JPH1142074A - タバコ煙フィルター棒材及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短期間に砕解且つ分解するタバコ煙フィルタ
ーを提供する。 【解決手段】 酢酸セルロースの束を水溶性繊維−繊維
結合剤と一緒に結合する。水溶性結合剤は６０〜９９重
量％の水溶性バインダーと４０〜１重量％の可塑剤とを
含むことができる。具体的な態様では、水溶性繊維−繊
維結合剤は水溶性ポリマーとグリセロールトリアセテー
トの混合物となることができる。結合された繊維を水溶
性プラグラップ接着剤と一緒に固定される相対する端部
を有する紙に包装する。包装された繊維束の１／２を超
えて施すように複数の切れ目を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般的にフィルター
材料の棒材、より具体的にはタバコ煙を濾過する、環境
に砕解可能な酢酸セルロース棒材に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙巻きタバコは使用後、不適当に捨てら
れることが多い。通常のタバコ煙フィルターは、捨てら
れると、繊維のヨリ特性、繊維間の溶剤接着、及び酢酸
セルロールポリマーの低分解性のために、砕解且つ分解
するのに数年必要とする場合がある。タバコ煙フィルタ
ーは、海浜掃除の際に集められる第一位の品目であると
報告されている。実際、フィルターは分解しないという
誤った認識のために、生分解性でない紙巻きタバコを禁
止しようとする立方措置が提案されている。

【０００３】

【課題を解決するための手段】従って、短期間に砕解且
つ分解するタバコ煙フィルターを提供することが本発明
の目的である。より具体的には、タバコが捨てられた
後、短時間に、酢酸セルロース繊維がタバコフィルター
から開放されるタバコ煙フィルターを提供することが本
発明の目的である。さらに、フィルター棒材のコストを
大きく増加させないで、従来のフィルター棒材と実質的
に同じ濾過特性を有する環境分解性フィルター棒材を提
供することが本発明の目的である。

【０００４】さらに、酢酸セルロース繊維の束を、水溶
性繊維−繊維結合剤で接着する、タバコ煙フィルター棒
材及びその製造法を提供する。水溶性繊維−繊維結合剤
は、６０〜９９重量％の水溶性バインダー及び４０〜１
重量％の可塑剤を含んでもよい。具体的な組成に関して
は、水溶性繊維−繊維結合剤は、水溶性ポリマーとグリ
セロールトリアセテートとの混合物となることができ
る。結合された繊維を、水溶性プラグラップ接着剤と一
緒に固定される相対する端部を有する紙で包装する。複
数の切れ目を、包装された繊維束の中の１／２を超えて
施す。複数の切れ目を、繊維束全体に広げないで、繊維
束の１／２より多くに施してもよく、複数の異なる方向
に伸ばしてもよい。さらに、包装された繊維の束は、第
一の方向に当該束の１／２より多くに施される切れ目を
有することができ、また、第一の方向とは異なる、第二
の方向に当該束の１／２未満に施される切れ目を有する
ことができる。異なる方向に切れ目を作成する場合は、
その方向に作成される隣り合う切れ目の間には一定の距
離があり、この距離は２〜７ｍｍとなるのがよい。さら
に、切れ目のパターン（切れ目形成長さ）は、フィルタ
ー繊維の実質的に全部もしくは９５％が、隣り合う切れ
目の間の距離と同じかもしくはそれより短く切断されて
いなければならない。

【０００５】

【発明の実施の形態】タバコ煙フィルターは、「酢酸セ
ルローストウ」と呼ばれる形の酢酸セルロースから通常
作られる。酢酸セルローストウは酢酸セルロース繊維の
連続フィラメントバンドである。酢酸セルローストウを
作成する方法は米国特許第２，９５３，８３８号及び同
２，７９４，２３９号明細書（参照することにより、本
明細書の内容とする）に記載されている。しかし、どの
ようにして酢酸セルローストウが作成されるか、簡単に
説明する。

【０００６】セルロースから酢酸セルロースが作成され
ることは周知である。セルロース鎖中の各無水グルコー
ス単位は、三つのヒドロキシル基を有し、そこでエステ
ル置換（例えば、アセテート置換）を起こすことができ
る。セルロースと酸無水物とを反応させカルボン酸とセ
ルロースエステルを生じさせることによってセルロース
エステルを作成することができる。エステル置換基の炭
素原子の数はカルボン酸の炭素原子数と同じであり、酸
無水物の炭素原子数の半分である。これはもちろん酸無
水物が対称形であり、次の構造を有すると思われる：

【化１】

【０００７】酢酸セルローストウを作成する第一工程
は、木繊維もしくは綿繊維由来のセルロースパルプを、
酸触媒（例えば、硫酸）の存在下で、無水酢酸及び酢酸
と混合することである。セルロースと無水酢酸とから酢
酸セルロースと酢酸がつくられる。

【０００８】セルロースのアシル化では、三つの利用可
能なヒドロキシル基の内平均して約２．９はアシル化さ
れるかもしくはアセテートで置換される。次に、このポ
リマーをおおよそ２．５の置換レベルまで加水分解す
る。フレーク形態の酢酸セルロースがこの方法で作成さ
れる。そして、酢酸セルロースフレークをアセトンに溶
解し粘稠溶液を作成する。一般的に白色化剤（例えば、
二酸化チタン）を添加する。得られるものは液体「ドー
プ」である。

【０００９】このドープを濾過し、そして個々のアセテ
ートフィラメントを作成するために小孔を有するスピナ
レットを用いて、高圧下でこの酢酸セルロース溶液を押
し出す押出法を用いてフィラメントに紡ぐ。スピナレッ
トの孔は種々の形状、例えば、四角形、三角形及び丸形
となることができる。三角形の孔は、三葉もしくはＹ形
状のフィラメントを生じ、重量に対して大きな表面積を
有する（効果的な煙濾過に望ましい）ことを示す。酢酸
セルロース溶液を加圧してスピンレットを通した後、こ
の繊維は、細い流れとして、スピンレットから降下し、
温かい空気によってアセトンを蒸発させ、酢酸セルロー
スのこの流れを別個の繊維に硬化する硬化室を通り、下
方に降下する。

【００１０】数千のフィラメントをトウバンドにまとめ
て、クリンプ加工工程に置く。クリンプ加工プロセス
は、クリンプ加工していない繊維のトウバンドをクリン
プ加工室に送ることによって行われる。供給ローラでト
ウバンドをクリンプ加工室に送る。クリンプ加工室は、
このトウバンドにジグザグクリンプ構成を加えるクリン
プ加工室から出るトウバンドの動きを制限する手段を有
する。クリンプ加工工程によって繊維を絡ませ、濾過効
率を改善する。しかし、絡み合った繊維は分散させるの
もより困難になる。

【００１１】その後クリンプ加工したトウバンドを乾燥
し、特定のパターンにレイアウトして俵（bale）を作成
する。このパターンは、将来、顧客が高速で俵からトウ
バンドを用意に引き出せるようなパターンである。この
俵を圧縮して販売用に梱包する。

【００１２】繊維状酢酸セルローストウを作成する上記
プロセスを改善すると、生分解特性を高めることができ
ることに留意すべきである。欧州特許出願公開公報ＥＰ
−６４１５２５号に記載されているように（参照するこ
とにより、本明細書の内容とする）、例えば、置換もし
くはアシル化の程度が低い繊維は、より速く分解するこ
とが知られている。また、欧州特許出願公開公報ＥＰ−
６４２６０４号、国際公開公報ＷＯ９３−２４６８５号
並びに米国特許第５，４７８，３８６号及び同５，４９
１，０２４号明細書に記載されているように（参照する
ことにより、本明細書の内容とする）、酢酸セルロース
トウを作成するプロセスを改良して、光分解強化剤を加
えることもできる。

【００１３】上記酢酸セルローストウ生成プロセス由来
の俵を用いてフィルター棒材を製造することができる。
フィルター棒材は、タバコに接合する個々のフィルター
要素の通常４倍又は６倍の長さを有する包装されたフィ
ルター要素である。フィルター棒材は使用されるタバコ
と同じ直径を有し、白色紙で被覆される。フィルター棒
材は紙巻きタバコに非常によくにている。フィルター棒
材を作成する方法は、米国特許第２，９００，９８８号
明細書に記載されている（参照することにより、本明細
書の内容とする）。一般的なフィルター棒材製造方法を
以下に記載する。

【００１４】酢酸セルローストウを、高速で（おおよ
そ、１分当たり数百メートル）、俵から機械的に引き出
す。このトウを個々の繊維に分離して、１フィート幅と
なることができる小さなリボン状トウバンドを形成す
る。

【００１５】酢酸セルローストウをリボン状トウバンド
に分割した後、「ブルーミング」として知られている工
程をこのトウバンドに実施する。ブルーミング工程で、
トウバンドを個々の繊維に開繊もしくは分離する。ブル
ーミングは隣接するトウバンド部分に異なる引っ張り応
力を加えることによって行うことができる。この場合、
下流で用いられる溝の付いたローラーと一緒に、プレテ
ンションローラーを上流で用いることができる。あるい
は、ブルーミング工程を、空気ジェットを用いて、空力
学的に行ってもよい。適当にブルーミングを行うため
に、繊維の少なくとも９５％が分離されるべきである。

【００１６】ブルーミング工程の後、ブルームしたトウ
バンドを、繊維を収縮することができ、前もって与えた
クリンプを回復させることができる弛緩ゾーンを通す。
そして、弛緩させた繊維を、繊維−繊維結合剤を適用す
る結合ステーションを通すことができる。結合剤の液滴
を貯蔵部から繊維に浴びせる高速回転ブラシを備えたチ
ャンバー内で、結合剤を適用する。通常は、可塑剤を繊
維−繊維結合剤として適用して、溶剤接着によってブル
ームした繊維を一緒に結合する。通常の可塑剤の例は、
トリアセチン（グリセロールトリアセテート）、トリエ
チレングリコールジアセテート及びトリエチルシトレー
トである。

【００１７】十分な量で、酢酸セルロース繊維は通常の
可塑剤繊維−繊維結合剤に溶解する。溶剤の作用で、フ
ィラメントは柔らかくなる。そして、個々のフィラメン
トが接触した接点で、柔らかくなった表面が融解して同
質の塊になる。これらの溶接された交差部分が、隣接す
るフィラメントに対して当該フィラメントを正しい位置
にしっかりと保持し、全体的に固定した構造が生じる。
このように、繊維−繊維結合は、水中での砕解を可能に
すると同時に、得られたフィルター棒材の剛性を高める
ようにはたらく。

【００１８】上記水溶性ポリマーは繊維結合において十
分に機能するが、これらははっきりとした半揮発分の選
択吸収を示さない。この問題に取り組むために、本発明
は水溶性ポリマーとそれに添加する少量のトリアセチン
もしくは他の選択フィルター剤から作成される、混合繊
維−繊維結合剤を開発した。そのような繊維−繊維結合
剤は、６０〜９９重量％の水溶性ポリマーと４０〜１重
量％の選択フィルター剤とを有することができる。例え
ば、平均分子量３４００（ＰＥＧ３４００）のポリエチ
レングリコール（ＰＥＧ）をトリアセチンと一緒に用い
ることができる（９０％ＰＥＧ及び１０％トリアセチン
の構成）。この混合物は室温（２５℃）では固体であ
る。融解すると、この混合物は通常の回転ブラシ系で塗
布することができる。この混合物が繊維上で冷却される
と、配合物が固化し、繊維を一緒に保持し、フィルター
の剛性を高める。トリアセチンはＰＥＧワックスから出
て、繊維上に移動し、選択フィルター特性を与える。ト
リアセチンは繊維を一緒に結合せず、単に繊維を改質す
るだけである。従って、少量のトリアセチンは、得られ
たフィルター棒材の砕解特性に影響を与えない。

【００１９】繊維−繊維結合剤を繊維に適用した後、ト
ウ圧縮及び包装工程では、繊維の束を紙で包装する。こ
れを行うために、プラグラップ接着剤をプラグラップ紙
の一端に塗布し、接着処理した紙を束の回りに包装す
る。プラグラップ紙の継ぎ目をホットにしたままで、フ
ィルター棒材の直径を数１００分の１インチ内に正確に
コントロールする。その後、この継ぎ目を冷却棒で冷却
する。

【００２０】通常は、水不溶性プラグラップ接着剤を用
いる。本発明では、水溶性プラグラップ接着剤を用いる
こともできる。例えば、二種類の水溶性接着剤がNtiona
l Starch Co., によって開発されており、それらはスタ
ーチエステルもしくはグラフト化コポリマーの使用に基
づくものであって、プラグラップ接着剤として用いるこ
とができる。第一のものは、米国特許第５，４５３，１
４４号明細書に記載されており（参照することにより本
明細書の内容とする）、グラフト化コポリマーの配合物
を、トラック化樹脂、極性ワックス、酸化防止剤、及び
他の適合する水溶性もしくは感水性熱可塑ポリマーの添
加と一緒に用いることができる。第一のタイプの接着剤
はNtional Starch Co., から商品名CYCLOFLEX 70-3680
として販売されている。第二のものは、米国特許第５，
４９８，２２４号明細書に記載されており（参照するこ
とにより本明細書の内容とする）、スターチエステルを
含んだ第一のタイプの接着剤の配合物を水溶性プラグラ
ップ接着剤として用いることができる。これら二種類の
水溶性接着剤のいずれかを単独で用いることができる
が、この二つを一緒に用いることも考えられる。

【００２１】プラグラップ紙を適用した後、包装され、
圧縮されそして結合された繊維を切断する。従来及び本
発明では、この繊維はフィルター棒材に切断され、前述
したように、フィルター棒材はその長さに応じて４もし
くは６個の紙巻きタバコのフィルター要素として役に立
つことができる。包装された繊維は移動するので、連続
的に、包装された繊維と共に移動する鋭利な刃によっ
て、包装された繊維をフィルター棒材セグメントに切断
する。

【００２２】包装された繊維をフィルター棒材に切断す
ることに加えて、本発明は、水分散性及び砕解性は個々
の繊維長に強く関連することを発見した。短繊維は長繊
維よりも分散する。酢酸セルロース繊維から水砕解性フ
ィルター棒材を作成するためには、さらに切断を実施す
る。追加の切断によって、以下に記載する短い長さに繊
維を切断する。

【００２３】本発明は、実質的に全ての繊維を切断する
ことが必要であることを見出した。具体的には、繊維の
少なくとも９５％を切断した方がよい。しかし、フィル
ター棒材全部を切断すると、タバコ煙フィルターを作成
する一つ一つを再組立することが困難である。切断がお
互いに近接しているときは特にそうである。包装された
繊維全体を切断しないで、実質的に全ての繊維を切断す
るために、本発明は、フィルターの異なる側面から、フ
ィルターの半分を超えて入れられた複数の切れ目を提供
する。

【００２４】図１は、典型的なカッティングパターンを
表した図面である。見れば分かるように、切れ目は包装
された繊維の二つの相対する面から入れられている。別
のカッティング構成も可能である。例えば、３種類以上
の異なる方向から、もしくは異なる深さまで、切れ目を
入れることができる。例えば、包装された繊維の半分を
超えて伸びる切れ目を第一方向から作成することがで
き、そして包装された繊維の半分を超えない切れ目を第
二の異なる方向から入れることができる。

【００２５】図１に示した距離Ａは分散のために重要で
ある。繊維長が長くなると、繊維はますます分散しそう
にない。広い意味では、長さＡは１０ｍｍ未満、２〜１
０ｍｍであるのがよい。長さＡが７ｍｍ未満、２〜７ｍ
ｍであるのがより好ましい。最も好ましくは、長さＡが
５ｍｍ未満、２〜５ｍｍである。繊維長が２ｍｍ未満で
あると、剛性がなくなり、コストが上昇し、分散の改善
が達成されるかどうか不明である。

【００２６】考えられるところでは、包装された繊維に
追加の切れ目を入れることは繊維を包装した後では何時
でも行うことができる。例えば、包装された繊維をフィ
ルター棒材に切断する前に、包装された繊維をそれを通
して部分的に切断することができる。あるいは、個々の
タバコ煙フィルター要素を部分的に切断してもよい。し
かし、明らかに、フィルター棒材を包装された繊維から
切断した後で且つフィルター棒材を別個のタバコ煙フィ
ルター要素に分割する前に部分切断をおこなうことが最
も好ましい。

【００２７】上述したように、フィルター棒材を作成し
た後、それを複数のセクションに切断する。通常、三つ
のセクションである。タバコ棒材はそのセクションの端
部に取り付けられ、各セクションを二つに切断して、そ
のセクションから二つの紙巻きタバコをつくる。即ち、
前記フィルター棒材から六つの紙巻きタバコが作られ
る。それぞれの紙巻きタバコはフィルター要素を有して
いる。

【００２８】タバコ紙及び他の紙タバコ成分が水中で急
速に溶解もしくは砕解することが重要である。フィルタ
ー繊維を包装する紙は、チッピング紙と呼ばれるもう一
つの紙の層によって取り囲まれており、この紙はそこに
保持されているフィルター要素を解放しなければならな
い。紙巻きタバコに使用されている全ての紙が水中で砕
解すべきである。上記の本発明のタバコ煙フィルター棒
材を製造する方法では、慎重にコントロールしなければ
ならない二つのパラメータがある。具体的には、次に検
討する「クリンプ比」及び「デニール／フィラメント」
を慎重にコントロールしなければならない。

【００２９】クリンプ加工は、酢酸セルローストウ製造
工程でクリンプ加工室に繊維を押し込むことによって、
酢酸セルロース繊維にクリンプ加工を施す。そのクリン
プ部は、最終のフィルター棒材製造において保持される
であろう。保持されているクリンプを評価する一つのパ
ラメータが、「クリンプ比」であり、フィルター棒材中
の、弛緩した繊維長に対する完全に伸長した繊維長の比
である。フィルター棒材中のクリンプ比が高くなるにつ
れて、より嵩ばり、より堅くなり、よりからまり、良好
な濾過を生じる。嵩が増えるので、使用するフィルター
材料は少なくなり、コストが低下する。発明者は、より
低いクリンプ比がフィルター砕解の改善に関連すること
を見出した。

【００３０】従来のフィルター棒材のクリンプ比は、
１．２〜１．８の範囲内である。本発明では、２〜１０
ｍｍ繊維長（隣接する切れ目間の距離Ａ）、１．１〜
１．８のクリンプ比を用いることができる。一般的に、
通常のクリンプ比よりも少し小さい比を用いて、非常に
短い繊維長を用いることなく十分な砕解を提供するのが
よい。より好ましいクリンプ比は１．１〜１．５であ
り、最も好ましいクリンプ比は１．１〜１．３である。

【００３１】このクリンプ比は、アセテートトウ製造プ
ロセス及びフィルター棒材製造プロセス時の生産因子に
よって決定される。アセテートトウ製造プロセスでは、
クリンプ加工室から出るトウの動きを制限することによ
ってクリンプ比をコントロールすることができる。これ
は、普通は、調節してトウの動きを抑制することができ
るクラッパーゲート配置を用いて行われる。アセテート
トウ製造プロセスでクリンプを操作することは、米国特
許第４，３９５，８０４号明細書に記載されており、参
照することにより本明細書の内容とする。

【００３２】クリンプレベルに加えて、「デニール／フ
ィラメント」は、フィルター棒材オペレーションプロセ
スにおいて正確にコントロールされねばならないもう一
つの重要な変数である。デニール／フィラメントは、繊
維重量の尺度である。より具体的には、デニール／フィ
ラメントは、単繊維９，０００ｍ長の重量（ｇ）として
定義される。例えば、そのようなフィラメントは３ｇの
重さとなることができる。重量は９，０００ｍ長の繊維
束の重量である「総デニール」でも測定される。１０，
０００繊維が一束である場合は、それぞれの繊維が３ｇ
の重量であると、総デニールは３０，０００である。従
って、デニール／フィラメントと繊維束中のフィラメン
ト数の二つの変数が総デニールに影響する。

【００３３】より小さな軽量繊維が、高濾過効率、所定
の圧力損失でのより小さい重量及び少ない材料のための
コスト低下の利点を有するので、デニール／フィラメン
トが小さいほど好ましい。デニール／フィラメントがよ
り小さいと、二つの大きな欠点がある。得られるタバコ
煙フィルターは剛性がより小さく、繊維は水中で分散し
にくくなる。まさに、より太い釣り糸ほど、ほぐれやす
くなるように、より太い酢酸セルロース繊維となること
ができる。

【００３４】概して言えば、本発明は、現行用いられて
いるのと同じデニール／フィラメントを用いることがで
きる。例えば、１．５〜１５のデニール／フィラメント
を用いることができる。しかし、本発明の場合、僅かに
大きなデニール／フィラメントを用いて、良好な硬度と
容易な砕解を可能にすることが好ましい。より好ましい
範囲は、２〜１０であり、最も好ましくは、２〜４であ
る。

【００３５】良好なフィルター硬度は、本発明の追加の
要件である。フィルター硬度は、３００ｇの荷重を１２
ｍｍ径の丸形脚の手段によってフィルター上に置き、た
わみ量を測定する、フィルトロナ（Filtrona）硬度試験
によって測定することができる。このたわみをフィルタ
ー直径から引き、この量をフィルター径で割って１００
％を掛ける。本発明では、６０％より大きなフィルトロ
ナ硬度を有する方がよく、好ましくは８０％超、最も好
ましくは９０％超である。

【００３６】本発明は繊維を作成するのに用いるポリマ
ーの種類に限定されないが、タバコの味を考慮すると酢
酸セルロースが好ましい。砕解するフィルター棒材は、
レーヨン繊維もしくは他の形態の再生セルロース、ポリ
エチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレンテレ
フタレート繊維、ポリプロピレンテレフタレート繊維、
ポリヒドロキシブチレート繊維、ポリヒドロキシバレル
ブチレート繊維、又はセルロースフィラメント繊維を作
るのに十分な特性を有する他のポリマーから製造するこ
とができる。実際、酢酸セルロースは水中で著しく軟化
するので、水中でその剛性を維持する合成繊維が、より
長い切断長を使って砕解するフィルター棒材を提供する
ことができた。

【００３７】本発明はフィルターの構成に限定されな
い。即ち、本発明に従うフィルター棒材は、例えば、タ
バコの性質を変える、チャコール、シリカもしくはアル
ミナ等の添加物を有することができ、種々の長さ、厚
み、通気スキーム等を有することができる。

【００３８】本発明は、環境に砕解可能なタバコ煙フィ
ルター棒材及びその製造法方を提供する。本発明は、捨
てられたタバコ煙フィルターの掃除に伴う問題を除くの
に有用である。本発明は、その繊維が分解環境で迅速に
分散するので、タバコ煙フィルターの光分解及び生分解
を促進する。水分砕解ペーパー及びチッピングペーパー
を本発明と一緒に用いると、砕解速度は湿性になる数秒
以内となることができる。

【００３９】

【実施例】フィルターチップの水分散度は、実験室水分
散試験で評価することができる。第一工程は、フィルタ
ーを、プラグラップペーパーがプラグラップ接着剤の溶
解によって離れるまで（一般的に、１時間未満）、水中
に浸漬することであった。次に、振動している水浴に一
部分浸漬されている６インチ径のＮｏ．４サイズ篩い
に、このフィルターを５分間ゆっくりと振とうさせるこ
とからなり、これによって、繊維をゆるませて、絡まっ
ている繊維を主クラスターから分離させる。この篩い
は、４．７５ｍｍ辺の正方形孔を有し、通常の紙巻きタ
バコフィルターの直径よりも僅かに小さい。振とう器
は、１３ｍｍ径の円形軌道を有し、８５回転／分で振動
するようにセットされ、ゆっくりとした波動を生じる。
振とうして５分後、分散されてない繊維を集め、１１０
℃でオーブンで１時間乾燥し、２２℃及び相対湿度６０
％で少なくとも４時間再調整して、秤量する。分散しな
かった繊維の重量を初期繊維重量から引き、初期重量で
割って、水分散度を決定する。

【００４０】例１ サンプルフィルター棒材を、水溶性接着剤を用い、以下
のように切断して、通常の酢酸セルローストウから作成
して、水砕解性フィルターチップを作成する本発明の能
力を実証した。フィルター棒材を、３．０デニール／フ
ィラメント、Ｙ断面及び３５，０００総デニールを有す
る、酢酸セルローストウを用いて作成した。このトウ
を、イーストマンミニアチュアトウ処理ユニットでフィ
ルター棒材に処理し、このトウをブルームし、結合剤を
加え、プラグメーカーへのトウの送りをコントロールし
た。Molins PM-2 プラグメーカーで、Ecusta 646プラグ
ラップペーパーを用いてトウを包装して、円筒形状の棒
材を形成した。繊維−繊維結合剤及びプラグラップ接着
剤として、水溶性材料を用いた。繊維結合剤は、PEG340
0 ワックス９０重量％及びトリアセチン１０重量％から
なっていた。この水溶性結合剤を、結合剤を８０℃に加
熱して、通常の回転ブラシアプリケーターシステムを用
いて、ブルーム加工したトウに３７重量％の量で塗布し
た。トウがフィルター棒材に変えられる前に、トウが接
触する送り出しロール及び他の構成部品を加熱する、適
当に配置された実験室ガンを用いて、結合剤及びトウを
熱く維持した。プラグラップ接着剤は、CYCLOFLEX 70-3
680 （National Starch Co. 製）であり、通常のホット
メルトアプリケーターを用いて、３２５℃に加熱して塗
布した。切断前のフィルター棒材は長さ１０８ｍｍであ
り、非常に良好な９５％のフィルトロナ硬度を有した。
この棒材は、水３４２ｍｍの密閉圧力損失を有し、２
３．７ｍｍの円周を有した。計算したクリンプ比は１．
２４であった。

【００４１】サンプルチップを図１に記載した本発明の
フィルター棒材を変えて作成した。このサンプルチップ
は、繊維の水分散に与える、切れ目形成長さの影響を説
明するために種々の切れ目形成長さを有した。結果を表
Ｉに示す。対照フィルターを作成するために、サンプル
Ａを、フィルター棒材を２７ｍｍチップに切断して作成
した。これらのサンプルチップを測定すると、水分散性
を持たず、水槽中の濡れた綿ボールのように見える非常
に絡まり合った繊維であった。サンプルＢを、フィルタ
ー棒材を、Ａ≦５ｍｍの切れ目形成長さを有する２７ｍ
ｍチップに切断し、２．２５、５、７．２５、１０、１
２．２５、１５、１７．２５、２０、２２．２５、及び
２５ｍｍのところで１０個の交互オフセット部分切れ目
を入れて作成した。サンプルＣを、フィルター棒材を、
Ａ≦４ｍｍの切れ目形成長さを有する２７ｍｍチップに
切断し、１．５、３．５、５．５、７．５、９．５、１
１．５、１３．５、１５、１７．５、１９、２１．５、
２３及び２５．５ｍｍのところで１３個の交互オフセッ
ト部分切れ目を入れて作成した。サンプルＤを、フィル
ター棒材を、Ａ≦３ｍｍの切れ目形成長さを有する２７
ｍｍチップに切断し、１．５、３、４．５、６、７．
５、９、１０．５、１２、１３．５、１５、１６．５、
１８、１９．５、２１、２２．５、２４及び２５．５ｍ
ｍのところで１７個の交互オフセット部分切れ目を入れ
て作成した。これらのサンプルの結果は、有効な水砕解
のための短い切れ目形成長さの必要性を具体的示してい
る。

【００４２】［表Ｉ］ ３／Ｙ／３５，０００トウを用いて作成したフィルターチップの例 サンプル 切れ目形成長さ（ｍｍ） 水分散度（％） Ａ ２７ ＜１０ Ｂ ５ ＜１０ Ｃ ４ ４８ Ｄ ３ １００

【００４３】例２ サンプルフィルター棒材を、水溶性接着剤を用い、以下
のように切断して、一般的でない酢酸セルローストウか
ら作成して、フィルター特性に与えるデニール／フィラ
メント及び総デニールの影響を実証した。フィルター棒
材を、８．０デニール／フィラメント、Ｙ断面及び６
４，０００総デニールを有する、酢酸セルローストウを
用いて作成した。このトウを、例１に記載したように処
理した。PEG3400 及びトリアセチンからなる同じ配合物
を、水溶性繊維−繊維結合剤として用い、１３重量％の
量で繊維に加えた。切断前のフィルター棒材は長さ１０
８ｍｍであり、非常に良好な９５％のフィルトロナ硬度
を有した。この棒材は、水３１２ｍｍの密閉圧力損失を
有し、２４．７ｍｍの円周を有した。計算したクリンプ
比は１．１８であった。

【００４４】これらのより重い繊維の水分散に与える、
切れ目形成長さの影響を説明するために種々の切れ目長
さを有する、フィルター棒材を図１に記載するように本
発明に従って変更した。サンプルＥは、フィルター棒材
を２７ｍｍチップに切断して作成した対照サンプルであ
った。これらのサンプルチップを測定すると、水分散性
を持たず、水槽中の濡れた綿ボールのように見える非常
に絡まり合った繊維であった。サンプルＦを、フィルタ
ー棒材を、Ａ≦５ｍｍの切れ目形成長さを有する２７ｍ
ｍチップに切断し、２．２５、５、７．２５、１０、１
２．２５、１５、１７．２５、２０、２２．２５、及び
２５ｍｍのところで１０個の交互オフセット部分切れ目
を入れて作成した。サンプルＧを、フィルター棒材を、
Ａ≦４ｍｍの切れ目形成長さを有する２７ｍｍチップに
切断し、１．５、３．５、５．５、７．５、９．５、１
１．５、１３．５、１５、１７．５、１９、２１．５、
２３及び２５．５ｍｍのところで１３個の交互オフセッ
ト部分切れ目を入れて作成した。サンプルＨを、フィル
ター棒材を、Ａ≦３ｍｍの切れ目形成長さを有する２７
ｍｍチップに切断し、１．５、３、４．５、６、７．
５、９、１０．５、１２、１３．５、１５、１６．５、
１８、１９．５、２１、２２．５、２４及び２５．５ｍ
ｍのところで１７個の交互オフセット部分切れ目を入れ
て作成した。表ＩＩに示した結果は、より大きなデニー
ル／フィラメント繊維がより長い切れ目形成長さを用い
ることができることを示している。

【００４５】 ［表ＩＩ］ ８／Ｙ／６４，０００トウを用いて作成したフィルターチップの例 サンプル 切れ目形成長さ（ｍｍ） 水分散度（％） Ｅ ２７ ＜１０ Ｆ ５ ８１ Ｇ ４ １００ Ｈ ３ １００

【００４６】本発明の好ましい態様を特に詳細に記載し
たが、上記概要の範囲内での種々の変更は当業者に明ら
かであることが理解されるであろう。従って、本発明は
これらの好ましい態様に限定されるものでなく、そのよ
うな変更も包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルター棒材の斜視図である。

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酢酸セルロース繊維から調製されたタバ
   コ煙フィルター棒材であって、 （Ａ）保持されているクリンプ比が１．１〜１．８の範
   囲であり、 （Ｂ）当該繊維の平均デニール／フィラメントが１．５
   〜１５の範囲であり、 （Ｃ）当該繊維の少なくとも９５％の、切れ目形成長さ
   が１０ｍｍ未満であり、そして （Ｄ）６０％を超えるフィルトロナ硬度を創出するのに
   十分な数の繊維が水溶性固形結合剤で結合されているタ
   バコ煙フィルター棒材。
2. 【請求項２】 酢酸セルロース繊維から調製されたタバ
   コ煙フィルター棒材であって、 （Ａ）保持されているクリンプ比が１．１〜１．５の範
   囲であり、 （Ｂ）当該繊維の平均デニール／フィラメントが２〜１
   ０の範囲であり、 （Ｃ）当該繊維の実質的に全部の、切れ目形成長さが２
   〜７ｍｍであり、そして （Ｄ）８０％を超えるフィルトロナ硬度を創出するのに
   十分な数の繊維が水溶性固形結合剤で結合されているタ
   バコ煙フィルター棒材。
3. 【請求項３】 酢酸セルロース繊維から調製されたタバ
   コ煙フィルター棒材であって、 （Ａ）保持されているクリンプ比が１．１〜１．３の範
   囲であり、 （Ｂ）当該繊維の平均デニール／フィラメントが２〜４
   の範囲であり、 （Ｃ）当該繊維の実質的に全部の、切れ目形成長さが２
   〜５ｍｍであり、そして （Ｄ）９０％を超えるフィルトロナ硬度を創出するため
   に、当該繊維の９５％超が水溶性固形結合剤で結合され
   ているタバコ煙フィルター棒材。
4. 【請求項４】 繊維束の１／２を超えて施された複数の
   切れ目を有する包装された繊維の束を含んでなるタバコ
   煙フィルター棒材。
5. 【請求項５】 前記複数の切れ目が、繊維束全体に施さ
   ないで、繊維束の１／２より多くに施されている請求項
   ４に記載のタバコ煙フィルター棒材。
6. 【請求項６】 包装された繊維束の繊維が酢酸セルロー
   ス繊維である請求項４に記載のタバコ煙フィルター棒
   材。
7. 【請求項７】 繊維束の１／２を超えて施された複数の
   切れ目が、複数の異なる方向から作成されている請求項
   ４に記載のタバコ煙フィルター棒材。
8. 【請求項８】 複数の異なる各方向において、当該方向
   から作成された隣接する切れ目間の距離が存在し、当該
   隣接する切れ目間の距離が２〜７ｍｍの範囲である請求
   項７に記載のタバコ煙フィルター棒材。
9. 【請求項９】 繊維束の１／２を超えて施された切れ目
   が第一の方向から作成され、当該繊維束が、第一の方向
   とは異なる第二の方向から、繊維束の１／２未満に施さ
   れた複数の切れ目を追加して有する請求項４に記載のタ
   バコ煙フィルター棒材。
10. 【請求項１０】 第一の方向及び第二の方向の各方向に
    おいて、当該方向から作成された隣接する切れ目間の距
    離が存在し、当該隣接する切れ目間の距離が２〜７ｍｍ
    の範囲である請求項９に記載のタバコ煙フィルター棒
    材。
11. 【請求項１１】 包装された繊維の束の繊維が、水溶性
    繊維−繊維結合剤で結合されている請求項４に記載のタ
    バコ煙フィルター棒材。
12. 【請求項１２】 前記水溶性繊維−繊維結合剤が、６０
    〜９９重量％の水溶性バインダー及び４０〜１重量％の
    可塑剤を含む請求項１１に記載のタバコ煙フィルター棒
    材。
13. 【請求項１３】 前記水溶性繊維−繊維結合剤が、水溶
    性ポリマーとグリセロールトリアセテートとの混合物で
    ある請求項１１に記載のタバコ煙フィルター棒材。
14. 【請求項１４】 包装された繊維の束が、水溶性プラグ
    ラップ接着剤と一緒に固定される相対する端部を有する
    紙に包装される繊維から形成される請求項１１に記載の
    タバコ煙フィルター棒材。
15. 【請求項１５】 包装された繊維の束を調製すること、
    そして当該束の１／２を超えて施す複数の切れ目を作成
    すること、 の各工程を含んでなるタバコ煙フィルター棒材の製造方
    法。
16. 【請求項１６】 繊維束全体に施さないで、繊維束の１
    ／２より多くに施すように、複数の切れ目を作成する請
    求項１５に記載のタバコ煙フィルター棒材の製造方法。
17. 【請求項１７】 包装された繊維の束が酢酸セルロース
    繊維から調製される請求項１５に記載のタバコ煙フィル
    ター棒材の製造方法。
18. 【請求項１８】 繊維束の１／２を超えて施された複数
    の切れ目が、複数の異なる方向から作成される請求項１
    ５に記載のタバコ煙フィルター棒材の製造方法。
19. 【請求項１９】 複数の異なる各方向において、当該方
    向から作成された隣接する切れ目間の距離が存在し、当
    該隣接する切れ目間の距離が２〜７ｍｍの範囲である請
    求項１５に記載のタバコ煙フィルター棒材の製造方法。
20. 【請求項２０】 繊維束の１／２を超えて施された切れ
    目が第一の方向から作成され、当該方法が、繊維束が、
    第一の方向とは異なる第二の方向から、繊維束の１／２
    未満に複数の切れ目を施す工程を追加して含む請求項１
    ５に記載のタバコ煙フィルター棒材の製造方法。
21. 【請求項２１】 第一の方向及び第二の方向の各方向に
    おいて、当該方向から作成された隣接する切れ目間の距
    離が存在し、当該隣接する切れ目間の距離が２〜７ｍｍ
    の範囲である請求項２０に記載のタバコ煙フィルター棒
    材の製造方法。
22. 【請求項２２】 包装された繊維の束が、当該包装され
    た繊維の束において、水溶性繊維−繊維結合剤と一緒に
    結合することによって調製される請求項１５に記載のタ
    バコ煙フィルター棒材の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記水溶性繊維−繊維結合剤が、６０
    〜９９重量％の水溶性バインダー及び４０〜１重量％の
    可塑剤を含む請求項２２に記載のタバコ煙フィルター棒
    材の製造方法。
24. 【請求項２４】 前記水溶性繊維−繊維結合剤が、水溶
    性ポリマーとグリセロールトリアセテートとの混合物で
    ある請求項２２に記載のタバコ煙フィルター棒材の製造
    方法。
25. 【請求項２５】 包装された繊維の束が、水溶性プラグ
    ラップ接着剤を紙の相対する端部に適用し、そして繊維
    を当該紙で包装することによって調製される請求項２２
    に記載のタバコ煙フィルター棒材の製造方法。