JP2012095590A - タバコフィルター及びその製造方法並びにタバコ - Google Patents

Abstract

【課題】ニコチンやタールなどの喫味成分を保持しつつ、フェノールやクレゾールなどのフェノール類を選択的に効率よく除去できるタバコフィルターを提供する。
【解決手段】セルロースエステルトウ中に酢酸セルロース粒子を分散させてタバコフィルターを調製する。前記酢酸セルロース粒子は、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１ ２００６に準拠した篩を用いて、９０重量％以上の粒子が目開き１．７ｍｍを通過し、目開き０．１０ｍｍを通過しない粒度を有する。本発明のタバコフィルターは、さらにセルロースエステルトウ１００重量部に対して１〜１０重量部の可塑剤（特にアセチン類）を含み、酢酸セルロース粒子が前記可塑剤でセルロースエステルトウに固定化されていてもよい。前記セルロースエステルトウは酢酸セルローストウであってもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ニコチンやタールなどの喫味成分を保持しつつ、フェノール類（特に、フェノール）を選択的に効率よく除去できるタバコフィルター及びその製造方法、並びに前記タバコフィルターを備えたタバコに関する。

タバコ業界では、近年のタバコに対する健康問題から、タバコ煙中の有害成分を除去する技術が求められている。タバコ煙中には種々の有害成分が含まれているが、なかでもフェノールやクレゾールなどのフェノール類は比較的高濃度で含まれる有害物質であり、効果的な除去が望まれている。有害物質の吸着には従来から活性炭が汎用されてきたが、活性炭に代表される物理吸着ではタバコ成分中の喫味成分まで除去される。すなわち、ニコチンやタール及びその他の香味成分まで除去されるため、タバコ煙の喫味が変わり、喫煙の満足感が阻害される。さらに、活性炭はフェノール類に対する吸着能も低い。そして、セルロースアセテートからなるトウに活性炭を添加してタバコフィルターに加工する技術としては、通常、速度の異なる２対のロール間で張力をかけることにより捲縮を伸ばしたトウにチャコールを散布し、さらにトリアセチンなどの可塑剤によりチャコールをトウに添着させてタバコフィルターに加工する技術が用いられる。しかし、この技術では活性炭の添着量を上げることが困難である上に、活性炭がトリアセチンを吸着するため、活性炭の吸着能力が低下するという問題点もあった。

一方、タバコフィルターには、従来から酢酸セルローストウが常用されており、セルロースアセテートトウのフィルターは、タバコ主流煙中のフェノールを低減できるものの、十分ではない。そこで、セルロースアセテートトウのフィルターにおいて、タバコ主流煙中からフェノール類を選択的に吸着できる方法が望まれている。

特表２００１−５２６９１３号公報（特許文献１）には、タバコ煙に存在する遊離基を有する細胞毒性分子を除去するために、ローズマリー抽出物などのポリフェノール化合物又はこれらの誘導体を遊離基補集剤として含むタバコフィルターが開示されている。また、特許第３９１０１７５号公報（特許文献２）には、主流煙のフェノール類などを除去するために、（Ａ）１〜３００ｃＰの粘度を有する液状脂肪酸エステルまたは液状脂肪酸を添加したフィルターセクション、及び（Ｂ）１〜３００ｃＰの粘度を有するグリコールを添加したフィルターセクションを備え、これらフィルターセクションの下流側に、（Ｃ）活性炭を添加したフィルターセクションを有するシガレット用フィルターが開示されている。

しかし、これらのタバコフィルターでは、液状物質をフィルターに添加するため、液状物質がタバコ保管中に飛散したり、タバコ葉部に移行する。

特開２００６−１９１８１３号公報（特許文献３）には、タバコ主流煙中のＣＯ濃度及びＮＯｘ濃度を低下させるために、ロッド状のコアと、前記コアを刻煙草により囲んで形成されたシースと、前記シースを覆うチューブとを備え、前記コアは、長手方向における一部又は全ての領域に亘り充填された多孔質体を含み、前記コアの通気抵抗は前記シースでの通気抵抗よりも低い喫煙物品が開示されている。この文献では、多孔質体の材料として、アルミナ、シリカ、ゼオライトが記載されている。

しかし、この喫煙物品は、多孔質体はフィルターに適用されずにタバコ葉に適用されており、無機質材料を使用せざるを得ないが、無機質材料では、フェノール類の吸着が不充分である。

ニコチンやタールなどの喫味成分を保持しつつ、アルデヒド類（特に、ホルムアルデヒド）を選択的に効率よく除去するとして、特開２００８−１５４５０９号公報（特許文献４）には、シリカゲルなどで構成された平均細孔径５〜３５０ｎｍの多孔質体からなるタバコフィルター素材が開示され、特開２０１０−３５５５０号公報（特許文献５）には、全窒素含有量１重量％以下、全炭素含有量２０重量％以下、平均細孔径が２〜５０ｎｍ、比表面積が５００〜１３００ｍ^２/ｇ及び細孔が六方構造の細孔を有する多孔質シリカからなるタバコフィルター素材が開示されている。これらの文献では、分割したフィルター間の空隙に、前記フィルター素材を充填するトリプレット構造によって、フィルターが製造されている。

しかし、これらのフィルターは、トリプレット構造で形成されているため、フィルターが破損した場合には粒状多孔質体が飛散して目や肺に入る危険性を有している。また、トリプレット構造では、フィルターの硬度を向上できない。

一方、セルロースの抄紙構造主体とするフィルターとして、特許第３５７６２２号公報（特許文献６）には、粉粒状又は非捲縮繊維状セルロースエステルと、カナダ標準ろ水度が１００〜８００ｍｌの木材パルプとを、前者／後者＝１５／８５〜８０／２０（重量％）の割合で含むシート状たばこ煙用フィルター素材が開示されている。

しかし、このフィルターでは、本体が木材パルプ（セルロース）で構成されているため、フェノール除去率が充分でなく、フィルター硬度も低い。また、木材パルプに対して粒状セルロースエステルの含有量を増加させると、フィルターの硬度を向上できるが、圧力損失も大きくなるため、粒状セルロースエステルの増量には限界がある。さらに、フィルターから粒状セルロースエステルが脱離し易い。

特表２００１−５２６９１３号公報（特許請求の範囲、実施例） 特許第３９１０１７５号公報（請求項１、実施例） 特開２００６−１９１８１３号公報（請求項１、段落［００１１］［００１３］） 特開２００８−１５４５０９号公報（特許請求の範囲、［０００１］［００４４］、実施例） 特開２０１０−３５５５０号公報（特許請求の範囲、［０００１］［００５４］、実施例） 特許第３５７６２２号公報（請求項１）

従って、本発明の目的は、ニコチンやタールなどの喫味成分を保持しつつ、フェノールやクレゾールなどのフェノール類を選択的に効率よく除去できるタバコフィルター及びその製造方法、並びに前記タバコフィルターを備えたタバコを提供することにある。

本発明の他の目的は、適度な通気抵抗（圧力損失）を保持しつつ、高い硬度を有するタバコフィルター及びその製造方法、並びに前記タバコフィルターを備えたタバコを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、多量の酢酸セルロース粒子を含むにも拘わらず、酢酸セルロース粒子の脱離を抑制できるタバコフィルター及びその製造方法、並びに前記タバコフィルターを備えたタバコを提供することにある。本発明の目的は、トリアセチンなどのセルロースアセテートの可塑剤により吸着能力が低下しない選択吸着物質を添加したタバコフィルターを提供することである。また本発明のさらに他の目的は、吸着物質の量を多く添加したタバコフィルターを提供することである。

本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、セルロースエステルトウ中に、特定粒度の酢酸セルロース粒子を分散させることにより、ニコチンやタールなどの喫味成分を保持しつつ、フェノールやクレゾールなどのフェノール類を選択的に効率よく除去できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明のタバコフィルターは、セルロースエステルトウと、このセルロースエステルトウ中に分散した酢酸セルロース粒子とを含むタバコフィルターであって、前記酢酸セルロース粒子が、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１ ２００６に準拠した篩を用いて、９０重量％以上の粒子が目開き１．７ｍｍを通過し、目開き０．１０ｍｍを通過しない粒度を有する。本発明のタバコフィルターは、さらにセルロースエステルトウ１００重量部に対して１〜１０重量部の可塑剤を含み、酢酸セルロース粒子が前記可塑剤でセルロースエステルトウに固定化されていてもよい。前記可塑剤はアセチン類であってもよい。前記セルロースエステルトウは酢酸セルローストウであってもよい。前記セルロースエステルトウの平均繊度は１００００〜５００００デニール程度であり、単繊維の平均繊度は１〜１０デニール程度であってもよい。前記酢酸セルロース粒子の割合は、セルロースエステルトウ１００重量部に対して１００〜５００重量部程度である。前記酢酸セルロース粒子は、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１ ２００６に準拠した篩を用いて、９０重量％以上の粒子が目開き１．０ｍｍを通過し、目開き０．１８ｍｍを通過しない粒度を有していてもよい。本発明のタバコフィルターのＢＥＴ比表面積（ＢＥＴ法で測定した比表面積）は０．５〜１０ｍ^２／ｇ程度であってもよい。本発明のタバコフィルターは、高い硬度を有するとともに、圧力損失も小さく、３００ｇの荷重を掛けたときの厚み保持率が９０％以上であり、かつ長さ１００ｍｍ及び直径８ｍｍのフィルターロッドにおける空気流速１７．５ｍｌ／秒での通気抵抗が１０００ｍｍＷＧ以下であってもよい。本発明のタバコフィルターは、Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｎａｄａの試験方法Ｔ−１１４に準拠したフェノール低減率が１０％以上であってもよい。本発明のタバコフィルターは、キトサン又はその塩を実質的に含有しなくてもよい。

本発明には、開繊したセルロースエステルトウに酢酸セルロース粒子を添加して前記タバコフィルターを製造する方法も含まれる。この方法において、酢酸セルロース粒子の割合が多い場合には、予備開繊したセルロースエステルトウに酢酸セルロース粒子を添加した後、前記セルロースエステルトウを空気流でさらに開繊してもよい。

さらに、本発明には、前記タバコフィルターを備えたタバコも含まれる。

本発明では、セルロースエステルトウ中に、特定粒度の酢酸セルロース粒子が分散されているため、ニコチンやタールなどの喫味成分を保持しつつ、フェノールやクレゾールなどのフェノール類を選択的に効率よく除去できる。また、多量の酢酸セルロース粒子を配合できるため、適度な通気抵抗（圧力損失）を保持しつつ、高い硬度を有する。さらに、アセチン類で構成された可塑剤を用いると、多量の酢酸セルロース粒子を含むにも拘わらず、酢酸セルロース粒子の脱離を抑制できる。

図１は、本発明のフィルターを製造するための製造装置の一例の概略断面図である。

本発明のタバコフィルターは、セルロースエステルトウと特定の粒度を有する酢酸セルロース粒子とで構成されており、前記セルロースエステルトウ中に前記酢酸セルロース粒子が分散した構造（ダルメシアン構造）を有している。

［セルロースエステルトウ］
セルロースエステルトウは、セルロースエステル繊維で形成され、かつトウ構造又はフィルターロッド構造を有する繊維束であり、詳しくは、セルロースエステルで構成されたモノフィラメントが集束した構造（実質的に無限長の連続長さを持ったマルチフィラメント構造）を有する繊維束である。具体的には、セルロースエステルトウは、例えば、３，０００〜１，０００，０００本、好ましくは３，０００〜１００，０００本、さらに好ましくは５，０００〜１００，０００本程度の単繊維（モノフィラメント）を束ねる（集束する）ことにより形成されている。

セルロースエステルトウの平均繊度（トータルデニール）は、例えば、１００００〜５００００デニール、好ましくは２００００〜４８０００デニール、さらに好ましくは２５０００〜４５０００デニール（特に３００００〜４３０００デニール）程度である。

セルロースエステルトウを構成する単繊維（モノフィラメント）の平均繊度は、例えば、１〜１０デニール、好ましくは１．２〜８デニール、さらに好ましくは１．５〜５デニール（特に１．８〜３デニール）程度である。単繊維の平均繊維長は、０．１ｍｍ〜５ｃｍ程度の範囲から選択でき、例えば、０．５〜３０ｍｍ、好ましくは１〜２０ｍｍ、さらに好ましくは３〜１５ｍｍ（特に５〜１０ｍｍ）程度である。

単繊維の断面形状は、特に制限されず、例えば、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。なお、単繊維は、捲縮繊維が好ましい。

セルロースエステル繊維を構成するセルロースエステルは、通常、セルロースアセテートである。但し、本発明の目的を損なわない範囲でセルロースエステルとして炭素数２〜４程度の他の有機酸との混合エステルを少量含有してもよい。このようなセルロースエステルには、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどが含まれる。

また、セルロースエステル（特にセルロースアセテート）の置換度（平均置換度）は、例えば、１〜３（例えば、１〜２．９）程度の範囲から選択でき、好ましくは１．５〜２．７、さらに好ましくは２．２〜２．６程度であってもよい。

［酢酸セルロース粒子］
本発明では、酢酸セルロース粒子の粒度（原料基準）が、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１ ２００６に準拠した方法で１．７〜０．１０ｍｍである。すなわち、本発明の酢酸セルロース粒子は、全粒子のうち９０重量％以上の粒子が目開き１．７ｍｍの篩を通過するが、９０重量％以上の粒子が０．１０ｍｍの篩を通過しない粒度を有する。さらに、本発明の酢酸セルロース粒子の前記粒度は１．７〜０．１８ｍｍが好ましく、１．０〜０．１８ｍｍが特に好ましい。粒度がこの範囲にあると、フェノール低減率が高い上に、大きな圧力損失の低下を伴わずに、フィルターの硬度を向上できる。

酢酸セルロース粒子の平均粒径は、例えば、０．１〜２ｍｍ、好ましくは０．２〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜０．８ｍｍ程度である。

酢酸セルロース粒子の形状は、例えば、球状、楕円体状、多角体形（多角錘状、正方体状、直方体状など）、板状又は鱗片状（フレーク状）、棒状、不定形などが挙げられるが、フィルター特性や分散性などの点から、略球状などの等方形状が好ましい。さらに、酢酸セルロース粒子は、多孔質体であってもよい。

なお、酢酸セルロース粒子の粒度及び形状は、可塑剤を添加した場合、セルロースエステルトウ中で変形する可能性もあるが、本発明では、セルロースエステルトウに添加する前（原料）の粒度及び形状を基準とする。

酢酸セルロース粒子のＢＥＴ法で測定した比表面積（ＢＥＴ比表面積）は、０．１〜１００ｍ^２／ｇ程度の範囲から選択でき、例えば、１〜５０ｍ^２／ｇ、好ましくは３〜３０ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは５〜２０ｍ^２／ｇ（特に８〜１５ｍ^２／ｇ）程度であってもよい。

酢酸セルロース粒子の嵩比重は、例えば、０．１〜０．６ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．２〜０．５５ｇ／ｃｍ^３、さらに好ましくは０．３〜０．５ｇ／ｃｍ^３程度であってもよい。

酢酸セルロースの酢化度は、例えば、２９〜６２．５％（例えば、２９〜６２％）程度の範囲から選択でき、好ましくは４０〜５９％、さらに好ましくは４４〜５８％程度であってもよい。

酢酸セルロースの重合度（粘度平均重合度）は、通常１０〜１０００（例えば５０〜１０００）、好ましくは５０〜９００（例えば１００〜８００）、さらに好ましくは２００〜８００程度であってもよい。

酢酸セルロース粒子の割合は、セルロースエステルトウ１００重量部に対して１０〜１０００重量部程度の範囲から選択でき、例えば、２０〜５００重量部（特に３０〜４００重量部）程度であってもよい。さらに、本発明では、酢酸セルロース粒子の割合を多くしても、圧力損失の大きな増大を伴わずに、フィルターの硬度を向上できるとともに、フェノール除去率も向上できる。そのため、酢酸セルロース粒子の割合は、セルロースエステルトウ１００重量部に対して、例えば、１００〜５００重量部（特に２００〜４００重量部）程度であってもよい。

［可塑剤］
本発明では、可塑剤は、セルロースエステルトウの成形性を向上させるだけでなく、前記酢酸セルロース粒子を均一に分散させるとともに、可塑化されたトウに酢酸セルロース粒子が付着するためか、酢酸セルロース粒子をセルロースエステルトウに固定化する役割も有している。

可塑剤としては、例えば、セルロースエステルのエステル基（例えば、アセチル基）と親和性の高い化合物が好ましく、例えば、ポリオールの脂肪酸エステルやエステルオリゴマーなどを利用できる。可塑剤の具体例としては、例えば、ポリオールの低級脂肪酸（例えば、酢酸などのＣ_１−４アルカンカルボン酸）エステル（例えば、モノアセチン、ジアセチン、トリアセチンなどのＣ_３−６アルカントリオール−モノ乃至トリＣ_１−４アシレート、好ましくはグリセリンモノ乃至トリＣ_２−３アシレートなど）、ポリオールオリゴマーの低級脂肪酸エステル（例えば、ジグリセリンテトラアセテートなどのジＣ_３−６アルカントリオール−モノ乃至テトラＣ_１−４アシレートなど）などが挙げられる。これらの可塑剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

これらの可塑剤のうち、セルロースエステルトウの成形性を向上できる上に、酢酸セルロース粒子との親和性にも優れる点から、アセチン類（例えば、ジアセチン、トリアセチンなどのグリセリンジ又はトリアセテート）、特にトリアセチンが好ましい。アセチン類などの可塑剤を用いると、従来の可塑剤の役割（トウの成形性）だけでなく、酢酸セルロース粒子をトウ中に均一に分散できるとともに、可塑剤を介して酢酸セルロース粒子をセルロースエステルトウに固定化できる。

可塑剤の割合は、セルロースエステルトウ１００重量部に対して、例えば、０．１〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部、さらに好ましくは２〜８重量部（特に５〜７重量部）程度である。

［タバコフィルター］
本発明のタバコフィルターは、前記セルロースエステルトウ中に前記酢酸セルロース粒子が分散した構造（ダルメシアン構造）を有している。酢酸セルロース粒子の分散形態は、特に限定されず、例えば、芯部（コア部）に粒子が高濃度で存在する形態であってもよいが、フィルター特性などの点から、トウ中に略均一に粒子が分散する形態が好ましい。

本発明のタバコフィルターのＢＥＴ比表面積は、例えば、０．５〜１０ｍ^２／ｇ、好ましくは１〜１０ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは２〜１０ｍ^２／ｇ（特に５〜１０ｍ^２／ｇ）程度であってもよい。本発明では、酢酸セルロース粒子を高濃度で含有できるため、フィルターの比表面積も向上でき、フィルター特性に優れている。

本発明のタバコフィルターは、酢酸セルロース粒子を含むため、フィルター硬度も高く、３００ｇの荷重を掛けたときの厚み保持率が８８％以上であり、例えば、９０％以上（例えば、９０〜９９．５％）、好ましくは９１〜９９％、さらに好ましくは９２〜９８％（特に９３〜９７％）程度である。本発明では、セルロースエステルトウ１００重量部に対して１００重量部以上（特に２００重量部以上）の酢酸セルロース粒子を含有させることにより、フィルター硬度は９３〜９７％（特に９４〜９６％）程度にも調整できる。

本発明のタバコフィルターは、前述のような高いフィルター硬度を有するとともに、圧力損失も小さく、長さ１００ｍｍ及び直径８ｍｍのフィルターロッドにおける空気流速１７．５ｍｌ／秒での通気抵抗（圧力損失）が１５００ｍｍＷＧ（ウォーターゲージ）以下である。前記通気抵抗は１０００ｍｍＷＧであってもよく、例えば、４２０〜１０００ｍｍＷＧ、好ましくは４２０〜９００ｍｍＷＧ、さらに好ましくは４２０〜８００ｍｍＷＧ（特に４２０〜６００ｍｍＷＧ）程度である。本発明では、酢酸セルロース粒子を多量に配合して硬度を向上させた場合でも、通気抵抗の極端な増大が抑えられ、適度な圧力損失のフィルターを調製できる。

本発明のタバコフィルターは、フェノールの除去効率にも優れており、Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｎａｄａの試験方法Ｔ−１１４に準拠したフェノール低減率が５％以上を示す。前記フェノール低減率は１０％以上（例えば、１０〜８０％）であってもよく、例えば、２０％以上（例えば、２０〜７０％）、好ましくは３０％以上（例えば、３０〜６０％）、さらに好ましくは４０％以上（例えば、４０〜５５％）程度である。本発明では、このような高いフェノール低減率を有するとともに、フィルターが浮遊微粒子を透過し易いトウ構造を有しているため、ニコチンやタールなどの喫味成分の透過性に優れ、タバコ本来の嗜好性を損なわない。

タバコフィルターは、慣用の添加剤、例えば、香料（メントールなど）などの有機系物質を含んでいてもよい。また、フィルターの色目を改良する目的で、無機粒子（カオリン、タルク、ゼオライト、ケイソウ土、シリカゲル、石英、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナ、ジルコニアなど）を含有してもよく、特に酸化チタンが好ましい。さらに、セルロースアセテートは紡糸での作業性の点から油剤を含んでいてもよい。

本発明のタバコフィルターは、有害成分の除去率をさらに向上させるため、慣用の吸着剤、キトサン又はその塩や香料などを含有してもよいが、特定粒度の酢酸セルロース粒子を含み、フェノール類などの有害成分を効率的に除去できるため、キトサン又はその塩などの吸着物質を実質的に含んでいなくてもよい。

本発明のタバコは、このような特性を有するタバコフィルターを備えている。タバコフィルターの配設部位は特に制限されないが、巻紙により、棒状に成形されたタバコにおいては、口元の部位、又は口元と紙巻きタバコとの間に配設する場合が多い。なお、タバコの断面外周は、前記フィルターの断面外周に対応している場合が多く、通常、１５〜３０ｍｍ、好ましくは１７〜２７ｍｍ程度であってもよい。

［タバコフィルターの製造方法］
本発明のタバコフィルターは、慣用の紡糸方法（乾式、溶融又は湿式紡糸方法）により得られたセルロースエステルトウに、酢酸セルロース粒子（及び必要に応じてアセチン類などの可塑剤）を混合することにより得ることができる。例えば、タバコフィルターの既存の製造装置を用いて、セルロースエステルトウベール（集積梱包材）を開繊し、可塑剤の添加装置で可塑剤を添加し、さらに活性炭の添加装置（チャコール添加機構）を利用して酢酸セルロース粒子を添加した後、所定の直径に集束し、巻紙で固定させるプラグ巻上げ機を用いてフィルタープラグ（集束体）とする方法により成形できる。

本発明では、多量の酢酸セルロース粒子を配合する場合（例えば、セルロースエステル１００重量部に対して１５０重量部以上）、酢酸セルロース粒子を均一に分散させてトウ中に保持させるために、予備開繊したセルロースエステルトウに酢酸セルロース粒子を添加した後、前記セルロースエステルトウを空気流でさらに開繊してもよい。この方法では、チャコールフィルターにおける従来の方法（すなわち、開繊したセルロースエステルトウに粒子を添加する方法）に比べて、多量の酢酸セルロース粒子を添加できるとともに、セルロースエステルトウと酢酸セルロース粒子とが接触した状態で、空気流によってトウを開繊しながら、前記粒子を攪拌してトウ中に充填（ジェット充填）させるため、例えば、セルロースエステル１００重量部に対して２００重量部以上（例えば、２００〜５００重量部程度）の酢酸セルロース粒子であっても、セルローストウ中に酢酸セルロース粒子を均一に分散できる。

このような方法を実施するための製造装置としては、例えば、予備開繊したトウを空気流で開繊可能な装置（例えば、特開２００８−２５５５２９号公報に記載の製造装置）を改良した装置などが利用できる。詳しくは、特開２００８−２５５５２９号公報の図１に記載の製造装置において、空気流を導入する前の予備開繊されたトウに酢酸セルロース粒子を添加可能な添加部を備えた装置を利用できる。このような添加部を備えた製造装置の一例を図１に示す。

図１に示すように、この装置では、予備開繊ユニット１において、セルロースエステルトウベールから取り出された捲縮トウを、２対の予備開繊ローラ１１，１２間に連続的に供給することにより予備開繊される。すなわち、上流側のローラ１１に比べて下流側のローラ１２のロール径を大きくすることにより予備開繊できる。予備開繊の詳細は、特開２００８−２５５５２９号公報に記載の方法を利用できる。

次に、開繊ユニット２において、予備開繊されたセルロースエステルトウ１０に酢酸セルロース粒子を添加した後、空気流でトウ１０をさらに開繊させる。詳しくは、トウ１０を開繊ユニット２の略円筒形状の添加部２０に連続的に供給しながら、予備開繊されたトウ１０に対して、添加部本体２１に形成されたホッパ２３から粒子導入孔２２を介して酢酸セルロース粒子を添加する。この方法では、粒子導入孔２２を介して酢酸セルロース粒子を添加することにより、添加部２０を通過する間に予備開繊されたトウ１０と酢酸セルロース粒子とが十分に接触し、酢酸セルロース粒子をトウ１０の予備開繊物に対して保持させることが容易であるため、トウ重量よりも多量の酢酸セルロース粒子を保持させることもできる。

添加部本体２１には、導入孔２３の下流側にさらに脱気孔２４が形成されている。この脱気孔２４は、後述する開繊部３０において空気を逃がすための脱気孔であり、周知のベントホール（例えば、周知の樹脂成形用の押出機などに設置されているベントホールなど）と同じ形状であってもよい。

さらに、開繊部３０において、酢酸セルロース粒子と接触させたトウ１０を空気流でさらに開繊する。詳しくは、添加部２０において、酢酸セルロース粒子と接触した繊維トウ１０は、中空円筒状管体（ノズル本体）３１内の添加部側に配設された筒状流路形成部３２内を通過して、中空円筒状管体３１内の第１開繊ゾーンＺ_１に供給される。前記筒状流路形成部３２は、空気流を制御する役割を有しており、軸部３３と矢尻部３４とを備えるとともに、中空円筒状管体の内壁面も筒状流路形成部３２の形状に対応して矢尻部３４に相当する内壁面が下流方向に向かって内径が減少している。すなわち、中空円筒状管体３１の側壁において軸部３３に相当する部分に形成された気体供給孔３６から、トウ１０を開繊するための空気流が中空円筒状管体３１内に導入されるが、前記軸部３３及び矢尻部３４の外周面と中空円筒状管体３１の内周面３１ａとの間に均等間隔に形成された間隙を通じてトウ１０の流れ方向に沿った空気流がトウ１０と均一に衝突する。そのため、気体供給口３６から供給された空気流は、開繊ユニットの軸方向に沿って次工程の整形・膨張ユニット３（開繊部３０の開口部３１ｂ）に向かう流れを形成し、その状態で筒状流路形成部３２から第１開繊ゾーンＺ_１に供給されたトウ１０と接触し、トウ１０は空気圧により、厚み方向に拡大されて開繊される。トウの安定した供給と生産性の点から、軸部及び矢尻部の外周面と中空円筒状管体の内周面との間隙は０．３〜１．０ｍｍ程度であってもよく、空気流の圧力は、例えば、０．１〜０．３ＭＰａ（特に０．１〜０．２ＭＰａ）程度である。

また、気体供給孔３６から導入される空気流によって筒状流路形成部３２の上流部（流路内の上流部）と下流部（第１開繊ゾーンＺ_１）とで生じる圧力差は、前述の脱気孔２４から空気が逃がされることにより消滅し、常圧が保持される。そのため、下流部が高圧となり、酢酸セルロース粒子が飛散することが抑制され、酢酸セルロース粒子の添加量を増加できる。

空気流により開繊されたトウ１０は、中空円筒状管体３１内の第１開繊ゾーンＺ_１を通過した後、さらに第２開繊ゾーンＺ_２に供給される。この装置では、第１開繊ゾーンＺ_１の内径ｄ_１が軸方向で同一であるのに対して、第２開繊ゾーンＺ_２の内径は下流方向に向かって拡大している。

本発明では、筒状流路形成部３２の内径ｄ_３は５〜３０ｍｍ（特に５〜２５ｍｍ）程度である。この内径ｄ_３に対する第１開繊ゾーンＺ_１の内径ｄ_１の比率（ｄ_１／ｄ_３）は、１〜５倍程度であってもよい。さらに、内径ｄ_１に対する前記第２開繊ゾーンＺ_２の末端出口での内径ｄ_２の比率（ｄ_２／ｄ_１）は１．５〜２倍程度であってもよい。

なお、開繊部３０の基本的な形状及び機構については、特開２００８−２５５５２９号公報に記載の開繊部と同様の形状及び機構を利用できる。

最後に、膨張・整形ユニット３において、第２開繊ゾーンＺ_２を通過したセルロースエステルトウ１０を膨張させながら整形する。膨張・整形ユニット３は、略中空円筒形状に形成されたリザーバ４０と、軸芯方向に延びる棒状の芯材４１とで構成されており、アダプター５０を介して開繊部３０の開口部３１ｂに接続されている。なお、リザーバ４０は、軸芯方向に延びる複数の長尺状の板バネで構成されており、隣接する板バネ間に間隙が形成されており（図示せず）、前記間隙から空気が抜ける構造を形成している。膨張・整形ユニット３の内径ｄ_４は、実質的に中空円筒状管体３１の外径よりも大きくなるように設定されており、中空円筒状管体３１の外径の１倍以上（例えば、１〜１．４倍程度）である。膨張・整形ユニット３の長さ（リザーバ４０の長さ）は、例えば１５０〜３５０ｍｍ程度であってもよい。

このような構造を有する膨張・整形ユニット３では、一時的にトウ１０の開繊物が膨張して滞留する間、芯材４１により重力方向に垂れ下がらないように保持されるともとに、リザーバ４０により膨張が抑制されてロッド形状に整形された後、連続的に押し出されることにより得られる長尺状のトウ開繊物（トウ開繊物の膨張体）をトランペット状の収束管に導入し、常法に従って、巻取紙を用いて巻上げてフィルターロッドが得られる。このような工程において、ユニット内でのトウが滞留することにより、酢酸セルロース粒子が飛散することなく、トウ１０の開繊物内に保持される。

なお、リザーバについても、特開２００８−２５５５２９号公報に記載のリザーバなどを利用できるが、トウの開繊物の過度の膨張を抑制しながら外形を整えることができればよく、その形状や材質は特に限定されないが、形状は板状、棒状などが適しており、材質は金属、合成樹脂など（特に金属）が適しており、例えば、金属製の棒状リザーバ、合成樹脂製の板状リザーバなどであってもよい。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において、シガレットサンプルは以下の方法で作製し、各特性（粒度、通気抵抗、フェノール低減量、フィルター硬度）は以下の方法で測定した。

［シガレットサンプルの作製］
市販のタバコ［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本体（２５ｍｍ）の末端から２０ｍｍの部分をカミソリで切断した。切断した長片、すなわちタバコ葉充填片のフィルタ部に、長さ２０ｍｍ、内径８ｍｍのガラス管を残フィルター長に相当する長さ（５ｍｍ）だけ挿入し、これらをシーリングテープにて結束した。このガラス管によって生じた１５ｍｍの空間に、実施例及び比較例で作製した長さ２０ｍｍのフィルターサンプルを挿入し、このガラス管とフィルタの接続部分にもシーリングテープを巻いて密閉し、それぞれシガレットサンプルを得た。フィルターサンプルの代わりに、前記タバコから切り取った２０ｍｍのフィルター断片を用いる以外は、同様にして、レファレンスシガレットを作製した。

［粒度］
ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１ ２００６に準拠した篩を用いて、９０重量％以上の粒子が通過する目開きを粒度の上限とし、９０重量％以上の粒子が通過しない目開きを粒度の下限として表示した。

［通気抵抗］
実施例及び比較例で得られた長さ１００ｍｍのフィルターロッドとシガレットサンプルについて、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、シガレットサンプルについては、この装置の自動システムにかからないので、1個づつ手動で測定した。

［フェノール低減率］
Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｎａｄａの試験方法Ｔ−１１４「Determination of Phenolic Compounds in Mainstream Tobacco Smoke」にしたがって、実施例及び比較例で作製したシガレットサンプルとレファレンスシガレットとを喫煙した時に主流煙中に含まれるフェノールの量を測定した。すなわち、各５本のシガレットを喫煙機で喫煙した時の主流煙中に含まれる粒子状物質をケンブリッジフィルターで捕集し、捕集したフィルターに含まれるフェノールを１％の酢酸水溶液で抽出し、この抽出液に含まれるフェノールを逆相グラジエント液体クロマトグラフィーで分離、波長選択蛍光分析法で検出し、高純度のフェノール（純度９９％以上）を用いて作製した検量線で定量した。さらに、レファレンスシガレットで捕集されたフェノール量をＴ_ｐとし、比較例及び実施例で作成したシガレットサンプルで捕集されたフェノール量をＣ_ｐとして次式によりフェノール低減率を算出した。

フェノール低減率（％）＝１００×（１−Ｃ_ｐ／Ｔ_ｐ）
［フィルター硬度（厚み保持率）］
実施例及び比較例で作製した長さ１００ｍｍのフィルターロッドについて、硬度計（フィルトローナ社製「ＱＴＭ７」）を用いて、フィルター硬度を測定した。詳しくは、フィルター硬度（％）は、フィルターロッド側面に垂直に３００ｇの荷重を掛けたときに、荷重によって変形後の荷重方向の直径をｄ、変形前の直径をｄ_０として、次式で算出した。すなわち、全く変形しなければ硬度は１００％となり、硬度が１００％に近いほど硬いことを意味する。

フィルター硬度（％）＝ｄ／ｄ_０×１００
実施例１
酢酸セルロース（ダイセル化学工業（株）製「Ｌ−４０」、酢化度５５．６％）を篩分けで分級し、粒度「１．０〜０．４２５ｍｍ」の酢酸セルロース粒子Ａを得た。酢酸セルロース粒子Ａの嵩比重は０．４０、ＢＥＴ比表面積は１０．８ｍ^２／ｇであった。たばこ煙用チャコールフィルター製造用巻上げ機（ドイツ・ハウニ社製「ＫＤＦ２／ＡＣ１／ＡＦ１」）を用いて、断面Ｙ字状のフィラメント（２．２デニール）で構成されたセルロースアセテート繊維のトウ（トータルデニール４００００）を幅約２０ｃｍに開繊し、トウ１００重量部に対し６重量部のトリアセチンを均一に散布した後、チャコール添加機構を利用してトウ１００重量部に対して５０重量部の酢酸セルロース粒子Ａを均一に散布し、巻取紙を用いて巻上げた後、カッターで切断し、長さ１００ｍｍのフィルターロッドを得た。得られたフィルターロッドをさらに長さ２０ｍｍに切断し、フィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は３．２ｍ^２／ｇであった。

実施例２
酢酸セルロース（ダイセル化学工業（株）製「ＬＴ−５５」、酢化度６０．８％）を篩分けで分級し、粒度「１．０〜０．４２５ｍｍ」の酢酸セルロース粒子Ｂを得た。酢酸セルロース粒子Ｂの嵩比重は０．５３、ＢＥＴ比表面積は３．１ｍ^２／ｇであった。この酢酸セルロース粒子Ｂをトウ１００重量部に対して７０重量部用いる以外は、実施例１と同様にしてフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は１．４ｍ^２／ｇであった。

実施例３
酢酸セルロース（ダイセル化学工業（株）製「ＬＭ−８０」、酢化度５２．０％）を篩分けで分級し、粒度「１．０〜０．４２５ｍｍ」の酢酸セルロース粒子Ｃを得た。酢酸セルロース粒子Ｃの嵩比重は０．２９、ＢＥＴ比表面積は２．５ｍ^２／ｇであった。この酢酸セルロース粒子Ｃをトウ１００重量部に対して６０重量部用いる以外は、実施例１と同様にしてフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は０．９ｍ^２／ｇであった。

実施例４
酢酸セルロース（ダイセル化学工業（株）製「ＬＬ−１０」、酢化度４４．３％）を篩分けで分級し、粒度「１．０〜０．４２５ｍｍ」の酢酸セルロース粒子Ｄを得た。酢酸セルロース粒子Ｄの嵩比重は０．４６、ＢＥＴ比表面積は４．０ｍ^２／ｇであった。この酢酸セルロース粒子Ｄをトウ１００重量部に対して１００重量部用いる以外は、実施例１と同様にしてフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は２．１ｍ^２／ｇであった。

実施例５
たばこ煙用チャコールフィルター製造用巻上げ機（ＫＤＦ２／ＡＣ１／ＡＦ１）を改良して作製した図１の装置を用いて、断面Ｙ字状のフィラメント（２．２デニール）で構成されたセルロースアセテート繊維のトウ（トータルデニール３６０００）を幅約２０ｃｍに開繊し、トウ１００重量部に対し６重量部のトリアセチンを均一に散布した後、添加部を利用してトウ１００重量部に対して２００重量部の酢酸セルロース粒子Ａを均一に添加した後に空気流で開繊（ジェット充填）し、トランペット状の収束管に導入し、常法に従って、巻取紙を用いて巻上げた後、カッターで切断し、長さ１００ｍｍのフィルターロッドを得た。得られたフィルターロッドをさらに長さ２０ｍｍに切断し、フィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は６．８ｍ^２／ｇであった。

実施例６
酢酸セルロース粒子Ａをトータルデニール３２０００のトウ１００重量部に対して３００重量部用いる以外は、実施例５と同様にしてジェット充填法でフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は８．１ｍ^２／ｇであった。

実施例７
酢酸セルロース（ＬＬ−１０）を篩分けで分級し、粒度「０．４２５〜０．１８ｍｍ」の酢酸セルロース粒子ＤＦを得た。酢酸セルロース粒子ＤＦの嵩比重は０．５１、ＢＥＴ比表面積は５．２ｍ^２／ｇであった。この酢酸セルロース粒子ＤＦをトウ１００重量部に対して１００重量部用いる以外は、実施例１と同様にして慣用の方法でフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は２．６ｍ^２／ｇであった。

実施例８
酢酸セルロース（Ｌ−４０）を篩分けで分級し、粒度「０．４２５〜０．１８ｍｍ」の酢酸セルロース粒子ＡＦを得た。酢酸セルロース粒子ＡＦの嵩比重は０．４４、ＢＥＴ比表面積は１２．１ｍ^２／ｇであった。酢酸セルロースＡの代わりに酢酸セルロースＡＦを用いる以外は、実施例５と同様にしてジェット充填法でフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は８．１ｍ^２／ｇであった。

実施例９
酢酸セルロースＡの代わりに酢酸セルロースＡＦを用いる以外は、実施例６と同様にしてジェット充填法でフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は９．２ｍ^２／ｇであった。

比較例１
酢酸セルロース粒子Ａを添加しないこと以外は、実施例１と同様にしてフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は測定下限未満（０．１ｍ^２／ｇ未満）であった。

比較例２
酢酸セルロース（Ｌ−４０）を篩分けで分級し、目開き０．１０ｍｍを通過した粒度の酢酸セルロース粒子ＡＦＦを得た。酢酸セルロース粒子ＡＦＦの嵩比重は０．５５、ＢＥＴ比表面積は１５．２ｍ^２／ｇであった。酢酸セルロースＡの代わりに酢酸セルロースＡＦＦを用いる以外は、実施例６と同様にしてジェット充填法でフィルターサンプルを作製した。このフィルターサンプルのＢＥＴ比表面積は１１．２ｍ^２／ｇであった。

実施例及び比較例で得られたフィルターの評価結果を表１に示す。

表１の結果から明らかなように、実施例のフィルターは、適度な通気抵抗を保持しつつ、高い硬度を有しており、フェノール低減率も高い。一方、酢酸セルロース粒子を配合しない比較例１では、フェノール低減率が低く、粒度の小さい酢酸セルロース粒子を含む比較例２では、圧力損失が大きい。

本発明のタバコフィルターは、紙巻きタバコなどのタバコフィルターとして利用できる。

１…予備開繊ユニット
１０…セルロースエステルトウ
１１，１２…予備開繊ローラ
２…開繊ユニット
２０…添加部
２１…添加部本体
２２…粒子導入孔
３０…開繊部
３１…中空円筒状管体
３２…筒状流路形成部
３６…気体供給孔
３…膨張・整形ユニット

Claims (14)

1. セルロースエステルトウと、このセルロースエステルトウ中に分散した酢酸セルロース粒子とを含むタバコフィルターであって、前記酢酸セルロース粒子が、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１ ２００６に準拠した篩を用いて、９０重量％以上の粒子が目開き１．７ｍｍを通過し、目開き０．１０ｍｍを通過しない粒度を有するタバコフィルター。
2. さらにセルロースエステルトウ１００重量部に対して１〜１０重量部の可塑剤を含み、酢酸セルロース粒子が前記可塑剤でセルロースエステルトウに固定化されている請求項１記載のタバコフィルター。
3. 可塑剤がアセチン類である請求項２記載のタバコフィルター。
4. セルロースエステルトウが酢酸セルローストウである請求項１〜３のいずれかに記載のタバコフィルター。
5. セルロースエステルトウの平均繊度が１００００〜５００００デニール、単繊維の平均繊度が１〜１０デニールである請求項１〜４のいずれかに記載のタバコフィルター。
6. 酢酸セルロース粒子の割合が、セルロースエステルトウ１００重量部に対して１００〜５００重量部である請求項１〜５のいずれかに記載のタバコフィルター。
7. 酢酸セルロース粒子が、ＪＩＳ Ｚ８８０１−１ ２００６に準拠した篩を用いて、９０重量％以上の粒子が目開き１．０ｍｍを通過し、目開き０．１８ｍｍを通過しない粒度を有する請求項１〜６のいずれかに記載のタバコフィルター。
8. ＢＥＴ比表面積が０．５〜１０ｍ^２／ｇである請求項１〜７のいずれかに記載のタバコフィルター。
9. ３００ｇの荷重を掛けたときの厚み保持率が９０％以上であり、かつ長さ１００ｍｍ及び直径８ｍｍｍｍのフィルターロッドにおける空気流速１７．５ｍｌ／秒での通気抵抗が１０００ｍｍＷＧ以下である請求項１〜８のいずれかに記載のタバコフィルター。
10. Ｈｅａｌｔｈ Ｃａｎａｄａの試験方法Ｔ−１１４に準拠したフェノール低減率が１０％以上である請求項１〜９のいずれかに記載のタバコフィルター。
11. キトサン又はその塩を実質的に含有しない請求項１〜１０のいずれかに記載のタバコフィルター。
12. 開繊したセルロースエステルトウに酢酸セルロース粒子を添加して請求項１記載のタバコフィルターを製造する方法。
13. 予備開繊したセルロースエステルトウに酢酸セルロース粒子を添加した後、前記セルロースエステルトウを空気流でさらに開繊する請求項１２記載の方法。
14. 請求項１〜１１のいずれかに記載のタバコフィルターを備えたタバコ。

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