JP3576222B2 - たばこ煙用フィルター素材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、湿潤時の崩壊性に優れるたばこ煙用フィルター素材およびその製造方法、並びに前記フィルター素材を用いた、たばこ煙の喫味が良好なたばこ煙用フィルターに関する。
【0002】
【従来の技術】
たばこ煙中のタール類を除去し、喫味に優れるたばこ煙用フィルターとして、セルロースアセテートの繊維束をトリアセチンなどの可塑剤を用いて成型したフィルタープラグが広く使用されている。しかし、このフィルタープラグは可塑剤により繊維同士が部分的に融着しているため、使用後に廃棄すると、環境中で形状が崩壊するまでに長時間を要し、環境汚染の一因となる。
【0003】
一方、木材パルプを原料とし、クレープ状に加工した紙製のたばこ煙用フィルターや再生セルロース繊維束からなるたばこ煙用フィルターも知られている。これらのフィルターは、セルロースアセテート繊維束からなるフィルタープラグと比較して、湿潤時の崩壊性が若干高く、環境汚染を或る程度軽減できる。しかし、たばこの喫味が劣ると共に、フィルターとして必要なフェノール類の選択除去性がセルロースアセテートに比べて極端に低く、同じ圧力損失においてフィルター硬度がセルロースアセテートに比して低い。
【0004】
なお、特開昭52−96208号公報には、特定の方法で得られたアセチルセルロースのパルプと、熱可塑性樹脂の短繊維とからなるシートが開示されている。しかし、このシートは、前記パルプと短繊維とを混合抄紙し、加圧加熱することにより得られるため、水浸漬後の引張り強度及び伸度、耐水性が大きく、崩壊性が極めて小さい。
【0005】
米国特許出願番号730039号に対応する特開昭53−45468号公報には、表面積の大きなセルロースエステル小繊維5〜35重量%とセルロースエステル短繊維65〜95重量%とを含む不織繊維状シートを用いたフィルター材料が開示されている。また、この先行文献には、セルロースエステル小繊維とセルロースエステル短繊維との混合物に木材パルプを混合してもよいことも記載されている。しかし、前記セルロースエステルはフィブリル化しにくいため、表面積の大きな前記小繊維を得るためには、特殊な方法を採用する必要があるだけでなく、フィルター材料の崩壊性は十分でなく、環境汚染の虞が高い。
【0006】
さらに、シート状たばこ煙用フィルター素材には、乾燥状態の使用時には高い強度が必要とされるものの、このようなシート状素材は湿潤時の崩壊性が低く、湿潤時の崩壊性が高いシート状素材は、乾燥状態の使用時においても強度が小さい。そのため、乾燥時の高い紙力と湿潤時の高い崩壊性とを両立させることが困難である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、たばこの喫味を損うことなく、湿潤時の崩壊性に優れ、環境汚染を軽減できるたばこ煙用フィルター素材およびその製造方法を提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、乾燥状態においては強度が大きいにも拘らず、湿潤時には容易かつ迅速に崩壊するたばこ煙用フィルター素材およびその製造方法を提供することにある。
【0009】
本発明のさらに他の目的は、適度な通気抵抗(圧力降下)を有するたばこ煙用フィルター素材およびその製造方法を提供することにある。
【0010】
本発明の別の目的は、タール成分を効率よく除去できるとともに、ニコチン成分を適度に透過させる上で有用なたばこ煙用フィルター素材およびその製造方法を提供することにある。
【0011】
本発明のさらに他の目的は、前記の如き優れた特性を有するたばこ煙用フィルターを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討の結果、セルロースエステルと木材パルプとを組合せたシート状物が、たばこの喫味を損なうことがなく、しかも雨水などにより自然環境下で容易に崩壊することを見いだし、本発明を完成した。
【0013】
すなわち、本発明のシート状たばこ煙用フィルター素材は、セルロースエステルと、カナダ標準ろ水度100〜800mlの木材パルプとを、前者/後者=15/85〜80/20(重量%)の割合で含んでいる。前記セルロースエステルは粉粒状又は非捲縮の繊維状の形態で使用する。セルロースエステルはアナターゼ型酸化チタンを含んでいてもよい。フィルター素材は、さらに微小繊維状セルロース(繊維径2μm以下、繊維長50〜1000μmの微細繊維物質である微小繊維状セルロースなど)を含んでいてもよい。フィルター素材は、抄紙構造を有する場合が多く、クレープ加工又はエンボス加工してもよい。
【0014】
たばこ煙用フィルターは、前記シート状たばこ煙用フィルター素材で構成されている。たばこ煙用フィルターは、例えば、前記フィルター素材と、このフィルター素材を円筒状に巻上げるための巻紙と、この巻紙を糊付けするため水溶性接着剤とで構成することができる。
【0015】
また、本発明の方法においては、粉粒状又は非捲縮繊維状のセルロースエステルと、カナダ標準ろ水度が100〜800mlの木材パルプとを、固形分換算で、前者/後者=15/85〜80/20(重量%)の割合で含むスラリーを用いて抄紙し、シート状たばこ煙用フィルター素材を製造する。
【0016】
なお、本明細書において「シート」とは二次元的拡がりを有する紙状物を意味し、巻き取り可能であればよい。
【0017】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【0018】
前記セルロースエステルとしては、例えば、セルロースアセテート、セルロースブチレート、セルロースプロピオネートなどの有機酸エステル;硝酸セルロース、硫酸セルロース、リン酸セルロースなどの無機酸エステル;セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、硝酸酢酸セルロースなどの混酸エステル;およびポリカプロラクトングラフト化セルロースアセテートなどのセルロースエステル誘導体などが例示される。これらのセルロースエステルは、単独でまたは二種以上混合して使用できる。
【0019】
セルロースエステルの平均重合度は、例えば10〜1000、好ましくは50〜900、好ましくは200〜800程度であり、セルロースエステルの平均置換度は、例えば平均置換度1〜3程度である。なお、平均置換度1〜2.15、好ましくは1.1〜2.0程度のセルロースエステルは、生分解性を高める上で有用である。
【0020】
好ましいセルロースエステルには、有機酸エステル(例えば、炭素数2〜4程度の有機酸とのエステル)、特にセルロースアセテートが含まれる。セルロースアセテートの結合酢酸(酢化度)は、43〜62%程度である場合が多いが、酢化度30〜50%程度のセルロースエステルは、生分解性にも優れている。そのため、セルロースアセテートの酢化度は30〜62%程度の範囲で適当に選択できる。
【0021】
前記セルロースエステルの形態は、抄紙可能であればよいが、粉粒状(特に粉末状)や繊維状で使用する場合が多い。粉粒状セルロースエステルの粒度は、抄造性や崩壊性を損わない限り広い範囲で選択でき、例えば、平均粒度0.1〜600μm、好ましくは10〜500μm、さらに好ましくは20〜250μm程度である。平均粒度が0.1μm未満であると、シート状素材からの粉粒体の脱離が生じ易く、600μmを越えると、シート状素材の表面平滑性が低下する。
【0022】
繊維状セルロースエステルの繊度および繊維長は、抄紙性を損わない範囲で適当に選択できるが、短繊維として使用する場合が多い。繊維状セルロースエステルは、繊度1〜10デニール(例えば、2〜8デニール程度)、繊維長1〜10mm(例えば、2〜8mm程度)を有しているのが好ましい。繊度が1デニール未満であったり、繊維長が1mm未満では、シート状素材の強度が小さく、繊度が10デニールを越えたり、繊維長が10mmを越えると、抄紙体の形成性が低下する。
【0023】
繊維状セルロースエステルの断面形状は、特に制限されず、例えば、円形、楕円形、異形(たとば、Y字状、X字状、R字状、I字状など)や中空状などのいずれであってもよい。繊維状セルロースエステルは、必要に応じて捲縮されていてもよいが、通常、非捲縮繊維として使用する場合が多い。
【0024】
前記セルロースエステルは、白色度改善剤、例えば、酸化チタン、好ましくはアナターゼ型酸化チタンを含んでいるのが好ましい。酸化チタンの平均粒子径は、例えば、0.1〜10μm、好ましくは0.2〜5μm程度である場合が多い。酸化チタンの含有量は、セルロースエステル全体に対して、0.05〜2.0重量%、好ましくは0.1〜1重量%、さらに好ましくは0.2〜0.8重量%程度であり、0.4〜0.6重量%程度である場合が多い。
【0025】
本発明の特色は、前記セルロースエステルと、特定のろ水度を有する木材パルプとを組合せることにより、湿潤時の崩壊性を高めている点にある。木材パルプとしては、抄造に使用される慣用のパルプ、例えば、広葉樹、針葉樹などからサルファイト法、クラフト法などの公知の方法により製造されたパルプが使用できる。
【0026】
木材パルプは、通常、フィブリル化し、製紙性が付与されている。木材パルプのフィブリル化は、木材パルプを公知の叩解機で叩解処理することにより行なうことができる。本発明においては、カナディアンフリーネステスタ(カナダ標準形試験器)によるろ水度、すなわちカナダ標準ろ水度が100〜800ml程度の木材パルプを用いる。木材パルプとしては、カナダ標準ろ水度150〜750ml程度(例えば、150〜700ml程度)の木材パルプを用いる場合が多い。ろ水度とは、木材パルプスラリーのろ水性を測定した値であり、木材パルプのフィブリル化度が高くなるにつれて、ろ水度の値は小さくなる。
【0027】
なお、木材パルプは、水との親和性の高い水酸基を多く含むセルロースを主成分としており、水中では膨潤し均一に分散するが、乾燥するにつれて繊維間の結合力が増大し、強い紙層を形成する。また、木材パルプは、叩解により膨潤化が促進され、繊維から髭のようなフィブリルが生成し、繊維同士の絡み合いが強化される。
【0028】
セルロースエステルと木材パルプとの割合は、前者/後者=10/90〜90/10(重量%)、好ましくは15/85〜80/20(重量%)程度である。セルロースエステルの割合が10重量%未満であると、たばこの喫味が低下し、90重量%を越えると、強度が低下し、シート状素材を得るのが困難である。
【0029】
なお、セルロースエステルが粉粒状である場合、セルロースエステルと木材パルプとの割合は、前者/後者=10/90〜85/15(重量%)、好ましくは15/85〜80/20(重量%)程度である場合が多く、セルロースエステルが繊維状である場合、セルロースエステルと木材パルプとの割合は、前者/後者=25/75〜85/15(重量%)、好ましくは30/70〜80/20(重量%)程度である場合が多い。
【0030】
セルロースエステルの含有量は、木材パルプのろ水度に応じて、適当に選択できるが、一般に、木材パルプのろ水度が小さくなるにつれて、セルロースエステルの含有量を多くするのが有用である。好ましいセルロースエステルの含有量と、木材パルプのろ水度との間には図1に示す関係が認められる。すなわち、図1の点a〜点eに囲まれた範囲内でセルロースエステルの使用量を選択するのが好ましい。図1において、前記点a〜点eは下記の範囲に対応する。
【0031】
すなわち、セルロースエステルの割合を縦軸、木材パルプのろ水度を横軸としたとき、セルロースエステルの割合は、下記の点を結ぶ範囲内である。
【0032】
なお、木材パルプのろ水度300mlにおいて、セルロースエステルの下限量は38重量%程度である。また、セルロースエステルの含有量は、セルロースエステルと木材パルプとで構成されたフィルタ素材中の含有量である。
【0033】
このような範囲でセルロースエステルと木材パルプとを使用すると、シート状たばこ煙用フィルター素材は、強度が高いにも拘らず、湿潤時の崩壊性が優れている。セルロースエステルの割合および木材パルプのろ水度が、図1における点a、b、c、dを結ぶ線の範囲外にある場合は、シート状素材の強度が小さく、たばこ煙用フィルターへの成型が困難となり易く、点d、e、aを結ぶ線の範囲外にある場合は、得られるシート状素材の湿潤時の崩壊性が低下する。
【0034】
本発明の素材は、前記セルロースエステルと木材パルプとで構成されていればよいが、シート状素材の強度を少量の添加で向上できる微小繊維状セルロースを含む素材も好ましい。
【0035】
微小繊維状セルロースは、水に懸濁させたセルロースに高剪断力、高衝撃力を作用させ、セルロースフィブリルを高度に裂解、微細化したものである。このような微小繊維状セルロースは、例えば、比表面積100〜300m2 /g(好ましくは150〜250m2 /g程度)、繊維径2μm以下(好ましくは0.01〜1.5μm程度)、繊維長50〜1000μm(好ましくは100〜700μm程度)の非常に微細な繊維物質である。微小繊維状セルロースは、平均繊維径0.01〜1.0μm程度、平均繊維長200〜800μm程度である場合が多い。そのため、微小繊維状セルロースを添加する場合には、前記木材パルプのろ水度を図1に示す範囲内とする必要はない。なお、微小繊維状セルロースは、ダイセル化学工業(株)から商品名「セリッシュ」として入手できる。
【0036】
シート状素材全体に対する微小繊維状セルロースの添加量は、シート状素材の強度および崩壊性に応じて選択でき、例えば、0.1〜10重量%、好ましくは0.2〜7重量%である。微小繊維状セルロースの使用量は0.3〜7重量%、好ましくは0.5〜5重量%程度である場合が多い。微小繊維状セルロースの添加量が0.1重量%未満であると、シート状素材の強度が弱く、10重量%を越えるとシート素材の水崩壊性が低下する。
【0037】
本発明のシート状素材は、前記成分で構成され、不織布状で抄紙構造を有している。なお、抄紙構造とは、繊維が互いに絡み合った構造を意味する。そのため、シート状素材は乾燥時の紙力が大きく、雨水などによる湿潤に伴なって迅速に崩壊する。
【0038】
なお、前記セルロースエステル、シート状素材は、種々の添加剤、例えば、サイズ剤;カオリン、タルク、ケイソウ土、石英、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナなどの無機微粉末;カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属の塩などの熱安定化剤;着色剤;歩留り向上剤などを含んでいてもよい。また、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸などの生分解促進剤、前記アナターゼ型酸化チタンなどの光分解促進剤などを含有させることにより、前記高い崩壊性と相まって、シート状素材の分解性を高めることができる。
【0039】
なお、崩壊性を損わない範囲であれば、シート状素材は、トリアセチン、トリエチレングリコールジアセテートなどの可塑剤を含んでいてもよいが、湿潤による崩壊性を高めるため可塑剤は含まないのが好ましい。
【0040】
本発明のシート状素材は、(1)セルロースエステルと木材パルプとを含むスラリー、又は(2)セルロースエステルと木材パルプと微小繊維状セルロースとを含むスラリーを用いて抄紙することにより製造できる。
【0041】
前記スラリーの固形分濃度は、抄紙可能な範囲で適当に選択でき、例えば、0.005〜0.5重量%程度である。抄紙は慣用の方法で行なうことができ、例えば、多孔板などを備えた湿式抄紙機を用いて抄紙し、脱水乾燥することにより行なうことができる。
【0042】
セルロースエステルの熱可塑性を利用して加熱加圧成型により製造されたシート状物の水崩壊性が著しく低下するのに対して、このようにして得られたシート状物は、良好な水崩壊性を有している。
【0043】
本発明のシート状たばこ煙用フィルター素材は、たばこ煙用フィルター(たばこ用フィルターロッド)を製造する上で有用である。前記たばこ煙用フィルターは、慣用の方法、例えば、シート状素材を、フィルタープラグ巻上げ機に導入することにより得られる。
【0044】
フィルター素材は、フィルタープラグを通じて、チャンネリングを抑制しつつ煙を円滑かつ均一に通過させるため、クレープ加工又はエンボス加工されているのが好ましい。クレープ加工又はエンボス加工されたフィルター素材を巻き取ると、横断面が均一で外観が良好なフィルタープラグが得られる。クレープ加工は、進行方向に沿って多数の溝が形成された一対のクレープ化ロールにシート状素材を通し、シートの進行方向に沿って皺及び若干の裂け目を形成することにより行なうことができる。エンボス加工は、格子状、ランダム状などに凹凸部が形成されたロール間にシート状素材を通したり、凹凸部が形成されたロールでシート状素材を押圧することにより行なうことができる。
【0045】
クレープ加工における溝の間隔とその深さ、エンボス加工における凹凸部の間隔とその深さは、例えば、ピッチ0.5〜5mm程度、深さ0.1〜1mm程度の範囲から適当に選択できる。
【0046】
クレープ加工やエンボス加工により、たばこ煙用に適した通気性を有するフィルター、例えば、通気抵抗(圧力降下)200〜600mmWG(ウォーターゲージ)、好ましくは300〜500mmWG程度のフィルターを得ることができる。
【0047】
前記プラグ巻上げ機では、クレープ化又はエンボス加工したシート状素材をロート中に巻込んだ後、巻紙により円筒状に巻上げ、糊付けし、適当な長さに切断することにより、フィルタプラグを作製できる。巻上げに際して、クレープ化したシート状素材は、皺が延びる方向に対して横断又は略直交する方向に巻上げる場合が多い。
【0048】
フィルタープラグの作製に際して、円筒状の巻紙同士の端部での糊付け、巻上げられた円筒状の素材と巻紙との糊付けが必要な場合、湿潤時の崩壊性を損わないため、接着剤として水溶性接着剤を用いるのが好ましい。水溶性接着剤には、天然物系接着剤(例えば、デンプン、変性デンプン、可溶性デンプン、デキストラン、アラビアゴム、アルギン酸ナトリウム、カゼイン、ゼラチンなど);セルロース誘導体(例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロースなど);合成樹脂接着剤(例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、水溶性アクリル樹脂など)などが例示される。これらの水溶性接着剤は一種又は二種以上使用できる。
【0049】
このようなたばこ煙用フィルターを用いると、たばこ煙の喫味が良好である。すなわち、たばこ煙中のタールは、たばこ煙の味に苦味を与え、ニコチンは旨味を与えると考えられている。本発明のたばこ煙用フィルターは、セルロースアセテート繊維束からなるフィルターよりもタールの除去率が大きく、紙製たばこ煙フィルターと同等以上のタール除去率を示す。一方、ニコチンの透過率は、紙製たばこ煙フィルターよりも大きく、セルロースアセテート繊維束からなるたばこ煙フィルターに匹敵する。
【0050】
【発明の効果】
本発明のたばこ煙用フィルター素材およびたばこ煙用フィルターは、セルロースエステルと木材パルプとを用いるので、たばこの喫味を損うことなく、湿潤時の崩壊性に優れ、環境汚染を軽減できる。また、乾燥状態においては紙力が大きいにも拘らず、湿潤時に容易かつ迅速に崩壊する。
【0051】
本発明の方法では、前記の如き優れた特性を有するたばこ煙用フィルター素材を製造できる。
【0052】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において、ろ水度、坪量および引張り強さは、以下の方法により測定した。
【0053】
カナダ標準ろ水度(ml):JIS−P−8121
坪量(m2 /g):JIS−P−8121
引っ張り強さ(kg):幅15mmの試料についてJIS−P−8113に準じて測定した。引張り強さは、繊維の主たる配向方向(抄紙方向)の引張り強度と、前記方向に対して直交する方向の引張り強度とから算出された平均値を示す。 また、崩壊性については、下記の方法で評価した。
【0054】
水崩壊度(%):試料約0.2gを精秤し、ビーカー内の水500mlに投入し、渦中心部の高さが最も高い液面の1/2の高さとなるように、マグネチックスターラで攪拌し、30分後に5メッシュの金網で濾過し、乾燥後の濾残重量を測定し、下記式により水崩壊度(%)を算出し、湿潤時の崩壊性を評価した。
水崩壊度(%)=100[1−(B/A)]
式中、Aは試料の重量(g)、Bは乾燥後の濾残の重量(g)を示す。
【0055】
実施例1
断面Y形の無捲縮セルロースアセテート短繊維(繊度3デニール、繊維長5mm、酢化度55.5%)70重量部とカナダ標準ろ水度274mlの針葉樹漂白クラフトパルプ30重量部を、300000重量部の水に均一に分散し、常法により湿式抄造し、脱水乾燥することにより、坪量27.9g/m2 のシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であり、引張り強さ0.20kgであった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は91.5%であった。
【0056】
実施例2
粉末状セルロースアセテート(80−140メッシュ(100〜180μm)、酢化度55.5%)75重量部とカナダ標準ろ水度432mlの針葉樹漂白クラフトパルプ25重量部を300000重量部の水に均一に分散し、常法により湿式抄造し、脱水乾燥することにより、坪量55.0g/m2 のシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であり、引張り強さ0.60kgであった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は67.2%であった。
【0057】
実施例3
断面Y形の無捲縮セルロースアセテート短繊維(繊度3デニール、繊維長5mm、酢化度55.5%)50重量部と、カナダ標準ろ水度274mlの針葉樹漂白クラフトパルプ50重量部とを、300000重量部の水に均一に分散し、常法により湿式抄紙し、脱水乾燥し、坪量30.5g/m2 、引張り強さ0.64kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は84.5%であった。
【0058】
実施例4
粉末状セルロースアセテート(80−140メッシュ、酢化度55.5%)40重量部とカナダ標準ろ水度480mlの針葉樹漂白クラフトパルプ60重量部とを用いる以外、実施例1と同様にして、坪量26.5g/m2 、引張り強さ0.72kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は87.5%であった。
【0059】
実施例5
断面Y形の無捲縮セルロースアセテート短繊維(繊度3デニール、繊維長5mm、酢化度55.5%)60重量部、カナダ標準ろ水度480mlの針葉樹漂白クラフトパルプ35重量部、および微小繊維状セルロース(ダイセル化学工業(株)、セリッシュKY100−S、繊維長500μm、繊維径0.01〜0.1μm)5重量部を、300000重量部の水に均一に分散し、常法により湿式抄紙し、脱水乾燥し、坪量28.9g/m2 、引張り強さ0.42kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は38%であった。
【0060】
実施例6
断面Y形の無捲縮セルロースアセテート短繊維(繊度3デニール、繊維長5mm、酢化度55.5%)40重量部、カナダ標準ろ水度480mlの針葉樹漂白クラフトパルプ57重量部、および微小繊維状セルロース(ダイセル化学工業(株)、セリッシュPC310−S、繊維長600μm、繊維径0.1〜1.0μm)3重量部を用いる以外、実施例5と同様にして、坪量26.5g/m2 、引張り強さ0.82kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は44%であった。 実施例7
断面Y形無捲縮セルロースアセテート短繊維(繊度3デニール、繊維長5mm、酢化度55.5%)75重量部、カナダ標準ろ水度502mlの針葉樹漂白クラフトパルプ24重量部、および実施例5の微小繊維状セルロース1重量部を用いる以外、実施例と同様にして坪量79g/m2 、引張り強さ0.71kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であり、水崩壊度は67%であった。
【0061】
実施例8
粉末状セルロースアセテート(80−140メッシュ、酢化度55.5%)20重量部、カナダ標準ろ水度204mlの針葉樹漂白クラフトパルプ79.5重量部、および実施例5の微小繊維状セルロース0.5重量部を用いる以外、実施例5と同様にして、坪量33.5g/m2 、引張り強さ1.58kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は70%であった。
【0062】
実施例9
粉末状セルロースアセテート(80−140メッシュ、酢化度55.5%)50重量部、カナダ標準ろ水度690mlの針葉樹漂白クラフトパルプ45重量部、および実施例5の微小繊維状セルロース5重量部を用いる以外、実施例5と同様にして、坪量27.7g/m2 、引張り強さ0.45kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は55%であった。
【0063】
実施例10
粉末状セルロースアセテート(80−140メッシュ、酢化度55.5%)60重量部、カナダ標準ろ水度690mlの針葉樹漂白クラフトパルプ38重量部、および実施例6の微小繊維状セルロース2重量部を用いる以外、実施例5と同様にして、坪量50.2g/m2 、引張り強さ0.72kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であり、水崩壊度は63%であった。
【0064】
実施例11
粉末状セルロースアセテート(80−140メッシュ、酢化度50.5%)20重量部、カナダ標準ろ水度280mlの針葉樹漂白クラフトパルプ79重量部、および実施例5の微小繊維状セルロース1重量部を用いる以外、実施例5と同様にして、坪量30.9g/m2 、引張り強さ1.28kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であり、水崩壊度は67%であった。
【0065】
実施例12
粉末状ポリカプロラクトングラフト化セルロースアセテート(80−140メッシュ)60重量部、カナダ標準ろ水度291mlの針葉樹漂白クラフトパルプ36重量部、および実施例5の微小繊維状セルロース4重量部を用いる以外、実施例5と同様にして、坪量31.3g/m2 、引張り強さ0.38kgのシートを得た。得られたシートの組成は仕込み組成と同様であった。そして、水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は60%であった。
【0066】
比較例1
カナダ標準ろ水度124mlの針葉樹漂白クラフトパルプ100重量部を用いる以外、実施例5と同様にして、坪量27.7g/m2 、引張り強さ3.14kgのシートを得た。得られたシートの水崩壊性を調べたところ、水崩壊度は5%であり、湿潤時の崩壊性が不十分であった。
【0067】
比較例2
粉末状セルロースアセテート(80−140メッシュ、酢化度55.5%)100重量部を用いる以外、実施例5と同様にして抄紙したところ、紙層を形成できなかった。
【0068】
比較例3
断面Y形の無捲縮セルロースアセテート短繊維(繊度3デニール、繊維長5mm、酢化度55.5%)100重量部を用いる以外、実施例5と同様にして抄紙したところ、紙層を形成できなかった。
【0069】
実施例13
実施例5で得た幅28cmのシート状フィルター素材を、クレープ化ロール(表面温度150℃、溝ピッチ幅2.0mm、溝深さ0.7mm)により100m/分の速度でクレープ化加工した。クレープ化したシート状フィルター素材を、可塑剤を添加せずに、250m/分の速度で巻上げ、フィルタープラグを作製した。得られたフィルタープラグは、長さ108mm、円周23.5mm、プラグ重量1.088g/本であり、通気抵抗359mmWGという優れた性能を示した。
【0070】
実施例14
巻き上げの際に水溶性接着剤としてカルボキシメチルセルロースを用いる以外、実施例13と同様にして、フィルタープラグを作製した。得られたフィルタープラグは、長さ108mm、円周23.5mm、プラグ重量0.950g/本であり、通気抵抗320mmWGという優れた性能を示した。
【0071】
実施例15
アナターゼ型酸化チタン0.5重量%を含む断面Y形の無捲縮セルロースアセテート短繊維(繊度2.2デニール、繊維長4mm、酢化度55.5%)60重量部と、カナダ標準ろ水度270mlの針葉樹漂白クラフトパルプ40重量部とを用いる以外、実施例1と同様にして、坪量34g/m2 のシート状フィルター素材を得た。
【0072】
得られたシート状フィルター素材を、クレープ化ロール(表面温度150℃、溝のピッチ幅2.0mm、溝の深さ0.45mm)によりクレープ加工し、可塑剤を添加することなく巻上げ、フィルタープラグを作製した。得られたフィルタープラグは、長さ100mm、円周25.0mm、プラグ重量1.070g/本、通気抵抗400mmWGであり、横断面の白色度が高く、外観は均一であった。 得られたフィルタープラグを切断して長さ15mmのフィルターチップを作製し、フィルターチップを吸引装置に装着し、市販たばこの葉(日本たばこ産業(株)、商品名ピースライト)0.700±0.05g中のタールおよびニコチンの除去率を測定した。結果を表に示す。
【0073】
比較例4および比較例5
実施例15のフィルターチップに代えて、市販のセルロースアセテート繊維束からなるフィルター(比較例4)および紙製フィルター(比較例5)を用いる以外、実施例15と同様にして、タールおよびニコチンの除去率を測定した。結果を表に示す。
【0074】
【表1】
表より、実施例15のフィルターは、比較例4および比較例5のフィルターよりもタールの除去率が大きく、ニコチンの透過率は、比較例5のたばこ煙フィルターよりも大きく、比較例4のたばこ煙フィルターに匹敵する。
【0075】
実施例16
アナターゼ型酸化チタン0.5重量%を含む断面R形の無捲縮セルロースアセテート短繊維(繊度4デニール、繊維長4mm、酢化度55.5%)60重量部と、カナダ標準ろ水度270mlの針葉樹漂白クラフトパルプ40重量部とを用いる以外、実施例1と同様にして、坪量28g/m2 のシート状フィルター素材を得た。
【0076】
得られたシート状フィルター素材を、クレープ化ロール(表面温度150℃、溝のピッチ幅2.0mm、溝の深さ0.60mm)によりクレープ加工し、可塑剤を添加することなく巻上げ、フィルタープラグを作製した。得られたフィルタープラグは、長さ100mm、円周24.6mm、プラグ重量0.872g/本、通気抵抗333mmWGであり、横断面の白色度が高く、外観は均一であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はセルロースエステルの含有量と木材パルプのろ水度との関係を示す図である。
Claims (14)
- セルロースエステルと、カナダ標準ろ水度が100〜800mlの木材パルプとを、前者/後者=15/85〜80/20(重量%)の割合で含み、前記セルロースエステルが、粉粒状又は非捲縮繊維状であるシート状たばこ煙用フィルター素材。
- セルロースエステルが、アナターゼ型酸化チタンを含む粉粒状又は繊維状である請求項1記載のシート状たばこ煙用フィルター素材。
- セルロースエステルと木材パルプとで構成されたフィルタ素材において、セルロースエステルの割合を縦軸、木材パルプのカナダ標準ろ水度を横軸としたとき、セルロースエステルの割合が、木材パルプのろ水度100mlにおいて50〜90重量%、木材パルプのろ水度300mlにおいて90重量%、木材パルプのろ水度800mlにおいて10〜75重量%を結ぶ範囲内である請求項1記載のシート状たばこ煙用フィルター素材。
- さらに繊維径2μm以下、繊維長50〜1000μmの微細繊維物質である微小繊維状セルロースを含む請求項1記載のシート状たばこ煙用フィルター素材。
- 微小繊維状セルロースの含有量が0.1〜10重量%である請求項4記載のシート状たばこ煙用フィルター素材。
- 平均粒子径0.1〜600μmの粉粒状又は繊維度1〜10デニール、繊維長1〜10mmの非捲縮繊維状であって、酢化度30〜62%のセルロースアセテート15〜80重量%と、カナダ標準ろ水度が150〜700mlの木材パルプ85〜20重量%とを含み、抄紙構造を有するシート状たばこ煙用フィルター素材。
- さらに、繊維径0.01〜1.5μmおよび繊維長100〜700μmの微小繊維状セルロース0.5〜5重量%を含む請求項6記載のシート状たばこ煙用フィルター素材。
- セルロースエステルが、平均粒子径10〜500μmの粉粒状セルロースエステル、又は繊維度2〜8デニール、繊維長2〜8mmの繊維状セルロースエステルである請求項6記載のシート状たばこ煙用フィルター素材。
- (1)セルロースエステルと、カナダ標準ろ水度が100〜800mlの木材パルプとを、前者/後者=15/85〜80/20(重量%)の割合で含むシート状たばこ煙用フィルター素材、又は(2)セルロースエステルと、カナダ標準ろ水度が100〜800mlの木材パルプと、微小繊維状セルロースとを含み、かつ前記セルロースエステルと木材パルプとの割合が、前者/後者=15/85〜80/20(重量%)であるシート状たばこ煙用フィルター素材で構成されたたばこ煙用フィルターであって、前記セルロースエステルが、粉粒状又は非捲縮繊維状であるたばこ煙用フィルター。
- セルロースエステルが粉粒状である場合、木材パルプに対するセルロースエステルの割合が15/85〜80/20(重量%)であり、セルロースエステルが繊維状である場合、木材パルプに対するセルロースエステルの割合が25/75〜85/15(重量%)である請求項9記載のたばこ煙用フィルター。
- 微小繊維状セルロースの比表面積が100〜300m2/gである請求項9記載のたばこ煙用フィルター。
- 通気抵抗200〜600mmWGを有する請求項9記載のたばこ煙用フィルター。
- 粉粒状又は非捲縮繊維状のセルロースエステルと、カナダ標準ろ水度が100〜800mlの木材パルプとを、固形分換算で、前者/後者=15/85〜80/20(重量%)の割合で含むスラリーを用いて抄紙するシート状たばこ煙用フィルター素材の製造方法。
- 固形分換算で、さらに微小繊維状セルロース0.1〜10重量%を含むスラリーを用いて抄紙する請求項13記載のシート状たばこ煙用フィルター素材の製造方法。
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