JP2002528105A - 気体成分の選択的除去のためのフィルター - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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Abstract
(57)【要約】
気流の気体成分と化学的に反応してそれを除去する反応体を有するエアーフィルター。反応体はフィルターに混入される不揮発性無機支持体に共有結合された官能基を含有する。フィルターはアルデヒドの如き気体成分を除去することができる。好ましい官能基はシリカゲルに共有結合された３−アミノプロピルシリル基（ＡＰＳシリカゲル）である。反応体は１以上のフィルター要素に混入されるか又はフィルター中の空間に含められることができる。反応体はフィルター紙の如き紙の一部であるか又はその上に被覆されるか又は酢酸セルロース又はポリプロピレン繊維の如き繊維材料から形成された非紙フィルター要素に混入されることができる。他の好ましい反応体はアミノエチルアミノプロピルシリルシリカゲル（ＡＥＡＰＳ）及びアミノエチルアミノエチルアミノプロピルシリルシリカゲル（ＡＥＡＥＡＰＳ）である。
Description
【０００１】 発明の背景 １．発明の分野 本発明は一般にエアーフィルターの如きフィルターに関する。特に、本発明は
気体混合物からアルデヒドの如き気体成分を選択的に除去することができるフィ
ルター、フィルターの製造方法及び気体混合物から気体成分を除去する方法に関
する。
気体混合物からアルデヒドの如き気体成分を選択的に除去することができるフィ
ルター、フィルターの製造方法及び気体混合物から気体成分を除去する方法に関
する。
【０００２】 ２．関連技術の記述 幅広い種類の材料がタバコ煙のためのフィルターとして業界で提案されている
。かかるフィルター材料としては、綿、紙、セルロース、及び一定の合成繊維が
挙げられる。しかしながら、これらのフィルター材料はタバコ煙から粒子及び凝
縮可能な成分を除去するにすぎない。それらはタバコ煙から一定の気体成分、例
えばアルデヒドを除去するのにほとんど又は全く効果がない。
。かかるフィルター材料としては、綿、紙、セルロース、及び一定の合成繊維が
挙げられる。しかしながら、これらのフィルター材料はタバコ煙から粒子及び凝
縮可能な成分を除去するにすぎない。それらはタバコ煙から一定の気体成分、例
えばアルデヒドを除去するのにほとんど又は全く効果がない。
【０００３】 これに照らして、多数の添加剤がフィルター材料の性能を補うために業界で提
案されている。添加剤の例は例えばＵＳ特許Ｎｏ．２８１５７６１，２８８１７
７２，２９６８３０６，３００３５０４及び３３５４８８６に述べられている。
業界で知られた添加剤の幾つかはタバコ煙から一定量の気体成分を除去するのに
有効である。しかしながら、それらの添加剤は様々な欠点を有する。
案されている。添加剤の例は例えばＵＳ特許Ｎｏ．２８１５７６１，２８８１７
７２，２９６８３０６，３００３５０４及び３３５４８８６に述べられている。
業界で知られた添加剤の幾つかはタバコ煙から一定量の気体成分を除去するのに
有効である。しかしながら、それらの添加剤は様々な欠点を有する。
【０００４】 例えばＵＳ特許Ｎｏ．２９６８３０６はタバコ煙中のアルデヒドを除去するた
めにグリシンの如き一定のアミノ酸の使用を開示する。グリシンはタバコ煙中の
ホルムアルデヒドのレベルを減らすことができるが、紙巻きタバコフィルター製
造工程では安定していないことが発見されている。さらに、それは貯蔵中アンモ
ニア臭を放出する。
めにグリシンの如き一定のアミノ酸の使用を開示する。グリシンはタバコ煙中の
ホルムアルデヒドのレベルを減らすことができるが、紙巻きタバコフィルター製
造工程では安定していないことが発見されている。さらに、それは貯蔵中アンモ
ニア臭を放出する。
【０００５】 ＵＳ特許Ｎｏ．４６０４１１０及び４５３４７７５は室内空気から臭気を除去
するための空気処理フィルター要素を開示する。‘１１０及び‘７７５特許はフ
ィルター要素がゼオライト、活性炭及び／又はシリカゲルの如き吸着材料を微生
物の生長を阻止するための液体に接触することによって製造されることを開示す
る。
するための空気処理フィルター要素を開示する。‘１１０及び‘７７５特許はフ
ィルター要素がゼオライト、活性炭及び／又はシリカゲルの如き吸着材料を微生
物の生長を阻止するための液体に接触することによって製造されることを開示す
る。
【０００６】 ＵＳ特許Ｎｏ．４８９２７１９はＳＯ２，ＳＯ３，ＮＯｘ及びＨ２Ｓの如き酸
性気体又はホルムアルデヒドの如き室内汚染物質の除去のためファーネスフィル
ターを開示する。フィルターはホルムアルデヒド又はアクロレインと反応するた
めにポリアリルアミン又はポリビニルアミンの如き官能基を有する重合体被覆を
含む。
性気体又はホルムアルデヒドの如き室内汚染物質の除去のためファーネスフィル
ターを開示する。フィルターはホルムアルデヒド又はアクロレインと反応するた
めにポリアリルアミン又はポリビニルアミンの如き官能基を有する重合体被覆を
含む。
【０００７】 ＵＳ特許Ｎｏ．４２２７９０４，４３７４８１４，４５４７３５０及び４７２
４２４２は空気を浄化するためのフィルター配置を開示する。‘９０４特許はダ
クトのないレンジフード、ルームエアー清浄機、電子エアークリーナー、エアー
コンディショナー、及び加熱／換気システムの如き家用途のため及び燃料排気及
び／又は製造操作が二酸化硫黄、ホルムアルデヒド、フェノールなどの臭気物質
を発生する商業的／工業的用途のための気相透過性フィルターを開示する。臭気
除去フィルターは煙、ダスト、又は他の粒状物をも除去するフィルター配置に含
められることができる。臭気除去材料はフレーク、粒子、ペレット又は顆粒であ
ることができ、フィルター材料は活性炭フレーク又は顆粒又は含浸活性アルミナ
の如き他の物質であることができ、それらの両方が多孔質支持体に接着結合され
る。フィルターは互いに面する結合された粒子を二つのかかる支持体の縁のまわ
りのＵ形状フレームに与えることによって組み立てられる。‘３５０特許はポリ
エチレンイミンの如きポリマーイミンの薄層を含む連続気泡ポリウレタン又はガ
ラスファイバーの如きエアーフィルターを開示し、被覆はアルデヒド及び酸性ガ
スと反応するのに有効である。‘２４２特許は一酸化炭素、二酸化硫黄、オゾン
、アンモニア、酸化窒素及びホルムアルデヒドの如き気体を吸収するための連続
気泡フォーム石膏及び炭素質材料を開示し、フィルター材料はおむつ及び下着の
吸収粒子として使用される。‘８１４特許は１以上の多価水溶性ポリマー及び水
を含む組成物で多孔質又は繊維支持体を含浸するか又は中実支持体を被覆するこ
とによって作られる中実造形組成物でホルムアルデヒドを除去するためのフィル
ターを開示する。
４２４２は空気を浄化するためのフィルター配置を開示する。‘９０４特許はダ
クトのないレンジフード、ルームエアー清浄機、電子エアークリーナー、エアー
コンディショナー、及び加熱／換気システムの如き家用途のため及び燃料排気及
び／又は製造操作が二酸化硫黄、ホルムアルデヒド、フェノールなどの臭気物質
を発生する商業的／工業的用途のための気相透過性フィルターを開示する。臭気
除去フィルターは煙、ダスト、又は他の粒状物をも除去するフィルター配置に含
められることができる。臭気除去材料はフレーク、粒子、ペレット又は顆粒であ
ることができ、フィルター材料は活性炭フレーク又は顆粒又は含浸活性アルミナ
の如き他の物質であることができ、それらの両方が多孔質支持体に接着結合され
る。フィルターは互いに面する結合された粒子を二つのかかる支持体の縁のまわ
りのＵ形状フレームに与えることによって組み立てられる。‘３５０特許はポリ
エチレンイミンの如きポリマーイミンの薄層を含む連続気泡ポリウレタン又はガ
ラスファイバーの如きエアーフィルターを開示し、被覆はアルデヒド及び酸性ガ
スと反応するのに有効である。‘２４２特許は一酸化炭素、二酸化硫黄、オゾン
、アンモニア、酸化窒素及びホルムアルデヒドの如き気体を吸収するための連続
気泡フォーム石膏及び炭素質材料を開示し、フィルター材料はおむつ及び下着の
吸収粒子として使用される。‘８１４特許は１以上の多価水溶性ポリマー及び水
を含む組成物で多孔質又は繊維支持体を含浸するか又は中実支持体を被覆するこ
とによって作られる中実造形組成物でホルムアルデヒドを除去するためのフィル
ターを開示する。
【０００８】 様々なフィルター配置が汚染物質の除去のために提案されているが、本発明の
目的は周囲空気からアルデヒドを選択的に除去することができる改良されたエア
ーフィルターを提供することである。
目的は周囲空気からアルデヒドを選択的に除去することができる改良されたエア
ーフィルターを提供することである。
【０００９】 本発明の目的はフィルター配置、特に気体混合物からアルデヒドの如き気体成
分を選択的に除去することができるエアーフィルターを提供することである。
分を選択的に除去することができるエアーフィルターを提供することである。
【００１０】 発明の概要 本発明は周囲空気の如き気体混合物からアルデヒドの如き気体成分の選択的除
去のために不揮発性無機支持体に共有結合された少なくとも一つの反応性官能基
を含む反応体を組み込むエアーフィルターの如きフィルターを提供する。反応体
は反応性官能基がアルデヒドと化学的に反応して気体混合物からそれを除去する
ように気体混合物に暴露されたフィルター要素に混入されることが好ましい。
去のために不揮発性無機支持体に共有結合された少なくとも一つの反応性官能基
を含む反応体を組み込むエアーフィルターの如きフィルターを提供する。反応体
は反応性官能基がアルデヒドと化学的に反応して気体混合物からそれを除去する
ように気体混合物に暴露されたフィルター要素に混入されることが好ましい。
【００１１】 不揮発性無機支持体に共有結合された少なくとも一つの反応性官能基を含む反
応体が周囲空気の如き気体混合物からアルデヒドの如き気体成分を除去するのに
選択的であることが驚くべきことに発見された。好ましい例によれば、反応体は
エアーフィルターに混入され、そこでは反応性官能基は気流の気体成分と化学的
に反応して気流からそれを除去する。
応体が周囲空気の如き気体混合物からアルデヒドの如き気体成分を除去するのに
選択的であることが驚くべきことに発見された。好ましい例によれば、反応体は
エアーフィルターに混入され、そこでは反応性官能基は気流の気体成分と化学的
に反応して気流からそれを除去する。
【００１２】 好ましい官能基は３−アミノプロピルシリル基の如きアミノプロピルシリル基
である。好ましい支持体は粒子形態であり、より好ましくはシリカゲルである。
最も好ましい官能基／支持体配置（反応体）はシリカゲルに結合された３−アミ
ノプロピルシリル基を含有する（以下“ＡＰＳシリカゲル”として言及する）。
この反応体は周囲空気の如き気体混合物から極性化合物（例えばアルデヒド及び
シアン化水素）の如き気体成分を選択的に除去することができる。他の好ましい
反応体としては、アミノエチルアミノプロピルシリル（ＡＥＡＰＳ）シリカゲル
及びアミノエチルアミノエチルアミノプロピルシリル（ＡＥＡＥＡＰＳ）シリカ
ゲルが挙げられる。
である。好ましい支持体は粒子形態であり、より好ましくはシリカゲルである。
最も好ましい官能基／支持体配置（反応体）はシリカゲルに結合された３−アミ
ノプロピルシリル基を含有する（以下“ＡＰＳシリカゲル”として言及する）。
この反応体は周囲空気の如き気体混合物から極性化合物（例えばアルデヒド及び
シアン化水素）の如き気体成分を選択的に除去することができる。他の好ましい
反応体としては、アミノエチルアミノプロピルシリル（ＡＥＡＰＳ）シリカゲル
及びアミノエチルアミノエチルアミノプロピルシリル（ＡＥＡＥＡＰＳ）シリカ
ゲルが挙げられる。
【００１３】 図面の簡単な記述 図１は紙巻きタバコ煙の一成分と化学的に反応する反応体を含有する折りたた
まれた紙が紙巻きタバコの管状フィルター要素の中空部分中に挿入される、本発
明の一例に従って構成された紙巻きタバコの透視的部分分解図である。
まれた紙が紙巻きタバコの管状フィルター要素の中空部分中に挿入される、本発
明の一例に従って構成された紙巻きタバコの透視的部分分解図である。
【００１４】 図２は反応体が管状フィルター要素の中空部分中に挿入された折りたたまれた
紙に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
紙に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【００１５】 図３は反応体がプラグ−空間−プラグフィルター要素に混入される、本発明の
別の例の透視的部分分解図である。
別の例の透視的部分分解図である。
【００１６】 図４は反応体が三つのプラグを有するスリーピースフィルター要素に混入され
る、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
る、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【００１７】 図５は反応体がプラグ−空間−プラグ配置及び中空スリーブを有するフォーピ
ースフィルター要素に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
ースフィルター要素に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【００１８】 図６は反応体が二つのプラグ及び中空スリーブを有するスリーパートフィルタ
ー要素に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
ー要素に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【００１９】 図７は反応体が二つのプラグを有するツーパートフィルター要素に混入される
、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【００２０】 図８は反応体が電気喫煙装置で使用される紙巻きタバコのフィルター要素に混
入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【００２１】 図９は本発明に使用される反応体を調製するための代表的な方法の開始材料、
中間生成物、及び最終的なＡＰＳシリカゲル反応体の化学構造を示す。
中間生成物、及び最終的なＡＰＳシリカゲル反応体の化学構造を示す。
【００２２】 図１０は典型的なＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角が１４５°であり、ＳｉＯ結合長が約
１．６２Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åである、シリカゲル
のグラフィック表示を示す。
１．６２Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åである、シリカゲル
のグラフィック表示を示す。
【００２３】 図１１は典型的なＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角が１４５°であり、ＳｉＯ結合長が約
１．６２Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åである、ＡＰＳシリ
カゲルのグラフィック表示を示す。
１．６２Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åである、ＡＰＳシリ
カゲルのグラフィック表示を示す。
【００２４】 図１２はＡＥＡＰＳシリカゲル及びそのシランプリカーサを示す。
【００２５】 図１３はＡＥＡＥＡＰＳシリカゲル及びそのシランプリカーサを示す。
【００２６】 図１４は紙巻きタバコ煙がＡＰＳシリカゲルと接触するときにホルムアルデヒ
ドがどのようにしてＡＰＳシリカゲルに化学的に結合されることができるかにつ
いての化学式表示を示す。
ドがどのようにしてＡＰＳシリカゲルに化学的に結合されることができるかにつ
いての化学式表示を示す。
【００２７】 図１５は周囲空気からアルデヒドを除去するためのアミノ変性シリカゲルを含
む本発明によるエアーフィルターを示す。
む本発明によるエアーフィルターを示す。
【００２８】 図１６は本発明によるフィルターのために使用されることができる繊維材料中
にアミノ変性シリカゲルを混入させるための処理ラインの概略図を示す。
にアミノ変性シリカゲルを混入させるための処理ラインの概略図を示す。
【００２９】 図１７は様々なタイプのアミノ変性シリカゲルが気流からホルムアルデヒドを
除去するために使用された試験の結果を示すグラフである。
除去するために使用された試験の結果を示すグラフである。
【００３０】 発明の詳細な記述 本発明は気体成分と反応体を化学的に反応させることによって紙巻きタバコ煙
を含有する気流又は周囲空気の如き気体混合物の一成分を除去するのに有効なフ
ィルター配置を提供する。反応体は好ましくは少なくとも一つの反応性官能基を
含む。反応体又は目的気体成分とのその反応生成物が気体混合物中に戻るように
運ばれることを防止するために、官能基は無機不揮発性支持体に共有結合される
。かかる配置は気体成分が気体混合物から吸収、吸着、又はそうでなければ非化
学的に除去されるフィルター配置より有利である。かかる非化学的に除去される
成分は一時的にだけ除去されてもよく、気流の如き気体混合物に再侵入すること
ができるか、又はもし揮発性反応体と反応されるなら、それ自体揮発性である生
成物を与えて気体混合物に再侵入することができるだろう。本発明によれば、反
応性官能基は支持体に共有結合されているので、いったん気体成分が反応体と化
学的に反応すると、除去された成分（およびその反応生成物）は気体混合物に再
侵入することが防止されることができる。
を含有する気流又は周囲空気の如き気体混合物の一成分を除去するのに有効なフ
ィルター配置を提供する。反応体は好ましくは少なくとも一つの反応性官能基を
含む。反応体又は目的気体成分とのその反応生成物が気体混合物中に戻るように
運ばれることを防止するために、官能基は無機不揮発性支持体に共有結合される
。かかる配置は気体成分が気体混合物から吸収、吸着、又はそうでなければ非化
学的に除去されるフィルター配置より有利である。かかる非化学的に除去される
成分は一時的にだけ除去されてもよく、気流の如き気体混合物に再侵入すること
ができるか、又はもし揮発性反応体と反応されるなら、それ自体揮発性である生
成物を与えて気体混合物に再侵入することができるだろう。本発明によれば、反
応性官能基は支持体に共有結合されているので、いったん気体成分が反応体と化
学的に反応すると、除去された成分（およびその反応生成物）は気体混合物に再
侵入することが防止されることができる。
【００３１】 本発明はまず紙巻きタバコフィルターで説明される。最も好ましい例では反応
体はＡＰＳシリカゲルの如きアミノ変性シリカゲルである。しかし、いかなる好
適なアミノ変性シリカゲルも本発明に従って使用されることができる。理論によ
って拘束されることを望まないが、ＡＰＳシリカゲルは第１アミン基を含有する
と考えられている。通常の喫煙条件下では、第１アミン基はタバコ煙中のアルデ
ヒドと化学的に反応してそれに共有結合する。アルデヒドはタバコ煙から選択的
に除去される。さらに、反応性官能基及びアルデヒドとの反応から生じるそれら
の生成物は不揮発性のシリカゲルに共有結合されているので、主流タバコ煙はＡ
ＰＳシリカゲル並びにそれに結合されるアルデヒドを本質的に含有しない。
体はＡＰＳシリカゲルの如きアミノ変性シリカゲルである。しかし、いかなる好
適なアミノ変性シリカゲルも本発明に従って使用されることができる。理論によ
って拘束されることを望まないが、ＡＰＳシリカゲルは第１アミン基を含有する
と考えられている。通常の喫煙条件下では、第１アミン基はタバコ煙中のアルデ
ヒドと化学的に反応してそれに共有結合する。アルデヒドはタバコ煙から選択的
に除去される。さらに、反応性官能基及びアルデヒドとの反応から生じるそれら
の生成物は不揮発性のシリカゲルに共有結合されているので、主流タバコ煙はＡ
ＰＳシリカゲル並びにそれに結合されるアルデヒドを本質的に含有しない。
【００３２】 本発明の反応体によって選択的に除去されることができるタバコ煙中のアルデ
ヒドはホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、マロンアルデヒド
、クロトンアルデヒドなどを含むが、これらに限定されない。
ヒドはホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、マロンアルデヒド
、クロトンアルデヒドなどを含むが、これらに限定されない。
【００３３】 第１の好ましい例では、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は紙巻きタバコのフィ
ルター部分に沿って位置される紙の如き支持体（例えばチッピング紙）中に又は
その上に混入される。当業者によって認識されているように、かかる紙は例えば
紙巻きタバコのフィルター部分中のライナー又はラッパーとして使用されること
ができる。ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は紙巻きタバコフィルターの中空部分
中に挿入される軽く又はきつく折りたたまれた紙の如き支持体上に添加されるこ
ともできる。支持体はクレープ紙、フィルター紙、又はチッピング紙の如きシー
ト材料の形であることが好ましい。しかしながら、有機又は無機の紙巻きタバコ
と混和性のある材料の如き他の好適な支持体材料も使用することができる。
ルター部分に沿って位置される紙の如き支持体（例えばチッピング紙）中に又は
その上に混入される。当業者によって認識されているように、かかる紙は例えば
紙巻きタバコのフィルター部分中のライナー又はラッパーとして使用されること
ができる。ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は紙巻きタバコフィルターの中空部分
中に挿入される軽く又はきつく折りたたまれた紙の如き支持体上に添加されるこ
ともできる。支持体はクレープ紙、フィルター紙、又はチッピング紙の如きシー
ト材料の形であることが好ましい。しかしながら、有機又は無機の紙巻きタバコ
と混和性のある材料の如き他の好適な支持体材料も使用することができる。
【００３４】 図１はタバコロッド４、フィルター部分６、及びマウスピースフィルタープラ
グ８を有する紙巻きタバコ２を示す。示されているように、ＡＰＳシリカゲル反
応体はフィルター部分６の一部を形成する自由流スリーブ１２の内部の如き中空
キャビティ中に挿入された折りたたまれた紙１０上に添加されることができる。
グ８を有する紙巻きタバコ２を示す。示されているように、ＡＰＳシリカゲル反
応体はフィルター部分６の一部を形成する自由流スリーブ１２の内部の如き中空
キャビティ中に挿入された折りたたまれた紙１０上に添加されることができる。
【００３５】 図２はタバコロッド４及びフィルター部分６を有する紙巻きタバコ２を示し、
そこでは折りたたまれた紙１０はマウスピースフィルター８と第２自由流スリー
ブ１５の間に位置される第１自由流スリーブ１３の中空キャビティに位置される
。紙１０は折りたたまれた紙以外の形で使用されることができる。例えば、紙１
０は１以上の個別のストリップ、巻かれたロールなどとして展開されることがで
きる。どのような形でも、所望量のＡＰＳシリカゲルの如き反応体が反応体の被
覆量／紙の面積及び／又はフィルターに使用される被覆された紙の全面積の組合
せによって紙巻きタバコフィルター部分において与えられることができる（例え
ば高い量のＡＰＳシリカゲルは単に被覆された紙の大部分を使用することによっ
て与えられることができる）。図１及び２に示された紙巻きタバコでは、タバコ
ロッド４とフィルター部分６はチッピング紙１４で一緒に接合される。両方の紙
巻きタバコにおいて、フィルター部分６はフィルターオーバーラップ１１によっ
て一緒に保持されてもよい。
そこでは折りたたまれた紙１０はマウスピースフィルター８と第２自由流スリー
ブ１５の間に位置される第１自由流スリーブ１３の中空キャビティに位置される
。紙１０は折りたたまれた紙以外の形で使用されることができる。例えば、紙１
０は１以上の個別のストリップ、巻かれたロールなどとして展開されることがで
きる。どのような形でも、所望量のＡＰＳシリカゲルの如き反応体が反応体の被
覆量／紙の面積及び／又はフィルターに使用される被覆された紙の全面積の組合
せによって紙巻きタバコフィルター部分において与えられることができる（例え
ば高い量のＡＰＳシリカゲルは単に被覆された紙の大部分を使用することによっ
て与えられることができる）。図１及び２に示された紙巻きタバコでは、タバコ
ロッド４とフィルター部分６はチッピング紙１４で一緒に接合される。両方の紙
巻きタバコにおいて、フィルター部分６はフィルターオーバーラップ１１によっ
て一緒に保持されてもよい。
【００３６】 ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は多数の方法でフィルター紙中に混入されるこ
とができる。例えば、ＡＰＳシリカゲルは水と混合されてスラリーを形成するこ
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１及び２に示された方法で紙
巻きタバコのフィルター部分中に混入されされることができる。あるいは、乾燥
された紙は包まれてプラグ形状にされ、紙巻きタバコのフィルター部分中に挿入
されることができる。例えば、紙は包まれてプラグ形状になり、ポリプロピレン
又は酢酸セルローススリーブの如き自由流フィルター要素の内部中にプラグとし
て挿入されることができる。別の配置では、紙はかかる自由流フィルター要素の
内部ライナーを含むことができる。
とができる。例えば、ＡＰＳシリカゲルは水と混合されてスラリーを形成するこ
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１及び２に示された方法で紙
巻きタバコのフィルター部分中に混入されされることができる。あるいは、乾燥
された紙は包まれてプラグ形状にされ、紙巻きタバコのフィルター部分中に挿入
されることができる。例えば、紙は包まれてプラグ形状になり、ポリプロピレン
又は酢酸セルローススリーブの如き自由流フィルター要素の内部中にプラグとし
て挿入されることができる。別の配置では、紙はかかる自由流フィルター要素の
内部ライナーを含むことができる。
【００３７】 あるいは、より好ましくは、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は抄紙工程中にフ
ィルター紙に添加される。例えば、ＡＰＳシリカゲルはバルクセルロースと混合
されてセルロースパルプ混合物を形成することができる。その混合物は次いで公
知の方法に従ってフィルター紙に成形されることができる。
ィルター紙に添加される。例えば、ＡＰＳシリカゲルはバルクセルロースと混合
されてセルロースパルプ混合物を形成することができる。その混合物は次いで公
知の方法に従ってフィルター紙に成形されることができる。
【００３８】 本発明の別の好ましい例では、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は紙巻きタバコ
フィルター部分自体の繊維材料中に混入される。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フィルター材料を含むが
、それに限定されない。この例は図３に示され、それはマウスピースフィルター
８、プラグ１６、及び空間１８を有するプラグ−空間−プラグフィルターの形の
フィルター部分６及びタバコロッド４から構成される紙巻きタバコ２を示す。プ
ラグ１６はポリプロピレン又は酢酸セルロース繊維の如き材料の管状又は中実部
分を含むことができる。タバコロッド４及びフィルター部分６はチッピング紙１
４で一緒に接合される。フィルター部分６はフィルターオーバーラップ１１を含
んでもよい。フィルターオーバーラップ１１は伝統的な繊維フィルター材料を含
み、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は例えば上部に被覆することによってフィル
ターオーバーラップ１１中に又はその上に混入されることができる。あるいは、
ＡＰＳシリカゲルはマウスピースフィルター８に、プラグ１６に、及び／又は空
間１８に混入されることができる。さらに、ＡＰＳシリカゲルは紙巻きタバコの
フィルター部分のいずれかの要素に混入されることができる。例えば、フィルタ
ー部分はマウスピースフィルター８だけからなってもよく、ＡＰＳシリカゲルは
マウスピースフィルター８に及び／又はチッピング紙１４に混入されることがで
きる。
フィルター部分自体の繊維材料中に混入される。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フィルター材料を含むが
、それに限定されない。この例は図３に示され、それはマウスピースフィルター
８、プラグ１６、及び空間１８を有するプラグ−空間−プラグフィルターの形の
フィルター部分６及びタバコロッド４から構成される紙巻きタバコ２を示す。プ
ラグ１６はポリプロピレン又は酢酸セルロース繊維の如き材料の管状又は中実部
分を含むことができる。タバコロッド４及びフィルター部分６はチッピング紙１
４で一緒に接合される。フィルター部分６はフィルターオーバーラップ１１を含
んでもよい。フィルターオーバーラップ１１は伝統的な繊維フィルター材料を含
み、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は例えば上部に被覆することによってフィル
ターオーバーラップ１１中に又はその上に混入されることができる。あるいは、
ＡＰＳシリカゲルはマウスピースフィルター８に、プラグ１６に、及び／又は空
間１８に混入されることができる。さらに、ＡＰＳシリカゲルは紙巻きタバコの
フィルター部分のいずれかの要素に混入されることができる。例えば、フィルタ
ー部分はマウスピースフィルター８だけからなってもよく、ＡＰＳシリカゲルは
マウスピースフィルター８に及び／又はチッピング紙１４に混入されることがで
きる。
【００３９】 図４はタバコロッド４及びフィルター部分６から構成される紙巻きタバコ２を
示す。この配置は空間１８がＡＰＳシリカゲルを含有する繊維ポリプロピレン又
は酢酸セルロースの如き材料から作られたプラグ１５又はＡＰＳシリカゲルの顆
粒で満たされている以外、図３のそれと同じである。前の例のように、プラグ１
６は中空または中実であることができ、タバコロッド４とフィルター部分６はチ
ッピング紙１４で一緒に接合される。フィルターオーバーラップ１１もある。
示す。この配置は空間１８がＡＰＳシリカゲルを含有する繊維ポリプロピレン又
は酢酸セルロースの如き材料から作られたプラグ１５又はＡＰＳシリカゲルの顆
粒で満たされている以外、図３のそれと同じである。前の例のように、プラグ１
６は中空または中実であることができ、タバコロッド４とフィルター部分６はチ
ッピング紙１４で一緒に接合される。フィルターオーバーラップ１１もある。
【００４０】 図５はタバコロッド４及びフィルター部分６から構成される紙巻きタバコ２を
示し、そこではフィルター部分６はマウスピースフィルター８、フィルターオー
バーラップ１１、タバコロッド４及びフィルター部分６を接合するためのチッピ
ング紙１４、空間１８、プラグ１６、及び中空スリーブ２０を含む。ＡＰＳシリ
カゲルはフィルター部分６の１以上の要素中に混入されることができる。例えば
、ＡＰＳシリカゲルはスリーブ２０中に混入されることができるか又はＡＰＳシ
リカゲルの顆粒はスリーブ２０内の空間中に満たされることができる。もし望む
なら、プラグ１６及びスリーブ２０はＡＰＳシリカゲルを含有する繊維ポリプロ
ピレン又は酢酸セルロースの如き材料から作られることができる。前の例のよう
に、プラグ１６は中空または中実であることができる。
示し、そこではフィルター部分６はマウスピースフィルター８、フィルターオー
バーラップ１１、タバコロッド４及びフィルター部分６を接合するためのチッピ
ング紙１４、空間１８、プラグ１６、及び中空スリーブ２０を含む。ＡＰＳシリ
カゲルはフィルター部分６の１以上の要素中に混入されることができる。例えば
、ＡＰＳシリカゲルはスリーブ２０中に混入されることができるか又はＡＰＳシ
リカゲルの顆粒はスリーブ２０内の空間中に満たされることができる。もし望む
なら、プラグ１６及びスリーブ２０はＡＰＳシリカゲルを含有する繊維ポリプロ
ピレン又は酢酸セルロースの如き材料から作られることができる。前の例のよう
に、プラグ１６は中空または中実であることができる。
【００４１】 図６及び７はフィルター部分６のさらなる変形を示す。図６では、紙巻きタバ
コ２はタバコロッド４及びフィルター部分６から構成される。フィルター部分６
はマウスピースフィルター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、ＡＰＳシリカゲルはこれらのフィルター要素の１以上に
混入されることができる。図７では、フィルター部分６はマウスピースフィルタ
ー８及びプラグ２４を含み、ＡＰＳシリカゲルはこれらのフィルター要素の１以
上に混入されることができる。プラグ１６のように、プラグ２２及び２４は中空
又は中実であることができる。図６及び７に示された紙巻きタバコでは、タバコ
ロッド４及びフィルター部分６はチッピング紙１４によって一緒に接合される。
コ２はタバコロッド４及びフィルター部分６から構成される。フィルター部分６
はマウスピースフィルター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、ＡＰＳシリカゲルはこれらのフィルター要素の１以上に
混入されることができる。図７では、フィルター部分６はマウスピースフィルタ
ー８及びプラグ２４を含み、ＡＰＳシリカゲルはこれらのフィルター要素の１以
上に混入されることができる。プラグ１６のように、プラグ２２及び２４は中空
又は中実であることができる。図６及び７に示された紙巻きタバコでは、タバコ
ロッド４及びフィルター部分６はチッピング紙１４によって一緒に接合される。
【００４２】 ＡＰＳシリカゲルの如き反応体をフィルター繊維又は他の支持体に適用するた
めに様々な技術を使用することができる。例えば、ＡＰＳシリカゲルはフィルタ
ー繊維がフィルターカートリッジ、例えば紙巻きタバコのための先端に成形され
る前にフィルター繊維に添加されることができる。ＡＰＳシリカゲルは公知の方
法によって例えば乾燥粉末又はスラリーの形でフィルター繊維に添加されること
ができる。もしＡＰＳシリカゲルがスラリーの形で適用されるなら、繊維はフィ
ルターカートリッジに成形される前に乾燥される。
めに様々な技術を使用することができる。例えば、ＡＰＳシリカゲルはフィルタ
ー繊維がフィルターカートリッジ、例えば紙巻きタバコのための先端に成形され
る前にフィルター繊維に添加されることができる。ＡＰＳシリカゲルは公知の方
法によって例えば乾燥粉末又はスラリーの形でフィルター繊維に添加されること
ができる。もしＡＰＳシリカゲルがスラリーの形で適用されるなら、繊維はフィ
ルターカートリッジに成形される前に乾燥される。
【００４３】 別の好ましい例では、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は紙巻きタバコフィルタ
ーの中空部分に使用される。例えば、幾つかの紙巻きタバコフィルターはプラグ
が繊維フィルター材料を含み空間が二つのフィルタープラグ間の単なる空隙であ
るプラグ／空間／プラグ構成を有する。この空隙は本発明のＡＰＳシリカゲルで
満たされることができる。この具体例は図３に示されている。ＡＰＳシリカゲル
は顆粒形態であることができ又は繊維又は糸の如き好適な支持体上に添加される
ことができる。
ーの中空部分に使用される。例えば、幾つかの紙巻きタバコフィルターはプラグ
が繊維フィルター材料を含み空間が二つのフィルタープラグ間の単なる空隙であ
るプラグ／空間／プラグ構成を有する。この空隙は本発明のＡＰＳシリカゲルで
満たされることができる。この具体例は図３に示されている。ＡＰＳシリカゲル
は顆粒形態であることができ又は繊維又は糸の如き好適な支持体上に添加される
ことができる。
【００４４】 本発明の別の例では、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体はＵＳ特許Ｎｏ．５６９
２５２５に記載されているような喫煙装置で使用するための紙巻きタバコのフィ
ルター部分に使用される。その特許の全内容は参考としてここに組み入れられる
。図８は電気喫煙装置で使用されることができる紙巻きタバコ１００の構成の一
タイプを示す。示されているように、紙巻きタバコ１００はチッピング紙６４に
よって接合されたタバコロッド６０及びフィルター部分６２を含む。フィルター
部分６２は好ましくは管状自由流フィルター要素１０２及びマウスピースフィル
タープラグ１０４を含む。自由流フィルター要素１０２及びマウスピースフィル
タープラグ１０４は組み合わされたプラグ１１０としてプラグラップ１１２で一
緒に接合されてもよい。タバコロッド６０は次のアイテムの１以上を組み込む様
々な形を有することができる：オーバーラップ７１、別の管状自由流フィルター
要素７４、好ましくはプラグラップ８４に包まれた円柱形タバコプラグ８０、ベ
ースウエブ６８及びタバコフレーバ材料７０を含むタバコウエブ６６、及び空隙
空間９１。自由流フィルター要素７４は構造的限定を与え、タバコロッド６０の
先端７２で支持する。タバコロッド６０の自由端７８において、タバコウエブ６
６はオーバーラップ７１とともに円柱形タバコプラグ８０のまわりに包まれる。
本発明の反応体を混入するかかる紙巻きタバコのためのフィルター配置に様々な
変形をなすことができる。
２５２５に記載されているような喫煙装置で使用するための紙巻きタバコのフィ
ルター部分に使用される。その特許の全内容は参考としてここに組み入れられる
。図８は電気喫煙装置で使用されることができる紙巻きタバコ１００の構成の一
タイプを示す。示されているように、紙巻きタバコ１００はチッピング紙６４に
よって接合されたタバコロッド６０及びフィルター部分６２を含む。フィルター
部分６２は好ましくは管状自由流フィルター要素１０２及びマウスピースフィル
タープラグ１０４を含む。自由流フィルター要素１０２及びマウスピースフィル
タープラグ１０４は組み合わされたプラグ１１０としてプラグラップ１１２で一
緒に接合されてもよい。タバコロッド６０は次のアイテムの１以上を組み込む様
々な形を有することができる：オーバーラップ７１、別の管状自由流フィルター
要素７４、好ましくはプラグラップ８４に包まれた円柱形タバコプラグ８０、ベ
ースウエブ６８及びタバコフレーバ材料７０を含むタバコウエブ６６、及び空隙
空間９１。自由流フィルター要素７４は構造的限定を与え、タバコロッド６０の
先端７２で支持する。タバコロッド６０の自由端７８において、タバコウエブ６
６はオーバーラップ７１とともに円柱形タバコプラグ８０のまわりに包まれる。
本発明の反応体を混入するかかる紙巻きタバコのためのフィルター配置に様々な
変形をなすことができる。
【００４５】 かかる紙巻きタバコでは、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は様々な方法で、例
えば管状自由流フィルター要素１０２の通路中に適合される紙又は他の支持体材
料上に添加されることによって混入されることができる。それは管状自由流フィ
ルター要素１０２の内部のライナー又はプラグとして展開されてもよい。あるい
は、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は管状自由流フィルター要素１０２自体の繊
維壁部分中に混入されることができる。例えば、管状自由流フィルター要素又は
スリーブ１０２はポリプロピレン又は酢酸セルロース繊維の如き好適な材料から
作られることができ、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体はスリーブ成形工程の一部
として又はその前にかかる繊維と混合されることができる。
えば管状自由流フィルター要素１０２の通路中に適合される紙又は他の支持体材
料上に添加されることによって混入されることができる。それは管状自由流フィ
ルター要素１０２の内部のライナー又はプラグとして展開されてもよい。あるい
は、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は管状自由流フィルター要素１０２自体の繊
維壁部分中に混入されることができる。例えば、管状自由流フィルター要素又は
スリーブ１０２はポリプロピレン又は酢酸セルロース繊維の如き好適な材料から
作られることができ、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体はスリーブ成形工程の一部
として又はその前にかかる繊維と混合されることができる。
【００４６】 別の例では、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は要素１０２中の代わりにマウス
ピースフィルタープラグ１０４中に混入されることができる。しかしながら、前
述の例のように、本発明によれば、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は例えばマウ
スピースフィルタープラグ１０４中に及び管状自由流フィルター要素１０２中に
混入されることによってフィルター部分の１以上の成分中に混入されてもよい。
ピースフィルタープラグ１０４中に混入されることができる。しかしながら、前
述の例のように、本発明によれば、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は例えばマウ
スピースフィルタープラグ１０４中に及び管状自由流フィルター要素１０２中に
混入されることによってフィルター部分の１以上の成分中に混入されてもよい。
【００４７】 図８のフィルター部分６２は空隙空間を作るように変更されることもでき、そ
の空間中に顆粒ＡＰＳシリカゲルの如き反応体を挿入することができる。
の空間中に顆粒ＡＰＳシリカゲルの如き反応体を挿入することができる。
【００４８】 上で説明したように、ＡＰＳシリカゲルは様々な支持体材料に混入されること
ができる。ＡＰＳシリカゲルがフィルター紙に使用されるとき、シリカゲルビー
ズ又は粒子は１０〜１００μｍ、好ましくは４０〜５０μｍの平均粒径を有して
もよい。ＡＰＳシリカゲルがフィルター繊維又は他の機械的支持体に使用される
とき、より大きなシリカゲル粒子を使用してもよい。かかる粒子は好ましくは１
４〜６０メッシュサイズ、より好ましくは３５〜６０メッシュサイズを有する。
シリカゲル粒子は好ましくは約４０〜約２５０Å、より好ましくは約１５０Åの
平均孔径を有する。
ができる。ＡＰＳシリカゲルがフィルター紙に使用されるとき、シリカゲルビー
ズ又は粒子は１０〜１００μｍ、好ましくは４０〜５０μｍの平均粒径を有して
もよい。ＡＰＳシリカゲルがフィルター繊維又は他の機械的支持体に使用される
とき、より大きなシリカゲル粒子を使用してもよい。かかる粒子は好ましくは１
４〜６０メッシュサイズ、より好ましくは３５〜６０メッシュサイズを有する。
シリカゲル粒子は好ましくは約４０〜約２５０Å、より好ましくは約１５０Åの
平均孔径を有する。
【００４９】 フィルター紙及び／又はフィルター繊維の如き好適な支持体上の混入によって
紙巻きタバコフィルターに使用されるＡＰＳシリカゲルの量はタバコ煙中のアル
デヒドの量及び除去されることが望まれるアルデヒドの量に依存する。一例とし
て、フィルター紙及びフィルター繊維は１０〜５０重量％のＡＰＳシリカゲルを
含有してもよい。
紙巻きタバコフィルターに使用されるＡＰＳシリカゲルの量はタバコ煙中のアル
デヒドの量及び除去されることが望まれるアルデヒドの量に依存する。一例とし
て、フィルター紙及びフィルター繊維は１０〜５０重量％のＡＰＳシリカゲルを
含有してもよい。
【００５０】 いかなる商業的に入手できるＡＰＳシリカゲル、例えば J.T. Baker Chemical
Co., Philipsburg, New Jerseyから入手可能なものを本発明に使用することが
できる。J.T. Baker製品は“キャプされている（capped）”ことに注意されるべ
きである。これは自由シリカゲル表面、即ちＡＰＳシリカゲル基に共有結合され
ていない表面が疎水性基での被覆によって非極性にされていることを意味する。
Co., Philipsburg, New Jerseyから入手可能なものを本発明に使用することが
できる。J.T. Baker製品は“キャプされている（capped）”ことに注意されるべ
きである。これは自由シリカゲル表面、即ちＡＰＳシリカゲル基に共有結合され
ていない表面が疎水性基での被覆によって非極性にされていることを意味する。
【００５１】 ＡＰＳシリカゲルは例えば水及びエタノール溶媒においてシリカゲルとアミノ
プロピルトリエトキシシラン、好ましくは３−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンを混合することによって作られることができる。トルエンの如き他の溶媒も使
用することができる。混合物は数時間加熱され、３−アミノプロピルトリエトキ
シシランをシリカゲル表面と反応させそれに化学的に結合する。反応混合物は次
いでＡＰＳシリカゲルを含む反応生成物を得るためにデカントされる。反応生成
物は溶媒で連続的にリンスされ、例えば１００℃以上の高温でオーブンで乾燥さ
れる。リンス及び乾燥工程は任意であるが、乾燥工程が好まれる。J.T. Baker製
品と違って、この方法によって作られたＡＰＳシリカゲルは“キャプされていな
い”。
プロピルトリエトキシシラン、好ましくは３−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンを混合することによって作られることができる。トルエンの如き他の溶媒も使
用することができる。混合物は数時間加熱され、３−アミノプロピルトリエトキ
シシランをシリカゲル表面と反応させそれに化学的に結合する。反応混合物は次
いでＡＰＳシリカゲルを含む反応生成物を得るためにデカントされる。反応生成
物は溶媒で連続的にリンスされ、例えば１００℃以上の高温でオーブンで乾燥さ
れる。リンス及び乾燥工程は任意であるが、乾燥工程が好まれる。J.T. Baker製
品と違って、この方法によって作られたＡＰＳシリカゲルは“キャプされていな
い”。
【００５２】 上記パラグラフは３−アミノプロピルトリメトキシシランの如き他のアミノプ
ロピルトリアルコキシシランで実施されてもよい工程ルーチンを記載する。
ロピルトリアルコキシシランで実施されてもよい工程ルーチンを記載する。
【００５３】 ＡＰＳシリカゲルは下記の特定の手順によって作られることもできる。選択さ
れたシリカゲルの懸濁液は水及びエタノールの溶液において迅速に撹拌される。
その混合物に３−アミノプロピルトリアルコキシシラン化合物、好ましくは３−
アミノプロピルトリエトキシシランを添加する。３−アミノプロピルトリアルコ
キシシランは加熱前、中又は後に添加されることができる。３−アミノプロピル
トリアルコキシシランは無水エタノールで予め希釈されることが好ましい。生じ
た混合物は次いで好ましくは沸点まで加熱される。最も好ましい例では、エタノ
ールは蒸留され、水と置換される。固形物は濾過の如き手順によって単離され、
任意の溶媒で、好ましくは水でリンスされる。固形物は次いで水損失が周囲との
平衡に到達するまでオーブンで加熱される。典型的な例では約１０５℃での一晩
加熱を伴う。
れたシリカゲルの懸濁液は水及びエタノールの溶液において迅速に撹拌される。
その混合物に３−アミノプロピルトリアルコキシシラン化合物、好ましくは３−
アミノプロピルトリエトキシシランを添加する。３−アミノプロピルトリアルコ
キシシランは加熱前、中又は後に添加されることができる。３−アミノプロピル
トリアルコキシシランは無水エタノールで予め希釈されることが好ましい。生じ
た混合物は次いで好ましくは沸点まで加熱される。最も好ましい例では、エタノ
ールは蒸留され、水と置換される。固形物は濾過の如き手順によって単離され、
任意の溶媒で、好ましくは水でリンスされる。固形物は次いで水損失が周囲との
平衡に到達するまでオーブンで加熱される。典型的な例では約１０５℃での一晩
加熱を伴う。
【００５４】 図９は３−アミノプロピルトリエトキシシラン及びシリカゲルが開始材料とし
て使用されるときにＡＰＳシリカゲルの製造で生じる反応の最も起こりうる機構
を示す。この機構は他の３−アミノプロピルトリアルコキシシランにも適用可能
である。示されているように、３−アミノプロピルトリエトキシシランが適切な
条件下で水と接触するとき、エトキシ基はヒドロキシルで置換され、かくして３
−アミノプロピルトリヒドロキシシラン中間体が得られる。その中間体は図９に
示されているようにシリカゲルと反応する前に（水性媒体で使用されることがで
きるためにモノマー形態を十分に安定化する）配座変化を受けると考えられてい
る。図９は３−アミノプロピルトリヒドロキシシラン及びシリカゲルの中間反応
生成物の構造をさらに示す。図９は硬化後の架橋されたＡＰＳシリカゲル製品を
最後に示す。硬化はヒドロキシル基の損失を起こし、反応性基に対して少なくと
も二重に結合されたシリコンアンカーを生じる。
て使用されるときにＡＰＳシリカゲルの製造で生じる反応の最も起こりうる機構
を示す。この機構は他の３−アミノプロピルトリアルコキシシランにも適用可能
である。示されているように、３−アミノプロピルトリエトキシシランが適切な
条件下で水と接触するとき、エトキシ基はヒドロキシルで置換され、かくして３
−アミノプロピルトリヒドロキシシラン中間体が得られる。その中間体は図９に
示されているようにシリカゲルと反応する前に（水性媒体で使用されることがで
きるためにモノマー形態を十分に安定化する）配座変化を受けると考えられてい
る。図９は３−アミノプロピルトリヒドロキシシラン及びシリカゲルの中間反応
生成物の構造をさらに示す。図９は硬化後の架橋されたＡＰＳシリカゲル製品を
最後に示す。硬化はヒドロキシル基の損失を起こし、反応性基に対して少なくと
も二重に結合されたシリコンアンカーを生じる。
【００５５】 図９に示されているように、シリカゲルの各シリコン原子は四つの酸素原子に
よって四面配座され、それらの酸素原子は二つのシリコン原子に又はシリコン及
びプロトン（ＯＨ）に単独で結合されている。（図９において環として表示され
る）孔のサイズは変化することができるが、典型的には約１５０Åの直径である
。
よって四面配座され、それらの酸素原子は二つのシリコン原子に又はシリコン及
びプロトン（ＯＨ）に単独で結合されている。（図９において環として表示され
る）孔のサイズは変化することができるが、典型的には約１５０Åの直径である
。
【００５６】 ３−アミノプロピルトリエトキシシランはDow Corning Corp.から商業的に得
られることができる。シリカゲルはW.R. Grace & Co.のGrace Davison Division
から商業的に得られることができる。
られることができる。シリカゲルはW.R. Grace & Co.のGrace Davison Division
から商業的に得られることができる。
【００５７】 実 験 例 ＡＰＳシリカゲル材料の調製 Grace Davison６４６（３５×６０メッシュ、１５０オングストローム孔径）
シリカゲル（約１７００〜２０００グラム）を１２リットルのPyrexガラスケッ
トル中に置いた。蒸留水（４リットル）及び９５％エタノール（２リットル；１
００％エタノールも許容される）を添加した。クランプオンヘッドは撹拌棒のた
めの中央ネック、及び反応添加及び蒸気出口のための三つの周囲ネックを持って
いた。ステンレス鋼櫂形撹拌機は高トルク（５０インチ−ポンド）デジタル制御
撹拌機に取り付けられている。高トルク撹拌機は頑強なラックシステムにダブル
クランプされるために必要であり、ケットルに対する基準点として作用した。後
者は“Lab-Jacks”のシステムによって上下され、固定した撹拌棒に対して正確
に位置された。撹拌ブレードはケットル底にかなり近くする必要があるが、接触
する必要はない。ブレードはフラスコ／ケットルのリバウンドを誘発する“バン
ピング”中であっても決して底に接触してはいけない。フラスコは避けることが
できないが撹拌が最小になる“バンピング”中の動きを防止するために制止され
ることが必要である。プラスチックベアリングが有利であることがわかった。な
ぜならばステンレス鋼ベアリングは故障しやすく、ガラスベアリングは破損しや
すいからである。混合物は２００〜３００ＲＰＭで撹拌され、加熱された（１２
リットルマントル、二重加熱ゾーン、各ゾーン１００ボルト）。１００％エタノ
ール（１リットル、リンスを含む）で希釈された３−アミノプロピルトリエトキ
シシラン（１×５００グラム瓶）をできるだけ早く撹拌された加熱混合物に添加
した（高いレベルのＡＰＳ官能基混入は使用された反応体の量を増加することに
よって達成されることができるだろう）。
シリカゲル（約１７００〜２０００グラム）を１２リットルのPyrexガラスケッ
トル中に置いた。蒸留水（４リットル）及び９５％エタノール（２リットル；１
００％エタノールも許容される）を添加した。クランプオンヘッドは撹拌棒のた
めの中央ネック、及び反応添加及び蒸気出口のための三つの周囲ネックを持って
いた。ステンレス鋼櫂形撹拌機は高トルク（５０インチ−ポンド）デジタル制御
撹拌機に取り付けられている。高トルク撹拌機は頑強なラックシステムにダブル
クランプされるために必要であり、ケットルに対する基準点として作用した。後
者は“Lab-Jacks”のシステムによって上下され、固定した撹拌棒に対して正確
に位置された。撹拌ブレードはケットル底にかなり近くする必要があるが、接触
する必要はない。ブレードはフラスコ／ケットルのリバウンドを誘発する“バン
ピング”中であっても決して底に接触してはいけない。フラスコは避けることが
できないが撹拌が最小になる“バンピング”中の動きを防止するために制止され
ることが必要である。プラスチックベアリングが有利であることがわかった。な
ぜならばステンレス鋼ベアリングは故障しやすく、ガラスベアリングは破損しや
すいからである。混合物は２００〜３００ＲＰＭで撹拌され、加熱された（１２
リットルマントル、二重加熱ゾーン、各ゾーン１００ボルト）。１００％エタノ
ール（１リットル、リンスを含む）で希釈された３−アミノプロピルトリエトキ
シシラン（１×５００グラム瓶）をできるだけ早く撹拌された加熱混合物に添加
した（高いレベルのＡＰＳ官能基混入は使用された反応体の量を増加することに
よって達成されることができるだろう）。
【００５８】 エタノールは蒸留された。約２リットルの水性エタノール蒸留物が収集される
と、水（２リットル）は反応体に加えられて元の体積に戻された。さらに２リッ
トルの蒸留物が収集され、さらに２リットルの置換水を加えた。加熱が遮断され
、バンピングが停止するまで撹拌が続けられた。混合物は一晩冷却させられた。
装置は取りはずされ、固形物の除去を完了するためにリサイクルした上澄み液を
使用して、シリカは手動で渦をまかれ４リットルのプラスチックビーカー中に捨
てられた。固形物は大きい（１８〜２４ｃｍ直径）ブフナー漏斗上に濾別された
。最小の水でリンスされた（最大二、三百ミリリットル）。吸引がほとんどの液
体を除去した後、湿潤した固形物がステンレス鋼トレーに移され、オーブン中で
１０５℃で一晩乾燥された。
と、水（２リットル）は反応体に加えられて元の体積に戻された。さらに２リッ
トルの蒸留物が収集され、さらに２リットルの置換水を加えた。加熱が遮断され
、バンピングが停止するまで撹拌が続けられた。混合物は一晩冷却させられた。
装置は取りはずされ、固形物の除去を完了するためにリサイクルした上澄み液を
使用して、シリカは手動で渦をまかれ４リットルのプラスチックビーカー中に捨
てられた。固形物は大きい（１８〜２４ｃｍ直径）ブフナー漏斗上に濾別された
。最小の水でリンスされた（最大二、三百ミリリットル）。吸引がほとんどの液
体を除去した後、湿潤した固形物がステンレス鋼トレーに移され、オーブン中で
１０５℃で一晩乾燥された。
【００５９】 開始シリカゲルに対して、使用される３−アミノプロピルトリエトキシシラン
の量に依存して、乾燥した製品は約８％〜約２４％の範囲の呼称重量増加を示し
た。以下の実施例で使用されるバッチの一つは上述の一般的な条件下ではGrace
Division Silica Gel ６４６の１６９２．４グラム及び３−アミノプロピルトリ
エトキシシランの５００．１グラムから作られた。乾燥後、１８９１グラムのＡ
ＰＳシリカを得た。試料はＣ，Ｈ及びＮについて分析された。実測値：Ｃ ４．
２１％、Ｈ １．３７％、Ｎ １．５８％。窒素分析に基づいて、シリカの３−
アミノプロピル含有量は生成物全体の６．５５重量％であった。
の量に依存して、乾燥した製品は約８％〜約２４％の範囲の呼称重量増加を示し
た。以下の実施例で使用されるバッチの一つは上述の一般的な条件下ではGrace
Division Silica Gel ６４６の１６９２．４グラム及び３−アミノプロピルトリ
エトキシシランの５００．１グラムから作られた。乾燥後、１８９１グラムのＡ
ＰＳシリカを得た。試料はＣ，Ｈ及びＮについて分析された。実測値：Ｃ ４．
２１％、Ｈ １．３７％、Ｎ １．５８％。窒素分析に基づいて、シリカの３−
アミノプロピル含有量は生成物全体の６．５５重量％であった。
【００６０】 紙巻きタバコ試験 従来の手段と比較した、タバコ煙からアルデヒドを除去するための本発明の紙
巻きタバコフィルターの能力を決定するために幾つかの試験を行った。試験は紙
巻きタバコが完全に喫煙された後の全煙流から除去されるアルデヒドの量を測定
した。ＷＳは全ての煙が収集及び分析された後の全煙流から除去されるアルデヒ
ドの量（％）を表す。ＴＰＭは紙巻きタバコのフィルター部分に収集される粒状
材料の量（ｍｇ／紙巻きタバコ）を表す。
巻きタバコフィルターの能力を決定するために幾つかの試験を行った。試験は紙
巻きタバコが完全に喫煙された後の全煙流から除去されるアルデヒドの量を測定
した。ＷＳは全ての煙が収集及び分析された後の全煙流から除去されるアルデヒ
ドの量（％）を表す。ＴＰＭは紙巻きタバコのフィルター部分に収集される粒状
材料の量（ｍｇ／紙巻きタバコ）を表す。
【００６１】 以下の試験において、使用されたシリカゲルは上で述べられた製造工程中に元
のシリカゲルから約８〜２５％の呼称重量増加を示した。以下の試験に基づいて
、好ましい重量増加は約８〜１６、好ましくは１０〜１５重量％である。この重
量増加はアルデヒドを除去する結果としての重量増加に言及しないことに注目す
ることが重要である。それはＡＰＳ官能基の如き官能基をシリカゲルに添加する
反応からの重量増加に関する。本発明に従って使用されるときに特に有効である
ＡＰＳシリカゲルは好ましくは約１〜３重量％の範囲、より好ましくは約１．５
〜２．１重量％の範囲の窒素含有量を示す。
のシリカゲルから約８〜２５％の呼称重量増加を示した。以下の試験に基づいて
、好ましい重量増加は約８〜１６、好ましくは１０〜１５重量％である。この重
量増加はアルデヒドを除去する結果としての重量増加に言及しないことに注目す
ることが重要である。それはＡＰＳ官能基の如き官能基をシリカゲルに添加する
反応からの重量増加に関する。本発明に従って使用されるときに特に有効である
ＡＰＳシリカゲルは好ましくは約１〜３重量％の範囲、より好ましくは約１．５
〜２．１重量％の範囲の窒素含有量を示す。
【００６２】 実 施 例 １ 紙巻きタバコのフィルター区域は図１に従って及び図８のタバコロッド区域に
従って構成された。試料２として識別される本発明に従って構成されるフィルタ
ー区域は管状フィルター１２の中空部分に挿入されるフィルター紙１０（１７ｍ
ｍ×２３ｍｍ）の折りたたまれた部分上に１６．５ｍｇのＡＰＳシリカゲルを含
有していた。試料３として識別される本発明に従って構成される別のフィルター
区域は管状フィルター１２の中空部分中に挿入されるフィルター紙１０（２２ｍ
ｍ×２３ｍｍ）の折りたたまれた部分上に２１ｍｇのＡＰＳシリカゲルを含有し
ていた。管状フィルターの中空部分中に適合される（ＡＰＳシリカゲルを全く有
さない）フィルター紙（１７ｍｍ×２３ｍｍ）の折りたたまれた部分を使用する
比較フィルター区域はコントロールとして構成され、試料１として識別された。
試料２及び３に対して、１５個の紙巻きタバコがＴＰＭ測定のために作られ、９
個がＷＳ測定のために作られた。コントロール試料１に対して、１５個の紙巻き
タバコがＴＰＭ測定のために作られ、１５個がＷＳ測定のために作られた。結果
は以下の表１に示される。
従って構成された。試料２として識別される本発明に従って構成されるフィルタ
ー区域は管状フィルター１２の中空部分に挿入されるフィルター紙１０（１７ｍ
ｍ×２３ｍｍ）の折りたたまれた部分上に１６．５ｍｇのＡＰＳシリカゲルを含
有していた。試料３として識別される本発明に従って構成される別のフィルター
区域は管状フィルター１２の中空部分中に挿入されるフィルター紙１０（２２ｍ
ｍ×２３ｍｍ）の折りたたまれた部分上に２１ｍｇのＡＰＳシリカゲルを含有し
ていた。管状フィルターの中空部分中に適合される（ＡＰＳシリカゲルを全く有
さない）フィルター紙（１７ｍｍ×２３ｍｍ）の折りたたまれた部分を使用する
比較フィルター区域はコントロールとして構成され、試料１として識別された。
試料２及び３に対して、１５個の紙巻きタバコがＴＰＭ測定のために作られ、９
個がＷＳ測定のために作られた。コントロール試料１に対して、１５個の紙巻き
タバコがＴＰＭ測定のために作られ、１５個がＷＳ測定のために作られた。結果
は以下の表１に示される。
【００６３】
【表１】
【００６４】 実 施 例 ２ 実施例１で試験されたものと同じ紙巻きタバコはＡＰＳシリカゲルを含有する
、より短い区域を含んでいた。試料１−３では、フィルター区域は図２に従って
構成され、１６ｍｍスリーブ１３、７ｍｍスリーブ１２及び７ｍｍフィルタープ
ラグ８を含んでいた。スリーブ１２はＡＰＳシリカゲル被覆又は未被覆紙の折り
たたまれたシート（７ｍｍ×７５ｍｍ）を含んでいた。コントロール試料１（未
被覆紙）、試料２（１１ｍｇＡＰＳシリカゲルで被覆された紙）、及び試料３（
２２ｍｇＡＰＳシリカゲルで被覆された紙）として識別される三つの試料を試験
した。各試料の１５個の紙巻きタバコがＴＰＭ測定のために作られ、９個がＷＳ
測定のために作られた。結果は以下の表２に示される。
、より短い区域を含んでいた。試料１−３では、フィルター区域は図２に従って
構成され、１６ｍｍスリーブ１３、７ｍｍスリーブ１２及び７ｍｍフィルタープ
ラグ８を含んでいた。スリーブ１２はＡＰＳシリカゲル被覆又は未被覆紙の折り
たたまれたシート（７ｍｍ×７５ｍｍ）を含んでいた。コントロール試料１（未
被覆紙）、試料２（１１ｍｇＡＰＳシリカゲルで被覆された紙）、及び試料３（
２２ｍｇＡＰＳシリカゲルで被覆された紙）として識別される三つの試料を試験
した。各試料の１５個の紙巻きタバコがＴＰＭ測定のために作られ、９個がＷＳ
測定のために作られた。結果は以下の表２に示される。
【００６５】
【表２】
【００６６】 実 施 例 ３ 紙巻きタバコは図２に示されたようなタバコロッドおよび従来のフィルター要
素を有する一般的な紙巻きタバコに従って構成された。試料１はＡＰＳシリカゲ
ルを有しないコントロール試料であり、試料２はフィルター要素に５０ｍｇＡＰ
Ｓシリカゲルを含有していた。ＷＳは各々について測定され、結果は表３に示さ
れる。
素を有する一般的な紙巻きタバコに従って構成された。試料１はＡＰＳシリカゲ
ルを有しないコントロール試料であり、試料２はフィルター要素に５０ｍｇＡＰ
Ｓシリカゲルを含有していた。ＷＳは各々について測定され、結果は表３に示さ
れる。
【００６７】
【表３】
【００６８】 実 施 例 ４ マウスピースフィルターにＡＰＳシリカゲルを含有させた紙巻きタバコが図８
に従って構成された。試料１はＡＰＳシリカゲルを含まないコントロール試料で
あり、試料２及び３は７ｍｍ長さのマウスピースフィルター１０４にＡＰＳシリ
カゲルを含有していた。試料はポリプロピレンから構成されかつ２３ｍｍ長さの
マウスピースフィルターに隣接するスリーブ１０２を含んでいた。試料３では、
１１ｍｇＡＰＳシリカゲルは７ｍｍの長さを有する追加のポリプロピレンスリー
ブ７４に含められ、フィルター要素に隣接してタバコロッドの端に位置された。
ＷＳは各々について測定され、結果は表４に示される。
に従って構成された。試料１はＡＰＳシリカゲルを含まないコントロール試料で
あり、試料２及び３は７ｍｍ長さのマウスピースフィルター１０４にＡＰＳシリ
カゲルを含有していた。試料はポリプロピレンから構成されかつ２３ｍｍ長さの
マウスピースフィルターに隣接するスリーブ１０２を含んでいた。試料３では、
１１ｍｇＡＰＳシリカゲルは７ｍｍの長さを有する追加のポリプロピレンスリー
ブ７４に含められ、フィルター要素に隣接してタバコロッドの端に位置された。
ＷＳは各々について測定され、結果は表４に示される。
【００６９】
【表４】
【００７０】 実 施 例 ５ 様々なフィルター要素にＡＰＳシリカゲルを含有させた紙巻きタバコが図８に
従って構成された。紙巻きタバコはＷＳ及びＴＰＭレベルについて試験され、結
果は以下の表５に示される。
従って構成された。紙巻きタバコはＷＳ及びＴＰＭレベルについて試験され、結
果は以下の表５に示される。
【００７１】
【表５】
【００７２】 全ての試料はフィルター部分における２３ｍｍ長さのスリーブ１０２及び７ｍ
ｍ長さのマウスピースフィルター１０４を有していた。試料２では、ＡＰＳシリ
カゲルを含有する第２スリーブ７４はフィルター部分に隣接するタバコロッドに
位置され、４．０ｍｍの内径を有していた。試料３−５では、試料２と同様であ
るが、ＡＰＳシリカゲルを有しない第２スリーブ７４は３．５ｍｍの内径を有し
ていた。
ｍ長さのマウスピースフィルター１０４を有していた。試料２では、ＡＰＳシリ
カゲルを含有する第２スリーブ７４はフィルター部分に隣接するタバコロッドに
位置され、４．０ｍｍの内径を有していた。試料３−５では、試料２と同様であ
るが、ＡＰＳシリカゲルを有しない第２スリーブ７４は３．５ｍｍの内径を有し
ていた。
【００７３】 実 施 例 ６ 図５に示されたプラグ−空間−プラグの例に従って紙巻きタバコは構成された
。各紙巻きタバコにおいて、管状自由流フィルター要素２０は１３ｍｍ長さであ
り、フィルタープラグ８は５ｍｍ長さであり、フィルタープラグ１６は７ｍｍ長
さであり、空隙空間１８は５ｍｍ長さであった。コントロール試料１及び３は空
隙空間１８にＡＰＳシリカゲルを全く含まずに５０ｍｇのシリカゲルを含有し、
試料２及び４は空隙空間１８に５０ｍｇのＡＰＳシリカゲル粒子を含有していた
。ＷＳが測定され、結果は以下の表６に示される。
。各紙巻きタバコにおいて、管状自由流フィルター要素２０は１３ｍｍ長さであ
り、フィルタープラグ８は５ｍｍ長さであり、フィルタープラグ１６は７ｍｍ長
さであり、空隙空間１８は５ｍｍ長さであった。コントロール試料１及び３は空
隙空間１８にＡＰＳシリカゲルを全く含まずに５０ｍｇのシリカゲルを含有し、
試料２及び４は空隙空間１８に５０ｍｇのＡＰＳシリカゲル粒子を含有していた
。ＷＳが測定され、結果は以下の表６に示される。
【００７４】
【表６】
【００７５】 実 施 例 ７ 以下の表７の試料２及び３のために使用された紙巻きタバコはそれぞれ図６及
び７に示された例に従って構成された。試料２では、管状フィルター要素２０は
１６ｍｍ長さであり、フィルタープラグ８は７ｍｍ長さであり、中実プラグ２２
は７ｍｍ長さであり、ＡＰＳシリカゲルとポリプロピレン繊維のハンドロールさ
れた混合物から構成された。試料３では、プラグ２４は２３ｍｍ長さであり、Ａ
ＰＳシリカゲルとポリプロピレン繊維のハンドロールされた混合物から構成され
、フィルタープラグ８は７ｍｍ長さであった。試料１はコントロール紙巻きタバ
コであった。測定はＴＰＭ及びＷＳについてなされた。結果は以下の表７に示さ
れる。
び７に示された例に従って構成された。試料２では、管状フィルター要素２０は
１６ｍｍ長さであり、フィルタープラグ８は７ｍｍ長さであり、中実プラグ２２
は７ｍｍ長さであり、ＡＰＳシリカゲルとポリプロピレン繊維のハンドロールさ
れた混合物から構成された。試料３では、プラグ２４は２３ｍｍ長さであり、Ａ
ＰＳシリカゲルとポリプロピレン繊維のハンドロールされた混合物から構成され
、フィルタープラグ８は７ｍｍ長さであった。試料１はコントロール紙巻きタバ
コであった。測定はＴＰＭ及びＷＳについてなされた。結果は以下の表７に示さ
れる。
【００７６】
【表７】
【００７７】 本発明によれば、シリカゲルの表面は化学的に変性されて所望の選択的フィル
ター特性を達成することができる。ＡＰＳシリカゲルの場合には、アミノプロピ
ルシリル基は１以上の共有シリコン−酸素−シリコン結合によってシリカゲル骨
格に結合される。アミノプロピルシリル基の（暴露された又は自由な）末端の第
１アミン基はアルデヒド及びケトンとすぐに反応する。第１アミンはアルデヒド
と反応してイミン及び／又はアルデヒドの他の共有結合された誘導体を形成する
。イミン基又はアルデヒドの他の共有結合された誘導体はシリカゲルに固定され
たままであり、かくしてかかる誘導体の形成が紙巻きタバコ煙からのアルデヒド
及びケトン及びそれらの反応生成物を有効に除去するのに役立つ。第１アミン基
は酸塩基反応を通してシアン化水素と反応し、紙巻きタバコ煙中のこの化合物の
レベルを低下する。
ター特性を達成することができる。ＡＰＳシリカゲルの場合には、アミノプロピ
ルシリル基は１以上の共有シリコン−酸素−シリコン結合によってシリカゲル骨
格に結合される。アミノプロピルシリル基の（暴露された又は自由な）末端の第
１アミン基はアルデヒド及びケトンとすぐに反応する。第１アミンはアルデヒド
と反応してイミン及び／又はアルデヒドの他の共有結合された誘導体を形成する
。イミン基又はアルデヒドの他の共有結合された誘導体はシリカゲルに固定され
たままであり、かくしてかかる誘導体の形成が紙巻きタバコ煙からのアルデヒド
及びケトン及びそれらの反応生成物を有効に除去するのに役立つ。第１アミン基
は酸塩基反応を通してシアン化水素と反応し、紙巻きタバコ煙中のこの化合物の
レベルを低下する。
【００７８】 シリカゲルは珪酸ナトリウムの溶液から酸による沈殿によって作られることが
できる“珪酸”とも呼ばれる二酸化珪素の変化可能な水和形態である。シリカゲ
ルは３次元構造全体の架橋の変化可能な性質によって形成される、全体に広がる
様々な孔径を有するシート、リボン、鎖及び骨組を形成する、シロキサン四面体
の多孔質無秩序３次元ポリマーとして特徴づけられることができる。各シリコン
原子は四面体のコーナーの四つの酸素原子に結合される。酸素原子はほとんど二
つのシリコン原子に結合されるが、幾つかは単一のシリコン原子及び一つの水素
原子に結合されて“シラノール”官能を発生することができる。酸素原子の大多
数は二つのシリコン原子に結合される“シロキサン”酸素原子である。“根源の
（germinal）”シランジオールと称される幾つかのシリコン原子は二つのシラノ
ール酸素に結合される。大多数のシラノール基は一つのヒドロキシル基及び三つ
のシロキサン酸素を伴うシリコン原子からなる。かかるシラノールは互いに分離
されてもよいが、隣接するとき互いに“ビシナル（vicinal）”シラノール（オ
キソ−ビス−シラノール）と称される。かかるシラノール官能は３−アミノプロ
ピルシリルの如き誘導基のための結合点を与える。図１０は典型的なＳｉ−Ｏ−
Ｓｉ結合角が１４５°であり、ＳｉＯ結合長が約１．６２Åであり、典型的なＳ
ｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åであるシリカゲルのグラフィック表示を示す。
できる“珪酸”とも呼ばれる二酸化珪素の変化可能な水和形態である。シリカゲ
ルは３次元構造全体の架橋の変化可能な性質によって形成される、全体に広がる
様々な孔径を有するシート、リボン、鎖及び骨組を形成する、シロキサン四面体
の多孔質無秩序３次元ポリマーとして特徴づけられることができる。各シリコン
原子は四面体のコーナーの四つの酸素原子に結合される。酸素原子はほとんど二
つのシリコン原子に結合されるが、幾つかは単一のシリコン原子及び一つの水素
原子に結合されて“シラノール”官能を発生することができる。酸素原子の大多
数は二つのシリコン原子に結合される“シロキサン”酸素原子である。“根源の
（germinal）”シランジオールと称される幾つかのシリコン原子は二つのシラノ
ール酸素に結合される。大多数のシラノール基は一つのヒドロキシル基及び三つ
のシロキサン酸素を伴うシリコン原子からなる。かかるシラノールは互いに分離
されてもよいが、隣接するとき互いに“ビシナル（vicinal）”シラノール（オ
キソ−ビス−シラノール）と称される。かかるシラノール官能は３−アミノプロ
ピルシリルの如き誘導基のための結合点を与える。図１０は典型的なＳｉ−Ｏ−
Ｓｉ結合角が１４５°であり、ＳｉＯ結合長が約１．６２Åであり、典型的なＳ
ｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åであるシリカゲルのグラフィック表示を示す。
【００７９】 ＡＰＳシリカゲルは多孔質シリカゲル骨組に３−アミノプロピルシリル（ＡＰ
Ｓ）基を永久に結合する誘導反応体３−アミノプロピルトリエトキシシランによ
ってヒドロキシル基の幾つかにおいて変性されたシリカゲルとして特徴づけるこ
とができる。結合した３−アミノプロピルシリル基は目的カルボニル基を含有す
る支持体と反応することができる。図１１は典型的なＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角が１
４５°であり、ＳｉＯ結合長が約１．６２Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が
約３．０６ÅであるＡＰＳシリカゲルのグラフィック表示を示す。３−アミノプ
ロピルシリル基は主流紙巻きタバコ煙からシアン化水素の如き酸を除去できる点
で塩基として考えられることができる。かかるＡＰＳシリカゲルを作る際には、
シリカゲルは大きな平均孔径を有することが好ましい。例えば、“乾燥”シリカ
ゲルは２０Åのオーダーの孔径を有し、ＡＰＳシリカゲルのための好ましい孔径
は６０〜１５０Åのオーダーである。大孔径シリカゲルはW.R. Grace & Company
, Baltimore, MarylandのDavison Chemical Divisionから入手されることができ
る。
Ｓ）基を永久に結合する誘導反応体３−アミノプロピルトリエトキシシランによ
ってヒドロキシル基の幾つかにおいて変性されたシリカゲルとして特徴づけるこ
とができる。結合した３−アミノプロピルシリル基は目的カルボニル基を含有す
る支持体と反応することができる。図１１は典型的なＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角が１
４５°であり、ＳｉＯ結合長が約１．６２Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が
約３．０６ÅであるＡＰＳシリカゲルのグラフィック表示を示す。３−アミノプ
ロピルシリル基は主流紙巻きタバコ煙からシアン化水素の如き酸を除去できる点
で塩基として考えられることができる。かかるＡＰＳシリカゲルを作る際には、
シリカゲルは大きな平均孔径を有することが好ましい。例えば、“乾燥”シリカ
ゲルは２０Åのオーダーの孔径を有し、ＡＰＳシリカゲルのための好ましい孔径
は６０〜１５０Åのオーダーである。大孔径シリカゲルはW.R. Grace & Company
, Baltimore, MarylandのDavison Chemical Divisionから入手されることができ
る。
【００８０】 かかる大孔径シリカゲルを製造するための一つの技術は珪酸ナトリウム溶液を
希硫酸と混合し、経時的に溶液をゲルにし、（数日間）水で洗浄し、シリカゲル
を乾燥及び粉砕することである。シリカゲルをＡＰＳシリカゲルに変換する際、
所望の粒径のシリカゲルは水、エタノール、トルエンなどの溶媒において誘導反
応体３−アミノプロピルトリエトキシシランと加熱されることができ、反応生成
物を加熱乾燥して製品を“硬化する”ことができる。未使用の反応体はＡＰＳシ
リカゲルの他のバッチの製造中にリサイクルされることができる。
希硫酸と混合し、経時的に溶液をゲルにし、（数日間）水で洗浄し、シリカゲル
を乾燥及び粉砕することである。シリカゲルをＡＰＳシリカゲルに変換する際、
所望の粒径のシリカゲルは水、エタノール、トルエンなどの溶媒において誘導反
応体３−アミノプロピルトリエトキシシランと加熱されることができ、反応生成
物を加熱乾燥して製品を“硬化する”ことができる。未使用の反応体はＡＰＳシ
リカゲルの他のバッチの製造中にリサイクルされることができる。
【００８１】 ＡＰＳシリカゲルは他の誘導反応体を使用して製造されることができる。例え
ば、使用可能な別の誘導反応体は製造工程中メタノールを発生する３−アミノプ
ロピルトリメトキシシランである。それに対して、３−アミノプロピルトリエト
キシシランはエタノールを発生する。さらに、シリカゲルはＡＰＳに加えてまた
はその代わりに基を混入して変性されることができる。例えば、シリカゲルは誘
導反応体としてＮ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−エチルジアミン
（Chemical Abstracts Service Registry No. 1760-24-3）を使用して作ること
ができるアミノエチルアミノプロピルシリル（ＡＥＡＰＳ）シリカゲルを形成す
るために変性されることができる。図１２は開始シラン及び最終ＡＥＡＰＳシリ
カゲルの化学構造を示す。あるいは、シリカゲルは誘導半導体としてＮ１−［３
−（トリメトキシシリル）プロピル］−ジエチレントリアミン（Chemical Abstr
acts Service Registry No. 35141-30-1）を使用して作ることができるアミノエ
チルアミノエチルアミノプロピルシリル（ＡＥＡＥＡＰＳ）シリカゲルを形成す
るために変性されることができる。図１３は開始シラン及び最終ＡＥＡＥＡＰＳ
シリカゲルの化学構造を示す。上述のＡＰＳ，ＡＥＡＰＳ及びＡＥＡＥＡＰＳ表
面変性シリカゲルは経済的な製造条件で商業的な量で作られることができる。追
加のアミン官能との同族体又は類似体の如きシリカに結合されるいかなる共有結
合アミン基も本発明による紙巻きタバコフィルターの如きエアーフィルターの一
成分として使用されることができると考えられる。
ば、使用可能な別の誘導反応体は製造工程中メタノールを発生する３−アミノプ
ロピルトリメトキシシランである。それに対して、３−アミノプロピルトリエト
キシシランはエタノールを発生する。さらに、シリカゲルはＡＰＳに加えてまた
はその代わりに基を混入して変性されることができる。例えば、シリカゲルは誘
導反応体としてＮ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−エチルジアミン
（Chemical Abstracts Service Registry No. 1760-24-3）を使用して作ること
ができるアミノエチルアミノプロピルシリル（ＡＥＡＰＳ）シリカゲルを形成す
るために変性されることができる。図１２は開始シラン及び最終ＡＥＡＰＳシリ
カゲルの化学構造を示す。あるいは、シリカゲルは誘導半導体としてＮ１−［３
−（トリメトキシシリル）プロピル］−ジエチレントリアミン（Chemical Abstr
acts Service Registry No. 35141-30-1）を使用して作ることができるアミノエ
チルアミノエチルアミノプロピルシリル（ＡＥＡＥＡＰＳ）シリカゲルを形成す
るために変性されることができる。図１３は開始シラン及び最終ＡＥＡＥＡＰＳ
シリカゲルの化学構造を示す。上述のＡＰＳ，ＡＥＡＰＳ及びＡＥＡＥＡＰＳ表
面変性シリカゲルは経済的な製造条件で商業的な量で作られることができる。追
加のアミン官能との同族体又は類似体の如きシリカに結合されるいかなる共有結
合アミン基も本発明による紙巻きタバコフィルターの如きエアーフィルターの一
成分として使用されることができると考えられる。
【００８２】 濾過中、ＡＰＳシリカゲルは主流タバコ煙の如き空気流から気体成分を選択的
に永久除去することができる。例えば、ＡＰＳシリカゲルを紙巻きタバコフィル
ター、紙巻きタバコ紙、タバコフィラー及び／又は紙巻きタバコのタバコ含有シ
ート材料に混入することによって、ＡＰＳシリカゲルはタバコ煙からホルムアル
デヒドを選択的に除去するために使用されることができる。図１４は紙巻きタバ
コ煙がＡＰＳシリカゲルと接触するときにホルムアルデヒドがどのようにしてＡ
ＰＳシリカゲルに化学結合されることができるかについての化学式表示を示す。
に永久除去することができる。例えば、ＡＰＳシリカゲルを紙巻きタバコフィル
ター、紙巻きタバコ紙、タバコフィラー及び／又は紙巻きタバコのタバコ含有シ
ート材料に混入することによって、ＡＰＳシリカゲルはタバコ煙からホルムアル
デヒドを選択的に除去するために使用されることができる。図１４は紙巻きタバ
コ煙がＡＰＳシリカゲルと接触するときにホルムアルデヒドがどのようにしてＡ
ＰＳシリカゲルに化学結合されることができるかについての化学式表示を示す。
【００８３】 本発明はここまで紙巻きタバコフィルターに関して記載されているが、本発明
は周囲空気の如き気体混合物を反応体と化学的に反応させることによってそれら
の一成分を除去するのに有効なフィルターも提供する。上記紙巻きタバコフィル
ターの場合のように、エアーフィルターの反応体は少なくとも一つの反応性官能
基を含むことが好ましい。いったん目的周囲空気成分が反応体と化学的に反応す
ると、反応体又はその反応生成物は気体混合中に戻ることはできない。なぜなら
ば官能基は無機不揮発性支持体に共有結合されているからである。
は周囲空気の如き気体混合物を反応体と化学的に反応させることによってそれら
の一成分を除去するのに有効なフィルターも提供する。上記紙巻きタバコフィル
ターの場合のように、エアーフィルターの反応体は少なくとも一つの反応性官能
基を含むことが好ましい。いったん目的周囲空気成分が反応体と化学的に反応す
ると、反応体又はその反応生成物は気体混合中に戻ることはできない。なぜなら
ば官能基は無機不揮発性支持体に共有結合されているからである。
【００８４】 好ましい例によれば、反応体はダクトのないレンジフード、ルームエアー清浄
機、電子エアークリーナー、エアーコンディショナー、及び加熱／換気システム
の如き家用途のための気相透過性フィルターに含められる。フィルターは燃料排
気及び／又は製造操作が二酸化硫黄、ホルムアルデヒド、フェノールなどの如き
臭気物質を発生する商業的／工業的用途にも使用されることができる。本発明に
よるフィルターは煙、ダスト、又は他の粒状物も除去するフィルター配置に含め
られることができる。フィルターはフレーク、粒子、ペレット又は顆粒の形の臭
気除去材料を含むことができる。フィルターは活性炭フレーク又は顆粒の如き公
知のフィルター材料又は含浸活性アルミナの如き他の物質を含めることができる
。フィルターの気相透過性部分はガラスファイバー又は連続気泡ポリウレタンの
如き様々な材料から作られることができる。本発明による反応体は様々な技術に
よってかかるフィルターに含めさせることができ、その幾つかは紙巻きタバコと
関連して上述されているが、追加の技術を以下に記載する。好ましい例では、反
応体は紙巻きタバコと関連して上で述べられたＡＰＳ，ＡＥＡＰＳ又はＡＥＡＥ
ＡＰＳの如きアミノ変性シリカゲルを含む。
機、電子エアークリーナー、エアーコンディショナー、及び加熱／換気システム
の如き家用途のための気相透過性フィルターに含められる。フィルターは燃料排
気及び／又は製造操作が二酸化硫黄、ホルムアルデヒド、フェノールなどの如き
臭気物質を発生する商業的／工業的用途にも使用されることができる。本発明に
よるフィルターは煙、ダスト、又は他の粒状物も除去するフィルター配置に含め
られることができる。フィルターはフレーク、粒子、ペレット又は顆粒の形の臭
気除去材料を含むことができる。フィルターは活性炭フレーク又は顆粒の如き公
知のフィルター材料又は含浸活性アルミナの如き他の物質を含めることができる
。フィルターの気相透過性部分はガラスファイバー又は連続気泡ポリウレタンの
如き様々な材料から作られることができる。本発明による反応体は様々な技術に
よってかかるフィルターに含めさせることができ、その幾つかは紙巻きタバコと
関連して上述されているが、追加の技術を以下に記載する。好ましい例では、反
応体は紙巻きタバコと関連して上で述べられたＡＰＳ，ＡＥＡＰＳ又はＡＥＡＥ
ＡＰＳの如きアミノ変性シリカゲルを含む。
【００８５】 本発明の一つの例によれば、アミノ変性シリカゲルはエアーフィルターの支持
体形成部分上に被覆される。例えば、アミノ変性シリカゲルはエアーフィルター
の空気透過性部分上に被覆されることができる。あるいは、アミノ変性シリカゲ
ルは綿、ガラスウール、ロックウール、細断したポリオレフィン、ナイロン、ポ
リエステル、レーヨン及び他の繊維などの繊維材料上に被覆されるか又はそれら
に伴わせることができる。繊維材料は有機又は合成材料のフィラメント、糸、リ
ボン、シートなどの形であることができる。繊維材料のストランドを被覆する好
ましい方法はストランドを接着剤に通過させ、次いでアミノ変性シリカゲル粒子
の床に通過させ、アミノ変性シリカゲル粒子をストランドに付着することである
。ストランドは当業者に明らかな様々な技術によってフィルター要素に含められ
ることができ、例えばストランドはフィルター要素を形成するために他の材料と
混合される細片に切断されることができ又はストランドはフィルター要素に含め
られる織布又は不織布に成形されることができる。しかしながら、フィルター要
素はＡＰＳシリカゲルの溶液で浸漬又はスプレーされることができ、例えばアミ
ノ変性シリカゲルの溶液は紙、ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン、レー
ヨン、ガラスファイバーウエブの如き不織材料、織布又は織物又はカーテン地を
含むスクリーン材料又は有機又は無機材料のネット上にスプレーされるか又はそ
の上に広げられることができる。アミノ変性シリカゲルがエアーフィルターに含
められることができるいかなる技術も本発明の範囲内と考えられる。
体形成部分上に被覆される。例えば、アミノ変性シリカゲルはエアーフィルター
の空気透過性部分上に被覆されることができる。あるいは、アミノ変性シリカゲ
ルは綿、ガラスウール、ロックウール、細断したポリオレフィン、ナイロン、ポ
リエステル、レーヨン及び他の繊維などの繊維材料上に被覆されるか又はそれら
に伴わせることができる。繊維材料は有機又は合成材料のフィラメント、糸、リ
ボン、シートなどの形であることができる。繊維材料のストランドを被覆する好
ましい方法はストランドを接着剤に通過させ、次いでアミノ変性シリカゲル粒子
の床に通過させ、アミノ変性シリカゲル粒子をストランドに付着することである
。ストランドは当業者に明らかな様々な技術によってフィルター要素に含められ
ることができ、例えばストランドはフィルター要素を形成するために他の材料と
混合される細片に切断されることができ又はストランドはフィルター要素に含め
られる織布又は不織布に成形されることができる。しかしながら、フィルター要
素はＡＰＳシリカゲルの溶液で浸漬又はスプレーされることができ、例えばアミ
ノ変性シリカゲルの溶液は紙、ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン、レー
ヨン、ガラスファイバーウエブの如き不織材料、織布又は織物又はカーテン地を
含むスクリーン材料又は有機又は無機材料のネット上にスプレーされるか又はそ
の上に広げられることができる。アミノ変性シリカゲルがエアーフィルターに含
められることができるいかなる技術も本発明の範囲内と考えられる。
【００８６】 アミノ変性シリカゲルは開放空気内につるされたり、壁上に掛けられたり、棚
上に支持されたり、エアーコンディショニング又はヒーティングシステムから入
来する気流に設置されることができる透過性バッグ又は有孔容器の如き空気透過
性包囲物に含有された固定していない粒子として使用されることもできる。しか
しながら、アミノ変性シリカゲル粒子はエアーフィルターの一部として支持体の
積み重ね中に又は単独で使用されることができる空気透過性支持体の片側又は両
側に結合されることもできる。別の可能性はアミノ変性シリカゲル粒子を互いに
結合してエアーフィルターの別の部分によって自己支持又は被支持される３次元
エアーフィルター要素を形成することである。
上に支持されたり、エアーコンディショニング又はヒーティングシステムから入
来する気流に設置されることができる透過性バッグ又は有孔容器の如き空気透過
性包囲物に含有された固定していない粒子として使用されることもできる。しか
しながら、アミノ変性シリカゲル粒子はエアーフィルターの一部として支持体の
積み重ね中に又は単独で使用されることができる空気透過性支持体の片側又は両
側に結合されることもできる。別の可能性はアミノ変性シリカゲル粒子を互いに
結合してエアーフィルターの別の部分によって自己支持又は被支持される３次元
エアーフィルター要素を形成することである。
【００８７】 好ましい例によれば、アミノ変性シリカゲルは交換可能なエアーフィルター要
素に含められる。例えば、かかるエアーフィルターは携帯用エアーフィルトレー
ションシステム又はヒーティング／エアーコンディショニングユニットの交換可
能なフィルターカートリッジ又はパネルの一部であることができる。エアーフィ
ルターは家、オフィス、病院、学校、官庁又は商業用ビル、大学、製造工場など
に使用されうると考えられる。フィルターは新しく構成又は再設計された工場の
空気を処理する際に特に有用であり、そこではホルムアルデヒドはパーティクル
ボード又は合板に使用される樹脂からの気体放出によって又は建造物又は家具構
造に使用されるウレアーホルムアルデヒドフォームインシュレーションによって
生成される不快な汚染物質である。即ち、合板／パーティクルボード及びフォー
ムインシュレーションに一般に使用されるウレアーホルムアルデヒド樹脂は汚染
物質にさらされる一定の人々に対して炎症又は深刻な医療問題さえも起こすのに
十分な量で周囲空気中に気体のホルムアルデヒドを放出することができる。本発
明によるアミノ変性シリカゲルは周囲空気中のホルムアルデヒドを除去するのに
極めて有利である。
素に含められる。例えば、かかるエアーフィルターは携帯用エアーフィルトレー
ションシステム又はヒーティング／エアーコンディショニングユニットの交換可
能なフィルターカートリッジ又はパネルの一部であることができる。エアーフィ
ルターは家、オフィス、病院、学校、官庁又は商業用ビル、大学、製造工場など
に使用されうると考えられる。フィルターは新しく構成又は再設計された工場の
空気を処理する際に特に有用であり、そこではホルムアルデヒドはパーティクル
ボード又は合板に使用される樹脂からの気体放出によって又は建造物又は家具構
造に使用されるウレアーホルムアルデヒドフォームインシュレーションによって
生成される不快な汚染物質である。即ち、合板／パーティクルボード及びフォー
ムインシュレーションに一般に使用されるウレアーホルムアルデヒド樹脂は汚染
物質にさらされる一定の人々に対して炎症又は深刻な医療問題さえも起こすのに
十分な量で周囲空気中に気体のホルムアルデヒドを放出することができる。本発
明によるアミノ変性シリカゲルは周囲空気中のホルムアルデヒドを除去するのに
極めて有利である。
【００８８】 本発明の一例によれば、アミノ変性シリカゲルは大孔径シリカゲルからなり、
それはそれに対する３−アミノプロピルシリル基の共有化学結合によって変性さ
れている（即ち、ＡＰＳシリカゲル）。ＡＰＳシリカゲルは周囲アルデヒドを不
可逆的に結合し、不揮発性の形でシリカゲルに（化学的反応後）それらを永久に
固定するために有効である。従って、気体成分との妨げのない反応の目的のため
に、３−アミノプロピル置換基のアミノ基は反応体を誘導することによってさら
に変性される代わりに“自由な”ままである。最小圧力低下で適当な接触時間を
与えるために十分な深さの適度に粗い顆粒ＡＰＳシリカゲルの充填床は有効な方
法で大体積の周囲空気からアルデヒドを有効に濾過するために使用されることが
できる。
それはそれに対する３−アミノプロピルシリル基の共有化学結合によって変性さ
れている（即ち、ＡＰＳシリカゲル）。ＡＰＳシリカゲルは周囲アルデヒドを不
可逆的に結合し、不揮発性の形でシリカゲルに（化学的反応後）それらを永久に
固定するために有効である。従って、気体成分との妨げのない反応の目的のため
に、３−アミノプロピル置換基のアミノ基は反応体を誘導することによってさら
に変性される代わりに“自由な”ままである。最小圧力低下で適当な接触時間を
与えるために十分な深さの適度に粗い顆粒ＡＰＳシリカゲルの充填床は有効な方
法で大体積の周囲空気からアルデヒドを有効に濾過するために使用されることが
できる。
【００８９】 第１の好ましい例では、ＡＰＳシリカゲルの如き反応体は１６インチ×２０イ
ンチ×１インチガラスファイバーエアーフィルターの如きエアーフィルターに含
められる。エアーフィルターはガラスファイバー以外の気相透過性支持体材料か
ら作られることができ、エアーフィルターはアルデヒド以外の気流成分を選択的
に除去するための成分を含むことができる。例えば、ＡＰＳシリカゲルの如き反
応体は活性炭、アルミナ、織布又は不織布、ポリウレタンフォーム、ポリマー、
セラミック、金属、及び酢酸セルロースの如き有機材料の如き支持体上に添加さ
れることができる。支持体はシート又はマットの材料又は固定されていない又は
結合された粒子の複合体の形であることが好ましい。図１５はＡＰＳシリカゲル
を含有する空気透過性フィルター要素３２及びそのフィルター要素を包囲するフ
レーム３４を有するフィルター３０を示す。
ンチ×１インチガラスファイバーエアーフィルターの如きエアーフィルターに含
められる。エアーフィルターはガラスファイバー以外の気相透過性支持体材料か
ら作られることができ、エアーフィルターはアルデヒド以外の気流成分を選択的
に除去するための成分を含むことができる。例えば、ＡＰＳシリカゲルの如き反
応体は活性炭、アルミナ、織布又は不織布、ポリウレタンフォーム、ポリマー、
セラミック、金属、及び酢酸セルロースの如き有機材料の如き支持体上に添加さ
れることができる。支持体はシート又はマットの材料又は固定されていない又は
結合された粒子の複合体の形であることが好ましい。図１５はＡＰＳシリカゲル
を含有する空気透過性フィルター要素３２及びそのフィルター要素を包囲するフ
レーム３４を有するフィルター３０を示す。
【００９０】 図１６は繊維材料のストランド４２が接着剤の浴４４を通過され、次いでＡＰ
Ｓシリカゲル粒子の床４６を通過され、それによってＡＰＳシリカゲル粒子がス
トランド４２に付着される処理ライン４０を示す。前に示したように、ストラン
ドは細片に切断されて単独で使用されるか又はフィルター要素の一部として他の
材料と混合されることができ、例えば細断された繊維はガラスファイバーと混合
され、繊維混合物は図１５に示されたフィルター要素３２の如きフィルター要素
に成形されることができる。
Ｓシリカゲル粒子の床４６を通過され、それによってＡＰＳシリカゲル粒子がス
トランド４２に付着される処理ライン４０を示す。前に示したように、ストラン
ドは細片に切断されて単独で使用されるか又はフィルター要素の一部として他の
材料と混合されることができ、例えば細断された繊維はガラスファイバーと混合
され、繊維混合物は図１５に示されたフィルター要素３２の如きフィルター要素
に成形されることができる。
【００９１】 アミノ変性シリカゲルを含有されるフィルター要素を成形するための別の技術
は抄紙技術であり、そこではアミノ変性シリカゲル粒子は紙を成形するために使
用されるパルプと混合され、又はアミノ変性シリカゲルは成形後に紙への被覆と
して適用されることができる。紙被覆技術は例えばフィルターに使用される被覆
紙の全面積及び／又は反応体の被覆量／紙の面積を制御することによってフィル
ター要素における所望量のアミノ変性シリカゲルを達成する際の利点を提供する
（例えば高い量のアミノ変性シリカゲルは単に紙上の多い被覆又は被覆される紙
の大部分を使用することによって与えられることができる）。
は抄紙技術であり、そこではアミノ変性シリカゲル粒子は紙を成形するために使
用されるパルプと混合され、又はアミノ変性シリカゲルは成形後に紙への被覆と
して適用されることができる。紙被覆技術は例えばフィルターに使用される被覆
紙の全面積及び／又は反応体の被覆量／紙の面積を制御することによってフィル
ター要素における所望量のアミノ変性シリカゲルを達成する際の利点を提供する
（例えば高い量のアミノ変性シリカゲルは単に紙上の多い被覆又は被覆される紙
の大部分を使用することによって与えられることができる）。
【００９２】 アミノ変性シリカゲルの如き反応体は多数の方法でフィルター紙に含められる
ことができる。例えば、アミノ変性シリカゲルは水と混合されてスラリーを形成
することができる。スラリーは次いで予め成形されたフィルター紙上に被覆され
、乾燥されることができる。フィルター紙は次いでフィルター紙が複合体の外又
は内層である多層複合体の一部として又は単一層としてエアーフィルターに含め
られることができる。あるいは、乾燥された紙は３次元形状に成形されるか又は
空気透過性円柱形形状に包まれることができる。別の配置では、紙はエアーフィ
ルターのライナーを含むことができる。もしアミノ変性シリカゲルが抄紙工程中
、フィルター紙の成分に添加されるなら、アミノ変性シリカゲルはバルクセルロ
ースと混合されてセルロースパルプ混合物を成形することができ、混合物は次い
で公知の方法に従ってフィルター紙に成形されることができる。
ことができる。例えば、アミノ変性シリカゲルは水と混合されてスラリーを形成
することができる。スラリーは次いで予め成形されたフィルター紙上に被覆され
、乾燥されることができる。フィルター紙は次いでフィルター紙が複合体の外又
は内層である多層複合体の一部として又は単一層としてエアーフィルターに含め
られることができる。あるいは、乾燥された紙は３次元形状に成形されるか又は
空気透過性円柱形形状に包まれることができる。別の配置では、紙はエアーフィ
ルターのライナーを含むことができる。もしアミノ変性シリカゲルが抄紙工程中
、フィルター紙の成分に添加されるなら、アミノ変性シリカゲルはバルクセルロ
ースと混合されてセルロースパルプ混合物を成形することができ、混合物は次い
で公知の方法に従ってフィルター紙に成形されることができる。
【００９３】 アミノ変性シリカゲルの如き反応体をフィルター繊維又は他の支持体に適用す
るために様々な技術が使用されることができる。例えば、アミノ変性シリカゲル
はフィルター繊維がフィルター要素に成形される前にフィルター繊維に添加され
ることができる。例えばアミノ変性シリカゲルは例えば公知の方法によって乾燥
粉末又はスラリーの形でフィルター繊維に添加されることができる。もしアミノ
変性シリカゲルがスラリーの形で適用されるなら、繊維はフィルター要素に成形
される前に乾燥されてもよい。
るために様々な技術が使用されることができる。例えば、アミノ変性シリカゲル
はフィルター繊維がフィルター要素に成形される前にフィルター繊維に添加され
ることができる。例えばアミノ変性シリカゲルは例えば公知の方法によって乾燥
粉末又はスラリーの形でフィルター繊維に添加されることができる。もしアミノ
変性シリカゲルがスラリーの形で適用されるなら、繊維はフィルター要素に成形
される前に乾燥されてもよい。
【００９４】 別の好ましい例では、アミノ変性シリカゲルの如き反応体は空気透過性包囲物
中の多量の粒子として使用される。しかしながら、アミノ変性シリカゲルの粒子
は空気から他の成分を濾過する物質の如き他の材料と混合されることができる。
アミノ変性シリカゲルは顆粒形態であることができ又は紙、有機又は無機粒状材
料、繊維、糸などの支持体材料上に添加されることができる。
中の多量の粒子として使用される。しかしながら、アミノ変性シリカゲルの粒子
は空気から他の成分を濾過する物質の如き他の材料と混合されることができる。
アミノ変性シリカゲルは顆粒形態であることができ又は紙、有機又は無機粒状材
料、繊維、糸などの支持体材料上に添加されることができる。
【００９５】 上で説明したように、アミノ変性シリカゲルは様々な支持体材料に含められる
ことができる。アミノ変性シリカゲルがフィルター紙に使用されるとき、シリカ
ゲルビーズ又は粒子は１０〜１００μｍ、好ましくは４０〜５０μｍの平均粒径
を有してもよい。アミノ変性シリカゲルがフィルター繊維又は他の機械的支持体
に使用されるとき、より大きなシリカゲル粒子を使用してもよい。かかる粒子は
好ましくは１４〜６０、より好ましくは３５〜６０メッシュサイズを有する。シ
リカゲル粒子は好ましくは約４０〜約２５０Å、より好ましくは約１５０Åの平
均孔径を有する。本発明によるＡＰＳシリカゲル反応体の利点はホルムアルデヒ
ドが周囲空気から選択的かつ永続的に除去されることである。逆に未変性シリカ
ゲル（即ち、ＡＰＳを有しないシリカゲル）の如きフィルター材料によって気流
から除去されるホルムアルデヒドは化学的に反応するよりむしろ吸収する。結果
として、かかる未変性シリカゲルによって吸収されるホルムアルデヒドはホルム
アルデヒドを気流中に戻すように放出することができる。
ことができる。アミノ変性シリカゲルがフィルター紙に使用されるとき、シリカ
ゲルビーズ又は粒子は１０〜１００μｍ、好ましくは４０〜５０μｍの平均粒径
を有してもよい。アミノ変性シリカゲルがフィルター繊維又は他の機械的支持体
に使用されるとき、より大きなシリカゲル粒子を使用してもよい。かかる粒子は
好ましくは１４〜６０、より好ましくは３５〜６０メッシュサイズを有する。シ
リカゲル粒子は好ましくは約４０〜約２５０Å、より好ましくは約１５０Åの平
均孔径を有する。本発明によるＡＰＳシリカゲル反応体の利点はホルムアルデヒ
ドが周囲空気から選択的かつ永続的に除去されることである。逆に未変性シリカ
ゲル（即ち、ＡＰＳを有しないシリカゲル）の如きフィルター材料によって気流
から除去されるホルムアルデヒドは化学的に反応するよりむしろ吸収する。結果
として、かかる未変性シリカゲルによって吸収されるホルムアルデヒドはホルム
アルデヒドを気流中に戻すように放出することができる。
【００９６】 図１７は様々なアミノ変性シリカゲルのホルムアルデヒド吸収能力を決定する
ために実施される試験の結果を示す。図１７に示された結果では、曲線Ａは式：
≡Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＳＨに相当するメルカプトプロピルシランＭ
ＰＳを表し、曲線Ｂは式：≡Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−Ｃ
Ｈ２−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ２に相当するＡＥＡＥＡＰＳを表し、曲線Ｃ
は式：≡Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ２に相当
するＡＥＡＰＳを表し、曲線Ｄは式：≡Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ２ に相当する３５×６０メッシュＡＰＳを表し、曲線Ｅは１４×４０メッシュＡＰ
Ｓを表し、曲線Ｆは追加のＡＰＳ試料を表す。試験中、３０ｍｇのアミノ変性シ
リカゲルは酢酸セルロースフィルターが試料のためのホルダーとして使用される
プラグ−空間−プラグ構成において非充填状態で添加された。フィルター床の長
さはアミノ変性シリカゲル試料の充填密度及びホルダーの直径に基づいて計算さ
れることができる。シリカゲルの密度として、２２ポンド／フート３（５７７５
ｍｇ／ｉｎ３）を使用して、３０ｍｇ試料の体積は０．００５２ｉｎ３として計
算され、気流の測定流速（窒素中のホルムアルデヒドの予め決められた量）は１
６０ｃｍ３／ｍｉｎであり、接触時間は３２ｍｓとして計算された。曲線Ａ及び
Ｂは約４８ｐｐｍのホルムアルデヒド濃度に相当する約０．０１６吸収単位（Ab
sorbance Units （ＡＵ））で終わると推定され、曲線Ｃ及びＤは約４２ｐｐｍ
のホルムアルデヒド濃度に相当する約０．０１４ＡＵで終わると推定され、曲線
Ｅは約３９ｐｐｍのホルムアルデヒド濃度に相当する約０．０１３ＡＵで終わる
と推定される。米国環境保護機関によれば、０．１ｐｐｍの低いホルムアルデヒ
ドレベルでも“水のような目、目およびのどの強い刺激、ある人には吐き気、呼
吸困難”を生じうる。図１７に示された結果はこのような低いホルムアルデヒド
レベルで行われていないが、結果は本発明によるアミノ変性シリカゲルを含有す
るエアーフィルターが周囲空気から低いレベルのホルムアルデヒドを除去するこ
とができることを示す。例えば、標準的な部屋サイズの空気浄化のために本発明
によるエアーフィルターを適応する際、本発明による１５インチ×９．５インチ
のエアーフィルターを通して空気を濾過するために３０ｆｔ３／ｍｉｎの気流速
度が使用されることができる。
ために実施される試験の結果を示す。図１７に示された結果では、曲線Ａは式：
≡Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＳＨに相当するメルカプトプロピルシランＭ
ＰＳを表し、曲線Ｂは式：≡Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−Ｃ
Ｈ２−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ２に相当するＡＥＡＥＡＰＳを表し、曲線Ｃ
は式：≡Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ２に相当
するＡＥＡＰＳを表し、曲線Ｄは式：≡Ｓｉ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ２ に相当する３５×６０メッシュＡＰＳを表し、曲線Ｅは１４×４０メッシュＡＰ
Ｓを表し、曲線Ｆは追加のＡＰＳ試料を表す。試験中、３０ｍｇのアミノ変性シ
リカゲルは酢酸セルロースフィルターが試料のためのホルダーとして使用される
プラグ−空間−プラグ構成において非充填状態で添加された。フィルター床の長
さはアミノ変性シリカゲル試料の充填密度及びホルダーの直径に基づいて計算さ
れることができる。シリカゲルの密度として、２２ポンド／フート３（５７７５
ｍｇ／ｉｎ３）を使用して、３０ｍｇ試料の体積は０．００５２ｉｎ３として計
算され、気流の測定流速（窒素中のホルムアルデヒドの予め決められた量）は１
６０ｃｍ３／ｍｉｎであり、接触時間は３２ｍｓとして計算された。曲線Ａ及び
Ｂは約４８ｐｐｍのホルムアルデヒド濃度に相当する約０．０１６吸収単位（Ab
sorbance Units （ＡＵ））で終わると推定され、曲線Ｃ及びＤは約４２ｐｐｍ
のホルムアルデヒド濃度に相当する約０．０１４ＡＵで終わると推定され、曲線
Ｅは約３９ｐｐｍのホルムアルデヒド濃度に相当する約０．０１３ＡＵで終わる
と推定される。米国環境保護機関によれば、０．１ｐｐｍの低いホルムアルデヒ
ドレベルでも“水のような目、目およびのどの強い刺激、ある人には吐き気、呼
吸困難”を生じうる。図１７に示された結果はこのような低いホルムアルデヒド
レベルで行われていないが、結果は本発明によるアミノ変性シリカゲルを含有す
るエアーフィルターが周囲空気から低いレベルのホルムアルデヒドを除去するこ
とができることを示す。例えば、標準的な部屋サイズの空気浄化のために本発明
によるエアーフィルターを適応する際、本発明による１５インチ×９．５インチ
のエアーフィルターを通して空気を濾過するために３０ｆｔ３／ｍｉｎの気流速
度が使用されることができる。
【００９７】 前述の試験結果から１ｍｏｌのＡＥＡＰＳは２ｍｏｌのホルムアルデヒド気体
を捕捉すると推定される。図１７の曲線の形状に関して、曲線が長く低くとどま
るほど（即ち、曲線が０ ＡＵに近いほど）、濾過剤の能力は高い。試験結果に
基づくと、ＡＥＡＰＳ及びＡＥＡＥＡＰＳはこの点に関して最良の挙動を示すよ
うである。
を捕捉すると推定される。図１７の曲線の形状に関して、曲線が長く低くとどま
るほど（即ち、曲線が０ ＡＵに近いほど）、濾過剤の能力は高い。試験結果に
基づくと、ＡＥＡＰＳ及びＡＥＡＥＡＰＳはこの点に関して最良の挙動を示すよ
うである。
【００９８】 実験は窒素がキャリヤガスである気流からホルムアルデヒドを除去するのにア
ミノ変性シリカゲルが有効であることを示す。かかる結果はアミノ変性シリカゲ
ルが特にタバコ煙を含有する気流である紙巻きタバコ煙からのアルデヒドの除去
に関する上述の結果に照らして、周囲空気からアルデヒドを除去することを示唆
する。さらに、本発明によるフィルターは工業的方法で廃気流の如き非空気流か
ら気体成分を選択的に除去するために使用されることができる。従って、本発明
によるフィルターは濾過用途の幅広い各種組合せのために使用されることができ
る。
ミノ変性シリカゲルが有効であることを示す。かかる結果はアミノ変性シリカゲ
ルが特にタバコ煙を含有する気流である紙巻きタバコ煙からのアルデヒドの除去
に関する上述の結果に照らして、周囲空気からアルデヒドを除去することを示唆
する。さらに、本発明によるフィルターは工業的方法で廃気流の如き非空気流か
ら気体成分を選択的に除去するために使用されることができる。従って、本発明
によるフィルターは濾過用途の幅広い各種組合せのために使用されることができ
る。
【００９９】 本発明は好ましい例を参照して記載されたが、当業者に明らかなような変形及
び修正をなしうることが理解されなければならない。かかる変形及び修正は添付
の特許請求の範囲に規定されているような発明の範囲内で考えなければならない
。例えば、図９に描かれた環構造は高無秩序シリカゲル構造内で存在する広い範
囲の環サイズの代表例であり、この特許出願によってカバーされる方法の成分と
して他のサイズの環を考慮からはずすことを意図していない。
び修正をなしうることが理解されなければならない。かかる変形及び修正は添付
の特許請求の範囲に規定されているような発明の範囲内で考えなければならない
。例えば、図９に描かれた環構造は高無秩序シリカゲル構造内で存在する広い範
囲の環サイズの代表例であり、この特許出願によってカバーされる方法の成分と
して他のサイズの環を考慮からはずすことを意図していない。
【図１】 紙巻きタバコ煙と化学的に反応する反応体を含有する折りたたまれた紙が紙巻
きタバコの管状フィルター要素の中空部分中に挿入される、本発明の一例に従っ
て構成された紙巻きタバコの透視的部分分解図である。
きタバコの管状フィルター要素の中空部分中に挿入される、本発明の一例に従っ
て構成された紙巻きタバコの透視的部分分解図である。
【図２】 反応体が管状フィルター要素の中空部分中に挿入された折りたたまれた紙に混
入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【図３】 反応体がプラグ−空間−プラグフィルター要素に混入される、本発明の別の例
の透視的部分分解図である。
の透視的部分分解図である。
【図４】 反応体が三つのプラグを有するスリーピースフィルター要素に混入される、本
発明の別の例の透視的部分分解図である。
発明の別の例の透視的部分分解図である。
【図５】 反応体がプラグ−空間−プラグ配置及び中空スリーブを有するフォーピースフ
ィルター要素に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
ィルター要素に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【図６】 反応体が二つのプラグ及び中空スリーブを有するスリーパートフィルター要素
に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
に混入される、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【図７】 反応体が二つのプラグを有するツーパートフィルター要素に混入される、本発
明の別の例の透視的部分分解図である。
明の別の例の透視的部分分解図である。
【図８】 反応体が電気喫煙装置で使用される紙巻きタバコのフィルター要素に混入され
る、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
る、本発明の別の例の透視的部分分解図である。
【図９】 本発明に使用される反応体を調製するための代表的な方法の開始材料、中間生
成物、及び最終的なＡＰＳシリカゲル反応体の化学構造を示す。
成物、及び最終的なＡＰＳシリカゲル反応体の化学構造を示す。
【図１０】 典型的なＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角が１４５°であり、ＳｉＯ結合長が約１．６２
Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åである、シリカゲルのグラフ
ィック表示を示す。
Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åである、シリカゲルのグラフ
ィック表示を示す。
【図１１】 典型的なＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合角が１４５°であり、ＳｉＯ結合長が約１．６２
Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åである、ＡＰＳシリカゲルの
グラフィック表示を示す。
Åであり、典型的なＳｉ−Ｓｉ距離が約３．０６Åである、ＡＰＳシリカゲルの
グラフィック表示を示す。
【図１２】 ＡＥＡＰＳシリカゲル及びそのシランプリカーサを示す。
【図１３】 ＡＥＡＥＡＰＳシリカゲル及びそのシランプリカーサを示す。
【図１４】 紙巻きタバコ煙がＡＰＳシリカゲルと接触するときにホルムアルデヒドがどの
ようにしてＡＰＳシリカゲルに化学的に結合されることができるかについての化
学式表示を示す。
ようにしてＡＰＳシリカゲルに化学的に結合されることができるかについての化
学式表示を示す。
【図１５】 周囲空気からアルデヒドを除去するためのアミノ変性シリカゲルを含む本発明
によるエアーフィルターを示す。
によるエアーフィルターを示す。
【図１６】 本発明によるフィルターのために使用されることができる繊維材料中にアミノ
変性シリカゲルを混入させるための処理ラインの概略図を示す。
変性シリカゲルを混入させるための処理ラインの概略図を示す。
【図１７】 様々なタイプのアミノ変性シリカゲルが気流からホルムアルデヒドを除去する
ために使用された試験の結果を示すグラフである。
ために使用された試験の結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ホーク， ウィリー， ジー．， ジュニ ア 米国， ヴァージニア 23235， リッチ モンド， レイク フォレスト ドライヴ 7753 (72)発明者 ペイン， ジョン， ビー． ザ サード 米国， ヴァージニア 23225， ミドロ シアン， トライリソン ロード 13630 Ｆターム(参考） 4B045 BB01 BC02 BC15 BC16 4D019 AA01 BA13 BB03 BC05 CA03 CB04 4G066 AA22C AC02C AC13C AD10B AD20B BA02 BA03 BA16 BA20 CA52 DA03 EA20 FA15
Claims (47)
- 【請求項１】 不揮発性無機支持体に共有結合された少なくとも一つの反応
性官能基から本質的になる反応体を含むフィルターであって、前記反応体が気体
流の気体成分と化学的に反応して前記気体流から前記気体成分を除去するフィル
ター。 - 【請求項２】 反応体がフィルター要素上の被覆又はフィルター要素を形成
する繊維材料のストランド上の被覆又はシリカゲルの如き粒子又は造形物品から
なる請求項１に記載のフィルター。 - 【請求項３】 官能基が３−アミノプロピルシリル基又はＮ−［２−アミノ
エチル］−３−アミノプロピルシリル基又はＮ−［３−アミノエチル］−３−ア
ミノプロピルシリル基又はＮ−［Ｎ−（２−アミノエチル）−２−アミノエチル
］−３−アミノプロピルシリル基の如きアミノプロピルシリル基である請求項１
に記載のフィルター。 - 【請求項４】 支持体がフィルター繊維を含み、反応体が好ましくは１０〜
５０重量％の量でフィルター繊維に共有結合されている請求項１に記載のフィル
ター。 - 【請求項５】 除去される気体成分がアルデヒドの如き極性である請求項１
に記載のフィルター。 - 【請求項６】 反応体が所望によりフィルター中の隣接層として配置される
か又は３次元形状に折りたたまれているか又はフィルター中の単一層として配置
されるフィルター紙に混入されている請求項１に記載のフィルター。 - 【請求項７】 反応体が酢酸セルロース繊維及び／又はポリプロピレン繊維
と混合されている請求項１に記載のフィルター。 - 【請求項８】 反応体がフィルターのキャビティに混入されているか又は反
応体がカーペット又は織物材料に混入されている請求項１に記載のフィルター。 - 【請求項９】 フィルターがエアーベンチレーションシステムの交換可能な
フィルター要素を含む請求項１に記載のフィルター。 - 【請求項１０】 アミノ変性シルカゲルを含むフィルターであって、官能基
がアミノプロピルシリル基又は１以上のアミノアルキル又はポリ（アミノアルキ
ル）官能基によって窒素上にさらに置換されたアミノプロピルシリル基であるフ
ィルター。 - 【請求項１１】 フィルターがエアーベンチレーションシステムに含められ
ている請求項１０に記載のフィルター。 - 【請求項１２】 アミノ変性シリカゲルがシリカゲルに共有結合されたアミ
ノプロピルシリル基を含む請求項１１に記載のフィルター。 - 【請求項１３】 官能基が３−アミノプロピルシリル基又はＮ−［２−アミ
ノエチル］−３−アミノプロピルシリル基又はＮ−［３−アミノエチル］−３−
アミノプロピルシリル基又はＮ−［Ｎ−（２−アミノエチル）−２−アミノエチ
ル］−３−アミノプロピルシリル基を含む請求項１２に記載のフィルター。 - 【請求項１４】 アミノ変性シリカゲルがフィルター要素上の被覆又はフィ
ルター要素を形成する繊維材料のストランド上の被覆又はシリカゲルの如き粒子
又は造形物品からなる請求項１０に記載のフィルター。 - 【請求項１５】 アミノ変性シリカゲルが所望によりフィルター中の隣接層
として配置されるか又は３次元形状に折りたたまれているか又はフィルター中の
単一層として配置されるフィルター紙に混入されている請求項１０に記載のフィ
ルター。 - 【請求項１６】 アミノ変性シリカゲルが酢酸セルロース繊維及び／又はポ
リプロピレン繊維と混合されている請求項１０に記載のフィルター。 - 【請求項１７】 アミノ変性シリカゲルがフィルターのキャビティに混入さ
れているか又は反応体がカーペット又は織物材料に混入されている請求項１０に
記載のフィルター。 - 【請求項１８】 フィルターがエアーベンチレーションシステムの交換可能
なフィルター要素を含む請求項１０に記載のフィルター。 - 【請求項１９】 アミノ変性シリカゲルが少なくとも１０μｍの平均粒径を
有するか又はアミノ変性シリカゲルが少なくとも６０のメッシュサイズを有する
粒子の形である請求項１０に記載のフィルター。 - 【請求項２０】 アミノ変性シリカゲルの全窒素含有量が約１〜３重量％、
好ましくは１．５〜２．１重量％の範囲である請求項１０に記載のフィルター。 - 【請求項２１】 下記工程を含む、気体混合物の気体成分を除去するために
有用なフィルターの製造方法： − 不揮発性無機支持体に共有結合された少なくとも一つの反応性官能基を含
む反応体を調製する；及び − フィルターに反応体を混入する（反応体は気体混合物の気体成分と化学的
に反応して気体混合物から気体成分を除去する）。 - 【請求項２２】 反応体が気体混合物からアルデヒドの如き極性気体成分を
除去するのに有効である請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 官能基が３−アミノプロピルシリル基又はＮ−［２−アミ
ノエチル］−３−アミノプロピルシリル基又はＮ−［３−アミノエチル］−３−
アミノプロピルシリル基又はＮ−［Ｎ−（２−アミノエチル）−２−アミノエチ
ル］−３−アミノプロピルシリル基を含むように反応体が調製される請求項２１
に記載の方法。 - 【請求項２４】 ３−アミノプロピルトリエトキシシラン又は３−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン又はＮ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−
エチレンジアミン又はＮ１−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−ジエチ
レントリアミンを含有する水性又は非水性溶液とシリカゲルを反応することによ
って反応体が調製される請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 官能基が３−アミノプロピルシリル基の如きアミノプロピ
ルシリル基である請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２６】 反応体がフィルター要素上に反応体を被覆するか又はフィ
ルター要素を形成する繊維材料のストランド上に反応体を被覆することによって
フィルターに混入される請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２７】 支持体がフィルター繊維を含み、反応体が好ましくは１０
〜５０重量％の量でフィルター繊維に共有結合されている請求項２１に記載の方
法。 - 【請求項２８】 反応体が所望によりフィルター中の隣接層として配置され
るか又は３次元形状に折りたたまれているか又はフィルター中の単一層として配
置されるフィルター紙に混入されている請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２９】 反応体が酢酸セルロース繊維及び／又はポリプロピレン繊
維と混合されている請求項２１に記載の方法。 - 【請求項３０】 反応体がフィルターのキャビティに混入されているか又は
反応体がカーペット又は織物材料に混入されている請求項２１に記載の方法。 - 【請求項３１】 フィルターがエアーベンチレーションシステムの交換可能
なフィルター要素を含む請求項２１に記載の方法。 - 【請求項３２】 反応体が少なくとも１０μｍの平均粒径を有するアミノ変
性シリカゲルを含むか又は反応体が少なくとも６０のメッシュサイズを有する粒
子の形のアミノ変性シリカゲルを含む請求項２１に記載の方法。 - 【請求項３３】 アミノ変性シリカゲルの全窒素含有量が約１〜３重量％、
好ましくは１．５〜２．１重量％の範囲である請求項３２に記載の方法。 - 【請求項３４】 反応体が気体混合物の気体成分と化学的に反応して気体混
合物から気体成分を除去するように不揮発性無機支持体に共有結合された少なく
とも一つの反応性官能基を含む反応体を含むフィルターと接触して気体混合物を
通過させることを含む気体混合物の気体成分の除去方法。 - 【請求項３５】 除去される気体混合物の成分が反応体と化学的に反応され
かつ気体流に再侵入することが防止されるように気体混合物を発生させかつ気体
混合物を含む気体流をフィルターと接触するように向ける工程をさらに含む請求
項３４に記載の方法。 - 【請求項３６】 官能基が気体混合物からアルデヒド成分を除去するために
有効なアミノプロピルシリル基であり、アルデヒド成分が気体混合物から除去さ
れるように気体混合物が反応体と接触して通過される請求項３４に記載の方法。 - 【請求項３７】 官能基が気体混合物からホルムアルデヒドを除去するため
に有効な３−アミノプロピルシリル基であり、ホルムアルデヒドが気体混合物か
ら除去されるように気体混合物が反応体と接触して通過される請求項３４に記載
の方法。 - 【請求項３８】 反応体が１以上のフィルター要素に位置されるアミノ変性
シリカゲルを含み、気体混合物が１以上のフィルター要素と接触して通過される
請求項３４に記載の方法。 - 【請求項３９】 支持体が粒子又は造形物品を含み、気体混合物が多量の粒
子と接触して又は造形物品と接触して通過される請求項３４に記載の方法。 - 【請求項４０】 反応体が所望により３次元形状に成形されたフィルター紙
に混入されているか又は反応体がフィルター要素に成形される繊維と組み合わさ
れ、気体混合物がフィルター紙又はフィルター要素と接触して通過される請求項
３４に記載の方法。 - 【請求項４１】 反応体が空気透過性フィルター体と組み合わされ、反応体
が気体成分と化学的に反応して気体混合物から気体成分を除去するように気体混
合物がフィルター体と接触して通過される請求項３４に記載の方法。 - 【請求項４２】 支持体がポリプロピレン及び／又は酢酸セルロース繊維の
如きフィルター繊維を含み、反応体が１０〜５０重量％の量でフィルター繊維に
共有結合され、気体成分が反応体と反応して気体成分が気体混合物から除去され
るように気体混合物がフィルター繊維と接触して通過される請求項３４に記載の
方法。 - 【請求項４３】 官能基が３−アミノプロピルシリル基又はＮ−［２−アミ
ノエチル］−３−アミノプロピルシリル基又はＮ−［３−アミノエチル］−３−
アミノプロピルシリル基又はＮ−［Ｎ−（２−アミノエチル）−２−アミノエチ
ル］−３−アミノプロピルシリル基を含み、気体混合物が反応体と接触して通過
される請求項３４に記載の方法。 - 【請求項４４】 反応体が約１〜３重量％、好ましくは１．５〜２．１重量
％の範囲の全窒素含有量を有するアミノ変性シリカゲルを含み、気体混合物が反
応体と接触して通過される請求項３４に記載の方法。 - 【請求項４５】 反応体がフィルターのキャビティに混入されているか又は
反応体がカーペット又は織物材料に混入されており、気体混合物が反応体と接触
して通過される請求項３４に記載の方法。 - 【請求項４６】 フィルターがエアーベンチレーションシステムの交換可能
なフィルター要素を含み、気体混合物がフィルター要素と接触して通過される周
囲空気を含む請求項３４に記載の方法。 - 【請求項４７】 反応体が少なくとも１０μｍの平均粒径を有するアミノ変
性シリカゲル又は少なくとも６０のメッシュサイズを有する粒子の形のアミノ変
性シリカゲルを含み、気体混合物が反応体と接触して通過される請求項３４に記
載の方法。
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