JPWO2007043172A1

JPWO2007043172A1 - タバコ用フィルタ

Info

Publication number: JPWO2007043172A1
Application number: JP2007539789A
Authority: JP
Inventors: 政司松永; 文人吉田
Original assignee: 日生バイオ株式会社
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2009-04-16
Also published as: US20090183745A1; EP1949806A1; WO2007043172A1

Abstract

【課題】タバコ喫煙時に発生する、主流煙中のダイオキシン類やベンツピレンなどの発ガン性物質を特に効果的に吸着・除去し得、かつ、タバコ独特の香喫味やタバコフィルタの通気性を維持し得るタバコ用フィルタを提供すること。【解決手段】二本鎖ＤＮＡ及びトウモロコシの穂軸粉砕物からなる有害物質除去材を含有してなるタバコ用フィルタ。【選択図】なし

Description

本発明は、喫煙時において、タバコの主流煙中の有害物質を効果的に除去し得る、ＤＮＡ及びトウモロコシ穂軸粉砕物からなる有害物質除去材を含有し、且つ、タバコ独特の香喫味及びフィルタの通気性を損なうことが少ない、タバコ用フィルタに関するものである。

従来、タバコ用フィルタとしては一般にセルロース化合物が用いられてきた。たとえばセルロースアセテート繊維からなるフィルタが香喫味を損なわうことなく、タバコの主流煙中の有害成分を吸着・除去できるとして、広く使用されている。具体的には、たとえばセルロースアセテート繊維を捲縮トウに加工し、このトウの単繊維繊度を小さくしたり、繊維充填量を大きくしたりするなどにより、フィルタの濾過効率を改善している。
さらに、有害成分の吸着性の改良を目的として、上記タバコ用フィルタに活性炭やゼオライトなどの無機系吸着剤を添加することも知られており、代表的な例として以下を挙げることができる。
（１）ゼオライト粉末を吸着剤として含有するもの（特許文献１）。
（２）少なくともＣａＯ、Ｂ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、及びＡｌＯ₃で構成された多孔質ガラスを含むもの（特許文献２）。
また、上記無機系吸着剤だけでなく、活性成分としてＤＮＡをフィルタに直接付着させ、タバコ煙に含有される発ガン性の毒性生成物を捕捉することも知られている（特許文献３）。

一方、有害成分を吸着・除去する材料としては、一例として、土壌、砂、砂礫、粘土、石、コンクリート、アスファルト、煉瓦、ブロック、たとえば活性炭やカーボンブラックなどのカーボン、ゼオライト、ポリマー、プラスチック、エラストマー材料、金属及びスチールのような金属合金、ガラス、ガラス繊維、セラミックス、織布や編布などのテキスタイル類、セルロース性材料、及びこれらの組合せ、などが知られている。
このうち、具体的なセルロース性材料としては、木材、木材チップ、おがくず、紙、ボール紙、トウモロコシの穂軸粉砕物（コーンコブ）、などが知られている。
特開平０２−３０８７８４特開２００１−９５５５２仏国特許第２７９８３０２号明細書

ところで近年、タバコ主流煙中の有害物質、特にダイオキシン類及びベンツピレンに関し、その発ガン性が注目され、これら有害物質を効果的に吸着・除去できるフィルタを望む声が大きくなっている。しかしながら前述の無機系吸着剤の添加による改良を施して有害物質の吸着・除去能を改善させたタバコ用フィルタにあっては、タバコ主流煙中のタールやニコチンの除去効果については言及されているものの、ダイオキシン類及びベンツピレンに関する除去効果については示されていなかった。
また、タバコ主流煙中の有害物質を除去できるタバコ用フィルタは、有害物質除去能を有するだけでなく、タバコ独特の風味、すなわち風味の元となる化学物質まで除去してしまったり、あるいはフィルタに用いた材料の風味が添加されてしまうなど、タバコの喫味を損なわせることもあり得た。さらに、フィルタの通気性が損なわれてしまい、タバコ煙の吸いこみに抵抗感を感じてしまうなど、タバコの品質低下につながる事態もあり得、これらの点について注意を要する。

本発明者らは、前記従来技術の課題を解決すべく鋭意研究を重ね、その結果、意外なことに、有害物質除去材としてＤＮＡを付着させたトウモロコシの穂軸粉砕物を用い、タバコ用フィルタに該有害物質除去材を含ませることによって、従来の活性炭などをタバコ用フィルタに含ませた場合と比較しては勿論のこと、トウモロコシの穂軸粉砕物のみ又はＤＮＡのみをタバコ用フィルタに含ませた場合よりも、タバコ主流煙中の有害物質をより効果的に吸着・除去できることを見出し、かつそれだけでなく、タバコ独特の風味とフィルタの良好な通気性を維持することができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、ダイオキシン類やベンツピレンなどの発ガン性物質を特に効果的に吸着でき、かつ、タバコ独特の香喫味とフィルタの通気性を維持できるタバコ用フィルタを提供することを目的とする。

本発明は二本鎖ＤＮＡ及びトウモロコシの穂軸粉砕物からなる有害物質除去材を含有してなるタバコ用フィルタに関する。

本発明のタバコ用フィルタにおいて、該有害物質除去材に含まれる二本鎖ＤＮＡは、該トウモロコシ穂軸粉砕物の該表面に付着して存在することが望ましい。
また、前記有害物質除去材に含まれる該トウモロコシ穂軸粉砕物は、５質量％以下の水分含量を有する乾燥されたトウモロコシ穂軸粉砕物からなることが望ましい。

また、前記有害物質除去材を、繊維質フィルタ材からなるフィルタロッドの中に混入させて、本発明のタバコ用フィルタとなってもよく、その場合、好ましくは該有害物質除去材は、二本鎖ＤＮＡ及び１５０μｍ乃至５００μｍの粒径を有するトウモロコシ穂軸粉砕物からなってもよい。
あるいは、繊維質フィルタ材からなる複数のフィルタロッドを備え、前記有害物質除去材からなる層を、該フィルタロッドと該フィルタロッドの間に介在させて、本発明のタバコ用フィルタとなってもよく、その場合、好ましくは該有害物質除去材は、二本鎖ＤＮＡ及び５００μｍ乃至１，０００μｍの粒径を有するトウモロコシ穂軸粉砕物からなってもよい。

また、本発明のタバコ用フィルタにおいて除去される有害物質としてはダイオキシン類又は／並びにベンツピレンであってよい。

本発明によれば、有害物質除去材としてトウモロコシ穂軸粉砕物の表面に二本鎖ＤＮＡを付着させた構成とすることによって、タバコ喫煙時に有害物質、特にダイオキシンやベンツピレンなどを、該二本鎖ＤＮＡ分子間にインターカレーション捕捉し、同時に、該トウモロコシ穂軸粉砕物が有する多孔質体構造もまた上記有害物質を吸着できることから、これらにより主流煙中の該有害物質の効果的な除去を可能としている。
また、上記構成、すなわち、二本鎖ＤＮＡをトウモロコシ穂軸粉砕物の外表面に付着させることによって、二本鎖ＤＮＡはタバコフィルタ（繊維質フィルタ材）に直接付着させるよりも脱落しにくくなり、有害物質除去能が長期間維持できるという利点も有する。
さらに、トウモロコシ穂軸粉砕物への二本鎖ＤＮＡの付着量、並びに、トウモロコシ穂軸粉砕物の粒径及び使用量を調整することにより、上記有害物質除去能を有しながら、同時に、タバコ独特の香喫味とフィルタの良好な通気性の維持を可能とすることができる。
加えて、トウモロコシ穂軸粉砕物は通常、農業地域の産業廃棄物として処理されており、安価に有害物質除去材原料の一種を調達することができる。

以下、本発明のタバコ用フィルタの各構成要素及びその機能に関してさらに説明する。

（１）二本鎖ＤＮＡについて
本発明における有害物質除去材に含まれる二本鎖ＤＮＡは、螺旋型を有する二本のポリヌクレオチド鎖（二重螺旋）からなり、たとえば、サケ、ニシン、タラ等の魚類の白子（精巣）から得られるＤＮＡ、あるいは、ウシ、ブタ、ニワトリ等の哺乳動物若しくは鳥類の胸線から得られるＤＮＡが好ましい。
二本鎖ＤＮＡは、二本のポリヌクレオチド鎖の糖−リン酸骨格から、構造的相補性を有する平面的な塩基同士が、螺旋の軸に対して垂直に、螺旋の中央部に向かって突出し合い、水素結合で結合している。ＤＮＡの二本鎖の塩基対と塩基対の間には、Ｂ型構造の場合、幅約１．１ｎｍ、高さ０．３４ｎｍの隙間があり、平面構造を有する小分子はこの隙間に入り込むことが可能であり、これを「インターカレーション」と呼ぶ。この現象は、小分子の電荷や疎水性により促進される場合がある。ダイオキシン類などの人間にとっての有害な物質は、複数のベンゼン環からなるものが多く、これらは平面構造を有する。従って、二本鎖ＤＮＡを利用して、喫煙時にタバコ主流煙から発生する有害物質をより効果的に捕捉・除去することが可能である。
該二本鎖ＤＮＡの形態としては、トウモロコシ穂軸粉砕物の外表面に付着され得るものであればよく、たとえば粉末状、繊維状、又はフィルム状といった形態であり得、好ましくは粉末状、特に微粉末の形態がより好ましい。二本鎖ＤＮＡを微粉末の形状となすことにより、二本鎖ＤＮＡの全表面積が相対的に大きなものとなり、有害物質の捕捉・除去能をさらに向上し得る。

（２）トウモロコシの穂軸粉砕物について
本発明における有害物質除去材に含まれるトウモロコシの穂軸粉砕物とは、トウモロコシの穂軸部分を粉砕することにより得られるもので、好ましくはトウモロコシの穂軸部分を粉砕することにより得られるものをいう。好ましくは、トウモロコシの穂軸部分を天日又は乾燥機等で乾燥した後に粉砕することにより得られるものが挙げられる。
該トウモロコシ穂軸粉砕物の形状は特に限定されず、粉砕することにより得られる種々の形状（例えば、４面体、６面体、８面体のような多面体、球形、扁平な球形等）をとることができる。なお、該トウモロコシ穂軸粉砕物の内部構造は多孔質性でハニカム構造（蜂の巣状）を呈し、さらに孔を形成する隔壁面に多数の小孔を有することが知られており（石郷岡清基ら、第３９回日本実験動物技術者協会総会講演要旨）、こうした小孔に有害物質が吸着するものと推測される。すなわち、トウモロコシ穂軸粉砕物の有害物質除去能は、それ自身が有する内部構造によるものとみられる。
該トウモロコシ穂軸粉砕物の粒径は、繊維質フィルタ材からなるフィルタロッドの中に混入できるか、あるいは該繊維質フィルタ材からなる複数のフィルタロッドの間に有害物質除去材からなる層として介在でき、かつ、効果的な有害物質除去能を有し得、かつ、タバコの香喫味とタバコ用フィルタの良好な通気性が維持できるようにするべく考慮し、適宜選択するものとする。該粒径が大きすぎると、粉砕物の全表面積が相対的に小さなものとなり、前記二本鎖ＤＮＡの目的量を付着できないという事態が起こり得、又、有害物質除去能の点で相対的に劣り、その上、該繊維質フィルタ材からなるフィルタロッドの中への混入が難しくなり得、また、反対に該粒径が小さすぎると、二本鎖ＤＮＡの付着量及び有害物質除去能は高い水準を維持するものの、フィルタ全体の通気性が低下し、繊維質フィルタ材の目詰まりを引き起こし易くなる。このため、該繊維質フィルタ材からなるフィルタロッドの中に混入させる場合には、該粒径は１５０μｍ乃至５００μｍの範囲にあることが好ましい。また、該フィルタロッドの間にトウモロコシ穂軸粉砕物からなる層として介在させる場合には、該粒径は５００μｍ乃至１，０００μｍの範囲にあることが好ましい。
また、該トウモロコシ穂軸粉砕物は乾燥状態であることが好ましく、水分含有量が５質量％以下であることが特に好ましい。

（３）有害物質除去材の作成方法
本発明における有害物質除去材は、二本鎖ＤＮＡをトウモロコシ穂軸粉砕物の表面に付着させてなることが望ましく、この場合、該二本鎖ＤＮＡを該トウモロコシ穂軸粉砕物に散布することなどにより、付着させ得る。このとき、該二本鎖ＤＮＡは、該トウモロコシ穂軸粉砕物に対して物理的な力、たとえば分子間力、静電気力により、あるいは、化学的結合、たとえば共有結合、イオン結合、配位結合により、あるいは、それら両方の結合によって付着され得る。なお、本発明において、二本鎖ＤＮＡがトウモロコシ穂軸粉砕物から脱落しない状態で存在していれば、二本鎖ＤＮＡはトウモロコシ穂軸粉砕物に付着されているとみなすものとする。

（４）有害物質除去材のタバコ用フィルタ内の設置方法について
本発明における有害物質除去材は、繊維質フィルタ材からなるフィルタロッドの中に混入させてもよいし、あるいは、有害物質除去材からなる層を形成させ、該繊維質フィルタ材からなる複数のフィルタロッドの間に該層を介在させてもよい。
該有害物質除去材を、該繊維質フィルタ材からなるフィルタロッドの中に混入させる場合、該フィルタロッド中の該有害物質除去材の分布は、有害物質の効果的な吸着・除去効果の発揮を考慮し、タバコ用フィルタのタバコと接する一端側に部分的に分布させることが好ましい。
また、有害物質除去材からなる層を形成させ、該繊維質フィルタ材からなる複数のフィルタロッドの間に該層を介在させる場合、すなわち、該繊維質フィルタ材で該層を挟みこむサンドイッチ構造とする場合、有害物質の効果的な吸着・除去効果の発揮を考慮し、該層はタバコ用フィルタの略中央部に介在させることが好ましい。

（５）有害物質除去材（二本鎖ＤＮＡ及びトウモロコシ穂軸粉砕物）の量について
本発明における有害物質除去材、すなわち前記二本鎖ＤＮＡ及び前記トウモロコシ穂軸粉砕物の使用量は、タバコ用フィルタに加工した際に効果的な有害物質除去能を有し得、かつ、タバコの香喫味とタバコ用フィルタの良好な通気性が維持できるようにするべく考慮し、適宜選択するものとする。
該二本鎖ＤＮＡ及び該トウモロコシ穂軸粉砕物の使用量が少なすぎると目的とする有害物質除去能に達し得ないことがあり得、また、多すぎるとフィルタに目詰まりを起こすなどして、フィルタの通気性を損し得る。
このため、たとえば、前記繊維質フィルタ材からなるフィルタロッドの中に混入させる場合には、該フィルタロッドに対して該二本鎖ＤＮＡは０．００１質量％乃至０．１質量％の範囲で、好ましくは０．００２質量％乃至０．０５質量％の範囲で、より好ましくは０．００５質量％乃至０．０１質量％の範囲で用いることが好ましく、又、該トウモロコシ穂軸粉砕物は０．０５質量％乃至１０質量％の範囲で、好ましくは０．１質量％乃至５質量％の範囲で、より好ましくは０．３質量％乃至１質量％の範囲で用いることが望ましい。
また、有害物質除去材からなる層を形成させ、該繊維質フィルタ材からなる複数のフィルタロッドの間に該層を介在させてなる場合には、該フィルタロッドに対して該二本鎖ＤＮＡは０．０００１質量％乃至０．１質量％の範囲で、好ましくは０．００１質量％乃至０．０５質量％の範囲で、より好ましくは０．００３質量％乃至０．０１質量％の範囲で用いることが望ましく、又、該トウモロコシ穂軸粉砕物は０．０１質量％乃至１０質量％の範囲で、好ましくは０．０５質量％乃至３質量％の範囲で、より好ましくは０．１質量％乃至１．５質量％の範囲で用いることが望ましい。

（６）繊維質フィルタ材について
本発明における繊維質フィルタ材の素材としては、タバコ用フィルタとして慣用に用いられる素材を用いて良く、たとえばセルロース繊維、セルロースエステル繊維、たとえばセルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレートなどの有機酸エステル；セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどの混酸エステル；及びポリカプロラクトングラフト化セルロースエステルなどのセルロースエステル誘導体などであって良い。これらは単独で用いても良いし、二種以上を組合せて用いても良い。

（７）その他の含有物質について
本発明のタバコ用フィルタはまた、二本鎖ＤＮＡ及びトウモロコシ穂軸粉砕物が有する有害物質除去能を害せず、また、タバコの香喫味と良好な通気性が維持される場合において、さらなる有害物質を除去し得る物質、たとえば活性炭や、又は香料などをさらに含有してなってもよい。

次に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例はいかなる場合も本発明を限定するものと解釈してはならない。

本実施例及び比較例においては、以下に述べる手順にて作成したタバコ用フィルタ４種を用いて試験用タバコ４種を作成し、タバコ主流煙中の各種有害物質の除去効果、及び、喫煙感に関する喫煙試験を行った。

＜試験用タバコ用フィルタの作成＞
実施例１
トウモロコシ穂軸粉砕物（レンゴー社製、粒径０．６ｍｍ〜）およそ１００ｇに対して、微粉末状の二本鎖ＤＮＡ１．５ｇを散布して、付着させた（ＤＮＡ濃度：１．５質量％）。続いて、市販のアセテートフィルタ（長手方向０．８ｃｍ幅）を二個用い、該フィルタで前記ＤＮＡを付着させたトウモロコシ穂軸粉砕物１１４ｍｇ／本からなる顆粒層（約０．５ｃｍ幅）を挟み、試験用タバコ用フィルタとした。

比較例１
本比較例においては、顆粒層に実施例１で使用のトウモロコシ穂軸粉砕物のみを用いた構成以外は実施例１と同様にして、試験用タバコ用フィルタとした。

比較例２
本比較例においては、顆粒層を活性炭（韓国セネティン社、粒径０．５１ｍｍ〜）、１８９ｍｇ／本として用いた構成以外は実施例１と同様にして、試験用タバコ用フィルタとした。

比較例３
本比較例においては、市販のアセテートフィルタ（長手方向２．１ｃｍ幅）のみを用いて試験用タバコ用フィルタとした。

＜試験用タバコの作成＞
実施例１、比較例１〜３にて作成された試験用タバコ用フィルタを、相対湿度６０％、温度２２℃の環境下で４８時間以上保存した。
タバコ部分には市販のタバコ（ＪＴ社製、商品名セブンスター）を用い、該タバコ部分もまた、相対湿度６０％、温度２２℃の環境下で４８時間以上保存し、喫煙試験開始直前に試験用タバコ用フィルタと接続し、試験用タバコとした。
得られた試験用タバコを以下の試験例１、２の試験方法に従って、それぞれ試験を行った。

＜試験方法＞
試験例１：有害物質除去能試験
ＨａｍｂｕｒｇＩＩ自動喫煙装置に、上記の通り作成した４種のタバコの、それぞれの主流煙（空気：タバコ＝７：３）を１ｐｕｆｆ／３５ｍｌ／２秒で２０本／に地、計１０回喫煙させた。その後、排気された総気体に含まれるベンツピレン量を測定した。その結果を図１並びに表１に示す。

図１ならびに表１に示す通り、ＤＮＡを付着させたトウモロコシ穂軸粉砕物を用いたタバコ用フィルタにおいて、主流煙中の平均ベンツピレン濃度は、アセテートフィルタのみの場合より約５４％低減し、また、活性炭を用いた場合より約３０％、トウモロコシ穂軸粉砕物のみを用いた場合より約１２％低減し、ベンツピレンの吸着・除去効果が高いことが明らかとなった。

試験例２：喫煙感の試験
上記手順にて作成された４種の試験用タバコを、３０人の被験者に喫煙してもらい、このうち、ＤＮＡを付着させたトウモロコシの穂軸粉砕物を加えたもの、トウモロコシの穂軸粉砕物のみを加えたもの、及び活性炭を加えたものと、アセテートフィルタのみとを、香喫味及び吸いこみ感の観点から比較した。
評価は、アセテートフィルタのみと比べて、香喫味及び吸いこみ感がどの程度低下したかを、
変わらない、或いは、全く気づかなかった…３点
やや違和感が感じられた…２点
明らかに違和感が感じられた…１点
として評価し、ＤＮＡを付着させたトウモロコシの穂軸粉砕物を加えたもの、トウモロコシの穂軸粉砕物を加えたもの、活性炭を加えたもののそれぞれについて平均点を算出した。
結果を表２に示す。

表２に示す通り、ＤＮＡを付着させたトウモロコシ穂軸粉砕物を用いたタバコ用フィルタは、タバコ独特の香喫味並びに吸いこみ感が、アセテートフィルタのみの場合とほぼ変わらない結果となった。

図１は試験用タバコフィルタの違いによる主流煙中のベンツピレンの検出量を示す図である。

Claims

二本鎖ＤＮＡ及びトウモロコシの穂軸粉砕物からなる有害物質除去材を含有してなるタバコ用フィルタ。
該二本鎖ＤＮＡは該トウモロコシ穂軸粉砕物の外表面に付着して存在することを特徴とする、請求項１記載のタバコ用フィルタ
該トウモロコシ穂軸粉砕物は、乾燥されて５質量％以下の水分含量を有すること特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のタバコ用フィルタ。
前記有害物質除去材を、繊維質フィルタ材からなるフィルタロッドの中に混入させてなることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のタバコ用フィルタ。
該有害物質除去材は、前記二本鎖ＤＮＡ及び、１５０μｍ乃至５００μｍの粒径を有するトウモロコシ穂軸粉砕物からなることを特徴とする、請求項４に記載のタバコ用フィルタ。
繊維質フィルタ材からなる複数のフィルタロッドを備え、前記有害物質除去材からなる層を、該フィルタロッドと該フィルタロッドの間に介在させてなることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のタバコ用フィルタ。
該有害物質除去材は、前記二本鎖ＤＮＡ及び、５００μｍ乃至１，０００μｍの粒径を有するトウモロコシ穂軸粉砕物からなることを特徴とする、請求項６に記載のタバコ用フィルタ。
該有害物質はダイオキシン類又は／並びにベンツピレンである、請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載のタバコ用フィルタ。