(57)【要約】  本発明は、超極細繊維２１を含有するシガレット・フィルタに関し、このシガレット・フィルタは重量で０．５から１０％の重合体のナノ繊維２２を含有し、このナノ繊維２２は超極細繊維２１の間に配置される。超極細繊維２１を含有するシガレット・フィルタの製造では、ナノ繊維２２又は表層ナノ繊維状織物の細片２３は、重量で少なくとも９０％の超極細繊維２１で形成されるシガレット・フィルタ２の製造のために指定された構造形の表層に持って来られ、これらは重量で０．５から１０％の量で構造形の表層の上及び／又は体積の中に付着される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超極細繊維を含有するシガレット・フィルタにおいて、前記超極細繊維（２１）の間に配置される重合体のナノ繊維（２２）を重量で０．５から１０％含有することを特徴とするシガレット・フィルタ。
【請求項２】
前記超極細繊維（２１）の間の前記ナノ繊維（２２）が、シガレット・フィルタの全体体積の中に均一に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項３】
前記シガレット・フィルタ（２）の中のナノ繊維（２２）の含量が、重量で０．５から３．０％の範囲の中にあることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項４】
前記ナノ繊維（２２）が、表層及び／又は線状織物構造形の形で配置され、超極細繊維（２１）の間、或いは超極細繊維によって作り出された構造形、又は重量で少なくとも９０％の量で主要成分として前記超極細繊維（２１）を含有する構造形によって作り出された構造形の間に配置されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項５】
前記ナノ繊維（２２）及び／又はナノ繊維から形成された前記織物構造形が、前記超極細繊維（２１）によって作り出されるか又は前記超極細繊維（２１）を含有する構造形の表層に配置されることを特徴とする、請求項４に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項６】
ナノ繊維（２２）によって作り出された前記織物構造形が、５ｍｍ以下の典型的な寸法を有する前記表層及び／又は線状織物構造形であることを特徴とする、請求項４又は５に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項７】
ナノ繊維（２２）から形成された前記織物構造形が、５×５ｍｍ以下の寸法を有する表層ナノ繊維状織物の細片（２３）であることを特徴とする、請求項６に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項８】
前記ナノ繊維（２２）又は表層ナノ繊維状織物の細片が、重量で少なくとも９０％の量で前記超極細繊維を含有するクレープ紙（２５）の表層の上に適用されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項９】
前記ナノ繊維（２２）又は表層ナノ繊維状織物の細片（２４）が、超極細繊維（２１）から形成された前記線状織物構造形の表層の上及び／又は内側に適用され、これらから前記シガレット・フィルタ（２）が作り出されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項１０】
前記ナノ繊維（２２）又は細片（２４）が、超極細繊維（２１）から形成された前記線状織物構造形の表層の上及び／又は内側に適用され、これらから前記シガレット・フィルタ（２）が作り出されることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項１１】
前記線状織物構造形が超極細繊維状ケーブルであることを特徴とする、請求項１０に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項１２】
前記線状織物構造形が超極細繊維状糸（２４）又は超極細繊維状撚り糸であることを特徴とする、請求項１０に記載のシガレット・フィルタ。
【請求項１３】
超極細繊維を含有するシガレット・フィルタを製造する方法において、前記ナノ繊維（２２）又は表層ナノ繊維状織物の細片（２３）が、超極細繊維（２１）の重量で少なくとも９０％で作り出される前記シガレット・フィルタ（２）の製造のために指定された構造形の表層に持って来られ、重量で０．５から１０％の量で前記構造形の表層の上及び／又は体積の中に付着されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
ナノ繊維の量が重量で０．５から３％の範囲で様々であることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記シガレット・フィルタ（２）の製造のために指定された前記構造形が、クレープ紙（２５）であり、前記クレープ紙（２５）の表層に前記ナノ繊維（２２）又は表層ナノ繊維状織物の細片（２３）が適用され、これらがこの後前記シガレット・フィルタ（２）を作り出す円筒形状に巻かれることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記シガレット・フィルタの製造のために指定された前記構造形が、超極細繊維（２１）から形成された表層織物構造形であり、一方、前記ナノ繊維（２２）又は表層ナノ繊維状織物の前記細片（２３）が、前記表層織物構造形の表層の上、かつ／又は体積の中に付着され、これらがこの後で前記シガレット・フィルタ（２）を作り出す円筒形状に形成されることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記シガレット・フィルタの製造のために指定された前記構造形が、超極細繊維（２１）から形成された前記線状織物構造形であり、一方、前記ナノ繊維（２２）又は表層ナノ繊維状織物の細片（２３）が前記線状織物構造形の表層の上及び／又は体積の中に付着されることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超極細繊維(microfibers)を含有するシガレット・フィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シガレット・フィルタの機能は、シガレット喫煙の健康に有害な成分、特にたばこ及びシガレット紙の不完全燃焼で生成される有機物質を捕捉することである。大抵は、フィルタが、ろ過材から、或いは、より正確には、その本質においてクレープ紙、或いは平行な撚り糸又は糸からなる繊維状ケーブル又はシステムから作製される。一方、すべての実施品は、シガレットの「味」に最小限の影響しか与えない材料の超微細繊維から作製され、この材料は例えば酢酸セルロースである。同時に、ケーブルの材料及び構造、並びにフィルタの他の部品の残りがフィルタの両端間の圧力勾配の明確な増加を引き起こさないことが必要であり、この圧力勾配は、消費者の観点から決定的かつ否定的な影響を与えることがある。
【０００３】
一般的な傾向は、シガレット喫煙の健康に有害な成分の分離の効率を向上させることであり、したがって能動喫煙と特に関係付けられる健康の危険性を低減させることである。分離の効率を向上させる方法の１つの可能性が、シガレット・フィルタの収着特性の変化であり、この変化は、その構造の本質的な変化をもたらし、分割されたシガレット・フィルタの生産をもたらす。これらは、酢酸セルロースケーブル又はろ過紙からのいくつかの部分から作り出されたフィルタであり、これらの部分の間には、有利な収着特性を有する物質、例えば粒状活性炭を含有する収着要素が配置される。しかしながら、このシガレット・フィルタの構造の変化により、これらが比較的高い圧力損失を示し、さらにこの種のシガレット・フィルタの製造への要求及びコストが増加する。
【０００４】
国際公開第２００５／００９１５０号、類似の米国特許出願第２００５／１３９２２３号のそれぞれから、まったくナノ繊維(nanofibers)だけから形成されるシガレット・フィルタが知られている。このフィルタは非常に高比の表層(high specific surface)を有し、これから生じる非常によい収着及びろ過特性を有する。しかしながら、欠点はその実際での使用を妨げる高価格である。この特許出願ではシガレット・フィルタの低い圧力損失を説明するが、ナノ繊維状織物の特性の知識に基づいてこの意見に同意することは不可能であり、それどころかナノ繊維から形成されたシガレット・フィルタの圧力損失が高いことが推定されることができる。国際公開第２００５／００９１５０号は、その一部、すなわちフィルタ長さの部分又はフィルタ直径の部分がナノ繊維から形成されたシガレット・フィルタについてさらに記載している。しかしながら、これらの手段は、上述の欠点を部分的に少なくするだけのものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、当該技術分野に存在する欠点を克服し、高い収着及びろ過特性を有するシガレット・フィルタを形成し、同時に可能な限り価格の増加を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、本発明による超極細繊維を含有するシガレット・フィルタによって達せられ、この発明の原則は超微細繊維の間に配置される重量で０．５から１０％の重合体のナノ繊維を含有することであり、一方、請求項２によりナノ繊維がシガレット・フィルタの全体の体積の中の超極細繊維の間に均一に配置されるならば有利である。実質的には、超極細繊維の間に配置されたナノ繊維は、フィルタの特定の表層(specific surface)を増大させ、同時にこれらのフィルタの全体重量に対する低い割合及び超極細繊維の間のナノ繊維の配置により、フィルタの圧力損失の増加を最小限にする。
【０００７】
シガレット・フィルタの中のナノ繊維の最も有利な含量は、重量で０．５から３．０％の範囲の中にある。
【０００８】
超極細繊維が線状又は表層構造で配置され、一方、これら構造の間、又は正確には、最小で９０％の量で主要成分として超極細繊維を含有する構造の間、或いはより正確には、超極細繊維の間に作り出された空間が、請求項４により、ナノ繊維から形成された線状又は表層織物構造形(surface textile configuration)で充填される。他の有利な事例では、ナノ繊維から形成された織物構造形は、超極細繊維によって作り出された織物構造形の表層の上に直接配置され、一方、ナノ繊維から形成された織物構造形の特有な寸法は５ｍｍを超えない。
【０００９】
超極細繊維によって作り出される線状及び表層構造形とナノ繊維の結合の利点は、ろ過材料が、通例重量％の単位で様々である、既に比較的少ないナノ繊維の含量で比較的高比の表層を示し、同時に超極細繊維の高い含量によりまったく超極細繊維だけで作り出されたシガレット・フィルタとほぼ同じ圧力勾配を維持することである。
【００１０】
請求項７によると、特に製造の理由、すなわちナノ繊維織物及びフィルタ自体の製造の分離により、ナノ繊維によって作り出される織物構造形が５×５ｍｍ以下の寸法を有する表層ナノ繊維織物の細片であるならば有利である。
【００１１】
本発明によるシガレット・フィルタの有利な実施態様の１つでは、ナノ繊維、結局は表層ナノ繊維織物の細片は、重量で少なくも９０％の量で超極細繊維を含有するクレープ紙の表層の上に適用され、次いで、シガレット・フィルタを作り出す円筒形状に巻かれる。
【００１２】
請求項９及び１０によるシガレット・フィルタの有利な実施態様では、ナノ繊維又はナノ繊維から形成される表層織物構造形の細片が、表層又は線状織物構造形の表層の上及び／又は(and/or)内側に適用され、これからシガレット・フィルタの本体がさらに製造され、一方、ナノ繊維から形成される線状織物構造形は、超極細繊維状ケーブル、超極細繊維状糸又は超極細繊維状撚り糸によって有利には代表される。
【００１３】
本発明によるシガレット・フィルタの有利な製造方法が、ナノ繊維又はナノ繊維から形成された表層織物構造形の細片が少なくとも９０％の超極細繊維で作り出されるシガレット・フィルタの製造のために指定された構造形の表層に持って来られるとき、この超極細繊維が重量で０．５から１０％の量でその表層の上又はその構造の中に付着され、その後、ナノ繊維を有する構造形が巻かれるか、さもなければシガレット・フィルタを作り出す円筒形状に形成される方法である。
【００１４】
この方法では、ナノ繊維の量が重量で０．５から３．０％の範囲の中にあるならば有利である。
【００１５】
別の有利な方法は、クレープ紙の表層の上にナノ繊維又は表層ナノ繊維状織物の細片を付着させるステップであり、この表層はこの後巻かれ、この巻きを介してシガレット・フィルタが作り出される。
【００１６】
本発明によるシガレット・フィルタの有利な別の製造方法は、表層織物構造形の表層の上及び／又は体積の中にナノ繊維又は表層ナノ繊維状織物の細片を付着させるステップであり、したがって、このステップによりシガレット・フィルタを作り出す円筒が成形される。
【００１７】
発明によるシガレット・フィルタの別の有利な製造方法は、線状織物構造形の表層の上及び／又は体積の中にナノ繊維又は表層ナノ繊維状織物の細片を付着させるステップである。
【００１８】
発明によるシガレット・フィルタの実施例を添付図面に概略的に示す。
【実施例】
【００１９】
図１に示すシガレット１では、シガレット・フィルタ２が管状本体によって作り出され、このシガレット・フィルタ２の１つの面はシガレットのたばこ管状部３に取り付けられ、第２の面は自由である。当背景技術から、シガレット・フィルタの管状本体は、繊維状ケーブル、又はその本質において平行な繊維を有する繊維状ケーブルのシステム、結局は、その本質において平行な糸又は撚り糸のシステムから形成されることが知られ、一方、繊維、撚り糸又は糸は、フィルタを通ってヒューム流れの方向と平行に配置され、これらは直径が１から４０マイクロメートルと様々である繊維によって作り出され、したがって、以下で超極細繊維２１と呼ばれる。本発明によると、これら超極細繊維２１の間には、重量で１０％以下の量でナノ繊維２２が配置される。同時に、超極細繊維２１の間のナノ繊維２２がシガレット・フィルタ２の全体体積の中に均一に配置されるならば有利である。
【００２０】
上述実施例によるシガレット・フィルタ２は、超極細繊維だけから作り出された従来のシガレット・フィルタよりさらに大きい比の表層、したがってやはりさらに大きい比のろ過及び収着特性を有する。なぜならば、例えば、２０マイクロメートルの直径を有する重量で９９％の超極細繊維２１と、０．２マイクロメートル（２００ｎｍ）の直径を有する重量で１％のナノ繊維２２とを含有する混合物が、それが超極細繊維２１だけを使用するものより倍の比の表層を有し、同時にフィルタ２の製造でポルセ（ｐｏｒｕｓｅｓ）のサイズを調節することができるおかげで、比較的小さい圧力損失に達することが可能になり、この圧力損失がこの材料の使用で全体の圧力勾配の５％より小さい値に達するからである。
【００２１】
超極細繊維とナノ繊維の混合物から形成され、個別の成分の割合、それらの相互配置、及びそれ自体の生産によって異なるシガレット・フィルタを以下で説明する
【００２２】
図２によるシガレット・フィルタ２は、超極細繊維状のケーブル(cable)から形成され、この超極細繊維状ケーブルでは、超極細繊維２１の間にナノ繊維２２が配置される。示していない実施例では、超極細繊維状ケーブルは、超極細繊維状の細めのケーブルのシステムから形成されることができ、ナノ繊維２２が個々の細めのケーブルの超極細繊維２１の間及び細めのケーブルの間の両方に配置される。
【００２３】
上述実施例によるシガレット・フィルタの製造では、超極細繊維状ケーブルは、シガレット・フィルタ製造用にリボンの形を意味する展開状態で通例用いられ、ナノ繊維の製造用の連続運転装置、例えば静電気回転装置によって案内され、この装置の中でそれは基材として働き、その上に製造されたナノ繊維が付着され、一方、この後知られた方法でシガレット・フィルタにさらに加工されるこの作り出されたろ過材料の中のナノ繊維の含量は、重量で０．５から３．０％の範囲で様々であることが有利である。
【００２４】
図３によるシガレット・フィルタ２は、超極細繊維状ケーブルからやはり形成され、このシガレット・フィルタ２では、超極細繊維２１の間に５×５ｍｍ以下の寸法を有する表層ナノ繊維状織物の細片２３が配置される。示していない実施例では、これらは、これらの最大寸法が５ｍｍ以下で様々であるとき、線状ナノ繊維状織物材料からさえも形成されることができる。
【００２５】
展開状態の超極細繊維状ケーブルのこの実施例によるシガレット・フィルタの製造では、ケーブルの超極細繊維２１の間に挟まれた表層ナノ繊維状織物の細片２３は、気流を用いて持って来られ、例えば、展開された超極細繊維状ケーブルの後ろの空間で圧力を受けることにより、展開されたケーブルの内側の超極細繊維２１の間に入り、この後通例の方法で管状形状に形成され、図３によるシガレット・フィルタを作り出す。結果として生ずるシガレット・フィルタの中のナノ繊維２２の含量は、重量で０．２から２．５％の範囲で様々である。
【００２６】
図４及び５による実施例では、シガレット・フィルタは、ナノ繊維状糸２４又は超極細繊維状撚り糸から形成され、これら糸の間には、図４による実施例でナノ繊維２２が配置され、図５による実施例では、超極細繊維状糸２４又は撚り糸の間に表層ナノ繊維状織物の細片２３が配置される。
【００２７】
図４によるシガレット・フィルタの製造では、超極細繊維状糸２４又は撚り糸のシステムは平面構造形に真直ぐにされ、この構造形の中では、超極細繊維状糸２４又は撚り糸が、並んで、有利には近くに並んで１層又は複数層で見出されるべきである。この平面構造形は、静電気回転装置を通過しながら、知られる方法でナノ繊維２２がその上に付着される基材を作り出す。その結果として、適用されたナノ繊維２２を有する超極細繊維状糸２４又は撚り糸のシステムが、知られた方法で管状形状に加工され、シガレット・フィルタを作り出す。
【００２８】
図５によるシガレット・フィルタの製造では、超極細繊維状糸２４又は撚り糸のシステムは、平面構造形に真直ぐにされる。この構造形の中では、超極細繊維状糸２４又は撚り糸が、並んで、有利には近くに並んで１層又は複数層で見出されるべきである。この後、５×５ｍｍ以下の寸法を有する表層ナノ繊維状織物の細片２３が、この平面構造形に気流で持って来られる。その結果として、超極細繊維状糸２４又は撚り糸の間に配置されたナノ繊維の細片２３を有する超極細繊維状糸２４又は撚り糸のシステムが、知られた方法で管状形状に加工され、シガレット・フィルタ２を作り出す。
【００２９】
図６、７及び８による実施例では、シガレット・フィルタはクレープ紙２５から形成され、クレープ紙２５は重量で少なくとも９０％の超極細繊維からなる。図７による実施例では、クレープ紙２５の表層の上には、ナノ繊維２２が適用され、一方、これらは層を作り出し、この層の厚さは可変又は不規則であってもよい。図８による実施例では、表層ナノ繊維状織物の細片２３がクレープ紙の表層に適用される。両方の場合で、ナノ繊維の含量は重量で０．８から３．５％の範囲の中で様々である。
【００３０】
図７によるシガレット・フィルタの製造では、クレープ紙２５は、円筒形状に巻かれる前に、ナノ繊維２２がその上に知られた方法で付着され、したがって層を作り出す静電回転装置の中にその基材を持ち込む。その結果として、ナノ繊維２２が適用された層を有するクレープ紙２５は、円筒形状に巻かれ、シガレット・フィルタ２を作り出す。
【００３１】
図８によるシガレット・フィルタの製造では、５×５ｍｍの寸法を有する表層ナノ繊維状織物の細片２３は、気流によってクレープ紙２５の上に展開された状態で持って来られる。その結果として、細片２３を有するクレープ紙２５は、知られた方法で円筒形状に巻かれ、シガレット・フィルタ２を作り出す。
【００３２】
本発明によるシガレット・フィルタ２が含有するナノ繊維２２の量は、実施例の所要の例示で説明したものよりさらに多くてもよいが、概しては、シガレット・フィルタ及びシガレットの製造の経済性の点から、シガレット・フィルタ２の中の重合体のナノ繊維２２の最大量は、重量で０．５から１０％である。重量で０．５％より少ないナノ繊維２２の量は、シガレット・フィルタのろ過及び収着特性に小さな改善をもたらすだけであり、重量で１０％より多いナノ繊維２２の量は、フィルタの価格を著しく増加させる。シガレット・フィルタ２のろ過及び収着特性並びに価格の有用性を考慮して、シガレット・フィルタ２の中の最も有利なナノ繊維２２の含量は、重量で０．５から３．０％の範囲の中にある。
【００３３】
本発明は、シガレット・フィルタ及びそれら製造方法について説明した実施例だけに制限されることがなく、混合物の中のナノ繊維の量が重量で０．５から１０％で様々であるとき、それらの組合せをやはり含み、超極細繊維及びナノ繊維の混合物を含有するシガレット・フィルタの別の実施例をやはり含む。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】フィルタ付シガレットを示す図である。
【図２】超極細繊維の間にナノ繊維を有する超極細繊維状ケーブルからなるシガレット・フィルタの縦方向断面図である。
【図３】超極細繊維の間にナノ繊維状織物の細片を有する超極細繊維状ケーブルから作製されたシガレット・フィルタの縦方向断面図である。
【図４】超極細繊維状糸又は超極細繊維状撚り糸から作製され、それらの間にナノ繊維があるシガレット・フィルタの縦方向断面図である。
【図５】超極細繊維状糸又は超極細繊維状撚り糸から作製され、それらの間にナノ繊維状織物の細片があるシガレット・フィルタの縦方向断面図である。
【図６】クレープ紙からなるシガレット・フィルタを示す図である。
【図７】超極細繊維を含むクレープ紙から作製され、その表層の上にナノ繊維がある、シガレット・フィルタの縦方向断面図である。
【図８】クレープ紙から作製され、その層の間にナノ繊維状織物の細片があるシガレット・フィルタの縦方向断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  シガレット
２  シガレット・フィルタ
３  シガレットのたばこ部分
２１  超極細繊維
２２  ナノ繊維
２３  表層ナノ繊維状織物の細片
２４  超極細繊維状糸
２５  クレープ紙
【図１】
2009512455.tif 000003
【図２】
2009512455.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009512455.tif 000008
【図７】
2009512455.tif 000009
【図８】
2009512455.tif 000010
【国際調査報告】
2009512455.tif 000011
2009512455.tif 000012