JPWO2007116751A1 - たばこ主流煙の処理方法および喫煙具 - Google Patents
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Abstract
たばこ主流煙中の一酸化炭素を選択的に除去できる喫煙具を提供する。たばこ主流煙成分のうちニコチンに対して一酸化炭素を選択的に除去できる酸化触媒（３）が充填され、たばこ主流煙が導入される触媒充填部（４）と、前記触媒充填部（４）を加熱する加熱手段（５）とを備えたことを特徴とする喫煙具（１）。
Description
本発明はたばこ主流煙の処理方法および喫煙具に関する。
従来、たばこ煙中の有害物質を除去するために、フィルターに各種の吸着剤や改質剤を添加することが提案されている。
また、喫煙材のロッドとこれに連設されたフィルター部とからなり、喫煙材ロッドから発生する煙中の粒状物を収集領域に収集する手段と、不揮発性物質がフィルターに保持され、半揮発性物質が放出されるように前記の収集領域を加熱する手段を、前記のフィルター部が備えている喫煙物品が知られている（特開平４−２６２７７３号公報参照）。
しかし、従来は、たばこ主流煙から一酸化炭素を選択的に除去する有効な手段は知られていなかった。
本発明の目的は、たばこ主流煙中の一酸化炭素を選択的に除去できる、たばこ主流煙の処理方法および喫煙具を提供することにある。
本発明の一態様に係るたばこ主流煙の処理方法は、たばこ主流煙を、酸化銅を含有する酸化触媒が充填され加熱された触媒充填部に導入して、たばこ主流煙成分のうちニコチンに対して一酸化炭素を選択的に除去することを特徴とする。
本発明のたばこ主流煙の処理方法においては、前記触媒充填部を２００〜３５０℃の範囲に加熱することが好ましい。
本発明の他の態様に係る喫煙具は、たばこ主流煙成分のうちニコチンに対して一酸化炭素を選択的に除去できる酸化触媒が充填され、たばこ主流煙が導入される触媒充填部と、前記触媒充填部を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の喫煙具において、前記酸化触媒は、ホプカライト Ｈｏｐｃａｌｉｔｅ（登録商標）、ＣｕＯ／ＺｎＯ、ＣｕＯ／ＺｎＯ２およびＣｕＯ／ＣｅＯ２からなる群より選択される。また、前記加熱手段は、前記触媒充填部を好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２００〜２８０℃の範囲に加熱するように設定されている。
本発明の喫煙具は、前記触媒充填部の後段に、たばこ主流煙を冷却する冷却部を有していてもよいし、タールを捕集するろ過材を有していてもよい。
本発明によれば、たばこ主流煙中の一酸化炭素を選択的に除去できる、たばこ主流煙の処理方法および喫煙具を提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る喫煙具にシガレットを取り付けた状態で実験を行うための装置構成を示す構成図である。図１に示すように、喫煙具１の上流側にたばこ単巻ロッド１０が取り付けられ、喫煙具１の吸口側に自動喫煙装置２０が接続される。喫煙具１は酸化触媒３を充填した触媒充填部４と、ガラスウール（１１０〜１３０ｍｇ）を充填したステンレス管２と、タールを捕集するろ過材７を有する。触媒充填部４の周囲に加熱手段としてのヒーター５が設けられている。ガラスウールを充填したステンレス管２の周囲に第１冷却部６が設けられている。ろ過材７の周囲に第２冷却部８が設けられている。
この装置構成により、以下のような実験手順で、喫煙具１を通過したたばこ主流煙中のガス成分を測定した。
（１）ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の測定
触媒充填部４に２００ｍｇの酸化触媒を充填し、ステンレスメッシュで蓋をする。ヒーター５により触媒充填部４を加熱し、所定の実験温度に達した後、３０分間放置する。リークがないことを確認した後、自動喫煙装置２０にアルミバッグを装着し、希釈空気を導入する。希釈空気を導入する理由は、ＣＯ測定のためにある程度のガス量が必要なためである。市販のたばこ単巻ロッド１０を１７．５ｍｌ／２秒の条件で喫煙させる。パフを７回および空パフを１回行う。上記で導入した希釈空気および自動喫煙させたたばこ主流煙を１つのバッグで捕集する。捕集ガスについて、ポータブルガス分析計（ＨＯＲＩＢＡ社製）を用いて、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２を定量する。以上の実験を２回繰り返して平均値を求める。
触媒充填部４に２００ｍｇの酸化触媒を充填し、ステンレスメッシュで蓋をする。ヒーター５により触媒充填部４を加熱し、所定の実験温度に達した後、３０分間放置する。リークがないことを確認した後、自動喫煙装置２０にアルミバッグを装着し、希釈空気を導入する。希釈空気を導入する理由は、ＣＯ測定のためにある程度のガス量が必要なためである。市販のたばこ単巻ロッド１０を１７．５ｍｌ／２秒の条件で喫煙させる。パフを７回および空パフを１回行う。上記で導入した希釈空気および自動喫煙させたたばこ主流煙を１つのバッグで捕集する。捕集ガスについて、ポータブルガス分析計（ＨＯＲＩＢＡ社製）を用いて、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２を定量する。以上の実験を２回繰り返して平均値を求める。
（２）ＮＯ、ＮＯｘの測定
触媒充填部４に２００ｍｇの酸化触媒を充填し、ステンレスメッシュで蓋をする。ヒーター５により触媒充填部４を加熱し、所定の実験温度に達した後、３０分間放置する。パフごとに煙捕集を行うために、１実験あたり（７パフ＋１空パフ）の８つのアルミバッグを用意する。リークがないことを確認した後、別途準備した希釈空気を導入したアルミバッグを装着する。市販のたばこ単巻ロッド１０を１７．５ｍｌ／２秒の条件で喫煙させる。１パフごとにバッグを取り替えるようにして、パフを７回および空パフを１回行う。各バッグの捕集ガスについて、ポータブルガス分析計（ＨＯＲＩＢＡ社製）を用いて、ＮＯ、ＮＯｘを定量する。以上の実験を２回繰り返して平均値を求める。
触媒充填部４に２００ｍｇの酸化触媒を充填し、ステンレスメッシュで蓋をする。ヒーター５により触媒充填部４を加熱し、所定の実験温度に達した後、３０分間放置する。パフごとに煙捕集を行うために、１実験あたり（７パフ＋１空パフ）の８つのアルミバッグを用意する。リークがないことを確認した後、別途準備した希釈空気を導入したアルミバッグを装着する。市販のたばこ単巻ロッド１０を１７．５ｍｌ／２秒の条件で喫煙させる。１パフごとにバッグを取り替えるようにして、パフを７回および空パフを１回行う。各バッグの捕集ガスについて、ポータブルガス分析計（ＨＯＲＩＢＡ社製）を用いて、ＮＯ、ＮＯｘを定量する。以上の実験を２回繰り返して平均値を求める。
酸化触媒として、ホプカライト（ＭｎＯ２−ＣｕＯ）、ＣｕＯ／ＺｎＯ、ＣｕＯ／ＺｎＯ２、ＭｎＯ／Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｒＯ２／ＣｅＯ２、ＣｕＯ／ＣｅＯ２、またはＣｕ，ＣｕＯ／ＣｅＯ２（いずれも粒径０．５〜２ｍｍの破砕品）を用い、触媒充填部を３５０℃に加熱して実験を行い、捕集ガス成分の選択ろ過係数を求めた。
選択ろ過係数は以下のように定義される。たばこ単巻ロッドから出る成分の量（喫煙具なしの場合）をＡｉｎ、たばこ単巻ロッドに喫煙具を取り付けた場合に喫煙具から出る成分の量をＡｏｕｔとして、Ａ成分の透過率（１−Ｅ）＿Ａを（１−Ｅ）＿Ａ＝Ａｏｕｔ／Ａｉｎで表す。このとき、Ａ成分（たとえばＣＯ）とＢ成分（たとえばニコチン）との間の選択ろ過係数Ｓ＿Ｂ／Ａを、
Ｓ＿Ｂ／Ａ＝（１−Ｅ）＿Ｂ／（１−Ｅ）＿Ａ
で表す。その結果を表１および図２に示す。
Ｓ＿Ｂ／Ａ＝（１−Ｅ）＿Ｂ／（１−Ｅ）＿Ａ
で表す。その結果を表１および図２に示す。
表１および図２に示されるように、酸化触媒としてホプカライト、ＣｕＯ／ＺｎＯ、ＣｕＯ／ＺｎＯ２、またはＣｕＯ／ＣｅＯ２を用いた場合には、３５０℃での実験でＳ＿Ｎｉｃ．／ＣＯ＞１となっており、たばこ主流煙成分のうちニコチンに対して一酸化炭素を選択的に除去できることがわかる。
次に、ニコチンに対する一酸化炭素の選択的な除去率が最も良好であったホプカライトを用い、様々な加熱温度で実験を行い、捕集ガス成分中のＣＯ、ＮＯ、およびニコチンの透過率（１−Ｅ）を求めた。その結果を表２および図３に示す。
表２および図３から以下のことがわかる。触媒充填部の加熱温度が２００℃〜３５０℃の範囲であれば、Ｓ＿Ｎｉｃ．／ＣＯの値は１よりかなり大きく、ニコチンに対する一酸化炭素の選択的な除去を良好に行える。ただし、加熱温度が２８０℃を超えると、ＮＯの透過率が増加するので、触媒充填部の加熱温度は２００〜２８０℃の範囲に設定することがより好ましい。
Claims (7)
- たばこ主流煙を、酸化銅を含有する酸化触媒が充填され加熱された触媒充填部に導入して、たばこ主流煙成分のうちニコチンに対して一酸化炭素を選択的に除去することを特徴とするたばこ主流煙の処理方法。
- 前記触媒充填部を２００〜３５０℃の範囲に加熱することを特徴とする請求項１に記載のたばこ主流煙の処理方法。
- たばこ主流煙成分のうちニコチンに対して一酸化炭素を選択的に除去できる酸化触媒が充填され、たばこ主流煙が導入される触媒充填部と、
前記触媒充填部を加熱する加熱手段と
を備えたことを特徴とする喫煙具。 - 前記酸化触媒は、ホプカライト（登録商標）、ＣｕＯ／ＺｎＯ、ＣｕＯ／ＺｎＯ2およびＣｕＯ／ＣｅＯ2からなる群より選択されることを特徴とする請求項３に記載の喫煙具。
- 前記加熱手段は、前記触媒充填部を２００〜３５０℃の範囲に加熱することを特徴とする請求項３に記載の喫煙具。
- 前記加熱手段は、前記触媒充填部を２００〜２８０℃の範囲に加熱することを特徴とする請求項５に記載の喫煙具。
- 前記触媒充填部の後段に、たばこ主流煙を冷却する冷却部および／またはタールを捕集するろ過材を有することを特徴とする請求項３に記載の喫煙具。
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