JP2000355824A - セルロースアセテートフィブリル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エアーフィルター素材に適したセルロースアセ
テートフィブリルと、同フィブリルの工業的に優位な製
造方法とを提供する。 【解決手段】紡糸原液の吐出口を有する紡糸原液流路
と、凝固剤流体の噴射口を有する凝固剤流体流路と、前
記紡糸原液の吐出口と前記凝固剤流体の噴射口とが開口
すると共に下流端に紡出口を有する合流部とを備えてな
るフィブリル賦形口金から、前記紡糸原液の吐出線と凝
固剤流体の噴射線とのなす角度θが０°より大きく９０
°以下となるように、セルロースアセテートの溶解能を
有する溶媒を５〜３０重量％含有する凝固液中に紡出
し、特定の物性を有するセルロースアセテートフィブリ
ルを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアーフィルター
材料、特にタバコ用フィルター材料として適した単位g
当たりの表面積（比表面積）と形態とを有するセルロ
ースアセテートフィブリルと、同セルロースアセテート
フィブリルの製造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からタバコ用フィルターとしては、
セルロースアセテートフィルター、紙フィルター、レイ
ヨンフィルター、及びそれらに活性炭微粒子を包み込ん
だ活性炭フィルターがある。これらフィルターのうち、
紙フィルター及びレイヨンフィルターは、煙中のニコチ
ン成分及びタール成分の吸着性能に優れているが、一方
で水分をも多量に吸着してしまうため、タバコの味が辛
（つら）くなり、香喫味を損なうといった欠点がある。

【０００３】また、活性炭フィルターもニコチン成分及
びタール成分を十分に吸着するが、タバコ煙における気
相成分の吸着能力が高すぎるため喫味を害し、更には喫
煙時に異臭が感じられるという欠点がある。

【０００４】これに対してセルロースアセテートフィル
ターは、紙フィルターやレイヨンフィルターに比べて水
分の吸着量が低く、香喫味を損なわない程度の程良い吸
湿性を有しているため、香喫味を損なうことがない。ま
た、タバコ煙中の固体や液体に対する濾過性能をもち、
ニコチン成分及びタール成分に対しても適度な吸着能力
を有している。この様に、セルロースアセテートフィル
ターはタバコ用フィルターとして、性能面やコスト面に
おいて上述した他のフィルターよりも優れているため、
その使用量は他のフィルターを遥かに凌ぐものである。

【０００５】ところで、近年になって喫煙の健康に及ぼ
す影響が極めて大きな問題として取り上げられるように
なり、タバコのニコチン成分及びタール成分の除去率
（吸着性能）を従来より高めることが強く要請されてい
る。そこで、セルロースアセテートフィルターにおい
て、上述したようなセルロースアセテートの素材の利点
を十分に活かし、且つ、タバコのニコチン成分及びター
ル成分の吸着性能を高めるために種々の提案がなされて
いる。

【０００６】例えば、従来から、フィルターの吸着面積
を増大することによりタバコのニコチン成分及びタール
成分の吸着性能を高める方法が提案されている。その具
体的な例としては、セルロースアセテート繊維の繊度を
細デニール化する方法、セルロースアセテート繊維を異
形断面とする方法、タバコ用フィルターの長さを更に長
くする方法などが挙げられる。

【０００７】タバコ用フィルターに使用されるセルロー
スアセテート繊維は、一般に乾式紡糸法により製造され
ている。乾式紡糸でセルロースアセテート繊維を製造す
る場合、紡糸ノズルから紡糸されたセルロースアセテー
ト繊維は、紡糸塔内の加熱雰囲気中で溶剤を蒸発させ
る。かかる乾式紡糸において細繊度化を図る場合に、前
述したようにセルロースアセテート繊維は紡糸塔内に一
定時間滞在させる必要があるため、紡糸速度を高めての
細繊度化は困難である。そこで、繊度を細くするために
は、紡糸原液を紡糸ノズルから押し出す速度と巻き取り
速度との比で示される紡糸ドラフト比を大きくすること
が考えられる。この紡糸ドラフト比は、タバコ用フィル
ターに使用されるセルロースアセテート繊維の場合、通
常、１以下である。このドラフト比を１より大きくした
場合にはドラフト切れが多発し、ドラフト比の増大は実
質的に不可能である。また、紡糸ノズルの孔径を小さく
して、紡糸原液の吐出量を下げることによりある程度の
細繊度化が達成できるが、この場合には生産性が著しく
低下するといった問題がある。

【０００８】また、セルロースアセテートの異形断面繊
維の開発によるニコチン成分及びタール成分の吸着性能
は未だ十分に向上されてはおらず、その開発には限界が
ある。更に、タバコ用フィルターの長さを長くして吸着
性能を向上させる場合には、セルロースアセテート繊維
の使用量が増加するため、タバコ用フィルターのコスト
が高くなり、好ましくない。

【０００９】かかる問題から、近年では、タバコ用フィ
ルター材料としての新規なセルロースアセテート素材が
提案されている。特に、セルロースアセテート繊維をフ
ィブリルと呼ばれる、多数の分岐構造を有し、繊維の断
面構造にも凹凸があり、更に繊維側面の表面構造にも著
しい隆起を有する、比表面積の大きな繊維構造体に形成
するための方法が多数提案されている。

【００１０】例えば、特公昭５０−３８７２０号公報に
開示されているタバコ用フィルター素材は、セルロース
のアセチル誘導体からなるフィブリル状のミクロファイ
バーから構成される繊維状物を主材としており、同繊維
状物は表面積が３ｍ² ／ｇ以上と、通常のセルロースア
セテート繊維の表面積（０．５ｍ² ／ｇ）よりも大きな
表面積を有している。

【００１１】また、特開昭５３−４５４６８号公報に開
示されているタバコフィルターに適したシート状構造物
は、セルロースエステル短繊維とセルロースエステル小
繊維とから構成されている。前記セルロースエステル小
繊維とは、５．０ｍ² ／ｇ以上の表面積をもち、長さは
１０００μｍより短く、表径が約０．５〜５０μｍの繊
維状物である。

【００１２】これらのように比表面積の大きなフィブリ
ルを主材とするタバコ用フィルターは、タバコの煙中に
含まれるエアロゾルがショートパスすることなく、フィ
ブリルと衝突を繰り返すことにより、フィルター中での
タバコ煙の滞在時間が長くなり、しながら同フィブリル
に吸着捕捉されることにより優れた濾過特性を示し、タ
バコ煙からニコチン成分やタール成分を効率よく除去で
きる。

【００１３】このような特性をもったフィブリルの製造
方法について、無数のフィブリル繊維の連続糸（プレキ
シフィラメント）を製造する方法としては、例えば特開
昭４０−２８１２５号公報及び特開昭４１−６２１５号
公報に開示されているフラッシュ紡糸方式がよく知られ
ている。このフラッシュ紡糸方式は、結晶性重合体を溶
剤に溶解した紡糸原液を、前記溶剤の正規の沸点よりも
高温で、且つ自生の蒸気圧或いはそれ以上の高い圧力下
にある高圧域から、適当な形状のオリフィスを通って低
圧域へと押し出すことにより、前記溶剤を紡糸原液から
激しく蒸発させて、押し出された重合体の多数を引裂さ
せることによって連続的なフィブリル繊維を形成せしめ
るものである。

【００１４】このフラッシュ紡糸方式をセルロースアセ
テートへ適用した例として、例えば特開昭４９−７５１
８号公報に開示されている連続した繊維状糸条体の製造
方法では、常圧での沸点が８０℃以下の溶剤に、少なく
とも７０％以上がセルロースアセチル誘導体からなる重
合体を５〜５０重量％の濃度になるように溶解した溶液
を、１５０〜１９０℃の温度で、ノズル通過線速度が３
０ｍ／ｓｅｃ以上となるように、溶剤の自生圧、或いは
それ以上の圧力で吐出している。かかる製造方法によ
り、最小構成単位が直径０．１〜２０μｍの大きさを有
する多数のフィブリル状フィラメントから構成され、そ
のフィブリル状フィラメントの一部或いは大部分がお互
いに絡合い、且つその比表面積が２ｍ² ／ｇ以上の連続
した繊維状糸条体を製造することができるとしている。
しかしながら、かかるフラッシュ紡糸方式は重合体溶液
の高温高圧下での取り扱いが必須となり、工業的には必
ずしも優位な方法とはいえない。

【００１５】そこで、例えば特開昭５２−９６２３１号
公報にはセルロースアセテートを溶媒に溶解したセルロ
ースアセテート濃度が５〜２０重量％である溶液を、前
記溶媒の濃度が１５〜４５重量％である同溶媒と水とか
らなる沈殿剤中に撹拌下に導入するセルロースアセテー
トパルプの製造方法が提案されている。この方法では、
溶液中のセルロースアセテート濃度、沈殿剤中の溶媒濃
度、及び沈殿剤の剪断を制御する必要があり、その制御
が煩雑となる。特に、撹拌による剪断作用の制御は工業
的な規模を考慮した場合に過大な設備が必要となるな
ど、同方法は工業的に有用であるとは言いがたい。ま
た、溶液のセルロースアセテート濃度は２０％以下であ
ることが前提であるため、後の溶剤回収などの後処理で
の負荷が大きくなり、好ましくない。

【００１６】また、特開昭５３−４５４６８号公報に開
示されているフィルター材料の製造方法では、アセトン
又は酢酸にセルロースアセテートを溶解した溶液が毛細
管針を通して供給される。この毛細管針の先端は凝固液
（熱水又は冷水）が通るベンチュリ管の喉部の位置に設
置されており、前記毛細管から吐出された前記溶液は、
のど部における高速水流によって薄められ、或いは溶媒
が置換されて、セルロースアセテートのフィブリル状小
繊維が得られる。この方法にあっても、セルロースアセ
テート溶液におけるセルロースアセテートの濃度範囲は
５〜１０重量％と低濃度であるため、溶剤回収などの後
処理での負荷が大きい。

【００１７】更に、特開昭５１−３３３５８号公報に開
示されているシガレット用フィルター素材の製造法で
は、セルロースのアセチル誘導体を溶媒に溶解した紡糸
原液を、高速で流れている前記アセチル誘導体に対する
凝固液中に導入することにより、フィブリル状のミクロ
ファイバーから構成される繊維状物を形成している。こ
の方法では、紡糸原液を比較的、高濃度とすることが可
能であるが、十分な比表面積をもつ繊維状物を形成する
ためには、凝固剤の高流速環境をつくらなければならな
い。例えば、同公報に開示された実施例では紡糸原液と
凝固剤との供給にアスピレーター方式を採用している
が、アスピレーターの最狭窄部において、凝固剤の線流
速を６００ｍ／ｍｉｎ．と極めて高速に設定している。
この方法では凝固剤の線流速を高速に維持するために、
形成されたフィブリル状の繊維状物、溶媒及び凝固剤の
懸濁液は、細いキャピラリーの中を通過させる必要があ
る。しかしながら、前記キャピラリーは閉塞を起こしや
すく、工業的な規模での製法としては満足できるもので
はない。

【００１８】また、特開平７−１９７３１４号公報に開
示されているセルロースエステルフィブリル物質の製造
法は、径の異なる３つの管をその軸を一致させて配し、
中心の細管からベントナイト、活性炭、ゼオライトなど
を含むスラリー状の添加剤を吐出すると共に、その外側
の環状キャビティからセルロースエステル溶液を、更に
最外側の環状導管からは凝固剤液体を吐出している。こ
のように、フィブリルの形成時においてスラリー状の添
加剤を注入することにより、添加剤がフィブリルの表面
に固定され、約５．０ｍ² ／ｇ（好ましくは、約２０ｍ
² ／ｇ）を越える表面積、約１０００ミクロン未満（好
ましくは、約２０〜約２００ミクロン）の長さ、及び約
０．２〜約９０ミクロン（好ましくは、約０．５〜約５
０ミクロン）の直径を有し、且つ表面に添加剤が埋め込
み又は含浸されたフィブリルを得ることができる。この
ように、同方法によれば表面積の高いセルロースエステ
ルからなるフィブリルを得ることができるが、同フィブ
リルには添加剤を含有させなくてはならないために製造
工程が煩雑になり、また、コストも高くなってしまう。

【００１９】ここで、糸または不織布等のシート状物を
得るための原料として、パルプに代表される不連続にフ
ィブリル化された繊維（以下、「フィブリル化繊維」が
好適に利用されている。このフィブリル化繊維は、上述
したようにエアーフィルターなどの分野において、低圧
力損失、高濾過性能を有する表面積の大きな極細繊維が
有効に利用されており、更に表面積を増加して濾過効率
を向上させることが提案されている。

【００２０】例えば、特開平９−３２４３１８号公報に
開示された不連続フィブリル化繊維の製造方法によれ
ば、溶剤に高分子重合体を溶解した紡糸原液を賦形口金
のオリフィスを通じて同賦形口金内の混合セルへと押し
出すと同時に、前記重合体の凝固剤流体を同賦形口金の
ノズルを通じて前記混合セル内に、前記紡糸原液の吐出
線方向に対して０°以上９０°未満の角度で噴出し、同
混合セル内で前記紡糸原液とを混合し、それにより凝固
した前記重合体を前記凝固剤流体の剪断流により剪断し
て不連続フィブリル化繊維を形成している。かかる方法
により得られた不連続フィブリル化繊維は、幅０．１μ
ｍ〜５００μｍ、長さ１０μｍ〜１０ｍｍのフィブリル
状及びフィルム状物のセルロースエステルから構成さ
れ、少なくとも１０００μｍ以上の長さを有し且つ分岐
構造を有したフィブリル状またはフィルム状物の割合が
５重量％以上である。

【００２１】上記公報に開示されている製造方法におけ
る賦形口金内の混合セルとは、紡糸原液と凝固剤流体と
の接触位置から下方に設けられた所定長さを有する空間
のことであり、同混合セルにおいて紡糸原液と凝固剤流
体とが混合され、それにより重合体が凝固し、更に凝固
した重合体には剪断が与えられる。かかる混合セルを設
けることにより、紡糸原液に効率よく凝固剤流体を作用
させることができ、得られたフィブリル状又はフィルム
状繊維は、比表面積が５ｍ² ／ｇ以上と高く、タバコ用
フィルターの素材として適した性能を有するものであ
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記公報では
前記混合セルの長さは、前記紡糸原液の吐出線と前記凝
固剤流体の噴出線との交点よりも下流側に少なくとも１
ｍｍ以上が必要であるとしている。しかしながら、前記
混合セルの長さを前記交点よりも１ｍｍ以上下流側とし
た場合、生成されたフィブリル化繊維の一部が、混合セ
ル壁面に徐々に貼り付くという現象が生じ、最終的には
前記混合セルがフィブリル化繊維によって閉塞されてし
まい、長時間にわたる安定した紡糸が困難となる。

【００２３】また、上記公報に開示された製造方法によ
り製造されたフィブリル状又はフィルム状繊維は、カナ
ディアンフリーネステスターによる濾水度（ＪＩＳ Ｐ
−８１２１）が２００ｍｌ未満であることから、同繊維
を湿式抄紙法によりシートに形成する場合、シートの断
裂が起こるという問題がある。また、得られた繊維のな
かには、直径１ｍｍ以上の分散しにくい繊維の固まりが
含まれる場合があり、かかる繊維の固まりが存在する
と、同フィブリル化繊維をシートに形成する場合、得ら
れたシートの表面に前記繊維の固まりによる凹凸が生じ
たり、厚みが不均一になるという問題があるだけでな
く、プラグ化の際に白粉が発生する原因ともなり工業的
に問題である。

【００２４】本発明はかかる問題を解決すべくなされた
ものであり、本発明の目的は、エアーフィルター、特に
タバコ用フィルターの素材として適した形態、比表面積
及び濾水度を有するセルロースアセテートフィブリル
と、同セルロースアセテートフィブリルの工業的に優位
な製造方法とを提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本件請求項１に係る発明は、比表面積が１０ｍ²／
ｇ以上、濾水度が２００ｍｌ以上、篩い分け試験による
１５０メッシュ通過分が１０重量％以下、及び、紙強度
が１ｋｇ／１５ｍｍ以上であることであることを特徴と
するセルロースアセテートフィブリルを主要な構成とし
ている。本発明でいう紙強度とは、ＪＩＳ Ｐ−８２０
９（パルプ試験用手漉き紙調製方法）により坪量４０ｇ
／ｍ²のシートを調製し、ＪＩＳ Ｐ−８１１３（紙お
よび板紙の引張強さ試験方法）によって測定した値であ
る。

【００２６】本発明における「セルロースアセテートフ
ィブリル」とは、３次元網状組織を形成するための約
０．１μｍ〜約１００μｍの太さからなる無数の微細な
繊維が枝分かれした構造を有する繊維及びその集合体を
意味するものであって、特に限定されるものではない
が、同フィブリルの長さは数１０μｍ〜１ｃｍの範囲に
ある。これらのフィブリルは不織布及び合成紙を通常の
方法により製造する際の素材として好適な形態を与え
る。また、「セルロースアセテート」には、セルロース
ジアセテート及びセルローストリアセテートも含まれ
る。なお、タバコフィルター用としては、セルロースジ
アセテートが好ましく用いられる。

【００２７】本発明のセルロースアセテートフィブリル
は、比表面積が１０ｍ² ／ｇ以上と大きいため、エアー
フィルターの素材として用いた場合に濾過性能に優れ、
特にタバコ用フィルターの素材として用いる場合には、
ニコチン成分やタール成分を十分に吸着、濾過できる。

【００２８】なお、セルロースアセテートフィブリルを
タバコ用フィルターに加工する方法としては、公知の技
術を組み合わせることができる。例えば、前記セルロー
スアセテートフィブリルを紙や不織布のようなシート状
物に加工した後、プラグ巻き上げ機によりタバコ用フィ
ルターに加工することが出来る。また、活性炭粒子をア
セテートトウに分散させる手法に準じて、本発明のセル
ロースアセテートフィブリルをアセテートトウに分散さ
せ、プラグ巻き上げ機によりタバコ用フィルターに加工
することも可能である。

【００２９】本発明のセルロースアセテートフィブリル
は、タバコ用フィルター素材として適しており、上述し
たようにニコチンやータール分を吸着／濾過するために
充分な比表面積と、後述するようにタバコフィルターに
加工するために適した形態とを兼ね備えている。

【００３０】本発明のセルロースアセテートフィブリル
は、その繊維長が、篩い分け試験（ＪＩＳ Ｐ−８２０
７）における１５０メッシュ通過分が１０重量％以下と
する必要がある。セルロースアセテートフィブリルの繊
維長が短いと、フィルタに加工する際の取り扱いが煩雑
となる。例えば、前記セルロースアセテートフィブリル
を湿式法により連続的に抄紙してシート状物を製造する
場合、抄紙ネットからのセルロースアセテートフィブリ
ルの抜け分が多くなり、収率の低下と廃水の白水化を引
き起こすため好ましくない。また、乾式法によりシート
状物を製造する場合は、気流中に浮遊するセルロースア
セテートフィブリルが増加し、作業環境の悪化を引き起
こす虞れがある。更に、シート状物に繊維長の短いセル
ロースアセテートフィブリルが多量に存在すると、同シ
ート状物の力学的強度が低下するため、好ましくない。

【００３１】また、繊維状物のフィブリル化度の指標で
あるカナディアンフリーネステスターによる濾水度（Ｊ
ＩＳ Ｐ−８１２１）は２００ｍｌ以上であることが必
要である。濾水度が２００ｍｌ以下のセルロースアセテ
ートフィブリルを用いて湿式抄紙法によりシート状物を
製造する場合、シート状物の断裂が起こる可能性が高い
ため好ましくない。

【００３２】更に、本発明のセルロースアセテートフィ
ブリルは、それをシート状にした時の紙強度は、１ｋｇ
／１５ｍｍ以上であることが必要である。この理由は、
該シートを円棒状のプラグに成形するに際し、該シート
の縦方向に皺を付与するクレープ加工施すことが好まし
く、このクレープ加工によって、柔軟性と嵩高性が向上
し、均一な円棒状に巻き上げることが容易になるが、紙
強度が１ｋｇ／１５ｍｍ以下では、十分なクレープ加工
を施すことができないからである。

【００３３】かかるセルロースアセテートフィブリルを
製造するために、本件の請求項２に係る発明は、紡糸原
液の吐出口を有する紡糸原液流路と、凝固剤流体の噴射
口を有する凝固剤流体流路と、前記紡糸原液の吐出口と
前記凝固剤流体の噴射口とが開口すると共に下流端に紡
出口を有する合流部とを備えてなるフィブリル賦形口金
から、セルロースアセテートフィブリルを凝固液中に紡
出し、セルロースアセテートフィブリルを製造する方法
であって、前記紡糸原液の吐出線と凝固剤流体の噴射線
とのなす角度θが０°より大きく９０°以下であり、前
記凝固液がセルロースアセテートの溶解能を有する溶媒
を５〜３０重量％含有することを特徴とするセルロース
アセテートフィブリルの製造方法を主要な構成としてい
る。

【００３４】紡糸原液の重合体濃度は１０重量％以上２
５重量％未満に設定することが好ましい。前記重合体濃
度が１０重量％未満である場合、廃液からの溶剤回収の
負荷が増大するため工業的に好ましくない。また、前記
重合体濃度が２５重量％以上である場合には、得られた
セルロースアセテートフィブリルの比表面積が１０ｍ ²
／ｇ未満となるため好ましくない。

【００３５】前記賦形口金における紡糸原液流路の横断
面形状は、直径が０．０６ｍｍφ以上０．２ｍｍφ未満
の円形が好ましい。前記横断面形状が円形以外、例えば
矩形である場合、得られたセルロースアセテートフィブ
リルには繊維の固まりが含まれるため好ましくない。繊
維の固まりが存在することにより、得られたセルロース
アセテートフィブリルをシートに形成した場合に、シー
ト表面には前記繊維の固まりによる凹凸が生じ、また、
シート厚みや同シートをフィルターとして使用した場合
の各種機能が不均一となるといった問題が生じる。更に
は、同シートをプラグ化する際に白粉が発生する原因と
もなり工業的にも問題である。

【００３６】前記紡糸原液の吐出線と凝固剤流体の噴射
線とのなす角度θを０°＜θ≦90°とすることにより、
凝固剤流体が前記紡糸原液の吐出線方向へと流れるよう
にすることができる。また、前記角度θを上述の範囲内
に設定することにより、形成されたセルロースアセテー
トフィブリル、紡糸原液内の溶媒及び凝固剤の混合液を
すみやかに賦形口金の紡出口から凝固液中へと紡出する
ことが可能になる。更に、前記角度θは１０°〜８０°
の範囲に設定することが好ましい。前記角度θをかかる
範囲内に設定することにより、十分にフィブリル化がな
された更に好適なセルロースアセテートフィブリルを得
ることができる。

【００３７】紡糸原液の吐出線と凝固剤流体の噴出線と
が平行である場合、すなわち前記角度θが０°である場
合、紡糸原液と凝固剤流体とは混合が不十分となり、得
られるセルロースアセテートフィブリルの断面は円形又
は楕円形を呈し、断面の大きさも不規則となり好ましく
ない。また、前記角度θが９０°を越えると紡糸原液と
凝固剤流体が十分混合されるものの、凝固したセルロー
スアセテートフィブリルにより、賦形口金の紡出口が詰
まりやすくなるため好ましくない。

【００３８】更に、本発明では、紡糸原液の吐出線と凝
固剤流体の噴出線との交点を、賦形口金の紡出口よりも
下流側に位置させることが好ましい。前記交点が前記紡
出口よりも下流側に位置させることにより、生成したセ
ルロースアセテートフィブリルの一部が合流部の壁面に
徐々に貼り付くことがなく、前記合流部内において閉塞
が起こることもないため、長時間の安定した紡糸が可能
となる。

【００３９】更に、前記凝固液の液面を、前記紡出口と
ほぼ同一の高さに位置させることが好ましい。そのた
め、前記紡出口から紡出された紡糸原液と凝固剤流体と
の混合体が速やかに凝固液内へと導入され、賦形口金の
周囲に飛び散ることがない。更には、紡糸原液の吐出線
と凝固剤流体の噴出線との交点が前記凝固液の液面より
下方に位置することになるため、前記凝固液が前記紡糸
原液の吐出圧や凝固剤流体の噴出圧により攪拌され、生
成したセルロースアセテートフィブリルが凝固液中で円
滑に分散される。

【００４０】また、前記凝固剤流体は水蒸気であり、蒸
気圧が５０ＫＰａ以上２５０ＫＰａ未満で噴射すること
が好ましい。前記蒸気圧が５０ＫＰａ未満の水蒸気であ
る場合には、得られたセルロースアセテートフィブリル
中に分散しにくい繊維の固まりが含有されてしまうため
好ましくない。一方、蒸気圧が２５０ＫＰａ以上の水蒸
気である場合、得られたセルロースアセテートフィブリ
ルの濾水度が１００ｍｌ未満となり、同フィブリルをシ
ートに加工の際、シート断裂が発生するため好ましくな
い。

【００４１】なお、上述した方法により、賦形口金の紡
出口から紡出されたセルロースアセテートフィブリル
は、更に凝固液中で洗浄され、溶媒が除去される。ここ
で、凝固液組成は該紡糸原液の溶媒を５重量％以上３０
重量％未満の割合で含有することが必要である。該紡糸
原液の溶媒としてアセトンを使用することがさらに好ま
しい。該凝固液組成が、紡糸原液の溶媒を５重量％未満
しか含有しない場合であっても、セルロースアセテート
フィブリルを得ることは可能である。しかし、ＪＩＳＰ
−８２０９（パルプ試験用手漉き紙調製方法）により坪
量４０ｇ／ｍ²のシートを調製し、ＪＩＳ Ｐ−８１１
３（紙および板紙の引張強さ試験方法）により紙強度を
測定した場合、１ｋｇ／１５ｍｍ以上とするためには該
凝固液組成を、紡糸原液の溶媒を５重量％以上含有する
組成とすることが必要である。また、該凝固液組成が、
紡糸原液の溶媒を３０重量％以上含有する場合は、凝固
液中にてフィブリル同士の融着現象が発生し、比表面積
が１０ｍ²／ｇ以下に低下することから好ましくない。

【００４２】このセルロースアセテートフィブリルは、
例えば更なる洗浄工程や叩解工程を経て、公知のシート
賦形装置に供給される。この洗浄工程及び叩解工程は、
本発明によるセルロースアセテートフィブリルの製造工
程の後に連続的になされるよう、各工程における装置を
連結することも可能である。また、シート賦形後には、
公知の方法により乾燥を行うことによって、不織布又は
紙を成形できる。なお、本発明で使用される希釈剤、溶
媒、及び凝固剤の回収は、蒸留などの公知の方法を採用
できる。

【００４３】また、上述した製造方法に好適に使用でき
る賦形口金として、紡糸原液の吐出口を有する紡糸原液
流路と、凝固剤流体の噴射口を有する凝固剤流体流路
と、前記紡糸原液の吐出口と前記凝固剤流体の噴射口と
が開口すると共に下流端に紡出口を有する合流部と、を
備えてなるセルロースアセテートフィブリルを紡出する
セルロースアセテートフィブリル賦形口金であって、前
記紡糸原液流路の横断面形状は直径が０．０６ｍｍφ以
上０．２ｍｍφ未満の円形であること、前記紡糸原液の
吐出線と前記凝固剤流体の噴射線とのなす角度θは０°
以上９０°未満であること、及び、前記吐出線と前記噴
射線との交点が前記紡出口よりも下流側に位置する賦形
口金を用いることが好ましい。

【００４４】かかる賦形口金は上述したように、紡糸原
液流路の横断面形状が、直径が０．０６ｍｍφ以上０．
２ｍｍφ未満の円形であるため、得られたセルロースア
セテートフィブリルには繊維の固まりが少ない。また、
前記紡糸原液の吐出線と凝固剤流体の噴射線とのなす角
度θを０°＜θ≦９０°とすることにより、凝固剤流体
が前記紡糸原液の吐出線方向へと流れるようにすること
ができる。更には、紡糸原液の吐出線と凝固剤流体の噴
出線との交点を、賦形口金の紡出口よりも下流側に位置
させているため、生成したセルロースアセテートフィブ
リルの一部が合流部の壁面に徐々に貼り付くことがな
く、前記合流部内において閉塞が起こることもない。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明における好適な実施
の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図
１は、本発明に用いる賦形口金の概略を示す縦断面図で
ある。

【００４６】本実施形態による賦形口金１は、口金部材
２とスペーサ３とを備えている。前記口金部材２は、そ
の下面中央に逆載頭円錐形状の突出部２ａを有してお
り、同突出部２ａの中心線上に上下方向の貫通孔４が形
成されている。同貫通孔は、本発明の紡糸原液流路４を
構成し、その上端４ａが紡糸原液の導入口４ａとなって
おり、上流側の大径部からテーパ部を通って下流側の小
径部へと紡糸原液が流れ、前記小径部の下端の吐出口４
ｂから吐出される。同紡糸原液流路の吐出口４ｂは直径
が０．０６ｍｍφ以上０．２ｍｍφ未満の円形である。

【００４７】更に、前記口金部材２の下面には、前記突
出部２ａの全周にわたって凹溝２ｂが形成されており、
同凹溝２ｂと前記スペーサ３の上面との間に形成される
空間が凝固剤流体の貯留部５を構成する。同貯留部５は
外周の一部に連通する凝固剤流体の導入口５ａを有して
いる。

【００４８】前記スペーサ３はその中心に断面が円形の
貫通孔３ａが形成されている。同貫通孔３ａはその上部
が逆載頭円錐形状をなす上記突出部２ａの外周面と同一
の傾斜をもつテーパ面３ｂを有している。前記突出部２
ａの頂面から前記貫通孔３ａの下端に至までに形成され
る空間６が本発明の合流部６である。この合流部６の下
端は前記賦形口金１の紡出口７である。更に、前記テー
パ面３ｂと前記突出部２ａとの間には連続するスリット
８が形成され、同スリット８は凝固剤流体流路を構成し
ている。この凝固剤流体流路８の噴射口８ａは、前記合
流部６に開口している。

【００４９】前記凝固剤流体流路８は、前記紡糸原液流
路４の中心線、即ち紡糸原液の吐出線Ａと、同凝固剤流
体流路８の中心線、即ち凝固剤流体の噴射線Ｂとのなす
角度θが０°＜θ≦９０°となるように形成されてい
る。かかる角度θとすることで、前記凝固剤流体は紡糸
原液の吐出線Ａの方向へ流れるように噴出される。更
に、前記吐出線Ａと前記噴射線Ｂとの交点Ｐは、前記紡
出口７よりも下流側へ位置するように、前記凝固剤流体
流路８を形成している。前記交点Ｐをかかる位置に設定
することで、生成したセルロースアセテートフィブリル
が前記合流部６の壁面に貼り付いて合流部６内を閉塞す
るといったことが生じることもない。そのため長時間に
わたって安定した紡糸が可能となる。

【００５０】更に図１の例では、凝固液の液面Ｓが前記
紡出口７とほぼ同一の高さに位置している。そのため、
前記紡出口７から紡出された紡糸原液と凝固剤流体との
混合体が速やかに凝固液内へと導入され、賦形口金１の
周囲に飛び散ることがない。更には、紡糸原液の吐出線
Ａと凝固剤流体の噴出線Ｂとの交点Ｐが前記凝固液の液
面Ｓより下方に位置することになるため、前記凝固液が
前記紡糸原液の吐出圧や凝固剤流体の噴出圧により攪拌
され、生成したセルロースアセテートフィブリルが凝固
液中で円滑に分散される。

【００５１】以下、本発明について具体的な実施例及び
比較例を挙げて説明する。 （実施例１）セルロースジアセテート（ダイセル化学製
ＭＧＨ）１８．０重量部をアセトン８１．３重量部と
水０．７重量部の混合溶媒に室温にて１時間攪拌して溶
解させた原液を、タンクに移し１５０ｋＰａの窒素加圧
下で押し出し、ギヤポンプを用いて図１に示した口金へ
定量供給を行うと同時に水蒸気を供給した。水蒸気の供
給量は減圧弁により供給圧力を規定することにより制御
した。水蒸気量は図１に示す紡糸ノズルより水蒸気のみ
を凝固液中に噴出し、単位時間当たりの重量の増分を求
めることにより測定した。

【００５２】直径が０．１ｍｍ、ホール数２６個の溶液
吐出口、直径が２ｍｍ、水蒸気流路がスリット状で開度
を３６０μｍに調整し、溶液流路の中心線とスリット中
心線のなす角度が３０度、紡糸原液流路の中心線と水蒸
気流路の中心線との交点が凝固液面より下流部に０．５
ｍｍになるように製作した口金を用いて、セルロースジ
アセテート溶液の供給量を９６ｍｌ／ｍｉｎ．、水蒸気
の供給圧を１２５ｋＰａとして、温度３０℃のアセトン
／水=２０：８０の割合に調製した凝固液中へ噴出し
た。この時の水蒸気消費量は水換算で６４ｇ／ｍｉｎ．
であった。

【００５３】凝固液中に浮遊したセルロースジアセテー
トの凝固体を捕集し、さらに沸騰水中で１時間以上洗浄
を行った。得られた凝固体を濾過して含水フィブリル集
合体を得た。この含水物の固形分重量は約１０％であっ
た。この含水フィブリルを再度水に分散し、約０．５ｗ
ｔ％のフィブリル分散液を調整した。このフィブリル分
散液を希釈して濾水度を測定した。濾水度の測定はカナ
ディアンフリーネステスターを用いてＪＩＳ Ｐ−８１
２１に準拠して行った。標準温度２０℃、標準濃度０．
３０％への補正を行った値は３３０ｍｌであった。篩い
分け試験（ＪＩＳ Ｐ−８２０７）における１５０メッ
シュ通過分が８重量％であった。

【００５４】次にこの含水フィブリル集合体を８０℃の
熱風で乾燥し、得られた凝固体を走査型電子顕微鏡を用
いて繊維側断面の形態を観察した。さらに、投射型実体
顕微鏡（日本光学社製プロファイルプロジェクター Ｖ
−１２）を用いて繊維の長さ方向の形態を観察した。

【００５５】得られた凝固体は太さがサブμｍから２０
μｍ、長さが数十μｍから数ｍｍのフィブリル状を呈す
る集合体であり、その集合体は分岐構造を有した部分が
あり、全体として樹木状の枝分かれ構造が観察された。
１０個のフィブリルを測定したところ平均繊維径１０μ
ｍ平均繊維長１．５ｍｍであった。この集合体の比表面
積を自動比表面積測定装置（マイクロメリティックス社
製ジェミニ２３７５）を用いて測定したところ１８ｍ²
／ｇであった。該フィブリル化繊維をＪＩＳ Ｐ−８２
０９（パルプ試験用手漉き紙調製方法）により坪量４０
ｇ／ｍ²のシートを調製した。ＪＩＳ Ｐ−８１１３
（紙および板紙の引張強さ試験方法）により紙強度を測
定したところ、１．８ｋｇ／１５ｍｍであった。

【００５６】（実施例２）実施例１と同様の方法で、凝
固浴組成をアセトン／水=１０：９０に変更する以外、
実施例１と同様な方法でセルロースジアセテートの賦形
を行った。投射型実体顕微鏡を用い、１０個のフィブリ
ルを観察したところ平均繊維径８μｍ平均繊維長１．１
ｍｍであった。この凝固体集合体の比表面積は１６ｍ²
／ｇ、濾水度は３００ｍｌであった。篩い分け試験にお
ける１５０メッシュ通過分は９重量％であった。該フィ
ブリル化繊維をＪＩＳ Ｐ−８２０９により坪量４０ｇ
／ｍ²のシートを調製した。ＪＩＳ Ｐ−８１１３によ
り紙強度を測定したところ、１．４ｋｇ／１５ｍｍであ
った。

【００５７】（比較例１）実施例１と同様の方法で、凝
固浴組成をアセトン／水=１：９９に変更する以外、実
施例１と同様な方法でセルロースジアセテートの賦形を
行った。投射型実体顕微鏡を用い、１０個のフィブリル
を観察したところ平均繊維径７μｍ平均繊維長０．８ｍ
ｍであった。この凝固体集合体の比表面積は１５ｍ²／
ｇ、濾水度は２７０ｍｌであった。篩い分け試験におけ
る１５０メッシュ通過分は１２重量％であった。該フィ
ブリル化繊維をＪＩＳ Ｐ−８２０９により坪量４０ｇ
／ｍ²のシートを調製した。ＪＩＳ Ｐ−８１１３によ
り紙強度を測定したところ、０．７ｋｇ／１５ｍｍであ
った。

【００５８】（比較例２）実施例１と同様の方法で、凝
固浴組成をアセトン／水=３０：７０に変更する以外、
実施例１と同様な方法でセルロースジアセテートの賦形
を行った。投射型実体顕微鏡を用い、１０個のフィブリ
ルを観察したところ平均繊維径２３μｍ平均繊維長２．
８ｍｍであった。この凝固体集合体の比表面積は５ｍ²
／ｇ、濾水度は６８０ｍｌであった。篩い分け試験にお
ける１５０メッシュ通過分は３重量％であった。該フィ
ブリル化繊維をＪＩＳ Ｐ−８２０９により坪量４０ｇ
／ｍ²のシートを調製した。ＪＩＳ Ｐ−８１１３によ
り紙強度を測定したところ、０．４ｋｇ／１５ｍｍであ
った。

【００５９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のセルロ
ースアセテートフィブリルは、エアーフィルター、特に
タバコ用フィルターの素材として適した比表面積と形態
とを有するものであり、ニコチン成分やタール成分の吸
着、濾過性能に優れたものである。また、本発明の賦形
口金を用いて、本発明の製造方法により、かかる優れた
セルロースアセテートフィブリルを安価に、且つ、高効
率で製造することができる。

【００６０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いる好適な賦形口金の概略を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１ 賦形口金 ２ 口金部材 ２ａ 突出部 ２ｂ 凹溝 ３ スペーサ ３ａ 貫通孔 ３ｂ テーパ ４ 紡糸原液流路（貫通孔） ４ａ 紡糸原液の導入口 ４ｂ 吐出口 ５ 貯留部 ５ａ 凝固剤流体の導入口 ６ 合流部 ７ 紡出口 ８ 凝固剤流体流路（スリット） ８ａ 噴射口 １３ 凝固液 Ａ 紡糸原液の吐出線 Ｂ 凝固剤流体の噴射線 θ 吐出線Ａと噴射線Ｂとのなす角度 Ｐ 吐出線Ａと噴射線Ｂとの交点 Ｓ 凝固液の液面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比表面積が１０ｍ² ／ｇ以上、濾水度が
   ２００ｍｌ以上、篩い分け試験による１５０メッシュ通
   過分が１０重量％以下、及び、紙強度が１ｋｇ／１５ｍ
   ｍ以上であることであることを特徴とするセルロースア
   セテートフィブリル。
2. 【請求項２】 紡糸原液の吐出口を有する紡糸原液流路
   と、凝固剤流体の噴射口を有する凝固剤流体流路と、前
   記紡糸原液の吐出口と前記凝固剤流体の噴射口とが開口
   すると共に下流端に紡出口を有する合流部とを備えてな
   るフィブリル賦形口金から、セルロースアセテートフィ
   ブリルを凝固液中に紡出し、セルロースアセテートフィ
   ブリルを製造する方法であって、 前記紡糸原液の吐出線と凝固剤流体の噴射線とのなす角
   度θが０°より大きく９０°以下であり、前記凝固液が
   セルロースアセテートの溶解能を有する溶媒を５〜３０
   重量％含有することを特徴とするセルロースアセテート
   フィブリルの製造方法。
3. 【請求項３】 該紡糸原液の溶媒がアセトンである請求
   項２記載のセルロースアセテートフィブリルの製造方
   法。
4. 【請求項４】 重合体濃度が１０重量％以上２５重量％
   未満である紡糸原液を用いる請求項２又は請求項３記載
   のセルロースアセテートフィブリルの製造方法。
5. 【請求項５】 紡糸原液流路の下端に形成された吐出口
   の直径が０．０６ｍｍφ以上０．２ｍｍφ未満である請
   求項２〜４のいずれか１項に記載のセルロースアセテー
   トフィブリルの製造方法。
6. 【請求項６】 前記凝固液の液面を、前記紡出口とほぼ
   同一の高さに位置させてなる請求項２〜５のいずれか１
   項に記載のセルロースアセテートフィブリルの製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記凝固剤流体は水蒸気であり、蒸気圧
   が５０ＫＰａ以上２５０ＫＰａ未満で噴射してなる請求
   項２〜６いずれか１項に記載のセルロースアセテートフ
   ィブリルの製造方法。