JP5570753B2 - 多孔質シリカからなるフィルタ素材およびそれを用いたたばこフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、ニコチンやタールなどの喫味成分を保持しつつ、アルデヒド類（特に、ホ
ルムアルデヒド）を選択的に効率よく除去するのに有用なたばこフィルタ用素材、このた
ばこフィルタ用素材で構成されたたばこフィルタ、およびこのたばこフィルタを備えたた
ばこに関する。

たばこ煙中の成分をろ過するための吸着体として種々の構成成分が提案されている。こ
のような構成成分としては、酸性成分の吸着、ホルムアルデヒドの吸着などを目的として
アミン成分などの塩基性成分を添加するものが多く報告されている。

例えば、特開昭５９−８８０７８号公報（特許文献１）、特開昭５９−１５１９８８２
号公報（特許文献２）、および特開昭６０−５４６６９号公報（特許文献３）には、活性
炭素にポリエチレンイミンや蒸気圧が低い脂肪族アミンを添着させたタバコ煙フィルタ用
吸着剤を、特表２００２−５２８１０５号公報（特許文献４）および特表２００２−５２
８１０６号公報（特許文献５）には、３−アミノプロピルシリルおよび関連原子団を共有
結合したたばこフィルタを、特表２００３−５０５６１８号公報（特許文献６）にはアン
モニウム塩を含む充填材を、特開昭５７−７１３８８号公報（特許文献７）には、タバコ
の風味を向上させるためアミノ酸を添加することをそれぞれ開示している。

しかし、上記のような塩基性成分の多く、特に合成高分子アミンは、分解や低分子量成
分の残存により特有のアミン臭を呈することが多い。また、塩基性成分自体又はその中に
含まれる揮発性物質は、揮発して人体に対して毒性を示すことが多い。なお、塩基性成分
は、添着する際の液性を酸性側にすることにより、その揮発を抑制できるが、何らかの理
由、例えば、他の塩基性物質との接触や加水分解などにより、遊離する虞がある。また、
アミノ酸などは、多くの場合に結晶化し、揮発性も低いが、このような結晶状態では、吸
着に対する活性が低く、十分な効果を期待できない。

このように、通常の塩基性成分を用いた吸着体では、酸性物質やアルデヒドなどの除去
にある程度有効であると考えられるものの、安全性やその効果に問題があり、たばこフィ
ルタ用吸着剤として実用的でなかった。また、特表２００２−５２８１０５号公報（特許
文献８）及び特表２００２−５２８１０６号公報（特許文献９）にはアミノエチルアミノ
プロピル多孔質シリカが開示されている。すなわち、多孔質シリカに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を不揮発性
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
むフィルタである。そして不揮発性無機支持体反応体がフィルタ要素上の被覆又はフィル
タ要素を形成する繊維材料のストランド上の被覆又は多孔質シリカの如き粒子又は造形物
品であるものが開示されている。そして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であることが記載されている。そして多孔質シリカは多孔質シリカビ
ーズ又は粒子としては、１０〜１００nm、好ましくは４０〜５０nmの平均粒径を有しても
よいことが記載されている。

更にはフィルタ繊維又は他の機械的支持体に使用されるとき、より大きな多孔質シリカ
粒子を使用してもよいことが記載されており、かかる粒子は好ましくは１４〜６０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ことが記載されている。さ
らに、多孔質シリカ粒子は好ましくは約４０〜約２５０Å、より好ましくは約１５０Åの
平均孔径を有することが記載されている。そして実施例においては３５×６０メッシュ、
１５０オングストローム孔径の多孔質シリカにエタノール溶媒中で３−アミノプロピルト
リエトキシシランを加熱して反応させたことが記載されている。このアミノエチルアミノ
プロピル多孔質シリカの効果として、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（％）が６０〜７０％程度除去されることが記載されている。しか
しながら、多孔質シリカと３−アミノプロピルトリエトキシシランを加熱して反応させる
ことは煩雑である。

そして、未反応の３−アミノプロピルトリエトキシシランが残留した場合には、たばこ吸引時に未反応の３−アミノプロピルトリエトキシシランを吸入することも考えられる。
３−アミノプロピルトリエトキシシランは吸入した場合喉の炎症，気管支炎，肺炎、肺浮腫を起こす恐れがあることが知られている。（３−アミノプロピルトリエトキシシラン東芝シリコンＭＳＤＳより）したがって、上記の各組成物のように、何らかの官能基を導入しなくてもホルムアルデヒド類の選択除去性能があるフィルタ素材が求められている。

なお、従来、ニコチンやタールがタバコ煙中の主な有害成分と考えられ、ニコチンや
タールのデリバリーに関心がもたれ、多くの国でニコチンとタールの表示義務が課せられ
ている。しかし、ニコチンそのものは、タバコの嗜好成分であり、喫煙の満足感に直接関
与すると考えられる。また、タールについても、タバコ煙成分中のタール成分を相対的に
高いレベルで除去することは、香喫味を損なうために好ましいことではない。すなわち、
タールやニコチンを含めた揮発性の低い煙成分を無差別に除去すると、味が軽くなるとと
もに満足感が得られなくなる。

一方、アルデヒド類、特にホルムアルデヒドは、刺激的な臭いを有するだけでなく、最
近アレルギーの原因物質のひとつとして注目されているように、健康上好ましくない物質
であり、極力除去することが好ましい。

従って、タバコ煙成分中のタールやニコチンの量を相対的に高いレベルに保ったまま、
煙成分中のアルデヒド成分（特にホルムアルデヒド）のみを選択的に除去することが求め
られている。

また、たばこの喫味では、たばこ煙中の水分が少なくなると、喫味が辛味を感じるよ
うになる。たばこ煙中の有害成分除去としては活性炭が多くの多孔質体の中で特に好んで
一般的に用いられている。この理由は、活性炭が水分の除去性が他の多孔質体と比較して
低いためである。活性炭でも喫味には影響を与えることが知られている。多孔質シリカも
代表的な多孔質体の一つではある。多孔質シリカは気体中の水分吸着能力（吸湿能力）に
優れる。このため多孔質シリカは何らかの官能基や表面処理剤の担持体として用いられる
ことはあるが、それ単体で使用されることはなかった。したがって、ホルムアルデヒドの
選択吸着性を維持しつつ、タールやニコチンの吸着量が少ない多孔質体であり、官能基や
化合物を担持させておらず、水分（水蒸気）の吸着が少ない多孔質体をたばこ煙用フィル
タの材料とした、たばこ煙用フィルタが求められていた。

一方、メソ孔領域に高規則性の細孔を有す多孔質シリカ自身は知られている。例えば
、特開2008-137859号公報（特許文献10）には、ｐＨ１〜ｐＨ３のカチオン界面活性剤溶
液にアルコキシシランを分散させる第一工程と、上記分散液にアルカリ源を添加しｐＨ８
．５〜ｐＨ９．５とすることにより、シリカと界面活性剤との複合体を形成する第二工程
と、得られた複合体より界面活性剤を除去する第三工程からなる方法により製造されるこ
とを特徴とするメソ孔領域に高規則性の細孔を有し、溶媒中にサブミクロンオーダーに分
散する多孔質シリカが記載されている。この文献によればメソ孔領域に六方構造（２ｄ−
ヘキサゴナル）を示し、細孔径が狭い範囲に分布する高規則性の細孔を有し、溶媒中にサ
ブミクロンオーダーの平均粒子径で分散する多孔質シリカを提供することができることが
記載されている。（段落番号［0009］）更に、この多孔質シリカをインクジェット用記録
用紙のインク吸収層の成分として使用する場合や機能性高分子膜として使用した場合、従
来では得られなかった平滑で均質な膜を得ることができることが記載されている。（段落
番号［0009］）

また、特開２００３−２５３１５４号公報（特許文献１１）には、粒子径が小さく、無
機質で非晶質の細孔形状の均一な多孔性物質とそのゾルおよびその合成方法を提供するこ
と、また、それを用いた用途、特に、インク吸収性、透明性、耐水性、耐光性に優れたイ
ンクジェット記録媒体、及び、インクジェット記録媒体塗工液を提供することを目的とし
て、解決手段としては非晶質でかつ孔の直径が均一な細孔を持つ無機質粒子からなり、動
的光散乱法によって測定される粒子の平均粒子径ＤL が１０〜４００ｎｍであり、ＤL か
ら求めた換算比表面積ＳL とＢＥＴ法による粒子の窒素吸着比表面積ＳB との差ＳB −Ｓ
L が２５０ｍ2 ／ｇ以上である多孔性物質を用いることが記載されている。（要約）この
文献では、珪素などの金属源とエチレンジアミンベース型などのような非イオン性界面活
性剤からなるテンプレートを反応させることが記載されている。たとえば、金属源を溶媒
に溶解あるいは分散したものと、テンプレートを溶媒に溶解あるいは分散したものを撹拌
混合したのちに行なわせることができることが記載されている。（段落番号［0036］［00
37］［0039］）

そして、得られた複合体を、濾過等により濾別し、水洗、乾燥し、ついで含有している
テンプレートを超臨界流体やアルコール等の溶剤との接触、あるいは焼成等の方法で除去
することにより、多孔性物質を得てもよいことが記載されている。また焼成温度は、テン
プレートが消失する温度以上、概ね５００℃以上で、焼成時間は、３０分〜６時間程度で
あることが記載されている。このように規則的な細孔を有する、特に多孔質シリカからな
る多孔質体は公知である。また、国際公開番号ＷＯ２００５/０２６０４８号公報（特許
文献12）には、多孔質シリカに、メントール、揮発性物質、温熱性物質、植物ポリフェノ
ールおよび有機色素からなる群より選択される物質が担持された、物質担持多孔質シリカ
について記載されている。（要約）

この文献では多孔質シリカに、メントール、揮発性物質、温熱性物質、植物ポリフェノールおよび有機色素からなる群より選択される物質が担持された、物質担持多孔質シリカについて記載されており、多孔質シリカの平均細孔径が０．８〜２０ｎｍの細孔を有することが記載されている。更に多孔質シリカの細孔が六方構造を形成していることも記載されている。（特許請求の範囲）。そして、発明により、物質の吸着性に優れ、外部からの物理的・化学的刺激により穏やかな脱着性または放出制御特性に優れた物質担持多孔質シリカ、および該多孔質シリカを含有した組成物を提供することができる。この発明の物質担持多孔質シリカは、物質の吸着性に優れ、外部からの物理・化学的刺激により緩やかな脱着性または強固な放出制御特性をもっているため、物質の放出を制御することができることが記載されている。（発明の効果）
しかしながら、これらの多孔質シリカがアルデヒド類、特にはホルムアルデヒドに対して特異的に優れた吸着効果を有することは何ら記載されていない。

解決する課題は、アルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）を選択的に除去し、かつ
たばこ煙中の水分の吸着が少ないたばこフィルタ用素材を提供することにある。 本発
明の他の目的は、たばこフィルタの構成成分として好適に利用でき、タールやニコチンな
どの喫味（又は香喫味）成分を高濃度で維持しつつ、アルデヒド類（特に、ホルムアルデ
ヒド）を効率よく除去できるたばこフィルタ用素材を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、人体に対して安全で、喫味を損なうことなく、アルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）を選択的に除去でき、かつ通気抵抗の変化がすくなく、かつ喫味の変化の少ないたばこフィルタを提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、特定の平均細孔径を有する
多孔質シリカからなるたばこフィルタ用素材でたばこフィルタなどを構成すると、前記の
特定の平均細孔径に起因すると思われる物理的な吸着性能が発揮されるためか、タールや
ニコチンなどを高濃度で保持しつつ、アルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）を選択的
に吸着できることを見出し、本発明を完成した。更に、本発明の特定の平均細孔径でたば
こフィルタ素材を構成すると多孔質体でありながら気体中の水蒸気の吸着性能が低くする
ことができることを見出した。そして、気体中の水蒸気の吸着性能が低いため、このよう
な特定の平均細孔径を有する多孔質体をたばこフィルタ素材として用いると、たばこ煙中
の水蒸気の吸着が少なくなり、たばこの喫味が辛くなることが無いことを見出した。

すなわち本発明は多孔質シリカからなるたばこフィルタ素材であり
ａ）多孔質シリカの全窒素含有量が１重量％以下でありかつ
ｂ）多孔質シリカの全炭素含有量が２０重量％以下でありかつ、
ｃ）多孔質シリカ細孔の平均細孔径が２nmから５０nmでありかつ
ｄ）多孔質シリカの比表面積が５００ｍ２/ｇから１３００ｍ２/ｇでありかつ
ｅ）多孔質シリカの細孔が六方構造をしている
多孔質シリカからなるたばこフィルタ素材を提供する。

このような多孔質シリカは、界面活性剤のミセルを鋳型として合成されるハニカム（蜂
の巣）状の均一なメソポアを有するメソポーラスシリカである。このようなメソポーラス
シリカは大きな比表面積と細孔容積を有している。そして界面活性剤が水溶液中でミセル
（分子集合体）を形成し、これを鋳型として得られる複合体を経た後、界面活性剤を除去
して合成される。このため、界面活性剤の選択やミセル形成の条件を調整することにより
細孔直径を厳密に制御することができる。このような多孔質シリカの細孔口径は他の多孔
質体、例えばゼオライトに比較すると大きいためより分子系の大きい物質を吸着すること
ができる。このため、たばこ煙中に含まれるアルデヒド類の分子を好適に選別的に吸着す
ることができる。そして膨大な細孔容積に水を吸着させることができ、ホルムアルデヒド
類をその細孔内に留めることができる。

そして、通常の多孔質体例えば多孔質シリカの場合であれば、平均細孔径が小さい場合
には、細孔容積も小さくなり、その結果アルデヒド類の物理吸着能力も低くなるが、本発
明のメソポーラスシリカの場合であればアルデヒド類の吸着能力も高い。更に、通常の多
孔質シリカであれば、相対湿度の変化により、より多量の水分を吸着するが、本発明のメ
ソポーラスシリカでは相対湿度による水蒸気の吸着等温線より明らかな通り、平均細孔径
が小さい場合には低い相対湿度で吸着等温線が立ち上がり、その後の水吸着量の相対湿度
に対する変化は穏やかである。このためたばこ煙中に含まれる相対湿度が高いガス成分中
の水の吸着量も少なくすることができ結果として、たばこ煙中の水分を除去し過ぎること
がなく、たばこの喫味が辛くなることを抑制できる。
特には、多孔質シリカの平均細孔径が２nmから５ｎｍである場合には、アルデヒド類の除
去効果に優れると共に、相対湿度が40％程度の湿度で水吸着量が立ち上がり有利である。
このような平均細孔径が特定な範囲の多孔質シリカは、アルデヒド類の選択除去性を向
上できる。また、たばこ煙中の水分を吸収することが少ないのでたばこの喫味を維持でき
る。

本発明の多孔質シリカにおいては、表面処理や何らかの置換基の導入がされていないも
のである。アルデヒド類の選択吸着性能を高めるために表面処理をしたり、何らかの置換
基を導入する場合には、塩基性の官能基を導入したり、塩基性の官能基を含む表面処理剤
で処理することが開示されている。（前記特許文献１から９） これはアルデヒド類と導
入された官能基との化学的相互作用を考慮した場合は塩基性基の方がより化学的吸着能を
期待できるからである。塩基性を持たせるために代表的な官能基として窒素含有の官能基
、例えばアミノ基がある。アルデヒド類を吸着させるための表面処理やシリカゲルや多孔
質シリカなどの多孔質体への官能基の導入は、以上の理由からアミノ基を主体とした表面
処理剤やアミノ基から構成される官能基を導入する場合が多い。

しかしながら、本発明の多孔質シリカの場合には、余分な化学修飾をしなくても十分アルデヒド類を吸着できる。したがって、本発明では特に何らかの化合物で表面処理するか或いは、何らかの官能基を多孔質シリカに導入するなどの必要はない。したがって、多孔質シリカの全窒素含有量が５重量％以下である多孔質シリカが好ましく用いることができる。また、本発明では多孔質シリカは担持体である必要はない。本発明では担持体でなくとも十分な良好なアルデヒド類の除去性能を示す。そして、本発明であれば、タールやニコチンの除去性が低いのでたばこ喫煙時の満足感を得ることができる。したがって、多孔質シリカの全窒素含有量が１重量％以下であっても良い。特に好ましくは、多孔質シリカの全窒素含有量が５重量％以下であり、かつ全炭素含有量が２０重量％以下である多孔質シリカである。

本発明の多孔質シリカは平均粒子径が１μｍから１５００μｍである。一般的なメソポ
ーラスシリカの製造方法として知られている金属酸化物および／またはその前駆体からな
る金属源とテンプレートと水を混合し金属酸化物／テンプレート複合体のゾルを製造する
工程と、該複合体からテンプレートを除去する工程とからなる製造方法により作製された
非晶質でかつ均一な細孔を持つ無機質粒子からなる多孔性物質の製造方法（テンプレート
法）で製造される多孔質シリカの平均粒径は２μｍから１０μｍ程度である。
粒径が15〜20μm以上のメソ細孔固体粒子を製造するには、以下に示す方法のいずれかで
得られた一次粒子を凝集する追加の段階が必要である。

当業者に周知な凝集方法としては下記の方法を挙げることができる：
(1) メソ細孔固体の一次粒子、結合剤、液体、必要に応じてさらに押出用添加物からな
るペーストを押出ダイに通し、次いで、ペレットまたは押出物を回収し、所望の長さに切
断する押出し法
(2) 押出し法と同じ成分を造粒プレート上で凝集し、雪だるま式でスラブを製造する方
法
(3) メソ細孔固体の一次粒子、結合剤、必要に応じてさらに少量の液体からなる混合物
を所望の凝集力が得られる圧力下で圧密する方法。
・ 微粒子化してより小さい粒径の粒子を得え、これにより発生する自発的な二次凝集を
利用する方法。

これらの凝集方法には以下に挙げる欠点がある：
(1)押出し法で作られる粒子は同一粒径にはなるが、長さが異なるため、材料の拡散性に
悪影響を与えることがある。
(2)造粒法で作られる粒径分布の広いスラブ状、むしろ球状の粒子は、用途によっては不
利になることがある。この方法で粒径分布の狭い粒子を得るための唯一の方法は、いわゆ
る造粒段階以降に粒径選別を行うことであるが、収率および/または生産性が犠牲になる
。さらに、造粒法はミリメートル以上の粒径の場合に適している。
(3)圧密法は特に医薬品の配合に用いられ、粒径がさらに広い、すなわち少なくとも数mm
の粒子を対象とする。
(4)微粒子化法は狭い粒径分布を有する約20〜200μmの粒子を製造することができる。し
かし、この方法では、多くの用途（触媒作用、吸着）で十分な機械的特性を有する二次粒
子を得ることができない。

本発明においては多孔質シリカの凝集方法について、特に限定されるものではなく、用
いるたばこフィルタの通気抵抗を考慮して決められる平均粒子径を得られる方法であり、
多孔質シリカのアルデヒド類の吸着性能を阻害しない場合であれば制限はされない。
このように凝集させた多孔質シリカの粒度は、その全体の９０重量％以上の粒子粒度が０
．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
このような粒度の多孔質シリカであれば後述するトリプレット構造のたばこフィルタに用
いるのに好適である。

本発明のたばこフィルタの場合、少なくとも３個の部分から構成されているたばこフィ
ルタであって、中間部に本発明のたばこフィルタ素材が配置されているたばこフィルタで
あってもよい。
また本発明のたばこフィルタにおいては、両端部がセルロースエステル繊維を含むトウ
構造のフィルタロッドから構成されているたばこフィルタであってもよい。本発明には、
さらに、前記たばこフィルタ用素材でたばこフィルタを構成することにより、たばこ煙中
のアルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）［詳細には、前記たばこフィルタを通過（又
は流通）するたばこ煙中のアルデヒド類］を低減することができる。このような方法では
、ニコチン、タールなどの喫味成分を高いレベルで保持でき、例えば、ニコチンおよびタ
ールをそれぞれ保持率７５％以上に保持しつつ、ホルムアルデヒド保持率を５０％以下に
することができる。また、本発明には、前記たばこフィルタを備えたたばこも含まれる。

本発明のたばこフィルタ用素材は、特定の平均細孔径を有する多孔質シリカを用いてい
るのでアルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）を選択的に除去するのに有用である。
本発明のたばこフィルタ用素材は、タールやニコチンなどの喫味（又は香喫味）成分を高
濃度で維持しつつ、たばこ煙中の水分をあまり除去しない、そしてアルデヒド類（特に、
ホルムアルデヒド）を効率よく除去できる。そのため、本発明のたばこフィルタでは、人
体に対して安全で、喫味を損なうことなく、アルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）を
選択的に除去できる。

本発明のたばこフィルタ用素材は、特定の平均細孔径の多孔質シリカで構成されてい
る。

本発明において用いられる多孔質シリカとしては、シリカの一種類である。 一般的に
はシリカは不定形の酸化ケイ素を示し、珪藻土や珪砂も多孔質であり、多孔質シリカに分
類される場合もある。本発明に用いるシリカは、均一な多孔質なシリカである。シリカは
天産品、合成品、あるは焼結品と種類が多く、結晶性のものも非晶性のものもある。これ
らのシリカ中では合成シリカも知られている。合成シリカとは合成品で非晶質のシリカで
ある。合成シリカの製法としては湿式法と呼ばれている珪砂にソーダー灰を混合し、高温
で溶解させ、ガラス状の物質に変化させた上で水に溶解し、珪酸ソーダーとした上で、硫
酸等の酸成分を滴下して析出させて得られるものが本発明においては好ましく用いられる
。合成シリカの製造方式には上記の湿式法と高温での気相反応により合成シリカの析出を
行う乾式法がある。

このような湿式法による合成シリカは沈降（沈殿）法とゲル化法に類別できる。すなわ
ち、湿式法には反応時のpHにより、アルカリ性領域での反応による沈殿法と、酸性領域で
の反応によるゲル法があるが、本発明においては沈降法シリカが好ましく用いることがで
きる。このような沈降法合成シリカは、一般には比較的高温、アルカリ性のｐＨ領域で反
応を進める。その結果、シリカ一次粒子の成長が早く進行し、一次粒子がフロック状に凝
集して沈降することから、沈降法シリカと称せられている。そして沈降法シリカは反応条
件により一次粒子径や比表面積を制御することができ、非常に微小な粒子径と大きな比表
面積を持っているシリカとすることができる。
そして、この微小な一次粒子は凝集して連続的な網目構造を形成し、微小な孔（細孔）を
有している場合もある。

（多孔質シリカ）
前記の通り本発明において多孔質シリカとしているものは、メソポーラスシリカ（partic
ules mesoporreuse）である。メソポーラスシリカ（メソ細孔粒子）は多孔度（容積に対
する比表面積の比）が大きいので、メソ細孔粒子と接触する分子は粒子の中心に容易にア
クセスでき、大きな表面と反応できる。従って、この材料は触媒および/または吸着特性
が高く、触媒、触媒担体、吸着剤として工業的に有用であることが知られている。

最も好ましい多孔質シリカは多孔質シリカの細孔が六方構造をしている多孔質シリカで
ある。シリカやシリカゲルは、同じく珪素からなる物質である。シリカゲルは珪酸ナトリ
ウム水溶性と鉱酸（塩酸や硫酸など）を混合し、ゲル化させ水洗して形成する。珪酸ナト
リウムは鉱酸との混合で珪酸モノマーとなり脱水縮合して環状化合物を形成する。
シリカは前記の通りシラノール基を有しており、特に表面にシラノール基を有している。
この表面のシラノール基が水分子と結合するため、通常シルカゲルは吸湿剤として使用さ
れているようにその平行水分は高く概ね２０重量％以上である。シリカゲルの細孔径を大
きくして平均細孔径が５nmから３５０nmのシルカゲルの場合は平衡水分量は多くても１０
重量％程度、少ない場合には５重量％以下、特に少ない場合は１重量％以下とすることが
できる。しかしながら、細孔径を大きくしたシリカゲルを用いた場合には、比表面積や細
孔容積を大きくすることはできず、アルデヒド類の吸着性能が低下する傾向にある。
本発明においては、多孔質シリカの細孔が六方構造をしている多孔質シリカを用いること
により平均細孔径を小さくした場合であっても、平衡水分量が相対湿度に対する依存性を
抑制することができ、その結果としてたばこの喫味とアルデヒド類の吸着性能を両立する
ことができる。

すなわち、シリカの細孔が六方構造をしている多孔質シリカであれば細孔径に対して、
細孔の深さが大きな多孔質シリカを得ることができる。そして、このような多孔質シリカ
は、小さい細孔の中に多くの水分を蓄えることができ、アルデヒド類に対する物理的な選
択吸着性を有するとともの、細孔内部の水を利用して何ら他の化学物質を担持させること
なくてもアルデヒド類への吸着性能に優れる。六方構造は珪素原子が形成する集合体の形
状として最も安定したものであり、細孔径の分布が小さい均一な細孔を得ることができる
。このような、六方構造をしている多孔質シリカを用いることにより、本発明の効果を奏
することができる。
すなわち、吸湿剤として用いられる一般的なシリカゲルの場合には平均細孔径は２nmから
３nm程度であるが、本発明の多孔質シリカの細孔が六方構造持つことにより、多孔質体の
吸湿性の相対湿度に対する依存性を抑制することができる。

（細孔が六方構造をしている多孔質シリカの製造方法）
多孔質シリカ（メソポーラスシリカ）の製造方法の一つにテンプレート法がある。 すな
わち金属酸化物および／またはその前駆体からなる金属源とテンプレートと水を混合し金
属酸化物／テンプレート複合体のゾルを製造する工程と、該複合体からテンプレートを除
去する工程とからなる製造方法により作製された非晶質でかつ均一な細孔を持つ無機質粒
子からなる多孔性物質の製造方法である。例えば、メソ細孔分布の狭い界面活性剤の構造
作用で較正したメソ細孔無機固体の最初の合成方法はシルバニアエレクトリックプロダク
ト社（Sylvania Electric Products Inc.）により米国特許第3,556,725号明細書に開示さ
れている。

米国特許第3,556,725号明細書に記載の（アルミノ）シリカ化合物群、特にＭＣＭ４１
（モビル社の物質41）は1990年代にモビル社（MOBIL）によって研究され、多くの特許お
よび文献の対象となっており、その合成方法は米国特許第5,057,296号明細書に記載され
ている。モビル社（MOBIL）の下記文献に記載の製造方法で得られる非層状の結晶性無機
相からなる物質は焼成後に少なくとも1.3nmの均一な粒径の細孔が並び、1.8nm以上の格子
距離に対応する少なくとも一つのＸ線回折ピークを有し、珪酸テトラメチルアンモニウム
溶液との混合物のHiSil型シリカから25℃、50トールでのベンゼン吸着能は15重量％以上
であるメソポーラスシリカが得られている。一般に、シリカのメソ細孔固体はｏ−珪酸テ
トラエチル（ＴＥＯＳ）、珪酸テトラアルキルアンモニウムまたはナトリウムおよび沈降
シリカから合成される。
本発明の多孔質シリカの製造方法は特に限定されるものではないが、次の第一、第二、第
三工程を経て行うことが好ましい。

第一工程：ｐＨ１〜ｐＨ３のカチオン界面活性剤溶液にアルコキシシラン、を分散させ
る工程。
第二工程：アルカリ源を添加しｐＨ８．５〜ｐＨ９．５とすることにより、シリカと界
面活性剤との複合体がゲルを形成する工程。
第三工程：得られた複合体より界面活性剤を除去する工程。

第一工程において、カチオン界面活性剤の存在下ｐＨ１〜ｐＨ３という温和な酸性条件
において、アルコキシシランは加水分解される。第一工程における反応のｐＨ条件は、細
孔の規則性の観点からｐＨ１〜ｐＨ３が好ましく、ｐＨ１．５〜ｐＨ２．５がさらに好ま
しい。ｐＨの調整に使用される酸は、特に限定されるものではなく、塩酸、硫酸、硝酸等
の鉱酸及び酢酸等の有機酸等、広く用いる事が出来るが、より少量の酸でｐＨ調整を行う
という観点から強酸である鉱酸が好ましい。

第二工程において、ｐＨ８．５〜ｐＨ９．５というマイルドな塩基性条件下にてシリケ
ートの重縮合反応が進む。第二工程における反応のｐＨ条件は、細孔の規則性の観点から
ｐＨ８．５〜９．５が好ましく、ｐＨ９．０がさらに好ましい。ｐＨの調整に使用される
アルカリ源は、特に限定されるものではなく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等、ア
ルカリ源を広く用いることが出来るが、より平均粒子径が細かい多孔質シリカを合成する
という観点から、アンモニア類が好ましい。アンモニア類は、アンモニアや尿素等を指す
。尿素は、分子中にアミノ基を有し、酸性下で分解し、アンモニアを発生する。なお、よ
り微粒子化した多孔質シリカを得るとの観点から、第二工程におけるｐＨ８．５〜９．５
の調整前に加水をしてもよい。加水比率は特に限定はないが、細孔構造の規則性の観点か
ら、加水前の反応液の重量に対し０．５〜５倍の加水が好ましい。

第三工程において、得られた複合体より界面活性剤を除去する。第三工程における界面
活性剤を除去する方法は、４００℃〜６００℃で焼成する方法や、有機溶媒等により抽出
する方法が挙げられる。界面活性剤を除去する方法として、焼成する方法を採る場合、第
二工程で得られた複合体含有ゾルを濃縮、乾燥する必要がある。濃縮・乾燥の方法として
は、複合体含有ゾルをそのまま加熱濃縮、乾燥する方法と複合体含有ゾルを濾過し、濃縮
した複合体を乾燥する方法がある。複合体含有ゾルをそのまま加熱濃縮、乾燥する方法を
採る場合、加熱温度は細孔の規則性の観点から５０℃〜１００℃が好ましく、６０℃〜８
０℃がより好ましく、６５℃〜７５℃がさらに好ましい。複合体含有ゾルを濾過し、濃縮
した複合体を乾燥する方法の場合、乾燥温度は、特に限定しない。また、乾燥後の固形分
含量は、何れの場合も８０％〜１００％が好まく、９０％〜１００％がより好ましく、９
５％〜１００％が最も好ましい。
これらの製造方法の詳細については特開２００８−１３７８５９号公報に記載されている
。

（多孔質シリカの性状）
本発明の多孔質シリカの平均粒径は、平均粒子径が１μｍから１５００μｍである。15
〜20μm以上の多孔質シリカを得る場合には二次凝集させることが必要である。
二次凝集させる前の平均粒子径としては、例えば、１．５μｍから１０μｍ、好ましくは
２〜１０μｍ、さらに好ましくは３〜１０μｍ、より好ましくは３〜５μｍであってもよ
い。

更に、二次凝集させた場合であれば、適度な通気抵抗を損なうことなく、たばこフィル
タなどに適用できる。 二次凝集させた場合については、多孔質シリカの粒度について
言えば、多孔質シリカの粒度が、90重量%以上が、10メッシュパス70メッシュオン、好ましくは10メッシュパス50メッシュオン、特に好ましくは10メッシュパス40メッシュオンのものを用いることができる。例えば、14メッシュパスでかつ32メッシュオンであるものを用いることが出来き、すわなち、粒度として０．５０ｍｍ以上であり１．５０ｍｍ以下である多孔質シリカを用いることができる。
多孔質シリカ細孔の平均細孔径が２nmから５０nmであり、好ましくは２ｎｍから５ｎｍであり、特に好ましくは２ｎｍから４ｎｍである。通常、ガスなどの吸着には、比較的小さい細孔径を有する多孔質体が使用される場合が多い。これに対して、本発明では、小さい細孔径と大きい細孔容積をもつ多孔質シリカである。

前記の通り、そして、特には多孔質シリカの平均細孔径は２ｎｍから４ｎｍであれば、
相対湿度が高い環境で、相対湿度の変化に伴う気体中の水蒸気の吸着性能が低いため好ま
しい。そして、アルデヒド類の吸着性能が特に優れる平均細孔の範囲は２ｎｍ以上で５ｎ
ｍ以下である。従って、気体中の水蒸気の吸着性が少なく、かつアルデヒド類の吸着性能
が高い、特に好ましい多孔質シリカの平均細孔の範囲としては２ｎｍから５ｎｍ特には、
２ｎｍから４ｎｍ、より好ましくは２ｎｍから３ｎｍである。

多孔質シリカの比表面積（平均比表面積）は、５００〜２０００ｍ２／ｇ、好ましく
は６００〜１５００ｍ２／ｇ、特に好ましくは１０００〜１３００ｍ２／ｇである。

多孔質シリカの平均細孔容積は、例えば、０．１〜２ｍＬ／ｇ、好ましくは０．４〜１
．８ｍＬ／ｇ、さらに好ましくは０．５〜１．５ｍＬ／ｇ、特に好ましくは０．７〜１．
４ｍＬ／ｇ程度であってもよい。

また、多孔質シリカの温度２５℃および６０％ＲＨにおける平衡水分率（又は平衡吸水
率、すなわち、温度２２℃および６０％ＲＨの条件下で、平衡状態における水分含有率）
は、１０〜５０％程度（例えば３８％）、特に好ましくは１５〜４５％、より好ましくは
２０％から４０％、特に好ましくは２５％から４０％であってもよい。

なお、ホルムアルデヒドなどのアルデヒド類は水に可溶である場合が多いため、ホル
ムアルデヒドの除去という観点からは、たばこフィルタなどは、水分を多く含んでいても
よい。しかし、多量の水分は、たばこに対する悪影響（例えば、喫味の低下など）を及ぼ
す虞がある。本発明では、特定の平均細孔径と平衡水分量の多孔質シリカを使用するので
、たばこフィルタそのものに水分を含有させる必要はないため、特に、上記のような相対
湿度が高い領域での水分吸収能力の差が比較的小さい性質を有する多孔質シリカを用いる
と、たばこに悪影響を及ぼすことなく、たばこフィルタに適度な水分を含有させ、ホルム
アルデヒドを効率よく選択除去できる。
尚、多孔質シリカの分散性を改良するために、本発明の目的を損なわない範囲で微量の
表面処理を行っても良い。但し、その場合の表面処理においては、多孔質シリカの全窒素
含有量が１重量％以下であり、かつ全炭素含有量が２０重量％以下であるようにすること
が好ましい。

本発明における多孔質シリカは、合成時あるいは合成後に金属種を添加したものも包括
する。多孔質シリカは、熱水やスチーム、アルカリ金属塩水溶液に曝されると、経時的に
シリカの細孔壁が溶解し、細孔の比表面積や細孔規則性が損なわれる事が知られている。
合成時あるいは合成後に金属種を添加する事で、熱水やスチーム、アルカリ金属塩水溶液
に対し、構造劣化の少ない耐久性に優れた多孔質シリカを得る事が可能となる。添加する
金属種としては、Ａｌ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｇａ，Ｓｎ，Ｖ，Ｃｒ及びＲｕからなる群か
ら少なくとも一つが選択される。該金属種を含有する化合物としては、水中でイオン化す
る化合物が好ましい。例えば、Ａｌの場合、アルミン酸ナトリウムや硝酸アルミニウム、
Ｚｒの場合、塩酸ジルコニウムや硝酸ジルコニル等を用いる事が出来る。金属種の添加時
期としては、合成時の何れかの工程でも可能である。あるいは合成後に多孔質シリカを該
金属種の水溶液に浸漬し、乾燥工程を経て得る事でも可能である。多孔質シリカの細孔壁
中の取り込まれた該金属種の含有量は、多孔質シリカの細孔規則性の観点から、４ｗｔ％
以下が好ましい。

本発明の多孔質シリカを二次凝集させて粒度が大きい多孔質シリカの凝集体を得る方法
としては、沈降シリカの結合剤として公知の様々な結合剤を用いることができる。特に結
合剤としては無機物が好ましい。特にはアルカリ土類金属の塩酸塩であり、塩化マグネシ
ウムや塩化ベリリウム、またはアルカリ土類金属の珪酸塩やアルミン酸塩が用いることが
できる。特には、珪酸マグネシウムや珪酸ベリリウムあるいはアルミン酸マグネシウムや
アルミン酸ベリリウムを用いることができる。

（たばこフィルタ用素材）
以下本発明のたばこフィルタ用素材について説明をする。なお、前記たばこフィルタ用
素材（又はたばこフィルタ）は、さらに他の成分、例えば、無機微粉末（カオリン、タル
ク、ケイソウ土、石英、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナなど）、
熱安定化剤（アルカリ又はアルカリ土類金属の塩など）、着色剤、白色度改善剤、油剤、
歩留まり向上剤、サイズ剤、生分解又は光分解促進剤（アナターゼ型酸化チタンなど）、
天然高分子又はその誘導体（セルロース粉末など）などを含んでいてもよい。他の成分は
、単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。

（たばこフィルタ）
前記のように、本発明のたばこフィルタ用素材は、たばこフィルタを構成できる。すな
わち、本発明のたばこフィルタは、通常、たばこフィルタを構成する素材（たばこフィル
タ用素材）と、前記たばこフィルタ用素材とで構成できる。そして、このようなたばこフ
ィルタは、たばこフィルタ用素材（又はたばこフィルタ、単に、フィルタ用素材、素材な
どということがある）に前記たばこフィルタ用素材を含有させることにより製造できる。

代表的なたばこフィルタとしては、例えば、（i）たばこフィルタ用素材（又はたば
こフィルタ）と、このたばこフィルタ用素材に充填された前記たばこフィルタ用素材とで
構成されたたばこフィルタ、（ii）たばこフィルタ用素材（又はたばこフィルタ）に前記
たばこフィルタ用素材が分散されたたばこフィルタなどが挙げられる。好ましい形態には
、充填されたたばこフィルタ（i）が含まれる。

（トリプル構造のたばこフィルタ）
本発明のたばこフィルタ用素材が充填されたたばこフィルタ（i）では、例えば、複数
に分割［２分割（デュアル（ｄｕａｌ）、３分割（トリプル（ｔｒｉｐｌｅ）など］され
た構造を有するたばこフィルタ用素材の少なくとも一つの分割部分（例えば、２分割され
たフィルタ用素材の一方の部分、３分割されたフィルタ用素材の中央部分など）を、前記
たばこフィルタ用素材（又は前記たばこフィルタ用素材が充填されたフィルタ用素材）で
構成（又は置換又は充填）することにより、たばこフィルタ用素材（又はたばこフィルタ
）に前記たばこフィルタ用素材を充填してもよい。

以下に本発明の少なくとも３個の部分から構成されているたばこフィルタについて説明
する。

本発明のトリプル構造のたばこフィルタは少なくとも３個の部分から構成されているこ
とを特徴とする。すなわち、たばこフィルタが少なくとも両端部、中間部の３個の部材か
ら構成されており、中間部（すなわち中央の部分）に本発明の担持体が配置されている構
造を取る。

本発明のたばこフィルタでは両端部にフィルタロッドで形成した部分を配置し、中央部
にはフィルタロッドではなく、本発明のたばこフィルタ用素材を配置する構造を取る。こ
の構造のたばこフィルタとした場合には通気抵抗を低くすることができ好ましい。

なお、フィルタロットの素材は、例えば、天然又は合成繊維｛例えば、セルロースエ
ステル繊維（セルロースアセテート繊維など）、セルロース繊維［木材繊維（針葉樹、広
葉樹などの木材パルプ繊維など）、種子毛繊維（例えば、リンターなどの綿花）、ジン皮
繊維、葉繊維（例えば、マニラ麻、ニュージーランド麻など）など］、再生セルロース繊
維（ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン、硝酸人絹など）、ポリエステル繊維、
ポリウレタン繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維（ポリエチレン繊維、ポリプロ
ピレン繊維など）など｝などの繊維（又は繊維状物質）、などで構成できる。これらのた
ばこフィルタ用素材の構成成分は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。

また、フィルタロットの構造はトウ構造とするのが好ましい、前記トウ構造は、繊維（
特にセルロースエステル繊維）の単繊維（フィラメント）を束ねる（集束する）ことによ
り形成された繊維束の形態であり、このようなトウ構造のフィルタ素材において、トウ（
繊維束）を構成するフィラメント数は、例えば、３０００〜１００００００本（例えば、
３０００〜１０００００本）、好ましくは５０００〜１０００００本程度であってもよい
。

たばこフィルタにおいて、多孔質シリカなどの多孔質シリカの割合は、たばこフィル
タ全体に対して、例えば、０．１〜９０重量％、好ましくは０．５〜７０重量％、さらに
好ましくは１〜５０重量％程度であってもよい。

前記たばこフィルタは、たばこフィルタ用素材又はたばこフィルタの構造に応じて慣用
の方法により成形できる。例えば、前記充填されたたばこフィルタでは、予め前記たばこ
フィルタ用素材により成形されたフィルタープラグの空間に前記フィルタ素材を充填する
方法などにより製造してもよい。

本発明のたばこフィルタは、前記たばこフィルタ用素材で構成されているため、ニコチンやタールなどの喫味成分を高いレベルで保持しつつ、ホルムアルデヒドなどのアルデヒド類を効率よく除去できる。更にはたばこ煙中の水分の除去による喫味が辛くなることを避けることができる。そのため、本発明には、前記たばこフィルタ用素材でたばこフィルタ（又はたばこ）を構成することにより、前記たばこフィルタ（又はたばこ）を通過するたばこ煙中のアルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）を低減する［詳細には、前記たばこフィルタを通過するたばこ煙中のニコチンおよびタールを保持しつつ、アルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）を低減する］ことができる。

なお、本発明で保持率（ホルムアルデヒド保持率、ニコチン保持率、タール保持率）と
は、前記たばこフィルタを通過するたばこ煙中のホルムアルデヒド量（又はニコチン量又
はタール量）を基準として測定できる。すなわち、前記「保持率」とは、前記たばこフィ
ルタ用素材を含まないたばこフィルタ用素材で構成されたたばこフィルタを所定の条件（
流量、時間、回数など）において通過するたばこ煙中のホルムアルデヒド量（又はニコチ
ン量又はタール量）をＸとし、同一の条件（流量、時間、回数など）において、前記たば
こフィルタ用素材で構成されたたばこフィルタを通過するたばこ煙中のホルムアルデヒド
量（又はニコチン量又はタール量）をＹとするとき、下記式で表される。すなわちホルム
アルデヒド量に関しては保持率が低いほど、たばこの煙（主流煙）中のホルムアルデヒド
が除去されていることを示し、好ましい。一方、ニコチン量及びタール量に関しては保持
率が高いほどニコチンやタールを主流煙から除去することがなく、喫味を損なわず好まし
い。また水分量に関しては、保持率が高いほど、たばこ煙中の水分を除去することなく、
辛味が感じられず好ましい。

保持率（％）＝（Ｙ／Ｘ）×１００
また、本発明では、たばこフィルタの通気抵抗を増大させることなく、たばこフィルタ
内に前記たばこフィルタ用素材を組み込むことができる。そのため、本発明のたばこフィ
ルタは、たばこ煙用に適した通気性を有しており、たばこフィルタを取り付けたたばこの
通気抵抗は、長さ２５ｍｍ円周２４．５±０．２ｍｍのたばこフィルタを、軸方向の長さ
６０ｍｍのたばこに取り付けて、流量１７．５ｍｌ／秒で空気を通過させたときの圧力損
失で測定したとき、１５０〜６００ｍｍＷＧ（ウォーターゲージ）の範囲から選択でき、
例えば、１５０〜５００ｍｍＷＧ、好ましくは１６０〜３００ｍｍＷＧ、さらに好ましく
は１６０〜２５０ｍｍＷＧ程度であってもよい。

また、本発明のたばこは、前記たばこフィルタ（又はたばこフィルタ用素材）を備えて
いる。たばこフィルタの配設部位は特に制限されないが、巻紙により、棒状に成形された
たばこにおいては、口元の部位、又は口元と紙巻きタバコとの間に配設する場合が多い。
なお、たばこの断面外周は、前記フィルタの断面外周に対応している場合が多く、通常、
１５〜３０ｍｍ、好ましくは１７〜２７ｍｍ程度であってもよい。

本発明のたばこフィルタ用素材は、フィルタ、特にたばこフィルタ（およびたばこ）を
構成するのに有用である。このような本発明のたばこフィルタ（およびたばこ）では、喫
煙時において、ニコチン、タールなどの喫味成分を保持しつつ、適度な通気抵抗も保持で
きるので、喫味（香喫味）、さらには喫煙の満足感を損なうことがなく、人体に有害なホ
ルムアルデヒドなどのアルデヒド類を選択的に除去できる。

以下に、実施例に基づ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
よって限定されるものではない。

（多孔質シリカの製造例１）
日本化学工業（株）製の粉末珪酸ソーダ（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ＝２．００）を７００℃で
６時間、空気中で焼成し、δ−Ｎａ２Ｓｉ２Ｏ５の結晶を得た。得られた結晶５０ｇをイ
オン交換水５００ｍｌに分散させ、２５℃において３時間撹拌した後、濾過により固形分
を回収して層状シリケートである湿潤カネマイト５０ｇ（乾燥物換算）を得た。このカネ
マイトを乾燥することなく、界面活性剤であるオレイル硫酸エステルナトリウムの０．１
Ｍ溶液１０００ｍｌに分散させ、７０℃で３時間撹拌しながら加熱した。その後、７０℃
で加熱・撹拌しながら、２Ｎの塩酸を添加して、分散液のｐＨをｐＨ８．５に下げ、さら
に７０℃で３時間加熱・撹拌した。固形生成物を一旦濾過し、再度イオン交換水１０００
ｍｌに分散させ撹拌した。この濾過・分散撹拌を５回繰り返した後４０℃で２４時間乾燥
させた。乾燥させた固形生成物を、窒素ガス中４５０℃で３時間加熱した後、空気中５５
０℃で６時間焼成することにより二酸化珪素を含む多孔質シリカＢを得た。得られた多孔
質シリカＢには、Ｘ線回折により六方構造の細孔が形成されていることが確認された。ま
た、多孔質シリカＢの平均細孔径は２．８ｎｍ、比表面積は９９２ｍ２／ｇ、細孔容積は
１．０９ｃｍ３／ｇ、平均粒子径は２．３μｍであった。

尚多孔質シリカの細孔の形状はＸ線回折装置により測定した。平均細孔径、細孔容積お
よび比表面積は公知のＢＥＴ法による窒素吸着等温線により求めた。平均粒子径はレーザ
ー回折式粒子径分布測定装置（島津社製）により測定した。
上記の多孔質シリカの製造例１で得られた多孔質シリカを用いて以下の実施例１のたばこ
フィルタを製造し、たばこフィルタの特定を測定した。多孔質シリカは、比較例と同様に
して、２２℃、湿度６０％の空調室に静置して、平衡になるまで調湿して用いた。
尚、実施例及び比較例においてたばこフィルタの各特性（通気抵抗、ニコチン量、タール
量、ホルムアルデヒド量）は、市販のたばこ［ピース・ライト・ボックス（登録商標第２
１２２８３９号）（日本たばこ産業株式会社製）］を用いて、下記の方法により測定した
。

［通気抵抗］ 上記のたばこ［ピース・ライト・ボックス（登録商標）（日本たばこ産
業株式会社製）、フィルタ部分の長さ２５ｍｍ、円周約２５ｍｍ］を用いて作成したたば
こ煙用フィルタサンプルを取り付けたたばこの通気抵抗を測定した。

通気抵抗は、たばこ煙用フィルタサンプル内に、流量１７．５ｍｌ／秒で空気を通過
させたときの圧力損失（ｍｍＷＧ）として、自動通気抵抗測定器（フィルトローナ社製、
ＦＴＳ３００）を用いて測定した。

［ニコチン量、タール量］
たばこ煙用フィルタサンプルを取り付けたたばこを用い、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）により、流量１７．５ｍｌ／秒・BR>ナ喫
煙時間２秒／回、喫煙頻度１回／分の条件での喫煙を、計１０本のたばこ煙用フィルタサ
ンプルについて行った。フィルタを通過した煙中のニコチン及びタールはガラス繊維製フ
ィルタ（ケンブリッジフィルタ）で捕集し、ニコチン量はガスクロマトグラフ（（株）日
立製作所製Ｇ−３０００）を用いて測定した。タール量は重量法により測定を行った。

対照品のケンブリッジフィルタに付着したニコチン量およびタール量をそれぞれＴｎ
、Ｔｔとし、比較例及び実施例でケンブリッジフィルタに付着したニコチン量およびター
ル量をそれぞれＣｎ、Ｃｔとして次式によりニコチン及びタールの保持率を算出した。

ニコチン保持率（％）＝１００×（Ｃｎ／Ｔｎ）
タール保持率（％）＝１００×（Ｃｔ／Ｔｔ）。

［ホルムアルデヒド保持率］
たばこ煙用フィルタサンプルを取り付けたたばこを用い、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）により、流量１７．５ｍｌ／秒で喫煙時間
２秒／回、喫煙頻度１回／分の条件で喫煙を行った。フィルタを通過した煙中のホルムア
ルデヒドは、ＤＮＰＨ（ジニトロフェニルヒドラジン）溶液で捕集し、ＤＮＰＨで誘導体
化した上で高速液体クロマトグラフを用いてＵＶ（紫外線）の吸光度を用い測定した。

対照品で捕集されたホルムアルデヒド量Ｔｆとし、下記の比較例及び実施例で捕集した
ホルムアルデヒド量をＣｆとして次式によりホルムアルデヒド保持率を算出した。
ホルムアルデヒド保持率（％）＝１００×（Ｃｆ／Ｔｆ）

[水分量]
たばこ煙用フィルタサンプルを取り付けたたばこを用い、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）により、流量１７．５ｍｌ／秒で喫煙時
間２秒／回、喫煙頻度１回／分の条件での喫煙を、計１０本のたばこ煙用フィルタサンプ
ルについて行った。フィルタを通過した煙中の水分はガラス繊維製フィルタ（ケンブリッ
ジフィルタ）で捕集し、メタノールで抽出し、カールフィシャー水分計（CA-06）で定量
した。

[たばこフィルタ材料の設置]
市販の煙草［ピース・ライト・ボックス（登録商標第２１２２８３９号）（日本たばこ
産業株式会社製）］のセルロースジアセテート捲縮繊維トウのフィルタ本体（２５ｍｍ）
の末端から１４ｍｍの部分をカミソリで切断した。切断した長片すなわち、タバコ葉充填
片のフィルタ部に長さ２０ｍｍ、内径８ｍｍのガラス管を残フィルター長に相当する長さ
（１１ｍｍ）だけ挿入し、これらをシーリングテープにて結束した。

このガラス管によって生じた９ｍｍの空間に、空調室（22℃、60%RH）で水分が平衡になるまで調湿した多孔質シリカ粉末１００ｍｇを充填した。次に、先に切断した短片すなわち、１４ｍｍのフィルタ部（１１０ｍｇ）を用いてガラス管に栓をした。そして、このガラス管とフィルタの接続部分にもシーリングテープを巻いて密閉した。したがって、セルロースジアセテート捲縮繊維トウのフィルタの長さとしては、２５ｍｍとなる。また、フィルタ間の延長された部分には多孔質シリカ粉末が充填されている状態とした。
たばこ煙用フィルタサンプルをつけたたばこについて、上記の通気抵抗、ニコチン、タール量、ホルムアルデヒド量、水分量の測定を行った。そして、ニコチン、タール、ホルムアルデヒド及び水分の保持率を前記式により算出した。
本実施例１のたばこフィルタのニコチン保持率は９８％、タール保持率は９８％、ホルムアルデヒド保持率は２６％（すなわち、除去率７４％）、水分量は１０３％、通気抵抗は１９０ｍｍＷＧであった。このたばこフィルタはホルムアルデヒド低減効果が大きいものであった。結果を表−２に記載する。

（比較例１）平均細孔径が小さいシリカゲル
比較例１では、一般の吸湿剤用用途やガス吸収剤用途として使われているシリカゲルを用
い、以下のようにしてたばこ煙用フィルタサンプルを作成した。使用したシリカゲルはキ
シダ化学製 白色小粒シリカゲルあった。使用したシリカゲルの物性を表１に記載する。

実施例１の多孔質シリカの代わりに、比較例１から１３の平均細孔径が限定されたシ
リカゲルを用いて得られた、たばこ煙用フィルタサンプルをつけたたばこについて、上記
の通気抵抗、ニコチン、タール量、ホルムアルデヒド量、水分量の測定を行った。そして
、ニコチン、タール、ホルムアルデヒド及び水分の保持率を前記式により算出した。

（比較例２〜１３）平均細孔径を限定したシリカゲル
比較例２から１３では、平均細孔径が大きい様々な平均細孔径を有するシリカゲルを単独
で用いた、このシリカゲルの性状を表１に示す。
シリカゲル（富士シリシア株式会社製、「ＭＢ4B相当破砕状品」、粒度１４〜３２メッシ
ュ）を使用した。シリカゲルは、比較例１と同様にして、２２℃、湿度６０％の空調室に
静置して、平衡になるまで調湿して用いた。そして、このようにして得られたシリカゲル
の粒状物を実施例1と同様に、フィルタ間に空隙を作りシリカゲルを充填した。シリカゲ
ルの充填量は煙草一本当たり１００ｍｇであった。

得られたたばこ煙用フィルタサンプルを付けたたばこについて上記の通気抵抗、ニコチ
ン、タール量、ホルムアルデヒド量及び水分量の測定を行った。そして、ニコチン、ター
ル、ホルムアルデヒド及び水分保持率を前記式により算出した。結果を表２に記載する。

また、たばこ煙用フィルタサンプルにおける各成分の物性とともに結果を表１から表
２に記載する。これらの表において「ＦＡ」とは「ホルムアルデヒド」、「Ｔａｒ」とは
「タール」、「Ｎｉｃｏ．」とは「ニコチン」、「水分」とは水分量、「ＰＤ」とは「通
気抵抗」をそれぞれ示す。％は全て重量％である。

Claims (5)

1. 多孔質シリカからなるたばこフィルタ素材であり
   ａ）多孔質シリカの全窒素含有量が１重量％以下でありかつ
   ｂ）多孔質シリカの全炭素含有量が２０重量％以下でありかつ、
   ｃ）多孔質シリカ細孔の平均細孔径が２ｎｍから５０ｎｍでありかつ
   ｄ）多孔質シリカの比表面積が５００ｍ^２/ｇから１３００ｍ^２/ｇでありかつ
   ｅ）多孔質シリカの細孔が六方構造をしている
   ｆ）多孔質シリカの全体の９０重量％以上の粒子粒度が０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲内である
   多孔質シリカからなるたばこフィルタ素材。
2. 多孔質シリカの平均細孔径が２ｎｍから５ｎｍである請求項１に記載のたばこフィルタ素材。
3. 多孔質シリカの平均粒子径が１μｍから１５００μｍである請求項１から請求項２何れかに記載のたばこフィルタ素材。
4. 少なくとも３個の部分から構成されているたばこフィルタであって、中間部に請求項１から３の何れかに記載のたばこフィルタ素材が配置されているたばこフィルタ。
5. 請求項１から４何れかに記載のフィルタ素材を用いた、たばこフィルタが用いられているたばこ。