JPS63209718A

JPS63209718A - 有害物質の除去フイルタ−

Info

Publication number: JPS63209718A
Application number: JP62042744A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ueno; 均上野
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-08-31

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、酸素ラジカル（０″；、Ｈ２０□など）及び
タール（ポリフェノール類）などの有害物質を含有する
物質から、それらの有害物質を非常に効果的に除去する
ために用いることができるフィルターに関するものであ
る。

〔従来技術の説明〕

これまでに、たばこの喫煙による人体への影響に関する
研究が多数報告されている。これらの研究から、たばこ
の連中には多種の有害物質が含まれており、特に喫煙に
よる連中の有害物質の吸入と癌との関係が問題となって
いる。喫煙に最も関係の深い肺癌については、肺癌のか
なりの割合が喫煙に由来すると報告されている〔マクマ
ホン（ＭａｃＭａｈｏｎ、　Ｂ　）とパフ（Ｐｕｇｈ、
Ｔ、Ｐ）　　：エピデミノロジー、プリンシプルズ　ア
ンド　メソッズ（Ｅｐｉｄｅｍｉｎｏｌｏｇｙ　　　、
　　Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ　　ａｎｄ　　Ｍｅｔｈｏｄ
ｓ）　　　、　　　リ　　トル、ブラウン　アンド　カ
ンバニイ（Ｌｉ　ｔｔｌｅ、　Ｂｒｏｗｎ　ａｎｄ　Ｃ
ｏｍｐａｎｙ　）　、ボストン（Ｂｏｓｔｏｎ）　１９
７０年〕。

たばこ連中の有害物質中の主な発癌物質としては、例え
ば、３．４−ペンツピレン、ニトロソアミン、酸素ラジ
カル（０；　、Ｈｚ　Ｏｘなど）が挙げられる。３．４
−ペンツピレン、ニトロソアミンは強い発癌性を示すが
、°たばこの連中では、量的には酸素ラジカルよりも遥
かにすくない、一方、酸素ラジカルは、たばこ連中に含
有されるタールの主成分であるポリフェノール類（カテ
コール。

ハイドロキノンなど）から生ずるものである。申出らは
、たばこ連中に含有される発癌性の疑われた諸’Ｉｉ質
の中で、量的に最も多い酸素ラジカルが最も重要な発癌
性物質であることを示している〔ネイチ−１−−（Ｎａ
ｔｕｒｅ）３１４，４６２−４６４　（１９８５）、ガ
ン（Ｇａｎｎ）７５．９５−９８　（１９８４）〕。

酸素ラジカルは生体組繊障害性、生体成分との強力な反
応性を示す。殊に、酸素ラジカルによる生体細胞内の遺
ｊ云子の損傷が発癌の大きな引金となるものと考えられ
ている。従って、たばこの連中に含まれる酸素ラジカル
を減少または除去することができれば、発癌の大きな要
因を取り除（ことができることになる。

そこで、本発明者は、フィルター基材中にスーパーオキ
シドジスムターゼ（以下、ＳＯＤという）、カタラーゼ
（以下、ＣＡＴという）、またはそれらの混合物を含有
する酸素ラジカル除去フィルターを用いて、酸素ラジカ
ルを極めて効果的に除去できることを見出した（特願昭
６ｌ−２８４１６４）。しかし、このような酸素ラジカ
ル除去フィルターを用いた場合でも、最も重要な発癌性
’ｉｉである酸素ラジカルを除去することはできても、
タール、ニコチン、３．４−ヘンッピレンなどの有害物
質はあまり良く除去されないという問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、人体にとって有害な酸素ラジカル（ｏ
；　、８２０□など）及びタール（ポリフェノール類）
などの有害物質を含有する物質から、それらの有害物質
を非常に効果的に除去するために用いることができるフ
ィルターを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、前記の問題点を解決するために鋭意研究し
た結果、人体にとって有害な酸素ラジカル及びタールな
どをその含有物質から除去することができるフィルター
を見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、繊維状フィルター基材、生体産生物質
及びタール吸着性粉体物質からなることを特徴とする有
害物質の除去フィルターに関するものである。

以下、本発明について、さらに詳しく説明する。

本発明において用いる繊維状フィルター基材としては、
例えば、セルロース、綿、絹などの天然繊維からなる綿
状物、織布または紙状物、あるいは、アセテート、ポリ
プロピレン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリ
スチレンなどの合成繊維から形成された織布、不繊布な
どの繊維状製品を挙げることができる。この他に、保水
性が高いフィルター基材として、例えば、スチレンと無
水マレイン酸との共重合体の塩からなる繊維状製品、ポ
リアクリル酸ソーダの架橋体からなる繊維状製品などを
挙げることができる。

本発明において、繊維状フィルター基材中に含有させる
酸素ラジカルを除去することができる生体産生物質は酸
素ラジカルと反応して、他の物質にする作用を有する物
であればよく、例えば、ＳＯＤ、ＣＡＴ、ペルオキシダ
ーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、ミエロペルオキ
シダーゼなどの諸酵素、またはビタミン類（Ａ、Ｃ，Ｅ
など）を挙げることができる。

その生体産生物質は、基材にそのままの状態でで含有さ
せたり、またはこれらの諸酵素やビタミン類の安定性を
高めるために修飾して含有させることができる。また、
これらの諸酵素やビタミン類を適当に組み合わせて用い
ることもできる。この目的で用いる酸素ラジカルを除去
することができる生体産生物質の組み合わせとしては、
主として、０；をＨ２Ｏ２に変換する作用を持つ生体産
生物質と、主として、ＨｚＯ−を無害なＨ，Ｏに変換す
る作用を持つ生体産生物質とを併用する組み合わせが好
ましく、例えば、ＳＯＤとＣＡＴとの組み合わせが好適
である。

ここで用いる生体産生物質であるＳＯＤ及びカタラーゼ
は、どのような生体（動物、微生物、植物）が産生ずる
ものであってもよく、その種類は特に制限されない。例
えば、これら生体産生物質を産生ずる生体はヒト、ウシ
などの動物、ホウレン草などの植物、大腸菌などの微生
物であってもよく、ＳＯＤの種類はＣｕ、Ｚｎ−３ＯＤ
、Ｍｎ−３ＯＤ、Ｆｅ−３ＯＤのいずれでもよ（、さら
にこれらのＳＯＤ及びカタラーゼは、遺伝子組み換え法
によって得られた微生物から製造して用いてもよい。

これらの生体産生物質をフィルター基材中に存在させる
方法としては、例えば、フィルター基材中に添加する方
法、フィルター基材に付着させる方法、フィルタ二基材
に結合させる方法、あるいは他の材料にこれらの物質を
添加、付着または結合させたものをフィルター基材中に
挿入する方法などがある。

ところで、本発明のフィルターは、たばこ層中には多量
の水蒸気が含まれているので、乾燥した繊維状フィルタ
ー基材と酸素ラジカルを除去することができる乾燥した
生体産生物質からなるフィルターであっても、酸素ラジ
カルに対して有効に作用できる。また、本発明では、こ
れらの生体産生物質を塩酸イミダゾール緩衝液、炭酸ナ
トリウム緩衝液またはリン酸緩衝液などの中性の緩衝液
に溶解してフィルター基材に含有させると、これら生体
産生物質の活性発現が高まるので、さらに好ましい。

上述の緩衝液に溶解した生体産生物質を含有する本発明
のフィルターは、そのフィルター内に上記中性の緩衝液
を含有しているので、これら生体産生物質の活性の発現
が高まって、酸素ラジカルが除去されるばかりでなく、
タール、ニコチン、３．４−ペンツピレン、ニトロソア
ミンなどの有害物質がフィルター内の溶液に溶解するの
で、フィルターを通過したたばこ層中のこれらの有害物
質の含有量が顕著に減少するという効果も出てくる。

さらに、本発明においては、繊維状フィルター基材と生
体産生物質とからなるフィルターに、タール吸着性粉体
物質を組み合わせて併用すると、タール、ニコチン、３
．４−ペンツピレン、ニトロソアミンなどの有害物質が
非常に効果的に除去される。

タール吸着性粉体物質としては、例えば、活性炭、クロ
レラやスピルリナなどの藻類な−どを挙げることができ
るが、フィルター保存中における微生物による汚染の問
題などを避けるためには活性炭を併用する組み合わせが
最適である。

タール吸着性粉体物質のフィルター内における存在状態
は、「生体産生物質と繊維状フィルター基材とからなる
部分」と隣接した状態、または、生体産生物質と共に繊
維状フィルター基材内に内在（混在）された状態など、
本発明が目的とする有害物質の除去フィルターの機能の
発現が認められる限りにおいては、いかなる状態で存在
してもよい。

タール吸着性粉体物質の平均粒子は、粒子径が有害物質
を効率的に除去できるようにＯ，００１ｍｍ〜２ｍｍ、
特に０．０１　ｍｍ　〜１　ｍｍ程度の粒状体、棒状体
などであることが好ましい。

本発明のフィルターは、繊維状フィルター基材、生体産
生物質及びタール吸着性粉体物質からなることを特徴と
しており、これらの含有量は、繊維状フィルター基材１
００重量部に対して、生体産生物質が乾燥重量に換算し
て０．００１〜１重量部程度、特に０．００５〜０．１
重量部であり、また、タール吸着性粉体物質が５０〜５
０００重量部程度であることが好ましい。

このような基材からなるフィルターとしては、喫煙者用
のたばこフィルター、マウスピースなどが一般的である
が、非喫煙者がたばこ層中の有害物質を吸入しないよう
なフィルター（即ち、マスクやマスクと回廊の機能を有
するもの）としても用いることができる。さらに、室内
における空気清浄化を目的とした装置に組み込むことも
できる。

従って、本発明のフィルターは、たばこ層中の有害物質
を除去することができる非常に有用なものである。

〔実施例及び比較例〕

以下、本発明の実施例及び比較例を具体的に説明する。

なお、これらの実施例は、本発明の範囲を限定するもの
ではない。

（ａ）酸素ラジカル量の測定方法酸素ラジカル量は○；量とＨ，Ｏ□量との合計とし、Ｎ
ＢＴ法〔申出ら；Ｇａｎｎ、７５．９５−９８．　　（
１９８４））に準じて測定した。

ｏ；量の測定は、次のように行う。

測定試料を２．０　ｍ　ｌのＡ溶液（１００ｍＭリン酸
ナトリウム緩衝ンａ　（ｐ　Ｈ７，４）　、　　５０μ
Ｍニトロブルーテトラゾリウム（ＮＢＴ）、１００μＭ
エチレンジアミンテトラアセテート（ＥＤＴＡ・２Ｎａ
）、０．１％トリトンｘ−１ｏｏ３と室温で１時間反応
させ、５６０　ｎｍにおける吸光度を、分光光度計を用
いて測定する。測定溶液がＱｉする場合には、通量のト
リトンＸ−１００をさらに添加して、速やかに溶解する
。なお、対照としては、測定試料を２．０　ｍ　ｌのＢ
溶液（Ａ溶液成分中のＮＢＴを添加しないもの）を前述
の反応と同様に反応させる。

０７量は、Ａ溶液とＢ溶液の５６０　ｎｍにおける吸光
度の差から、検量線を用いて算出する。

Ｈ２０□量の測定は、次のように行う。

測定試料を２．０ｍ　ｌの０．１Ｍリン酸ナトリウム緩
衝液（ｐＨ７，４）中で、室温で１０分間軽く撹拌する
。この撹拌溶液１．５　ｍ　ｌから酢酸エチルを用いて
有機物質を抽出した後、窒素ガスを通して酢酸エチルを
除去し、室温で１時間静置する。この溶液中に０．１％
の２．２′−アジノジ（３−エチルベンゾチアゾリン−
６−スルホネイト）を５０μ２と西洋ワサビペルオキシ
ダーゼｆ：ｌ　ｍｇ　、／ｍ１．　２５０ｕｎｉｔ／ｍ
ｇ）を５０μ２添原後、直ちに４１４ｎｍにおける吸光
度を求め、検量線を用いてＨ，Ｏ□量を算出する。

なお、以上のようにして、ｒ緩衝液、酵素、活性炭は含
まず、繊維状フィルター基材であるアセテート繊維だけ
を含むフィルター」を用いた場合の酸素ラジカルの発生
量（Ａ）を１００％とする。

酸素ラジカルの除去率（％）は、次のようにして求める
。

本発明のフィルターを測定試料に用いて酸素ラジカル発
生１ｔ（Ｂ）を求め、その発生量の減少率を次式で酸素
ラジカルの相対的な除去率（％）として算出した。

−Ｂ除去率＝−Ｘ１００（％）（ｂ）タール量の測定方法タール量の測定は、次のように行う。

測定試料を２．０ｍ　ｌ！の１ｍＭのＮ　ａ　ＨＣＯ：
１（２０％トリトンＸ−１００を含有）またはジメチル
スルフォニルオキシドに溶解し、この溶液の４３０　ｎ
ｍにおける吸光度を分光光度計を用いて測定し、検量線
を用いてタール量を算出する。

なお、以上のようにして、ｒ緩衝液、生体産生物質であ
る酵素、タール吸着性粉体物質である活性炭は含まず、
繊維状フィルター基材であるアセテート繊維だけを含む
フィルター１を用いた場合のタールの吸着！　（Ｃ）を
１００％とする。

タールの除去率（％）は、次のようにして求める。

本発明のフィルターを測定試料に用いてタールの吸着量
（Ｄ）を求め、その吸着量の減少率を次式でタールの相
対的な除去率（％）として算出した。

−Ｄ除去率＝　−Ｘ　１００　　（％）実施例１生体産生物質モあるＳＯＤ　（３０ｕ　ｇ／ｍｊ２）と
ＣＡＴ　（２０ｕ　ｇ／ｍｌ＞　とを含む０．１　Ｍの
ＮａＨｃｏ３溶液を、繊維状フィルター基材であるアセ
テート繊維に含有させ、ガラス管（長さ４゜ｍｍ、内径
８ｍｍの直管、両端のみが開口）の下端部分に、これを
管長１０ｍｍになるように充填しくＳＯＤを９μｇ、Ｃ
ＡＴを６μｇ含有）、この生体産生物質含有アセテート
繊維を凍結乾燥した。このガラス管の上端から９２ｍｇ
の活性炭を入れ、この上端に１本のたばこ（日本たばこ
産業株式会社製のマイルドセブン）で活性炭をサンドイ
ンチ状になるように挟んで装着した。このガラス管の下
端に、管長３０ｍｍになるように紙繊維を充填したガラ
ス管（長さ４０ｍｍ、内径１０ｍｍの直管、両端のみが
開口）をビニールチューブ（長さ３０ｍｍ）で連結した
。

着火したたばこから発生する煙をガラス管の開口部から
アスピレータ−で一定の吸引力で吸引した（吸引力は、
たばこ１本が２分で燃え尽きるように言周整した）。

さらに４回、たばこと各ガラス管とを新しい同タイプの
物と交換する度に、着火・吸引した。

以上の結果から、酸素ラジカルの除去率は６５％、ター
ル除去率は４２％であった。

実施例２ガラス管（長さ４０ｍｍ、内径８ｍｍの直管、両端のみ
が開口）の下端部分に、５ＯＤ（３０μｇ／ｍｌりとＣ
ＡＴ　（２０Ｍｇ／ｍｌ’）とを含む０．１ＭのＮ　ａ
　ＨＣ０３溶液を含有させたアセテート繊維（ＳＯＤを
９μｇ、ＣＡＴを６μｇ含有）を管長１０ｍｍになるよ
うに充填し、凍結乾燥処理をせずに、そのままこのガラ
ス管の上端から９２ｍｇの活性炭を入れ、この上端に１
本のたばこ（日本たばこ産業株式会社製のマイルドセブ
ン）で活性炭をサンドイッチ状になるように挟んで装着
した。このガラス管の下端に、管長３０ｍｍになるよう
に紙繊維を充填したガラス管（長さ４０ｍｍ、内径１０
ｍｍの直管、両端のみが開０）をビニールチューブ（長
さ３０ｍｍ）で連結した。

着火したたばこから発生する煙をガラス管の開口部から
アスピレータ−で一定の吸引力で吸引した（吸引力は、
たばこ１本が２分で燃え尽きるように調整じた）。

以上の結果から、酸素ラジカルの除去率は７４％、ター
ル除去率は５８％であった。

比較例１ガラス管（長さ４０ｍｍ、内径８ｍｍの直管、両端のみ
が開口）の下端部分に、５ＯＤ（３０μｓ　／　ｍ　ｌ
　）とＣＡＴ　（２０μｇ／ｍｆ）とを含む０．１Ｍの
Ｎ　ａ　ＨＣＯｓ溶液を含有させたアセテート繊維（Ｓ
ＯＤを９Ｍｇ、ＣＡＴを６Ｍｇ含有）を管長１０ｍｍに
なるように充填した（凍結乾燥処理をせず）、以下、実
施例１と同様の操作（ただし、活性炭は用いず）で祇−
維を充填したガラス管（長さ４０ｍｍ、内径１０ｍｍの
直管、両端のみが開口）をビニールチューブ（長さ３０
ｍｍ）で前記のガラス管に連結し、たばこを装着し、発
生するたばこの煙を紙繊維を充填したガラス管の開口部
からアゑビレ−ターで一定の吸引力で吸引した（吸引力
は、たばこ１本が２分で燃え尽きるように調整した）。

以上の結果から、酸素ラジカルの除去率は６５％、ター
ル除去率は２８％であった。

〔発明の効果〕

本発明の有害物質の除去フィルターを用いれば、たばこ
の喫煙者及び非喫煙者が、たばこの層中の有害物質の吸
入量を著しく減少させることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繊維状フィルター基材、生体産生物質及びタール
吸着性粉体物質からなることを特徴とする有害物質の除
去フィルター。
（２）生体産生物質が酵素であり、タール吸着性粉体物
質が活性炭である特許請求の範囲第１項記載の有害物質
の除去フィルター。
（３）酵素がスーパーオキシドジスムターゼ、カタラー
ゼ、またはそれらの混合物である特許請求の範囲第２項
記載の有害物質の除去フィルター。