[发明专利]生物分解性醋酸纤维素成形制品及吸烟物品用的过滤芯

说明书

技术领域

本发明是关于生物分解性醋酸纤维素成形制品及吸烟物品用的过滤芯(plug)。

技术背景

醋酸纤维素作为各种成形制品，例如，作为香烟用过滤材料和衣料用纺织纤维、作为薄膜、除此之外，作为喷射成形和挤压成形的成形制品等，已得到广泛地利用。

醋酸纤维素是将纤维素转化成醋酸酯的物质，本质上讲也是一种生物可分解的物质。然而，实际中，醋酸纤维素还不能说具有良好的生物分解性。

即，由醋酸纤维素制成的成形制品，例如，埋在土壤中，1-2年仍保持原状不变，这些成形制品要完全被生物分解掉，需要相当长的时间，这些成形制品有时作为废弃物而埋置，有时根据情况，作为废弃物回收，放置在自然环境中。因此，促进开发生物分解醋酸纤维素已是当务之急。

在这种状况下，对醋酸纤维素的生物分解性进行了广泛的研究。这些研究报告，认为醋酸纤维素的生物分解速度取决于醋酸纤维素的DS(Degree ofSubstitution：葡萄糖的每单元骨架的乙酰基数)。即，当醋酸纤维素的DS减少时，会加快醋酸纤维素的生物分解速度。而且，其生物分解机理如下。

首先，一开始，醋酸纤维素的乙酰基由微生物释放出的菌体外酵素切断，结果减少了醋酸纤维素的DS值。之后，该DS值减少的醋酸纤维素由于受到环境中广泛存在的纤维素酶等很容易进行酶分解，最终受到微生物的代谢而形成二氧化碳和水的资源。因此，可以认为生物分解速度的速率决定阶段是初始乙酰基的切断。

基于这些见解，提出了许多加速醋酸纤维素生物分解速度的办法。例如，特开平6-1999 01号公报中公开了一种办法，即，通过将比醋酸的酸离解常数大的酸性化合物添加到醋酸纤维素中，以控制醋酸纤维素的生物分解性。然而，使用这方法，从将酸性化合物添加到醋酸纤维素中时，开始受到该酸性化合物的影响，在化学方面，将引起醋酸纤维素的加水分解反应，醋酸纤维素的DS开始减少。即，添加了这种酸性化合物的醋酸纤维素组合物(制品)，由于DS随时间而逐渐减少，所以不能维持开始原料醋酸纤维素的DS值。

醋酸纤维素的DS对制品的功能影响很大，香烟用的过滤嘴，由于醋酸纤维素的DS变化，而引起香烟味道的巨大变化。因此，在香烟制品的质量管理上，作为香烟用过滤嘴的醋酸纤维素，从设定它的DS值开始，直到香烟被吸烟者抽吸时，在通常的环境下，最好不要随时间而发生变化。

再有，在上述酸性化合物的存在下，产生的醋酸纤维素的乙酰基的化学加水分解反应中，伴随着该反应的进行，即，伴随着醋酸纤维素DS值的降低，而生成醋酸。即，由醋酸纤维素上脱离下来的乙酰基，以醋酸形式游离。这种游离的醋酸会使醋酸纤维素制品具有强烈的醋酸臭味。在各种制品中，这种醋酸臭味不是一种好的要素。例如，在香烟用过滤嘴中，由于呈现醋酸臭味而会大大恶化香烟的味道。

因此，本发明的目的是一种促进醋酸纤维素生物分解的方法，可抑制醋酸纤维素的DS值随时间变化和醋酸臭味的发生。

发明公开

本发明者们为了达到上述目的，经过深入研究，结果发现，将促进醋酸纤维素分解所定的分解促进剂，与抑制该分解反应所定的反应抑制剂进行复合，这样可获得在通常使用醋酸纤维素的条件下，能抑制分解促进剂的分解促进作用，醋酸纤维素与水接触时，一开始在复合体中，解离反应抑制剂和分解促进剂的复合状态，而使分解促进剂形成游离态，从而能够发挥分解促进剂的分解促进作用。

即，上述目的，根据本发明即可达到，选自磷的氧酸、硫的氧酸和氮的氧酸、这些氧酸的偏酯或氢盐、碳酸和它的氢盐、磺酸、及羧酸中的至少1种化合物形成的分解促进剂，和选自含氮化合物、羟基化合物、含氧杂环化合物、及含硫杂环化合物中的至少1种化合物形成的反应抑制剂，将分解促进剂和反应抑制剂形成的复合体包含在醋酸纤维素中。

本发明的醋酸纤维素组合物，含有醋酸纤维素，及该醋酸纤维素中含有的分解促进剂和反应抑制剂形成的复合体，由于能够抑制醋酸纤维素的DS值的随时间的变化，所以能保持制品设计时的性能，并能抑制醋酸臭味的发生，而且也使成形制品具有与水接触时才开始分解的性能。

上述本发明的醋酸纤维素组合物，是以纤维等成形制品的形式提供。