KR20080057217A - 독소 및 환경 오염물질의 포획 - Google Patents

독소 및 환경 오염물질의 포획 Download PDF

Info

Publication number
KR20080057217A
KR20080057217A KR1020087001093A KR20087001093A KR20080057217A KR 20080057217 A KR20080057217 A KR 20080057217A KR 1020087001093 A KR1020087001093 A KR 1020087001093A KR 20087001093 A KR20087001093 A KR 20087001093A KR 20080057217 A KR20080057217 A KR 20080057217A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bentonite
filter material
filter
gas
modified
Prior art date
Application number
KR1020087001093A
Other languages
English (en)
Inventor
폴 제임스 번
Original Assignee
에스녹스 테크놀로지스 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2005903078A external-priority patent/AU2005903078A0/en
Application filed by 에스녹스 테크놀로지스 리미티드 filed Critical 에스녹스 테크놀로지스 리미티드
Publication of KR20080057217A publication Critical patent/KR20080057217A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/16—Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/16—Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials
    • A24D3/166—Silicic acid or silicates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/01—Deodorant compositions
    • A61L9/014—Deodorant compositions containing sorbent material, e.g. activated carbon
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B19/00—Cartridges with absorbing substances for respiratory apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B7/00—Respiratory apparatus
    • A62B7/10—Respiratory apparatus with filter elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38—Removing components of undefined structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/11—Clays

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

가스와 벤토나이트가 접촉되도록 배열된 지지체 내에 배치된 벤토나이트를 포함하는, 가스로부터 독소 및/또는 환경 오염물질의 제거를 위한 필터 재료.
벤토나이트, 담배, 흡연, 독소, 연기

Description

독소 및 환경 오염물질의 포획{CAPTURE OF TOXINS AND ENVIRONMENTAL CONTAMINANTS}
본 발명은 특히 연소하는 동안 생산되거나 휘발되는 잠재적으로 독성인 화학 물질 및 환경 오염물질의 제거에 관한 것이다. 본 발명은 특히 공장 배기, 자동차 배출 가스 등뿐만 아니라 담배의 연소를 통해 발생하는 연기를 포함하는 어떠한 재료의 연소로부터 발생하는 연기에 적용할 수 있다. 편의를 위하여 본 발명은 주로 담배, 시가 또는 토바코(tobacco) 파이프 또는 다른 흡연 도구와 함께 또는 일부로서 흡연시 사용을 위한 필터 재료와 관련하여 설명될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 재료는 방 또는 건물로부터 휘발성 유기 오염물질의 제거를 위한 공기조화 시스템 등과 함께, 테러에 맞서 독소를 여과하기 위한 가스 마스크의 구성부분으로서, 불 근처에서의 사용 및/또는 지속적인 공기 오염물질이 있는 도시에서 굴뚝 또는 어떠한 다른 산업적 공정 내의 필터로서, 독성 배기를 감소시키기 위한 자동차 배출 시스템의 일부로서, 그리고 다른 이러한 적용에 사용될 수 있는 것이 예상된다. 나아가, 공기 샘플링 장치로의 편입, 분석용 휘발성 물질의 포획, 및 독소 및/또는 환경 오염물질의 제거와 직접 관련되지 않은 다른 적용도 예상된다.
국제암연구소(International Agency for Research on Cancer, IARC)에 의해 보고된 바와 같이, 담배 연기에서 발견된 각 44개의 화학 작용제는 "그룹 I 발암물질"로 분류된다. 보고된 아홉 개의 주요 화학 작용제는 금속 및 유기 화합물 모두를 포함한다(베릴륨, 카드뮴, 비소, 니켈, 크롬, 2-나프틸아민, 비닐 클로라이드, 4-아미노비페닐, 및 벤젠). 주류 연기 내 이들의 농도는 담배의 종류에 따라 다양하다(Smith 등, 1997). 구멍이 있거나 없는 1950년대 필터 담배의 도입, 고도의 다공성 종이의 사용이 담배 연기로부터의 발암물질 흡입을 중대하게 감소시키는 것으로 나타났다. 그러나, 많은 이러한 통상의 담배 필터는 일부 화학 작용제를 보유하지 않는다(Deliconstantinos 등, 19994).
따라서, 흡연하는 동안 발생하는 잠재적으로 독성인 화학물질, 특히 담배 연기로부터 유래되는 발암물질을 제거하기 위해 보다 유용한 필터가 필요하다.
본 발명의 일 견지에 의하면 가스와 벤토나이트가 접촉하도록 배열된 지지체 내에 배치된 벤토나이트를 포함하는 가스로부터 독소 및/또는 환경 오염물질의 제거를 위한 필터 재료이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면 가스를 벤토나이트와 접촉하는 단계를 포함하는 가스의 독소 및/또는 환경 오염물질 제거 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 견지에 의하면 가스로부터 독소 및/또는 유기 오염물질을 제거하기 위한 벤토나이트의 용도가 제공된다.
상기 벤토나이트는 별도의 지지체와 함께 필터 재료를 구성하거나, 또는 필터 재료의 일부를 형성한다. 상기 필터 재료는 담배에서 일반적으로 사용되는 섬유질의 셀룰로스 아세테이트 필터와 같은 통상적인 필터재료일 수 있지만, 가스 스트림의 통과를 위한 필터로서 도관(conduit) 또는 채널에 걸쳐 처리된 투과성 막과 같은 다른 중합체 매트릭스 또는 재료의 일부를 형성할 수도 있다.
벤토나이트를 필터 재료에 캡슐화(encapsulate)하기 위한 어떠한 수단도 사용될 수 있다. 잠재적 독성 화학물질을 담배 연기로부터 여과하기 위해 벤토나이트가 사용되는 경우, 예를 들어 상기 벤토나이트는 중합체 매트릭스 내에 분쇄된 과립 및/또는 분말 형태로 배치되거나 또는 이러한 매트릭스 내에 별개의 영역을 형성할 수 있다. 특히, 담배 연기의 경우, 상기 매트릭스는 종이 또는 다른 비활성 지지체로 캡슐화될 수 있으며, 당해 기술분야의 숙련자에게 알려진 바와 같이 다공성이거나 연기에 대해 불투과성일 수 있다. 택일적으로, 종이 내에 캡슐화된 별개의 벤토나이트의 영역일 수 있다. 하나 혹은 여러 영역이 존재할 수 있으며, 이들은 일반적인 필터 영역 또는 벤토나이트가 일반적인 필터 내에 배치된 영역으로 교체될 수 있다.
일 구현으로 담배, 시가 또는 토바코 파이프 흡연 시 발생하는 담배 연기가 흡입 전에 벤토나이트를 통해 여과되도록 배치된 벤토나이트를 포함하는 담배(cigarette), 시가, 또는 토바코(tobacco) 파이프에서 사용하기 위한 담배 연기 필터가 제공된다
본 구현은 또한 벤토나이트를 포함하는 담배 연기 필터를 가지며, 상기 담배 연기 필터는 담배, 시가 또는 토바코 파이프 흡연시 발생한 담배 연기가 흡입 전에 벤토나이트를 통해 여과되도록 배열된 토바코(tobacco) 파이프, 담배 또는 시가를 제공한다.
담배, 시가 또는 토바코 파이프가 채용하는 일반적인 형태는 당해 기술분야의 숙련자에게 잘 알려져 있다. 담배 내의 필터 및 토바코(tobacco)의 통상적인 배치로는 흡연자의 입으로부터 먼 말단에 토바코-함유 부분을 둘러싸는 종이를 가지며 그에 인접하여 흡연자의 입에 가깝게 필터를 가진다. 이러한 일반적인 배치뿐만 아니라, 흡연 과정에서 벤토나이트가 담배 연기를 여과하는 역할을 하는 어떠한 다른 배치도 본 발명에서 채용될 수 있는 것으로 생각된다. 본 발명에 따른 필터는 토바코 파이프 내에 삽입될 수 있다. 벤토나이트는 또한 필요한 경우 토바코에, 예를 들어 시가에서 흡연자의 입에서 가까운 말단 부분에 도입될 수 있다.
택일적인 구현으로 벤토나이트가 배치되어 공간에서 순환하는 또는 이를 통과하여 공간으로 재순환하는 가스 스트림을 포함하는, 공간에 분산되는 가스로부터 독소 및/또는 환경 오염물질을 여과하기 위한 필터 시스템이 제공된다.
특히, 본 발명의 구현은 공기 조절 장치 또는 덕트(duct) 등에 배치된 여과 시스템을 예상하며, 이로써 담배 연기 및 공기가 조절되는 지역 내에서 발생 된 다른 연기에 함유된 잠재적 독성 화학물질이 상기 공기 조절 시스템을 통해 재순환됨에 따라 상기 해당 지역의 공기로부터 점진적으로 여과된다. 따라서, 많은 흡연자가 있는 환경에서도 공기 중의 잠재적 독성 화학물질의 수준이 감소 될 수 있다. 따라서, 존재하는 비흡연자에 의해 흡입되는 잠재적 독성 화학물질의 양이 감소할 수 있다. 이와 동일하게, 상기 가스 덩어리는 분석용 공기 샘플링 장치에 의해 포획될 수 있다.
다른 구현으로 연소실에서 생산된 가스가 배출됨에 따라 벤토나이트와 접촉하도록 벤토나이트를 배치하는 단계를 포함하는, 연소실에서 발생된 연기로부터 독소를 여과하기 위한 여과 시스템이 제공된다.
본 발명의 한 형태로 상기 벤토나이트는 굴뚝을 통해 배출되는 연기와 접촉할 수 있다. 택일적으로, 본 발명은 자동차 배기장치 또는 가스 마스크의 일부를 형성할 수 있다.
전형적으로 상기 벤토나이트는 HEPA 필터(아크릴레이트-캡핑된(capped) 폴리옥시에틸렌 중합체)와 같은 여과 시스템 또는 이러한 시스템을 위한 다른 일반적인 필터에 편입될 수 있다. 택일적으로, 상기 가스 스트림은 적절한 용기에 배치되거나 또는 지지체에 의해 고정된 큰 부피의 벤토나이트를 통과할 수 있다.
상기 본 발명의 벤토나이트는 바람직하게는 칼슘 벤토나이트이다.
상기 벤토나이트는 화학적 또는 물리학적 처리에 의해 변형(modify)되거나 또는 변형되지 않을 수 있다. 주로 스멕타이트한 점토(smectitic clay)인 변형되지 않은 벤토나이트는 음의(negative) 표면을 갖는다. 본 발명에는 변형된 및 변형되지 않은 벤토나이트의 조합이 사용될 수 있다. 상기 벤토나이트 입자의 표면은 하나 또는 그 이상의 표면 활성제의 도입에 의해 변형될 수 있다. 벤토나이트는 예를 들어 하나 혹은 그 이상의 계면활성제, 특히 양이온 계면활성제에 의해 변형되어 소수성이 감소될 수 있다. 전형적으로 세틸트리메틸 브로마이드(CTAB) 또는 세틸트리메틸 암모늄 토실레이트(TTAB)와 같은 일반식 (CH3)3NR+의 4차 암모늄 계면활성제가 이러한 목적을 위해 벤토나이트를 변형하는데 사용될 수 있다.
먼저 도 7에 의하면, 본 발명의 구현에 따른 담배(10)가 나타난다. 상기 담배(10)는 토바코(tobacco) 부분(11)을 포함하고 필터 종이가 토바코 및 일반적인 첨가재료를 둘러싸며, 또한 필터 재료(12)를 둘러싼다. 이 경우에 상기 필터 재료(12)는 그 안에 배치된 벤토나이트 입자를 함유한다. 상기 벤토나이트 입자의 배치는 널리 균일할 수 있으며, 또한 필터 재료(12) 부분에 집중될 수 있다. 상기 벤토나이트는 전형적으로 칼슘 벤토나이트이다. 상기 벤토나이트는 변형되지 않을 수 있거나, 또는 물리적 처리 또는 CTAB 또는 TTAB와 같은 유기 화학물질로의 화학적 처리에 의해 변형될 수 있다. 다른 표면 활성제(surface active agent) 또는 계면활성제(surfactant), 특히 양이온 계면활성제가 벤토나이트의 변형에 사용될 수 있다. 상기 벤토나이트는 지지체(13) 내에 배치되어 가스 덩어리와 상기 벤토나이트 사이의 접촉이 가능하도록 할 수 있다. 상기 지지체(13)은 일반적일 수 있고, 또는 그 내부에 배치된 벤토나이트 입자와의 융화성을 확보하기 위해 처리될 수 있다. 상기 필터 재료(12)는 일반적인 첨가재료를 함유할 수 있고 벤토나이트 입자의 첨가를 제외하고는 일반적인 방법으로 제조된다.
일 구현에서 상기 칼슘 벤토나이트 입자는 필터 재료(12) 내의 구역에 배열될 수 있다. 상기 필터 재료(12)는 벤토나이트 구역으로 분리된 별개의 구조를 포함하거나 또는 하나의 구조 내에 배치된 벤토나이트 입자 구역을 포함할 수 있다. 전자의 경우, 상기 분리된 구조는 어떠한 편리한 수단에 의해 위치가 보존될 수 있고, 상기 벤토나이트 입자는 자유롭거나 또는 매트릭스 내에 배치될 수 있으며, 상기 매트릭스가 상기 벤토나이트가 잠재적 독성 화학 재료를 담배 연기로부터 흡수하는 능력에 대해 중대하게 불리한 효과를 갖지 않는 것을 조건으로 한다.
도 8, 9, 10, 및 11에 대해 살펴보면, 본 발명의 다른 구현이 가스 마스크(110), 자동차 배기 장치(210), 공기 조절 장치(310) 및 배기 스택(exhaust stack)(410)의 형태로 나타난다. 각각은 지지체 (113), (213), (313) 및 (413)에 각각 배치된 벤토나이트를 갖는 필터 재료 (112), (212), (312), 및 (412)를 각각 포함한다.
상기 필터 재료 (112), (212), (312), 및 (412)는 필터 재료 (12)와 유사하며, 지지체 (113),(213), (313) 및 (413)은 지지체 (13)과 관련하여 유사하다.
본 발명은 하기의 실시예를 통해 보다 자세히 설명된다.
본 발명의 구현을 도면과 관련하여 예시적으로 설명한다:
도 1은 공시험(blank) 벤토나이트 필터(즉, 담배 연기가 필터를 통과하지 않음)(A)와 비교할 때 1 담배의 흡연 후 벤토나이트(B) 및 변형된 벤토나이트(C 및 D) 필터의 변색의 차이를 나타내며;
도 2는 담배 연기가 통과하지 않은 헥산 용리된 흡착제(벤토나이트 클레 이(clay))의 GC/MS 크로마토그램을 나타내며(도 1A);
도 3은 담배 연기가 통과한 헥산 용리된 상업적 필터의 GC/MS 크로마토그램을 나타내며;
도 3a-d는 상업적으로 입수 가능한 필터의 (a)톨루엔, (b)4-시클로펜텐-1,3-디온, (c)페놀 및 (d)니코틴에 대한 샘플 MS 스펙트럼 단편화 패턴(MS spectral fragmentation pattern)(상단의 스펙트럼)을 스펙트럼 참고 라이브러리(spectral reference library)(하단의 스펙트럼)와 비교하며;
도 4는 담배 연기가 통과하지 않은 헥산 용리된 변형되지 않은 벤토나이트 필터의 GC/MS 크로마토그램을 나타내며;
도 4a-f는 변형되지 않은 벤토나이트 필터의 (a)에틸벤젠, (b)p-자일렌, (c)벤젠, (d)o-크레졸, (e)나프틸렌 및 (f)니코틴에 대한 샘플 MS 스펙트럼 단편화 패턴(MS spectral fragmentation pattern)(상단의 스펙트럼)을 스펙트럼 참고 라이브러리(spectral reference library)(하단의 스펙트럼)와 비교하며;
도 5는 CTAB로 변형되고 담배 연기가 통과한, 헥산 용리된 벤토나이트 필터의 GC/MS 크로마토그램을 나타내며;
도 6는 TTAB로 변형되고 담배 연기가 통과한, 헥산 용리된 벤토나이트 필터의 GC/MS 크로마토그램을 나타내며;
도 7은 벤토나이트 처리된 필터 재료를 포함하는 본 발명의 구현에 따른 담배의 부분 절단도(cut-away view)이며;
도 8은 벤토나이트 처리된 필터 재료를 포함하는 본 발명의 구현에 따른 가 스 마스크의 정면이며;
도 9는 벤토나이트 처리된 필터 재료를 포함하는 본 발명의 구현에 따른 자동차 배기 장치의 투시도이며;
도 10은 벤토나이트 처리된 필터 재료를 포함하는 본 발명의 구현에 따른 공기 조절 장치의 투시도이며;
도 11은 벤토나이트 처리된 필터 재료를 포함하는 본 발명의 구현에 따른 배기굴뚝(exhaust stack)의 투시도이며;
실시예 1- 연기 보유(retention)
실험의 개시 배치(batch)에서 연기는 다양한 벤토나이트 흡착제를 통과하며 상기 벤토나이트 층에 보유된 유기 화합물은 헥산으로 추출되어 GC/MS을 이용하여 평가된다. 이러한 예비 결과는 공시험과 관련하여 주목할만한 화합물 보유를 의미하는 벤토나이트 필터의 상이한 변색을 나타내며 상기 색과 보유의 정도 역시 상기 흡착제와 함께 변한다(도 1).
실시예 2- 금속 이온 농도(ICP-MS)
상기 시험에서 1 또는 3 담배의 연기가 일렬로 연결된 두 개의 10% HNO3(20ml) 용액에 수집되었다. 이러한 용액은 후에 조합되고, 물로 희석되고(×2) ICP-MS에 의해 분석된다. 상기 결과가 표 1에 나타나며 이러한 수집 기술을 이용하 는 경우 도 1A에 나타난 유리 튜브에 담겨진 0.15g의 흡착제(크기, 75 sieve)를 포함하는 벤토나이트 필터의 사용이 계속하여 담배 연기로부터 포획된 목표 금속의 양을 증가시키는 것을 명백히 암시한다. 이는 벤토나이트가 담배 연기로부터 금속을 추출할 수 있다는 것을 나타낸다.
표 1- ICP-AES에 의해 결정된 담배 연기 내 선발된 금속 농도. 10% HNO3(40ml)에 수집된 연기.
Figure 112008003074512-PCT00001
실시예 3-금속 이온 농도(ICP-AES)
본 실시예에서 상기 1, 2, 또는 4 담배의 연기가 10% HNO3(10ml)에 수집되었으며, 상기 담배는 일반적인 필터 또는 벤토나이트 필터(0.1g) 등의 필터가 결여되어 있다. 상기 산 용액의 금속 내용물은 Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy(ICP-AES)에 의해 결정되었다. 그러나, 이러한 기술을 사용하여 처음 제안된 네 개의 금속(As, Cd, Cr 및 Pb)에서 Pb만이 정량화할 수 있는 수준으로 지속적으로 관찰되었다(표 2).
표 2-ICP-AES에 의해 결정된 담배 연기 내 선발된 금속 농도. 10% HNO3(10ml)에 수집된 연기.
Figure 112008003074512-PCT00002
상기에 나열되지 않은 목표 금속의 정량화할 수 있는 한계는 As(<0.047 mg L-1); Cd(<0.014 mg L-1) 및 Cr(<0.011mg L-1)이다.
이러한 결과는 Cu에 대해서는 금속 보유에 대한 필터 타입의 중대한 영향이 없는 것을 나타낸다. 반면 일반적인 필터와 비교할 때 Zn에 대해 상기 벤토나이트 필터가 실질적으로 중대한 양의 Zn을 함유하였다.
실시예 4-유기 화합물을 보유한 필터의 검증
담배를 Philip Morris Ltd.로부터 상업적으로 입수하였고(Peter Jackson(extra mild)), 상기 일반적인 필터가 제거되었다. 벤토나이트 필터가 사용되는 경우 도 1A에 나타난 바와 같이 유리 튜브에 싸인 0.15g의 흡착제(크기, 75 sieve)를 포함한다. 하나의 담배로부터 나오는 연기는 진공 펌프를 사용하여 각각의 새로운 필터를 통과한다(유량은 25 ml/min에 근접). 연기가 상기 튜브를 통과한 후, 상기 흡착제는 헥산(1.5ml)으로 용리되어 보유된 유기 화합물을 흡착제로부터 추출한다. 상기 추출된 헥산 용액은 여과되고 화합물의 확인을 위해 GC/MS 시스템에 직접적으로 주입되며, 이는 5973 MSSD와 연결된 Agilent 6870 GC 시스템이다.
ㆍGC/MS에서 사용된 전형적인 조건:
DB-5; 30m × 0.53mm, I.D. 0.5 μm; He:1.2 ml/min
오븐: 3분간 35℃, 4 ℃/분으로 50℃까지, 5 ℃/분으로 200℃까지.
총 실행: 19분.
인젝터: 비분할(splitless), 250, 1μL.
디텍터: MJS, 300℃ 이송라인(transfer line), m/z 50-500에서 풀 스 캔(full scan).
ㆍ"비흡연" 벤토나이트 점토의 크로마토그램은 헥산으로의 추출 후 낮은 양(<15,000)의 몇몇 화합물만을 나타낸다(도 2).
ㆍ하기에서, 상기 용어 "흡연된(smoked)"은 담배 연기가 필터를 관통하는 것 을 나타내며 상기 용어 "비흡연된(unsmoked)"은 이러한 단계가 결여된 것 을 나타낸다.
ㆍ먼저 상기 상업적으로 입수된 필터가 "흡연된" 이후에 추출된다. 상기 크 로마토그램은 몇몇 유기 화합물의 보유를 나타낸다(도 3).
ㆍ상기 상업적 필터에 보유된 주요 화합물은 니코틴, 톨루엔, 페놀, 에타논, 리모넨, 푸르푸롤(furfurol), 4-시클로펜텐-1,3-디온, 2-시클로펜텐-1-온, 2-퓨란카복스알데히드, 2,3-디메틸시클로펜-2엔-1-온, 페놀-2-메톡시, 트 리아세틴 및 네오피타디엔을 포함한다.
ㆍ상기 유기 화합물의 검증은 추출된 샘플과 스펙트럼 라이브러리(spectral library)에서 입수가능한 MSS 단편화 패턴의 비교에 기초한다(도 3a-d에 나타난 바와 같이).
ㆍ상기 변형되지 않은 벤토나이트(도 1b) 또한 "흡연(smoked)"되고 헥산으로 추출된다.
ㆍ상업적 필터에 보유된 몇몇 유기 화합물과 비교하여 높은 농도의(많은 양) 200개 이상의 유기 화합물이 흡연된 변형되지 않은 벤토나이트 필터로부터 추출되었다(도 4).
ㆍ상기 주요 유기 화합물은 톨루엔, 에틸벤젠, p-자일렌, L-류신, 벤젠, 2,4-헥사디엔, 에타논, 2-퓨란카복스알데히드,페놀, 리모넨, 0-크레졸, 페 놀-2-메톡시, p-에틸페놀, 1-H-인돌, 나프탈렌, 니코틴, 벤젠메탄올, 솔라 논, 파르네실 아세톤 B, 메가스티그마트리에논, 네오피트라디엔, 트리아세 틴, 니코티린, 네오피타디엔을 포함한다.
ㆍCTAB로 변형된 벤토나이트(도 1C) 또한 "흡연"되고 헥산으로 추출되었다.
ㆍ자연의(변형되지 않은) 벤토나이트 필터에서 관찰된 바와 같이 담배 연기 가 통과한 후 CTAB 변형된 필터 또한 200 개 이상의 유기 화합물을 높은 농도(많은 양)로 보유하였다(도 5).
ㆍTTAB로 변형된 벤토나이트(도 1C) 또한 담배 연기가 상기 필터를 통과한 후 190 개 이상의 유기 화합물을 높은 농도(많은 양)로 보유하였고 헥산으 로 추출되었다(도 6).
ㆍ이러한 실시예는 벤토나이트 필터가 일반적인 필터(도4)보다 매우 많은 양 의 유기 화합물을 보유할 수 있다는 것을 명백하게 실증한다(도 4,5 및 6).
ㆍ본 연구에서 시험된 상기 세 개의 상이한 흡착제에 보유된 주요 유기 화합 물의 물리학적 특성이 표 3에 요약되었다.
ㆍ일반적으로 유기 벤토나이트 (Organobentonite)(변형됨) 필터에 검출된 어 떠한 주어진 유기 화합물의 양은 자연 벤토나이트(변형되지 않음) 필터에 서 검출된 양보다 작았다. 이는 변형에 의한 벤토나이트 표면의 변화 및
변형된 벤토나이트 표면과 유기 화합물의 강한 상호작용이 결합된 화합물의 추출을 어렵게 만드는 것으로부터 기인할 수 있다.
표 3. 담배 연기를 필터3에 통과시킨 후 변형된 그리고 변형되지 않은 벤토나이트 필터로부터 추출된 일반적인 유기 화합물의 보유 시간 및 양.
Figure 112008003074512-PCT00003
본 발명의 하기 청구항 및 상술한 상세한 설명에서, 언어의 표현 또는 필요한 의미에 의해 문맥상 필요한 경우를 제외하고, 상기 단어 "포함("comprise" 또는 이들의 변형인 "comprises" 또는 "comprising")"은 포괄적인 의미로 사용되었으며, 즉 언급된 특징의 존재를 상술하기 위한 것으로 본 발명의 다양한 구현에서 다른 특징의 존재 또는 추가를 배제하기 위한 것은 아니다.
공지 기술의 간행물이 본 명세서에서 언급된 경우라도 이러한 참고문헌은 이러한 어떠한 문헌이 오스트레일리아 또는 다른 어떠한 나라의 당해 기술 분야의 상식의 일부를 형성하는 것으로 승인을 인정하는 것이 아님이 명백하게 이해될 것이다.
참고문헌
하기 문헌의 내용은 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다:
D. Hoffman, I. Hoffman, J. Toxi & Environ. Health, 1997, 50, 307-364.
C. J. Smith, S. D. Livingston, D. J. Doolittle, Food and Chem. 쌔탸, 1997, 35, 1107-1130.
G. Deliconstantinos, V. Villiotou, J. C. Stavrides, Anticancer Res., 1994, 2717.
R. D. Safaev, D. G. Zaridze, D. Hoffman, K. Brunnemann, Y. Liu. Eksperimentalnaia Onkologia, 1995, 17, 71.
R. Naseem, S. S. Tahir, Wat. Res., 2001, 3982.
S. A. Boyd, M. M. Mortland, C. T. Chiou, Soil Sci. Am. J. 1998.
Y. H. Shen, Chemospher, 2001, 989.
M. C. Irene, X. Y. Yang, Environ. Sci. Technol., 2001, 35, 620.
L. H. Zhu, B. L. Chen, Environ. Sci. Technol., 2000, 34, 2997.
J. J. Deitsch, J. A. Smith, M. B. Arnold, J. Bolus, Environ. Sci. Technol., 1998, 32, 3169.

Claims (17)

  1. 가스와 벤토나이트가 접촉되도록 배열된 지지체 내에 배치된 벤토나이트를 포함하는, 가스로부터 독소 및/또는 환경 오염물질의 제거를 위한 필터 재료.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 벤토나이트는 분쇄된 형태, 과립상 및/또는 분말의 형태인 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 벤토나이트는 칼슘 벤토나이트인 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 벤토나이트의 적어도 일부가 화학적 또는 물리학적 처리에 의해 변형된 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 벤토나이트는 변형된 및 변형되지 않은 벤토나이트의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 벤토나이트 입자의 적어도 일부의 표면이 표면 활성제(surface active agent)의 도입에 의해 변형된 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벤토나이트의 적어도 일부가 소수성의 감소를 위한 하나 혹은 그 이상의 계면활성제의 도입에 의해 변형된 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 계면활성제는 양이온 계면활성제인 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 계면활성제는 일반식 (CH3)3NR+의 4차 암모늄 계면활성제인 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 계면활성제는 세틸트리메틸 브로마이드(CTAB) 및/또는 세틸트리메틸 암모늄 토실레이트(TTAB)인 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체는 중합체 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 재료.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에서 청구된 필터 재료를 포함하는 담배, 토바코(tobacco) 파이프 또는 시가.
  13. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에서 청구된 필터 재료를 포함하는 가스 마스크.
  14. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에서 청구된 필터 재료를 포함하는 공기 조절 장치(unit).
  15. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에서 청구된 필터 재료를 포함하는 자동차 배기 장치.
  16. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에서 청구된 필터 재료를 포함하는 배기 스택(exhaust stack).
  17. 가스를 벤토나이트와 접촉하는 단계를 포함하는, 가스로부터 독소 및/또는 환경 오염물질을 제거하는 방법.
KR1020087001093A 2005-06-14 2006-06-14 독소 및 환경 오염물질의 포획 KR20080057217A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2005903078A AU2005903078A0 (en) 2005-06-14 Capture of toxins and environmental contaminants
AU2005903078 2005-06-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080057217A true KR20080057217A (ko) 2008-06-24

Family

ID=37531870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087001093A KR20080057217A (ko) 2005-06-14 2006-06-14 독소 및 환경 오염물질의 포획

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100058925A1 (ko)
EP (1) EP1907099A4 (ko)
JP (1) JP2008543537A (ko)
KR (1) KR20080057217A (ko)
CN (1) CN101321574A (ko)
WO (1) WO2006133491A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101415656B1 (ko) * 2012-11-29 2014-07-08 사단법인 분자설계연구소 폐수 중의 음이온을 흡착제거하는 흡착제 및 이의 제조방법
KR101420500B1 (ko) * 2012-07-31 2014-07-17 김지현 음이온 발생 물질 혼합체를 이용한 담배 연기의 독성의 저감법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104998479A (zh) * 2015-08-11 2015-10-28 无锡桥阳机械制造有限公司 组合式过滤器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2820265C2 (de) * 1978-05-10 1982-02-25 Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2000 Hamburg Semipermeable asymmetrische Membranen für die Meerwasserentsalzung
US6352278B1 (en) * 1992-04-13 2002-03-05 Glenn S. Solberg Tow bar assembly
JP3977514B2 (ja) * 1998-05-26 2007-09-19 高砂熱学工業株式会社 空気浄化フィルタ及びその製造方法及び高度清浄装置
SK12032001A3 (sk) * 1999-02-26 2002-01-07 H. F. & Ph. F. Reemtsma Gmbh Výrobok na fajčenie
JP2001127526A (ja) * 1999-10-25 2001-05-11 Hitachi Cable Ltd シート状アンテナコイルの製造方法
DE10032687A1 (de) * 2000-07-05 2002-01-17 Ufl Umweltanalytik Und Forschu Spezialanstrich für Innenräume, um ihre typischen Schadstoffe zu absorbieren
CA2330782A1 (en) * 2001-01-05 2002-07-05 Rupesh N. Pandey An effective filtering device for removing hazardous chemicals in tobacco smoke
DE10124880A1 (de) * 2001-05-22 2002-11-28 Ufl Umweltanalytik Und Forschu Zigarette mit verdoppelter aktiver Rauchzeit und einem stark reduzierten und schadstoffarmen Nebenstrom- und Umgebungsrauch
GB2396315A (en) * 2002-12-19 2004-06-23 Pro Power Technologies Ltd Fuel cleaning for gas fired engines
DE102004030302A1 (de) * 2004-06-23 2006-01-12 Adam Opel Ag Abgassystem zur Verbesserung der Wirksamkeit der NOx-Reduktion in Kraftfahrzeugen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101420500B1 (ko) * 2012-07-31 2014-07-17 김지현 음이온 발생 물질 혼합체를 이용한 담배 연기의 독성의 저감법
KR101415656B1 (ko) * 2012-11-29 2014-07-08 사단법인 분자설계연구소 폐수 중의 음이온을 흡착제거하는 흡착제 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20100058925A1 (en) 2010-03-11
EP1907099A1 (en) 2008-04-09
CN101321574A (zh) 2008-12-10
EP1907099A4 (en) 2009-09-23
JP2008543537A (ja) 2008-12-04
WO2006133491A1 (en) 2006-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3966856B2 (ja) タバコ主流煙からｐ−ベンゾセミキノンを減少させる活性炭フィルタ
CN105533802A (zh) 烟气过滤装置和烟草制品
US20080236602A1 (en) Method of making a smoking composition
EP0405404A1 (en) Chromium-free impregnated activated carbon for adsorption of toxic gases and/or vapors
EP2276359A2 (en) Method for neutralization, adsorption, and absorption of hazardous or otherwise undesired compounds in a tobacco product
KR20080057217A (ko) 독소 및 환경 오염물질의 포획
CN110568090A (zh) 一种卷烟主流烟气中酸性香味成分的收集方法和检测方法
Kiani et al. Impregnation on activated carbon for removal of chemical warfare agents (CWAs) and radioactive content
Kim et al. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in smoking cessation aids by using high-performance liquid chromatography
JP4931931B2 (ja) ククルビツリルを添加されたタバコおよびその製造方法
US20160136563A1 (en) Superadsorbent material system for improved filtration applications
US6273095B1 (en) Cigarette filter which removes carcinogens and toxic chemicals
Schramm et al. Active and passive smoking–New insights on the molecular composition of different cigarette smoke aerosols by LDI–FTICRMS
AU2006257768A1 (en) Capture of toxins and environmental contaminants
JPH0638727A (ja) タバコ用フィルター
HK1052440A1 (zh) 從煙草和煙草演中去除親核毒素的方法、媒劑和裝置
Basher et al. Adsorption isotherm of separation of nicotine in tobacco products by low cost adsorbents
JP5800460B2 (ja) メタ珪酸アルミン酸マグネシウムを含有するたばこフィルタ
Pritsos et al. The impact of commonly used air filters in eliminating the exposure to secondhand smoke constituents
WO2005020723A1 (en) Tobacco smoke filter
JP2008125498A (ja) タバコ葉の製造方法
Karbon et al. Evaluation of the level of some heavy metals in tobacco of domestic and imported cigarette brands used in Iraq
Pramesti et al. Effectiveness of Waste Shrimp Shell as Chitosan Polymer Medium (CPM) Mask In Reducing Cigarette Smoke
CN110907235A (zh) 一种卷烟主流烟气中酚类香味成分的收集方法和检测方法
KR100322201B1 (ko) 숯분말을 함유한 담배

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid