KR20010102450A

KR20010102450A - 생분해성 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 담배필터

Info

Publication number: KR20010102450A
Application number: KR1020017011062A
Authority: KR
Inventors: 야마시타요이치로
Original assignee: 미즈노 마사루; 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-11-15
Also published as: RU2219200C2; ATE371757T1; JP3583721B2; US6739344B2; CN1343267A; DE60036202D1; TR200102793T2; EP1167589B1; CA2365014A1; DE60036202T2; US20020096300A1; WO2000053832A1; ES2291193T3; CN1195908C; DK1167589T3; EP1167589A4; AU2941900A; CA2365014C; KR100460598B1; PT1167589E

Abstract

적어도 표면영역이 인의 산소산의 염, 인의 산소산의 에스테르 또는 그 염 및 탄산 및 그 염으로 이루어지는 군중에서 선택된 적어도 1종의 화합물로 이루어지는 생분해촉진제를 셀룰로오스아세테이트에 함유시킨 생분해성 셀룰로오스아세테이트 조성물로 이루어지는 생분해성이 우수한 셀룰로오스아세테이트 조성물.

Description

생분해성 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 담배필터{BIODEGRADABLE CELLULOSE ACETATE CONSTRUCTIONS AND TOBACCO FILTER}

셀룰로오스아세테이트는 각종 구조물로서 예컨대, 담배필터 소재 및 의료용 등의 직포를 위한 섬유로서, 필름으로서, 그 밖의 사출성형이나 압출성형 등에 의해 얻어지는 구조물(성형품)로서, 광범위하게 이용되고 있다. 셀룰로오스아세테이트 구조물의 대표예는 섬유이다. 특히, 담배필터는 그 대부분이 셀룰로오스아세테이트 섬유로 구성되어 있다.

그와 같은 셀룰로오스아세테이트 섬유는 현재, 다음과 같이 하여 제조되고 있다. 우선, 원료인 셀룰로오스아세테이트의 플레이크(flake)를 아세톤 등의 용제로 용해하고, 셀룰로오스아세테이트의 방사(紡絲)원액을 조제한다. 이 방사원액을 방사노즐장치로 공급하고, 고온분위기중에 토출(吐出)하는 건식방사법에 의해 방사하여, 셀룰로오스아세테이트섬유를 얻는다. 건식방사법 대신에 습식방사법을 사용하는 것도 가능하다.

특히 담배필터용 소재로서 사용되는 셀룰로오스아세테이트 섬유는 담배필터의 제작을 용이하게 하기 위하여, 총섬도를 적당하게 설정하고, 섬유토우(tow)로서 완성된다. 담배필터는 이 셀룰로오스아세테이트 섬유토우를 담배필터플러그 권상장치에 의해 개섬(開纖)하고, 가소제를 첨착한 후, 필터권취지로 로드형상으로 형성하고, 이것을 소정의 길이로 절단하여 제작되고 있다.

셀룰로오스아세테이트는 셀룰로오스를 아세트산에스테르화한 것이고, 본질적으로는 생분해가능한 물질이다. 그러나, 실제로는 이 셀룰로오스아세테이트는 반드시 생분해성이 양호한 것이라고는 할 수 없다.

예컨대, 셀룰로오스아세테이트 섬유로 이루어진 담배필터는 토양중에 매설된 것이라 하여도, 1∼2년에서는 아직 그 원형을 유지하고 있고, 이 담배필터가 완전하게 생분해될때까지에는 상당히 긴 시간을 요한다.

담배필터는 담배제품에 조립되어 소비자에게 유통되고, 끽연에 제공되며, 최종적으로 담배의 흡연으로서 폐기된다. 또한, 담배필터 제조공장으로부터 제조잔사로서 직접 폐기되는 것도 있다. 이들 담배필터의 폐기물은 쓰레기로서 회수되고, 그 처리를 위하여 매립된다. 또한, 담배의 흡연은 경우에 따라서는 쓰레기로서 회수되지 않고 자연환경중에 방치되는 경우도 있다. 이와 같은 사정은 담배필터만이 아니라, 셀룰로오스아세테이트 구조물 일반에도 마찬가지이다.

이와 같은 상황하에서, 셀룰로오스아세테이트의 생분해성에 관한 연구가 왕성하게 행해지고 있다. 그들의 연구보고에 의하면, 셀룰로오스아세테이트의 생분해속도는 셀룰로오스아세테이트의 DS(Degree of Substitution : 글루코오스단위골격당의 아세틸기의 수)에 의존한다. 즉, 셀룰로오스아세테이트의 DS가 감소하면, 셀룰로오스아세테이트의 생분해 속도는 빠르게 된다. 또한, 그 생분해기구는 이하와 같이 생각되고 있다.

우선 초기에 셀룰로오스아세테이트의 아세틸기가 미생물로부터 방출되는 균체외 효소에 의해 절단되고, 그 결과 셀룰로오스아세테이트의 DS가 감소한다. 그후, 이 DS가 감소한 셀룰로오스아세테이트는 환경중에 널리 존재하는 셀룰라아제 등에 의해 용이하게 효소분해를 받고, 최종적으로는 미생물 대사를 받아서 이산화탄소와 물로 자원화된다. 여기에서, 생분해속도의 율속(律速)단계는 초기의 아세틸기의 절단에 있다고 여겨지고 있다. 또한, 셀룰로오스아세테이트에 한정되지 않고 플라스틱 재료 전반이라고 말할 수 있는데, 이들 플라스틱으로 이루어지는 구조물의 생분해속도는 그들 구조물의 표면적에도 의존한다고 알려져 있다. 또한, 동일 소재이면, 미생물환경과의 단위중량당의 접촉면적이 큰 쪽이 생분해속도는 빠르게 된다. 바꿔 말하면 플라스틱 구조물의 표면적을 크게 하는 것은 분해균과의 촉매기회를 높히는 것으로 된다.

이러한 지견을 근거로, 셀룰로오스아세테이트의 생분해속도의 촉진방법이 몇가지가 제안되고 있다. 예컨대, 일본특개평 6-199901호 공보에는 아세트산보다 산해리정수가 큰 산화합물을 셀룰로오스아세테이트에 첨가하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법을 현행의 셀룰로오스아세테이트섬유 등의 제조공정에 적용하도록 하면, 산화합물을 셀룰로오스아세테이트에 첨가한 시점으로부터, 그 산화합물의 영향에 의해 셀룰로오스아세테이트의 아세틸기는 화학적으로 가수분해반응을 일으킨다. 이 산화합물 존재하에서의 셀룰로오스아세테이트의 아세틸기의 화학적 가수분해반응은 셀룰로오스아세테이트의 DS의 저하에 따라 아세트산을 생성한다. 요컨대, 셀룰로오스아세테이트로부터 이탈한 아세틸기는 아세트산으로서 유리된다. 따라서, 이 방법에서는 유리된 아세트산의 영향으로, 셀룰로오스아세테이트 구조물은 강한 아세트산악취를 내게 된다. 제품에 있어서, 아세트산악취는 바람직한 요소는 아니고, 예컨대 담배필터에서는 아세트산악취가 발생하므로써 담배의 끽미는 크게 악화된다.

또한, 일본특표평 7-500385호 공보에는 수용성 화합물, 박테리아 분해가능한 유기화합물을 셀룰로오스아세테이트에 첨가하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 첨가한 수용성 화합물, 박테리아 분해가능한 유기화합물이 자연환경중에서 물에 의해 용출되어, 박테리아분해를 거쳐 셀룰로오스아세테이트로부터 방출되므로써 셀룰로오스아세테이트 구조물이 파괴되고, 당해 구조물의 표면적이 증대한다는 것이다. 표면적이 증대한 결과, 셀룰로오스아세테이트의 생분해속도가 높아진다. 그러나, 이 방법은 셀룰로오스아세테이트와 셀룰로오스아세테이트 섬유 분해균과의 접촉기회를 증대시키는 것으로서, 셀룰로오스아세테이트와 셀룰로오스아세테이트 분해균의 작용을 본질적으로 강하게 하는 것은 아니다. 그 때문에, 생분해속도의 촉진효과는 불충분하다. 또한, 이들 화합물을 셀룰로오스아세테이트 섬유중에 혼입시키는 것은 현행의 셀룰로오스아세테이트 섬유의 제조공정상 매우 곤란하다.

또한, 셀룰로오스아세테이트의 생분해능을 갖는 미생물 또는 그들이 갖는 각종 분해효소 등을 셀룰로오스아세테이트에 첨가하는 방법도 제안되고 있다. 예컨대, 일본특개평 8-70852호 공보에는 셀룰로오스아세테이트의 탈아세틸화능을 갖는미생물 및 그 미생물이 생산하는 탈아세틸화 효소를 셀룰로오스아세테이트에 담지키는 방법이 개시되어 있다. 이들 방법은 셀룰로오스아세테이트의 생분해속도촉진에는 유효하다고 생각되지만, 그러나 이들 방법에 사용되는 첨가제는 모두 가격이 높아, 셀룰로오스아세테이트 구조물의 코스트를 상당히 상승시킨다. 또한, 담배필터의 생산량을 고려하면, 대량생산에 적당하지 않은 이들 첨가제의 사용은 매우 곤란하다. 더욱이, 이들 방법에 사용되는 첨가제를 셀룰로오스아세테이트 섬유중에 첨가하는 것은 현행의 셀룰로오스아세테이트 섬유의 제조공정상 매우 곤란하고, 사용할 때에 있어서는, 현행의 셀룰로오스아세테이트 섬유로 이루어지는 담배필터의 제조공정을 크게 변경시키지 않고, 범용성을 얻는 것은 매우 곤란하다.

또한, 난(難)생분해성의 셀룰로오스아세테이트와 다른 소재(주로, 생분해용이성 소재)를 조합시키는 것에 의해 생분해성이 우수한 담배필터를 제작하는 방법도 몇가지가 제안되고 있다. 예컨대, 일본특개평 8-140654호 공보에는 목재펄프 등의 셀룰로오스섬유의 표면에 셀룰로오스아세테이트 등의 셀룰로오스에스테르를 피복하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이들 방법으로는 담배필터 전체로서의 생분해속도는 생분해용이성 소재의 생분해속도에 의해 규제되는 것으로서, 셀룰로오스아세테이트 자체의 생분해속도가 본질적으로 높아지는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 기본적으로 셀룰로오스아세테이트와 셀룰로오스아세테이트 분해균과의 사이의 상호작용을 본질적으로 증대시키고, 또한 셀룰로오스아세테이트의 자연환경하에서의 생분해성을 보다 한층 향상시키기 위한 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

보다 구체적으로는, 본 발명은 생분해성이 우수하고, 품질열화시에 아세트산악취의 발생이 억제된 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 그것을 사용한 담배필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 현행의 제조방법을 크게 변경하지 않고 제조할 수 있는 생분해성 셀룰로오스아세테이트 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 생분해성이 우수한 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 담배필터에 관한 것이다.

도 1은 셀룰로오스아세테이트에 함유된 제 2 인산칼슘의 물 용출결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 소정의 화합물을 셀룰로오스아세테이트에 함유시키는 것에 의해, 특히 셀룰로오스아세테이트를 섬유의 형태로 제조하는 경우에 그 방사원액에 소정의 화합물을 첨가하고, 그 방사원액을 사용하여 섬유를 방사하는 것에 의해, 셀룰로오스아세테이트의 생분해성이 대폭 향상하는 것을 발견하였다.

즉, 본 발명에 의하면, 적어도 표면영역이, 인의 산소산의 염, 인의 산소산의 에스테르 또는 그 염 및 탄산 및 그 염으로 이루어지는 군중에서 선택된 적어도 1종의 화합물로 이루어지는 생분해성 촉진제를 셀룰로오스아세테이트에 함유시킨 생분해성 셀룰로오스아세테이트 조성물로 이루어지는 셀룰로오스아세테이트 구조물이 제공된다.

셀룰로오스아세테이트는 2.0∼2.6의 DS값을 갖는 것이 바람직하다.

생분해촉진제는 바람직하게는 실온의 물에 대해서 2g/d㎥ 이하의 용해도를 갖는 것이다. 그와 같은 생분해촉진제는 인산셀룰로오스, 인산전분, 제 2 인산칼슘, 제 3 인산칼슘 및 수산화인산칼슘으로 이루어지는 군중에서 선택될 수 있다.

생분해촉진제가 미립자의 형태인 경우, 생분해성 셀룰로오스아세테이트 조성물은 상기 조성물중에 상기 미립자를 분산시키기 위해 분산제를 더 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 생분해성 셀룰로오스아세테이트 조성물은 광분해촉진제를 더 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 셀룰로오스아세테이트 구조물은 섬유 또는 1∼100mm 길이의 단섬유에 의해 구성된 부직포의 형태일 수 있다.

더욱이, 본 발명에 의하면 섬유 또는 부직포의 형태인 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 구조물을 포함하는 담배필터가 제공된다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 그 바람직한 태양을 포함하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 셀룰로오스아세테이트에 소정의 생분해촉진제를 함유시킨 생분해성 셀룰로오스아세테이트 조성물로부터 제조된 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 담배필터에 관한 것이다.

본 발명에 있어서 사용되는 셀룰로오스아세테이트는 셀룰로오스아세테이트이면 좋고, 그 DS값에 특별히 제한은 없다. 예컨대, DS 2.0∼2.6의 셀룰로오스디아세테이트, DS 2.6 이상의 셀룰로오스트리아세테이트 등을 사용할 수 있다. 또한, 생분해성이 좋은 영역인 DS 2.0 이하의 셀룰로오스아세테이트를 사용하는 것도 가능하다. 특히, 담배필터를 제조하도록 하는 경우에는 끽미의 관점에서 DS 2.0∼2.6의 셀룰로오스디아세테이트가 바람직하게 사용된다.

본 발명에 있어서, 셀룰로오스아세테이트에 함유되는 생분해촉진제는 인의 산소산의 염, 인의 산소산의 에스테르 또는 그 염 및 탄산 및 그 염으로 이루어지는 군중에서 선택된 적어도 1종의 화합물이다.

산소산은 옥소산 또는 옥시산이라고도 불리어지는 것이고, 프로톤으로서 해리할 수 있는 수소가 산소원자에 결합한 산으로서, 적당한 경우에는 그들의 축합물도 포함된다. 보다 구체적으로는 인의 산소산에는 오르토인산(본 명세서에 있어서, 오르토인산을 간단히 인산이라 하는 경우도 있다), 피로인산, 메타인산, 폴리인산이 포함된다. 이들의 것 이외의 산소산으로서는 아인산, 차아인산 등이 있다. 또한, 인의 산소산의 에스테르는 적어도 1개의 히드록실기가 에스테르화된 화합물이고, PO(OR)(OH)₂, PO(OR)₂(OH) 및 PO(OR)₃를 포함한다.

본 발명에 있어서, 염에는 수소염도 포함되고, 또한 수산화인산염 등과 같은 복염도 포함된다.

더욱이, 수화물이 존재하는 생분해촉진제 화합물에 관해서는 그 수화물도 포함되고, 그 결합수의 수는 어느 것이어도 좋다.

말할 것도 없이 생분해 촉진제는 안전하고, 또한 대량이며, 또한 입수가능한 가격으로 공급되는 것이 바람직하다. 더욱이, 일반적으로 셀룰로오스아세테이트를 담배필터 등을 제조하기 위하여 섬유상으로 성형하는 경우, 방사노즐로부터 셀룰로오스아세테이트 용액(방사원액)을 토출시키는 방사법에 의해 제조되는데, 이들의 제조공정을 고려하면, 본 발명에 사용되는 생분해촉진제는 셀룰로오스아세테이트를용해하기 위한 용매(예컨대, 아세톤, 염화메틸렌/메탄올혼합용매 등)에 가용이거나, 또는 용매에 불용성인 경우이더라도 방사공정상, 섬유의 물성에 영향이 없는 정도까지 미분말화할 수 있는 화합물인 것이 바람직하다.

이와 같은 안전성과 제조의 용이성의 관점 및 셀룰로오스아세테이트에 대한 생분해성의 촉진효과의 점에서, 본 발명에 있어서 사용되는 생분해촉진제는 실온(2℃)의 물에 대해서 2g/d㎥ 이하의 용해도를 갖는 것이 바람직하다. 물에 대한 용해도가 이와 같이 낮은 것에 의해, 셀룰로오스아세테이트 구조물로부터의 물용출이 억제된다. 그와 같은 분해촉진제는 인산셀룰로오스, 인산전분, 제 2 인산칼슘, 제 3 인산칼슘, 수산화인산칼슘 또는 그들의 혼합물인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 생분해촉진제의 첨가량에 의해, 셀룰로오스아세테이트의 생분해속도를 설계할 수 있다.

보다 구체적으로는 생분해촉진제의 첨가량은 목적으로 하는 생분해속도에 의해 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 빠르게 생분해시키도록 할 때에는 다량의 분해촉진제를 첨가하면 좋다. 그러나, 셀룰로오스아세테이트 구조물, 특히 섬유의 제조안정성을 고려하면, 생분해촉진제는 셀룰로오스아세테이트에 대해서 0.01∼10중량%의 비율로 첨가하는 것이 바람직하고, 0.01∼3중량%의 비율로 첨가하는 것이 더 바람직하다.

그런데, 본 발명의 생분해촉진제가 방사원액을 조제할 때의 셀룰로오스아세테이트의 용제에 불용인 경우에는, 당해 생분해촉진제의 분산상태가 그 생분해속도 촉진효과에 크게 기여하고 있고, 동일 첨가량으로 비교하면, 잘 분산한 상태로 생분해촉진제 등이 셀룰로오스아세테이트 섬유중에 존재하는 경우의 쪽이 그 촉진효과는 보다 현저한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 적당한 분산제를 병용하는 것이 보다 바람직하다. 그와 같은 분산제로서는 카본산계 고분자를 사용하는 것이 가능하다.

또한, 셀룰로오스아세테이트의 용매에 불용인 생분해촉진제의 입자경은 그 생분해속도 촉진효과에 크게 기여하고 있고, 동일 첨가량으로 비교하면, 보다 작은 입자경의 쪽이 그 촉진효과가 보다 현저한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 생분해촉진제는 보다 작은 입자경인 것이 바람직하다. 셀룰로오스아세테이트의 용제에 불용인 생분해촉진제는 1.0㎛ 이하의 평균입경을 갖는 것이 바람직하다는 것이 밝혀졌다.

더욱이, 본 발명자는 본 발명의 생분해촉진제와 아울러, 고광활성촉매용 산화티탄 등의 광분해촉진제를 함유시키는 것에 의해, 본 발명의 생분해촉진제에 의한 생분해속도촉진과 함께 셀룰로오스아세테이트 구조물의 분해성을 더 높일 수 있다는 것을 발견하였다. 이 경우, 본 발명의 생분해촉진제에 의해 달성될 수 있는 셀룰로오스아세테이트 구조물의 현저한 파괴가 고광활성촉매용 산화티탄 등의 광분해촉진제의 촉진효과발생을 보다 용이하게 한다. 그것과 동시에, 고광활성촉매용 산화티탄 등의 광분해촉진제에 의해 생긴 셀룰로오스아세테이트 구조물의 파괴가 본 발명의 생분해촉진제에 의한 생분해속도 촉진효과를 보다 한층 발현시킨다. 이와 같이, 분해과정에 있는 셀룰로오스아세테이트 구조물의 소실을 상승적으로 빠르게 할 수 있다. 또한, 이와 같은 본 발명의 생분해촉진제와 고광활성촉매용 산화티탄 등의 광분해촉진제를 아울러 함유하는 셀룰로오스아세테이트 섬유로 이루어지는 담배필터는 자연환경중에 투기된 초기의 단계(필터형상이 유지된 상태)에서는 광의작용을 받기 쉬운 그 상면부는 주로 광분해작용에 의해 붕괴되고, 한편, 미생물의 작용을 받기 쉬운 그 하면부는 주로 생분해작용에 의해 붕괴되므로써, 담배필터로서의 형상을 보다 한층 빠르게 붕괴시킬 수 있고, 각각의 촉진제 단독으로는 충분하게 기대할 수 없는 효력을 아울러 갖는다. 다른 셀룰로오스아세테이트 구조물에 있어서도 동일하다.

광분해촉진제로서의 산화티탄은 바람직하게는 입경 0.1㎛ 이하의 아나타제형 산화티탄이고, 셀룰로오스아세테이트에 대해서 0.01∼10중량%의 비율로 첨가하는 것이 바람직하고, 0.01∼3중량%의 비율로 첨가하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 셀룰로오스아세테이트 조성물은 본 발명의 생분해촉진제 외의 첨가제를 함유시키는 것 이외에는 통상의 방법에 의해 여러가지의 구조물로 형성할 수 있으므로, 통상의 셀룰로오스아세테이트 구조물의 제조방법을 특별히 변경할 필요는 없다. 예컨대, 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 구조물은 셀룰로오스아세테이트의 아세톤, 염화메틸렌 등의 용액에 본 발명의 생분해촉진제 등을 첨가한 후 통상의 방법에 의해 형성할 수 있고, 가소제 등을 배합한 열성형가능한 셀룰로오스아세테이트에 생분해촉진제 등을 용융혼합한 후, 통상의 방법에 의해 성형하는 것도 가능하다.

또한, 담배필터에 사용되는 셀룰로오스아세테이트 섬유는 예컨대, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.

우선, 셀룰로오스아세테이트와 본 발명의 첨가제를 함유하는 용액(방사원액)을 조제한다. 용매로서는 염화메틸렌, 아세톤 등의 단독용매, 또는 염화메틸렌과메탄올 등의 혼합용매를 사용할 수 있다. 셀룰로오스아세테이트의 농도는 일반적으로 15∼35중량%이고, 바람직하게는 18∼30중량%이다. 이 방사원액에는 생분해촉진제 등의 첨가제는 상기 범위의 비율로 함유된다. 이 방사원액은 셀룰로오스아세테이트용의 용매에 생분해촉진제 등의 첨가제를 용해 또는 분산시킨 용액과, 셀룰로오스아세테이트의 용매에 셀룰로오스아세테이트를 용해시킨 용액을 혼합하는 것에 의해, 또는 셀룰로오스아세테이트의 용액에 직접, 생분해촉진제 등의 첨가제를 첨가하는 것에 의해 조제할 수 있다.

이와 같이 하여 얻은 본 발명의 생분해촉진제 등의 첨가제를 함유하는 셀룰로오스아세테이트 방사원액을 방사노즐장치에 공급하고, 고온분위기중에 토출하는 건식방사법에 의해 방사하여, 셀룰로오스아세테이트 섬유를 얻을 수 있다. 또한, 건식방사는 아니고, 습식방사를 행하여도 좋다. 더욱이 방사할 때에는 상기와 같이 균일분산된 방사원액을 그대로 섬유상으로 방사하여도 좋지만, 본 발명의 첨가제를 함유하는 셀룰로오스아세테이트 방사원액과, 이들의 첨가제가 첨가되어 있지 않은 셀룰로오스아세테이트 방사원액을 사용하여, 적어도 본 발명의 첨가제를 함유하는 셀룰로오스아세테이트가 섬유표면에 나타나도록, 섬유사이드바이사이드형 또는 코어외피형 등으로 복합방사하는 방법을 사용하는 것도 가능하다. 더욱이, 방사원액을 조제할 때에는 그 특성을 손상하지 않는 범위에서 그 밖의 첨가제를 병용하는 것도 가능하다. 예컨대, 방사원액의 균일성을 높이기 위해서, 또는 점도조절을 위해서 유화제, 가용화제, 점도조절제 등을 병용하여도 좋다. 여기에서 서술한 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 담배필터 플러그를 구성하는 각 셀룰로오스아세테이트 섬유는 적어도 그 표면영역에 본 발명의 첨가제를 함유한다.

이와 같이 하여 얻어진 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 섬유는 관용의 방법에 의해 담배필터로서 제조할 수 있다. 그 제조방법 및 필터구조에는 특별히 제한은 없고, 예컨대 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.

즉, 상기 셀룰로오스아세테이트 섬유를 토우의 형태로 하고, 이것을 담배필터플러그 권상장치에서 개섬하고, 가소제(예컨대, 트리아세틸글리세린)를 첨착한 후, 섬유로드형상으로 성형하고, 필요한 길이로 절단하여 필터플러그를 형성한다. 필터플러그의 제작을 용이하게 하기 위해서, 섬유다발로서의 총섬도를 적당하게 설정한다.

본 발명에 있어서는, 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 섬유를 1∼100mm로 커트하여 이루어지는 단섬유로 제작한 부직포시트를 사용하고, 통상의 플러그 권상장치에서 로드상으로 성형하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스아세테이트 섬유토우를 가소제로 고정한 담배필터에서는 셀룰로오스아세테이트 섬유끼리는 용융접착에 의해 강고하게 결합하고 있고, 그 결과 자연환경중에 투기된 담배필터는 장기간 안정적으로 로드형상을 유지하는 경향이 있다. 이것에 대해서 부직포시트로 이루어지는 담배필터에서는 자연환경중에 투기된 때에, 다량의 물(비, 해수, 하천수, 호수 등)에 의해 용이하게 로드형상이 붕괴되고, 시트상으로 지표에 퍼지면서 전개된다. 즉, 생분해속도에 영향을 미치는 소재의 미생물환경과의 접촉면적이 크게 되고, 결과적으로 담배필터의 분해속도는 보다 한층 촉진된다. 따라서, 본 발명의 셀룰로오스아세테이트의 생분해속도 촉진과 함께, 담배필터의 분해성을 더 높일 수 있다.또, 이때에 사용하는 부직포시트는 물분산성이 우수한 것이 보다 바람직하다. 그와 같은 물분산성이 우수한 부직포시트는 예컨대, 일본특개평 9-9949호 공보에 기재된 방법에 의해 얻어질 수 있다. 간단하게 서술하면, 이 방법은 해섬(解纖)한 섬유를 웹으로 성형하고, 얻어진 웹에 분류화된 폴리비닐알코올을 40∼100중량% 및 폴리아세트산비닐 0∼60중량%를 함유하는 결합제를 함유하는 결합제 용액을 함침시키고, 웹을 건조시키는 것을 포함한다.

섬유토우 또는 부직포의 어느 것을 사용하는 경우에서도, 통상 담배필터는 필터권취지로 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 또는 셀룰로오스아세테이트 섬유부직포를 로드형상으로 랩한 형으로 완성된다.

본 발명의 셀룰로오스아세테이트 섬유는 단독으로 사용하여 필터를 제조하여도 좋고, 또는 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 섬유를 일구성재료로 하여, 이것과 다른 구성재료를 병용하는 것에 의해서도 필터를 제조할 수 있다. 그와 같은 다른 구성재료로서는 천연 또는 반합성재료(예컨대, 펄프, 린터(linter), 목면, 마, 비스코스레이온, 동암모니아레이온, 료셀, 양모 등 또는 폴리히드록시알카노에이트 등의 미생물생산계의 생분해성 고분자), 통상의 합성재료(예컨대, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리아미드), 생분해성 합성재료(예컨대, 폴리젖산, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리비닐알코올), 광분해성 재료 등을 섬유나 부직포의 형태로 사용할 수 있다. 그 경우, 특히 생분해성이 우수한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 섬유는 아니지만, 전분의 발포체도 생분해성이 우수한 재료로서 사용할 수 있다.

또한, 셀룰로오스아세테이트 섬유의 형상은 스테이플, 필라멘트의 어느 것이어도 좋지만, 본 발명의 담배필터를 구성하는 셀룰로오스아세테이트 섬유로서는 섬유토우 형상으로 하는 것이 바람직하고, 토우의 총섬도는 임의로 할 수 있다. 예컨대, 0.5∼15데니어의 섬유를 3000∼500000개 모아 묶어서, 25mm길이당 10∼50의 권축을 부여한 밴드상(번들상에서는 ?)의 섬유토우가 바람직하다. 더욱이 각 섬유의 단면형상은 환형, 사각형 등 특별히 한정되지 않지만, 담배필터로서의 여과성능의 관점에서 다엽상의 단면형상이 바람직하고, 그 중에서도 제조공정 안정성의 점에서 Y자상의 단면형상이 바람직하게 사용된다. 또한, 셀룰로오스아세테이트 섬유는 피브릴의 형태이어도 좋다. 피브릴의 형태인 경우에는 상술한 다른 구성재료, 또는 통상의 섬유의 형태인 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 섬유와 병용하는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 담배필터의 제조방법에 있어서, 가소제 대신에 수용성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 가소제를 사용한 경우에서는 셀룰로오스아세테이트 섬유끼리는 용융접착에 의해 강고하게 결합하고 있고, 그 결과, 자연환경중에 투기된 담배필터는 장기간 안정적으로 로드형상을 유지하는 경향이 있다. 이것에 대해서, 수용성 접착제를 사용한 경우에는 셀룰로오스아세테이트 섬유끼리의 접착점은 자연환경중에 투기된 때에, 다량의 물(비, 해수, 하천수, 호수 등)에 의해 용이하게 해리된다. 그 결과, 담배필터의 로드형상이 용이하게 붕괴될 수 있다. 로드형상이 붕괴한 셀룰로오스아세테이트 섬유는 자연환경중에서는 예컨대, 지표에 넓게 전개되고, 생분해속도에 영향을 미치는 소재의 미생물환경과의 접촉면적이 크게 되고, 결과적으로 담배필터의 분해성은 보다 한층 촉진된다. 그 때문에, 본 발명의 셀룰로오스아세테이트의 생분해성 촉진과 함께 담배필터의 분해성을 더 높일 수 있다. 그와 같은 수용성 접착제로서는 일본특개평 8-187073호 공보나 특개평 9-266783호 공보에 기재된 수용성 접착제를 바람직하게 예시할 수 있다. 이들 수용성 접착제에는 여러가지의 수용성 고분자, 예컨대 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐에테르, 비닐단량체(예컨대, 아세트산비닐, 비닐피롤리돈, 비닐알킬에테르, 스티렌)와 카르복실기, 설폰산기 또는 그들의 염을 갖는 공중합성 단량체(예컨대, (메타)아크릴산, 무수말레인산, 말레인산, 크로톤산 등의 α, β-에틸렌성 불포화카본산 또는 그 산무수물, 에틸렌설폰산 등의 α, β-에틸렌성 불포화설폰산 또는 그들의 염)와의 공중합체 등의 비닐계 수용성 고분자, 아크릴계 수용성 고분자, 폴리알킬렌옥사이드, 수용성 폴리에스테르, 수용성 폴리아미드 등이 포함된다.

또한, 전술한 관용의 담배필터 제조방법에 있어서, 필터권취지로서 물분산성이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 담배필터가 자연환경중에 투기된 경우, 그 외주면에 놓여져 있는 필터권취지의 존재는 셀룰로오스아세테이트섬유와 미생물환경과의 접촉효과를 크게 저해하는 요인으로 되어 있다. 통상, 필터권취지는 펄프 등의 셀룰로오스로 이루어지고, 이 셀룰로오스는 매우 생분해성이 우수한 소재이다. 따라서, 자연환경중에서는 담배필터의 외주면에 놓여져 있는 필터권취지는 비교적 빠르게 소실되어 간다(대략 1∼6개월). 그러나, 놓여진 환경에 의해서는 1년 이상도 그 원형을 유지하고 있는 것이 있다. 따라서, 셀룰로오스아세테이트 섬유와 미생물환경과의 접촉효율을 최대한 높이기 위해서는, 필터권취지로서 물분산성이우수한 권취지를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 자연환경중에 투기된 담배필터는 다량의 물(비, 해수, 하천수, 호수 등)에 의해 용이하게 그 외주면에 놓여져 있는 필터권취지를 분해, 이탈시킬 수 있고, 그 결과 셀룰로오스아세테이트 섬유는 예컨대, 지표면에 직접 전개되고, 생분해속도에 영향을 미치는 소재의 미생물환경과의 접촉면적이 크게 되어, 결과적으로 담배필터의 분해속도는 보다 한층 촉진된다. 따라서, 물분산성이 우수한 필터권취지를 사용하는 것에 의해, 본 발명의 셀룰로오스아세테이트의 생분해속도촉진과 함께, 담배필터의 분해성을 더 높일 수 있다. 그와 같은 물분산성이 우수한 필터권취지로서는 일본특개평 9-47271호 공보나 특개평 9-47272호 공보에 기재된 필터권취지를 예시할 수 있다. 이들의 필터권취지는 수용지 또는 수해지를 포함하는 물분산성 기재로 이루어진다. 수용지 또는 수해지로서는 고해(叩解)를 약하게 하여 섬유간 상호의 접촉이나 섬유간의 결합을 감소시키는 그 자체 공지된 기술에 의해 물분산성을 부여한 제지용 섬유(물분산성 섬유)에 섬유상 카르복시메틸셀룰로오스염 또는 섬유상 카르복시에틸셀룰로오스염을 혼초(混抄)하여 이루어지는 수용지 또는 수해지가 바람직하다. 또한, 물분산성 섬유 및 섬유상 카르복시메틸셀룰로오스 또는 섬유상 카르복시에틸셀룰로오스를 혼초하여 이루어지는 물분산성 기재도 바람직하다. 수분해성 섬유로서는 예컨대, 침엽수크래프트펄프, 광엽수크래프트펄프, 용해펄프 등의 목재펄프섬유 및/또는 케나프펄프, 아마펄프, 린터 등의 비목재계 식물섬유를 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 첨가제를 함유하는 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 담배필터용 소재로서의 셀룰로오스아세테이트 섬유는 이하의 특징을 갖는다.

우선, 본 발명에 의한 첨가제의 셀룰로오스아세테이트 구조물로의 첨가는 관용의 셀룰로오스아세테이트 구조물 제조공정을 하등 변경하지 않고 간편하게 실시할 수 있다. 예컨대, 사출성형이나 압출성형 등에 의해 얻어지는 구조물의 경우, 가소제 등을 혼입한 열성형 가능한 셀룰로오스아세테이트에 첨가제를 용융혼합하는 것에 의해 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 구조물을 제작할 수 있다. 또한, 담배필터용 소재로서의 셀룰로오스아세테이트 섬유에 관해서도 동일하고, 본 발명에 의한 셀룰로오스아세테이트 섬유로의 첨가제는 셀룰로오스아세테이트를 용해하는 용제(예컨대, 아세톤, 염화메틸렌/메탄올혼합용제 등)에 가용이거나, 또는 용제에 불용인 경우에는 방사공정상, 섬유물성상 영향을 미칠 염려가 없는 정도까지 미분말화되어 있으므로, 셀룰로오스아세테이트 섬유의 제조를 곤란하게 하지는 않는다. 환언하면, 본 발명에 의한 셀룰로오스아세테이트 섬유의 제조방법은 첨가제를 방사원액중에 투입한다는 공정을 부가할 뿐, 그 밖에는 하등 현행공정을 변경하지 않고 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 셀룰로오스아세테이트 섬유로의 첨가제는 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 셀룰로오스아세테이트 섬유의 제조공정중 및 제품의 단계에서는 그 산성도 또는 염기성도가 문제 없는 낮은 값이므로, 셀룰로오스아세테이트와 하등 화학적으로 반응하지 않고 셀룰로오스아세테이트 구조물중 및 셀룰로오스아세테이트 섬유중에 안정적으로 존재할 수 있다. 따라서, 이 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 셀룰로오스아세테이트 섬유는 첨가제의 사용에 기인하는 품질의 열화(특히, 아세트산악취의 발생)가 없고, 첨가제가 없는 통상의 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 셀룰로오스아세테이트 섬유와 동등한 품질을 나타낸다.

그리고, 본 발명에 의한 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 셀룰로오스아세테이트 섬유 및 이 셀룰로오스아세테이트로 이루어지는 담배필터가 자연환경중에 투기되면, 그들은 함유하는 첨가제의 생분해속도 촉진효과에 의해 현저한 생분해성을 발현한다. 그때, 본 발명에 의한 첨가제는 그 물로의 용해도를 소정의 것으로부터 선택할 수 있으므로, 자연환경중에서 첨가제가 셀룰로오스아세테이트 구조물중 및 셀룰로오스아세테이트 섬유중에서 용이하게 이탈(물용출)하지 않고, 장기적으로 셀룰로오스아세테이트 구조물중 및 셀룰로오스아세테이트 섬유중에 남을 수 있다. 요컨대, 자연환경중에서 어떠한 때와 장소에 있어서도 항상 첨가제의 생분해속도 촉진효과를 발현할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명한다.

실시예 1

셀룰로오스아세테이트 플레이크(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해시켜, 셀룰로오스아세테이트 용액을 얻었다. 이 용액에 제 3 인산칼슘을 셀룰로오스아세테이트에 대해서 5중량%의 비율로 첨가하고, 교반하여 균일하게 하였다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트 용액을 유리판 위에 흘려 퍼지게 하고, 건조하여 두께 약 100㎛의 셀룰로오스아세테이트 필름을 얻었다.

실시예 2

셀룰로오스아세테이트 플레이크(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해시켜, 셀룰로오스아세테이트 용액을 얻었다. 이 용액에 제 2 인산칼슘을 셀룰로오스아세테이트에 대해서 5중량%의 비율로 첨가하고, 교반하여 균일하게 하였다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트 용액을 유리판 위에 흘려 퍼지게 하고, 건조하여, 두께 약 100㎛의 셀룰로오스아세테이트 필름을 얻었다.

실시예 3

셀룰로오스아세테이트 플레이크(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해시켜, 셀룰로오스아세테이트 용액을 얻었다. 이 용액에 인산 셀룰로오스를 셀룰로오스아세테이트에 대해서 5중량%의 비율로 첨가하고, 교반하여 균일하게 하였다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트 용액을 유리판 위에 흘려 퍼지게 하고, 건조하여 두께 약 100㎛의 셀룰로오스아세테이트 필름을 얻었다.

비교예 1

셀룰로오스아세테이트 플레이크(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해시켜, 셀룰로오스아세테이트 용액을 얻었다. 이 용액을 유리판 위에 흘려 퍼지게 하고, 건조하여 두께 약 100㎛의 셀룰로오스아세테이트 필름을 얻었다.

비교예 2

셀룰로오스아세테이트 플레이크(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해시켜, 셀룰로오스아세테이트 용액을 얻었다. 이 용액에 폴리인산을 셀룰로오스아세테이트에 대해서 5중량%의 비율로 첨가하고, 교반하여 균일하게 하였다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트 용액을 유리판 위에 흘려 퍼지게 하고, 건조하여 두께 약 100㎛의 셀룰로오스아세테이트 필름을 얻었다.

<아세트산농도의 측정 및 아세트산악취 레벨의 평가>

실시예 1∼실시예 3 및 비교예 1∼2에서 얻어진 셀룰로오스아세테이트 필름을 사용하여, 그들 필름의 아세트산악취 레벨을 평가하였다. 아세트산농도는 제조 직후의 각 필름으로부터 바로 원형편(직경 5cm)을 타발하고, 이것을 악취주머니에 채우고, 50℃의 항온실에 방치하여, 1주간 후의 악취주머니 내의 아세트산농도를 유리검지관법에 의해 측정하였다. 또한 동시에 관능시험법에 의해 필름의 아세트산악취레벨을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1] : 각종 셀룰로오스아세테이트 필름의 아세트산악취 평가결과

시료	아세트산농도(ppm)	아세트산악취 레벨^*
실시예 1	0.8	0
실시예 2	1.0	0
실시예 3	1.0	0
비교예 1	0.8	0
비교예 2	44.0	2

* 아세트산악취 레벨 :

0 : 악취를 느끼지 않음

1 : 악취를 느낌

2 : 강하게 악취를 느낌

이상의 결과로부터, 본 발명에 의한 생분해촉진제를 함유하는 셀룰로오스아세테이트 조성물은 생분해촉진제의 사용에 기인하는 아세트산악취의 발생(품질의 열화)이 없는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 생분해촉진제는 셀룰로오스아세테이트 조성물의 제조공정중이나 제품의 단계에서는 셀룰로오스아세테이트와 하등 화학적으로 반응하지 않고 셀룰로오스아세테이트 조성물중에 안정적으로 존재하고, 따라서 첨가제가 없는 통상의 셀룰로오스아세테이트 조성물과 동등한 품질을 나타낸다.

<물용출시험>

실시예 1∼실시예 3에서 얻어진 셀룰로오스아세테이트 필름으로부터의 첨가제의 물용출 거동을 평가하였다. 평가시험방법은 제작한 필름의 원형편(직경 5cm)을 이온교환수중에 10일간 침지한 후, 셀룰로오스아세테이트 필름으로부터 물중에 용출한 첨가제를 측정하는 것에 의해 행하였다. 첨가제의 물용출량은 물중 침지 전후의 필름중량(건조중량)으로부터 산출하고, 초기 첨가량과의 비를 가지고 물용출율로 하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2] : 셀룰로오스아세테이트 필름으로부터의 첨가제의 물용출량 평가결과

시료	첨가제의 물용출율(%)
실시예 1	2.0
실시예 2	16.1
실시예 3	4.3

이상의 결과로부터, 본 발명의 셀룰로오스아세테이트 조성물중의 각종 첨가제는 물용출하지 않는 것을 알 수 있다. 이 결과는 자연환경중에서 첨가제가 셀룰로오스아세테이트 조성물중에서 용이하게 이탈(물용출)하지 않고, 장기적으로 셀룰로오스아세테이트 조성물중에 잔류할 수 있다는 것을 의미한다. 즉, 본 발명의 생분해촉진제는 자연환경중에서, 어떠한 때와 장소에 있어서도 항상 첨가제의 생분해속도 촉진효과를 발현할 수 있다.

<생분해성의 평가>

실시예 1∼실시예 3 및 비교예 1에서 얻어진 셀룰로오스아세테이트 필름의 생분해성을 평가하였다. 평가시험방법은 제작한 필름의 원형편(직경 5cm)을 습한 토양중에 매설하고, 45일 후의 필름의 중량감소율을 측정하는 것에 의해 행하였다. 중량감소율은 토양매설 전후의 필름중량(건조중량)으로부터 산출하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[표 3] : 셀룰로오스아세테이트 필름의 생분해성 평가결과

시료	중량감소율(%)	필름의 외관관찰
실시예 1	6.8	벌레침식 흔적 두드러짐.
실시예 2	9.1	벌레침식 흔적 두드러짐.
실시예 3	16.2	취약하고, 소편화, 벌레침식 흔적 두드러짐.
비교예 1	0.8	현저한 변화 없음.

이상의 결과로부터, 어느 실시예에 있어서도, 셀룰로오스아세테이트 구조물의 생분해속도의 촉진이 달성되고 있는 것을 알 수 있다.

실시예 4

셀룰로오스아세테이트(DS : 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해시키고, 이것에 셀룰로오스아세테이트에 대해서 0.5중량%의 비율로 산화티탄(중량평균입경 0.2㎛)을 첨가하고, 교반하여 균일하게 분산시켰다. 얻어진 분산용액에 제 2 인산칼슘(중량평균입경 0.46㎛)을 셀룰로오스아세테이트에 대해서 1중량%의 비율로 첨가하고, 균일하게 분산될 때까지 교반하여 방사원액을 얻었다.

이 방사원액을 여과하고, 관용의 필터토우 방사장치를 사용한 건식방사에 의해 방사하였다. 제작한 셀룰로오스아세테이트 필라멘트를 소정량 묶어서 권축을 걸어, 셀룰로오스아세테이트 섬유토우를 얻었다. 여기에서는 섬유단면형상이 Y형, 단사섬도가 3데니어, 총섬도가 36000데니어인 셀룰로오스아세테이트 섬유토우로 완성하였다.

얻어진 셀룰로오스아세테이트 섬유토우를 사용하여, 이하와 같이 담배필터를 제작하였다. 즉, 관용의 담배필터 플러그 권상장치에서 셀룰로오스아세테이트 섬유토우를 개섬하여, 가소제(트리아세틸글리세린)를 셀룰로오스아세테이트 섬유토우에 대해서 6.0중량%의 비율로 첨착한 후, 필터 권취지로 둘러싸도록 하여 로드상으로 성형하고, 소정의 길이로 절단하여 필터 플라그를 제작하였다.

또, 얻어진 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터를 관찰한 결과, 제 2 인산칼슘의 첨가는 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터의 성형성에 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 또한, 얻어진 셀룰로오스아세테이트 섬유를 탄화하고, 그 탄분의 정량(칭량) 및 정성분석(원소분석)에 의해 셀룰로오스아세테이트섬유중으로의 제 2 인산칼슘의 함유량을 산출하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[표 4] : 셀룰로오스아세테이트 섬유중의 첨가제 함유량

방사원액으로의 투입량	섬유중의 함유량
1.0중량%(대 셀룰로오스아세테이트)	0.86중량%(대 셀룰로오스아세테이트)

이상의 결과로부터, 본 실시예에서 사용한 제 2 인산칼슘과 같은 고형의 첨가제를 셀룰로오스아세테이트 섬유중에 함유시키는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.

실시예 5

셀룰로오스아세테이트(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해하고, 이것에 셀룰로오스아세테이트에 대해서 0.5중량%의 비율로 산화티탄(중량평균입경 0.2㎛)을 첨가하고, 교반하여 균일하게 분산시켰다. 얻어진 분산용액에 제 2 인산칼슘(중량평균입경 1.20㎛)을 셀룰로오스아세테이트에 대해서 1중량%의 비율로 첨가하고, 균일하게 분산될 때까지 교반하여 방사원액을 얻었다. 이 방사원액을 사용하여 실시예 4와 동일하게 하여 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터를 제작하였다.

또, 얻어진 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터를 관찰한 결과, 제 2 인산칼슘의 첨가는 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터 성형성에 영향을 미치지 않는다는 것을 확인하였다.

비교예 3

셀룰로오스아세테이트(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해하고, 이것에 셀룰로오스아세테이트에 대해서 0.5중량%의 비율로 산화티탄(중량평균입경 0.2㎛)을 첨가하고, 교반하여 균일하게 분산시키고, 방사원액을 얻었다. 이 방사원액을 사용하여 실시예 4와 동일하게 하여 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터를 제작하였다.

실시예 4

셀룰로오스아세테이트(DS = 2.5)를 농도 28중량%으로 되도록 아세톤에 용해하고, 이것에 셀룰로오스아세테이트에 대해서 0.5중량%의 산화티탄(중량평균입경 0.2㎛)을 첨가하고, 교반하여 균일하게 분산시켰다. 이 분산용액에 폴리인산을 셀룰로오스아세테이트에 대해서 1중량%의 비율로 첨가하고, 균일하게 용해될 때까지 교반하여 방사원액을 얻었다. 이 방사원액을 사용하여 실시예 4와 동일하게 하여 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터를 제작하였다.

<아세트산농도 및 아세트산악취 레벨의 평가>

실시예 4∼실시예 5 및 비교예 3∼비교예 4에서 얻어진 담배필터의 아세트산농도 및 아세트산악취 레벨을 평가하였다. 아세트산농도의 측정은 담배필터(필터길이 25mm)를 제작후 즉시 악취주머니에 채우고, 50℃의 항온실에 방치하고, 2주간 후의 악취주머니 내의 아세트산농도를 가스검지관법에 의해 측정하는 것에 의해 행하였다. 또한 동시에 관능시험법에 의해 담배필터의 아세트산 악취레벨을 평가하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.

[표 5] : 담배필터의 아세트산악취 평가결과

시료	아세트산농도(ppm)	아세트산악취레벨^*
실시예 4	0.5	0
실시예 5	0.3	0
비교예 3	0.5	0
비교예 4	11.0	1∼2

^*아세트산 악취레벨

0 : 악취를 느끼지 않음

1 : 악취를 느낌

2 : 강하게 악취를 느낌

이상의 결과로부터 본 발명에 의한 셀룰로오스아세테이트 섬유는 첨가제의 사용에 기인하는 아세트산악취의 발생(품질의 열화)이 없는 것을 알 수 있다. 요컨대, 본 발명에 의한 첨가제는 셀룰로오스아세테이트 섬유의 제조공정중 및 제품의 단계에서는 셀룰로오스아세테이트와 하등 화학적으로 반응하지 않고 셀룰로오스아세테이트 섬유중에 안정적으로 존재하고, 따라서 첨가제가 없는 통상의 셀룰로오스아세테이트 섬유와 동등한 품질을 나타낸다.

<물용출시험>

상기의 실시예 4에서 얻어진 담배필터를 사용하여 셀룰로오스아세테이트 섬유로부터의 첨가제의 물용출 거동을 평가하였다. 평가시험방법은 제작한 담배필터(필터길이 25mm ; 권취지 없음)를 물중(이온교환수를 사용)에 침지하고, 담배필터를 형성하는 셀룰로오스아세테이트 섬유중의 제 2 인산칼슘의 함유량을 경시적으로 측정하였다. 또, 제 2 인산칼슘의 함유량은 실시예 4와 동일한 방법으로 산출하였다. 결과를 도 1에 나타낸다.

도 1에 나타나는 결과로부터, 셀룰로오스아세테이트 섬유중의 제 2 인산칼슘은 물용출하지 않는다는 것을 알 수 있다. 이 결과는 자연환경중에서 첨가제가 셀룰로오스아세테이트 섬유중에서 용이하게 이탈(물용출)하지 않고, 장기적으로 셀룰로오스아세테이트 섬유중에 잔류할 수 있다는 것을 의미한다. 요컨대, 자연환경중에서 어떠한 때와 장소에 있어서도 항상 첨가제의 생분해속도 촉진효과를 발현할 수 있다.

<생분해성의 평가>

실시예 4∼실시예 5 및 비교예 3에서 얻어진 담배필터를 사용하여, 그들 담배필터의 생분해성을 평가하였다. 평가시험방법은 제작한 담배필터(필터길이 25mm ; 권취지 없음)를 습한 토양중에 매설하고, 47일후의 담배필터의 중량감소율을 측정하였다. 중량감소율은 토양매설 전후의 담배필터의 중량(건조중량)으로부터 산출하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.

[표 6] : 담배필터의 생분해성 평가결과

시료	중량감소율(%)	필터의 외관관찰
실시예 4	42.1	가늘고, 섬유가 뿔뿔이 이탈
실시예 5	27.0	가늘고, 섬유가 뿔뿔이 이탈
비교예 3	2.3	현저한 변화 없음

이상의 결과로부터 어느 실시예에 있어서도, 담배필터의 생분해속도의 촉진이 달성되고 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 담배필터의 생분해속도는 첨가제의 입자경에 의존하고 있다는 것을 알 수 있다. 요컨대, 빠르게 생분해시키도록 할 때에는 첨가제의 입자경을 보다 작게 하면 바람직하다는 것을 알 수 있다.

실시예 6

셀룰로오스아세테이트(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해하고, 이것에 셀룰로오스아세테이트에 대해서 1중량%의 비율로 고광활성촉매용 산화티탄(중량평균입경 0.02㎛)을 첨가하고, 교반하여 균일하게 분산시켰다. 이 분산용액에 제 2 인산칼슘(중량평균입경 1.20㎛)을 셀룰로오스아세테이트에 대해서 1중량%의 비율로 첨가하고, 균일하게 분산될 때까지 교반하여 방사원액을 얻었다. 이 방사원액을 사용하여 실시예 4와 동일하게 하여 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터를 제작하였다.

얻어진 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터를 관찰한 결과, 제 2 인산칼슘 및 고광활성 촉매용 산화티탄의 첨가는 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터의 성형성에 영향을 미치는 것은 아니라는 것을 확인하였다.

비교예 5

셀룰로오스아세테이트(DS = 2.5)를 농도 28중량%로 되도록 아세톤에 용해하고, 이것에 셀룰로오스아세테이트에 대해서 1중량%의 비율로 고광활성 촉매용 산화티탄(중량평균입경 0.02㎛)을 첨가하고, 교반하여 균일하게 분산시켜, 방사원액을 조제하였다. 이 방사원액을 사용하여 실시예 4와 동일하게 하여 셀룰로오스아세테이트 섬유토우 및 담배필터를 제작하였다.

<종합적인 분해성의 평가>

실시예 5, 실시예 6, 비교예 3 및 비교예 5에서 얻어진 담배필터의 자연환경중에서의 종합적인 분해성을 평가하였다(생분해, 광분해, 형상붕괴 등의 복수의 원인으로 이루어짐). 평가는 제작한 담배필터(필터길이 25mm : 권취지 없음)를 실외토양상에 설치하고, 6개월 후의 그들 담배필터의 외관변화 및 체적감소율을 측정하는 것에 의해 행하였다. 체적감소율은 실외토양상 설치 전후의 담배필터의 체적으로부터 산출하였다. 외관관찰의 결과 및 체적감소율을 표 7에 나타낸다.

[표 7] : 담배필터의 분해성 평가결과

시료	체적감소율(%)	시료의 외관관찰
실시예 5	22.8	주로 접지면으로부터 분해가 진행
실시예 6	39.9	현저하게 가늘고, 전체적으로 분해가 진행.
비교예 3	11.1	현저한 변화 없음
비교예 5	20.8	주로 필터상면부의 섬유가 뿔뿔이 이탈

표 7에 나타난 결과로부터 어느 실시예에 있어서도, 담배필터의 분해속도의 촉진이 달성되어 있는 것을 알 수 있다. 더욱이, 담배필터의 분해속도는 본 발명에 의한 첨가제를 고활성 촉매용 산화티탄과 병용하는 것에 의해 비약적으로 촉진되는 것을 알 수 있다.

이상 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 생분해성이 우수하고, 품질열화(특히, 아세트산악취의 발생)가 억제된 셀룰로오스아세테이트 구조물 및 그것을 사용한 담배필터가 제공된다.

이상, 본 발명을 그 몇가지의 태양에 관해서 설명하였지만, 본 발명은 그들에 한정되는 것은 아니다. 첨부한 청구의 범위에 의해 규정된 일반적인 발명개념의 정신 및 범위를 이탈하지 않고 여러가지의 변형, 변경이 가능하다.

Claims

적어도 표면영역이 인의 산소산의 염, 인의 산소산의 에스테르 또는 그 염 및 탄산 및 그 염으로 이루어지는 군중에서 선택된 적어도 1종의 화합물로 이루어지는 생분해촉진제를 셀룰로오스아세테이트에 함유시킨 생분해성 셀룰로오스아세테이트 조성물로 이루어지는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 1항에 있어서, 상기 셀룰로오스아세테이트가 2.0∼2.6의 DS값을 갖는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 1항에 있어서, 상기 생분해촉진제가 실온의 물에 대해서 2g/d㎥ 이하의 용해도를 갖는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 3항에 있어서, 상기 생분해촉진제가 인산셀룰로오스, 인산전분, 제 2 인산칼슘, 제 3 인삼칼슘 및 수산화인산칼슘으로 이루어지는 군중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 1항에 있어서, 상기 생분해촉진제가 상기 셀룰로오스아세테이트에 대해서 0.01∼10중량%의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 1항에 있어서, 상기 생분해촉진제가 미립자의 형태이고, 상기 생분해성 셀룰로오스아세테이트 조성물이 상기 조성물중에 상기 미립자를 분산시키기 위한 분산제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 1항에 있어서, 광분해촉진제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 7항에 있어서, 상기 광분해촉진제가 산화티탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 1항에 있어서, 섬유의 형태인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 1항에 있어서, 1∼100mm의 길이의 단섬유에 의해 구성된 부직포의 형태인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스아세테이트 구조물.
제 9항의 셀룰로오스아세테이트 구조물을 포함하는 담배필터.
제 10항의 셀룰로오스아세테이트 구조물을 포함하는 담배필터.