以下、この発明について詳細に説明する� ��この発明は、セルロース繊維材料とバイン� ��ーとの混練物を、押し出し造粒工程、球形� ��粒工程、及び乾燥工程に順に導入して得ら� ��る、平均粒径が1.5mm以下の薬剤担持用セル� �ース粒子であって、セルロース繊維材料と� �て、平均繊維長が0.1mm以上0.5mm以下のセルロ� ��ス繊維を用いたことを特徴とする薬剤担持� ��セルロース粒子である。

 上記のセルロース繊維材料に用いるセル� ��ース繊維は、木材パルプやクラフトパルプ� ��溶解パルプなどの一般的なセルロース材料� ��微細化したものである。その方法としては� ��機械的に微細化する方法と、酸加水分解な� ��の薬剤処理を行った後、機械的に細かく砕� ��て微細化したものである。機械的に微細化� ��る方法としてはカッティングミルやボール� ��ルを使用する方法があり、セルロース材料� ��セルロース構造の一部が分子的にも分解さ� ��て分子量が小さくなる。また、酸加水分解� ��どの薬剤処理を行った場合、セルロース材� ��の分子量はさらに小さくなり、さらに機械� ��に細かく砕く工程でも微細化しやすくなる� ��これらの方法によりセルロース材料を微細� ��することにより、下記の平均繊維長と重合� ��の条件を満たすセルロース繊維材料を得る� ��とができる。このようなセルロース繊維を� ��いて得られるセルロース粒子は、繊維材料� ��繊維長が短く、強度が下がっているために� ��し出し造粒工程において押し出しやすくな� ��ので、セルロース粒子を製造しやすく、か� ��、単に機械的に叩解して解繊しただけのパ� ��プ材料を用いたものよりも、粒径が揃った� ��のとなる。

 また、特に、上記の酸加水分解を行った� ��ルロース繊維は、機械的に微細化しただけ� ��セルロース繊維材料よりも、分子量をさら� ��小さいものとすることができるので好まし� ��。また、酸加水分解を行ったセルロース繊� ��材料を用いると、最終的に得られる薬剤担� ��用セルロース粒子の粒径を揃えやすくなる� ��果もあるという点でも好ましい。この酸加� ��分解に用いる酸は、特に種類を限定される� ��のではなく、硫酸や塩酸などの鉱酸を用い� ��よい。これらの酸中にセルロース繊維を浸� ��させて、セルロースの分子を酸加水分解し� ��その後、順に濾過、水洗、脱水、乾燥、粉� ��、篩別することで、この発明で用いるセル� ��ース繊維材料が得られる。

 上記セルロース繊維の平均繊維長は、0.1m m以上であることが必要であり、0.17mm以上で� �ると好ましい。平均繊維長が長いほど、得� �れるセルロース粒子の内部に空洞を多く生� �やすくなる。このため、平均繊維長が0.1mm未 満であると、最終的に得られるセルロース粒 子の内部が密に詰まりすぎて内部に空間を生 じにくくなり、薬剤担持量が不十分なものと なってしまう。一方で、平均繊維長は0.5mm以� ��である必要があり、0.3mm以下であるとより� �ましい。個々の繊維の繊維長が、後述する� �し出し造粒工程で混練物を押し出す孔の孔� �rより大きいと、繊維がひっかかって孔を閉� ��させてしまう可能性があるので、個々の繊� ��の繊維長は少なくとも孔の孔径以下である� ��とが好ましい。得られる粒子の粒径はこの� ��の孔径rに依存するため、繊維長は製造しよ うとする粒子の粒径よりも小さいものである ことが好ましい。平均繊維長が、製造しよう とするセルロース粒子の大きさに近づきすぎ ると、製造する粒子の粒径より長い繊維が含 まれる可能性が高くなり、求める粒径の粒子 が得られなくなってしまう。また、ここで示 す平均繊維長とは、「JAPAN TAPPI 紙パルプ試� ��方法No.52:2000 パルプ及び紙-繊維長試験方法 -光学的自動計測法」に準ずるカヤーニ社製:� ��維長測定装置「FiberLab」で測定して、求め� �れる長さ荷重平均繊維長を平均繊維長とし� �示したものである。

 なお、この発明では、上記押し出し造粒� ��程に用いる孔の孔径が、後述するように最� ��0.5mmであり、その場合、用いる繊維の個々� �繊維長は0.5mm以下でなければ、繊維同士が絡 まって凝集し、それらの繊維が孔を通らなく なってしまう。実際には個々の粒子の繊維長 には幅があるため、平均繊維長は孔の孔径よ りも小さいことが好ましい。ただし、平均繊 維長が長いほど粒子内部が粗くなり、薬剤を 担持できる内部の空間が多くなるため、孔の 閉塞を起こさない範囲では、薬剤担持量を増 加させるという点では、平均繊維長が長いほ ど好ましい。

 また、上記セルロース繊維の平均重合度� ��、400以上である必要があり、500以上である� ��より好ましい。重合度が高いセルロースほ� ��一般に硬い繊維となり、繊維が硬いほど、� ��ルロース粒子としたときに粒子内で曲がり� ��くいために内部に空洞を作りやすく、嵩比� ��が小さく、薬剤担持量が大きくなるためで� ��る。平均重合度が400未満であると、得られ� ��セルロース粒子が密になりすぎて、薬剤担� ��量が少なくなってしまう。一方で、平均重� ��度が高い繊維材料を用いるほど、得られる� ��ルロース粒子の粒径にばらつきが大きくな� ��、平均重合度が1200を超えると、粒径のばら つきを抑えた粒子を得るこの発明の目的には 不的確なものとなってしまう。また、平均重 合度が900以下であるセルロース繊維を用いる と、得られるセルロース粒子の粒度のばらつ きをより抑えることができるため、特に好ま しい。なお、酸加水分解を行ったセルロース 繊維は、加水分解により分子が小さくなるの で、大体の場合平均重合度900以下とすること ができる。なお、ここで用いる平均重合度は 、日本薬局方第十四改正日本薬局方第二部医 薬品各条に記載されている結晶セルロースの 重合度測定方法を準用して測定することがで きる。このようなセルロース繊維としては、 例えば、日本薬局方に記載の粉末セルロース が挙げられる。

 なお、酸加水分解又は機械的微細化によ� ��分子を細かくしているため、平均繊維長が� ��いセルロース繊維ほど、基本的には平均重� ��度が高い傾向にある。薬剤担持量を増加さ� ��る目的で、平均繊維長の長いセルロース繊� ��を用いようとしても、平均重合度が高すぎ� ��と上記のように問題が生じてしまう。この� ��め、得られるセルロース粒子の用途に応じ� ��、薬剤担持量と粒径のばらつきとのバラン� ��を考えて、用いるセルロース繊維の平均重� ��度と平均繊維長を選択することが好ましい� ��

 なお、平均重合度が350以下で、かつ平均� ��維長が0.2mm以下である微結晶セルロースは� �酸加水分解を行って製造するものであるが� �平均重合度が低すぎるので、この発明に用� �る上記セルロース繊維には含まれない。上� �セルロース繊維の代わりにこれらの微結晶� �ルロースを用いたセルロース粒子は、密に� �りすぎて薬剤担持量が不十分なものとなっ� �しまう欠点を有するためである。

 また、上記バインダーは、上記のセルロ� ��ス繊維材料の個々の繊維を互いに固めるも� ��である。このバインダーが糊の役割を果た� ��て、それぞれの繊維を相互に接着させるこ� ��で、薬剤を担持しても、繊維同士が離れて� ��体することがない粒子を形成する。このバ� ��ンダーにより上記のセルロース繊維材料を� ��める方法としては、バインダーを水に溶解� ��せてバインダー水溶液としてから上記セル� ��ース繊維材料と混練して使用する方法と、� ��記セルロース繊維材料とバインダーとを混� ��した混合物に水を添加する方法とがある。� ��のバインダーは親水性高分子であることが� ��ましく、このようなバインダーとしては、� ��体的には、澱粉、メチルセルロース、ヒド� ��キシプロピルセルロース、ヒドロキシプロ� ��ルメチルセルロース、カルボキシルメチル� ��ルロース、アルギン酸、グアーガム、アラ� ��アゴム、寒天、カラギーナン、ポリアクリ� ��酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレン� ��リコールなどの水溶性高分子が挙げられる� ��なお、これらのバインダーは、1種又は2種� �上を混合して用いてもよい。この中でも特� �、ポリビニルアルコールを用いると、セル� �ースの繊維を接着させやすく、成型しやす� �特徴がある。

 なお、得られる薬剤担持用セルロース粒� ��に色を付ける方法としては、上記バインダ� ��水溶液に着色剤を混合する方法や、上記セ� ��ロース繊維材料とバインダーとの混合物に� ��とともに着色剤を混合する方法や、染色し� ��繊維を混合する方法が挙げられる。

 上記のバインダー水溶液中の、上記バイ� ��ダーの含有率は0.5重量%以上であると好まし く、1重量%以上であるとより好ましい。0.5重� ��%未満では、濃度が薄すぎて上記セルロース 繊維材料の接着力が不足し粒子の成型が困難 になる可能性があるためである。一方で、10� ��量%以下であると好ましく、8重量%以下であ� ��とより好ましい。10重量%を超える濃度とす� ��と、上記セルロース繊維材料同士を接着さ� ��る接着力が高くなりすぎて、小径粒子同士� ��凝集し合って大径粒子が成型されたり、バ� ��ンダーの粘度が高くなり、セルロース繊維� ��均一に付着せず、好ましくない。

 また、上記混合物に水を添加する場合の� ��水とバインダーとの重量混合比は、199:1~9:1� ��あると好ましく、99:1~92:8であるとより好ま� ��い。199:1よりも水が多いと、バインダーが� �すぎて粒子の成型が困難になる可能性があ� �、一方で、9:1よりもバインダーが多いと、� �着力が高くなりすぎて好ましくない。

 上記のセルロース繊維材料と、上記バイ� ��ダーとの重量混合比は、100:0.5~100:10である� �好ましい。100:0.5よりも上記セルロース繊維� ��料が多いと、繊維同士を接着させる高分子� ��不足して粒子として固まらなくなるおそれ� ��あり、一方で、100:10よりも上記セルロース� ��維材料が少ないと、得られるセルロース粒� ��の内部にできるべき空間が上記バインダー� ��埋まってしまい、薬剤担持量が少なくなり� ��ぎてしまうおそれがある。

 上記セルロース繊維材料と上記バインダ� ��水溶液とを混練して混練物を得るには、一� ��的な混練機を用いて行ってよい。

 上記の混練物を、押し出し造粒工程、球� ��整粒工程、及び乾燥工程に、順に導入して� ��薬剤担持用セルロース粒子を得る。

 まず、上記の押し出し造粒工程とは、上� ��混練物を孔から押し出して柱状のペレット� ��する工程で、湿式、または半乾式の押出造� ��機が使用できる。この孔から押し出す方法� ��しては、例えば、押出造粒機としてディス� ��ペレッターを用いた押出造粒法を用いるこ� ��ができる。このディスクペレッターとして� ��、例えば、図1及び図2のようなローラーデ� �スク式のものが挙げられる。これは、孔径r� ��孔12が複数設けられた、ディスク11と、その ディスク11の表面上を回転するローラー13と� �らなる装置である。このディスク11とローラ ー13との間に供給された混練物21を、ローラ� �13の回転により圧縮し、ディスク11の孔12か� �押し出すことで、柱状のペレット22を製造す る。なお、孔が円形であると、得られるペレ ットが円柱状で製造しやすくなるためより好 ましい。また、ディスクペレッターの中でも 、直径2mm以下の粒子の造粒に対応したファイ ンディスクペレッターが、この発明において 好適に用いられる。この場合、ディスク11の� ��みはほぼ孔径rに等しい構造となる。

 押し出された混練物21は、ディスク11の底 面に接するように固定されたカッター14を用� ��て、孔径とほぼ同一の長さの柱状体になっ� ��時点で掻き取り、製造しようとする粒子に� ��い大きさのペレット22としてもよい。また� �カッター14で掻き取るまでに十分に混練物を 押し出させて、孔径より高さが十分に長い柱 状の成形体であるペレット22としてもよいし� ��カッター14を設けずに長くなったペレット� �自重で折れて落ちるようにしてもよい。長� �ペレットの場合、その長さは1cm~10cm程度のも のとなる。長い柱状のペレットとする場合は 、後述する整粒工程において、そのペレット を高さ方向に細かくして、孔径に近い粒径の 粒子とする。どちらの場合も、真球に近い粒 子を得る場合には、その粒径はペレットの太 さの径に近くなる。このペレットの太さの径 は、用いるファインディスクペレッターの孔 の孔径rにより決定される。

 このため、上記の孔の孔径rは、0.5mm以上� ��あると好ましく、0.7mm以上であるとより好� �しい。0.5mm未満であると、セルロース繊維材 料が目詰まりしてしまう場合がある。一方で 、孔径rは1.5mm以下であると好ましく、1.3mm以� ��であるとより好ましい。1.5mmを超えると、� �られる粒子の粒径が1.5mmを超える場合があり 、特にタバコフィルターに添加させるには不 的確となってしまう。

 なお、上記押し出し造粒工程を行う際に� ��いる押出造粒機は、図1及び図2に記載のロ� �ラーディスク式のファインディスクペレッ� �ーが生産性、成型性の面で優れているが、� �出表面に孔を有するダイへ向けて混練物を� �し出してペレットを形成する一般的な押出� �粒機も使用可能である。

 次に、上記球形整粒工程とは、上記押し� ��し造粒工程で得られた柱状のペレットを丸� ��て球状にし、かつ粒径を揃える工程である� ��ペレットを丸める具体的な方法としては、� ��えばマルメライザー(登録商標)を用いてペ� �ットを転動させる球形整粒法が挙げられる� �このマルメライザーとは、図3のように、表� ��に、頂上部が平たい凸部26を形成する格子� �の溝27を有し回転する円盤25の上でペレット2 2を転動させることで、ペレットの角を取り� �丸める機械である。このマルメライザー全� �の概略図を図3(a)に示し、図3(b)にその円盤25� ��断面図を示す。なお、図3(a)での溝27は、実� ��にはもっと間隔の細かいものとなるが、表� ��上溝27の底となる線のみを、間を広げて記� �している。ペレット22は、遠心力により外周 壁にぶつかって内周に戻され、また遠心力に より外周壁にぶつかるという運動を繰り返す 。その間に、回転、公転をしつつ、凸部26と� ��の間の溝27とにより衝撃を受け続けること� �、この工程に導入するペレットの長さに関� �らず、図4のようにペレット22は細かく折れ� �いく。さらに回転、転動させ続けることで� �ペレット22は角がとれていき、発生する粉の ほとんどが粒子にまぶされていき、元のペレ ットの太さに近い粒径の球形粒子28となる。

 上記の円盤25が有する格子状に並ぶ溝27と 溝27とのピッチPは、1mm以上5mm以下であると好 ましく、2mm以上3mm以下であるとより好ましい 。1mmより小さいと造粒物が球形になりにくく 、一方で、5mmより大きいと造粒物が円盤の回 転により壊れやすくなる。その円盤を回転さ せる際の回転数は、直径40cmでピッチ3mmの円� �を使用する場合、200rpm以上であると好まし� �。200rpm以下ではペレットが転がるだけで折� �たり角がとれたりしにくく、球形になりに� �いためである。一方で、1000rpm以下であると� ��ましい。1000rpmを超えると、ペレットや粒子 が砕けやすくなりすぎてしまい、球形に留ま らず、粒子がさらに細かく破壊されてしまう おそれがあるためである。なお、円盤の直径 が異なる場合は、円盤の外周の速度をあわせ ればよい。また、直径は20cmから100cm程度であ る。

 上記の球形整粒工程で丸めた直後の粒子� ��は、混練の際に用いた水溶液由来の水が多� ��含まれるので、これを除去する必要がある� ��そこで球形整粒工程の後に、上記球形整粒� ��程で丸めた粒子を乾燥させる乾燥工程に導� ��し、この発明にかかる薬剤担持用セルロー� ��粒子を得る。

 なお、上記の乾燥工程で乾燥した粒子を� ��篩い分け工程に導入して、粒径の揃った粒� ��が伴う場合がある微粉末を除外しておくと� ��り好ましい。この発明にかかる薬剤担持用� ��ルロース粒子は粒径が揃ったものであるが� ��それらの粒子とは別に、整粒工程で角を落� ��したりペレットを折ったりする際に生じる� ��片が生じる。この破片は、上記の整粒工程� ��粒子にまぶされて粒子と一体化するが、一� ��は微粉末となって残る場合がある。この微� ��末が残る場合、除去しておかないと、結局� ��粒径がばらつくこととなってしまう。この� ��い分け工程の具体的な方法は、一般的に用� ��られるメッシュによる篩い分けが用いられ� ��。そのメッシュの大きさは、得ようとする� ��子の平均粒径にもよるが、少なくとも粒径� ��0.4mm以下の微粉末を篩い落とすものである� �好ましい。

 上記のように、押し出し造粒工程、整粒� ��程、及び乾燥工程を経て得られる薬剤担持� ��セルロース粒子は、図5の断面概略図のよう に、内部に空隙を有しており、それらの空隙 の多くが外部と繋がっている構造を有してい る。この薬剤担持用セルロース粒子は、外部 からこの空隙に揮散性薬剤を担持させること ができ、かつ、担持した揮散性薬剤を揮散さ せやすいものである。

 この発明にかかる薬剤担持用セルロース� ��子は、嵩比重が0.8以下であると好ましい。0 .8を超えると、粒子の内部が密になりすぎて� ��て薬剤の担持量が不十分になってしまう。� ��際には上記の条件で製造するとほとんどの� ��合この嵩比重の条件を満たすものとなる。� ��方で、嵩比重を0.35未満とすることは構造上 難しく、ほとんどの場合は0.35以上となる。

 この発明にかかる薬剤担持用セルロース� ��子は、上記の押し出しを行う孔の孔径rに近 い粒径となる。この粒子は、押し出し造粒工 程で生じる直径rのペレットが、そのr前後の� ��さで折れた後に、角がとれて丸くなること� ��得られるものだからである。その平均粒子� ��は、0.3mm以上であると好ましく、0.5mm以上で あるとより好ましい。0.3mm未満であると、粒� ��が小さすぎて内部に空間を有する余地が小� ��くなってしまう。また、タバコのフィルタ� ��に添加する添加剤として用いる際には、平� ��粒子径が0.3mm以下であると、フィルターの� �詰まりを起こし、タバコを吸う際の空気抵� �が大きくなる場合がある。一方で、平均粒� �径は1.5mm以下であると好ましく、1.2mm以下で� ��るとより好ましい。1.5mmを超えると、単位� �量あたりの外気と接する面積が小さくなり� �ぎ、担持した薬剤の揮散速度が低下しすぎ� �しまう場合がある。また、1.5mmを超えると、 大きすぎてタバコのフィルターに添加するの が困難となる。なお、ここで平均粒子径とは 、質量基準平均粒子径であり、ふるい分け法 により測定される値である。

 この発明にかかる薬剤担持用セルロース� ��子は、上記セルロース繊維材料として、平� ��繊維長が上記の通りで平均重合度が400以上1 200以下であるセルロース繊維を用いることに より、粒径のばらつきが小さいものとなる。 また、平均重合度が400以上900以下であるセル ロース繊維を用いると、特に粒径のばらつき が小さいものとなる。具体的には、ふるい分 け法により、ふるい分けした累積値が25wt%の� ��径(D25)、50wt%の粒径(D50)、75wt%の粒径(D75)を測 定し、D50を平均粒径とし、D25/D75を粒度分布� �均一性として評価した。その粒径分布が0.5� �上であると好ましく、0.6以上であるとより� �ましい。上記の条件と工程により製造され� �セルロース粒子は、ほとんどの場合この条� �を満たすものとなる。粒子の元になるペレ� �トが、単一の孔径rの柱状であり、そのペレ� ��トを整粒工程で転動させることでその孔径r に近い大きさで丸めることができるため、粒 径が揃ったものとなりやすいためである。な お、このD25/D75の値は高いほど粒径が揃って� �ることを示し、1であると理想的である。

 この発明にかかる薬剤担持用セルロース� ��子に薬剤を担持させる方法としては、例え� ��、粒子に薬剤を噴霧する方法、含浸する方� ��や、薬剤を包埋材とともに加熱・溶融して� ��持させる方法が挙げられる。この包埋材と� ��、常温で固体であり、かつ、加熱・溶融時� ��上記の薬剤と混合可能である物質であり、� ��体例としては、パラフィンワックス、ロジ� ��系樹脂、ゴム系樹脂などが挙げられる。こ� ��包埋材により薬剤の移行を抑制したり、揮� ��速度を制御したりすることが可能となる。� ��持させる揮散性薬剤は特に限定されないが� ��例えば、メントール、ハッカ油、リモネン� ��オレンジ香料などの香料を用いると、担持� ��せた揮散性薬剤である香料が徐々に放出さ� ��る粒子を得ることができる。

 このように上記揮散性薬剤を担持させた� ��ルロース粒子は、紙巻きタバコのフィルタ� ��に添加するタバコフィルター添加剤として� ��いることができる。具体的には、図6のよう に、紙巻きタバコ31の口でくわえる側に設け� ��アセタール繊維等で製造されるフィルター3 2の繊維中に、このタバコフィルター添加剤33 を分散させて用いる。または、フィルター部 分に空間を作り、その空間にタバコフィルタ ー添加剤33を充填して用いることもできる。� ��バコフィルター添加剤33をフィルター中に� �加したタバコは、フィルターを通してタバ� �を吸うことで、タバコの香りとともに、タ� �コフィルター添加剤から揮散される上記揮� �性薬剤の香り等を楽しむことができるもの� �なる。

 この発明にかかる薬剤担持用セルロース� ��子は、粒径が揃っているため、揮散性薬剤� ��添加しようとするものに添加する際に、添� ��する粒子の重量や体積を設計しておくこと� ��、添加する薬剤の合計量、及び揮散量を設� ��通りの一定の値にしやすくなる。すなわち� ��タバコのフィルターに添加するにあたって� ��タバコ一本あたりの薬剤添加量、ひいては� ��散性薬剤の揮散量のばらつきを抑えること� ��でき、タバコを吸った際に感じる香味に強� ��が生じて味が変化する可能性を低くするこ� ��ができる。