(57)【要約】  本発明は喫煙品に導入する用途に用いられるフィルター材料に関し、このフィルター材料は第１の直径または平均直径を備える繊維を含むまたはこの繊維から作られる基材と、第１の直径または平均直径より小さい直径または平均直径を備える微細繊維とを含む。ここでフィルター材料は重量および／または体積で１０％超の微細繊維を含む、または微細繊維の直径または平均直径が約１．０〜約１．５μｍの範囲にある。また本発明はこのフィルター材料を含むフィルターまたはフィルターエレメント、これらを含む喫煙品、煙ろ過におけるこのフィルター材料の使用に関する。
2017501748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙品に導入するためのフィルター材料であって、フィルター材料は第１の直径または平均直径を備える繊維を含むまたはこの繊維から作られた基材と、第１の直径より小さい直径または平均直径を備える微細繊維とを含み、フィルター材料は重量および／または体積で１０％より多く微細繊維を含むフィルター材料。
【請求項２】
喫煙品に導入するためのフィルター材料であって、フィルター材料は第１の直径または平均直径を備える繊維を含むまたはこの繊維から作られた基材と、第１の直径より小さい直径または平均直径を備える微細繊維とを含み、微細繊維の直径または平均直径が約１．０〜約１．５μｍの範囲内にあるフィルター材料。
【請求項３】
喫煙品に導入するためのフィルター材料であって、約３〜約１０μｍの範囲内にある直径または平均直径を備える微細繊維から構成されるフィルター材料。
【請求項４】
微細繊維の直径または平均直径が約３〜約５μｍの範囲内、または微細繊維の直径または平均直径が約５〜約７μｍの範囲内、または微細繊維の直径または平均直径が約７〜約１０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項３に記載のフィルター材料。
【請求項５】
微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、またはポリグリコール酸（ＰＧＡ）、キトサン、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ゼラチン、またはこれらの任意の混合物を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項６】
微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体を主成分に構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項７】
微細繊維は遠心紡績または乾式紡績によって製造されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項８】
基材は生分解性材料を主成分に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルター材料。
【請求項９】
基材はポリ乳酸、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロースアセテートまたはこれらの任意の混合物を含むまたはこれらを主成分に構成されることを特徴とする請求項１、２または８に記載のフィルター材料。
【請求項１０】
基材はセルロースアセテートを含むまたはこれを主成分に構成されることを特徴とする請求項１、２または８に記載のフィルター材料。
【請求項１１】
基材はトウの形体である、または不織布ウェブの形体であることを特徴とする請求項１、２、８乃至１０のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項１２】
微細繊維は基材の表面上にあることを特徴とする請求項１、２、８乃至１１のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のフィルター材料を含むフィルターまたはフィルターエレメント。
【請求項１４】
請求項１３に記載のフィルターまたはフィルターエレメントを含む喫煙品。
【請求項１５】
タバコ煙のろ過における請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のフィルター材料の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は喫煙品中に使用されるフィルター材料に関する。また本発明はこのフィルター材料を含むフィルターまたはフィルターエレメント、これらを含む喫煙品および煙ろ過におけるこのフィルター材料の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙巻きタバコの煙に対するフィルターとして、幅広い種類の繊維材料が提案されている。セルロースアセテートトウは最も一般に使用されるフィルター材料である。しかしながら、このフィルター材料は製造費用が比較的高く、および／または分解するのに時間がかかる。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の態様では喫煙品に導入する用途に用いるフィルター材料が提供される。このフィルター材料は、第１の直径または平均直径を備える繊維を含むまたはその繊維から作られる基材と、第１の直径よりも小さい直径または平均直径を備える微細繊維とを含み、フィルター材料は重量および／または体積で１０％よりも多く微細繊維を含む。
【０００４】
第２の態様では喫煙品に導入する用途に用いるフィルター材料が提供される。このフィルター材料は、第１の直径または平均直径を備える繊維を含むまたはその繊維から作られる基材と、第１の直径よりも小さい直径または平均直径を備える微細繊維とを含み、微細繊維の直径または平均直径は約１．０μｍから約１．５μｍの間である。
【０００５】
本発明のこの態様の一部の実施態様では、微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、またはポリグリコール酸（ＰＧＡ）、キトサン、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ゼラチン、またはこれらの任意の混合物を含む。
【０００６】
一部の実施態様では、微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体を主成分に構成される。
【０００７】
一部の実施態様では、微細繊維は遠心紡績または乾式紡績によって製造される。
【０００８】
一部の実施態様では、基材は生分解性材料を主成分に構成される。
【０００９】
一部の実施態様では、基材はポリ乳酸、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロースアセテートまたはこれらの任意の混合物を含む、またはこれらを主成分に構成される。
【００１０】
一部の実施態様では、基材はセルロースアセテートを含むまたはこれを主成分に構成される。
【００１１】
一部の実施態様では、基材はトウの形体である。
【００１２】
一部の実施態様では、基材は不織布ウェブの形体である。
【００１３】
一部の実施態様では、微細繊維は基材の表面上にある。
【００１４】
第３の態様では第１または第２の態様によるフィルター材料を含むフィルターおよびフィルターエレメントが提供される。
【００１５】
第４の態様では第３の態様によるフィルターまたはフィルターエレメントを含む喫煙品が提供される。
【００１６】
第５の態様ではタバコ煙のろ過における第１または第２の態様によるフィルター材料の使用が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の実施態様を添付図面を参照し、あくまで例示を目的として説明する。  
【００１８】
【図１】一部の実施態様によるフィルターを含む喫煙品の略式側面図である。
【図２】一部の実施態様によるフィルターを含む喫煙品の略式側面図である。
【図３】一部の実施態様によるフィルターを含む喫煙品の略式側面図である。
【図４】一部の実施態様による本明細書で記載したフィルター材料のろ過効率を示す棒グラフである。
【図５】セルロースアセテート微細繊維の重量割合増加に応じたろ過効率の増加を示すグラフである。
【図６】一部の実施態様による本明細書で記載したフィルター材料のろ過効率を示す棒グラフである。
【図７】一部の実施態様による本明細書で記載したフィルター材料のろ過効率を示す棒グラフである。
【図８】一部の実施態様による本明細書で記載したフィルター材料のろ過効率を示す棒グラフである。
【図９】一部の実施態様による本明細書で記載したフィルター材料のろ過効率を示す棒グラフである。
【図１０】一部の実施態様による本明細書で記載したフィルター材料のろ過効率を示す棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は微細繊維を含むフィルター材料に関する。ここで使用する「微細繊維」なる用語には、直径が約１０μｍまでの繊維、または直径が約０．５〜約１０μｍの繊維が含まれる。一部の実施態様では、微細繊維は直径が約０．７〜約１．５μｍの繊維であり、任意に約０．８５〜約１．４μｍ、約１．０〜約１．５μｍ、および／または約１．０〜約１．３μｍの繊維である。別の実施態様では、微細繊維は直径が約３〜約５μｍまたは約１．５〜約３μｍの繊維である。さらに別の実施態様では、微細繊維は直径が約７〜約１０μｍの繊維である。
【００２０】
例えば、微細繊維の直径が１．５μｍ以下である一部の実施態様では、フィルター材料は微細繊維を重量基準で少なくとも約１％、少なくとも約２％、少なくとも約３％、少なくとも約４％、少なくとも約５％、少なくとも約６％、少なくとも約７％、少なくとも約８％、少なくとも約９％、少なくとも約１０％、少なくとも約１１％、少なくとも約１２％、少なくとも約１３％、少なくとも約１４％、少なくとも約１５％、少なくとも約１６％、少なくとも約１７％、少なくとも約１８％、少なくとも約１９％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％含む。
【００２１】
これとは別にまたはこれに加えて、例えば微細繊維は直径が１．５μｍ以下である時、フィルター材料は微細繊維を重量基準で約１％より多く、約２％より多く、約３％より多く、約４％より多く、約５％より多く、約６％より多く、約７％より多く、約８％より多く、約９％より多く、約１０％より多く、約１１％より多く、約１２％より多く、約１３％より多く、約１４％より多く、約１５％より多く、および／または約１６％より多く含む。
【００２２】
これとは別にまたはこれに加えて、フィルター材料は微細繊維を重量基準で約１００％未満、約９５％未満、約９０％未満、約８５％未満、約８０％未満、約７５％未満、約７０％未満、約６５％未満、約６０％未満、約５５％未満、および／または約５０％未満含む。
【００２３】
微細繊維の直径が約３〜約１０μｍである一部の実施態様では、フィルター材料は最大１００％微細繊維を含む。これらの実施態様の一部では、微細繊維の直径は約３〜約５μｍ、もしくは約５〜約７μｍであり、または微細繊維の直径は約７〜約１０μｍである。
【００２４】
微細繊維の直径が約１．５μｍ未満である一部の実施態様では、フィルター材料は微細繊維を重量基準で最大約３０％または最大約４０％含み、少なくとも約１％含む。
【００２５】
微細繊維は体積に対する表面積の比が高く、場合によってはその比が極端に高い。
【００２６】
微細繊維の断面形状は特に制限はなく使用可能ないずれであってもよい。一部の実施態様では、微細繊維は円形または実質的に円形の断面をしている。一部の実施態様では、微細繊維は三葉断面形状、五葉断面形状、細長断面形状、または断面積に対する表面積の比率を高める他の如何なる形状をしていてもよい。
【００２７】
一部の実施態様では、フィルター材料は微細繊維を体積基準で少なくとも約１％、少なくとも約２％、少なくとも約３％、少なくとも約４％、少なくとも約５％、少なくとも約６％、少なくとも約７％、少なくとも約８％、少なくとも約９％、少なくとも約１０％、少なくとも約１１％、少なくとも約１２％、少なくとも約１３％、少なくとも約１４％、少なくとも約１５％、少なくとも約１６％、少なくとも約１７％、少なくとも約１８％、少なくとも約１９％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％含む。
【００２８】
これとは別にまたはこれに加えて、フィルター材料は微細繊維を体積基準で約１００％未満、約９５％未満、約９０％未満、約８５％未満、約８０％未満、約７５％未満、約７０％未満、約６５％未満、約６０％未満、約５５％未満、および／または約５０％未満含む。
【００２９】
一部の実施態様では、フィルター材料は微細繊維を表面積基準で少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、少なくとも約５５％、少なくとも約６０％、少なくとも約６５％、少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％含む。
【００３０】
これとは別にまたはこれに加えて、フィルター材料は微細繊維を表面積基準で約１００％未満、約９５％未満、約９０％未満、約８５％未満、約８０％未満、約７５％未満、約７０％未満、約６５％未満、約６０％未満、約５５％未満、約５０％未満含む。
【００３１】
このフィルター材料は許容できるおよび／または望ましいろ過効率を有している。このフィルター材料は、タバコ煙などの気体状物質のろ過において許容できるおよび／または望ましいろ過効率を有している。一部の実施態様では、タバコ煙のろ過において許容できるろ過効率とは、ニコチンを含まない乾燥粒状物（ＮＦＤＰＭ）を少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％除去することである。一部の実施態様では、タバコ煙のろ過において許容できるろ過効率とは、ニコチンを少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％、少なくとも約３０％、少なくとも約３５％、少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％除去することである。
【００３２】
このフィルター材料は許容できるおよび／または望ましい圧力降下を有している。微細繊維が、喫煙品に導入されるなどの使用時において許容できるおよび／または望ましい圧力降下を供している。一部の実施態様では、微細繊維を重量基準で１０％超含むフィルター材料は許容できるおよび／または望ましい圧力降下を有している。一部の実施態様では、重量基準で約１０％より多く微細繊維を含むフィルター材料は許容できるおよび／または望ましい圧力降下を有している。一部の実施態様では、許容できるおよび／または望ましい圧力降下とは、約６０〜約１４０ｍｍＷＧ、約８０〜約１４０ｍｍＷＧ、約１００〜約１４０ｍｍＷＧ、約１１０〜約１４０ｍｍＷＧ、約１２０〜約１４０ｍｍＷＧ、約１２０〜約１３５ｍｍＷＧの範囲である。
【００３３】
一部の実施態様では、フィルター材料が喫煙品に導入される時、微細繊維の直径が許容できるおよび／または望ましい圧力降下に寄与するおよび／または直結する。一部の実施態様では、直径が約０．７〜約１．５μｍ、または約１．０〜約１．５μｍの微細繊維を含むフィルター材料は許容できるおよび／または望ましい圧力降下を有している。
【００３４】
一部の実施態様では、フィルター材料は、喫煙品に導入されて使用されるなどの使用時において、許容できるおよび／または望ましいろ過効率と、許容できるおよび／または望ましい圧力降下を有している。
【００３５】
一部の実施態様では、微細繊維の直径は充分に大きく、タバコ煙のろ過などの使用時において消失しない。
【００３６】
一部の実施態様では、微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、またはポリグリコール酸（ＰＧＡ）、キトサン、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ゼラチン、またはこれらの任意の混合物を含む。
【００３７】
一部の実施態様では、セルロースアセテートおよび／またはその誘導体を主成分として構成されてもよく、またはそれらのみから構成されてもよい。
【００３８】
一部の実施態様では、微細繊維はセルロースアセテートを約５０〜約１００％含む。フィルター材料の微細繊維はセルロースアセテートを約２０％、約２５％、約３０％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、約９０％、約９５％、約９９％、約１００％含んでもよい。一部の実施態様では、フィルター材料の微細繊維は１００％セルロースアセテートのみから構成される。
【００３９】
一部の実施態様では、セルロースアセテートは半揮発性化合物および／またはフェノール系化合物を選択的に除去するのに有効であることが知られているので、微細繊維にセルロースアセテートを導入することが有利である場合がある。さらに、セルロースアセテートは周知のフィルター材料であるから、セルロースアセテート微細繊維を含むフィルター材料をタバコ煙のろ過に用いた際、煙の味は従来のセルロースアセテートフィルターを備えた紙巻きタバコが生むものと概して遜色ないものになるはずである。
【００４０】
微細繊維は当該技術分野において周知ないずれの方法で製造されてもよい。一部の実施態様では、微細繊維は遠心紡績によって製造される。遠心紡績は周知の技術であり、スプレー用チェンバー内に高性能遠心分離器を取り付けて行う。一部の実施態様では、遠心によって製造された微細繊維は、スプレー用チェンバー内に配置された基板をカバーおよび／またはコートする。一部の実施態様では、この遠心紡績技術は静電気的加工を用いた他のプロセスよりも高い生産性を発揮する。
【００４１】
一部の実施態様では、微細繊維はドイツ特許第２８０６０３０号（Deutsche Institute fuer Textil-und Faserforschung Stuttgart）で説示されたような乾式紡績によって製造される。乾式紡績ではポリマー溶液を気体環境へ誘導して紡績する。気体環境で溶液は揮発し、ポリマーは重力、機械的引っ張り、または空気抵抗などの外的力によって繊維を形成する。後者はドイツ特許第２８０６０３０号で使用されている。高速空気流はポリマー溶液を直接的にノズルチップに移動させ、溶液を揮発し、繊維を引っ張る。最終的にロッドまたはフォーミングウェブの上に繊維は集められる。
【００４２】
一部の実施態様では、微細繊維は静電紡績または静電スプレーによって調製されない。
【００４３】
微細繊維はいずれの使用可能な形状または構造をしていてもよい。具体的に言えば、微細繊維は糸、綿、トウ（tow：フィルターバンドル）、ウェブおよび／またはシートの形体であってもよい。微細繊維は不織布でも織布でもよい。一部の実施態様では、微細繊維は不織布ウェブの形体である。不織の布、シートおよびこれに類するものを不織布ウェブと本明細書では言う。
【００４４】
微細繊維がウェブ形体（つまり軽い不織材料）である一部の実施態様では、ウェブの密度は少なくとも１ｇｓｍであり、任意で少なくとも２ｇｓｍである。微細繊維がウェブ形体である一部の実施態様では、ウェブの密度は約１〜２０ｇｓｍの範囲であり、任意で約３〜１５ｇｓｍの範囲である。
【００４５】
微細繊維の長さは特に制限はなく使用可能ないずれであってもよい。一部の実施態様では、微細繊維は「エンドレス」または連続的（繊維の長さが長く、特に不織フォーマットにおいてその長さを速やかに決定することが難しいことを意味する）と呼称される。一部の実施態様では、各微細繊維の長さは直径の少なくとも１０００倍ある。フィルター材料が喫煙品のフィルターまたはフィルターエレメントに配置される一部の実施態様では、微細繊維の長さはフィルターまたはフィルターエレメントの幅および／または長さと少なくとも同じである。
【００４６】
一部の実施態様では、使用の際に微細繊維にかかる圧力に耐えることができる程度に微細繊維は充分強い。具体的に言えば、フィルター材料が喫煙品に導入される実施態様では、喫煙においてフィルター材料にかかる圧力に耐えることができる程度に微細繊維は充分強い。フィルター材料が喫煙品に導入される一部の実施態様では、微細繊維は充分強いため喫煙の間に千切れるようなことはない。
【００４７】
フィルター材料は基材も含む。これは微細繊維より大きい直径または平均直径を備える繊維を含む、またはこの繊維から作られる。基材は、約１０〜約５０μｍの範囲、任意で約１０〜約３０μｍの範囲にある直径または平均直径を備える繊維を含む、またはこの繊維から作られる。一部の実施態様では、基材は、約２０μｍの直径または平均直径を備える繊維を含む。
【００４８】
微細繊維よりも大きい直径または平均直径の繊維を含む、またはこの繊維から作られる基材と微細繊維とを含むフィルター材料は、喫煙品導入時に安定なフィルター材料および／または小さい圧力降下を達成するための大きな孔を維持するため有利となり得る。
【００４９】
一部の実施態様では、基材と微細繊維は同一の材料から構成される、またはこれを主成分に構成される。具体的に言えば、基材と微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはこれの誘導体を含んでもよく、これらを主成分に構成されてもよく、これらのみから構成されてもよい。
【００５０】
あるいは、基材の材料は微細繊維の材料と異なってもよい。異なる材料由来の相対的に直径が小さい繊維と大きい繊維の組み合わせは、フィルター材料に望ましい性能を供し得る。この望ましい性能には、強度、良好な加工性、効率的なろ過、安さ、生分解性、および／または持続可能性が含まれる。
【００５１】
微細繊維がセルロースアセテートを主成分に構成される、またはこれのみから構成される一部の実施態様では、基材はセルロースアセテート以外の材料を含んでもよく、これを主成分に構成されてもよく、またはこれのみから構成されてもよい。セルロースアセテート以外の材料から作られる基材を導入すると、フィルター材料をより安価に生産し得る。
【００５２】
基材は有利なことに相対的に安く、分解しやすく、および／または持続可能な材料を含むので、この効果として、良好な吸着特性を備えながらも、従来品フィルター材料と比べて、フィルター材料は費用対効果が高くなり、より速く分解し、および／または持続性が向上する。
【００５３】
一部の実施態様では、基材は生分解性材料を主成分に構成される、またはこれのみから構成される。一部の実施態様では、基材はポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）および／またはセルロースを含み、これらを主成分に構成され、および／またはこれらのみから構成される。
【００５４】
これとは別にまたはこれに加えて、基材はセルロースアセテート繊維を含んでもよく、これを主成分に構成されてもよく、これのみから構成されてもよい。セルロースアセテート繊維は乾式紡績により製造されてもよい。
【００５５】
基材はいずれの使用可能な構造であってもよい。具体的に言えば、基材はフィラメント、綿、トウ（tow：フィルターバンドル）、ウェブ、および／またはシート状であってもよい。基材は不織布でも織布でもよい。
【００５６】
一部の実施態様では、基材は紙状であってもよく、任意で約２０〜約５０ｇｓｍまたは約３０〜約３５ｇｓｍの紙の形体であってもよい。
【００５７】
一部の実施態様では、微細繊維および基材は近傍にある。具体的に言えば、微細繊維は基材構造の表面上および／または内部に配置される。別の一部の実施態様では、微細繊維と基材は物理的に離れており、および／または連結されておらず、また絡み合っていない。
【００５８】
一部の実施態様では、基材は不織布ウェブの形体であり、任意で紙状である。このことは、例えばフィルター材料の製造プロセスの一部としてウェブの表面に微細繊維を適用できるなどによって、フィルター材料の製造において有利となり得る。さらに得られるフィルター材料は、従来のフィルター材料と比べて分解性が向上するなどの有利なまたは望ましい性状を備えている。
【００５９】
基材は周知ないずれの方法によって製造してもよく、および／または市販されているものであってもよい。
【００６０】
フィルター材料は１以上の添加剤を含んでもよい。一部の実施態様では、その１以上の添加剤はフィルター材料の吸着特性に影響を及ぼし得るものであってもよい。具体的には、１以上の添加剤は、例えばフェノールなどに対するろ過選択性を向上させるものであってもよい。
【００６１】
一部の実施態様では、１以上の添加剤はフィルター材料の物性に影響を及ぼし得るものであってもよい。具体的に言えば、１以上の添加剤は、フィルター材料中の微細繊維の重量割合に依存するフィルター硬度を向上させる。
【００６２】
一部の実施態様では、１以上の添加剤はトリアセチン（ＴＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）および／またはトリエチルシトレート（ＴＥＣ）である。
【００６３】
ある実施態様では、フィルター材料は、直径または平均直径が約１μｍの微細繊維と、セルロースまたはＰＶＯＨの繊維を含むまたはこれらから作られた基材と、トリアセチンなどの添加剤とを含む。得られるフィルター材料は生分解性または部分的生分解性になってもよい。
【００６４】
フィルター材料をフィルターまたはフィルターエレメントに導入してもよい。
【００６５】
当業者なら使用可能なフィルター構造を理解できるはずである。一部の実施態様では、フィルターは１つのセクションまたはコンパートメントを有する。フィルターはモノフィルターであってもよい。あるいはフィルターは複数のセクション、フィルターエレメント、コンパートメントを含んでもよい。フィルターは二重構造フィルターであってもよい。
【００６６】
微細繊維と基材とが物理的に離れている一部の実施態様では、繊維のある集合体がフィルターの１つのセクションまたはエリアの中にあり、そして繊維の別の集合体がフィルターの別の１つのセクションまたはエリアの中にある。
【００６７】
一部の実施態様では、微細繊維は基材に隣接して配置される。一部の実施態様では、基材からなる少なくとも２つのセグメントの間に微細繊維は配置されてもよい。一部の実施態様では、例えば微細繊維が糸状である実施態様では、微細繊維は基材によって周囲を囲まれている。
【００６８】
一部の実施態様では、微細繊維はディスク状であり、フィルターに挿入される。ディスクはフィルターと実質的に同一の円周を有してもよく、これによりフィルターの中にディスクを入れた際、横断面で見るとディスクがフィルターの全域を覆うことになる。フィルターを流れる化合物の全てがディスクにぶつかる、またはぶつかりやすくなるという点でこの構成は有利になる。一部の実施態様ではディスクは基材も含む。これとは別にまたはこれに加えて、基材はディスクとは別個のものであってもよい。
【００６９】
一部の実施態様では、微細繊維は、ロール状に巻かれ、横断面図で見ると螺旋状構造になるウェブ材料の形体であり、フィルターに挿入される。一部の実施態様では、ウェブ材料は基材も含む。これとは別にまたはこれに加えて、基材はウェブ材料とは別個であってもよい。一部の実施態様では、不織のウェブまたはシートのフィルター製造の用途に現在使用されている機械を用いて、ウェブ材料からフィルターまたはフィルターエレメントが形成される。
【００７０】
フィルターロッドは、紙フィルターマシーン（KDF2-Decoufle CU20）を用いて目標長さ１４４ｍｍ、目標円周２４．３ｍｍとして製造される。フィルターまたはフィルターエレメントに導入される際、このフィルター材料は望ましい物理的性能を供する。具体的には、フィルターまたはフィルターエレメント横断する圧力降下は６０〜１４０ｍｍＷＧであってもよく、これはフィルターまたはフィルターエレメントが喫煙品に導入された時に望ましい圧力降下である。
【００７１】
一部の実施態様では、フィルターまたはフィルターエレメントの重量は約１２０〜約２５０ｍｇの間である。
【００７２】
フィルター材料を喫煙品またはその一部に導入してもよい。一部の実施態様では、フィルター材料を含むフィルターまたはフィルターエレメントを喫煙品に導入してもよい。フィルター材料もしくはフィルターまたはフィルターエレメントは、当該技術分野において周知ないずれの方法によって喫煙品に導入されてもよい。
【００７３】
本明細書に用いられる「喫煙品」なる用語は、タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、またはタバコ代替え品、および非燃焼熱製品をベースにしたシガレット、シガー、シガリロなどの喫煙可能な製品を含むが、これらに限定されない。一部の実施態様では、本明細書に用いられる「喫煙品」なる用語にはさらに、内部のタバコを燃やすのではなく加熱する所謂「熱するが燃焼させない」装置などの吸入装置と同様に、電子タバコや他のニコチン吸入器などのエアロゾル発生器が含まれる。
【００７４】
図１を参照すると、本発明のある実施態様による喫煙品１は、フィルター２と、タバコなどの喫煙材の円筒形ロッド３とを含む。喫煙材ロッド３の一端がフィルター２の端と当接するようにロッド３はフィルター２と並んでいる。フィルター２はプラグラップ（図示せず）に包装されており、従来の方法でチッピング紙によって喫煙材ロッド３はフィルター２と接合している。フィルター２は実質的に円筒形であり、吸い口端４および喫煙端５を有する。フィルター２は本明細書で説明するフィルター材料６を含む。
【００７５】
図２および図３を参照すると、本発明の実施態様による喫煙品１を図示している。図２の喫煙品１は微細繊維を含む１つのディスク７を含み、これはフィルター２の中央に配置されている。図３の喫煙品１は微細繊維を含む２つのディスク７を含み、これらはフィルター２に沿っておよそ等間隔に配置されている。この２つのディスク７は、フィルター２の１／３と２／３の位置に配置される。フィルター材料６は本明細書で説明するものである。
【００７６】
様々な課題を解決し技術を発展させることを目的として、図示を含むこの開示全体は、請求項に係る発明を実施して優れたフィルター材料を提供し得る種々の実施態様を示している。この開示の利点および特徴は、実施態様という典型的な例を示すことのみであって、包括的および／または排他的ではない。それらは理解を助けるため、および請求された原理を教示するためだけに提出される。当然のことながら、開示の利点、実施態様、例示、機能、特徴、構造および／または他の態様は請求項または請求項の均等物の限定によって定義されるように、開示されたものに限定されず、また開示の範囲および／またはその意図から外れない限り他の実施態様を利用してもよく、変更を加えてもよい。種々の実施態様は、説明した要素、成分、特徴、部品、工程、手法などの種々の組み合わせを適宜含んでもよいし、それらのみから構成されてもよいし、またはそれらを主に構成されてもよい。加えて、この開示は現在請求していないが将来請求し得る他の発明を含んでいる。
【００７７】
（実施例１）
異なる密度、つまり５ｇｓｍ、１０ｇｓｍおよび１５ｇｓｍのセルロースアセテート微細繊維の不織布ウェブを酢酸および／またはアセトンを溶媒に用いて遠心紡績によって製造した。残存溶媒の除去に適切な時間バキュームオーブン内でウェブを乾燥させた。微細繊維はディスクに形成し、紙巻きタバコのセルロースアセテートトウフィルターにディスクを手作業で挿入した。図２で示すようにディスクはフィルターの中央に配置された。フィルターの特性を表１に示す。
【００７８】
【表１】
2017501748.tif 000003
＊対照紙巻きタバコフィルターの円周および微細繊維ＣＡウェブの基本重量に基づいて概算
【００７９】
換気領域を塞いだ状態で、これら種々のフィルターを備えた紙巻きタバコをＩＳＯ喫煙法（６０秒間隔で持続時間２秒の３５ｍＬパフ）によって喫煙した。そしてニコチンを含まない乾燥粒状物（ＮＦＤＰＭ）、ニコチンおよび水のろ過について、C.Liu et al., Food Chem. Toxicol., 2011,49(9),1904およびP.Branton et al., Chemistry Central Journal (2011), 5, 15.に説明されている分析法を用いてろ過効率を測定した。
【００８０】
フィルター材料のろ過効率を図４に示す。ろ過効率は次の等式を用いて算出した。式のＦＥはろ過効率、ＳＹは煙発生量である。
2017501748.tif 000004
【００８１】
許容できる圧力降下を同時に有する一方で、微細繊維を含むフィルターは対照フィルターよりも高いろ過効率を有することが得られた結果からわかる。異なる分析物のろ過効率はフィルター中に使用される微細繊維ウェブのｇｓｍに応じて上昇する。
【００８２】
セルロースアセテート微細繊維ウェブを含むフィルターのＮＦＤＰＭ、ニコチンおよび水に対するろ過効率を、含まれるセルロースアセテート繊維の重量に対してプロットした。結果を図５に示す。セルロースアセテート微細繊維の重量が増えるに応じてろ過効率が上昇することがこのグラフからわかる。繰り返しになるが、対照紙巻きタバコフィルターの円周および微細繊維ＣＡウェブの基本重量に基づき微細繊維の重量はほぼ正確である。
【００８３】
（実施例２）
異なる密度（ｇｓｍ）、つまり５ｇｓｍおよび１５ｇｓｍのセルロースアセテート微細繊維の微細繊維ウェブについて実施例１の実験を実行した。加えて、使用した微細繊維は、実施例１で使用したものと比べて直径が小さいものである。フィルターの特性を表２に示す。
【００８４】
【表２】
2017501748.tif 000005
【００８５】
換気領域を塞いだ状態でこれら種々のフィルターを備えた紙巻きタバコをＩＳＯ喫煙法によって喫煙し、ろ過効率を測定した。
【００８６】
フィルター材料のろ過効率を図６に示す。許容できる圧力降下を同時に有する一方で、微細繊維を含むフィルターは対照フィルターよりも高いろ過効率を有することが得られた結果から裏付けられた。また異なる分析物のろ過効率はフィルター中に使用される微細繊維ウェブのｇｓｍに応じて上昇する。さらに、微細繊維の直径が小さくなるに応じてろ過効率が上昇することが実施例１および２の結果からわかる。
【００８７】
（実施例３）
異なる密度（ｇｓｍ）、つまり５ｇｓｍ、７．５ｇｓｍ、１２．５ｇｓｍおよび１５ｇｓｍの、実施例１のものより直径が小さいセルロースアセテート微細繊維の微細繊維ウェブについて実施例１の実験を実行した。ここでも換気領域を塞いだ状態で、これら種々のフィルターを備えた紙巻きタバコをＩＳＯ喫煙法によって喫煙した。
【００８８】
フィルター材料のろ過効率を図７に示す。フィルターの特徴は以下の通りである。
棒１−セルロースアセテートトウ（対照）
棒２−セルロースアセテートトウ＋５ｇｓｍセルロースアセテート微細繊維ウェブ
棒３−セルロースアセテートトウ＋７．５ｇｓｍセルロースアセテート微細繊維ウェブ
棒４−セルロースアセテートトウ＋１２．５ｇｓｍセルロースアセテート微細繊維ウェブ
棒５−セルロースアセテートトウ＋１５ｇｓｍセルロースアセテート微細繊維ウェブ
【００８９】
微細繊維を含むフィルターは対照フィルターよりも高いろ過効率を有すること、また異なる分析物のろ過効率はフィルター中に使用される微細繊維ウェブのｇｓｍに応じて、ｇｓｍが１５に増えるまで、上昇することが得られた結果から裏付けられた。
【００９０】
（実施例４）
７．６ｇｓｍセルロースアセテート微細繊維の不織布ウェブを実施例１で説明したように製造した。微細繊維をディスクに形成した。ディスクは紙巻きタバコのセルロースアセテートトウフィルターに手作業で挿入した。ディスクを１つ挿入する場合は、図２で示すようにフィルターの中央に配置した。ディスクを２つ挿入する場合は、図３で示すようにフィルターの１／３と２／３の位置に配置した。得られたフィルターの特性を表３に示す。
【００９１】
【表３】
2017501748.tif 000006
＊対照紙巻きタバコフィルターの円周および微細繊維ＣＡウェブの基本重量に基づいて概算
【００９２】
換気領域を塞いだ状態で、これら種々のフィルターを備えた紙巻きタバコをＩＳＯ喫煙法（６０秒間隔で持続時間２秒の３５ｍＬパフ）によって喫煙した。そしてニコチンを含まない乾燥粒状物（ＮＦＤＰＭ）、ニコチンおよび水のろ過について、実施例１において前記した分析法を用いてろ過効率を測定した。
【００９３】
分析結果を図８に示す。７．６ｇｓｍのセルロースアセテート微細繊維ウェブのディスクを２つ含むフィルターが７．６ｇｓｍのセルロースアセテート微細繊維ウェブのディスクを１つ含むフィルターよりも高いろ過効率を有すること、またいずれのディスク含有フィルターも対照フィルターより高いろ過効率を有することが得られた結果からわかる。
【００９４】
（実施例５）
７．５ｇｓｍセルロースアセテート微細繊維ウェブのディスクを１つまたは２つ含むフィルターについて実施例４の実験を繰り返した。微細繊維の直径中央値は０．９μｍである。得られたフィルターの特性の概要を表４に示す。
【００９５】
【表４】
2017501748.tif 000007
【００９６】
換気領域を塞いだ状態で、これら種々のフィルターを備えた紙巻きタバコをＩＳＯ喫煙法（６０秒間隔で持続時間２秒の３５ｍＬパフ）によって喫煙した。そしてニコチンを含まない乾燥粒状物（ＮＦＤＰＭ）、ニコチンおよび水のろ過について、ろ過効率を測定した。
【００９７】
結果を図９に示す。セルロースアセテート微細繊維ウェブ（今回は７．５ｇｓｍ）のディスクを２つ含むフィルターがセルロースアセテート微細繊維ウェブのディスクを１つ含むフィルターよりも高いろ過効率を有すること、またいずれのディスク含有フィルターも対照フィルターより高いろ過効率を有することが得られた結果から裏付けられた。
【００９８】
（実施例６）
次に微細繊維セルロースアセテートの直径の影響を評価した。５ｇｓｍおよび１５ｇｓｍのセルロースアセテート微細繊維の不織布ウェブを実施例１で説明したように製造した。微細繊維をディスクに形成し、ディスクは紙巻きタバコのセルロースアセテートトウフィルターに手作業で挿入した。ディスクは図２で示すようにフィルターの中央に配置した。フィルターの特性を表５に示す。
【００９９】
【表５】
2017501748.tif 000008
【０１００】
換気領域を塞いだ状態で、これら種々のフィルターを備えた紙巻きタバコをＩＳＯ喫煙法（６０秒間隔で持続時間２秒の３５ｍＬパフ）によって喫煙した。そしてニコチンを含まない乾燥粒状物（ＮＦＤＰＭ）、ニコチンおよび水のろ過について、ろ過効率を測定した。
【０１０１】
結果を図１０に示す。解析した繊維直径の中でより細いものと、より高密度の微細繊維との組み合わせが最良のろ過効率を発揮することがわかる。この相関はＮＦＤＰＭおよびニコチンについては極めて明瞭であったが水についてはそこまでではない。事実、水に対して、低い密度（５ｇｓｍ）と大きい直径（１．３μｍ）の組み合わせは、低い密度（５ｇｓｍ）と小さい直径（０．７６μｍ）の組み合わせよりも高いろ過効率を発揮した。これ以外では、微細繊維の直径が小さい方がろ過効率は良好になった。
【０１０２】
（実施例７）
上述の実験において、（図２および３で示す通り）不織微細繊維ウェブのディスクを煙流に対して垂直方向に配置した。ウェブの配置箇所の影響を決定するため、この実験では、下記種々のフィルターの手作りの紙巻きタバコを作成した。
−従来のＣＡトウ（対照）
−ＣＡトウフィルターの中位に微細繊維ＣＡウェブのディスクが挿入されたもの
−ＣＡトウフィルターの中位にＣＡトウのディスクが挿入されたもの
【０１０３】
これらの紙巻きタバコを同一の条件下において喫煙した。煙発生量および算出されたろ過効率を表６に示す。ニコチンに対するろ過特性が紙巻きタバコ中、対照では３５．５％であるのに対して、フィルターに微細繊維ＣＡウェブのディスクおよびＣＡトウのディスクを備えるフィルターでは各々４４．７％および３９．４％であることがわかる。全く同じ傾向がＮＦＤＰＭに対するろ過効率について見られた。ニコチンに対するろ過効率において通常の繊維５．７５ｍｇを添加しても僅か約４％しか向上しないのに対して、微細繊維を１．８ｍｇ添加した場合約９％の向上に繋がっておりフィルター内の繊維径の効果がこれらの結果からわかる。微細繊維ＣＡウェブのディスクを紙フィルターに挿入した時、圧力降下およびろ過効率における向上はより一層明白であった。これはＣＡおよび紙フィルターにおける空隙容量の違いに関係するものと思われる。紙フィルターに紙のディスクを手作業で挿入することは容易ではなく、また比較的大きい圧力降下を招くため、これらの紙巻きタバコは煙解析試験に加えていない。
【０１０４】
微細繊維ＣＡウェブをＣＡフィルターに挿入してもフェノール保持は向上しないことが標準化したフェノールの結果からわかる。このことからフェノール保持に関するＣＡの選択性はＣＡの繊維径に依存しないことが示唆される。微細繊維ＣＡウェブのディスクを１つフィルターに挿入すると標準化したフェノール発生量が劇的に低下するが、ＣＡフィルターを備えた紙巻きタバコにおける標準化した発生量と比較して依然として相対的に高いことが紙フィルターの結果からわかる。
【０１０５】
【表６】
2017501748.tif 000009
【０１０６】
（実施例８）
担体として紙上に堆積させた微細繊維ＣＡウェブを含む機械製フィルターを使用して、紙巻きタバコフィルターにおけるＣＡ微細繊維の効果についても調査した。
【０１０７】
基準重量が異なる微細繊維ＣＡウェブ、つまり３、６および９ｇｓｍの３つのサンプルを使用した。いずれも繊維径は１．３μｍである。これらサンプルからフィルターロッドを作成した。作成したフィルターロッドは表７に記載する特性を有していた。紙上に堆積させた微細繊維ＣＡウェブの供給に限界があった関係から、同様の圧力降下を備えるフィルターロッドの制作は不可能だった。テストサンプルのフィルターロッドの圧力降下が異なるため、テストサンプルの圧力降下に見合う異なる圧力降下の対照を製造した。
【０１０８】
フィルターロッド特性から（表７）、微細繊維ＣＡウェブ／紙を備える作成フィルターロッドの重量は、同様の圧力降下を有する紙だけから作成された対照の重量よりも軽いようである。また、微細繊維ＣＡウェブの基準重量が増加すると、同様の圧力降下を有するフィルターロッドを作るためウェブ幅を減少させる必要がでてくる。
【０１０９】
【表７】
2017501748.tif 000010
【０１１０】
換気領域を塞いだ状態で、ＩＳＯ喫煙法の下、作成した紙巻きタバコの煙化学分析を実行した。結果を表８および９に示す。
【０１１１】
【表８】
2017501748.tif 000011
【０１１２】
表８に開示する煙発生量およびＮＦＤＰＭ、ニコチンおよびフェノール系化合物に対する微細繊維ＣＡ／紙フィルターを備える紙巻きタバコの算出ろ過効率から、同様のフィルター重量および圧力降下の下ではフィルター中の微細繊維ＣＡの量の増加に伴いろ過効率が向上することがわかる
【０１１３】
同様の圧力降下の下で微細繊維ＣＡ／紙フィルターおよび対照（紙）フィルターを備えた紙巻きタバコのろ過効率の比較から、微細繊維ＣＡの量が増えることでろ過効率が向上することがわかる（表８および９）。前述の実施例において報告した手作りの紙巻きタバコの場合においても同じであった。
【０１１４】
フィルター中の微細繊維ＣＡの重量が増えると標準化したフェノール発生量の減少に繋がることが表８中の標準化したフェノールの結果からわかる。
【０１１５】
【表９】
2017501748.tif 000012
【０１１６】
紙対照フィルターとの比較において微細繊維ＣＡウェブ／紙フィルターは、同様の圧力降下の下におけるフィルター重量の低減につながり、同様の圧力降下の下におけるろ過効率が向上し、またフェノールに対するろ過選択性が向上することが結果からわかった。
【０１１７】
微細繊維セルロースアセテートと紙の組み合わせにより得た結果から、このタイプのフィルター材料は、分解性向上以外では同等のろ過特性を供与する、従来のセルロースアセテートトウに対する代替品として考えられ得ることがわかる。このような紙系フィルター材料は従来のフィルター材料と比べて極めて向上した分解性を示すものと予想される。
【図１】
2017501748.tif 000013
【図２】
2017501748.tif 000014
【図３】
2017501748.tif 000015
【図４】
2017501748.tif 000016
【図５】
2017501748.tif 000017
【図６】
2017501748.tif 000018
【図７】
2017501748.tif 000019
【図８】
2017501748.tif 000020
【図９】
2017501748.tif 000021
【図１０】
2017501748.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月23日(2015.11.23)
【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】
喫煙品に導入するためのフィルター材料であって、フィルター材料は第１の直径または平均直径を備える繊維を含むまたはこの繊維から作られた基材と、第１の直径より小さく、３〜１０μｍの範囲内にある直径または平均直径を備える微細繊維とを含み、フィルター材料は質量および／または体積で１０％より多く微細繊維を含み、微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体を含むフィルター材料。
【請求項２】
喫煙品に導入するためのフィルター材料であって、フィルター材料は第１の直径または平均直径を備える繊維を含むまたはこの繊維から作られた基材と、第１の直径より小さい直径または平均直径を備える微細繊維とを含み、微細繊維の直径または平均直径が約１．０〜約１．５μｍの範囲内にあり、微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体を含むフィルター材料。
【請求項３】
喫煙品に導入するためのフィルター材料であって、約３〜約１０μｍの範囲内にある直径または平均直径を備える微細繊維から構成され、微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体を含むフィルター材料。
【請求項４】
微細繊維の直径または平均直径が約３〜約５μｍの範囲内、または微細繊維の直径または平均直径が約５〜約７μｍの範囲内、または微細繊維の直径または平均直径が約７〜約１０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項３に記載のフィルター材料。
【請求項５】
微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体と、
ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンスクシネート（ＰＢＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、またはポリグリコール酸（ＰＧＡ）、キトサン、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ゼラチンからなる群より選ばれる少なくとも１つの化合物と、を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項６】
微細繊維はセルロースアセテートおよび／またはその誘導体を主成分に構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項７】
微細繊維は遠心紡績または乾式紡績によって製造されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフィルター材料の製造方法。
【請求項８】
基材は生分解性材料を主成分に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルター材料。
【請求項９】
基材はポリ乳酸、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロースアセテートまたはこれらの任意の混合物を含むまたはこれらを主成分に構成されることを特徴とする請求項１、２または８に記載のフィルター材料。
【請求項１０】
基材はセルロースアセテートを含むまたはこれを主成分に構成されることを特徴とする請求項１、２または８に記載のフィルター材料。
【請求項１１】
基材はトウの形態である、または不織布ウェブの形体であることを特徴とする請求項１、２、８乃至１０のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項１２】
微細繊維は基材の表面上にあることを特徴とする請求項１、２、８乃至１１のいずれか１項に記載のフィルター材料。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のフィルター材料を含むフィルターまたはフィルターエレメント。
【請求項１４】
請求項１３に記載のフィルターまたはフィルターエレメントを含む喫煙品。
【請求項１５】
タバコ煙の濾過における請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のフィルター材料の使用。
【国際調査報告】
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