JPH05505106A - タバコ煙フィルター材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 タバコ煙フィルター材料及びその製造方法発明の分野 本発明は、タバコの煙からニコチン及びその他の成分を濾過する効率を増加させ るためのタバコ煙フィルター材料に関する。

発明の背景 タバコの煙には液体、固体又は蒸気の状態で４千種以上の成分か含まれているこ とはよく知られている。現在普通に使用されているシガレットフィルターは、酢 酸セルロース、綿、レーヨン又は紙から作られる。これらの材料の中でも、米国 で作られるフィルターシガレットの９０％以上及び世界で作られるフィルターシ ガレットの大部分には、シングルセグメント酢酸セルロースフィルターか使用さ れている。圧力損失の発生及び煙濾過効率に関するこれらのフィルターの性能は 、シガレットフィルターについての要求のために若干限定されている。

先行技術の公知の繊維フィルターは、それに詰め込まれた繊維材料の量、その長 さ、その円周、その吸い込みに対する抵抗、繊維の表面特性、繊維の配置及びそ の他の要因に依存して、シガレットの煙からのタール及びニコチンの種々のパー セントで除くことかできる。しかしなから、これらのフィルターは、タールの濾 過を変えること無く、シガレットの煙からニコチンの濾過を実質的に独立に調節 することを示していない。

米国特許第３．４２４．１７３号には、シガレットの煙からタールよりも高いパ ーセントのニコチンを除去するためのフィルター添加物としてクエン酸のような 有機酸か記載されている。しかしながら、フィルターへ酸を添加することは、適 用した酸と長い間接触することによって繊維か加水分解劣化を起こし、そうして フィルターに嫌な臭い及び味を与える酢酸を生じることも記載されていた。米国 特許第３、４２４．１７２号（こは、エタノールのようなアルコールで部分的に エステル化して少なくとも１個の遊離カルボキシル基を残した、クエン酸を含む フィルターか開示されている。添加物を適用することは、スプレーするか又は塗 布材料の洛中に繊維を通すことによって行われた。この方法により作られた繊維 はニコチンの濾過を著しく改良する。

フィルターに添加物を適用する公知の方法は、フィルター上に添加物を振りかけ るか、又はフィルター材料に水溶液をスプレーすることである。ニコチンの選択 除去に於ける添加物の有効性は、フィルター中の添加物の全表面積に依存するこ とか認められた。普通、粉末散布により適用された粉末状の添加物の全表面積は 、水溶液で適用された添加物の全表面積よりも著しく小さい。クエン酸粉末を粉 末状で散布したフィルターは、クエン酸溶液をスプレーしたフィルターと比較し て、ニコチンの選択的濾過に於いて著しく低い性能を示すことが認められた。ク エン酸の溶液をトウにスプレーすることは、ニコチンの選択的濾過に於いてフィ ルターを有効するが、この適用方法はプラグメーカー（ｐｌｕｇｍａｋｅｒ）加 工ロール、供給ロール及び付属品（ｇａｒｎｉｔｕｒｅ）への粘着な沈着物の蓄 積、並びに溶液を適用した際の湿分除去用の乾燥器か必要なことのような操作上 の問題点を示す。上記の問題点を避けながらタバコの煙フィルターのニコチン濾 過効率を増大させることか育利であろう。

本発明は、（ａ）非毒性非揮発性の有機酸から選択された少なくとも１種の酸性 化合物を、酢酸セルロースのアセトン紡糸溶液中に溶解すること、（ｂ）この溶 液をフィラメントに紡糸すること、及び（Ｃ）このフィラメントを一緒にしてフ ィルタートウを作ることからなるタバコ煙フィルター材料の製造方法に関する。

本発明は、また、紡糸溶液に添加する酸性化合物濃縮物の製造に関する。

本発明のタバコ煙フィルター材料は、タール濾過効率を変えることなく、かつ受 容できるレベルを越えた酢酸発生の増加をきたすことなく、より大きいパーセン トの絶対的に増加したニコチン濾過効率を有する。

発明の詳細な説明 本発明者らは、意外にも、フィラメントを紡糸する前に酢酸セルロース紡糸溶液 （ドープ）にある種の酸を溶解することによって、得られるフィルター材料が、 タール濾過効率を著しく変えることなく、ニコチン濾過効率を増加させることを 見出した。本発明者らは、驚くへきことに、フィルター材料中の酸の存在は、紡 糸の前に酸を酢酸セルロースドープ中に溶解した場合には、酢酸発生量か受容で きるレベルより高く増加しないことを見出した。

本発明者らは、また、意外にも、水／アセトン混合物を酢酸セルロース溶液に添 加した場合には、これらの酸を高い濃度で含むａ縮物を作ることかできることを 見出した。水／アセトン混合物の添加後、大量のこれらの酸は酢酸セルロース溶 液に溶解できる。次いで濃縮物の一部を通常のドープ中に含有させて、トウ中の クエン酸の所望のレベルを得る。これは、紡糸の前にドープ供給ライン中に濃縮 物を注入することによって行うことかできる。濃縮物を使用することは、希釈し た酸トープを作るために精巧なトープ取扱い系を省略する。

酢酸セルロースドープ中に溶解する好ましい非毒性、非揮発性の有機酸（酸性化 合物）は、下記式の脂肪族酸からなる群から選択される。

（式中、Ｒ１は、Ｈ又はＨ（Ｃ）ｎ（ｎ＝１〜６）であり、そして、Ｒ２及びＲ ，は独立に、Ｈ，ＯＨ，ＯＲ，、−Ｃ−ＯＨ又１ｔ−Ｃ−ＯＲ４（Ｒ，＝ＣＩ− Ｃ，）である）。

より好ましい酸性化合物は、クエン酸、リンゴ酸、乳酸及びメトキシ酢酸からな る群から選択される。最も好ましい酸性化合物は、シガレットの煙からニコチン を除去する際のその有効性の故にクエン酸である。

酢酸セルロースドープに溶解する酸性化合物の量は、好ましくは少なくとも約０ ．１重量％である。紡糸溶液に溶解する酸性化合物の量の上限は、紡糸溶液中の その溶解度に依存する。クエン酸は水に容易に溶解性である（メルクインデック スに基づいて２０’Ｃで５９．２％）か、アセトンには不溶性である。それ故、 酢酸セルロースドープ中のクエン酸の溶解度は、ドープ中の水の濃度に依存する 。一般に、ドープには少量の、典型的に約０．５〜４重量％の水か含まれる。こ の濃度で、ドープに溶解できるクエン酸のような酸性化合物の理論量は小さい。

しかしながら、通常の酢酸セルロースドープ中に溶解されるクエン酸の最大レベ ルは、ドープ中の水の量か４重量％より少ないので、予想外にも８重量％である ことか見出された。

ドープ中に溶解される酸性化合物の好ましい量は約０．２〜４重量％である。酢 酸セルロース及び酸性化合物のような添加物を含む、アセトン溶液中の固体の全 量は、一般的に約２５〜３５重量％である。

酸性化合物をドープ中に添加又は混合する方法はどのような従来の方法であって もよい。全体のバッチを別々に作り、取り扱うことを避けるために、これらの酸 性化合物をドープに添加する好ましい方法は、約１〜３２％のクエン酸のような 大量の酸性化合物を含む濃縮ドープをドープに添加することによるものである。

濃縮ドープ中の酸性化合物の量は、ドープ中の水含有量に依存して変わる。即ち 、水を添加することによって、ドープ中の酸性化合物のより高い濃度か可能とな る。次いでこの濃縮ドープは混合槽中で又はＫｅｎｉｃｓ　−３ｔａｔｉｃ　Ｍ ｉｘｅｒｓ若しくはＫｏｃｈ　５ｔａｔｉｃ　Ｍｉｘｉｎｇ　Ｕｎｉｔｓのよう なインライン静的ミキサー（ｉｎ−１ｉｎｅ　５ｔａｔｉｃ　ｍ１ｘｅｒ）を使 用することにより、通常の紡糸ドープと混合できる。

ドープへの水の添加は、酢酸セルロースドープへ添加する前にアセトン／水の混 合物の形態にすべきであることが見出された。水を酢酸セルロースドープに直接 添加した場合には、酢酸セルロースか沈澱することになる。濃縮物には約５〜３ ２重量％の酸性化合物及び約１〜１５重量％の水か含まれることか好ましく、約 ２０〜３２重量％の酸性化合物及び約５〜ＩＯ重量％の水の濃度か更に好ましい 。

酢酸セルロース溶液を紡糸する方法は、米国特許第３．０７７、６３３号（その 全てを参照することによって、その開示を本明細書に含める）に記載されている ようなとのような公知の従来の方法によって行ってもよい。

驚くへきことに、ドープ中に存在するクエン酸のような酸性化合物か紡糸後繊維 の表面に出てくることを見出した。本発明によって製造されたタバコ煙フィルタ ー材料は、一般に繊維の表面に微細な結晶の均一結晶性被覆物で被覆されたそれ ぞれ個々のフィラメントを有している。繊維の表面上のクエン酸のような添加物 の量は、ある種のシガレット煙成分を除去する際に添加物の有効性に影響を及ぼ す。紡糸工程の間、ドープに使用されるアセトンのような溶剤は、紡糸室内で蒸 発し、実質的に固化した繊維が形成される。ドープ中に少量の酸性化合物が存在 すると粘度を僅かに増加させるかも知れず、それ故、この僅かの変動を補償する ために少量のアセトンを添加してもよい。

得られる繊維中に存在する酸性化合物の量は、ドープ中の酸性化合物の量に比例 して変化する。得られる繊維中のこの量は、好ましくは約０．４〜３０重量％で あり、約１〜ｌＯ重量％が更に好ましい。

本発明の方法によって製造されるタバコ煙フィルター要素は、繊維の形態でも又 はシートの形態でもよく、繊維が最も好ましい。本発明で最も有用な繊維は酢酸 セルロースからなるものである。

本発明のタバコ煙フィルター材料は、容易にシガレットフィルターのようなタバ コフィルターに形成でき、フィルター付きシガレットに組み立てることができる 。このタバコ煙フィルターは紙のような他のフィルターと組み合わせて使用する こともできる。

シガレット煙は非揮発性成分及び揮発性成分からなっている。非揮発性成分は繊 維状フィルター中で、基本的に拡散、遮断及び詰め込み（ｉｍｐａｃｔ　１ｏｎ ）により除かれる。この機械的濾過は不可逆である、即ち、フィルター材料と衝 突した煙粒子は跳ね返らず煙の流れに入らないであろうと信じられる。揮発性煙 成分は基本的に吸着、吸収及び化学反応により除かれる。吸着及び吸収による揮 発性煙成分の濾過は可逆的である、即ち、フィルター表面（こ凝縮した揮発性成 分は再び煙の流れに入ることかあり得る。シガレット連中のニコチンは半揮発性 成分であり、このことはこの煙成分が揮発用と非揮発相との間に分布しているこ とを意味する。ニコチンの揮発性部分と非揮発性部分との分布は、タバコのブレ ンド、収穫及び喫煙条件に依存する。煙の非揮発性部分は基本的には機械的濾過 により除かれるので、ニコチンの非揮発性部分の選択的濾過はない。しかしなか ら、ニコチンの揮発性部分は選択的に除くことができる。

典型的には、本発明のタバコ煙フィルター材料を使用した場合には、ニコチン濾 過効率が約２０％増加し、ニコチン対タール比率か著しく減少する。ある例では 、この比率は２０％より大きく減少する。

他の成分も、本発明のタバコ煙フィルター材料によりタバコ煙中で著しく減少す ることができる。これらの成分には、例えば、水及び他の塩基性成分が含まれる 。

下記の例は本発明を例示するために含められるが、本発明を限定するものとして 解釈すべきではない。

例１ ２５〜３０％の酢酸セルロースを含む通常のアセトン紡糸溶液（ドープ）数ガロ ンと０．５〜１．０％の二酸化チタンとをミキサー中で混合し、次いでクエン酸 顆粒を添加した。この例に於いて、クエン酸を０．５．１．０及び１．５重量％ で含むようにドープを混合した。このドープの水レベルは１．０〜２．０％であ った。満足できる紡糸のために元のドープに非常に似た混合ドープ粘度を得るた めに、少量のアセトンを添加した。クエン酸顆粒を完全に溶解した後、混合ドー プを、通常の酢酸セルロース溶液紡糸室で、３．３デニール／フイラメント（Ｄ ／Ｆ）、　１，１００全デニール、Ｙ断面ヤーンに紡糸した。対照のヤーンも、 クエン酸を含まない通常のドープから紡糸して作った。

それぞれのヤーンで、３９．０００全デニールのトウを、幾つかの紡糸ヤーン末 端を一緒にし、束ねたヤーンを捲縮することによって作、つた。

トウ中の最終クエン酸レベルは約２．４及び６重量％であるとして算出された。

トウをブルーム（ｂｌｏｏｍ）Ｌ、市販のシガレットフィルターのものと同様の 円周を育するプラスチックスドローの中に引っ張った。フィルター棒を長さ２１ ｍｍに切断し、市販のタバコカラム（ｃｏｌｕｍｎ）に取り付けた。実験的フィ ルターを取り付けたこれらのシガレットを、７２°Ｆの温度及び６０％の相対湿 度を有するコンディショニング室内に４８時間貯蔵した。コンディショニングし たシガレットを、シガレット産業で使用される標準的方法である、ＦＴＣ法によ りタール、ニコチン及び水放出について喫煙試験した。表１に、対照と比較して 喫煙試験の結果を示す。

クエン酸含有量（％）　０．０　２．０　４．０　６．０フイルター圧力低下（ ｍｍ）　７７　７４　７３　６９タール放出（ｍｇ）　１６，４　１６．３　１ ６．４　１６．２ニコチン放出（ｍｇ）　１．１８　１．００　０．９２　０． ９３タール濾過効率（％）　４０．９　４１．３　４２．７　４３．２ニコチン 濾過効率（％）　３３．１　４３．０　４８．９　４８．５ニコチン／タール比 率　０．０７２　０．０６１　０．０５６　０．０５７％減少　−１５，３２２ ，２２０，８ 表１に示すように、これらの試料フィルターのニコチン濾過効率はタール濾過効 率よりも高い。通常の酢酸セルロースフィルターのニコチン濾過効率はタール濾 過効率よりも約５％ポイント低い。試料トウのニコチン対タール比率は対照より も著しく低い、トウ中のクエン酸レベルか４．０％又はそれより高いとき減少は ２０％を越えていた。これらの結果は、クエン酸を含むフィルターによるニコチ ン濾過の選択性を示した。

例２ ４．０％のクエン酸を含む他の試料トウを、例１に記載した同し方法を使用して 作った。この例に於いて、より多量の３．３Ｄ／Ｆ、３９．０００全デニール、 Ｙ断面トウを、実験的トウ捲縮ラインでヤーンのパッケージを一緒にすることに よって作った。このトウを、最小、最大及び中間点トウ加工能力点（ｔｏｗ　ｐ ｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｃａｐａｂｉＮｔｙ　ｐｏｉｎｔｓ）を表す３個の異なっ た圧力低下を有するフィルター捧中に加工した。−標準ブラシアプリケーション を使用して、可塑剤をこの例に適用した。対照フィルター棒を、試料棒と同様の 圧力低下で作った。フィルター棒を２５ｍｍの長さに切断し、市販のタバコカラ ムに取り付けた。

これらのシガレットを例１に於けるようにしてコンディショニング室内に貯蔵し た。コンディショニングしたシガレットを、ＦＴＣ法によりタール、ニコチン及 び水放出について喫煙試験した。結果を下記の表２に示す。

表　２ クエン酸量（％）０　０　０　４．０　４．０　４．０％トリアセチン　８．６ ８゜０　７．３　８．８　７．０　６．９フイルター圧力低下（ｍｍ）５９　６ ９　７３　５４　６９　９１タール放出（ｍｇ）　１７．８　１６．６　１４． ５　１８．６　１７．５　１５．２ニコチン放出（ｍｇ）１．２５　１．＋７　 １．０７　１．０９　１．０４　０．９０水放出（ｍｇ）　５．６　３．９　２ ．７　４．２　３．３　２．４タール濾過効率（％）４１．３　４５．６　５３ ．２　４２．１　４４．６　５３．０ニコ千ン濾過効率（％）　３４．８　３９ ．９　４９．１　４９．１　５１．２　５８．１ニコチノ／タール比率　０．０ ７０２　０．０７０５　０．０７３８　０．０５８６　０．０５９４　０．０５ ９６％減少　−−−１６，５１５，７１９，２表２に示すように、これらの試料 フィルターのニコチン濾過効率はタール濾過効率よりも著しく高い。試料フィル ターのニコチン対タール比率は対照よりも１５〜１９％低かった。フィルターの 圧力低下か増加した場合には、ニコチン対タール比率も僅かに増加する。しかし ながら、添加物によるニコチン対タール比率減少は、著しくは変化しなかった。

連中の水放出もまたクエン酸フィルターを取り付けたシガレットについて減少し た。

例３ 他の一組の試料棒を例２に記載した同じ方法を使用することにより、トウ中５％ クエン酸で作った。この例で、３個の能力点（３種のトウ重量での圧力低下点） を表すフィルター棒を、各試料トウから得た。しかしながら、中間点棒のみター ル、ニコチン及び水放出について試験した。喫煙試験結果を表３に示す。これら のノガレ。

トに使用したフィルター長さは２１ｍｍであった。

クエン酸量（％）　０．０　５．０ フイルター圧力低下（ｍｍ）　５１　４６タール放出（ｍｇ）　２０．６　２０ ．８ニコチン放出（ｍｇ）　１．３１　１．０４水放出（＋＋＋ｇ）　４−２　 ３．５ タール濾過効率（％）　３８．８　３９．５ニコチン濾過効率（％）　３４．５ 　４９．３ニコチン／タール比率　０．０６３６　０．０５００％減少　２１． ４ この例に於いて、フィルター中の５９６クエン酸でのニコチン対タール比率減少 は、２１．４％であった。

例４ 試料棒を例２及び３に記載したようにしてトウ中の５％クエン酸で作った。他の 試料棒も、通常可塑剤適用のために使用されているプラノアプリケーターを使用 することにより、プラグメーキングの間対照トウの上に５０１５０クエン酸／水 溶液をスプレーすることによって作った。これらの棒のための可塑剤を、放出ロ ールと付属品との間に取り付けられたウィック型アプリケーターでトウに適用し た。

この例のために使用したフィルタートウは３．３Ｄ／Ｆ、　３９．０００全デニ ール、Ｙ断面であった。棒を２１ｍｍの長さに切断し、次いで市販のタバコカラ ムに取り付けた。これらの試料シガレット及び対照の喫煙試験結果を表４に示す 。

クエン酸量（％）　０．０　５．０　５．０適用方法　スプレー　トープ混合 フィルター圧力低下（ｍｍ）　７０　７０　７０タール放出（ｍｇ）　１７．３ 　１７．４　１６．９ニコチン放出（ｍｇ）　１．２７　１．０４　０．９９水 放出（ｍｇ）　４．０　３．０　３．３タール濾過効率（％）４１．７　４１． ４　４３．８ニコチン濾過効率（％）　４２．１　５２．７　５５．５ニコチン ／タール比率　０．０７３４　０．０５９８　０．０５８６％減少　１８．５　 ２０．２ この例は、紡糸前にドープ中にクエン酸を混合することにより得られるニコチン 対タール減少は、少なくともトウ上にクエン酸溶液をスプレーすることと同様に 良好であることを示している。ドープ混合したトウのニコチン対タール比率減少 は、スプレーしたトウの１８．５％に比して２０．２％であった。

例５ 他の一組の試料フィルター棒を、フィルター棒製造の間に添加物をトウの上にス プレーすることによって作った。クエン酸の代わりに、使用した添加物は乳酸、 リンゴ酸及びアスコルビン酸であった。

フィルター棒を２１ｍｍの長さに切断し、市販のタバコカラムに取り付けた。こ れらの実験的フィルターと共に組み立てたシガレットを喫煙試験した。その結果 を表５に示す。

表５ 試料　試料　試料 対照　Ｎ１１ｌ　１ｌｈ２　隘３ 添加物　無　し　乳　酸　リンゴ　酸　アスコルビン酸適用量（重量％）　５， ０　５．０　１０．３フイルター　圧力低下　（ｍｍ）　７３．４　７３．７　 ７４．２　６８．０タール放出（ｍｇ）　１９．０　１８．７　１８．６　１９ ．８ニコチン放出（ｍｇ）　１．３５　１．１４　１．１３　１．２０水放出（ ｍｇ）　６．０　４．０　３．５　５．２タール濾過効率（％）　３８．７　３ ８．３　３８．４　３７．０ニコチン濾過効率　（％）　３４．０　４２．１　 ４３．５　４３．９ニコチン／タール比率　０．０７１０　０．０６１０　０． ０６０８　０．０６０６％減少　１４．１　１４．５　１４．７表５に示すよう に、これらの酸もまたニコチン対タール比率を著しく減少させた。ドープ中に添 加剤を混合することによってこれらの添加物を含むフィルタートウを作る可能性 を決定するために、ドープ試料をドープ混合物にドープ中の固体の量基準で５． ０％で添加したこれらの添加物で作った。これらの酸添加物は完全に溶解し、こ れらは、分離又は劣化することなく、ドープ中に留まった。これらの混合したド ープは、全く困難なく、通常の酢酸セルロース溶液紡糸室で２．１Ｄ／Ｆヤーン に紡糸した。混合したドープをまた、ドープ中の固体の量基準で５．０％でＤＬ −アラニン及びメトキシ酢酸で作った。メトキシ酢酸は酢酸セルロースドープと 相溶性であったか、ＤＬ−アラニンは相溶性ではながった。

この例の目的は、２５％酢酸セルロース及び２．７％クエン酸を含むアセトンド ープから流延したフィルム上のクエン酸の表面塗布量を測定することである。

化学分析用電子分光法（ＥＳＣＡ）測定を、フィルムの表面の元素組成を測定す るために使用した。ＥＳＣＡＳＣ用の試料は傷の無い平滑な表面を有していなく てはならないので、紡糸ヤーンの代わりにフィルムを使用した。その結果を下記 の表６に示す。

表６ 酢酸セルロースフィルムのＥＳＣＡ分析酢酸セルロースフィルム　３７　３４　 １０　２０ドープ（１０重量％クエン酸）＊　３９　３６　０　２４から作った アセテートフィルム １００％クエン酸、無水物　５６　１０　０　３４クエン酸溶液（約１０重量％ ）本で　３７　３６　３　２３スプレーしたアセテートフィルム 理論値 酢酸セルロース　２０　５０　１０　２０クエン酸　３３　１７　０　５０ ＊全固体基準 表６に示されるように、フィルム中に約１０％を含めるために、ドープに混合し た２、７％クエン酸で作ったアセテートフィルムは、フィルムの表面に０−Ｃ− 〇基を有していなかった。０−Ｃ−０基は酢酸セルロース繊維中に存在する独特 の結合である。それて、ＥＳＣＡ分析て０−Ｃ−０基か存在しないことはクエン 酸による表面の完全な被覆を意味する。

例７ この例の目的は、異なったフィルター材料の貯蔵の間に発生する酢酸の量を測定 することである。試料フィルター欅を例４に記載したようにしてクエン酸を含む アセテートフィルタートウで作った。

対照フィルターをクエン酸を含ませないで同様に作った。これらの３種の異なっ たトウから作ったフィルター棒を、市販のタバコカラムに取り付け、包装し、次 いで２週間毎にフィルター中の酢酸レベルについて測定した。その結果を表７に 示す。分析はヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより行った。

スプレーした　ドープに混合 シガレットの履歴　対　照　クエン酸　したクエン酸（週） ＋０　３６２　２３０８　７７５ 表７に示すように、プラグメーカーでトウにスプレーしたクエン酸を存するフィ ルターから発生した酢酸の量は、ドープ中に適用したクエン酸を有するトウから 作った欅のものより２．６倍多かった。

例８〜１２ 下記の例は、本発明の好ましい方法によって、酢酸セルロース溶液に多量の酸性 化合物を含む濃縮物を使用することを示す。

例８ 他の試行は、酢酸セルロースドープへの添加前に、５０対５０比率でアセトンを 含む水に、５０％のクエン酸（無水物、Ｐｆｉｚｅｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌにより 作られた５０ボンド袋に入ったＨ２Ｏ４ｌ−０５８）を混合することによって、 ドープに溶解したクエン酸の量を増加させた。クエン酸及び他の成分の最終レベ ルを表８に記載する。

８−１　１３．０　６９．８　２１．２　３６．０　２５．７８−２　９．０　 ６１．８　２１．２　２４．０　２０．７８−３　９．０　６５．８　２１．２ 　２４．０　２０．０８−４　９．０　６５．８　２１．２　３２．０　２５． ０全ての試料が、溶液中へのクエン酸の完全な溶解を示した。

例９ クエン酸濃縮ドープを、水及びアセトンの５０１５０ｉ！！合物を酢酸セルロー スドーブに添加し、次いで種々の量のクエン酸を添加することによって作った。

試行した試料溶液を表９に示す。

９−１　９．０　６５．８　２１．２　２４．０　２０．０９−２　９．０　６ ５．８　２１．２　３２．０　２５．０９−３　９．０　６５．８　２１．２　 ４０．０　２９．４９−４　９．０　６５．８　２１．２　４８．０　３３．３ ９−５　９．０　６５．８　２１．２　４４．０　３１．４これらの溶液の中で 、９−４試料を除く全ての試料かクエン酸の完全な溶解を示した。この試験は、 ある量の水／アセトン溶液をドープに添加したとき、酢酸セルロースドープ中の クエン酸の最大濃度は３１．４％であることを示す。

例１０ 酢酸セルロースのアセトンドープ中のクエン酸溶解度についての他の研究を、種 々の比率の水及びアセトンを添加することによって行った。水及びアセトンの僅 かの混合物を７５／２５．６０／４０及び５０１５０の比率て作り、次いでこれ らの混合物を酢酸セルロースのアセトンドープに添加した。クエン酸を３種のレ ベルでこの混合物に添加し、次いてこれらをローラ上て二三日混合した。表１０ の溶解度分析用に作った溶液を示す。

表１０ １０−１　１１．０　８２．５　２６．５　５５．０　３１．４１０−２　１１ ．０　８２．５　２６．５　７５．０　３８．５１０−３　１１．０　８２．５ 　２６．５　６５．０　３５．＋１０−４　１３．０　８０．５　２６．５　５ ５．０　３１．４１０−５　１３．０　８０．５　２６．５　７５．０　３８． ５１０−６　１３．０　８０．５　２６．５　６５．０　３５．１１０−７　１ ６．０　７７．５　２６．５　５５．０　３１．４１０−８　１６．０　７７． ５　２６．５　７５゜０　３８．５１０−９　１６．０　７７．５　２６．５　 ６５．０　３５．にの試行では、ドープ中に３１６４％のクエン酸を含む溶液の みが完全に溶解した。より多量のクエン酸を含む他の溶液は、溶液中でセリ−化 した。

例１１ 他の試行を、より多量のアセトンかドープ中のクエン酸の溶解度を改良するか否 かを決定するために行った。下記の溶液を、酢酸セルロースドープ中にアセトン ／水の６０／　４０及び７５／２５溶液を添加し、次いで混合したドープに種々 の量のクエン酸を添加することにょっ１１−１　９．０　８４．５　２６．５　 ６５．０　３５．１＋１−２　９．０　８４．５　２６．５　６５．０　３１． ４１１−３　６．０　８７．５　２６．５　６５．０　３５、ｌこれらの溶液に 添加したく塩酸顆粒は溶解せず、セリ−化か観察された。

これらの実験は、クエン酸か水の添加で３１．４％以下酢酸セルロースのアセト ン溶液に溶解できることを示した。しかしながら、水の添加は、それを酢酸セル ロースブーブに添加する前に水／アセトン（例えば、５０１５０）溶液でなくて はならない。水及びアセトンの他のとのような組合せも、クエン酸顆粒をドープ に添加したときセリ−化を起こす。

例１２ この例は、酸性化合物を含むフィルター材料の製造に於ける酸性化合物濃縮物の 使用を示す。２２．８５ボンドのアセテートと２２．８５ボンド（メートル法） の水とを混合することによって溶液を製造した。

この溶液を、２２８．６ボンド（メートル法）の通常のアセテートトープを含む 大きなミキサーに添加した。このミキサー中で、　１２５．７ポンド（メートル 法）のクエン酸無水物顆粒を溶液に添加し、次いでこれを１６時間混合した。こ の溶液には３１．４％のクエン酸か含まれていた。この濃縮クエン酸ドープを、 −組の計量ポンプを有する紡糸機のトープ供給ラインに注入した。次いでこのド ープを、フィルタートウ繊維に紡糸する前に一連の静的インラインミキサーで均 一に混合した。紡糸は、通常の紡糸機を使用して、通常の紡糸ドープを紡糸する のと同じセットした条件で行った。計量ポンプ速度は、２．６％及び４．８％の クエン酸を含む最終トウを作るためにセットした。

トウの特性は、１インチ当たり１５〜２５捲縮で３．０ｄｐｆ、　３５．０００ 全デニール及びＹ断面であった。クエン酸を含む捲縮したトウをＭｏ１ｌ　ｉｎ ｓ／Ｅａｓｔｍａｎ小型フィルター棒作成機でフィルター棒に加工した。このフ ィルターを煙濾過効率について評価し、その結果を以下に示す。

表１２ クエン酸含有量（％）　０．０　２．６　４．８フイルター圧力低下（ｍｍ）　 ？８．０　７６．０　７３．０タール放出（ｍｇ）　１６．１　１６．４　１６ ．４ニコチン放出（ｍｇ）　１．１０　０．８９　０．８５水放出（ｍｇ）　２ ．７　３．４　３．５タール濾過効率（％）４２．９　４２．８　４４．５ニコ チン濾過効率（％’）　４３．１　５２．８　５６．５ニコチン／タール比率　 ０．０６８３　０．０５４３　０．０５１８％Ｎ／Ｔ減少　２０．５　２４．２ 水／タール比率　０，１７　０．２１　０．２１％Ｗ／Ｔ増加　−２４２４ この例に示されるように、クエン酸を含むフィルターを使用することによってニ コチン対タール比率の著しい減少が観察された。ニコチンの濾過効率は、フィル ター中の２．６％及び４゜８％のクエン酸で、それぞれ９．７％及び１３．４％ 点に増加した。水対タール比率は、フィルター中のクエン酸で著しく増加した。

本発明は、好ましい態様を特に参照して詳細に記述したが、変形及び修正か本発 明の妥当な範囲から離れること無くなされ得ることか理解される。

要約書 タバコ煙フィルター材料及びその製造方法フィルター材料のフィラメントを紡糸 する前に、クエン酸のような酸性化合物を酢酸セルロース紡糸溶液に溶解する、 タノくコ煙フィルター材料の新規な製造方法か開示される。

、、、、、、、、−、、、、、、−、、−、、、ｌ’ｃＴ／ＵＳ　９＋１０１２ ２７国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）非毒性、非揮発性の有機酸から選択された少なくとも１種の酸性化合 物を、酢酸セルロースのアセトン紡糸溶液中に溶解すること、 （ｂ）該溶液をフィラメントに紡糸すること、及び（ｃ）該フィラメントを一緒 にしてフィルタートウを作ることを含んでなるタバコ煙フィルター材料の製造方 法。
2. ２．工程（ａ）が、１〜１５重量％の水及び３５〜７５重量％のアセトンを含む 酢酸セルロース溶液中に５〜３２重量％の酸性化合物を溶解することによって濃 縮物を生成せしめること並びに濃縮物を酢酸セルロースのアセトン紡糸溶液に添 加することを更に含む請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．該濃縮溶液が５〜１０重量％の水及びその中に溶解した２０〜３２重量％の 酸性化合物を含む請求の範囲第２項記載の方法。
4. ４．該酸性化合物が、下記式の脂肪族酸からなる群から選択される請求の範囲第 １項記載の方法： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ１は、Ｈ又はＨ＋▲数式、化学式、表等があります▼であり、そして 、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、Ｈ、ＯＨ、ＯＲ４、▲数式、化学式、表等 があります▼又は▲数式、化学式、表等があります▼である）。
5. ５．該酸性化合物が、クエン酸、リンゴ酸、乳酸及びメトキシ酢酸からなる群か ら選択され、該紡糸溶液が少量の水を含む、請求の範囲第１項記載の方法。
6. ６．該紡糸溶液が０．５〜４重量％の水及びその中に溶解した０．１〜８重量％ のクエン酸を含む、請求の範囲第５項記載の方法。
7. ７．該フィルタートウが０．４〜３０重量％のクエン酸を含む請求の範囲第１項 記載の方法。
8. ８．該フィルタートウが微細結晶の形態でクエン酸１〜１０重量％を含む請求の 範囲第１項記載の方法。
9. ９．該フィルター材料の個々のフィラメントが、その表面上に該酸性化合物の均 一な結晶性被置物を有する、請求の範囲第１項記載の方法に従って製造されたタ バコ煙フィルター材料。
10. １０．（ａ）０．１〜８重量％のクエン酸を酢酸セルロース、アセトン及び少量 の水を含む紡糸溶液中に溶解すること、（ｂ）（ａ）の溶液をフィラメントに紡 糸し、アセトン及び水を蒸発させること、並びに （ｃ）（ｂ）のフィラメントを一緒にしてフィルタートウを作ることからなるタ バコ煙フィルター材料の製造方法。