JPH02273169A

JPH02273169A - 煙草用フィルター材料

Info

Publication number: JPH02273169A
Application number: JP9615889A
Authority: JP
Inventors: Shinro Katsura; 桂　真郎
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1990-11-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、煙草または煙草用パイプに設けられるフィル
ター材料に関する。

〈従来技術とその問題点〉近年、喫煙の害、例えばニコチン、タール分による肺癌
の可能性が喧伝されて以来、フィルター付きの煙草が一
般的になってきている。

また、フィルターパイプを使用する人も増加している。

　更に最近では、香喫味をマイルドにするために、活性
炭を混在させたフィルターが使われ始めている。　　し
かし、従来使用されている活性炭は、いやな香りの成分
、特にアセトアルデヒドの吸着性能、とりわけ吸着速度
が遅いという問題があり、その性能の向上が望まれてい
た。

ところで、上記アセトアルデヒドの吸着性能を向上させ
るには、活性炭の粒径を小さくして表面積を増加する方
法、あるいは活性炭の量を増加する方法がある。　　と
ころが、この方法では、フィルターの圧力損失が増加す
る、喫煙者の口内に活性炭が入り込む恐れがある等の問
題があり、その粒径の調整および増量は自ずから制限が
あった。

本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点の解決を
しようとするものであって、従来よりも、いやな香りの
主成分であるアセトアルデヒドの吸着性能に優れたフィ
ルター材料を提供することを目的とするものである。

〈課題を解決するための手段〉すなわち本発明は、フェノール樹脂発泡体が炭化、賦活
されてなり、嵩密度が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ’　　
炭素含有率が８５〜９５％、比表面積が５００ｍ’／ｇ
以上である炭素多孔体の粉砕物と繊維状物とからなるこ
とを特徴とする煙草用フィルター材料である。

本発明のフィルター材料に用いられる前記炭素多孔体の
粉砕物は、従来フィルター材料の脱臭剤として使用され
ている活性炭より嵩密度が小さいため、外表面積が大き
く、その結果、煙草等に含有されるニコチン、タール分
等の有害成分やいやなにおいの成分を、極めて速く吸着
でき、且つ吸着量も多い。

従って、前記炭素多孔体の粉砕物は、フィルター材料と
して少量混合すれば済むので、フィルター材料の圧力損
失が少なくなる。

以下、本発明に係わる煙草用フィルター材料について、
具体的に説明する。

本発明に係わるフィルター材料を構成するのは、前記炭
素多孔体の粉砕物と、繊維状物である。　本発明に係わ
る煙草用フィルター材料の一成分たる炭素多孔体は、フ
ェノール樹脂発泡体を炭素化し、次いで賦活して得られ
る。

このフェノール樹脂発泡体は、フェノール樹脂を発泡硬
化させることにより得られ、このようなフェノール樹脂
としては、レゾール型フェノール樹脂が用いられる。

レゾール型フェノール樹脂は、公知の方法に従って、フ
ェノール類とアルデヒド類とをアルカリ触媒の存在下で
反応させることにより得られる。

フェノール類としては、具体的には、フェノール、クレ
ゾール、キシレノールおよびレゾルシンなどが用いられ
る。

アルデヒド類としては、具体的には、ホルムアルデヒド
、アセトアルデヒドおよびフルフラールなどが用いられ
る。

アルカリ触媒としては、具体的には、ＫＯＨ，ＮａＯＨ，ＮＨ３、ＮＨ４ＯＨ，ｚタノールア
ミンおよびエチレンジアミンなどが用いられる。

レゾール型フェノール樹脂を発泡させるための発泡剤と
しては、従来公知の種々の分解型発泡剤および蒸発型発
泡剤を用いることができる。　このうち、蒸発型発泡剤
が好ましく、具体的には、パラフィン系炭化水素類、ア
ルコール類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類等を例
示できるが、なかでも、ハロゲン化炭化水素類を最も好
ましく用いることができる。

ハロゲン化炭化水素類としては、具体的には、クロロホ
ルム、四塩化炭素、トリクロロモノフルオロメタン（フ
ロンガスＲ１１）、ジクロロモノフルオロメタン（同Ｒ
２１）、テトラクロロジフルオロエタン（同Ｒ１１２）
、トリクロロトリフルオロメタン（同Ｒ１１３）、ジク
ロロテトラフルオロエタン（同Ｒ１１４）、ジブロモト
リフルオロエタン（同Ｒ１１４Ｂ２）などがあげられ、
好適に用いられる。

これらのうち、特に、フロンガスＲ１１、同Ｒ１１３、
同Ｒ１１４Ｂ２のような常温ないしそれより若干高い温
度に沸点を有するものが好ましく用いられる。　発泡剤
は、レゾール型フェノール樹脂１００重量部に対し、１
〜２０重量部を用いることが好ましい。

レゾール型フェノール樹脂を発泡硬化させるために、発
泡剤とともに硬化剤が用いられるが、このような硬化剤
としては、従来公知の種々の硬化剤が、プレポリマーの
種類に応じて選択され、使用される。　具体的には、硫
酸、塩酸、リン酸、フェノールスルホン酸、ベンゼンス
ルホン酸、トルエンスルホン酸、メタクレゾールスルホ
ン酸、レゾルシノールスルホン酸、ブチルスルホン酸、
プロピルスルホン酸などがあげられる。

このような硬化剤は、通常、レゾール型フェノール樹脂
１００重量部に対し、３〜３０重量部の割合で用いられ
る。

また、本発明においては、必要に応じてさらに他の成分
、たとえば整泡剤や充填剤を併用してもかまわない。

上記のようなレゾール型フェノール樹脂、発泡剤および
硬化剤からのフェノール樹脂発泡体の製造は、これらの
原料を一挙にもしくは逐次に混合攪拌して得られた、ク
リーム状のフェノール樹脂プレポリマー組成物を、たと
えば保温された金型内もしくは２重帯状コンベアー上に
供給し、フェノール樹脂プレポリマー組成物を発泡、硬
化させて行われる。　得られた樹脂発泡体は、必要に応
じて切断してもよい。

このようにして得られたフェノール樹脂発泡体の成形体
は、そのまま直接か、もしくは切断して板状体としたの
ち、非酸化性又は微酸化性雰囲気下で焼成され、炭素化
される。

すなわち、減圧下またはＡｒガス、Ｈｅガス、Ｎ２ガス
、ハロゲンガス、アンモニアガス、水素ガス、−酸化炭
素等の中で、好ましくは５００℃〜１２００℃、特に好
ましくは６００〜９００℃の温度で焼成する。　このよ
うにして、発泡体は炭素化され、炭素多孔体が得られる
。

焼成時の昇温速度は、特に制限はないものの、一般に樹
脂の分解が開始される２００〜６００℃付近にかけては
、徐々に行うほうが好ましい。

このようにして得られた炭素多孔体は、さらに、酸化性
ガス雰囲気下で７００〜１０００℃の温度で加熱される
賦活処理により、活性化される。

酸化性ガスとしては、活性炭の賦活処理に使用される従
来公知の各種酸素含有気体が用いられ、酸素または水蒸
気などの酸化性ガスと不活性ガスとの混合気体などが好
ましく用いられる。

不活性ガスと酸化性ガスとの混合比は、処理温度に応じ
て決定されるが、作業性を考慮すると、不活性ガス１モ
ルに対し、酸化性ガスは０．０１〜０．　５千ｋ、好ま
しくは０．１モル〜０．３モルの割合で混合される。

上記のような賦活処理に要する時間は、前述した酸化性
ガスの濃度に応じて変化するが、作業性を考慮すると、
通常１分間〜２４時間の範囲であることが好ましい。

このようにして得られた活性化炭素多孔体は、嵩密度が
０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ’の範囲にある。

この範囲内の嵩密度を有する活性化炭素多孔体は、機械
的強度が高いと共に、比表面積が大きい。

また、活性化炭素多孔体の比表面積は５００ｍ　２７８
以上であり、この範囲の比表面積を有する活性化炭素多
孔体は、アセトアルデヒド吸着能力が極めて優れている
。

なお、本発明における比表面積は、ＢＥＴ法によるＮ２
の等温吸着曲線より求めた値である。

さらに、活性化炭素多孔体の炭素含有率は８５〜９５％
、好ましくは８８〜９２％の範囲であり、この範囲の多
孔体のみが、脱臭性能が極めて優れている。

本発明のフィルター材料に用いるのは、上記方法で得た
活性化炭素多孔体の粉砕物である。

粉砕物の粒径は、適度な範囲にあることが必要であり、
好ましくは１０μｍ〜１ｍｍ、さらに好ましくは５０〜
３００μｍの範囲である。

前記活性化炭素多孔体の粉砕方法としては、例えば、ボ
ールミル、ハンマーミル等の通常使用される粉砕機等を
用いる方法があげられ、この方法により、容易に上記粒
径とすることができる。

本発明の煙草用フィルター材料の主成分として用いられ
る繊維状物とは、公知のごとく、天然または合成樹脂の
繊維状物であり、従来よりフィルターに用いられている
ものであり、例えば、酢酸セルロース繊維、バルブ繊維
等を挙げることができる。

本発明の煙草用フィルター材料は、前記炭素多孔体の粉
砕物と前記繊維状物であるが、その割合は、繊維状物１
００重量部に対し、炭素多孔体の粉砕物０．１〜１００
重量部、好ましくは５〜３０重量部の範囲である。

炭素多孔体の粉砕物の割合が少なすぎると、炭素多孔体
の粉砕物の配合による効果が得られ難く、一方、配合量
が多すぎると、フィルターの圧力損失が大きくなり、且
つフィルタ一部の形状保持性が劣る。

前記炭素多孔体の粉砕物の前記繊維状物への混合、添着
は、従来の活性炭の混合、添着と同様の公知の方法によ
り、行うことができる。

また、フィルターとしての形状の成型も、従来の公知の
方法により、行うことができる。

本発明の煙草用フィルター材料は、従来の活性炭配合フ
ィルターに於いて、活性炭として特定の炭素多孔体を用
いたものであり、従来のフィルターより、ニコチン、タ
ール分、煙草のいやなにおい等の成分の吸着量が多く、
もって、煙草によりマイルドな感じもたさせることが出
来るものである。

本発明のこのような効果は、本発明で用いる特定の炭素
多孔体の吸着速度が、従来使用されている活性炭より大
きいことに起因する。　この理由は必ずしも明確ではな
いが、本発明で用いる特定の炭素多孔体は、嵩密度が従
来の活性炭より小さく、従って単位重量当りの外表面積
が大きいので、このことが、煙草用フィルターのごとく
、瞬時の吸着性能を要求される用途において、吸着速度
の差となって表われるものと考えられる。

〈実施例〉次に、実施例を挙げて本発明の効果を更に具体的に説明
するが、本発明は、その要旨を越えない限り、これらの
実施例になんら制約されるものではない。

（実施例１）［活性化炭素多孔体の製造］レゾール１００重量部、硬化剤としてのパラトルエンス
ルホン酸１０重量部および発泡剤としてのフロンガス（
フレオン１１）２重量部を高速ミキサーで充分に攪拌・
混合した後、該混合物を木型内に流し込み、蓋をし、８
０℃のエアーオーブン内に３０分放置することにより、
嵩密度０．１５ｇ／ａｍ’のフェノール樹脂発泡体を得
た。

この発泡体から、縦３　ＣＩｎ　ｓ横３ｃｍ、厚さ１ｃ
ｍの板を切り出し、次いで、この板を、内径５０　ｍ　
ｍの石英製カラムに入れ、該カラム内の雰囲気をＮ、に
置換後、外部からヒーターで昇温速度６０℃／分で温度
８００℃まで昇温した。　次いで、同温度で、Ｎ２ガス
と水蒸気との混合ガス（混合モル比が０．８：０．２）
を流速１０１／分で流し、３０分間賦活処理した後、冷
却し、炭素含有率９０％、嵩密度０．１４ｇ／ｃｍ’　
　　比表面積１２００ｍ’／ｇの活性化炭素多孔体を得
た。　この炭素多孔体を粉砕機で粉砕後、２００メツシ
ユの篩でふるい、平均粒径６５μｍのものを用いた。

［吸着テスト］内径１０ｍｍのカラムに、上記方法で得た炭素多孔体粉
砕物２０重量部と酢酸繊維素繊維１００重量部とからな
る混合物を、厚さ１ｃｍ（重量１００ｍｇ）充填後、煙
草の煙のいやなにおいの主成分とされるアセトアルデヒ
ド５００ｐｐｍを含む空気を流速３ｍ１／秒で流し、１
分経過後に、フィルター下流の空気のアセトアルデヒド
濃度を測定した。　結果を表１に示す。

（実施例２）炭素多孔体粉砕物と酢酸繊維素繊維の配合比を１０重量
部／９０重量部とする以外は、実施例１と同様に行った
。　結果を表１に示す。

（比較例１）やし殻活性炭粉砕物（２００メツシュパス品）２０重量
部と酢酸繊維素繊維１００重量部とからなる混合物を用
いる以外は、実施例１と同様に吸着テストを行った。　
結果を表１に示す。

す、煙草によりマイルドな感じをもたせることができる
と共に、ニコチンやタール分等の有害成分の摂取量の低
減を図ることができる。

表　　　　　　　１〈発明の効果〉本発明により、煙草のいやなにおいの成分であるアセト
アルデヒド等を、速い吸着速度でしかも量多く吸着でき
る煙草用フィルター材料が提供される。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フェノール樹脂発泡体が炭化、賦活されてなり、
嵩密度が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ＾３、炭素含有率が
８５〜９５％、比表面積が５００ｍ＾２／ｇ以上である
炭素多孔体の粉砕物と繊維状物とからなることを特徴と
する煙草用フィルター材料。