JP3229313B2 - フィルター構造体及びその製造方法 - Google Patents

フィルター構造体及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粒状吸収剤、たとえば活性炭、シリカゲ
ル、セピオライト、アルミナ、イオン交換材、等を含む
フィルター構造体（タバコの煙用フィルター用に適して
いるが、但し必ずしもこれだけに限定されない）に関す
る。
そのようなフィルター構造体を製造するための種々の
従来の方法には、１又は複数の製造問題、生成物の品質
及び均一性の調節の問題、並びに機械の摩耗の問題を有
していた。
本発明によれば、フィルター構造体は粒状吸収剤と支
持体部材を含み、粒状吸収剤がフィルター構造体の全体
積の42体積％以上を占め、前記支持体部材は長手方向に
配列された糸及び／又はストリップであり、この糸及び
／又はストリップの各々には粒状吸収剤が接着し、この
粒状吸収剤により糸及び／又はストリップの各々は予備
被覆されており、この予備被覆された支持体部材は、例
えば折り重ねられ固着されたシームを有するプラグラッ
プ又は押出スリーブのような収納スリーブにより、ロッ
ドもしくはチューブ形状に集積されそして保持されて形
成される。
粒状吸収剤は適切には、ホットメルト接着剤、融点の
高いポリエチレングリコール又はエマルジョン型接着
剤、たとえばPVAにより、前記糸及び／又はストリップ
に接着される。本発明に使用するための適切なホットメ
ルト接着剤は、種々のポリエステル接着剤である。使用
される粒状吸収剤は、単一の物質又は混合物のいづれか
であってもよく、そして他の材料との混合物であっても
よい。
本発明に係る吸収剤を担持する糸及び／又はストリッ
プのロッドは、チューブ状であってよく、この場合、そ
れはコアーを有する。そのようなコアーは、従来の煙フ
ィルター材（たとえばフィラメントのトウ、ステープル
ファイバー又はクレープ紙）、末端開口チューブ、又は
複合フィルターの圧力低下に寄与するがほとんど又はま
ったく濾過効果を有さない不透過性もしくは低透過性部
材であってよい。
本発明に係るフィルター用の収納スリーブは、煙透過
性又は煙不透過性材料のものであってよく、そしていず
れの場合でも、多孔性であってよい。糸又はストリップ
上の粒子の被覆が接着剤（たとえば熱活性接着剤）によ
り形成される場合、その被覆された糸又はストリップが
集積される際に互いに結合され、収納スリーブを用いる
ことなく寸法的に安定な結合されたロッドが得られ、そ
の接着剤塗布は、粒状吸収剤の吸収性質と不適切に干渉
しないように不連続（たとえば粉末塗布）である必要が
ある。しかしながら、予備被覆された糸又はストリップ
が結合される場合でさえ、一般的に、ロッドフィルター
のために収納スリーブを供給することが好ましい。
事前に形成された吸収剤が被覆されている糸を集積
し、従来の装飾紙を用いて、ロッド形状に包装すること
が好ましい。本発明の方法においては、粒状吸収剤を担
持する糸及び／又はストリップの供給、それらの集積及
び中実もしくはチューブ状ロッドへの形成（通常、周囲
スリーブの適用により）、及びその得られた細長い製品
の一定の長さへの切断が、従来のフィルター製造機械を
用いて連続的且つインラインで行なわれる。そのロッド
がチューブ状である場合、糸及び／又はストリップは中
心のマンドレルのまわりに集積され、そのチューブ状ロ
ッドがコアーを有する場合、そのコアーは、粒状吸収剤
を担持する糸及び／又はストリップがそのまわりに集積
され、そして包まれる際に、連続して形成され（たとえ
ばそのような中空マンドレルから）、このための連続的
なインライン方法及び装置は、タバコフィルター業界に
おいて既知である。
糸及び／又はストリップは、上記インライン連続工程
の一部として、（たとえば活性接着剤の槽又は他の供給
物を通して同時に引き抜くことにより）接着剤を塗布
し、次いで（たとえば、接着剤が活性である場合、吸収
剤の溜め、流動層、循環された流れ又は他の供給物を通
して同時に引き抜くことにより）粒状吸収剤を被覆して
よくこの他に、接着剤により被覆された糸及び／又はス
トリップは、外部の供給者から別々に製造され又は得ら
れ、そして接着剤の活性化（たとえば熱軟化）及び粒状
吸収剤の適用は、フィルター製造と共にインラインで且
つ連続的に行なってもよい。接着剤（たとえばPVA液体
の槽から）の均等な塗布は、たとえばオリフィスを通し
て又はブレードの後ろ又は間をナイフ塗布することによ
って確保され得る。接着剤が被覆された糸又はストリッ
プ上の粒状吸収剤の塗布は通常、できるだけ最大であ
り、これは粒度、糸又はストリップの周囲、等のような
要因に依存するであろう。
添加剤が被覆された糸が、本発明の目的のためにはス
トリップよりも好ましく、ロッド当たり20本又はそれ以
上のできるだけ多くの添加剤が被覆された糸が使用され
得るが、しかしほとんどの本発明の目的のためには、フ
ィルター本体に15本までの糸、たとえば５〜10又は12本
の糸を導入する。糸当たりの添加剤の塗布量は、生成物
の必要条件に従って、合計の成分塗布量が20mmの長さの
チップ当たり25〜200mgであるように、広く異なる（た
とえば0.25〜2.0mg/mm）。
もちろん、フィルターの量は、糸の数及び／又はそれ
らの量を選択することによって調節され得る。糸及び／
又はストリップを多量に用いることにより、従来の粒状
フィルター成分の従来型及びそれらの製造方法の欠点を
伴わないで、ほぼ粒状吸収剤のみから成る部材を付与す
ることができる。本発明の部材は、少量の他の材料（た
とえば他の繊維又はフィラメント又は粒子又は添加物）
を導入することができるが、しかし好ましくは、糸及び
／又はストリップに接着された粒状吸収剤のみから実質
的に成る（もちろん、外側のラッパー及び存在する場
合、コアーは別とする）。
他のパラメータもまた、生成物の必要条件に従って広
く異なり、これらは、たとえば糸が粒状吸収剤を担持す
るように使用される場合、重量／長さ、吸収剤の粒度、
等を包含する。適切な添加剤を担持する糸は、たとえば
約100又は500dtexのものであり、活性炭のための１つの
適切な粒度は12/30 British Standardメッシュであり、
そして他の粒度は30/70 British Standardメッシュであ
る。
本発明に使用される糸又はストリップは、非毒性材料
のものであればよい。この糸又はストリップは、繊維材
料、たとえば１又は複数のモノフィラメント、糸又はス
ライバー又はトワイン、又は織物又は不織物リボンであ
ってよい。適切な糸は、その均一性のために有用なミシ
ン糸である。糸の本質は問題ではなく、そしそれは天然
及び／又は合成の繊維のものであってよい。レーヨン、
ナイロン及びポリエステルは、その糸として満足して使
用され得る材料であるが、しかし他の材料、たとえば
綿、特に良好な品質のミシン糸として使用されるシルケ
ット加工された綿も好ましい。
使用される粒状吸収剤の少なくとも一部は、香料を担
持することができ、又は香料を担持する他の材料を導入
してもよい。
本発明は、製造又は装置の問題を伴わないで、そして
特に、均等な吸収剤の被覆を容易に達成して、従来の装
置を用いて、タバコの煙用フィルターへの活性炭又は他
の粒状吸収剤の導入を可能にする。本発明のフィルター
構造体は、糸及び／又はストリップに接着された粒状吸
収剤の使用を可能にし、タバコの煙の流れに対するその
濾過効果を妨害せず、又は実質的に妨害せず、本発明の
フィルター構造体は、蒸気相の煙成分の良好な保留性を
付与することができる。
本発明のフィルター構造体は、連続的に製造され、そ
して一定の長さに切断される。それぞれ個々のそのよう
な一定の長さは、巻きタバコ（たとえば、典型的には約
18mmの円周のものである細い巻きタバコ）用のフィルタ
ーとしてそれ自体使用され得るが、しかし好ましくは複
合（たとえば二重又は三重）の巻きタバコ用フィルター
の一部として少なくとも１つの他のフィルター部材と長
手方向に配列して使用され、好ましくは、本発明の個々
のフィルター構造体は、従来の外観、たとえば酢酸セル
ロースフィラメントトウの均等なプラグの長手方向に配
列された口端部材と共に使用される。
本発明は次の例により例示される。例１〜４では、接
着剤により予備被覆された、約550dtexのポリエステル
又はナイロン糸を使用した。使用される粒状吸収剤は、
粒度12/22 British Standardメッシュの活性炭粒子であ
った。それぞれの例において、示される糸の数は、均等
に被覆をするためにダクターブレードを伴って、PVA型
液体接着剤の槽を通して同時に引き抜かれ、そして次
に、示された活性炭塗布を達成するためにその活性炭の
流れの循環を通して引き抜かれた。次に、活性炭を担持
する糸が従来の包装材に通され、ここでそれらは集積さ
れ、そしてHcusta Heat Seal多孔性プラグラップに包装
され、一定の長さに切断されたロッドが連続的に形成さ
れた。例１〜４の詳細は、第１表に要約される。圧力低
下は、標準の空気の流れの条件下（すなわち、空気の流
れに暴露される部材の末端の面のみにより）で測定さ
れ、そしてmm水柱圧（Wg）で示される。
60mmの長さではなく15mmの長さの、例３及び４におけ
るようなフィルター部材の蒸気相保留性能を試験した。
その15mmのフィルターを、市販の細い巻きタバコに接続
し、そして標準の条件下で標準の喫煙機械により喫煙
し、そして種々の蒸気相成分の送出量をクロマトグラフ
ィーにより測定した。そのフィルタープラグラップは多
孔性であるけれども、フィルターの横の通風が妨げら
れ、“密閉された”送出値を付与した。対照との比較に
より、第２表に示される％密閉保留値が得られた。
例 ５ 長さ90mm及び円周24.13mmのロッドを、12本のポリエ
ステル（Trevira 550dtex）糸、PVAタイプの液体接着剤
（Borden Plastiflex A401）、12/30のBritish Standar
dメッシュの粒度の活性炭粒子（Chemviron SC2）及びEc
usta多孔性プラグラップの二重ラップを用いて、上記例
１〜４に記載されているようにして製造した。ロッドの
活性炭塗布量は13.6mg/mmであり、そして90mmのロッド
の圧力低下は38mmWgであった。
例 ６ 三重フィルターを形成するために、例５の90mmのロッ
ドを15mmの長さに切断し、そして結合された酢酸セルロ
ースフィラメントトウ（フィラメントデニール５、トウ
デニール30×103）の12mmの長さのラップされていない
ロッドを交互に端と端を接触して、従来のラップ用装飾
紙に供給し、ここでそれらは複合ロッドを形成するため
にEcusta多孔性プラグラップにラップされ、その複合ロ
ッドをそれぞれ12mmの酢酸セルロース部分を通して中間
で切断し、三重フィルターを付与し、それぞれの外側の
Ecustaプラグラップにより6mmの長さの酢酸セルロース
端プラグ間に縦に接触して維持される15mmの長さの例５
のロッドを有する。これらの三重フィルターは、27mmの
長さ及び24.42mmの円周並びに204mg/フィルターの活性
炭塗布量を有した。その三重フィルターは、28mmWgの圧
力低下を有し、そして40.5％のタール保留率及び25.6％
のニコチン保留率を付与し、そして蒸気相保留率は第２
表に示される通りであった。
例５及び６においては、個々の使用されるプラグラッ
プは多孔性であるが、しかしこれは必須ではなく、その
ようなプラグラップは多孔性、不透過性及び穴あきタイ
プから同等に選択され得る。例５及び６においては、圧
力低下及び保留率は、例１〜４に関するように“密閉さ
れた”状態で測定される。
本発明の生成物は一般的に、タバコの煙のフィルター
として又はそれに使用するために適切であるが、しかし
本発明はそのようなフィルターに関して主に記載して来
たが、それはこの使用法に制限されず、それは、それら
の適用又は意図された使用が何であれ、一定の生成物を
それ自体供給する。
フロントページの続き (72)発明者 ポール フランシス クラーク イギリス国，タイン アンド ウェア, サウス シールズ，ホースレイ ヒル ロード 39 (72)発明者 アーネスト ブライアン ヘイス イギリス国，エルユー７ ７ジェイアー ル，ベッドフォードシャー，レイトン バザード，ヒース コート 14 (56)参考文献 特開 昭49−109597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−91199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−16686（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−28559（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭44−29317（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A24D 3/00 A24D 3/02 A24D 3/04

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】粒状吸収剤と支持体部材を含むフィルター
    構造体において、前記粒状吸収剤がフィルター構造体の
    全体積の42体積％以上を占め、前記支持体部材が長手方
    向に配列された糸及び／又はストリップであり、この糸
    及び／又はストリップの各々には粒状吸収剤が接着し、
    この粒状吸収剤により糸及び／又はストリップの各々は
    予備被覆されており、この予備被覆された支持体部材は
    ロッドもしくはチューブ形状に集積されそして保持され
    てフィルター構造体を形成していることを特徴とするフ
    ィルター構造体。
  2. 【請求項２】コアーを設けることによってチューブ形状
    となっている、請求項１記載のフィルター構造体。
  3. 【請求項３】前記支持体糸を15本以下有する、請求項１
    記載のフィルター構造体。
  4. 【請求項４】前記支持体糸を５〜10本有する、請求項３
    記載のフィルター構造体。
  5. 【請求項５】前記粒状吸収剤が活性炭粒子を含む、請求
    項１〜４のいずれか記載のフィルター構造体。
  6. 【請求項６】粒状吸収剤を0.25〜2.0mg/mm含む支持体糸
    を有する、請求項１〜５のいずれか記載のフィルター構
    造体。
  7. 【請求項７】少なくとも１種の他のフィルター部材と共
    に長手方向に配列されて保持されている、請求項１〜６
    のいずれか記載のフィルター構造体。
  8. 【請求項８】請求項１記載のフィルター構造体を形成す
    る方法であって、活性接着剤が被覆された糸及び／又は
    ストリップを連続的に供給し、この個々の糸及び／又は
    ストリップを粒状吸収剤の供給物と同時に連続的に前進
    させて糸及び／又はストリップ上に粒状吸収剤を被覆
    し、この粒状吸収剤が被覆された糸及び／又はストリッ
    プを連続的に集積し、粒状吸収剤がフィルター構造体の
    全体積の42体積％以上を占めるロッドもしくはチューブ
    形状にし、そして得られたロッドもしくはチューブを一
    定の長さに切断することを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】糸及び／又はストリップをマンドレルの周
    囲に集積し、チューブ製品を与える、請求項８記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】糸及び／又はストリップを連続的に前進
    するコアーの周囲に集積する、請求項８記載の方法。
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