(57)【要約】  シガレットフィルターロッドに交換するための圧縮されたトウの梱を形成するために好適な、フィラメントにおける圧縮されたトウの作製処理方法である。層状態のフィラメントにおける非圧縮のトウを提供すること、タバコの煙成分に対する濾過能力を備える吸着表面を有する多孔性粒子を層状のトウのフィラメントに接着接合すること、前記層状のトウを圧縮すること、を含む。（i）初期に、粒子からガス状放出物を生成可能な材料を粒子に装填するために粒子を前処理して、これにより前処理された粒子を形成する段階と、（ii）前記前処理された粒子を前記層状のトウのフィラメントに接着するために、前記層状のトウのフィラメントに前処理された粒子と接着剤とを接着する段階と、（iii）前記接着剤による前記吸着粒子の非活性化を制限するために、前記前処理された粒子からガス状放出物を生成するために前記トウを扱う段階、を含む。
2007527725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シガレットフィルターロッドへの交換用に、梱中の圧縮されたトウを形成するために好適な、フィラメントにおける圧縮されたトウの作製処理方法であって、
層状態のフィラメントにおける非圧縮のトウを提供すること、
タバコの煙成分に対する濾過能力を備える吸着表面を有する多孔性粒子を層状のトウのフィラメントに接着接合すること、
前記層状のトウを圧縮すること、を含み、
前記方法は、
（i）粒子からガス状放出物を生成可能な材料を粒子に装填するために粒子を前処理して、これにより前処理された粒子を形成する段階と、
（ii）前記前処理された粒子を前記層状のトウのフィラメントに接着するために、前記層状のトウのフィラメントに前処理された粒子と接着剤とを接着する段階と、
（iii）前記接着剤による前記吸着粒子の非活性化を制限するために、前記前処理された粒子からガス状放出物を生成するために前記トウを扱う段階、を含む、方法。
【請求項２】
前記粒子を前処理する段階は、１２時間から２４時間の期間で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記多孔性粒子の表面領域は、略１００ｍ２ｇ−１である、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粒子からガス状放出物を発生可能な材料は、熱作用及び／又は減圧又はこれらの組合せによってガス又は蒸気を生成して揮発化されうる液体である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記材料は、スチームを生成して揮発化されうる液体であることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記前処理された粒子及び接着剤は、同時に帯状のトウに接着されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記前処理された粒子及び接着剤は、前記接着剤中の前処理された粒子の分散物を形成するための接着の前に、予備混合されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記前処理された粒子は、活性炭素、シリカゲル、ゼオライト、イオン交換樹脂、又は粘土、又はこれらの任意の混合物を含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記前処理された粒子は、０．１ミクロンから３．０ミリの範囲の平均粒子直径を有する活性炭素粒子を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記前処理された粒子の平均粒子直径は、１ミクロンから２０ミクロンの範囲であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記粒子は、水を含ませるための前処理として水に浸漬されることを特徴とする、請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記接着剤は、水溶性接着剤であることを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記接着剤は、セルロースエーテルであることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記接着剤は、水溶液として用いられるメチルセルロースであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記接着剤は、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記トウのフィラメントは、前記吸着粒子を配置可能である断面凹部形状であることを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィラメントは、断面マルチローバル形状であることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記トウのフィラメントは、セルロースアセテートフィラメントであることを特徴とする、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記接着剤中の前処理された粒子の分散物は、流入される前記分散物表面に亘って帯状のトウの面が通ることによって、帯状のトウに接着されることを特徴とする、請求項７またはこれに従属する任意の請求項に記載の方法。
【請求項２０】
前記表面は、チューブ状の本体の外部表面及び内部を有し、
前記チューブ状の本体は、前記チューブ状の本体の内部から前記外部表面に流す前記分散物をホールのパターンによって貫通されることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記帯状のトウは、前記前処理された粒子及び接着剤の接着直後で前記接着剤が乾燥及び硬化される前に、圧縮されることを特徴とする、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記帯状のトウは、前記圧縮する段階直後に前記前処理された粒子から前記ガス状放出物を発生するように処理されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記圧縮された帯状のトウは、前記粒子からガス状放出物を発生させるため、及び、前記接着剤を乾燥及び硬化するために、熱処理されることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記接着剤の乾燥及び硬化後に、前記帯状のトウは、前記接着剤により生じる内部フィラメントの接着を中断する程度に作用するように、伸張処理されることを特徴とする、請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記多孔性粒子の前記吸着表面は、前記圧縮されたトウへの煙成分に対する選択濾過能力を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１から請求項２５のいずれか１項に記載の方法によって作製されることを特徴とする、シガレットのフィルターロッド中の交換用に好適である、フィラメントにおける圧縮されたトウ。
【請求項２７】
請求項１から請求項２５のいずれか１項に記載の方法によって作成されることを特徴とする、シガレットフィルターロッドへの交換に好適な、フィラメントにおける圧縮されたトウであって、
シガレットの煙成分に対する濾過能力を備えている吸着表面を有する多孔性粒子は、前記トウにおけるフィラメントの表面に接着剤によって接着され、
前記粒子は、シガレットの煙流成分の吸着に利用可能な少なくとも２０％の吸着表面領域で保持される、フィラメントにおける圧縮されたトウ。
【請求項２８】
前記粒子は、１ミクロンから２０ミクロンの範囲の平均粒子直径を有する活性炭素粒子を含むことを特徴とする、請求項２７に記載のフィラメントにおける圧縮されたトウ。
【請求項２９】
前記トウのフィラメントは、前記吸着粒子を配置可能である断面凹部形状のセルロースアセテートフィラメントを有することを特徴とする、請求項２７又は請求項２８に記載のフィラメントにおける圧縮されたトウ。
【請求項３０】
前記フィラメントは、断面マルチローバル形状であることを特徴とする、請求項２９に記載のフィラメントにおける圧縮されたトウ。
【請求項３１】
請求項２６から請求項３０のいずれか１項に記載のフィラメントにおける圧縮されたトウから作製されることを特徴とするフィルターロッド。
【請求項３２】
請求項３１に記載のフィルターロッドから作製されたことを特徴とするシガレットフィルター。
【請求項３３】
請求項２６から請求項３０のいずれか１項に記載の圧縮されたトウ、及び、前記トウに吸着される複数の多孔性粒子、を備え、
前記多孔性粒子の表面領域は、少なくとも１００ｍ２ｇ−１である、シガレット用又はシガレット煙濾過装置用フィルター。
【請求項３４】
帯状のトウの少なくとも一つの表面に、接着剤中の分散物として形成される粒子を接着するためのアプリケーターであって、
前記アプリケーターは、プレナムチャンバ、複数のオリフィスを備え、前記粒子は、前記オリフィスを介して帯状のトウに接着され、
前記分散物は、計測ポンプによって前記アプリケーターに移送され、前記計測ポンプの速度は、帯状のトウの移送速度に関連して制御され、これにより、各オリフィスから出る粒子の流速は前記アプリケーターの長さに沿って実質的に一定となる、という特徴を有する、アプリケーター。
【請求項３５】
前記プレナムチャンバは、内部を有するチューブ状の本体、前記チューブ状の本体の外部表面から前記内部へ延在するホールのパターンを形成する複数のオリフィス、を備え、
前記オリフィスを介して、前記分散物は、前記チューブ状の本体の内部から前記外部表面に流通可能である、請求項３４に記載のアプリケーター。
【請求項３６】
前記チューブ状の本体の長さは、可変である、請求項３４又は請求項３５に記載のアプリケーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタートウとして知られる、タバコのスモークフィルターとして使用するためにフィルターロッド内に交換するために好適な、フィラメントの圧縮されたトウの作製方法に関する。最も一般的に使用されるフィルタートウは、高品質のフィルターを製造可能であると評価されるセルロースアセテートフィラメントを備える。
【０００２】
本発明は、特に、タバコの煙からタバコの煙の構成成分を選択的にフィルタリング可能な
フィルタートウの作製処理に関する。
【０００３】
“選択濾過”の用語は、タバコ産業において良く知られ理解されている。
【背景技術】
【０００４】
煙、特に、燃えるシガレットから生じる種類の煙は、３つの相を含むと考えられている。
すなわち、
蒸気、又は、ガス相、
半揮発性相、
粒子相、である。
【０００５】
それぞれの煙成分の沸点は、存在している相で概ね決定される。例えば、約１１０℃未満の低い沸点を有する成分はガス相にあると考えられ、約１１０℃から約２８５℃の中範囲の沸点を有する成分は半揮発性相にあると考えられ、約２８５℃を超える高沸点を有する成分は粒子相にあると考えられる。
【０００６】
ガス相を形成する成分は、選択濾過に十分利用可能であると考えられる。半揮発性相の成分は、選択濾過に一部利用可能であると考えられる。粒子相の成分は、選択濾過には利用可能でないと考えられる。
【０００７】
言い換えれば、タバコの煙を選択的にフィルターするように構成されたフィルタートウは、全てのガス相の成分を実質的にフィルター可能であり、一部の半揮発性の成分を実質的にフィルター可能であり、粒子相の成分を実質的に全くフィルター可能ではない。
【０００８】
タバコ産業の製造業者は、セルロースアセテートフィルターの使用に関する所望の味特性に悪影響を与えずに、シガレットの煙における所定成分の水準を抑制するために、選択濾過手段の開発を探求している。この目的のために、彼らは、吸着表面を、特に活性炭素粒子のものを有する多孔性粒子を用いる多くの場合を含む、様々なフィルターロッドの製造を考案している。このような粒子をフィルターロッド中に含有することでフィルターの効果に大きな影響を及ぼしているが、顕著な問題がこれらの粒子の含有に関連している。
【０００９】
一つの手法が、フィルター内部区域に炭素粒子を閉じこめている複数区域のフィルターを有するというものである。使用中には、標準的なセルロースアセテート濾過フィルターであるフィルターの一部が使用者の口内に位置している。例えば、３つの区域のフィルターにおいて、中央区域には、遊離した炭素粒子のベッドが設けられ得る。遊離した炭素粒子を用いることによって、塵雲のような、粒子の望ましくない漏洩の制御を要するという製造問題を引き起こすおそれがある。加えて、シガレットフィルター中の遊離した粒子のベッドは、通過する煙流のチャネリングのために濾過媒体として透過する虞がある。
【００１０】
他の手法は、炭素粒子がフィラメント表面に接着するように、フィルタートウ中に炭素粒子を組み込むことである。
【００１１】
この手法を行うための初期の試みは、トウ上に噴射した可塑剤又は接着剤を使用して炭素粒子をフィラメントに吸着することに集中していた。米国特許第２，８８１，７７０号明細書及び米国特許第３，１０１，７２３号明細書には、この種の処理が記載されており、及び、可塑剤又は接着剤による炭素粒子の非活性化における主要な問題を強調している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
より最近の手法は、国際公開第０３／０４７８３６号パンフレットに記載されている。良好な、乾燥した炭素粉末が、フィルタートウのフィラメント表面上に噴射される。これらの表面は微小空洞を有し、この微小空洞は任意の非活性接着剤を必要とせずに前記粉末を内部に保持すると述べられている。粒子の接着剤の欠落により、製造中及び使用中における粒子流出の危険が高まる虞がある。また、乾燥粉末の取り扱いには、塵雲のような望ましくない粒子の漏洩を抑止する手段が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、シガレットフィルターロッドへの交換用に、梱中の圧縮されたトウを形成するために好適な、フィラメントにおける圧縮されたトウの作製処理方法であって、層状態のフィラメントにおける非圧縮のトウを提供すること、タバコの煙成分に対する濾過能力を備える吸着表面を有する多孔性粒子を層状のトウのフィラメントに接着接合すること、
前記層状のトウを圧縮すること、を含む。前記方法は、
（i）粒子からガス状放出物を生成可能な材料を粒子に装填するために粒子を前処理して、これにより前処理された粒子を形成する段階と、
（ii）前記前処理された粒子を前記層状のトウのフィラメントに接着するために、前記層状のトウのフィラメントに前処理された粒子と接着剤とを接着する段階と、
（iii）前記接着剤による前記吸着粒子の非活性化を制限するために、前記前処理された粒子からガス状放出物を生成するために前記トウを扱う段階、を含む。
前記多孔性粒子の表面領域は、略１００ｍ２ｇ−１であることが好ましい。
【００１４】
前記多孔性粒子における吸着表面は、圧縮トウフィラメントへの煙成分に対する全体的な濾過能力を備えていてもよい。あるいは、又は、これに加えて、多孔性粒子の吸着表面は、圧縮トウフィラメントへのタバコの煙成分に対する選択濾過能力を備えていてもよい。
【００１５】
第１に、良好な前処理された粒子は、吸着率が高まるため、より大きい濾過効率を与える傾向にある。第２に、この前処理された粒子は、処理中に容易に脱離されず、そして、第３に、この前処理された粒子は、処理中にフィラメントに損傷を与えにくい。例えば、より大きい粒子は、ローラーニップを介して圧搾されているときに、隣接するフィラメントを時々通過するおそれがある。
【００１６】
接着剤による多孔性粒子の非活性化は、大部分は接着剤による粒子の包み込みの問題であり、これにより、粒子の外部及び内部表面は吸着不能になる。粒子内からのガス状放出物は、内部表面への接近を活発にするために、粒子の外部表面部から接着剤を引きはがす。従って、トウから作製されるフィルター中におけるタバコの煙流は、粒子を通過してその利用可能な表面上に成分を残し得る。
【００１７】
多孔性粒子は、活性炭素、シリカゲル、是及び／又はライト、イオン交換樹脂、又は粘土、又はこれらの任意の混合物、を含む、タバコの煙流成分を吸着するための使用に好適な任意のものであってよい。コール、ピート、又は、ココナッツといった任意の好適な供給源から生成される、活性炭素は、より好ましい。
【００１８】
例えば、０．１ミクロンから３．０ｍｍの平均粒子直径といった、広範囲の粒子サイズが用いられうる。しかしながら、使用に好ましい粒子サイズの範囲は、この範囲の小さい部分であり、例えば、１ミクロンから２０ミクロンの平均粒子直径である。活性炭素粒子の場合は、この好ましいサイズ範囲において、顆粒状よりもむしろ粉末状である。
この好ましい粒子サイズは、３つの主要な考察から発生している。
第１に、良好な前処理された粒子は、吸着率が高まるため、より大きい濾過効率を与える傾向にある。第２に、この前処理された粒子は、処理中に容易に脱離されず、そして、第３に、この前処理された粒子は、処理中にフィラメントに損傷を与えにくい。例えば、より大きい粒子は、ローラーニップを介して圧搾されているときに、隣接するフィラメントを時々通過するおそれがある。
【００１９】
粒子からガス状放出物を発生可能な材料は、熱作用又は減圧又はこれらの組合せによってガス又は蒸気を生成して揮発化されうる液体であってもよい。この目的のための最も簡便な材料は水であり、加熱されてスチームを生成しうる。この材料と粒子の搭載は、浸漬作業によって達成されうる。活性炭素粒子は、所望の水を含水可能とするために、通常１２から２４時間かけて、水に浸漬され得る。
【００２０】
トウのフィラメントは、フィルタートウの作製に使用される任意のフィラメントであればよいが、セルロース誘導体、特にセルロースアセテートが好ましい。接着粒子が存しうる凹部を有する断面によって、処理中における粒子の流出を最小化することに関して良好な結果を与えられることが見出された。その理由は、粒子が、機械表面による摩耗から保護されるからである。この目的のために適用されたフィラメント断面は、セルロースアセテートが円形のジェットホールを介して、又は、Ｘ，Ｙ，Ｈ，Ｉ及びＣ状といったマルチローバル形状を介した糸（スパン）であるときに生成されるような刻み目（ギザギザ）のある断面である。マルチローバル断面が好ましい。
【００２１】
フィラメントのトウは、フィルタートウ産業において使用される通常の手段によって、帯状状態で存在している。この段階でフィラメントは圧縮されておらず、従って、個々の
糸の端部は、連続するフィラメントにおける略平面層形状のトウ中に集められうる。フィラメントは、生成された帯状のトウの均一性及び粘着性を向上させるために、一連のガイドを通過する。この生成された帯状のトウは、粒子及び接着剤の接着に対して、そして、フィラメントの圧縮に対して、好適な状態にされる。
【００２２】
接着剤は、水溶性接着剤といったシガレットフィルターの接着での使用に好適な種類であってもよい。好ましい接着剤は、水溶液の形態で使用されるメチルセルロースといったセルロースエーテル接着剤である。接着剤の粘性は、接着される形態において、使用方法に適するように調整されている。例えば、帯状のトウのフィラメント上に流入することで使用するためのメチルセルロースの水溶液は、１ｍＰａから１０，０００ｍＰａの範囲の、好ましくは１ｍＰａから２００ｍＰａの範囲の、粘性を有する。前処理された粒子は接着剤を接着した後に帯状のトウに接着されてもよいが、前処理された粒子と接着剤とを同時に接着することが好ましい。これにより、接着される粒子及び接着剤の相対比率の制御が向上され、粒子の個別処理の問題が避けられる。この目的のために、前処理の粒子及び接着剤は容器中で予備混合されてもよく、そして、接着剤中への粒子の分散のためのアプリケーター（塗布器）に圧送されてもよい。従量制用途には、帯状のトウの移動速度に関して制御される流量とともに、使用されてもよい。接着剤がメチルセルロースであるとき、凝縮されずに分散を保持できるように粒子に対する分散剤として作用する。
【００２３】
好ましい接着の方法は、接着剤中に分散する粒子を流す表面上の帯状のトウの面を通すことである。帯状のトウの裏面への第２の接着にも、行われうる。好適なアプリケーターは、内部を有するチューブ状の本体、帯状のトウの面が通る外部表面、外部表面から本体を貫通してチューブ状の本体の内部から分散物を流すホールのパターン、を備える。このようにして、帯状のトウにその幅に亘って均一に分散物を接着される。
【００２４】
分散物の接着割合の制御された計測に加え、帯状のトウ上の分散物の収集は、接着段階直後に一対のニップローラーを介してトウを通し、ニップから出るトウ上に所望の水準の粒子及び接着剤を付与するためにニップ圧力を制御することによって、さらに制御されうる。
【００２５】
帯状のトウの圧縮は、粒子及び接着剤の接着直後に、そして、接着剤が乾燥して硬化する前に、実行されることが好ましい。
【００２６】
通常の圧縮する入れ物箱が用いられてもよいし、実際、トウ上の粒子及び接着剤の水準を制御するために用いられるニップローラーは、入れ物箱の圧縮器のニップ入口であってもよい。
【００２７】
前処理されたガス状放出物を生成するための帯状のトウの処理は、圧縮段階直後に実行されることが好ましい。好ましい手順は、この処理を、帯状のトウに接着される接着剤の乾燥段階及び硬化段階と組み合わせることである。この段階は、接着剤の乾燥及び硬化に加えて、所望のガス状放出物の生成を粒子からもたらす温度のヒータにコンベヤー上の圧縮されたトウの帯を通すことを含んでいてもよい。活性炭素粒子を水と搭載して、セルロースエーテルと併せて使用される場合、これらの目的に対して１００℃を超える温度が好適である。この段階で使用されるヒータは、圧縮されたセルロースアセテートフィルタートウの処理に関して使用される標準的なヒータ／調整ユニットであってもよい。このようなユニットは、残存するアセトンを（回転から）放出するための生の過熱されたスチームを供給された初期チャンバ、続いて乾燥加熱チャンバ、そして、フィラメントの含有水を所望の水準に調整するためのチャンバをさらに備えている。このようなユニットにおいて、１４０℃の温度が生の過熱したスチームチャンバで通常であり、これにより、水を含んだ活性炭素粒子から所望のガス状放出物が生成する。
【００２８】
接着剤は、粒子をフィラメントに接着するとともに、トウにおける個々のフィラメントを互いに固着する傾向もある。これは、フィルターロッド製造作業中に広げる又は開くことができるようにする必要があり、フィルタートウの生成にとって望ましくない。この品質を確立するために、圧縮トウは、一対のニップ間で伸張処理をされてもよい。一対のニップは、ローラー対又は複数対のローラー／格子の組合せであってもよい。この伸張処理は、フィラメントの圧縮又は粒子／フィラメントの接着を過度に乱すことなく、接着剤により生じる内部フィラメントの接着を中断する程度に作用するように規制される。この生成された圧縮トウは、包装箱中に編み込まれて、発送用に準備されたトウの梱を形成する。
【００２９】
本発明は、本発明の処理によって作製されたフィラメントにおける圧縮されたトウをも提供する。特に、本発明は、シガレットフィルターロッド中の交換用に好適である、フィラメントにおける圧縮されたトウを提供する。フィルターロッド中において、シガレットの煙成分に対する濾過能力を備える吸着表面を有する多孔性粒子は、トウのフィラメント表面に接着剤によって接着される。粒子は、シガレットの煙流成分の吸着に利用可能な吸着表面領域の少なくとも２０％で保持される。
【００３０】
本発明におけるさらなる態様によれば、フィルタートウ及びそこに吸着される複数の多孔性粒子を備えた、シガレット用のフィルター又はシガレット煙濾過装置が提供され、各多孔性粒子の空隙率は少なくとも２００ｍ２ｇ−１である。
【００３１】
本発明におけるさらに他の態様によれば、帯状のトウの少なくとも一つの表面に、接着剤中の分散物として形成される粒子を接着するためのアプリケーターが提供される。前記アプリケーターは、プレナムチャンバ、複数のオリフィスを備え、前記粒子は、前記オリフィスを介して帯状のトウに接着される。これにより、各オリフィスから出る粒子の流速はアプリケーターの長さに沿って実質的に一定となる、という特徴を有する。
【００３２】
プレナムチャンバは、内部を有するチューブ状の本体、帯状のトウの面が通る外部表面、を備えていることが好ましい。前記オリフィスは、外部表面から本体の内部へ延在するホールのパターンを形成する。帯状のトウの幅に亘って均一に分散物が接着されるように、前記分散物はこのホールを介して流通可能である。
【００３３】
チューブ状の本体は、帯状のトウの幅と実質的に同じであることが有利である。通常、チューブ状の本体の長さは、単一のアプリケーターが異なる幅を有する帯状のトウに分散物の接着に使用され得るように、変化しうる。
【００３４】
本発明は、フィルターロッド、及びそれから作製されるシガレットフィルターをさらに提供し、これらは本発明における圧縮フィラメントトウから作製される。このようなフィルターロッドは、通常のロッド作製機械加工で作製される。
【００３５】
本発明は、添付の図面によって説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１を参照すると、非圧縮の連続的なフィラメントのトウ、例えば、セルロースジアセテートのトウは、通常の帯状のトウのガイドシステム２に送られる。そして、帯状のトウ３は、メチルセルロース吸着剤の水溶液中の活性炭素粒子の分散物をトウに接着するためのアプリケーター４に供給される。アプリケーター４は、２つの同一の塗布管５、６を備え、それぞれ全幅に亘って延在し、帯状のトウ３に対して実質的に直角であり、帯状のトウ３の上面及び下面のそれぞれに接触している。
【００３７】
アプリケーター４は、図２における断面図に示されている。図３に示されるように、各塗布管５、６は内部マニホールド７、８をそれぞれ有し、それぞれのマニホールドに接続される線形のホール９で貫通する管壁を有する。それぞれの上面及び下面で各塗布管５、６の外部表面を通るときに、帯状のトウ３は線形のホール９で貫通する部位上の各表面に接触する。
【００３８】
メチルセルロース及び水は、それぞれパイプ１０、１１を介して容器１２中に供給され、容器１２中で両者は水溶液を形成するように混合される。活性炭素粒子及び水は、それぞれパイプ１３、１４を介して容器１５中に供給され、容器１５中で粒子は水を含ませるために通常２４時間浸漬される。メチルセルロースの水溶液及び炭素粒子のスラリーは、それぞれパイプ１６、１７を介して容器１８中に供給され、容器１８中で両者は水溶液中の炭素粒子の分散物を形成するように混合される。そして、この分散物は、パイプ１９が分岐されるパイプ区域２１、２２によって塗布管５、６のそれぞれの内部マニホールド７、８に移送する、計測ポンプ２０によってパイプ１９を介して容器１８から圧送される。
【００３９】
分散物は、ラジアルホール９を介しそして塗布管５、６の外部表面上に、塗布管５、６のそれぞれの内部マニホールド７、８の外に流れる。そして、分散物は、帯状のトウ３のフィラメントの接触に対して流れ、フィラメントの表面に接着する。帯状のトウ３は、本来の白色から一様な黒色に色を瞬間的に変える。計測ポンプ２０の供給率は、分散物の均一な塗布率を与えるように、帯状のトウ３の移送速度に関連して制御される。
【００４０】
塗布管５、６は、任意の好適な寸法であってもよいが、各管の内部ボアは約４ｍｍであることが好ましい。
【００４１】
分散物で湿らせた帯状のトウ３は、自身を介した分散剤の拡散を助けるために、帯状のトウ上に存在する分散物の水準を制御するために、そして、トウを入れ物箱（図示せず）中にフィラメントを所望の圧縮をもたらすために、規定の圧力で湿潤の帯状のトウ３を圧搾する入口ニップ（図示せず）を有する通常の入れ物箱圧縮器２３中を通る。圧縮された帯状のトウ３は、明細書において上述した種類の通常のヒータ／調整器２４を介して、コンベヤー（図示せず）上に乗せられ、そこで、生の過熱されたスチームで１４０℃の温度で加熱されて、活性炭素粒子内に保持された水を蒸発させて、メチルセルロースアセテートを乾燥させて硬化させる。
【００４２】
そして、帯状のトウ３は、対のローラー及び格子ニップ２６、２７、２８、２９をそれぞれ有する伸張格子システム２４に受け渡される。これらの間で、帯状のトウ３は、フィラメント間の吸着剤を分離する程度の効果をもたらすように、そして、フィルタートウに対して帯状のトウに通常の充満度及び粘着性を得られるように伸張される。
【００４３】
そして、帯状のトウ３は、フィルタートウの梱３３を形成するための容器３２中にトウを編み込む編み込みヘッド３１へのコンベヤー３０に乗せられる。
【００４４】
本発明は、下記の実施例によってさらに説明される。
【００４５】
図面に関連して説明された処理に従ってトウを処理した。このトウは、それぞれ３デニール及びＹ状断面を有する、セルロースアセテートの１１，７００フィラメントを備えた。
【００４６】
活性炭素粒子は、コール由来のものであり、平均粒子直径１１μｍ、吸着表面領域９００ｍ２ｇ−１である。これらの粒子を、脱塩水中で２４時間浸漬した。１５ｍＰａの粘土を有する２重量％のメチルセルロースの水溶液を接着剤に含有させた。含有した炭素粒子及び接着剤を、溶液中に分散した３３重量％の炭素粒子を得るために、７．５重量％の炭素粒子を１重量％の接着剤に混合した。分散物を、帯状のトウのライン速度（メートル／分）に対する比率が略２：１となる流速（ｍｌ／分）でアプリケーターに供給した。従って、ライン速度４００メートル／分で、約８００ｍｌ／分の分散物の流速が適切である。
【００４７】
分散物を塗布した後、帯状のトウ３を、延長されたインチ毎に２４波形を含む圧縮レベルで圧縮した。そして、圧縮されたトウを、ヒータ／調整器２４を８分間の滞留時間をかけて１４０℃で通過させた。そして、乾いた帯状のトウ３を、梱包される前に、格子システム２５中において１．５：１の伸張比で伸張した。
【００４８】
製造されたトウは、フィラメント表面に接着された活性炭素粒子を有していた。粒子の多くは、Ｙ形状断面の突出部（リム）又は丸突出部（ローブ）間におけるフィラメントの保護凹面に接着された。そして、製品のトウは、ＦＹ３３０６０型の、硬化剤を用いない中間範囲のＨａｕｎｉ  ＫＤＦ３ロッドメーカーセットのシガレットフィルター、及び、Ｗａｔｔｅｎｓ  ２７ｍｍのプラグ包装紙に変換された。
【００４９】
製造されたフィルターロッドは、それぞれ、直径７．８ｍｍ、重量８９９ｍｇであり、５０５ｍｍの圧力ドロップ（水）を有していた。活性炭素粒子は、ロッドのフィラメント重量に基づく各フィルターロッドが２８重量％であるフィラメントに接着した。これは、炭素粒子が本来の基準の活性を保持していた場合の、約２５０ｍ２ｇ−１の吸着表面領域に対する値を与える。前記製品フィルターロッドに対する測定値は１１２ｍ２ｇ−１であり、これは、接着した炭素粒子がその活性の略４５％を保持したことを示す。この接着された炭素粒子の活性基準を保持する能力は顕著である。実験は、この活性基準で、シガレットフィルター中の炭素粒子が、シガレット煙成分の蒸気相及び半揮発成分の増大した選択保持力を提供するともに、タール及びニコチンの実質的に増大した保持力を提供することを示している。より公式な試験によって確認される予備的な示唆は、これらのことがこの実施例によって作製されたフィルターロッドから製造されたシガレットフィルターの場合であるということである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の処理の一連の動作を示す概略線図である。
【図２】帯状のトウへの接着剤中の粒子の分散物を接着するための、図１に示されたアプリケーター４の断面図である。
【図３】任意のトウが外部表面を通過しない、図示された塗布管６の平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  トウ
２  ガイドシステム
３  帯状のトウ
４  アプリケーター
５、６ 塗布管
７、８ 内部マニホールド
９  ホール
１０、１１、１３、１４、１６、１７、１９  パイプ
１２、１５、１８  容器
２０  計測パイプ
２３  入れ物箱圧縮器
【図１】
2007527725.tif 000003
【図２】
2007527725.tif 000004
【図３】
2007527725.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【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】
シガレットフィルターロッドへの交換用に、梱中の圧縮されたトウを形成するために好適な、フィラメントにおける圧縮されたトウの作製処理方法であって、
層状態のフィラメントにおける非圧縮のトウを提供すること、
タバコの煙成分に対する濾過能力を備える吸着表面を有する多孔性粒子を層状のトウのフィラメントに接着接合すること、
前記層状のトウを圧縮すること、を含み、
前記方法は、
（i）初期に、粒子からガス状放出物を生成可能な材料を粒子に装填するために粒子を前処理して、これにより前処理された粒子を形成する段階と、その後、
（ii）前記前処理された粒子を前記層状のトウのフィラメントに接着するために、前記層状のトウのフィラメントに前処理された粒子と接着剤とを接着する段階と、
（iii）前記接着剤による前記吸着粒子の非活性化を制限するために、前記前処理された粒子からガス状放出物を生成するために前記トウを扱う段階、を含み、
前記多孔性粒子における表面領域は、少なくとも１００ｍ２ｇ−１であり、前記前処理された粒子の平均粒子直径は、１ミクロンから２０ミクロンの範囲である、方法。
【請求項２】
前記粒子を前処理する段階は、１２時間から２４時間の期間で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粒子からガス状放出物を発生可能な材料は、熱作用及び／又は減圧又はこれらの組合せによってガス又は蒸気を生成して揮発化されうる液体である、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粒子からガス状放出物を発生可能な材料は、スチームを生成して揮発化されうる液体であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記粒子は、水を含ませるための前処理として水に浸漬されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記前処理された粒子及び接着剤は、同時に帯状のトウに接着されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記前処理された粒子及び接着剤は、前記接着剤中の前処理された粒子の分散物を形成するための接着の前に、予備混合されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記前処理された粒子は、活性炭素、シリカゲル、ゼオライト、イオン交換樹脂、又は粘土、又はこれらの任意の混合物を含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記接着剤は、水溶性接着剤であることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記接着剤は、セルロースエーテルであることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記接着剤は、水溶液として用いられるメチルセルロースであることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記接着剤は、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記トウのフィラメントは、前記吸着粒子を配置可能である断面凹部形状であることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記フィラメントは、断面マルチローバル形状であることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記トウのフィラメントは、セルロースアセテートフィラメントであることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記接着剤中の前処理された粒子の分散物は、流入される前記分散物表面に亘って帯状のトウの面が通ることによって、帯状のトウに接着されることを特徴とする、請求項７またはこれに従属する任意の請求項に記載の方法。
【請求項１７】
前記表面は、チューブ状の本体の外部表面及び内部を有し、
前記チューブ状の本体は、前記チューブ状の本体の内部から前記外部表面に流す前記分散物をホールのパターンによって貫通されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記帯状のトウは、前記前処理された粒子及び接着剤の接着直後で前記接着剤が乾燥及び硬化される前に、圧縮されることを特徴とする、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記帯状のトウは、前記圧縮する段階直後に前記前処理された粒子から前記ガス状放出物を発生するように処理されることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記圧縮された帯状のトウは、前記粒子からガス状放出物を発生させるため、及び、前記接着剤を乾燥及び硬化するために、熱処理されることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記接着剤の乾燥及び硬化後に、前記帯状のトウは、前記接着剤により生じる内部フィラメントの接着を中断する程度に作用するように、伸張処理されることを特徴とする、請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記多孔性粒子の前記吸着表面は、前記圧縮されたトウへの煙成分に対する選択濾過能力を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の方法によって作製されることを特徴とする、シガレットのフィルターロッド中の交換用に好適である、フィラメントにおける圧縮されたトウ。
【請求項２４】
シガレットの煙成分に対する濾過能力を備えている吸着表面を有する多孔性粒子は、前記トウにおけるフィラメントの表面に接着剤によって接着され、
前記粒子は、シガレットの煙流成分の吸着に利用可能な少なくとも２０％の吸着表面領域で保持される、請求項２３に記載のフィラメントにおける圧縮されたトウ。
【請求項２５】
請求項２３又は請求項２４に記載のフィラメントにおける圧縮されたトウから作製されることを特徴とするフィルターロッド。
【請求項２６】
請求項２５に記載のフィルターロッドから作製されたことを特徴とするシガレット用又はシガレット煙濾過用フィルター。
【請求項２７】
請求項２３又は請求項２４に記載の圧縮されたトウを備えるシガレット用又はシガレット煙濾過装置用フィルター。
【請求項２８】
帯状のフィラメントにおける非圧縮のトウの少なくとも一つの表面に、接着剤中の分散物として形成される多孔性粒子を接着するためのアプリケーターであって、
前記多孔性粒子は、タバコの煙成分に対する濾過能力を備える吸着表面を有し、前記多孔性粒子の表面領域は、少なくとも１００ｍ２ｇ−１であり、
前記アプリケーターは、プレナムチャンバ、複数のオリフィスを備え、前記粒子は、前記オリフィスを介して帯状のトウに接着され、
前記分散物は、計測ポンプによって前記アプリケーターに移送され、前記計測ポンプの速度は、帯状のトウの移送速度に関連して制御され、これにより、各オリフィスから出る粒子の流速は前記アプリケーターの長さに沿って実質的に一定となる、という特徴を有する、アプリケーター。
【請求項２９】
前記プレナムチャンバは、内部を有するチューブ状の本体、前記チューブ状の本体の外部表面から前記内部へ延在するホールのパターンを形成する複数のオリフィス、を備え、
前記オリフィスを介して、前記分散物は、前記チューブ状の本体の内部から前記外部表面に流通可能である、請求項３４に記載のアプリケーター。
【請求項３０】
前記チューブ状の本体の長さは、可変である、請求項２８又は請求項２９に記載のアプリケーター。
【請求項３１】
添付の図面を参照して実質的に説明されている、方法。
【請求項３２】
添付の図面を参照して実質的に説明されている、圧縮されたトウ。
【請求項３３】
添付の図面を参照して実質的に説明されている、シガレット用又はシガレット煙濾過用フィルター。
【請求項３４】
添付の図面を参照して実質的に説明されている、アプリケーター。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明は、シガレットフィルターロッド内に交換するための圧縮されたトウの梱を形成するために好適な、フィラメントにおける圧縮されたトウの作製処理方法を提供する。この方法は、層状態のフィラメントにおける非圧縮のトウを提供すること、タバコの煙成分に対する濾過能力を備えた吸着表面を有する多孔性粒子を層状のトウのフィラメントに接着接合すること、前記層状のトウを圧縮すること、を含む。前記方法には、以下の段階を含む。
（i）初期に、粒子からガス状放出物を生成可能な材料を粒子に装填するために粒子を前処理して、これにより前処理された粒子を形成する段階と、
（ii）前記前処理された粒子を前記層状のトウのフィラメントに接着するために、前記層状のトウのフィラメントに前処理された粒子と接着剤とを接着する段階と、
（iii）前記接着剤による前記吸着粒子の非活性化を制限するために、前記前処理された粒子からガス状放出物を生成するために前記トウを扱う段階。
前記多孔性粒子における表面領域は、少なくとも１００ｍ２ｇ−１であり、前記前処理された粒子の平均粒子直径は、１ミクロンから２０ミクロンの範囲である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記前処理された粒子の平均粒子直径は１ミクロンから２０ミクロンの範囲であるので、この前処理された粒子は、より大きい粒子よりも吸着率が高まるため、より大きい濾過効率を与える傾向にある。第２に、この前処理された粒子は、より大きい粒子に比較して処理中に容易に脱離されず、そして、第３に、この前処理された粒子は、処理中にフィラメントに損傷を与えにくい。例えば、より大きい粒子は、ローラーニップを介して圧搾されているときに、隣接するフィラメントを時々通過するおそれがある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
平均粒子直径１ミクロンから２０ミクロンの範囲である活性炭素粒子は、顆粒形態よりもむしろ粉末形態である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
粒子からガス状放出物を発生可能な材料は、熱作用又は減圧又はこれらの組合せによってガス又は蒸気を生成して揮発化されうる液体であってもよい。この目的のための最も簡便な材料は水であり、加熱されてスチームを生成しうる。この材料と粒子の搭載は、浸漬作業によって達成されうる。活性炭素粒子は、所望の水を含水可能とするために、通常１２から２４時間かけて、水に浸漬され得る。
言い換えれば、これらの粒子は、前処理のために水とともに搭載されるときに、水中に浸されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
接着剤は、水溶性接着剤といったシガレットフィルターの接着での使用に好適な種類であってもよい。好ましい接着剤は、水溶液の形態で使用されるメチルセルロースといったセルロースエーテル接着剤である。接着剤の粘性は、接着される形態において、使用方法に適するように調整されている。例えば、帯状のトウのフィラメント上に流入することで使用するためのメチルセルロースの水溶液は、１ｍＰａから１０，０００ｍＰａの範囲の、好ましくは１ｍＰａから２００ｍＰａの範囲の、粘性を有する。
前処理された粒子は接着剤を接着した後に帯状のトウに接着されてもよいが、前処理された粒子と接着剤とを同時に接着することが好ましい。これにより、接着される粒子及び接着剤の相対比率の制御が向上され、粒子の個別処理の問題が避けられる。この目的のために、前処理の粒子及び接着剤は容器中で予備混合されてもよく、そして、接着剤中への粒子の分散のためのアプリケーター（塗布器）に圧送されてもよい。従量制用途には、帯状のトウの移動速度に関して制御される流量とともに、使用されてもよい。接着剤がメチルセルロースであるとき、凝縮されずに分散を保持できるように粒子に対する分散剤として作用する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明におけるさらなる態様によれば、フィルタートウ及びそこに吸着される複数の多孔性粒子を備えた、シガレット用のフィルター又はシガレット煙濾過装置が提供され、各多孔性粒子の空隙率は少なくとも２００ｍ２ｇ−１である。
本発明における別の態様によれば、フィラメントにおける圧縮されたトウを備えた、シガレット用のフィルター又はシガレット煙濾過装置が提供され、フィラメントにおける圧縮されたトウは、帯状のフィラメントにおける非圧縮のトウを提供して、タバコの煙成分に対する濾過能力を備える吸着表面を有する多孔性の粒子を帯状のトウのフィラメントに吸着して、帯状のトウを圧縮することで、作製される。前記処理には、以下の段階が含まれる。
（i）初期に、粒子からガス状放出物を生成可能な材料を粒子に装填するために粒子を前処理して、これにより前処理された粒子を形成する段階と、
（ii）前記前処理された粒子を前記層状のトウのフィラメントに接着するために、前記層状のトウのフィラメントに前処理された粒子と接着剤とを接着する段階と、
（iii）前記接着剤による前記吸着粒子の非活性化を制限するために、前記前処理された粒子からガス状放出物を生成するために前記トウを扱う段階。
前記多孔性粒子における表面領域は、少なくとも１００ｍ２ｇ−１であり、前記前処理された粒子の平均粒子直径は、１ミクロンから２０ミクロンの範囲である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明におけるさらに他の態様によれば、帯状のフィラメントにおける非圧縮のトウの少なくとも一つの表面に、接着剤中の分散物として形成される多孔性粒子を接着するためのアプリケーターが提供される。前記多孔性粒子は、タバコの煙成分に対する濾過能力を備える吸着表面を有し、前記多孔性粒子の表面領域は、少なくとも１００ｍ２ｇ−１である。前記アプリケーターは、プレナムチャンバ、複数のオリフィスを備え、前記粒子は、前記オリフィスを介して帯状のトウに接着される。前記分散物は、計測ポンプによって前記アプリケーターに移送され、ポンプの計測された速度は、帯状のトウの移送速度に関連して制御され、これにより、各オリフィスから出る粒子の流速はアプリケーターの長さに沿って実質的に一定となる、という特徴を有する。
【国際調査報告】
2007527725.tif 000006
2007527725.tif 000007
2007527725.tif 000008