JP2014526269A - フィルター材およびその使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、セルロースアセテートとポリラクチドを約９５：５〜約７５：２５の重量比で含むフィルター材および当該フィルター材を含むフィルターエレメントに関する。また本発明は、これらフィルター材、フィルター（２）またはフィルターエレメントを含む喫煙品（１）に関する。

Description

本発明は、フィルター材に関する。より具体的には本発明は、喫煙品から発せられるタバコ煙などの煙のろ過に使用可能なフィルター材に関する。また本発明は、このフィルター材を含むフィルターまたはフィルターエレメント並びにこれらフィルター材、フィルターまたはフィルターエレメントを含む喫煙品に関する。

紙巻きタバコ煙用のフィルター材として種々の材料が提案されている。セルロースアセテートトウは、喫煙品用のフィルターに一般に使用されているフィルター材であり、これは粒状相および選択された半揮発性化合物の選択的除去に寄与する。しかしながら、セルロースアセテートトウは、使用可能ないくつかのタバコのフィルター材と比較して高価である。継続性のある供給源から得られる材料をフィルターに使用することが求められている。それでも、セルロースアセテートは、紙巻きタバコフィルターの確立されたトウ材料であり、消費者の受けおよびあらゆる規則において許可されることの可能性に関して言えば、セルロースアセテートに代わる全てのフィルター材は、同様のろ過特性を有し、同様の味および口内の感覚特性を有するろ過された煙を提供しなければならなくなる。

本発明の第１の態様ではセルロースアセテートとポリラクチドを約９５：５〜約７５：２５の重量比で含むフィルター材が提供される。

本発明の第２の態様では第１の態様によるフィルター材を含む喫煙品用フィルターまたはフィルターエレメントが提供される。

本発明の第３の態様では第１の態様によるフィルター材を含むまたは第２の態様によるフィルターまたはフィルターエレメントを含む喫煙品が提供される。

本発明の種々の態様がより完全に理解されるように添付図面を参照して、本発明の実施態様を例示する。

本発明の実施態様によるフィルターを含む喫煙品の略式側面図である。 １つの実施態様によるフィルターまたはフィルターエレメントにおけるＣＡトウおよびＰＬＡ繊維の構成の略式断面図である。 別の実施態様によるフィルターまたはフィルターエレメントにおけるＣＡトウおよびＰＬＡ繊維の構成の略式断面図である。 さらなる実施態様によるフィルターまたはフィルターエレメントにおけるＣＡトウおよびＰＬＡ繊維の構成の略式断面図である。 さらに別の実施態様によるフィルターまたはフィルターエレメントにおけるＣＡトウおよびＰＬＡ繊維の構成の略式断面図である。 １つの実施態様によるフィルターまたはフィルターエレメントにおけるＣＡトウおよびＰＬＡからなる不織シートの構成の略式断面図である。 別の実施態様によるフィルターまたはフィルターエレメントにおけるＣＡトウおよびＰＬＡからなる不織シートの構成の略式断面図である。 さらに別の実施態様によるフィルターまたはフィルターエレメントにおけるＣＡトウおよびＰＬＡからなる不織シートの構成の略式断面図である。 本発明の別の実施態様によるフィルター材を含むフィルターを有する喫煙品の略式軸方向断面図である。 実施例に記載した研究からの実験データを示すグラフ。 実施例に記載した研究からの実験データを示すグラフ。 実施例に記載した研究からの実験データを示すグラフ。 実施例に記載した研究からの実験データを示すグラフ。 実施例に記載した研究からの実験データを示すグラフ。 実施例に記載した研究からの実験データを示すグラフ。 実施例に記載した研究からの実験データを示すグラフ。

いくつかの実施態様において本発明は、フィルター材を提供するためのセルロースアセテートとポリラクチドの組み合わせに関する。喫煙品に使用するのに好適なおよび／または喫煙品などのフィルターまたはフィルターエレメントに使用するのに好適なフィルター材が望まれている。

いくつかの実施態様では本発明のフィルター材は、セルロースアセテートとＰＬＡを約７５：２５〜約９５：５、約７５：２５〜約９０：１０、約７５：２５〜約８５：１５または約８０：２０の重量比で含む。

下記の実施例で詳しく説明する実験データは、本発明のフィルター材は、良好なろ過特性を示すことを立証している。またこの材料から作製されたフィルターの特徴を調節して、所望の煙収量およびろ過効率が得られることを示している。

セルロースアセテート
セルロースアセテート（ＣＡ）は、フィルムおよび繊維の形体で多くの産業用途に用いられている有機エステルである。ＣＡはアセチル化法を使用してセルロースから得られ、その主な特徴は、硬度、良好な耐衝撃性、光沢性、透明性、心地よい感触、静電気を受けないことおよび耐炭化水素性であることである。ＣＡは、潜在的に生分解性であることが報告されている。ＣＡの生分解速度は、そのアセチル基置換度（ＤＳ）に依存する。ＣＡのＤＳが小さくなるほど、生分解速度が速くなり、ＤＳが２．１未満のＣＡは、生分解性であると考えられ、ＤＳが２．１を超えるＣＡは、生分解性に劣るまたはゆっくりと生分解すると考えられている。

喫煙品に含まれるフィルター材に使用されるセルロースアセテート（ＣＡ）は、置換度（ＤＳ）が２．５の近辺である場合がある。この比較的高いＤＳは、ＣＡが崩壊性に乏しいことを意味するが、このＤＳはＣＡがアセトンなどの溶媒可溶性になるために選択されている。このＣＡの溶剤溶解性により従来から喫煙品のフィルターに使用されているセルロースアセテートトウの繊維を形成するために使用される処理である溶媒フィルムキャスティングおよび溶媒繊維紡糸などの有用な方法で処理することができるようになる。

喫煙品フィルターに使用するためのＣＡは、可塑剤で処理してもよい。この処理では、ＣＡ繊維の表面に可塑剤（通常、液状）が、例えばＣＡトウに液状の可塑剤を噴霧することによって塗布される。可塑剤は、隣接する繊維同士を それらの接触点を結合させることによって機能し、これによりフィルターロッドに紙巻きタバコの製造および使用の際に充分な硬度を与える。従ってこのようにＣＡに添加される材料は、一般には可塑剤と言われているが、これは実際には可塑剤というよりも結合剤または硬化剤として作用する。このような使用のために好適な可塑剤としては、トリアセチン（グリセリントリアセタート）、ＴＥＣ（クエン酸トリエチル）およびＰＥＧ４００（低分子量ポリエチレングリコール）などがある。可塑化されたセルロースアセテートトウは、煙中に見られるいくつかのある半揮発性成分（例えばフェノール、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾールおよびｍ−クレゾール）の選択的除去を向上させることが知られている。この効果を得るために、可塑剤はＣＡ繊維の表面に存在する必要があると考えられている。

可塑剤の繊維結合効果によりＣＡフィルターは、通常、可塑剤を重量で１０％未満、ときには重量で７％未満含む。これよりも多く可塑剤を含むと、セルロースアセテートトウに悪影響を及ぼし、穴が形成されてしまう。

上述の種類のＣＡを本発明に使用してもよい。セルロースアセテートは、繊維状、例えば繊維性のトウの形状であってもよい。置換度が約２．１〜約２．５または約２．５のセルロースアセテートをいくつかの実施態様では使用可能である。

いくつかの実施態様ではフィルター材に含まれるＣＡは、崩壊性、ろ過特性および／またはろ過された煙の味特性などの有益な特性を供するまたは向上させるために変更してもよい。

例えばセルロースアセテートトウは、可塑剤がＣＡの構造内で一体化され、保持されたＣＡと可塑剤のブレンドを含む組成物から形成してもよい。このブレンドは、ＣＡと可塑剤がアセトンまたは他の好適な溶媒に可溶性である溶媒混合によって形成してもよく、ブレンド組成物は、その溶液から形成され、ＣＡと可塑剤の密接混合物を含む。これとは別にＣＡおよび可塑剤は、溶融混合してもよい。

別の例ではセルロースアセテートトウは、セルロースアセテートのブレンド（ＣＡと可塑剤とのブレンドであってもよい）および水溶性ポリマーを含む組成物から作製してもよく、このブレンドは任意に相溶化される。いくつかの実施態様ではこのような組成物は、水分散性および／または生分解性であってもよい。好適な水溶性ポリマーとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）およびエチルセルロース（ＥＣ）、ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、キサンタンおよびプルランまたはこれらのブレンドが挙げられる。好適な相容化剤としては、ＰＬＡグラフト化水溶性ポリマーなどのグラフト共重合体および無水マレイン酸グラフト化ポリラクチド（ＭＡ−ｇ−ＰＬＡ）などの反応性相容化剤が挙げられる。

ポリラクチド
ポリ（乳酸）またはポリラクチド（ＰＬＡ）は、生分解性および生体適合性ポリマーである。再生可能な供給源（例えば、トウモロコシ、コムギ、またはコメ）から得られ、生分解性、再生可能であり、且つ堆肥に利用可能である。さらにＰＬＡは、良好な取り扱い性を示す。射出成形、フィルム押し出し、ブロー成形、熱成形、紡糸および皮膜形成による処理が可能である。

本発明で使用されるポリラクチド（ＰＬＡ）は、ラクチドの開環重合または乳酸から直接重合するなどの異なる合成法によって製してもよい。あらゆるＰＬＡグレードが本発明に使用するために選択することができ、ＰＬＡの分子量は、所望の特徴および用途に応じて異なってもよい。いくつかの実施態様ではポリ（Ｌ−ラクチド）（ＰＬＬＡ）は、繊維の製造に有益であるその結晶性により好ましく使用される。

本発明のフィルター材は、種々の形体のＰＬＡ、例えば繊維状、繊維性のトウの形状および／または一枚以上の不織シート材の形状のＰＬＡを含んでもよい。ＰＬＡは、２つ以上の形体でフィルター材中に存在してもよい。

ＰＬＡ繊維
ＰＬＡが繊維状である場合、ポリラクチド繊維は、ある実施態様において実質的にポリラクチドからなってもよい。

溶媒紡糸法または溶融押し出し法などの種々の方法で繊維をＰＬＡから製造してもよい。

いくつかの実施態様ではフィルター材は、セルロースアセテート繊維とＰＬＡ繊維を約７５：２５〜約９５：５、約７５：２５〜約９０：１０、約７５：２５〜約８５：１５または約８０：２０の重量比で含む。

ＰＬＡシート
本発明のいくつかの実施態様ではＰＬＡフィルター材は、不織シートの形体であってもよい。不織シート材は、喫煙品のフィルター材として縮れさせた形体またはギャザーシートの形体で使用してもよい。

不織材は、広義に繊維またはフィラメントを機械的に、熱的または化学的にからませる、またはこれらを２つ以上組み合わせることによって結合させたシートまたはウェブ構造として定義される。不織材は、個々の繊維から直接作製される平坦な、多孔性シート材になる。不織材は、織りまたは編みによって作製されず、繊維を糸に変える必要がない。

従って１つの実施態様では本発明によるフィルター材は、ＣＡトウおよび１枚以上のＰＬＡ不織シートを含んでもよい。これら２つの材料は、得られるフィルター材プラグが充分な硬度および構造的完全性を確実に示し、従来の高速製造装置群を使用して喫煙品に組み込めるようにするように構成してよい。

シート材は、フィルター材に単独で使用した場合に特定の欠陥を有する可能性が高い。不織シート材からフィルターエレメントを構成する場合に所望の構造的硬直性を得るためにフィルター材は、極めて密に詰められなければならず、これはこれらのフィルターエレメントが繊維性のトウで作成されたものとは全く異なる特徴を有することを意味する。そのフィルターエレメントは、煙の流れに対してより大きな抵抗を示し、従来のセルロースアセテートトウフィルターより圧力降下が高くなり、ユーザーは喫煙品をより強く吸引する必要がある。おそらくより顕著にはこのようなフィルター材を介して吸引される煙は、従来のセルロースアセテートフィルター材を介して吸引される煙と比較して異なる味特性を有することが判っている。さらにはフィルター材として不織シート材または紙を含むフィルターエレメントは、従来のセルロースアセテートトウフィルター材より粒状相および選択された半揮発性化合物を選択的に除去する量が著しく少ないことが示されている。

不織ＰＬＡシート材がフィルター材に含まれる１つの実施態様では、そのシート材は、ＰＥＧおよび／またはトリアセチンおよび／またはＴＥＣなどの１つ以上の可塑剤を含む。例えばシート材は、ＰＥＧ並びにトリアセチンおよびＴＥＣの一方または両方を含んでもよい。１つの実施態様ではポリエチレングリコールは、ＰＥＧ４００などの室温で液体のものであってもよい。別の実施態様ではポリエチレングリコールは、室温で固体であるものなどの高分子量ポリエチレングリコールであってもよい。このようなポリエチレングリコールは、ＰＥＧ６００およびそれより高分子量のもの、好ましくはＰＥＧ１０００およびそれより高分子量のものであってもよい。これら特定のポリエチレングリコールは、室温で固体または半固体であり、これらを加えることは不織シート材の構造的完全性を損なうことがないので、注目されている。室温で液体である添加剤は、ある状況においてフィルター材が不織シート材であるフィルターエレメントの完全性および強度に悪影響を与える可能性があり、例えばこれらの添加剤は、不織材を軟化させる場合がある。そのためシート材の必要とされる剛性および強度を維持しながら含有することができるこのような添加剤の量には限度がある。

当然のことながら不織シートフィルター材を弱化させるのではなく、高分子量ポリエチレングリコールを使用することにより、実際にはフィルター材の構造的完全性および剛性を増加させる場合がある。これはフィルターまたはフィルターエレメントを形成する際に所望の硬度および剛性を得るのに必要とされるフィルター材の量に関しさらに柔軟性を与える。このことによって製造者は、フィルターエレメントの圧力降下を調整できるはずである。またこれにより従来のＣＡフィルターエレメントの特徴に極めて類似した特徴を有するようにフィルターまたはフィルターエレメントを設計することができる。

さらにフィルター材にＰＥＧを加えることによって供される半揮発性成分の選択的除去は、含まれるＰＦＧの量に比例する。より多くの量の高分子量ＰＥＧなどのＰＥＧを加えるための柔軟性は、半揮発性化合物を選択的に除去するフィルター材の性能を所望のレベルに調節されることを意味する。

本発明の１つの実施態様において、不織シート材にシートの重量で３０％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは５〜１０％の量のＰＥＧが含まれる。これらの数値は、ＰＥＧを含まないシートの乾式重量をＰＥＧ添加剤を含むシートの重量と比較することによって決められる。

ＴＥＣおよび／またはトリアセチンを加えることは、不織シート材に異なる影響を与える。驚くべきことにこれらの添加剤は、フィルターエレメントを介して吸引される煙の味および臭いに有益な影響を与えるということが判っている。ＣＡ以外のフィルター材の共通の問題点は、これらが煙の味に悪影響を与えやすいということである。トリアセチンおよびＴＥＣは、異なる影響を煙の味特性に与え、これら２つの添加剤は、所望の煙の味特性を供するために種々の量で加えてもよい。

フィルター材に使用される従来のセルロースアセテートトウでは、含有させることができるトリアセチンまたはＴＥＣの量は、これらの添加剤が繊維性材料の結合に与える影響によって制限され、トリアセチンの量が約７％を超えると、セルロースアセテート材に穴が形成される原因になる。対照的に不織シート材に含有させるＴＥＣおよびトリアセチンの量は制限されない。当然のことながら室温で固体であるＰＥＧも含有される場合、シート材を湿らせるこれらの液体添加剤の影響は、最小限に抑えられ、重量で３０％以下のＴＥＣおよび／またはトリアセチンを含有させることができるが、シート材の重量で２０％以下または約１２％以下の量が好ましい。これらの数値は、添加剤を含まないシート材の乾式重量を添加剤を含むシート材の重量と比較することによって決められる。

さらにタバコ抽出物、グリセリン、メンソール、カーボンファイバー、カーボン粒子などの添加剤を不織シート材内にまたは上に組み込むことができる。このような添加剤は、シート材の製造中にシート材に組み込むことができ、または製造後にシート材に塗布することができる。

特定の実施態様においてフィルター材は、厚さが約０．０５ｍｍ超、好ましくは約０．０６ｍｍ〜約０．０８ｍｍの不織シート材を含んでもよい。不織ＰＬＡフィルター材の坪量は、約１５ｇ／ｍ^２〜約６０ｇ／ｍ^２、好ましくは約２０ｇ／ｍ^２〜約４５ｇ／ｍ^２であってもよい。

不織ＰＬＡシートは、あらゆる従来の方法で製造してもよい。例えばスパンボンドシートは、押し出しされた紡糸フィラメントからウェブを形成し、繊維を結合させて作製される。ウェブを寄り合わせる際に繊維を空気噴射または静電気を帯電させることによって分離させてもよい。繊維を結合させることによって強度および完全性をウェブに付与し、繊維の結合は、ポリマーを部分的に溶融させ、隣接する繊維同士を融合させるために加熱されたローラーまたは熱せられた針をウェブに当てて行ってもよい。スパンレース法は、水を高速で噴射してウェブを叩き、繊維同士が結ばれるようにするという方法である。

フィルターおよびフィルターエレメント
本発明によるフィルターエレメントおよびフィルターは、本発明の第１の態様によるフィルター材を含む。これらのフィルターエレメントおよびフィルターを喫煙品内に組み込んでもよい。

従って本発明によるフィルターエレメントおよびフィルターは、セルロースアセテートおよびＰＬＡを約７５：２５〜約９５：５、約７５：２５〜約９０：１０、約７５：２５〜約８５：１５または約８０：２０の重量比で含むフィルター材を含んでもよい。

セルロースアセテートは、トウの形体であってもよい。ＰＬＡは、繊維状、繊維性のトウの形状 および／または一枚以上の不織シート材の形状であってもよい。

あくまで例示を目的とし限定的なものではない図１を参照すると、本発明の例示的実施態様による喫煙品１は、フィルター２と、タバコなどの円筒状の喫煙材ロッド３と含み、このロッドは、フィルター２と位置合わせされ、喫煙材ロッド３の一端がフィルター２の端部と当接する。フィルター２は、プラグラッパー（図示せず）で包まれ、喫煙材ロッド３は従来からある方法でチッピング紙（図示せず）によってフィルター２に接合されている。フィルター２は、実質的に円筒状であり、吸い口端４および喫煙材端部５を有する。フィルター２は、セルロースアセテート繊維６およびポリラクチドを含む本発明によるフィルター材のプラグを含む。

フィルター材プラグは、完成した喫煙品に装着される喫煙材ロッドの大きさおよび形状に合致する好適な大きさおよび形状を有するのが好ましい。

図示した喫煙品１は、本明細書中で説明したようにセルロースアセテートおよび水溶性ポリマーのブレンドを含む単独のフィルターエレメントまたはセグメントを有するフィルター２を含むが、他の構成も可能である。例えば、フィルター２は、２つ、３つまたはそれ以上のセグメントなどの複数のセグメントを含むことができ、その内のいくつかまたは全てのセグメントが本発明によるフィルター材を含む。

フィルターが異なるろ過容量を有するおよび／または異なる材料、例えば異なるフィルター材および添加剤例えば吸着剤および風味剤などを含む複数の別個のフィルターエレメントまたはセクションを含む複合フィルターなどの喫煙品用の多くの異なるフィルター構造が実施可能である。本明細書中で使用する「風味剤」なる用語は各国の規制で認可され、所望の味または風味を製品に作り出すために使用してもよい材料を意味する。

フィルター材が繊維状のＰＬＡを含む場合、ＰＬＡ繊維をＣＡトウの繊維全体に分散させた均質な混合物の形体でＣＡトウおよびＰＬＡ繊維を供してもよい。

別の実施態様においてＰＬＡ繊維は、トウ状に配列してもよく、フィルター材は１つ以上のＰＬＡトウの領域および１つ以上のＣＡトウの領域を含む。いくつかの可能な領域の構成を図２〜５に示す。

１つの実施態様では図２に示すようにフィルタープラグ１０は、ＣＡトウ１１の外層によって囲まれた中央に位置する芯として配置されたＰＬＡトウ１２で構成され、フィルター材は、プラグラッパー１４に囲まれている。別の実施態様（図示せず）では中央に位置する芯は、ＣＡトウからなり、その周囲の材料は、ＰＬＡ繊維からなるＰＬＡトウである。

他の実施態様では図３および４に例示するようにＰＬＡトウは、複数の領域に設けられる。図３ではＰＬＡトウ１２は、ＣＡトウに囲まれた複数の領域として設けられている。これらの領域は、円形の断面を有するものとして示されているが、他の形状のものを使用してもよい。領域の数、大きさおよび形は、変えてもよい。これらの領域はフィルタープラグの全長に沿って長手方向に延びてもよく、またはその一部に沿って延びてもよい。図４ではＰＬＡトウ１２は、半径方向に延びた領域として設けられ、ＣＡトウ１１はこれら領域の間に位置している。

図５に例示するようなさらに可能な構成ではＰＬＡトウは、トウ１２からなる層の形体で設けられ、これはＰＬＡトウの層１２がフィルターの長手方向軸の周囲に包まれた螺旋構造に配置されるようにＣＡトウ１１内に埋め込まれている。ＰＬＡトウの層は、他の方法でフィルタープラグ内に組み込んでもよい。

いくつかの実施態様ではフィルター材は、ＣＡトウと不織シート材の組み合わせの形体でＰＬＡを含む。このＰＬＡシートとＣＡトウの組み合わせのいくつかの可能な構成を図６〜８に示す。

図６に例示するような１つの実施態様ではフィルタープラグ１０は、ＣＡトウの外層１１に囲まれた中央に位置する芯を形成するために詰められたＰＬＡシート１３からなる。これらの領域は、円形の断面を有するものとして示されているが、他の形状のものも使用可能である。図７に示した別の実施態様では中央に位置する芯は、ＣＡトウ１１からなり、それを囲む材料は１つ以上のＰＬＡシート１３から形成される。

シート材およびトウの構成について種々のものが想定される。例えば図８に示すようにＰＬＡシート材１３をフィルターの長手方向軸の周囲で包まれた螺旋構造に配置してもよい。１枚以上のシートで構成してもよいシート材１３の包装の間に位置するのはＣＡトウ１１である。

図９に示すさらなる例では本発明のフィルター材のＰＬＡおよびＣＡは、フィルター内で「直列」に配されている。この図面においてフィルター２は、２つのセグメントのセクションからなり、その１つはＣＡトウ２１を含み、もう一方はトウ、不織シート、またはそれらの組み合わせの形体のＰＬＡ２２を含む。隣接する喫煙材ロッド３の一部も示す。図９に例示するようにＣＡトウは喫煙材ロッドに隣接して位置してもよく、ＰＬＡはフィルターの吸い口端に位置してもよい。別の実施態様においてこれらの位置を逆にしてもよい。セクションのセグメントの長さは、ＣＡとＰＬＡの比が９５：５〜７５：２５であることを反映するためにこの図面において異なる。

しかしながら、いくつかの実施態様では本発明によるフィルター材のＰＬＡとＣＡは、両方ともフィルターまたはフィルターエレメントの同じセクションまたはセグメントに設けられる。

フィルターおよびフィルターエレメントは、本明細書中で説明したフィルター材から従来の方法、技術および装置を使用して作製することが可能である。

いくつかのフィルターエレメントは、フィルター材０．１ｇ当たり１７．５ｃｍ^３／ｓの気流速度で約４０ｍｍＡＱ超の圧力降下を示してもよい。またこれらのフィルターエレメントは、タバコの主流煙の粒状物に対してフィルター材０．１グラム当たり約１５％未満のろ過効率を示してもよい。

１つの実施態様ではＣＡトウおよびＰＬＡを含むフィルター材は、フィルターエレメントまたはフィルターにおいて唯一のフィルター材であってもよい。

別の実施態様ではＣＡトウとＰＬＡとを含むフィルターエレメントは、大きなフィルターの一部であってもよい。言い換えればフィルターエレメントは、複合または複数の部材からなるフィルターの一部であってもよい。複合フィルターのフィルターエレメントは、各フィルターエレメントの端部が次の端部に当接して互いの長手方向に配置されてもよい。複合フィルターは、２つ、３つ、４つまたはそれ以上の異なるまたは個別のセクションを有してもよい。

複合または複数の部材からなるフィルターは、１つ以上の本発明のフィルターエレメントを含んでもよい。複合フィルターに２つ以上の本発明によるフィルターエレメントがある場合、好適にはこれらフィルターエレメントは、長手方向において隣同士にまたは別のフィルターエレメントによって離されるように配置してもよい。

フィルターエレメントを複合フィルターに使用する場合、複合フィルターの１つ以上の他のセクションは、クレープ、縮れさせたまたはギャザー紙などの生分解性フィルター材を含んでもよい。１つ以上の他のセクションは、選択的に吸着剤または風味剤などの１種類以上の添加剤を含んでもよい。

さらにこれとは別に複合フィルターは、粒状材を含むキャビティーを形成するセクションを含んでもよい。

さらにフィルタープラグセクションの圧力降下および／または機械的ろ過効率は、必要とされる特定の製品設計に要求されるような所望の喫煙機構およびろ過特性を得るために選択することが可能である。複合フィルター構造においてフィルター材プラグ／セクションの圧力降下は、変えてもよい。

フィルターエレメントの一部および／または上記フィルターエレメントを含む複合フィルターは、触媒を含んでもよい。有利には触媒は、煙の蒸気相中の一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ_２）に変換するのを促進する。触媒は一酸化炭素に対して高度に選択的であるとさらに好ましい。好ましくは触媒は、遷移金属酸化物、シリカ、アルミナ、ゼオライト、含浸カーボン、例えば金属が含浸したカーボンからなる群の内の１つであってもよい。

いくつかの実施態様ではフィルターのタバコロッド端部は、吸着剤および／または触媒を含むキャビティーを含んでもよく、またはこれとは別に吸着剤および／または触媒が分散した煙ろ過材を含んでもよい。吸着剤は、煙の蒸気相の少なくとも一部を保持することができると有利である。

喫煙品
本発明の喫煙品は、本発明の第１の態様によるフィルター材を含む。フィルター材は、喫煙可能な充填材（例えばタバコ）を含むロッドに取り付けられた本発明によるフィルターエレメントまたはフィルターの形体で存在してもよい。喫煙品は紙巻きタバコであってもよい。

本明細書中で使用する「喫煙品」なる用語は、タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコまたはタバコ代替え品をベースにしているかに関係なく紙巻きタバコ、シガーおよびシガリロおよび発熱するが燃焼しない製品などの喫煙可能な製品を含む。

従って喫煙品は、セルロースアセテートおよびＰＬＡを約７５：２５〜約９５：５、約７５：２５〜約９０：１０、約７５：２５〜約８５：１５、または約８０：２０の重量比で含むフィルター材を含んでもよい。

セルロースアセテートは、トウの形状であってもよい。ＰＬＡは、繊維状、繊維性のトウの形状および／または一枚以上の不織シート材の形状であってもよい。

フィルターエレメントおよび／またはこのフィルターエレメントを含むフィルターは、喫煙品を形成するために従来のオーバーラップチッピング紙によって喫煙可能な充填材の包装されたロッドに取り付けてもよい。オーバーラップチッピング紙は、換気または非換気オーバーラップ紙であってもよい。

喫煙可能な充填材は、タバコ材またはタバコ代替え材であってもよい。好ましくは喫煙材は、タバコ材である。好適にはタバコ材は、葉柄、葉身およびタバコくずの１つ以上を含む。タバコ材は、次の種類、ヴァージニアまたは熱硬化タバコ、バーレータバコ、オリエンタルタバコ、再生タバコの１つ以上を含んでもよい。いくつかの実施態様では喫煙材は、タバコ材ブレンドを含む。例えば喫煙材は、ヴァージニアタバコを１０〜８０％、バーレータバコを１０〜６０％、オリエンタルタバコを０〜２０％、再生タバコを０〜２０％および膨張タバコを０〜３０％含んでもよい。

いくつかの実施態様では本発明によるフィルター材および／または本発明によるフィルターまたはフィルターエレメントを含喫煙品の喫煙材は、刻みタバコを含むまたは刻みタバコからなり、その一部は、膨張タバコであってもよい。喫煙材は、再生タバコまたはタバコ代替え材を含んでもよい。

実施例
不織ＰＬＡ、不織ＰＬＡとセルロースアセテート（ＣＡ）トウの組み合わせのフィルター処理および種々のフィルター異形物の煙の化学的性質および３種類のフィルター可塑剤の使用を調査、例示するためにいくつかの実験を行った。

不織ＰＬＡは、紡糸結合処理で作製した。シートの坪量は、３０ｇｓｍであり、厚さは１８０μｍであった。

１．フィルターの製造
不織ＰＬＡを不織ＰＬＡのみの場合、紙フィルター処理を使用してフィルターロッドに変換し、フィルターが不織ＰＬＡおよびＣＡのブレンドから製せられる場合、複合材フィルター（ＣＭＦ）フィルター処理で変換した。

表１は不織ＰＬＡから製造した長さ１３２ｍｍのフィルターロッド（可塑剤を含まない）の特性を示す。

図１０はシート幅に応じた圧力降下（ＰＤ）の変化を示す。フィルターロッドの長さは、１３２ｍｍである。図１１は圧力降下とロッド重量の相関を示している。フィルターロッドの長さは１３２ｍｍである。「補正圧力降下」は、初期フィルター円周が２４．３０ｍｍから僅かに異なる場合に２４．３０ｍｍの円周として圧力降下を算出したことを意味する。

結果は圧力降下とフィルターロッドの重量との間に直線関係があることを示している。不織ＰＬＡの性能曲線（図１１）とＣＡトウの性能曲線（図示せず）を比較すると、圧力降下が同じ場合、フィルターロッドの重量は、不織ＰＬＡの方が重くなる。従来のＣＡトウから製造したフィルターロッドの重量（１３２ｍｍ）は、８０７ｍｇである。

異なる可塑剤を使用して作成したフィルターロッド（長さ１３２ｍｍ）の特性を表２にまとめた（ＴＡ＝トリアセチン、ＰＥＧ＝ポリ（エチレングリコール）およびＴＥＣ＝クエン酸トリエチル）。フィルターロッドを幅が２５０ｍｍの不織ＰＬＡウェブから製造した。硬度についての結果は、使用した添加剤のいずれもバインダーとして機能しないことを示している。フィルターロッド硬度は使用した添加剤の量が多くなるほど小さくなる（表２参照）。

不織ＰＬＡおよびＣＡトウを組み合わせることによって製せられたフィルター（長さ１３２ｍｍ）の特性を表３にまとめた。複合材料フィルター（ＣＭＦ）処理を利用してフィルターを作成した。可塑剤にはトリアセチン（ＴＡ）を使用した。

２．紙巻きタバコの製造
表１〜３に記載のフィルターを使用して大きな処理上の問題無く紙巻きタバコを作製した。従来のＣＡトウをＣＡ対照として使用した。

３．煙の化学的性質
３.１. ろ過効率
新しいフィルターおよび対照フィルターのろ過効率を評価するために紙巻きタバコを換気領域が塞がれた状態でＩＳＯ法で喫煙した。表４に異なる圧力降下のＰＬＡフィルター（添加剤を含まない）を有する紙巻きタバコおよびＣＡ対照の煙収量への圧力降下の影響をまとめた。

表５は従来のＣＡ対照と比較した異なる添加剤を含むＰＬＡフィルターを有する紙巻きタバコの煙収量を示している。添加剤としてはトリアセチン（ＴＡ）、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）およびクエン酸トリエチル（ＴＥＣ）を使用した。

図１２は異なる圧力降下におけるＰＬＡフィルター（可塑剤を含まない）のろ過効率の結果を示している。結果はＮＦＤＰＭに関してＰＬＡフィルターは、ＰＤが約７１ｍｍ ＷＧのときにＣＡ対照と同じようなろ過効率であることを示している。

図１３は、異なる添加剤が含まれる場合のろ過効率を従来のＣＡを対照として使用して示している。その結果は、添加剤の性質はＮＦＤＰＭろ過効率にあまり影響を与えないことを示している。水ろ過効率は、ＰＥＧおよびＴＥＣの場合、ＴＡに較べて著しく影響を受ける。これらの添加剤の存在がＰＬＡの親水性に影響を与えるということで説明できる。使用した添加剤は、ニコチンのろ過効率に対して何ら効果を示さない。

複合材料フィルター（ＣＭＦ）処理を使用して製造した場合のフィルター煙収量およびろ過効率を表６にまとめ、図１４に示した。フィルター組成は、ＣＡ/ＰＬＡ（ｗ／ｗ）の割合として示している。その結果は、ＮＦＤＰＭろ過効率はフィルター組成（ＣＡ/ＰＬＡ）が４７/５３である場合に高くなり、組成（ＣＡ/ＰＬＡ）が７５/２５である場合にさらに高くなることを示している。しかしながら、なお、ＣＭＦフィルターの圧力降下とフィルター重量（表３）は、ＣＡ対照（１３２ｍｍのフィルターロッドで４２０ｍｍ ＷＧ、８１０ｍｇ）に較べて高い。（フィルター特性は表３に記載している。）

３．２ ろ過選択性
種々のフィルターのろ過選択性を評価するために紙巻きタバコを換気孔が塞いだ状態でＩＳＯ法で喫煙し、ホフマン検体を全ての紙巻きタバコに対して同じ条件で測定した。フェノール系化合物のみをこの実験で考慮した。

表７は、フェノール系化合物収量に対するＰＬＡフィルターの種々の添加剤の効果をまとめている。（フィルター特性については表２に示している。）

図１５は選択されたフェノール類のろ過に対する添加剤の効果を示し、不織ＰＬＡだけからなるフィルターを対照として使用する。それらの結果は、タールに対して標準化され、ＣＡ対照との違いの割合として表している。これらの結果は、添加剤を含まないＰＬＡフィルターに較べてクレゾール類およびフェノール特にＴＥＣを使用した場合にフェノールが減少していることを示している。ＰＬＡフィルターは、カテコール、ヒドロキノンおよびレゾルシノールに対して特定の選択性を有し、ＣＡ対照と比較して違いはないようである。これらの化合物は粒状相に見られ、これは粒状相ろ過理論と一致する。

ＣＭＦの場合、これらの結果はＣＡとＰＬＡをブレンドすることによって、そのブレンドは、１００％ＰＬＡフィルターと比較してろ過選択性を高めることを示し、フェノール選択性について最も良い結果は、７５／２５のＣＡ／ＰＬＡ組成を有するフィルターで得られた。表８は１００％ＰＬＡおよび従来のＣＡ対照と比較した際の複合材料フィルター（ＣＭＦ）使用した場合のフェノール類送出量を示している。フィルター組成をＣＡ／ＰＬＡ（ｗ／ｗ）割合として表している。（フィルター特性については表３に示している）

図１６はろ過選択性に対するフィルター組成の効果を示している。結果はタールに対して標準化されており、ＣＡ対照との違いを割合で表している。ＣＡ対照は基準値として使用されている。

上述したとおり不織ＰＬＡは、紙フィルター処理を使用して紙巻きタバコフィルターに加工することが可能であり、また不織ＰＬＡおよびＣＡトウの組み合わせでフィルター材を形成することができる。

能力曲線は異なる圧力降下を有する広い範囲のフィルターを材料の幅に応じて作成可能であることを示している。不織ＰＬＡから製せられたフィルターは、同じ圧力降下を有するＣＡトウから作製されたものより重量がある。添加剤ＴＡ、ＰＥＧおよびＴＥＣは、フィルターの不織ＰＬＡを硬くするバインダーとして機能しない。しかしながら、ＴＡ、ＰＥＧ、ＴＥＣは、フェノール類に対するろ過選択性を高めるためにＰＬＡフィルターに添加剤として使用可能である。

ＣＡトウと不織ＰＬＡを組み合わせたものは、ＰＬＡフィルターに較べてフィルターの硬度の増加およびフェノール類の選択的ろ過性の向上などのいくつかの利点がある。

誤解をさけるために本明細書中で述べた本発明のいずれの特徴も他の特徴と組み合わせて使用してもよく、特に１つの請求項のいずれかの特徴を別の請求項の他のあらゆる特徴と組み合わせて使用してもよいことを確認している。

上述の実施態様は、風味、添加剤、放出、成分、および／またはそのようなものに関連する規制等の適用法令および／または規制法（これらは一例であってこれらに限定されない）を順守するように構成されている。

以下の特許請求の範囲内に含まれる多くの他の変更例および変形例は当業者には自明である。

Claims (11)

1. セルロースアセテートとポリラクチドを約９５：５〜約７５：２５の重量比で含むフィルター材。
2. セルロースアセテートトウとポリラクチドが約８０：２０の重量比で存在することを特徴とする請求項１に記載のフィルター材。
3. 前記セルロースアセテートは、セルロースアセテートトウを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルター材。
4. 前記ポリラクチドは、繊維性ポリラクチドトウを含むことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のフィルター材。
5. 前記ポリラクチドは、１つ以上の不織ポリラクチドシートを含むことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のフィルター材。
6. 前記セルロースアセテートトウは、可塑剤を含むことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載のフィルター。
7. 前記ポリラクチドは、可塑剤を含むことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のフィルター材。
8. 前記可塑剤は、トリアセチン、クエン酸トリエチル、ポリエチレングリコールからなる群から選択されることを特徴とする請求項６または７に記載のフィルター材。
9. フィルター材に含まれる前記可塑剤の量は、フィルター材の重量で０〜２０％であることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載のフィルター材。
10. 請求項１乃至９いずれか１項に記載のフィルター材を含む喫煙品用フィルターまたはフィルターエレメント。
11. 請求項１乃至９いずれか１項に記載のフィルター材または請求項１０に記載のフィルターまたはフィルターエレメントを含む喫煙品。

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