(57)【要約】【課題】竹を用いた活性炭を使用して、喫煙時に竹の香りが発生するため審美的な安定感を与えると同時にニコチンとタール及び有害性有機物質の濾過性能が向上されるタバコフィルターを提供する。【解決手段】繊維材と濾過材とからなるタバコフィルターにおいて、竹活性炭が充填された濾過材を一つ以上備え、また竹活性炭が充填された濾過材がそれぞれの繊維材と繊維材との間に位置したり、竹活性炭が繊維材におしなべて分布されることを特徴とする竹活性炭を用いたタバコフィルターを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材と濾過材とからなるタバコフィルターにおいて、
竹活性炭が充填された濾過材を一つ以上備えることを特徴とする竹活性炭を用いたタバコフィルター。
【請求項２】
前記竹活性炭は、竹を１０００乃至１３００℃で焼いた後、６００乃至９５０℃で水蒸気処理、ＣＯ２処理、またはリン酸とＺｎＣｌ２及びＫＯＨから選ばれるいずれの薬品処理とから選ばれるいずれの処理手段を用いて竹炭を活性化したことを特徴とする請求項１に記載の竹活性炭を用いたタバコフィルター。
【請求項３】
前記竹活性炭は比表面積が６００乃至３０００ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項２に記載の竹活性炭を用いたタバコフィルター。
【請求項４】
前記竹活性炭が充填された濾過材がそれぞれの繊維材と繊維材との間に位置することを特徴とする請求項１に竹活性炭を用いたタバコフィルター。
【請求項５】
前記竹活性炭が前記繊維材におしなべて分布されたものを一つ以上備えることを特徴とする竹活性炭を用いたタバコフィルター。
【請求項６】
前記竹活性炭が充填された濾過材の上部に前記繊維材が積層されて２つの層からなることを特徴とする請求項１に記載の竹活性炭を用いたタバコフィルター。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６とから選ばれるいずれ１項に記載のタバコフィルターを有するタバコ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は喫煙の時に竹香りがするため審美的な安定感を与え、竹活性炭によるニコチン、タール、及び揮発性有害物質の吸着力に著しく優れるタバコフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にタバコは刻草とタバコフィルターとからなっており、喫煙時タバコフィルターから吸出される煙の中には粒子状物質であるニコチン、タールのみならず揮発性有機物質などの毒性物質などが含まれていて人体に有害であるため、これを吸収させるように繊維層などを形成して製造したり、またはフィルターの構造を２重または３重にして楢柏、堅炭、炭などを含む炭などの吸着剤を充填させてニコチンとタールを始め燃焼時に生じる有害成分を減少させて人体に吸入される程度を減少させる製品を開発している。しかし、炭を用いた従来の技術は炭の比表面積が１００乃至３００ｍ２／ｇで比表面積が小さくても或いは比表面積が大きくても人体に有害な有機物質の吸着能力が十分でなく、十分なフィルター効果を達成することができないため、比表面積が大きく風味感がさらに優れて心理的な安定感が与えられ、共に同一な比表面積下においても最も優秀な有害物質除去能力のある材料の開発がなおさら要請されている。
【０００３】
竹は単子葉植物のうちイネ科に属する木本植物であり、亜熱帯性アジア地域が原産地である。韓国ではマダケ、ハチク、モウソウチク、ヤダケ、スズタケなど１１種が自生しており、生活力がとても強くて地下茎に急速度に広がり、竹畑には他の植物が育てられない。数十年間開花しないが、一旦開花すれば竹畑の全ての樹は一斉に枯れる。春に竹筍が新しく生える時にはどんでもない蓄積エネルギーを稼動させて一日で１ｍ近く成長し、４週間に直径の生長が終わり、以後３乃至５年間、竹が堅くなって収穫できるようになる。
【０００４】
竹炭は竹の速く育つ性質のために他の炭よりさらに利用価値が大きい。炭は高温で木材が炭化されながら細胞壁の繊維素のみが残って空隙を多く有するようになるが、竹炭は細胞のサイズが大きく細胞の間隔が広くてさらに多い空隙を有する。このような竹炭１ｇの内部表面積は１００乃至３００ｍ２ほどになり、これによって保守性、通気性、吸着性、蓄熱性に優れるという特徴はあるが、タバコフィルターに適用時、ニコチンとタールなどの有害物質の吸収効率が高くなく、従って比表面積をより大きくして優秀な吸着力を有させる研究が必要となった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明者は前記の短所を改善するために、一般的な炭に比べて吸着性能に優れる物質を研究するところ、竹を用いた活性炭を使用する場合、喫煙時に竹の香りが発生すると同時に比表面積が増加し、有害物質の優秀な吸着性能改善と共に比表面積に伴う効果以外の有機物の吸着能力を有する著しい効果があるとわかり、本発明を完成するようになった。
【０００６】
本発明は竹の香りが発生するため審美的な安定感を与え、喫煙時にニコチンとタール及び有害性有機物質の濾過性能が向上されるタバコフィルターを提供することをその目的とする。より具体的に、従来使用される一般的な炭または椰子ガラ活性炭などの多様な活性炭を使用したタバコフィルターに比べて有害物質の吸着性能に優れ、ヨード吸着性能が著しく優秀なタバコフィルターを提供することをその目的とする。
【０００７】
また、本発明は竹活性炭を用いた濾過材と繊維層から構成されるタバコフィルターを提供し、前記濾過材と繊維層の構成を多様にすることによって効果的に濾過することのできるタバコフィルターを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は竹活性炭を用いたタバコフィルターに関するものであって、従来開発された堅炭または竹炭に比べて有害成分の除去効果に著しく優れ、喫煙時に竹の香りによる審美的な安定感を付与することのできる機能性タバコフィルターに関するものである。
【０００９】
より詳しくは、本発明は繊維材と濾過材とからなるタバコフィルターにおいて、竹活性炭が充填された濾過材を一つ以上備えることを特徴とする竹活性炭を用いたタバコフィルターに関するものであって、例えば、前記竹活性炭が充填された濾過材がそれぞれの繊維材と繊維材との間に位置したり、前記竹活性炭が前記繊維材におしなべて分布された形態など多様な応用ができる。
【００１０】
本発明において、前記竹活性炭は竹を８００乃至１３００℃で焼いた後、即ち、高温処理で炭化がなされて竹炭（Char）となり、６００乃至９５０℃の温度下で竹炭の重量比１．５乃至３倍の水蒸気を加えて竹炭を活性化したものであって、水蒸気の以外にもＣＯ２、またはリン酸、ＺｎＣｌ２、ＫＯＨなどの薬品を使用することもできる。８００乃至１３００℃で焼いた段階から竹炭が生成され、これを再び６００乃至９５０℃の温度で水蒸気を加えれば炭素が活性化されて比表面積が３倍以上増加するようになる竹活性炭が製造される。本発明者はこのような竹活性炭を使用する場合、竹炭または類似した比表面積を有する他の活性炭に比べて有害成分の吸着能力が著しく向上されて優れ、喫煙時に仄かな竹の香りが発生されて竹の樹液を吸い込むような風味感を与え、心的な安定感とタバコ特有の匂いが除去される新しいタバコを提供することができるとわかり、本発明を完成した。
【００１１】
本発明に使用される竹活性炭の比表面積は６００乃至３０００ｍ２／ｇで、従来に使用された一般的な炭に比べて比表面積が大きく、なお竹でない他種の活性炭に比べて同一比表面積当たり見掛け比重がさらに低く、ニコチンとタール及び有機物有害成分の除去能力がさらに優秀である。また、本発明による竹活性炭を使用する場合、一般的な炭または椰子ガラ活性炭を使用することに比べて顕著なヨード吸着効果をもたらして有害物質の吸着力に卓越な効果がある。
【００１２】
本発明において、前記竹活性炭は微細な粉末に粉砕して使用することが望ましく、サイズは特別に限られず、必要に応じて適切に選択して使用することができるが、３重フィルターで製造して繊維材の間に竹活性炭が濾過材で使用される場合、１６×３５メッシュで使用することが望ましく、その以下とする場合は吸引抵抗が高くなるため望ましくなく、繊維材と濾過材とからなる２重フィルターで使用する場合、３０×８０メッシュで使用するのが作業性及び効率性の側面からみて良く、より望ましくは４０×６０メッシュで使用することが良い。
【００１３】
図１乃至図３は、本発明によるタバコフィルターを使用した一例を示したものである。
【００１４】
本発明は図１に図示されたように、前記粉砕された竹活性炭粒子を繊維材と混合して繊維材におしなべて分布されるようにして使用するのも可能であり、図２に図示されたように、繊維材と繊維材との間に竹活性炭濾過材が積層されるように充填するのも可能であり、図３に図示されたように、核草の上部に竹活性炭濾過材を充填した後、その上部に繊維材を充填して使用することも可能である。その他にも通常のタバコフィルターの構造に多様な形態で適用することができる。
【００１５】
この際、前記繊維材は通常的にタバコの製造時に使用されるセルロースアセテートを使用するのが望ましいが、必要に応じて当業者によって変更して使用されるため、これに限られるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な説明のために実施例を挙げて説明するが、本発明が下記の実施例に限られるものではない。
【００１７】
先ず、竹活性炭によるタバコ煙成分、特にHoffmann成分としてよく知られた有害煙成分、除去能を測定するために、堅炭、竹炭、椰子ガラ活性炭と物性を測定して比較分析した。
【００１８】
＜実施例＞
【００１９】
（竹活性炭の製造）
【００２０】
竹を使用して１ｃｍ×２ｃｍのサイズで切断した後、窯で１０００℃程度で５時間焼いて竹炭（Char）を製造した。この製造された竹炭を再び８５０℃の温度下で竹炭の重量比１.５倍の水蒸気量を投入しながら３時間活性化させた。このように製造された竹活性炭を粉砕機を用いて粉砕し、４０×６０メッシュの粒度であるものを分離して実験に使用した。
【００２１】
これに対する比表面積（BET, N2）、洞空分布及び洞空体積をアメリカのMicromertics社のASAP2020機器を用いて分析し、見掛け比重をKS M 1802方法で測定してその結果を下記表１に記載した。
【００２２】
（タバコ煙の分析及び結果）
【００２３】
煙成分の除去能を分析するために、図４に図示された３重になって中層が空いている空間部（cavity）を有し、両側面はセルロースアセテート繊維からなるタバコフィルターを製造した後、重量と吸引抵抗が一定である製品タバコを選別した。この時、前記フィルターは円周が２４．２ｍｍ、フィルターの長さは２４ｍｍ（セルロースアセテート繊維材部９ｍｍ＋cavity６ｍｍ＋セルロースアセテート繊維材部９ｍｍ）で製造した。選別条件（３重空cavityタバコ）は重量が７８６±１０ｍｇ、吸引抵抗を８９±２ｍｍH2Oにした。
【００２４】
このような条件で選別された製品タバコの中層の空いている部分をナイフで５ｍｍ×５ｍｍ程度切開して竹活性炭をそれぞれ８０ｍｇ正確に重量を測って中層の空いている部分に満たし、セロハンテープで接合した。
【００２５】
タバコ煙を分析するために、CORESTA条件で設定されている恒温恒湿（温度２２±２℃、相対湿度６０±５％）で４８時間調和させた後、実験に使用した。
【００２６】
タバコ煙の全タバコ粒子物質としてタール及びニコチンを含む有機物に対する吸着性能を分析するために、ISO 3308に準じてそれぞれのタバコ試料の２０本をRM20喫煙装置（Heinr Borgwaldt, Germany）を用いて燃焼させた後、９２ｍｍCambridge filter padに捕集して分析した。
【００２７】
煙凝縮物のうち、ニコチン分析はISO 10315に準じてGC分析を行った。
【００２８】
タバコの主流煙のうち、揮発物質（有機物）はArista実験方法（1999）に従って測定した。
【００２９】
また、ヨード吸着能を分析し、KS M 1802試験方法に従って実験した。ヨード吸着能はタバコの有害成分の吸着性能を測定する重要な要因である。
【００３０】
これらの煙成分の除去能を分析して下記表２に示した。
【００３１】
＜比較例１＞
【００３２】
１０００℃程度で５時間焼いた楢柏堅炭を粉砕機を用いて粉砕し、粒度が４０×６０メッシュであるものを分離した。これに対する比表面積（BET, N2）、洞空分布及び洞空体積をアメリカのMicromertics社のASAP2020機器を用いて分析し、その結果を下記表１に記載した。
【００３３】
また、タバコ煙を分析するために、前記実施例１から竹活性炭の代わりに堅炭を使用したことを除いては同一な条件で実験した。これらの煙成分の除去能を分析して下記表２に示した。
【００３４】
＜比較例２＞
【００３５】
１０００℃程で５時間焼いた竹炭を粉砕機を用いて粉砕し、４０×６０メッシュの粒度であるものを分離して使用した。これに対する比表面積（BET, N2）、洞空分布及び洞空体積をアメリカのMicromertics社のASAP2020機器を用いて分析し、その結果を下記表１に記載した。
【００３６】
また、タバコ煙を分析するために、前記実施例１から竹活性炭の代わりに竹炭を使用したことを除いては同一な条件で実験した。これらの煙成分の除去能を分析して下記表２に示した。
【００３７】
＜比較例３＞
【００３８】
（椰子ガラ活性炭）
【００３９】
１０００℃程度で５時間焼いた後、９５０℃の温度下で水蒸気を投入して３時間活性化させた椰子ガラ活性炭を使用した。このように製造された椰子ガラ活性炭を粉砕機を用いて粉砕し、粒度が４０×６０メッシュであるものを分離して使用した。これに対する比表面積（BET, N2）、洞空分布及び洞空体積をアメリカのMicromertics社のASAP2020機器を用いて分析し、見掛け比重をKS M 1802方法で測定してその結果を下記表１に記載した。
【００４０】
また、タバコ煙を分析するために、前記実施例１から竹活性炭の代わりに椰子ガラ活性炭を使用したことを除いては同一な条件で実験した。これらの煙成分の除去能を分析して下記表２に示した。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
前記表１からわかるように、竹活性炭は堅炭または竹炭の比表面積より約３倍発達されていることがわかる。また、本発明による竹活性炭は同一な方法で製造した椰子ガラ活性炭に比べて類似した比表面積を有しているにも関わらず洞空体積がさらに大きく、見掛け比重（bulk density）は低いことがわかる。
【００４３】
下記表２からタール、ニコチン及び有機物は比較例３の椰子ガラ活性炭の測定された値の１００を基準にしてこれに対する比較値を記載した。
【００４４】
前記表２からわかるように、本発明による竹活性炭をタバコフィルターに使用する場合、堅炭、竹炭、椰子ガラ活性炭を使用したものに比べて優秀な吸着力を有していて、タール、ニコチンのみならず有機物の移行される量が少ないことがわかった。また、ヨード（Ｉ２）吸着量も堅炭及び竹炭に比べて３倍以上の吸着能を有することがわかった。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
なお、類似した比表面積を有する比較例３の椰子ガラ活性炭と実施例を比較した結果、かえって比較例３に比べて比表面積がより小さいにも関わらず、竹活性炭を使用した実施例が比較例３に比べてタール（Tar）の場合８.２％、ニコチン（Nicotine）の場合７.９％、HCNの場合４７．５％、アクリロニトリル（Acrylonitrile）の場合５８．８％、イソプレン（Isoprene）の場合５１.６％、ベンゼン（Benzene）の場合５２．３％、トルエン（Toluene）の場合は５３．３％、１,３−ブタジエン（1,3-Butadiene）の場合３６％、ピリジン（Pyridine）の場合４５．４５％、アクロレイン（Acrolein）の場合４２．５１％、プロピオンアルデヒド（Propionaldehyde）の場合３６．７％、クロトンアルデヒド（Crotonaldehyde）の場合６１.５％、メチルエチルケトン（MEK）の場合は６２．８％の減少効果を示すなど、有機物に対する吸着能力が３０％以上増加され、ヨード吸着量の場合は比較例３に比べて２．３３％も増加する効果を示した。従って、椰子ガラ活性炭に比べて竹活性炭を使用する場合はさらに小さい比表面積を有しているにも関わらず有害煙成分の移行量が３０％以上減少することがわかった。
【００４７】
即ち、本発明による竹活性炭をタバコフィルターに適用する場合は、一般的な炭または他種の活性炭に比べて人体に有害な煙成分の吸着性能及びヨード成分の吸着が著しく優秀であることがわかった。
【００４８】
なお、喫煙者２０人を対象として本発明による竹活性炭を使用したタバコフィルターを用いて喫煙を行わせた結果、椰子ガラ活性炭を使用したタバコフィルターを備えたタバコを喫煙した場合は乾燥した気がするが、竹活性炭を使用したタバコの場合は竹の木草液のように竹の香りが濃くて柔らかい感じで、審美的な安定感があることがわかった。
【産業上利用可能性】
【００４９】
以上から調べたように、本発明によるタバコフィルターは従来使用された一般的な炭または椰子ガラ活性炭に比べて有害成分の吸着力に著しく優れ、ヨード吸着量も著しく優秀である。なお、喫煙時に竹の香りがするため審美的な安定感を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明によるタバコフィルターの一例を示した図面である。
【図２】本発明によるタバコフィルターの一例を示した図面である。
【図３】本発明によるタバコフィルターの一例を示した図面である。
【図４】本発明の実施例に使用されたタバコを図示した図面である。
【符号の説明】
【００５１】
１−刻草
２−セルロースアセテート繊維材
３−濾過材が入る空いている空間（cavity）
４−竹活性炭粒子
５−穿孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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