JPS5988078A - タバコ煙フイルタ− - Google Patents

タバコ煙フイルタ−

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JPS5988078A
JPS5988078A JP19702882A JP19702882A JPS5988078A JP S5988078 A JPS5988078 A JP S5988078A JP 19702882 A JP19702882 A JP 19702882A JP 19702882 A JP19702882 A JP 19702882A JP S5988078 A JPS5988078 A JP S5988078A
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JP
Japan
Prior art keywords
activated carbon
filter
acid
acetaldehyde
smoke
Prior art date
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Pending
Application number
JP19702882A
Other languages
English (en)
Inventor
石崎 信男
博 清水
木戸 満州男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyobo Co Ltd filed Critical Toyobo Co Ltd
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Publication of JPS5988078A publication Critical patent/JPS5988078A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改善されたタバコ煙フィルターに関するもので
あり、さらに詳しくは特定の細孔分布を有する活性炭素
材にポリアルキレンイミン分子を添着させたアセトアル
デヒド等刺激性ガスの選択的吸着に優れたタバコ煙フィ
ルターに関するものである。
一般にタバコの喫煙に伴なって発生する煙は粒子成分と
ガス蒸気成分とに大別される。粒子成分はタール(テル
ペン類、フェノール類などの化学成分含む)、アルカロ
イドにコチンなど)等からなシ、またガス成分は一酸化
炭素、メタン、アセトアルデヒド、イソプレン、アセト
ン、トルエン等からなる。これらの成分中にはアセトア
ルデヒドの如き喫煙衛生上望ましくない成分も含まれて
いる。タバコ煙フィルターはこの成分を吸着除去するも
ので現在市販のタバコ製品(セブンスター、マイルドセ
ブン、キャビン等)はほとんどフィルター付きになって
いる。即ち、このフィルター付きタバコでは上記粒子成
分はフィルター用濾材(アセテート繊維、不織布など)
で濾過され、一方ガス成分はフィルター中に添着又は充
填した活性炭素材で吸着除去されるようになってい石。
しかしながら、この様な従来よシの活性炭フィルターは
アセトアルデヒド、アクロレイン、酢酸のような刺激性
ガス成分の除去効果が低く、除去効果を改良しようとし
てフィルター中の活性炭量を増大させるど、イソプレン
のような喫煙中好ましい成分までも吸着除去してしまう
という欠点を有していた。
上記欠点を解消すべく通常の活性炭に酸性基を有する多
孔性合成吸着剤を含有させる手段(特開昭53−107
499号公報)、該活性炭にタンニン酸金属キレート化
合物を含有させる手段(特開昭53−99399号公報
)、含窒素活性化炭素繊維を利用する手段(特開昭53
−88400号公報)等が提案されているが、アセトア
ルデヒド等刺激性ガスの吸着性改良を解決するに至って
いなかった。
一方、孔径が1000Å以上の多孔性のアルミナにポリ
エチレンイミンを添着させる方法も提案されているが孔
径が大きいため表面積を大きくすることができずポリエ
チレンイミンの添着効率を改善するには至っていない。
本発明はかかる従来技術の欠点を解消すべく、アセトア
ルデヒド等刺激性ガ哀を選択的に吸着・除去するタバコ
煙吸着剤について鋭意、検討の結果見出したものである
。即ち、本発明は細孔直径30〜300^の細孔容積が
0.15cc/f以上の活性炭素材にポリアルキレンイ
ミンを添着させたタバコ煙フィルターに関するものであ
る。
本発明に用いられる活性炭素材は細孔直径30人〜ao
oAの細孔の容積が0.15cc/r以上の活性炭素材
であることがアセトアルデヒドを選択的に除去する点で
必要である。即ち、細孔直径30λ〜300人の細孔の
容積が0.15cc/f未満の活性炭素の使用では、本
発明で用いるアルキレンイミン、例工ばエチレンイミン
重合体添着効果が充分でなく、本発明のような効果が充
分に発揮しえないので好ましくない。また細孔直径が3
0人未満ではアルキレンイミン重合体が添着されても平
面的な表面しか形成せず、また細孔径が300大をこえ
ると表直積が著しく低下するので好ましくない。
尚活性炭素の細孔直径および細孔容積は、常圧下の液体
窒素の沸点(−195,8℃)における吸着側の窒素ガ
ス吸着等温線を用いてクランストン−インクレー(Cr
anaton −Inkley)の計算法によシ求めた
。なお、多分子吸着層と相対圧との関係はt(λ) −
4、3(5/1 n (ps、/p ) ) ”8なる
フレンケルーハンシー(Frenkel −Halse
y ) (0式(慶伊富長「吸着」共立出版)より計算
した。
本発明の如き特別の細孔構造をもつ活性炭素材は下記の
ような方法によシ作製されるが勿論これらに限定される
ものではない。例えば゛再生セルロース、ノボラック繊
維、木綿、木材パルプ、針葉樹系木材等を炭化後、水蒸
気、炭酸ガス、酸素を含有した雰囲気で900〜130
0℃で、高度に活性化処理を施す方法、あるいは再生セ
ルロース繊維、木綿、木材パルプ、樹皮のような木質系
原料を炭化、ガス賦活後、酢酸マグネシウム、酢酸カル
シウム、塩化第2鉄等の酸化触媒に浸漬後、再度、水蒸
気、炭酸ガス等でガス賦活する方法、さらにはおがくず
、木材パルプ、再生セルロース繊維、木綿等を濃厚な塩
化亜鉛、燐酸、塩化カルシウム等酸性水溶液に混合し、
600〜900℃で不活性雰囲気下焼成、賦活する方法
等を挙げることができる。
一方本発明に用いるポリアルキレンイミンハアルキレン
イミンを重合して得られる重合体である。
例えばエチレンイミンを適当な触媒で開環重合させて得
られる6CH−CH−NH−)n  をくシ返し単位と
す5− るポリエチレンイミンが用いられる。またポリアルキレ
ンイミンの活性炭素材への添着量は、1〜50重量%、
好ましくは5〜30重量%である。
添着法は、所定濃度のポリアルキレンイミン水溶液に、
所定量の活性炭素材を浸漬し、ポリアルキレンイミン分
子を吸着させ、濾過することにより得られる。
本発明で例えばポリエチレンイミンを緩衝する弱酸は、
pkaが3.5〜5.5のもので、下記のようなものが
使用される。酢酸、プロピオン酸、酪酸、編草酸、カプ
リン酸、二ナンド酸(CH,−(CH,)、。
C0OH)、ヘラルコン酸(CHI  (CHI )t
−C0OH)、のような飽和モノカルボン酸、乳酸、琥
珀酸、安息香酸、・カルボキシメチルセルロース(CM
CLフルギン酸、ポリメタリック酸等がある。緩衝の方
法としては、ポリエチレンイミン水溶液に弱酸あるいは
弱酸の塩を添加する方法あるいは、ポリエチレンイミン
を吸着させた活性炭スラリーに弱酸あるいは弱酸の塩を
添加する方法がある。
このように本−発明の吸着剤はポリアルキレンイ6一 ミン分子が、特定の細孔分布をもつ活性炭に添着されて
いるため、アセトアルデヒドの選択吸着速度が大である
こと又、ポリアルキレンイミンカイソプレンに不活性で
あることがら喫味も良好であるという特徴を有する。即
ち、従来の活性炭タバコ煙フィルターのアセトアルデヒ
ド/イソプレンの除去率の比は高々0.8であったのに
対し、本発明のタバコ煙フィルター場合は、比率が何と
100にも達する。いいかえれば従来の活性炭ではイソ
プレンの除去がよくなされアセトアルデヒドの除去がな
されなかったのに対し、本発明のポリアルキレンイミン
を添着させたタバコ煙フィルターはその逆でイソプレン
の除去はほとんどなされないのに対しアセトアルデヒド
の除去は完全に達成できるのである。
以下本発明の実施例を記載するが、本発明はこれら実施
例に何ら限定されるものでない。
1 BET法比表面積が1400m”/fの再生セルロース
系活性炭素繊維に酢酸マグネシウムを含浸・添着後90
0℃の水蒸気含有燃焼ガス雰囲気で再活性化処理を施し
、細孔直径30〜300λの細孔容積が0.56cc/
r、BET法比法面表面積1170rI?/f維状活性
炭を得た。該繊維状活性炭をポール・ミルで粉砕処理し
、平均粒径20μmの粉末状活性炭素を得た。該活性炭
を5重量係のポリエチレンイミン溶液に1昼夜浸漬にす
ることにより、ポリエチレンイミンf、20重f;ks
吸着させ、濾過、乾燥した。
該添着活性炭を用い下記の方法でタバコ・フィルターを
試作し、アセトアルデヒド、イソプレンの除去率を求め
た。
即ち、活性炭素材を用いて以下の如き手段でり′ゝ3煙
フィルターを作製した。
即ち、活性炭15部をアルギン酸ソーダ水溶液10部に
分散し、均一なペーストをつくった後、木材パルプから
なる乾式不織布(目付40 t/lr?。
厚み2.2+na)にローラー捺染機で、巾8.5mの
帯状にプリント処理を施し、活性炭を添着したしま状の
シートを得た。
該しま状のシートを4枚使用し、4枚のしまの柄が一致
するようならべて送シ、これをS字型あるいは2字型に
折シ曲げた後、回転する内径光き細になったローターに
よりよシ合わせ、さらに絞ることによって円筒状に巻き
上げ直径7mの円筒をつくった。この円筒の外側に薄い
紙を巻きつけた後、活性炭部の中点を切断し、長さ17
箇のタバコ煙フィルターを得た。
以上の様に試作した各種タバコ煙フィルターについて、
ガス成分としてのアセトアルデヒド、イソプレン吸着率
をそれぞれ測定比較した結果を第1表に示す。尚、吸着
率は次のようにして求めたC即ち、作製したフィルター
を「ハイライト」からフィルタ一部分を取除いた部分に
接合したものを供試タバコとし、同じ「ハイライト」よ
シやはシフイルタ一部分を除いたものをコントロールと
して、定流量型自動吸煙器を用い、次の条件で吸煙させ
た。
流   量 ;  17.5d/see吸煙時間 ; 
2(8)7回 吸煙頻度 ; 1回/− 9− 吸煙器;50■ 吸煙本数 ; 4本/極細ガラスフィルター極細ガラス
フィルターを通過し九8パフ分の煙のうち1.95−を
ガスクロマトグラフィーに導入し、コントロールタバコ
のピーク高さをH1供試タバコのピークの高さをHa 
 とし、次式より吸着率(F)を求めた。
F(チ)=(H−Hs )/HxlOO比較例 1 市販ヤシガラ活性炭(細孔直径30〜300Xの細孔容
積10.10cc/7 、 BET法比法面表面積11
00m7)を粗粉砕後、ボール・ミルで平均粒径20μ
mに微粉砕した。
該活性炭を実施例1と同様に添着処理、プリント処理を
施し、フィルターを得、ガス除去能を評価した。その結
果も第1表に併記した0実施例 2 針葉樹系木材の鋸屑を平炉で一昼夜500℃で炭化処理
を施した。
該炭化物を流動賦活炉で滞留時間10〜15秒、10− 温度1200〜1300℃、水蒸気10チ含有雰囲気で
賦活処理を施し、比表面積1100rr?/f、細孔直
径30〜300人の細孔容積0.21cc/7の活性炭
を得た。
該活性炭をボール・ミルで平均粒径20μmに微粉枠抜
実施例1と同様、添着処理した後プリントシートを得た
後ガス除去能を評価した。その結果を第1表に示す。
実施例 3 針葉樹鋸屑と50重量%の塩化亜鉛水溶液の混合物をロ
ータリー−キルンで700℃まで昇温加熱した。冷却後
、焼成物を塩酸水溶液で数回水洗をくシ返し、比表面積
が1150m’/7、細孔直径30〜300人の細孔容
積0.60cc/fの粉末状活性炭を得たO 該活性炭をボール・ミルで平均粒径20μmに粉砕し、
実施例1と同じ添着処理しプリント・シートを得た後、
ガス除去能を評価した。第1表に結果を併記する。
比較例 2 再生セルロース繊維を常法通り炭化、水蒸気賦活するこ
とによシ、比表面積が900mン/y1細孔直径30〜
300Xの細孔容積が0 、05 cc/fの繊維状活
性炭を得た。
該活性炭をボール・ミルで平均粒径20μmに粉砕し、
プリント・シートを得た後ガス除去能を評価した。第1
表に結果を示す。
実施例 4 広葉樹の木材片を炭化後、10〜30メツシユに破さい
処理を施した。
該炭化物酢酸マグネシウムを担持後、ロータリー・キル
ン炉で、900℃の水蒸気含有燃焼ガス雰囲気で活性化
処理を施し、比表面積が1170m’/f、細孔直径3
0〜300人の細孔容積が0.56cc/fの粒状活性
炭を得た。
該活性炭を酢酸でPH7、4に緩衝された5重量%のポ
リエチレンイミン水溶液に1昼夜浸漬後、濾過、乾燥し
ポリエチレンイミン添着活性炭を得た0 該添着活性炭を重子繊度1oooデニール、総繊度43
 、000デニールのアセテート繊維製フィルター・チ
ップの中間に設けた巾5■の空間に充填し全長20mの
フィルターをつくり、実施例1と同様の方法でガス除去
能を評価した。結果を第1表に示す。
比較例 3 市販粒状ヤシガラ炭(比表面積950m”/7、細孔直
径30〜300j−の細孔容積0.08cc/f )に
、実施例3と同じく、ポリエチレンイミンを添着させた
実施例3と同じ方法でトリプルフィルターをつくり、ガ
ス除去能を評価した。
以下余白 13− 14−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)細孔直径30〜300人の細孔容積が0.15c
    c/f以上の活性炭素材にポリアルキレンイミンを添着
    させたことを特徴とするタバコ煙フィルター〇
  2. (2)  ポリアルキレンイミンがポリエチレンイミン
    である特許請求の範囲第(1)項記載のタバコ煙フィル
    ター。
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Cited By (6)

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