(57)【要約】  分解性フィルターが開示されるとともに、光活性物質を含む可塑剤をセルロースエステル繊維に適用し、可塑化セルロースエステル繊維を得る工程、及び前記可塑化セルロースエステル繊維をフィルターに成形する工程を含む、分解性フィルターの製造方法が開示される。セルロースエステル繊維はセルロースアセテートを含むことができ、可塑剤はトリアセチンであることができ、光活性物質は複数のタイプの二酸化チタン、例えば、混合相二酸化チタン粒子を含むことができる。本発明のフィルターは、例えば、タバコ用フィルターを製造する際に有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルターを形成する方法であって、
分散した光活性物質の粒子を含む可塑剤をセルロースエステル繊維に適用し、可塑化セルロースエステル繊維を得る工程、及び
前記可塑化セルロースエステル繊維をフィルターに成形する工程
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記可塑剤が、トリアセチン（グリセロールトリアセテート）、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、トリプロピオニン、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸トリエチル、及び、トリアセチンと１種又は２種以上のポリエチレングリコールとの混合物のうちの１種又は２種以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記可塑剤が、１種又は２種以上の水溶性ポリマーをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記光活性物質が二酸化チタンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記光活性物質が、ルチル型二酸化チタン、又はアナターゼ型二酸化チタン、又はルチル型二酸化チタンとアナターゼ型二酸化チタンとの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記光活性物質の粒子が、混合相二酸化チタン粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記混合相二酸化チタン粒子が、約５０〜約９８％の量で存在するアナターゼ相と、約５０〜約２％の量で存在するルチル相とを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記光活性物質の粒子が、約１ｎｍ〜約２５０ｎｍの直径を有する粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記光活性物質の粒子が、５ｎｍ〜５０ｎｍの直径を有する粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記可塑剤がセルロースエステルポリマーをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記可塑剤がポリエチレングリコールをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記セルロースエステル繊維が、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース又は酢酸酪酸セルロースのうちの１種又は２種以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記セルロースエステル繊維が、約１．８〜約２．７のＤＳ／ＡＧＵを有する酢酸セルロースを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記セルロースエステル繊維が、約１．９〜約２．５のＤＳ／ＡＧＵを有する酢酸セルロースを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
タバコ用フィルターに１又は２回以上切り込みを入れる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法に製造されたフィルター。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法に製造されたフィルターを備えるタバコ。
【請求項１８】
前記光活性物質の粒子が約１０〜約３００ｍ2／ｇの表面積を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記フィルターに供給される光活性物質の粒子の量が、前記フィルターの重量を基準として約０．０１〜約１０重量％である、請求項１６に記載のフィルター。
【請求項２０】
前記フィルターに供給される光活性物質の粒子の量が、前記フィルターの重量を基準として０．０１〜１０重量％である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルター、特に、向上した分解性を示すフィルター（例えば、タバコ用フィルター）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なタバコ用フィルターは、酢酸セルロース系繊維の連続フィラメントのトウ帯（tow band）（「酢酸セルローストウ」又は単に「アセテートトウ」と呼ばれる）から製造される。アセテートトウを使用したフィルターの製造は、様々な特許に記載されており、トウは可塑化されてもよい。例えば、米国特許第２，７９４，２３９号を参照のこと。
【０００３】
長繊維（continuous fiber）の代わりに、ステープルファイバーを使用してもよく、ステープルファイバーは短いので、フィルターの最終的な分解の助けとなり得る。例えば、ステープルファイバー煙フィルター要素等の、連続フィラメントトウからの直接的な製造を開示する米国特許３，６５８，６２６号を参照のこと。これらのステープルファイバーは、可塑化されてもよい。
【０００４】
タバコ用フィルターのためのアセテートトウは、典型的には、米国特許第２，９５３，８３８号に記載されるように、意図的に高度に捲縮及び交絡させた（crimped and entangled）Ｙ型スモールフィラメントデニール繊維（Y-shaped, small-filament-denier fiber）で構成されている。Ｙ型は、その他の繊維の形状と比較して、所定の圧力低下のための最低重量を有する最適なタバコ用フィルターを可能とする。米国特許第２，８２９，０２７号を参照のこと。スモールフィラメントデニール繊維、典型的には１．６〜８デニール／フィラメント（ｄｐｆ）の範囲の繊維が、効率的なフィルターを製造するために使用される。フィルターを構成する際、繊維の捲縮は、フィルター硬度の向上及び所定の圧力低下のためのトウ重量の減少を可能とする。
【０００５】
アセテートトウのタバコ用フィルターへの変換は、例えば、米国特許第３，０１７，３０９号に記載されているように、トウ調整システム（tow conditioning system）及びプラグメーカー（plugmaker）によって達成することができる。トウ調整システムは、トウをベール（bale）から引き出し、開繊し（spread）、そして繊維をデレジスタ（de-register）（「ブルーム（bloom）」）し、トウをプラグメーカーに搬送する。プラグメーカーは、トウを圧縮し、プラグラップ紙（plugwrap paper）で包み、適当な長さのロッドに切断する。フィルター硬度をさらに増加させるために、不揮発性溶剤を加えて繊維同士を溶剤結合（solvent-bond）させることができる。このように溶剤結合剤は、当業界で可塑剤と呼ばれ、従来から慣用されてきたものとして、トリアセチン（グリセロールトリアセテート）、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、トリプロピオニン、クエン酸アセチルトリエチル、及びクエン酸トリエチルが挙げられる。ワックスもフィルター硬度を増加させるために使用されてきた。例えば、米国特許第２，９０４，０５０号を参照のこと。
【０００６】
従来の可塑剤繊維間結合剤（plasticizer fiber-to-fiber bonding agent）は、結合及び選択的濾過の点で好適である。しかしながら、可塑剤は、典型的には水溶性ではないので、繊維が長期間にわたって結合状態を維持し続ける。実際、従来のタバコ用フィルターは、フィルター繊維の高度な交絡特性、繊維間を結合する溶剤、及び酢酸セルロースポリマーの固有の分解性の遅さに起因して、廃棄された後、分解及び崩壊するのに数年を必要とする場合がある。したがって、向上した分解性を有するタバコ用フィルターを開発する試みが行われてきた。
【０００７】
米国特許第５，９４７，１２６号には、水溶性繊維間結合剤によって結合した酢酸セルロース繊維束が開示されている。結合した繊維は、水溶性プラグラップ接着剤で互いに固定された対向端を有する紙で包まれ、バンドルで包まれた繊維を二分の一以上延びるように複数の切り込み（cut）が形成される。したがって、タバコ煙フィルターは、比較的短期間で崩壊及び分解することになる。
【０００８】
米国特許第５，９４７，１２７号には、水溶液又は分散液の形態であるか、あるいは粒子の形態である水溶性ポリマーを、セルロースエステル繊維のトウに加えることにより製造されたフィルターロッドが開示されている。タバコ用フィルターは、高度な湿潤時分解性を有し、したがって、環境汚染の軽減に寄与するといわれている。繊維の環境分解性は、生分解促進剤（例えば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸等）及び／又は光分解促進剤（例えば、アナターゼ型二酸化チタン）を組み込むことにより増加させることができ、二酸化チタンは白色剤として供給することができる。
【０００９】
Research Disclosure, June 1996, pp. 375-77には、アセテートトウからフィルターを形成するために使用される可塑剤の使用が、繊維同士を結び付けることにより、タバコ用フィルターの分解を減少させること、並びに、単に可塑剤を省略しても、繊維交絡のため、環境におけるフィルターの迅速な崩壊は可能とならないことが開示されている。このため、この著者は、一般的ではないタイプのトウ、すなわち、湿潤時に交絡を有意に減少させる特性を有する繊維を使用して製造した、環境下で崩壊可能なフィルターを提案する。
【００１０】
米国特許第７，４３５，２０８号には、長軸を有する細長いフィルター部材を備えるタバコ用フィルターが開示されている。フィルター部材の長軸にほぼ垂直な相隔たる複数のスリットが、部分的にフィルター部材内に延びている。このスリットは、使用及び破棄された後のフィルターが崩壊及びより容易に分解することを可能とする。
【００１１】
米国特許第５，４９１，０２４号及び第５，６４７，３８３号には、セルロースエステルと、０．０５〜５．０重量％の平均粒径が１００ｎｍ未満である二酸化チタンとを含む合成繊維が開示されている。二酸化チタンは、トウに押出成形される前に、「ドープ（dope）」（すなわち溶媒和セルロースエステル）に加えられる。二酸化チタンの添加は、押出前の任意の適当な時点で行うことができる。
【００１２】
米国特許第５，５１２，２３０号には、酢酸セルロースの無水グルコース単位あたりの置換度（ＤＳ／ＡＧＵ）が低い酢酸セルロース繊維を紡糸する方法が開示されている。５〜４０重量％の水の、酢酸セルロース（ＣＡ）／アセトン紡糸液（ドープ）への添加は、ＤＳ／ＡＧＵが１．９〜２．２であるＣＡを使用して繊維を溶剤紡糸することが可能となるといわれている。
【００１３】
米国特許第５，９７０，９８８号には、光酸化触媒として作用する顔料を含有する、無水グルコース単位あたりの置換度（ＤＳ／ＡＧＵ）が中程度であるセルロースエステル繊維が開示されている。この繊維は、タバコ製品のフィルター材料として有用である。こうして提供されたフィルター材料は、容易に分散可能及び分解可能であり、環境中に残存しない。顔料は、二酸化チタンであることができ、白色剤としての典型的な使用よりも多い量で、繊維内に供給される。
【００１４】
米国特許公開公報第２００９／０１５１７３８号には、ブルームされた（bloomed）酢酸セルローストウのフィルター要素と、フィルター要素を包囲するフラグラップと、トウと接触するコーティング又はピル（pill）とを備える分解可能なタバコ用フィルターが開示されている。コーティング及び／又はピルは、酢酸セルローストウの加水分解を触媒するように構成された材料と、水溶性マトリックス材料とから構成することができ、これにより、水が水溶性マトリックス材料と接触したときに、加水分解を触媒するように構成された材料が放出され、加水分解を触媒し、その後、酢酸セルローストウが分解される。
【００１５】
ＷＯ２０１０／０１７９８９には、セルロースエステルを含み、適当であれば、添加剤も含む光分解性プラスチックが開示されている。光分解性プラスチックは、分散した炭素修飾光触媒二酸化チタンを含む。光分解性プラスチックは、従来の又はその他の修飾二酸化チタンが使用された製品と比較して、光触媒分解性が驚くほど高度に増加するといわれている。光分解性プラスチックは、例えば、まずフィルタートウを得るための追加処理に供することができる。
【００１６】
ＷＯ２００９／０９３０５１及び米国特許出願公開公報第２０１１／００２３９００号には、実質的に均一なフィルター材料からなる円周１４．０〜２３．２ｍｍの円筒状プラグを備えるタバコ煙フィルター又はフィルター要素が開示されており、実質的に均一なフィルター材料は、ランダムに配向した複数のステープルファイバーを含む。
【００１７】
これまで、混合相二酸化チタンの光触媒活性が調べられてきた。"Explaining the enhanced photocatalytic activity of Degussa P25 mixed-phase TiO2 using EPR", J. Phys. Chem. B 107 (2003) 4545-4549を参照のこと。"Probing reaction mechanisms in 混合相 Ti02 by EPR", Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 150 (2006) 155-163も参照のこと。
【００１８】
Titanium Dioxide P25, Manufacture-Properties--Applications, Technical Bulletin Fine Particles, Number 80, Degussa Aerosil & Silanes Product Literature (Undated) には、混合相二酸化チタンの商業的使用（例えば、光触媒及び光半導体としての使用）が考察されている。
【００１９】
米国特許第５，７２０，８０３号には、平均置換度が２．１５以下であり、二酸化炭素の発生量を指標として使用してＡＳＴＭ１２５２０９−９１に従って測定される場合、４週間で６０重量％以上が分解する分解速度を有する低置換度セルロースエステルを少なくとも１０重量％含むセルロースエステルを含有する組成物が開示されている。この組成物は、可塑剤、脂肪族ポリエステル、光分解促進剤（例えば、アナターゼ型二酸化チタン）、又は生分解促進剤（例えば、有機酸及びそのエステル）を含有することができる。低置換度セルロースエステルは、平均重合度が５０〜２５０であり、平均置換度が１．０〜２．１５であり、そして、残存アルカリ金属／アルカリ土類金属の残存硫酸に対する当量比が０．１〜１．１であるセルロースエステルであることができる。生分解性セルロースエステル組成物は、繊維製物品（例えば、タバコ用フィルター）等の様々な物品の製造に適するといわれている。
【００２０】
米国特許第５，４７８，３８６号には、平均置換度が２．１５以下である低置換度セルロースエステルを少なくとも１０重量％含むセルロースエステルを含有する組成物が開示されている。この組成物は、可塑剤、脂肪族ポリエステル、光分解促進剤（例えば、アナターゼ型二酸化チタン）、又は生分解促進剤（例えば、有機酸又はそのエステル）を含有することができる。
【００２１】
米国特許第５，２４２，８８０号には、アナターゼ型二酸化チタンと、硫酸又はリン酸のナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、又はマグネシウム塩とを含む新規チタニアが開示されている。このチタニアは、酸化性ポリマーの光酸化のための触媒系を提供するとともに、酸化性ポリマーの着色に有用であるといわれている。
【００２２】
米国特許第５，８０４，２９６号には、酢酸セルロース又はその他のセルロースエステルと、比表面積が３０ｍ2／ｇ以上であって、一次粒子サイズが０．００１〜０．０７μｍであるか、又は比表面積が３０ｍ2／ｇ以上であって、一次粒子サイズが０．００１〜０．０７μｍであるアナターゼ型酸化チタンとを含む組成物が開示されている。光分解性及び分散性を向上させるために、酸化チタンの表面は、リン酸塩又はその他のリン化合物、多価アルコール、アミノ酸等で処理してもよい。この組成物は、可塑剤及び／又は脂肪族ポリエステル、生分解促進剤（例えば、有機酸又はそのエステル）をさらに含有することができる。
【００２３】
ＷＯ１９９５／２９２０９には、二酸化チタンが多価アルコールのカルボン酸エステル中に分散した分散物を、酢酸セルロース及び酢酸セルロースのための溶媒と混合することにより製造された着色酢酸セルロースフィラメントが開示されている。得られた分散物は乾式紡糸されて着色酢酸セルロースフィラメントが製造される。
【００２４】
Balazs, Nandor等の文献（"The effect of particle shape on the activity of nanocrystalline TiO2 photocatalysts in phenol decomposition" ; Applied Catalysis B: Environmental, 84 (2008), pp. 356-362）では、ナノ結晶二酸化チタン光触媒の光触媒活性に対する形態（球面対多面（spherical versus polyhedral））の効果が調べられている。
【００２５】
Byrne等の文献（"Characterization of HF-catalyzed silica gels doped with Degussa P25 titanium" ; Journal of Non-Crystalline Solids, 355 (2009), pp.525-530）では、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｐ２５ ＴｉＯ2を、ＨＮＯ3及びＨＦ酸によって触媒される液体ゾルに添加することにより、ＳｉＯ2／ＴｉＯ2複合材料が合成されている。そして、この複合材料は、幾つかの異なる分析技術によって性状決定されている。
【００２６】
Hurum, D. C.等の文献（"Probing reaction mechanisms in 混合相 TiO2 by EPR"; Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 150 (2006), pp. 155-163）では、混合相ＴＩＯ2光触媒における電荷分離プロセスが電子常磁体共鳴分光分析によって調べられている。
【００２７】
Janus, M.等の文献（"Carbon-modified TiO2 photocatalyst by ethanol carbonisation" ; Applied Catalysis B: Environmental ; 63 (2006), pp. 272-276）では、エタノール炭化を通じた炭素による修飾二酸化チタン粉末の光触媒活性に対する効果が調べられている。
【００２８】
Janus, M. 等の文献（"Carbon Modified TiO2 Photocatalyst with Enhanced Adsorptivity for Dyes from Water" ; Catal. Lett. ; 131 (2009), pp. 506-511）では、市販のアナターゼ型二酸化チタンを、エタノール雰囲気下、加圧反応器中で修飾することにより、新規な光触媒が得られている。得られた物質の光触媒活性は、３つのアゾ染料の分解を通じて試験されている。
【００２９】
Lu, Xujie等の文献（"Intelligent Hydrated-Sulfate Template Assisted Preparation of Nanoporous Ti02 Spheres and Their Visible-Light Application" ; ACS Applied Materials & Interfaces ; December 2010）では、ナノ多孔性二酸化チタン球体及びその用途（例えば、光触媒活性）が調べられている。
【００３０】
Juergen Puis等の文献（"Degradation of Cellulose Acetate-Based Materials : A Review" ; Journal of Polymers and the Environment : Volume 19, Issue 1 ; 2011 ; pp. 152-165）には、酢酸セルロースの生分解性（例えば、光分解）に関して実施された研究が概説されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、分解性フィルター（例えば、タバコ用フィルター）、特に、従来の設備を使用して製造可能であって、かつ、トウ又は一旦製造されたフィルターに対する変更を要求しない分解性フィルターの必要性が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
一態様において、本発明は、フィルター（例えば、タバコ用フィルター）を形成する方法であって、分散した光活性物質の粒子を含む可塑剤をセルロースエステル繊維に適用し、可塑化セルロースエステル繊維を得る工程、及び前記可塑化セルロースエステル繊維をフィルターに成形する工程を含む前記方法に関する。別の態様において、前記可塑剤は、トリアセチン（グリセロールトリアセテート）、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、トリプロピオニン、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸トリエチル、及びトリアセチンと１種又は２種以上のポリエチレングリコールとの混合物のうちの１種又は２種以上を含むことができる。別の態様において、前記可塑剤は、１種又は２種以上の水溶性ポリマーをさらに含むことができる。
【００３３】
一態様において、前記光活性物質は二酸化チタンを含むことができる。別の態様において、前記光活性物質は、ルチル型二酸化チタン、又はアナターゼ型二酸化チタン、又はルチル型二酸化チタンとアナターゼ型二酸化チタンとの混合物を含むことができる。さらに別の態様において、前記光活性物質の粒子は、混合相二酸化チタン粒子を含むことができる。前記混合相二酸化チタン粒子は、例えば、約５％〜約９５％の量で存在するアナターゼ相と、約５％〜約９５％の量で存在するルチル相とを含むことができる。
【００３４】
一態様において、前記光活性物質の粒子は、約１ｎｍ〜約２５０ｎｍの平均直径を有する粒子を含むことができる。別の態様において、前記光活性物質の粒子は、５ｎｍ〜５０ｎｍの平均直径を有する粒子を含む。さらに別の態様において、前記光活性物質の粒子は、約１０〜約３００ｍ2／ｇの表面積を有する。
【００３５】
一態様において、前記可塑剤はセルロースエステルポリマーをさらに含むことができ、別の態様において、前記可塑剤はポリエチレングリコールをさらに含むことができる。
【００３６】
一態様において、本発明における前記セルロースエステル繊維は、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース又は酢酸酪酸セルロースのうちの１種又は２種以上を含む。別の態様において、前記セルロースエステル繊維は、約１．８〜約２．７又は約１．９〜約２．５のＤＳ／ＡＧＵを有する酢酸セルロースを含む。
【００３７】
一態様において、本発明の方法は、タバコ用フィルターに１回又は２回以上切り込みを入れる（slit）工程をさらに含むことができる。
【００３８】
一態様において、本発明は、本発明の方法によって製造されたフィルター（例えば、タバコ用フィルター）に関し、別の態様において、本発明は、本発明の方法によって製造されたフィルターを備えるタバコに関する。
【００３９】
本発明のさらなる態様は、本明細書中に開示され、特許請求されている。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明者は、フィルターの製造において、可塑剤中で光活性物質が使用されると、屋外環境で紫外線照射に曝露されたフィルターについて測定される、得られたフィルター構造の破壊（breakdown）速度の増加が生じることを見出した。このことは、繊維の形成時に光活性物質を繊維に添加すること、例えば、光活性物質をセルロースエステルドープ（すなわち、紡糸される前にアセトンに溶解される際のセルロースエステル）に添加すること、とは区別される。
【００４１】
いかなる理論に拘束されることも意図しないが、光活性物質によって引き起こされる光分解は、陥凹（pitting）を生じさせ、これにより、その他の種類の分解メカニズム（例えば、生分解）を促進させる可能性がある繊維の表面積を増加させると考えられる。すなわち、本発明者は、可塑剤を、有意な量で存在する光活性物質の粒子とともに十分に分散させると、光活性物質が、典型的には、粒子が製造過程で繊維に直接的に添加される場合と同程度ではないが、得られたフィルター構造の破壊速度の増加に寄与することを見出した。また、本発明者は、粒子によって繊維の結合が過度に妨害されず、このため良好なフィルター硬度が維持されることも見出した。
【００４２】
本明細書で使用される用語「可塑剤」は、セルロースエステル繊維に適用される際、繊維と溶剤結合（solvent-bond）する溶剤を表現することが意図される。本発明において有用な可塑剤は、トリアセチン（グリセロールトリアセテート）、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、トリプロピオニン、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸トリエチル、及び１種又は２種以上のポリエチレングリコールとの混合物のうちの１種又は２種以上を含む。ブレンド又は混合物は、必要に応じて、ポリマー、例えば、水溶性ポリマー、例えば、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリエーテル、例えば、ポリエチレングリコール（ポリエチレンオキシドとも呼ばれる）、セルロースエーテル、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、でんぷん、又はでんぷんエステルを含有してもよい。
【００４３】
可塑剤がその中に分散した光活性物質の粒子を含むという表現は、一態様において、光活性物質が可塑剤中に分散していること、及び、可塑剤が繊維に適用される際に光活性物質が可塑剤中に存在していることを意味する。しかしながら、可塑剤が繊維と溶剤結合する際、光活性物質が可塑剤と混合して存在するように、光活性物質を、例えば、それ自体は繊維を可塑化しないが、光活性物質を繊維に適用する際に可塑剤と同時に、あるいは可塑剤の適用直前又は適用後に使用することができる液体（例えば、ポリエチレングリコール）中に分散させることができるという可能性を排除することは意味しない。
【００４４】
本明細書で使用される用語「光活性物質」は、セルロースエステル繊維に適用される可塑剤に添加されると、紫外線照射への曝露時に繊維が分解する速度を増加させる物質を意味する。本発明において有用な光活性添加剤としては、特に、二酸化チタンが挙げられるが、その他の光活性金属又は金属化合物も同様に使用することができる。二酸化チタン粒子は、ルチル型又はアナターゼ型の形態であることができ、また、同一粒子に存在する２種類の結晶形態の混合物を含むことができる。
【００４５】
別の態様において、ルチル型及びアナターゼ型の両方の結晶構造が同一粒子中に存在する混合相二酸化チタン粒子を使用することができる。この場合、混合相粒子中に存在するアナターゼ相の量は、例えば、Ｘ線回折測定を使用して測定された場合、例えば、約２％〜約９８％、又は１５％〜９５％、又は５０％〜９５％で変動することができる。粒子中に存在するルチル相も同様に、Ｘ線回折測定を使用して測定される場合、同様の範囲、例えば、約２％〜約９８％、又は１５％〜９５％、又は５０％〜９５％で変動することができ、各測定にはＸ線回折技術が使用される。本発明者は、これらの粒子が、それらが使用されるフィルターの分解を促進するのに特に適することを見出した。いかなる理論に拘束されることも意図しないが、そのような混合相粒子の適性は、それらの向上した可視光吸収能に起因する可能性があると考えられる。タバコ用フィルターにおける混合相二酸化チタン粒子の使用は、組み込みの方法に関係なく、本願とともに係属する出願中において別出願されている。
【００４６】
様々な二酸化チタンが、本発明において有用である可能性があり、また、それらは様々な方法で調製することができる。好適な二酸化チタン粒子は、高温加水分解を含む方法によって調製することができる。
【００４７】
可塑剤に供給される粒子の量は、広範な範囲、例えば、約０．１〜約３０重量％、又は０．１〜２０重量％、又は０．１〜１０重量％で変更することができる。幾つかの態様において、供給される二酸化チタン粒子の量は、可塑剤溶液粘度に依存する可能性がある。同様に、可塑剤を通じてフィルターに供給される粒子の量も、広範な範囲、例えば、約０．０１〜約１０重量％、又は０．１〜５重量％、又は０．２〜２重量％で変動することができる。
【００４８】
様々な粒径、例えば、約１ｎｍ〜約１０μｍ、又は１ｎｍ〜１μｍ、又は１ｎｍ〜５００ｎｍ、又は１ｎｍ〜２５０ｎｍ、又は３ｎｍ〜１００ｎｍ、又は５ｎｍ〜５０ｎｍの二酸化チタンが、本発明において有用である。本発明者は、ナノスケール粒子が、本発明における使用に特に好適であることを見出した。いかなる理論に拘束されることも意図しないが、使用される粒径が小さくなるほど、紫外線照射がより繊維内部に浸透することができ、分解が表面から促進し、これにより可塑化繊維のより深い内部での分解が生じる可能性がある。
【００４９】
記載された粒径は一次粒径に関するものであるが、光活性物質は、分離した粒子中だけでなく、粒子の凝集体中に存在していてよい。本発明者は、凝集体として存在する粒子が、得られたフィルターの分解を好適に促進することを見出した。但し、例えば、所望により、より均一な一次粒径を得るために、凝集体として存在する粒子を粉砕してもよい。
【００５０】
被覆及び非被覆チタン粒子が、本発明における使用に好適である。酸化チタン粒子に適用可能なコーティング剤としては、例えば、炭素コーティング剤が挙げられる。表面又は二酸化チタンに組み込み可能なコーティング剤としては、例えば、炭素コーティング剤及び金属硫酸塩水和物（hydrated metal sulfate）（ＭＳＯ4*ｘＨ2Ｏ，Ｍ＝Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｇ等）が挙げられる。いかなる理論に拘束されるも意図しないが、特定のコーティング、例えば、炭素コーティングは、例えば、可視光吸収を可能とすることにより、所望のフィルターの光分解に寄与することができる。
【００５１】
光活性物質の粒子は、可塑剤中に分散させることができ、その方法は、多数の方法のうちのいずれでもよく、例えば、媒体ミル中での高せん断混合によって、又は、超音波撹拌を使用して行われる。可塑剤中の粒子の安定性、すなわち、フィルター製造過程で可塑剤中に分散した状態を維持する粒子の傾向は、ある量、例えば、重量を基準として約０．０１％〜約１０％、又は０．１％〜６％の量のセルロースエステルを可塑剤に添加することにより促進させることができる。可塑剤に、ある量、例えば、重量を基準として約０．０１％〜約１０％、又は０．１％〜６％の量のポリエチレングリコール（ある分子量、例えば、約１００〜約１０００を有するもの）を供給することにより、安定性をさらに向上させることができる。セルロースエステル及びポリエチレングリコールは、可塑剤中の粒子の安定性を向上させるために、単独で使用してもよいし、一緒に使用してもよい。
【００５２】
一態様において、本発明において有用な光活性物質の粒子は、比較的大きい表面積、例えば、ＢＥＴ表面積法によって測定された場合、約１０〜約３００ｍ2／ｇ、又は２０〜２００ｍ2／ｇを有する。
【００５３】
光活性物質を繊維ではなく可塑剤中に供給することにより、慣用のアセテートトウ（acetate tow）を、エステル又はトウの形態（tow formulation）に変更を加えることなく、フィルターの製造で使用することが可能となる。しかしながら、光活性物質の粒子を可塑剤中に存在させることは、例えば、可塑剤の粘度、特に、安定剤（例えば、セルロースエステル及び／又はポリエチレングリコール）が組み込まれる場合の粘度に影響を与える可能性がある。したがって、粘度に有意な影響を与えることなく、可塑剤中の光活性物質の安定性が維持されるように、安定剤、例えば、分子量が比較的小さいセルロースエステル、又はポリエチレングリコール、又はそれらの両方を選択することが最良である。その他の疎水性安定剤を選択して可塑剤に添加してもよい。さらに、光活性物質を可塑剤に添加することにより、慣用のフィルターから、向上した分解可能性を有するフィルターを構築することが可能となり、これによりコスト及び煩雑性（complexity）が低減する。
【００５４】
本明細書で使用される用語「セルロースエステル繊維」は、１種又は２種以上のセルロースエステル（例えば、酢酸セルロース）から、例えば溶融紡糸又は溶剤紡糸により、形成された繊維を意味する。本発明において有用なセルロースエステルとしては、これらに限定されるわけではないが、様々な置換度を有する、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、及び酪酸セルロース、並びに、これらの混合エステル、すなわち、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、及び酢酸プロピオン酸酪酸セルロースが挙げられる。本発明のセルロースエステルは、第２級セルロースエステルであってもよい。好適なエステルの具体例としては、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、及び酢酸酪酸セルロースが挙げられ、例えば、米国特許第１，６９８，０４９号、第１，６８３，３４７号、第１，８８０，８０８号、第１，８８０，５６０号、第１，９８４，１４７号、第２，１２９，０５２号、及び第３，６１７，２０１号に記載されており、これらの文献は参照により本明細書に組み込まれる。
【００５５】
タバコ用フィルターは、通常、酢酸セルロース繊維を使用して製造されるが、本発明は、通常のエステル又はタバコ用フィルターに厳密に限定されるわけではない。さらに、タバコ用フィルター用アセテートにおける無水グルコース単位あたりの典型的な置換度（ＤＳ／ＡＧＵ）は約２．４５であるが、フィルターは、ある範囲のアセチルレベル、例えば、１．５〜２．８、又は１．８〜２．７、又は１．９〜２．５で、あるいは、例えば、約２．０の平均ＤＳ／ＡＧＵで、容易に構成することができる。本発明者は、ＤＳ／ＡＧＵ値が低いほど、分解速度が速くなり得ることを認識している。
【００５６】
本発明のセルロースエステル繊維は、例えば、溶融紡糸によって、又は適当な溶剤（例えば、アセトン、アセトン／水、テトラヒドロフラン、メチレンクロリド／メタノール、クロロホルム、ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、酢酸メチル、酢酸エチル、又はピリジン）からの紡糸によって、繊維に紡糸することができる。溶剤からの紡糸の際、溶剤の選択は、エステル置換基の種類及びＤＳ／ＡＧＵに依存する。紡糸に好適な溶剤は、０〜３０重量％の水を含有するアセトンである。２．４〜２．６というＤＳ／ＡＧＵを有する酢酸セルロースに関し、好ましい紡糸溶剤は、３％未満の水を含有するアセトンである。２．０〜２．４というＤＳ／ＡＧＵを有する酢酸セルロースに関し、好ましい紡糸溶剤は、５〜１５％含水アセトンである。１．７〜２．０というＤＳ／ＡＧＵを有する酢酸セルロースに関し、好ましい溶剤は、１５〜３０％含水アセトン、すなわち１５〜３０重量％の水を含有するアセトンである。
【００５７】
溶融紡糸において、セルロースエステル又は可塑化セルロースエステルは、例えば、１２０℃〜２５０℃、又は１８０℃〜２２０℃の溶融温度を有することができる。セルロースエステルの溶融紡糸に使用される好適な可塑剤の具体例としては、これらに限定されるものではないが、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジブチル、トリアセチン、トリエチレングリコールジアセテート、アジピン酸ジオクチル、ポリエチレングリコール−２００、又はポリエチレングリコール−２００、又はポリエチレングリコール−４００が挙げられる。溶融紡糸のための好ましい可塑剤としては、トリアセチン、クエン酸トリエチル、又はポリエチレングリコール−４００が挙げられる。この例示における軟化セルロースエステルに関する用語「可塑剤」の使用は、本明細書の別の箇所におけるセルロースエステル繊維を溶着（melt-bond）する溶剤に関する使用と区別されるべきである。
【００５８】
使用されるセルロースエステル繊維は、長繊維（continuous fiber）であってもよいし、より長さが短く、より分解を受けやすいステープルファイバー（staple fiber）であってもよい。ステープルファイバーは、約３〜１０ｍｍ、又は約４〜８ｍｍの長さを有することができる。ステープルファイバーも同様に、ランダム配向（randomly oriented）であってもよい。
【００５９】
本発明において有用なセルロースエステル繊維は、典型的には捲縮しており、捲縮数は、例えば、４〜２０捲縮／インチ、又は１０〜１５捲縮／インチである。繊維は、あるＤＰＦ（denier/filament）、例えば、２０〜０．１ＤＰＦ又は５〜１．５ＤＰＦを有することができる。加工処理のために、繊維は、必要に応じて、約０．１〜３重量％又は０．３〜０．８重量％の量で使用される潤滑剤又は加工助剤（例えば、鉱油）を含有することがでる。
【００６０】
フィルター白色度を向上させるために、粒子状添加物が一般的に繊維に添加されるが、これらの添加物は典型的には約２００ｎｍのサイズの二酸化チタン粒子であり、そのサイズは、最小限の光活性で良好な光散乱を実現するサイズである。そのような酸化チタン粒子は、一般的には、紡糸液中における粒子の分散を向上させる無機コーティングを表面に有する。二酸化チタンは、伝統的には、可塑剤に添加されることはなかった。おそらく、その理由は、フィルター白色度を向上させることなく、フィルター硬度を制限する可能性があるためである。
【００６１】
背景技術に記載されるように、光活性物質は、フィルター光分解を促進させることが示されてきたが、そのアプローチは、紡糸プロセスの間に添加物を繊維に加えるものであった。本発明は、二酸化チタンを可塑剤に加え、それにより、繊維間の結合又はフィルター硬度に対して明確な作用を与えることなく、分解及び崩壊（disintegration）を促進することを提案する。
【００６２】
本発明により製造されたフィルターは、その分解を促進させるその他の特徴、例えば、その長軸に垂直に切り込みを入れること、あるいは、ステープルファイバー又は環境中での分解速度を増加させる傾向にあるその他の短繊維を組み込むことを包含することができる。分解速度を増加させるさらなる手段としては、可塑剤中に１種又は２種以上のポリマー（例えば、水溶性ポリマー）を組み込むことが挙げられるが、このことが、エステルを可溶化する可塑剤の能力に影響を与え、可塑化工程の間に光活性物質が繊維に入り込む（penetrate）ことがないのであれば、実際には、分解速度を減少させる可能性がある。それでもなお有用であり得る水溶性ポリマーとしては、ＤＳ／ＡＧＵが例えば１．４〜１．８の範囲である、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、でんぷん、及び酢酸セルロースが挙げられる。
【００６３】
本発明により製造されたフィルターは、任意の数の追加の特徴、例えば、粒子状添加物（例えば、チャコール又はゼオライト）を含むことを有することができる。また、本発明により製造されたフィルターは、着色されていてもよい糸（thread）を備えていてもよいし、フレーバービーズ（flavor bead）又はその他の非粒子状添加物を備えていてもよい。
【００６４】
フィルターは、環境中におけるフィルターの分解をさらに促進させるために、水溶性プラグラップ接着剤（plug wrap adhesive）を備えていてもよい。
【００６５】
本発明により提供される新規方法及びフィルターは、以下の実施例により、さらに説明される。
【実施例】
【００６６】
以下の実施例において、フィルターサンプルを、十分なＵＶ照射がフィルターに到達することを可能とする個別のワイヤーメッシュケージ（wire mesh cage）に入れて建物の屋上に設置し、屋上に存在する水溜まりに浸るサンプルを最小化するために、地面から約４インチに位置させた。それぞれの屋上での試験は、フィルターを形成する繊維のみを残して除去される紙とともにメッシュケージ内に設置された、１実施例あたり１０個の２１ｍｍフィルター先端部（tip）からなる。フィルター中の繊維がＵＶ照射に直接曝露されるように紙を除去し、分解性における光活性物質の役割に関する効果を測定した。
【００６７】
フィルターを回収し、３ヶ月ごとに重量測定及び写真撮影（photographing）し、フィルター中のファイバーの分解を評価した。このプロセスは、以下で報告される全ての実施例で使用した。与えられる結果は、各試験ポイントにおける１０個のフィルターサンプルの重量である。
【００６８】
実施例で使用されたＴｉＯ2顔料はＫｒｏｎｏｓ１０７１であり、平均粒径２１０ｎｍを有する、無機コーティングされた単相アナターゼ型ＴｉＯ2が、顔料又は白色剤（whitening agent）として繊維中で使用された。
【００６９】
２種類の光活性ＴｉＯ2粒子が実施例で使用され、繊維中、可塑剤中、又はそれら両方に供給された。１種類目は、ＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴｉＯ2 Ｐ２５（Evonik社製）、すなわち、平均粒径約２０ｎｍを有する、超微細で非コーティングの混合相ＴｉＯ2である。２種類目は、ＶＰ ＴｉＯ2 Ｐ９０（同様にEvonik社製）、すなわち、平均粒径約１４ｎｍを有する、超微細で非コーティングの混合相ＴｉＯ2である。
【００７０】
［実施例１］タバコ用フィルター（ＴｉＯ2顔料不含；光活性物質不含；トリアセチンと結合させた繊維）
ＴｉＯ2顔料を含有しない酢酸セルロース繊維であって、光活性物質を含有しない１０重量％トリアセチンと結合させた酢酸セルロース繊維から、フィルターを構成した。屋上屋外曝露結果は表１に示される。
【００７１】
［実施例２Ａ及び２Ｂ］ＴｉＯ2顔料不含；２種類の光活性ＴｉＯ2粒子のうちの一方を含有するトリアセチンと結合させた繊維
ＴｉＯ2顔料を含有しない酢酸セルロース繊維製のフィルターを、２重量％の超微細で非コーティングの混合相ＴｉＯ2を含有する１０重量％のトリアセチンを用いて構成した。各フィルターは約０．２重量％の光活性ＴｉＯ2を含有していた。実施例２Ａでは、ＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴｉＯ2 Ｐ ２５、すなわち、粒径２０ｎｍを有する、超微細な非コーティングの混合相ＴｉＯ2が使用された。実施例２Ｂでは、粒径１４ｎｍを有するＶＰ ＴｉＯ2 Ｐ ９０が使用された。上記の通り、これらの製品はそれぞれ非コーティング混合相ＴｉＯ2である。屋上屋外曝露結果は表１に示される。
【００７２】
［実施例３］従来のフィルター（光活性物質を含有しないトリアセチンと結合させた繊維中のＴｉＯ2顔料）
０．５重量％ＴｉＯ2顔料（Kronos 1071）を含有する酢酸セルロース繊維製の従来のタバコ用フィルターを、二酸化チタンを含有しない１０重量％トリアセチンを用いて構成した。上記の通り、ＴｉＯ2顔料は、平均粒径２１０ｎｍを有する、無機コーティングされたアナターゼ型粒子であった。屋上屋外曝露結果は表１に示される。
【００７３】
［実施例４Ａ及び４Ｂ］光活性ＴｉＯ2粒子を含有するトリアセチンと結合させた繊維中のＴｉＯ2顔料
タバコ用フィルターを、０．５％のＴｉＯ2顔料を含有する酢酸セルロース繊維から作製し、２種類の超微細な非コーティング混合相ＴｉＯ2のうちの一方を２重量％含有する１０重量％のトリアセチンを添加して結合させたところ、得られたフィルターは約０．２％の光活性ＴｉＯ2を（繊維中の０．５％顔料サイズのＴｉＯ2とともに）含有していた。上記の通り、実施例４Ａでは、ＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴｉＯ2 Ｐ ２５を使用し、実施例４Ｂでは、ＶＰ ＴｉＯ2 Ｐ ９０を使用した。屋上屋外曝露結果は表１に示される。
【００７４】
［実施例５Ａ，５Ｂ及び５Ｃ］光活性物質を含有しないトリアセチンと結合させた繊維中の光活性ＴｉＯ2粒子（サイズ〜２０ｎｍ）
繊維中に供給された光活性ＴｉＯ2の作用をトリアセチン可塑剤に添加された場合と比較するために、フィルターを、上記と同様に、繊維中に様々な量で存在するＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴｉＯ2 Ｐ ２５、すなわち、超微細な非コーティング混合相ＴｉＯ2を含有する酢酸セルロース繊維から構成した。繊維を、光活性物質を含有しないトリアセチンと結合させた。
【００７５】
実施例５Ａのフィルターには、０．５重量％の粒子を供給した。実施例５Ｂでは、酢酸セルロース繊維に１．０重量％の粒子を供給した。実施例５Ｃでは、酢酸セルロース繊維に２．０重量％の同粒子を供給した。屋上屋外曝露結果は表２に示される。
【００７６】
［実施例６Ａ及び６Ｂ］光活性物質を含有しないトリアセチンと結合させた繊維中の光活性ＴｉＯ2粒子（サイズ〜１４ｎｍ）
繊維中の光活性ＴｉＯ2の作用をトリアセチン可塑剤に添加した場合と比較するために、フィルターを、様々な量のＶＰ ＴｉＯ2 Ｐ ９０、すなわち、平均粒径約１４ｎｍを有する、超微細な非コーティング混合相ＴｉＯ2を含有する酢酸セルロース繊維で構成した。実施例６Ａでは、０．５重量％の粒子を供給し、実施例６Ｂでは、１．０重量％の粒子を供給した。屋上屋外曝露結果は表２に示される。
【００７７】
［実施例７Ａ〜７Ｆ］光活性ＴｉＯ2粒子を含有するトリアセチンと結合させた繊維中の光活性ＴｉＯ2粒子（サイズ〜２０ｎｍ）
実施例７Ａ、７Ｂ及び７Ｃでは、フィルターを、様々な量のＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴｉＯ2 Ｐ ２５、すなわち、超微細な（サイズ〜２０ｎｍ）非コーティング混合相ＴｉＯ2を含有する酢酸セルロース繊維で構成した。実施例７Ａの繊維には、これらの粒子を０．５重量％供給し、実施例７Ｂの繊維には、これらの粒子を１.０重量％供給し、実施例７Ｃの繊維には、これらの粒子を２．０重量％供給した。実施例７Ａ、７Ｂ及び７Ｃでは、２．０重量％のＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴｉＯ2 Ｐ ２５、すなわち、超微細な非コーティング混合相ＴｉＯ2（〜２０ｎｍ）を含有する１０重量％のトリアセチンと結合させた。
【００７８】
実施例７Ｄ、７Ｅ及び７Ｆの繊維は、それぞれ、０．５重量％、１．０重量％及び２．０重量％のＡＥＲＯＸＩＤＥ（登録商標）ＴｉＯ2 Ｐ ２５、すなわち、粒径約２０ｎｍを有する超微細な非コーティング混合相ＴｉＯ2で構成した。これらの実施例では、２重量％のＶＰ ＴｉＯ2 Ｐ ９０、すなわち、超微細な非コーティング混合相ＴｉＯ2（〜１４ｎｍ）を含有する１０重量％のトリアセチンと結合させた。これらの実施例に関する屋上屋外曝露結果は表３に示される。
【００７９】
［実施例８Ａ〜８Ｄ］２種類の光活性ＴｉＯ2粒子のうちの一方を含有するトリアセチンと結合させた繊維中の光活性ＴｉＯ2粒子（サイズ〜１４ｎｍ）
これらの実施例では、フィルターを、上記と同様に、様々な量のＶＰ ＴｉＯ2 Ｐ ９０、すなわち、超微細な（サイズ〜１４ｎｍ）非コーティング混合相ＴｉＯ2を含有する酢酸セルロース繊維で構成した。フィルターを、２種類の超微細な非コーティング混合相ＴｉＯ2のうちの一方を含有する１０重量％トリアセチンと結合させた。
【００８０】
実施例８Ａ及び８Ｃの繊維は、酢酸セルロース繊維中に０．５重量％の１４ｎｍＴｉＯ2粒子を含有していた。実施例８Ａでは、２．０重量％の超微細な（〜２０ｎｍ）混合相ＴｉＯ2を含有する１０％トリアセチンと結合させ、実施例８Ｃでは、２．０重量％の超微細な（〜１４ｎｍ）混合相ＴｉＯ2を含有する１０％トリアセチンと結合させた。実施例８Ｂ及び８Ｄでは、酢酸セルロース繊維中に１．０重量％の超微細な非コーティング混合相ＴｉＯ2（〜１４ｎｍ）を含有していた。実施例８Ｂでは、２．０重量％の超微細な（〜２０ｎｍ）混合相ＴｉＯ2を含有する１０％トリアセチンと結合させ、実施例８Ｄでは、２．０重量％の超微細な（〜１４ｎｍ）混合相ＴｉＯ2を含有する１０％トリアセチンと結合させた。これらの実施例に関する屋上屋外曝露結果は表４に示される。
【００８１】
ロッド硬度（rod hardness）を、上記全ての実施例に関して測定し、可塑剤中のＴｉＯ2の影響を評価したところ、全ての実施例において、Ｆｉｌｔｒｏｎａ硬度単位（Filtrona hardness units）において９３％以上という許容可能なフィルター硬度を有することが実証された。
【００８２】
【表１】
2014516588.tif 000002
【００８３】
【表２】
2014516588.tif 000003
【００８４】
【表３】
2014516588.tif 000004
【００８５】
【表４】
2014516588.tif 000005
【００８６】
実施例１と実施例２Ａ及び２Ｂとの比較から明らかであるように、非コーティング混合相ＴｉＯ2粒子を可塑剤に添加することにより、屋上屋外曝露試験における分解速度の上昇が実現された。９ヶ月後、実施例２Ａ及び２Ｂで残存する重量割合は、それぞれ、４０％及び４６％であったが、実施例１で残存する重量割合は８３％であった。繊維中にＴｉＯ2が存在しない場合、光活性物質を可塑剤に添加することにより、分解速度が９ヶ月の間に約４０％上昇した。
【００８７】
顔料としてのみＴｉＯ2を含有する実施例３を、繊維中に含有される０．５重量％顔料サイズのＴｉＯ2と可塑剤中に含有される２種類のうちの一方の光活性物質とで構成した実施例４Ａ及び４Ｂと比較すると、結果は同様であった。それぞれ２種類の光活性物質のうちの一方を含有させた実施例４Ａ及び４Ｂに関し、４１重量％及び５３重量％という向上した分解速度が観察され、これに対して、可塑剤中に光活性物質を含有しない実施例３では、７９重量％が残存していた。この比較に関し、可塑剤中の光活性物質は、試験された９ヶ月の期間で分解速度を３０〜４０％向上させた。
【００８８】
実施例５Ａ〜Ｃでは、光活性物質を含有しない可塑剤と結合させた一方、実施例７Ａ〜Ｆでは、可塑剤中に含有される２種類のうちの一方の光活性物質と結合させた。屋上屋外曝露の９ヶ月後、実施例５Ａ、５Ｂ及び５Ｃで残存する重量割合は、それぞれ、３１％、３２％及び３３％であった一方、実施例７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ及び７Ｆで残存する重量割合は、それぞれ、２８％、２７％、３０％、３０％、３９％及び３０％であった。これらの比較に関し、光活性物質が可塑剤中に存在する場合における分解速度の若干の向上が観察された。
【００８９】
実施例６Ａ及び６Ｂのフィルターの繊維は、可塑剤中の光活性物質なしに結合させた一方、実施例８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄでは、可塑剤に含有される２種類のうちの一方の光活性物質と結合させた。実施例６Ａ及び６Ｂに関し、屋上屋外曝露の９ヶ月後に残存する重量割合は、それぞれ、５１％及び４０％であった一方、実施例８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄに関し、９ヶ月後に残存する重量割合は、それぞれ、３４％、３７％、３５％、３２％であった。この比較に関し、屋上曝露の９ヶ月後の分解速度の向上は、一方の光活性物質を可塑剤に加えた実施例８Ａ〜Ｄの方が、光活性物質を可塑剤中に存在させなかった実施例６Ａ〜Ｂよりも良好であった。上記実施例の比較により、光活性物質の可塑剤への添加が、試験されたフィルターサンプルに関して９ヶ月間の分解速度を向上させたことを実証された。したがって、本発明は、タバコ用フィルター製造に関する現在のプロセスを変更することなく、向上した分解性を有するフィルターを構成する簡便なアプローチを可能とする。
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月25日(2013.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルターを形成する方法であって、
前記方法が、
分散した光活性物質の粒子を含む可塑剤をセルロースエステル繊維に適用し、可塑化セルロースエステル繊維を得る工程、及び
前記可塑化セルロースエステル繊維をフィルターに成形する工程
を含み、
前記光活性物質の粒子が、混合相二酸化チタン粒子を含む、前記方法。
【請求項２】
前記可塑剤が、トリアセチン（グリセロールトリアセテート）、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、トリプロピオニン、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸トリエチル、及び、トリアセチンと１種又は２種以上のポリエチレングリコールとの混合物のうちの１種又は２種以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記可塑剤が、１種又は２種以上の水溶性ポリマーをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記光活性物質が二酸化チタンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記光活性物質が、ルチル型二酸化チタン、又はアナターゼ型二酸化チタン、又はルチル型二酸化チタンとアナターゼ型二酸化チタンとの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記混合相二酸化チタン粒子が、約５０〜約９８％の量で存在するアナターゼ相と、約５０〜約２％の量で存在するルチル相とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記光活性物質の粒子が、約１ｎｍ〜約２５０ｎｍの直径を有する粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記光活性物質の粒子が、５ｎｍ〜５０ｎｍの直径を有する粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記可塑剤がセルロースエステルポリマーをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記可塑剤がポリエチレングリコールをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記セルロースエステル繊維が、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース又は酢酸酪酸セルロースのうちの１種又は２種以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記セルロースエステル繊維が、約１．８〜約２．７のＤＳ／ＡＧＵを有する酢酸セルロースを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記セルロースエステル繊維が、約１．９〜約２．５のＤＳ／ＡＧＵを有する酢酸セルロースを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
タバコ用フィルターに１又は２回以上切り込みを入れる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法に製造されたフィルター。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法に製造されたフィルターを備えるタバコ。
【請求項１７】
前記光活性物質の粒子が約１０〜約３００ｍ2／ｇの表面積を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィルターに供給される光活性物質の粒子の量が、前記フィルターの重量を基準として約０．０１〜約１０重量％である、請求項１５に記載のフィルター。
【請求項１９】
前記フィルターに供給される光活性物質の粒子の量が、前記フィルターの重量を基準として０．０１〜１０重量％である、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2014516588.tif 000006
2014516588.tif 000007
2014516588.tif 000008