(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースエステル短繊維とパルプと水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩とを含むフィルタープラグを備えたタバコフィルターであって、前記フィルタープラグでのアルカリ金属の含有量が、フィルタープラグ１ｇに対して、２〜１００μｍｏｌであるタバコフィルター。
【請求項２】
水溶性アニオン性高分子が、ポリアクリル酸、及びカルボキシル基を有する多糖類から選択された少なくとも一種である請求項１記載のタバコフィルター。
【請求項３】
水溶性アニオン性高分子が、カルボキシメチルセルロース又はアルギン酸である請求項１又は２記載のタバコフィルター。
【請求項４】
アルカリ金属の含有量が、フィルタープラグ１ｇに対して、２〜９０μｍｏｌである請求項１〜３のいずれかに記載のタバコフィルター。
【請求項５】
セルロースエステル短繊維とパルプと水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩とを含む抄紙シートであって、アルカリ金属の含有量が、シート全体１ｇに対して、２〜１００μｍｏｌである抄紙シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥時の強度が高いにも拘わらず、湿潤時の崩壊性に優れたタバコフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
タバコフィルターは、喫煙時には喫煙者の指からの圧縮力に耐えるために機械的強度が要求される。一方、タバコフィルターが自然環境中に放置された場合には水分などにより速やかに崩壊するのが望ましい。このようなタバコフィルターは、万一に不法に廃棄された場合でも速やかに崩壊し生分解させることができるため、環境汚染を低減できる。従って、乾燥時の強度と湿潤時の崩壊性とを両立させたタバコフィルターが求められている。
【０００３】
例えば、特許第３６７７３０９号公報（特許文献１）には、無捲縮のセルロースエステル短繊維と、叩解パルプとで構成された抄紙構造を有するシート状のたばこフィルター素材であって、前記叩解パルプの叩解度がショッパーリーグラー式ろ水度２０〜９０°ＳＲであり、前記無捲縮のセルロースエステル短繊維が、平均繊維長１〜１０ｍｍ、繊度１〜１０デニールの短繊維であるたばこフィルター素材が開示されている。この文献には、シート状素材の調製に際し、人体に悪影響を及ぼさず、喫味及び崩壊性を損なわないバインダー（例えば、水溶性接着剤）を使用してもよく、前記バインダーの使用量はできる限り少量（例えば、素材全体に対して１０重量％以下）が好ましいと記載されている。この文献の実施例では、無捲縮セルロースアセテート短繊維と叩解パルプとを湿式抄造して得られたシートに対して、カルボキシメチルセルロース水溶液を乾燥重量基準で３重量％スプレーし、シート状素材を得た例が記載されている。
【０００４】
特開平７−７５５４２号公報（特許文献２）には、セルロースエステル繊維のトウと、このトウに含まれ、前記繊維を接着する水溶性高分子とで構成されたたばこフィルターであって、トウ１００重量部に対する水の量が２５重量部以下でトウをロッド状に成形することにより得られるフィルターロッドで構成されているたばこフィルターが開示されている。この文献の実施例では、開繊した酢酸セルロース捲縮繊維トウに対して、水溶性高分子としてのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を５重量％添加し、トウを紙巻装置に送りフィルターを巻取紙で巻き上げて、たばこフィルターチップを得た例が記載されている。
【０００５】
特開平８−３２２５３９号公報（特許文献３）には、セルロースエステル組成物と水への分散性の良好なバインダーとからなる不織布を棒状に巻き上げてなるたばこフィルターが開示されている。この文献の実施例では、セルロースアセテート短繊維を気流によってスクリーンワイヤーに吹き付けて積層するとともに、ワイヤー上の混合物に対して、５％水溶液のカルボキシメチルセルロースを用いて１０重量％をスプレーした後、プレス、乾燥し、不織布をクレープロールで処理した後巻き上げて、フィルタープラグを作製した例が記載されている。
【０００６】
これらの素材を用いたタバコフィルターは、水分により崩壊する性質を示す。しかしながら、その崩壊速度は満足するものではなく、水分により直ちに崩壊するような崩壊性を有するものではなかった。また、これらの文献には、タバコフィルターの強度を向上させるためにカルボキシメチルセルロース金属塩を添加することが記載されているが、カルボキシメチルセルロース金属塩の添加量が増大するにつれてフィルター強度が増大するが、一方、崩壊性が低下する挙動を示す。そのため、フィルター強度を確保すると、短時間内に崩壊できず、水崩壊性が未だ十分でない。このように、乾燥時の強度と湿潤時の崩壊性との両立は未だ困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６７７３０９号公報（特許請求の範囲、段落［００２９］、実施例）
【特許文献２】特開平７−７５５４２号公報（特許請求の範囲、実施例）
【特許文献３】特開平８−３２２５３９号公報（特許請求の範囲、実施例）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、乾燥時の強度と湿潤時の崩壊性とを両立できるタバコフィルターを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、湿潤時に極めて短時間で崩壊できるタバコフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、前記課題を達成するため、水溶性高分子の添加量とフィルター特性との関係について鋭意検討した結果、水溶性高分子を添加することなくセルロースエステル短繊維とパルプとを抄紙すると、乾燥時の強度が低下するだけでなく、セルロースエステル短繊維及びパルプの水素結合により表面が膜状に角質化又は硬質化して、湿潤時の崩壊性が低下すること、セルロースエステル短繊維及びパルプに対して、特定量の少量の水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩を添加すると、乾燥状態では、水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩を介してセルロースエステル短繊維とパルプとを一体化して強度を向上できるにも拘わらず、水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩が、パルプのセルロース繊維間の水素結合、及びパルプのセルロース繊維とセルロースエステル短繊維との水素結合による角質化を阻害するためか、湿潤状態では極めて短時間で水崩壊できることを見いだし、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明のタバコフィルターは、セルロースエステル短繊維とパルプと水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩とを含むフィルタープラグ（又は棒状フィルター素材）を備えている。フィルタープラグでのアルカリ金属（水溶性アニオン性高分子に由来するアルカリ金属）の含有量は、フィルタープラグ１ｇに対して、２〜１００μｍｏｌ（例えば、２〜９０μｍｏｌ）である。
【００１２】
水溶性アニオン性高分子は、ポリアクリル酸、及びカルボキシル基を有する多糖類から選択された少なくとも一種（例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸）であってもよい。水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の１重量％水溶液粘度は、温度２５℃において、Ｂ型粘度計で回転数６０ｒｐｍで測定したとき、１００ｍＰａ・ｓ以下であってもよい。
【００１３】
本発明は、セルロースエステル短繊維とパルプと水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩とを含み、かつアルカリ金属（水溶性アニオン性高分子に由来するアルカリ金属）の含有量が、シート全体１ｇに対して、２〜１００μｍｏｌである抄紙シート（又はシート状フィルター素材）も包含する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、セルロースエステル短繊維及びパルプに対して、少量の特定量の水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩を添加するため、乾燥時の機械的強度と湿潤時の崩壊性とを両立できる。すなわち、本発明では、湿潤時に極めて短時間内で崩壊できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は実施例のシート状フィルター素材におけるナトリウム含有量とほぐれやすさとの関係を示すグラフである。
【図２】図２は実施例の棒状フィルター素材におけるナトリウム含有量とほぐれやすさとの関係を示すグラフである。
【図３】図３は実施例のシート状フィルター素材のほぐれやすさと、実施例の棒状フィルター素材のほぐれやすさとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［タバコフィルター］
本発明のタバコフィルターは、フィルターの本体であるフィルタープラグを備えており、通常、さらにフィルタープラグを被覆する巻紙を備えている。フィルタープラグは、セルロースエステル短繊維とパルプと水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩とを含んでいる。このようなタバコフィルターは、通常、本発明でいうところのフィルタープラグを巻紙で巻いて、これを更にたばこの本体部と紙（チップペーパー）で巻いて一体化されたものである。
【００１７】
タバコフィルターは、慣用の方法、例えば、紙フィルター用巻き上げ装置（例えば、フィルタープラグ巻き上げ機）を用いて、抄紙シートを棒状に巻き上げることにより得られる。具体的には、必要によりエンボス加工又はクレープ加工を施した抄紙シートを、前記巻き上げ機のロート中に巻き込んだ後、巻紙により棒状に巻き上げ、糊付けし、所定の長さに切断することにより、タバコフィルターを作製できる。前記巻き上げ工程において、クレープ化した抄紙シートは、皺が延びる方向に対して横断又は略直交する方向に巻き上げる場合が多い。前記糊付け工程において、円筒状の巻紙同士の端部での糊付け、巻き上げられた棒状の抄紙シートと巻紙との糊付けは、湿潤時の崩壊性の点から、水溶性接着剤を用いるのが好ましい。このような水溶性接着剤を用いたタバコフィルターとしては、特開平９−４７２７１号公報を参照できる。
【００１８】
また、巻紙又はチップペーパーについては、水解性のある紙で形成するのが好ましい。特開平９−４９１８８号公報に記載されているように、水溶性高分子とアルカリ性化合物とを含む塗工液を、水解性基材の少なくとも片面に塗工するか、或いは水解性基材に含浸加工した巻紙又はチップペーパーを用いることが好ましい。
【００１９】
（セルロースエステル短繊維）
セルロースエステルとしては、セルロースアセテートが好適である。
【００２０】
セルロースエステルの平均置換度は２．４〜２．６程度である。平均置換度は中和滴定、ＮＭＲなどの慣用の方法で測定できる。
【００２１】
セルロースエステルの粘度平均重合度は、例えば、１０〜１０００、好ましくは５０〜９００、さらに好ましくは２００〜８００程度である。粘度平均重合度は、宇田らの極限粘度法（宇田和夫、斉藤秀夫、繊維学会誌、第１８巻第１号、105〜120頁、1962年）により測定できる。具体的には、セルロースエステルを溶媒［メチレンクロライド／メタノール＝９／１（重量比）の混合溶媒など］に溶解し、所定の濃度ｃ（２ｇ／Ｌ）の溶液を調製し、この溶液及び溶媒を、それぞれ、オストワルド粘度計に注入し、２５℃で粘度計の刻線間を通過する時間ｔ及びｔ０を測定し、下記式に従って粘度平均重合度を算出できる。
【００２２】
ηｒｅｌ＝ ｔ／ｔ０
［η］＝（ｌｎ ηｒｅｌ）／ｃ
ＤＰ＝［η］／（６×１０−４）
（式中、ｔは溶液の通過時間、ｔ０は溶媒の通過時間、ｃは溶液の濃度、ηｒｅｌは相対粘度、［η］は極限粘度、ＤＰは粘度平均重合度を示す）
【００２３】
上記セルロースエステルの構造及び物性は、タバコフィルターを水に崩壊し、固形分（非水溶性成分）を分離し、分離した固形分から所定の溶媒を用いてセルロースエステルを抽出した上で分析できる。
【００２４】
上記セルロースエステルは短繊維状であり、必要に応じて捲縮されていてもよいが、水への分散性や崩壊性の点から、非捲縮繊維（又は無捲縮繊維）であるのが好ましい。なお、非捲縮繊維とは、完全に直線状の繊維のみならず、多少湾曲した繊維を含む。このような繊維は、例えば、水中で水流などにより微小の剪断力が作用されることにより、容易に形状が変化して直線状になるため、水への分散性や崩壊性を保持できる。非捲縮繊維は、捲縮することなく紡糸（乾式紡糸、湿式紡糸、溶融紡糸など）することにより得てもよく、捲縮繊維を水蒸気などの加熱手段で加熱しながら張力を作用させるなどの方法により捲縮を完全に解除して伸長することにより得てもよい。
【００２５】
セルロースエステル短繊維の平均繊維長（捲縮繊維の場合、末端間の距離の平均値）は、例えば、１〜６ｍｍ、好ましくは１．２〜５ｍｍ、さらに好ましくは１．３〜４．５ｍｍ（例えば、１．５〜４ｍｍ）程度である。なお、平均繊維長が短すぎると、シート強度が低下し、巻き上げ時にシートが破断する可能性もあり、平均繊維長が長すぎると、繊維の絡み合いのために水への分散性が低下し、湿式抄造によるシート化が困難になり、湿潤時の崩壊性も低下しやすい。
【００２６】
セルロースエステル短繊維の平均繊維径は、例えば、１．５〜５デニール、好ましくは２〜４デニール、さらに好ましくは２．５〜３．５デニール程度である。
【００２７】
セルロースエステル短繊維の断面形状は、特に制限されずＹ字状であってもよい。
【００２８】
上記セルロースエステル短繊維の捲縮性、平均繊維長、平均繊維径及び断面形状は、タバコフィルターを水に崩壊し、この崩壊物を顕微鏡で観察することにより測定できる。
【００２９】
（パルプ）
パルプは、セルロースエステル短繊維と絡み合って接着するため、乾燥時の機械的強度を向上できるとともに、たばこ有害成分の濾過性能を向上できる。
【００３０】
パルプとしては、天然セルロースパルプが好適であり、代表的にはリンターパルプ、木材パルプ（例えば、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ）である。また、パルプは、化学パルプ（クラフトパルプ、サルファイトパルプ）が好適であり、セルロース含有率を高めて、強度を増大できる点から、クラフトパルプが好ましい。さらに、パルプは、未漂白パルプであってもよく、色相の点から漂白パルプであってもよい。
【００３１】
これらのパルプは、通常、慣用の叩解機又は解砕機で叩解して用いる場合が多い。叩解パルプの叩解度は、例えば、ショッパーリーグラー式ろ水度１０〜９０°ＳＲ、好ましくは１５〜７０°ＳＲ、さらに好ましくは２０〜５０°ＳＲ程度である。叩解度が低すぎると、セルロースエステル短繊維との接着性が低下し、シート強度が低下しやすく、叩解度が高すぎると、繊維間の結合力や接着性が強くなりすぎて、湿潤時の崩壊性が低下しやすい。
【００３２】
フィルタープラグにおけるセルロースエステル短繊維とパルプとの割合は、例えば、前者／後者（重量比）＝３０／７０〜９５／５（例えば、３５／６５〜９２／８）、好ましくは４０／６０〜９０／１０（例えば、５０／５０〜８８／１２）、さらに好ましくは６０／４０〜８５／１５（例えば、７０／３０〜８０／２０）程度である。セルロースエステル短繊維の割合が少なすぎると、湿潤時の崩壊性が低下しやすいうえ、たばこの喫味が劣り、フェノール類などに対する選択除去性が低下しやすい。一方、パルプの割合が少なすぎると、シート強度が低下しやすい。
【００３３】
セルロースエステル短繊維とパルプとの割合を分析するには、タバコフィルターから巻紙を除去したフィルタープラグを水に崩壊させた後、過剰量の水で洗浄し、水溶性アニオン性高分子を除去し、ろ過により固形分を分離する。得られた固形分を過剰量のアセトンで洗浄してセルロースエステルを溶解し除去する。残渣を秤量して、フィルタープラグの重量と対比することで、セルロースエステル短繊維とパルプとの割合が求められる。なお、水溶性アニオン性高分子の含有量は、洗浄水を濃縮し、乾燥して固形分を別途秤量することで求められる。
【００３４】
（水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩）
本発明では、少量の特定量の水溶性高分子を添加することにより、乾燥時の高強度と湿潤時の崩壊性とを両立させることができる。水溶性高分子としてはアニオン性とカチオン性の水溶性高分子があるが、本発明で用いることができるのはアニオン性の水溶性高分子、特に、水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩である。少量の特定量の水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩は、乾燥状態では、セルロース短繊維とパルプとを一体化して強度を向上できるとともに、繊維間の水素結合を阻害して角質化（表面とその近傍の成分が凝縮して膜状に硬質化する現象）を抑制できるためか、崩壊性を顕著に向上できる。
【００３５】
水溶性アニオン性高分子としては、多糖類（カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロースなどのカルボキシメチルＣ２−３アルキルセルロース、カルボキシメチルスターチ、アルギン酸などのカルボキシル基を有する多糖類；ペクチン、カラギーナン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸などのスルホ基を有する多糖類など）、ポリアクリル酸などが例示できる。
【００３６】
水溶性アニオン性高分子の酸性基（カルボキシル基、スルホ基など）は、アルカリ金属と塩を形成している。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが例示できる。これらのアルカリ金属は、単独で又は二種以上組み合わせてもよい。これらのアルカリ金属のうち、ナトリウムが好ましい。
【００３７】
水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の中和度は、０．６以上、好ましくは０．９以上、さらに好ましくは１．０である。中和度が低すぎると、乾燥時に、水溶性アニオン性高分子の未置換の水酸基とカルボキシル基とが反応（加熱脱水反応）し架橋するために、崩壊性が低下する。
【００３８】
中和度は、例えば、以下の方法で測定、算出できる。タバコフィルターを過剰量の水で洗浄し、固形物を除去し、得られた洗浄水を濃縮して水溶性アニオン性高分子の抽出溶液Ｓを得る。この溶液の一部を水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定し、アルカリの消費量Ａ１（mol）を算出する。一方、上記と同量の抽出溶液Ｓを過剰の塩酸Ｂ（mol）を加え、全ての塩形成基を酸型とした上で、水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定し、アルカリの消費量Ａ２（mol）を算出する。Ａ１、Ａ２及びＢを次式に代入し、水溶性アニオン性高分子の中和度αを算出できる。
α＝（Ｂ−Ａ２）／（Ａ１＋Ｂ−Ａ２）
【００３９】
また、抽出溶液Ｓ及びこの溶液を過剰量の塩酸により酸型にした溶液を乾燥して水溶性アニオン性高分子の粉末を得た上で、赤外吸収スペクトルにより、アルカリ金属塩の形態のカルボニル基のピーク強度（ＩＡ）と遊離の形態のカルボニル基のピーク強度（ＩＢ）とを測定する。ＩＡ及びＩＢを次式に代入し、中和度αを算出してもよい。
α＝１−ＩＡ／ＩＢ
【００４０】
これらの水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩のうち、湿潤時の崩壊性の点から、ポリアクリル酸、カルボキシル基を有する多糖類（例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルＣ２−３アルキルセルロース、カルボキシメチルスターチ、アルギン酸）］のアルカリ金属塩が好ましい。特に、カルボキシル基（例えば、カルボキシメチル基）を有する多糖類（例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルＣ２−３アルキルセルロース、カルボキシメチルスターチ）のアルカリ金属塩が好ましい。
【００４１】
カルボキシル基を有する多糖類（例えば、カルボキシメチルセルロース）のアルカリ金属塩において、アルカリ金属塩を形成したカルボキシル基（例えば、カルボキシメチル基）の平均置換度（多糖類を構成するグルコース単位の２，３及び６位のヒドロキシル基に対する平均置換度；平均エーテル化度；ＤＳなど）は、例えば、０．４〜２．５（例えば、０．５〜２．４）、好ましくは０．５５〜２（例えば、０．６〜１．８）、さらに好ましくは０．６５〜１．５（例えば、０．７〜１．２）程度である。平均置換度が小さすぎると、湿潤時の崩壊性が低下しやすく、大きすぎると乾燥時の強度が低下しやすい。
【００４２】
水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の１重量％水溶液の粘度は、温度２５℃において、Ｂ型粘度計で回転数６０ｒｐｍで測定したとき、例えば、１００ｍＰａ・ｓ以下（好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以下）であってもよく、通常、３０ｍＰａ・ｓ以下（例えば、２５ｍＰａ・ｓ以下）、好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下（例えば、１５ｍＰａ・ｓ以下）、さらに好ましくは測定限界〜１５ｍＰａ・ｓ（例えば、１〜１５ｍＰａ・ｓ）であってもよい。
【００４３】
なお、水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の２重量％水溶液の粘度は、温度２５℃において、Ｂ型粘度計で回転数６０ｒｐｍで測定したとき、２ｍＰａ・ｓ以上（例えば、５ｍＰａ・ｓ以上）、好ましくは８ｍＰａ・ｓ以上、さらに好ましくは１０ｍＰａ・ｓ以上（例えば、１０〜１５０ｍＰａ・ｓ）であってもよい。水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の水溶液粘度が高すぎると、タバコフィルターが水の作用を受けた際の初期に、繊維近傍に形成される水溶性アニオン性高分子の水溶液が粘調となり、繊維の拡散が妨げられるために、湿潤時の崩壊性が低下する。
【００４４】
水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の添加量は崩壊性に大きく影響する。すなわち、水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の添加量と崩壊性との関係について詳細に検討したところ、図１又は図２に示すように、アルカリ金属の含有量が崩壊性に大きく影響し、アルカリ金属の含有量が少ないと、水溶性アニオン性高分子間の結合力が低下するためか、あるいは水が作用した初期の繊維近傍の溶液粘度の上昇が抑えられるためか、崩壊性が著しく増大する（ほぐれるまでの時間が極端に短くなる）ことが判明した。
【００４５】
より詳細には、アルカリ金属の含有量が１００μｍｏｌ／ｇを超えると、崩壊性が著しく低下する。一方、１００μｍｏｌ／ｇ以下（例えば、９０μｍｏｌ／ｇ以下、好ましくは８７μｍｏｌ／ｇ以下）であれば、上記理由から崩壊性を著しく向上でき、実用的に十分な性能を有している。アルカリ金属の含有量が１００μｍｏｌ／ｇが境界値であり、境界値付近では崩壊性が多少変動するので、安定する領域としては８０μｍｏｌ／ｇ以下（例えば、７６μｍｏｌ／ｇ以下）であれば非常に好ましい。
【００４６】
また、アルカリ金属の含有量が少なすぎても崩壊性を奏しない。具体的な数値としては、２μｍｏｌ／ｇを境界として、この境界値よりもアルカリ金属の含有量が少ないと、繊維間の水素結合の阻害が不十分で、角質化（硬質化）して塊状になるためか、十分な崩壊性が得られない。
【００４７】
このような挙動から、アルカリ金属の含有量は、フィルタープラグ１ｇに対して、２〜１００μｍｏｌ、好ましくは２〜９０μｍｏｌ、さらに好ましくは２〜８７μｍｏｌ、特に３〜７５μｍｏｌ程度である。アルカリ金属の含有量は、フィルタープラグを灰化し、焼成後、原子吸光分析、誘導結合プラズマ発光分光分析で測定できる。
【００４８】
水溶性アニオン性高分子アルカリ金属塩の含有量（アニオン性基のモル量）は、アルカリ金属の含有量（モル量）と略同一であってもよい。すなわち、フィルタープラグ１ｇに対して、水溶性アニオン性高分子アルカリ金属塩の含有量（アニオン性基のモル量）は、上記と同様の範囲（例えば、２〜１００μｍｏｌ程度）から選択できる。なお、水溶性アニオン性高分子アルカリ金属塩の存在は、タバコフィルターを過剰量の水で洗浄し、固形物を除去した洗浄水を濃縮し、乾燥して水溶性アニオン性高分子アルカリ金属塩を含む固化物を得た上で、この固化物を適当な溶媒に溶解して、Ｃ１３−ＮＭＲなどで分析することで確認できる。
【００４９】
タバコフィルターは、必要に応じて、種々の添加剤、例えば、サイズ剤、安定化剤、着色剤、油剤、歩留り向上剤、消泡剤、活性炭などを含んでいてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせてもよい。
【００５０】
［抄紙シート］
本発明の抄紙シート（シート状フィルター素材）、すなわち、フィルタープラグの素材は、セルロースエステル短繊維とパルプと水溶性アニオン性高分子アルカリ金属塩とを含んでいる。抄紙シートにおける各成分の含有量は、前記タバコフィルタープラグ（棒状フィルター素材）における各成分の含有量と略同一である。
【００５１】
抄紙シートの坪量は、例えば、１０〜６０ｇ／ｍ２、好ましくは１５〜４５ｇ／ｍ２、さらに好ましくは２０〜４０ｇ／ｍ２程度である。坪量が小さなシートは抄紙が困難であり、坪量が大きなシートは、クレープ加工でクレープを形成するのが困難になり、フィルター断面に不均一な隙間が生成しやすくなる。
【００５２】
抄紙シートの引張強度（ｋｇｆ／１５ｍｍ）は、ＪＩＳ−Ｐ−８１１３に準拠して、例えば、０．３５〜５、好ましくは０．３８〜４．５、さらに好ましくは０．４〜４（例えば、０．４２〜３．５）程度である。
【００５３】
抄紙シートは、慣用の方法、例えば、セルロースエステル短繊維と必要により叩解されたパルプと水とを含む組成物（スラリー）を湿式抄造することにより調製できる。具体的には、前記組成物を金網上に抄いて湿紙を調製し、この湿紙を脱水し、必要によりプレスし、乾燥することにより、抄紙シートを調製できる。前記湿紙は、ＪＩＳ  Ｐ８２２２に準じて手抄きにより調製してもよく、慣用の抄紙機（長網抄紙機、円網抄紙機など）を用いて機械的に調製してもよい。
【００５４】
水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩を含む抄紙シートは、前記組成物に水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩を含有させて湿式抄造することにより調製してもよく、湿式抄造物に対して水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の水溶液を噴霧、塗布又は浸漬することにより調製してもよい。
【００５５】
水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩の添加量（又は付着量）は、前記組成物（又は前記湿式抄造物）に対して、ごく微量の範囲から選択でき、５０〜２７００ｐｐｍ（重量基準）、好ましくは５０〜２４００ｐｐｍ（重量基準）程度であってもよい。
【００５６】
抄紙シートは、フィルターの形態で、たばこ煙を円滑かつ均一に通過させる点から、エンボス加工（又はクレープ加工）が施されているのが好ましい。エンボス加工は、表面に格子状、ランダム状などに凹凸部が形成されたロールに抄紙シートを押圧させる方法であってもよく、一対の前記ロールの間に抄紙シートを通過させる方法であってもよい。なお、抄紙シートの走行速度は特に制限されず、例えば、５０〜１５０ｍ／分、好ましくは８０〜１２０ｍ／分程度である。また、ロールの表面温度は特に制限されず、例えば、５０〜２００℃、好ましくは１００〜１５０℃程度である。
【００５７】
ロールの凹凸部の間隔（隣接する凹凸部の中心間距離の平均値）は、例えば、０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜４ｍｍ程度である。また、前記凹部の深さ（凸部の高さ）は、例えば、０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．２〜０．８ｍｍ程度である。
【００５８】
なお、抄紙シート（シート状フィルター素材）の崩壊性と、フィルタープラグ（棒状フィルター素材）の崩壊性との関係を詳細に検討したところ、図３に示すように直線的な関係（正の相関）があることが判明した。このことから、上記抄紙シートに少量の水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩を含有することにより、上記抄紙シートを棒状に巻き上げて形成したフィルタープラグも極めて短時間に崩壊できることが分かる。
【実施例】
【００５９】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例における各評価項目の評価方法は以下の通りである。
【００６０】
［ナトリウム濃度］
試料０．１ｇを精秤し、白金るつぼに入れて、ホットプレート及びブンゼンバーナーにて灰化した後、電気炉にて、４００℃で１時間、続いて５００℃で１．５時間乾式分解（焼成）を行った後、原子吸光分析用硝酸（関東化学株式会社製）を超純水で１０倍に希釈した溶液を加えて、時計皿で蓋をし、サンドバス（２５０℃設定）上で加熱溶解した。この溶液を超純水にて１０ｍｌにメスアップし、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ICP-AES）（リガク製、CIR0S１２０）に供し、常法によりナトリウム濃度（Ｃ１）を測定した。一方、白金るつぼに試料を加えることなく同様の操作を行うことによりナトリウム濃度（Ｃ２）を測定した。これらのナトリウム濃度の差（Ｃ１−Ｃ２）により、試料中のナトリウム濃度を算出した。
【００６１】
なお、検量線用標準液は、関東化学株式会社製の原子吸光用標準液（ナトリウム濃度１０００ｐｐｍ）を０．１Ｎ硝酸水溶液で希釈して、ナトリウム濃度０ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、１ｐｐｍ、１０ｐｐｍを作製して用いた。
【００６２】
［カルボキシメチルセルロースナトリウム塩濃度］
試料中のナトリウム濃度（Ｃ３）と、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ）のナトリウム濃度（Ｃ４）とを下記式に代入して、試料中のＣＭＣ濃度（Ｃ５）を算出した。
Ｃ５＝（Ｃ３／Ｃ４）×１００
【００６３】
［ほぐれやすさ］
実施例の抄紙シート（シート状フィルター素材）及び実施例のタバコフィルターを２５ｍｍの長さに切断し、巻紙を取り外して得られたフィルタープラグ（棒状フィルター素材）について、ほぐれやすさを、ＪＩＳ  Ｐ４５０１に準拠して評価した。
【００６４】
［引張強度］
幅１５ｍｍの試料の引張強度は、ＪＩＳ−Ｐ−８１１３に準じて測定した。なお、プラグを作製した例では、クレープ加工する前の抄紙シートを試料とした。
【００６５】
［喫味試験］
香喫味は、紙巻たばこ［市販のたばこ（日本たばこ産業（株）、商品名「ピースライト・ボックス」）のフィルタープラグを除去したもの］にフィルタープラグ化した試料を取付け、喫煙愛好者５人によって、元のたばことの比較で、下記の基準で香喫味の変化を評価し、５人の平均値で評価した。
５：ほとんど変化がない。
４：わずかに変化が感じられる。
３：明らかに変化が感じられる。
２：大きく変化している。
１：異質な喫味である。
【００６６】
比較例１〜６、実施例１〜７
無捲縮セルロースアセテート短繊維（断面Ｙ形、繊度３.３デニール、繊維長３．５ｍｍ、置換度２．４５）７０重量部と、叩解度４４°ＳＲの針葉樹漂白クラフトパルプ３０重量部と、所定量のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ１２２０、株式会社ダイセル製、エーテル化度＝０．８６、１重量％水溶液粘度＝１３ｍＰａ・ｓ、ナトリウム濃度８．７重量％）とを混合し、パルプ懸濁液を調製した。この懸濁液を用いて、ＪＩＳ Ｐ８２２２に準拠して湿式抄造し、脱水乾燥し、ＣＭＣ濃度が異なる抄紙シートを作製した。抄紙シートの評価特性を表１に示し、ナトリウム含有量とほぐれやすさとの関係を図１に示す。なお、比較例６ではＣＭＣを添加することなく抄紙シートを調製した。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
表１から明らかなように、比較例と比較して、実施例ではシートの引張強度が高く、崩壊するまでの時間が極めて短い。
【００６９】
比較例７〜１２、実施例８〜１４
比較例１〜６及び実施例１〜７と同様にパルプ懸濁液を調製し、円網式抄紙機を用いて湿式抄造し、脱水乾燥し、表２に示す坪量で幅２７０ｍｍの機械抄紙シートを調製した。得られた機械抄紙シートを、クレープ化ロール（表面温度１４０℃、溝ピッチ幅２．０ｍｍ、溝深さ０．６ｍｍ）により１００ｍ／分の速度でクレープ加工した。クレープ加工したシートを１５０ｍ／分の速度で巻上げ、長さ１００ｍｍ、円周２４．５ｍｍのタバコフィルターを作製した。得られたタバコフィルターを２５ｍｍの長さに切断し、巻紙を取り外して、フィルタープラグのみを取り出した。このフィルタープラグの評価特性を表２に示し、ナトリウム含有量とほぐれやすさとの関係を図２に示す。さらに、フィルタープラグのほぐれやすさと、前記抄紙シートのほぐれやすさとの関係を図３に示す。
【００７０】
【表２】
0005225489.tif 000003
【００７１】
表２から明らかなように、比較例と比較して、実施例ではシートの引張強度が高く、崩壊するまでの時間が極めて短い。さらに、実施例では、香喫味の変化も少ない。
【００７２】
比較例１３（特許文献１の実施例１８に相当）
無捲縮セルロースアセテート短繊維（断面Ｙ形、繊度３デニール、繊維長４ｍｍ、置換度２．４５）６０重量部と、叩解度４０°ＳＲの針葉樹漂白クラフトパルプ４０重量部を用いて、円網式抄紙機を用いて湿式抄造し、脱水乾燥して機械抄紙シートを調製した。この機械抄紙シートに、５重量％濃度のカルボキシメチルセルロース水溶液を、乾燥重量基準で機械抄紙シートに対して３重量％スプレーし、乾燥することにより、坪量３０ｇ／ｍ２、幅２７０ｍｍのシート状素材を調製した。このシート状素材の縦方向の引張強度は１．４８ｋｇｆ／１５ｍｍであった。
【００７３】
得られたシート状素材を、クレープ化ロール（表面温度１４０℃、溝ピッチ幅２．０ｍｍ、溝深さ０．６ｍｍ）により１００ｍ／分の速度でクレープ加工した。クレープ加工したシート状素材を１５０ｍ／分の速度で巻上げ、長さ１００ｍｍ、円周２４．５ｍｍのタバコフィルターを作製した。得られたタバコフィルターを２５ｍｍの長さに切断して、巻紙を取り外して、フィルタープラグのみを取り出した。このフィルタープラグのほぐれやすさは、ＪＩＳ  Ｐ４５０１に準拠して、９１秒であった。
【００７４】
実施例１５〜１７
無捲縮セルロースアセテート短繊維の繊維長を表３に示す長さに変えた以外は、実施例１３と同様にしてフィルタープラグを作製した。このフィルタープラグの評価特性を表３に示す。
【００７５】
【表３】
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【００７６】
表３から明らかなように、セルロースアセテート短繊維の繊維長が短くなるにつれて、崩壊性が若干増大する傾向を示す。
【００７７】
実施例１８〜２０
無捲縮セルロースアセテート短繊維と針葉樹漂白クラフトパルプの配合量を表４に示す量に変えた以外は、実施例１３と同様にして、フィルタープラグを作製した。このフィルタープラグの評価特性を表４に示す。
【００７８】
【表４】
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【００７９】
表４から明らかなように、セルロースアセテート短繊維の配合量が多くなるにつれて、崩壊性が若干高くなる傾向を示す。
【００８０】
実施例２１〜２３
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩ＣＭＣ１２２０の代わりに、ＣＭＣ１１１０（株式会社ダイセル製、エーテル化度＝０．７３、２重量％水溶液粘度＝１１１ｍＰａ・ｓ）、アルギン酸ナトリウム（キミカアルギンＢＬ−２、株式会社キミカ製、１重量％水溶液粘度＝３６ｍＰａ・ｓ）、又はポリアクリル酸ナトリウム（ジュリマーＡＣ−１０３、東亞合成株式会社製、固形分濃度４０重量％水溶液粘度＝３５０ｍＰａ・ｓ）を用いた以外は、実施例１３と同様にして、フィルタープラグを作製した。このフィルタープラグの評価特性を表５に示す。
【００８１】
【表５】
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【００８２】
表５から明らかなように、アニオン性高分子のアルカリ金属塩が異なる種類であっても、シートの引張強度が高く、崩壊に要する時間が極めて短い。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明のタバコフィルターは、乾燥タバコ葉を含むタバコ本体に取り付けて利用できる。タバコフィルターの配設部位は特に制限されず、タバコ本体の口元の部位、又は口元の部位とタバコ本体との間に配設する場合が多い。このようなタバコは、乾燥時の強度が優れており、喫煙しやすく、万一不法に投棄された場合でも、雨水などにより崩壊して環境汚染を軽減できる。
【要約】
【課題】乾燥時の強度と湿潤時の崩壊性とを両立できるタバコフィルターを提供することにある。
【解決手段】タバコフィルターは、セルロースエステル短繊維とパルプと水溶性アニオン性高分子のアルカリ金属塩とを含むフィルタープラグを備えている。フィルタープラグにおけるアルカリ金属の含有量は、フィルタープラグ１ｇに対して、２〜１００μｍｏｌである。水溶性アニオン性高分子は、ポリアクリル酸、及びカルボキシル基を有する多糖類から選択された少なくとも一種であってもよい。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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