JPS5832587B2 - タバコノ ケムリロカザイリヨウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタバコの煙濾過材料に関し、特に炭素粒子を構
成要素として含むタバコの煙濾過材料に関する。

フィラメント状および（または）繊維状シート材料から
作られ、機械的手段によりタバコの煙の粒子相を除去す
るフィルタは周知である。

タバコの煙は、粒子相の他にも、蒸気相の成分をも含ん
でいるがこの成分は機械的濾過により除去できず、吸収
および（または）吸着により、あるいは化学反応によっ
てのみ除去できるものである。

活性炭素粒子は適当な吸収剤および（または）吸着剤で
あることが判明している。

しかし、炭素は味に悪影響を与え、また、この特性を隠
すために天然または人工の調味料またはタバコ抽出物を
添加することが知られている。

炭素の濾過性質を向上しかつより選択的にするために、
炭素に無機塩、酸化物、非揮発性アミン化合物、キレー
ト試薬または水溶性イオン交換材料を含浸させることは
周知である。

フィルタロッドの製造中に、炭素粒子を互に結合するた
めに、重合熱可塑性材料、例えば、ポリエチレンまたは
ポリビニルピロリジンを結合剤として用いられている。

これらの場合、炭素粒子は含浸剤で飽和されて表面特性
を変化するかあるいは互に結合して固形物を形成する。

また、発泡ポリヒドロキシエチルメタクリレートの如き
合成重合物と共に未被覆炭素を、両者共粒子の形態で、
濾過材料として用いることも周知である。

しかしながら、上述のいずれの場合も、炭素粒子自体の
異臭がタバコの煙の味に与える悪影響については充分な
考慮が払われていなかった。

本発明の目的は、炭素粒子を用いながらも、炭素粒子自
体の異臭がタバコの煙の味に悪影響を与えることなく、
しかもかかる悪影響防止のための工夫にもかかわらず炭
素粒子によるタバコの有機蒸気成分の除去能が不当に損
なわれることのないタバコの煙濾過材を提供することに
ある。

本発明は、この目的達成のために、タバコの煙を濾過す
る炭素粒子から戒る材料において、前記炭素粒子が個々
に、そして互に結合されることなしに、０．１ないし８
饅の被覆レベルのバリヤ層により、内外両面が被覆され
ており、前記バリヤ層は水柱１０ｃｒＩＬの圧力につき
７． ＯＯＯ−２００，０００ｃｒｉｔ／ｍｉｎ／１０
（ｉの多孔度を有すること及び５×１０−４ないし２ミ
クロンの寸法範囲内の分子の通過を許すことによりタバ
コの煙に含まれるアルデヒド等の有機蒸気を透過すると
いう意味において不連続であり、さらに前記バリヤ層が
、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリメタクリ
ル酸、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、
セルロースアセテート、アルギン酸塩から成る重合有機
化合物群の１つ又は２つ以上の混合物から構成されてい
ることを特徴とするタバコの煙が過材料を提供する。

前記炭素粒子としては、市販の活性炭素を用いることが
でき、これが出発材料となる。

炭素粒子の粒度は、実質的に３００ないし１７００ミク
ロンの範囲内にあるべきである。

一般に範囲は５００ないし１７００ミクロンであるが、
少量、例えば２饅の非常に微細、即ち５００ ：：クロ
ン以下）粒子が存在してもよい。

好ましくは、炭素は非圧縮の粒子であるが、圧縮された
またはペレット化された粒子をも利用できる。

しかし、粒子は互に結合してはならない。

薄いバリヤ層の厚さは、使用される被覆材料および要求
される沢過性能に依存する。

炭素面の被覆の厚さは変化するが、平均してその厚さは
５×１０−４ないしＯ，Ｓミクロンである。

普通の実用上の目的には、このような小さい厚さをその
まま測定することは不便であり、被覆の生長する厚さは
被覆レベルと称されるもの、即ち、被覆された炭素の重
量から被覆されない炭素の重量を引いて得られた値を被
覆されない炭素の重量で割ってこれをパーセントで表わ
したもので表わすのがよい。

所要の効果を得るためにはバリヤ層の被覆レベルを０．
１ないし８φにする必要があり、０．１咎に満たないと
バリヤ層が薄くなり過ぎて炭素粒子特有の異臭を充分に
マスキング（ｍａｓ ｋｉｎｇ）できなくなり、８φ
を越えるとバリヤ層が厚くなり過ぎて、バリヤ層の多孔
度が低くなり、炭素粒子の有機蒸気に対する吸着及び吸
収能が許容出来ない程度に低下してしまう。

被覆レベルを０．１ないし８優にすれば、バリヤ層は水
柱１０Ｃｒｒｔの圧力につき７．０００−２００．００
０ｉ／ｍｉｎ ／ １０−の多孔度をほぼ有するように
なると共に、５ＸＬＯ’ないし２ミクロンの寸法範囲内
の分子の通過を許すことになるので、炭素粒子の異臭を
マスキングしながらも、炭素粒子の有機蒸気除去作用を
不当に低下させる心配はない。

被覆材料を炭素粒子の面に付与するには材料が粒子の孔
の面番ど緊密に接触しまたは衝突するようにした周知の
浸漬または他の被覆法で行いうる。

前記バリヤ層の構成材料として列記したポリヒドロキシ
エチルメタクリレート、ポリメタクリル酸、ポリビニル
アセテート、ポリビニルアルコール、セルロースアセテ
ート、アルギン酸塩は、炭素粒子特有の異臭を効果的に
マスキングするにも拘らず、炭素粒子の有機蒸気の吸着
及び吸収能を最大限に維持するという意味で非常に有効
な被覆材料であることが、本発明者の試験により判って
いる。

当然のことながら、これらの被覆材料は、無毒性でそれ
自体が望ましくない味の源でないのは言うまでもない。

被覆された炭素粒子は、フィラメント状、繊維状、紙ま
たは発泡体の濾過材料、例えばセルロースアセテートト
ウ、紙またはオープンセル発泡サーモプラスチック製の
二区分間の粒状ベッドとしてフィルタに用いうる。

粒状ベッドは二個の多孔性またはパーホレーション付き
盤間あるいは多孔性の管内に保持できる。

あるいは、被覆された炭素粒子は前記濾過材料内に配置
することもできる。

シガレットフィルタに組み入れられる被覆された炭素の
量は１０〜２００ｍｇ、好ましくは１０〜１００ｍｇに
なしうる。

下記の実施例は本発明を実施し濾過効果を達成する方法
を示す。

示された濾過効率はタバ３め煙中の揮発性アルデヒド類
の総量の減少を示す。

実施例において、作られた被覆は前記量範囲内のバリヤ
層特性を有していた。

実施例 １ 平均粒度１１００ミクロンの粒状炭素、等級ＭＦ３（ケ
ムビロン社販売）を被覆工程に先立ってエタノール中で
洗浄し、乾燥した。

使用直前に、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（Ｈ
ＥＭＡ）モノマをｔ−プチルパーオクトエートイニシェ
ーク含有のエタノールに溶かした３種類の被覆溶液を調
製した。

ＨＥＭＡ、エタノール、およびイニシェークの容積パー
セントは、１ ：１００：０．４，２：１００：０．４
、および３：１００：０．４であり、これらを用いて、
上に定義した被覆レベル０．８５ 、１．５および２．
２％をそれぞれ与えた。

各レベルで被覆するために、予乾燥予科量したメツシュ
サックに炭素的２０ｇを入れ、これを８０℃の真空中で
一晩維持することにより一定重量まで乾燥した。

炭素を入れたサックを冷却しそして被覆溶液に１０分間
浸漬した後、フィルタ漏斗に１０分間放置することによ
り完全に脱水したかくして得られたモノマ被覆を８０℃
真空中で２時間加熱することにより重合した。

最後に炭素をエタノール中で３回洗浄して未反応モノマ
および溶解性の低分子量重合体を除去した。

８０℃の真空中で一晩再乾燥した後に、被覆済み炭素を
秤量して被覆レベルを確立できるようにした。

各被覆レベルに対し、三重フィルタの二つのセルロース
アセテート区分間に挿入されたベットとして、特に言明
しない限り、被覆済み炭素１００ｍｇを用いた。

かかるフィルタをシガレットタバコロンドに取り付け、
■吸い２秒間で３５ｒＩＬｌ／ｍｉｎの標準状態でフィ
ルタを介してシガレットを吸った。

下記の表に示された如く、全揮発性アルデヒド類に対し
良好な濾過能率がすべての被覆レベルに対して得られた
。

被覆済み炭素を含んだかかるフィルタを持つシガレット
と、未被覆炭素粒子のベッドを含んだシガレットとが喫
煙審査員により比較された。

審査員の判断では未被覆炭素は炭素フィルタシガレット
特有の望ましくない味を生ぜしめ、一方このまずい味は
被覆済み炭素を含んだフィルタでは存在しなかった。

実施例 ２ 実施例１で詳述した炭素粒子を同じ化合物により下記の
方法で同様に被覆した。

実施例１の如く被覆溶液を調製したが、一定重量に乾燥
した炭素はビーカ内の溶液へ添加し被覆工程中時々撹拌
することにより被覆された。

フィルタにより溶液を除去した後、炭素を真空中で２時
間８０’Ｃに加熱してモノマ被覆を重合した。

冷却後、炭素を洗浄し、脱水し、再乾燥し秤量した。

得られた被覆レベルは４．８および４．０％であった。

実施例１における如く、被覆済み炭素を含んだフィルタ
を通じてシガレットを喫煙した。

４．８多被覆で良好な濾過効率が得られた。

喫煙審査委員は炭素フィルタに関連した味を検出できな
かった。

実施例 ３ 実施例１で詳述した炭素粒子を実施例１で述べた方法に
従って被覆したが、被覆溶液としてアゾ−ビスイソブチ
ロニトリル０．５ ％を含有するエタノールのメタクリ
ル酸１多溶液を用いた。

得られた炭素はポリメタクリル酸の被覆レベル６．５％
を有し、また三重フィルタにおいて５３％の濾過効率を
与えた。

このフィルタを通じてシガレットを喫煙すると、炭素フ
ィルタに関連した望ましくない味は未被覆炭素を含んだ
フィルタに比べて減少していることが判明した。

実施例 ４ 実施例１に詳述した炭素粒子を実施例１に述べた方法に
従って被覆したが、被覆溶液としてｔ−ブチルパーオク
トエート０．５ ％含有エタノールのメククリル酸１饅
溶液を用いた。

得られた炭素はポリメタクリル酸の被覆レベル２．０％
を有し、また煙の味に悪影響を及ぼすことなしに５４φ
の濾過効率を与えた。

実施例 ５ 実施例４における如く被覆した炭素を実施例１で述べた
如きフィルタに仕上げた。

これらのフィルタは被覆済み炭素５０および１５０ｍｇ
含むもので、それぞれ３２多および６０φの濾過効率を
与え、いずれの場合にも煙の味に悪影響がなかった。

しかし、３２φという低い効率は被覆炭素５０ｍｇＬか
含まないベッドにおいて予期されないものではなかった
。

実施例 ６ 実施例１で詳述した炭素粒子を実施例２で述べた方法に
従って被覆したが、被覆溶液としてｔブチルパーオクト
エート０．５％含有ｎ−へキサンのビニルアセテート５
φ溶液を用いた。

得られた炭素はポリビニルアセテートによる被覆レベル
４．５斜を有し、また５４φの濾過効率を与えた。

炭素含有フィルタに関連した望ましくない味は未被覆炭
素に比べて減少していることが判明した。

実施例 ７ 実施例１で詳述した炭素粒子を実施例１に述べた方法に
従って被覆したが、ｔ−ブチルパーオクトエート０．５
％含有アセトンのビニルアセテート）※５φ溶液を用
いた。

得られた炭素はポリビニルアセテートの被覆レベルｔｓ
％を有し、また濾過効率５７多を与えた。

未被覆炭素を含んだフィルタに関連した望ましくない味
が減少した。

実施例 ８ 実施例１に詳述した炭素粒子を実施例１に述べた方法に
従って被覆したが、ｔ−ブチルパーオクトエート０．５
％含有ｎ−ヘキサンのビニルアセテート２饅溶液を用い
た。

得られた炭素はポリビニルアセテートの被覆レベル１６
多を有し、かつ濾過効率３６饅を与えた。

被覆レベルは高くて望ましくなく、この被覆は炭素が揮
発性アルデヒド類の効果的なフィルタとして作用するの
に必要な多孔性を有するバリヤを提供したか否かは疑わ
しい。

実施例 ９ 実施例１に詳述した炭素粒子を実施例２に述べた方法に
従一つで被覆したが、ｔ−ブチルパーオクトエート０．
５多含有ｎ−ヘキサンのビニルアセテート２φ被覆溶液
を用いた。

得られた炭素はポリビニルアセテートの被覆レベル１４
％を有し、濾過効率４３％を与えた。

実施例 １０ エチレングリコールジメククリレートの如き架橋剤をポ
リマ被覆に組み入れた。

この目的で、実施例１に詳述した炭素粒子をポリヒドロ
キシエチルメタクリレートで被覆したが用いた被覆溶液
は、ＨＥＭＡモノマおよびｔ−ブチルパーオクトエート
以外にも、下記の割合のエチレングリコールジメククリ
レートを含有していた。

被覆は実施例１および２の方法で作った。

濾過効率は良好で、また炭素フィルタに関連した望まし
くない味はなかった。

上記実施例のすべてにおいて、炭素は最初にモノマで被
覆した。

しかし、下記の如くポリマ溶液で直接に炭素を被覆する
ことも可能である。

実施例 １１ 実施例１で述べた炭素粒子はクロロホルムとエタノール
との９＝１混合物（２００ｍＡ）にセルロースアセテ−
１−（０，２５ｇ）を溶かした溶液の入ったビーカ内で
１０分間被覆された。

脱水後、炭素は室温で真空下で乾燥した。

得られた被覆された炭素はセルロースアセテートの被覆
レベルが０．５優、また済過効率が６３優であった。

炭素フィルタに関連した望ましくない味は実質的に減少
した。

実施例 １２ ４．５重量饅のポリヒドロキシエチルメタクリレートを
用いて実施例１記載の方法により被覆した粒度４２０な
いし１２００ミクロンの炭素粒子（ピッツバーグ アク
チベーテツド カーボンカンパニー販売のタイプＢＬＰ
）１００ｍｇのベッドをセルロースアセテートの二区分
間に含んだ中央区分から成る三重フィルタを作った。

このフィルタを通して標準条件下でシガレットを喫煙す
ると、炭素フィルタに関連した味に対する悪影響なしに
揮発性アルデヒド類の４６饅が除去された。

全粒状物質（ＴＰＭ）の３６斜が除去された。

比較のために、中央区分として未被覆炭素粒子のベッド
を有する同様のフィルタを用いた。

このフィルタを通してシガレットを喫煙すると、揮発性
アルデヒド類の５３優、およびＴＰＭの３２係が除去さ
れたが、味に悪影響があった。

以下に本発明の好適実施例の特徴を列記する。

（１）特許請求の範囲第１項に記載の被覆された炭素粒
子のベッドを、フィラメント状、繊維状、紙または泡済
過材料の二つの区分間に挿入するかまたは多孔性の管で
包囲させたことを特徴とするタバコの煙のフィルタ。

（２、特許請求の範囲第１項又は上記（１）に記載の被
覆された炭素粒子をフィラメント状、繊維状、紙または
泡濾過材料中に分散させたことを特徴とするタバコの煙
のフィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タバコの煙を濾過する炭素粒子から成る材料におい
   て、前記炭素粒子が個々に、そして互に結合されること
   なしに、０．１ないし８饅の被覆レベルのバリヤ層によ
   り、内外両面が被覆されており、前記バリヤ層は水柱１
   ０ｃｒｆＬの圧力につき７．０００−２００．０００ｆ
   ｆｌ／ｍｉｎ／ １０ｃｕｔ、の多孔度を有すること及
   び５Ｘ１０−’ないし２ミクロンの寸法範囲内の分子の
   通過を許すことによりタバコの煙に含まれるアルデヒド
   等の有機蒸気を透過するという意味において不連続であ
   り、さらに前記バリヤ層が、ポリヒドロキシエチルメタ
   クリレート、ポリメタクリル酸、ポリビニルアセテート
   、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート、アル
   ギン酸塩から戒る重合有機化合物群の１つ又は２つ以上
   の混合物から構成されており、もって炭素粒子によるタ
   バコの煙の味への悪影響を伴うことなく、炭素粒子によ
   りタバコの煙中の蒸気成分を減少させるようにしたこと
   を特徴とするタバコの煙済過材料。