WO2015194039A1 - 短繊維集合体ペレット及びたばこフィルター並びにその製造方法 - Google Patents

短繊維集合体ペレット及びたばこフィルター並びにその製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a short fiber aggregate pellet suitable as a raw material for producing a tobacco filter and a method for producing the same, and a tobacco filter using the short fiber aggregate pellet and a method for producing the same.
  • a conventional cigarette filter hoisting device is a device that forms a filament (single fiber; one spun fiber) into a filter rod while cutting it into short fibers. For this reason, although a cigarette filter in which all the filters were formed of short fibers could be manufactured, a filter in which a part of the filter was replaced with short fibers could not be manufactured.
  • many of the apparatuses as described above obtain staples by a method of winding around a roll having a blade, a nip with a roll having a blade, and a method of cutting while the filament is running. For this reason, it is inevitable that the filament shavings adhere to such a blade, which leads to foreign matter mixing in the hoisting device. Further, in Japanese Patent Publication No. 2011-509682, since the tow filament is treated with triacetin, the shavings contain a large amount of triacetin, which is likely to lead to filter defects and more foreign substances.
  • An object of the present invention is to provide a short fiber aggregate pellet suitable as a tobacco filter material that is not bulky and does not scatter and is easy to handle, and a method for producing the same. Moreover, this invention makes it the other subject to provide the tobacco filter which uses the said short fiber assembly pellet, and its manufacturing method.
  • the present invention is a short fiber aggregate pellet comprising a cut product obtained by cutting a tow band of cellulose acetate fiber containing an amino acid or a salt thereof,
  • the cut material has a length of the cut length (L), and the width (W) and the length (L) satisfy the relationship of L> W,
  • the short fiber aggregate pellet relates to a short fiber aggregate pellet in which the cut product is wound in the width direction.
  • the present invention is a method for producing the above short fiber aggregate pellets, A step of containing an aqueous solution of an amino acid or a salt thereof in a tow band of cellulose acetate fiber, A tow band of cellulose acetate fiber containing an amino acid or a salt thereof obtained in the previous step is cut at a length L, and a cut product satisfying the relationship L> W between the cut length (L) and the width (W) Obtaining step, Drying the tow band cut product obtained in the previous step until the water content is 10% by mass or less; The manufacturing method of the short fiber aggregate pellet in which the said cut material was wound in the said width direction.
  • the present invention also relates to a cigarette filter including the opened short fiber aggregate pellets and a method for producing the same.
  • FIG. 1A is a plan view showing a cut product obtained by cutting a tow band of crimped cellulose acetate fiber
  • FIG. 1B is a perspective view showing an appearance of a short fiber assembly pellet
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a cutting step of the method for producing a short fiber aggregate pellet.
  • FIG. 3 (a) is a photograph showing the appearance of the short fiber aggregate pellets of the present invention
  • FIG. 3 (b) is a cotton-like spread product obtained by opening the short fiber aggregate pellets of the present invention. It is a photograph shown.
  • FIG. 4 is a side view of a tobacco sample used for measuring the reduction rate of formaldehyde.
  • the short fiber aggregate pellets of the present invention are made of a cut product obtained by cutting a tow band of cellulose acetate containing an amino acid or a salt thereof.
  • the cut object has a rectangular shape as shown in FIG. 1A or a shape similar thereto.
  • a shape that approximates a rectangle is a short side that faces each other or a long side that faces the same is different but approximates, and a short side and a long side that are not 90 degrees but are approximated It is.
  • the cut product has a length of the cut length (L) and a width (W) having different dimensions, but the length (L) and the width (W) have a relationship of L> W. Satisfies.
  • the length (L) of the cut product is preferably 5 to 15 mm, more preferably 5 to 10 mm.
  • L / W is preferably 1.1 to 10.0.
  • the short fiber aggregate pellet 20 is obtained by winding the cut product 10 shown in FIG. 1A in the width (W) direction to form a cylindrical or columnar appearance. It is.
  • the short fiber aggregate pellets 20 are not wound by applying an artificial and mechanical external force to the cut material 10, and a binder between a large number of short fibers in which the amino acid or a salt thereof forms the cut material 10. As a result of functioning as a result of the shearing force being applied to the diameter direction of the short fiber, it is rounded so as to be wound.
  • Step of containing an aqueous solution of an amino acid or a salt thereof In the first step, an aqueous solution of an amino acid or a salt thereof is contained in a tow band of cellulose acetate fiber.
  • Cellulose acetate fibers are filaments (single fibers) and are continuous long fibers.
  • the tow band of cellulose acetate fiber is preferably in the form of a tape comprising a filament aggregate of about 5,000 to 100,000 cellulose acetate fibers and is crimped.
  • the tow band of cellulose acetate fiber has a width of about 25 to about 50 mm when no external force is applied.
  • the average polymerization degree (viscosity average polymerization degree) of the cellulose acetate fiber (cellulose acetate) is preferably 50 to 900, more preferably 200 to 800.
  • the average degree of substitution of cellulose acetate fibers (cellulose acetate) can be selected from the range of 1.5 to 3.0.
  • the cross-sectional shape of the cellulose acetate fiber is not particularly limited, and examples thereof include a circular shape, an oval shape, an irregular shape (for example, a Y shape, an X shape, an I shape, an R shape, an H shape, etc.) and a hollow shape.
  • the fiber diameter and fiber length of the cellulose acetate fiber can be selected according to the type of fiber, and may be, for example, a fiber diameter of 0.01 to 100 ⁇ m, preferably about 0.1 to 50 ⁇ m.
  • the fiber is a continuous fiber.
  • the fiber length may be cut to a length of about 10 cm to 1 m.
  • the fineness of the cellulose acetate fiber can be selected from a range of, for example, about 1 to 16 denier, preferably about 1 to 10 denier.
  • An amino acid or a salt thereof is widely used as an additive for a cigarette filter.
  • the following can be used. They can be classified into monoaminomonocarboxylic acids (including neutral amino acids and diaminodicarboxylic acids such as cystine), monoaminodicarboxylic acids (acidic carboxylic acids), and diaminomonocarboxylic acids (basic amino acids).
  • Monoamino monocarboxylic acids include glycine, alanine, valine, norvaline, leucine, norleucine, isoleucine, phenylalanine, trocin, diiodotyrosine, thramine, threonine, serine, proline, hydroxyproline, tryptophan, thyroxine, methionine, cystine, cysteine And ⁇ -aminobutyric acid.
  • Examples of monoaminodicarboxylic acids include aspartic acid and glutamic acid.
  • Examples of the diaminomonocarboxylic acid include lysine, hydroxylysine, arginine, and histidine.
  • amino acids or salts thereof examples include glycine, DL-alanine, L-valine, sodium L-aspartate, L-lysine hydrochloride, L-lysine-L-glutamate, L-arginine-L-glutamate, L- Those selected from phenylalanine, L-cysteine hydrochloride, DL-methionine and DL-threonine are preferred.
  • the step of containing an aqueous solution of an amino acid or a salt thereof is preferably a step (immersion step) for carrying out the method (I) of continuously immersing the tow band in an amino acid or an aqueous solution thereof.
  • Immersion conditions are as follows.
  • the concentration of the amino acid or salt thereof in the aqueous solution is preferably 0.1 to 40% by mass, and more preferably 0.5 to 30% by mass.
  • the aqueous solution temperature is preferably 0 to 80 ° C, more preferably 10 to 50 ° C.
  • the immersion time is preferably 0.01 to 60 minutes, more preferably 0.1 to 1 minute.
  • the tow band 1 of cellulose acetate fiber containing the amino acid or salt thereof obtained in the previous step is cut at a length L to obtain a plurality of cut pieces 10.
  • the tow band 1 is formed by converging a large number of cellulose acetate fibers in the length direction.
  • the tow band 1 is pulled in the length direction and is torn in the length direction at a plurality of locations by the force. Therefore, the length (L) is the same as shown in FIG. However, a plurality of cut pieces 10 having different widths (W) are generated.
  • the cutting length (length of the cut product 10) L is preferably 5 to 15 mm, more preferably 5 to 10 mm. Although it is difficult to control the width (W) of the cut product 10, it is preferable that L / W is in the range of 1.1 to 10 from the viewpoint of manufacturing the short fiber aggregate pellets.
  • the cut product 10 is a state in which an amino acid or a salt thereof is attached between a large number of wet cellulose acetate fibers (short fibers) and on the surface of the large number of fibers.
  • the cut product (FIG. 1 (a)) is quickly rolled up in the width W direction and rolled into a cylindrical or columnar short fiber assembly without applying an artificial or mechanical external force. It naturally changes to a pellet intermediate (FIG. 1 (b)).
  • the short fiber assembly pellet intermediate shown in FIG. 1B can be obtained. Therefore, after the cutting process is first performed, the dipping process is performed. The manufacturing method may be shifted to the next drying step.
  • the pellet intermediate obtained in the previous step is dried until the water content becomes 10% by mass or less. It is preferably dried until the water content is 5% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less.
  • a drying method methods such as heat drying, heat blow drying, room temperature drying, and room temperature blow drying can be applied. When drying by heating and blowing, for example, a method of drying at 90 to 120 ° C. for about 5 to 120 minutes using a hot air dryer can be applied. It can be confirmed that the moisture content is 10% by mass or less by sampling a part of the dried pellet (about 2 g) and measuring the moisture content with a halogen moisture meter (HB43 manufactured by METTLER TOLEDO). it can.
  • a halogen moisture meter HB43 manufactured by METTLER TOLEDO
  • a short fiber aggregate pellet 20 made of short fibers of cellulose acetate whose appearance is cylindrical or columnar is obtained.
  • the shearing force was applied to the diameter direction of the short fibers as a result of the amino acid or salt thereof attached between a large number of short fibers and the surface of the short fibers functioning as a binder.
  • the fibers that are in contact with each other gradually adhere.
  • external force necessary for operations such as packaging of the short fiber assembly pellets 20, transportation of the package products, and taking out of the short fiber assembly pellets 20 from the package products is applied to the short fiber assembly pellets 20.
  • the shape is maintained as it is, and the short fibers are not melted or scattered.
  • a known method for producing a cigarette filter is a method in which continuous cellulose acetate tow is molded into a filter rod while being cut into short fibers as described in JP-T-2011-509682, WO2011 / 036452 and WO2011 / 036451. is there.
  • a cigarette filter is manufactured using the above-described short fiber assembly pellets (FIG. 1B).
  • the short fiber aggregate pellets are made into a cotton-like spread by opening using a spreader.
  • a spreader one having rotating blades or one using a jet stream can be used.
  • a rotating blade crusher Labo Milser LM2, Osaka Chemical Co., Ltd.
  • turbo mill Feund Turbo Co., Ltd.
  • Ultraplex crusher Oleo Sangyo Co., Ltd.
  • the tobacco filter of the present invention is produced by using a tow band of cellulose acetate fiber and a cotton-like spread product of the above-mentioned short fiber aggregate pellets.
  • the method for producing a cigarette filter of the present invention includes a step of supplying a cotton-like spread product of short fiber aggregate pellets to the spread product while continuously supplying and opening a tow band of cellulose acetate fiber. Except for the inclusion, it is possible to apply the same method as the known method for producing a cigarette filter.
  • various granular additives can be blended in the same manner as in the known method for producing a tobacco filter, but in the present invention, the cotton fiber spread of the short fiber aggregate pellets is granular. It can be supplied with the additive attached.
  • an absorbent resin or a water-soluble resin for water absorption purposes, a resin for deodorization purposes, activated carbon, or the like can be used.
  • Cigarette filter manufacturing apparatuses and manufacturing methods are well known, and can be manufactured, for example, according to the manufacturing flow shown in FIG. 2 of WO02005 / 009151.
  • Fiber spreaders used in the manufacture of cigarette filters are also well known.
  • FIG. 2 of JP 2012-239437 A, FIG. 1 and FIG. 7 of JP 2013-112909 A, USP 3282768 The air opening machine described in USP3099594 and USP3297506 can also be used.
  • the tobacco filter of the present invention has a layer composed of a tow band spread of cellulose acetate fibers and a layer composed of a cotton-like spread of short fiber aggregate pellets.
  • the cotton-like spread product layer of the short fiber aggregate pellets may be dispersed in the tobacco filter or exist in a state separated from the tow band spread product layer. May be.
  • the cotton-like spread product layer of the short fiber aggregate pellets is continuously present from the first end side to the second end side of the cigarette filter and is present in the central portion of the cigarette filter. Is preferred.
  • the cotton-like spread product layer of the short fiber assembly pellet has better air permeability than the tow band spread product layer, especially when the granular additive is blended in the cotton-like spread product layer of the short fiber assembly pellet Is preferable because the effect of the granular additive is easily exhibited.
  • a tobacco sample 30 shown in FIG. 4 was produced. Cut 14mm from the end of filter body (27mm) of cellulose diacetate crimped fiber tow of commercially available tobacco ["Peace Light Box” (registered trademark No. 21222839) manufactured by Japan Tobacco Inc.] with a razor did. A glass tube 32 (length: 20 mm, inner diameter: 8 mm) was inserted into the long-side filter 31a only by a length of 11 mm (from the end of the tobacco leaf filling portion 35 to 2 mm), and these were bound by a sealing tape 33a.
  • the space of the glass tube having a length of 9 mm protruding by the insertion of the glass tube 32 was filled with 40 mg of the cotton-like spread product 34 of the short fiber assembly pellets obtained in the example.
  • the cotton-like spread product of Comparative Example 1 was filled in the same manner.
  • the cotton-like spread was conditioned for 48 hours or more at 22 ° C. and a relative humidity of 60%, and then filled. Next, it plugged into the open end of the glass tube 32 using the remaining filter 31b (14 mm long filter part) cut
  • the filter length of the tobacco sample 30 is 27 mm in total. Further, reference tobacco was obtained in the same manner except that the cotton-like spread product 34 was not filled. The ventilation resistance of these tobacco samples was measured to evaluate the reduction rate of formaldehyde.
  • Formaldehyde reduction rate Using a cigarette sample 30 shown in FIG. 4, a smoking time of 2 seconds / time and a smoking frequency of 1 time / minute at a flow rate of 17.5 ml / second using a piston-type constant-volume automatic smoker ("LM1" manufactured by Borgwald) A smoking test was conducted under the conditions. Formaldehyde in the smoke that passed through the tobacco sample was collected with a DNPH (dinitrophenylhydrazine) solution, derivatized with DNPH, and measured using a gas chromatograph (“G-3000” manufactured by Hitachi, Ltd.). .
  • DNPH dinitrophenylhydrazine
  • the formaldehyde reduction rate was calculated by the following formula, where Tf was the amount of formaldehyde collected by the reference tobacco, and Cf was the amount of formaldehyde collected in Examples and Comparative Example 1. The larger the reduction rate of formaldehyde, the better the adsorption performance of formaldehyde.
  • Formaldehyde reduction rate (%) 100 ⁇ (1 ⁇ Cf / Tf)
  • Example 1 Cellulose acetate fiber tow band manufactured by Daicel Corporation (Daicel Corporation, Shigato 2.8Y-35000) was continuously added to a 2% by weight aqueous L-glutamate solution (aqueous solution temperature 25 ° C.) for 0.1 minutes. Soaked in. “Sigato 2.8Y-35000” is an assembly of filaments having a filament denier of 2.8 in a Y-shaped cross section, and the total denier is 35000.
  • Comparative Example 1 Except for immersing the tow band in water only, the procedure was exactly the same. When immersed in an RKC cutter (manufactured by Osaka Tokiki Co., Ltd.) and then left to stand after being immersed, it became a short fiber aggregate pellet intermediate that was gently curled while still in a water-containing state. The water content of the intermediate pellet was 57.8% by mass. Thereafter, when it was dried, it spread and became almost the same shape as immediately after cutting, and a cotton-like spread product was obtained in the same manner as in Example 1.
  • RKC cutter manufactured by Osaka Tokiki Co., Ltd.
  • Examples 2-7 Short fiber aggregate pellets were obtained in the same manner as in Example 1 except that the concentration of the amino acid (sodium L-glutamate) solution was changed to the concentration shown in Table 1. These short fiber aggregate pellets were easily loosened into a cotton shape by a rotary feather crusher Labo Milser (LM2, Osaka Chemical) in the same manner as in Example 1, and a cotton-like spread product was obtained.
  • LM2 Labo Milser
  • Examples 8-14 Short fiber aggregate pellets were obtained in the same manner as in Example 1, except that the cellulose acetate tow used in Example 1 was replaced with the one shown in Table 2. These short fiber aggregate pellets were opened in the same manner as in Example 1 to obtain cotton-like spread products.
  • Examples 15-25 Short fiber aggregate pellets were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amino acids shown in Table 3 were used instead of sodium L-glutamate. These short fiber aggregate pellets were opened in the same manner as in Example 1 to obtain cotton-like spread products.
  • the short fiber aggregate pellet of the present invention is suitable as a tobacco filter material.
  • the cigarette filter manufactured using the short fiber aggregate pellets of the present invention retains taste components such as nicotine and tar at the time of smoking, and can also retain moderate ventilation resistance. Can selectively remove aldehydes such as formaldehyde, which are harmful to the human body, without compromising smoking satisfaction.

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Abstract

　セルロースアセテート繊維のトウバンドにアミノ酸またはその塩の水溶液を含有させる工程、　前工程で得られたアミノ酸またはその塩が含有されたセルロースアセテート繊維のトウバンドを長さＬで切断して、切断長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）がＬ＞Ｗの関係を満たす切断物を得る工程、　前工程で得られた前記トウバンドの切断物を水分量が１０質量％以下になるまで乾燥する工程、 を有している、前記切断物が前記幅方向に巻き込まれた短繊維集合体ペレットの製造方法。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　短繊維集合体ペレット及びたばこフィルター並びにその製造方法
　本発明は、たばこフィルターの製造原料として適している短繊維集合体ペレットとその製造方法、前記短繊維集合体ペレットを使用したたばこフィルターとその製造方法に関する。
　連続したセルロースアセテートトウを短繊維にカットしながらフィルターロッドに成型する方法はすでに複数の文献で知られている。（特表２０１１－５０９６８２号公報、ＷＯ２０１１／０３６４５２、ＷＯ２０１１／０３６４５１）
　また、アミノ酸で被覆した複合粒子の担持体が煙草主流煙中のホルムアルデヒドの吸着除去に有効であることも文献で知られている。（特許第４２２４４５９号公報、特許第３９０５８８６号公報）。
　セルロースアセテートで形成されたトウなどの繊維構造体を担持体として、上記の通り、アミノ酸、キトサンなどを担持させたものが、たばこ煙中のホルムアルデヒドの選択除去に有効であることも知られている。（特開２００７－３１９０４１号公報）
　特表２０１１－５０９６８２号公報、ＷＯ２０１１／０３６４５２には、連続したセルロースアセテートトウを従来のたばこフィルター巻上装置で開繊し、トリアセチンを添加した後に短繊維とすることでたばこフィルターを製造することが記載されている。
　従来のたばこフィルター巻上装置は、フィラメント（単繊維；紡糸された繊維の１本）を短い繊維にカットしながらフィルターロッドに成型する装置である。
　このため、フィルター全てが短繊維で形成されたたばこフィルタを製造することはできても、フィルターの一部分を短繊維に置換したフィルターは製造できなかった。
　さらに上記したような装置の多くは、刃を備えたロールに巻きつける方法、刃の付いたロールでニップ、フィラメントの走行中にカットする方法などでステープルを得ている。
　このため、このような刃にフィラメントの削り粕が付着することが避けられず、巻上装置での異物混入につながる。
　さらに、特表２０１１－５０９６８２号公報では、トウフィラメントはトリアセチンで処理されているので、削り粕にはトリアセチンが多く含まれ、これゆえにフィルターの欠陥やさらに多くの異物の混入につながり易い。
　従来、合繊繊維のフィラメント（単繊維）から、ステープル（短繊維）を得る方法は存在していたが、このようなステープルを得るためのフィラメントは、紡績糸を得る前提で製造されているため、２０フィラメントデニールのように太いものであった。
　一方、このようなステープル（短繊維）の製造方法において、たばこフィルター用のフィラメントデニールが３～８のものをカットした場合は、これらのステープルは軽く、飛散しやすく取り扱いが不便であった。
　また、ステープル（短繊維）は嵩高く輸送にも不便であった。
　セルロースアセテートのフィラメント（単繊維）にアミノ酸を添加する技術（特開２００７－３１９０４１号公報）では、アルデヒド類の吸収には効果的ではあるものの、長繊維であるため、従来のフィルタ巻上装置で通常のフィルターの形状にせざる得ない。またフィラメントは長繊維であるので、通気抵抗が上がりやすい欠点があった。
　本発明は、嵩高くなく、飛散することもないので取り扱いも容易である、たばこフィルター材料として適した短繊維集合体ペレットと、その製造方法を提供することを課題とする。
　また本発明は、前記短繊維集合体ペレットを使用したたばこフィルタとその製造方法を提供することを他の課題とする。
　本発明は、アミノ酸またはその塩が含有されたセルロースアセテート繊維のトウバンドが切断された切断物からなる短繊維集合体ペレットであって、
　前記切断物が、長さが切断長さ（Ｌ）で、幅（Ｗ）と長さ（Ｌ）がＬ＞Ｗの関係を満たしているものであり、
　前記短繊維集合体ペレットが、前記切断物が前記幅方向に巻き込まれたものである、短繊維集合体ペレットに関する。
　また本発明は、上記短繊維集合体ペレットの製造方法であって、
　セルロースアセテート繊維のトウバンドにアミノ酸またはその塩の水溶液を含有させる工程、
　前工程で得られたアミノ酸またはその塩が含有されたセルロースアセテート繊維のトウバンドを長さＬで切断して、切断長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）がＬ＞Ｗの関係を満たす切断物を得る工程、
　前工程で得られた前記トウバンドの切断物を水分量が１０質量％以下になるまで乾燥する工程、
を有している、前記切断物が前記幅方向に巻き込まれた短繊維集合体ペレットの製造方法に関する。
　また本発明は、上記短繊維集合体ペレットを開繊したものを含むたばこフィルターとその製造方法に関する。
図１（ａ）は、捲縮されたセルロースアセテート繊維のトウバンドが切断された切断物を示す平面図、図１（ｂ）は、短繊維集合体ペレットの外観を示す斜視図である。 図２は、短繊維集合体ペレットの製造方法の切断工程の説明図である。 図３（ａ）は、本発明の短繊維集合体ペレットの外観を示す写真、図３（ｂ）は、本発明の短繊維集合体ペレットを開繊して得られた綿状開繊物を示す写真である。 図４は、ホルムアルデヒドの低減率の測定に使用するたばこサンプルの側面図である。
発明の詳細な説明
　［短繊維集合体ペレットとその製造方法］
　本発明の短繊維集合体ペレットは、アミノ酸またはその塩が含有されたセルロースアセテートのトウバンドが切断された切断物からなものである。
　前記切断物は、図１（ａ）に示すような長方形またはそれに近似する形状を有しているものである。
　長方形に近似する形状とは、正対する短辺同士または正対する長辺同士の長さが異なるが近似しているもの、短辺と長辺の角度が９０度ではないが近似しているものなどである。
　前記切断物は、長さは切断長さ（Ｌ）であり、幅（Ｗ）は異なる寸法のものが混在しているが、長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）はＬ＞Ｗの関係を満たしている。
　前記切断物の長さ（Ｌ）は５～１５ｍｍが好ましく、５～１０ｍｍがより好ましい。
　Ｌ／Ｗは１．１～１０．０が好ましい。
　短繊維集合体ペレット２０は、図１（ｂ）に示すように、図１（ａ）に示す切断物１０が幅（Ｗ）方向に巻き込まれて、外観が円筒形状または円柱形状になったものである。
　短繊維集合体ペレット２０は、切断物１０に対して人為的および機械的な外力が加えられて巻き込まれたものではなく、アミノ酸またはその塩が切断物１０を形成する多数の短繊維間においてバインダーとして機能した結果、前記短繊維の直径方向に対してせん断力が加えられたことによって、巻き込まれるように丸くなったものである。
　次に、短繊維集合体ペレットの製造方法を工程に分けて説明する。
　（アミノ酸またはその塩の水溶液を含有させる工程）
　最初の工程において、セルロースアセテート繊維のトウバンドにアミノ酸またはその塩の水溶液を含有させる。
　セルロースアセテート繊維は、フィラメント（単繊維）であり、連続した長繊維である。
　セルロースアセテート繊維のトウバンドは、好ましくは５，０００～１００，０００本程度のセルロースアセテート繊維のフィラメント集合体からなるテープ形状のものであり、捲縮されているものである。
　セルロースアセテート繊維のトウバンドは、外力を加えない状態のときは、幅が約２５～約５０ｍｍのものである。
　セルロースアセテート繊維（セルロースアセテート）の平均重合度（粘度平均重合度）は、好ましくは５０～９００、より好ましくは２００～８００である。
　セルロースアセテート繊維（セルロースアセテート）の平均置換度は、１．５～３．０の範囲から選択できる。
　セルロースアセテート繊維の断面形状は、特に制限されず、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、Ｈ字状など）や中空状などのいずれであってもよいが、Ｙ字状、Ｘ字状、Ｉ字状、Ｒ字状、Ｈ字状などの多角形の異形繊維断面が好ましい。
　セルロースアセテート繊維の繊維径及び繊維長は、繊維の種類に応じて選択でき、例えば、繊維径０．０１～１００μｍ、好ましくは０．１～５０μｍ程度であってもよく、繊維は連続繊維であることが好ましいが、繊維長が１０ｃｍ～１ｍ程度の長さに切断されていてもよい。
　セルロースアセテート繊維の繊度は、例えば、１～１６デニール、好ましくは１～１０デニール程度の範囲から選択できる。
　アミノ酸またはその塩は、たばこフィルターの添加物として汎用されているものであり、例えば、以下に示すものを使用することができる。
　モノアミノモノカルボン酸（中性アミノ酸、シスチンのようなジアミノジカルボン酸も含める）、モノアミノジカルボン酸（酸性カルボン酸）、ジアミノモノカルボン酸（塩基性アミノ酸）に分類することができる。
　モノアミノモノカルボン酸としては、グリシン、アラニン、バリン、ノルバリン、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、トロシン、ジヨードチロシン、スルナミン、トレオニン、セリン、プロリン、ヒドロキシプロリン、トリプトファン、チロキシン、メチオニン、シスチン、システイン、αアミノ酪酸を挙げることができる。
　モノアミノジカルボン酸としては、アスパラギン酸、グルタミン酸を挙げることができる。
　ジアミノモノカルボン酸としては、リジン、ヒドロキシリジン、アルギニン、ヒスチジンを挙げることができる。
　前記アミノ酸またはその塩としては、グリシン、ＤＬ－アラニン、Ｌ－バリン、Ｌ－アスパラギン酸ナトリウム、Ｌ－リジン塩酸塩、Ｌ－リジン－Ｌ－グルタミン酸塩、Ｌ－アルギニン－Ｌ－グルタミン酸塩、Ｌ－フェニルアラニン、Ｌ－システィン塩酸塩、ＤＬ－メチオニン、ＤＬ－トレオニンから選ばれるものが好ましい。
　前記トウバンドにアミノ酸またはその塩の水溶液を含有させる方法としては、
　（Ｉ）アミノ酸またはその塩の水溶液中に前記トウバンドを連続的に浸漬する方法、
　（ＩＩ）前記トウバンドにアミノ酸またはその塩の水溶液をスプレーする方法、
　（ＩＩＩ）前記トウバンドにアミノ酸またはその塩の水溶液を塗布する方法、
などを適用することができるが、これらの方法に限定されるものではない。
　アミノ酸またはその塩の水溶液を含有させる工程は、前記トウバンドをアミノ酸またはその水溶液中に連続的に浸漬する方法（Ｉ）を実施する工程（浸漬工程）であることが好ましい。
　浸漬条件は、次のとおりである。
　水溶液中のアミノ酸またはその塩の濃度は０．１～４０質量％が好ましく、０．５～３０質量％がより好ましい。
　水溶液温度は０～８０℃が好ましく、１０～５０℃がより好ましい。
　浸漬時間は０．０１～６０分間が好ましく、０．１～１分間がより好ましい。
　（切断工程）
　次の工程では、図２に示すように、前工程で得られたアミノ酸またはその塩が含有されたセルロースアセテート繊維のトウバンド１を長さＬで切断して複数枚の切断物１０を得る。
　トウバンド１は、多数本のセルロースアセテート繊維が長さ方向に収束されたものである。
　トウバンド１を長さＬに切断するとき、トウバンド１が長さ方向に引っ張られ、その力によって複数箇所において長さ方向に裂けてしまうため、図２に示すように長さ（Ｌ）は同じであるが、幅（Ｗ）が異なる複数枚の切断片１０が生じることになる。
　切断長さ（切断物１０の長さ）Ｌは、好ましくは５～１５ｍｍであり、より好ましくは５～１０ｍｍである。
　切断物１０の幅（Ｗ）を制御することは困難であるが、短繊維集合体ペレットを製造する観点からは、Ｌ／Ｗが１．１～１０の範囲であるものが好ましい。
　切断物１０は、湿潤状態のセルロースアセテート繊維（短繊維）の多数本の繊維間および多数本の繊維表面にアミノ酸またはその塩が付着された状態のものである。
　切断後、切断物（図１（ａ））は、速やかに幅Ｗ方向に巻き込まれるようにして丸まって、人為的または機械的な外力を加えることなく、円筒形状または円柱形状の短繊維集合体ペレット中間体（図１（ｂ））に自然に変化する。
　なお、切断工程と浸漬工程の順序を入れ替えても、図１（ｂ）に示す短繊維集合体ペレット中間体を得ることができるため、最初に切断工程を実施した後、浸漬工程を実施して、次工程の乾燥工程に移行する製造方法でもよい。
　（乾燥工程）
　次の工程では、前工程で得られた前記ペレット中間体を水分量が１０質量％以下になるまで乾燥する。好ましくは水分量が５質量％以下、より好ましくは水分量が０．５質量％以下になるまで乾燥する。
　乾燥方法は、加熱乾燥、加熱送風乾燥、常温乾燥、常温送風乾燥などの方法を適用することができる。
　加熱送風乾燥するときは、例えば、熱風乾燥機を使用して、９０～１２０℃で５～１２０分間程度乾燥する方法を適用することができる。
　水分量が１０質量％以下になったことは、乾燥後のペレットの一部（２ｇ程度）をサンプリングして、ハロゲン水分計（メトラートレド社製　ＨＢ４３）で水分量を測定して確認することができる。
　乾燥工程の終了後、図１（ｂ）に示すような、外観が円筒形状または円柱形状であるセルロースアセテートの短繊維からなる短繊維集合体ペレット２０が得られる。
　短繊維集合体ペレット２０は、多数の短繊維間および多数の短繊維表面に付着されたアミノ酸またはその塩がバインダーとして機能した結果、前記短繊維の直径方向に対してせん断力が加えられたことによって、幅方向に巻き込まれるように丸くなったものであり、丸くなった結果、接触している繊維同士も緩やかに付着している。
　このため、短繊維集合体ペレット２０に対して、例えば、短繊維集合体ペレット２０の包装、包装品の運搬、包装品からの短繊維集合体ペレット２０の取り出しなどの作業上必要な外力を加えても、形状はそのまま維持され、短繊維が解けたり、飛散したりすることもない。
　［たばこフィルターとその製造方法］
　公知のたばこフィルターの製造方法は、特表２０１１－５０９６８２号公報、ＷＯ２０１１／０３６４５２、ＷＯ２０１１／０３６４５１に記載されているとおり、連続したセルロースアセテートトウを短繊維にカットしながらフィルターロッドに成型する方法である。
　本発明では、上記した短繊維集合体ペレット（図１（ｂ））を使用して、たばこフィルターを製造する。
　短繊維集合体ペレットは、開繊機を使用して開繊することで綿状開繊物にする。
　開繊機は、回転羽根を有しているものやジェット気流を利用したものなどを使用することができ、例えば、回転羽式粉砕機ラボミルサー（ＬＭ２、大阪ケミカル（株））、ターボミル（フロイント・ターボ（株））、ウルトラプレックス粉砕機（槇野産業（株））などを使用することができる。
　本発明のたばこフィルターは、セルロースアセテート繊維のトウバンドと上記した短繊維集合体ペレットの綿状開繊物を併用して製造する。
　本発明のたばこフィルターの製造方法は、セルロースアセテート繊維のトウバンドを連続的に供給して開繊しながら、前記開繊物に対して短繊維集合体ペレットの綿状開繊物を供給する工程を含んでいるほかは、周知のたばこフィルターの製造方法と同じ方法を適用することができる。
　本発明のたばこフィルターの製造方法は、周知のたばこフィルターの製造方法と同様に各種の粒状添加剤を配合することができるが、本発明では、短繊維集合体ペレットの綿状開繊物に粒状添加剤を付着させた状態で供給することができる。
　粒状添加剤としては、吸水目的のための吸収性樹脂乃至水溶性樹脂、脱臭目的のための樹脂、活性炭などを用いることができる。
　たばこフィルターの製造装置および製造方法は周知であり、例えば、ＷＯ０２００５／００９１５１の図２に示された製造フローに沿って製造することができる。
　たばこフィルターの製造で使用する開繊機も周知であり、例えば、特開２０１２－２３９４３７号公報の図２、特開２０１３－１１２９０９号公報の図１、図７に示されているもののほか、ＵＳＰ３２８２７６８、ＵＳＰ３０９９５９４、ＵＳＰ３２９７５０６に記載されている空気開繊機を使用することもできる。
　本発明のたばこフィルターは、セルロースアセテート繊維のトウバンド開繊物からなる層と、短繊維集合体ペレットの綿状開繊物からなる層を有している。
　本発明のたばこフィルターでは、短繊維集合体ペレットの綿状開繊物層は、たばこフィルター中に分散されて存在していてもよいし、トウバンド開繊物層と分離された状態で存在していてもよい。
　本発明のたばこフィルターでは、短繊維集合体ペレットの綿状開繊物層は、たばこフィルターの第１端側から第２端側まで連続して、かつたばこフィルターの中心部分に存在していることが好ましい。
　短繊維集合体ペレットの綿状開繊物層は、トウバンド開繊物層よりも通気性が良いため、特に短繊維集合体ペレットの綿状開繊物層に粒状添加物が配合されているときは、粒状添加物による効果が発揮されやすくなるため好ましい。
（たばこサンプルの作製）
　図４に示すたばこサンプル３０を作製した。
　市販のたばこ［日本たばこ産業（株）製「ピース・ライト・ボックス」（登録商標第２１２２８３９号）］のセルロースジアセテート捲縮繊維トウのフィルター本体（２７ｍｍ）の末端から１４ｍｍの部分をカミソリで切断した。
　長片側のフィルター３１ａにガラス管３２（長さ２０ｍｍ、内径８ｍｍ）を長さ１１ｍｍだけ（タバコ葉充填部３５の端部から２ｍｍのところまで）挿入し、これらをシーリングテープ３３ａにて結束した。
　このガラス管３２の挿入によって突出した長さ９ｍｍのガラス管の空間に、実施例で得られた短繊維集合体ペレットの綿状開繊物３４の４０ｍｇを充填した。なお、比較例１の綿状開繊物も同様にして充填した。
　綿状開繊物は、２２℃、相対湿度６０％の条件で、４８時間以上調湿した後に充填した。
　次に、先に切断した残部フィルター３１ｂ（長さ１４ｍｍのフィルター部）を用いてガラス管３２の開放端に差し込んで栓をした。そして、このガラス管３２とフィルター３１ｂの接続部分にもシーリングテープ３３ｂを巻いて密閉し、喫煙試験用のたばこサンプル３０を得た。
　たばこサンプル３０のフィルター長さは、合計で２７ｍｍとなる。
　また、綿状開繊物３４を充填しない以外は同様にしてレファレンスたばこを得た。これらのたばこサンプルの通気抵抗を測定し、ホルムアルデヒドの低減率を評価した。
　［通気抵抗］
　図４に示すたばこサンプル３０について、通気抵抗として、自動通気抵抗測定器（イギリス・セルリーン（ＣＥＲＵＬＥＡＮ）社製「ＱＴＭ－６」）を用いて、空気流速１７．５ｍｌ／秒の条件で圧力損失（ｍｍＷＧ）を測定した。
　なお、今回作製したたばこサンプルは、この装置の自動システムにかからないため、１個ずつ手動で測定した。
　［ホルムアルデヒドの低減率］
　図４に示すたばこサンプル３０を用い、ピストンタイプの定容量型自動喫煙器（ボルグワルド社製「ＬＭ１」）により、流量１７．５ｍｌ／秒で喫煙時間２秒／回、喫煙頻度１回／分の条件で喫煙試験を行った。
　たばこサンプルを通過した煙中のホルムアルデヒドは、ＤＮＰＨ（ジニトロフェニルヒドラジン）溶液で捕集し、ＤＮＰＨで誘導体化した上でガスクロマトグラフ（（株）日立製作所製「Ｇ－３０００」）を用いて測定した。
　レファレンスタバコで捕集されたホルムアルデヒド量をＴｆとし、実施例および比較例１で捕集したホルムアルデヒド量をＣｆとして、下記式によりホルムアルデヒド低減率を算出した。
　ホルムアルデヒドの低減率は、大きい方がホルムアルデヒドの吸着性能が優れていることを示している。
　　ホルムアルデヒド低減率（％）＝１００×（１－Ｃｆ／Ｔｆ）
　実施例１
　（浸漬工程）
　株式会社ダイセル製のタバコフィルター用のセルロースアセテート繊維のトウバンド（株式会社ダイセル製、シガトウ２．８Ｙ－３５０００）を２質量％のＬ－グルタミン酸ナトリウム水溶液（水溶液温度２５℃）に０．１分間連続的に浸漬した。
　「シガトウ２．８Ｙ－３５０００」は、断面Ｙ字状のフィラメントデニールが２．８のフィラメントの集合体であり、トータルデニールが３５０００であることを示している。
　（切断工程）
　前記水溶液から前記トウバンドを取り出しながら、ＲＫＣカッター（大阪利機社製）で長さ７ｍｍに連続的に切断した後に放置すると、含水状態のままで円柱形状に丸まった複数個の短繊維集合体ペレット中間体になった。複数個のペレット中間体の水分含有量（１０個の平均値）は５５．９質量％であった。
　（乾燥工程）
　次に、含水状態のペレット中間体を１０５℃の熱風乾燥機で水分量が０．１質量％以下になるまで乾燥して、本発明の短繊維集合体ペレットを得た（図３（ａ））。外径の平均値（１０個）は３．５ｍｍであった。
　得られた短繊維集合体ペレット１００ｇをポリエチレン製の袋に密に充填した後、開口部をヒートシールした。これを１ｍの高さから５回落とした後、開封して短繊維集合体ペレットを取り出したが、外観上の変化はなかった。
　次に、短繊維集合体ペレットを回転羽式粉砕機ラボミルサー（ＬＭ２、大阪ケミカル）にかけると、数秒で綿状にほぐすことができ、綿状開繊物が得られた（図３（ｂ）の写真）。
　比較例１
　トウバンドを水のみに浸漬したほかは全く同様にした。
　浸漬後にＲＫＣカッター（大阪利機社製）で長さ７ｍｍに連続的に切断した後に放置すると、含水状態のままで緩やかに丸まった短繊維集合体ペレット中間体になった。中間体ペレットの水分含有量は５７．８質量％であった。
　その後、乾燥すると拡がって、ほぼ切断直後と同形状になったが、これを実施例１と同様にして綿状開繊物を得た。
　実施例２～７
　アミノ酸（Ｌ－グルタミン酸ナトリウム）水溶液の濃度を表１に記載した濃度に変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維集合体ペレットを得た。
　これらの短繊維集合体ペレットは、実施例１と同様に回転羽式粉砕機ラボミルサー（ＬＭ２、大阪ケミカル）によって容易に綿状にほぐれ、綿状開繊物が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例８～１４
　実施例１で使用したセルロースアセテートのトウに代えて表２に示すものを用いた以外は実施例１と同様にして短繊維集合体ペレットを得た。
　これらの短繊維集合体ペレットは、実施例１と同様にして開繊することで、綿状の開繊物が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１５～２５
　Ｌ－グルタミン酸ナトリウムに代えて表３に示すアミノ酸を用いた以外は実施例１と同様にして短繊維集合体ペレットを得た。
　これらの短繊維集合体ペレットは、実施例１と同様にして開繊することで、綿状の開繊物が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　本発明の短繊維集合体ペレットは、たばこフィルター材料として適している。
　本発明の短繊維集合体ペレットを使用して製造されたたばこフィルターは、喫煙時においてニコチン、タールなどの喫味成分を保持しつつ、適度な通気抵抗も保持できるので、喫味（香喫味）、さらには喫煙の満足感を損なうことがなく、人体に有害なホルムアルデヒドなどのアルデヒド類を選択的に除去できる。

Claims (11)

  1. 　アミノ酸またはその塩が含有されたセルロースアセテート繊維のトウバンドが切断された切断物からなる短繊維集合体ペレットであって、
    　前記切断物が、長さが切断長さ（Ｌ）で、幅（Ｗ）と長さ（Ｌ）がＬ＞Ｗの関係を満たしているものであり、
    　前記短繊維集合体ペレットが、前記切断物が前記幅方向に巻き込まれたものである、短繊維集合体ペレット。
  2. 　前記切断物の長さ（Ｌ）が５～１５ｍｍである、請求項１記載の短繊維集合体ペレット。
  3. 　前記切断物の長さ（Ｌ）と前記切断物の幅（Ｗ）が、Ｌ／Ｗ＝１．１～１０．０の関係を満たしているものである、請求項１記載の短繊維集合体ペレット。
  4. 　前記アミノ酸またはその塩が、グリシン、ＤＬ－アラニン、Ｌ－バリン、Ｌ－アスパラギン酸ナトリウム、Ｌ－リジン塩酸塩、Ｌ－リジン－Ｌ－グルタミン酸塩、Ｌ－アルギニン酸－Ｌ－グルタミン酸塩、Ｌ－フェニルアラニン、Ｌ－システィン塩酸塩、ＤＬ－メチオニン、ＤＬ－トレオニンから選ばれるものである、請求項１記載の短繊維集合体ペレット。
  5. 　請求項１記載の短繊維集合体ペレットの製造方法であって、
    　セルロースアセテート繊維のトウバンドにアミノ酸またはその塩の水溶液を含有させる工程、
    　前工程で得られたアミノ酸またはその塩が含有されたセルロースアセテート繊維のトウバンドを長さＬで切断して、切断長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）がＬ＞Ｗの関係を満たす切断物を得る工程、
    　前工程で得られた前記トウバンドの切断物を水分量が１０質量％以下になるまで乾燥する工程、
    を有している、前記切断物が前記幅方向に巻き込まれた短繊維集合体ペレットの製造方法。
  6. 　セルロースアセテート繊維のトウバンドにアミノ酸またはその水溶液を含有させる工程が、セルロースアセテート繊維のトウバンドをアミノ酸またはその水溶液中に浸漬する工程であり、
    　浸漬条件が、水溶液中のアミノ酸またはその塩の濃度０．１～４０質量％、水溶液温度０～８０℃、浸漬時間０．０１～６０分間である、請求項５記載の短繊維集合体ペレットの製造方法。
  7. 　前記切断物の長さ（Ｌ）が５～１５ｍｍである、請求項５記載の短繊維集合体ペレットの製造方法。
  8. 　前記切断物の長さ（Ｌ）と前記切断物の幅（Ｗ）が、Ｌ／Ｗ＝１．５～５．０の関係を満たしているものである、請求項５記載の短繊維集合体ペレットの製造方法。
  9. 　前記アミノ酸またはその塩が、グリシン、ＤＬ－アラニン、Ｌ－バリン、Ｌ－アスパラギン酸ナトリウム、Ｌ－リジン塩酸塩、Ｌ－リジン－Ｌ－グルタミン酸塩、Ｌ－アルギニン酸－Ｌ－グルタミン酸塩、Ｌ－フェニルアラニン、Ｌ－システィン塩酸塩、ＤＬ－メチオニン、ＤＬ－トレオニンから選ばれるものである、請求項５記載の短繊維集合体ペレットの製造方法。
  10. 　請求項１記載の短繊維集合体を開繊したものを含むたばこフィルター。
  11. 　請求項１記載の短繊維集合体ペレットを開繊して綿状開繊物にする工程と、
    　前記綿状開繊物とセルロースアセテート繊維のトウバンドを使用して、フィルター巻き上げ機を用いてフィルターに成形する工程、
    を有しているたばこフィルターの製造方法。
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