WO2006011486A1 - シガレット用フィルタおよびそれを備えたシガレット - Google Patents

シガレット用フィルタおよびそれを備えたシガレット Download PDF

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filter
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Takashi Hasegawa
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Japan Tobacco Inc.
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    • 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
    • A24D3/14—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as additive
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • 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
    • A24D3/163—Carbon

Definitions

  • the present invention relates to a cigarette filter and a cigarette including the same, and more particularly to a cigarette filter excellent in nitrogen oxide (NOx) removal efficiency from mainstream smoke and a cigarette including the same.
  • NOx nitrogen oxide
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-119270 describes a tobacco filter in which procyanidins are contained in a filament constituting the filter.
  • an object of the present invention is to provide a cigarette filter capable of efficiently removing nitrogen oxides and a cigarette including the filter, and a cigarette equipped with the filter.
  • a cigarette filter including a cigarette filter material to which 2 ferrule 4, 4, 5, 5-tetramethylimidazoline 3 oxido 1 oxyl is attached.
  • a cigarette provided with the cigarette filter of the present invention.
  • FIG. 1 is a graph showing the NO reduction rate in the mainstream smoke of the cigarette produced in Example 1 described in detail later together with that of the comparative example.
  • FIG. 2 is a graph showing the NO reduction rate in the mainstream smoke of the cigarette produced in Example 2 described in detail later together with that of the comparative example.
  • Figure 3 shows the NO reduction rate in the mainstream smoke of the cigarette produced in Example 3 which will be described in detail later.
  • FIG. 4 is a graph showing the NO reduction rate in the mainstream smoke of the cigarette produced in Example 4 described in detail later together with that of the comparative example.
  • the cigarette filter of the present invention is a cigarette filter material in which 2 felt 4, 4, 5, 5-tetramethylimidazoline 1-oxide 1-oxyl (PTIO) is attached.
  • PTIO 5-tetramethylimidazoline 1-oxide 1-oxyl
  • PTIO which is an active ingredient for removing nitrogen oxides in the cigarette filter of the present invention, is a compound known per se (see, for example, JP-A-9-43153).
  • a porous granular carrier such as cellulose acetate fiber tow, filter paper, activated carbon and the like can be used.
  • cellulose acetate fiber tow When cellulose acetate fiber tow is used as a raw material, it can be attached by spraying PTIO onto the fiber tow. If filter paper is used, PTIO can be impregnated in the filter paper. The filter material thus obtained can be scraped off by a normal method and connected to one end of the cigarette.
  • a porous granular carrier such as activated carbon
  • the obtained PTIO-supported particle is added to a force tow filled with a loose cavity.
  • a plain filter is provided at both ends of the filter paper tube, and the cavity between the plain filters is filled with PTIO-supported particles.
  • PTIO-supported particles are dispersed between the fibers of the acetate filter in the same manner as the cigarette filter of commercial cigarettes.
  • PTIO is preferably 3 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of filter material.
  • PTIO significantly reduces NO and NOx in cigarette mainstream smoke even in wet conditions, which are equivalent to actual smoking conditions.
  • ⁇ (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., CAS: 18390-00-6) 10mg, 30mg, 50mg and lOOmg are completely dissolved in ethanol 2490mg, 2470mg, 2450mg and 2400mg, respectively. 4 wt%, 1.2 wt%, 2 wt% and 4 wt% PTIO ethanol solutions were prepared. To each ethanol solution was added 1 g of coconut shell activated carbon (manufactured by Nihon Enviguchi Chemicals, Inc .; specific surface area: about 1200 m 2 Zg) previously dried in a vacuum at 200 ° C., and stirred for 60 seconds with a test tube mixer.
  • coconut shell activated carbon manufactured by Nihon Enviguchi Chemicals, Inc .; specific surface area: about 1200 m 2 Zg
  • PTIO-impregnated activated charcoal obtained using an ethanol solution with a PTIO concentration of 0.4% by weight is impregnated with PTIO equivalent to 1% of the weight of the activated carbon (PTIO-attached activated carbon 1), with a PTIO concentration of 1.2% by weight of ethanol.
  • the PTIO-impregnated activated carbon obtained using the solution was impregnated with PTIO equivalent to 3% of the weight of the activated carbon (PTIO-attached activated carbon ⁇ ) and obtained using an ethanol solution with a PTIO concentration of 2% by weight.
  • PTIO equivalent to 5% of the activated carbon weight (PTIO-added activated carbon III), and PTIO-added activated carbon obtained using an ethanol solution with a PTIO concentration of 4% by weight is PTIO equivalent to 10% of the activated carbon weight.
  • PTIO-impregnated activated carbon IV was measured.
  • a commercial American blend tobacco rod was used as the tobacco rod.
  • One end of this tobacco rod was fitted with a filter plug filled with PTIO-attached activated carbon obtained above.
  • the filter plug is a 5 mm long plain filter (also cellulose acetate fiber tuka) attached to both ends, and the cavity between the plain filters is filled with PTIO-attached activated carbon particles at 0, 50, 100, and 200 mg. Yes, the ventilating holes were not strong.
  • the obtained cigarette sample was set in a smoker (RM26 manufactured by Borgwaldt) and burned under the following conditions.
  • the NO and NOx concentrations were measured by chemiluminescence.
  • the weights of concentration power NO and NOx obtained were calculated, and the calculated weight values for all puffs and empty puffs were summed to obtain the delivery amount per cigarette.
  • a similar cigarette sample was prepared using activated carbon without PTIO, and the amount of delivery per cigarette was determined in the same manner.
  • FIG. 1 shows the NO reduction rate (%).
  • line a shows the results when using PTI O-loaded activated carbon I
  • line b shows the results when using PTIO-loaded activated carbon II
  • line c shows the results when using PTIO-loaded activated carbon III
  • the line d shows the results when PTIO-impregnated activated carbon IV is used
  • the line e shows the results when PTIO-free activated carbon is used.
  • Fig. 1 show that the filter containing PTIO-impregnated activated carbon particles significantly reduces the amount of NO compared to the activated carbon particles containing PTIO.
  • activated carbon loaded with PTIO 3 to: L0 weight% has a significantly high NO reduction effect.
  • the NOx reduction rate showed the same tendency as the NO reduction rate.
  • Example 2 The PTIO-impregnated activated carbon II prepared in Example 1 was subjected to moisture absorption until equilibrium was reached at a temperature of 22 ° C. and a relative humidity of 60%, to obtain a moisture-absorbing PTIO-added activated carbon III.
  • a cigarette was prepared in the same manner as in Example 1 except that this moisture-absorbing PTIO-impregnated activated carbon III was used, and the NO reduction rate in mainstream smoke was determined. The result is shown in figure 2.
  • line a shows the results when using moisture-absorbing PTIO-impregnated activated carbon III
  • line b shows the results when using activated carbon that has been subjected to moisture absorption except that PTIO is not attached. From the results shown in Fig.
  • Example 1 The cigarette sample produced in Example 1 was burned under the same conditions as in Example 1 except that the smoke absorption capacity was changed to a 35 mLZ puff. A cigarette sample using PTIO-free activated carbon was also burned with a smoke absorption capacity of 35 mLZ puff, and the NO reduction rate in mainstream smoke was calculated. The results are shown in Figure 3.
  • line a shows the results when PTIO-impregnated activated carbon III is used
  • line b shows the results when PTIO-unattached activated carbon is used. From the results shown in Fig. 3, although the NO reduction rate is reduced by increasing the smoke absorption capacity, compared to the case of Example 1, the sample using PTIO-added activated carbon III uses PTIO-free activated carbon. It can be seen that the NO reduction rate is significantly higher than that of the cigarette sample. The NOx reduction rate showed the same trend as the NO reduction rate.
  • Example 4 The same cigarette sample (using hygroscopic PTIO) as in Example 2 was burned under the same conditions as in Example 3, and the NO reduction rate was calculated. The NO reduction rate was also calculated for cigarette samples using activated carbon without PTIO. The results are shown in Fig. 4. In Fig. 4, line a shows the results when PTIO-impregnated activated carbon was used, and line b shows the results when PTIO-unattached activated carbon was used. From the results shown in Fig. 4, although the NO reduction rate is reduced by increasing the smoke absorption capacity, the sample using PTIO-added activated carbon is a cigarette using PTIO-free activated carbon. It can be seen that the NO reduction rate is significantly higher than the sample. Again, the NOx reduction rate showed the same trend as the NO reduction rate.
  • the cigarette filter of the present invention can efficiently remove nitrates from tobacco mainstream smoke.

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Abstract

　シガレット用フィルタは、２－フェニル－４，４，５，５－テトラメチルイミダゾリン－３－オキシド－１－オキシルが添着されたシガレット用フィルタ素材を含む。

Description

明 細 書
シガレット用フィルタおよびそれを備えたシガレット
技術分野
[0001] 本発明は、シガレット用フィルタおよびそれを備えたシガレットに係り、特に、主流煙 中の窒素酸化物 (NOx)除去効率に優れたシガレット用フィルタおよびそれを備えた シガレットに関する。
背景技術
[0002] 現在、シガレットには種々の要求がなされている。その 1つに、シガレットの主流煙 中の NOx量を低減させることがある（特開 2002— 119270号公報)。特開 2002— 1 19270号公報には、フィルタを構成するフィラメントにプロシア-ジン類を含有させた タバコフィルタが記載されて 、る。
[0003] し力しながら、従来のタバコフィルタは、主流煙力も NOxを満足し得る程度には除 去することができな 、ことがわ力つた。
発明の開示
[0004] したがって、本発明は、タバコ主流煙力 効率的に窒素酸ィ匕物を除去し得るシガレ ット用フィルタ、およびこのフィルタを備えたシガレットを提供することを目的とする。
[0005] 本発明によれば、 2 フエ-ルー 4, 4, 5, 5—テトラメチルイミダゾリン 3 ォキシ ドー 1 ォキシルが添着されたシガレット用フィルタ素材を含むシガレット用フィルタが 提供される。
[0006] さらに、本発明によれば、本発明のシガレット用フィルタを備えたシガレットが提供さ れる。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]図 1は、以後詳述する実施例 1で作製したシガレットの主流煙中の NO低減率を 比較例のそれとともに示すグラフ。
[図 2]図 2は、以後詳述する実施例 2で作製したシガレットの主流煙中の NO低減率を 比較例のそれとともに示すグラフ。
[図 3]図 3は、以後詳述する実施例 3で作製したシガレットの主流煙中の NO低減率を 比較例のそれとともに示すグラフ。
[図 4]図 4は、以後詳述する実施例 4で作製したシガレットの主流煙中の NO低減率を 比較例のそれとともに示すグラフ。
発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下、本発明をより詳しく説明する。
[0009] 本発明のシガレット用フィルタは、シガレット用フィルタ素材に 2 フエ-ルー 4, 4, 5 , 5—テトラメチルイミダゾリン一 3 ォキシド 1 ォキシル (PTIO)を添着したもの である。
[0010] 本発明のシガレット用フィルタにおいて窒素酸ィ匕物除去の有効成分である PTIOは 、それ自体既知の化合物である (例えば、特開平 9— 43153号公報参照)。
[0011] 本発明のシガレット用フィルタにおいてフィルタ素材としては、セルロースアセテート 繊維トウ、フィルタ紙、活性炭等の多孔質粒状担体を用いることができる。素材として セルロースアセテート繊維トウを用いる場合には、 PTIOを繊維トウに噴霧することに よって添着させることができる。フィルタ紙を用いる場合には、 PTIOをフィルタ紙に含 浸させることができる。こうして得られたフィルタ素材を通常の手法によりラッパ一で卷 き取って、シガレットの一端に接続することができる。
[0012] フィルタ素材として活性炭等の多孔質粒状担体を用いる場合には、多孔質担体粒 子に PTIOを添着させた後、得られた PTIO担持粒子を 、わゆるキヤビティ充填する 力 トウに添加する。キヤビティ充填についてより具体的には、フィルタ卷取紙管の両 端部にプレーンフィルタを設け、それらプレーンフィルタの間のキヤビティに PTIO担 持粒子を充填する。一方、トウ添カ卩については、巿販シガレットのチヤコールフィルタ と同様の手法で、アセテートフィルタの繊維の間に、 PTIO担持粒子を分散させる。
[0013] PTIOは、フィルタ素材 100重量部あたり、 3〜 10重量部添着させることが好ましぐ
5〜7重量部添着させることが特に好ましい。 PTIOは、実際の喫煙状態に相当する 湿潤状態でもシガレット主流煙中の NOおよび NOxを有意に低減させる。
[0014] 以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はそれら実施例により限定される ものではない。
[0015] 実施例 1 < PTIO添着活性炭の調製 >
ΡΤΙΟ (和光純薬工業 (株）製、 CAS : 18390-00-6) 10mg, 30mg、 50mgおよ び lOOmgを、それぞれ、エタノール 2490mg、 2470mg、 2450mgおよび 2400mg に完全に溶解し、それぞれ、濃度 0. 4重量％、 1. 2重量％、 2重量％ぉよび 4重量 %の PTIOエタノール溶液を調製した。各エタノール溶液に、予め 200°Cで真空加熱 乾燥したヤシ殻活性炭 (日本エンバイ口ケミカルズ社製；比表面積：約 1200m2Zg) 1 gを加え、試験管ミキサーで 60秒間撹拌した。その後、 50°Cの水浴中で、窒素ガスを 噴入しながら溶媒エタノールを除去し、 120°Cで真空加熱乾燥し、 PTIO添着活性炭 を得た。 PTIO濃度 0. 4重量％のエタノール溶液を用いて得られた PTIO添着活性 炭は、活性炭重量の 1%に相当する PTIOが添着され (PTIO添着活性炭 1)、 PTIO 濃度 1. 2重量％のエタノール溶液を用いて得られた PTIO添着活性炭は、活性炭重 量の 3%に相当する PTIOが添着され (PTIO添着活性炭 Π)、 PTIO濃度 2重量％の エタノール溶液を用 ヽて得られた PTIO添着活性炭は、活性炭重量の 5%に相当す る PTIOが添着され (PTIO添着活性炭 III)、 PTIO濃度 4重量％のエタノール溶液を 用いて得られた PTIO添着活性炭は、活性炭重量の 10%に相当する PTIOが添着さ れて 、る（PTIO添着活性炭 IV)ことが測定された。
[0016] くシガレットサンプルの作製 >
タバコロッドとして、市販のアメリカンブレンドタバコロッドを用いた。このタバコロッド の一端に上で得た PTIO添着活性炭をキヤビティ充填してなるフィルタプラグを取り 付けた。フィルタプラグは、両端に 5mm長のプレーンフィルタ（セルロースアセテート 繊維トゥカもなる）を取り付け、それらプレーンフィルタの間のキヤビティに PTIO添着 活性炭粒子を 0mg、 50mg、 100mg、および 200mg最密充填させたものであり、ベ ンチレーシヨン孔は設けな力つた。
[0017] <NOおよび NOx量の測定 >
得られたシガレットサンプルを喫煙器（Borgwaldt社製 RM26)にセットし、下記条件 で燃焼させた。
[0018] 吸煙容量 17. 5mLZパフ
パフ時間 2秒 Zパフ パフ間隔 58秒
パフ回数 7回
7回のパフ（吸煙)および空パフ (燃焼終了後 1回)それぞれについて、ケンブリッジ フィルターを通過した煙を 20倍に希釈（予め 17. 5mL X 19 = 332. 5mLの窒素ガ スを注入したアルミバッグに捕集）し、化学発光法により NOおよび NOxの濃度を測 定した。得られた濃度力 NOおよび NOxの重量を算出し、全パフと空パフにおける 算出重量値を合計してシガレット 1本当りのデリバリー量とした。比較として、 PTIOを 添着しなカゝつた活性炭を用いて同様のシガレットサンプルを作製し、同様にしてシガ レット 1本当りのデリバリー量を求めた。 NOおよび NOxの低減率は、フィルタを接続 しない両切シガレットについて同様に求めた 1本当りの NOおよび NOxデリバリー量 を基準として算出した。 NOの低減率（％)を図 1に示す。図 1において、線 aは、 PTI O添着活性炭 Iを用いた場合の結果を、線 bは、 PTIO添着活性炭 IIを用いた場合の 結果を、線 cは、 PTIO添着活性炭 IIIを用いた場合の結果を、線 dは、 PTIO添着活 性炭 IVを用いた場合の結果を、そして線 eは、 PTIO無添着活性炭を用いた場合の 結果を示す。
[0019] 図 1に示す結果カゝら PTIO添着活性炭粒子を含むフィルタは、 PTIOを含まな ヽ活 性炭粒子に比べて NO量を有意に減少させることがわかる。特に、 PTIOを 3〜： L0重 量％担持した活性炭は、 NOの低減効果が有意に高い。なお、 NOxの低減率も上記 NOの低減率と同様の傾向を示した。
[0020] 実施例 2
実施例 1で調製した PTIO添着活性炭 IIを、温度 22°C、相対湿度 60%の下で平衡 に達するまで吸湿処理し、吸湿 PTIO添着活性炭 IIIを得た。この吸湿 PTIO添着活 性炭 IIIを用いた以外は、実施例 1と同様にシガレットを作製し、主流煙中の NO低減 率を求めた。結果を図 2に示す。図 2において、線 aは、吸湿 PTIO添着活性炭 IIIを 用いた場合の結果を、線 bは、 PTIOを添着しな力つた以外は同様に吸湿処理した 活性炭を用いた場合の結果を示す。図 2に示す結果から、吸湿処理を行うと、 NO低 減率が乾燥 PTIO添着活性炭 IIIの場合 (実施例 1)よりもやや低下するが、活性炭単 独よりも NO量を有意に減少させ、実際の喫煙 (フィルタベンチレーシヨン 50%相当） を想定した場合でも、 PTIOは NO量を減少させる効果を十分に奏するものであること がわかる。なお、ここでも、 NOxの低減率は上記 NOの低減率と同様の傾向を示した
[0021] 実施例 3
実施例 1で作製したシガレットサンプルを、吸煙容量を 35mLZパフとした以外は 実施例 1と同様の条件下で燃焼させた。 PTIO無添着の活性炭を用 ヽたシガレットサ ンプルについても吸煙容量 35mLZパフで燃焼させ、主流煙中の NO低減率を算出 した。結果を図 3に示す。図 3において、線 aは、 PTIO添着活性炭 IIIを用いた場合 の結果を、線 bは、 PTIO無添着活性炭を用いた場合の結果を示す。図 3に示す結 果から、吸煙容量を増すことにより、実施例 1の場合と比較して、 NO低減率は低下 するものの、 PTIO添着活性炭 IIIを用いたサンプルは、 PTIO無添着の活性炭を用 いたシガレットサンプルよりも有意に高い NO低減率を示すことがわかる。なお、 NOx 低減率も NO低減率と同様の傾向を示した。
[0022] 実施例 4
実施例 2と同様のシガレットサンプル（吸湿 PTIOを使用）を実施例 3の条件と同じ 条件で燃焼させ、 NO低減率を算出した。 PTIO無添着の活性炭を用いたシガレット サンプルについても NO低減率を算出した。結果を図 4に示す。図 4において、線 aは 、 PTIO添着活性炭を用いた場合の結果を、線 bは、 PTIO無添着活性炭を用いた場 合の結果を示す。図 4に示す結果から、吸煙容量を増すことにより、実施例 2の場合 と比較して、 NO低減率は低下するものの、 PTIO添着活性炭を用いたサンプルは、 PTIO無添着の活性炭を用いたシガレットサンプルよりも有意に高 、NO低減率を示 すことがわかる。なお、ここでも、 NOx低減率は NO低減率と同様の傾向を示した。
[0023] 以上述べたように、本発明のシガレット用フィルタは、タバコ主流煙から効率的に窒 素酸ィ匕物を除去し得る。

Claims

請求の範囲
[1] 2 フエ-ル一 4, 4, 5, 5—テトラメチルイミダゾリン一 3—ォキシド一 1—ォキシル が添着されたシガレット用フィルタ素材を含むシガレット用フィルタ。
[2] 前記フィルタ素材が活性炭粒子力 なることを特徴とする請求項 1に記載のシガレ ット用フィルタ。
[3] 2 フエ-ルー 4, 4, 5, 5—テトラメチルイミダゾリン 3 ォキシドー 1ーォキシル 力 フィルタ素材 100重量部につき、 3〜： LO重量部の割合で添着されている請求項 1 に記載のシガレット用フィルタ。
[4] 請求項 1に記載のシガレット用フィルタを備えたシガレット。
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