JP3786318B2 - Cigarette filter wrapping paper and cigarette filter using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然環境下で光の作用により容易に分解するたばこフィルター用巻紙と、これを用いたたばこフィルター及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たばこ煙中の有害成分を除去するとともに、喫味に優れるたばこフィルターとして、セルロースエステルの繊維束で構成されたたばこフィルターが広く使用されている。このたばこフィルターでは、フィルタープラグの形状を維持し、且つフィルタープラグからフィルターチップを切断するために必要な硬度を得るため、トリアセチン、トリエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジプロピオネート、ジブチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、クエン酸トリエチルエステルなどの可塑剤が使用されている。
しかし、上記たばこフィルターでは、前記可塑剤がバインダーとしての機能を有し、この可塑剤によりセルロースエステル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、美観を損なうだけでなく、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フィルターや再生セルロース繊維束からなるたばこフィルターも知られている。これらのフィルターは、セルロースエステルの繊維束からなるフィルターと比較して、自然環境中での崩壊性が若干高く、環境汚染をある程度軽減できる。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エステルに比べて極端に低く、しかも、同じ圧力損失においてフィルター硬度がセルロースエステルに比して低い。
【０００４】
これに対し、最近、喫味、濾過性能に優れ、さらに自然環境中での崩壊性に優れたたばこフィルターが検討されている。例えば、特開平８−４７３８５号公報には、セルロースエステルと木材パルプとを含む水分散性の良好なシート状フィルター材料から製造されたたばこフィルターが開示されている。また、特開平７−７５５４２号公報および特開平６−３１９５１２号公報には、セルロースエステル繊維束を水溶性高分子を用いて接着することにより製造された水分散性の優れたたばこフィルターが開示されている。さらに、特開平７−９９９５８号公報には、フィルター材料である繊維束を水溶性高分子で接着し、あるいは接着することなく巻上げたフィルターを短く切り、その複数個をさらに巻紙で同時に巻上げることにより製造された水分散性の優れたたたばこフィルターが開示されている。また、置換度の小さいセルロースエステル繊維束を巻上げることにより製造された生分解性の優れたたたばこフィルターや光分解促進剤としてアナターゼ型酸化チタンを含有したセルロースエステル繊維束を巻上げることにより製造された光分解性の優れたたたばこフィルターなども知られている。
【０００５】
これらのたばこフィルターでは、確かにフィルター素材の自然環境中での崩壊性が向上するものの、フィルター素材が自然環境中で十分な崩壊性を発揮するためには、フィルター巻紙がフィルター素材から剥離、除去されることが必要である。しかし、通常使用されているフィルター巻紙は、自然環境中での分解性又は分散性に乏しい。また、フィルター巻紙を接着するために一般に用いられている糊剤も、自然環境中で接着力はさほど低下しない。そのため、自然環境中で、フィルター巻紙がフィルター素材から除去されるには、非常に長時間を要し、フィルター素材が本来持つ自然環境中での崩壊性が充分に発揮されない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、自然環境下において、フィルター素材から容易に脱離可能なたばこフィルター用巻紙を提供することにある。
本発明の他の目的は、自然環境下において、フィルター巻紙が容易に脱離可能なたばこフィルターおよびその製造法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、フィルター素材の自然環境中での崩壊性が有効に発揮され、環境汚染を軽減できるたばこフィルターおよびその製造法を提供することにある。
【０００７】
【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した結果、フィルター素材を、特定の比表面積及び／又は平均粒子径を有するアナターゼ型酸化チタンを含み、かつセルロース繊維で構成された抄紙構造を有する巻紙で巻回すると、巻紙が自然環境下で、短期間でフィルター素材から脱離し、フィルター素材が本来有する自然環境中での崩壊性を有効に発揮させることができることを見出だし、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明のたばこフィルター用巻紙は、セルロース繊維で構成された抄紙構造を有するたばこフィルター用巻紙であって、比表面積３０ｍ２／ｇ以上および一次粒子径０．００１〜０．０７μｍの特性を有するアナターゼ型酸化チタンを、セルロース繊維１００重量部に対して３〜３０重量部含んでいる。光分解活性を高めるため、アナターゼ型酸化チタンは、リン化合物又はその塩、多価アルコールおよびアミノ酸又はその塩から選択された少なくとも１つの成分により表面処理されていてもよく、遷移金属、貴金属又はその化合物を担持していてもよい。
【００１０】
前記酸化チタンは、食品添加物として認定されているとともに、食品、化粧品、塗料などに利用されており、人体に対する安全性が高い。なお、本明細書において、「酸化チタン」を「二酸化チタン」と称する場合がある。
セルロース繊維は、木材パルプなどを叩解して得られる叩解パルプであってもよい。巻紙の坪量は、２０〜４０ｇ／ｍ２程度、密度は０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ３程度、厚みは０．０２〜０．１５ｍｍ程度である。
【００１１】
本発明は、また、フィルター素材と、このフィルター素材を巻回しロッド状に形成するための巻紙とで構成されたたばこフィルターであって、前記巻紙が上記のたばこフィルター用巻紙であるたばこフィルターを提供する。
本発明は、さらに、フィルター素材を上記のたばこフィルター用巻紙で巻回してロッド状に成形するたばこフィルターの製造法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［セルロース繊維］
セルロース繊維には、例えば、木材繊維（針葉樹、広葉樹などの木材パルプなど）、種子毛繊維（リンターなどの綿花、ボンバックス綿、カポックなど）、ジン皮繊維（例えば、麻、コウゾ、ミツマタなど）、葉繊維（例えば、マニラ麻、ニュージーランド麻など）などの天然セルロース繊維（パルプ繊維）、及び化学的に合成されたセルロース繊維が含まれる。これらのセルロース繊維は単独で又は２種以上混合して使用できる。
【００１３】
上記セルロース繊維の中でもパルプを用いる場合が多い。パルプとしては、叩解パルプ及び未叩解パルプの何れであってもよいが、好ましくは叩解パルプである。叩解パルプは、叩解により繊維がフィブリル化されており、抄紙性に優れる。叩解パルプとしては、広葉樹又は針葉樹などから、例えばサルファイト法、クラフト法などの慣用の方法により得られる木材パルプを用いる場合が多い。
【００１４】
叩解パルプの叩解度は、抄紙性を損なわない範囲で選択でき、例えば、ショッパーリーグラー式ろ水度で２０〜９０゜ＳＲ、好ましくは２０〜８０゜ＳＲ、さらに好ましくは３０〜７０゜ＳＲ程度であり、３０〜６０゜ＳＲ程度である場合が多い。叩解度が低すぎると、絡み合いによる繊維間の接着が充分に行われず、シート強度が低下しやすい。また、叩解度が高すぎると、繊維間の結合力、接着力が強くなりすぎ、シート密度が高くなって、自然環境下での光の作用による光分解効率が損なわれるおそれがある。
【００１５】
［酸化チタン］
本発明の特色は、特定のアナターゼ型酸化チタンにより、セルロース繊維で構成された抄紙構造を有するたばこフィルター用巻紙の光分解性を高める点にある。
二酸化チタンの結晶構造は、ルチル型とアナターゼ型に大別できるが、ルチル型酸化チタンに比べてアナターゼ型酸化チタンは、紫外線などの光線による活性度が非常に高い。そのため、光分解性を高めるためには、アナターゼ型二酸化チタンを用いるのが好ましい。
【００１６】
二酸化チタンの比表面積および粒子径も光酸化性に大きく影響する。すなわち、二酸化チタンの粒子径が小さく、比表面積が大きくなるにつれて、単位重量当り、紫外線などの光線による二酸化チタンの活性化度を高めることができる。そのため、粒子径が小さく、比表面積の大きな酸化チタンを用いると、少量の添加でたばこフィルター用巻紙の光分解性を高めることができる。
【００１７】
（１）二酸化チタンの比表面積は、例えば、ＢＥＴ法による比表面積３０ｍ2 ／ｇ以上（例えば、３０〜２５０ｍ2 ／ｇ程度）、好ましくは５０ｍ2 ／ｇ以上（例えば、５０〜２５０ｍ2 ／ｇ程度）、さらに好ましくは６０〜１５０ｍ2 ／ｇ（例えば、６０〜１００ｍ2 ／ｇ）程度であり、５０〜１５０ｍ2 ／ｇ程度である場合が多い。
【００１８】
（２）二酸化チタンの一次粒子の平均粒子径は、例えば、０．００１〜０．０７μｍ（例えば、０．００２〜０．０５μｍ）、好ましくは０．００３〜０．０５μｍ、さらに好ましくは０．０１〜０．０５μｍ程度であり、０．００５〜０．０５μｍ程度である場合が多い。
【００１９】
二酸化チタンは、前記（１）比表面積及び（２）平均粒子径のいずれか一方の特性を有していればよいが、好ましい二酸化チタンには、前記（１）比表面積及び（２）平均粒子径の双方の特性を有する酸化チタンが含まれる。このような二酸化チタンは、（３）比表面積３０ｍ2 ／ｇ以上および一次粒子径０．００１〜０．０７μｍ（例えば、０．００２〜０．０５μｍ）、好ましくは比表面積５０ｍ2 ／ｇ以上および一次粒子径０．００３〜０．０５μｍ、さらに好ましくは比表面積６０〜１５０ｍ2 ／ｇおよび一次粒子径０．０１〜０．０５μｍ程度である場合が多い。
【００２０】
酸化チタンは光分解性および分散性を高めるため、有機物及び／又は無機物により表面処理されているのが好ましい。好ましい処理剤の成分には、リン化合物、多価アルコールおよびアミノ酸から選択された少なくとも１つの成分が含まれる。特にリン化合物と、多価アルコールおよびアミノ酸から選択された少なくとも１つの成分とを組合せて表面処理した二酸化チタンが好ましい。
【００２１】
このような表面処理剤で表面処理された酸化チタンは、分散性が高く、単位重量当りの利用可能な表面積が増加し、光分解性を高めることができる。そのため、前記成分で表面処理された酸化チタンは、酸化チタンの活性を有効に利用できるため、前記の酸化チタンと異なり、前記比表面積及び／又は一次粒子の平均粒子径を有していなくてもよい。例えば、表面処理される酸化チタンのＢＥＴ法による比表面積は３０ｍ2 ／ｇ未満であってもよく、一次粒子の平均粒子径は０．００１μｍ未満又は０．０７μｍを越える粒径（例えば、０．０８〜１．５μｍ）であってもよい。しかし、粒子径が小さな酸化チタン及び／又は比表面積の大きな酸化チタンを表面処理すると、光分解性をさらに高めることができる。前記成分で表面処理される好ましい酸化チタンには、前記の比表面積及び／又は一次粒子の平均粒子径を有する酸化チタンが含まれる。
【００２２】
リン化合物には、例えば、三酸化リン、五酸化リンなどの酸化リン；次亜リン酸、亜リン酸、次リン酸、オルトリン酸、ピロリン酸、三リン酸、メタリン酸、ポリリン酸などのリン酸又はその塩；ホスホニウム塩；ホスフィン類、例えば、メチルホスフィン、エチルホスフィン、ブチルホスフィン、ジメチルホスフィン、ジエチルホスフィン、ジブチルホスフィン、ジオクチルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィンなどのアルキルホスフィン、フェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどのアリールホスフィンなど；リン酸エステルなどが含まれる。好ましいリン化合物には、親水性又は水溶性リン化合物、例えば、五酸化リンなどの酸化リン、リン酸又はその塩が含まれる。リン酸塩には、例えば、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などが含まれる。これらのリン化合物は単独又は二種以上混合して使用できる。
【００２３】
多価アルコールには、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、テトラメチレングリコールなどのアルキレングリコール；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリオキシアルキレングリコール；グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの糖類を含む多価アルコール；エチレングリコールモノメチルエステル、エチレングリコールモノブチルエステル、ジエチレングリコールモノメチルエステル、ジエチレングリコールモノエチルエステル、ジエチレングリコールモノブチルエステル、プロピレングリコールモノメチルエステル、プロピレングリコールモノブチルエステルなどのグリコールの脂肪酸エステルなどが含まれる。好ましい多価アルコールには、例えば、プロピレングリコールなどの親水性又は水溶性グリコールが含まれる。これらの多価アルコールは一種又は二種以上混合して使用できる。
【００２４】
アミノ酸には、例えば、グリシン、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシンなどのアルキル基を有するアミノ酸、セリン、トレオニン、チロシンなどのヒドロキシル基を有するアミノ酸、プロリンなどの隣接する窒素原子とともにシクロ環を形成するアミノ酸、アスパラギン酸、グルタミン酸などの２つのカルボキシル基を有するアミノ酸、リジン、アルギニンなど２つのアミノ基を有するアミノ酸、アスパラギン、グルタミン酸などのアミド基を有するアミノ酸、システィン、メチオニンなどのメルカプト基又はアルキルチオ基を有するアミノ酸、トリプトファン、フェニルアラニン、ヒスチジンなどの芳香環又は複素環を有するアミノ酸などが含まれる。これらのアミノ酸は、Ｄ−，Ｌ−又はＤＬ−体のいずれであってもよく、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などの塩として使用してもよい。好ましいアミノ酸には、アミノ酸を構成するアミノ基およびカルボキシル基以外に、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、アミノ基などの親水性基を有するアミノ酸又はその塩が含まれる。アミノ酸又はその塩は、単独又は二種以上混合して使用できる。
【００２５】
前記表面処理剤のうち、人体に対して安全性の高い化合物、例えば、食品添加物として認定されている化合物を用いる場合が多い。このような化合物には、例えば、メタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ポリリン酸ナトリウム、ポリリン酸カリウムなどのリン酸とその塩、プロピレングリコールなどのグリコール類、グリシン、トレオニンなどのアミノ酸類などが含まれる。
【００２６】
前記表面処理剤の成分は単独で用いてもよく、二種以上の成分を組合せて用いてもよい。好ましい表面処理剤は、リン酸又はその塩などのリン化合物と、多価アルコール及びアミノ酸又はその塩のうち少なくとも１つの成分との組合せが含まれ、特に前記リン化合物で処理した後、多価アルコール及びアミノ酸又はその塩のうち少なくとも１つの成分で処理した酸化チタン、特に親水化処理された酸化チタンが好ましい。
【００２７】
酸化チタンの表面処理に際しては、界面活性剤（例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤など）や金属石鹸などを用いてもよい。
【００２８】
前記酸化チタンの表面処理は、慣用の方法、例えば、前記成分を含む溶液への酸化チタンの浸漬、酸化チタンへの噴霧などにより行なうことができる。前記成分の総処理量は、酸化チタンの分散性、光活性などを損わない範囲で選択でき、例えば、酸化チタン１００重量部に対して０．０１〜２０重量部、好ましくは０．０５〜１０重量部、さらに好ましくは０．１〜５重量部程度であり、０．５〜３重量部程度である場合のが多い。なお、リン化合物の処理量は、酸化チタン１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部程度である場合が多い。
【００２９】
酸化チタンは、光照射による活性およびたばこフィルター巻紙の光分解効率を高めるため、金属触媒を担持してもよい。遷移金属には、Ｚｒなどの周期表３Ａ族金属、Ｖなどの周期表４Ａ族金属、Ｃｒ、Ｍｏなどの周期表５Ａ族金属、Ｍｎなどの周期表６Ａ族金属、Ｆｅ、Ｒｕなどの周期表８族金属、Ｃｏ、Ｒｈなどの周期表９族金属、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔなどの周期表１０族金属、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなどの周期表１Ｂ族金属などが例示される。これらの金属のうち周期表１０族および周期表１Ｂ族の貴金属、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕなどが好ましい。これらの金属は、塩化物などのハロゲン化物、酸化物、錯体などとして担持させてもよい。 酸化チタン１００重量部に対する前記金属又はその化合物の担持量は、金属換算で、例えば、０．００１〜１０重量部、好ましくは０．０１〜５重量部程度である。
【００３０】
たばこフィルター用巻紙において、酸化チタンの含有量は、光分解性および抄紙性などを損わない範囲で選択でき、例えば、セルロース繊維１００重量部に対して０．１〜３０重量部、好ましくは０．２〜２５重量部、さらに好ましくは０．２５〜２０重量部程度であり、０．５〜２０重量部（例えば３〜１８重量部）程度である場合が多い。酸化チタンの含有量が０．１重量部未満では、たばこフィルター巻紙の光分解性がさほど向上せず、３０重量部を越えると、抄紙性が損われ易い場合がある。
【００３１】
前記二酸化チタンは、慣用の方法でセルロース繊維に分散、定着させることができる。例えば、セルロース繊維と二酸化チタンとを、水などの溶媒に分散させてスラリーとし、凝集剤（例えば、水酸化アルミニウムなど）により、二酸化チタンをセルロース繊維に凝集、定着させる方法、セルロース繊維を水などの溶媒に分散させてスラリーとし、これに、予め前記凝集剤により凝集させた酸化チタンを添加し、二酸化チタンをセルロース繊維に定着させる方法などが例示できる。
なお、水などを用いた抄紙用スラリー、特に有機溶媒を含んだスラリーに酸化チタンを添加すると、酸化チタンを均一に分散させることが困難となる。しかし、前記のような表面処理を施した酸化チタンを用いると、酸化チタンを容易に分散でき、分散安定性を高めることができる。
【００３２】
本発明のたばこフィルター用巻紙は、前記特定のアナターゼ型酸化チタンを含んでいればよく、前記以外のアナターゼ型酸化チタン（例えば、比表面積３０ｍ2 ／ｇ未満、一次粒子径０．００１μｍ未満又は０．０７μｍを越える未処理の酸化チタンなど）、ルチル型酸化チタンを含んでいてもよい。
【００３３】
また、本発明のたばこフィルター用巻紙には、必要に応じて、前記酸化チタンに加えて、他の光分解促進剤を含んでいてもよい。光分解促進剤としては、例えば、ベンゾイン類；ベンゾインアルキルエーテル類；ベンゾフェノン、４，４′−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン及びその誘導体；アセトフェノン、α，α−ジエトキシアセトフェノンなどのアセトフェノン及びその誘導体；キノン類；チオキサントン類；フタロシアニンなどの光励起剤；エチレン−一酸化炭素共重合体；芳香族ケトンと金属塩とで構成される増感剤；Ｎ，Ｎ−ジアルキルジチオカーバメートなどが例示される。これらの光分解促進剤は単独でまたは２種以上組合わせて使用できる。
【００３４】
［バインダー、その他の添加剤］
本発明のたばこフィルター用巻紙は、繊維間の接着性や抄紙性を高めるために、バインダーを含んでいてもよい。バインダーは、乾式抄造法により抄紙する場合等に特に有用である。
前記バインダーには、天然及び合成樹脂系のバインダーが含まれる。バインダーとしては、人体に悪影響を及ぼさず、たばこ喫味及び自然環境下での光の作用によるたばこフィルター用巻紙の光分解性を損なわないものが使用される。このようなバインダーとしては、例えば、食品添加物の範疇に属し、臭気のないバインダーが挙げられる。
好ましいバインダーには、自然環境中の雨水などの水の作用により溶解して、たばこフィルター巻紙から流出しやすく、かつたばこフィルター用巻紙の光分解性を損なわない水溶性バインダー（水溶性接着剤）が含まれる。水溶性バインダーとして、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、水溶性酢酸セルロースなど）；合成樹脂系接着剤（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）等が例示される。これらのバインダーは１種または２種以上使用できる。なお、非水溶性のバインダーであっても、たばこフィルター用巻紙の光分解性を損なわない程度の少量であれば使用してもよく、また、臭気を有するバインダーであっても、たばこ喫味を損なわない程度のものであれば使用してもよい。
バインダーの使用量は、できる限り少量（例えば、たばこフィルター用巻紙全体に対して１０重量％以下）であることが好ましい。
本発明のたばこフィルター用巻紙は、さらに必要に応じて種々の添加剤、例えば、酸化防止剤などの老化防止剤、充填剤、帯電防止剤、着色剤、生分解促進剤、前記凝集剤などを含んでいてもよい。
【００３５】
［たばこフィルター用巻紙の製造］
本発明のたばこフィルター用巻紙は、繊維が互いに絡み合った不織布状の抄紙構造を有している。
本発明のフィルター用巻紙は、慣用の乾式抄造法又は湿式抄造法により容易に製造できる。例えば、乾式抄造法では、酸化チタンとセルロース繊維と、必要に応じてバインダーなどの他の成分を含む混合組成物を、気流を用いてネットなどの通気性支持体に吹き付けることにより、抄紙構造を有するフィルター用巻紙を製造できる。また、湿式抄造法では、前記酸化チタンとセルロース繊維と、必要に応じて凝集剤などの他の成分とを水などの溶媒に分散させてスラリーを調製し、このスラリーを多孔板などを備えた慣用の湿式抄造機を用いて抄紙し、脱水、乾燥することにより、本発明のフィルター用巻紙を製造できる。好ましい抄造法には湿式抄造法が含まれる。たばこフィルター用巻紙を湿式抄造により製造する場合、前記スラリーの固形分濃度は、例えば０．００５〜０．５重量％、好ましくは０．００８〜０．３重量％程度である。
【００３６】
たばこフィルター用巻紙の坪量、密度、厚みは、取扱作業性、光分解性等を損なわない範囲で適当に定められる。たばこフィルター用巻紙の坪量は、例えば２０〜４０ｇ／ｍ2 、好ましくは２５〜３５ｇ／ｍ2 程度、密度は０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 、好ましくは０．３０〜０．４０ｇ／ｃｍ3 程度であり、厚みは０．０２〜０．１５ｍｍ、好ましくは０．０３〜０．１０ｍｍ程度である。坪量、密度、厚みが小さすぎると、調製が困難になると共に、紙の強度が低下し、フィルター素材を巻上げる際の操作性が低下しやすい。また、坪量、密度、厚さが大きすぎると、柔軟性が低下して、フィルター巻上げ操作が困難になるとともに、自然環境下での光の作用による光分解効率が低下しやすくなる。
【００３７】
本発明のたばこフィルター巻紙は、特定の酸化チタンを含んでいるため、自然環境下において、光の作用によるセルロース繊維の分解が速やかに進行すると共に、自然環境中での外力（雨、風、人による踏付け等）により光分解した部位からセルロース繊維の絡みがほぐれやすくなり、抄紙構造が崩壊する。そのため、保管時や使用時には強度が高いにも拘らず、自然環境下では、フィルター素材から短期間内に脱離、除去される。
【００３８】
［たばこフィルター］
本発明のたばこフィルターは、フィルター素材が前記たばこフィルター用巻紙で巻回され、ロッド状に成形されている。フィルター素材としては、特に限定されず、たばこのフィルター素材として通常用いられる自然環境下で崩壊性を有する素材、例えば、水分散性、光分解性又は生分解性を有する素材であれば特に限定されない。
【００３９】
フィルター素材を構成する材料として、例えば、セルロースエステル繊維（セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレートなどの繊維）；天然セルロース繊維（木材パルプ、種子毛繊維、ジン皮繊維、葉繊維など）や再生セルロース繊維（ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨンなど）などのセルロース繊維；ポリプロピレン繊維などの合成繊維などが含まれる。これらは１種で又は２種以上混合して使用できる。フィルター素材を構成する好ましい材料には、セルロースアセテート繊維などのセルロースエステル繊維、木材パルプなどの天然セルロース繊維、ポリプロピレン繊維などの合成繊維、セルロースエステル繊維と天然セルロース繊維との混合繊維（例えば、セルロースアセテート繊維と木材パルプとの混合繊維）などが含まれる。
【００４０】
フィルター素材の形状は特に限定されないが、繊維、繊維束（例えば、セルロースエステル繊維束、再生セルロース繊維束、ポリプロピレン繊維束など）又はシート状（例えば、木材パルプ、又は木材パルプとセルロースエステル繊維などの他の繊維を抄造した抄紙構造を有するシート）等の形状で使用される場合が多い。シート状の素材は、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且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。
【００４１】
自然環境中での崩壊性に優れる好ましいフィルター素材には、可塑剤により接着していないセルロースエステル繊維束；水溶性高分子や生分解性高分子などを用いて接着したセルロースエステル繊維束；置換度の小さいセルロースエステル繊維束；光分解促進剤や生分解促進剤などを含有したセルロースエステル繊維束；木材パルプ又は木材パルプとセルロースエステル繊維などの他の繊維を抄造し、必要に応じてクレープ加工又はエンボス加工したシート状素材などが含まれる。
【００４２】
本発明のたばこフィルターは、気相成分の選択的除去により、たばこ喫味を向上させるための添加剤、例えば、活性炭、ゼオライトなどの吸着剤等を含んでいてもよい。吸着剤は繊維状であってもよいが、粉粒状で使用される場合が多い。また、吸着剤は造粒活性炭などのように、バインダーを用いて造粒した造粒物であってもよい。
【００４３】
本発明のたばこフィルターは、フィルター素材を前記たばこフィルター用巻紙で巻回し、ロッド状に成形することにより製造することができる。例えば、たばこフィルターは、（ａ）繊維状などのフィルター素材をフィルターロッド成形用金型に充填して棒状に成形し、前記たばこフィルター用巻紙で巻回する方法、（ｂ）シート状のフィルター素材をフィルタープラグ巻上げ機に導入して、前記たばこフィルター用巻紙でロッド状に巻き上げ、糊付けし、適当な長さに切断する方法などにより得ることができる。
【００４４】
たばこフィルターの作製に際して、巻紙の糊付け、巻上げられたフィルター素材と巻紙との糊付けが必要な場合、自然環境下において、フィルター素材から巻紙がより容易に脱離できるように、接着剤として前記例示の水溶性接着剤を用いるのが好ましい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のたばこフィルター用巻紙は、特定の酸化チタンを含むので、光分解性が高く、通常の保管状態では分解しないものの、光線が作用する自然環境下では光分解が速やかに進行する。また、自然環境下では、雨、風、人による踏付けなどの外力により、光分解した部位から、より崩壊しやすくなる。そのため、巻紙の抄紙構造が崩壊し、フィルター素材から短期間で除去され、フィルター素材の有する自然環境下での崩壊性を有効に発揮させることができる。
本発明のたばこフィルターでは、フィルター素材が前記たばこフィルター巻紙により巻回されているので、自然環境下において、フィルター巻紙が容易に除去される。そのため、喫煙後に誤って廃棄されたとしても、自然環境中で迅速に崩壊または分散するので、環境の美観を損ねることがなく、環境汚染を軽減することができる。
本発明のたばこフィルターの製造法によれば、上記の優れたたばこフィルターを簡易に効率よく製造できる。
【００４６】
【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より限定されるものではない。
【００４７】
なお、本発明の実施例及び比較例において、ショッパーリーグラー式ろ水度（叩解度）、紙坪量、紙厚み、紙密度、たばこフィルター用巻紙光分解性、喫味及びエタノール減少率は、下記の方法により測定、評価した。
【００４８】
（１）ショッパーリーグラー式ろ水度（°ＳＲ）：ＪＩＳ−Ｐ−８１２１
（２）紙坪量（ｇ／ｍ2 ）：ＪＩＳ−Ｐ−８１２４
（３）紙厚み（ｍｍ）：ＪＩＳ−Ｐ−８１１８
（４）紙密度（ｇ／ｃｍ3 ）：紙坪量（ｇ／ｍ2 ）÷紙厚み（ｍｍ）÷１０００
（５）たばこフィルター用巻紙光分解性：
長さ２５ｍｍに切断したたばこフィルターの試料をダイセル化学工業（株）フィルター研究所（大阪府堺市）敷地内の土地表面に放置し、６か月経過後の形状変化を観察し、下記の基準により評価した。
【００４９】
Ａ：たばこフィルター用巻紙がほぼ完全に分解し、フィルター素材から除去されている。
【００５０】
Ｂ：たばこフィルター用巻紙が半分程度分解し、半分程度がフィルター素材から除去されている。
【００５１】
Ｃ：たばこフィルター用巻紙がほぼ原形をとどめており、フィルター素材を巻回した状態のままである。
【００５２】
（６）喫味：
長さ２５ｍｍに切断したたばこフィルターの試料を市販のたばこ（日本たばこ産業（株）製マイルドセブン）の葉たばこ部分に接続したものについて、１０人のパネラーにより、現行のフィルター巻紙を使用した場合との比較による喫味評価を行った。
【００５３】
なお、上記のたばこフィルターに関する評価については、温度２２℃、相対湿度６０％の雰囲気中で２４時間以上放置して、調湿した後の試料を用いて行った。
【００５４】
（７）エタノール減少率：
酸化チタン１５ｍｇ、エタノール１００ｐｐｍ及び水４０ｍｌで構成された反応系に、酸素存在下、キセノンランプ（１ｋＷ）を２５ｃｍの距離から３０分間照射し、紫外線照射によるエタノールの減少率を測定した。
【００５５】
実施例１
叩解度４５゜ＳＲの針葉樹漂白クラフトパルプ繊維１００重量部と、アナターゼ型酸化チタン（Ａ）（平均粒子径０．０３μｍ、比表面積７５ｍ2 ／ｇ、五酸化リン２重量％とＤＬ−トレオニン０．５重量％で表面処理、エタノール減少率６１％）１５重量部とを、３０００００重量部の水に均一に分散した後、水酸化アルミニウムを凝集剤として加え、酸化チタンをパルプ繊維に定着させ、円網式抄紙機を用いて湿式抄紙し、脱水、乾燥した後、２６ｍｍ幅にスリットして、紙秤量３３ｇ／ｍ2 、紙密度０．３７ｇ／ｃｍ3 、紙厚み０．０９ｍｍのたばこフィルター用巻紙を得た。
得られたたばこフィルター用巻紙を用いて、セルロースアセテート繊維のトウ（フィラメント繊度：４．０デニール、トータル繊度：３５０００デニール、断面形状：Ｙ字状、置換度：２．４５）をたばこフィルター用巻上機（ハウニ社製、ＫＤＦ２／ＡＦ１）で巻上げ、長さ２５ｍｍに切断して、たばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００５６】
実施例２
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ａ）１０重量部と、アナターゼ型酸化チタン（Ｂ）（平均粒子径０．３μｍ、比表面積９ｍ2 ／ｇ、未処理、エタノール減少率２８％）５重量部とを用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００５７】
実施例３
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ａ）１０重量部と、ルチル型酸化チタン（Ｃ）（Ｋｅｍｉｒａ社製、Ｕｎｉｔａｎｅ ＯＲ−４５０、平均粒子径０．２μｍ、比表面積６ｍ2 ／ｇ、未処理、エタノール減少率３％）５重量部とを用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００５８】
実施例４
酸化チタンとして、アナターゼ型酸化チタン（Ｄ）（平均粒子径０．０１６μｍ、比表面積９２ｍ2 ／ｇ、五酸化リン２．３重量％とＤＬ−トレオニン０．７重量％で表面処理、エタノール減少率６６％）１５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００５９】
実施例５
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ｄ）１０重量部と、前記アナターゼ型酸化チタン（Ｂ）５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００６０】
実施例６
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ｄ）１０重量部と、前記ルチル型酸化チタン（Ｃ）５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００６１】
比較例１
酸化チタンを添加しなかった点以外は、実施例１と同様にして、たばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ｃ」であり、自然環境中での光分解性は極めて劣っていた。なお、喫味については、市販のたばこと変わらなかった。
【００６２】
比較例２
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ｂ）１５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、たばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ｂ」〜「Ｃ」であり、自然環境中での光分解性は劣っていた。なお、喫味については、市販のたばこと変わらなかった。
【００６３】
比較例３
酸化チタンとして、前記ルチル型酸化チタン（Ｃ）１５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、たばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ｃ」であり、自然環境中での光分解性は極めて劣っていた。なお、喫味については、市販のたばこと変わらなかった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cigarette filter wrapping paper that is easily decomposed by the action of light in a natural environment, a cigarette filter using the cigarette filter, and a method for producing the cigarette filter.
[0002]
[Prior art]
Tobacco filters composed of fiber bundles of cellulose ester are widely used as tobacco filters that remove harmful components from tobacco smoke and are excellent in taste. In this cigarette filter, triacetin, triethylene glycol diacetate, triethylene glycol dipropionate, dibutyl phthalate, dimethoxy are used to maintain the shape of the filter plug and to obtain the hardness necessary to cut the filter tip from the filter plug. Plasticizers such as ethyl phthalate and citric acid triethyl ester are used.
However, in the cigarette filter, the plasticizer has a function as a binder, and the cellulose ester fibers are partially fused together by the plasticizer, so that the shape collapses in the environment when discarded after use. It takes a long time to not only impair the beauty but also contribute to environmental pollution.
[0003]
On the other hand, a paper tobacco filter made of wood pulp and processed into a crepe shape and a tobacco filter made of a regenerated cellulose fiber bundle are also known. These filters are slightly more disintegratable in the natural environment than filters made of cellulose ester fiber bundles, and can reduce environmental pollution to some extent. However, the taste of tobacco is inferior, the selective removability of phenols required as a filter is extremely low compared to cellulose esters, and the filter hardness is low compared to cellulose esters at the same pressure loss.
[0004]
On the other hand, recently, tobacco filters having excellent taste and filtration performance and excellent disintegration in a natural environment have been studied. For example, JP-A-8-47385 discloses a cigarette filter manufactured from a sheet-like filter material having good water dispersibility, which contains cellulose ester and wood pulp. JP-A-7-75542 and JP-A-6-319512 disclose a tobacco filter excellent in water dispersibility produced by adhering a cellulose ester fiber bundle using a water-soluble polymer. ing. Further, in JP-A-7-99958, a fiber bundle as a filter material is bonded with a water-soluble polymer, or a filter wound up without being bonded is cut short, and a plurality of them are simultaneously wound up with a wrapping paper. A cigarette filter having excellent water dispersibility manufactured by the above-mentioned method is disclosed. In addition, it is manufactured by winding a cellulose ester fiber bundle containing anatase-type titanium oxide as a photodegradation accelerator and a highly biodegradable tobacco filter manufactured by winding a cellulose ester fiber bundle with a low degree of substitution. Cigarette filters with excellent photodegradability and the like are also known.
[0005]
Although these cigarette filters certainly improve the disintegration of the filter material in the natural environment, in order for the filter material to exhibit sufficient disintegration in the natural environment, the filter paper is peeled off and removed from the filter material. It is necessary to be done. However, commonly used filter wrapping paper has poor degradability or dispersibility in the natural environment. In addition, the adhesive strength generally used for adhering filter wrapping paper does not significantly reduce the adhesive strength in the natural environment. Therefore, it takes a very long time for the filter paper to be removed from the filter material in the natural environment, and the disintegration property of the filter material in the natural environment is not sufficiently exhibited.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cigarette filter paper that can be easily detached from a filter material in a natural environment.
Another object of the present invention is to provide a cigarette filter from which filter paper can be easily detached under a natural environment and a method for producing the cigarette filter.
Still another object of the present invention is to provide a cigarette filter in which the disintegration property of the filter material in the natural environment is effectively exerted and the environmental pollution can be reduced, and a method for producing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have developed a papermaking structure comprising a filter material containing anatase-type titanium oxide having a specific specific surface area and / or an average particle diameter and composed of cellulose fibers. It has been found that when wound with a wrapping paper, the wrapping paper is detached from the filter material in a short period of time in a natural environment, and the filter material can effectively exhibit the disintegration in the natural environment that the filter material originally has. completed.
[0008]
That is, the cigarette filter paper of the present invention is a cigarette filter paper having a papermaking structure composed of cellulose fibers. ,ratio Surface area 30m 2 Anatase-type titanium oxide having characteristics of not less than / g and a primary particle size of 0.001 to 0.07 μm , 3 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of cellulose fiber Contains. In order to enhance the photolytic activity, the anatase-type titanium oxide may be surface-treated with at least one component selected from a phosphorus compound or a salt thereof, a polyhydric alcohol and an amino acid or a salt thereof, A compound may be supported.
[0010]
in front Titanium oxide is certified as a food additive and is used in foods, cosmetics, paints, etc., and has high safety to the human body. In the present specification, “titanium oxide” may be referred to as “titanium dioxide”.
The cellulose fiber may be beaten pulp obtained by beating wood pulp or the like. The basis weight of the wrapping paper is 20-40 g / m 2 Degree, density is 0.25 to 0.45 g / cm 3 The degree and thickness are about 0.02 to 0.15 mm.
[0011]
The present invention also provides a cigarette filter composed of a filter material and a wrapping paper for winding the filter material into a rod shape, wherein the wrapping paper is the above-described cigarette filter wrapping paper. To do.
The present invention further provides a method for producing a cigarette filter in which a filter material is wound with the above cigarette filter paper and formed into a rod shape.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Cellulose fiber]
Cellulose fibers include, for example, wood fibers (wood pulp such as conifers and broad-leaved trees), seed hair fibers (cotton such as linter, Bombax cotton, Kapok, etc.), gin leather fibers (eg hemp, Kozo, Mitsumata, etc.) Natural cellulose fibers (pulp fibers) such as leaf fibers (eg, Manila hemp, New Zealand hemp, etc.), and chemically synthesized cellulose fibers. These cellulose fibers can be used alone or in admixture of two or more.
[0013]
Of the cellulose fibers, pulp is often used. The pulp may be any of beating pulp and unbeaten pulp, but is preferably beating pulp. The beaten pulp is excellent in papermaking properties because the fibers are fibrillated by beating. As the beating pulp, wood pulp obtained from a broad-leaved tree or a coniferous tree by a conventional method such as a sulfite method or a craft method is often used.
[0014]
The beating degree of the beating pulp can be selected within a range that does not impair the papermaking property. For example, it is 20 to 90 ° SR, preferably 20 to 80 ° SR, more preferably about 30 to 70 ° SR in terms of Shopper Leaguer freeness. In many cases, it is about 30 to 60 ° SR. If the beating degree is too low, the fibers are not sufficiently bonded by entanglement, and the sheet strength tends to decrease. On the other hand, if the beating degree is too high, the bonding force and adhesive force between fibers become too strong, the sheet density becomes high, and the photolysis efficiency due to the action of light in the natural environment may be impaired.
[0015]
[Titanium oxide]
The feature of the present invention is that the specific anatase type titanium oxide enhances the photodegradability of the cigarette filter paper having a papermaking structure composed of cellulose fibers.
The crystal structure of titanium dioxide can be roughly classified into a rutile type and an anatase type. Compared with a rutile type titanium oxide, anatase type titanium oxide has a very high activity by light rays such as ultraviolet rays. Therefore, it is preferable to use anatase type titanium dioxide in order to improve photodegradability.
[0016]
The specific surface area and particle size of titanium dioxide also greatly affect the photooxidation property. That is, as the particle diameter of titanium dioxide is reduced and the specific surface area is increased, the activation degree of titanium dioxide by light such as ultraviolet rays can be increased per unit weight. Therefore, when titanium oxide having a small particle diameter and a large specific surface area is used, the photodegradability of the cigarette filter paper can be improved with a small amount of addition.
[0017]
(1) The specific surface area of titanium dioxide is, for example, a specific surface area of 30 m by the BET method. 2 / G or more (for example, 30 to 250 m 2 / G), preferably 50 m 2 / G or more (for example, 50 to 250 m 2 / G), more preferably 60 to 150 m 2 / G (for example, 60 to 100 m 2 / G) degree, 50-150 m 2 / G is often the case.
[0018]
(2) The average particle diameter of the primary particles of titanium dioxide is, for example, 0.001 to 0.07 μm (for example, 0.002 to 0.05 μm), preferably 0.003 to 0.05 μm, and more preferably 0.00. It is about 01 to 0.05 μm and is often about 0.005 to 0.05 μm.
[0019]
Titanium dioxide only needs to have one of the characteristics of (1) specific surface area and (2) average particle diameter. Preferred titanium dioxide includes (1) specific surface area and (2) average particle. Titanium oxide having both diameter characteristics is included. Such titanium dioxide has (3) a specific surface area of 30 m. 2 / G or more and a primary particle diameter of 0.001 to 0.07 μm (for example, 0.002 to 0.05 μm), preferably a specific surface area of 50 m 2 / G or more and a primary particle size of 0.003 to 0.05 μm, more preferably a specific surface area of 60 to 150 m. 2 / G and the primary particle diameter is often about 0.01 to 0.05 μm.
[0020]
In order to improve photodegradability and dispersibility, titanium oxide is preferably surface-treated with an organic substance and / or an inorganic substance. Preferred components of the treating agent include at least one component selected from phosphorus compounds, polyhydric alcohols and amino acids. In particular, titanium dioxide that is surface-treated by combining a phosphorus compound and at least one component selected from a polyhydric alcohol and an amino acid is preferred.
[0021]
Titanium oxide surface-treated with such a surface treatment agent has high dispersibility, increases the available surface area per unit weight, and can improve photodegradability. Therefore, since titanium oxide surface-treated with the above components can effectively utilize the activity of titanium oxide, it does not have the specific surface area and / or the average particle diameter of primary particles, unlike the titanium oxide. Good. For example, the specific surface area of the surface-treated titanium oxide by the BET method is 30 m. 2 The average particle size of the primary particles may be less than 0.001 μm or more than 0.07 μm (for example, 0.08 to 1.5 μm). However, when surface treatment is performed on titanium oxide having a small particle diameter and / or titanium oxide having a large specific surface area, the photodegradability can be further improved. Preferable titanium oxide surface-treated with the above components includes titanium oxide having the specific surface area and / or the average particle diameter of primary particles.
[0022]
Examples of phosphorus compounds include phosphorus oxides such as phosphorus trioxide and phosphorus pentoxide; phosphorus such as hypophosphorous acid, phosphorous acid, hypophosphoric acid, orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, metaphosphoric acid, and polyphosphoric acid. Acids or salts thereof; Phosphonium salts; Phosphines, for example, alkylphosphines such as methylphosphine, ethylphosphine, butylphosphine, dimethylphosphine, diethylphosphine, dibutylphosphine, dioctylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, trioctylphosphine Arylphosphine such as phenylphosphine, diphenylphosphine, triphenylphosphine, etc .; and phosphate esters. Preferred phosphorus compounds include hydrophilic or water-soluble phosphorus compounds such as phosphorus oxides such as phosphorus pentoxide, phosphoric acid or salts thereof. Examples of the phosphate include alkali metal salts such as sodium and potassium, ammonium salts, and the like. These phosphorus compounds can be used alone or in combination of two or more.
[0023]
Examples of the polyhydric alcohol include alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, and tetramethylene glycol; diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, and the like. Polyoxyalkylene glycols; polyhydric alcohols containing sugars such as glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol, sorbitol; ethylene glycol monomethyl ester, ethylene glycol monobutyl ester, diethylene glycol monomethyl ester, diethylene glycol monoethyl ester, diethylene glycol mono Butyl ester, propylene glycol Monomethyl ester, and the like fatty acid esters of glycols such as propylene glycol monobutyl ester. Preferred polyhydric alcohols include, for example, hydrophilic or water-soluble glycols such as propylene glycol. These polyhydric alcohols can be used alone or in combination.
[0024]
Amino acids include, for example, amino acids having an alkyl group such as glycine, alanine, valine, isoleucine and leucine, amino acids having a hydroxyl group such as serine, threonine and tyrosine, and amino acids which form a cyclo ring with adjacent nitrogen atoms such as proline. , Amino acids having two carboxyl groups such as aspartic acid and glutamic acid, amino acids having two amino groups such as lysine and arginine, amino acids having amide groups such as asparagine and glutamic acid, mercapto groups such as cysteine and methionine, or alkylthio groups Amino acids having an aromatic ring or heterocyclic ring such as amino acid, tryptophan, phenylalanine, histidine and the like are included. These amino acids may be D-, L-, or DL-forms, and may be used as salts such as alkali metal salts such as sodium and potassium, and ammonium salts. Preferred amino acids include amino acids having a hydrophilic group such as a hydroxyl group, a mercapto group, a carboxyl group, and an amino group, or a salt thereof, in addition to an amino group and a carboxyl group constituting the amino acid. An amino acid or its salt can be used individually or in mixture of 2 or more types.
[0025]
Of the surface treatment agents, compounds that are highly safe for the human body, for example, compounds that are certified as food additives are often used. Examples of such compounds include phosphoric acid and salts thereof such as sodium metaphosphate, sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, sodium polyphosphate, and potassium polyphosphate, glycols such as propylene glycol, and amino acids such as glycine and threonine. Etc. are included.
[0026]
The components of the surface treatment agent may be used alone, or two or more components may be used in combination. A preferable surface treatment agent includes a combination of a phosphorus compound such as phosphoric acid or a salt thereof and at least one component of a polyhydric alcohol and an amino acid or a salt thereof, and in particular, after treatment with the phosphorus compound, the polyhydric alcohol. And titanium oxide treated with at least one component of amino acids or salts thereof, in particular, titanium oxide subjected to hydrophilic treatment is preferable.
[0027]
In the surface treatment of titanium oxide, a surfactant (for example, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, etc.) or a metal soap may be used.
[0028]
The surface treatment of titanium oxide can be performed by a conventional method, for example, immersion of titanium oxide in a solution containing the above components, spraying onto titanium oxide, or the like. The total processing amount of the components can be selected within a range that does not impair the dispersibility, photoactivity and the like of the titanium oxide. For example, 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.05 to 10 parts by weight, more preferably about 0.1 to 5 parts by weight, often about 0.5 to 3 parts by weight. In addition, the processing amount of a phosphorus compound is 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of titanium oxides, Preferably it is about 0.5-5 weight part in many cases.
[0029]
Titanium oxide may support a metal catalyst in order to increase the activity by light irradiation and the photolysis efficiency of the tobacco filter paper. Transition metals include periodic table 3A metals such as Zr, periodic table 4A metals such as V, periodic table 5A metals such as Cr and Mo, periodic table 6A metals such as Mn, and periodic tables such as Fe and Ru. Examples include Group 8 metals, Group 9 metals such as Co and Rh, Group 10 metals such as Ni, Pd and Pt, and Group 1B metals such as Cu, Ag and Au. Of these metals, noble metals of Group 10 of the periodic table and Group 1B of the periodic table, such as Pd, Pt, and Au, are preferable. These metals may be supported as halides such as chlorides, oxides, complexes and the like. The amount of the metal or its compound supported with respect to 100 parts by weight of titanium oxide is, for example, about 0.001 to 10 parts by weight, preferably about 0.01 to 5 parts by weight in terms of metal.
[0030]
In the cigarette filter wrapping paper, the content of titanium oxide can be selected within a range that does not impair the photodegradability and papermaking properties. For example, 0.1 to 30 parts by weight, preferably 0, per 100 parts by weight of cellulose fibers. .2 to 25 parts by weight, more preferably about 0.25 to 20 parts by weight, and in many cases about 0.5 to 20 parts by weight (for example, 3 to 18 parts by weight). If the content of titanium oxide is less than 0.1 parts by weight, the photodegradability of the tobacco filter wrapping paper is not improved so much, and if it exceeds 30 parts by weight, the paper-making property may be easily impaired.
[0031]
The titanium dioxide can be dispersed and fixed on cellulose fibers by a conventional method. For example, a method in which cellulose fibers and titanium dioxide are dispersed in a solvent such as water to form a slurry, and agglomerating agent (for example, aluminum hydroxide) is used to aggregate and fix titanium dioxide on cellulose fibers. Examples thereof include a method in which a titanium oxide that has been aggregated in advance with the above-mentioned flocculant is added to the slurry, and titanium dioxide is fixed to cellulose fibers.
When titanium oxide is added to a papermaking slurry using water or the like, particularly a slurry containing an organic solvent, it becomes difficult to uniformly disperse the titanium oxide. However, when titanium oxide subjected to the surface treatment as described above is used, titanium oxide can be easily dispersed, and dispersion stability can be improved.
[0032]
The cigarette filter paper of the present invention only needs to contain the specific anatase-type titanium oxide, and anatase-type titanium oxide other than the above (for example, a specific surface area of 30 m). 2 / G, untreated titanium oxide having a primary particle diameter of less than 0.001 μm or greater than 0.07 μm), and rutile titanium oxide.
[0033]
Moreover, the cigarette filter paper of the present invention may contain other photodegradation accelerators in addition to the titanium oxide, if necessary. Examples of the photodegradation accelerator include benzoins; benzoin alkyl ethers; benzophenones such as benzophenone and 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone and derivatives thereof; acetophenones such as acetophenone and α, α-diethoxyacetophenone; Derivatives thereof; quinones; thioxanthones; photoexciters such as phthalocyanines; ethylene-carbon monoxide copolymers; sensitizers composed of aromatic ketones and metal salts; N, N-dialkyldithiocarbamates and the like The These photodegradation accelerators can be used alone or in combination of two or more.
[0034]
[Binder and other additives]
The cigarette filter wrapping paper of the present invention may contain a binder in order to enhance the adhesion between fibers and the papermaking property. The binder is particularly useful when making paper by a dry papermaking method.
The binder includes natural and synthetic resin binders. As the binder, a binder that does not adversely affect the human body and does not impair the photodegradability of the cigarette filter paper by the tobacco taste and the action of light in the natural environment is used. Examples of such a binder include binders that belong to the category of food additives and have no odor.
A preferred binder is a water-soluble binder (water-soluble adhesive) that dissolves by the action of water such as rain water in the natural environment and easily flows out from the cigarette filter paper and does not impair the photodegradability of the cigarette filter paper. included. As a water-soluble binder, natural product-based adhesives (eg, starch, modified starch, soluble starch, dextran, gum arabic, sodium alginate, casein, gelatin, etc.); cellulose derivatives (eg, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, ethylcellulose, water-soluble) Examples thereof include cellulose acetate and the like; and synthetic resin adhesives (for example, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, water-soluble acrylic resin and the like). These binders can be used alone or in combination. In addition, even if it is a water-insoluble binder, it may be used in a small amount as long as it does not impair the photodegradability of the cigarette filter paper, and even if it is an odorous binder, the tobacco taste is impaired. It may be used as long as it is not.
The amount of the binder used is preferably as small as possible (for example, 10% by weight or less based on the entire cigarette filter paper).
The cigarette filter wrapping paper of the present invention further contains various additives, for example, an antioxidant such as an antioxidant, a filler, an antistatic agent, a colorant, a biodegradation accelerator, the aggregating agent, and the like as necessary. May be included.
[0035]
[Manufacture of cigarette filter paper]
The cigarette filter paper of the present invention has a non-woven papermaking structure in which fibers are intertwined with each other.
The filter paper of the present invention can be easily produced by a conventional dry papermaking method or wet papermaking method. For example, in the dry papermaking method, a papermaking structure is formed by spraying a mixed composition containing titanium oxide, cellulose fibers, and other components such as a binder as necessary onto a breathable support such as a net using an air current. The filter paper which has it can be manufactured. Further, in the wet papermaking method, a slurry is prepared by dispersing the titanium oxide, cellulose fibers, and other components such as a flocculant, if necessary, in a solvent such as water, and the slurry is provided with a porous plate or the like. The filter paper of the present invention can be produced by making paper using a conventional wet papermaking machine, dehydrating and drying. A preferred papermaking method includes a wet papermaking method. When the cigarette filter paper is manufactured by wet papermaking, the solid content concentration of the slurry is, for example, about 0.005 to 0.5% by weight, preferably about 0.008 to 0.3% by weight.
[0036]
The basis weight, density, and thickness of the cigarette filter wrapping paper are appropriately determined within a range not impairing handling workability, photodegradability and the like. The basis weight of the cigarette filter paper is, for example, 20 to 40 g / m. 2 , Preferably 25-35 g / m 2 Degree, density is 0.25 to 0.45 g / cm Three , Preferably 0.30 to 0.40 g / cm Three The thickness is about 0.02 to 0.15 mm, preferably about 0.03 to 0.10 mm. If the basis weight, density, and thickness are too small, preparation becomes difficult, the strength of the paper decreases, and the operability at the time of winding the filter material tends to decrease. On the other hand, if the basis weight, density and thickness are too large, the flexibility is lowered, the filter winding operation becomes difficult, and the photolysis efficiency due to the action of light in the natural environment tends to be lowered.
[0037]
Since the cigarette filter wrapping paper of the present invention contains specific titanium oxide, degradation of cellulose fibers by the action of light proceeds rapidly in the natural environment, and external forces (rain, wind, human beings) in the natural environment. The tangles of cellulose fibers are easily unraveled from the photodecomposed site by stepping on, and the papermaking structure is collapsed. For this reason, it is detached and removed from the filter material within a short period of time in a natural environment despite its high strength during storage and use.
[0038]
[Tobacco filter]
In the cigarette filter of the present invention, the filter material is wound around the cigarette filter paper and formed into a rod shape. The filter material is not particularly limited, and is not particularly limited as long as it is a material that is disintegratable in a natural environment that is usually used as a tobacco filter material, for example, a water dispersible, photodegradable or biodegradable material. .
[0039]
Examples of materials constituting the filter material include cellulose ester fibers (fibers such as cellulose acetate, cellulose propionate, and cellulose butyrate); natural cellulose fibers (wood pulp, seed hair fibers, gin leather fibers, leaf fibers, etc.) Cellulose fibers such as regenerated cellulose fibers (such as viscose rayon and copper ammonia rayon); and synthetic fibers such as polypropylene fibers are included. These may be used alone or in combination of two or more. Preferred materials constituting the filter material include cellulose ester fibers such as cellulose acetate fibers, natural cellulose fibers such as wood pulp, synthetic fibers such as polypropylene fibers, mixed fibers of cellulose ester fibers and natural cellulose fibers (for example, cellulose acetate). Mixed fiber and wood pulp).
[0040]
The shape of the filter material is not particularly limited, but may be a fiber, fiber bundle (for example, cellulose ester fiber bundle, regenerated cellulose fiber bundle, polypropylene fiber bundle, etc.) or sheet (for example, wood pulp, or wood pulp and cellulose ester fiber). It is often used in the form of a sheet having a papermaking structure made of other fibers. The sheet-like material is preferably creped or embossed through the filter plug in order to allow smoke to pass smoothly and uniformly while suppressing channeling.
[0041]
Preferred filter materials with excellent disintegration in the natural environment include cellulose ester fiber bundles that are not adhered by plasticizers; cellulose ester fiber bundles that are adhered using water-soluble polymers or biodegradable polymers; Small cellulose ester fiber bundles; cellulose ester fiber bundles containing photodegradation accelerators, biodegradation accelerators, etc .; paper pulp or other fibers such as wood pulp and cellulose ester fibers, and creping or Includes embossed sheet material.
[0042]
The tobacco filter of the present invention may contain an additive for improving tobacco taste by selective removal of gas phase components, for example, an adsorbent such as activated carbon and zeolite. The adsorbent may be fibrous, but is often used in powder form. The adsorbent may be a granulated product granulated using a binder, such as granulated activated carbon.
[0043]
The cigarette filter of the present invention can be manufactured by winding a filter material with the cigarette filter paper and forming it into a rod shape. For example, the tobacco filter is: (a) a method of filling a filter material such as a fiber into a filter rod molding die, forming it into a rod shape, and winding it with the cigarette filter paper; (b) a sheet filter material Is introduced into a filter plug hoisting machine, rolled up into a rod shape with the cigarette filter paper, glued, and cut into an appropriate length.
[0044]
In the production of a cigarette filter, when it is necessary to glue the wrapper, and the glue between the rolled filter material and the wrapper, it is possible to remove the wrapper from the filter material in a natural environment. It is preferable to use a water-soluble adhesive.
[0045]
【The invention's effect】
Since the cigarette filter paper of the present invention contains specific titanium oxide, it is highly photodegradable and does not decompose under normal storage conditions, but photodegradation proceeds rapidly in a natural environment where light rays act. Moreover, in a natural environment, it is more likely to collapse from a photodecomposed portion due to external forces such as rain, wind, and stepping by a person. For this reason, the papermaking structure of the wrapping paper is collapsed and removed from the filter material in a short period of time, and the disintegration property in the natural environment of the filter material can be exhibited effectively.
In the cigarette filter of the present invention, since the filter material is wound around the cigarette filter paper, the filter paper is easily removed in a natural environment. Therefore, even if it is accidentally discarded after smoking, it quickly disintegrates or disperses in the natural environment, so that environmental aesthetics are not impaired and environmental pollution can be reduced.
According to the method for producing a tobacco filter of the present invention, the above excellent tobacco filter can be easily and efficiently produced.
[0046]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0047]
In the examples and comparative examples of the present invention, the Shopper Ligler type freeness (beatability), paper basis weight, paper thickness, paper density, cigarette filter paper photodegradability, taste and ethanol reduction rate are as follows: It was measured and evaluated by the method.
[0048]
(1) Shopper Leaguer freeness (° SR): JIS-P-8121
(2) Paper basis weight (g / m 2 ): JIS-P-8124
(3) Paper thickness (mm): JIS-P-8118
(4) Paper density (g / cm Three ): Paper basis weight (g / m 2 ) ÷ paper thickness (mm) ÷ 1000
(5) Wrapping paper photodegradability for tobacco filter:
A sample of a tobacco filter cut to a length of 25 mm is left on the surface of the land in the filter laboratory of Daicel Chemical Industries, Ltd. (Sakai City, Osaka) and observed for shape changes after 6 months. It was evaluated by.
[0049]
A: The cigarette filter paper is almost completely decomposed and removed from the filter material.
[0050]
B: About half of the cigarette filter paper is disassembled, and about half is removed from the filter material.
[0051]
C: The cigarette filter paper is almost in its original form, and the filter material is still wound.
[0052]
(6) Taste:
Comparison of a cigarette filter sample cut to a length of 25 mm to a commercial tobacco (mild seven, manufactured by Nippon Tobacco Inc.) compared to the case of using the current filter wrapping paper by 10 panelists We evaluated the taste.
[0053]
The evaluation regarding the above-described cigarette filter was performed using a sample after being left to stand for 24 hours or more in an atmosphere at a temperature of 22 ° C. and a relative humidity of 60%.
[0054]
(7) Ethanol reduction rate:
A xenon lamp (1 kW) was irradiated with a xenon lamp (1 kW) from a distance of 25 cm for 30 minutes in the presence of oxygen to a reaction system composed of 15 mg of titanium oxide, 100 ppm of ethanol and 40 ml of water, and the reduction rate of ethanol by ultraviolet irradiation was measured.
[0055]
Example 1
100 parts by weight of softwood bleached kraft pulp fiber with a beating degree of 45 ° SR and anatase-type titanium oxide (A) (average particle size 0.03 μm, specific surface area 75 m 2 / G, 15 parts by weight of surface treatment with 2% by weight of phosphorus pentoxide and 0.5% by weight of DL-threonine, 61% reduction in ethanol) was uniformly dispersed in 300,000 parts by weight of water, and then aluminum hydroxide was added. In addition to flocculant, titanium oxide is fixed to pulp fiber, wet papermaking is performed using a circular net type paper machine, dehydrated and dried, then slit to a width of 26 mm, and a paper weight of 33 g / m. 2 , Paper density 0.37 g / cm Three A cigarette filter wrapping paper having a paper thickness of 0.09 mm was obtained.
Using the obtained cigarette filter paper, a tow of cellulose acetate fiber (filament fineness: 4.0 denier, total fineness: 35000 denier, cross-sectional shape: Y shape, substitution degree: 2.45) is used for cigarette filter winding. The cigarette filter was obtained by winding with an upper machine (KDF2 / AF1 manufactured by Houni Co., Ltd.) and cutting to a length of 25 mm.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability of the obtained cigarette filter was measured, the evaluation was “A”, and the photodegradability in the natural environment was good. In addition, regarding the taste, there was no change in commercial tobacco.
[0056]
Example 2
As titanium oxide, 10 parts by weight of the anatase type titanium oxide (A) and anatase type titanium oxide (B) (average particle size 0.3 μm, specific surface area 9 m) 2 / G, untreated, ethanol reduction rate of 28%) was used in the same manner as in Example 1 except that 5 parts by weight was used.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability of the obtained cigarette filter was measured, the evaluation was “A”, and the photodegradability in the natural environment was good. In addition, regarding the taste, there was no change in commercial tobacco.
[0057]
Example 3
As titanium oxide, 10 parts by weight of the anatase-type titanium oxide (A) and rutile-type titanium oxide (C) (manufactured by Kemira, Unitane OR-450, average particle size 0.2 μm, specific surface area 6 m) 2 A tobacco filter was obtained in the same manner as in Example 1, except that 5 parts by weight of / g, untreated, ethanol reduction rate 3%) was used.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability of the obtained cigarette filter was measured, the evaluation was “A”, and the photodegradability in the natural environment was good. In addition, regarding the taste, there was no change in commercial tobacco.
[0058]
Example 4
As titanium oxide, anatase-type titanium oxide (D) (average particle diameter 0.016 μm, specific surface area 92 m 2 / G, 2.3% by weight of phosphorus pentoxide and 0.7% by weight of DL-threonine (surface treatment, ethanol reduction rate of 66%), except that 15 parts by weight was used to obtain a tobacco filter in the same manner as in Example 1. It was.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability of the obtained cigarette filter was measured, the evaluation was “A”, and the photodegradability in the natural environment was good. In addition, regarding the taste, there was no change in commercial tobacco.
[0059]
Example 5
A tobacco filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by weight of the anatase-type titanium oxide (D) and 5 parts by weight of the anatase-type titanium oxide (B) were used as titanium oxide.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability of the obtained cigarette filter was measured, the evaluation was “A”, and the photodegradability in the natural environment was good. In addition, regarding the taste, there was no change in commercial tobacco.
[0060]
Example 6
A tobacco filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by weight of the anatase-type titanium oxide (D) and 5 parts by weight of the rutile-type titanium oxide (C) were used as titanium oxide.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability of the obtained cigarette filter was measured, the evaluation was “A”, and the photodegradability in the natural environment was good. In addition, regarding the taste, there was no change in commercial tobacco.
[0061]
Comparative Example 1
A tobacco filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that titanium oxide was not added.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability of the obtained cigarette filter was measured, the evaluation was “C”, and the photodegradability in the natural environment was extremely poor. In addition, about the taste, it did not change with commercially available tobacco.
[0062]
Comparative Example 2
A tobacco filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that 15 parts by weight of the anatase-type titanium oxide (B) was used as titanium oxide.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability was measured for the obtained cigarette filter, the evaluation was “B” to “C”, and the photodegradability in the natural environment was inferior. In addition, about the taste, it did not change with commercially available tobacco.
[0063]
Comparative Example 3
A tobacco filter was obtained in the same manner as in Example 1 except that 15 parts by weight of the rutile type titanium oxide (C) was used as titanium oxide.
When the cigarette filter wrapping paper photodegradability of the obtained cigarette filter was measured, the evaluation was “C”, and the photodegradability in the natural environment was extremely poor. In addition, about the taste, it did not change with commercially available tobacco.
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