TWI274556B - Biodegradable cellulose acetate structures and tobacco filters - Google Patents

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1274556 A7 B7 五、發明說明（1 ) [技術領域] 本發明有關生物分解性優異的纖維素 及香煙濾嘴。 ' θ結構物以 [技術背景] 纖維素乙酸酯被廣泛利用為各種結構 過遽素材及衣料用等之織布用的纖維⑽·作為 *其他射出成型或擠出成型等而得的結構二膜型二為藉 維素乙酸酯構造物之代表例為纖維。特別是香煙遽^ 皆由纖維素乙酸酯纖所構成。 乎 此種纖維素乙酸酯纖維目前依下述方法製造。、， 將原料纖維素乙酸醋之鱗片狀滲解在丙酮等之溶劑：，以 調製纖維素乙酸酿之纺絲原液。將此纺絲原液供入纺㈣ 嘴裝置並依排吐至高溫氣氛中的乾式紡絲法進行纺絲，以 製得纖維素乙酸酉旨纖維。亦可以濕式纺絲法取代乾式 法。 特別是作為香煙用素材使用的纖維素乙酸酯纖維，為 了容易製作香煙濾嘴，而適當設定總纖度並製成為纖維束 (tow)。香煙濾嘴係將此纖維素乙酸酯纖維束藉由香煙濾嘴 插塞捲上裝置予以開鬆纖維，在添裝可塑劑之後，使用濾 嘴捲取紙成型為桿條形狀，並將此切成預定長度而製得。 纖維素乙酸酯係將纖維素予以乙酸酯化者，而基本上 為可生物分解的物質。然而實際上，此纖維素乙酸酯未定 具良好生物分解性。 例如’由纖維素乙酸酯纖維而成的香煙濾嘴即使被埋 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

-41^--------tl---------IL 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用τ國國家標準（CNS)A4規格⑽x 297公髮） 1 311292 1274556

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'、《構物之表面積，則將可提高與分解菌之間的接觸機 會。 艮據此等見解，曾有幾種促進纖維素乙酸g旨之生物分 解速度之方法。例如，日本專利特開平6_199901號公報中 。己載有添加較乙酸的酸離解常數為大的酸化合物於纖維素 乙酸S曰的方法。但，如欲將此方法適用於現行的纖維素乙 酸醋醋纖維之製造過程時，則從添加酸化合物於纖維素乙 酸酯當時即其酸化合物之影響而纖維素乙酸酯之乙醯基將 起化學性的加水分解反應。在此種酸化合物存在下的纖維 素乙酸酯之乙醯基之化學性加水分解反應將隨伴纖維素乙 酸知之DS降低而生成乙酸。亦即，由孅維素乙酸酯脫離 的乙醯基將以乙酸游離。從而，在此方法中，由於經游離 乙酸之影響，纖維素乙酸酯結構物將呈現強烈的乙酸臭 味。就製品而言，此種乙酸臭味並非理想的要素，例如在 香煙攄嘴因呈現乙酸臭味而大為影響香煙味道。 又’特表平7-500385號公報中揭示有將水溶性化合 物細菌可進行分解的有機化合物添加於纖維素乙酸酯中 的方法。該方法係所添加的水溶性化合物、細菌能進行分 解的有機化合物在自然環境中被水溶出並經過細菌分解而 從纖維素乙酸酯脫離以致使纖維素乙酸酯結構物破壞並增 大該結構物之表面積。增大表面積的結果，纖維素乙酸醋 之生物分解速度將增快。但，該方法係增大纖維素乙酸酿 與纖維素乙酸酯分解菌之間的接觸機會而並非本質上加強 纖維素乙酸酯與纖維素乙酸酯分解菌之間的作用。因此， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311292 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 参·！訂_!· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 A7 B7 1274556 五、發明說明（4 ) 生物分解速度之促進效果仍不夠充份。又，將此化合物混 入纖維素乙酸酯纖維中之過程，在目前之纖維素乙酸酯纖 維之製造過程中係極為困難的過程。 再者’亦曾有幾種提案，係將具有纖維素乙酸酯之生 物分解能力的微生物或具有該微生物的各種分解酵素等添 加於纖維素乙酸酯中的方法。例如，特開平8-7〇852號公 報揭不有使具有纖維素乙酸酯之脫乙醯化能力的微生物以 及该微生物所生產的脫乙醯化酵素附載在纖維素乙酸酯的 方法。該等方法可能對促進纖維素乙酸酯之生物分解速度 上有效，惟該等方法所用的添加劑均為高價之故，將大為 增加纖維素乙酸酿、结構物之成本。又，如考慮香煙滤嘴之 生產量時’使用不適合大量生產的此等添加劑可謂極為困 難。再者，將該等方法所用的添加劑添加至纖維素乙酸醋 纖維中的過程，係在目前之纖維素乙酸醋纖維之製造過程 j極為困難的過程而如欲使用之際’不得不大幅度變更目 前之纖維素乙酸醋纖維而成的香煙遽嘴之製造過程之故， 在汎用性而言，係極為困難的過程。 有幾種提案，係將難生物分解性之纖維素乙酸 酉曰與其他素材（主要為易生物分 ^ 肝旺京材）組合以製作生物 刀解眭良好的香煙濾嘴的方法。 公報中揣-古+丄 特開千8-140654號 t揭不有在木材紙槳等之纖維素纖維表面被覆纖唯辛 乙酸醋等之纖維素醋的方法。但， 破覆纖維素 % 等方法中作為全體香 煙慮嘴的生物分解速度係以生物分解 速度所抑告丨去 〃材之生物分解 麵本質上改善纖維素乙酸 本紙張尺度翻(21Q x 297公』^ 身生 3Π292 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) --------—訂--------- 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 4 1274556 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（5 ) 分解速度。 、從而，本發明係以提供-種基本上使纖維素乙酸μ 纖維素乙酸酯分解菌之間的互 1 /、 善纖維素乙酸酯在自然環境 增大以便更改 目的。 ，'衣…生物分解性之用的方法為 更具體而言，本發明孫v坦 I㈣U S供一㈣物分解 可抑制品質劣化特別是抑制r # ^ 霞共迷 社“ 抑制乙酸臭味發生的纖維素乙酸萨 結構物以及使用該結構物的香煙㈣為目的。 知 又，本發明係以提供一種不致大為變更現行製造 之下即可製造的生物分解性纖維素乙酸醋結構物為目的 [發明揭示] 々曰的。 本發明人為解決上eg 述课題，經銳意研究的結果，發s 藉由使纖維素乙酸酯中含有預定之化合物，特別是在 維形態製造纖維素乙酸醋的情形在其纺絲原液中添加^ 之化合物，並藉由使用其紡絲原液進行纖維紡絲而可大 改善纖維素乙酸酯之生物分解性之事實。 亦即，本發明提供一種至少表面領域為由使選自磷 含氧酸之鹽、磷之含氧酸之酯或其鹽以及碳酸及其鹽而成 的群中的至少1種化合物而成的生物分解促進劑包含在 維素乙酸酯中的生物分解性纖維素乙酸酯組成物而成的纖 維素乙酸酯結構物。 纖維素乙酸酯較佳為具有2〇至26iDS值0 生物分解促進劑較佳為對室溫之水具有2g/dm3以下 之溶解度者。此生物分解促進劑係選自由磷酸纖維素、磷 >紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱)-----___ 5 3Π292 (ίίπ先閱讀背面之>i音？事項再填寫本頁)

1274556 A7 B7 五、發明說明（6 ) 酸澱粉、二代磷酸鈣、三代磷酸鈣以及氳氧化磷酸鈣而成 的群中。 為生物分解促進劑為微粒子形態，則生物分解性纖維 素乙酸酿組成物較好又含有為使該微粒子分散在該組成物 中所用的分散劑。 本發明中，生物分解性纖維素乙酸酯組成物較好又含 有光分解促進劑。 本發明之纖維素乙酸酯結構物可為由纖維或者由i至 100mm長度之短纖維所構成的不織布形態。 再者，本發明提供包含纖維不織布形態的本發明之纖 維素乙酸醋結構物的香煙瀘嘴。 [圖面之簡單說明] 第1圖係表示纖維素乙酸酯中所含有的二代磷酸辦之 水溶出結果的圖表。 [實施本發明的最佳形態] 以下，依最佳實施形態詳細說明本發明。 本發明有關由纖維素乙酸酯中含有預定之生物分解促 進劑的生物分解性纖維素乙酸酯組成物而製作的纖維素乙 酸酯結構物。 本發明中所使用的纖維素乙酸酯，只要屬於纖維素乙 酸酯即可而對其DS值並無特別限定。例如，可使用Ds 2 〇 至2.6之纖維素二乙酸酯、DS 2.6以上之纖維素三乙酸醋。 又，亦可使用生物分解性良好領域的DS 2.0以下之纖維素 乙酸酯。特別是當欲製造香煙濾嘴時，從味道之觀點，較 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311292 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1111111 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 1274556 A7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 影響 B7 五、發明說明（7 ) 好使用DS 2.0至2.6之纖維素二乙酸酯。 本發明中，纖維素乙酸酯中所含有的生物分解促進劑 係選自填之含氧酸之鹽、峨之含氧酸之酯或其鹽以及碳酸 及其鹽而成的群中的至少1種化合物。 含氧酸（oxygen acid)亦稱羥基羧酸（〇xy acid)者，係可 以質子離解的氫與氧原子結合的酸，如在適當的情形亦包 含其等的縮合物。更具體而言，磷之含氧酸中包含原磷酸 (本說明書中簡稱原磷酸為磷酸）、焦磷酸、偏磷酸、多磷 酸。此等以外的含氧酸，尚有亞磷酸，次磷酸等。又，罐 之含氧酸之醋係其至少1個經基為經醋化的化合物，而包 含 P〇(〇R)(〇H)2、po(or)2(〇h)及 p〇(〇r)3。 本發明中’鹽包含酸式鹽亦包含如氳氧化璘酸鹽等的 複鹽。 再者，存在有水合物的生物分解促進劑化合物中亦包 含其水合物，其結合水數目則不拘。 當然，生物分解促進劑較佳為安全性佳而可大量且能 =可接受的價格供給者。再者，一般而言，將纖維素乙： 酯為製造香煙濾嘴等而成型為纖維狀之情形，係藉由從紡 :噴嘴排吐纖維素乙酸酯溶液（紡絲原液）的紡絲法而製 造：惟如考慮此等製造過程時，纟發明所使用的生物 促進劑較好為可溶於溶解纖維素乙酸酯用的溶劑（例如 燒:⑽合溶劑等)，或者即使不溶於溶劑： 、、方絲過程上能使之微粉化至對纖維之物性盔 的程度的化合物。 “、、 涵尺 297 公釐） 7 311292 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) --------tl--------- A7 B7 1274556 五、發明說明（8 ) 由此安全性及製造難易度的觀點以及促進纖維素乙酸 酉曰的生物分解性之效果來看，本發明中所使用的生物分解 促進劑較佳為對室溫（2(TC )的水具有2g/dm3以下之溶解 度。由於對水的溶解度如此低而可抑制從纖維素乙酸酯結 構物的水溶出。如此分解促進劑特佳為磷酸纖維素、磷酸 澱粉、二代磷酸鈣、三代磷酸鈣、氫氧化磷酸鈣或其等之 混合物。 本發明中，依據生物分解促進劑之添加量而可設計纖 維素乙酸酯之生物分解速度。 更具體而言，生物分解促進劑之添加量可按作為目的 的生物分解速度任意設定之。例如，如欲使之快速進行生 物分解時，則可添加多量之分解促進劑。但，如考慮纖維 素乙酸酯結構物、特別是纖維之製造安定性時，則生物分 解促進劑較佳為對纖維素乙酸酯按〇 〇1至1〇重量％之比 例添加，更佳為按〇 01至3重量％之比例添加。 另外，若本發明之生物分解促進劑不溶於調製紡絲原 液時的纖料乙酸醋之溶劑時，肖生物A解促㈣之分散 狀態對其生物分解速度促進效果影響很大，h同一添加 量比較時，更佳分散的狀態下生物分解促進劑等存在纖維 素乙酸醋纖維中之情形者其促進效果更顯著。從而，更好 併用較適用的分散劑。如此的分散劑，可使用幾酸系高分 又，不溶於纖維素乙酸酯之溶劑的生物分解促進 速度促進㈣料亦很大，如以同1 本紙張尺度g關家g^^^-咖x 297公爱） 311292 —1·—-------------訂---------Λ9. (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 8 1274556 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（9 ) 加量比較時’更小粒徑者其促進效果更顯著。從而，生物 刀解促進劑較好為更小粒徑者。獲知不溶於纖維素乙酸醋 之溶劑的生物分解促進劑，較佳為具有丨〇以^1平均粒徑 再者，本發明人等發現藉由併用本發明之生物分解促 進劑使含有高光活性觸媒用氧化鈦等之光分解促進劑而可 與因本發明之生物分解促進劑得到的生物分解速度促進相 辅相成以使纖維素乙酸酯結構物之分解性更為提升的事 實。在此情形，因本發明之生物分解促進劑而達成的纖維 素乙酸酯結構物之顯著破壞將使高光活性觸媒用氧化欽等 之光分解促進劑之促進效果更容易展現。同時，因高光活 性觸媒用氧化Μ等之光分解促進劑所產生的纖維素乙㈣ 結構物之破壞將使因本發明之生物分解促進劑得到的生物 分解速度促進效果更加展現。如此，可使在分解過程中的 纖維素乙酸酯結構物之消失依相乘方式加快。又，合併含 有如本發明之生物分解促進劑及高光活性觸媒用氧化鈦等 之光分解促進劑的由纖維素乙酸酯纖維而成的香煙濾嘴， 在投棄於自然環境_初期階段（濾嘴形狀仍保持的狀態）， 主要由於光分解作用而使容易受到光作用之上面部崩壞， 另方面，主要由於生物分解作用而使容易受到微生物作用 之下面部崩壞，藉以更快速度使香煙濾嘴的形狀崩壞以八 併發揮各別促進劑早獨時不能充份展現的效果。在其他纖 維素乙酸酯結構物亦同樣情形。 作為光分解促進劑的氧化鈦較佳為粒徑〇 ! V m以下 之銳鈦礦（anatase)型氧化鈦，而對纖維素乙酸酯按〇 〇1 ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） >11292 Γ- -- --------^—------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1274556 A7 五、發明說明（10 ) 10重量％之比例添加，更佳為按 加。 饮U·01至3重量％之比例添 由於本發明之纖維素乙酸 成物，除含有本發明之 生物刀解促進劑及其他添加劑以 兔夂絲 可按通吊之方法成型 為各種結構物之故，並不需要特 妊m 1 . 而罟特別變更一般纖維素乙酸酯 結構物之製造方法。例如，太路 叮^ j本發明之纖維素乙酸酯結構物 在纖維素乙《之丙_，二氣？燒等之溶液巾添加本發 月之生物分解促進劑等之後，按通常之方法成型，或者在 經調配可塑劑等的能進行熱成 〜W纖維素乙酸酯中熔融混 5生物分解促進劑等之後’按通常之方法進行成型。 又，香煙遽嘴所使用的纖維素乙酸醋纖維可例如按下 述方法製造。 首先，_製含有纖維素乙酸酉旨及|發明添加劑的溶液 (紡絲原液)。溶劑可使用二氯甲烷、丙酮等之單獨溶劑， 或者二氣甲、燒與甲醇等之混合溶液。纖維素乙酸醋之濃度 一般為15至35重量％，較佳為18至3〇重量％。在此紡 絲原液中，按上述比例範圍含有生物分解促進劑等之添加 劑。此紡絲原液可藉由混合在纖維素乙酸酯用之溶劑中使 生物分解促進劑等之添加劑溶解或分散的溶液，與纖維素 乙酸酯用之溶劑中使纖維素乙酸酯溶解的溶液，或者藉由 在纖維素乙酸酯之溶液中直接添加生物分解促進劑等之添 加劑而調製之。將含有如此所得的本發明生物分解促進劑 等之添加劑的纖維素乙酸酯紡絲原液供給紡絲喷嘴裝置並 依排吐至咼溫氣氛中的乾式紡絲法進行紡絲，即可得纖維 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 311292 A274556 A274556 B7 五、發明說明（U / 素乙酸酯纖維。7又， ^ 』選仃濕式紡絲以替代乾式紡絲。再 2纺絲之際，如上述，可將經均勾分散的纺絲原液照 劑絲成為纖維狀，惟亦可使用含有本發明之添加 音·、乙酸知紡絲原液及未經添加此等添加劑的纖維 ^酴t S、方絲原液’按至少含有本發明之添加劑的纖維素 b :能顯現在纖維表面之方式，而採用依纖維並排⑽e 二1 __型等進行複合纺絲的方法。再者’調製紡 ^。'液時’亦可在不損及其特定的範圍内併用其他添加 ，如’為提升紡絲原液之均勻性，或為調節黏度亦可 =化劑，增溶劑。由上述可知’構成本發明之香煙濾 2插塞的各纖維素乙酸醋纖維，至少在其表面領域含有本 發明之添加劑。 ^ 此所侍的本發明纖維素乙酸_纖維可按慣用方法枭 二香煙;慮嘴。其製造方法以及濾嘴構造並無特別限定， 例如，可按如下方式製造之。 亦即，將上述纖維乙酸醋纖維作成纖維束之形態並將 之在香煙滤嘴插塞捲上裝置上予以開鬆纖維，在添裝可塑 :(例如’三乙酸甘油醋)之後成型為纖維桿形狀，切成所 需長度以形成濾、嘴插塞。在此，為容易製作濾嘴插塞起見， 適宜設定作為纖維束的總纖度。 、在本發明中，較好使用由切斷本發明之纖維素乙酸醋 纖維為1至i〇〇mm而成的短纖維所製成的不織布片，並在 通常之插塞捲上裝置成型為桿狀。在使用可塑劑固化的考 煙濾嘴中，纖維素乙酸醋纖維互相之間係由於溶融接合而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公羞） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂---------AW, 11 311292 1274556 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 A7 ----------B7_______ 五、發明說明（l2 ) 口、α 3，其結果，丟棄在自然環境的香煙濾嘴將可能長 期間安定地保持桿形狀。對此，由不織布片製成的香煙濾 嘴在被去棄到自然環境時，被大量水（雨水、海水、河水、 '月欠等）各易朋壞桿形狀，並在地面上擴散為片狀。亦即， 衫響生物分解速度的素材與微生物環境之間的接觸面積將 私大’結果，更加促進香煙濾嘴之分解速度。從而，可與 本發明之纖維素乙酸酯促進之生物分解速度相輔相成而能 更提升香煙濾嘴之分解性。另外，此時所用的不織布片更 佳為水分散性優異者。如此水分散性優異的不織布片，可 藉由例如，特開平9-9949號公報中所記載的方法而製得。 簡單敘述該方法包括，將經打漿的纖維成型為纖維網 (web)，使所得纖維網含浸含有經部份皂化的聚乙烯醇 至1〇〇重量％及聚乙酸乙烯酯0至6〇重量％並含有結合劑 的結合劑溶液並乾燥纖維網。 不拘使用纖維束或使用不織布之情形，通常香煙濾嘴 係以濾嘴捲筒紙將纖維素乙酸酯纖維束或纖維素乙酸酯纖 維不織布完成為布捲成桿形狀。 本發明之纖維素乙酸酯纖維可單獨使用以製造濾嘴， 或者以本發明之纖維素乙酸酯纖維作為構成材料，對此併 用其他構成材料者亦可製造濾嘴。作為此種其他構成材料 可將，天然或半合成材料（例如，紙漿、棉絨、木棉、大麻、 黏膠人造絲（viscose rayon)、銅銨人造絲、里昂絲絨、羊毛 等或者聚羥基烷醇酸鹽等之微生物生產系之生物分解性高 分子）、通常之合成材料（例如，聚丙烯等之聚稀烴、聚對3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f )---------—— ’ 311292 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^1 1 H I ϋ 1 ϋ=-OJ> I ϋ 1 n I * I274556 五、發明說明（I3 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 本一甲酸乙一醇醋等之聚醋、聚醯胺）、生物分解性合成材 料（例如，聚乳酸、聚己内醯胺、聚琥珀酸丁二酯、聚乙烯 醇）、光分解性材料以纖維或不織布之形態使用。在此情 形’尤以使用生料分解性優異的材料為佳。又，非纖維的 殺粉發泡體亦可作為生物分解性優異的材料使用。 又’纖維素乙酸醋纖維之形狀可為短纖維、長纖維之 任一種’惟構成本發明之香煙濾嘴的纖維素乙酸酯較好作 成纖維束形狀，而纖維束之總纖度可任意設定。較好例如 使從〇·5至15旦尼爾之纖維集束3000至500000支，並對 每25mm長度賦與10至5〇之捲縮的帶狀（可能是手把狀？） 的纖維束。再者，各纖維之斷面形狀並未特別限定為圓形、 四角形等，惟從作為香煙濾嘴的濾過性能觀點，較佳為多 葉狀之斷面形狀，其中從製造過程之穩定性之觀點，較好 使用丫字形之斷面形狀。又，纖維素乙酸酯纖維可為原纖 維（fibril)之形態。如為原纖維之形態時，較佳為與上述的 =他構成材料或與通常纖維形態的本發明纖維素乙酸酯併 經 濟 部 智 慧 財 產 局 呈 消 費 合 作 社 印 製 再者，在上述香煙濾嘴之製造方法中，㈣使用水产 性接著劑以取代可塑劑。在使用可塑劑時，纖維素： 纖維互相之間因熔融接合而堅固地 曰 〇 < S艾，結果，經 棄在自然環境中的香煙濾嘴可能會長期間安定地以桿 存在。相對於此，在使用水溶性接著劑的情形，纖維^ 酸酯互相之間的接合點’在被投棄在自然環境中之際， 丨容易被多量之水(雨水、海水、河水、湖水等）離解、结果將 本紙張尺度適用中關冢標準（CNS)A4規格⑽χ 297公爱） ， 311292 13 1274556 A7 -------------B7_____ 五、發明說明（i4) I ! 香煙滤嘴之桿形狀將容易崩壞。經崩壞桿形狀的纖維素乙 1 酸酿纖維在自然環境中例如在地面上擴張且展開，與對生 | 物分解速度有影響的素材之微生物環境之間的接觸面積將^丨丨 增大’結果，將進一步促進香煙濾嘴之分解性。因此，與| | 促進本發明纖維素乙酸酯之生物分解性相輔相成而再提升I | 香煙濾嘴之分解性。此水溶性接著劑較佳者可例舉特開平I j 8-187073號公報及特開平9_266783號公報記載的水溶性| | 接著劑。此等水溶性接著劑可包含各種水溶性高分子，例| | 如，聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚、乙烯單體（例含T 如、乙酸乙烯酯、乙烯吡咯烷酮、乙烯烷基醚、苯乙烯） ;

與具有羧基、磺酸基或其鹽的共聚性單體（例如（甲基）丙烯 j 酸、馬來酸肝、馬來酸、巴豆酸等之乙稀性不飽和 T 羧酸或其酸酐、乙烯磺酸等之α，β_乙烯性不飽和磺酸或 ; 其鹽）的共聚物等之乙稀系水溶性高分子；丙稀酸系水溶性i 高分子；聚環氧烷；水溶性聚酯；水溶性聚醯胺等。 ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，前述㈣之香煙濾、嘴製造方法中，作為濾嘴捲取”1 紙’較佳使用水分散性優異者。香煙濾嘴被投棄在自然環丨! 境中時’經配置在其外周面的濾嘴捲取紙之存在係大大妨| 礙纖維素乙酸醋纖維與微生物環境之間的接觸效率的要 | 因。通常，濾、嘴捲取紙係由紙漿等之纖維素而成，而該纖| 維素係生物分解性極優異的素材。從而，在自然環境中配| 置在香煙滤嘴之外周面的濾嘴捲取紙將以比較快的速度消| 失(大約！至6個月）。但，視所投棄的環境而定有時會I 保留原形達-年以上之久。於是為發揮纖維素乙酸g旨纖維| 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 14 311292 1274556 A7 B7 五、發明說明（16 ) 不必對慣用之纖維专^祕& ^ I S曰結構物製造過程作任何變更而 可簡便實施之。例如鉍山山. 射出成型或擠出成型等所得的結構物 之情形，藉由經混入可搠為丨故a (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 上劑等的可進行熱成型的纖維素乙 酸酯中熔融混合添加劑而可制〜丄w 齊J而了製作本發明之纖維素乙酸酯結 冓物X關於作為香煙濾嘴用素材的纖維素乙酸醋纖維 亦同樣，對本發明纖維素乙酸醋纖維的添加劑，在可溶於 溶解纖維素乙酸g旨的滚逾丨。丨 曰刃令劑（例如丙酮、二氯甲烷/甲醇混合

溶劑等）’或不溶於溶齋j的伴游山认甘士 A 4和的If形，由於其在紡絲過程上經微 粉化為不影響纖維物性之故，不致使纖維素乙酸醋纖維之 製造發生困難。換言之，本發明纖維素乙酸醋纖維之製造 方法中僅附加在紡絲原液中投入添加劑的過程而其他現行 過程則並無需任何變更之方式適用之。 又，對本發明的纖維素6酸酯結構物及纖維素乙酸酯 纖維的添加劑，由於在纖維素乙酸酯結構物及纖維素乙酸 酯纖維之製造過程中以及製品階段中，其酸性度或鹽基性 |度為低值而不致發生問題之故，不致與纖維素乙酸酯發生 任何化學性反應而可在纖維素乙酸酯結構物中以及纖維素 乙酸酯纖維中安定存在。從而該纖維素乙酸酯結構物以及 纖維素乙酸酯纖維並不發生因使用添加劑引起的品質劣化 (尤其乙酸臭味之發生）而可呈現與無添加劑的一般纖維素 乙酸酯結構物以及纖維素乙酸酯纖維同等之品質。 再者，本發明纖維素乙酸酯結構物及纖維素乙酸g旨纖 維以及由該纖維素乙酸酯纖維而成的香煙濾嘴被投棄在自 然環境中，則該等將由於所含有的添加劑之生物分解速度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16 3υ292 I274556 A7

五、發明說明（U ) 經 部 智 慧 財 產 局 員 工 合 作 社 印 製 促進效果而表現顯著的生物分解性。此時，本發明的添加 劑將選擇預定對水的溶解度之故，在自然環境中，添加劑 不致容易從纖維素乙酸酯結構物中以及纖維素乙酸酯纖維 中離脫（水溶出）而可長期存在纖維素乙酸酯結構物中以及 纖維素乙酸酯纖維中。亦即，在自然環境中，可在任何時 期及任何場所經常表現添加劑之生物分解速度促進效果。 以下，依實施例說明本發明。货施例1 使纖維素乙酸酯鱗片（DS = 2.5)溶解於丙酮中使成為28 重量％濃度’製得纖維素乙酸酯溶液。此溶液中對纖維素 乙酸酯按5重量％之比例添加三代磷酸鈣並均勻攪拌。將 所得纖維素乙酸酯溶液在玻璃板上進行流延，乾燥後製得 厚度約100 // m之纖維素乙酸酯薄膜。 實施例2 使纖維素乙酸酯鱗片（DS = 2· 5)溶解於丙酮中使成為28 重量％濃度，製得纖維素乙酸酯溶液。此溶液中對纖維素 乙酸S旨按5重量％之比例添加二代磷酸鈣並均勻攪拌。將 所得纖維素乙酸酿溶液在玻璃板上進行流延，乾燥後製得 厚度約100 // m之纖維素乙酸酯薄膜。 實施例3 使纖維素乙酸酯鱗片（DS = 2.5)溶解於丙酮中使成為28 重量％濃度’製得纖維素乙酸酯溶液。此溶液中對纖維素 乙酸酯按5重量％之比例添加磷酸纖維素並均勻攪拌。將 所付纖維素乙酸酯溶液在玻璃板上進行流延，乾燥後製得 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311292 閱 讀 背 面 之 注 項 再 填 寫 頁

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4 -I 17 A7 !274556 五、發明說明（18 ) 厚度約100 // m之纖維素乙酸酯薄膜。 fe較例1 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 使纖維素乙酸酿鱗片（DS=2.5)溶解於丙_中使成為28 重量％濃度，製得纖維素乙酸酯溶液。將此溶液在玻璃板 上進行流延，乾燥後製得厚度約100 // m之纖維素乙酸醋 薄膜。 比較例2 使纖維素乙酸酯鱗片（DS二2.5)溶解於丙酮中使成為28 重里％濃度’製付纖維素乙酸S旨溶液。此溶液中對纖維素 乙酸醋按5重量％之比例添加多填酸並均勻擾掉。將所 纖維素乙酸酯溶液在玻璃板上進行流延，乾燥後製得$ _ 約100 // m之纖維素乙酸酯薄膜。 又 <乙酸濃度之測定及乙酸臭氣程度之評估> 使用實施例1至實施例3以及比較例1 $ 2所得的纖 維素乙酸酯薄膜進行薄膜之乙酸臭氣程度之 ^ \ 4估。乙酸、、塗 度係將從剛製造後之各薄膜立即打穿圓形片f ^ M直杈5Cm)並 裝在臭氣袋内放置在50°C之恆溫室中，依氣體、 -饿測管法 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 定1星期後之臭氣袋内之乙酸濃度。又同時 λ ι» 驗進行薄膜之乙酸臭氣程度之評估。結果如 ’、見成 表1所示。

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1274556 A7 B7____ 五、發明說明（19 ) 表1各種纖維素乙酸酯薄膜之乙酸臭氣評姑 試 料 乙酸濃度（ppm) 乙酸臭氣準位 實施例1 0.8 ~~~~-__ 0 實施例2 1.0 __ 0 實施例3 1.0 0 比較例1 0.8 0 比較例2 44.0 2 v G釅旲氣程度 0 :未感覺到臭氣 1 :感覺到臭氣 2 :感覺到強烈臭氣 由以上結果可知，含有本發明生物分解促進劑的纖維 素乙酸酯組成物不發生因使用生物分解促進劑而引起的乙 酸臭味。亦即，本發明生物分解促進劑纖維素乙酸酯組成 物之製造過程中以及製品階段中，不致與纖維素乙酸酯發 生任何化學性反應而可在纖維素乙酸酿組成中安定存在， 從而，可呈現與無添加劑的一般纖維素乙酸酯組成物同等 之品質。 <水溶出試驗> 將從實施例1至實施例3所得纖維素乙酸酯薄骐的添 加劑水溶出行為進行評估。試驗方法係藉由浸潰經製作的 薄膜之圓形片（直徑5cm)在離子交換水中10天後，剛出枚

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------备 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 19 3^1292 χ274556 A7 五、發明說明（2〇 / 纖維素乙酸酯^ 水溶出量係從欠 中的添加劑而進行者。添加劑之 以與初期添μΙΓ前後之薄膜重量（乾燥重量）算出， 示。 4的比作為水溶出率。結果如表2所 表2從纖維素 η的添加劑水溶出量評估結果 試料 1 ~r 一" -—〜一 實施例 —~~~--__ 實施例 --- -— 實施例3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 添加劑之水溶出率（〇/0) 2.0 16.1 4.3 以上之結果可知，本發明之纖維素乙酸酯組成物中 之各種添加劑不會水溶出。該結果意味著，在自然礅境中 ^加劑不致從纖維素乙酸醋組成物中容易離脫（水溶出）而 可長期留存在纖維素乙酸_組成物中。亦即，本發明之生 A刀解促進劑在自然環境中，可在任何時期及任何場所經 吊表現添加劑之生物分解速度促進效果。 <生物分解性之評估> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^將實施例1至實施例3以及比較例丨所得纖維素乙酸 酯薄膜之生物分解性進行評估。評估試驗方法係藉由將經 製作的薄膜圓形片（直徑5cm)埋設在濕潤土壤中並測定45 天後溥膜重量減少率而進行。重量減少率係從土壤埋設前 後之薄膜重量（乾燥重量）算出。結果如表3所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 20 311292 1274556 A7

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1274556 10重量％ (對纖維素乙酸酯 A7 B7 五、發明說明（22 ) 酸醋纖維束開鬆纖維，對纖維素乙酸酿纖維束按6〇重量 %之比例添裂可塑劑(三乙酸甘油醋)之後，使用濾嘴捲取紙 按包圍之方式成形為桿狀並切斷為預定之長度以製作滤嘴 插塞。 ^ 另外，觀察所得纖維素乙酸醋纖維束以及香煙遽嘴的 結果，確認添加二代鱗酸約對纖維素乙酸醋纖維束以及香 煙濾嘴之成形性不會發生影響。又，使所得纖維素乙酸酿 纖維灰化’定量其灰份（秤量）及定性分析（元t分析）算出進 入纖維素乙酸酯纖維十的二代磷酸鈣之含量。結果如表4 所示。 A 4、纖維素乙酸酯纖維中之添加劑含量 0 · 8 6重量％ (對纖維素乙酸酯） 從以上結果可知，本實施例所使用的二代磷酸鈣的固 形添加劑可包含在纖維素乙酸酯纖維中。 實施例5 使纖維素乙酸酯（DS = 2.5)溶解於丙_中使成為28重 量％濃度’在此溶液中對纖維素乙酸酯按〇 5重量0/〇之比例 添加氧化鈦（重量平均粒徑〇·2// m)並攪拌均勻以分散。在 所得分散溶液中對纖維素乙酸酯按1重量％之比例添加二 代磷酸鈣（重量平均粒徑丨2〇 // m)，並攪拌至均勻分散為 止以製得紡絲原液。使用此紡絲原液按實施例4同樣方式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） V --------tT--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 22 3 U202 1274556 A7 五、發明說明（23 ) 製作纖維素乙酸酯纖維束以及香煙濾嘴。 另外，觀察所得纖維素乙酸酯纖維束以及香煙據嘴的 結果，確認二代磷酸鈣之添加對纖維素乙酸酯纖維束之成 形性不會發生影響。 比較例3 使纖維素乙酸酯纖維（DS=2.5)溶解於丙酮中使成為28 重量％濃度，在此溶液中對纖維素乙酸酯按〇5重量％之比 例添加氧化鈦（重量平均粒徑〇 2 v m)，並攪拌至均勻分散 為止以製得紡絲原液。使用此紡絲原液與實施例4同樣方 式製作纖維素乙酸酯纖維束以及香煙濾嘴。 比較例4 使纖維素乙酸酯（DS=2· 5)溶解於丙酮中使成為28重 量％濃度，在此溶液中對纖維素乙酸酯添加〇 5重量％之氧 化鈦（重量平均粒徑〇·2 v m)，並攪拌至均勻分散。在此分 散溶液中對纖維素乙酸酯按丨重量％之比例添加多磷酸並 攪拌至均勻溶解為止，以製得紡絲原液。使用此紡絲原液 與實施例4同樣方式製作纖維素乙酸酯纖維束以及香煙濾 嘴。 “ <乙酸濃度及乙酸臭氣程度之評估> 將實施例4至實施例5以及比較例3至比較例4所得香 煙濾嘴乙酸濃度及乙酸臭氣程度進行評估。乙酸濃度之測 疋係藉由將香煙濾嘴（滤嘴長度25mm)在製作後立即裝在 臭氣袋内，放置在5(rc之恆溫室並將2星期後依氣體來檢 測管法測定臭氣袋内之乙酸濃度。又同時，依官能試驗法 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）" ----- 23 5]}2*)2 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁}

ί ϋ 1 ϋ ιβ_1 II· ^1 n ϋ ϋ I $ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 >1 127 4556 A7 五 、發明說明（24 ) 進行香煙濾嘴之乙酸臭氣程度評估。姓 j 5香煙濾嘴之^酸臭氣評估結果 乙酸濃度（ppm) 試 料 實施例4 0.5 實施例5 0.3 比較例 0.5 比較例4 no *乙酸臭氣程度 〇 :未感覺到臭氣 1 :感覺到臭氣 2 :感覺到強烈臭氣 〜禾如表5所示

(請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由以上之結果可知’本發明的纖維素乙酸酉旨纖維姐房 因使用添加劑產生乙酸臭味（品質之劣化）。亦即，本發明 的添加劑在纖維素乙酸酯纖維之製造過程中以及製。之托 段中，不致與纖維素乙酸醋發生任何化學反應而二二 素乙酸酯纖維中安定存在’從而’可呈現與無添加劑的一 般纖維素乙酸酯纖維同等之品質。 <水溶出試驗> 使用前述實施例4所得香煙濾嘴進行從纖維素乙酸酿 纖維的添加劑水溶出行為評估。試驗方法係將經製作的考 煙濾嘴（濾嘴長度25mm，無捲取紙）浸潰在水中（使用離子 交換水），並按經時性方式測定形成香煙濾嘴的纖維素乙翰 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 24 311292 1274556 A7 ---B7_ 五、發明說明（25 ) 酯纖維中之二代磷酸鈣之含量。在此，二代磷酸鈣之含量 係與實施例4同樣方法算出。結果如第1圖所示。 由第1圖所示結果可知，纖維素乙酸酯纖維中之二代 磷酸鈣不會經水溶出。此結果意味著，在自然環境中添加 劑不致從纖維素乙酸酯纖維中離脫（水溶出）而可長期留存 在纖維素乙酸酯纖維中。亦即，在自然環境中，可在任何 時期及任何場所均經常表現添加劑之生物分解速度促進效 果。 <生物分解性評估> 使用實施例4至實施例5以及比較例3所得香煙濾嘴 進行此等香煙濾嘴之生物分解性之評估。評估試驗方法係 將經製作的香煙濾嘴（濾嘴長度25mm，無捲取紙）埋設在濕 潤的土壤中，並測定47天後香煙濾嘴重量減少率。重量減 >、率係從土壤埋設前後之香煙濾嘴重量（乾燥重量）算出。 結果如表6所示。 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表6香煙濾嘴之生物分解性評估結果 試 料 重量減少率（％) 實施例4 42.1 實施例5 27.0 比較例3 2.3 濾嘴之外觀觀察 變細，纖維亂散脫離 細’纖維亂散脫離 無顯著變化 從以上結果可知，在任何實施例中均達成促進香煙濾 嘴之生物分解速度。再者可知，香煙濾嘴之生物分解速度 311292 25 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1274556 _______B7___ 五、發明說明（26 ) 與添加劑粒徑有關。亦即，如欲儘速進行生物分解時，將 可減少添加劑。 實施例6 使纖維素乙酸酯（DS=2.5)溶解於丙酮中使成為28重 量％濃度，在此溶液中對纖維素乙酸酯按1重量％之比例 添加高光活性觸媒用氧化鈦（重量平均粒徑〇·〇2以m)並攪 拌均勻以分散。在此分散溶液中對纖維素乙酸酯按1重量 %之比例添加二代璘酸妈（重量平均粒徑1 2 0 // m )，並擾拌 至均勻分散為止以製得紡絲原液。使用此紡絲原液與實施 例4同樣方式製作纖維素乙酸酯纖維束以及香煙濾嘴。 觀察所得纖維素乙酸酯纖維束以及香煙濾嘴的結果， 嫁認二代填酸約及高光活性觸媒用氧化鈦之添加對纖維素 乙酸酯纖維束以及香煙濾嘴之成形性不會發生影響。 比較例5 使纖維素乙酸酯（DS=2.5)溶解於丙酮中使成為28重 量％濃度，在此溶液中對纖維素乙酸酯按1重量％之比例 添加高光活性觸媒用氧化鈦（重量平均粒徑〇 〇2 " m)並予 以攪拌均勻分散以調製紡絲原液。使用此紡絲原液與實施 例4同樣方式製作纖維素乙酸酯纖維束以及香煙濾嘴。 <綜合性分解性評估> 將實施例5、實施例6、比較例3以及比較例5中所得 香煙濾嘴在自然環境中的綜合性分解性進行評估（由生物 分解、光分解、形狀崩壞等的複數個要因而成者）。 評估係將經製作的香煙濾嘴（濾嘴長度25mm:無捲取 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱) -_ 311202 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

26 !274556 Α7 Β7 五、發明說明（27 ) 紙）設置在屋外土壤上，6個月後進行其等香煙濾嘴之外觀 以及體積減少率之測定。體積減少率係由屋外土壤上設置 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 前後之香煙濾嘴之體積算出。外觀觀察之結果及體積=少 率表示於表7。 試料 體積減少率（％) 之外觀觀^^ 實施例5 22.8 主要係從接地面進行分解 實施例6 39.9 ------ ——--- 顯著變細，並全般進行分解 比較例3 11.1 無顯著的變化 比較例5 20.8 主要係濾嘴上面部之纖維 亂散脫離 從表7所示、果可知，在任何實施例中均達成促進香 煙濾嘴之分解速度。再者可知，香煙濾嘴之分解速度藉由 本發明的添加劑併用高光活性觸媒用氧化鈦而可飛躍性地 促進。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，本發明可提供生物分解性優異，經抑制品 質劣化（尤其乙酸臭味之發生）的纖維素乙酸酯結構物以及 使用該結構物的濾嘴。 以上’就幾種形態加以說明本發明，惟本發明並不限 定於此等形態。由所附上的申請專利範圍界定的一般性發 明概含之精神及範圍内可以進行各種變化或變更。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4^^(210 x 297公釐） 27 311292

Claims (1)

1. I274556 H3 第89104398號專利申請案 申請專，利範圍修正本 & 一種纖維素乙酸酯結構物，係至少^^^| 酸纖維素而成的生物分解促進劑、纖維素乙酸醋、以及 同時由作為任意成分之光分解促進劑所成之生物分解 !·生纖維素乙酸自旨組成物，或是由磷酸纖維素所成之粒子 形態的生物分解促進劑、纖維素乙酸醋、及分散該粒子 之分散劑、以及同時作為任意成分之光分解促進劑所成 的生物分解性纖維素乙酸酯組成物而成者。 2. 如申請專利範圍第i項之纖維素乙酸酯結構物，盆中該 纖維素乙酸酯具有2.0至2.6之仍(取代度）值。乂 3. 如申請專利範㈣丨項之纖維素乙酸料構物，並中該 生物分解促進劑對室溫之水具有2g/dm3以下之溶解X 度。 4·如申請專利範圍第i項之纖維素乙酸酯結構物，其中該 生物分解促進劑含量對該纖維素乙酸酯為_至⑺重 量％之比例。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 5. 如申請專利範圍第j項之纖維素乙酸醋結構物，其中該 光分解促進劑包含氧化鈦。 '、 6. 如申請專利範圍第i項之纖維素乙酸醋結構物，其中該 結構物為纖維形態。 7·如申請專利範圍第！項之纖維素乙酸酯結構物，其中該 結構物為由1至100咖長度之短纖維所構成的不、織布/ """""""""^用中 S 國豕標準（CNS) A4規格（21GX297公釐)'"""'—------ 31防2(修正本) 1274556 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 H3 形態 务.一種香煙濾嘴，係包含申請專利範圍第6項之纖維.乙 酸酯結構物。 為A V—種香煙濾嘴，係包含申請專利範圍第7項之纖維素£ 酸酯結構物。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 2 311292(修正本)