JPS6365367B2 - - Google Patents
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Description
本発明は酢酸セルロースフオームの製法および
それからつくられた製品に関する。更に明確にい
えば、本発明はたばこの煙の様なエーロゾル過
用要素としての特殊要途をもつ開放セル構造の発
泡酢酸セルロースの溶融押出し製法に関する。 酢酸セルロースフオームたばこフイルターは知
られており、このフイルターは米国特許第
3574803号に発表されている。この特許の酢酸セ
ルロース発泡体は酢酸セルロースの初期沈澱点に
おける熟成酢酸セルロース濃厚液中に不活性ガス
を加圧溶解させ、濃厚液上の圧力を減少させなが
ら酢酸セルロースを沈澱させて固体フオームを生
成した後フオームから残留酢酸および塩類を洗い
流して製造される。適当な製品を得る為に水溶性
塩類と酢酸を固体フオームから洗い流してフオー
ム構造体全部を完全に洗う必要があることが重要
である。この方法によつて棒フオームの周囲面に
水が通る製品が得られ、また繊維状エレメントの
全くない立方センチメートル当り約0.13ｇの平均
密度をもつ気ほう構造をもつ製品が得られる。 周囲皮をもつポリオレフイン開放セル構造体は
知られており、この様な構造体は米国特許第
3939849号および4054550号に発表されている。ポ
リオレフイン開放セル構造は更に個々の気ほうが
繊維状エレメントでつながつている網状構造とし
て特徴づけられる。ポリオレフインフオームがた
ばこフイルター用途に用いられた場合単に物理的
過によつて作用する。即ち煙に含まれた物質を
機械的に捕集する。酢酸セルロースたばこフイル
ターが一般に利用される主な理由はたばこ煙流に
与えられる味に対する消費者の嗜好および煙蒸気
から成分を化学的に分離する能力および煙に含ま
れている物質、例えばタール状物質の機械的除去
にある。特に酢酸セルロースフイルターはポリオ
レフイン類から製造されたフイルターよりもたば
こ煙から来るフエノールおよび他の単純なフエノ
ール系化合物類除去に対しずつと良好な選択性を
示す。更に酢酸セルロースフイルターのフエノー
ル除去能力はエーテルエステル又は単純なエステ
ル型可塑剤の存在によつて増加する。しかし市販
の酢酸セルロースたばこフイルターは酢酸セルロ
ース綱からつくられた高密度フイルター（約0.14
−0.15ｇ／cm3）である。綱からフイルターロツド
の製造は綱を製造し綱束を開らき、可塑剤を正確
局部に着け、開いた綱束をロツドに形成し、ロツ
ドを巻き膠をつけかつそれを適当な長さに切断す
る経費のかかる方法である。綱をたばこフイルタ
ーロツドにする手数のかかる方法の他に、可塑剤
の局部使用はロツド老化中可塑剤の内部移動を生
じ、あとで可塑剤のたばこ煙からのフエノール除
去能力に変動が生ずる。 したがつて本発明の目的は個々の気ほうの少な
くもいくらかは繊維状エレメントでつながつてい
る様な低密度開放セル構造をもつ可塑化された酢
酸セルロース発泡体ロツドを提供することにあ
る。 更に本発明の他の目的は個々の気ほうが繊維状
エレメントでつながつている低密度連続気ほう構
造をもつ可塑化された酢酸セルロース発泡体ロツ
ドの製法を提供するにある。 本発明のこれらの目的は本発明の次の明細書に
より更に明白となるであろう。 本発明によれば、改良された低密度の開放セル
構造をもつ酢酸セルロース発泡体たばこフイルタ
ーが長楕円形又は円形ダイをもつ押出機をとおし
て酢酸セルロース、可塑剤、ブロー剤および核形
成剤の混合物を温度調整雰囲気中に溶融押出しす
ることより成る方法により製造できることを今や
発見したのである。可塑剤の存在は酢酸セルロー
スのガラス転移温度を低下しまた重合体の好まし
くない熱分解を起すことなく酢酸セルロースフオ
ームの溶融押出しを可能とするのである。押出機
はスクリユー押出機が好ましい。 この方法はブロー剤ガスが逃げない様、即ち押
出方向とちがつた方向に流れない様に行なう必要
がある。この様にブロー剤を逃がすと操作が調整
し難く最終製品の綿密度およびかさ密度は不均斉
となる。ブロー剤注入口の上流圧が注入口の下流
圧より大きい様な圧力傾斜によつてブロー剤の逃
げるのを防ぐことができる。圧力傾斜は押出機胴
体を満たした溶融酢酸セルロースによつて又はス
クリユー押出機の一部を形成する機械的堰によつ
て堰とめるのがよい。したがつて操作はブロー剤
を堰の下流で加える必要がある。故に押出操作は
６区域に分割され各域は正確な温度範囲内に保た
れる。重要なことは第２、第３および第４域とよ
ばれる区域はスクリユー押出機内である。 第１区域は重合体供給域であり、ここで酢酸セ
ルロースフレークはそれを押出機に供給中凝集し
ない様−20乃至100℃の温度に保たれる。 押出機内にある第２区域は酢酸セルロース重合
体溶融域で、入口温度100℃以上にまた出口温度
240℃以下に保たれる。 押出機内にある第３区域は酢酸セルロースのガ
ラス−ゴム転移温度以上の温度に保たれた高圧高
せん断域である。第３区域は押出し方向から逃げ
去るガスを防ぐ堰がある。第３区域はまた堰の下
流でブロー剤を加える区域である。 第４区域は押出機内にあり第３域より低温に保
たれた混合域である。 第５区域は180℃乃至270℃の温度に保たれた押
出ダイ区域である。 第６区域は約45℃から押出物のガラス−ゴム転
移温度の５℃以内迄の温度に保たれた条件調整区
域であり、その温度によりブロー剤の逃避が防が
れ正常なロツド皮形成がなされフオーム構造の崩
壊が減少する。 条件調整域をとおつた後にロツドはたるまない
様充分な張力でひつぱられたままロツド成型機へ
送られる。張力はロツド引張機で与える。本発明
において使用に適するロツド引張機は米国特許第
3813200号に発表されている。次いでロツドは望
むフイルターロツド長さに切られかくてロツドは
望むチツプ長さに切断され、チツプはそれと巻き
たばこのたばこ管との周りにチツプ紙を膠づけし
て巻きたばこに付けられる。チツプは硬く寸法一
定で実質的に水をおとさぬ皮と実質的に均一な断
面密度をもつ実質的に均質な可塑化された円筒で
ある。可塑化された連続気ほうをもつ酢酸セルロ
ース発泡体フイルターロツドは実質的に均質に可
塑化されており、0.12ｇ／cm3より小さな密度、水
柱20乃至200mmの圧力低下および喫煙前と後に周
囲24.8mmをもつ20mm長さロツドに対し少なくも20
％の硬度をもち、個々の気ほうの少なくもいくつ
かが繊維状エレメントでつながつておる網状気ほ
う構造であり、好ましくは実質的に水を通さぬロ
ツド皮構造をもつことを特徴とする。可塑剤の実
質的に均質な分布はフエノール除去効果の変動と
なると知られている可塑剤の移動を防ぐ。本発明
のフイルターは可塑剤が均一分布しているので実
質的にフエノール除去は一定である。 本明細書で用いる“酢酸セルロース”とはアル
フアーセルロース90重量％以上をもつアセチル化
級木材パルプからつくられアセチル価で表わされ
るエステル化度が結合酢酸として約55.0％である
様なエステルと定義される。充分にアセチル化さ
れた酢酸セルロースは結合アセチル44.8％又は結
合酢酸として62.5％を含む。３酢酸セルロースは
加水分解され約39.42％の結合アセチル又は55.0
±0.35％の結合酢酸を含む酢酸セルロースとな
る。 本発明の酢酸セルロースフレークは６％溶液の
粘度において約８センチポアズより小さな標準偏
差をもつものが好ましい。酢酸セルロースフレー
クの６％溶液の粘度は好ましくは95／５重量％ア
セトン／水溶媒中酢酸セルロース約６％の溶液が
補正した粘度計を流下する時間で測定する。フレ
ークはまた結合低級脂肪酸としてエステル化度を
表して約0.20％以下、好ましくは約0.15％以下の
標準偏差をもつことが好ましい。 酢酸セルロースの結合硫酸塩含量はこれが熱安
定性と高温粘度に影響するので最小値に抑える必
要がある。硫酸塩量は試料を水蒸気オートクレー
ブ中で0.07重量％の熱塩酸と処理して結合硫酸基
を分離させて測定できる。これらは可溶性硫酸塩
類と共に浸出し塩化バリウムで沈澱させて重量分
析で決定できる。結果はSO4重量％として報告さ
れる。本発明で用いる酢酸セルロースフレークの
結合硫酸塩含量は0.003重量％以下でなければな
らない。 次の付図によつて本発明は更によく了解される
であろう。 付図１は本発明のフイルター部品の製造工程図
である。 付図２は本発明において使用に適するスクリユ
ー押出機の１種の概略図である。 付図３は本発明において使用に適するスクリユ
ー押出機の他の型の概略図である。 付図４は本発明において使用に適する双スクリ
ユー押出機のスクリユー長さに対する圧力の関係
曲線図である。 付図５は本発明の実施例１により製造したフイ
ルター部品の顕微鏡写真図（倍率11倍）である。 付図６は従来の酢酸セルロースフイルター部品
の顕微鏡写真図（倍率10倍）である。 付図７は従来の酢酸セルロースフイルターロツ
ドの断面顕微鏡写真図（倍率100倍）である。 付図８は本発明の実施例１により製造した酢酸
セルロースフイルターロツドの断面顕微鏡写真図
（倍率100倍）である。 付図９は従来の酢酸セルロースフイルターロツ
ドの皮顕微鏡写真図（倍率100倍）である。 付図１０は従来の酢酸セルロースフイルターロ
ツドの皮顕微鏡写真図（倍率1000倍）である。 付図１１は本発明の実施例１により製造した酢
酸セルロースフイルターロツドの皮顕微鏡写真図
（倍率1000倍）である。 付図１２は本発明の実施例１により製造した酢
酸セルロースフイルターロツドの皮顕微鏡写真図
（倍率1000倍）である。 付図１において、酢酸セルロースフレーク、全
組成物重量を基準として10乃至26重量％の可塑剤
および全組成物重量を基準として0.5乃至15重量
％の核形成剤を混合機に供給し混合した後H2O
約0.5％より少ない水分含量に乾燥する。別に酢
酸セルロースフレークを混合前乾燥してもよい。
何れの場合も凝集しない様水分除去の為乾燥す
る。可塑剤は無毒の味のよい熱安定性な180℃以
上の沸点をもつ可塑剤で、飽和２塩基性酸類のエ
ステル類、飽和多価アルコール類のエステル類、
脂肪酸エステル類およびスルフオンアミド樹脂類
から成る群から選ばれたもので、明確にいえばジ
エチルアジペート、ジカプリルアジペート、ジメ
トオキシエチルアジペート、ジエトオキシエチル
アジペート、ジメトオキシプロピルアジペート、
トリエチルシトレート、トリス−ｎ−ブチルシト
レート、アセチルトリエチルシトレート、グリセ
ロールモノアセテート、グリセロールジアセテー
ト、グリセロールトリアセテート、（エトオキシ
カルボニル）メチルメチルフタレート、ビス（２
メトオキシエチル）フタレート、ジエチレングリ
コールジアセテート、トリエチレングリコールジ
アセテート、グリセロールトリイソプロピオネー
ト、エチレングリコールジプロピオネート、ジエ
チレングリコールジプロピオネート、ジメチルセ
バケート、ジエチルスクシネート、ジブチルター
トレート、イソフタリツクプロピレングリコール
ポリエステルおよびポリアルキレングリコール類
より成る群から選ばれた可塑剤である。最も好ま
しい可塑剤は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およびそれらの
混合物より成る群から選ばれた可塑剤である。グ
リセロールトリアセテートおよびトリエチレング
リコールジアセテートも種々の量のポリエチレン
グリコールと共に可塑剤として使用できる。 適当する核形成剤は大きな表面積、好ましくは
0.28m2／ｇ又はそれ以上の表面積をもちかつフオ
ームにそれを入れないよりも入れた方がより気ほ
うを生ずる様な無機物質である。 この核形成剤は分子ふるい物質、２酸化チタ
ン、パーライト、けい藻土、石灰石および滑石よ
り成る群から選ばれたものが好ましい。しかし重
要なことは他の無毒熱安定性で均一粒子大きさを
もつ無機核形成剤もそれらが押出物に有害な色を
つけない限り使用できることである。混合、乾燥
後混合物を混合機から取出し出来れば大粒子を除
く為ふるいにかけ成型に適する粉末を得る。 次いで成型用粉末を一定割合で押出機に供給す
る。押出機は次の特性をもつものが好ましい：滞
留時間分布がせまい範囲でよく前進すること、即
ち混合戻りが最小のこと；加熱および冷却に対し
熱伝導よく温度調整できて多段温度調整ができる
こと；発熱最小で成分、特にブロー剤の混合がよ
いこと；壁層品質低下を防ぐ為スクリユーあと滞
留時間およびスクリユーあと薄層流を最小とする
こと、毎分当りスクリユー回転は滞留時間を最小
としせん断力低下を最小とする様調整することが
好ましい。押出機も多数の温度調整域に分けるこ
とが好ましく、第１域は酢酸セルロースフレーク
の凝集を防ぐ為20乃至100℃の温度範囲に調整さ
れたホツパーである。第２温度調整域は100乃至
240℃、好ましくは150乃至200℃の温度範囲に保
たれた溶融域である。この第２域中の排気口は水
および含まれた空気を大気中に抜く様に使うべき
である。第３域で押出機中の物質温度はガラス−
ゴム転移温度以上に保たれる。全組成物重量を基
準として２乃至７重量％の量のブロー剤が200乃
至700℃、好ましくは240乃至250℃の温度範囲に
調整された第３域中に注入される。ブロー剤含有
酢酸セルロース溶融物は次いで第３域より低温に
保たれた第４混合域に送られる。第３域で注入さ
れるブロー剤は酢酸セルロースの少なくも部分的
溶媒であり、沸点120℃より低いケトン類、エス
テル類および１価アルコール類より成る群から選
ばれる。ブロー剤はアセトン、メチルアセテー
ト、エチルアセテート、メタノール、エタノー
ル、フエノールおよび水より成る群から選ぶこと
が好ましい。 スクリユー押出機の機能は付図２，３および４
についての論議からよく了解されるであろう。 付図２は本発明において使用に適する単一スク
リユー押出機の概略図である。スクリユー型押出
機操作において、固体は摩擦エネルギーと外部熱
エネルギーによつて加工出来る状態になり、装置
内を送られた正常温度に保たれながらせん断力を
受ける。本発明のこの操作中揮発分を除去し、ブ
ロー剤を加えかつ長楕円形又は円形ダイをとおし
て溶融物を押出すに充分な圧力を生ずることも必
要である。 付図２でわかるとおり、図に示す単一スクリユ
ー押出機は一定比でなくスクリユー深さが変つて
おり、供給ホツパー、揮発分排出口およびブロー
剤注入口の位置で図でわかるとおりスクリユー深
さが深くなつていてその特定部分でスクリユーの
全容積は小さくなつておりそれに応じてその点で
圧力が減少する。容積減少と対応する圧力減少は
スクリユー深さを変えるよりもスクリユーピツチ
を変えてもできるのである。付図２において重要
なことは供給ホツパーからスクリユー押出機に入
れられた混合物中に含まれている水分又は揮発分
が揮発分排出口において実質的に減少することで
ある。 本発明に用いる単一スクリユー押出機において
単一スクリユーの長さにそつた圧力状態がブロー
剤が後戻りして揮発分排出口から出ない様な状態
であることが重要である。本発明の目的に対して
熱伝導、せん断混合および圧力状態調整および滞
留時間分布調整をよりよくする為双スクリユー押
出機を使用することが好ましい。 本発明において使用に適する双スクリユー押出
機の図は付図３である。例証容易の為単一スクリ
ユーを付図３に示しているが、本発明の目的に対
し共回転かみ合い双スクリユー押出機が好まし
い。 双スクリユー押出方式はその押出機長さ方向の
圧力状態のよい安定性の為押出機をとおし溶融物
の圧力が急に高まる又は動悸する傾向を最少とす
る点でこの方式は単一スクリユー押出方式より好
ましいことが発見されている。更にかみ合つてい
る双スクリユー構造は自己払拭作用をもつので、
重合体の長い滞留時間はもちろんその分解となる
が、上記作用により装入重合体のどの部分も押出
機中に長く滞留することが防がれる。付図３でわ
かるとおり双スクリユー方式の同一の各スクリユ
ーはピツチの異なる部分をもち、そのピツチはそ
の区域内の圧力を下げる様揮発分排出口とブロー
剤注入口の領域で最大となつている。付図３の双
スクリユー押出機の同一スクリユーは揮発分排出
口とブロー剤注入口の間の堰の役目をもち、それ
は逆方向のスクリユー部分より成る。スクリユー
ピツチ方向を逆にすることによつてできる堰の役
目はブロー剤注入口に入れられたブロー剤が逆に
進み揮発分排出口から逃げるのを防ぐことにあ
る。 前記のとおり本発明の装置は異なる６温度域に
分割されており、その第１は供給ホツパーの温度
調整域でありその第６はロツド条件調整室におけ
る温度調整域である。押出機胴体は第２、第３お
よび第４温度調整域に分割され押出しダイは第５
温度調整域となる。更に押出機胴体は胴体長さに
対する圧力の理想曲線を画いている付図４にみら
れる様に多数の圧力調整域に分けることができ
る。揮発分排出口と堰となる点の間で最高圧とな
り、ブロー剤注入口と押出オリフイスの間に比較
的低圧がある。付図４は付図３の押出装置につい
て曲線としたのであるが、同様の圧力状態が付図
２に示すとおり単一スクリユー押出機でも得られ
るのである。しかし前記のとおり単一スクリユー
押出機の圧力状態はずつと調整しにくいので、本
発明の目的に対しては双スクリユー押出機の方が
好ましい。 押出機からの物質は押出しダイに送られる。第
５温度調整域をなすダイ温度は極めて精密を要し
ロツドの目標直径および望む過性を得る為180
乃至270℃の予め定めた温度の±１℃の範囲内に
調整する必要がある。溶融押出し工程に次いで物
質を第６温度調整域に移す。ここはロツドが通る
入口と出口および室内で温度調整する手段をもつ
条件調整室である。この室はブロー剤を逃がす様
皮温度と多孔性を調整する。約45℃から押出物の
ガラス−ゴム転移温度の５℃以内迄の温度が保た
れる。 ロツドが冷雰囲気中に押出されるならば、余り
に急冷しすぎてつぶれる。ブロー剤が一旦蒸発す
れば冷却ロツドはその弾性を失なう。条件調整室
内で約１秒の最低滞留時間がロツド直径減少を防
ぐに必要である。 条件調整室から出たあと、ロツドはロツド直径
の最終仕上げをしまたロツド皮を滑らかにする為
の加熱寸法調整装置にとおされる。寸法調整管を
とおる際ロツドがたるまない様ロツド引出機でロ
ツドに充分の張力を与える。ロツド引出機の出口
における切断機はロツドを取扱いに便利な長さに
切断する。 次の実施例は本発明を例証する為のものであ
り、本発明の真意および範囲を限定するものと考
えるべきではない。 実施例 酢酸セルロースフレークをミル中で磨砕し３mm
より小さい粒子大きさとした。 未乾燥酢酸セルロースフレーク78.9重量％（５
％H2O）、グリセロールトリアセテート可塑剤
16.9重量％およびパーライト核形成剤4.2重量％
をよく混合して成型用粉末組成物をつくつた。次
いでこの調合物を65℃で14時間乾燥し水分を0.5
重量％以内とした。乾燥調合物を室温に冷却させ
冷たい供給口をとおして双スクリユー押出機に正
確に供給した（第１域）。物質を溶融し（第２域）
含有空気および残留水蒸気を排出した。次いで溶
融物を更に加熱し全組成物重量を基準として3.75
重量％のアセトンブロー剤を加えた（第３域）。
次いで混合物は229℃迄冷却され（第４域）、スク
リユーを出て押出ブロツクに入り押出ブロツクか
らダイ温度240℃（第５域）において３mm円形オ
リフイスをとおつて73℃の温度に保たれた１ｍ長
さの熱風室中に押出された（第６域）。次いで固
化したロツドは円形および正常太さとする為の成
型寸法調整装置をとおりフオーム張りローラーに
よつて速度17.7ｍ／分で引出され長さ120mm部分
に切断された。 生成された製品は直径7.73mmの丸棒であつた。
ロツドの皮および末端の外観は均一白色で細かく
均一な開放セル構造をもつていた。密度は0.109
ｇ／c.c.であつた。次いでロツドを20mm長さのチツ
プに切断し、たばこ過の実際にくわしい者によ
く知られた方法で試験した。周囲を包んだ圧力低
下は58mmH2Oと測定され煙除去効率は全粒子物
質の33.4％となつた。20mmチツプ重量は0.102ｇ
であつて、喫煙前後の“フイルトロナ（商標名）”
試験機によつて測定した硬度96％であつた。 なお、“フイルトロナ”（FILTRONA）試験機
はシガレツトコンポーネンツ社によつて製造され
市販されている（たばこフイルターロツド等の）
硬度試験機であり、該試験機とそれを使用する硬
度試験法はたとえばWorld Tobacco，Vol.57，
pp77−80（英国ロンドンのInternational Trade
Publication Ltd，1977年７月刊行）に記載され
ている。 実施例 実施例の操作を反復した、但しトリアセチン
可塑剤水準および押出機温度条件を次のとおり変
更した：
それからつくられた製品に関する。更に明確にい
えば、本発明はたばこの煙の様なエーロゾル過
用要素としての特殊要途をもつ開放セル構造の発
泡酢酸セルロースの溶融押出し製法に関する。 酢酸セルロースフオームたばこフイルターは知
られており、このフイルターは米国特許第
3574803号に発表されている。この特許の酢酸セ
ルロース発泡体は酢酸セルロースの初期沈澱点に
おける熟成酢酸セルロース濃厚液中に不活性ガス
を加圧溶解させ、濃厚液上の圧力を減少させなが
ら酢酸セルロースを沈澱させて固体フオームを生
成した後フオームから残留酢酸および塩類を洗い
流して製造される。適当な製品を得る為に水溶性
塩類と酢酸を固体フオームから洗い流してフオー
ム構造体全部を完全に洗う必要があることが重要
である。この方法によつて棒フオームの周囲面に
水が通る製品が得られ、また繊維状エレメントの
全くない立方センチメートル当り約0.13ｇの平均
密度をもつ気ほう構造をもつ製品が得られる。 周囲皮をもつポリオレフイン開放セル構造体は
知られており、この様な構造体は米国特許第
3939849号および4054550号に発表されている。ポ
リオレフイン開放セル構造は更に個々の気ほうが
繊維状エレメントでつながつている網状構造とし
て特徴づけられる。ポリオレフインフオームがた
ばこフイルター用途に用いられた場合単に物理的
過によつて作用する。即ち煙に含まれた物質を
機械的に捕集する。酢酸セルロースたばこフイル
ターが一般に利用される主な理由はたばこ煙流に
与えられる味に対する消費者の嗜好および煙蒸気
から成分を化学的に分離する能力および煙に含ま
れている物質、例えばタール状物質の機械的除去
にある。特に酢酸セルロースフイルターはポリオ
レフイン類から製造されたフイルターよりもたば
こ煙から来るフエノールおよび他の単純なフエノ
ール系化合物類除去に対しずつと良好な選択性を
示す。更に酢酸セルロースフイルターのフエノー
ル除去能力はエーテルエステル又は単純なエステ
ル型可塑剤の存在によつて増加する。しかし市販
の酢酸セルロースたばこフイルターは酢酸セルロ
ース綱からつくられた高密度フイルター（約0.14
−0.15ｇ／cm3）である。綱からフイルターロツド
の製造は綱を製造し綱束を開らき、可塑剤を正確
局部に着け、開いた綱束をロツドに形成し、ロツ
ドを巻き膠をつけかつそれを適当な長さに切断す
る経費のかかる方法である。綱をたばこフイルタ
ーロツドにする手数のかかる方法の他に、可塑剤
の局部使用はロツド老化中可塑剤の内部移動を生
じ、あとで可塑剤のたばこ煙からのフエノール除
去能力に変動が生ずる。 したがつて本発明の目的は個々の気ほうの少な
くもいくらかは繊維状エレメントでつながつてい
る様な低密度開放セル構造をもつ可塑化された酢
酸セルロース発泡体ロツドを提供することにあ
る。 更に本発明の他の目的は個々の気ほうが繊維状
エレメントでつながつている低密度連続気ほう構
造をもつ可塑化された酢酸セルロース発泡体ロツ
ドの製法を提供するにある。 本発明のこれらの目的は本発明の次の明細書に
より更に明白となるであろう。 本発明によれば、改良された低密度の開放セル
構造をもつ酢酸セルロース発泡体たばこフイルタ
ーが長楕円形又は円形ダイをもつ押出機をとおし
て酢酸セルロース、可塑剤、ブロー剤および核形
成剤の混合物を温度調整雰囲気中に溶融押出しす
ることより成る方法により製造できることを今や
発見したのである。可塑剤の存在は酢酸セルロー
スのガラス転移温度を低下しまた重合体の好まし
くない熱分解を起すことなく酢酸セルロースフオ
ームの溶融押出しを可能とするのである。押出機
はスクリユー押出機が好ましい。 この方法はブロー剤ガスが逃げない様、即ち押
出方向とちがつた方向に流れない様に行なう必要
がある。この様にブロー剤を逃がすと操作が調整
し難く最終製品の綿密度およびかさ密度は不均斉
となる。ブロー剤注入口の上流圧が注入口の下流
圧より大きい様な圧力傾斜によつてブロー剤の逃
げるのを防ぐことができる。圧力傾斜は押出機胴
体を満たした溶融酢酸セルロースによつて又はス
クリユー押出機の一部を形成する機械的堰によつ
て堰とめるのがよい。したがつて操作はブロー剤
を堰の下流で加える必要がある。故に押出操作は
６区域に分割され各域は正確な温度範囲内に保た
れる。重要なことは第２、第３および第４域とよ
ばれる区域はスクリユー押出機内である。 第１区域は重合体供給域であり、ここで酢酸セ
ルロースフレークはそれを押出機に供給中凝集し
ない様−20乃至100℃の温度に保たれる。 押出機内にある第２区域は酢酸セルロース重合
体溶融域で、入口温度100℃以上にまた出口温度
240℃以下に保たれる。 押出機内にある第３区域は酢酸セルロースのガ
ラス−ゴム転移温度以上の温度に保たれた高圧高
せん断域である。第３区域は押出し方向から逃げ
去るガスを防ぐ堰がある。第３区域はまた堰の下
流でブロー剤を加える区域である。 第４区域は押出機内にあり第３域より低温に保
たれた混合域である。 第５区域は180℃乃至270℃の温度に保たれた押
出ダイ区域である。 第６区域は約45℃から押出物のガラス−ゴム転
移温度の５℃以内迄の温度に保たれた条件調整区
域であり、その温度によりブロー剤の逃避が防が
れ正常なロツド皮形成がなされフオーム構造の崩
壊が減少する。 条件調整域をとおつた後にロツドはたるまない
様充分な張力でひつぱられたままロツド成型機へ
送られる。張力はロツド引張機で与える。本発明
において使用に適するロツド引張機は米国特許第
3813200号に発表されている。次いでロツドは望
むフイルターロツド長さに切られかくてロツドは
望むチツプ長さに切断され、チツプはそれと巻き
たばこのたばこ管との周りにチツプ紙を膠づけし
て巻きたばこに付けられる。チツプは硬く寸法一
定で実質的に水をおとさぬ皮と実質的に均一な断
面密度をもつ実質的に均質な可塑化された円筒で
ある。可塑化された連続気ほうをもつ酢酸セルロ
ース発泡体フイルターロツドは実質的に均質に可
塑化されており、0.12ｇ／cm3より小さな密度、水
柱20乃至200mmの圧力低下および喫煙前と後に周
囲24.8mmをもつ20mm長さロツドに対し少なくも20
％の硬度をもち、個々の気ほうの少なくもいくつ
かが繊維状エレメントでつながつておる網状気ほ
う構造であり、好ましくは実質的に水を通さぬロ
ツド皮構造をもつことを特徴とする。可塑剤の実
質的に均質な分布はフエノール除去効果の変動と
なると知られている可塑剤の移動を防ぐ。本発明
のフイルターは可塑剤が均一分布しているので実
質的にフエノール除去は一定である。 本明細書で用いる“酢酸セルロース”とはアル
フアーセルロース90重量％以上をもつアセチル化
級木材パルプからつくられアセチル価で表わされ
るエステル化度が結合酢酸として約55.0％である
様なエステルと定義される。充分にアセチル化さ
れた酢酸セルロースは結合アセチル44.8％又は結
合酢酸として62.5％を含む。３酢酸セルロースは
加水分解され約39.42％の結合アセチル又は55.0
±0.35％の結合酢酸を含む酢酸セルロースとな
る。 本発明の酢酸セルロースフレークは６％溶液の
粘度において約８センチポアズより小さな標準偏
差をもつものが好ましい。酢酸セルロースフレー
クの６％溶液の粘度は好ましくは95／５重量％ア
セトン／水溶媒中酢酸セルロース約６％の溶液が
補正した粘度計を流下する時間で測定する。フレ
ークはまた結合低級脂肪酸としてエステル化度を
表して約0.20％以下、好ましくは約0.15％以下の
標準偏差をもつことが好ましい。 酢酸セルロースの結合硫酸塩含量はこれが熱安
定性と高温粘度に影響するので最小値に抑える必
要がある。硫酸塩量は試料を水蒸気オートクレー
ブ中で0.07重量％の熱塩酸と処理して結合硫酸基
を分離させて測定できる。これらは可溶性硫酸塩
類と共に浸出し塩化バリウムで沈澱させて重量分
析で決定できる。結果はSO4重量％として報告さ
れる。本発明で用いる酢酸セルロースフレークの
結合硫酸塩含量は0.003重量％以下でなければな
らない。 次の付図によつて本発明は更によく了解される
であろう。 付図１は本発明のフイルター部品の製造工程図
である。 付図２は本発明において使用に適するスクリユ
ー押出機の１種の概略図である。 付図３は本発明において使用に適するスクリユ
ー押出機の他の型の概略図である。 付図４は本発明において使用に適する双スクリ
ユー押出機のスクリユー長さに対する圧力の関係
曲線図である。 付図５は本発明の実施例１により製造したフイ
ルター部品の顕微鏡写真図（倍率11倍）である。 付図６は従来の酢酸セルロースフイルター部品
の顕微鏡写真図（倍率10倍）である。 付図７は従来の酢酸セルロースフイルターロツ
ドの断面顕微鏡写真図（倍率100倍）である。 付図８は本発明の実施例１により製造した酢酸
セルロースフイルターロツドの断面顕微鏡写真図
（倍率100倍）である。 付図９は従来の酢酸セルロースフイルターロツ
ドの皮顕微鏡写真図（倍率100倍）である。 付図１０は従来の酢酸セルロースフイルターロ
ツドの皮顕微鏡写真図（倍率1000倍）である。 付図１１は本発明の実施例１により製造した酢
酸セルロースフイルターロツドの皮顕微鏡写真図
（倍率1000倍）である。 付図１２は本発明の実施例１により製造した酢
酸セルロースフイルターロツドの皮顕微鏡写真図
（倍率1000倍）である。 付図１において、酢酸セルロースフレーク、全
組成物重量を基準として10乃至26重量％の可塑剤
および全組成物重量を基準として0.5乃至15重量
％の核形成剤を混合機に供給し混合した後H2O
約0.5％より少ない水分含量に乾燥する。別に酢
酸セルロースフレークを混合前乾燥してもよい。
何れの場合も凝集しない様水分除去の為乾燥す
る。可塑剤は無毒の味のよい熱安定性な180℃以
上の沸点をもつ可塑剤で、飽和２塩基性酸類のエ
ステル類、飽和多価アルコール類のエステル類、
脂肪酸エステル類およびスルフオンアミド樹脂類
から成る群から選ばれたもので、明確にいえばジ
エチルアジペート、ジカプリルアジペート、ジメ
トオキシエチルアジペート、ジエトオキシエチル
アジペート、ジメトオキシプロピルアジペート、
トリエチルシトレート、トリス−ｎ−ブチルシト
レート、アセチルトリエチルシトレート、グリセ
ロールモノアセテート、グリセロールジアセテー
ト、グリセロールトリアセテート、（エトオキシ
カルボニル）メチルメチルフタレート、ビス（２
メトオキシエチル）フタレート、ジエチレングリ
コールジアセテート、トリエチレングリコールジ
アセテート、グリセロールトリイソプロピオネー
ト、エチレングリコールジプロピオネート、ジエ
チレングリコールジプロピオネート、ジメチルセ
バケート、ジエチルスクシネート、ジブチルター
トレート、イソフタリツクプロピレングリコール
ポリエステルおよびポリアルキレングリコール類
より成る群から選ばれた可塑剤である。最も好ま
しい可塑剤は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およびそれらの
混合物より成る群から選ばれた可塑剤である。グ
リセロールトリアセテートおよびトリエチレング
リコールジアセテートも種々の量のポリエチレン
グリコールと共に可塑剤として使用できる。 適当する核形成剤は大きな表面積、好ましくは
0.28m2／ｇ又はそれ以上の表面積をもちかつフオ
ームにそれを入れないよりも入れた方がより気ほ
うを生ずる様な無機物質である。 この核形成剤は分子ふるい物質、２酸化チタ
ン、パーライト、けい藻土、石灰石および滑石よ
り成る群から選ばれたものが好ましい。しかし重
要なことは他の無毒熱安定性で均一粒子大きさを
もつ無機核形成剤もそれらが押出物に有害な色を
つけない限り使用できることである。混合、乾燥
後混合物を混合機から取出し出来れば大粒子を除
く為ふるいにかけ成型に適する粉末を得る。 次いで成型用粉末を一定割合で押出機に供給す
る。押出機は次の特性をもつものが好ましい：滞
留時間分布がせまい範囲でよく前進すること、即
ち混合戻りが最小のこと；加熱および冷却に対し
熱伝導よく温度調整できて多段温度調整ができる
こと；発熱最小で成分、特にブロー剤の混合がよ
いこと；壁層品質低下を防ぐ為スクリユーあと滞
留時間およびスクリユーあと薄層流を最小とする
こと、毎分当りスクリユー回転は滞留時間を最小
としせん断力低下を最小とする様調整することが
好ましい。押出機も多数の温度調整域に分けるこ
とが好ましく、第１域は酢酸セルロースフレーク
の凝集を防ぐ為20乃至100℃の温度範囲に調整さ
れたホツパーである。第２温度調整域は100乃至
240℃、好ましくは150乃至200℃の温度範囲に保
たれた溶融域である。この第２域中の排気口は水
および含まれた空気を大気中に抜く様に使うべき
である。第３域で押出機中の物質温度はガラス−
ゴム転移温度以上に保たれる。全組成物重量を基
準として２乃至７重量％の量のブロー剤が200乃
至700℃、好ましくは240乃至250℃の温度範囲に
調整された第３域中に注入される。ブロー剤含有
酢酸セルロース溶融物は次いで第３域より低温に
保たれた第４混合域に送られる。第３域で注入さ
れるブロー剤は酢酸セルロースの少なくも部分的
溶媒であり、沸点120℃より低いケトン類、エス
テル類および１価アルコール類より成る群から選
ばれる。ブロー剤はアセトン、メチルアセテー
ト、エチルアセテート、メタノール、エタノー
ル、フエノールおよび水より成る群から選ぶこと
が好ましい。 スクリユー押出機の機能は付図２，３および４
についての論議からよく了解されるであろう。 付図２は本発明において使用に適する単一スク
リユー押出機の概略図である。スクリユー型押出
機操作において、固体は摩擦エネルギーと外部熱
エネルギーによつて加工出来る状態になり、装置
内を送られた正常温度に保たれながらせん断力を
受ける。本発明のこの操作中揮発分を除去し、ブ
ロー剤を加えかつ長楕円形又は円形ダイをとおし
て溶融物を押出すに充分な圧力を生ずることも必
要である。 付図２でわかるとおり、図に示す単一スクリユ
ー押出機は一定比でなくスクリユー深さが変つて
おり、供給ホツパー、揮発分排出口およびブロー
剤注入口の位置で図でわかるとおりスクリユー深
さが深くなつていてその特定部分でスクリユーの
全容積は小さくなつておりそれに応じてその点で
圧力が減少する。容積減少と対応する圧力減少は
スクリユー深さを変えるよりもスクリユーピツチ
を変えてもできるのである。付図２において重要
なことは供給ホツパーからスクリユー押出機に入
れられた混合物中に含まれている水分又は揮発分
が揮発分排出口において実質的に減少することで
ある。 本発明に用いる単一スクリユー押出機において
単一スクリユーの長さにそつた圧力状態がブロー
剤が後戻りして揮発分排出口から出ない様な状態
であることが重要である。本発明の目的に対して
熱伝導、せん断混合および圧力状態調整および滞
留時間分布調整をよりよくする為双スクリユー押
出機を使用することが好ましい。 本発明において使用に適する双スクリユー押出
機の図は付図３である。例証容易の為単一スクリ
ユーを付図３に示しているが、本発明の目的に対
し共回転かみ合い双スクリユー押出機が好まし
い。 双スクリユー押出方式はその押出機長さ方向の
圧力状態のよい安定性の為押出機をとおし溶融物
の圧力が急に高まる又は動悸する傾向を最少とす
る点でこの方式は単一スクリユー押出方式より好
ましいことが発見されている。更にかみ合つてい
る双スクリユー構造は自己払拭作用をもつので、
重合体の長い滞留時間はもちろんその分解となる
が、上記作用により装入重合体のどの部分も押出
機中に長く滞留することが防がれる。付図３でわ
かるとおり双スクリユー方式の同一の各スクリユ
ーはピツチの異なる部分をもち、そのピツチはそ
の区域内の圧力を下げる様揮発分排出口とブロー
剤注入口の領域で最大となつている。付図３の双
スクリユー押出機の同一スクリユーは揮発分排出
口とブロー剤注入口の間の堰の役目をもち、それ
は逆方向のスクリユー部分より成る。スクリユー
ピツチ方向を逆にすることによつてできる堰の役
目はブロー剤注入口に入れられたブロー剤が逆に
進み揮発分排出口から逃げるのを防ぐことにあ
る。 前記のとおり本発明の装置は異なる６温度域に
分割されており、その第１は供給ホツパーの温度
調整域でありその第６はロツド条件調整室におけ
る温度調整域である。押出機胴体は第２、第３お
よび第４温度調整域に分割され押出しダイは第５
温度調整域となる。更に押出機胴体は胴体長さに
対する圧力の理想曲線を画いている付図４にみら
れる様に多数の圧力調整域に分けることができ
る。揮発分排出口と堰となる点の間で最高圧とな
り、ブロー剤注入口と押出オリフイスの間に比較
的低圧がある。付図４は付図３の押出装置につい
て曲線としたのであるが、同様の圧力状態が付図
２に示すとおり単一スクリユー押出機でも得られ
るのである。しかし前記のとおり単一スクリユー
押出機の圧力状態はずつと調整しにくいので、本
発明の目的に対しては双スクリユー押出機の方が
好ましい。 押出機からの物質は押出しダイに送られる。第
５温度調整域をなすダイ温度は極めて精密を要し
ロツドの目標直径および望む過性を得る為180
乃至270℃の予め定めた温度の±１℃の範囲内に
調整する必要がある。溶融押出し工程に次いで物
質を第６温度調整域に移す。ここはロツドが通る
入口と出口および室内で温度調整する手段をもつ
条件調整室である。この室はブロー剤を逃がす様
皮温度と多孔性を調整する。約45℃から押出物の
ガラス−ゴム転移温度の５℃以内迄の温度が保た
れる。 ロツドが冷雰囲気中に押出されるならば、余り
に急冷しすぎてつぶれる。ブロー剤が一旦蒸発す
れば冷却ロツドはその弾性を失なう。条件調整室
内で約１秒の最低滞留時間がロツド直径減少を防
ぐに必要である。 条件調整室から出たあと、ロツドはロツド直径
の最終仕上げをしまたロツド皮を滑らかにする為
の加熱寸法調整装置にとおされる。寸法調整管を
とおる際ロツドがたるまない様ロツド引出機でロ
ツドに充分の張力を与える。ロツド引出機の出口
における切断機はロツドを取扱いに便利な長さに
切断する。 次の実施例は本発明を例証する為のものであ
り、本発明の真意および範囲を限定するものと考
えるべきではない。 実施例 酢酸セルロースフレークをミル中で磨砕し３mm
より小さい粒子大きさとした。 未乾燥酢酸セルロースフレーク78.9重量％（５
％H2O）、グリセロールトリアセテート可塑剤
16.9重量％およびパーライト核形成剤4.2重量％
をよく混合して成型用粉末組成物をつくつた。次
いでこの調合物を65℃で14時間乾燥し水分を0.5
重量％以内とした。乾燥調合物を室温に冷却させ
冷たい供給口をとおして双スクリユー押出機に正
確に供給した（第１域）。物質を溶融し（第２域）
含有空気および残留水蒸気を排出した。次いで溶
融物を更に加熱し全組成物重量を基準として3.75
重量％のアセトンブロー剤を加えた（第３域）。
次いで混合物は229℃迄冷却され（第４域）、スク
リユーを出て押出ブロツクに入り押出ブロツクか
らダイ温度240℃（第５域）において３mm円形オ
リフイスをとおつて73℃の温度に保たれた１ｍ長
さの熱風室中に押出された（第６域）。次いで固
化したロツドは円形および正常太さとする為の成
型寸法調整装置をとおりフオーム張りローラーに
よつて速度17.7ｍ／分で引出され長さ120mm部分
に切断された。 生成された製品は直径7.73mmの丸棒であつた。
ロツドの皮および末端の外観は均一白色で細かく
均一な開放セル構造をもつていた。密度は0.109
ｇ／c.c.であつた。次いでロツドを20mm長さのチツ
プに切断し、たばこ過の実際にくわしい者によ
く知られた方法で試験した。周囲を包んだ圧力低
下は58mmH2Oと測定され煙除去効率は全粒子物
質の33.4％となつた。20mmチツプ重量は0.102ｇ
であつて、喫煙前後の“フイルトロナ（商標名）”
試験機によつて測定した硬度96％であつた。 なお、“フイルトロナ”（FILTRONA）試験機
はシガレツトコンポーネンツ社によつて製造され
市販されている（たばこフイルターロツド等の）
硬度試験機であり、該試験機とそれを使用する硬
度試験法はたとえばWorld Tobacco，Vol.57，
pp77−80（英国ロンドンのInternational Trade
Publication Ltd，1977年７月刊行）に記載され
ている。 実施例 実施例の操作を反復した、但しトリアセチン
可塑剤水準および押出機温度条件を次のとおり変
更した：
【表】
トリアセチン14.7％および18％を用いて得たロ
ツド押出物はあらゆる点で満足なものであつた。
トリアセチン０％で得たロツド押出物はひどく分
解して大きさ調整できず又は適度の開放セル構造
ができず商品として使用できなかつた。トリアセ
チン23％を用いて得たロツド押出物は可塑化過度
となり、即ちセル構造は大きく連続して商品とし
て使用できなかつた。 実施例 Ｖ−型転摩機に酢酸セルロース69.84重量％と
石灰石核形成剤3.23重量％を装入し10分間混合し
た時点でメチルアルコール6.79重量％を毎分８ml
の速度で加えた後アセトン3.23重量％とトリアセ
チン15.73重量％を加えた。更に30分間混合を続
けた後混合物３1/2ふるいにかけて塊を除去した。
次いで混合物を3/4″スクリユーをもち長さ対直径
比25：１のCSブラベンダー250型押出機中に装入
した。混合物を非排気押出機中で溶融し直径
0.18″オリフイスをとおして押出した。押出後ロ
ツドを加熱室で条件調整しダイによつて寸法を決
めた後切断した。装置の操作条件は次のとおりで
あつた：
ツド押出物はあらゆる点で満足なものであつた。
トリアセチン０％で得たロツド押出物はひどく分
解して大きさ調整できず又は適度の開放セル構造
ができず商品として使用できなかつた。トリアセ
チン23％を用いて得たロツド押出物は可塑化過度
となり、即ちセル構造は大きく連続して商品とし
て使用できなかつた。 実施例 Ｖ−型転摩機に酢酸セルロース69.84重量％と
石灰石核形成剤3.23重量％を装入し10分間混合し
た時点でメチルアルコール6.79重量％を毎分８ml
の速度で加えた後アセトン3.23重量％とトリアセ
チン15.73重量％を加えた。更に30分間混合を続
けた後混合物３1/2ふるいにかけて塊を除去した。
次いで混合物を3/4″スクリユーをもち長さ対直径
比25：１のCSブラベンダー250型押出機中に装入
した。混合物を非排気押出機中で溶融し直径
0.18″オリフイスをとおして押出した。押出後ロ
ツドを加熱室で条件調整しダイによつて寸法を決
めた後切断した。装置の操作条件は次のとおりで
あつた：
【表】
ロツド最終製品は開放セル発泡体構造であつた
が、しかし孔の大きさは均一でなくしたがつて製
品は実施例の排気したスクリユー押出機による
製品とちがいよくなかつた。 前実施例で報告したとおり圧力低下は次の方法
で測定した：長さ20mmの充分に包んだフイルター
をとおし毎分1050cm3の一定割合で空気を吸引しフ
イルターをとおして得た圧力差を水マノメーター
によつて測定した。結果を水圧ミリメーターで表
わした。 前実施例に報告したとおりたばこフイルターロ
ツド硬度を“フイルトロナ”試験機（シガレツト
コンポーネンツ社製造）により平均直径Ｄ（例え
ば約7.8mm）のロツド（例えば樹脂フオーム例え
ば長さ120mm）を装置にある２枚の板の間で圧縮
して測定した。ロツドの円筒表面の対する両側に
300ｇの荷重を15秒間加えてロツドを圧縮し平均
低下(A)、即ちロツド直径減少を測定した。硬度は
300ｇ負荷において試料の直径を測定し元の直径
のパーセントとして表わした値であつて次式で与
えられる： 硬度％＝〔（Ｃ−Ａ）〕／Ｄ×100 前実施例で報告した煙除去効率は次のとおり測
定した：秤量した20個のチツプを標準たばこ管に
付けTobacco Science，１，51−54（1957）に
記載されているケイス−ニユーサムスモーキング
マシン上で試験した。巻きたばこフイルターを通
過する粒状物質を捕集する為捕集器を用いた。煙
除去効率はチツプ増加重量をチツプとケンブリツ
ジ捕集器の合計増加重量で割つた商とする。 本発明の製品は付図５の写真および付図８の断
面写真でよく例証される。写真でわかるとおり製
品は円筒形で実質的に水をとおさぬよく形成され
た皮をもつている。皮の内部は内部接続している
膨張したセル状フオームであり、少なくも気ほう
のいくつかは更に気泡壁を接続する小繊維の存在
を特徴とし、全体構造は気ほう膜の小繊維に対す
る高い比率をもつている。たばこ煙中の煙ガスが
比較的容易にフオームをとおし移動するが、かな
りの量の粒状物質および凝縮性蒸気は衝突および
吸収によりフオームに捕集される。フイルターは
気ほうの大きさ小さいことおよび少なくもいくつ
かの気ほう内にある小繊維の存在により煙粒子の
捕集に有効な大表面をもつている。したがつて煙
はフイルター断面全体に比較的均一に分布され
る。 付図６は米国特許第3574803号の沈澱した酢酸
セルロースフイルターチツプの写真である。この
フイルターは膨張してフオームでなく、付図７の
断面にみられるとおり空間をもつた半融構造を特
徴としている。これには通常熱溶融押出フオーム
構造にある膜又は小繊維がみられない。 付図９および１０に示されている米国特許第
3574803号の沈澱した酢酸セルロースフイルター
の皮構造と付図１１および１２に示されている本
発明の酢酸セルロースフイルターロツドの皮構造
との間の差違は容易に明白である。倍率それぞれ
100倍および1000倍の付図９および１０はロツド
に水を滲透させる大きな表面穴を示している。倍
率それぞれ100倍および1000倍の付図１１および
１２は表面穴がないので水を滲透させない。
が、しかし孔の大きさは均一でなくしたがつて製
品は実施例の排気したスクリユー押出機による
製品とちがいよくなかつた。 前実施例で報告したとおり圧力低下は次の方法
で測定した：長さ20mmの充分に包んだフイルター
をとおし毎分1050cm3の一定割合で空気を吸引しフ
イルターをとおして得た圧力差を水マノメーター
によつて測定した。結果を水圧ミリメーターで表
わした。 前実施例に報告したとおりたばこフイルターロ
ツド硬度を“フイルトロナ”試験機（シガレツト
コンポーネンツ社製造）により平均直径Ｄ（例え
ば約7.8mm）のロツド（例えば樹脂フオーム例え
ば長さ120mm）を装置にある２枚の板の間で圧縮
して測定した。ロツドの円筒表面の対する両側に
300ｇの荷重を15秒間加えてロツドを圧縮し平均
低下(A)、即ちロツド直径減少を測定した。硬度は
300ｇ負荷において試料の直径を測定し元の直径
のパーセントとして表わした値であつて次式で与
えられる： 硬度％＝〔（Ｃ−Ａ）〕／Ｄ×100 前実施例で報告した煙除去効率は次のとおり測
定した：秤量した20個のチツプを標準たばこ管に
付けTobacco Science，１，51−54（1957）に
記載されているケイス−ニユーサムスモーキング
マシン上で試験した。巻きたばこフイルターを通
過する粒状物質を捕集する為捕集器を用いた。煙
除去効率はチツプ増加重量をチツプとケンブリツ
ジ捕集器の合計増加重量で割つた商とする。 本発明の製品は付図５の写真および付図８の断
面写真でよく例証される。写真でわかるとおり製
品は円筒形で実質的に水をとおさぬよく形成され
た皮をもつている。皮の内部は内部接続している
膨張したセル状フオームであり、少なくも気ほう
のいくつかは更に気泡壁を接続する小繊維の存在
を特徴とし、全体構造は気ほう膜の小繊維に対す
る高い比率をもつている。たばこ煙中の煙ガスが
比較的容易にフオームをとおし移動するが、かな
りの量の粒状物質および凝縮性蒸気は衝突および
吸収によりフオームに捕集される。フイルターは
気ほうの大きさ小さいことおよび少なくもいくつ
かの気ほう内にある小繊維の存在により煙粒子の
捕集に有効な大表面をもつている。したがつて煙
はフイルター断面全体に比較的均一に分布され
る。 付図６は米国特許第3574803号の沈澱した酢酸
セルロースフイルターチツプの写真である。この
フイルターは膨張してフオームでなく、付図７の
断面にみられるとおり空間をもつた半融構造を特
徴としている。これには通常熱溶融押出フオーム
構造にある膜又は小繊維がみられない。 付図９および１０に示されている米国特許第
3574803号の沈澱した酢酸セルロースフイルター
の皮構造と付図１１および１２に示されている本
発明の酢酸セルロースフイルターロツドの皮構造
との間の差違は容易に明白である。倍率それぞれ
100倍および1000倍の付図９および１０はロツド
に水を滲透させる大きな表面穴を示している。倍
率それぞれ100倍および1000倍の付図１１および
１２は表面穴がないので水を滲透させない。
図１は本発明のフイルター部品の製造工程図で
ある。図２は本発明において使用に適するスクリ
ユー押出機の１種の概略図である。図３は本発明
において使用に適するスクリユー押出機の他種の
概略図である。図４は本発明において使用に適す
る双スクリユー押出機のスクリユー長さに対する
圧力の関係を示した曲線図である。図５は本発明
の実施例により製造したフイルター部品の倍率
11倍顕微鏡写真図である。図６は従来の酢酸セル
ロースフイルター部品の倍率10倍顕微鏡写真図で
ある。図７は従来の酢酸セルロースフイルターロ
ツドの倍率100倍顕微鏡断面写真図である。図８
は本発明の実施例により製造した酢酸セルロー
スフイルターロツドの倍率100倍顕微鏡断面写真
図である。図９は従来の酢酸セルロースフイルタ
ーロツドの皮の倍率100倍顕微鏡写真図である。
図１０は従来の酢酸セルロースフイルターロツド
の皮の倍率1000倍顕微鏡写真図である。図１１は
本発明の実施例により製造した酢酸セルロース
フイルターロツドの皮の倍率100倍顕微鏡写真図
である。図１２は本発明の実施例により製造し
た酢酸セルロースフイルターロツドの皮の倍率
1000倍顕微鏡写真図である。
ある。図２は本発明において使用に適するスクリ
ユー押出機の１種の概略図である。図３は本発明
において使用に適するスクリユー押出機の他種の
概略図である。図４は本発明において使用に適す
る双スクリユー押出機のスクリユー長さに対する
圧力の関係を示した曲線図である。図５は本発明
の実施例により製造したフイルター部品の倍率
11倍顕微鏡写真図である。図６は従来の酢酸セル
ロースフイルター部品の倍率10倍顕微鏡写真図で
ある。図７は従来の酢酸セルロースフイルターロ
ツドの倍率100倍顕微鏡断面写真図である。図８
は本発明の実施例により製造した酢酸セルロー
スフイルターロツドの倍率100倍顕微鏡断面写真
図である。図９は従来の酢酸セルロースフイルタ
ーロツドの皮の倍率100倍顕微鏡写真図である。
図１０は従来の酢酸セルロースフイルターロツド
の皮の倍率1000倍顕微鏡写真図である。図１１は
本発明の実施例により製造した酢酸セルロース
フイルターロツドの皮の倍率100倍顕微鏡写真図
である。図１２は本発明の実施例により製造し
た酢酸セルロースフイルターロツドの皮の倍率
1000倍顕微鏡写真図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酢酸セルロース、無毒の味のよい熱安定性な
180℃以上の沸点をもつ可塑剤、酢酸セルロース
の少なくとも部分的溶媒であるブロー剤および核
形成剤より成る溶融混合物を実質的に空気を含ま
ない上記溶融物をスクリユー押出機の長楕円形又
は円形オリフイスをとおして、ブロー剤がスクリ
ユー押出機中を逆流して逃げるのを防ぐ圧力傾斜
で、押出すことを特徴とする可塑化した開放セル
構造の発泡酢酸セルロースフイルターロツドの製
法。 ２ 押出物を寸法調整装置にとおす特許請求の範
囲第１項に記載の方法。 ３ ブロー剤が酢酸セルロースの少なくとも部分
的溶媒でありかつ120℃を超えない沸点をもつケ
トン類、エステル類および１価アルコール類より
成る群から選ばれたものである特許請求の範囲第
１項に記載の方法。 ４ 可塑剤が飽和２塩基性酸類のエステル類、飽
和多価アルコール類のエステル類、脂肪酸エステ
ル類およびスルフオンアミド樹脂類より成る群か
ら選ばれたものである特許請求の範囲第１項に記
載の方法。 ５ 可塑剤が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およびそれらの
混合物より成る群から選ばれたものである特許請
求の範囲第１項に記載の方法。 ６ 核形成剤が少なくも0.28m2／ｇの表面積をも
つ無機物質である特許請求の範囲第１項に記載の
方法。 ７ 可塑剤が酢酸セルロース重量基準で10乃至26
重量％の量で存在し、また核形成剤が酢酸セルロ
ース重量基準で0.5乃至15重量％の量で存在する
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ８ 可塑剤がグリセロールトリアセテートである
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ９ 溶融混合物が酢酸セルロースと可塑剤と核形
成剤をまずスクリユー押出機に供給しそこで溶融
させた後可塑剤を混合してスクリユー押出機内で
つくられたものであると共に、(a)スクリユー押出
機に供給する段階の酢酸セルロースが−20乃至
100℃の温度に保たれ、スクリユー押出機内が順
次 入口温度が少なくも100℃に保たれかつ出口
温度が240℃以下に保たれた酢酸セルロース重合
体溶融域、(c)酢酸セルロースの溶融点以上の温度
に保たれかつそこへブロー剤が加えられる高圧高
せん断域、(d)高圧高せん断域より低温に保たれた
混合域、(e)180℃乃至270℃の温度範囲に保たれた
押出ダイ域に分けられ、且つオリフイスを出た押
出物が(f)約45℃から押出物のガラス−ゴム転移温
度の５℃以内迄の温度に保たれた条件調整域を経
て取得される特許請求の範囲第１項に記載の方
法。 １０ スクリユー押出機が排気口付きスクリユー
押出機である特許請求の範囲第９項に記載の方
法。 １１ スクリユー押出機が共回転しかみ合う排気
口付き双スクリユー押出機である特許請求の範囲
第９項に記載の方法。 １２ 小繊維によつて接続されている少なくもい
くつかのセルの存在を特徴とする実質的に開放セ
ルの発泡体状の実質的に均質に可塑化された酢酸
セルロースより成るたばこフイルターロツド。 １３ 0.12ｇ／cm3より小さな密度をもつ特許請求
の範囲第１２項に記載のフイルターロツド。 １４ 実質的に水をとおさぬ皮構造をもつ特許請
求の範囲第１２項に記載のフイルターロツド。 １５ 可塑化されたセルロースエステルが飽和２
塩基性酸類のエステル類、飽和多価アルコール類
のエステル類、脂肪酸エステル類およびスルフオ
ンアミド樹脂類より成る群から選ばれたものによ
つて可塑化されたセルロースエステルである特許
請求の範囲第１２項に記載のフイルターロツド。 １６ 可塑化された酢酸セルロースがグリセロー
ルトリアセテート、トリエチレングリコールジア
セテートおよびそれらの混合物より成る群から選
ばれた可塑剤で可塑化されている特許請求の範囲
第１２項に記載のフイルターロツド。 １７ 長さ20mm、周囲24.8mmのロツドに対し水柱
20乃至200mmの圧力低下をもつ特許請求の範囲第
１２項に記載のフイルターロツド。 １８ 20％を超える煙除去効率をもつ特許請求の
範囲第１７項に記載のフイルターロツド。 １９ 酢酸セルロースが約55％のアセチル価と
0.003重量％より少ない結合硫酸塩含量をもつ特
許請求の範囲第１２項に記載のフイルターロツ
ド。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/886,201 US4180536A (en) | 1978-03-13 | 1978-03-13 | Process for extruding plasticized open cell foamed cellulose acetate filters |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54128070A JPS54128070A (en) | 1979-10-04 |
| JPS6365367B2 true JPS6365367B2 (ja) | 1988-12-15 |
Family
ID=25388601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2622479A Granted JPS54128070A (en) | 1978-03-13 | 1979-03-08 | Foaming acetic acid cellulose filter with opening cell structure |
Country Status (38)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4180536A (ja) |
| JP (1) | JPS54128070A (ja) |
| AR (1) | AR216839A1 (ja) |
| AT (1) | AT372250B (ja) |
| AU (1) | AU523075B2 (ja) |
| BE (1) | BE874772A (ja) |
| BR (1) | BR7901524A (ja) |
| CA (1) | CA1130516A (ja) |
| DD (1) | DD143882A5 (ja) |
| DE (1) | DE2909096A1 (ja) |
| DK (1) | DK101579A (ja) |
| EG (1) | EG14596A (ja) |
| ES (1) | ES478534A1 (ja) |
| FI (1) | FI790848A (ja) |
| FR (1) | FR2419751A1 (ja) |
| GB (2) | GB2015921B (ja) |
| GR (1) | GR66584B (ja) |
| IE (1) | IE48900B1 (ja) |
| IL (1) | IL56826A (ja) |
| IT (1) | IT1111534B (ja) |
| KE (1) | KE3332A (ja) |
| LU (1) | LU81034A1 (ja) |
| MT (1) | MTP842B (ja) |
| MW (1) | MW679A1 (ja) |
| MX (1) | MX150672A (ja) |
| MY (1) | MY8500088A (ja) |
| NL (1) | NL7901704A (ja) |
| NO (1) | NO790820L (ja) |
| NZ (1) | NZ189882A (ja) |
| OA (1) | OA06214A (ja) |
| PH (1) | PH15810A (ja) |
| PL (1) | PL118832B1 (ja) |
| PT (1) | PT69315A (ja) |
| SE (1) | SE7902211L (ja) |
| SG (1) | SG59683G (ja) |
| YU (1) | YU40841B (ja) |
| ZA (1) | ZA791181B (ja) |
| ZM (1) | ZM2079A1 (ja) |
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