JP4907551B2

JP4907551B2 - 繊維

Info

Publication number: JP4907551B2
Application number: JP2007548897A
Authority: JP
Inventors: バンクス，アンドリュー，ジョン; デイ，クレイグ; トラヴァーズ，ジョン
Original assignee: セラニーズアセテートリミテッド
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: KR20070110276A; MX2007008067A; EP1834014A1; GB2421707A; US8607802B2; CN101137776B; US20140096784A1; WO2006070194A1; CN101137776A; GB0428408D0; KR101214777B1; EP1834014B1; US20080202539A1; JP2008525660A

Description

本発明は、タバコの煙フィルターとして使用されるフィルターロッドに加工するための、フィルタートウとして知られるクリンプ加工されたフィラメントのトウを形成するのに使用される多成分繊維またはフィラメント、特に２成分繊維またはフィラメント（これらに限定される訳ではない）に関する。

本明細書においては、「繊維」という用語は「フィラメント」という用語を包含し、その逆もまた成立すると理解するべきである。

最も一般的に使用されるフィルタートウにはセルロースアセテート繊維が使用され、これは、高品質なフィルターを得ることが可能である点で評価されている。

セルロースアセテートのフレークをアセトン中に溶解させて、「ドープ」と呼ばれるセルロースアセテート溶液を形成する。次いでその溶液を、金属製紡糸口金の中の精細な顕微鏡的な孔またはジェットを通過させて、紡糸または押出し加工する。次いで、その溶液を延伸させて、細長い繊維とする。次いでそのようなアセテート繊維を、加熱チャンバー中で加熱して乾燥させる。多数のそのような繊維を組み合わせて、それらの繊維をクリンプ加工することによってトウバンドを形成させて、連続繊維の一体化されたバンドを作る。次いでそのトウバンドを乾燥させ、折りたたみ、梱包する。

そのトウを、ロッド製造機（ｒｏｄｍａｋｅｒ）によってフィルターロッドに成形し、次いでたとえば紙巻きタバコの中に組み込む。

クリンプ加工されたトウ繊維に活性成分を加えることによって、タバコの煙フィルターの効率を上げることは公知である。活性成分を加えることによって、選択的な濾過が可能となり、その結果として、紙巻きタバコの煙の中のある種の成分のレベルの低下を達成させることが可能となる。そのような活性成分には、多数の吸収剤／吸着剤的表面を有する、多孔質の粒子たとえば活性炭粒子が含まれていてもよい。

タバコ産業のメーカーは、紙巻きタバコの煙のなかのある種の成分のレベルを低減させ、しかもセルロースアセテートフィルターを使用することによって、望ましい味覚特性に悪影響が出ないような、選択的な濾過をする手段を開発することを検討している。この目的のために、彼らは、多くの場合吸着性表面を有する多孔質粒子、特に活性炭粒子を使用することを含めて、フィルターロッドにおける各種の構成を工夫してきた。フィルターロッドの中にそのような粒子を加えることにより、フィルターの効率に強い影響力を与えることが可能であるが、それらの粒子を加えることに伴って、大きな問題も生じる。

一つのアプローチ方法では、活性炭粒子をフィルターの内側部分に閉じこめた多区画フィルターを有するようにして、使用時に使用者の口の内部に位置するフィルターの部分は、標準的なセルロースアセテートフィラメントフィルターとしたものである。たとえば、３区画フィルターにおいては、その中央区画に、ばらけた活性炭粒子の床が含まれる。ばらけた活性炭粒子を使用すると、微細な粒子が塵埃雲（ｄｕｓｔｃｌｏｕｄｓ）として逃げる好ましくない現象を調節しなければならないという、製造上の問題が起きる可能性がある。それに加えて、充分に密に詰まっていないと、その紙巻きタバコフィルター中の粒子の床が、その中を通過する煙のチャンネリングのために、濾過媒体としてはバイパスされてしまう可能性がある。

また別なアプローチ方法は、活性炭粒子がフィラメントの表面に接着されるように、活性炭粒子をフィルタートウの中に組み入れるものである。

これを達成させるために、初期の頃の検討は、トウの上にスプレーされる可塑剤または接着剤を使用することによって、活性炭粒子をフィラメントに接着させることに、集中されていた。米国特許第２，８８１，７７０号明細書および米国特許第３，１０１，７２３号明細書には、このタイプのプロセスについての記載があり、可塑剤または接着剤により活性炭粒子が不活性化される問題が指摘されている。

不活性化を避けるための、より最近の試みが国際公開第０３／０４７８３６号パンフレットに記載されている。微細な乾燥活性炭粉末を、フィルタートウのフィラメント表面の上に吹き付けている。それらの表面にはミクロキャビティが予め形成されていて、それによって、不活性化をもたらす接着剤を一切必要とせずに、それらの粉末を定位させると言われている。しかしながら、この場合には、粒子の接着性に欠けるために、製造時および使用時に粒子がこぼれてしまうという危険性がより高くなる可能性がある。さらに、乾燥粉末の取扱いでは、塵埃雲として粉末が逃げるという好ましくない現象を防止するための手段が必要とされる。

さらなる進展においては、クリンプ加工されていないトウバンドを、微細の粒子の分散体を用いて処理している。その分散体には、粒子をトウに結合させるための接着剤が含まれている。クリンプ加工プロセスの後で、その繊維を乾燥、コンディショニングさせる。この乾燥プロセスが、粒子の不活性化を防止する。

そのようなプロセスは、本願出願人の欧州特許出願公開第０４２５１３２２．６号明細書に記載されている（その特許の内容を、参考として引用し本明細書に組み入れる）。

そのようなプロセスにおいては、適用された分散体が、トウバンドの中のフィラメント相互の間の空間に浸透して、それらの繊維を効果的に「接着（ｇｌｕｉｎｇ）」させることができる。このことが、トウがロッド製造機の上で完全に開繊（ｏｐｅｎｉｎｇ）したり、ブルーミング（ｂｌｏｏｍｉｎｇ）したりすることを場合によっては妨害し、フィルターロッドの変動を招く可能性がある。

それに加えて、繊維と繊維の間にトラップされた粒子は、そのトウをロッド製造機に通して加工する際に、剥がれたりこぼれたりする傾向がある。

さらに、トウバンド全体をこのようにして処理した場合、隣り合う繊維の相互作用のために、フィルタートウを形成している個々の繊維を均一にコーティングすることが困難となる可能性がある。

このことは、繊維の幾何学的形状が理由であって、すなわち、図１に見られるように、繊維の表面が重なりあってオーバーラップ領域を形成している。それらのオーバーラップ領域のために、活性炭粒子が均質に入り込むことができない。それに加えて、トウバンドがフィルターとして機能するために、トウバンドの外側に適用された粒子が、中心部にまで入り込めない。

また別の公知のプロセスとしては、それぞれの繊維を個別に処理して、過剰な添加物が存在しない様にするものがある。このタイプの公知の方法には、アセテート紡糸溶液（「ドープ」）の中に添加物を加える工程が含まれる。

このプロセスにおいては、図２に見られるように、添加された活性炭は、それぞれのフィラメントの本体の中に組み込まれる。このような組入れ方をすると、活性炭が繊維から外れるということは防止される。しかしながら、この組入れ方では、各種の物質が活性炭の上に吸着されるということもまた、妨害される。

この方法の利点は、トウを加工する際に排除されたりこぼれたりする活性成分の量は無視できることにある。さらに、そのトウでは、ロッド製造機において開繊やブルーミングが充分に行われるが、その理由は、トウバンドに接着剤が一切適用されていないからである。それぞれの繊維が、標準的なアセテート繊維と同様の効果的な挙動をする。

しかしながら、この公知の方法の欠点は、その製品の濾過性能が未処理のアセテートの濾過性能と実質的には差がないという程度にまで、添加物質の活性が抑制されてしまうことである。これは、それらの粒子が、セルロースアセテートによってコーティングされてしまうためである。さらに、押出し加工の際に、押出しの場における剪断流れによって、粒子が繊維の端から、繊維の中央部分へと押し込められる傾向がある。

本発明の第一の態様においては、ポリマーを含む繊維形成性成分である第一の成分、およびタバコの煙の成分を選択的に低下または除去活性成分を含む第二の成分を含む多成分繊維を形成するための方法を提供するが、その方法には：
（ｉ）その第二の成分を含む分散体、第二の溶液または液状物を形成する工程；
（ｉｉ）第一の成分およびその分散体、第二の溶液または液状物を、ジェットノズルまたは開口部を通過させて共押出しして、その第一の成分から形成される第一の部分、およびその活性成分から形成される第二の部分を含む繊維を形成する工程；が含まれる。

本発明の利点は、活性成分をポリマーに添加して多成分繊維を形成するが、その際に、ポリマーを全く含まないかまたはポリマー含量が極めて低いかのいずれかになるような形態で、その活性成分を添加することが可能である点にある。

第二の成分の中にポリマーを加えると、活性成分の被毒やスキニングが起きる可能性がある、というのが本願発明者らの見解である。その第二の成分が繊維形成性または被膜形成性を有するポリマーから形成されているような場合には、そのような悪影響が一段と顕著になるであろう。

したがって、本発明の手段を使用すれば、活性成分を第一の成分に直接添加することが可能であって、それにより、その活性成分が多成分繊維を形成するプロセスの後でも活性を維持できるようになる。

その方法は複数の多成分繊維を形成するのに有利である。

その方法に、押出し加工の後に、その繊維またはそれぞれの繊維を乾燥させる工程がさらに含まれているのが好ましい。

その方法には、複数の多成分繊維を組み合わせて、いわゆる素糸（ｅｎｄ）を形成する工程がさらに含まれているのが好都合である。

次いで、複数の素糸を組み合わせて、公知の方法によりクリンプ加工して、フィルタートウを形成する。

最後に、そのフィルタートウをロッド製造機上で開繊またはブルーミングさせて、紙巻きタバコ用のフィルターロッドを形成する。

本発明の手段を使用することによって、多成分繊維の第一の成分を含むポリマーの上に、活性成分のより均等な分散物をコーティングすることが可能となる。さらに、共押出し加工法を用いて個々の繊維が活性成分によってコーティングされるために、それら個々の繊維が乾燥された後で、それらが互いに接触することとなる。このことによって、隣り合った繊維同士が粘着することが回避または抑制され、その繊維から形成されるフィルタートウが、ロッド製造機の上で実質的に完全に開繊されるようになる。このことがひいては、得られるフィルターにさらなる均質性を与える結果となる。

その多成分繊維を乾燥させる工程に、その繊維またはそれぞれの繊維を、加熱チャンバーの中を通過させることが含まれていれば、有利である。

その繊維またはそれぞれの繊維を、４０〜１５０℃の間の温度に加熱するのが好都合である。

その方法に、第一の成分を含む第一の溶液を形成する最初の工程が含まれているのが好ましい。本発明のそのような実施態様においては、その第一の溶液を、活性成分を含む、分散体、第二の溶液または液状物と共に共押出し加工する。

その第一の成分にアセテートポリマーを含み、その第二の成分に以下のものの１種または複数を含む活性成分が含まれているのが有利である：
活性炭；
イオン交換樹脂；
ゼオライト。

第一の溶液と、分散体、第二の溶液または液状物とがそれぞれアセトンを含んでいるのが有利である。

複数の成分をジェットノズルまたは開口部を通過させて共押出し加工をして、複数の部分を有する繊維を形成するのが好都合である。

本発明の第二の態様においては、ポリマーを含む繊維形成性成分である第一の成分、およびタバコの煙の成分を選択的に低下または除去させるであろう活性成分を含む第二の成分を含む多成分繊維を形成するための装置が提供されるが、その装置には、
第一の成分を収納するための第一のリザーバー、第二の成分を含む分散体、第二の溶液または液状物を収納するための第二のリザーバー；
その第一の成分およびその第二の成分を共押出し加工して多成分繊維を形成するために用いられる多成分紡糸口金；
その第一のリザーバーをその紡糸口金に接続するための第一の導管；
その第二のリザーバーをその紡糸口金に接続するための第二の導管；が含まれる。

その紡糸口金には、複数の開口部またはジェットノズル、好ましくは２〜６００個の開口部、より好ましくは１００〜４００個の開口部が含まれているのが有利である。

その開口部は、特定の断面形状の繊維を製造できるような、各種所望の形状であってよい。さらに、それらのジェットノズルは、断面において異なった構造を与えるための、たとえば区分けのような内部構造をもって形成されていてもよい。

その装置には、紡糸口金を通過させて押出し加工をした後に形成される多成分繊維を加熱するための加熱チャンバーがさらに含まれているのが好ましい。

その装置には、複数の繊維を組み合わせて素糸を形成するための組合せ手段がさらに含まれているのが好ましい。

その多成分繊維には、第三の成分がさらに含まれており、そしてその装置には、その第三の成分を収納するための第三のリザーバーおよびその第三のリザーバーを紡糸口金に接続するための第三の導管が含まれ、その紡糸口金を用いて第一、第二、および第三の成分を共押出し加工するのが有利である。

その多成分繊維には複数の成分が含まれ、そしてその装置には複数のリザーバー（それぞれのリザーバーが成分を収納するために使用される）、およびリザーバーのそれぞれを紡糸口金に接続するための複数の導管（その紡糸口金を使用して、それら複数の成分を共押出し加工する）が含まれているのが好都合である。

本発明の第三の態様においては、ポリマーを含む繊維形成性成分である第一の成分、およびタバコの煙の成分を選択的に低下または除去する活性成分を含む第二の成分を含む多成分繊維が提供される。

その第二の成分には、非ポリマー成分が含まれているのが有利である。

その活性成分には、粒子、液状物または溶液が含まれていてもよい。その活性成分が粒子を含む場合には、それは：
他のポリマー相がまったく存在しない分散体；
非繊維形成性ポリマーを含む接着剤成分を有する分散体；または
繊維形成性ポリマーを含む接着剤成分を有する分散体；として供給される。

その多成分繊維がアセテート繊維を含んでいるのが有利である。

その第一の成分がセルロースジアセテートポリマーを含んでいるのが有利である。

その第一の成分が溶液中に含まれているのが有利である。その溶液が、アセトン：水（９６．５：３．５）溶液中に１０〜４０重量％のセルロースジアセテートを含むアセテート溶液であるのが好ましい。

先にも述べたように、セルロースアセテートは一般に、紙巻きタバコにおいて使用されるフィルターを形成するために使用されるが、他のタイプのポリマーたとえばビスコース、ポリエステルおよびポリオレフィンなどを第一の成分として使用することも可能ではある。

その第一の成分が、そのフィラメントに不透明性を与える顔料好ましくは酸化チタン（ＴｉＯ_２）をさらに含んでいるのが有利である。

別な方法または代わりの方法として、その第一の成分に、たとえばトリアセチンの形の可塑剤が含まれていてもよい。その可塑剤は、活性成分の接着を助けることができる。

その活性成分が、活性炭、イオン交換樹脂、ゼオライトの１種または複数を含む粒子を含んでいるのが好ましい。

その粒径が、０．０１〜２０ミクロンの範囲に収まっているのが有利である。粒径は、具体的な活性成分に依存する。その活性成分が活性炭を含む場合には、その粒径は好ましくは５μｍ未満である。その活性成分がアクリルエマルションを含む場合には、その粒径は、１００ｎｍのオーダーである。

その第二の成分には、分散剤および活性成分を含む分散体が含まれていてもよい。

その分散剤が揮発性溶媒、好ましくはアセトン／水混合物を含んでいるのが有利である。

その分散体の濃度が、０．１％〜６０％粒子の範囲に入っているのが好ましい。

その分散体が、分散添加剤を含んでいるのが有利である。その添加剤は、たとえば界面活性剤、湿潤剤または結合剤などであってよい。

別な方法においては、その第二の成分に活性成分の溶液を含む。

別な方法においては、その第二の成分に液状物を含む。

その多成分繊維には第三の成分が含まれていてもよい。

その第三の成分に、接着剤、または粘度調節物質が含まれているのが有利である。

その接着剤または粘度調節物質は、たとえばＰＶＯＨ、ＰＶＡ、メチレート化／プロピネート化メチルセルロース、ＰＶＰなど、各種の都合のよい物質であってよい。

その接着剤は、アセトン／水をベースとした分散体または溶液として存在させることもできる。

その接着剤は、第一の成分および第二の成分のいずれからも別途に形成することも可能であるし、あるいは第一の成分または第二の成分のいずれかの一部として形成することも可能である。

しかしながら、ある種の環境においては、活性成分が第一の成分に直接結合することが可能であるために、接着剤が常に必要とされる訳ではない。

その第三の成分に第二の活性成分が含まれていると、有利である。

その多成分繊維には、複数のさらなる成分たとえば、１種または複数の活性成分および／または接着剤が含まれていてもよい。

ここで、本発明を、添付の図面を参照しながら例を挙げてさらに詳しく説明する。
図１を参照すると、公知のフィルタートウ５０の概略図が描かれている。このフィルタートウ５０には、そのそれぞれが３裂の断面構成を有する複数の繊維５２が含まれている。トウバンドを形成させた後にトウバンド全体を処理することにより、たとえば活性炭のような活性成分５４がそのフィルタートウに添加される。そのような環境下においては、隣り合う繊維の相互作用のために、個々の繊維を均一にコーティングすることが困難となっている。図１を見れば判るように、隣り合った繊維たとえば５６と５８の部分でオーバーラップがあって、そのために、その繊維のオーバーラップ部分に活性炭粒子がコーティングされるのが妨害されている。

次に図２を参照すると、トウバンドの中の公知のフィラメント６４の概略図が示されている。そのフィラメント６４は、アセテート紡糸溶液の中に添加物を加えることによって形成されたものである。この公知の方法の結果では、添加された活性成分６２がそれぞれの繊維の本体の内部に組み込まれている。したがって、その活性成分６２は、繊維の本体の中に捕捉されてしまい、そのため、活性成分の抗力が顕著に低下する。

図３を参照すると、本発明による多成分繊維１００を形成するための装置は、参照番号２によって一般的に示されている。その多成分繊維には、ポリマーを含む第一の繊維形成性成分１４、および活性成分を含む第二の成分１６が含まれる。装置２には、その第一の成分の溶液を収納するための第一のリザーバー４、および第二の成分の溶液、液状物または分散体を収納するための第二のリザーバー６が含まれる。

図３に示された例においては、その装置２を用いてセルロースアセテートをベースとする多成分繊維を形成する。したがって、その第一のリザーバー４の中には、セルロースジアセテートのドープが収納されている。

第二のリザーバー６には、活性成分を含む分散体、液状物または溶液が収納されている。この例においては、その活性成分にはアセトン／水溶液中に分散された多数の活性炭粒子が含まれている。活性炭粒子は、吸収剤／吸着性表面を有する多孔質粒子として知られている。

その活性炭粒子の多孔度は、好ましくは２００〜３０００ｇｍ^２の範囲内、より好ましくは８００〜１２５０ｇｍ^２の範囲内である。

典型的には、活性炭粒子を予め分散剤中に２〜４０時間浸漬させておいて、分散体を形成する。分散体中に活性炭粒子を前浸漬させておくことによって、その活性炭粒子を前処理して、その粒子からガスの脱着（ｏｍｉｓｓｉｏｎ）を起こさせることが可能な物質を、活性炭粒子に担持させるようにすることが可能である。このことによって、その活性炭粒子が、接着剤を適用した後でも活性を維持できるようになるが、その理由は、粒子の内部からガス状物が放出（ｅｍｉｓｓｉｏｎ）され、その粒子の外部表面の部分から接着剤を押しのけることによってその内部表面へアクセスするための道が開けるからである。そのようなプロセスは、活性炭粒子の「火山（ｖｏｌｃａｎｏ）」活性化として知られている。

典型的には、活性炭粒子のサイズは、０．０１〜２０ミクロンの範囲となるであろう。

典型的には、その分散体の濃度は、分散体中５〜６０％粒子の範囲となるであろう。

分散剤は、各種好適な分散剤たとえば、アセトン／水混合物またはその他各種の揮発性溶媒とすることができる。

その分散剤にさらなる添加剤を加えて、活性成分の第一の成分への接着性を向上させてもよい。好適な添加物としては、界面活性剤、湿潤剤、または結合剤たとえばトリアセチン、またはグリセロールなどが挙げられる。

その装置には、繊維１００を形成するための、複数の開口部またはジェットノズル１８を含む紡糸口金８が含まれる。紡糸口金８の一例をさらに詳しく図４に示す。

紡糸口金８には、第一のリザーバーからの第一の成分を含む溶液を受けるのに用いられる第一のプレート２２、第二のリザーバー６からの、第二の成分１６を含む溶液、分散体または液状物を受けるのに用いられる第二のプレート２４が含まれる。その二つの成分１４、１６が、複数のジェットノズルまたは開口部１８（図４に示したのはその一つ分のみである）を通して共押出しされて、多成分繊維（この場合は２成分繊維）を作り出す。

この装置には、第一のリザーバーを紡糸口金８に接続するための第一の導管１０、および第二のリザーバー６を紡糸口金８に接続するための第二の導管１２がさらに含まれている。

その紡糸口金８を用いて、第一の成分１４と第二の成分１６とを共押出しする。

第二の成分の分散体の流量の、第一の成分の流量に対する比率、ならびに第一の成分および第二の成分の流れの濃度によって、具体的な粒子の担持レベルが決まってくるであろう。粒子の担持レベルは、２％〜６０％とするべきであるが、好ましくは１０％〜４０％である。

Ｑａ＝アセテートドープ流量（ｇｓ^−１）
Ｑｄ＝分散体の流量（ｇｓ^−１）
Ｃａ＝アセテートのドープ中濃度（重量％）
Ｃｄ＝活性種の分散体中濃度（重量％）

セルロースアセテート上での活性物質のレベル、Ｌは次式で与えられる：

こうして得られる多成分繊維は、コアが第一の成分から形成され、そのコアを取り巻くシースが第二の成分から形成された、断面形状を有することができる。別な方法として、そのフィラメントが、第一の成分と第二の成分を置き換えた区分を有するように、区分けされていてもよい。

繊維の断面形状は、各種各様の形状たとえば、ギザギザ模様（ｃｒｅｎｅｌｌａｔｅｄ）、Ｙ字形、Ｘ字形、骨状（ｄｏｇｂｏｎｅ）、多葉形などのいずれであってもよい。

図５、６および７に示したような紡糸口金の開口部の形状の例に見られるように、第一の成分および第二の成分のその他の幾何学的形状も思い浮かべることができる。

図５ａ〜５ｇを参照すると、紡糸口金８の一部を形成し、そして２成分繊維を形成するのに好適となりうる開口部１８の形状が示されている。図５ｅ〜５ｇに示された開口部１８の実施態様には、外壁５２および中仕切り５４が含まれる。その中仕切りが内側領域５６を画定し、外壁５２と中仕切り５４との両方で外側領域５８を形成している。使用時には、その第一の成分が領域５６を通じて押出され、その第二の成分が領域５８を通じて押出される。

ここで、図６ａおよび６ｂに目を向けると、紡糸口金８の一部を形成する開口部１８のさらなる実施態様が示されている。図６ａおよび６ｂに示された開口部１８の実施態様は、２成分繊維を形成するのにも好適である。しかしながら、これらの図に示された開口部によって形成される２成分繊維は、その繊維の外側領域にまで延びている内側領域を有している。

図６ｂにおいては特に、中仕切り５４が複数の仕切部分５４ａを含んでいる。

ここで図７ａおよび７ｂに目を向けると、３成分繊維を形成するのに好適な開口部１８が模式的に示されている。

まず図７ａを参照すると、開口部１８には、外壁５２、第一の内壁６２、および第二の内壁６４が含まれている。外壁５２ならびに内壁６２および６４が、内部領域６６、中間領域６８および外部領域７０を画定している。使用時には、第一の成分が領域６６を通じて押出され、第二の成分が領域６８を通じて押出され、そして第三の成分が領域４０を通じて押出される。

ここで図７ｂに示された開口部１８に目を向けると、その開口部１８には、外壁５２と複数の内壁５４ａが含まれている。それらの内壁５４ａは外壁５２と協同して、領域７２の第一の組、領域７４の第二の組、および領域７６の第三の組を形成している。

使用時には、第一の成分が領域７２のそれぞれを通じて押し出され、第二の成分が領域７４のそれぞれを通じて押し出され、そして第三の成分が領域７６のそれぞれを通じて押し出される。

図５、６および７に示された開口部の形状は例示のためだけのものであって、その他各種の好都合な開口部を使用することが可能であることは理解されたい。

紡糸口金を通して押出し加工をした後で、繊維１００を延伸させ、加熱空気の存在するチャンバー２０に通す。その加熱空気が、その押出し加工した溶液から揮発性溶媒を取り去って、固形のフィラメントを作り出す。このプロセスでは、繊維１００を形成する成分の中に存在する各種の接着剤の活性化もまた起きる。

それらの繊維のサイズと形状は、紡糸口金８の開口部のサイズ、さらにはその流量、延伸速度、濃度、そして影響はそれほど大きくないが、空気およびドープの温度、ならびに空気の速度によって決まってくる。

その紡糸口金には、２０〜６００個の開口部１８が含まれ、そのため２０〜６００本の繊維が形成される。

活性で固着されたコーティングおよび堅牢な紡糸性能を維持するための必要性に応じて、紡糸口金８の設計が決まってくる。紡糸性能は、形成される繊維の所定量あたりの繊維の破断数によって定義される。この性能は典型的には、１トンあたりのトラブル数（Ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｐｅｒｔｏｎｎｅ、ＩＰＴ）として表される。プロセスパラメータとＩＰＴとの間の関係は複雑であるが、延伸比、紡糸速度、濃度、空気速度、空気温度、フィラメントサイズなどに依存すると理解されたい。

繊維のサイズは一般に、０．１〜４０デニール／繊維の範囲に入るであろう。

多成分繊維の堅牢で生産的な紡糸が得られるような押出し加工条件を最適化するためには、以下のパラメーターを調節する：繊維の上に所望の担持量が維持されるような制約に従った、成分すべての、濃度、流量、粘度および延伸比。それらに加えて、チャンバー空気の温度、チャンバー空気の湿度、チャンバー空気の流量および方向、チャンバーの長さおよび断面積、ならびに押出し加工または紡糸速度（取り上げ速度）を変化させてもよい。

これらのパラメーターが、押出し加工流れの組成および温度とあいまって、溶液／分散体の、粘度を含めた粘弾性的性質および紡糸圧力を生み出すであろう。

装置２を使用して実施するある種のプロセスにおいては、第一の成分１４の押出しを、第二の成分１６の押出しよりも前に開始させて、紡糸口金のスタートアップを容易とする。２成分繊維は、単一成分繊維よりも紡糸が困難である。しかしながら、第二の成分を適用する前にアセテート繊維が良好に紡糸されていると、そのスタートアッププロセスが容易となるであろうと考えられる。

その多成分繊維には、２種、３種、４種またはそれ以上の異なった成分が含まれていてもよい。

その多成分繊維には、２種以上のタイプの活性成分が含まれていてよい。

図３の装置を使用して製造された繊維の群（素糸）は、紡糸仕上げ剤を用いて処理してもよい。

紡糸仕上げ剤は、繊維に適用して、その繊維の摩擦性および静電気的性質を改質するための物質である。例示的な実施態様においては、（水エマルション中の油としての）ホワイトオイルを繊維に適用する。このことによって、帯電性が低下し、また繊維と金属の摩擦が低下する。摩擦が低いほど、繊維の損傷も低下する。

素糸（ｅｎｄ）は、同一のジェットノズル／紡糸セルから紡糸された一群の繊維（典型的には１００〜３００本）である。典型的には、フィルタートウ製造ラインには５０個の紡糸セルが存在するので、得られるトウバンドは５０素糸からなることとなる。

コーティングされた繊維についてさらなる処理を行ってもよい。たとえば、さらなる熱処理にかけてもよい。

得られた素糸をまとめてトウバンドとする。同一の装置およびプロセスを使用し、可能であれば異なった分散体を使用して、その他の繊維を処理することも可能であり、得られた素糸をまとめて単一のトウバンドとしてもよい。そのトウバンドには、標準的なセルロースアセテートフィラメントが含まれていてもよい。

得られたトウバンドをクリンプ加工し、コンディショニングし、編組みし、ベールを形成させて、ロッド製造機の上でフィルターロッドに転換させるための準備とする。

３成分以上の多成分繊維を形成させたい場合には、追加の適当な数のプレートを紡糸口金に加える。

隣り合う繊維の表面においてオーバーラップ領域が存在する、公知のプロセスを使用して形成させた、トウバンドを形成する繊維の概略図である。公知のプロセスを使用して形成させた、繊維の内部に活性粒子が組み入れられていることを示す概略図である。本発明の第一の態様に従って、多成分繊維を形成するために使用される、本発明の第二の態様に従う装置の概略図である。図３の装置の部分を形成する紡糸口金の断面を表した図である。２成分繊維を形成するための、図３の装置の紡糸口金の部分を形成する、各種可能な開口部の形状の概略図である。２成分繊維を形成するための、図３の装置の紡糸口金の部分を形成する、各種可能な開口部の形状のさらなる図である。３成分繊維を形成するための、図３の装置の部分を形成する紡糸口金の、さらなる可能な開口部の形状を示す断面図である。

符号の説明

４リザーバー
６リザーバー
８紡糸口金
１０導管
１２導管
１８ジェットノズル

Claims

タバコのフィルターロッドに加工するためのフィルタートウを形成するのに適した多成分繊維を形成する方法であって、
前記多成分繊維は、ポリマーを含む繊維形成性成分である第一の成分、および
吸収剤／吸着剤的表面を有する多孔質の粒子を含む活性成分を含む第二の成分であって、前記活性成分はタバコの煙の成分を選択的に低下または除去する、第二の成分、
を含み、前記方法が：
（ｉ）前記第二の成分を含む、分散体、第二の溶液または液状物を形成する工程；および
（ｉｉ）前記第一の成分、および前記分散体、溶液または液状物を、ジェットノズルまたは開口部を通過させて共押出しして、前記第一の成分から形成される第一の部分、および前記第二の成分から形成される第二の部分を含む繊維を形成する工程；
を含む方法。
複数の多成分繊維を形成するための、請求項１に記載の方法。
（ｉｉｉ）押出し加工の後にその繊維またはそれぞれの繊維を乾燥させるさらなる工程を含む、請求項１または２に記載の方法。
前記乾燥工程が、その繊維またはそれぞれの繊維を加熱チャンバーを通過させることを含む、請求項３に記載の方法。
その繊維またはそれぞれの繊維を乾燥させる工程が、その繊維またはそれぞれの繊維を２０〜１５０℃の温度に加熱することを含む、請求項３または４に記載の方法。
（ｉｖ）前記複数の繊維を組み合わせて素糸を形成するさらなる工程；
を含む、請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
前記方法が、
（ｖ）前記第一の成分を含む第一の溶液を形成する最初の工程
を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
前記第一の成分がアセテートポリマーを含み、前記第二の成分が、活性炭、イオン交換樹脂、ゼオライトの１種または複数を含む活性成分を含む、請求項７に記載の方法。
前記第一の溶液と、分散体、第二の溶液または液状物とがそれぞれアセトンを含む、請求項７または８に記載の方法。
複数の成分がジェットノズルまたは開口部を通過させて共押出し加工されて、複数の部分を有する繊維を形成する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
タバコのフィルターロッドに加工するためのフィルタートウを形成するのに適した多成分繊維を形成する装置であって、
前記多成分繊維は、ポリマーを含む繊維形成性成分である第一の成分、および
吸収剤／吸着剤的表面を有する多孔質の粒子を含む活性成分を含む第二の成分であって、前記活性成分はタバコの煙の成分を選択的に低下または除去する、第二の成分、
を含み、
前記装置が、
前記第一の成分を収納するための第一のリザーバー；
前記第二の成分を含む分散体、第二の溶液または液状物を収納するための第二のリザーバー；
前記第一の成分および前記第二の成分を共押出し加工して多成分繊維を形成するために用いられる多成分紡糸口金；
前記第一のリザーバーを前記紡糸口金に接続するための第一の導管；
前記第二のリザーバーを前記紡糸口金に接続するための第二の導管；
を含む、装置。
前記紡糸口金が複数の開口部またはジェットノズルを含み、前記装置が複数の繊維を形成するために使用される、請求項１１に記載の装置。
前記紡糸口金が、２〜６００個の開口部を含む、請求項１２に記載の装置。
押出し加工の後に、その繊維またはそれぞれの繊維を加熱するための加熱チャンバーをさらに含む、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
複数の繊維を組み合わせて素糸を形成するための組合せ手段をさらに含む、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の装置。
その多成分繊維またはそれぞれの多成分繊維が、第三の成分をさらに含み、そして前記装置が、前記第三の成分を収納するための第三のリザーバーおよび前記第三のリザーバーを紡糸口金に接続するための第三の導管を含み、前記紡糸口金を用いて第一、第二、および第三の成分を共押出し加工する、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
その多成分繊維またはそれぞれの多成分繊維が複数の成分を含み、そして前記装置が複数のリザーバー（それぞれのリザーバーが成分を収納するために使用される）、およびリザーバーのそれぞれを紡糸口金に接続するための複数の導管（その紡糸口金を使用して、それら複数の成分を共押出し加工する）を含む、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
タバコのフィルターロッドに加工するためのフィルタートウを形成するのに適した多成分繊維であって、
前記多成分繊維は、ポリマーを含む繊維形成性成分である第一の成分、および
吸収剤／吸着剤的表面を有する多孔質の粒子を含む活性成分を含む第二の成分であって、前記活性成分はタバコの煙の成分を選択的に低下または除去する、第二の成分、
を含み、前記第二の成分が分散剤および活性成分を含有する分散体を含む、多成分繊維。
前記第二の成分が、非ポリマー成分を含む、請求項１８に記載の多成分繊維。
アセテート繊維を含む、請求項１８または１９に記載の多成分繊維。
前記第一の成分がセルロースジアセテートポリマーを含む、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の多成分繊維。
前記第一の成分が顔料をさらに含む、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の多成分繊維。
前記第一の成分が可塑剤を含む、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の多成分繊維。
前記活性成分が粒子を含む、請求項１８〜２３のいずれか１項に記載の多成分繊維。
前記粒子が、活性炭、イオン交換樹脂、ゼオライトの１種または複数を含む、請求項２４に記載の多成分繊維。
前記分散体の濃度が、０．１％〜６０％粒子の範囲である、請求項１８〜２５のいずれか１項に記載の多成分繊維。
前記分散体が分散添加剤を含む、請求項１８〜２６のいずれか１項に記載の多成分繊維。
前記第二の成分が活性成分の溶液を含む、請求項１８〜２７のいずれか１項に記載の多成分繊維。
前記第二の成分が液状物を含む、請求項１８〜２８のいずれか１項に記載の多成分繊維。
第三の成分を含む、請求項１８〜２９のいずれか１項に記載の多成分繊維。
前記第三の成分が第二の活性成分を含む、請求項３０に記載の多成分繊維。
前記第三の成分が接着剤を含む、請求項３０に記載の多成分繊維。
請求項１８〜３２のいずれか１項に記載の複数の多成分繊維から形成された、タバコのフィルターロッドに加工するのに好適な、繊維のクリンプ加工されたトウ。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法により形成された、請求項１８〜３２のいずれか１項に記載の多成分繊維。