JPH078252A - フィルターロッド、フィルター付きタバコ等の廃棄物処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】技術的に簡単かつ、特に酢酸セルロースの形で
貴重なフィルター材料の回収を可能とする経済的方法な
方法を提供する。 【構成】外部からアクセス可能な内側に中空部を有する
フィルター材料と少なくとも１種の他材料成分、特に紙
及びタバコを含むフィルターロッド、フィルター付き紙
巻きタバコ等の廃棄物の処理方法を記載する。この方法
では下記の工程が実施される。廃棄物を圧力容器中の液
体中に分散させる。圧力を下げるかあるいは温度を上昇
させることにより、不活性ガスを前記液体中に溶解させ
る。次に温度を上昇させるか又は圧力を降下させて細か
な気泡をフィルター材料内に生成させ、フィルター材料
を浮上させ、これによりさらに他の材料成分からの分離
を可能にする。本方法により、廃棄物のその個々成分へ
の分離が可能となるので、利用可能なフィルター材料を
精製度の高い酢酸セルロースとして得られ、フィルター
材料の製造に再利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外側からアクセス可能
な内部中空部を有するフィルター材料及び少なくとも１
種の他成分、特に紙及びタバコを含むフィルターロッ
ド、フィルター付き紙巻きタバコ等の形態の廃棄物の処
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙巻きタバコ等の製造においては、まず
いわゆるフィルタートウスリップから成るフィルターロ
ッドを製造する。このフィルタートウストリップは、例
えば酢酸セルロースあるいはポリプロピレン繊維から成
っている。フィルタートウストリップはパックまたはス
タックから引き出され、フィルターロッドマシン上でさ
らに加工されて周りを紙で包んだフィルターストランド
を形成し、最後にフィルターストランドを切断して個々
のフィルターロッドを製造する。フィルターロッドは、
その周囲を紙で包んだ円筒形ユニットであり、およそ６
６〜１５０mmの長さで、直径は４〜１０mmとなる。各フ
ィルターロッドは通常、フィルター付き紙巻きタバコを
製造するため紙巻きタバコ製造機により後にタバコスト
ランドへ固定される４又は６個のフィルターピースまた
はフィルタープラグとして十分な量を含む。

【０００３】フィルターストランド製造機械によるフィ
ルターストランドまたはフィルターロッドの製造におい
て、また紙巻きタバコ製造機による正式なフィルター付
き紙巻きタバコの製造においては、不良品及び廃棄物が
これらの機械の作動中常に生じる。これらの廃棄品すな
わち廃物中には、重要な物質や材料、つまり酢酸セルロ
ースの形でのフィルター材料、タバコ及びタバコ用まき
紙等が含まれている。

【０００４】特に有用な酢酸セルロースの再利用を可能
とするため、フィルター材料の周りに包まれた紙を除去
しなければならない。

【０００５】米国特許第４，４５７，３１７号には、ま
き紙を保持する熱可塑性接着剤の融点までタバコフィル
ターロッドの廃棄物又は不良品を加熱するタバコフィル
ターロッドからまき紙を除去する方法が記載されてい
る。ここでは、まき紙をフィルターピースまたはフィル
ターロッドから分離する。次いで、加熱したガス流を廃
棄物の周辺へ向け、熱の作用で接着剤を液状化し、まき
紙を酢酸セルロース繊維質から剥離する。酢酸セルロー
ス材料及びその周りに包まれた紙は重量および形状が異
なり、空気流によりより重いフィルター材料よりずっと
上方へ運ばれるので、これら２つの成分の分離および選
択を、空気流中で行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】米国特許第４，４５
７，３１７号から公知の分離選別方法では、空気又はガ
スの流れの温度輪郭が一定でなく、そのため紙とフィル
ター材料との付着が常に起こるためフィルターと紙材料
とを選別するのが困難である。さらに、ガス流による選
別は、分離される材料の流れ特性に依存しているので費
用がかかる。紙とフィルター材料の分離特性が非常に近
似していれば、ガス流による分離を行うことは困難であ
る。

【０００７】紙巻きタバコ業界では、紙巻きタバコの製
造時に廃棄物が蓄積することは公知である。廃棄された
紙巻きタバコは、まき紙の部分を切り開き、紙巻きタバ
コのスリーブから機械的にタバコを除去している。この
方法は有益なタバコの回収を可能とするが、酢酸セルロ
ース等の利用可能なフィルター材料の回収を行うことは
できない。

【０００８】本発明は、技術的に簡単かつ、特に酢酸セ
ルロースの形で貴重なフィルター材料の回収を可能とす
る経済的方法によって行える処理方法を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は以下の工程を実行する方法によって達成される。

【００１０】ａ）フィルター材料に対して殆ど不活性で
あり、既にフィルター材料が含まれている圧力容器中に
収容された液体中にフィルター材料に対して不活性なガ
スを溶解する工程と、 ｂ）液体中に廃棄物が含まれていない場合には廃棄物を
該液体へ供給し、前記フィルター材料が廃棄物の他成分
から分離されるまで廃棄物と液体の混合物を混合する工
程と、 ｃ）その後、圧力を低下させ及び／又は温度を上昇させ
ることによって、前記液体中に溶解したガスを少なくと
も部分的に細かい気泡として遊離させる工程と、及び ｄ）他の材料成分からフィルター材料の分離を行って、
分離すべき材料成分の表面上に形成されている遊離の気
泡を除去するあるいはその生成を抑制する、すわなちこ
の工程ｄ）を実施する前の工程の途中で他材料成分表面
の湿潤性を高める選択的に作用する湿潤剤を加えて、工
程ｃ）において表面上に遊離した気泡が生成しないよう
にする工程。

【００１１】本発明に記載の方法の出発材料に関して
は、引用した先行技術との関連において上記説明した。

【００１２】本発明にかかる方法は圧力容器中で実施す
る。この容器は、機械的攪拌ユニットとを備えた実質的
に加熱可能な圧力容器であることが好ましい。圧力容器
中に必要な圧力を発生させるため、適当なレイアウトの
コンプレッサを用いる。このコンプレッサは圧力容器内
の液体、好ましくは水をガス、特に空気および／または
二酸化炭素で飽和させるため例えば１０バールのガス圧
を発生する。膨張段階においては、圧力を解放したり、
圧力を所望レベルまで降下させるよう圧力容器上の対応
するバルブを開くだけでよい。圧力容器上には開閉可能
な開口部が設けられ、それを通して廃棄物を導入するこ
とができる。既に説明したようにガスによる液体の飽和
は、圧力下で行うことができる。これは部分的飽和、飽
和、過飽和のいずれであっても行うことができる。その
代わりとして、部分的飽和あるいは過飽和の測定は、圧
力容器外の先行する工程で他の容器中で行うことも可能
である。もし必要ならばあらかじめ廃棄物を圧力容器外
の液体中へ事前に導入することも可能である。

【００１３】本発明に係る方法を最適化するため、圧力
容器中での分離に用いた液体はフィルター材料に対し
て、また好ましくは分離される他の材料成分に対しても
殆ど不活性である。最適化のため、ガスとしてはフィル
ター材料に対しても、好ましくは分離される他の材料成
分に対しても不活性なガスを用いることが好ましい。

【００１４】工程ａ）の終了後、廃棄物が事前に投入さ
れていないならば前記した液体中へ加える。フィルター
材料が他の材料成分から脱離するまで後に得られる廃棄
物と液体の混合物を、混合又は攪拌する。

【００１５】次に工程ｃ）では、少なくとも部分的に圧
力を下げるか及び／又は温度を上げることにより液体中
に溶解したガスを微細な気泡として遊離する。液体中に
ガスを溶解させるよう設定されている比較的高い圧力
を、大気圧以上の圧力かあるいは大気圧レベルへ降下さ
せることが好ましい。さらに、比較的高い圧力を大気圧
以下に下げてもよい。膨張期間中、すなわち液体中に溶
解したガスが再度遊離される場合には、およそ１０バー
ルの圧力差が測定される。必要条件としての圧力差の大
きさは、多数の要因、例えば特定材料の条件、主として
その気孔率に依存する。

【００１６】上記圧力低下の別の方法は液体の温度上昇
に帰し、そこで液体中に最初に均一に溶解したガスは解
離して大なり小なり気泡を生成する。

【００１７】前記方法、すなわち圧力の降下又は温度の
上昇において、フィルター材料の表面、またそこから分
離される材料成分の表面上で微細な遊離の気泡生成が起
こる。フィルター材料の内部または外側からアクセス可
能な内部中空部分においても、気泡の生成が同様に起こ
る。前記材料の表面上の微細な気泡は、湿潤剤を加える
ことによって取り除くことができる。他方、これらの気
泡生成を、圧力を下げ及び／又は温度を上げる前に湿潤
剤を反応行程に加えて微細な気泡生成をフィルター材料
中の内側中空部のみに生じさせてこれら気泡の発生を抑
制することも可能である。

【００１８】次の工程ｄ）では、機械的処理又は圧力容
器中へ突出する適当な攪拌棒により気泡を追い出して分
離すべき材料表面の微細な気泡を除去できる。

【００１９】分離すべき材料の表面上の細かい気泡の発
生を防止する前記方法は、気泡を内側空間への封入する
ことにより液体中のフィルター材料が上昇し、浮力の違
いによって分離すべき材料成分が沈殿して分離が行われ
るものである。この液体中に浮遊するフィルター材料
を、次いで廃棄物の他成分から最終的に分離するには液
体表面から引き込むか吸引するだけでよい。

【００２０】工程ｃ）において、まき紙の接着を確保す
る継ぎ目用接着剤としてタバコ産業で一般に用いられて
いる熱溶融性接着剤が溶けてフィルター材料から脱離す
るまで温度を上昇させることによって本発明の方法を有
利に実施することができる。一般に約８０℃又はそれ以
下への温度上昇は、温度の影響下で溶ける接着剤を液化
するには十分である。この接着剤は、通常約８０℃の融
点をもっている。もし熱溶融性接着剤を用いなく例えば
ポリビニルアセテートから成る接着剤を用いる場合、こ
の種の接着剤は既に周辺温度で水中に溶解するので温度
を上昇することは必要でない。

【００２１】もし本発明の範囲内で湿潤剤を用いる場合
であっても、本発明はその選択に関しては特に限定され
るものではない。これらは、水又はさらに他の液体の表
面張力を減少させる天然及び／又は合成物質のいずれで
もよい。この例としては、アルキルベンゾールスルホネ
ート、アルケンスルホネート、脂質族アルコールスルフ
ェート、脂質族アルコールエーテルスルフェート、脂質
族アルコールエポキシレート等が挙げられる（ロンプ・
シュミー・レキシコン（Rompp Chemie-Lexikon),第９
版、１９９２年Vol.6, 4495 頁を参照）。

【００２２】本発明方法の利点は以下のとおりである。
内部浮遊を利用する本発明の方法によって、技術的に簡
単でかつ経済的に、まき紙やタバコ等の廃棄物の残り成
分から例えば酢酸セルロース等の有価値のフィルター材
料を確実に分離できる。これにより、極めて精製度の高
い利用可能な酢酸セルロースの回収が初めて可能とな
る。これをさらにフィラメントやそれを用いたフィルタ
ートウの製造工程へ利用するため、例えばアセトンのよ
うな適当な溶媒中に溶解することができる。本発明の方
法は、タバコフィルター材料の再生工程において、まき
紙やタバコ残渣が溶媒のアセトンと接触しないようにで
きる。従って、まき紙もタバコも環境を保護する形で廃
棄あるいは利用することができる。本発明の方法では溶
媒を使用する必要がないので、爆発に対する安全保護は
不要である。そのため、簡潔、確実かつ安全な作業が可
能である。加工液としての水は使用は、タバコ廃棄物の
紙から色素が溶け、最適温度で利用可能な酢酸セルロー
スの高収量を与えるという例外的場合においてのみ利点
である。さらに、フィルター材料に便宜的に使用する特
にトリアセチンとしての軟化剤は、何ら問題なく容易に
取り除くことができる。従って本発明の方法は、特に当
初から存在した酢酸セルロースの全部を極めて精製度の
高い状態で回収できる紙巻きタバコ廃棄物又は紙巻きタ
バコフィルター材料の極めて有利なリサイクル方法を提
供する。以下、本発明を好ましい実施例によって説明す
る。

【００２３】（実施例）ここで言う材料とは、既に述べ
てきた紙巻きタバコ産業で発生する廃棄物のことであ
る。この廃棄物にはフィルター材料となる繊維状酢酸セ
ルロースが含まれる。このフィルターは、融点がおよそ
８０℃である従来の熱溶融性接着剤を用いた接着によっ
て固定されるまき紙で包まれている。この廃棄物はタバ
コストランド紙と模倣コルクから成るチッピングを含
む。この廃棄物は紙を包む。この２種のまき紙はポリビ
ニルアセテート接着剤で接着して張りつけられる。さら
に廃棄物には少量のタバコ残渣が含まれている。この廃
棄物からの利用可能な酢酸セルロースの回収は以下の工
程による。

【００２４】圧力容器中の液体として水を用いる場合
は、９５℃まで加熱して圧力を１１バール（絶対圧力）
とし水で飽和させる。圧力容器の容積は３００リットル
である。この容器へ水２９０リットルと廃棄物１５kgと
を入れる。この容器はエカトルールウントミシュテクニ
ーク・ゲーエムベーハー, ショファイム社製「インター
プロップ」型の市販の攪拌機を備えている。廃棄物をこ
の圧力容器内へトランスファーロックを通して水といっ
しょに加える。この廃棄物を９５℃に加熱した水浴中、
紙とタバコ残渣が酢酸セルロースをベースとするフィル
ター材料から脱離するまで攪拌する。攪拌はスターラー
の速度を１３０ｒｐｍに設定して行う。温水（酸素含量
５０mg／リットル）は、熱溶融性接着剤の溶融性に影響
する。さらにトリアセチンが軟化剤として酢酸セルロー
ス中に含まれているならば溶け出させる。次に、圧力容
器中の圧力を１１バール（絶対）から大気圧（バール／
分で表した膨張速度：１．２）へ減少させ、フィルター
材料内部と同様に廃棄物表面に気泡を生成させる。この
中の温度をおよそ９５℃に保持する。攪拌機を用いて、
分離する廃棄物の外表面の気泡を追い出す。フィルター
材料の内部に残った気泡は、フィルター材料を浮上させ
て攪拌後に共存する物質から分離することを保証してい
る。廃棄物の沈降性成分、すなわち紙とタバコは圧力容
器の底で除去することができる。次いで不純物を除くた
め、酢酸セルロースであるフィルター材料を洗浄する。
さらに機械的に材料から水分を除去し、乾燥させること
ができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、技術的
に簡単かつ、特に酢酸セルロースの形で貴重なフィルタ
ー材料の回収を可能とする経済的方法となる。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外側からアクセス可能な内部中空部を含む
   フィルター材料と、少なくとも１種の他材料成分、特に
   紙及びタバコから成るフィルターロッド、フィルター付
   き紙巻きタバコ等の状態の廃棄物の状態の処理方法であ
   って、 ａ）フィルター材料に対して殆ど不活性であり、既にフ
   ィルター材料が含まれている圧力容器中に収容された液
   体中にフィルター材料に対して不活性なガスを溶解する
   工程と、 ｂ）液体中に廃棄物が含まれていない場合には廃棄物を
   該液体へ供給し、前記フィルター材料が廃棄物の他成分
   から分離されるまで廃棄物と液体の混合物を混合する工
   程と、 ｃ）その後、圧力を低下させ及び／又は温度を上昇させ
   ることによって、前記液体中に溶解したガスを少なくと
   も部分的に細かい気泡として遊離させる工程と、及び ｄ）他の材料成分からフィルター材料の分離を行って、
   分離すべき材料成分の表面上に形成されている遊離の気
   泡を除去する、あるいはその生成を抑制する、すわなち
   この工程ｄ）を実施する前の工程の途中で他材料成分表
   面の湿潤性を高める選択的に作用する湿潤剤を加えて、
   工程ｃ）において表面上に遊離した気泡が生成しないよ
   うにする工程と、を備えた廃棄物処理方法。
2. 【請求項２】工程ａ）において、圧力を加えることによ
   り前記液体中にガスを溶解することを特徴とする請求項
   １項に記載の方法。
3. 【請求項３】工程ａ）において、温度を低下することに
   より前記液体中にガスを溶解することを特徴とする請求
   項１項又は２項に記載の方法。
4. 【請求項４】前記液体がガスによりで部分的に飽和、飽
   和又は過飽和状態となることを特徴とする請求項１〜３
   項の１項に記載の方法。
5. 【請求項５】前記液体として水を用いることを特徴とす
   る請求項１〜４項のうちのいずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】前記ガスとして空気及び／又は二酸化炭素
   を用いることを特徴とする請求項１〜５項のうちのいず
   れかに記載の方法。
7. 【請求項７】前記フィルター材料が酢酸セルロース又は
   ポリプロピレンをベースとすることを特徴とする請求項
   １〜６項のうちのいずれかに記載の方法。
8. 【請求項８】工程ｄ）において、前記遊離した気泡が機
   械的、特に攪拌によって追い出されることを特徴とする
   請求項１〜７項のうちのいずれかに記載の方法。
9. 【請求項９】工程ｄ）において、湿潤剤を添加すること
   によりフィルター材料から分離される材料成分の湿潤性
   を増大し、これによりこれら材料成分表面上での遊離気
   泡の生成を排除することを特徴とする請求項１〜８項の
   うちのいずれかに記載の方法。
10. 【請求項１０】廃棄物の個々の成分の分離を容易とする
    ため、工程ｄ）において前記液体を少なくとも８０℃ま
    で加熱することを特徴とする請求項１〜９項のうちのい
    ずれかに記載の方法。
11. 【請求項１１】前記液体として水を用いる場合におい
    て、工程ａ）とｃ）との圧力差を１０バールへ設定する
    ことを特徴とする請求項１〜１０項のうちのいずれかに
    記載の方法。