JP3806259B2

JP3806259B2 - シガレット用フィルター

Info

Publication number: JP3806259B2
Application number: JP01459499A
Authority: JP
Inventors: 真由美小川
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP2000210069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シガレット喫煙時にたばこ主流煙を濾過するためのシガレット用フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シガレット用フィルターとして、主流煙中の一酸化炭素の濃度を減少させるために、内部に一酸化炭素酸化触媒を配置し、さらに触媒の上流側に空気通気孔を穿設したフィルターが知られている（例えば、特開昭５６−１５６８３号公報等）。
【０００３】
しかしながら、一酸化炭素酸化触媒を単にたばこフィルターに添加すると、酸化反応熱により吸煙時の主流煙温度が上昇し、香喫味が悪化し、また、この温度上昇を抑えるために触媒の上流側に空気通気孔を設けても吸煙時の酸化触媒表面を通過する主流煙の速度が速いため、たばこ主流煙から一酸化炭素を満足し得る程度には除去ことができないことがわかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、シガレットを喫煙したときの主流煙からより効率的に一酸化炭素を除去し、かつ吸煙時の主流煙の温度上昇を抑制し得るシガレット用フィルターを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決しようとして、従来の一酸化炭素酸化触媒等種々の一酸化炭素除去触媒をたばこのフィルターに単に添加してシガレットを作製し、その主流煙を分析したところ、一酸化炭素の除去効率は最大でも２５％程度であり、満足し得るものではなかった。その原因について、鋭意検討したところ、一酸化炭素除去触媒の表面を通過するたばこ主流煙の速度が速すぎて触媒効果が十分に発揮されないこと、さらには一酸化炭素との吸着・反応熱により、吸入煙の温度が上昇する結果、たばこの香喫味に悪影響を与えることがわかった。
【０００６】
これを解決するために、本発明では、一酸化炭素酸化除去触媒の下流側に設けた下流側フィルター部の領域に複数の空気通気孔を設けることにより、触媒を通過する主流煙の流速を低下させ十分に触媒効果を発揮させ、かつ吸煙時の主流煙の温度上昇を抑制することにした。また、触媒効果をより高めるためには、触媒の上流側にさらにフィルター部（上流側フィルター部）を設けることによって、一酸化炭素の吸着を阻害するタールを減少させることが好ましい。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、一酸化炭素除去剤を含む一酸化炭素除去部と、該一酸化炭素除去部の下流側に配置された下流側フィルター部を備え、該下流側フィルター部の領域に複数の空気通気孔を穿設したことを特徴とするシガレット用フィルターが提供される。
【０００８】
本発明において、下流側フィルター部の領域に設けられた通気孔によって一酸化炭素除去部を通過するたばこ煙の速度が標準喫煙条件下で１０ｍＬ／秒以下とされることが好ましい。
【０００９】
また、本発明のシガレット用フィルターは、一酸化炭素除去部の上流側に配置された上流側フィルター部をさらに有することが好ましい。
【００１０】
本発明に使用される一酸化炭素除去剤は、パラジウム塩と銅塩からなるレドックス型主触媒成分およびバナジウム化合物とリン化合物の両者もしくはバナジウム化合物のいずれかからなる助触媒成分を多孔質担持体に担持させてなる一酸化炭素酸化触媒を包含することが特に好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、たばこ部に接続されてフィルター付シガレットを提供するための本発明のシガレット用フィルターをシガレットの状態で示す概略断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明のシガレット用フィルター１０は、一酸化炭素除去部１１を有し、その下流側（すなわち、吸煙時の主流煙の流れ方向において下流側。以下、同じ。）に下流側フィルター部１２を有する。図１には、本発明の好ましい態様として、フィルター１０は、一酸化炭素除去部１１の上流側（すなわち、吸煙時の主流煙の流れ方向において上流側。以下、同じ。）にもフィルター部１３を有するものとして示されているが、この上流側フィルター部１３は、省略することができる。
【００１３】
一酸化炭素除去部１１は、通常のフィルター付シガレットのフィルタープラグに用いられるフィルター材料に一酸化炭素除去触媒を含有させて構成することができる。フィルター材料としては、例えばセルロースアセテート繊維のトウを使用することができる。
【００１４】
一酸化炭素除去部１１に含有される一酸化炭素除去触媒は、通常の活性炭分散フィルターにおける活性炭のように、一酸化炭素除去部のフィルター材料に分散させることができる。この一酸化炭素除去部に含有される一酸化炭素除去触媒としては、例えば、一酸化炭素を酸化して除去する一酸化炭素酸化触媒を使用することができる。例えば、特公昭６３−３３４１９号公報には、パラジウムまたはパラジウム化合物と活性二酸化マンガンからなる一酸化炭素酸化触媒の製造方法が記載され、特公平２−２６５３９号公報には、パラジウムとマンガンを含む一酸化炭素酸化触媒の別の製造方法が記載され、これらの一酸化炭素酸化触媒のいずれをも本発明で使用することができる。しかしながら、一酸化炭素除去触媒としては、パラジウムと銅からなるレドックス触媒成分と、バナジウム化合物およびリン化合物の両者またはバナジウム化合物からなる助触媒成分を多孔質担体に担持させたものを用いることがもっとも好ましい。このような触媒は、特公平４−６６６１２号公報や特公昭６３−２２１８５号公報に開示されている。また、一酸化炭素除去剤として、ヘモグロビン等の吸収剤やゼオライト等の吸着剤も知られており、これらも本発明において使用することができる。
【００１５】
本発明において、上記一酸化炭素除去剤層の下流側に位置する下流側フィルター部１２は、これを通過した主流煙中のタールを所望のタール値に設定し得るものであればどのようなフィルター材料によっても形成することができる。いうまでもなく、この下流側フィルター部の構成材料によっては一酸化炭素量は影響をほとんど受けない。下流側フィルター部１２は、例えばセルロースアセテート繊維のトウで形成することができる。そのようなセルロースアセテート繊維は、例えば、１．５〜１３デニールの繊度を有し得る。
【００１６】
本発明において、一酸化炭素除去触媒の効果をより一層高めるために、一酸化炭素除去部１１の上流側に好ましく配設される上流側フィルター部１３は、繊度の小さい繊維のトウで形成することが好ましい。例えば、上流側フィルター部１３は、繊度が２．２デニール以下のセルロールアセテート繊維のトウで形成することが望ましい。このような上流側フィルター部１３は、いわゆるプレーンフィルターであっても、活性炭を分散させたもののいずれであってもよい。
【００１７】
以上説明した一酸化炭素除去部１１、下流側フィルター部１２および上流側フィルター部１３は、必要に応じてそれぞれ個別巻取り紙（図示せず）により個別に巻装された状態で、成形紙１４により一体に巻回されている。こうして形成されるフィルター１９は、たばこ刻み等のたばこ材料２１を巻紙２２で巻装してなるたばこ部２０にチップペーパー３０により取り付けられている。
【００１８】
図１のフィルター付シガレットにおいて、チップペーパー３０には、下流側フィルター部１２に対応する領域に複数の通気孔（ベンチレーション孔）３１がフィルターの周方向に穿設されている。このように、ベンチレーション孔３１を下流側フィルター部１２に対応する領域に設けることによって、一酸化炭素除去部１１を通過するたばこ煙の速度が低下する。たばこ煙の通過速度が遅くなると、反応、吸着、吸収のすべてに対する時間が長くなるので、一酸化炭素除去効率が高くなるのである。なお、ベンチレーション孔３１は、一酸化炭素除去部１１を通過するたばこ煙の速度が標準喫煙条件下で１０ｍＬ／秒以下とされるように設けることが特に好ましい。
【００１９】
本発明のフィルターは、図２に示すようなシガレットホルダーの形態で適用することもできる。このシガレットホルダーの形態にあるフィルター４０は、通常の円筒状シガレットホルダー本体４１の内部に、図１に示すものと同様の一酸化炭素除去部１１、下流側フィルター部１２および上流側フィルター部１３が配設され、下流側フィルター部１２に対応する領域のシガレットホルダー本体４１の壁内に複数のベンチレーション孔３１が穿設されている。シガレットホルダー本体４１は、吸口部４２に一体的に連設されている。このフィルターも、図１に示すフィルターと同様の効果を奏する。
【００２０】
【実施例】
実施例１
本発明の効果を確認するために、図３に示すように、疑似フィルターモデルを作製した。このフィルターモデルは、円管５０内に、一酸化炭素除去触媒層５１を配設し、その下流側に下流側セルロースアセテートフィルター５２を、上流側に上流側セルロースアセテートフィルター５３を配設したものである。
【００２１】
このフィルターモデルに、モデルガスとして窒素ガスと一酸化炭素ガス（５％）の混合ガスを上流側フィルター部側から、流速１７．５ｍＬ／秒、８．８ｍＬ／秒または４．４ｍＬ／秒で１パフにつき２秒間流し、下流側フィルター部５２を通過したガス中の一酸化炭素ガス濃度を測定して一酸化除去率を求めた。用いた触媒は、粒状の一酸化炭素酸化触媒であって、パラジウムと銅からなるレドックス触媒成分と、バナジウム化合物からなる助触媒成分を多孔質アルミナ担体に担持させた触媒（Ｐｄ−Ｃｕ−Ｖ／Ａｌ₂Ｏ₃：Ｐｄ：０．５重量％、Ｃｕ：２．２重量％、Ｖ：０．２５重量％）であった。なお、上記流速１７．５ｍＬ／秒は、下流側フィルター部からのベンチレーション率０％に、流速８．８ｍＬ／秒は、ベンチレーション率５０％に、流速４．４ｍＬ／秒は、ベンチレーション率７５％に相当する。
【００２２】
結果を図４に示す。なお、図４中、曲線ａは、流速１７．５ｍＬ／秒（下流側フィルター部からのベンチレーション率０％に相当）の場合を、曲線ｂは、流速８．８ｍＬ／秒（下流側フィルター部からのベンチレーション率５０％に相当）の場合を、曲線ｃは、流速４．４ｍＬ／秒（下流側フィルター部からのベンチレーション率７５％に相当）の場合を示す。
【００２３】
図４に示す結果からわかるように、一酸化炭素酸化触媒表面を通過する一酸化炭素含有ガスの流速を下げると、一酸化炭素除去率が向上することが確認された。
【００２４】
実施例２
＜その１＞
日本たばこ産業株式会社で販売しているマイルドセブンエクストラライトのたばこ部に、図１に示す構造のフィルターをチップペーパーにより取り付けた。上流側フィルター部（１．９Ｙ／４４０００セルロースアセテート繊維）１３のたばこ軸方向長さは５ｍｍ、一酸化炭素除去部１１（実施例１で用いた粒状触媒２７０ｍｇ）の同長さは１０ｍｍ、下流側フィルター部（１．９Ｙ／４４０００（１．９Ｙと略記）または４Ｙ／４４０００（４Ｙと略記）セルロースアセテート繊維）１２の同長さは２０ｍｍであり、表１に示すように３種類の試料を作製した。いずれの場合にも、ベンチレーション孔は、設けていない。なお、一酸化炭素除去部１１を設けないとタール量が増加するので、一酸化炭素除去部１１を設けた試料（試料１−▲２▼、試料１−▲３▼）のタール量とほぼ一致させるために試料１−▲１▼についてはタール濾過効率の比較的高い１．９Ｙを使用している（以下の例でも同じ）
各試料について、標準喫煙条件下で吸煙し、一酸化炭素除去率を測定した。結果を表１に併記する。表１には、ベンチレーション率、タール量、パフ回数等についてのデータも記載されている。
【００２５】
表１に示す結果から、一酸化炭素除去触媒がないよりもある方が、また触媒がある場合でも上流側にもフィルターを設置したほうが、一酸化炭素除去率が向上することがわかる。
【００２６】
＜その２＞
その１と同様の部材を用い、表２に示す使用のシガレット試料を作製した。この場合、試料２−▲１▼（対照）および試料２−▲３▼（本発明）には、下流側フィルター部にベンチレーション孔を一酸化炭素除去部１１から下流方向に５ｍｍ離間した位置に２列穿設した。また、試料２−▲２▼には、上流側フィルター部にベンチレーション孔を穿設した。これら試料について、その１と同様の測定を行った。結果を表２に示す。
【００２７】
表２に示す結果から、ベンチレーション率がほぼ同じ場合には、本発明におけるように下流側フィルター部にベンチレーション孔を設けることが一酸化炭素除去効率に優れることがわかる。
【００２８】
＜その３＞
ベンチレーション率を変えた以外は、その２と同様のシガレット試料を作製した。これら試料について、その１と同様の測定を行った。結果を表３に示す。
【００２９】
表３に示す結果から、その２の場合と同様、ベンチレーション率がほぼ同じ場合には、本発明におけるように下流側フィルター部にベンチレーション孔を設けることが一酸化炭素除去効率に優れることがわかる。また、表２と表３を比較すると、ベンチレーション率を高くすること（表３の場合）によりタールおよび一酸化炭素の絶対量を低減できることもわかる。
【００３０】
また、下流側フィルター部の領域にベンチレーション孔を穿設したシガレットは、ベンチレーション率が５０％を越えた領域で、従来のシガレット用フィルターでは達成し得ない、たばこ主流煙中の一酸化炭素除去率ほぼ４０％以上を達成することができた。
【００３１】
また、同じ仕様のシガレットであって、ベンチレーション率を５７％に設定したシガレットと、ベンチレーション率０％のシガレットについて、吸口端から３ｍｍの位置におけるシガレット気相温度をパフ回数の関数として測定した結果を表４に示す。この結果からわかるように、ベンチレーション率を高めると、口内に吸入されるたばこ煙の温度上昇が抑制し得、その結果、香喫味も向上した。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【表２】

【００３４】
【表３】

【００３５】
【表４】

【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のシガレット用フィルターによれば、その下流側フィルター部の領域に穿設された通気孔（ベンチレーション孔）により一酸化炭素除去部を通過する煙の流速が下がり、その結果、口内に吸引されるたばこ煙中の一酸化炭素の除去率が向上するとともに、その煙温度が低下することにより香喫味も良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１態様に係るシガレット用フィルターを示す概略断面図。
【図２】本発明の別の態様に係るシガレット用フィルターを示す概略断面図。
【図３】本発明の実施例１で用いたモデルフィルターの概略図。
【図４】本発明の実施例２で得た結果を示すグラフ図。
【符号の説明】
１０，４０…シガレット用フィルター
１１…一酸化炭素除去部
１２…下流側フィルター部
１３…上流側フィルター部
１４…成形紙
２０…たばこ部
２１…たばこ材料
２２…巻紙
３０…チップペーパー
３１…空気通気孔（ベンチレーション孔）
４１…ホルダー本体
４２…吸口部

Claims

一酸化炭素除去剤を含む一酸化炭素除去部と、該一酸化炭素除去部の下流側に配置された下流側フィルター部を備え、該下流側フィルター部の領域に複数の空気通気孔を穿設したことを特徴とするシガレット用フィルター。
下流側フィルター部の領域に穿設された通気孔によって一酸化炭素除去部を通過するたばこ煙の速度が標準喫煙条件下で１０ｍＬ／秒以下とされることを特徴とする請求項１記載のシガレット用フィルター。
一酸化炭素除去部の上流側に配置された上流側フィルター部をさらに有する請求項１または２記載のシガレット用フィルター。
一酸化炭素除去剤が、パラジウム塩と銅塩からなるレドックス型主触媒成分およびバナジウム化合物とリン化合物の両者もしくはバナジウム化合物のいずれかからなる助触媒成分を多孔質担持体に担持させてなる一酸化炭素酸化触媒を包含する請求項１ないし３のいずれか１項記載のシガレット用フィルター。