JP3752289B2

JP3752289B2 - たばこ煙用フィルター

Info

Publication number: JP3752289B2
Application number: JP32614295A
Authority: JP
Inventors: 信之大路; 諭志平瀬
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2015-12-15
Also published as: JPH09163968A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、喫煙者の口腔内への有害成分流入量を低減し、喫煙者の健康に及ぼす悪影響を軽減することを目的としたたばこ煙用フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、たばこの健康に及ぼす影響との関連から、先進諸国を中心に喫煙時の口腔内への有害成分の流入量（デリバリー量と称する。）を低減させるため様々な検討がなされている。
【０００３】
有害成分デリバリー量の低減については、主にたばこ煙用フィルターの濾過効率の向上が検討の中心である。現在のたばこ煙用フィルターの多くは、セルロースジアセテートの捲縮繊維トウが用いられているが、その濾過効率を高めるために、単繊維繊度の小さいトウを用いたり、繊維充填量を大きくしたりしている。しかしながら、これらの方法でえられるたばこ煙用フィルターでは、喫煙者に過大な吸引力を要求することになり、たばこ煙用フィルターの通気抵抗の実用的な範囲で濾過効率を向上させるのには限界がある。たばこ煙用フィルターの濾過効率の向上のための他の方法としては、たばこ煙用フィルターに種々の添加剤を添加し、濾過効率を高める方法が検討されている。その１つの方法として、酸化アルミニウムあるいは水酸化アルミニウムをたばこ煙用フィルターに添加することにより、濾過効率を向上しうることが知られている。例えば、特開昭４８−５００００号公報には、アルミン酸アルカリとハロヒドリン類との反応により得られる特殊な表面構造を持つ酸化アルミニウム粉末をたばこ煙用フィルターに添加し有害成分の濾過効率を向上させる方法が開示されている。また、特開昭４９−６１４００号公報には、単斜−偽六方晶系の小板状構造を有する水酸化アルミニウム粉末をたばこ煙用フィルターに添加し、有害成分の濾過効率を向上させる方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、これらの方法では、たばこ煙用フィルターに添加剤を添加することによりたばこ煙用フィルターの通気抵抗が著しく上昇し、喫煙者の喫煙時の吸引力の変化が生じ喫煙感が損なわれる。また、たばこ煙用フィルターの通気抵抗を調整するためにフィルター素材そのものの充填量や物性その他を変更しようとすれば、フィルターの硬度や陥入あるいは喫味等に悪影響を及ぼす可能性が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、たばこ主流煙中の有害成分を効率的に除去する事により、喫煙者の口腔内への有害成分デリバリー量を著しく低減させるたばこ煙用フィルターを提供することを目的とする。
【０００６】
また、たばこ煙用フィルターに添加剤を添加しても、通気抵抗を著しく上昇させることなく、すなわち喫煙者の喫煙感を損なうこと無く、喫煙者の口腔内への有害成分デリバリー量を著しく低減させるたばこ煙用フィルタ−を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、たばこ煙用フィルター部分に特定の製法による微小繊維状を有する酸化アルミニウム粉末を添加することにより、たばこ煙用フィルターの通気抵抗を著しく上昇させることなく喫煙者の口腔内への有害成分デリバリー量が著しく低減されることを見出だした。
【０００８】
本発明のたばこ煙用フィルターを使用すれば、喫煙者の喫煙感を損なうこと無く喫煙時の口腔内への有害成分デリバリー量を低減することができるため、喫煙者の健康に及ぼす悪影響を軽減することが可能で有る。
【０００９】
本発明は、アルミニウムアルコキサイドを加水分解後、乾燥あるいは焼成することにより得られる酸化アルミニウム粉末が添加されていることを特徴とするたばこ煙用フィルターであり、
また、酸化アルミニウム粉末が微小繊維状であることを特徴とするたばこ煙用フィルターである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する酸化アルミニウム粉末は、微小繊維状の構造を有しており、アルミニウムアルコキサイドを加水分解することにより得られる微小繊維状物質を乾燥して得られる酸化アルミニウム・１水和物（ベーマイト）としても、また、３００℃以上で焼成して得られる酸化アルミニウム・無水物（アルミナ）としても、いずれの形態でも使用する事ができる。これらの酸化アルミニウム粉末については乾燥あるいは焼成後も微少繊維状の構造を保持している。
【００１１】
本発明で使用されるアルミニウムアルコキサイドとしては、通常一般に市販されている種々の化合物を使用できるが、入手のし易さ等の点からとくにアルミニウムイソプロポキシドを使用することが好ましい。
【００１２】
加水分解方法はアルミニウムアルコキサイドに水を加えることによりおこなうことができる、反応を早めるために７０〜９５℃の加熱水を使用することが好ましい、より好ましくは８０〜９０℃加熱水である。
【００１３】
本発明において、酸化アルミニウム粉末のフィルター素材への添加量は目的とする有害成分デリバリー量低減効果に応じて自由に選択できる。例えばフィルター素材１００重量部に対して、１〜５０重量部、好ましくは３〜２５重量部程度である場合が多い。酸化アルミニウム粉末の添加量が１重量部未満では、たばこ主流煙中の有害成分を除去する効果が少なく、５０重量部を越えると通気抵抗の著しい上昇や喫味の変化が生じ好ましくない。
【００１４】
酸化アルミニウム粉末の添加方法および添加箇所についてはたばこ煙用フィルター内に必要量添加することが可能な方法や箇所であればとくに限定されない。
【００１５】
酸化アルミニウム粉末の添加方法は、例えば、酸化アルミニウム粉末を水などの溶媒に分散し、スラリー状にしたものをフィルター素材に添加し、巻紙で巻き上げた後、溶媒のみを蒸発除去させる方法や、巻紙でフィルター素材を巻き上げた後、溶剤に酸化アルミニウム粉末を分散しスラリー状にしたものを注入しその後溶剤を蒸発除去する方法や、酸化アルミニウムを粉末状でフィルター素材に添加し巻紙で巻き上げる方法等によりおこなうことができる。本発明に使用される酸化アルミニウム粉末は微少繊維状の構造を有しているため溶剤、とくに水への分散性が極めてよく作業性が良好である。
【００１６】
酸化アルミニウムをスラリー状で添加する場合には、現在たばこ煙用フィルターの製造に用いられる可塑剤添加装置等をまた酸化アルミニウムを粉末状で添加する場合は現在たばこ煙用チャコールフィルターの製造に用いられる活性炭添加装置等をそのまま利用することも可能である。
【００１７】
酸化アルミニウム粉末の添加箇所は、フィルター素材内に全体に亘り均一に分布していても良く、不均一または部分的に存在しても良い。すなわち、一般のたばこ煙用フィルターの構造に用いられる様なデュアルフィルターやトリプルフィルター等の形態の様々な組み合わせで使用することができる。また、フィルター素材を巻き上げる巻紙に均一に或いは不均一にまたは部分的に酸化アルミニウム粉末をコートする方法でもたばこ主流煙中の有害成分の除去に対し効果を発揮することが可能である。
【００１８】
微少繊維状酸化アルミニウム粉末の繊維長は、有害成分に対する除去効果を十分に発揮し、かつ、たばこ煙用フィルターの通気抵抗を上昇させ過ぎない範囲で自由に選択でき、例えば、５００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下程度である場合が多い。酸化アルミニウムの繊維長が５００ｎｍ以上では、酸化アルミニウムの比表面積の減少から、添加量に見合う有害成分除去効果が得られなくなり、また、酸化アルミニウム粉末添加によるたばこ煙用フィルターの通気抵抗の上昇が大きくなるので好ましくない。
【００１９】
本発明のフィルター素材として使用する素材は、従来たばこ煙用フィルターのフィルター素材として使用されている、例えばセルロースエステル製繊維、ポリプロピレン製繊維、ビスコースレーヨン製繊維、紙製シート等が利用できる。また、これらのフィルター素材には、適度なフィルター硬度を発現するために必要な量の一般に用いられてる添加剤（バインダー）を含んでいても良い。
【００２０】
さらに、本発明の酸化アルミニウム粉末を、高濾過性能を実現するための構造を有するたばこ煙用フィルターやベンチレーション機能を有するたばこ煙用フィルターと組み合わせて使用すれば、有害成分デリバリー量の低減により効果を発揮することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によるたばこ煙用フィルターでは、たばこ煙用フィルター部分に、微小繊維状を有する酸化アルミニウム粉末を添加することにより、たばこ主流煙中の有害成分を効果的に除去することが可能であるため喫煙者の口腔内での有害成分デリバリー量を著しく低減させる事ができる。また、本発明のたばこ煙用フィルターでは通気抵抗を著しく上昇させることなく、たばこ主流煙中の有害成分を効果的に除去することが可能であるため、喫煙者の喫煙感を損なうことがない。さらに、本発明によるたばこ煙用フィルターでは、酸化アルミニウム粉末の作用によりたばこ主流煙中の有害成分量を低減させる事ができるため、喫煙者の健康に及ぼす悪影響を軽減するのに有効である。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例にもとずいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２３】
なお、実施例および比較例における、たばこ煙用フィルターサンプルの通気抵抗、ニコチンおよびタール量の定量は以下の方法で測定した。
【００２４】
通気抵抗：測定するたばこ煙用フィルターサンプル内を通過する空気流量が１７．５ｍｌ／秒の時の圧力損失（ｍｍＨ_２Ｏ）を自動通気抵抗測定機（フィルトローナ社製ＦＴＳ３００）を用いて測定した。
【００２５】
ニコチンおよびタール量：たばこ煙用フィルターサンプルに日本たばこ産業（株）製の市販ピースライト（商品名）の葉たばこ部を接続したサンプルたばこをピストンタイプの定容量型自動喫煙器（ボルグワルド社製ＲＭ２０／ＣＳ）を用い、流量１７．５ｍｌ／秒で喫煙時間２秒／回、喫煙頻度１回／分の条件で行い、フィルターを通過した煙中のニコチンおよびタールをガラス繊維製フィルター（ケンブリッジフィルタ−）で補集し、ニコチン量はガスクロマトグラフ（日立製作所製Ｇ−３０００）を用いて測定し、タール量は重量法により測定を行った。
【００２６】
また、ニコチンおよびタールの濾過効率は、喫煙終了後、たばこ煙用フィルターに付着したニコチンおよびタール量（各々ＴｎおよびＴｔと表示）と喫煙器の煙成分補集のケンブリッジフィルターに付着したニコチンおよびタール量（ＣｎおよびＣｔと表示）を測定し、それぞれのたばこ煙用フィルターサンプルの濾過効率を次式を用いて算出した。
【００２７】
ニコチン除去率＝Ｔｎ／（Ｔｎ＋Ｃｎ）×１００
タール除去率＝Ｔｔ／（Ｔｔ＋Ｃｔ）×１００
また、各々のたばこ煙用フィルターサンプル間の濾過効率の比較については、それぞれのニコチンおよびタールの除去率を通気抵抗で割った値をフィルター特性として次式より算出しその値が大きいたばこ煙用フィルターサンプルほど濾過効率が優れているものと判断した。
【００２８】
フィルター特性＝除去率／通気抵抗（％／ｍｍＨ_２Ｏ）
上記の測定は、温度２３℃、相対湿度６５％の雰囲気中で約２４時間以上放置し、調湿した後のたばこ煙用フィルターサンプルについて行った。
【００２９】
（実施例１）
アルミニウムイソプロポキサイド（和光純薬工業（株）製）を８５℃の加熱水に加え撹拌して加水分解した、加水分解物を減圧乾燥しついで１１０℃で２４時間乾燥して微小繊維状酸化アルミニウム粉末（平均繊維長１００ｎｍ）を得た。得られた酸化アルミニウム粉末を水に分散してスラリー状の添加物とした。
【００３０】
断面Ｙ字状の４．０デニールのフィラメントで構成されたセルロースジアセテート繊維のトウ（トータルデニール４００００）を幅約２０ｃｍに開繊し、たばこ煙用フィルター製造用巻上機（ハウニ社製ＫＤＦ２／ＡＦ１）の可塑剤添加装置を用いて、前記スラリーを用いて酸化アルミニウム粉末が４重量％（対トウ）になるようにトウ上に均一に散布し、次いで、トウを紙巻き装置に供給し巻取紙を用いてトウを巻上速度４００ｍ／分で巻上げ、得られたフィルターロッドをカッターで長さ１０２ｍｍに切断した。さらに添加したスラリー中の水を加熱乾燥して除去した後、長さ２０ｍｍに切断し、たばこ煙用フィルターサンプルを得た。得られたたばこ煙用フィルターサンプルについて、前記測定方法により通気抵抗、ニコチンおよびタールの除去率の測定を行い、フィルター特性を算出した。これらの測定結果および算出結果を表１に示した。
【００３１】
（実施例２）
酸化アルミニウム粉末の添加量を８重量％（対トウ）とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００３２】
測定結果および算出結果を表１に示した。
【００３３】
（実施例３）
アルミニウムイソプロポキサイド（和光純薬工業（株）製）を８５℃の加熱水に加え撹拌して加水分解した、加水分解物を減圧乾燥し、次いで１１０℃で２４時間乾燥したのち、３００℃で４時間焼成して、微小繊維状酸化アルミニウム粉末（平均繊維長１００ｎｍ）を得た。
【００３４】
この酸化アルミニウム粉末を使用した以外は実施例２と同様のほうほうで測定評価した。結果を表１に示した。
【００３５】
（比較例１）
酸化アルミニウム粉末を添加すること無く、実施例１と同様にしてたばこ煙用フィルターサンプルを得た。実施例と同様にサンプルの測定評価を行い結果を表１に示した。
【００３６】
（比較例２）
添加物を水酸化アルミニウム粉末（和光純薬工業（株）製：粒径３００メッシュパス）とした以外は、実施例１と同様の方法でたばこ煙用フィルターサンプルを得て同様に測定評価を行い結果を表１に示した。
【００３７】
【表１】

Claims

アルミニウムアルコキサイドを加水分解後、乾燥あるいは焼成することにより得られる繊維長が５００ｎｍ以下である微小繊維状酸化アルミニウム粉末が添加されていることを特徴とするたばこ煙用フィルター。
酸化アルミニウムを溶媒に分散しスラリー状にしたものをフィルター素材に添加したされていることを特徴とする請求項１に記載のたばこ煙用フィルター。
微小繊維状酸化アルミニウムの繊維長が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２記載のたばこ煙用フィルタ−。
フィルター素材１００重量部に対して、酸化アルミニウム粉末３〜２５重量部添加されていることを特徴とする請求項１〜３記載のたばこ煙用フィルタ−。