(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維で構成された抄紙構造を有するたばこフィルター用巻紙であって、比表面積３０ｍ２／ｇ以上および一次粒子径０．００１〜０．０７μｍの特性を有するアナターゼ型酸化チタンを、セルロース繊維１００重量部に対して３〜３０重量部含むたばこフィルター用巻紙。
【請求項２】
酸化チタンが、リン化合物又はその塩、多価アルコールおよびアミノ酸又はその塩から選択された少なくとも１つの成分により表面処理されている請求項１記載のたばこフィルター用巻紙。
【請求項３】
酸化チタンが、リン化合物又はその塩と、多価アルコールおよびアミノ酸又はその塩の少なくとも１つの成分とにより表面処理されている請求項１又は２記載のたばこフィルター用巻紙。
【請求項４】
酸化チタンが、リン酸又はその塩、グリコール、およびアミノ酸を構成するアミノ基、カルボキシル基以外にさらに親水性基を有するアミノ酸又はその塩からなる群から選択された少なくとも１つの成分により処理されている請求項１〜３のいずれかの項に記載のたばこフィルター用巻紙。
【請求項５】
酸化チタン１００重量部に対する処理量が、０．０１〜２０重量部である請求項２〜４のいずれかの項に記載のたばこフィルター用巻紙。
【請求項６】
酸化チタンが、遷移金属、貴金属又はその化合物を担持している請求項１記載のたばこフィルター用巻紙。
【請求項７】
セルロース繊維が叩解パルプである請求項１記載のたばこフィルター用巻紙。
【請求項８】
叩解パルプが木材パルプ由来の叩解パルプである請求項７記載のたばこフィルター用巻紙。
【請求項９】
坪量が２０〜４０ｇ／ｍ２、密度が０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ３、および厚みが０．０２〜０．１５ｍｍである請求項１記載のたばこフィルター用巻紙。
【請求項１０】
フィルター素材と、このフィルター素材を巻回しロッド状に形成するための巻紙とで構成されたたばこフィルターであって、前記巻紙が請求項１記載のたばこフィルター用巻紙であるたばこフィルター。
【請求項１１】
フィルター素材が、セルロースエステル繊維、木材パルプ、再生セルロース繊維およびポリプロピレン繊維から選択された少なくとも１種で構成されている請求項１０記載のたばこフィルター。
【請求項１２】
フィルター素材を請求項１記載のたばこフィルター用巻紙で巻回してロッド状に成形するたばこフィルターの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然環境下で光の作用により容易に分解するたばこフィルター用巻紙と、これを用いたたばこフィルター及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たばこ煙中の有害成分を除去するとともに、喫味に優れるたばこフィルターとして、セルロースエステルの繊維束で構成されたたばこフィルターが広く使用されている。このたばこフィルターでは、フィルタープラグの形状を維持し、且つフィルタープラグからフィルターチップを切断するために必要な硬度を得るため、トリアセチン、トリ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プロピオネート、ジブチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、クエン酸トリエチルエステルなどの可塑剤が使用されている。
しかし、上記たばこフィルターでは、前記可塑剤がバインダーとしての機能を有し、この可塑剤によりセルロースエステル繊維同士が部分的に融着しているため、使用後に廃棄すると、環境中で形状が崩壊するまでに長時間を要し、美観を損なうだけでなく、環境汚染の一因となる。
【０００３】
一方、木材パルプを原料とし、クレープ状に加工した紙製のたばこフィルターや再生セルロース繊維束からなるたばこフィルターも知られている。これらのフィルターは、セルロースエステルの繊維束からなるフィルターと比較して、自然環境中での崩壊性が若干高く、環境汚染をある程度軽減できる。しかし、たばこの喫味が劣ると共に、フィルターとして必要なフェノール類の選択除去性がセルロースエステルに比べて極端に低く、しかも、同じ圧力損失においてフィルター硬度がセルロースエステルに比して低い。
【０００４】
これに対し、最近、喫味、濾過性能に優れ、さらに自然環境中での崩壊性に優れたたばこフィルターが検討されている。例えば、特開平８−４７３８５号公報には、セルロースエステルと木材パルプとを含む水分散性の良好なシート状フィルター材料から製造されたたばこフィルターが開示されている。また、特開平７−７５５４２号公報および特開平６−３１９５１２号公報には、セルロースエステル繊維束を水溶性高分子を用いて接着することにより製造された水分散性の優れたたばこフィルターが開示されている。さらに、特開平７−９９９５８号公報には、フィルター材料である繊維束を水溶性高分子で接着し、あるいは接着することなく巻上げたフィルターを短く切り、その複数個をさらに巻紙で同時に巻上げることにより製造された水分散性の優れたたたばこフィルターが開示されている。また、置換度の小さいセルロースエステル繊維束を巻上げることにより製造された生分解性の優れたたたばこフィルターや光分解促進剤としてアナターゼ型酸化チタンを含有したセルロースエステル繊維束を巻上げることにより製造された光分解性の優れたたたばこフィルターなども知られている。
【０００５】
これらのたばこフィルターでは、確かにフィルター素材の自然環境中での崩壊性が向上するものの、フィルター素材が自然環境中で十分な崩壊性を発揮するためには、フィルター巻紙がフィルター素材から剥離、除去されることが必要である。しかし、通常使用されているフィルター巻紙は、自然環境中での分解性又は分散性に乏しい。また、フィルター巻紙を接着するために一般に用いられている糊剤も、自然環境中で接着力はさほど低下しない。そのため、自然環境中で、フィルター巻紙がフィルター素材から除去されるには、非常に長時間を要し、フィルター素材が本来持つ自然環境中での崩壊性が充分に発揮されない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、自然環境下において、フィルター素材から容易に脱離可能なたばこフィルター用巻紙を提供することにある。
本発明の他の目的は、自然環境下において、フィルター巻紙が容易に脱離可能なたばこフィルターおよびその製造法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、フィルター素材の自然環境中での崩壊性が有効に発揮され、環境汚染を軽減できるたばこフィルターおよびその製造法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、フィルター素材を、特定の比表面積及び／又は平均粒子径を有するアナターゼ型酸化チタンを含み、かつセルロース繊維で構成された抄紙構造を有する巻紙で巻回すると、巻紙が自然環境下で、短期間でフィルター素材から脱離し、フィルター素材が本来有する自然環境中での崩壊性を有効に発揮させることができることを見出だし、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明のたばこフィルター用巻紙は、セルロース繊維で構成された抄紙構造を有するたばこフィルター用巻紙であって、比表面積３０ｍ２／ｇ以上および一次粒子径０．００１〜０．０７μｍの特性を有するアナターゼ型酸化チタンを、セルロース繊維１００重量部に対して３〜３０重量部含んでいる。光分解活性を高めるため、アナターゼ型酸化チタンは、リン化合物又はその塩、多価アルコールおよびアミノ酸又はその塩から選択された少なくとも１つの成分により表面処理されていてもよく、遷移金属、貴金属又はその化合物を担持していてもよい。
【００１０】
前記酸化チタンは、食品添加物として認定されているとともに、食品、化粧品、塗料などに利用されており、人体に対する安全性が高い。なお、本明細書において、「酸化チタン」を「二酸化チタン」と称する場合がある。
セルロース繊維は、木材パルプなどを叩解して得られる叩解パルプであってもよい。巻紙の坪量は、２０〜４０ｇ／ｍ２程度、密度は０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ３程度、厚みは０．０２〜０．１５ｍｍ程度である。
【００１１】
本発明は、また、フィルター素材と、このフィルター素材を巻回しロッド状に形成するための巻紙とで構成されたたばこフィルターであって、前記巻紙が上記のたばこフィルター用巻紙であるたばこフィルターを提供する。
本発明は、さらに、フィルター素材を上記のたばこフィルター用巻紙で巻回してロッド状に成形するたばこフィルターの製造法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［セルロース繊維］
セルロース繊維には、例えば、木材繊維（針葉樹、広葉樹などの木材パルプなど）、種子毛繊維（リンターなどの綿花、ボンバックス綿、カポックなど）、ジン皮繊維（例えば、麻、コウゾ、ミツマタなど）、葉繊維（例えば、マニラ麻、ニュージーランド麻など）などの天然セルロース繊維（パルプ繊維）、及び化学的に合成されたセルロース繊維が含まれる。これらのセルロース繊維は単独で又は２種以上混合して使用できる。
【００１３】
上記セルロース繊維の中でもパルプを用いる場合が多い。パルプとしては、叩解パルプ及び未叩解パルプの何れであってもよいが、好ましくは叩解パルプである。叩解パルプは、叩解により繊維がフィブリル化されており、抄紙性に優れる。叩解パルプとしては、広葉樹又は針葉樹などから、例えばサルファイト法、クラフト法などの慣用の方法により得られる木材パルプを用いる場合が多い。
【００１４】
叩解パルプの叩解度は、抄紙性を損なわない範囲で選択でき、例えば、ショッパーリーグラー式ろ水度で２０〜９０゜ＳＲ、好ましくは２０〜８０゜ＳＲ、さらに好ましくは３０〜７０゜ＳＲ程度であり、３０〜６０゜ＳＲ程度である場合が多い。叩解度が低すぎると、絡み合いによる繊維間の接着が充分に行われず、シート強度が低下しやすい。また、叩解度が高すぎると、繊維間の結合力、接着力が強くなりすぎ、シート密度が高くなって、自然環境下での光の作用による光分解効率が損なわれるおそれがある。
【００１５】
［酸化チタン］
本発明の特色は、特定のアナターゼ型酸化チタンにより、セルロース繊維で構成された抄紙構造を有するたばこフィルター用巻紙の光分解性を高める点にある。
二酸化チタンの結晶構造は、ルチル型とアナターゼ型に大別できるが、ルチル型酸化チタンに比べてアナターゼ型酸化チタンは、紫外線などの光線による活性度が非常に高い。そのため、光分解性を高めるためには、アナターゼ型二酸化チタンを用いるのが好ましい。
【００１６】
二酸化チタンの比表面積および粒子径も光酸化性に大きく影響する。すなわち、二酸化チタンの粒子径が小さく、比表面積が大きくなるにつれて、単位重量当り、紫外線などの光線による二酸化チタンの活性化度を高めることができる。そのため、粒子径が小さく、比表面積の大きな酸化チタンを用いると、少量の添加でたばこフィルター用巻紙の光分解性を高めることができる。
【００１７】
（１）二酸化チタンの比表面積は、例えば、ＢＥＴ法による比表面積３０ｍ2 ／ｇ以上（例えば、３０〜２５０ｍ2 ／ｇ程度）、好ましくは５０ｍ2 ／ｇ以上（例えば、５０〜２５０ｍ2 ／ｇ程度）、さらに好ましくは６０〜１５０ｍ2 ／ｇ（例えば、６０〜１００ｍ2 ／ｇ）程度であり、５０〜１５０ｍ2 ／ｇ程度である場合が多い。
【００１８】
（２）二酸化チタンの一次粒子の平均粒子径は、例えば、０．００１〜０．０７μｍ（例えば、０．００２〜０．０５μｍ）、好ましくは０．００３〜０．０５μｍ、さらに好ましくは０．０１〜０．０５μｍ程度であり、０．００５〜０．０５μｍ程度である場合が多い。
【００１９】
二酸化チタンは、前記（１）比表面積及び（２）平均粒子径のいずれか一方の特性を有していればよいが、好ましい二酸化チタンには、前記（１）比表面積及び（２）平均粒子径の双方の特性を有する酸化チタンが含まれる。このような二酸化チタンは、（３）比表面積３０ｍ2 ／ｇ以上および一次粒子径０．００１〜０．０７μｍ（例えば、０．００２〜０．０５μｍ）、好ましくは比表面積５０ｍ2 ／ｇ以上および一次粒子径０．００３〜０．０５μｍ、さらに好ましくは比表面積６０〜１５０ｍ2 ／ｇおよび一次粒子径０．０１〜０．０５μｍ程度である場合が多い。
【００２０】
酸化チタンは光分解性および分散性を高めるため、有機物及び／又は無機物により表面処理されているのが好ましい。好ましい処理剤の成分には、リン化合物、多価アルコールおよびアミノ酸から選択された少なくとも１つの成分が含まれる。特にリン化合物と、多価アルコールおよびアミノ酸から選択された少なくとも１つの成分とを組合せて表面処理した二酸化チタンが好ましい。
【００２１】
このような表面処理剤で表面処理された酸化チタンは、分散性が高く、単位重量当りの利用可能な表面積が増加し、光分解性を高めることができる。そのため、前記成分で表面処理された酸化チタンは、酸化チタンの活性を有効に利用できるため、前記の酸化チタンと異なり、前記比表面積及び／又は一次粒子の平均粒子径を有していなくてもよい。例えば、表面処理される酸化チタンのＢＥＴ法による比表面積は３０ｍ2 ／ｇ未満であってもよく、一次粒子の平均粒子径は０．００１μｍ未満又は０．０７μｍを越える粒径（例えば、０．０８〜１．５μｍ）であってもよい。しかし、粒子径が小さな酸化チタン及び／又は比表面積の大きな酸化チタンを表面処理すると、光分解性をさらに高めることができる。前記成分で表面処理される好ましい酸化チタンには、前記の比表面積及び／又は一次粒子の平均粒子径を有する酸化チタンが含まれる。
【００２２】
リン化合物には、例えば、三酸化リン、五酸化リンなどの酸化リン；次亜リン酸、亜リン酸、次リン酸、オルトリン酸、ピロリン酸、三リン酸、メタリン酸、ポリリン酸などのリン酸又はその塩；ホスホニウム塩；ホスフィン類、例えば、メチルホスフィン、エチルホスフィン、ブチルホスフィン、ジメチルホスフィン、ジエチルホスフィン、ジブチルホスフィン、ジオクチルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィンなどのアルキルホスフィン、フェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどのアリールホスフィンなど；リン酸エステルなどが含まれる。好ましいリン化合物には、親水性又は水溶性リン化合物、例えば、五酸化リンなどの酸化リン、リン酸又はその塩が含まれる。リン酸塩には、例えば、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などが含まれる。これらのリン化合物は単独又は二種以上混合して使用できる。
【００２３】
多価アルコールには、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、テトラメチレングリコールなどのアルキレングリコール；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリオキシアルキレングリコール；グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの糖類を含む多価アルコール；エチレングリコールモノメチルエステル、エチレングリコールモノブチルエステル、ジエチレングリコールモノメチルエステル、ジエチレングリコールモノエチルエステル、ジエチレングリコールモノブチルエステル、プロピレングリコールモノメチルエステル、プロピレングリコールモノブチルエステルなどのグリコールの脂肪酸エステルなどが含まれる。好ましい多価アルコールには、例えば、プロピレングリコールなどの親水性又は水溶性グリコールが含まれる。これらの多価アルコールは一種又は二種以上混合して使用できる。
【００２４】
アミノ酸には、例えば、グリシン、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシンなどのアルキル基を有するアミノ酸、セリン、トレオニン、チロシンなどのヒドロキシル基を有するアミノ酸、プロリンなどの隣接する窒素原子とともにシクロ環を形成するアミノ酸、アスパラギン酸、グルタミン酸などの２つのカルボキシル基を有するアミノ酸、リジン、アルギニンなど２つのアミノ基を有するアミノ酸、アスパラギン、グルタミン酸などのアミド基を有するアミノ酸、システィン、メチオニンなどのメルカプト基又はアルキルチオ基を有するアミノ酸、トリプトファン、フェニルアラニン、ヒスチジンなどの芳香環又は複素環を有するアミノ酸などが含まれる。これらのアミノ酸は、Ｄ−，Ｌ−又はＤＬ−体のいずれであってもよく、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などの塩として使用してもよい。好ましいアミノ酸には、アミノ酸を構成するアミノ基およびカルボキシル基以外に、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、アミノ基などの親水性基を有するアミノ酸又はその塩が含まれる。アミノ酸又はその塩は、単独又は二種以上混合して使用できる。
【００２５】
前記表面処理剤のうち、人体に対して安全性の高い化合物、例えば、食品添加物として認定されている化合物を用いる場合が多い。このような化合物には、例えば、メタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ポリリン酸ナトリウム、ポリリン酸カリウムなどのリン酸とその塩、プロピレングリコールなどのグリコール類、グリシン、トレオニンなどのアミノ酸類などが含まれる。
【００２６】
前記表面処理剤の成分は単独で用いてもよく、二種以上の成分を組合せて用いてもよい。好ましい表面処理剤は、リン酸又はその塩などのリン化合物と、多価アルコール及びアミノ酸又はその塩のうち少なくとも１つの成分との組合せが含まれ、特に前記リン化合物で処理した後、多価アルコール及びアミノ酸又はその塩のうち少なくとも１つの成分で処理した酸化チタン、特に親水化処理された酸化チタンが好ましい。
【００２７】
酸化チタンの表面処理に際しては、界面活性剤（例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤など）や金属石鹸などを用いてもよい。
【００２８】
前記酸化チタンの表面処理は、慣用の方法、例えば、前記成分を含む溶液への酸化チタンの浸漬、酸化チタンへの噴霧などにより行なうことができる。前記成分の総処理量は、酸化チタンの分散性、光活性などを損わない範囲で選択でき、例えば、酸化チタン１００重量部に対して０．０１〜２０重量部、好ましくは０．０５〜１０重量部、さらに好ましくは０．１〜５重量部程度であり、０．５〜３重量部程度である場合のが多い。なお、リン化合物の処理量は、酸化チタン１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部程度である場合が多い。
【００２９】
酸化チタンは、光照射による活性およびたばこフィルター巻紙の光分解効率を高めるため、金属触媒を担持してもよい。遷移金属には、Ｚｒなどの周期表３Ａ族金属、Ｖなどの周期表４Ａ族金属、Ｃｒ、Ｍｏなどの周期表５Ａ族金属、Ｍｎなどの周期表６Ａ族金属、Ｆｅ、Ｒｕなどの周期表８族金属、Ｃｏ、Ｒｈなどの周期表９族金属、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔなどの周期表１０族金属、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなどの周期表１Ｂ族金属などが例示される。これらの金属のうち周期表１０族および周期表１Ｂ族の貴金属、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕなどが好ましい。これらの金属は、塩化物などのハロゲン化物、酸化物、錯体などとして担持させてもよい。  酸化チタン１００重量部に対する前記金属又はその化合物の担持量は、金属換算で、例えば、０．００１〜１０重量部、好ましくは０．０１〜５重量部程度である。
【００３０】
たばこフィルター用巻紙において、酸化チタンの含有量は、光分解性および抄紙性などを損わない範囲で選択でき、例えば、セルロース繊維１００重量部に対して０．１〜３０重量部、好ましくは０．２〜２５重量部、さらに好ましくは０．２５〜２０重量部程度であり、０．５〜２０重量部（例えば３〜１８重量部）程度である場合が多い。酸化チタンの含有量が０．１重量部未満では、たばこフィルター巻紙の光分解性がさほど向上せず、３０重量部を越えると、抄紙性が損われ易い場合がある。
【００３１】
前記二酸化チタンは、慣用の方法でセルロース繊維に分散、定着させることができる。例えば、セルロース繊維と二酸化チタンとを、水などの溶媒に分散させてスラリーとし、凝集剤（例えば、水酸化アルミニウムなど）により、二酸化チタンをセルロース繊維に凝集、定着させる方法、セルロース繊維を水などの溶媒に分散させてスラリーとし、これに、予め前記凝集剤により凝集させた酸化チタンを添加し、二酸化チタンをセルロース繊維に定着させる方法などが例示できる。
なお、水などを用いた抄紙用スラリー、特に有機溶媒を含んだスラリーに酸化チタンを添加すると、酸化チタンを均一に分散させることが困難となる。しかし、前記のような表面処理を施した酸化チタンを用いると、酸化チタンを容易に分散でき、分散安定性を高めることができる。
【００３２】
本発明のたばこフィルター用巻紙は、前記特定のアナターゼ型酸化チタンを含んでいればよく、前記以外のアナターゼ型酸化チタン（例えば、比表面積３０ｍ2 ／ｇ未満、一次粒子径０．００１μｍ未満又は０．０７μｍを越える未処理の酸化チタンなど）、ルチル型酸化チタンを含んでいてもよい。
【００３３】
また、本発明のたばこフィルター用巻紙には、必要に応じて、前記酸化チタンに加えて、他の光分解促進剤を含んでいてもよい。光分解促進剤としては、例えば、ベンゾイン類；ベンゾインアルキルエーテル類；ベンゾフェノン、４，４′−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン及びその誘導体；アセトフェノン、α，α−ジエトキシアセトフェノンなどのアセトフェノン及びその誘導体；キノン類；チオキサントン類；フタロシアニンなどの光励起剤；エチレン−一酸化炭素共重合体；芳香族ケトンと金属塩とで構成される増感剤；Ｎ，Ｎ−ジアルキルジチオカーバメートなどが例示される。これらの光分解促進剤は単独でまたは２種以上組合わせて使用できる。
【００３４】
［バインダー、その他の添加剤］
本発明のたばこフィルター用巻紙は、繊維間の接着性や抄紙性を高めるために、バインダーを含んでいてもよい。バインダーは、乾式抄造法により抄紙する場合等に特に有用である。
前記バインダーには、天然及び合成樹脂系のバインダーが含まれる。バインダーとしては、人体に悪影響を及ぼさず、たばこ喫味及び自然環境下での光の作用によるたばこフィルター用巻紙の光分解性を損なわないものが使用される。このようなバインダーとしては、例えば、食品添加物の範疇に属し、臭気のないバインダーが挙げられる。
好ましいバインダーには、自然環境中の雨水などの水の作用により溶解して、たばこフィルター巻紙から流出しやすく、かつたばこフィルター用巻紙の光分解性を損なわない水溶性バインダー（水溶性接着剤）が含まれる。水溶性バインダーとして、天然物系接着剤（例えば、デンプン、変性デンプン、可溶性デンプン、デキストラン、アラビアゴム、アルギン酸ナトリウム、カゼイン、ゼラチンなど）；セルロース誘導体（例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース、水溶性酢酸セルロースなど）；合成樹脂系接着剤（例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、水溶性アクリル樹脂など）等が例示される。これらのバインダーは１種または２種以上使用できる。なお、非水溶性のバインダーであっても、たばこフィルター用巻紙の光分解性を損なわない程度の少量であれば使用してもよく、また、臭気を有するバインダーであっても、たばこ喫味を損なわない程度のものであれば使用してもよい。
バインダーの使用量は、できる限り少量（例えば、たばこフィルター用巻紙全体に対して１０重量％以下）であることが好ましい。
本発明のたばこフィルター用巻紙は、さらに必要に応じて種々の添加剤、例えば、酸化防止剤などの老化防止剤、充填剤、帯電防止剤、着色剤、生分解促進剤、前記凝集剤などを含んでいてもよい。
【００３５】
［たばこフィルター用巻紙の製造］
本発明のたばこフィルター用巻紙は、繊維が互いに絡み合った不織布状の抄紙構造を有している。
本発明のフィルター用巻紙は、慣用の乾式抄造法又は湿式抄造法により容易に製造できる。例えば、乾式抄造法では、酸化チタンとセルロース繊維と、必要に応じてバインダーなどの他の成分を含む混合組成物を、気流を用いてネットなどの通気性支持体に吹き付けることにより、抄紙構造を有するフィルター用巻紙を製造できる。また、湿式抄造法では、前記酸化チタンとセルロース繊維と、必要に応じて凝集剤などの他の成分とを水などの溶媒に分散させてスラリーを調製し、このスラリーを多孔板などを備えた慣用の湿式抄造機を用いて抄紙し、脱水、乾燥することにより、本発明のフィルター用巻紙を製造できる。好ましい抄造法には湿式抄造法が含まれる。たばこフィルター用巻紙を湿式抄造により製造する場合、前記スラリーの固形分濃度は、例えば０．００５〜０．５重量％、好ましくは０．００８〜０．３重量％程度である。
【００３６】
たばこフィルター用巻紙の坪量、密度、厚みは、取扱作業性、光分解性等を損なわない範囲で適当に定められる。たばこフィルター用巻紙の坪量は、例えば２０〜４０ｇ／ｍ2 、好ましくは２５〜３５ｇ／ｍ2 程度、密度は０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 、好ましくは０．３０〜０．４０ｇ／ｃｍ3 程度であり、厚みは０．０２〜０．１５ｍｍ、好ましくは０．０３〜０．１０ｍｍ程度である。坪量、密度、厚みが小さすぎると、調製が困難になると共に、紙の強度が低下し、フィルター素材を巻上げる際の操作性が低下しやすい。また、坪量、密度、厚さが大きすぎると、柔軟性が低下して、フィルター巻上げ操作が困難になるとともに、自然環境下での光の作用による光分解効率が低下しやすくなる。
【００３７】
本発明のたばこフィルター巻紙は、特定の酸化チタンを含んでいるため、自然環境下において、光の作用によるセルロース繊維の分解が速やかに進行すると共に、自然環境中での外力（雨、風、人による踏付け等）により光分解した部位からセルロース繊維の絡みがほぐれやすくなり、抄紙構造が崩壊する。そのため、保管時や使用時には強度が高いにも拘らず、自然環境下では、フィルター素材から短期間内に脱離、除去される。
【００３８】
［たばこフィルター］
本発明のたばこフィルターは、フィルター素材が前記たばこフィルター用巻紙で巻回され、ロッド状に成形されている。フィルター素材としては、特に限定されず、たばこのフィルター素材として通常用いられる自然環境下で崩壊性を有する素材、例えば、水分散性、光分解性又は生分解性を有する素材であれば特に限定されない。
【００３９】
フィルター素材を構成する材料として、例えば、セルロースエステル繊維（セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレートなどの繊維）；天然セルロース繊維（木材パルプ、種子毛繊維、ジン皮繊維、葉繊維など）や再生セルロース繊維（ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨンなど）などのセルロース繊維；ポリプロピレン繊維などの合成繊維などが含まれる。これらは１種で又は２種以上混合して使用できる。フィルター素材を構成する好ましい材料には、セルロースアセテート繊維などのセルロースエステル繊維、木材パルプなどの天然セルロース繊維、ポリプロピレン繊維などの合成繊維、セルロースエステル繊維と天然セルロース繊維との混合繊維（例えば、セルロースアセテート繊維と木材パルプとの混合繊維）などが含まれる。
【００４０】
フィルター素材の形状は特に限定されないが、繊維、繊維束（例えば、セルロースエステル繊維束、再生セルロース繊維束、ポリプロピレン繊維束など）又はシート状（例えば、木材パルプ、又は木材パルプとセルロースエステル繊維などの他の繊維を抄造した抄紙構造を有するシート）等の形状で使用される場合が多い。シート状の素材は、フィルタープラグを通じて、チャンネリングを抑制しつつ煙を円滑且つ均一に通過させるため、クレープ加工又はエンボス加工されているのが好ましい。
【００４１】
自然環境中での崩壊性に優れる好ましいフィルター素材には、可塑剤により接着していないセルロースエステル繊維束；水溶性高分子や生分解性高分子などを用いて接着したセルロースエステル繊維束；置換度の小さいセルロースエステル繊維束；光分解促進剤や生分解促進剤などを含有したセルロースエステル繊維束；木材パルプ又は木材パルプとセルロースエステル繊維などの他の繊維を抄造し、必要に応じてクレープ加工又はエンボス加工したシート状素材などが含まれる。
【００４２】
本発明のたばこフィルターは、気相成分の選択的除去により、たばこ喫味を向上させるための添加剤、例えば、活性炭、ゼオライトなどの吸着剤等を含んでいてもよい。吸着剤は繊維状であってもよいが、粉粒状で使用される場合が多い。また、吸着剤は造粒活性炭などのように、バインダーを用いて造粒した造粒物であってもよい。
【００４３】
本発明のたばこフィルターは、フィルター素材を前記たばこフィルター用巻紙で巻回し、ロッド状に成形することにより製造することができる。例えば、たばこフィルターは、（ａ）繊維状などのフィルター素材をフィルターロッド成形用金型に充填して棒状に成形し、前記たばこフィルター用巻紙で巻回する方法、（ｂ）シート状のフィルター素材をフィルタープラグ巻上げ機に導入して、前記たばこフィルター用巻紙でロッド状に巻き上げ、糊付けし、適当な長さに切断する方法などにより得ることができる。
【００４４】
たばこフィルターの作製に際して、巻紙の糊付け、巻上げられたフィルター素材と巻紙との糊付けが必要な場合、自然環境下において、フィルター素材から巻紙がより容易に脱離できるように、接着剤として前記例示の水溶性接着剤を用いるのが好ましい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のたばこフィルター用巻紙は、特定の酸化チタンを含むので、光分解性が高く、通常の保管状態では分解しないものの、光線が作用する自然環境下では光分解が速やかに進行する。また、自然環境下では、雨、風、人による踏付けなどの外力により、光分解した部位から、より崩壊しやすくなる。そのため、巻紙の抄紙構造が崩壊し、フィルター素材から短期間で除去され、フィルター素材の有する自然環境下での崩壊性を有効に発揮させることができる。
本発明のたばこフィルターでは、フィルター素材が前記たばこフィルター巻紙により巻回されているので、自然環境下において、フィルター巻紙が容易に除去される。そのため、喫煙後に誤って廃棄されたとしても、自然環境中で迅速に崩壊または分散するので、環境の美観を損ねることがなく、環境汚染を軽減することができる。
本発明のたばこフィルターの製造法によれば、上記の優れたたばこフィルターを簡易に効率よく製造できる。
【００４６】
【実施例】
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り限定されるものではない。
【００４７】
なお、本発明の実施例及び比較例において、ショッパーリーグラー式ろ水度（叩解度）、紙坪量、紙厚み、紙密度、たばこフィルター用巻紙光分解性、喫味及びエタノール減少率は、下記の方法により測定、評価した。
【００４８】
（１）ショッパーリーグラー式ろ水度（°ＳＲ）：ＪＩＳ−Ｐ−８１２１
（２）紙坪量（ｇ／ｍ2 ）：ＪＩＳ−Ｐ−８１２４
（３）紙厚み（ｍｍ）：ＪＩＳ−Ｐ−８１１８
（４）紙密度（ｇ／ｃｍ3 ）：紙坪量（ｇ／ｍ2 ）÷紙厚み（ｍｍ）÷１０００
（５）たばこフィルター用巻紙光分解性：
長さ２５ｍｍに切断したたばこフィルターの試料をダイセル化学工業（株）フィルター研究所（大阪府堺市）敷地内の土地表面に放置し、６か月経過後の形状変化を観察し、下記の基準により評価した。
【００４９】
Ａ：たばこフィルター用巻紙がほぼ完全に分解し、フィルター素材から除去されている。
【００５０】
Ｂ：たばこフィルター用巻紙が半分程度分解し、半分程度がフィルター素材から除去されている。
【００５１】
Ｃ：たばこフィルター用巻紙がほぼ原形をとどめており、フィルター素材を巻回した状態のままである。
【００５２】
（６）喫味：
長さ２５ｍｍに切断したたばこフィルターの試料を市販のたばこ（日本たばこ産業（株）製マイルドセブン）の葉たばこ部分に接続したものについて、１０人のパネラーにより、現行のフィルター巻紙を使用した場合との比較による喫味評価を行った。
【００５３】
なお、上記のたばこフィルターに関する評価については、温度２２℃、相対湿度６０％の雰囲気中で２４時間以上放置して、調湿した後の試料を用いて行った。
【００５４】
（７）エタノール減少率：
酸化チタン１５ｍｇ、エタノール１００ｐｐｍ及び水４０ｍｌで構成された反応系に、酸素存在下、キセノンランプ（１ｋＷ）を２５ｃｍの距離から３０分間照射し、紫外線照射によるエタノールの減少率を測定した。
【００５５】
実施例１
叩解度４５゜ＳＲの針葉樹漂白クラフトパルプ繊維１００重量部と、アナターゼ型酸化チタン（Ａ）（平均粒子径０．０３μｍ、比表面積７５ｍ2 ／ｇ、五酸化リン２重量％とＤＬ−トレオニン０．５重量％で表面処理、エタノール減少率６１％）１５重量部とを、３０００００重量部の水に均一に分散した後、水酸化アルミニウムを凝集剤として加え、酸化チタンをパルプ繊維に定着させ、円網式抄紙機を用いて湿式抄紙し、脱水、乾燥した後、２６ｍｍ幅にスリットして、紙秤量３３ｇ／ｍ2 、紙密度０．３７ｇ／ｃｍ3 、紙厚み０．０９ｍｍのたばこフィルター用巻紙を得た。
得られたたばこフィルター用巻紙を用いて、セルロースアセテート繊維のトウ（フィラメント繊度：４．０デニール、トータル繊度：３５０００デニール、断面形状：Ｙ字状、置換度：２．４５）をたばこフィルター用巻上機（ハウニ社製、ＫＤＦ２／ＡＦ１）で巻上げ、長さ２５ｍｍに切断して、たばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００５６】
実施例２
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ａ）１０重量部と、アナターゼ型酸化チタン（Ｂ）（平均粒子径０．３μｍ、比表面積９ｍ2 ／ｇ、未処理、エタノール減少率２８％）５重量部とを用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００５７】
実施例３
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ａ）１０重量部と、ルチル型酸化チタン（Ｃ）（Ｋｅｍｉｒａ社製、Ｕｎｉｔａｎｅ  ＯＲ−４５０、平均粒子径０．２μｍ、比表面積６ｍ2 ／ｇ、未処理、エタノール減少率３％）５重量部とを用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００５８】
実施例４
酸化チタンとして、アナターゼ型酸化チタン（Ｄ）（平均粒子径０．０１６μｍ、比表面積９２ｍ2 ／ｇ、五酸化リン２．３重量％とＤＬ−トレオニン０．７重量％で表面処理、エタノール減少率６６％）１５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００５９】
実施例５
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ｄ）１０重量部と、前記アナターゼ型酸化チタン（Ｂ）５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００６０】
実施例６
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ｄ）１０重量部と、前記ルチル型酸化チタン（Ｃ）５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてたばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ａ」であり、自然環境中での光分解性は良好であった。また、喫味については、市販のたばこと何ら変わるところがなかった。
【００６１】
比較例１
酸化チタンを添加しなかった点以外は、実施例１と同様にして、たばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ｃ」であり、自然環境中での光分解性は極めて劣っていた。なお、喫味については、市販のたばこと変わらなかった。
【００６２】
比較例２
酸化チタンとして、前記アナターゼ型酸化チタン（Ｂ）１５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、たばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ｂ」〜「Ｃ」であり、自然環境中での光分解性は劣っていた。なお、喫味については、市販のたばこと変わらなかった。
【００６３】
比較例３
酸化チタンとして、前記ルチル型酸化チタン（Ｃ）１５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にして、たばこフィルターを得た。
得られたたばこフィルターについて、たばこフィルター用巻紙光分解性を測定したところ、評価は「Ｃ」であり、自然環境中での光分解性は極めて劣っていた。なお、喫味については、市販のたばこと変わらなかった。