙巻きたばこフィルターに関する。どのような通常のまたは修正されたフィルターもこの香味付き炭素粒子を組み込むことができる。一実施例において、香味付き炭素粒子は紙巻きたばこのフィルター部に沿って設けられる紙（例えばチッピングペーパー）のような支持体中にまたは支持体上に組み込まれる。当業者により認められているように、かかる紙は例えば紙巻きたばこのフィルター部のラッパーまたはライナーとして使用されることができる。香味付き炭素粒子はまた紙巻きたばこフィルターの中空部中に挿入される軽くまたはきつく折りたたまれた紙のような支持体上に支持されることができる。支持体は好ましくはクレープ紙、フィルター紙、またはチッピングペーパーのようなシート材料の形のものである。しかし、有機または無機紙巻きたばこ適合材料のような他の適当な支持体材料も使用されることができる。
【００４６】
図３はたばこ棒４、フィルター部６、及び吸い口フィルタープラグ８を持つ紙巻きたばこ２を示す。示されるように、香味付き炭素粒子はフィルター部６の一部を形成する自由流れスリーブ１２の内部のような中空空洞中に挿入される折りたたまれた紙１０上に支持されることができる。
【００４７】
図４はたばこ棒４とフィルター部６を持つ紙巻きたばこ２を示し、更に折りたたまれた紙１０が吸い口フィルター８と第二自由流れスリーブ１５との間に設けられた第一自由流れスリーブ１３の中空空洞内に設けられている。紙１０は折りたたまれたシート以外の形で使用されることができる。例えば、紙１０は一つまたはそれ以上の個々の細片、巻かれたロール、等として配備されることができる。いずれの形でも、希望の量の香味付き炭素粒子が紙の単位面積当りに被覆される香味付き炭素粒子の量及び／またはフィルター内に採用される被覆された紙の合計面積を調整することにより紙巻きたばこフィルター部内に設けられることができる（例えばより高い量の表面変性吸着剤が被覆紙のより大きな片を用いることにより簡単に提供されることができる）。図１と２に示された紙巻きたばこにおいて、たばこ棒４とフィルター部６はチッピングペーパー１４により一緒に結合される。両方の紙巻きたばこにおいて、フィルター部６はフィルターオーバーラップ１１により一緒に保持されることができる。
【００４８】
香味付き炭素粒子は多くの方法でフィルター紙中に組み込まれることができる。例えば、香味付き炭素粒子はスラリーを形成するために水と混合されることができる。スラリーは次いで予備成形されたフィルター紙上に被覆され、乾燥させられることができる。フィルター紙は次いで図３と４に示された態様で紙巻きたばこのフィルター部中に組み込まれることができる。これに代えて、乾燥された紙がプラグ形状に巻かれ、紙巻きたばこのフィルター部中に挿入されることができる。例えば、紙はプラグ形状に巻かれてプラグとしてポリプロピレンまたは酢酸セルローススリーブのような自由流れフィルター素子の内部中に挿入されることができる。別の実施例において、紙はかかる自由流れフィルター素子の内部ライナーを含むことができる。
【００４９】
これに代えて、香味付き炭素粒子は製紙工程中にフィルター紙に添加される。例えば、香味付き炭素粒子はセルロースパルプ混合物を形成するためにバルクセルロースと混合されることができる。この混合物は次いで従来公知の方法によりフィルター紙に形成されることができる。
【００５０】
本発明の別の実施例において、香味付き炭素粒子は紙巻きたばこフィルター部自体の繊維材料中に組み込まれる。かかるフィルター材料は紙、酢酸セルロース繊維、及びポリプロピレン繊維を含む繊維状フィルター材料を含むがそれらに限定されない。この実施例は図５に示されており、それはたばこ棒４と、吸い口フィルター８、プラグ１６、及びスペース１８を持つプラグ−スペース−プラグの形のフィルター部６とから構成された紙巻きたばこ２を示す。プラグ１６はポリプロピレンまたは酢酸セルロース繊維のような材料のチューブまたは中実片を含むことができる。たばこ棒４とフィルター部６はチッピングペーパー１４により一緒に結合される。フィルター部６はフィルターオーバーラップ１１を含むことができる。フィルターオーバーラップ１１は伝統的な繊維状フィルター材料を含み、香味付き炭素粒子は被覆されることによるようにフィルターオーバーラップ１１内にまたはその上に組み込まれることができる。これに代えて、香味付き炭素粒子は吸い口フィルター８に、プラグ１６に、及び／またはスペース１８に組み込まれることができる。更に、香味付き炭素粒子は紙巻きたばこのフィルター部のどのような要素内にも組み込まれることができる。例えば、フィルター部は吸い口フィルター８のみからなることができ、香味付き炭素粒子は吸い口フィルター８に及び／またはチッピングペーパー１４に組み込まれることができる。
【００５１】
図６はたばこ棒４とフィルター部６から構成された紙巻きたばこ２を示す。この構成はスペース１８が香味付き炭素粒子または香味付き炭素粒子を含む繊維状ポリプロピレンまたは酢酸セルロースのような材料から作られたプラグ１５で満たされていることを除き図５のそれと同様である。先の実施例のように、プラグ１６は中空または中実であることができ、たばこ棒４とフィルター部６はチッピングプペーパー１４とともに結合される。またフィルターオーバーラップ１１がある。
【００５２】
図７はたばこ棒４とフィルター部６から構成された紙巻きたばこ２を示し、そこではフィルター部６は吸い口フィルター８、フィルターオーバーラップ１１、たばこ棒４とフィルター部６を結合するためのチッピングペーパー１４、スペース１８、プラグ１６、及び中空スリーブ２０を含む。香味付き炭素粒子はフィルター部６の一つまたはそれ以上の要素中に組み込まれることができる。例えば、表面変性吸着剤はスリーブ２０中に組み込まれることができまたは香味付き炭素粒子はスリーブ２０内のスペース中に満たされることができる。もし希望するなら、プラグ１６とスリーブ２０は香味付き炭素粒子を含む繊維状ポリプロピレンまたは酢酸セルロースのような材料から作られることができる。先の実施例のように、プラグ１６は中空または中実であることができる。
【００５３】
図８と９はフィルター部６の更なる変更を示す。図８では紙巻きたばこ２はたばこ棒４とフィルター部６から構成される。フィルター部６は吸い口フィルター８、フィルターオーバーラップ１１、プラグ２２、及びスリーブ２０を含み、香味付き炭素粒子はこれらのフィルター要素の一つまたはそれ以上内に組み込まれることができる。図９では、フィルター部６は吸い口フィルター８とプラグ２４を含み、香味付き炭素粒子はこれらのフィルター要素の一つまたはそれ以上内に組み込まれることができる。プラグ１６のように、プラグ２２と２４は中実または中空であることができる。図８と９に示された紙巻きたばこにおいて、たばこ棒４とフィルター部６はチッピングペーパー１４により一緒に結合される。
【００５４】
香味付き炭素粒子をフィルター繊維または他の基材支持体に付与するために種々の技術が使用されることができる。例えば、香味付き炭素粒子はフィルター繊維がフィルターカートリッジ、例えば紙巻きたばこのためのチップ、に形成される前にフィルター繊維に添加されることができる。香味付き炭素粒子はフィルター繊維に、例えば乾燥粉末またはスラリーの形で従来公知の方法により添加されることができる。もし香味付き炭素粒子がスラリーの形で付与されるなら、繊維はそられがフィルターカートリッジに形成される前に乾燥させられる。
【００５５】
別の好適実施例において、香味付き炭素粒子は紙巻きたばこフィルターの中空部に採用される。例えば、幾つかの紙巻きたばこフィルターはプラグ／スペース／プラグ形状を持ち、そこではプラグは繊維状フィルター材料を含み、スペースは二つのフィルタープラグ間の空所だけである。この空所は本発明の香味付き炭素粒子により満たされることができる。この実施例の例が図６に示されている。香味付き炭素粒子は顆粒形で使用され、または繊維または糸のような適当な支持体上に支持されることができる。
【００５６】
本発明の別の実施例において、香味付き炭素粒子は米国特許５６９２５２５号に記載されたような喫煙装置と共に使用するための紙巻きたばこのフィルター部内に採用される。この特許の全内容はここに参照までに組み入れられる。図１０は電気喫煙装置と共に使用されることのできる紙巻きたばこ１００の構造の一形式を示す。図示のように、紙巻きたばこ１００はたばこ棒６０と、チッピングペーパー６４により結合されたフィルター部６２とを含む。フィルター部６２は好ましくは管状の自由流れフィルター要素１０２及び吸い口フィルタープラグ１０４を含む。自由流れフィルター要素１０２及び吸い口フィルタープラグ１０４はプラグラップ１１２と組み合わせたプラグ１１０として一緒に結合されることができる。たばこ棒６０は次の項目の一つまたはそれ以上を組み込んだ種々の形を持つことができる：オーバーラップ７１、別の管状自由流れフィルター要素７４、好ましくはプラグラップ８４中に巻かれた円筒状たばこプラグ８０、ベースウェブ６８とたばこ香味物質７０を含むたばこウェブ６６、及び空所スペース９１。自由流れフィルター要素７４はたばこ棒６０のチップ端７２での構造的構成及び支持を提供する。たばこ棒６０の自由端７８で、たばこウェブ６６はオーバーラップ７１と一緒に円筒状たばこプラグ８０周りに巻かれる。かかる紙巻きたばこにこの発明の香味付き炭素粒子を組み込むために種々の変更がフィルター配置になされることができる。
【００５７】
かかる紙巻きたばこにおいて、香味付き炭素粒子は紙巻きたばこの管状自由流れフィルター要素１０２の通路中に取り付けられる紙または他の基材材料上に支持されることによるような種々の方法で組み込まれることができる。香味付き炭素粒子はまた管状自由流れフィルター要素１０２の内部内のライナーまたはプラグとして配置されることができる。これに代えて、香味付き炭素粒子は管状自由流れフィルター要素１０２自体の繊維状壁部中に組み込まれることができる。例えば、管状自由流れフィルター要素またはスリーブ１０２はポリプロピレンまたは酢酸セルロース繊維のような適当な材料から作られることができ、香味付き炭素粒子はスリーブ形成工程前にまたはその工程の一部としてかかる繊維と混合されることができる。
【００５８】
別の実施例において、香味付き炭素粒子は要素１０２の代わりに吸い口フィルタープラグ１０４中に組み込まれることができる。しかし、先に述べた実施例におけるように、この発明によれば香味付き炭素粒子は吸い口フィルタープラグ１０４中に及び管状自由流れフィルター要素１０２中に組み込まれることによるようにフィルター部の一つ以上の要素中に組み込まれることができる。
【００５９】
図１０のフィルター部６２はまた香味付き炭素粒子が挿入されることができる空所スペースを作るように変更されることができる。
【００６０】
上述のように、香味付き炭素粒子は種々の支持材料内に組み込まれることができる。香味付き炭素粒子がフィルター紙に使用されるとき、粒子は１０から１００μｍ、好ましくは３０から８０μｍの平均粒径を持つことができる。表面変性吸着剤がフィルター繊維または他の機械的支持体内で用いられるとき、より大きな粒子が使用されることができる。かかる粒子は好ましくは１０から７０、より好ましくは２０から５０メッシュのメッシュ寸法を持つ。
【００６１】
フィルター紙及び／またはフィルター繊維のような適当な支持体上に組み込まれる方法により紙巻きたばこフィルターに採用される香味付き炭素粒子の量はたばこ煙中の成分の量及び除去されることを希望する成分の量に依存する。例として、フィルター紙及びフィルター繊維は１０から５０重量％の香味付き炭素粒子を含むことができる。
【００６２】
この発明の一実施例は紙巻きたばこフィルターを作る方法に関し、前記方法は：（ｉ）上述のような香味付き炭素粒子を準備すること、及び（ｉｉ）この香味付き炭素粒子を紙巻きたばこフィルターに組み込むことを含む。フィルターを作るためのどのような通常のまたは変更された方法も香味付き炭素粒子を組み込むために使用されることができる。
【００６３】
この発明の別の実施例は紙巻きたばこを作る方法に関し、前記方法は：（ｉ）紙巻きたばこ作製機にカットフィラーを供給してたばこ棒を形成すること；（ｉｉ）たばこ棒の周りにペーパーラッパーを置くこと；（ｉｉｉ）上述のような香味付き炭素粒子を含む紙巻きたばこフィルターを準備すること；及び（ｉｖ）この紙巻きたばこフィルターをたばこ棒に付着して紙巻きたばこを形成すること；を含む。なお別の実施例において、この発明は紙巻きたばこを作る方法に関し、前記方法は：（ｉ）上述のような香味付き炭素粒子をカットフィラーに添加すること；（ｉｉ）香味付き炭素粒子を含むカットフィラーを紙巻きたばこ作製機に供給してたばこ棒を形成すること；及び（ｉｉｉ）このたばこ棒の周りにペーパーラッパーを置いて紙巻きたばこを形成すること；を含む。
【００６４】
使用されることができるたばこ原料の適当なタイプの例は煙道乾燥されたバーレイ、メリーランドまたはオリエンタルたばこ、まれなまたは特産のたばこ、及びそれらのブレンド品を含む。たばこ原料はたばこラミナ；容積膨張またはパフたばこのような加工たばこ原料、カットロールされたまたはカットパフされた茎のような加工たばこ茎、再構成されたたばこ原料；またはそれらのブレンド品の形で提供されることができる。この発明はまたたばこ代用品で実施されることができる。
【００６５】
紙巻きたばこ製造において、たばこは通常カットフィラーの形で、すなわち約１／１０インチから１／２０インチまたは１／４０インチまでもの範囲の幅に切断された細片またはストランドの形で採用される。ストランドの長さは約０．２５インチから約３．０インチの間の範囲である。紙巻きたばこは更に従来公知の一つまたはそれ以上の香味剤または他の添加物（例えば燃焼添加物、燃焼変性剤、着色剤、結合剤、等）を含むことができる。
【００６６】
紙巻きたばこ製造技術は従来公知であり、表面変性吸着剤を組み込むのに使用されることができる。得られる紙巻きたばこは標準的なまたは修正された紙巻きたばこ作製技術及び器具を用いてどのような希望の仕様にも製造されることができる。この発明の紙巻きたばこは約５０ｍｍから約１２０ｍｍの長さの範囲であることができる。一般的に、レギュラー紙巻きたばこは約７０ｍｍ長であり、“キングサイズ”は約８５ｍｍ長であり、“スーパーキングサイズ”は約１００ｍｍ長であり、そして“ロング”は通常約１２０ｍｍ長である。周囲は約１５ｍｍから約３０ｍｍ、好ましくは２５ｍｍ程である。充填密度は典型的には約１００ｍｇ／ｃｍ３から約３００ｍｇ／ｃｍ３、好ましくは１５０ｍｇ／ｃｍ３から約２７５ｍｇ／ｃｍ３の範囲の間である。
【００６７】
この発明を好適実施例に関して説明したが、改変及び変更が当業者に明らかであるであろうように実行されることができることは理解されるべきである。かかる改変及び変更はここに添付された特許請求の範囲により規定されたところのこの発明の精神及び範囲内であると考えられるべきである。
【００６８】
上述の参考文献での全てはそれらの全体が各個々の参照文献がまるでその全体を参照までに組み入れられるものとして特別にかつ個々に示されたものであるのと同じ範囲でそれらの全体を参照までにここに組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】炭素粒子を香味添加物で処理するのに使用されることができるバッチ式流動床装置の図である。
【図２】炭素粒子を香味添加物で処理するのに使用されることができる連続式流動床装置の図である。
【図３】本発明の一実施例を組み込んだ紙巻きたばこの部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤を含む折りたたまれた紙が紙巻きたばこの管状フィルター素子の中空部中に挿入されている。
【図４】本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が折りたたまれた紙に組み込まれており、第二自由流れスリーブの次の管状フィルター素子の第一自由流れスリーブの中空部中に挿入されている。
【図５】本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤がプラグ−スペース−プラグフィルター素子内に組み込まれている。
【図６】本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が三つのプラグを持つ三片フィルター素子内に組み込まれている。
【図７】本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤がプラグ−スペース−プラグ配置と中空スリーブを持つ四片フィルター素子内に組み込まれている。
【図８】本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が二つのプラグと中空スリーブを持つ三部フィルター素子内に組み込まれている。
【図９】本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が二つのプラグを持つ二部フィルター素子内に組み込まれている。
【図１０】は本発明の別の実施例の部分分解透視図であり、そこでは表面変性吸着剤が喫煙物品で使用されることができるフィルター素子内に組み込まれている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005518204.tif 000010
【図９】
2005518204.tif 000011
【図１０】
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【国際調査報告】
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