KR0167488B1 - 활성탄소 섬유를 포함하는 필터 소재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 할성탄소섬유를 포함하는 담배 필터소재에 관한 것임. 활성탄소 섬유는 기존의 담배 필터 소재(셀루로스 아세테이트 토우, 폴리 프로필렌 토우 또는 종이)보다 담배 유해성분 제거능이 탁월함. 필터소재는 활성탄소 섬유를 천연 및 합성 섬유와 일정비율로 혼용하여 부직포 또는 토우상태로 제조함.

Description

활성탄소 섬유를 포함하는 필터 소재

본 발명은 활성탄소 섬유를 포함하는 담배 필터 소재에 관계되는 것으로서, 특히 활성탄소 섬유와 천연 또는 합성섬유를 포함하는 부직포로 구성된 담배 필터 소재에 관한 것이다.

담배 연기중의 유해 성분을 제거하는 필터 소재로는 아세테이트 섬유와 같은 화학섬유가 주로 사용되고 있고, 그 외에 목재 펄프와 같은 천연섬유도 이용되고 있다. 그러나 아세테이트 섬유가 천연 섬유보다 탄축성이 우수하여 최근에는 아세테이트 필터를 주로 사용하고 있다.

일반적으로 흡연시 담배연기가 필터에 체류하는 시간은 대단히 짧으므로 아세테이트 섬유나 천연 섬유만으로된 필터는 유해성분 흡착 효율이 충분하지 않으므로 최근에는 아세테이트 필터에 활성탄, 지올라이트 같은 입상 흡착제를 결합시킨 2중 또는 3중 휠타가 주로 사용되고 있다. 그러나 2중 또는 3중 필터는 아세테이트 섬유필터 사이에 입상 필터를 충진시켜 제조하므로 그 제조공정이 복잡하고, 흡연시 입상 흡착제가 흡연자의 입속으로 빨려 들어가는 경우가 나타났다. 따라서 간단하게 제조될 수 있으면서 유해물질 흡착효과가 우수한 담배 필터 소재가 요구되고 있다.

최근에는 유해물질의 흡착율을 향상시키면서 활성탄을 포함하는 2중 또는 3중 필터와 같은 유해성분 제거 효능을 얻기 위하여 탄소 섬유를 아세테이트 섬유같은 통상의 필터용 섬유에 배합하여서된 필터 소재에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 활성 탄소 섬유는 유해 물질 흡착속도가 매우 빠르므로 담배연기가 필터내에 체류하는 짧은 시간동안 담배 연기에 함유된 유해 물질을 신속히 흡착하게 되어 흡착효과가 증대되며 특정향, 예를들면 아니솔, 멘솔, 정향 및 휘발성 담배 향등의 보향효과가 우수하여 담배 필터 소재로서 우수한 물성을 갖고 있다.

일본국 공개특허공보 공개 소53-101599호에는 아세테이트 섬유에 활성탄소 섬유를 배합하여 제조한 담배 필터가 공개되었다. 이 담배 필터는 단섬유 섬도 4.0데니어, 총 섬도 35000 내지 90000데니어의 Y형 단면을 갖는 활성탄소 섬유를 번들 형태로 아세테이트 필라멘트와 혼합하여 제조한 필터 토우를 사용하도록 되었다. 이러한 담배필터는 활성탄소 섬유와 아세테이트 섬유를 장섬유 상태로 혼합하여 형성한 필터 토우로 제조하고 있는데, 일반적으로 아세테이트 섬유는 크림프를 갖는 필라멘트들로 구성되어 있어서 장섬유인 활성탄소 섬유와 혼합할 때 균일하게 혼합되지 않으므로 토우의 단면상에 나타나는 아세테이트 섬유와 활성탄소 섬유의 밀도가 균일하지 않게 되므로 필터 단면상에서 볼 때 균일하게 유해성분을 흡착하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 활성탄소 섬유와 천연 또는 합성섬유와 균일하게 배합되어 담배성분중의 유해성분이 필터의 전체 단면에 걸쳐 균일하게 제거되는 담배필터 소재를 제공하기 위한 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 단섬유로된 활성탄소 섬유를 천연 또는 합성섬유와 배합하여 부직포 상태로 형성한 본 발명의 담배필터 소재에 의하여 달성된다.

본 발명은 활성탄소 스태플 섬유를 천연 또는 합성섬유와 균일하게 혼합하고 부직포로 형성하여서된 담배필터 소재로 구성된다.

활성탄소 스태플 섬유는 폴리아크릴로니트릴, 레이온, 페놀수지, 피치등을 탄화시키는 공지의 활성탄소 제조방법에 의하여 제조한다. 활성 탄소 섬유는 토우, 스태플섬유, 휄트, 매트, 직포, 실, 종이시이트 등의 형태로 된 섬유를 탄화시켜 제조할수 있으나, 본 발명에서는 다수의 릴라멘트로 구성된 섬유속을 탄화시켜 제조한 것을 사용하는 것이 좋다.

전술한 활성탄소 섬유의 섬도는 단사섬도 1-5 데니아 범위가 바람직 하지만, 부직포의 제조방법 및 배합되는 천연 또는 합성섬유의 종류와 길이 및 단사섬도에 따라 달라 질수도 있다. 또한 활성탄소 섬유의 길이는 최소한 10㎜ 이상, 특히 10-100㎜ 범위가 좋으나 배합되는 천연 및 합성섬유의 단사섬도와 길이에 따라 달라 질수 있다.

본 발명에서 활성탄소 섬유와 배합하여 사용하는 천연 또는 합성 섬유로는 아세테이트 섬유, 레이온섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리 에스터 섬유와 같은 합성섬유와 천연 펄프와 같은 천연 섬유가 있다.

이러한 섬유의 섬도는 단사섬도 1-5데니아 범위가 바람직하지만, 배합되는 활성탄소 섬유의 섬도와 길이에 따라 달라질수 있다. 그리고 섬유의 길이는 10㎜ 이상, 특히 10-100㎜ 범위가 바람직하지만 배합되는 탄소섬유의 길이와 섬도에 따라 달라 질수 있다.

본 발명에 의한 담배필터 소재는 활성탄소 섬유 5-30중량%와 천연 또는 합성섬유 70-95중량%를 포함한다.

본 발명에 사용되는 활성탄소 스태플 섬유를 포함하는 부직포는 단사 섬도 1-5데니어, 길이 10-100㎜의 활성 탄소 섬유를 담배필터에 사용할수 있는 단사섬도 1-5 데니아, 길이 10-100㎜의 천연 또는 합성 스태플 섬유와 혼합하고 접착제를 사용하여 각개 섬유를 결합시키거나 또는 침으로 펀칭하여 각개 섬유를 결합시키므로서 시이트상으로 형성하는 공지의 부직포 제조방법으로 제조할수 있다. 그러나 길이가 짧은 활성탄소 섬유를 사용할 때는 제지방법으로 제조할 수도 있다. 접착제로 접착시켜 부직포를 제조할 때는 접착제로 폴리비닐알콜 에멀죤, 아크릴 접착제등 공지의 부직포 섬유제조방법에 사용되는 접착제를 사용한다.

본 발명에 의한 필터 소재는 원통형으로 말아서 필터를 제조하는데, 필요에 따라서는 담배연기와의 접촉면적을 넓히기 위하여 부직포에 파형을 형성할수도 있다.

본 발명에 의한 담배필터 소재는 다음과 같이 제조된다.

단사섬도 1-5 데니어, 섬유길이 10-100㎜의 활성탄소 섬유 5-30중량%를 동일한 섬도와 길이를 갖는 천연 또는 인조섬유 70-95중량%와 배합하고 통상의 부직포 제조기를 사용하여 부직포를 제조한다.

본 발명에 의한 필터 소재는 활성탄소 섬유와 천연 또는 합성 섬유가 장섬유 상태로 배합되지 않고 단섬유 상태로 배합되므로 배합이 균일하게 이루어지게 되는 단면적상에서 나타나는 배합율이 균일하게 되므로 본 발명에 의하여 제조된 필터소재로 제조된 담배 필터는 전체 단면적에서 균일한 유해성분 흡착효과가 나타나게 된다.

이하 본 발명을 실시에에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

활성 탄소섬유 시이트

단사 섬도 2.5, 스태플 길이 50㎜, 비표면적 1000㎡/g인 활성탄소 (ACF)를 공지의 부직포 제조방법에 따라 폭 1m의 부직포로 제조한다. 이때 접착제로는 폴리비닐알콜 에멀죤을 사용하였다. 제조된 활성탄소 섬유부직포는 공지의 필터 제조 방법에 의하여 필터로 형성하였다.

[실시예 2]

활성탄소 섬유 + 아세테이트 + 레이온 배합 부직포

단사 섬유섬도가 2.0데니어, 길이 58㎜인 레이온사, 단사 섬유 섬도 2.5데니어, 길이 58㎜인 셀룰로스 아세테이트사, 단사섬유 섬도 2.5데니어, 길이 50㎜, 비표면적 1000㎡/g인 활성탄소 섬유(ACF)를 표 1의 배합비로 배합하여 폭 1m의 부직포를 제조한후 아세테이트 필터 제조 장치에서 원주 24.2㎜, 길이 96㎜의 필터를 제조하였다. 물성 및 연기 흡착능은 다음의 표1에 기재한다.

[실시예 3]

활성탄소 섬유 + 아세테이트 + PET 섬유 배합 부직포

단사 섬유섬도가 2.0데니어, 길이 58㎜인 폴리에스터 사(PET), 단사섬유 섬도 2.5데니어, 길이 58㎜인 셀루로스 아세테이트사, 단사 섬도 2.5, 길이 50㎜, 비표면적 1000㎡/g인 활성탄소 섬유를 배합하여 폭 1m의 부직포를 제조한 후 아세테이트 필터 제조장치에서 실시예 1에서와 같이 필터를 제조하였다. 그 물성과 연기 흡착능은 다음의 표2에 기재한다.

[실시예 4]

활성탄소 섬유 + 레이온 섬유 + PET 섬유 배합 부직포

단사 섬유섬도가 2.0데니어, 길이 58㎜인 레이온사와 단사섬유 섬도 2.0데니어, 길이 58㎜인 폴리에스터 사 및 단사섬유섬도 2.5데니어, 길이 50㎜, 비표면적 1000㎡/g인 활성탄소 섬유를 배합하여 폭 1m의 부직포를 제조한 후 실시예 1에서와 같이 필터 제조장치를 이용 필터를 제조하였다. 그 물성과 연기 흡착능 분석 결과는 다음의 표3에 기재한다.

Claims (2)

1. 활성탄소 섬유와 천연 또는 합성섬유를 포함하는 담배필터 소재에 있어서, 이 필터 소재가 단사섬유 섬도 1-5 데니어, 섬유길이 10-100㎜의 활성탄소 섬유 5-30%와 단사섬유 섬도 1-5 데니어, 섬유 길이 10-100㎜의 천연 또는 합성섬유 70-95%로 이루어진 부직포로 구성되었음을 특징으로 하는 활성탄소 섬유를 포함하는 담배필터 소재.
2. 제1항에서, 합성섬유가 아세테이트 섬유, 레이온섬유, 폴리프로필렌 섬유와 폴리에스터 섬유중에서 선택된 것이고 천연 섬유가 천연 펄프임을 특징으로 하는 담배 필터 소재.