JPH0947273A - タバコフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雨水等の水の作用により、容易に形状が崩壊
し、速やかに環境中に分散するため、喫煙後あやまって
環境中に捨てられても美観を損ねないタバコフィルター
を提供する。 【解決手段】 セルロースエステル繊維の繊維束を繊維
長軸の方向に沿って、３〜１０００に一旦分割してか
ら、水溶性高分子をバインダーとしてフィルターロッド
に成型する。繊維間のからみがあらかじめ部分的に解か
れているため、水の作用により容易に形状が崩壊し、速
やか環境中に分散する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、喫煙後に環境中に
廃棄されたとしても、雨水などによって容易に崩壊また
は分散するタバコフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】タバコ煙中のタール類を除去し、喫味を
損なわないため、タバコ煙ろ過体の主たる構成要素とし
て、セルロースエステルの繊維束で構成されたタバコフ
ィルターが広く使用されている。

【０００３】セルロースエステルの繊維束で構成された
タバコフィルターでは、フィルタープラグの形状を維持
し、か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、バインダーとして可
塑剤（例えば、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）が用いられる。

【０００４】前記可塑剤を用いて成形したフィルタープ
ラグは、可塑剤により繊維同士が部分的に融着してい
る。すなわち、可塑剤は、セルロースエステル繊維の接
着部位で、ランダムに結合するバインダーとしての機能
を有する。そのため、使用後に廃棄すると、環境中で形
状が崩壊するまで長時間を要し、美観を損なうだけでな
く、環境汚染の一因となる。

【０００５】特開昭５６−２４１５１号公報には、酢酸
セルロース繊維と、これらの繊維を交差点で熱融着させ
るための熱融着性繊維とを含むフィルターが開示されて
いる。熱融着性繊維としては、フィブリル化したポリオ
レフィン繊維などが使用され、その使用量は、酢酸セル
ロースに対し２５〜５０重量％である。このようなフィ
ルターは、熱融着繊維により、酢酸セルロース繊維が多
数の交点で三次元的に節接合しているため、水中で実質
的に崩壊性を示さない。

【０００６】米国特許番号４１１１１７号に対応する特
開昭５０−７５２２３号公報には、高沸点のポリオール
と、ポリエステル、ポリアミドおよびポリエステルアミ
ドからなる群から選択され、前記ポリオールに可溶であ
るとともに水溶性または水分散性のポリマーとで構成さ
れた接着組成物を用い、セルロース繊維を接着させるこ
とにより、タバコフィルターを製造することが開示され
ている。また、ＷＯ９３／２４６８５には、セルロース
エステル繊維と光活性金属酸化物とで構成された生分解
性のたばこフィルターに関し、繊維が水溶性結合剤によ
り結合されたフィルター束と、このフィルター束部分を
巻紙で覆い、かつ固定するための水溶性接着剤とで構成
されたフィルターロッド（タバコフィルター）が開示さ
れている。これらのタバコフィルターは、大量の水中に
投入された場合や、降雨にさらされた場合に、速やかに
綿状に形状が崩壊することが期待できるが、繊維同士の
からみが強固なため、綿状から繊維状への分散が遅く、
長期間綿状の塊まりのまま環境中をさまよい著しく美観
を損ねることになりかねない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、雨水等の作用によって容易に形状が崩壊し、速やか
に環境に分散するため、喫煙後に廃棄されても、環境の
美観を損ねることのないタバコフィルターを提供するこ
とにある。

【０００８】

【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の結果、セルロースエステル繊
維の繊維束からタバコフィルターを巻き上げる際に、セ
ルロースエステル繊維の繊維束をあらかじめ繊維束の長
軸方向に沿って分割しておくことによってタバコフィル
ターの崩壊を促進できることを見出し、本発明を完成し
た。

【０００９】すなわち、本発明は、繊維束の長軸方向に
沿って分割されたセルロースエステル繊維の繊維束を水
溶性高分子をバインダーとして成型したタバコフィルタ
ーである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のタバコフィルターを得る
には、繊維束の長軸方向に沿って分割されたセルロース
エステル繊維の繊維束を水溶性高分子をバインダーとし
てロッド状に成型すれば良い。

【００１１】適切な分割の数は、繊維束の繊度や捲縮の
数などによって異なり、厳密に限定できないが、おおむ
ね３〜１０００の範囲が好ましい。この範囲より少ない
と、十分な環境への分散性が期待できない。また、この
範囲より多いと巻き上げの際に多くの繊維クズ（巻き上
げフライ）を発生し作業環境の悪化や装置トラブルに繋
がる危険が大きくなる。

【００１２】前記セルロースエステルとしては、例え
ば、セルロースアセテート、セルロースブチレート、セ
ルロースプロピオネートなどの有機酸エステル； セル
ロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテー
トブチレート、セルロースアセテートフタレート、硝酸
酢酸セルロースなどの混酸エステル； およびポリカプ
ロラクトングラフト化セルロースエステルなどのセルロ
ースエステル誘導体などが例示される。これらのセルロ
ースエステルは単独でまたは二種以上混合して使用でき
る。

【００１３】セルロースエステルの平均重合度は、例え
ば５０〜９００、好ましくは２００〜８００程度であ
る。セルロースエステルの平均置換度は例えば、１．５
〜３．０程度である。

【００１４】好ましいセルロースエステルには、有機酸
エステル（例えば、炭素数２〜４程度の有機酸エステ
ル）、特にセルロースアセテートが含まれる。セルロー
スアセテートの酢化度は、４３〜６２％程度である場合
が多いが、酢化度３０〜５０％程度のセルロースエステ
ルは生分解性にも優れている。そのため、セルロースア
セテートの酢化度は３０〜６２％程度の範囲で適当に選
択できる。

【００１５】なお、前記セルロースエステルの繊維は、
種々の添加剤、例えば、カオリン、タルク、ケイソウ
土、石英、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタ
ン、アルミナなどの無機粉末； カルシウム、マグネシ
ウムなどのアルカリ土類金属塩等の熱安定化剤； 着色
剤； 油剤； 歩留り向上剤などを含んでいてもよい。
また、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸などの環境分解促進
剤（生分解促進剤）、アナターゼ型酸化チタンなどの光
分解促進剤などを含有させることにより繊維の分解性を
高めることが出来る。

【００１６】また、セルロースエステル繊維は、白色度
改良剤、例えば、酸化チタン、好ましくはアナターゼ型
酸化チタンを含む場合が多い。酸化チタンの平均粒径
は、例えば、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２〜５
μｍ程度である場合が多い。酸化チタンの含有量は、セ
ルロースエステル全体に対し、０．０５ 〜２．０重量
％、好ましくは０．１〜１重量％、さらに好ましくは
０．２〜０．８重量％程度であり、０．４〜０．６重量
％程度である場合が多い。

【００１７】セルロースエステル繊維の繊度は、１〜１
６デニール、好ましくは１〜１０デニール、さらに好ま
しくは２〜８デニール程度である。セルロースエステル
繊維は、非捲縮繊維であってもよいが、捲縮繊維である
のが好ましい。捲縮繊維の捲縮度は、例えば、１インチ
当たり５〜７５個、好ましくは１０〜５０個、さらに好
ましくは１５〜５０個程度である。繊維の捲縮度は、１
インチ当たり２０〜５０個程度である場合が多い。ま
た、均一に捲縮した捲縮繊維を用いる場合が多い。たば
こフィルターに用いる場合、捲縮繊維を用いると、適度
な通気抵抗を有し、チャンネリングが抑制されたフィル
ターロッドを得ることができる。

【００１８】セルロースエステル繊維の断面形状は、特
に限定されず、例えば、円形、楕円形、異形（例えば、
Ｙ字状、Ｘ字状、Ｉ字状、Ｒ字状など）や中空状などの
いずれであってもよい。

【００１９】セルロースエステル繊維の繊維束は、例え
ば、３，０００〜１，０００，０００本、好ましくは
５，０００〜１，０００，０００本程度のセルロースエ
ステル繊維の単繊維を束ねることにより形成される場合
が多い。

【００２０】本明細書において、「水溶性高分子」と
は、水分散性高分子も含む意味に用いる。水溶性高分子
（水溶性接着剤）は、水溶液、水分散液などの液状で使
用することもでき、粉粒状などの固形状や、溶融状態で
使用することもできる。水溶性高分子の種類は特に限定
されず、例えば、天然高分子、半合成高分子、合成高分
子のいずれであってもよい。これらの水溶性高分子は単
独で又は二種以上組み合せて使用できる。

【００２１】天然高分子としては、多糖類例えば、小麦
デンプン、コンスターチ、ばれいしょデンプン、タピオ
カデンプン、かんしょデンプン等のデンプン類、こんに
ゃくマンナン、イーストマンナンなどのマンナン類、ふ
のり、寒天、アルギン酸ナトリウム等のアルギン酸塩、
カラギーナン等の海藻由来の水溶性高分子類、トラガン
トガム、アラビアガム、トロロアオイ、ローカストビー
ンガム、グアールガム、ペクチン等の植物由来の粘質物
類、デキストラン等の微生物由来の粘質物類など、動物
または植物タンパク質例えば、ニカワ、ゼラチン、カゼ
イン、コラーゲン、ヒアルロン酸など、が挙げられる。

【００２２】半合成高分子としては、例えば、カルボキ
シメチルセルロースとその塩例えばカルボキシメチルセ
ルロースナトリウムなど、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、平均置換度０．３
〜１．０程度の酢酸セルロース、メチルセルロース、エ
チルセルロース、硫酸セルロースなどのセルロース誘導
体、変性デンプン（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｓｔａｒｃｈ）
やデンプン誘導体例えば、可溶性デンプン、アルファ化
デンプン（ｐｒｅｇｅｌａｔｉｎｉｚｅｄ ｓｔａｒｃ
ｈ）、デキストリンなどのばい焼デキストリン（ｒｏａ
ｓｔ ｄｅｘｔｒｉｎ）、ジアルデヒドデンプンなどの
酸化デンプン、低粘度変性デンプン（ｔｈｉｎ ｂｏｉ
ｌｉｎｇ ｓｔａｒｃｈ）、カルボキシメチルエーテル
デンプンなどのデプンエーテル、デンプンエステル、架
橋デンプンなど、が挙げられる。

【００２３】合成高分子には、例えば、ポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、
ビニル単量体と、カルボキシル基、スルホン酸基または
それらの塩を有する共重合性単量体との共重合体などの
ビニル系水溶性高分子、アクリル系水溶性高分子、ポリ
アルキレンオキサイド、水溶性ポリエステル、水溶性ポ
リアミドなどが含まれる。

【００２４】本発明で使用する水溶性高分子には、溶融
・固化により接着力が発現するホットメルト接着性高分
子（水溶性ホットメルト接着剤）が含まれる。このよう
な水溶性ホットメルト接着剤には、前記例示の水溶性高
分子のうち、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアル
キレンオキサイド、ポリアミド、ポリエステル、アクリ
ル系高分子などが含まれる。

【００２５】これらの水溶性高分子は、単独で使用でき
るとともに二種以上組み合せて使用してもよい。

【００２６】本発明のタバコフィルターを巻き上げる方
法として、たとえば、以下の方法が例示できる。

【００２７】セルロースエステル繊維の繊維束を開繊し
た後、くし型のスリットに通して、繊維束を繊維に沿っ
た方向に、一旦所定の本数に分割し、水溶性高分子を水
溶液、水分散液などの液状で所定量添加し、巻紙で巻き
上げた後、過剰な水または溶媒を乾燥等により除去する
ことにより、接着力を発現させロッド状（タバコフィル
ター）に成型する。

【００２８】セルロースエステル繊維の繊維束を開繊し
た後、進行方向に沿って多数の溝が形成された一対のク
レープ化ロールに通し、繊維束の進行方向（繊維に沿っ
た方向）に沿って裂け目を形成し、水溶性高分子を水溶
液、水分散液などの液状で所定量添加し、巻紙で巻き上
げた後、過剰な水または溶媒を乾燥等により除去するこ
とにより、接着力を発現させロッド状（タバコフィルタ
ー）に成型する。

【００２９】セルロースエステル繊維の繊維束を開繊し
た後、水溶性高分を粉体で繊維の繊維束に所定量添加し
た後、くし型のスリットに通して繊維束を繊維に沿った
方向に、一旦所定の本数に分割するか、または、クレー
プ化ロールに通し、繊維束の進行方向（繊維に沿った方
向）に沿って裂け目を形成した後、水または水と親水性
有機溶剤の混合溶剤を所定量添加し、巻紙で巻き上げた
後で過剰な水または溶媒を乾燥等により除去することに
より、接着力を発現させロッド状（タバコフィルター）
に成型する。

【００３０】ホットメルト機能を有する水溶性高分子を
使用する場合には、前記のごとき方法で繊維に沿った方
向に分割された繊維束に、水溶性高分子を粉体状態で所
定量添加し、巻紙で巻き上げた後で、水溶性高分子の粉
体を加熱溶融後に冷却個化することによって、接着力を
発現させロッド状（タバコフィルター）に成型すること
もできる。

【００３１】

【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。

【００３２】実施例１ ５デニールのフィラメントを束ねたトータルデニール３
５，０００のセルロースアセテート繊維の繊維束を２５
ｃｍに開繊し、櫛形のスリットを用いて繊維軸方向に沿
って１００に分割した後、ポリアルキレンオキサイド系
の粉末状水溶性ホットメルト接着性樹脂（第一工業製薬
（株）製、パオゲンＰＰ−１５）をトウ１００重量部に
対し７重量部を粉末状態でトウ上に均一に散布し、次い
で内径８ｍｍのテフロンチューブに挿入し、その後、テ
フロンチューブごと１２０°Ｃのオーブンで１２０分間
加熱して、ホットメルト接着性樹脂を溶融、次いで冷却
固化し、トウに定着させた後、９０ｍｍの長さに切断
し、テフロンチューブから引き抜いて、巻紙のないタバ
コフィルターチップのモデルサンプルを得た。

【００３３】実施例２ 実施例１のポリアルキレンオキサイド系の粉末状水溶性
ホットメルト接着性樹脂に代えて、ポリビニルアルコー
ル系の粉末状水溶性ホットメルト接着性樹脂（日本合成
化学工業（株）製、ＨＭ−６０２）を用いたことと、ス
リットを通す代わりにクレープ化ロールで処理した以外
は実施例１と同様にしてタバコフィルターチップのモデ
ルサンプルを得た。

【００３４】実施例３ ５デニールのフィラメントを束ねたトータルデニール３
５，０００のセルロースアセテート繊維の繊維束を２５
ｃｍに開繊し、櫛形のスリットを用いて繊維軸方向に沿
って１００に分割した後、水溶性高分子としてポリビニ
ルアルコール（鹸化度＝８８％、４％水溶液粘度＝５ｃ
ｐｓ）の水溶液を所定量（繊維束１００重量部に対しポ
リビニルアルコール３重量部）均一に添加し、繊維束を
巻紙装置に送りフィルターを巻取り紙で巻き上げ、過剰
の水を加熱乾燥により除去した後、長さ９０ｍｍに切断
し、タバコフィルターチップを得た。

【００３５】実施例４〜７ 水溶性高分子としてポリビニルアルコールの代わりに、
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（カルボキシ
メチル基の置換度＝０．８５、４％水溶液粘度＝３０ｃ
ｐｓ、繊維束１００重量部に対し６重量部添加、実施例
４）、可溶性澱粉（１０％水溶液粘度＝１０ｃｐｓ、繊
維束１００重量部に対し４重量部添加、実施例５）、メ
チルビニルエーテルとマレイン酸の共重合体（１０％水
溶液粘度＝８ｃｐｓ、繊維束１００重量部に対し３重量
部添加、実施例６）、ヒドロキシプロピルセルロース
（１０％水溶液粘度＝４０ｃｐｓ、トウ１００重量部に
対し５重量部添加、実施例７）をそれぞれ用いる以外
は、実施例３と同様にして、タバコフィルターチップを
得た。

【００３６】比較例１〜３ ５デニールのフィラメントを束ねたトータルデニール３
５，０００のセルロースアセテート繊維の繊維束を２５
ｃｍに開繊し、バインダーとして、セルロースアセテー
トの可塑剤であるトリアセチン（比較例１）、トリエチ
レングリコールジアセテート（比較例２）、トリエチレ
ングリコールプロピオネート（比較例３）をそれぞれ繊
維束１００重量部に対し８重量部を均一に散布し、次い
で内径８ｍｍのテフロンチューブに挿入し、２４時間以
上放置した後、９０ｍｍの長さに切断し、テフロンチュ
ーブから引き抜いて、巻紙のないタバコフィルターチッ
プのモデルサンプルを得た。

【００３７】比較例４ スリットを通さない以外は実施例１と同様にして、巻紙
のないタバコフィルターチップのモデルサンプルを得
た。

【００３８】比較例５ クレープ化ロールで処理しない以外は実施例２と同様に
して、巻紙のないタバコフィルターチップのモデルサン
プルを得た。

【００３９】比較例６〜１０ スリットを通さない以外は実施例３〜７と同様にして、
タバコフィルターチップを得た。

【００４０】実施例１〜７および比較例１〜１０で得ら
れたタバコフィルターチップを２５ｍｍに切断し、巻紙
のあるものは巻紙を外して、実環境下に放置し、崩壊状
況を観察した。観測された崩壊状況を表１に示した。な
お、試験開始後２日目に小雨、４日目に強い雨があり、
その他の日はおおむね晴天であった。供試サンプルは、
温度２０°Ｃ、相対湿度６５％の雰囲気中で２４時間放
置することにより、調湿し、試験に供した。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明によるタバコフィルターは、水溶
性高分子をバインダーとしかつ繊維間のからみが部分的
に解かれているため、水と接触したとき速やかに形状が
綿状にまで崩壊し、その後、速やかに環境中に分散す
る。喫煙後あやまって環境中に捨てられても、環境の美
観の保全に有効である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維束の長軸方向に沿って分割されたセ
   ルロースエステル繊維の繊維束を水溶性高分子をバイン
   ダーとして成型したタバコフィルター。
2. 【請求項２】 セルロースエステル繊維の繊維束が繊維
   束の長軸方向に沿って３〜１０００に分割されているこ
   とを特徴とする特許請求項１記載のタバコフィルター。
3. 【請求項３】 セルロースエステルがセルロースアセテ
   ートであることを特徴とする特許請求項１〜２記載のタ
   バコフィルター。