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
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Abstract
【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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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Tp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Cpとして次式によりフェノール低減率を算出した。
[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d0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。
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10.8m2/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3.2m2/gであった。
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3.1m2/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1.4m2/gであった。
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2.5m2/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0.9m2/gであった。
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4.0m2/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2.1m2/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(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6.8m2/gであった。
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8.1m2/gであった。
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5.2m2/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2.6m2/gであった。
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12.1m2/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8.1m2/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9.2m2/gであった。
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(0.1m2/g未満)であった。
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15.2m2/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11.2m2/gであった。
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- BET比表面積が0.5〜10m2/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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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