JPS6328587B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は異なる型（タイプ）の繊維、すなわ
ちこれら異なる型の一方の繊維は必ず熱溶融性合
成繊維、すなわち熱可塑性重合体、例えば比較的
低融点をもつことを一特色とするポリエチレンか
ら既知の技法により得られた繊維、 他方の型の繊維は前記熱溶融性繊維の融点にお
いて安定である繊維との異なる型の均質な混合物
によつて造られた繊維材料から等方性フイルター
構造物を製造する方法に関する。

上記繊維材料は煙霧のエアロゾルの固体粒子ま
たは液体粒子または汚染された大気中の懸濁体の
粉塵を過するために平板の形態に、またはタバ
コのフイルターを造るために円柱棒状の形態に造
形することができる。

化学的に漂白された木材パルプのセルロース繊
維または綿リンターのような繊維材料から得ら
れ、円柱棒状に造形される前に或は造形中にセル
ロース繊維に添加された液状含浸結合剤により或
は粉末として、または繊維としての固体熱シール
用結合剤によつて相互に結合された繊維材料から
得られた、例えばタバコフイルターとして使用さ
れるフイルター栓を製造する方法は既知である。

結合剤が熱シール性固体で、特に繊維により造
られている場合には、円柱棒状に造形されたフイ
ルターは結合剤の軟化帯域に対応し且つその完全
に溶融する温度内の温度に加熱されて、その接着
性を利用し、セルロース繊維の交さ個所で多数の
結合区域が造られる。熱時に造られた繊維材内の
繊維対繊維結合は冷却後フイルター構造物を固化
し、その結果良好なコンパクトさをもつタバコフ
イルターを得ることができる。

多量割合量の相対的にかなり大きな直径をもつ
繊維と共に分散した非常に細い直径の合成繊維か
ら造られたシガレツトフイルターを製造する方法
は既知である。繊維類の型の少くとも１種は熱感
受性であるから、繊維から造られた結合剤を付活
し、それらの交さ個所において全部の繊維を接着
させるためには次の加熱が必要である。

これらの種々の方法は繊維材を加熱し次いで冷
却後に使用した種々の型の繊維の相互接着により
良好なコンパクトさをもつたフイルターを生ずる
けれども、それらは多孔質の網状構造を造り出せ
ないために、空気や煙霧に対して充分な程度の透
過性を与える構造を得ることは不可能である。

これらの方法は事実、コンパクトな目的物を生
ずるが、それらは空気や煙に対する透過性が過度
に少なく、このことが喫煙者が吸煙するのを困難
となす。その上、タバコの煙の有害生成物に関す
る限り過効率は、多くの繊維が互に粘着し合つ
ているため煙との接触面積が減少されるため不充
分である。

この発明はこれらの欠点を矯正するものであ
り、少くとも２種の異なる型（タイプ）の繊維材
料、すなわちその一種は必ず熱溶融性合成繊維の
群に属する少くとも２種の繊維材料の均質な混合
物から、コンパクトで透過性且つ吸着性をもつタ
バコフイルター用のフイルター構造物を製造する
方法に関する。

この発明はさらに詳しくは異種の型の繊維の均
質な混合物、すなわちその若干は必ず熱溶融性合
成繊維であつて低融点と溶融状態で接着性とを有
する繊維と、他方はタバコの煙の有害生成物に対
する吸着剤で且つ前記熱溶融性繊維の融点で安定
な繊維との均質な混合物からなる繊維材料から特
にタバコフイルター用のフイルター構造物を製造
する方法に関し、前記繊維混合物（繊維材料）は
未だ繊維が互に凝結していないが均質な状態の、
相互に密に重なり合つて並んだ繊維網状構造をも
つ状態において円柱棒状に造形され、前記方法は
吸着材繊維に比して熱溶融性繊維をかなりの割合
で使用し、吸着材繊維はそのままで変化しないが
最初繊維の形態で存在した熱溶融性物質が全部溶
融し流動して吸着材繊維の網状構造体中に分散し
た微細な液滴に転化される温度に前記繊維混合物
（繊維材料）をもたらし、この液滴への転化によ
つて安定状態のままの吸着材繊維の交さ個所にお
いて多数の結合点をつくり、他方では全方向に連
通した孔の網状構造を造らせる。この孔の網状構
造は熱溶融性繊維の溶融により空となつた空間に
形成される。

繊維混合物（繊維材料）は円柱造形物の通路に
一様に分散されることによつて始まる。繊維が未
だ互いに凝結しない状態で繊維混合物（繊維材
料）を造形後にそれを強力な熱処理に付し、それ
によつて熱溶融性繊維を非常に急速に溶融するこ
とが可能となり、それによつてそれらの熱溶融性
繊維を繊細な接着性液滴に完全に転化させ、これ
らの液滴はもとのままの吸着材繊維を互に接着
し、更に相互に連通した孔の網状構造を造り出
す。

この発明の独創性は溶融によつて合成繊維の網
状構造の繊維形態の完全な破壊に存する。これら
の繊維の熱溶融性と接着性との使用によつてその
凝結性、コンパクト性および透過性について注目
すべき所望のフイルター構造物が形成される。

冷却後、元のまま維持された吸着材繊維の交さ
個所にある熱溶融性物質の小液滴の固化により形
成された結合場所が多数存在するために、得られ
た構造物は事実凝結したコンパクトなものであ
る。

前記構造物は相互に連通した孔の網状構造の形
成のために透過性である。これらの孔は熱溶融性
繊維の繊維形態の消失によつて空となつた空間に
形成され、この新規な構造物中に一様に分散され
ている。従つてこの構造物は熱溶融性物質の表面
積の喪失によつて創出され、このことが吸着材繊
維の有用な比表面積を増大させ、高過効率を達
成させる。

熱溶融性繊維は有利にはポリオレフイン繊維、
特に115℃〜135℃の比較的低融点をもつポリエチ
レンから選ばれる。

この群の繊維のうちでは紙として使用するため
の高密度ポリエチレンフイブリル化繊維が特に有
利である。これらはセルロースの寸法に近似した
寸法をもつ繊維である。これらは非常にフイブリ
ル化された、そして非常に不規則で高比表面積を
もつ非常に毛髪状表面をもつ沢山の繊維束から形
成される。それらの長さは１〜２mmで直径は２〜
25ミクロンである。この特定の形態がセルロース
繊維とのすぐれた混合を生ずる。それは更にポリ
エチレンの完全溶融後に微細に分割された多孔質
状態となることを可能となす。すなわち、最初に
あつたかなり沢山のフイブリル化繊維から生ずる
非常に多くの微小孔を含むことを可能となす。フ
イブリル化繊維を取得する方法のために、これら
の繊維は溶融の際大きな内部張力をもたない。こ
のことは、得られたフイルター棒の寸法特に直径
の寸法が繊維材料を加熱の前後で実質上同じであ
るから、特に有利である。

熱溶融性繊維としては細いフイラメント、例え
ば普通の紡糸により得て、短い切片に切断したポ
リエチレンの細いフイラメントも使用できる。し
かしこの場合には得られたフイルター構造物の特
性はフイブリル化された繊維によつて得たものほ
ど満足すべきものではない。

ポリエチレン熱溶性繊維の融点で熱的に安定な
吸着材繊維の群としては木材セルロース繊維、す
なわちモミ材、マツ材、エゾ松（picea）、の繊維
または多葉樹木すなわち、カバ、オーク、ユーカ
リ材の繊維などを使用できる。これらの天然繊維
はフイブリル化されていないが、タバコの煙のタ
ールに対して高吸着力をもつ。それらはまた低価
格である点でも興味あるものである。

綿リンター繊維もまた使用できる。

人工糸または合成糸例えば酢酸セルロースまた
はポリプロピレンの糸を切断して得た繊維も吸着
材繊維として使用できる。これらの繊維の長さと
直経とはセルロース繊維のものと同じ程度の大き
さでなければならない。またそれらの融点は熱溶
融性繊維の融点より実質上高くなければならな
い。

吸着剤繊維として、少くとも部分的に、セルロ
ース繊維の長さ、直径と近似した長さと直径とを
もつ活性炭素繊維も使用できる。このようにし
て、タバコの煙のガス相成分および蒸気成分を吸
着する活性炭素の周知の吸着力の利益を利用でき
る。

各型の繊維の重量割合はフイルター構造物に要
求される通気性の度合い、すなわち煙の流れの透
過性によつて変化する。熱溶融性繊維の溶融によ
つて創出される孔の網状構造がフイルター構造物
を充分に通気性となすように吸着材繊維に対する
熱溶融性繊維の相対量はかなり量、すなわち繊維
材料の少くとも25％であることが是非とも必要で
ある。熱溶融性繊維の割合はフイルター構造物の
コンパクトさの程度を変えることを可能となす。

吸着材繊維の割合と性質とはフイルター構造物
の効率を決定するのに役立つ。モミ材の代りに多
葉樹木材の繊維を使用すると他のことを全部同じ
にすれば、より低い透過性、より少ないコンパク
トさ、およびより高い効率が得られる。

こうして、例示として、所定の密度のフイルタ
ーの場合には、熱溶融性合成繊維の割合を増大す
ることによつて吸引に対する抵抗と過効率とは
低下するが、一方コンパクトさは増大する。逆に
吸着材繊維の割合を増大すれば吸引に対する抵抗
および過効率は増大するが、コンパクトさは低
下する。

更に所定の組成の繊維組成物の場合、円柱棒フ
イルター構造物の充填密度を増大すると、吸引に
対する抵抗、過効率およびコンパクトさは増大
する。

好適な一実施例では熱溶融性繊維50％およびセ
ルロース繊維50％からなる繊維混合物（繊維材
料）の場合、フイルターの密度の変化範囲は
0.105〜0.150である。これは８mm×20mmの寸法の
フイルターチツプの場合50mmC.E.〜150mmC.E.の
吸引抵抗の範囲に相当する。

他の実施例は下記のとおりである：セルロース
繊維1/3、活性炭素繊維1/3および熱溶融性繊維1/
３からなる混合物（繊維材料）はタバコの煙のタ
ールおよびガス相と蒸気との両者を非常に効率よ
く保留する、充分にコンパクトで透過性のフイル
ターを与えた。

繊維材料を円柱棒に造形した後で、該繊維材料
を既知の適当な手段、例えば熱風の循環、赤外線
照射、高周波またはマイクロ波による加熱によつ
て加熱する。いずれの場合にも、使用する加熱の
仕方は円柱棒中の熱溶融性繊維全部が同時にその
融点に達するような仕方でなければならない。

この発明はタバコフイルターに関して下記の利
点を有する： タバコの煙の中の有害な生成物を過する所定
の効率に対して普通使用するフイルター、酢酸セ
ルロースフイルターまたは紙フイルターより実質
上低い密度にできるから、フイルター材料の歩留
まりがすぐれていること、 活性炭素繊維を使用することによつて煙のガス
相および蒸気に対してフイルターの効力を高める
ことができること、 熱安定性吸着材繊維の性質および寸法を適当に
使用することにより熱溶融性繊維の使用度合いを
適当にすることにより、および棒の充填密度を適
当にすることによつて広範囲の効率とコンパクト
さとが非常に容易に得られること、 喫煙所作前および喫煙所作中のコンパクトさと
伸縮性とがすぐれていること、これらの２種の特
性は吸引に対する同じ抵抗をもつ酢酸セルロース
のフイルターよりかなり高程度のものである、 フイター断面に目視により見える孔はないが、
酢酸セルロースフイルターと同じ位の一様さをも
つためフイター断面の外観が満足すべきものであ
ること、 使用する繊維混合物（繊維材料）が比較的低価
格であるために酢酸セルロースフイルターまたは
紙フイルターに比して価格的に有利であること。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維の一方の部分が必ず低融点において熱溶
   融性で且つ溶融状態で接着性をもつ合成繊維で、
   他方の部分の繊維が前記熱溶融性繊維の融点で安
   定で且つタバコの煙の有害な生成物に対する吸着
   材である繊維との、異なる型の繊維の均質な混合
   物を造り、前記繊維混合物を未だ繊維同志が凝結
   していないが、しかし均質で互いに緊密に重なり
   合つて並んだ繊維網状構造をもつ円柱棒に造形す
   ることからなるフイルター構造物の製法であつ
   て、熱溶融性繊維を吸着材繊維の重量に対して25
   重量％〜50重量％使用し、前記繊維混合物を吸着
   材繊維はそのままであるが、最初に繊維の形態で
   存在した熱溶融性物質が全部溶融流動して吸着材
   繊維の網状構造中に分散した液滴に転化するのに
   充分な高温度にもたらすことによつて一方では安
   定な状態で残つた吸着材繊維の交さ点で多数の結
   合点をつくり、他方では前記熱溶融性繊維の溶融
   によつて空となつた空間によつて構成される、全
   方向に連通した孔の網状構造を造ることからな
   る、フイルター構造物の製法。 ２ 熱溶融性繊維と１種の型の吸着材繊維とから
   なる繊維混合物を使用する特許請求の範囲第１項
   記載の製法。 ３ 熱溶融性繊維と、異なる種類の少なくとも２
   種の型の吸着材繊維とからなる繊維混合物を使用
   する特許請求の範囲第１項記載の製法。 ４ 熱溶融性繊維がポリオレフイン繊維である特
   許請求の範囲第２項または第３項記載の製法。 ５ ポリオレフイン繊維が非常に不規則な、且つ
   高比表面積をもつ非常に毛髪状の表面をもつ非常
   にフイブリル化された、非常にたくさんの繊維束
   に集合された、紙用の高密度ポリエチレンのフイ
   ブリル化された繊維である特許請求の範囲第４項
   記載の製法。 ６ 吸着材繊維として木材セルロース繊維を使用
   する特許請求の範囲第２項または第３項記載の製
   法。 ７ 吸着材繊維として綿繊維、活性化炭素繊維ま
   たは酢酸セルロース糸の短切片を使用し、前記繊
   維および切片の長さと直径とは木材セルロース繊
   維の長さおよび直径と同程度の大きさである特許
   請求の範囲第２項または第３項記載の製法。 ８ 吸着材繊維として融点が熱溶融性繊維の融点
   より明瞭に高い融点をもつ合成物質の糸の短切片
   を使用する特許請求の範囲第２項または第３項記
   載の製法。 ９ 合成物質がポリプロピレンである特許請求の
   範囲第８項記載の製法。 １０ 紙用の高密度ポリエチレンのフイブリル化
   された繊維50％と、化学的に漂白したパルプから
   得られた松材セルロース繊維50％とからなる繊維
   混合物を使用し、前記繊維類の形状、細さ、全体
   の寸法は繊維混合物を造形後に繊維混合物を低密
   度となすものである特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の製法。