KR20040077711A - 비드형 탄소를 가진 궐련 필터 - Google Patents

Abstract

궐련(10)과 같은 흡연기구는 담배 로드(12) 및 구형의 비드형 탄소(24)로 충전된 공동(22)를 갖는 필터 구성요소를 포함한다. 담배의 주류연은 필터 구성요소(14)를 통해 흡입되면서, 표적화된 가스상 연기 성분은 연기가 탄소(24)를 통해 이동하면서 제거된다. 필터 제조공정 중, 구형의 비드형 탄소(24)는 액체처럼 흐르고 실질적으로 공동(22)을 완전하게 채운다. 실질적으로 공동(22)을 완전히 채운 구형 비드(24) 사이의 점대점 접촉은 이동성의 가스 상의 최소한의 채널링뿐만 아니라 가스상 및 흡연중 구형 비드(24)의 탄소 표면 사이에서 최대한의 접촉을 생성한다.

Description

비드형 탄소를 가진 궐련 필터{CIGARETTE FILTER WITH BEADED CARBON}

필터가 붙은 흡연기구, 특히 궐련은 일반적으로 담배 로드(tabacco rod), 필터 및 담배 로드에 필터를 붙이는 팁 페이퍼(tipping paper) 밴드를 포함한다. 담배 로드는 일반적으로 궐련 종이 또는 싸개 안으로 싸여진 담배 조각의 원주(예를 들어, 컷 필터(cut filter)의 형태에서)를 포함한다. 전형적으로, 필터는 섬유 재료의 플러그(plug)("필터 플러그"), 바람직하게는 셀룰로스 아세테이트 토우(cellulose acetate tow)로 만들어진 것을 포함한다. 주류연의 통기는 필터 플러그에 따른 위치에서의 팁 페이터를 통한 천공의 배열을 제공하는 것으로 이루어진다. 주위 대기와 흡입된 주류연의 희석이 퍼프 당 타르의 전달 수준을 감소하도록 통기된다.

흡연 중, 흡연자는 불붙은 궐련의 말단에서의 숯으로부터 주류연을 흡입한다. 흡입된 궐련 연기는 처음에는 필터의 상류 필터 부분으로 들어간 다음, 궐련 필터의 입쪽 말단에 인접한 하류 부분을 통과한다.

특정 궐련은 탄소 과립, 실리카겔, 제오라이트 등과 같은 재료를 혼입한 필터 단편을 가진다. 전형적인 궐련 및 필터는 미국특허 제 2,881,770호(Tovery); 제 3,353,543호(Sproull et al.): 제 3,101, 723호(Seligman et al.); 및 제 4,481,958호(Ranier et al.) 그리고 유럽특허출원 제 532,329호 및 제 608,047호에 기재되었다. 상업적으로 이용가능한 특정 필터는 단독으로 또는 셀룰로스 아세테이트 타우안에 확산된 탄소 입자 또는 과립(예를 들어, 활성 탄소 재료)를 갖고, 상업적으로 이용가능한 다른 필터는 그안에서 확산된 탄소 스래드(thread)를 갖고; 상업적으로 이용가능한 또 다른 필터는 소위 " 공동 필터" 또는 "삼중 필터" 고안을 갖는다. 상업적으로 이용가능한 전형적인 필터는 Filtrona International, Ltd.로부터의 SCS Ⅳ Dual Solid Charcoal Filter 및 Triple Solid Charcoal Filter; Baumgartner로부터의 Triple Cavity Filter; 및 Fitrona International, Ltd.로부터 ACT를 포함한다. Clarke et al.; World Tobacco, p.55(November 1992)도 또한 참조하시오. 궐련 및 필터의 조성물 및 특성의 상세한 설명은 미국특허 제 5,404,890호(Gentry et al.) 및 제 5,568,819호(Gentry et al.)에서 나타내고, 본 발명에서 참고문헌으로 사용되었다.

과립 탄소를 포함하는 집중적인 필터 레이아웃(layout)의 예는 유럽특허출원번호 제 579,410호 및 미국특허번호 제 3,894,545호(Crellin et al.)에 기재되었다.

플러그-공간-플러그 고안은 전형적으로 간격을 둔 필터 플러그 한 쌍 및 그 사이의 공동 또는 공간에서 과립된, 활성 탄소 베드를 포함한다. 그들의 제조에서, 간격을 둔 필터 플러그의 행렬은 플러그 싸개의 지속적인 리본에 따라서 성립된다.그 다음, 플러그 싸개는 플러그 행렬의 부분에 부분적으로 접합되고, 과립화된 탄소 재료는 부분적으로 싸여진 필터 플러그 사이의 한정된 간격으로 쏟아지거나 또는 도입된다. 그 다음, 플러그 싸개는 접착되고 밀봉되고, 결과로서의 지속적인 로드는 일반적으로, 필터가 붙은 궐련 그 자체에 이용된 필터 성분의 형태에서, 원하는 길이에 따라서 잘 한정된 위치에서 잘린다.

당 기술분야에 알려진 공동 충전 장치는 도 1 및 도 2에서 나타낸 바와 같은 필터 구성요소의 제조에서 이용될 수 있다. 미국특허 제 4,214,508호, 제 5,221,247호, 제 5,332,459호, 제 5,542,901호 및 제 5,875,824호는 이러한 공동 충전 장치를 예증하고 기재하고, 이들 개시는 본 발명에서 참고문헌으로 사용되었다.

종전의 탄소 재료 및 기계로, 공정 조절은 일반적으로 과립 탄소의 불연속적인 계량, 산란 및 분쇄로부터의 높은 기계 속도에서 영향받게 된다. 필터 로드 사이의 견실성이 영향받고, 어떤 공동은 다른 것들보다 덜 채워지게 될 것이다.

예를 들어, 종전의 특정 "목탄" 계량 장비는 호퍼(hopper)에서 과립 탄소의 공급을 포함하고, 회전하는 계량 휠(wheel)의 테두리가 과립 탄소의 상대적으로 정지된 수집을 통해 회전하게 한다. 이러한 정렬은 과립 탄소에서 분쇄 작동을 만들고, 상기 작동은 일반적으로 기계 속도를 증가시켰다. 종전의 기계 및 재료로 제조 작용 중의 미립자 물질의 도탄(rocochet) 및 누출(escape)은 종종 최종 생성물에서 수용불가능한 결함(얼룩 또는 불완전한 충전과 같은)을 만들고 기계의 청결 및 주위 작업 환경에 영향을 주는 부적당한 기계의 "가동휴지기간"을 생기게 한다.

불규칙적으로 형성된 그리고 크기가 다양하게 된 입자의 수집인, 과립화된 탄소는 하나의 충전 작용으로부터 다음 것까지 일관성이 없는 공간의 주어진 용적으로 채워지는 경향이 있다. 따라서, 이전까지는 불완전한 그리고 일관성이 없는 공동의 충전이 자동적인 필터 로드 제조를 어렵게 하였다. 불규칙한 채움은 또한 베드를 통해서 부적절한 채널을 만들고, 상기 베드는 베드를 통해서 또는 주위로 주류연의 실질적인 부분의 경로를 가능하게 하여 주류연 및 과립 탄소 사이의 상호작용이 줄어들게 된다.

궐련 필터에서 과립화된, 활성 탄소 재료가 주류연으로부터 구성 요소의 제거를 촉진한다는 것은 알려져 있다. 이전의 궐련 필터에서 사용된 바와 같이, 이들 탄소의 과립형은 견과껍질 또는 나무 재료와 같은 유기 재료를 탄소화하는 것으로 구축되고 있고, "활성화한" 탄소화된 재료는 증기 및 이산화탄소로 대략 섭씨 800 내지 1000도에서 열처리하게 된다. 상기 재료의 활성화 처리는 기공성(벌집-유사) 내부 구조 및 매우 큰 특이 표면 지역을 생성하고, 이것은 활성 탄소에 대한 Brunauer, Emmett & Teller("BET") 방법에 의해 측정된 바와 같이 그램당 300 내지 2500 평방미터의 범위이다.

하지만, 이러한 과립화된, 활성 탄소 재료는 과립에서 과립까지 불규칙적이고 일관성이 없는 표면 거침 및 형태를 갖는다. 이들 과립화된 탄소 재료의 불규칙성 및 비일관성은 탄소-내포 궐련 필터 로드 및 궐련의 상업적인 생산에 문제를 야기한다. 예를 들어, 불규칙한 형태는 입자가 필터 로드 제조기를 통해 공급되면서 입자의 도탄을 악화시키고, 벗어난 탄소 입자로 생성물을 더럽게하고, 작업환경에서 먼지가 되고, 로드 제조기를 청소하기 위하여 조업을 중단할 필요가 생기고, 플러그-공간-플러그 필터 로드에서 공동의 비일관적이고 덜 완전한 충전을 이끈다.

과립화된, 활성 탄소 재료는 또한 담배의 맛에서 현저한 영향을 갖는 것으로 알려졌고, 그것들의 기공크기 분포의 무작위적으로 넓은 범위는 담배 주류연의 가스상 구성요소뿐만 아니라 미립자상의 영역, 즉, 권련 연기에 맛과 향을 기여하는 타르 성분의 일정 또는 많은 양까지 포획하는 경향이 있다. 견과껍질 또는 나무로부터 구축되는 과립의 활성 탄소은 또한 불순물을 포함하는 것으로 알려졌고, 궐련에서 과립화된 탄소의 용도에 기인한 맛-저하의 또 다른 가능성있는 원인이 되는 것으로 믿어진다.

또한, 과립 탄소의 활성화 공정은 과립자를 약화시키는 경향이 있는 것으로 알려져 있으므로, 필터 로드 제조기의 계량 장비를 통해 공급될 때 덜 강건해지고 더욱 파손, 분쇄 및 털림(dusting)이 쉬어진다. 또한, 활성화 처리는 과립화된 재료의 제조에 비용이 추가된다고 알려져 있다.

본 발명은 필터형 궐련과 같은 필터가 붙은 흡연기구에 관한 것이고, 특히, 탄소 재료가 함유된 궐련 필터에 관한 것이다.

상기 기재와 더불어 본 발명의 신규한 특징 및 이점은 동반하는 도면와 공동으로 하기의 상세한 설명으로 당업자들에게 분명하게 될 것이다.

도 1은 내부 항목을 예증하기 위하여 잘리어진 부분을 갖는, 본 발명에 따른, 담배 로드 및 다중-구성요소 필터를 포함하는 궐련의 측면도이다.

도 2는 도 1과 유사하지만 두개의 다른 크기의 구형의 비드형 탄소로 채워진 공동을 나타내는 측면도이다.

도 3은 임의로 코어(core) 및 풍미제 코팅의 표면을 포함하는 단일 구형의 비드의 측면도이다.

도 4는 비드 사이의 점대점 접촉을 보여주는, 구형의 비드형 탄소로 채워진 필터 공동의 확장된 부분적인 측면도이다.

도 5는 담배 로드 및 내부 항목을 예증하기 위하여 잘리어진 부분을 갖는 다중-구성요소 필터를 포함하는 본 발명의 다른 구현예의 측면도이다.

도 6은 담배 로드 및 내부 항목을 예증하기 위하여 잘리어진 부분을 갖는 다중-구성요소 필터를 포함하는 본 발명의 또 다른 구현예의 측면도이다.

도 7은 여러개의 다른 크기의 비드형 탄소에 대한 1,3-부타디엔의 퍼프당 퍼센트 운반의 그래프이다.

도 8은 대조군, 1R4F 표준 궐련으로부터의 1,3-부타디엔의 운반 뿐만 아니라, 별개의 PICA 및 비드형 탄소의 기능으로서의 1,3-부타디엔의 퍼프당 운반의 그래프이다.

도 9는 1,3-부타디엔의 퍼센트 운반에서 탄소 및 비흡수된 희석제의 효과를 나타내는 로드 그래프이다.

따라서, 본 발명의 목적은 흡연시 궐련의 감지된 맛에 덜 영향을 주면서, 궐련 주류연에 존재하는 가스상 구성요소를 효율적으로 그리고 효과적으로 흡수할 수 있는 탄소의 형태를 혼입하는 궐련 필터를 갖는 궐련을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 주류연의 가스상 구성요소를 효율적으로 그리고 효과적으로 흡수할 수 있는 탄소 및/또는 다른 재료의 형태를 혼입할 수 있는 궐련 필터를 갖는 궐련을 제공하는 것이지만, 자동화된 필터 로드 제조 작용을견디도록 물질적으로 강건하고, 과도한 활성화 처리 및 그것의 관련된 비용이 필요하지 않다.

본 발명의 또 다른 목적은 탄소-내포 필터 로드의 자동화된 생산을 향상하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 플러그-공간-플러그 필터 제조에서 공동의 더욱 완전하고 일관된 충전을 촉진하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 얼룩진 생성물의 발생 또는 털림 및 필터 로드 제조기의 청소 필요성을 줄이기 위하여, 필터 플러그의 제조에서 재료 살포 및 도탄을 예방하는(줄이는) 것이다.

상기 및 다른 목적들은 흡연기의 필터가 일관된 구형의 활성 탄소 비드(bead)로 바람직하게는 예비-선택된 직경, 기공크기 분포의 범위 및 활성 수준으로 구축되는 본 발명으로 이루어진다. 본 발명으로, 생성물 형성의 일률성, 생성물 수행능력의 일률성, 이것들의 둘 모두에 대한 일률성을 성취하기 쉬움 및 향상된 확고한 수행능력을 제공하는 탄소-내포 궐련 필터에 도달한다.

바람직한 구현예에서는, 그것의 공동이 바람직하게는 거의 동일한 크기의, 바람직하게는 0.2 내지 0.7㎜ 직경의 범위에서의, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.4㎜의 범위에서의 또는 대략 0.35㎜직경의, 일관된 구형의 탄소로 채워진 플러그-공간-플러그 필터를 제공한다. 이러한 크기에서, 충분하고 효과적인 가스상 제거는 중간 정도의 내지 더 낮은 활성화 수준에서 이루어지고, 바람직하게는 그램당 1600평방미터의 범위에서이다(Brunauer, Emmett & Teller("BET")method에 의해 측정된바와 같이). 따라서, 탄소 비드의 강건함 또는 경도는 필터 로드의 자동화된 제조 중에 부적당한 먼지의 형성 및 분열에 대한 그것들의 내성이 상승하도록 보존된다.

예비선택된 직경에서 또는 관한 비드 크기를 유지하는 것은 제조공정 중에서 더 매끄러운 흐름 및 비드의 더욱 일관된 채움을 촉진한다.

활성화된 비드형 탄소(activated beaded carbon)는 마이크로포어(micrepore) 범위(20 옹스트롬 미만)에서 그것의 기공크기 분포의 우세(가장 큰 부분)를 갖는 것으로 알려졌고, 가스상 성분의 제거에 대하여 최적인 것으로 믿어진다. 또한, 활성화된 비드형 탄소(특히 피치(pitch)-기저의 비드형 탄소)가 나무 또는 코코넛 기저 (과립의) 활성화된 탄소에 비교하여 매크로포어(macropore)(500 옹스트롬 초과)의 더 작은 개체군을 갖는 것이 알려져 있다.

바람직하게는, 상기 비드된 탄소는 매크로포어(500옹스트롬 또는 그 이상)의 범위에서의 기공을 더 적게 갖고, 지배적으로 마이크로포어 또는 작은 메조포어(mesopore)(50 옹스트롬 직경 또는 그 이하)의 범위에서, 그리고 나머지 기공은 그것들 사이로 한정된 범위 안에서의 기공크기 분포를 갖도록 제조된다.

비드형 탄소는 또한 어떤 의미에서 풍미제를 운반하도록 적용될 수 있어서, 그것들은 주류연에 방출가능하다.

도 1를 참조하여, 본 발명의 바람직한 구현예는 팁 페이퍼(16)로 로드에 붙여진 담배 로드(12) 및 다중-구성요소 필터(14)를 포함하는 궐련(10)을 제공한다. 필터(14)는 간격을 둔 셀룰로스 아세테이트 플러그(18, 20) 및 구형의 비드형 탄소(24)로 채워진 그것들 사이의 공동(22)을 갖는 플러그-공간-플러그 고안의 형태이다. 구형의 비드형 흡수재로 채워진 공동을 포함하는 다른 필터 구성물은 또한 본 발명의 범위 안에 있다.

구형의 비드형 탄소 재료(24)는 바람직하게는 플러그-공간-플러그 궐련 필터의 공동 안에서의 베드으로서 성립되는 경우 접촉의 단일 점에서 서로 접촉하려는 이로운 경향을 가진 예비-선택된 균일한 직경의 개별적인 비드를 포함한다. 이러한 단일 점 접촉은 공동(22)을 통해 흡입된 담배 연기의 최소한의 채널링(channeling) 또는 짧은 순환을 갖는 탄소 재료의 베드를 생산한다. 따라서, 최대한의 접촉은 궐련 연기의 가스상 및 표적화된 가스상 구성요소의 극도로 효율적인 흡수를 위한 비드의 탄소 표면 사이에서 이루어진다.

필터 공동(22)는 바람직하게는 동일한 크기의 구형 탄소 비드로 채워지거나 또는 대체적으로 다른 것보다 하나 더 큰, 두개의 다른 크기를 갖는 비드를 포함한다. 더 작은 크기의 비드는 도 2에서 나타낸 바와 같이, 더 큰 비드 사이에서 균일하게 채워진다. 특히, 도 2는 큰 비드(26) 및 큰 비드 사이에 균일하게 채워진 작은 비드(28)의 조합으로 채워진 필터 공동(22)을 갖는 도 1에 유사한 측면도이다. 비드의 두 크기는 공동(22)의 충전을 수학적으로 최대화하는 것으로 인하여 공동의 바깥쪽 가장자리에 바이패스(bypass) 채널링을 최소화하기 위해 선별될 수 있다. 사용될 최대 비드 직경을 선택하는 데에서, 원통형 필터 공동(22)의 직경은 고려대상이 되고, 최상의 수행능력은 공동 직경이 1/10 내지 1/40의 범위에서의 직경을 갖는 비드를 활용하는 것으로 이루어진다. 더 작은 비드(28)은 또한 더 큰 비드(26)과 조합하여 포함되는 경우에, 더 작은 비드 일반적으로 더 큰 비드의 약 22%의 직경을 갖는다. 바람직한 수학적인 관계식은 더 큰 비드(26)의 반경에 비례하여 더 작은 비드(28)의 반경에 대한의 비율이다.

추가의 대체적인 것으로, 비드형 재료는 또한 다른 필터 구성요소가 제거하려고 하는 가스상 구성요소를 많이 제거한 후 주류연에 풍미제를 제공하도록 선택될 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 필터 구성요소는 풍미된 비드형 재료로 채워진 추가적인 하류 공동을 갖는 도 1에서 나타낸 것과 유사할 것이다.

구형의 비드형 탄소(24) 사이의 단일 점 접촉에 대한 경향은 비드 사이의 마찰을 최소화하고, 그것들이 필터 공동(22)안에서 밀접하게 채워진 배열로 자기조립하도록 액체와 유사한 방법으로 제조 공정 중에 빠르게 흐르게 할 수 있다. 이러한 자유 유동성은 탄소 비드의 낭비적인 살포가 적거나 또는 거의 없은 상태로 공동(22)의 빠르고 효율적인 충전을 가능하게 한다.

탄소 재료는 당 기술분야에 알려진 기술로 비드된 구성으로 제형화될 수 있다. 더구나, 활성화된 탄소가 구형 비드된 탄소 물질로서 선택될 때, 탄소는 미국특허 제 4,917,835호, 제 5,456,868호 및 제 6,033,506호에 기재된 탄소는 당 기술분야에 알려진 다른 탄소 제형물로서 사용될 수 있다. 이들 특허의 개시는 본 발명에서 참고문헌으로 사용되었다. 일관되고 충실한 구형의 비드된 탄소는 일본의 Kureha Chemical Industry Co., Ltd. 또는 영국의 Mast Carbon Ltd, Henley Park,Guilford GU3 2AF로부터 구할 수 있다.

상기한 바와 같이, 구형의 비드형 탄소 재료(24)는 채널의 최소한의 형성으로 밀접하게 채워진 배열로 즉시 채워지는데, 그렇지 않다면 필터 공동(22)안에서의 필터베드의 효율성이 감소된다.이것은 재료의 매끄러운 표면화된 비드 사이의 점대점 접촉의 직접적인 결과이다. 이러한 균일한 채움은 생산된 필터에서 적은 변형뿐만 아니라 그것들의 전체 수행능력에서 적은 변형을 촉진한다. 흔히 침전하는 것으로 바이패스 채널 또는 다른 빈 공간의 형성을 형성하는 과립베드 채움과 같지 않게, 필터 공동(22)은 그후로 어떤 상당한 침전없이 제조공정 중에 구형의 비드형 탄소 재료로 실질적으로 완전하게 채워진다.

도 5를 참조하여, 본 발명의 또 다른 바람직한 구현예는 조각된 담배와 같은 흡연가능한 재료(12)의 로드 및 팁 페이퍼(16)로 로드(12)에 붙여진 다중-구성요소 필터(14)를 포함하는 궐련(10A)를 제공한다. 궐련(10A)의 점화에서, 주류연이 생성되고 담배 로드(12)로부터 그리고 필터(14)를 통해 흡입된다.

여기서, 필터 단편 및 다른 특징 사이의 위치에 관련되 "상류" 및 "하류"는 담배 로드(12)로부터 다중-구성요소 필터(14)를 통해서 흡입되므로 연기 본류의 방향에 관련하여 설명된다.

바람직하게는, 필터(14)는 처음으로 상류 탄소-내포 단편(50) 및 입쪽의 마단(마우스피스) 구성요소(52)를 포함한다. 이 구현예에서는, 탄소-내포 단편(50)은, 활성화된 비드형 탄소와 같이 구형의 비드형 탄소 재료(24)로 충전된 그 사이의 공동(58)을 한정하기 위하여 중앙 필터 구성요소(54)에 대하여 간격을 둔 중앙필터 구성요소(54), 담배 끝부분 구성요소(56)를 포함하는 플러그-공간-플러그 필터 하위-조립체(sub-assembly)을 포함한다. 담배 말단 구성요소(56)는 담배 로드(12)에 인접하여 위치되고, 바람직하게는 흡입에 낮은 저항성(RTD)의 셀룰로스 아세테이트 토우의 폴러그를 포함한다.

상기와 같이, 구형의 비드형 탄소 재료(24)는 단일 점에서 서로 접촉하는 개별적인 비드를 포함한다. 이러한 단일-점 접촉은 공동(58)을 통해 흡입된 담배 연기의 최소한의 채널링 또는 짧은-순환을 갖는 탄소 재료의 베드를 생산한다. 따라서, 최대 접촉은 표적화된 가스상 구성요소를 극도로 효율적이게 흡수하기를 위해 담배 연기의 가스상 및 비드의 탄소표면 사이에서 이루어진다.

더구나, 상기와 같이, 탄소 재료는 당 기술분야에 알려진 기술에 의해 비드된 구성으로 제형화될 수 있다. 활성 탄소이 구형의 비드형 탄소 재료로서 선택되는 경우에, 미국특허 제 4,917,835호, 제 5,456,868호 및 제 6,033,506호에 기재된 탄소는 당 기술분야에 알려진 다른 탄소 제형물과 함께 활용될 수 있다. 여기에서 인용된 모든 참조 문헌은 이들의 전문을 참고문헌으로 첨부한다.

입쪽의 말단(구강의) 구성요소(52)는 바람직하게는 셀룰로스 아세테이트 플러그 또는 저급 미립자제거 효율성에 알맞은 다른 적당한 섬유성 또는 망상형 재료의 형태이다. 바람직하게는, 미립자제거 효율성은 데니어 및 선택되는 총 규모 데니어와 함께 낮으므로, 다중-구성요소 필터(14)의 원하는 총 RTD는 도달된다.

바람직하게는, 적어도 약간은, 탄소 베드(24) 전부는 아니지만, 풍미-내포되거나 또는 다르게 풍미가 함침된다.

도 5를 참조하여, 다중-구성요소 필터의 중앙 필터 구성요소(54)는 바람직하게는 섬유성 필터 재료의 플러그(60), 바람직하게는 하나이상의 풍미-내포의 얀(yarn)(62)을 갖는, 저급 미립자 효율성 및 RTD에 적당한 셀룰로스 아세테이트 토우이다. 담배 연기 본류가 중앙 필터 구성요소(54)를 통해 그리고 얀(62)을 따라서 흡입되므로, 풍미는 연기 본류의 흐름속으로 배출된다. 풍미-스레드(thread) 내포 필터 플러그는 American Fitroma Company, 8410 Jefferson Davis Highway, Richmond, Virginia 23237-1341에서 구할 수 있고, 중앙 필터 구성요소(54)에 적합한 구축은 미국특허 제 4,281,671호에 기재되어 있고, 여기에서 인용된 모든 참조 문헌은 이들의 전문을 참고문헌으로 첨부한다.

바람직하게는 천공(64)의 하나이상의 완곡한 배열은 중앙 구성요소(54) 및 풍미된 비드형 탄소 베드(20)의 하류를 따르는 위치에서, 바람직하게는 베드(24)에 근접한 중앙 구성요소(54)의 상류 말단 부분에서 팁 페이퍼(16)를 통해서 형성된다. 바람직한 배치는 궐련의 구강쪽 말단(66) 및 천공(64) 사이의 거리를 최대화하고, 바람직하게는 흡연자의 입술이 천공(64) 막지 않도록 적어도 12㎜(밀리미터)이상이다. 바람직하게는, 통기의 수준은 40 내지 60%의 범위내이고 더욱 바람직하게는 FTC 타르 운반 궐련에서 대략 45 내지 55%이다.

비드된 탄소 베드는 완전하게 충전된 조건에서의 탄소의 적어도 70 내지 120㎎(밀리그램) 또는 그 이상 또는 공동(58)에서 85% 충전된 조건 또는 그 이상에서 비드된 탄소의 160 내지 180㎎ 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

예로서, 담배 로드의 길이(12)는 바람직하게는 49㎜이고, 다중-구성요소 필터(14)의 길이는 바람직하게는 34㎜이다. 궐련(10A)의 4개의 필터 구성요소의 길이는 하기와 같다: 담배 말단 구성요소(56)은 바람직하게는 6㎜이고, 비드형 탄소 베드(24)의 길이는 바람직하게는 180㎎의 탄소 적재에 대하여 12㎜이고; 중앙 구성요소(54)는 바람직하게는 8㎜이고; 입쪽의 말단 구성요소(52)는 바람직하게는 8㎜이다.

담배 로드(12)는 통상적인 궐련 싸개로 쌀 수 있거나 또는 밴드 페이퍼(banded paper)가 이 목적으로 사용될 수 있다. 밴드 궐련 페이퍼는 간격을 둔 통합된 셀룰로스 밴드(68)을 갖고, 이 밴드는 궐련(10A)이 그곳에서 연기가 나도록 하는 경우에 기재를 작열하는 위험이 감소하도록 궐련의 전체 연소율을 변경하기 위하여 궐련(10)의 최종 담배 로드를 둘러싼다. 미국 특허 제 5,263,999호 및 제 5,997,691호는 밴드 궐련 페이퍼를 기재하고, 여기에서 이들의 전문을 참고문헌으로 첨부한다.

도 6을 참조하여, 또 다른 바람직한 구현예는 단지, 단편의 약간 다른 배치를 갖는, 도 6의 궐련(10A)로서 동일한 필터 단편을 가진 변형된 궐련(10B)을 제공하고, 유사한 참고문헌 특징은 유사한 부분을 동정하기 위하여 사용되었다. 궐련(10B)에서, 풍미-배출 얀 요소(62)는 풍미된 비드형 탄소 베드(24)으로부터의 하류 및 궐련의 구강(입) 말단에서 입 말단 구성요소(52)에 위치하고, 중앙 구성요소(54)에 의해 거기로부터 간격을 둔다. 이 구현예에서, 트리아세틴과 같은 가소제는 풍미 얀(62)에 적용되어 구성요소(52)안에 위치한 얀을 고정시키고 흡연 중 필터로부터 흡입되는 것으로부터 얀을 예방할 수 있다. 대체적으로는 풍미 얀(62)은 꼬아놓아 동일한 결과에 도달할 수 있다. 도 5의 구현예에서와 같이, 통기(64)는 풍미된 비드형 탄소 베드(24)의 하류에 인접한 중앙 필터 구성요소(54)에 따른 위치에서 제공된다.

상기 궐련 필터에 사용하기 위한 활성화된 비드형 탄소 재료는 미국특허 제 3,909,449호 및 4,045,368호 및 영국특허 1,383,085호에 기재된 바와 같은 많은 알려진 비드 제조공정으로 제조될 수 있고, 여기에서 이들의 전문을 참고문헌으로 첨부한다. 많은 경우에서 개시 재료는 석유 및 석탄 공정으로부터의 피치(pitch)를 포함한다. 근본적으로, 용해가능한 탄소-내포 개체(또는 탄소 전구체)는 그것이 그형을 이루기 위하여 유체에서 현탁되고 그리고 고체화되고 이후로 탄소화되고 활성화될 수 있다면 충분하다.

전통적인 미립자 또는 과립의 탄소(PICA USA Inc, 432 McCormick Boulevard, Columbus, Ohio 43213-1585에 의해 제조되고 판매되는 과립화된 탄소와 같은)보다 비드형 탄소와의 기계 작용에서 큰 이점이 있다. 평균 86% 충전 수준에서 궐련 필터의 12㎜ 공동에서 과립 탄소의 180㎎의 적재를 제공하기 위한 필터 로드 제조기로, 기계배치의 조정없이 그리고 탄소의 동일한 양 및 동일한 길이 공동에서의 로드 제조기, 평균적으로 비드형 탄소가 만족스런 공장 기계 속도, 예를 들어, 분당 1500플러그에서 용적대비 대략 91%의 충전을 이룬다는 것이 알려져 있다. 더구나, 비드형 탄소로 비드된 기계의 작용은 상당히 덜 먼지를 생산하고 기계에 의해 수집된 이질적인 탄소는 재사용가능하고 흔히 과립의 탄소의 경우와 같이 부셔지지 않는다는 것이 발견되었다.

본 발명의 또 다른 관점은 필터에 과립형 탄소 대신 비드형 탄소를 포함하는 궐련의 개선된 맛이다. 이하 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 1~7점의 기호 등급을 기준으로, 미국 흡연가들은 탄소가 없는 대조군 궐련의 기호를 가장 높게 평가하였고 동일한 흡연가들이 과립형 탄소 궐련의 기호 수준을 더 낮은 수준으로 여겼으나, 비드형 탄소가 있는 동일한 궐련 모델을 끽연하였을 때 그들의 기호 수준은 다른 두개의 등급의 중간 수준으로 올라갔다. 이와 같은 결과는 과립형 탄소 모델 보다 비드형 탄소의 등급점수가 상당히 향상되었음을 증거한다.

활성화된 비드형 탄소는 그의 다공 크기 분포의 상당한 부분이 마이크로포어와 메소포어 부분(50 Å 미만)으로 분포하며, 500 Å을 넘는 매크로포어 범위에는 상대적으로 적게 분포한다는 것이 발견되었다. 이론과 결부시킬 필요없이, 마이크로포어의 수가 작을수록 비드형 탄소는 주류연으로부터 타르 요소를 포획하는 경향이 덜하고, 그 대신 연기의 풍미 성분이 탄소 비드의 배드를 통과하도록 한다고 믿어진다. 반대로, 과립(PICA) 탄소는 구멍 크기의 많은 부분이 매크로 크기 범위(500 Å 또는 그 이상의 크기 범위)로 분포하며, 이것은 타르와 풍미제를 포함하여 더 큰 입자를 포획하는 경향이 있다.

그 밖에, 과립 탄소는 코코넛 껍질, 호두 껍질 또는 나무와 같은 유기물질로 구성되고, 그것의 천연 기원은 훨씬 더 많은 재 카운트(ash count) 및 각종 금속 및 다른 재료와 불순물의 존재의 원인이 된다고 믿어지며, 이들은 비드형 탄소에서는 발견되지 않는다. 이런 면은 또한 과립형 탄소보다 호의적인 주관적 영향을 갖는 비드형 탄소에 기인된다고 믿어진다.

궐련 필터에 적용하기 위한 절삭성 및 탄소 재료의 선택과 관련하여 세가지 중심 관심이 있다. 하나의 관심은 로드 제작 기계 자체가 궐련 제조작업 동안 먼지를 발생시키는 경향이다. 먼지는 생성물의 처리에 계속 문제가 될 수 있다. 다른 관심은 활성 탄소를 열처리하는 비용이다. 더 많이 태워버릴수록, 더 많은 중량의 출발물질이 소모된다. 그밖에, 활성 수준이 높을수록, 탄소의 중량과 밀도가 손실되어, 그 결과 탄소는 더욱 부서지기 쉽다. 더우기, 플러그-공간-플러그 필터 로드 제작 작업에서 얼마나 짧게 공동이 형성될 수 있고 채울 수 있는가가 제한된다. 현재, 필터 로드 제작 기계를 사용하여, 적어도 약 4~6mm의 공동 길이가 선호된다. 4mm 이하의 길이의 공동을 생성하는 것은 어렵고 바람직하지 않다.

기체상의 제거 효능은 입자 크기 및 비드 직경에 의해 영향을 받으며, 비드가 작을수록 더 효과적이다. 그밖에, 일반적으로, 주어진 탄소가 더 활성일수록, 기체상 제거에 더 효과적이지만, 그러나, 절삭성(먼지 인자) 및 활성처리 비용은 어느 정도의 활성이 바람직한가에 대한 상쇄적인 고려대상이다. 균형은 활성 수준이 1000 ~ 1600 제곱미터/그램 BET(Brunauer에 의해, Emmet & Teller법으로 측정, 이하 "㎡/g BET"라 함), 더욱 바람직하기는 1100 ~ 1300㎡/g BET의 범위의 비표면적과 동등할 때, 비드 직경이 약 0.2~0.7㎜, 더욱 바람직하기는 0.2~0.4㎜ 범위의 비드 직경의 바람직한 범위로 감소됨에 따라 맞춰진다. 그러나, 극히 작은 비드들은 필터 공동에 조밀하게 채워져 바람직하지 않을 정도로 공동을 통한 지나친 압력강하를 가져오는 경향이 있다. 바람직한 구현예와 같은 몇몇 적용에서, 지나친 압력 저하는 피하는 것이 바람직하다. 따라서, 더욱 바람직한 구형 비드 크기는 직경이 약 0.35㎜이다. 또한, 바람직한 크기의 범위는 필터 로드 제작 기계의 적당한 그리고 깨끗한 작업을 촉진한다.

탄소 비드가 작을수록 비드는 더욱 조밀하게 채워지고, 이것은 압력 강하를 가속시킨다. 따라서, 기체상 제거 효율을 획득하기 위해 아주 작은 비드 직경으로 향하는 경향은, 필터를 가로지르는 압력 강하가 궐련을 끽연 후 흡입에 대한 저항(RTD)에 관한 흡연자들의 기대 내에 있기 위해 예정된 경계 안에 머물러야 할 필요성과 반대된다.

도 7은 다양한 탄소 비드-크기 직경에 대한 궐련의 구강쪽 말단에서 퍼프(puff) 당의 1,3-부타디엔의 운반을 그래프로 나타낸 것이다. 주어진 비드형 탄소 재료는 베드 길이 2.7㎜에서 직경 0.7㎜의 활성 비드형 탄소 75㎎(도 7의 곡선 100), 베드 길이 2.6㎜에서 직경 0.5㎜의 활성 비드형 탄소 75㎎(곡선 102), 및 베드 길이 2.5㎜에서 직경 0.35㎜의 활성 비드형 탄소 75㎎(곡선 104)을 포함한다. 각 공동은 완전히 채워진 상태이다.

역시 도 7을 참조하여, 비드 직경이 작을수록 1,3-부탄디엔을 제거하는 성능은 증가되었고, 이것은 모든 퍼프에 대해 완전히 유효하다. 특히, 완전히 채워진 2.5㎜의 공동길이를 갖는 직경 0.35㎜에서, 일본의 Kureha Chemical Industry Co., Ltd.에 의해 공급된 비드 75㎎은, 총 8회의 퍼프을 통해, 상대적으로 낮은 표면적-대-질량 값에도 불구하고, 궐련의 1,3-부타디엔 모두가 반드시 포획될 것이라는 것이 발견되었다.

도 7에서 비드 재료의 표면적 활성 수준은 1000 ~ 1600㎡/g BET의 범위, 바람직하기는 1100~1300 ㎡/g BET의 범위이다. 라인 104로 나타낸 결과는 1,3-부타디엔의 거의 완전한 제거를 나타내며, 라인 102는 1,3-부타디엔의 상당한(거의 90%) 감소를 나타낸다.

도 8은 비드형 탄소의 다양한 직경에 대해 궐련의 구강 말단으로부터 한모금 당 1,3-부타디엔의 운반을 그래프로 나타낸 것이다: 길이 2.5㎜의 공동에 직경 0.35㎜의 탄소 비드 75㎎(도 8의 곡선 108), 길이 2.5㎜의 공동에 40 ×60 메쉬 과립(PICA) 탄소 48㎎(곡선 110), 길이 2.5㎜의 공동에 40 ×50 메쉬 과립(PICA) 탄소 46㎎(곡선 112), 길이 12㎜의 공동에 40 ×50 메쉬 과립(PICA) 탄소 180㎎(곡선 114), 및 1R4F 궐련 표준 대조(곡선 116).

도 7 및 도 8을 비교하여, 2.5㎜ 공동에 48㎎이 충전된 40 ×60 메쉬 과립 탄소(도 8의 곡선 110)는 직경 0.35㎜의 비드형 탄소(도 7의 곡선 108)와 필수적으로 동일한 결과를 나타낸다. 그러나, 40 ×60 메쉬 PICA 탄소는 필터 로드 제작 기계 작업시 극히 다루기 어렵다고 알려져 있다(먼지가 상당히 섞임). 그러나, 직경 0.35㎜의 비드형 탄소는 75㎎이 충전되었을 때 기계 작업시 상당한 오염없이 쉽게 다룰 수 있는데, 이것은 비드형 탄소의 일반적인 흐름 특성 및 (활성이 중간 정도까지 낮아지면서) 더 큰 밀도 및 경도 때문이다. 따라서, 비드형 탄소는 궐련 제조 장치에서 쉽게 다룰 수 있는 크기로, 초미세(PICA) 탄소와 동일한 성능을 달성한다. 이것은 상당한 이점이다.

일반적으로, 탄소 비드는 PICA 개개의 미립자 탄소보다 더 조밀하고 단단한 물질이다. 따라서, 비드형 탄소를 갖는 궐련 필터의 제조 및 처리시, 먼지가 덜하며 공동이 더 정돈하여 채워지고 과립 탄소보다 더욱 완전히 채워지는 경향이 있다.

채워진 공동 상태에서, 75㎎ 충전 수준에서 직경 0.35㎜의 비드형 탄소로 우수한 기체상 제거 효율이 얻어지며, 이것은 도 7의 곡선 104로 나타낸 바와 같다. 그러나, 이와 같은 탄소 충전은 표준 궐련 원둘레(24㎜)에서 2.5㎜ 길이의 공동을 완전히 채우지만, 이 공동 길이는 제조하기 어렵다. 따라서, 활성화된 비드형 탄소와 함께 유사하거나 또는 바람직하기는 동일한 크기의, 그러나 비용 절감 및 절삭성의 향상을 위해 거의 또는 아주 활성이 없는 다른 비드를 포함하는 것이 바람직하다.

비드형 탄소 75㎎과 유리 비드가, 비드형 탄소 1/3 및 비드 유리 2/3의 용적 분할로 결합된 구현예는 동일한 75㎎ 충전으로 단독으로 작용한 것과 기체상 제거에 있어서 필수적으로 동일한 성능을 나타내었다. 따라서, 활성화된 비드형 탄소 75㎎과 비활성화된 탄소의 추가 비드를 혼합하는 것이 바람직하며, 6㎜ 길이 공동을 채우는데 충분한 양 또는 동일한 직경의 크기의 궐련 제조에 통상적으로 적용되는 공동을 채우는데 요구될 수 있는 추가량이 바람직하다. 이와같은 활성 및 비-활성 탄소 비드의 조합물은 더 비싼 활성 탄소 비드로 공동을 완전히 채울 필요가 없기 때문에 저렴한 비용으로 동일한 결과를 낳는다. 이 발견의 추가의 이점은 궐련 제조업자가 다양한 궐련 품질에 대하여 공동 크기를 미리 선택할 수 있고, 다양한 품질에 다양한 양의 탄소를 선택하거나 또는 미리 선택된 공동의 남은 공간을 비활성(또는 덜 활성된) 비드 재료, 비드 재료 풍미 운반제, 또는 다른 알맞는 충전재로 채울 수 있는 자유가 있다는 것이다. 흡연자 선호의 변화 또는 다른 환경에 대한 반응에 따라, 충전재 중의 활성 비드형 탄소의 비율은, 궐련 설계에서 공동 크기를 변화시키거나 또는 충전재 및 궐련 생산 기계의 크기를 바꾸는 것과 같은 복잡함 없이 변화될 수 있다. 이것은 궐련 작업에서 중요한 이점이다.

도 9는 비드형 탄소 단독 및 비-흡착 희석제가 분산된 비드형 탄소를 갖는 충전재에 대한 1,3-부타디엔의 총 운반률에 관한 비교적 유사한 결과를 나타내는 로드차트이다. 도 9의 로드 120은 1R4F 궐련 표준 대조에 관한 것으로 끽연 과정 동안 약 8회의 퍼프 후 궐련의 구강쪽 말단으로부터 1,3-부타디엔이 약 86% 운반됨을 나타낸다. 로드 122 및 124는 도 5와 유사하지만, 셀룰로스 아세테이트 및 무-탄소(로드 122), 그리고 유리 비드 380㎎과 무-탄소(로드 124) 궐련 구조를 나타낸다. 약 8번의 퍼프 후, 각 궐련의 구강 말단에서 1,3-부타디엔의 전체 운반%는 높았고, 로드 122는 약 91%, 로드 124는 82%였다. 로드 126, 128 및 130은 각각 도 5와 유사한 궐련 구조를 나타내지만, 각각의 경우 충전재 공동은 다른 재료로 채워진다. 로드 126으로 나타낸 궐련은 직경 0.35㎜의 활성 탄소 비드 75㎎으로 채워진 공동을 포함한다. 1,3-부탄디엔 운반의 오직 약 1%만이 8회의 퍼프 후 로드 122의 궐련의 구강말단을 통해 통과하며, 유사한 결과가 로드 128 및 130으로 나타낸 궐련에 의해 얻어지며, 여기서 충전재 공동은 비-흡착 희석재와 결합된, 직경 0.35 ㎜의 활성 탄소비드 75㎎으로 채워진다. 로드 128의 궐련은 탄소 비드와 분산된 유리 비드 190㎎을 포함하며 로드 130은 탄소비드와 분산된 유리 비드 380㎎을 포함한다. 각 예에서, 8회 퍼프 후 궐련의 구강쪽 말단으로부터 1,3-부타디엔의 총 운반%는 약 2%이다. 요약하면, 비-흡착 희석제와 결합된 활성 탄소 비드를 포함하는 충전재는 동등한 중량의 비희석된 형태의 활성 탄소 비드를 갖는 충전재와 거의 동일한 결과를 낳는다.

하기 표 1은 2개의 다른 배치로부터 0.7㎜, 0.5㎜ 및 0.35㎜의 직경을 갖는 비드형 탄소 뿐만 아니라 PICA 탄소 20×50 메쉬/인치 및 40×60 메쉬/인치를 포함하는 활성 탄소의 포어 크기 분포를 나타낸다

표 1

	*DFT 포어 부피
샘플	벌크 밀도(g/cc)	BET S.A.(㎡/g)	Micro Vol.(㎤/g)	총 부피(㎤/g)
PICA 20 ×50메쉬	0.37	1587	0.5459	0.5983
PICA 40 ×60메쉬	0.39	1468	0.5566	0.5967
비드 배치 1직경 0.7mm	0.57	1129	0.4614	0.4849
비드 배치 1직경 0.5mm	0.58	1247	0.4791	0.4906
비드 배치 1직경 0.35mm	0.59	1289	0.4821	0.5154
비드 배치 2직경 0.5mm	0.58	1150	0.4562	0.4618
비드 배치 2직경 0.35mm	0.58	1244	0.4750	0.5030

*DFT: 시스템의 현미경적 특성에 대한 흡수 등온선을 허용하는 분자-기준 통계적 열역학 이론인 밀도 함수 이론에 의해 계산됨(참조: P.A.Webb 및 C. Orr, Analytical Method in Fine Particle Technology, Micrometrics Instrument Corporation, Norcross, GA, 1977, page 81).

PICA 탄소는 약 0.37g/㎤의 벌크 밀도를 갖는 반면, 바람직한 탄소의 활성 비드형 탄소는 0.5g/㎤ 초과, 더욱 바람직하기는 0.55~0.6g/㎤의 범위의 벌크 밀도를 갖는다.

바람직한 구현예의 비드 활성 탄소는 지올라이트, 분자체, 복합재 또는 베드재료, 크레이, 알루미나, 기타 금속 산화물, 금속 실리케이트, 및 금속 인산염, 실리카겔, 및 3-아미노프로필실릴(APS) 실리카 겔 비드와 같은 개질된 실리카겔 등과 같은 다른 흡착제와 혼합, 결합 또는 병합될 수 있다.

하기 표 2는 도 5에서와 같은 필터 공동이 표시된 재료로 채워진 궐련 필터 구조물에 대한 대조 1R4F 표준 궐련 대 표시된 기체상 성분의 총 운반%를 나타낸다.

표 2-1

표 2-2

바람직하기는 풍미는 혼합(텀블링) 드럼에서 또는 선택적으로 유동화제로서 질소를 갖는 유동베드에서 활성 탄소의 배치 위에 풍미제를 분사함으로써 탄소 비드에 첨가되며, 여기서 풍미제는 베드에서 탄소 위에 분사된다. 또한, 단독으로 또는 다른 필터 성분들 또는 탄소 비드의 베드 위에 하나 이상의 플러그 싸개 및/또는 티핑 종이를 따라 실시되는 풍미제의 첨가와 함께 풍미제를 위치시키는 것은 본 발명의 의도 내이다.

당업자들은 본 발명이 기재된 구현예와 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이며, 이것은 설명을 위한 것으로 한정을 목적으로 하지 않는다. 예를 들면, 궐련 필터는 셀룰로스 아세테이트 토우와 같은 섬유성 매스 내에 채워진 비드형 탄소를 포함할 수 있다. 또한, 임의로 구형 비드들은 각각 코어와 풍미제의 표면 코팅을 포함한다. 본 발명은 하기의 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (62)

1. 구형이고 예비-선택된 직경의 비드형 활성 탄소을 포함하는 궐련 필터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 약 0.20㎜ ~ 0.70㎜ 범위의 직경을 갖는 궐련 필터.
3. 제 2항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 0.20㎜ ~ 0.40㎜ 범위의 직경을 갖는 궐련 필터.
4. 제 3항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 약 0.35㎜의 직경을 갖는 궐련 필터.
5. 제 2항에 있어서, 상기 비드형 탄소 재료의 일부 이상이 1600㎡/g BET 이하의 비(比)표면적을 갖는 궐련 필터.
6. 제 5항에 있어서, 상기 비드형 탄소 재료의 일부 이상이 1100 ~ 1300㎡/g BET 범위의 비표면적을 갖는 궐련 필터.
7. 제 2항에 있어서, 상기 활성화된 비드형 탄소가 0.5 초과의 밀도를 갖는 궐련 필터.
8. 제 2항에 있어서, 공동(cavity)을 포함하며, 여기서 비드형 탄소가 상기 공동을 실질적으로 완전히 채우는 것인 궐련 필터.
9. 제 2항에 있어서, 공동을 포함하며, 여기서 구형의 비드형 탄소가 상기 공동의 약 80~95%를 채우는 것인 궐련 필터.
10. 제 1항에 있어서, 상기 활성화된 비드형 탄소가, 하나 이상의 연기 성분을 원하는 양으로 줄이기에 충분한 예비결정된 양인 궐련 필터.
11. 제 10항에 있어서, 상기 활성화된 비드형 탄소가 1,3-부타디엔을 약 90%이상 감소시키기에 충분한, 예비결정된 양인 궐련 필터.
12. 제 11항에 있어서, 상기 예비결정된 양이 활성화된 비드형 탄소의 약 70~180㎎인 궐련 필터.
13. 제 1항에 있어서, 상기 활성 비드형 탄소와 비교하여 덜 활성이거나 또는 비활성인 제2 비드 재료를 포함하는 궐련필터.
14. 제 13항에 있어서, 상기 제 2 비드형 재료가 활성화된 비드형 탄소와 실제적으로 동일한 직경의 비드형 탄소를 포함하는 것인 궐련 필터.
15. 제 1항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 실제적으로 동일한 직경의 개별적인 비드의 첫번째 군과, 실제적으로 동일한 직경이지만 첫번째 군의 비드의 직경보다는 작은 직경의 개별적인 비드의 두번째 군을 포함하는 궐련 필터.
16. 제 15항에 있어서, 상기 두번째 군의 구형 비드가 첫번째 군의 비드의 반경의 약의 반경을 갖는 궐련 필터.
17. 제 1항에 있어서, 원통형 공동을 포함하며, 여기서 상기 구형의 비드형 탄소가 원통형 공동의 직경의 1/10 ~ 1/40 범위의 직경을 갖는 비드를 포함하는 궐련 필터.
18. 제 1항에 있어서, 상기 구형 비드형 탄소의 일부 이상이 풍미를 갖는 궐련 필터.
19. 제 18항에 있어서, 풍미성 구형의 비드형 탄소의 하류 방향에 위치된 하나 이상의 추가의 풍미-방출 단편을 포함하는 궐련 필터.
20. 제 19항에 있어서, 상기 추가 풍미-방출 단편이 그 안에 풍미제를 갖는 얀을 포함하는 것인 궐련 필터.
21. 제 1항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소로부터 하류 방향에 풍미-방출 단편을 포함하는 궐련 필터.
22. 제 1항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소는 용해가능한 탄소 전구체가 유체 중에 현탁되고 그 이후 전구체가 고형화되고 탄소화된 결과인 궐련 필터.
23. 제 22항에 있어서, 상기 활성화된 비드형 탄소와 비교했을 때 활성이 덜하거나 비활성인 제 2 비드형 재료를 포함하는 궐련 필터.
24. 제 23항에 있어서, 상기 제 2 비드형 재료가 상기 활성화된 비드형 탄소와 실제적으로 동일한 직경을 갖는 궐련 필터.
25. 담배 로드와, 구형이고 예비-선택된 직경의 비드형 활성 탄소이 포함된 궐련 필터를 포함하는 궐련.
26. 제 25항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 약 0.20㎜ ~ 0.70㎜ 범위의직경을 갖는 궐련.
27. 제 26항에 있어서, 상기 비드형 탄소가 0.20㎜ ~ 0.40㎜의 직경을 갖는 궐련.
28. 제 27항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 약 0.35㎜의 직경을 갖는 궐련.
29. 제 25항에 있어서, 상기 비드형 탄소 재료의 일부 이상이 1600㎡/g BET이하의 비표면적을 갖는 궐련.
30. 제 29항에 있어서, 상기 비드형 탄소 재료의 일부 이상이 1100 ~ 1300㎡/g BET 범위의 비표면적을 갖는 궐련.
31. 제 25항에 있어서, DFT 비(比)마이크로포어 부피로 측정한 바에 따르면, 상기 비드형 탄소의 일부 이상은 0.4㎤/gm이상이고 총 기공 부피는 0.6㎤/gm이하인 궐련.
32. 제 25항에 있어서, 상기 필터가 공동을 포함하며, 상기 비드형 탄소는 상기 공동을 실제적으로 완전히 채우는 것인 궐련.
33. 제 25항에 있어서, 상기 필터가 공동을 포함하며, 상기 구형의 비드형 탄소는 상기 공동의 약 80~95%를 채우는 것인 궐련.
34. 제 25항에 있어서, 상기 활성화된 비드형 탄소가, 하나 이상의 연기 성분을 원하는 양으로 줄이는데 충분한 예비결정된 양인 궐련.
35. 제 34항에 있어서, 상기 활성화된 비드형 탄소가 1,3-부타디엔을 약 90%이상 감소시키기에 충분한, 예비결정된 양인 궐련.
36. 제 35항에 있어서, 상기 예비결정된 양이 활성화된 비드형 탄소 약 70~180㎎인 궐련.
37. 제 25항에 있어서, 상기 활성화된 비드형 탄소와 비교하여 덜 활성이거나 또는 비활성인 제 2 비드형 재료를 포함하는 궐련.
38. 제 37항에 있어서, 상기 제 2 비드형 재료가 상기 활성화된 비드형 탄소와 실제적으로 동일한 직경을 갖는 궐련.
39. 제 25항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 실제적으로 동일한 직경의 개별적인 비드의 첫번째 군과, 실제적으로 동일한 직경이지만 첫번째 군의 비드의 직경보다는 작은 직경의 개별적인 비드의 두번째 군을 포함하는 궐련.
40. 제 39항에 있어서, 상기 두번째 군의 구형 비드가 첫번째 군의 비드의 반경의 약의 반경을 갖는 궐련.
41. 제 25항에 있어서, 원통형 공동을 포함하며, 여기서 상기 구형의 비드형 탄소는 원통형 공동의 직경의 1/10 ~ 1/40 범위의 직경을 갖는 비드를 포함하는 궐련.
42. 제 25항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 풍미를 갖는 궐련.
43. 제 42항에 있어서, 풍미성 구형의 비드형 탄소의 하류 방향에 위치된 하나 이상의 추가의 풍미-방출 단편을 포함하는 궐련.
44. 제 43항에 있어서, 상기 추가 풍미-방출 단편이 그 안에 풍미제를 갖는 얀을 포함하는 궐련.
45. 제 25항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소의 하류 방향에 풍미-방출 단편을 포함하는 궐련.
46. 제 25항에 있어서, 상기 비드형 탄소의 구형은 용해가능한 탄소 전구체가 유체 중에 현탁되고 그 이후 전구체가 고형화되고 탄소화된 결과인 궐련.
47. 담배 로드와, 담배의 주류연으로부터 이와 같은 연기가 필터를 통해 흐를때 하나 이상의 담배 주류연 성분을 제거하기 위해 구형의 비드형 활성 탄소으로 채워진 공동을 포함하는 필터를 포함하는 궐련.
48. 제 47항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 지올라이트, 실리카겔, 변형된 실리카겔, 무기 중합체, 클레이, 금속 산화물, 금속 실리케이트, 알루민화인산염 및 금속 인산물로 이루어진 군으로 부터 선택되는 재료와 협력하여 작용하는 궐련.
49. 제 26항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 실제적으로 동일한 직경의 개별적인 비드의 첫번째 군과, 실제적으로 동일한 직경이지만 첫번째 군의 비드의 직경보다는 작은 직경의 개별적인 비드의 두번째 군을 포함하는 궐련.
50. 제 49항에 있어서, 상기 두번째 군의 구형 비드가 첫번째 군의 구형 비드의반경의 약의 반경을 갖는 궐련.
51. 제 47항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소가 풍미를 갖는 궐련.
52. 제 51항에 있어서, 풍미성 구형의 비드형 탄소의 하류 방향에 위치된 하나 이상의 추가의 풍미-방출 단편을 포함하는 궐련.
53. 제 52항에 있어서, 상기 추가 풍미-방출 단편이 그 안에 풍미제를 갖는 얀을 포함하는 궐련.
54. 제 47항에 있어서, 상기 구형의 비드형 탄소의 하류 방향에 풍미-방출 단편을 포함하는 궐련.
55. 제 47항에 있어서, 비활성 또는 덜 활성인 탄소 비드의 공동 내에 또 다른 비드형 탄소 재료를 포함하는 궐련.
56. 제 47항에 있어서, 상기 필터가 원통형이고 상기 공동은 필터의 직경과 거의 동일한 직경을 가지며 공동 길이는 약 2.5 ~ 12㎜인 궐련.
57. 제 47항에 있어서, 상기 비드형 탄소 재료가 0.2 ~ 0.7㎜ 범위의 입자 크기 직경을 갖는 궐련.
58. 제 57항에 있어서, 상기 비드형 탄소 재료가 0.2 ~ 0.4㎜ 범위의 입자 크기 직경을 갖는 궐련.
59. 제 58항에 있어서, 상기 비드형 탄소 재료가 약 0.35㎜의 입자 크기 직경을 갖는 궐련.
60. 제 47항에 있어서, 상기 비드형 탄소 재료가 BET법으로 측정한 바에 따르면 1100 ~ 1300 BET 범위로 활성화된 궐련.
61. 제 47항에 있어서, 공동에 탄소 비드와 거의 동일한 크기의 비-탄소 비드를 추가로 포함하는 궐련.
62. 담배 로드와, 제 1항 내지 제 24항 중 어느 하나의 항에 따른 궐련 필터를 포함하는 궐련.