Filter für Rauchwaren mit mindestens zwei verschiedenen, hintereinander angeordneten Abschnitten Aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 372 235 ist ein Filter für Rauchwaren mit mindestens zwei verschiedenen, hintereinander angeordneten Abschnit ten bekannt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Abschnitt aus mit einem Pulver einer Korngrösse zwischen 10 und 500,u versehenem ge krepptem Papier und mindestens ein anderer Abschnitt aus halb- oder vollsynthetischem Filtermaterial besteht.
Dieser Filter genügte den folgenden 3 Bedingungen: 1. Der Filter hält einen grossen Teil (bis zu etwa 40 7o) der festflüssigen Rauchbestandteile @(im folgenden Rauchpartikelphase genannt) zurück.
2. Der Saugwiderstand des Filters übersteigt nicht 75 mm Wassersäule bei einer Luftdurchströmung von 17,5 ml/Sekunde.
3. Die geschmackliche Harmonie des Rauches wird durch den Filter nicht gestört.
Dem Stand der damaligen wissenschaftlichen und technologischen Kenntnisse genügte die Erfüllung dieser drei Bedingungen.
Inzwischen haben .aber neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der Tabaktechnologie aufgezeigt, dass eine opti male Wirkung eines Tabakrauchfilters nur dann zu stande kommt, wenn zusätzlich zur Filtrierung der Rauchpartikelphase gemäss Bedingung 1 noch eine Fil- trierung der gas- und dampfförmigen Anteile des Ta bakrauches (im folgenden Dampfphase genannt) ein tritt. Diese Dampfphase enthält nämlich erhebliche Men gen flüchtiger organischer Verbindungen, deren anteil mässige Erniedrigung durch den Tabakrauchfilter wün schenswert ist.
Während die Retention der Rauchpartikelphase im Rauchwarenfilter grundsätzlich auf einer mechanischen Siebwirkung des Filters beruht, welche auf die Zu sammensetzung der Dampfphase keinen Einfluss hat, lässt sich die Wegnahme von flüchtigen Stoffen aus der Dampfphase dadurch verwirklichen, dass man den Rauch über ein Adsorptionsmittel strömen lässt, wel ches eine spezifische Aktivität für die kondensieren- den dampfförmigen Substanzen aufweist. Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines derartigen Rauch warenfilters.
Gegenstand der Erfindung ist ein Filter für Rauch waren mit mindestens zwei verschiedenen, hintereinan der angeordneten Abschnitten, welches dadurch ge kennzeichnet ist, dass mindestens ein Abschnitt aus einem mit Adsorptionsmittel von 0,5 bis 3 mm Korn grösse und einem Klebstoff versehenen Faserstrang aus halb- oder vollsynthetischem Material und mindestens ein anderer Abschnitt aus einem mit flüchtigen Aroma stoffen versehenen Faserstrang aus halb- oder vollsyn thetischem oder aus mit flüchtigen Aromastoffen im prägniertem gekrepptem Papier besteht.
Als Adsorptionsmittel können mineralische oder or ganische Stoffe verwendet werden, deren innere Ober fläche im Verhältnis zu ihrer äusseren makroskopischen Oberfläche sehr gross ist, und deren innere Mikroporen ein Volumen haben, dessen Grösse dem Volumen der einzulagernden Molekeln entspricht.
Verwendbare Adsorptionsmittel sind zum Beispiel: Kieselgel, synthetische Zeolithe, Aktivkohlen vegetabi lischen, animalischen oder mineralischen Ursprungs, sowie Einschlussverbindungen bildende organische Sub stanzen wie Harnstoff, Dextrane und Cyclodextrine.
Aus der Dampfphase des Tabakrauches durch der artige Adsorptionsmittel eliminierbare Substanzgruppen sind zum Beispiel: Benzol-Kohlenwasserstoffe, Mono olefine, Diene, Acetylenkohlenwasserstoffe, Aldehyde und Ketone.
Die Fähigkeit der erwähnten Adsorptionsmittel, die erwähnten Substanzgruppen aus der Dampfphase des Tabakrauches ganz oder teilweise zu entfernen, genügt jedoch im allgemeinen noch nicht, um ihre Verwendung in einem Tabakwarenfilter zu rechtfertigen. Vielmehr sollen ihre folgenden Bedingungen zusätzlich ebenfalls erfüllt sein: a) Die Aktivität .des Adsorptionsmittels muss so lange erhalten bleiben, dass die Wirksamkeit des Filters nicht verringert ist, wenn der Raucherartikel zum Kon sum gelangt.
b) Die Aktivität der Adsorptionsmittels darf durch den Klebstoff, der für die Einlagerung des Adsorptions- mittels in das tragende Filtermaterial verwendet wird, nicht zerstört werden.
c) Der Saugwiderstand des derart hergestellten, ein aktives Adsorptionsmittel enthaltenden Filters, sollte normalerweise 80 mm Wassersäule bei einer Luftdurch- strömung von 17,5 ml/ Sekunde nicht übersteigen.
d) Der das Adsorptionsmittel enthaltende Filterab schnitt sollte mindestens 20 Prozent Gewichtsanteil an aktiver Adsorptionssubstanz aufweisen.
e) Die Einlagerung der Körner des Adsorptionsmit- tels in den Filterabschnitt muss derart erfolgen, dass eine wirksame Umströmung .durch den Rauch gewähr leistet ist, ohne dass jedoch Rauch durch nicht erfüllten Leerraum strömen kann.
f) Die sehr wirksame Filtrierung der Rauchparti kel- und der Dampfphase des Tabakrauches, die in einem derartigen .Filter möglich ist, darf nicht zu einer Störung der Geschmacksharmonie führen.
Die Forderungen a bis f können durch folgende Massnahmen erfüllt werden: Die Korngrösse des Adsorptionsmittels beträgt wie erwähnt 0,5 bis 3 mm. Diese grobe Körnung ermög licht die Erfüllung der Forderungen .a (Haltbarkeit), b (nur sehr geringe Vergiftungsgefahr durch den Kleb stoff), d (hoher Anteil an Adsorptionsmittel ohne un erwünschte Erhöhung des Saugwiderstandes) und e (gute Umströmung durch den Rauch).
Als Klebstoff für die Fixierung der Körner im Fil termaterial wird zweckmässig ein Polyäthylenglykol ver wendet, dessen Molekulargewicht mindestens 400, zweckmässig ,zwischen 400 und 1000 beträgt, welchem 0 bis 200 % Polyvinylpyrrolidon, bezogen auf das Poly- äthylenglykol, zugemischt sein kann. Der Klebstoffan- teil des fertigen Filterabschnittes beträgt 5 bis 20 %.
Die Verwendung dieses Klebstoffes gestattet es, die Forderung b (keine Vergiftung des Adsorptionsmittels durch den Klebstoff) zu erfüllen. Als Trägermaterial für die Körner des Adsorptionsmittels dient zweckmässig ein Faserstrang aus modifizierter Cellulose, einem Cellu- losederivat oder einem vollsynthetischen Kunststoff. Durch diese Massnahme werden die Forderungen d (hoher Anteil an Adsorptionsmittel) und e (wirksame Umströmung aller Körner durch den Rauch) unter gleichzeitiger Berücksichtigung von c (relativ niedriger Saugwiderstand) erfüllt.
Der dem Adsorptionsmittelkörner enthaltenden Fil terabschnitt angefügte weitere Filterabschnitt kann aus einem Faserbündel aus modifizierter Cellulose, einem Cellulosederivat oder einem vollsynthetischen Kunst stoff, oder Schichtfilter aus gekrepptem Papier oder Cellulose bestehen, welchem bei seiner Herstellung kleine Mengen flüchtiger Aromastoffe zugesetzt wor den sind.
Diese Aromastoffe werden beim Rauchen spurenweise an den Rauchstrom abgegeben und stellen die Geschmacksharmonie, welche beim Durchströmen des Adsorptionsmittelfilters gestört werden kann, wieder her, wodurch die Forderung f ebenfalls erfüllt ist. <I>Beispiel</I> 1 kg eines Faserstranges von 10 000 Celluloseace- tatfasern wird mit 0,35 kg granulierter aktiver Holz kohle (Korngrösse 2 mm) und 0,05 kg Polyäthylengly- kol (Molekulargewicht 1000) in geschmolzenem Zu stand zu 2800 Filterstäben von je 72 mm Länge ver arbeitet.
Aus diesen Stäben werden Abschnitte von 12 mm Länge geschnitten und an filterlose Zigaretten von 65 mm Länge angesetzt. Anschliessend an den Kohlefilter erhalten die Zigaretten noch einen 8 mm langen Abschnitt eines konventionellen Filters aus Cellu- loseacetatfasern, der bei seiner Herstellung mit flüch tigen Aromastoffen versetzt wurde. Die Zigaretten ha ben nun eine Länge von 85 mm.
Im Vergleich mit filterlosen Zigaretten werden diese Filterzigaretten unter Standardbedingungen (1 Rauchzug von 2 Sekunden Dauer und einem Zugvolumen von 35 ml je Minute, 10 Rauchzüge total pro Zigarette) künstlich abgeraucht. Im Rauch beider Zigarettensorten werden die in Ta belle 1 angeführten Substanzgruppen quantitativ be stimmt, und daraus die Filterwirksamkeiten für die betreffenden Substanzgruppen berechnet.
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