JPH04338235A - 繊維状吸着材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，繊維状吸着材，特にタ
バコ煙中から有害物を除去するための繊維状吸着材に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近，各種用途で従来の繊維に比べ繊維
直径の小さいいわゆる極細繊維が注目されている。特に
，吸着材やフィルター用素材などでは極細化することに
よって活性比表面積が増大し，被吸着物との接触面積が
大きくなって有用物や不用物の吸着性能が向上すること
から積極的に提案がなされている。

【０００３】例えば極細イオン交換繊維（特開平１−２
８２３９），その他エアーフィルター素材が開示されて
いる。

【０００４】一方，被吸着物との親和性によるものとし
てはポリモノビニル芳香族化合物からなる吸着材（特開
平２−１０７３２９）が提案されている。

【０００５】しかし，極細イオン交換繊維は，吸着性能
に優れているが製造が難しく，コストも高くなるばかり
か，反応することによって強度が低下するためフィルタ
ーの加工性が悪く，品位の良いものが得られないという
問題がある。また，ある特定の物質を選択的に除去（吸
着）しようとする場合には，吸着性能が優れていること
がかえって好ましくないことにもなる。さらに，タバコ
フィルターとして成型加工する際にエステル系の可塑剤
を用いると該可塑剤が加水分解し臭気の発生や可塑剤と
しての効果がなくなってしまうという問題があるばかり
か，喫味を損ねる欠点を有する。

【０００６】また，ポリモノビニル芳香族化合物からな
る吸着材についての提案には繊維の太さについての記載
がなく不十分で，しかも該ポリモノビニル芳香族化合物
をフィブリル化し極細繊維としたものは，その製造が難
しく，実際に使用する場合にも種々の問題がある。

【０００７】これらの他に極細繊維からなるフィルター
濾材として開示されているものはポリモノビニル芳香族
化合物を用いたものでないため，タバコフィルター素材
として用いた場合ニコチンなどアルカロイド化合物の吸
着性能が劣る。

【０００８】さらに，市販されているタバコフィルター
素材として一般的に使われているアセテートはニコチン
との親和性が無く，逆にニコチンを透過してしまう欠点
があり繊維も太く吸着性能の点でも劣る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は，表面
積が大きく吸着性能に優れしかも，容易かつ安価に得る
ことができ，また被吸着物を選択的に吸着することも可
能な実用性の高い極細繊維からなる繊維状吸着材を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は次の構成を有す
る。

【００１１】（１）単糸繊度が１デニール以下の極細繊
維であって該極細繊維はポリモノビニル芳香族化合物か
らなることを特徴とする繊維状吸着材。

【００１２】（２）極細繊維がポリモノビニル芳香族化
合物Ａと補強用ポリマＢからなる複合繊維形態を形成し
ていることを特徴とする（１）項に記載の繊維状吸着材
。

【００１３】（３）補強用ポリマＢが，ポリα−オレフ
ィンである（２）項に記載の繊維状吸着材。

【００１４】以下本発明を詳細に説明する。

【００１５】本発明の繊維状吸着材は，その単糸の繊度
が１デニール以下の極細繊維でなくてはならない。すな
わち，該繊維状吸着材は被吸着物との間に働く親和力に
よる吸着作用であり，１デニールより大きくなると活性
比表面積が小さくなり著しく吸着効果が小さくなる。こ
のため好ましくは０．７デニール以下，特に０．５デニ
ール以下が好ましい。

【００１６】本発明でいうポリモノビニル芳香族化合物
とは，たとえばスチレン，α−メチルスチレン，ビニル
トルエン，ハロゲン化スチレン，ビニルナフタレン，ビ
ニルチオフェンなどのホモ重合体および共重合体，ブレ
ンド体さらに他の共重合可能な化合物との共重合体およ
びこれらのポリマとのブレンド体である。なかでもポリ
スチレンが手軽で安価に入手できることや，繊維形成性
および吸着性に優れているために特に好ましい。

【００１７】これらポリモノビニル芳香族化合物は，た
とえばタバコ煙中の有害物，特に変異原物質やアルカロ
イド化合物，なかでもニコチンの吸着性能に優れている
。これは，前述したように被吸着物との親和力による吸
着作用であると考えられ，当然該ポリモノビニル芳香族
化合物単独での繊維形態が好ましい。

【００１８】しかし，該ポリモノビニル芳香族化合物を
繊維化する際の紡糸性，繊維強度．成型加工性を考慮す
ると，該ポリモノビニル芳香族化合物Ａと補強用ポリマ
Ｂからなる複合繊維形態を形成するのがより好ましい。 たとえば，その製造はポリマＡとＢの複合体である島成
分を，海成分ポリマＣが取り囲んでなる３成分系複合体
を海島型複合繊維として紡糸する方法がある。この紡糸
方法を採用すると，強度的に問題があって繊維化が困難
なポリマＡでも補強用ポリマＢによって極めて良好に紡
糸することが可能となり，Ａ成分を取り囲むＣ成分を持
つことによって極限まで繊維を細くできる。

【００１９】Ｃ成分としては，紡糸安定性に優れ，かつ
容易に溶解処理ができる材料であればいかなるものでも
良いが，溶解処理の際の溶媒がＡ成分を溶かすことのな
いように選択する。例えば，ポリエステル系のポリマが
好ましく用いられる。

【００２０】こうして得た３成分系の海島型複合繊維は
，海成分Ｃを除去することによってポリマＡ，Ｂからな
る極細複合繊維となる。海成分の溶解には，ポリエステ
ル系のポリマの場合例えばアルカリ性物質によってポリ
エステルを加水分解する方法がある。一般的には，アル
カリ性物質，例えば苛性ソーダを含む熱水溶液中で，３
０〜１２０分間処理するとかあるいはアルカリ性物質を
付与した後，約１００℃の飽和蒸気で１〜５分間処理す
るとか，２０〜６０℃で１０〜３０時間放置する方法な
どがあるが，安定な処理ができればいかなる方法でもさ
しつかえない。本発明の極細繊維となる島成分（Ａ＋Ｂ
）の海成分Ｃに対する割合は，通常１０〜９０％程度で
あるが紡糸安定性を考慮に入れて２０〜８０％程度が好
ましい。その個数は特に限定しないが通常５個以上，好
ましくは１０個以上であり，経済性・能率の面からは多
い方が好ましく，特に０．１デニール以下まで細繊度化
する場合には５０個以上が好ましい。

【００２１】また，複合繊維（Ａ＋Ｂ）はＡとＢの単純
混合繊維，Ａを鞘，Ｂを芯とした芯・鞘型複合繊維形態
あるいは，Ａを海，Ｂを島として多芯海島型複合繊維形
態をとることが好ましい。この場合，Ｂの補強用ポリマ
の割合は，機能上１０〜９０％の範囲が好ましい。

【００２２】補強用ポリマＢ成分としては，ポリエステ
ル，ポリアミド，ポリ−α−オレフィンなどのホモ重合
体，またはこれらの共重合体，ブレンド体が用いられる
。そのなかでも耐薬品性に優れたポリ−α−オレフィン
が好ましく用いられる。ポリ−α−オレフィンとしては
ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリ−３−メチルブテ
ン−１，ポリ−４−メチルペンテン−１などが好ましく
用いられるが，特にポリプロピレンが好ましい。

【００２３】本発明の繊維状吸着材の形態としては，フ
ィラメント糸，カットファイバー，繊維束，編み紐，組
み紐，詰め綿，など公知の繊維状形態，集合体およびこ
れらの裁断物をあげることができる。

【００２４】本発明の繊維状吸着材は，例えば活性炭素
繊維，エレクトレット化繊維，ガラス繊維，イオン交換
繊維，その他不活性繊維およびその成形物と，補強ある
いは耐久性の向上さらに，他の機能を付与する目的で混
合，交編織，混抄または積層して用いても構わない。さ
らに，吸着・殺菌・消臭剤や可塑剤等を混合あるいは付
与しても良い。しかしこの場合でも，該繊維状吸着材の
量は１０重量％以上含有する必要があり，これ以下では
本発明の効果が十分発揮できなくなる。したがって，好
ましくは３０重量％以上，より好ましくは５０重量％以
上含有するのが良い。

【００２５】本発明の繊維状吸着材は，タバコフィルタ
ー素材，タバコパイプ充填素材，その他フィルター素材
さらに，該繊維状吸着材と親和性のある有用物・不要物
の吸着用素材として広く利用できる。

【００２６】以下に実施例を示すが，本発明はこれに限
定されるものではない。

【００２７】

【実施例】実施例１，比較例１ 海成分にポリエステル（４３部），島の鞘成分にポリス
チレン（２８．５部）を芯成分にポリプロピレン（２８
．５部）の３成分複合繊維を１．５倍に延伸（島数１３
，単糸繊度４．６デニール，トータル繊度６万デニール
）後クリンパーにかけてけん縮を付与した。これをパッ
ケージ染色機（日阪製作所製）に投入後８％カセイソー
ダの水溶液で２時間処理（８０℃）し、海成分のポリエ
ステルを除去した後，中性になるまで水洗，乾燥して極
細繊維のクリンプトウを得た（単糸繊度０．２デニール
，トータル繊度３．４万デニール）。

【００２８】得られたクリンプトウを３．２万デニール
とし，開繊後円周２４．７ｍｍの薄紙で作った円筒に挿
入しフィルタープラグとなし，これを７ｍｍに切断して
フィルターチップを作り市販タバコ（チェリー）のフィ
ルター部にアセテートで挟んだトリプルフィルターを作
製した（喫煙時の抵抗は市販タバコと同等）。

【００２９】作製した試験用タバコのタール，ニコチン
量を測定した（実施例１）。

【００３０】また，市販タバコ（チェリー）について同
様にタール，ニコチン量を測定した（比較例１）。それ
ぞれの測定結果を表１に示した。

【００３１】なお，測定は以下の方法で行なった。

【００３２】試験用タバコを自動喫煙装置に接続し，下
記の標準条件で喫煙した時の主流煙を，ガラス繊維ろ紙
を装着した煙捕集器で捕集した。 喫煙容量…　　３５ｍｌ／回 喫煙時間…　　　　２秒／回 喫煙周期…　　１回／分 喫煙長　　…　　３０ｍｍ 喫煙本数…　　５本／ガラス繊維ろ紙 ［タール，ニコチン量］ Ａ．タール量（ｍｇ／本） ＝｛喫煙後煙捕集器重量（ｍｇ）−喫煙前捕集器重量（
ｍｇ）｝／５（本） Ｂ．ニコチン量（ｍｇ／本） タールを捕集したガラス繊維ろ紙および煙捕集器内面を
拭き取ったガラス繊維ろ紙を抽出溶媒（イソプロパノー
ル／エタノール／アネトール＝４９７４／２５／１）１
０ｍｌと共に容器に入れ，振とうして試料溶液を調整後
ガスクロマトグラフ（島津ガスクロマトグラフ　　ＧＣ
−８Ａ　　水素炎イオン化型検出器）で測定し，予め作
製した検量線からニコチン量を算出した。

【００３３】比較例２ 多芯海島型複合繊維（未延伸糸）［海成分（ポリスチレ
ン）／島成分（ポリプロピレン）＝５０／５０（島数１
６，単糸繊度１０デニール）］を１．５倍に延伸後，ク
リンパーにかけてけん縮を付与した。得られたクリンプ
トウを１０万デニールとし，これを用いて実施例１と同
様に試験用タバコを作製した。

【００３４】作製した試験用タバコのタール，ニコチン
除去性能を実施例１と同様にして調べ表１に示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１でわかる通り本発明のものは，タール
，ニコチン量とも市販タバコあるいは単糸繊度の太いも
のに比べて少なくなりこれらの吸着性能が優れているこ
とがわかる。さらに，本発明のものは市販タバコ（比較
例１）をブランクとするとタール除去率が１４．１％，
ニコチン除去率が１９．４％であり，ニコチンを選択的
に吸着除去できる。また，喫味もまったく変化なかった
。

【００３７】

【発明の効果】本発明の極細繊維からなる繊維状吸着材
は，比表面積が大きいので濾過性能が良く，高性能かつ
良品位のフィルター素材として広範囲に適用できる。

【００３８】また不要物の吸着を選択的に行なうことも
でき，タバコフィルターとして利用すると味を損ねるこ
となく有害物を除去できる。特に，低ニコチン，低ター
ル用のタバコフィルター素材として有効である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　単糸繊度が１デニール以下の極細繊維
   であって該極細繊維はポリモノビニル芳香族化合物から
   なることを特徴とする繊維状吸着材。
2. 【請求項２】　　極細繊維がポリモノビニル芳香族化合
   物Ａと補強用ポリマＢとからなる複合繊維形態を形成し
   ていることを特徴とする請求項１に記載の繊維状吸着材
   。
3. 【請求項３】　　補強用ポリマＢが，ポリα−オレフィ
   ンである請求項２に記載の繊維状吸着材。