JP5453523B2 - Charcoal filter manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明はチャコールフィルターの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a charcoal filter.

フィルター素材としてペーパーシートを用い、活性炭の粒状物を添加してチャコールフィルターを製造する方法が、たとえば特許文献１および２に開示されている。ペーパーシートの上方から活性炭を添加しながら、フィルター巻上機のトランペット部でペーパーシート自体を折り込みながら円筒形状にし、フィルター巻取紙で包むことにより円筒のフィルタープラグを形成し、所定の長さにカットしてチャコールフィルターのフィルタープラグを製造する。この方法では、添加した活性炭は折り込まれたペーパーシートに接触しただけでシートの隙間に捕捉された状態になっている。このため、巻き上げられたフィルタープラグを任意の長さにカットするときに、フィルタープラグ端面から活性炭が脱離する。シガレット巻上機においてもフィルタープラグの切断が行われるので、フィルタープラグ端面から活性炭が脱離する。さらに、フィルタープラグ端面からの活性炭の脱離は、フィルター巻上機でフィルタープラグを中箱に詰めるとき、中箱の輸送中、シガレット巻上の際にフィルタープラグを専用のフィルター装填箱に移し変えるとき、およびフィルター巻上工程中でも生じる。このため、最終製品であるシガレットの形態でシガレットフィルター中の活性炭の充填量がばらつく要因となり、シガレット製品としての品質の低下を招く。   For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a method of manufacturing a charcoal filter by using a paper sheet as a filter material and adding granular particles of activated carbon. While adding activated carbon from the top of the paper sheet, fold the paper sheet itself in the trumpet section of the filter hoisting machine, make it into a cylindrical shape, wrap it with filter paper, form a cylindrical filter plug, and cut it to a predetermined length To manufacture charcoal filter plugs. In this method, the added activated carbon is trapped in the gap between the sheets just by contacting the folded paper sheet. For this reason, when the wound filter plug is cut to an arbitrary length, the activated carbon is detached from the end face of the filter plug. Since the filter plug is also cut in the cigarette hoisting machine, the activated carbon is detached from the end face of the filter plug. In addition, activated carbon desorption from the end face of the filter plug can be done by packing the filter plug into the inner box with a filter hoist, transferring the filter plug to a dedicated filter loading box when cigarettes are being wound during transport of the inner box. And even during the filter hoisting process. For this reason, the amount of activated carbon in the cigarette filter varies in the form of the cigarette that is the final product, and the quality of the cigarette product is degraded.

アセテートチャコールフィルターの場合にも、アセテートトウの開繊およびアセテートトウの可塑剤であるトリアセチンの添加の工程が加わる以外は、チャコールフィルターと同様の方法により、アセテートチャコールフィルターのフィルタープラグを製造する。アセテートチャコールフィルターでもフィルタープラグ端面からの活性炭の脱離により、最終製品であるシガレットの形態でシガレットフィルター中の活性炭の充填量がばらつく要因となり、シガレット製品としての品質の低下を招く。   In the case of an acetate charcoal filter, a filter plug of the acetate charcoal filter is manufactured in the same manner as the charcoal filter except that the steps of opening the acetate tow and adding triacetin which is a plasticizer of the acetate tow are added. Even in an acetate charcoal filter, desorption of activated carbon from the end face of the filter plug causes a variation in the amount of activated carbon in the cigarette filter in the form of cigarette as the final product, leading to a decrease in quality as a cigarette product.

フィルタープラグ端面からの活性炭の脱離を防止するために、フィルター素材であるペーパーシートやアセテートトウに活性炭を添加した後、バインダーにより活性炭を固定する方法が考えられる。特許文献３、４には、スレッドやストリップにバインダーを用いて活性炭を接着させたシガレット用フィルターが記載されている。しかし、これらの文献には、バインダーを用いて活性炭を接着する条件が示されていない。通常、バインダーを用いて活性炭を素材に接着させると、バインダーが活性炭の吸着性能を低下させ、活性炭の吸着能力を維持することが困難であることがわかっている。   In order to prevent the activated carbon from detaching from the end face of the filter plug, a method of fixing the activated carbon with a binder after adding the activated carbon to a paper sheet or acetate tow as a filter material can be considered. Patent Documents 3 and 4 describe cigarette filters in which activated carbon is bonded to threads and strips using a binder. However, these documents do not show conditions for bonding activated carbon using a binder. Normally, it has been found that when activated carbon is bonded to a material using a binder, the binder decreases the adsorption performance of activated carbon and it is difficult to maintain the adsorption ability of activated carbon.

特許３２３５９６２号公報Japanese Patent No. 3235962 特許３２３５９６３号公報Japanese Patent No. 3235963 特許２６３４２５２号公報Japanese Patent No. 2634252 特許３２２９３１３号公報Japanese Patent No. 3229313

本発明の目的は、活性炭の吸着性能を低下させることなく、バインダーを用いて活性炭を素材に接着させて活性炭の脱離を防止できるチャコールフィルターを製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a charcoal filter that can prevent activated carbon from being detached by adhering activated carbon to a material using a binder without reducing the adsorption performance of the activated carbon.

本発明の一態様によれば、基材上に活性炭を添加し、バインダーを添加した後１０分以内に、１０１〜３００℃で加熱乾燥処理を行い、基材に活性炭を固着することを特徴とするチャコールフィルターの製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, the activated carbon is added onto the base material, and within 10 minutes after the binder is added, heat drying treatment is performed at 101 to 300 ° C., and the active carbon is fixed to the base material. A method for manufacturing a charcoal filter is provided.

図１は本発明に係るたばこ用ペーパーフィルターの巻上げシステムを示す構成図FIG. 1 is a block diagram showing a cigarette paper filter winding system according to the present invention. 図２は図１の装置の活性炭添加装置から加熱乾燥装置までの間で基材上に活性炭粒子およびバインダーが添加される様子を示す模式図。FIG. 2 is a schematic view showing a state in which activated carbon particles and a binder are added onto a substrate between the activated carbon addition apparatus and the heat drying apparatus of the apparatus of FIG. 図３は本発明の方法により、加熱乾燥を受けた後に、基材上にバインダーによって固着された活性炭粒子の状態を示す模式図。FIG. 3 is a schematic view showing a state of activated carbon particles fixed by a binder on a substrate after being subjected to heat drying by the method of the present invention. 図４は本発明の方法において、活性炭添加装置からトングに達するまでの基材の状態を示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing the state of the base material from the activated carbon addition device to the tongue in the method of the present invention. 図５は本発明の方法において、基材であるアセテートトウの開繊、可塑剤の添加が行われた後、活性炭添加装置からトングに達するまでのアセテートトウの状態を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing the state of acetate tow until reaching the tongue from the activated carbon addition device after the opening of the acetate tow as the base material and the addition of the plasticizer are performed in the method of the present invention. 図６は試料１〜５について、活性炭のたばこ煙吸着性能を評価した結果を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing the results of evaluating the cigarette smoke adsorption performance of activated carbon for Samples 1-5.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明に係るたばこ用チャコールフィルターの巻上げシステムを示す構成図である。この巻上げシステムは、瀘過材であるペーパー製の原料シートＦＭの流れに沿って原反部１０、クレープ部２０、絞込みガイド部４０、及び巻上げ部６０を具備する。   FIG. 1 is a block diagram showing a cigarette charcoal filter winding system according to the present invention. This winding system includes a raw fabric portion 10, a crepe portion 20, a narrowing guide portion 40, and a winding portion 60 along the flow of a paper raw material sheet FM that is a filter material.

原反部１０において、原料シートＦＭの原反紙ロールＦＲはエアーシャフト１２に装着される。原料シートＦＭはシャフト１２の回転に伴って原反紙ロールＦＲから繰出される。シャフト１２にはその回転速度を制御するためのパウダーブレーキ１４が付設される。   In the original fabric portion 10, the original fabric paper roll FR of the raw material sheet FM is mounted on the air shaft 12. The raw material sheet FM is fed from the raw paper roll FR as the shaft 12 rotates. The shaft 12 is provided with a powder brake 14 for controlling its rotational speed.

クレープ部２０の入口にはダンサーローラ機構２２が配設される。ダンサーローラ機構２２は、原反紙ロールＦＲの径の変化、原料シートＦＭの送り速度の変化等による原料シートＦＭの張力変化を少なくするために利用される。ダンサーローラ機構２２は４個の上側ローラ２４と３個の下側ローラ２６とを具備し、原料シートＦＭは上下ローラ２４、２６間をジグザグに通される。   A dancer roller mechanism 22 is disposed at the entrance of the crepe unit 20. The dancer roller mechanism 22 is used to reduce a change in tension of the raw material sheet FM due to a change in the diameter of the raw paper roll FR, a change in the feed speed of the raw material sheet FM, and the like. The dancer roller mechanism 22 includes four upper rollers 24 and three lower rollers 26, and the raw material sheet FM is zigzag between the upper and lower rollers 24, 26.

上側ローラ２４は固定フレームに支持される一方、下側ローラ２６は上下方向に旋回可能なアームに支持される。アームには、その揺動角度を検出するためのピボットセンサーが付設される。ピボットセンサーの検出信号に基づいて、パウダーブレーキ１４のブレーキ力が調整される。また、アームには、エアーシリンダが接続され、そのエアー圧を調整することにより、原料シートＦＭの紙質にあった張力を得ることができる。   The upper roller 24 is supported by a fixed frame, while the lower roller 26 is supported by an arm that can pivot in the vertical direction. A pivot sensor for detecting the swing angle is attached to the arm. Based on the detection signal of the pivot sensor, the braking force of the powder brake 14 is adjusted. Further, an air cylinder is connected to the arm, and by adjusting the air pressure, a tension suitable for the paper quality of the raw material sheet FM can be obtained.

ダンサーローラ機構２２に続いて一対のフィードローラ３２が配設される。フィードローラ３２の上側ローラ３２ａは左右２個のゴムローラからなり、下側ローラ３２ｂは表面が平坦な金属ローラからなる。上側ローラ３２ａを構成する２個のゴムローラの表面には螺旋が形成され、フィードローラ３２の回転時に、原料シートＦＭが横方向に広げられ、この時点における不用意な皺の発生が防止されるようになっている。フィードローラ３２の駆動系には、回転速度を補正するための無段変速機が配設される。   A pair of feed rollers 32 is disposed following the dancer roller mechanism 22. The upper roller 32a of the feed roller 32 is composed of two left and right rubber rollers, and the lower roller 32b is composed of a metal roller having a flat surface. Spirals are formed on the surfaces of the two rubber rollers constituting the upper roller 32a, and the raw material sheet FM is spread laterally when the feed roller 32 rotates, so that inadvertent wrinkles are prevented from occurring at this point. It has become. The drive system of the feed roller 32 is provided with a continuously variable transmission for correcting the rotational speed.

フィードローラ３２に続いて、クレープ処理を施すためのクレープ手段として機能する一対のクレープローラ３４が配設される。クレープローラ３４は、フィルターの通気抵抗を高めるための縦皺を原料シートＦＭに形成するために利用される。クレープローラ３４の駆動系には、回転速度を補正するための無段変速機が配設される。   Subsequent to the feed roller 32, a pair of crepe rollers 34 functioning as creping means for performing a creping process are disposed. The crepe roller 34 is used to form a vertical rod for increasing the ventilation resistance of the filter on the raw material sheet FM. The drive system for the crepe roller 34 is provided with a continuously variable transmission for correcting the rotational speed.

クレープローラ３４の上下ローラ３４ａ、３４ｂの夫々は、周方向に平行に延びる深い溝を表面に有する金属ローラからなる。上下ローラ３４ａ、３４ｂの溝の噛合い深さ（噛合わせ量）を変更すると、原料シートＦＭに形成される縦皺の深さ或いは原料シートＦＭの延伸の程度が変化する。従って、上下ローラ３４ａ、３４ｂの溝の噛合い深さを調整することにより、フィルターの通気抵抗を制御することができる。噛合い深さが大きくなるほど、フィルターの通気抵抗が高くなる。   Each of the upper and lower rollers 34a, 34b of the crepe roller 34 is formed of a metal roller having a deep groove extending on the surface in parallel with the circumferential direction. When the meshing depth (meshing amount) of the grooves of the upper and lower rollers 34a and 34b is changed, the depth of the vertical hook formed on the raw material sheet FM or the degree of stretching of the raw material sheet FM changes. Therefore, the ventilation resistance of the filter can be controlled by adjusting the meshing depth of the grooves of the upper and lower rollers 34a and 34b. The greater the meshing depth, the higher the ventilation resistance of the filter.

クレープローラ３４に隣接してタッチレバー３６が配設される。タッチレバー３６はクレープローラ３４から排出された原料シートＦＭ上に載せられ、その弛み状態を検出するために利用される。原料シートＦＭの弛み状態に基づいて、後述するように、原料シートＦＭの送り速度が制御される。   A touch lever 36 is disposed adjacent to the crepe roller 34. The touch lever 36 is placed on the raw material sheet FM discharged from the crepe roller 34, and is used for detecting the loose state. Based on the slack state of the raw material sheet FM, the feed rate of the raw material sheet FM is controlled as described later.

タッチレバー３６に続いて絞込みガイド部４０が配設される。絞込みガイド部４０は、クレープ処理された原料シートＦＭが、次の巻上げ部６０において均一な巻上げ状態となるように走行ガイドすると共に、原料シートＦＭを棒状に絞込むために利用される。より具体的には、絞込みガイド部４０は巻込みガイド４２、集束ガイド４４、Ｔジェット４６を具備する。   Following the touch lever 36, a narrowing guide portion 40 is provided. The narrowing guide unit 40 is used to guide the raw material sheet FM that has been creped so that the raw material sheet FM is in a uniform winding state at the next winding unit 60 and to narrow the raw material sheet FM into a rod shape. More specifically, the narrowing guide portion 40 includes a winding guide 42, a focusing guide 44, and a T jet 46.

巻込みガイド４２は中膨れ太鼓状の従動ローラからなり、その側面によりクレープ処理された原料シートＦＭに対して横方向の均一な張力を付与する。これにより、原料シートＦＭのＴジェット４６への急激な絞込みを避け、フィルターの通気抵抗の安定化を図ることができる。太鼓状ローラは上下に位置調整可能で、上に移動すると原料シートＦＭの両側が弛み、下に移動すると原料シートＦＭの中央が弛む。   The entrainment guide 42 is formed of a middle-swelled drum-shaped driven roller, and applies a uniform lateral tension to the raw material sheet FM creped by its side surface. Thereby, it is possible to avoid sudden narrowing of the raw material sheet FM into the T jet 46 and to stabilize the ventilation resistance of the filter. The position of the drum-shaped roller can be adjusted up and down. When the drum roller is moved upward, both sides of the raw material sheet FM are loosened.

集束ガイド４４は、上４枚、下５枚のガイドプレーとからなり、原料シートＦＭを間に挟み込んで蛇腹状に変形させる。これにより、原料シートＦＭがＴジェット４６に対して規則的に絞込まれるようになり、フィルターの通気抵抗の安定化を図ることができる。   The focusing guide 44 is composed of four upper and five lower guide plays, and is deformed into a bellows shape with the raw material sheet FM sandwiched therebetween. Thereby, the raw material sheet | seat FM comes to be regularly narrowed with respect to the T jet 46, and stabilization of the ventilation resistance of a filter can be aimed at.

Ｔジェット４６はレデューサー状の管体からなり、原料シートＦＭを集束させた状態で巻上げ部６０に送込む。巻上げ部６０のトングの先端における摩擦熱を押さえ且つ原料シートＦＭの送込みを安定させるため、Ｔジェット４６内には圧縮エアーが送込まれる。   The T-jet 46 is formed of a reducer-like tube, and feeds the raw material sheet FM into the winding unit 60 in a focused state. Compressed air is fed into the T jet 46 in order to suppress frictional heat at the front end of the tongue of the winding unit 60 and stabilize the feeding of the raw material sheet FM.

絞込みガイド部４０に対応する位置で、原料シートＦＭに対して活性炭（チャコール）ＣＡが添加される。絞込みガイド部４０の上方に配置された活性炭添加装置５０が使用される。活性炭添加装置５０は活性炭を溜めるためのホッパー５２と、ホッパー５２の下部に接続された供給管５４とを有する。供給管５４内には活性炭の供給量を制御するためのローラ５６が配設される。   Activated carbon (charcoal) CA is added to the raw material sheet FM at a position corresponding to the narrowing guide portion 40. An activated carbon addition device 50 disposed above the narrowing guide unit 40 is used. The activated carbon addition device 50 includes a hopper 52 for storing activated carbon, and a supply pipe 54 connected to the lower portion of the hopper 52. A roller 56 for controlling the amount of activated carbon supplied is disposed in the supply pipe 54.

活性炭添加装置５０の後段には、絞込みガイド部４０の集束ガイド４４とＴジェット４６との間に、バインダー添加装置８０および加熱乾燥装置９０が設けられている。   In the subsequent stage of the activated carbon addition device 50, a binder addition device 80 and a heating and drying device 90 are provided between the focusing guide 44 of the narrowing guide portion 40 and the T jet 46.

巻上げ部６０には、プラグ巻取紙ＰＭを供給する巻取紙供給機構６２が配設される。プラグ巻取紙ＰＭは、原反紙ロールＰＲから繰出され、リザーバー６４を通過した後、Ｔジェット４６の出口に供給される。ここで、プラグ巻取紙ＰＭは、Ｔジェット４６で集束された原料シートＦＭを上に載せるような態様で供給される。   The winding unit 60 is provided with a web supply mechanism 62 for supplying the plug web PM. The plug web PM is fed from the raw paper roll PR, passes through the reservoir 64, and then supplied to the outlet of the T jet 46. Here, the plug web PM is supplied in such a manner that the raw material sheet FM converged by the T jet 46 is placed thereon.

プラグ巻取紙ＰＭは、集束された原料シートＦＭと共に、巻付け手段として機能する管状のトング６６を通過する間に、断面が円形の棒状体に成形される原料シートＦＭに巻付けられる。原料シートＦＭ及びプラグ巻取紙ＰＭは更に、ラップ糊ガン６８、アイロニング７２、クーラーバー７４を経て一体化された後、カッタ７６により順次所定の寸法に切断される。この様にして製造されたフィルターＣＦは、最終的にストッカー７８により集められる。   The plug web PM is wound around the raw material sheet FM which is formed into a rod-shaped body having a circular cross section while passing through the tubular tongue 66 functioning as a winding means together with the concentrated raw material sheet FM. The raw material sheet FM and the plug web PM are further integrated through a wrap glue gun 68, an ironing 72, and a cooler bar 74, and then sequentially cut into predetermined dimensions by a cutter 76. The filter CF manufactured in this way is finally collected by the stocker 78.

本発明に係るチャコールフィルターの製造方法は以下の工程を含む。基材である原料シートＦＭ上に活性炭添加装置５０から活性炭が添加される。活性炭が添加された原料シートＦＭ上にバインダー添加装置８０からバインダーが添加される。さらに、バインダー添加後１０分以内に、加熱乾燥装置９０により１０１〜３００℃の加熱乾燥処理を行い、原料シートＦＭ上に活性炭を固着させる。   The method for manufacturing a charcoal filter according to the present invention includes the following steps. Activated carbon is added from the activated carbon addition apparatus 50 on the raw material sheet FM which is a base material. A binder is added from the binder addition apparatus 80 on the raw material sheet FM to which the activated carbon is added. Furthermore, within 10 minutes after the addition of the binder, a heat drying process at 101 to 300 ° C. is performed by the heat drying apparatus 90 to fix the activated carbon on the raw material sheet FM.

図２に活性炭添加装置５０から加熱乾燥装置９０までの間で基材１上に活性炭粒子２およびバインダー３が添加される様子を示す。基材１（原料シート）上に活性炭添加装置５０から活性炭粒子２が添加された後、バインダー添加装置８０からバインダー３が添加される。その後、活性炭粒子２およびバインダー３が添加された基材１は加熱乾燥装置９０に送入される。   FIG. 2 shows a state in which the activated carbon particles 2 and the binder 3 are added on the substrate 1 between the activated carbon addition device 50 and the heating and drying device 90. After the activated carbon particles 2 are added from the activated carbon addition device 50 onto the substrate 1 (raw material sheet), the binder 3 is added from the binder addition device 80. Thereafter, the base material 1 to which the activated carbon particles 2 and the binder 3 are added is fed into a heat drying apparatus 90.

図３に、加熱乾燥を受けた後に、基材１（原料シート）上にバインダー３によって固着された活性炭粒子２の状態を示す。図３に示すように、基材１上で、活性炭粒子２の下部と基材１との間に偏在したバインダー３によって活性炭粒子２が固着されている。添加直後には活性炭粒子２を被覆していたバインダー３が、加熱乾燥装置９０において１０１〜３００℃に加熱されることによって流動し、活性炭粒子２の下部と基材１との間に偏在するようになると考えられる。バインダー添加後１０分以内に、加熱乾燥装置９０により１０１〜３００℃の加熱乾燥処理を行い、図３のように活性炭粒子２の表面がバインダー３によって被覆されていない状態にすれば、活性炭の吸着性能が低下することはない。   FIG. 3 shows a state of the activated carbon particles 2 fixed by the binder 3 on the substrate 1 (raw material sheet) after being subjected to heat drying. As shown in FIG. 3, the activated carbon particles 2 are fixed on the substrate 1 by the binder 3 that is unevenly distributed between the lower portion of the activated carbon particles 2 and the substrate 1. Immediately after the addition, the binder 3 that has been coated with the activated carbon particles 2 flows by being heated to 101 to 300 ° C. in the heating and drying apparatus 90, and is unevenly distributed between the lower part of the activated carbon particles 2 and the substrate 1. It is thought that it becomes. Within 10 minutes after the addition of the binder, if the heat drying treatment at 101 to 300 ° C. is performed by the heat drying apparatus 90 and the surface of the activated carbon particles 2 is not covered with the binder 3 as shown in FIG. There is no degradation in performance.

なお、図２および図３は模式図であり、基材（原料シート）の層、活性炭の層、およびバインダーの層が必ずしも明確に３つの層に分かれているわけではない。   2 and 3 are schematic diagrams, and the base material (raw material sheet) layer, the activated carbon layer, and the binder layer are not necessarily clearly divided into three layers.

図４は、活性炭添加装置５０から加熱乾燥装置９０およびＴジェット４６を経てトング６６に達するまでの、基材１の状態を示す平面図である。基材１は、その上に活性炭粒子２およびバインダー３が添加され、加熱乾燥装置９０で加熱乾燥を受け、Ｔジェット４６で集束され、トング６６を通過する間に棒状体に成形される。   FIG. 4 is a plan view showing the state of the substrate 1 from the activated carbon addition device 50 through the heat drying device 90 and the T jet 46 until reaching the tongue 66. The substrate 1 is added with the activated carbon particles 2 and the binder 3, subjected to heat drying by the heat drying apparatus 90, focused by the T jet 46, and formed into a rod-shaped body while passing through the tongue 66.

アセテートチャコールフィルターを製造する場合には、活性炭を添加する前段で、アセテートトウを開繊し、可塑剤（たとえばトリアセチン）を添加する工程が行われる以外は、図１〜図４を参照して説明したペーパーチャコールフィルターの製造方法と同様である。   When manufacturing an acetate charcoal filter, it demonstrates with reference to FIGS. 1-4 except the process of opening an acetate tow and adding a plasticizer (for example, triacetin) in the front | former stage which adds activated carbon. This is the same as the method for manufacturing the paper charcoal filter.

図５は、基材であるアセテートトウ５の開繊、可塑剤の添加が行われた後、活性炭添加装置５０から加熱乾燥装置９０およびＴジェット４６を経てトング６６に達するまでの、アセテートトウ５の状態を示す平面図である。   FIG. 5 shows acetate tow 5 after the opening of the acetate tow 5 as a base material and the addition of the plasticizer, until reaching the tongue 66 through the heating and drying device 90 and the T jet 46 from the activated carbon addition device 50. It is a top view which shows the state of.

次に、本発明の種々の変形例について説明する。   Next, various modifications of the present invention will be described.

本発明において、基材としては、ペーパーシートおよびアセテートトウに限らず、ポリマー繊維、帯電性繊維、帯電ポリマーシートなどが挙げられる。基材は表面改質されていてもよい。基材の形態は、シート、不織布、短繊維集合体、長繊維集合体などがある。   In the present invention, the substrate is not limited to a paper sheet and acetate tow, and examples thereof include polymer fibers, chargeable fibers, and charged polymer sheets. The substrate may be surface modified. Examples of the form of the substrate include a sheet, a nonwoven fabric, a short fiber aggregate, and a long fiber aggregate.

活性炭は化学的な表面修飾や物理化学的な表面付着により表面改質されていてもよい。活性炭の形状は、球形粒状、非球形粒状、繊維状、粉状、粉を造粒した顆粒などがある。活性炭の微粉体を造粒した顆粒でもよい。このような活性炭に香料を担持させてもよい。   The activated carbon may be surface-modified by chemical surface modification or physicochemical surface adhesion. Examples of the activated carbon include spherical particles, non-spherical particles, fibers, powders, and granules obtained by granulating powder. Granules obtained by granulating fine powder of activated carbon may be used. A fragrance may be supported on such activated carbon.

本発明において、バインダーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、シリコーンポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ペクチン、アルギン酸、でんぷんなどが挙げられる。これらのブレンドまたはコポリマーを用いることもできる。バインダーは、粘度および接着力を調整するために、水や有機溶媒で希釈してもよい。バインダーは、活性炭に対して０．１〜１００ｗｔ％の範囲で用いられる。   In the present invention, examples of the binder include polypropylene, polyethylene, silicone polymer, polyethylene oxide, polyethylene glycol, polyacrylic acid, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, pectin, alginic acid, and starch. Blends or copolymers of these can also be used. The binder may be diluted with water or an organic solvent in order to adjust the viscosity and adhesive strength. A binder is used in 0.1-100 wt% of range with respect to activated carbon.

本発明において、基材上への活性炭およびバインダーを添加する順序に関しては、活性炭を添加した後にバインダーを添加してもよいし、活性炭とバインダーを同時に添加してもよいし、バインダーを添加した後に活性炭を添加してもよい。バインダーは、噴霧して添加してもよいし、加熱して蒸気の形態で添加してもよい。活性炭やバインダーの添加時に基材を吸引してもよい。   In the present invention, regarding the order of adding the activated carbon and the binder onto the substrate, the binder may be added after adding the activated carbon, the activated carbon and the binder may be added simultaneously, or after the binder is added. Activated carbon may be added. The binder may be added by spraying, or may be added in the form of steam by heating. The substrate may be sucked when adding activated carbon or a binder.

本発明において、バインダーを添加した後、加熱乾燥処理を開始するまでの時間は１０分以内とする。加熱乾燥処理を開始するまでの時間が長くなると、活性炭の吸着性能が低下する傾向がある。バインダーを添加した後、加熱乾燥処理を開始するまでの時間は０．０１〜１０秒であることが好ましい。   In this invention, after adding a binder, time until a heat drying process is started shall be less than 10 minutes. If the time until the heat drying treatment is started becomes long, the adsorption performance of the activated carbon tends to decrease. It is preferable that the time from the addition of the binder to the start of the heat drying treatment is 0.01 to 10 seconds.

本発明において、バインダーの加熱乾燥処理温度を１０１〜３００℃としたのは以下のような理由による。すなわち、１００℃以下では活性炭の吸着性能の低下を防止する効果が少なく、３００℃を超えると基材に熱による悪影響が生じる。   In the present invention, the heat drying treatment temperature of the binder is 101 to 300 ° C. for the following reason. That is, when the temperature is 100 ° C. or lower, the effect of preventing the decrease in the adsorption performance of the activated carbon is small.

本発明において、基材は、バインダーの加熱乾燥を行った後、好ましくは直後に、フィルターロッドの形態に加工することが望ましい。   In the present invention, the substrate is preferably processed into the form of a filter rod, preferably immediately after drying the binder by heating.

本発明の方法を用いて製造されたチャコールフィルターは、通常のたばこロッドや加熱式たばこロッドに接続されて喫煙物品やエアロゾル吸引物品として用いられる。   The charcoal filter manufactured by using the method of the present invention is connected to a normal tobacco rod or a heated tobacco rod and used as a smoking article or an aerosol suction article.

以下、本発明の実施例を説明する。   Examples of the present invention will be described below.

１．実験
１．１．試料
１．１．１．活性炭
活性炭として、市販のヤシガラ活性炭を用いた。活性炭を２０メッシュと７０メッシュのふるいで分級した。粒径範囲は２１２〜６００μｍである。Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製のＡｕｔｓｏｒｂ−１−ＭＰを用いて分析した活性炭の窒素によるＢＥＴ比表面積は１８２８ｍ２／ｇである。1. Experiment 1.1. Sample 1.1.1. Activated carbon Commercially available coconut shell activated carbon was used as the activated carbon. Activated carbon was classified with a 20 mesh and 70 mesh sieve. The particle size range is 212 to 600 μm. The BET specific surface area of activated carbon analyzed with Autosorb-1-MP manufactured by Quantachrome is 1828 m 2 / g.

１．１．２．パルプ原反
市販のパルプ原反を用いた。このパルプ原反は、紙幅が２２０ｍｍ、厚みが０．０９ｍｍ、パルプ坪量が３６．６ｇ／ｍ２である。1.1.2. Pulp stock A commercially available pulp stock was used. The raw pulp has a paper width of 220 mm, a thickness of 0.09 mm, and a pulp basis weight of 36.6 g / m 2 .

１．１．３．バインダー
バインダーとして、市販のエチレン−酢酸ビニル共重合体水性エマルジョンを用いた。３８〜４８重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体と５２〜６２重量％の水を含むエマルジョン原液を水で希釈して試験に供した。下記の試料１〜４および６については希釈倍率を２０倍（重量基準）、下記の試料７〜１１については希釈倍率を２００倍（重量基準）とした。1.1.3. Binder A commercially available ethylene-vinyl acetate copolymer aqueous emulsion was used as the binder. An emulsion stock solution containing 38 to 48% by weight of ethylene-vinyl acetate copolymer and 52 to 62% by weight of water was diluted with water and subjected to the test. For the following samples 1 to 4 and 6, the dilution factor was 20 times (weight basis), and for the following samples 7 to 11, the dilution factor was 200 times (weight basis).

また、バインダーについて、バインダーの重量をＷｂ、活性炭の重量をＷｃとして、（Ｗｂ／Ｗｃ）×１００（ｗｔ％）で表される重量比率を示す。   For the binder, the weight ratio represented by (Wb / Wc) × 100 (wt%) is shown, where Wb is the weight of the binder and Wc is the weight of the activated carbon.

１．２．パルプ基材からの活性炭脱離率測定
図１の装置を用い、表１に示す条件で、パルプ原反上に活性炭をバインダーで固着して試料１〜４を作製した。パルプ原反への活性炭添加量は、２１ｇ／ｍ２となるように調整した。パルプ原反へのバインダー噴霧量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の重量が１１ｇ／ｍ２となるように調整した。1.2. Measurement of Desorption Rate of Activated Carbon from Pulp Base Material Using the apparatus shown in FIG. 1, samples 1 to 4 were prepared by fixing activated carbon on a pulp original fabric with a binder under the conditions shown in Table 1. The amount of activated carbon added to the pulp stock was adjusted to 21 g / m 2 . The amount of the binder sprayed onto the original pulp was adjusted so that the weight of the ethylene-vinyl acetate copolymer was 11 g / m 2 .

比較のために、パルプ原反上に活性炭を添加したが、バインダーを使用せず、加熱乾燥も行わずに試料５を作製した。   For comparison, activated carbon was added to the raw pulp, but Sample 5 was prepared without using a binder and without drying by heating.

加熱乾燥後のパルプ基材からの活性炭脱離率を測定した。パルプ原反を長さ２２０ｍｍに切断し、得られた長さ２２０ｍｍ、幅２２０ｍｍのパルプ基材の活性炭固定面を下にして、３０秒間振とうしたときに落下した活性炭重量を電子天秤にて定量した。パルプ基材に添加した全活性炭重量を基準として、振とうにより落下した活性炭重量の値を用いて、基材からの活性炭脱離率を求めた。   The activated carbon detachment rate from the pulp base material after heat drying was measured. The pulp raw fabric is cut into a length of 220 mm, and the weight of the activated carbon that is dropped when shaken for 30 seconds with the activated carbon fixing surface of the obtained pulp base having a length of 220 mm and a width of 220 mm is quantified with an electronic balance. did. Based on the total activated carbon weight added to the pulp base material, the activated carbon desorption rate from the base material was determined using the value of the activated carbon weight dropped by shaking.

加熱乾燥開始までの時間が０ｓということは、加熱乾燥とバインダー噴霧を同時に行うことを意味している。   That the time until the start of heat drying is 0 s means that heat drying and binder spraying are performed simultaneously.

アセテートトウを基材とした試験では、フィルタープラグ長９６ｍｍを基準とし、活性炭の添加、バインダーの添加の有無での活性炭脱離率を評価した。アセテートトウとして８Ｙ２９０００を使用し、フィルター巻上時に可塑剤を無添加とした。活性炭の脱離試験は、フィルタープラグを広げた状態で、上記と同様にして行った。   In the test using acetate tow as a base material, the activated carbon detachment rate with and without the addition of activated carbon and the addition of binder was evaluated based on a filter plug length of 96 mm. 8Y29000 was used as acetate tow, and no plasticizer was added when the filter was wound. The desorption test of activated carbon was performed in the same manner as described above with the filter plug expanded.

１．３．煙成分分析
表１に示す加熱乾燥条件でパルプ原反上に活性炭をバインダーで固着し、試料１〜４のチャコールフィルターを作製した。比較のために、パルプ原反上に活性炭を添加したが、バインダーを使用せず、加熱乾燥も行わずに、試料５のチャコールフィルターを作製した。1.3. Smoke component analysis Activated charcoal was fixed on the pulp stock with a binder under the heating and drying conditions shown in Table 1 to prepare charcoal filters of Samples 1 to 4. For comparison, activated charcoal was added to the raw pulp, but a charcoal filter of Sample 5 was prepared without using a binder and without drying by heating.

試験用たばこロッドと、各条件で作製したチャコールフィルターとを接続したシガレットサンプルを試験に供した。シガレットサンプルは、ＩＳＯ３４０２に従って２２℃、相対湿度６０％で１週間以上調和した。フィルターベンチレーションはゼロとした。   A cigarette sample in which a test tobacco rod and a charcoal filter produced under each condition were connected was used for the test. Cigarette samples were harmonized for at least 1 week at 22 ° C. and 60% relative humidity in accordance with ISO3402. Filter ventilation was zero.

ＲＭ２０自動喫煙機（Ｂｏｒｇｗａｌｄｔ ＫＣ Ｉｎｃ．製）を用いて、シガレットサンプルをＩＳＯ４３８７（流量１７．５ｍＬ／ｓｅｃ、吸煙時間２ｓｅｃ／回、吸煙頻度１回／分）に従い自動喫煙させた。ケンブリッジフィルターＣＭ−１３３（Ｂｏｒｇｗａｌｄｔ ＫＣ Ｉｎｃ．製）を通過した煙をドライアイス−イソプロパノール冷媒により−７０℃に冷却したメタノールに捕集した。このメタノール１μＬをマイクロシリンジで定量し、ＧＣ−ＭＳＤで分析した。ＧＣにはＡｇｉｌｅｎｔ６８９０（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．）、ＭＳＤにはＡｇｉｌｅｎｔ５９７５Ｂ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．）を用いた。   Using a RM20 automatic smoking machine (manufactured by Borgwald KC Inc.), the cigarette sample was automatically smoked according to ISO 4387 (flow rate 17.5 mL / sec, smoke absorption time 2 sec / time, smoke absorption frequency 1 time / min). The smoke that passed through the Cambridge filter CM-133 (manufactured by Borgwald KC Inc.) was collected in methanol cooled to −70 ° C. with a dry ice-isopropanol refrigerant. 1 μL of this methanol was quantified with a microsyringe and analyzed by GC-MSD. Agilent 6890 (Agilent Technologies Inc.) was used for GC, and Agilent 5975B (Agilent Technologies Inc.) was used for MSD.

１．４．煙成分の吸着率
各々のチャコールフィルターを用いたシガレットサンプルについて得られたガスクロマトグラムのピーク面積を、単巻のガスクロマトグラムのピーク面積と比較し、次式に従ってチャコールフィルターの吸着率を求めた。

Figure 0005453523
1.4. Adsorption rate of smoke component The peak area of the gas chromatogram obtained for each cigarette sample using each charcoal filter was compared with the peak area of a single volume gas chromatogram, and the adsorption rate of the charcoal filter was determined according to the following equation.
Figure 0005453523

ここで、Ａi,inとＡi,outは単巻シガレットおよびチャコールフィルター付シガレットの煙中成分ｉのピーク面積を示す。   Here, Ai, in and Ai, out indicate peak areas of the component i in the smoke of the single cigarette and the cigarette with charcoal filter.

２．結果
表１に各フィルターの活性炭脱離率を示す。試料１〜４は、乾燥までの時間、乾燥温度によらず、活性炭の脱離率はほぼ０％であった。バインダー不使用、乾燥なしの試料５は活性炭が全て脱離した。この結果から、基材への活性炭の固定化にはバインダーが非常に重要な役割を果たすことは明らかである。

Figure 0005453523
2. Results Table 1 shows the activated carbon desorption rate of each filter. In Samples 1 to 4, the desorption rate of the activated carbon was almost 0% regardless of the time until drying and the drying temperature. In Sample 5, which was not used and was not dried, all the activated carbon was detached. From this result, it is clear that the binder plays a very important role in fixing the activated carbon to the base material.
Figure 0005453523

図６に、試料１〜５における、煙成分の吸着率の結果を示す。乾燥までの時間が５秒および乾燥温度が２００℃である試料３の煙成分の吸着率は、バインダー不使用、乾燥なしの試料５の吸着率と比べて、活性炭の吸着性能はほとんど変わらなかった。試料３に対して、試料２、試料１のように加熱乾燥処理開始までの時間を長くすると、吸着率は低下した。このことから、加熱乾燥させるまでの時間が吸着率に大きく影響し、吸着率を高く維持するには、加熱乾燥処理開始までの時間を１０分以内にすることが好ましいことがわかった。また、試料３よりも乾燥温度を低くした試料４でも吸着率が低下した。これより、加熱乾燥温度も吸着率に影響し、吸着率を高く維持するには加熱乾燥温度を１０１℃以上にすることが好ましいことがわかった。なお、加熱乾燥温度を３００℃以上にすると、基材が悪影響を受ける。   In FIG. 6, the result of the adsorption rate of the smoke component in the samples 1-5 is shown. The adsorption rate of the smoke component of Sample 3 having a time to drying of 5 seconds and a drying temperature of 200 ° C. was almost the same as that of Sample 5 without using the binder and without drying. . When the time until the start of the heat drying treatment was increased as compared with the sample 3 like the sample 2 and the sample 1, the adsorption rate decreased. From this, it was found that the time until heat drying greatly affects the adsorption rate, and in order to keep the adsorption rate high, it is preferable to set the time to start the heat drying treatment within 10 minutes. Further, the adsorption rate also decreased in Sample 4 in which the drying temperature was lower than that in Sample 3. From this, it was found that the heating and drying temperature also affects the adsorption rate, and that the heating and drying temperature is preferably 101 ° C. or higher in order to maintain the adsorption rate high. Note that when the heating and drying temperature is 300 ° C. or higher, the substrate is adversely affected.

以上の結果を総合すると、加熱乾燥温度を１０１〜３００℃とし、加熱乾燥処理開始までの時間を１０分以内とすることにより、基材に活性炭を固定化し、かつ活性炭の吸着性能を高く維持するチャコールフィルターを得ることができる。   To summarize the above results, by setting the heat drying temperature to 101 to 300 ° C. and the time to start the heat drying treatment within 10 minutes, the activated carbon is fixed to the base material and the adsorption performance of the activated carbon is kept high. A charcoal filter can be obtained.

表２は、バインダー重量が固定化に及ぼす影響を評価した結果である。この試験では、表１と同様にパルプ原反を使用した。Ｗｂ／Ｗｃの比率が０．６９ｗｔ％以下になると、活性炭脱離率が急激に増加することがわかる。このことからＷｂ／Ｗｃの比率は０．６９ｗｔ％より高いことが好ましい。

Figure 0005453523
Table 2 shows the results of evaluating the influence of binder weight on immobilization. In this test, a raw pulp was used in the same manner as in Table 1. It can be seen that when the Wb / Wc ratio is 0.69 wt% or less, the activated carbon desorption rate increases rapidly. For this reason, the ratio of Wb / Wc is preferably higher than 0.69 wt%.
Figure 0005453523

表３は、アセテートトウフィルタープラグを用い、バインダー重量が活性炭の固定化に及ぼす影響を評価した結果である。バインダーを添加しないＷｂ／Ｗｃ＝０（ｗｔ％）の場合には、活性炭脱離率が８４％であり、ほとんどの活性炭が脱離することがわかる。それに対し、Ｗｂ／Ｗｃ＝０．０５ｗｔ％の場合には、活性炭脱離率が０．２％であり、良好な固定化がなされていることがわかる。アセテートトウフィルタープラグを用いた場合には、パルプ原反を用いた場合と比較して、Ｗｂ／Ｗｃの比率がさらに小さくても活性炭が良好に固定化される理由は、アセテートトウと活性炭との接触点が多いためである。

Figure 0005453523
Table 3 shows the results of evaluating the influence of the binder weight on the fixation of activated carbon using an acetate tow filter plug. When Wb / Wc = 0 (wt%) with no binder added, the activated carbon desorption rate is 84%, indicating that most of the activated carbon is desorbed. On the other hand, when Wb / Wc = 0.05 wt%, the activated carbon desorption rate is 0.2%, and it can be seen that good immobilization is achieved. When the acetate tow filter plug is used, the reason why the activated carbon is fixed well even when the ratio of Wb / Wc is smaller than when the pulp raw fabric is used is that the acetate tow and activated carbon are fixed. This is because there are many contact points.
Figure 0005453523

Claims (4)

基材上に活性炭を添加し、バインダーを添加した後、加熱乾燥処理を開始するまでの時間を０〜１０秒とし、２００〜３００℃で加熱乾燥処理を行い、基材に活性炭を固着することを特徴とするチャコールフィルターの製造方法。 After adding activated carbon on the substrate and adding the binder, the time until the heat drying treatment is started is 0 to 10 seconds, and the heat drying treatment is performed at 200 to 300 ° C. to fix the activated carbon to the substrate. A method for manufacturing a charcoal filter characterized by the above. 前記基材に加熱乾燥処理を行った後、折り込み加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のチャコールフィルターの製造方法。   The charcoal filter manufacturing method according to claim 1, wherein folding processing is performed after the substrate is heat-dried. 前記バインダーを、活性炭に対して０．０５〜１００ｗｔ％の範囲で添加することを特徴とする請求項１または２に記載のチャコールフィルターの製造方法。 The method for producing a charcoal filter according to claim 1 or 2 , wherein the binder is added in a range of 0.05 to 100 wt% with respect to the activated carbon. 前記バインダーとして、エチレン−酢酸ビニル共重合体水性エマルジョンを用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のチャコールフィルターの製造方法。The method for producing a charcoal filter according to any one of claims 1 to 3, wherein an aqueous emulsion of an ethylene-vinyl acetate copolymer is used as the binder.
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