(57)【要約】  タバコ主流煙中の一酸化炭素低減触媒は、体積基準で粒子としてその９０％以上が１〜１００μｍの範囲内の粒径を有し、各粒子は、有機酸の遷移金属塩の加熱により生成された遷移金属酸化物を含む。この触媒は、有機酸の遷移金属塩の粒子を加熱することにより製造することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積基準で粒子としてその９０％以上が１〜１００μｍの範囲内の粒径を有し、各粒子は、有機酸の遷移金属塩の加熱により生成された遷移金属酸化物を含む、喫煙物品用一酸化炭素低減触媒。
【請求項２】
前記遷移金属が、Ｔｉ，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕから成る群から選択される少なくとも１種の金属である請求項１に記載の一酸化炭素低減触媒。
【請求項３】
前記有機酸がフマル酸またはクエン酸である請求項１に記載の一酸化炭素低減触媒。
【請求項４】
１０ｍ2／ｇ〜２００ｍ2／ｇのＢＥＴ比表面積を有する請求項１に記載の一酸化炭素低減触媒。
【請求項５】
２〜２０ｎｍの平均孔径を有する細孔を含む請求項１に記載の一酸化炭素低減触媒。
【請求項６】
有機酸の遷移金属塩の粒子を加熱することを含む、タバコ主流煙中の一酸化炭素低減触媒の製造方法。
【請求項７】
前記加熱を、２００〜７００℃の温度で行う請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記加熱を、ＣＯ2、Ｎ2、Ｈ2ＯまたはＣＯガス雰囲気下のいずれか、またはこれらのガスのいずれか２種以上を混合した混合ガス雰囲気下で行なう請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記遷移金属が、Ｔｉ，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕから成る群から選択される少なくとも１種の金属であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機酸がフマル酸またはクエン酸であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、喫煙物品用一酸化炭素低減触媒およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シガレット主流煙中に存在する一酸化炭素を除去するために、刻み、巻紙、フィルタに貴金属触媒、遷移金属酸化物触媒を添加することが提案されている。これらの触媒は一酸化炭素を酸化し、二酸化炭素に転化する反応を促進する。例えば特許文献１には、一酸化炭素を二酸化炭素に変換させるため、高表面積担体粒子上にナノスケールの金属粒子またはナノスケールの金属酸化物粒子を担持させ、これらをタバコ刻み等に添加することが記載されている。特許文献２には、カットタバコ充填材に一酸化炭素低減剤としてナノ粒子の形態にある部分還元添加剤を加えることが記載されている。特許文献３には、タバコカット充填材等に、一酸化炭素を二酸化炭素に変換させるための酸化剤として、たとえば鉄酸化物のナノ粒子を物理的に堆積させることが記載されている。上記のようにこれらの３つの特許文献には、ナノ粒子の金属酸化物を使用することが記載されている。しかしながら、ナノ粒子は喫煙物品に適用するに当たりハンドリングが容易ではなく、喫煙物品の製造工程が複雑になるという問題がある。また、特許文献１はナノ触媒を担体に担持させており、担体を使用するため製造コストが高くなる傾向がある。特許文献４には、喫煙物品に用いられる炭素質熱源を製造する際に、一酸化炭素を無害の物質に変換するための金属酸化物触媒に変換される金属酸化物プリカーサーを含むゾルで炭素質熱源材料を処理することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特表２００７−５２７６９８号公報
【特許文献２】日本国特表２００５−５２２２０６号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０２６３１６３号明細書
【特許文献４】日本国特開平７−１４５３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ナノスケールの触媒を用いると、高温下でナノ粒子が凝集を起こし、一酸化炭素の酸化能力が著しく低下することが本発明者等により確認された。【０００５】
従って、本発明は、タバコ主流煙中の一酸化炭素の量を低減させることができ、ハンドリングも容易であり、さらに高温下でも一酸化炭素の酸化能力が低下しない喫煙物品用一酸化炭素低減触媒、および複雑な工程を要しない一酸化炭素低減触媒の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によれば、体積基準で粒子としてその９０％以上が１〜１００μｍの範囲内の粒径を有し、各粒子は、有機酸の遷移金属塩の加熱により生成された遷移金属酸化物を含む、喫煙物品用一酸化炭素低減触媒が提供される。【０００７】
また、本発明の第２の側面によれば、有機酸の遷移金属塩の粒子を加熱することを含む、喫煙物品用一酸化炭素低減触媒の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一酸化炭素低減触媒の粒子はナノ粒子ではなく、シガレット等の喫煙物品を製造する上でのハンドリングに優れる。本発明の一酸化炭素低減触媒は、高温下でも凝集することなく、一酸化炭素の酸化能力を保つ。また、本発明の一酸化炭素低減触媒は一般的な触媒に必要である担体が不要である。さらに、本発明の製造方法は複雑な工程を要しない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、触媒の一酸化炭素低減能を分析するために用いた装置の概略構成図である。
【図２】図２は、クエン酸鉄由来の酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）触媒により処理されたモデルガス中の一酸化炭素濃度の経時変化を示すグラフである。
【図３】図３は、フマル酸鉄由来の酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）触媒により処理されたモデルガス中の一酸化炭素濃度の経時変化を示すグラフである。
【図４】図４は、Ｆｅ3Ｏ4ナノパウダー触媒により処理されたモデルガス中の一酸化炭素濃度の経時変化を示すグラフである。
【図５】図５は、クエン酸鉄、クエン酸鉄から調製された触媒（Ｆｅ3Ｏ4）および触媒性能評価後の該触媒の細孔分布を示すグラフである。
【図６】図６は、フマル酸鉄およびフマル酸鉄から調製された触媒（Ｆｅ3Ｏ4）の触媒性能評価後の細孔分布を示すグラフである。
【図７】図７は、Ｆｅ3Ｏ4ナノパウダー触媒および触媒性能評価後の該触媒の細孔分布を示すグラフである。
【図８】図８は、触媒前駆体から触媒を調製するときのガス雰囲気が、生成する触媒の一酸化炭素除去率に与える影響を示すグラフである。
【図９】図９は、フマル酸鉄由来の酸化鉄触媒（Ｆｅ3Ｏ4）の粒径分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の種々の態様を詳しく説明する。
【００１１】
本発明の一酸化炭素低減触媒は、粒子状であり、体積基準でその粒子の９０％以上が１〜１００μｍの範囲内の粒径を有する。各粒子は、有機酸の遷移金属塩の加熱により生成した遷移金属酸化物を含む。
【００１２】
本発明の触媒は体積基準でその９０％以上が１〜１００μｍの範囲内の粒径を有するため、本発明の触媒は、従来のナノ粒子からなる触媒と異なる。体積基準で１０％以上の粒子が１μｍ未満の粒子径を有する場合は、粒子が小さすぎて、凝集を起こしたり、ハンドリングが困難となる傾向がある。体積基準で１０％以上の粒子の粒径が１００μｍを超えると、喫煙物品作製時に充填材料や巻紙に触媒を添加する際に、触媒を高分散させることができず不利になる。触媒粒子の粒径分布は、例えば、ＨＯＲＩＢＡ社製  ＬＡ−９１０  レーザー解析／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
【００１３】
本発明の一酸化炭素低減触媒は、１０ｍ2／ｇ〜２００ｍ2／ｇのＢＥＴ比表面積を有することが好ましい。ＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ未満であると、一酸化炭素低減能が落ちる傾向にあり好ましくない。ＢＥＴ比表面積が２００ｍ2／ｇを超えると、製造工程が複雑になる可能性が高い。ここで、ＢＥＴ比表面積は、比表面積／細孔分布測定装置ＡＳＡＰ２０１０（株式会社島津製作所製）を用い、窒素吸着法により多点法測定により求めることができる。
【００１４】
さらに、本発明の一酸化炭素低減触媒は、２〜２０ｎｍの範囲内の平均孔径を有するナノ細孔を有することが好ましい。平均細孔径が２ｎｍ未満であると、触媒表面上でのシフト反応（ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋Ｈ2）に必要な水分子が細孔中に入りにくくなるため、一酸化炭素低減能が低下する場合がある。他方、平均細孔径が２０ｎｍを超えると、一酸化炭素と触媒との接触効率が低下する場合がある。ここで、細孔分布は水銀圧入法を用いて測定することができる。測定には、例えば、全自動細孔分布測定装置（ＰｏｒｅＭａｓｔｅｒ６０−ＧＴ（Quanta Chrome Co.製））を使用することができる。
【００１５】
本発明の一酸化炭素低減触媒は、有機酸の遷移金属塩の粒子を加熱することにより生成した遷移金属酸化物を含む。
【００１６】
遷移金属としては、Ｔｉ，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｅ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕから成る群から選択される少なくとも１種の金属であることが好ましい。中でも鉄が特に好ましい。ここで、遷移金属として鉄を用いた場合に、鉄は８面体６配位構造をとるため、高温下では配位子がはずれた状態になり、凝集することなしに安定した構造を有する金属酸化物となることが予想される。そのため、高温下での一酸化炭素低減能に優れていると考えられる。
【００１７】
有機酸としては任意の有機酸を用いることができるが、中でもフマル酸またはクエン酸が好ましい。
【００１８】
以上のことから、有機酸の遷移金属塩としては、クエン酸鉄およびフマル酸鉄が特に好ましい。
【００１９】
上記の通り、本発明の喫煙物品用触媒はナノ粒子でないため、喫煙物物品を製造する上でのハンドリングに優れる。本発明の喫煙物品用触媒はナノサイズでないにも拘わらず、平均細孔径が２〜２０ｎｍの範囲にある細孔分布を示すナノ細孔構造を有しているため、１０ｍ2／ｇ〜２００ｍ2／ｇという高いＢＥＴ比表面積を達成している。また、ナノ粒子でないため、高温下でも凝集せず、高いＢＥＴ比表面積をそのまま保持し、その一酸化炭素低減能を保つことができる。また、本発明の触媒には一般的に触媒に必要とされる担体を必ずしも必要としない。
【００２０】
有機酸の遷移金属塩の粒子は、２００〜７００℃の温度で加熱（または焼成）することが好ましい。２００℃未満の温度では、有機酸が十分に分解されないおそれがあり、その結果加熱後に得られた触媒の機能が劣る傾向にある。また、７００℃を超える温度では、調製された触媒の一酸化炭素低減能が低下する傾向にある。有機酸の遷移金属塩の粒子は、特に５００〜６００℃で加熱（または焼成）することが好ましい。加熱は、０．１時間〜５時間行うことが好ましく、０．５時間〜３時間行うことがさらに好ましい。
【００２１】
上記有機酸の遷移金属塩の粒子の加熱は、ＣＯ2、Ｎ2、Ｈ2ＯまたはＣＯガス雰囲気下、またはこれら２種以上のガスを混合した混合ガス雰囲気下で行うことが好ましい。中でも、上記混合ガス雰囲気下で有機酸の遷移金属塩の粒子を加熱することが特に好ましい。混合ガスの好ましい例を挙げると、ＣＯ2：５〜２０モル％／Ｎ2；残部からなる混合ガス、ＣＯ：１〜１０モル％／ＣＯ2：５〜２０モル％／Ｈ2Ｏ：５〜２０モル％／Ｎ2：残部からなる混合ガス、およびＨ2Ｏ：５〜２０モル％／Ｎ2残部からなる混合ガスである。
【００２２】
原料の有機酸遷移金属塩の粒子は、体積基準でその９０％以上が１〜１００μｍの粒径を有することが好ましい。原料の有機酸の遷移金属塩の粒子自体は、細孔をほとんど持たないが、これを上記加熱条件下で、特に上記混合ガス雰囲気下で加熱することにより、元の粒径を実質的に維持しながら、有機酸遷移金属塩の有機酸部分の分解等により細孔が形成され、ＢＥＴ比表面積が増大する。細孔径に依存するＢＥＴ比表面積は、有機酸遷移金属塩粒子の加熱温度および加熱時間により調整することができる。粒子の９０％以上が１〜１００μｍの粒径を有する有機酸遷移金属塩粒子を、上記加熱温度（特に５００℃〜６００℃）、上記加熱時間（特に０．５時間〜３時間）、ガス雰囲気（特に、上記好ましい混合ガス雰囲気）を用いて加熱、焼成することにより、上記ＢＥＴ比表面積、および平均細孔径を達成することができる。
【００２３】
有機酸遷移金属塩を加熱することにより遷移金属酸化物が生成することは、粉末Ｘ線回折分析により確認することができる。粉末Ｘ線回折計としては、自動Ｘ線回折装置（ＭＸＰ３，株式会社マックサイエンス社製）を用いることができる。
【００２４】
本発明の一酸化炭素低減触媒を用いて喫煙物品を製造する際には、たとえば、本発明の触媒粒子を巻紙またはタバコ充填材に噴霧・塗布する、練りこむ、抄きこむことができる。これらの添加方法の場合には、本発明の喫煙物品用触媒粒子の粒径が１μｍ〜３０μｍであることがさらに好ましい。１μｍ未満のナノスケールに近い粒子は、ハンドリングが若干困難になる。また、あまりにも粒径が大きすぎると、充填材料や巻紙に担持する際に触媒を高分散させることができずに不利になる。さらに、巻紙に本発明の喫煙物品用触媒粒子を噴霧、塗布する、または抄きこむ場合には、粒径が１μｍ程度であることが特に好ましい。
【００２５】
実施例１〜２
実施例１〜２では、触媒前駆体から本発明の触媒を調製し、その性能を評価した。
【００２６】
＜触媒前駆体＞
触媒前駆体として、元素として下記表１に示される量の鉄を含むクエン酸鉄（実施例１）およびフマル酸鉄（実施例２）を用いた。クエン酸鉄はナカライテスク社製のものを、フマル酸鉄は和光純薬製のものであった。両有機酸鉄とも７５μｍのふるい径を通過した粒子を用いた。これら粒子の平均ＢＥＴ比表面積を、比表面積／細孔分布測定装置ＡＳＡＰ２０１０（株式会社島津製作所製）を用い、窒素吸着法により多点法測定により求めた。結果を表１に併記する。なお、ＢＥＴ比表面積の測定前には、測定試料を室温、減圧下で２時間静置した（以下のＢＥＴ比表面積の測定において同じ）。
【００２７】
＜触媒の調製＞
上記有機酸鉄（クエン酸鉄、フマル酸鉄）を、ＣＯ2１０モル％および窒素残部からなるガス雰囲気下、６００℃で３時間加熱し、酸化鉄に変換した。この加熱処理により、クエン酸鉄およびフマル酸鉄がそれぞれＦｅ3Ｏ4に変換されたことは、自動Ｘ線回折計（ＭＸＰ３，株式会社マックサイエンス社製）を用いて確認した。この際、上記加熱処理後の生成物をメノウ製の乳鉢を用いて微粉化し、ガラス試料板に充填することにより分析した。分析条件は、Ｘ線；Ｃｕ  Ｋα線、出力；４０ｋＶ，２０ｍＡ、走査速度；４ｄｅｇ／分とした。また、得られた触媒の平均ＢＥＴ比表面積を上記と同様に測定した。結果を表１に併記する。
【００２８】
＜触媒性能の評価＞
図１は、触媒の触媒性能（一酸化炭素低減能）を分析するための装置の概略構成図である。実施例１〜２で得られた触媒をそれぞれ加熱炉８内に設置された反応管９に充填した。一酸化炭素（ＣＯ）ガスおよび二酸化炭素（ＣＯ2）を、それぞれガスボンベ３および５から、質量流量計４、６を経由して供給し、水を電子天秤１で測量して、定量ポンプ２から供給した。上記ＣＯガスおよびＣＯ2ガスとともに、上記水を蒸発器７（２００℃）に通した。水は、蒸発して水蒸気となる。こうして、蒸発器７内で、モデルガス（ＣＯ；４モル％、ＣＯ2；８モル％、Ｈ2Ｏ１０モル％、窒素残部）が調製された。このモデルガスを、５００，０００ｈ-1の空間速度（ＳＶ）となるようにその流量を設定し、反応管９中に充填した触媒の層（以下、単に「充填層」という）に流通させた。充填層を加熱してゆき充填層の温度が６００℃に達した後に同温度に保持した後、モデルガスを３．５時間流通させた。図１中、ＰＧは、圧力計であり、ＴＩＣは反応管９の管壁の温度を測定する温度計であり、ＴＩは充填層の温度を測定する温度計である。温度計ＴＩＣで測定された温度は、加熱炉８により加熱する際の制御用モニター温度として使用される。反応管９から流出したガスを冷却トラップ１０に通した後、株式会社堀場製作所製赤外ガス分析計（ＶＩＡ−５１０；非分散形赤外線吸収法による）１１により、一酸化炭素量を経時的に定量した。測定された、反応管９から流出するガス中のＣＯ濃度の経時変化を図２および図３に示す。図２には、実施例１の触媒を用いた場合のＣＯ濃度の経時変化が四角印で示され、充填層の温度が三角印で示されている。図３には、実施例２の触媒を用いた場合のＣＯ濃度の経時変化が黒四角印で示され、充填層の温度が三角印で示されている。
【００２９】
さらに、上記一酸化炭素の測定結果に基づいて、ＣＯ酸化量、ＣＯ／Ｆｅ、ＣＯ除去率を算出した。結果を表１に併記する。さらに、上記性能評価後の触媒のＢＥＴ比表面積を上記と同様に測定し、結果を表１に併記する。
【００３０】
比較例１
Ｆｅ3Ｏ4ナノパウダー（シグマアルドリッチ社製）からなる触媒の性能を、反応管９に充填したこと以外は実施例１〜２と同様にして評価を行った。結果を図４および表１に示す。図４において、Ｆｅ3Ｏ4ナノパウダーを用いた場合のＣＯ濃度の経時変化が四角印で示され、充填層温度が三角印で示されている。図４からわかる通り、触媒としてＦｅ3Ｏ4ナノパウダーを使用したときには、６００℃でＣＯ濃度が経時的に上昇する。
【００３１】
なお、上記Ｆｅ3Ｏ4ナノパウダー触媒自体の平均ＢＥＴ比表面積および性能評価後の該触媒の平均ＢＥＴ比表面積を実施例１〜２と同様に測定した。結果を表１に併記する。
【表１】
2010114096.tif 000002
【００３２】
表１から明らかな通り、実施例１および２の触媒は、一酸化炭素を有意に酸化した。実施例１のクエン酸鉄および実施例２のフマル酸鉄由来の酸化鉄の一酸化炭素酸化量は、比較例１の酸化鉄のナノパウダーよりも高い結果となった。また、鉄１モル当たりの一酸化炭素酸化量も比較例１よりも実施例１および２ともに高く、比較例１よりも高い触媒効率を得ることができた。一酸化炭素除去率も、実施例１は比較例１と同程度、実施例２では比較例１よりも高い除去率を達成した。また得られた触媒の平均ＢＥＴ比表面積は、実施例１および２共に比較例１よりも大きく、特に実施例２の触媒（フマル酸鉄由来の）では非常に高い値であった。
【００３３】
また、実施例１〜２の有機酸鉄由来の酸化鉄は加熱条件下で凝集せず、上記高温での性能評価後も高い比表面積を保つことがわかった。これに対して、比較例１の酸化鉄のナノパウダーでは上記性能評価後にＢＥＴ比表面積が大きく減少していた。これはナノ粒子の凝集によるものと考えられる。また、加熱処理中に一酸化炭素低減能が低下することがわかった。
【００３４】
実施例３Ａ
実施例１で用いたクエン酸鉄粒子の細孔分布、実施例１でクエン酸鉄粒子の加熱により調製した触媒（クエン酸鉄由来のＦｅ3Ｏ4）粒子の細孔分布、および該触媒の上記性能評価（６００℃で３．５時間加熱）後の細孔分布を全自動細孔分布測定装置（PoreMaster 60-GT（Quanta Chrome Co.製））により測定した。結果を図５に示す。図５において、線分ａ（三角印）は、クエン酸鉄についての結果を、線分ｃ（四角印）は、クエン酸鉄から加熱により調製した触媒についての結果を、線分ｂ（丸印）は、性能を評価した後の触媒粒子についての結果を示す。
【００３５】
図５に示すように、クエン酸鉄粒子は、細孔をほとんど持たない（線分ａ）が、クエン酸鉄由来の触媒（Ｆｅ3Ｏ4）粒子は、ナノ細孔を有する（線分ｃ）。また、このＦｅ3Ｏ4粒子は、６００℃で３．５時間加熱後も、ナノ細孔構造を維持している（線分ｂ）。
【００３６】
実施例３Ｂ
実施例２で用いたフマル酸鉄粒子の細孔分布、および実施例２で調製した触媒（フマル酸鉄由来のＦｅ3Ｏ4）の上記性能評価後の細孔分布を実施例３Ａと同様に測定した。結果を図６に示す。図６において、線分ａ（三角印）は、フマル酸鉄粒子についての結果を示し、線分ｂ（丸印）は、性能評価後の触媒の粒子についての結果を示す。
【００３７】
図６に示すように、フマル酸鉄粒子は、ナノ細孔をほとんど持たない（線分ａ）。しかし、性能評価後の、フマル酸鉄由来の触媒（Ｆｅ3Ｏ4）粒子は、線分ｂで示されるように、その細孔分布が、図５に示すクエン酸由来の触媒（Ｆｅ3Ｏ4）粒子のそれ（図５中、線分ｂ）と極めて似ていることから、実施例２で調製された触媒（Ｆｅ3Ｏ4）粒子はナノ細孔を有し、そのナノ構造は６００℃で３．５時間加熱後も維持されていることが示唆される。
【００３８】
図５および６に示す結果から、上記維持されたナノ細孔構造が、実施例１〜２で立証された、フマル酸鉄およびクエン酸鉄由来のＦｅ3Ｏ4の高温雰囲気下（６００℃）における高い一酸化炭素低減能に寄与していると考えられる。
【００３９】
比較例２
比較例１で用いたＦｅ3Ｏ4ナノパウダー（シグマアルドリッチ社製）の細孔分布およびその前記性能評価後の細孔分布を実施例３Ａと同様に測定した。結果を図７に示す。図７から、Ｆｅ3Ｏ4ナノパウダーは、性能評価（６００℃で３．５時間加熱）前には、図７中、線分ａ（四角印）で示されるように、ナノ細孔を有するが、性能評価後には、線分ｂ（丸印）で示されるように、ナノ細孔構造の殆どが消失する、すなわち一次粒子の凝集によるナノ細孔の崩れが生じていることが明らかとなった。このことが、比較例１において性能評価中に一酸化炭素低減能が低下する原因となっていると考えられる。
【００４０】
実施例４〜５
本実施例では、触媒の調製の際の加熱温度の影響を調べた。
【００４１】
触媒調製の際に、温度を６００℃から５００℃（実施例４）および７００℃（実施例５）に変更した以外は実施例２と同様にしてフマル酸鉄から触媒（Ｆｅ3Ｏ4）を調製した。Ｆｅ3Ｏ4の生成は、実施例２と同様にして確認した。
【００４２】
本実施例で得られた触媒を用いた以外は実施例２と同様にして、触媒の性能を評価した。結果を表２に示す。表２には、実施例２についての評価結果も再掲する。
【表２】
2010114096.tif 000003
【００４３】
表２から明らかな通り、６００℃で加熱して得られた触媒（実施例２）が、最も高い一酸化炭素酸化量、鉄元素１モル当たりの一酸化炭素酸化量および一酸化炭素除去率を示した。５００℃で加熱して得られた触媒（実施例４）も高い触媒性能を示した。しかし、７００℃で加熱して得られた触媒（実施例５）は、一酸化炭素酸化量、鉄元素当たりの一酸化炭素酸化量、一酸化炭素除去率が低下する傾向がみられた。
【００４４】
実施例６
有機酸の遷移金属塩（触媒前駆体）から触媒を調製する際のガス雰囲気が、得られる触媒の一酸化炭素低減能に与える影響を評価した。本実施例では、触媒前駆体として、実施例２で用いたフマル酸鉄を用いた。
【００４５】
用いるガス雰囲気を上記１０モル％ＣＯ2／Ｎ2残部の混合ガスから以下の８種の混合ガスに変更した以外は、実施例２と同様の条件で触媒（Ｆｅ3Ｏ4）を調製した。Ｆｅ3Ｏ4の生成は、実施例２と同様にして確認した。
【００４６】
使用した混合ガス：
混合ガスＩ：１０モル％ＣＯ2／Ｎ2残部；
混合ガスＩＩ：５モル％ＣＯ2／Ｎ2残部；
混合ガスＩＩＩ：２モル％ＣＯ2／Ｎ2残部；
混合ガスＩＶ：５モル％Ｏ2／Ｎ2残部；
混合ガスＶ：２モル％Ｏ2／Ｎ2残部；
模擬ガス（１）：４モル％ＣＯ／８モル％ＣＯ2／１０モル％Ｈ2Ｏ／Ｎ2残部；
模擬ガス（２）：４モル％ＣＯ／８モル％ＣＯ2／Ｎ2残部：
混合ガスＶＩ：１０モル％Ｈ2Ｏ／Ｎ2残部。
【００４７】
得られた触媒の性能を、実施例２と同様にして評価し、算出した鉄元素１モル当たりの最大ＣＯ酸化量（表１の注ｂ）およびｃ）をも参照）を図８に示す。
【００４８】
図８に示す通り、フマル酸鉄調製時のガスとして、混合ガスＩ、模擬ガス（１）および（２）、並びに混合ガスＶＩを用いた場合に、高い一酸化炭素低減能を発揮する触媒が生成していることがわかった。
【００４９】
実施例７
実施例２で調製したフマル酸鉄由来の酸化鉄の粒径分布を測定した。測定には、ＨＯＲＩＢＡ社製  ＬＡ−９１０  レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いた。結果を図９に示す。図９の頻度をみると、９０％以上の粒子が１〜１００μｍの範囲内にあり、中心粒径は２８．５５μｍであった。この測定は、レーザー回折／散乱法によるものであり、粒径分布を体積基準で求めるものである。
【００５０】
実施例８
実施例２で得た触媒（フマル酸鉄由来の酸化鉄）１４５ｇと、亜麻パルプ（リンセル社製）１５ｇを、２０００ｇの有機溶媒（エタノールとレシチンの重量比９０：０．５の混合液）に分散させ、スラリーを調製した。このスラリーをシート状にキャスティングして、または１６メッシュと２００メッシュのステンレス金網を重ねた手漉き紙作製用具の上に流して、坪量が５０ｇ／ｍ2のタバコ巻紙を作製した。この際、酸化鉄の粒径が大きすぎると巻紙の平滑度が低下し、粒径が小さすぎると、手漉き試作用具を抜け落ちて巻紙上に担持出来ないことがわかった。
【００５１】
また、フマル酸鉄由来の酸化鉄をエタノールとレシチンの混合液３０ｍｌに分散させてスラリーを調製した。タバコ刻み重量に対して酸化鉄が１０重量％となるように、噴霧器を用いて上記スラリーを噴霧することにより、タバコ刻みに酸化鉄を添加することができた。
【図１】
2010114096.tif 000004
【図２】
2010114096.tif 000005
【図３】
2010114096.tif 000006
【図４】
2010114096.tif 000007
【図５】
2010114096.tif 000008
【図６】
2010114096.tif 000009
【図７】
2010114096.tif 000010
【図８】
2010114096.tif 000011
【図９】
2010114096.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積基準で９０％以上が１〜１００μｍの範囲内の粒径を有する粒子からなり、各粒子は、有機酸の鉄塩の加熱により生成された鉄酸化物を含む、喫煙物品用一酸化炭素低減触媒。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記有機酸がフマル酸またはクエン酸である請求項１に記載の一酸化炭素低減触媒。
【請求項４】
１０ｍ２／ｇ〜２００ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する請求項１に記載の一酸化炭素低減触媒。
【請求項５】
２〜２０ｎｍの平均孔径を有する細孔を含む請求項１に記載の一酸化炭素低減触媒。
【請求項６】
有機酸の鉄塩の粒子を２００〜７００℃の温度で加熱して前記有機酸の鉄塩を酸化鉄に変換させることを含む、タバコ主流煙中の一酸化炭素低減触媒の製造方法。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記加熱を、ＣＯ２、Ｎ２、Ｈ２ＯまたはＣＯガス雰囲気下のいずれか、またはこれらのガスのいずれか２種以上を混合した混合ガス雰囲気下で行なう請求項６に記載の方法。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記有機酸がフマル酸またはクエン酸であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月31日(2011.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機酸の鉄塩の粒子を２００〜７００℃の温度で加熱して前記有機酸の鉄塩を酸化鉄に変換させることを含む、タバコ主流煙中の一酸化炭素低減触媒の製造方法。
【請求項２】
前記加熱を、ＣＯ2、Ｎ2、Ｈ2ＯまたはＣＯガス雰囲気下のいずれか、またはこれらのガスのいずれか２種以上を混合した混合ガス雰囲気下で行なう請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機酸がフマル酸またはクエン酸であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2010114096.tif 000013
2010114096.tif 000014
2010114096.tif 000015
2010114096.tif 000016
2010114096.tif 000017
2010114096.tif 000018
2010114096.tif 000019