KR100851091B1 - Selective filtration of cigarette smoke using chitosan derivatives - Google Patents

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태디어스 제이. 잭슨
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Abstract

키토산 유도체로 구성되고 표면적 대 질량 비가 높은 다공성 수지를 보유한 흡연 물품 필터. 바람직한 양태는 글루타르알데하이드로 가교된 키토산 및 글리옥살로 가교된 키토산을 함유한다. 키토산 유도체는 담배 연기의 선택적 여과, 구체적으로 알데하이드류, 시안화수소, 중금속류 및 카르보닐류의 제거를 담당한다. A smoking article filter comprising a chitosan derivative and having a porous resin having a high surface area to mass ratio. Preferred embodiments contain chitosan crosslinked with glutaraldehyde and chitosan crosslinked with glyoxal. Chitosan derivatives are responsible for the selective filtration of tobacco smoke, specifically the removal of aldehydes, hydrogen cyanide, heavy metals and carbonyls.

키토산 유도체, 담배 필터, 다공성 수지, 선택적 여과, 글루타르알데하이드, 글리옥살, 알데하이드, 시안화수소, 중금속, 카르보닐 Chitosan derivatives, tobacco filters, porous resins, selective filtration, glutaraldehyde, glyoxal, aldehydes, hydrogen cyanide, heavy metals, carbonyl

Description

키토산 유도체를 이용한 담배 연기의 선택적 여과{SELECTIVE FILTRATION OF CIGARETTE SMOKE USING CHITOSAN DERIVATIVES}Selective Filtration of Cigarette Smoke Using Chitosan Derivatives {SELECTIVE FILTRATION OF CIGARETTE SMOKE USING CHITOSAN DERIVATIVES}

관련 출원에 대한 참조 설명Reference Description for Related Applications

본 출원은 파리 조약에 입각한 출원으로서, 2004년 5월 10일에 제출한 공계류중인 미국 특허 출원 일련 번호 10/842,165의 우선권을 주장한다.This application is a Paris Treaty and claims priority to co-pending US patent application Ser. No. 10 / 842,165, filed May 10, 2004.

본 발명은 담배 연기 필터 관련 개량에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 담배 연기에서 나오는 바람직하지 않은 성분을 선택적으로 제거할 수 있는 담배 필터에 관한 것이다.The present invention relates to improvements related to tobacco smoke filters. More specifically, the present invention relates to tobacco filters capable of selectively removing undesirable components from tobacco smoke.

종래 기술에서 제안된 담배 연기용 필터 재료로는 다양한 종류가 있다. 그 예로는 면, 종이, 셀룰로스 아세테이트 및 특정 합성물질이 있다. 하지만, 이러한 필터 재료의 대부분은 담배 연기에서 나오는 미립자, 타르 및 응결성 성분의 제거에만 효과적이다. 당해 기술분야에는 연기의 바람직하지 않은 성분을 제거하고 연기가 여과 층이나 다른 반응성 매체를 통해 통과할 때 다른 반응을 일으키는 수많은 여과 기술과 재료가 완비되어 있다. 종래 필터에서 나타나는 문제점 중에는 반응성 여과 표면 및 재료를 유효하지 않게 하거나 사용 및 소비 중에 막힘 현상이 발생하는 문제점이 있다.There are various types of filter material for tobacco smoke proposed in the prior art. Examples include cotton, paper, cellulose acetate and certain synthetics. However, most of these filter materials are effective only in the removal of particulates, tars and condensation components from tobacco smoke. The art is equipped with numerous filtration techniques and materials that remove undesirable components of the smoke and cause other reactions as the smoke passes through the filtration layer or other reactive medium. Among the problems encountered in conventional filters are the problem of invalidating reactive filtration surfaces and materials or clogging during use and consumption.

셀룰로스 아세테이트 토우(tow) 또는 종이와 같은 필라멘트상 또는 섬유상 재료로 제조된 필터는 담배 연기의 미립자상 성분을 제거하는데 다소 효과적이다. 하지만, 이 필터는 시안화수소, 알데하이드류, 카르보닐류, 금속류 및 황화물류와 같은 담배 연기의 기체상 중의 특정 기체 성분을 제거하는 데에는 효과가 거의 없거나 전혀 없다. 이러한 휘발성 성분은 적당한 표면 상의 흡착 및 흡수 또는 화학적 반응을 통해 제거할 수 있다.Filters made of filamentous or fibrous materials, such as cellulose acetate tow or paper, are rather effective at removing particulate components of tobacco smoke. However, this filter has little or no effect on the removal of certain gaseous components in the gas phase of tobacco smoke, such as hydrogen cyanide, aldehydes, carbonyls, metals and sulfides. Such volatile components can be removed through adsorption and absorption or chemical reactions on appropriate surfaces.

흡수제 및 흡착제로서 작용하는 일부 공지된 물질에는 활성화된 탄소, 다공성 무기재 및 이온 교환 수지가 있다. 다공성 구조의 이온 교환 수지는 약간 효과적인 것으로 확인되었으나, 그 효과는 탄소 및 다공성 무기재와 마찬가지로 흡연 동안 줄어든다. 그 원인은 그 재료가 포화되기 시작하여 점차 불활성이 되거나, 또는 유지된 물질의 열적 탈착으로 인해 흡착된 물질이 방출되기 때문인 경우가 있다. Some known materials that act as absorbers and adsorbents include activated carbon, porous inorganic materials and ion exchange resins. Ion exchange resins of porous structure have been found to be slightly effective, but the effects are reduced during smoking, as are carbon and porous inorganic materials. This may be because the material begins to saturate and become increasingly inert, or the adsorbed material is released due to thermal desorption of the retained material.

3차 아미노 또는 4차 암모늄 기를 주로 함유하는 수지는 담배 연기로부터 알데하이드를 제거하는데 적합하지 않은 것으로 알려져 있다. 또한, 키토산 및 아미노 기의 수가 최대인 키토산도 효과적이지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 재료들에서 나타나는 문제점 중에는, 저압차 또는 저압 구배에서 연기의 흐름이 연속되게 하는 여과 매체를 제공하지 못한다는 문제점이 있다. 또한 선택 여과 매체의 다른 문제점도 알려져 있다. 예를 들어, 특정 아미노산, 예컨대 글리신의 사용은 담배 연기 중의 알데하이드를 제거하는데 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만, 글리신은 담배 연기 중의 포름알데하이드를 농도를 감소시킬 수 있는 반면, 담배 필 터 제조 공정 중에서 불안정한 것으로 밝혀져 있다. 더욱이, 아미노산의 사용은 보관 동안 암모니아취를 발생시킨다.Resin mainly containing tertiary amino or quaternary ammonium groups are known to be unsuitable for removing aldehydes from tobacco smoke. It is also known that chitosan with the maximum number of chitosan and amino groups is not effective. Among the problems with these materials is the failure to provide a filtration medium that allows the flow of smoke to continue at low pressure differentials or low pressure gradients. Other problems with selective filtration media are also known. For example, the use of certain amino acids such as glycine is known to be effective in removing aldehydes in tobacco smoke. However, glycine has been found to be unstable during the tobacco filter manufacturing process, while reducing the concentration of formaldehyde in tobacco smoke. Moreover, the use of amino acids generates ammonia odor during storage.

발명의 개요Summary of the Invention

키토산은 필터 매체의 물리적 속성을 갖고 바람직하지 않은 연기 성분을 효과적으로 흡착 및 흡수할 수 있는 화학적 조성을 보유하도록 화학적 변형되어 담배 필터로서 우수한 성능을 발휘할 수 있다는 것을 발견하게 되었다. It has been found that chitosan can be chemically modified to possess the physical properties of the filter media and to have a chemical composition that can effectively adsorb and absorb undesirable smoke constituents, thus providing excellent performance as a tobacco filter.

즉, 본 발명의 목적은 담배 필터 장치, 더 상세하게는 앞에서 설명한 바와 같이 종래 기술과 관련된 단점이나 결점이 없이, 시안화수소, 알데하이드류, 금속류 및 황화물류와 같은 담배 연기의 기체 상에 존재하는 바람직하지 않은 성분을 선택적으로 제거할 수 있는 담배 필터를 제공하는 것이다.That is, it is an object of the present invention to present a tobacco filter device, more particularly, present on the gas of tobacco smoke, such as hydrogen cyanide, aldehydes, metals and sulfides, without the disadvantages or drawbacks associated with the prior art as described above. To provide a tobacco filter that can selectively remove the components that are not.

또 다른 목적은 가교된 키토산의 다공성 수지를 포함하는 신규 담배 및 연기 필터를 제공하는 것이다.Another object is to provide a novel tobacco and smoke filter comprising a porous resin of crosslinked chitosan.

또 다른 목적은 표면적 대 체적의 비(surface-to-volume ratio)가 높고 반응성 아미노 기의 수가 감소된, 흡연 물품의 선택적 연기 여과용의 가교 키토산 반응성 재료를 제공하는 것이다. Another object is to provide a crosslinked chitosan reactive material for selective smoke filtration of smoking articles with a high surface-to-volume ratio and a reduced number of reactive amino groups.

본 발명에 따르면, 담배 연기 필터는 시안화수소, 알데하이드류, 카르보닐류, 금속류 및 황화물류와 같은 바람직하지 않은 휘발성 담배 연기 성분을 제거하기 위한 흡착제/흡수제를 포함한다. 구체적으로, 본 발명은 글루타르알데하이드로 가교된 키토산과 글리옥살로 가교된 키토산의 특히 효과적인 담배 연기 여과 합성물에 관한 것이다.According to the invention, the tobacco smoke filter comprises an adsorbent / absorbent for removing undesirable volatile tobacco smoke components such as hydrogen cyanide, aldehydes, carbonyls, metals and sulfides. In particular, the present invention relates to a particularly effective tobacco smoke filtration composite of chitosan crosslinked with glutaraldehyde and chitosan crosslinked with glyoxal.

키토산은 글루타르알데하이드 및 글리옥살에 의해 가교되어, 담배 연기를 선택적 여과할 수 있는, 구체적으로 알데하이드류, 시안화수소, 카르보닐류, 황화물류 및 금속류와 같은 바람직하지 않은 연기 성분을 제거할 수 있는 표면적 대 질량 비가 높은 다공성 수지를 형성한다. Chitosan is crosslinked by glutaraldehyde and glyoxal, which can selectively filter tobacco smoke, specifically removing undesirable smoke components such as aldehydes, hydrogen cyanide, carbonyls, sulfides and metals It forms a porous resin with a high surface area to mass ratio.

키토산은 갑각류의 외골격에서 발견되는 다당류인 키틴의 탈아세틸화로부터 수득되는 선형 폴리글루코사민 중합체이다. 또한, 키틴은 곤충에서도 발견되고, 기타 많은 동물과 식물성 유기체에서도 소량 발견된다. 키틴은 화학적 구조가 셀룰로스와 유사한 2-데옥시, 2-아세틸-아미노 글루코스의 선형 중합체이다. 키틴은 강한 무기산을 제외한 거의 모든 매질에 불용성이고, 아세틸화된 아미노 기로 인하여 비교적 비반응성이다. Chitosan is a linear polyglucosamine polymer obtained from deacetylation of chitin, a polysaccharide found in the exoskeleton of shellfish. Chitin is also found in insects and in small amounts in many other animal and vegetable organisms. Chitin is a linear polymer of 2-deoxy, 2-acetyl-amino glucose whose chemical structure is similar to cellulose. Chitin is insoluble in almost all media except strong inorganic acids and relatively unreactive due to acetylated amino groups.

키틴은 강알칼리 처리로 탈아세틸화되면, 중합체의 각 글루코스 구성 단위당 하나의 유리 아미노 기를 함유하는 키토산이 된다. 키토산은 여전히 장쇄 선형 중합체이지만, 반응성이 높은 양이온 고분자전해질(polyelectrolyte) 물질이다. 이것은 단순 유기산, 예컨대 포름산, 아세트산, 타르타르산, 구연산 등과 염을 형성하고 이러한 물질의 희석 수용액에서 용해성이다. 키토산은 비독성이고 생물분해성이며, 크로마토그래피, 약물 전달 및 화장품을 비롯한 수많은 용도들에서 유용성이 밝혀져 있다.Chitin is deacetylated by strong alkali treatment, resulting in chitosan containing one free amino group for each glucose structural unit of the polymer. Chitosan is still a long chain linear polymer but a highly reactive cationic polyelectrolyte material. It forms salts with simple organic acids such as formic acid, acetic acid, tartaric acid, citric acid and the like and is soluble in dilute aqueous solutions of these materials. Chitosan is nontoxic and biodegradable and finds utility in numerous applications including chromatography, drug delivery and cosmetics.

다공성 키토산 수지는 상 반전 기술에 의해 형성될 수 있다. 이 기술은 키토산 박편 또는 분말을 수성 산과 같은 적당한 용매에 용해한 뒤, 수성 염기 용액에서 코아세르베이트화 하여 수팽윤 키토산 겔 비드를 형성시킴으로써 달성한다. 이 비드는 글루타르알데하이드와 글리옥살에 의해 각각 가교되어 기계적 강도가 증가하고 비드 용해성이 감소될 수 있다. 그 후, 습윤 비드는 동결 건조하면 다공성 가교 수지가 된다. 건조는 또한 진공 건조 또는 공기 건조를 통해 수행할 수도 있다.Porous chitosan resins can be formed by phase inversion techniques. This technique is accomplished by dissolving chitosan flakes or powder in a suitable solvent such as aqueous acid and then coacervating in an aqueous base solution to form water swelling chitosan gel beads. These beads can be crosslinked, respectively, by glutaraldehyde and glyoxal to increase mechanical strength and decrease bead solubility. The wet beads then freeze-dried to form a porous crosslinked resin. Drying may also be carried out via vacuum drying or air drying.

다공성 수지는 또한 가열 유도식 상 분리 기술로 제조할 수도 있다. 이 기술은 키토산 박편이나 분말을 적당한 용매, 예컨대 수성 아세트산에 용해한 뒤, 이 용액을 메탄올과 같은 비용매에 첨가하고, 그 결과 수득되는 용액을 키토산 용액의 빙점 이하로 냉각시켜 동결된 비드를 생산하여 달성한다. 이러한 비드를 그 다음 염기로 중화시킨 뒤 글루타르알데하이드와 글리옥살로 각각 가교시켜 키토산 수지의 최종 성질을 변형시킬 수 있다. 그 결과 수득되는 비드는 동결 건조하면 다공성 가교 키토산 수지가 생산된다. 건조는 진공 건조 및 공기 건조를 통해 완수될 수도 있다.Porous resins may also be prepared by heat induced phase separation techniques. This technique dissolves chitosan flakes or powders in a suitable solvent such as aqueous acetic acid, then adds the solution to a nonsolvent such as methanol, and cools the resulting solution below the freezing point of the chitosan solution to produce frozen beads. To achieve. These beads can then be neutralized with a base and then crosslinked with glutaraldehyde and glyoxal respectively to modify the final properties of the chitosan resin. The resulting beads are lyophilized to produce a porous crosslinked chitosan resin. Drying may be accomplished via vacuum drying and air drying.

이러한 두 방법을 통해 생산된 가교 수지는 반응성 아미노 기의 수가 감소된 것이다. 반응성 아미노 기의 감소된 수는 글루타르알데하이드 또는 글리옥살과 가교 반응의 결과이다. 놀랍게도, 반응성 아미노 기의 수가 감소된 본 발명은 담배 연기로부터 시안화수소 및 포름알데하이드를 제거하는데 선택적인 것으로 밝혀졌다. 또한, 놀랍게도 반응성 아미노 기의 수가 감소된 가교 키토산 수지는 반응성 아미노 기의 최대 수가 이용되었던 종래 기술에 의한 것보다 선택적 제거 활성이 뛰어난 것으로 밝혀졌다.The crosslinked resin produced through these two methods is a reduced number of reactive amino groups. The reduced number of reactive amino groups is the result of the crosslinking reaction with glutaraldehyde or glyoxal. Surprisingly, it has been found that the present invention with reduced number of reactive amino groups is selective for removing hydrogen cyanide and formaldehyde from tobacco smoke. In addition, it has been surprisingly found that crosslinked chitosan resins with reduced number of reactive amino groups are superior in selective removal activity than by the prior art in which the maximum number of reactive amino groups has been used.

본 발명의 다공성 수지는 다양한 방식으로 담배에 혼입될 수 있다. 이 수지는 섬유상, 필라멘트상 및 종이 재료로 구성될 수 있는 필터 섹션(section)들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 수지는 필터 토우 전반에 분산되어 있을 수도 있다. 또는, 수지는 필터 섹션의 필터 베드 중에 배치될 수도 있고 필터 베드와 함께 충전될 수도 있다. 수지는 또한 팁 페이퍼(tipping paper), 성형 페이퍼 인서트(shaped paper insert), 플러그(plug), 스페이스(space) 또는 심지어 자유 흐름 슬리브(free flow sleeve)와 같은 담배 필터의 부분에 혼입될 수도 있다. 또한, 수지는 담배 필터지에 혼입되어 팁 페이퍼와 함께 담배 봉에 부착될 수도 있고, 또는 필터의 중공에 혼입될 수도 있다.The porous resin of the present invention can be incorporated into tobacco in a variety of ways. The resin may be disposed between filter sections, which may be composed of fibrous, filamentary and paper materials. The resin may also be dispersed throughout the filter tow. Alternatively, the resin may be disposed in the filter bed of the filter section and filled with the filter bed. The resin may also be incorporated into portions of tobacco filters, such as tip paper, shaped paper inserts, plugs, spaces or even free flow sleeves. The resin may also be incorporated into tobacco filter paper and attached to the tobacco rod with the tip paper, or incorporated into the hollow of the filter.

바람직한 양태의 상세한 설명 Detailed Description of the Preferred Embodiments

이하에는 한정하기 위한 것이 아니라 예시하기 위한 본 발명의 예를 설명한다. 이러한 실시예에는 키토산 비드를 제조하는 2가지 다른 방법과 키토산 비드를 가교하는 여러 가지 다른 방법이 예시된다. 다음 실시예는 모두 반응성 아미노 기의 수가 감소된 다공성 가교 키토산 수지 비드를 생산한다.In the following, examples of the present invention are illustrated for purposes of illustration and not limitation. This example illustrates two different methods of making chitosan beads and several other methods of crosslinking chitosan beads. The following examples all produce porous crosslinked chitosan resin beads with reduced number of reactive amino groups.

실시예 I:Example I:

다공성 키토산 수지는 상 반전 기술로 합성했다. 이 기술은 키토산 박편(실용 등급) 약 20g을 3.5% 아세트산에 용해하여 7% 키토산 용액을 제조하여 수행했다. 혼합물은 점도가 증가했고 키토산 첨가 완료시 겔화되었다. 아세트산으로 추가 희석하여 키토산 박편이 약 3%인 용액을 수득했다. 이 용액으로 더욱 취급이 용이한 점도의 키토산 용액을 만들었다. 키토산 박편을 용해하는데 사용된 아세트산의 총 양은 약 665ml였다. 이 용액을 그 다음 여과하여 임의의 불용성 물질을 분리해 내었다. 이러한 키토산 용액을 그 다음 2몰 수산화나트륨 침전조에 적가하여 수팽윤된 겔 비드를 수득했다. 이 겔 비드를 그 다음 여과하고, 세척 수의 pH가 약 7인 중성이 될 때까지 탈이온수로 세척했다.Porous chitosan resins were synthesized by a phase inversion technique. This technique was performed by dissolving about 20 g of chitosan flakes (utility grade) in 3.5% acetic acid to prepare a 7% chitosan solution. The mixture increased in viscosity and gelled upon completion of chitosan addition. Further dilution with acetic acid gave a solution with about 3% chitosan flakes. This solution produced a chitosan solution of more easily handled viscosity. The total amount of acetic acid used to dissolve the chitosan flakes was about 665 ml. This solution was then filtered to separate off any insoluble material. This chitosan solution was then added dropwise to a 2 molar sodium hydroxide precipitation bath to obtain water swollen gel beads. The gel beads were then filtered and washed with deionized water until the wash water had a neutral pH of about 7.

그 다음, 상기 비드를 2.5% 글루타르알데하이드 수용액 약 1리터에 수시간 동안 현탁시켜 상기 키토산 비드의 불균질 가교를 완수했다. 가교 후, 비드를 여과하고 따뜻한 탈이온수로 세척하여 임의의 과량의 글루타르알데하이드를 제거했다. 그 후, 비드를 동결 건조하여 다공성의 글루타르알데하이드 가교된 키토산 수지 비드를 수득했다. 이 수지의 BET 표면적은 약 120㎡/g인 것으로 측정되었다. 이러한 비드를 그 다음 분쇄하고 체질하여 입자 크기가 약 16 내지 70메쉬(mesh)인 입자를 수득했다. 분쇄된 수지의 표면적을 분석한 결과, 표면에 평가가능한 변화는 없었던 것으로 확인되었다. 체질된 시료의 BET 표면적은 측정 결과 약 117㎡/g이었다.The beads were then suspended in about 1 liter of an aqueous 2.5% glutaraldehyde solution for several hours to complete heterogeneous crosslinking of the chitosan beads. After crosslinking, the beads were filtered and washed with warm deionized water to remove any excess glutaraldehyde. Thereafter, the beads were lyophilized to obtain porous glutaraldehyde crosslinked chitosan resin beads. The BET surface area of this resin was determined to be about 120 m 2 / g. These beads were then ground and sieved to yield particles having a particle size of about 16 to 70 mesh. Analysis of the surface area of the pulverized resin confirmed that there was no appreciable change on the surface. The BET surface area of the sieved sample was about 117 m 2 / g.

실시예 II:Example II:

다공성 키토산 수지는 실시예 I의 상 반전 기술에 따라 합성했다. 본 실시예에서, 키토산 비드를 2.5% 글리옥살 수용액에 수 시간 동안 현탁시켜 상기 비드의 불균질 가교를 완수했다. 가교 후, 비드를 여과하고 따뜻한 탈이온수로 세척하여 임의의 과량의 글리옥살을 제거했다. 이러한 비드를 동결 건조하여 다공성의 글리옥살 가교된 키토산 수지 비드를 수득했다.Porous chitosan resins were synthesized according to the phase inversion technique of Example I. In this example, chitosan beads were suspended in 2.5% aqueous glyoxal solution for several hours to complete heterogeneous crosslinking of the beads. After crosslinking, the beads were filtered and washed with warm deionized water to remove any excess glyoxal. These beads were lyophilized to obtain porous glyoxal crosslinked chitosan resin beads.

실시예 III:Example III:

다공성 키토산 수지를 가열 유도식 상 분리 기술에 따라 제조했다. 먼저, 키 토산 분말(Vansen Chemical: 92% 탈아세틸화)을 3.5% 아세트산에 용해하여 4% 키토산 용액을 제조했다. 20:80 메탄올/물 용액 중의 수산화나트륨(2몰)을 함유한 침전조를 준비하여 0℃로 냉각했다. 그 다음 적당한 속도로 교반 중인 상기 침전조에 키토산 용액을 적가했다. 침전조에 용액을 첨가한 직후 키토산의 침전이 일어났다. 키토산 침전물을 함유한 침전조를 그 다음 실온까지 승온시켰다. 수득되는 비드를 여과하고, 세척수의 pH가 약 7인 중성이 될 때까지 탈이온수로 세척했다.Porous chitosan resins were prepared according to heat induced phase separation techniques. First, chitosan powder (Vansen Chemical: 92% deacetylation) was dissolved in 3.5% acetic acid to prepare a 4% chitosan solution. A precipitation bath containing sodium hydroxide (2 mol) in a 20:80 methanol / water solution was prepared and cooled to 0 ° C. Chitosan solution was then added dropwise to the precipitation tank under stirring at a suitable rate. Immediately after addition of the solution to the settling bath, precipitation of chitosan occurred. The settling bath containing the chitosan precipitate was then warmed up to room temperature. The resulting beads were filtered and washed with deionized water until the wash water had a neutral pH of about 7.

그 다음, 키토산 비드의 불균질 가교는 상기 습윤 비드 약 396g을 2.5% 글루타르알데하이드 수용액 약 1980ml에 수 시간 동안 현탁시켜 완수했다. 가교 후, 비드를 여과하고 따뜻한 탈이온수 및 차가운 탈이온수로 세척하여 임의의 과량의 글루타르알데하이드를 제거했다. 이후 비드를 동결 건조하여 다공성 글루타르알데하이드 가교된 키토산 수지 비드를 수득했다. 그 다음, 비드를 분쇄하고 체질하여 약 16 내지 70메쉬의 입자를 수득했다. 이 수지의 BET 표면적은 측정 결과 약 210㎡/g이었다.The heterogeneous crosslinking of the chitosan beads was then completed by suspending about 396 g of the wet beads in about 1980 ml of an aqueous 2.5% glutaraldehyde solution for several hours. After crosslinking, the beads were filtered and washed with warm deionized and cold deionized water to remove any excess glutaraldehyde. The beads were then lyophilized to obtain porous glutaraldehyde crosslinked chitosan resin beads. The beads were then ground and sieved to yield about 16 to 70 mesh particles. The BET surface area of this resin was about 210 m 2 / g as a result of the measurement.

실시예 IV:Example IV:

다공성 키토산 수지를 실시예 III의 가열 유도식 상 분리 기술에 따라 제조했다. 본 실시예에서는 키토산 비드의 불균질 가교를 습윤 비드 약 261g을 2.5% 글리옥살 수용액 약 1300ml에 수 시간 동안 현탁시켜 완수했다. 가교 후, 비드를 여과하고, 따뜻한 탈이온수 및 차가운 탈이온수로 세척하여 임의의 과량의 글리옥살을 제거했다. 이후 비드를 동결 건조하여 다공성 글리옥살 가교된 키토산 수지 비드를 수득했다. 그 다음, 비드를 분쇄하고 체질하여 약 16 내지 70메쉬의 입자를 수득했다. 이 가교 수지의 BET 표면적은 측정 결과 약 145㎡/g이었다. Porous chitosan resins were prepared according to the heat induced phase separation technique of Example III. In this example, heterogeneous crosslinking of chitosan beads was accomplished by suspending about 261 g of wet beads in about 1300 ml of an aqueous 2.5% glyoxal solution for several hours. After crosslinking, the beads were filtered and washed with warm deionized and cold deionized water to remove any excess glyoxal. The beads were then lyophilized to obtain porous glyoxal crosslinked chitosan resin beads. The beads were then ground and sieved to yield about 16 to 70 mesh particles. The BET surface area of this crosslinked resin was about 145 m <2> / g as a result of a measurement.

실시예 V:Example V:

다공성 키토산 수지를 실시예 III의 가열 유도식 상 분리 기술에 따라 제조했다. 본 실시예에서는 키토산 비드의 불균질 가교를, 상기 비드를 글루타르알데하이드와 에탄올 용액에 수 시간 동안 현탁시켜 완수했다. 가교 후, 비드를 여과하고 에탄올로 세척하여 임의의 과량의 글루타르알데하이드를 제거했다. 이후 진공 건조하여 다공성의 글루타르알데하이드 가교된 키토산 수지 비드를 수득했다.Porous chitosan resins were prepared according to the heat induced phase separation technique of Example III. In this example, heterogeneous crosslinking of chitosan beads was accomplished by suspending the beads in a glutaraldehyde and ethanol solution for several hours. After crosslinking, the beads were filtered and washed with ethanol to remove any excess glutaraldehyde. Subsequently, it was dried in vacuo to obtain porous glutaraldehyde crosslinked chitosan resin beads.

실시예 VI:Example VI:

다공성 키토산 수지를 실시예 III의 가열 유도식 상 분리 기술에 따라 제조했다. 본 실시예에서는 키토산 비드를 글루타르알데하이드 수용액에 수 시간 동안 현탁시켜 상기 키토산 비드의 불균질 가교를 완수했다. 가교 후, 비드를 여과하고 에탄올로 세척하여 임의의 과량의 글루타르알데하이드를 제거했다. 이후 진공 건조하여 다공성 글루타르알데하이드 가교된 키토산 수지 비드를 수득했다.Porous chitosan resins were prepared according to the heat induced phase separation technique of Example III. In this example, chitosan beads were suspended in an aqueous glutaraldehyde solution for several hours to complete heterogeneous crosslinking of the chitosan beads. After crosslinking, the beads were filtered and washed with ethanol to remove any excess glutaraldehyde. Subsequently, it was dried in vacuo to obtain porous glutaraldehyde crosslinked chitosan resin beads.

이상의 실시예는 본 발명의 여러 양태를 제조하는데 사용된 재료의 양 또는 농도가 구체화되어 있지만, 이외에도 다양한 범위의 물질의 농도 및 양이 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 예를 들어, 가교제 용액은 약 0.1% 내지 약 50% 농도 범위로 사용될 수 있고, 키토산 용액은 약 0.1% 내지 약 20% 농도 범위로 사용될 수 있으며, 아세트산 용액은 약 0.1% 내지 약 10% 범위, 염기 용액은 수산화나트륨 약 1몰 내지 약 5몰 범위로 사용될 수 있다. 또한, 가교 반응의 시간 범위도 약 1시간 내지 최고 약 24시간 범위일 수 있다.While the above examples specify the amount or concentration of the materials used to prepare the various aspects of the invention, various ranges of concentrations and amounts of materials can be used in the practice of the invention. For example, the crosslinker solution may be used in a concentration range of about 0.1% to about 50%, the chitosan solution may be used in a concentration range of about 0.1% to about 20%, the acetic acid solution may range from about 0.1% to about 10%, The base solution may be used in the range of about 1 mole to about 5 moles of sodium hydroxide. In addition, the time range of the crosslinking reaction may also range from about 1 hour up to about 24 hours.

사용예Example

담배는 일반적으로 2 섹션, 즉 때로 담배 봉이라 불리는 담배 함유부 및 필터 팁이라 불리기도 하는 필터부를 함유한다. 중공 필터를 보유한 담배 시료는 표준 제조 기술로 만든 담배에 기존의 필터를 제거한 뒤, 담배 필터 말단에 셀룰로스 아세테이트 섹션을 보유하고 중간 중공을 두고 필터의 입쪽 말단에 셀룰로스 아세테이트 섹션을 보유한 필터 팁으로 교체하여 제조했다. 시료 군으로서, 세몰리나(불활성 충전재), 상 반전 기술로 합성하고 글루타르알데하이드로 가교된 키토산 수지(실시예 I), 가열 유도식 상 분리 기술로 합성하고 글루타르알데하이드로 가교된 키토산 수지(실시예 III), 가열 유도식 상 분리 기술로 합성하고 글리옥살로 가교된 키토산 수지(실시예 IV), 가열 유도식 상 분리 기술로 합성하고 에탄올 중의 글루타르알데하이드로 가교되고, 에탄올로 세척한 뒤 진공 건조한 키토산 수지(실시예 V) 및 가열 유도식 상 분리 기술로 합성하고 글루타르알데하이드 수용액으로 가교한 뒤, 에탄올로 세척하고 진공 건조한 키토산 수지(실시예 VI)의 시료를 필터 팁의 중간 중공에 50mg 시료 적재량으로 사용하여 제조했다. 이 적재량은 비교할 수 있는 결과를 제공하기 위하여 각 시료마다 일정했다. 본 발명의 필터에 적재한 수지 양은 약 10mg 내지 약 200mg 범위일 수 있다. 각 시료는 연기 전달 변수를 최소화하기 위하여 감압 처리했다. Tobacco generally contains two sections, a tobacco containing portion, sometimes called a tobacco rod, and a filter portion, also called a filter tip. Tobacco samples with a hollow filter were removed from a cigarette made with standard manufacturing techniques, and then replaced with a filter tip with a cellulose acetate section at the end of the cigarette filter, with a cellulose acetate section at the mouth end of the filter, with an intermediate hollow. Manufactured. As a group of samples, a chitosan resin synthesized by a semolina (inert filler), a phase inversion technique and crosslinked with glutaraldehyde (Example I), a chitosan resin synthesized by a heat-induced phase separation technique and crosslinked with a glutaraldehyde (execution) Example III), chitosan resin synthesized by a heat induced phase separation technique and crosslinked with glyoxal (Example IV), synthesized by a heat induced phase separation technique, crosslinked with glutaraldehyde in ethanol, washed with ethanol and vacuum 50 mg of a sample of dry chitosan resin (Example V) and a heat-induced phase separation technique, crosslinked with an aqueous solution of glutaraldehyde, washed with ethanol and vacuum dried chitosan resin (Example VI) in the middle hollow of the filter tip It prepared using the sample loading amount. This load was constant for each sample to provide comparable results. The amount of resin loaded into the filter of the present invention may range from about 10 mg to about 200 mg. Each sample was decompressed to minimize smoke delivery parameters.

본 발명에 따른 담배 필터가 담배 연기로부터 바람직하지 않은 성분을 제거하는 능력을 측정하기 위하여 종래 기구와 비교하여 여러 가지 검사를 수행했다. 각 검사에서는 담배가 완전히 연기화된 후 연기 주류(mainstream)로부터 제거되는 바람직하지 않은 성분의 양을 측정했다. 다음 데이터 세트는 각각의 바람직한 양태에서 담배 연기의 휘발성 성분을 여과할 때 달성되는 성능을 대조 재료인 세몰리나와 비교하여 예시한 것이다.Various tests were performed in comparison with conventional instruments to determine the ability of the tobacco filter according to the invention to remove undesirable components from tobacco smoke. Each test measured the amount of undesirable components removed from the smoke mainstream after the cigarette had been fully smoked. The following data set illustrates the performance achieved when filtering the volatile constituents of tobacco smoke in each preferred embodiment compared to the control material semolina.

기체상 및 총 연기 분석에 대한 분석 결과는 다음 표에 정리한 바와 같다. 감소율(%)은 필터 팁에 세몰리나 및 키토산 수지를 함유하는 담배의 총 연기 주류 또는 기체 상에서 측정되는 분석물의 양 사이의 차이(%)를 의미한다.The analysis results for gas phase and total smoke analysis are summarized in the following table. % Reduction refers to the difference in% between the total smoke liquor or the amount of analyte measured in the gas phase of the cigarette containing the semolina and chitosan resin in the filter tip.

상 반전 기술로 제조된 키토산 수지(실시예 I)에 대한 기체상 연기 분석Gas Phase Smoke Analysis of Chitosan Resin (Example I) Prepared by Phase Inversion Technology

분석물 Analytes 감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 I) Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example I) 시안화수소Hydrogen cyanide 4949 아세트알데하이드Acetaldehyde 1010 아세토니트릴Acetonitrile 1111 아크롤레인Acrolein 1515 프로피온알데하이드Propionaldehyde 1111 아세톤Acetone 77 메틸에틸케톤 + 부티르알데하이드Methyl Ethyl Ketone + Butyraldehyde 1616 크로톤알데하이드Crotonaldehyde 1313

상 반전 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 I)에 대한 총 연기 중의 시안화수소 분석Hydrogen Cyanide Analysis in Total Smoke on Chitosan Resin (Example I) Prepared by Phase Inversion Technique

분석물 Analytes 감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 I) Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example I) 시안화수소Hydrogen cyanide 4141

상 반전 기술에 의해 제조된 키토산 수지(Chitosan resin produced by the phase inversion technique ( 실시예Example I)에 대한 총 연기 중의 카르보닐 분석 Carbonyl Analysis in Total Smoke for I)

분석물 Analytes 감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 I) Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example I) 포름알데하이드Formaldehyde 3636 아세트알데하이드Acetaldehyde 1313 아세톤Acetone 55 아크롤레인Acrolein 1111 프로피온알데하이드Propionaldehyde 1616 크로톤알데하이드Crotonaldehyde 99 부티르알데하이드Butyraldehyde 1717

가열 heating 유도식Induction 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지( Chitosan resin prepared by the phase separation technique ( 실시예Example III 및 IV)에 대한 기체상 연기 분석 Gas phase smoke analysis for III and IV)

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 III)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example III) 글리옥살에 의해 가교된 키토산(실시예 IV)Chitosan Crosslinked by Glyoxal (Example IV) 아세트알데하이드Acetaldehyde 1313 3131 아세톤Acetone 2121 3030 아세토니트릴Acetonitrile 1818 2626 아크롤레인Acrolein 2929 3636 아크릴로니트릴Acrylonitrile 2121 2929 크로톤알데하이드Crotonaldehyde 77 4242 시안화수소Hydrogen cyanide 6060 4545 메틸에틸케톤Methyl ethyl ketone 2121 2929 프로피온알데하이드Propionaldehyde 2323 3636 i-부티르알데하이드i-butyraldehyde 2727 3535 n-부티르알데하이드n-butyraldehyde 2727 4040

가열 유도식 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 III 및 IV)에 대한 총 연기 중의 시안화수소 분석Hydrogen Cyanide Analysis in Total Smoke for Chitosan Resin (Examples III and IV) Prepared by Heat-Induced Phase Separation Techniques

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 III)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example III) 글리옥살에 의해 가교된 키토산(실시예 IV)Chitosan Crosslinked by Glyoxal (Example IV) 시안화수소Hydrogen cyanide 5454 2929

가열 heating 유도식Induction 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지( Chitosan resin prepared by the phase separation technique ( 실시예Example III 및 IV)에 대한 총 연기 중의 카르보닐 분석 Carbonyl Analysis in Total Smoke for III and IV)

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 III)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example III) 글리옥살에 의해 가교된 키토산(실시예 IV)Chitosan Crosslinked by Glyoxal (Example IV) 아세트알데하이드Acetaldehyde 1One 22 아세톤Acetone 55 00 아크롤레인Acrolein 1010 33 부티르알데하이드Butyraldehyde 1414 88 크로톤알데하이드Crotonaldehyde 2020 99 포름알데하이드Formaldehyde 5050 4646 프로피온알데하이드Propionaldehyde 1717 1919

가열 유도식 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 III 및 IV)에 대한 총 연기 중의 미량 금속 분석Trace Metal Analysis in Total Smoke on Chitosan Resin (Examples III and IV) Prepared by Heat-Induced Phase Separation Techniques

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 III)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example III) 글리옥살에 의해 가교된 키토산(실시예 IV)Chitosan Crosslinked by Glyoxal (Example IV) 카드뮴cadmium 3232 3838

가열 heating 유도식Induction 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지( Chitosan resin prepared by the phase separation technique ( 실시예Example V)에 대한 기체상 연기 분석 Gas phase smoke analysis for V)

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 V)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example V) 아세트알데하이드Acetaldehyde 99 아세톤Acetone 66 아세토니트릴Acetonitrile 33 아크롤레인Acrolein 1313 크로톤알데하이드Crotonaldehyde 77 시안화수소Hydrogen cyanide 3636 메틸에틸케톤Methyl ethyl ketone 66 프로피온알데하이드Propionaldehyde 1111 i-부티르알데하이드i-butyraldehyde 99 n-부티르알데하이드n-butyraldehyde 1010

가열 유도식 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 V)에 대한 총 연기 중의 시안화수소 분석Hydrogen Cyanide Analysis in Total Smoke for Chitosan Resin (Example V) Prepared by Heat-Induced Phase Separation Technique

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 V)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example V) 시안화수소Hydrogen cyanide 2727

가열 유도식 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 V)에 대한 총 연기 중의 카르보닐 분석Carbonyl Analysis in Total Smoke on Chitosan Resin (Example V) Prepared by Heat-Induced Phase Separation Technique

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산 (실시예 V)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example V) 아세토니트릴Acetonitrile 33 아세트알데하이드Acetaldehyde 2727 아세톤Acetone 2424 아크롤레인Acrolein 3232 부티르알데하이드Butyraldehyde 4141 크로톤알데하이드Crotonaldehyde 3030 포름알데하이드Formaldehyde 5858 프로피온알데하이드Propionaldehyde 3333

가열 유도식 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 V)에 대한 총 연기 중의 미량 금속 분석Trace Metal Analysis in Total Smoke on Chitosan Resin (Example V) Prepared by Heat-Induced Phase Separation Technique

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 V)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example V) 카드뮴cadmium 3838

가열 heating 유도식Induction 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지( Chitosan resin prepared by the phase separation technique ( 실시예Example VI)에 대한 기 VI) 체상Body 연기 분석 Smoke analysis

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 VI) Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example VI) 아세트알데하이드Acetaldehyde 33 아세톤Acetone 44 아크롤레인Acrolein 99 크로톤알데하이드Crotonaldehyde 1111 시안화수소Hydrogen cyanide 3030 메틸에틸케톤Methyl ethyl ketone 1111 프로피온알데하이드Propionaldehyde 66 i-부티르알데하이드i-butyraldehyde 77 n-부티르알데하이드n-butyraldehyde 1111

가열 유도식 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 VI)에 대한 총 연기 중의 시안화수소 분석Hydrogen Cyanide Analysis in Total Smoke for Chitosan Resin (Example VI) Prepared by Heat-Induced Phase Separation Technique

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 VI)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example VI) 시안화수소Hydrogen cyanide 3030

가열 유도식 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 VI)에 대한 총 연기 중의 카르보닐 분석Carbonyl Analysis in Total Smoke on Chitosan Resin (Example VI) Prepared by Heat-Induced Phase Separation Technique

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 VI)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example VI) 아세트알데하이드Acetaldehyde 00 아세톤Acetone 00 아크롤레인Acrolein 00 부타논Butanone 1One 부티르알데하이드Butyraldehyde 1414 크로톤알데하이드Crotonaldehyde 3636 포름알데하이드Formaldehyde 3737 프로피온알데하이드Propionaldehyde 00

가열 유도식 상 분리 기술에 의해 제조된 키토산 수지(실시예 VI)에 대한 총 연기 중의 미량 금속 분석Trace Metal Analysis in Total Smoke on Chitosan Resin (Example VI) Prepared by a Heat-Induced Phase Separation Technique

감소율(%)% Reduction 글루타르알데하이드에 의해 가교된 키토산(실시예 VI)Chitosan Crosslinked by Glutaraldehyde (Example VI) 카드뮴cadmium 2626

이상의 데이터들은 본 발명에 기술된 가교 키토산 수지가 놀랍게도 불활성 세몰리나 대조군에 비해 담배 연기 중의 알데하이드류 및 시안화수소를 제거하는데 선택적임을 보여주었다. 글루타르알데하이드 가교된 키토산 수지는 대조군 시료에 비해 시안화수소의 기체상 전달을 60% 감소시켰다(실시예 III). 별도의 검사에서 가교되지 않은 분쇄 키토산 입자는 기체상 시안화수소 전달에 어떠한 영향도 미치지 않았다. 또한, 글루타르알데하이드 가교된 키토산 수지는 대조군 시료에 비해 총 연기 중의 시안화수소 전달을 54% 감소시키고, 총 연기 주류 중의 포름알데하이드 전달을 50% 감소시켰다(실시예 III).The above data showed that the crosslinked chitosan resins described herein were surprisingly selective in removing aldehydes and hydrogen cyanide in tobacco smoke as compared to inert semolina controls. Glutaraldehyde crosslinked chitosan resins reduced gas phase delivery of hydrogen cyanide by 60% compared to control samples (Example III). In a separate test, the uncrosslinked ground chitosan particles had no effect on gaseous hydrogen cyanide delivery. In addition, glutaraldehyde crosslinked chitosan resins reduced hydrogen cyanide delivery in total smoke by 54% and formaldehyde delivery in total smoke liquor by 50% compared to control samples (Example III).

이상, 본 발명은 바람직한 양태를 참고로 하여 설명되었지만, 당업자라면 분명히 알 수 있는 이의 변형들이 제조가능하다는 것을 잘 알고 있을 것이다. 이러한 변형도 역시 이하 후속되는 청구의 범위에 한정된 바와 같은 본 발명의 범위 및 영역 안에 속하는 것으로 간주되어야 한다. While the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it will be appreciated that variations thereof will be apparent to those skilled in the art. Such modifications should also be considered within the scope and scope of the invention as defined in the following claims.

Claims (34)

글리옥살로 가교시킨 키토산을 갖는 키토산 수지를 포함하는 담배 연기 필터. A tobacco smoke filter comprising chitosan resin having chitosan crosslinked with glyoxal. 제1항에 있어서, 상기 수지가 17메쉬 내지 70메쉬 크기 범위에 속하는 미립자 형태인 것이 특징인 필터. The filter as claimed in claim 1, wherein said resin is in the form of particulates in the range of 17 mesh to 70 mesh size. 제1항에 있어서, 상기 수지가 분쇄 입자를 함유하는 것이 특징인 필터.A filter as claimed in claim 1, wherein said resin contains pulverized particles. 제1항에 있어서, 담배 연기 필터가 10mg 내지 200mg 범위의 상기 수지를 보유하는 것이 특징인 필터.2. The filter of claim 1, wherein the tobacco smoke filter retains the resin in the range of 10 mg to 200 mg. 제1항에 있어서, 상기 수지는 미립자 형태이고 필터 섹션 사이에 배치되며, 필터 섹션은 섬유상, 필라멘트상, 종이, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 재료를 보유하는 것이 특징인 필터.The filter of claim 1, wherein the resin is in particulate form and disposed between the filter sections, the filter sections having a material selected from the group consisting of fibrous, filamentous, paper, and combinations thereof. 제1항에 있어서, 상기 수지가 미립자 형태이고 필터 토우 내에 분산되어 있는 것인 것이 특징인 필터.The filter as claimed in claim 1, wherein said resin is in particulate form and dispersed in filter tow. 글리옥살로 가교된 키토산 수지를 보유하는 흡연 물품 필터를 준비하는 단계, 및 이 필터를 통해 연기를 통과시키는 단계를 포함하는 연기 여과 방법.Preparing a smoking article filter having a chitosan resin crosslinked with glyoxal, and passing smoke through the filter. 글리옥살로 가교시킨 키토산 수지를 베드 중에 보유하는 여과 베드를 준비하는 단계, 및 상기 수지와 반응성인 성분을 함유하는 유체를 상기 여과 베드를 통해 통과시키는 단계를 포함하는 유체 흐름 여과 방법.Preparing a filtration bed containing a glyoxal crosslinked chitosan resin in the bed, and passing a fluid containing components reactive with the resin through the filtration bed. 제8항에 있어서, 상기 여과 베드를 준비하는 단계가 그 베드 중에 상기 키토산 수지를 충전하는 단계를 포함하는 것이 특징인 유체 흐름 여과 방법.10. The method of claim 8, wherein preparing the filter bed comprises filling the chitosan resin in the bed. 제8항에 있어서, 상기 수지가 16메쉬 크기의 미립자 형태인 것이 특징인 유체 흐름 여과 방법.10. The method of claim 8, wherein said resin is in the form of fine particles of 16 mesh size. 제8항에 있어서, 상기 여과 베드를 준비하는 단계가 추가로 그 베드 중에 가교된 키토산 수지를 충전하는 단계를 포함하는 것이 특징인 유체 흐름 여과 방법.9. The method of claim 8, wherein preparing the filtration bed further comprises filling a crosslinked chitosan resin in the bed. 제8항에 있어서, 상기 유체가 담배 연기이고, 상기 성분이 담배 재료의 열분해 산물을 함유하는 것이 특징인 유체 흐름 여과 방법. 9. The method of claim 8, wherein said fluid is tobacco smoke and said component contains a pyrolysis product of tobacco material. 글리옥살로 가교된 키토산 수지가 전반적으로 배치되어 있는 여과 영역을 준비하는 단계, 및 이 여과 영역을 통해 담배 재료의 열분해 산물을 통과시키는 단계를 포함하는, 담배 재료의 열분해 산물을 담배 연기로부터 제거하는 방법.Removing a pyrolysis product of tobacco material from tobacco smoke, the method comprising preparing a filtration zone generally disposed of glyoxal crosslinked chitosan resin, and passing the pyrolysis product of tobacco material through the filtration zone. Way. 0.1% 내지 10% 범위의 아세트산을 포함하는 제1 용액에 키토산을 용해하여 키토산이 0.1% 내지 20% 범위인 제2 용액을 제조하는 단계;Dissolving chitosan in a first solution comprising 0.1% to 10% acetic acid to prepare a second solution having chitosan in a range of 0.1% to 20%; 상기 제2 용액을 여과하는 단계;Filtering the second solution; 상기 제2 용액을, 1몰 내지 5몰 범위의 수산화나트륨을 보유하는 침전조에 적가하여 겔 비드를 형성시키는 단계;Dropping the second solution into a precipitation bath having sodium hydroxide in the range of 1 to 5 moles to form gel beads; 상기 겔 비드를 세척하는 단계;Washing the gel beads; 상기 겔 비드를, 0.1% 내지 50%의 가교 화합물 글리옥살을 보유하는 가교 용액 중에서 1시간 내지 24시간 동안 현탁시켜 가교 비드를 형성시키는 단계;Suspending the gel beads in a crosslinking solution containing 0.1% to 50% of the crosslinking compound glyoxal for 1 to 24 hours to form crosslinked beads; 상기 가교 비드를 세척하는 단계; 및Washing the crosslinked beads; And 상기 가교 비드를 건조하여, 다공성 키토산 가교된 수지 비드를 형성시키는 단계를 포함하는 담배 연기 여과 매체를 제조하는 방법.Drying the crosslinked beads to form porous chitosan crosslinked resin beads. 0.1% 내지 10% 범위의 아세트산을 포함하는 아세트산 용액에 키토산을 용해하여 키토산이 0.1% 내지 20% 범위인 키토산 용액을 제조하는 단계;Dissolving chitosan in an acetic acid solution containing 0.1% to 10% of acetic acid to produce a chitosan solution having a chitosan in a range of 0.1% to 20%; 수산화나트륨, 물 및 메탄올을 보유하는 침전조를 주위 실온 이하로 냉각시키는 단계;Cooling the precipitation bath containing sodium hydroxide, water and methanol to below ambient room temperature; 이 침전조에 상기 키토산 용액을 적가하여 겔 비드를 형성시키는 단계;Adding the chitosan solution dropwise to the precipitation tank to form gel beads; 이러한 겔 비드를 보유하는 침전조를 주위 실온까지 승온시키는 단계;Heating the settling bath containing such gel beads to ambient room temperature; 상기 겔 비드를 세척하는 단계;Washing the gel beads; 상기 겔 비드를, 글리옥살 가교 화합물 0.1% 내지 50%를 보유하는 가교 용액 중에서 1시간 내지 24시간 동안 현탁시켜 가교 비드를 형성시키는 단계;Suspending the gel beads for 1 hour to 24 hours in a crosslinking solution containing 0.1% to 50% of glyoxal crosslinking compound to form crosslinked beads; 상기 가교 비드를 세척하는 단계; 및Washing the crosslinked beads; And 상기 가교 비드를 건조하여 다공성 키토산 가교된 수지 비드를 형성시키는 단계를 포함하는 담배 연기 여과 매체를 제조하는 방법. Drying the crosslinked beads to form porous chitosan crosslinked resin beads. 크기가 16메쉬 내지 70메쉬 범위인, 글리옥살로 가교된 키토산 수지를 10mg 내지 200mg 범위로 함유하는 담배 연기 필터.A tobacco smoke filter comprising glyoxal crosslinked chitosan resin in the range of 10 mg to 200 mg, ranging in size from 16 mesh to 70 mesh. 제16항에 있어서, 상기 필터가 팁 페이퍼에 의해 담배 봉에 부착되어 있는 것이 특징인 담배 연기 필터.17. A tobacco smoke filter according to claim 16, wherein the filter is attached to the tobacco rod by a tip paper. 제16항에 있어서, 상기 수지가 팁 페이퍼(tip paper), 성형 페이퍼 인서트(shaped paper insert), 플러그(plug), 스페이스(space) 및 자유 흐름 슬리브(free-flow sleeve)로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 담배 필터 부분에 혼입되어 있는 것이 특징인 담배 연기 필터.The resin of claim 16 wherein the resin is selected from the group consisting of tip paper, shaped paper inserts, plugs, spaces and free-flow sleeves. A tobacco smoke filter characterized by being incorporated into at least one tobacco filter portion. 제16항에 있어서, 상기 수지가 담배 필터지에 혼입되어 있는 것이 특징인 담배 연기 필터.The tobacco smoke filter according to claim 16, wherein the resin is incorporated in tobacco filter paper. 글리옥살로 이루어졌으며, 키토산에 가교되는 가교 화합물을 보유하는 필터 매체를 준비하는 단계; 및Preparing a filter medium consisting of glyoxal and having a crosslinking compound crosslinked to chitosan; And 기체 혼합물의 기체상 성분을 제거하는 상기 필터 매체를 필터에 혼입시키는 단계를 포함하여, 상기 기체 혼합물의 기체 성분을 제거하는데 유용한 필터 제조방법. A method of making a filter useful for removing a gaseous component of a gaseous mixture, the method comprising incorporating the filter medium that removes the gaseous component of a gaseous mixture into a filter. 제20항에 있어서, 추가로 팁 페이퍼를 이용하여 상기 필터를 담배 봉에 부착시키는 단계를 포함하는 것이 특징인 필터 제조방법.21. The method of claim 20, further comprising attaching the filter to a tobacco rod using a tip paper. 제20항에 있어서, 상기 필터 매체가 팁 페이퍼, 성형 페이퍼 인서트, 플러그, 스페이스 및 자유 흐름 슬리브로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 담배 필터 부분 중에 혼입되는 것이 특징인 필터 제조방법.21. The method of claim 20, wherein said filter media is incorporated in at least one tobacco filter portion selected from the group consisting of tip paper, molded paper insert, plug, space and free flow sleeve. 제20항에 있어서, 상기 가교 화합물이 상기 필터의 중공에 혼입되는 것이 특징인 필터 제조방법.The method of claim 20, wherein the crosslinking compound is incorporated into the hollow of the filter. 기체 혼합물을 필터와 접촉시키면서 통과시키는 것을 포함하는 기체 혼합물의 기체 성분을 제거하는 방법으로서, 상기 필터는 키토산에 가교된 적어도 하나의 반응성 작용기를 포함하는 시약을 보유하여, 이 시약이 상기 기체 혼합물의 기체 성분과 화학적으로 반응하여 기체 성분을 기체 혼합물로부터 제거하게 하며, 상기 작용기는 글리옥살인 것이 특징인 방법.A method of removing gaseous components of a gaseous mixture comprising passing a gaseous mixture in contact with a filter, the filter having a reagent comprising at least one reactive functional group crosslinked to chitosan, such that And chemically reacting with the gas component to remove the gas component from the gas mixture, wherein the functional group is glyoxal. 제24항에 있어서, 추가로 기체 혼합물을 발생시키고, 이 기체 혼합물을 함유하는 기체류가 상기 필터를 통해 통과하게 유도하여, 제거되어야 하는 상기 기체 혼합물의 성분이 상기 시약과 화학적으로 반응하여 상기 기체류로 재도입되지 않도록 하는 단계를 포함하는 것이 특징인 방법.25. The method of claim 24, further comprising generating a gas mixture and causing a gas stream containing the gas mixture to pass through the filter such that the components of the gas mixture to be removed are chemically reacted with the reagents to produce the gas mixture. Preventing reintroduction into the residence. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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US4532945A (en) 1982-09-21 1985-08-06 Philip Morris Incorporated Process for increasing and maintaining the filling power of tobacco
US5993661A (en) 1997-04-14 1999-11-30 The Research Foundation Of State University Of New York Macroporous or microporous filtration membrane, method of preparation and use

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4018678A (en) 1974-08-09 1977-04-19 Peniston Quintin P Method of and apparatus for fluid filtration and the like with the aid of chitosan
US4532945A (en) 1982-09-21 1985-08-06 Philip Morris Incorporated Process for increasing and maintaining the filling power of tobacco
US5993661A (en) 1997-04-14 1999-11-30 The Research Foundation Of State University Of New York Macroporous or microporous filtration membrane, method of preparation and use

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