Filtermaterial und Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Filtermaterial für die Behandlung von Aerosolen im allgemeinen und insbesondere von Tabakrauch, wie er aus Zigaretten usw. anfällt, und auf ein Verfahren zur Herstellung des besagten Filtermaterials.
Das Problem des Filtrierens von Aerosolen, z. B.
von Tabakrauch, und insbesondere von Zigarettenrauch, ist von grösster Bedeutung. Derartiger Rauch ist ein hochkomplexes Produkt. Er enthält Nicotin, Teere, irritierende Substanzen und manche andere Komponenten. Obzwar schon ungezählte Vorschläge empfohlen worden sind, um den Rauch in einem beschränkten Raum am Ende einer Zigarette zu behandeln, wurde doch bisher noch kein Filter entwickelt, welcher die unerwünschten Bestandteile, welche im Rauchstrom vorhanden sind, zu eliminieren vermag, ohne dadurch die Geschmacksqualität des Rauches zu beeinträchtigen.
Es wurde nun festgestellt, dass man Filter herstellen kann, welche die unerwünschten Komponenten des Rauchstromes in wirksamer Weise zu entfernen vermögen, ohne dass die Qualität oder die Ansprechbarkeit desselben beeinflusst würden. Im Gegenteil, mit dem erfindungsgemässen Filter kann man sogar eine Verbesserung der Rauchqualität erreichen.
Eines der Hauptziele der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung von Filtern oder Filtriersystemen, welche sich für die Behandlung von Aerosolen und insbesondere innerhalb eines beschränkten Raumes in einer Zigarette eignen, wobei
1. wesentliche Mengen der teerigen Komponenten entfernt werden und
2. wesentliche Mengen der Alkaloide, einschliesslich des Nicotins, entfernt werden.
Überdies werden durch die Filtrierung der Feuchtigkeitsgehalt und die Temperatur des Rauchstromes reduziert und aus der gasförmigen Phase des Rauches die irritierenden Substanzen entfernt. Diese Wirkungen werden erreicht, während gleichzeitig die zufriedenstellende Qualität (Geschmack und Aroma), wie sie der Raucher wünscht, gewährleistet wird.
Das erfindungsgemässe Filtermaterial ist dadurch gekennzeichnet, dass es starre Polyurethanpartikel enthält.
Das Verfahren zur Herstellung des besagten Filtermaterials besteht darin, dass man ein Polyisocyanat und ein Polyol in ausreichenden Mengen zur Umsetzung bringt, um ein Verhältnis von reaktionsfähigen Isocyanatgruppen zu organischen Hydroxylgruppen von zwischen etwa 0,75 und 1,25 zu gewährleisten, und zwar zwecks Erzeugung eines starren Polyurethans in Gegenwart einer ausreichenden Menge eines Blähmittels, so dass das starre Polyurethan als Schaum mit einer Dichte von weniger als 0,048 g/cm3 erzeugt wird, dass der erhaltene, starre Schaumkörper zu Körnern von zackiger, zerklüfteter, schroffer und stacheliger Natur granuliert wird, wobei diese Körner eine Partikelgrösse von weniger als 750 Mikron aufweisen, dass ferner diese Granalien mit heissem Wasser oder Dampf behandelt werden und dass das Produkt schliesslich getrocknet wird.
Bekanntlich sind die Reizwirkung oder andere unerwünschte Wirkungen des Tabakrauches mindestens zum Teil der Anwesenheit von Verbindungen, wie z. B.
Aldehyden, Sulfiden und Blausäure, in der Gasphase zuzuschreiben. Der erfindungsgemässe Filter wird wesentliche Mengen dieser Materialien entfernen. Über- dies werden auch wesentliche Mengen an Phenolen und sauren Materialien, welche bekanntlich im Tabackrauch vorhanden sind und als schädlich gelten, zurückgehalten.
Der erfindungsgemässe Filter erlaubt daher eine ausgiebige, physikalische und chemische Bearbeitung des Rauchstromes, in dem beispielsweise der pH-Wert durch Beseitigung der sauren Komponenten geregelt werden kann. Ferner erlaubt er die Fixierung und das Binden von Alkaloiden und gestattet eine Herabsetzung der Temperatur des Rauchstromes während dessen Durchfluss durch den Filter, so dass eine Temperaturverringerung innerhalb eines geeigneten und erwünschten Bereiches erzielt wird.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Zigarette, teilweise im Schnitt, wobei eine Filtriereinheit gemäss einer Ausführungsform dieser Erfindung gezeigt wird.
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine photographische Reproduktion in 75facher Vergrösserung eines granulierten Filtermaterials gemäss einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, wobei die zackige, zerklüftete, schroffe und stachelige Struktur der Partikel gezeigt wird. Diese photographische Wiedergabe wurde nach der Verwendung des Filtermaterials als Filter beim Rauchen einer Zigarette und nach dem Durchfluss des Rauches durch den Filter aufgenommen. Eine Anzahl von Partikeln, welche in wirksamer Weise teerige Materialien aus dem Zigarettenrauch entfernt hatten, sind dadurch dunkel geworden, verglichen mit den helleren Flächen der anderen Partikel.
Das erfindungsgemässe Filtermaterial enthält ein zelle Partikel von festem Polyurethan, welches im wesentlichen keine cellulare Struktur aufweist und setzt sich gemäss einer bevorzugten Ausführungsform aus Granalien zusammen, welche zaclçig, zerklüftet, schroff und stachelig sind. Das Filtermaterial weist im wesentlichen keine Komponenten auf, wie z. B. als Rückstand zurückbleibende, nicht umgesetzte Isocyanate, welche dem durch den Filter passierenden Rauch einen unerwünschten Eigengeschmack verleihen würden. Die erfindungsgemäss verwendeten, festen Polyurethane zeichnen sich durch praktisch nicht vorhandene elastische Eigenschaften und durch die leichte Überführbarkeit in kleine Partikel aus, wobei man eine übliche Granu liervorrichtung verwenden kann.
Dies steht im Gegensatz zu den sogenannten weichen Polyurethanen, welche sich wie elastomere Materialien verhalten und unter solchen Umständen sich nicht in kleine Partikel aufteilen lassen.
Das erfindungsgemässe Filtermaterial hat vorzugsweise eine Partikelgrösse, welche im grossen und ganzen weniger als etwa 750 Mikron und vorzugsweise eine solche zwischen 150 und 650 Mikron aufweist. Es wurde festgestellt, dass eine Partikelgrösse zwischen etwa 175 und 450 Mikron zu den besten Resultaten führt.
Man kann aber auch je nach Wunsch des Verbrauchers diese Werte schwanken lassen.
Als für das erfindungsgemässe Filtermaterial verwendbare, feste Polyurethane kommen jene in Frage, welche üblicherweise als Reaktionsprodukte von Polyisocyanaten mit Polyolen bekannt sind. Die als Ausgangsmaterialien verwendeten Polyole weisen vorzugsweise eine Funktionalität von mindestens 3 auf. Die Starrheit der Polyurethane hängt, wie dies für den Polymerfachmann selbstverständlich ist, vom Vorhandensein von vernetzten Stellen zwischen den Molekülen ab, und solche Vernetzungen werden durch Verwendung von Ausgangsmaterialien erhalten, welche eine Reaktionsfunktionalität von mehr als 2 aufweisen. Im allgemeinen findet sich eine solche höhere Funktionalität in der Polyolkomponente. In der letzten Zeit sind aber auch Polyisocyanate im Handel erschienen, welche eine Funktionalität von mehr als 2 aufweisen.
Sämtliche Polyole, welche bei der Umsetzung mit einem Polyisocyanat ein festes Polyurethan liefern, kann man verwenden. Bei der Verwendung in Zigarettenfiltern wird man allerdings darauf achten, dass diese Verbindungen dem Rauch keine merklichen Geschmacksveränderungen verleihen. Unter den bevorzugten Polyolen sind die Polyätherpolyole und insbesondere die Reaktionsprodukte von Alkylenoxyden, vorzugsweise Propylenoxyden, mit Verbindungen von niedrigem Molekulargewicht mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen, wie z. B. Glycerin, 1,2,6-Hexantriol, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Methylglycosid, Sorbitol, Sucrose usw. zu nennen. Glycole, wie z. B.
Polypropylenglycol usw., lassen sich insbesondere dann verwenden, wenn sie zusammen mit einem höherwertigen Polyol oder einem Polyisocyanat mit einer Funktionalität von mehr als 2, d. h. mit solchen, welche mehr als 2 Isocyanatgruppen pro Molekül aufweisen, verwendet werden.
Anstelle von Polyätherpolyolen kann man auch Polyester mit endständigen Polyhydroxylgruppen verwenden und vorzugsweise solche, welche sich mindestens teilweise von Triolen oder höheren Verbindungen ableiten. Die Polyesterpolyole sind gewöhnlich weniger vorteilhaft als die Polyätherpolyole, weil sie im allgemeinen teurer und viskoser sind.
Polyole werden im allgemeinen auf Grund ihrer Hydroxylzahl definiert. Polyole mit einer hohen Hydroxylzahl (über 300) werden bevorzugt, und zwar insbesondere dann, wenn man andere Polyole als einfache, nicht polymere Polyole verwendet. Hydroxylzahlen, welche zwischen etwa 300 und 800 schwanken, werden besonders bevorzugt. Bei höheren Hydroxylzahlen gelangt man zu brüchigeren, aber auch zu einem dimensional stabileren, grossvolumigen Polyurethan.
Unter den zusätzlichen Polyolen, welche man mit einem Polyisocyanat verwenden kann, um feste Polyurethane zu erzeugen, kommen in Frage: Polyäthylenglycol mit Mol-Gewichten von nicht mehr als 400, Di äthylenglycol, Triäthylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, 1 ,#Butandiol, Hexandiol, Neopentyl- glycol, Trimethyloläthan, Trimethylolphenol, Glycose, abgebaute Stärken und Cellulosen, Hydroxymethylderivate von Cyclohexanol, Rizinusöl, Polymere mit endständigen Hydroxylgruppen, wie z. B. jene, die sich von Lactonen ableiten, wie z. B. Caprolacton. Diese können allein oder vorzugsweise in Form von Reaktionsprodukten mit einem Alkylenoxyd, z. B. Propylen- oxyd, oder mit einer mehrbasischen Säure oder einem Anhydrid davon verwendet werden.
Als verwendbare mehrbasische Säuren kommen Phthalsäure, Adipin- säure, Sebacinsäure, dimerisierte Linoleinsäure, Oxal Säure und Hexachlorendo-methylentetrahydrophthalsäure in Frage.
Als Polyisocyanat kann man irgendeines verwenden, welches ein festes Polymer mit einem geeigneten Polyol liefert. Vorzugsweise verwendet man ein Polyisocyanat, welches bei der Reaktionstemperatur, d. h. bei Temperaturen von etwa 15 bis 900 C und vorzugsweise von etwa 15 bis 500 C, flüssig ist. Insbesondere eignet sich zu diesem Zwecke das viel verwendete Polyol-diisocyanat (TDI), welches sich im Handel als eine Mischung von 80: 20 von 2,4 : 2,6-Isomeren findet, und zwar im rohen Zustand, sowie p,p'-Diphenylmethan-diiso- cyanat (MDI) und dessen rohe Form (TPI) und Poly methylen-poWphenyl4socyanat (eine Mischung, welche unter dem Warenzeichen PAPI vertrieben wird).
Andere verwendbare Polyisocyanate sind: Dianisidin-diisocyanat, Xylylol-diisocyanat, Diphenylsulfon-diisocyanat, 4-Chlor- 1 ,3-phenylen-diisocyanat, 4-Isopropyl- 1,3 -phenylen-diisocyanat, 2,4-Diisocyanatodiphenyläther, 3,3 Dimethyl-4,4-diisocyanatodiphenylmethan, Mesitylendiisocyanat, 4,4'-Diisocyanatodibenzyl, 1 ,5-Naphthalin- diisocyanat, 3,3 ¯-Bitolylol-4,4'-diisocyanat, Triphenylmethan-triisocyanat, Tritolylmethantriisocyanat, Tetramethylen-diisocyanat, Hexamethylen-diisocyanat, das Diisocyanat, welches sich von dimeren Säuren ableitet, Decamethylen-diisocyanat, das Reaktionsprodukt von Toluol-diisocyanat mit Trimethylolpropan bei einem Verhältnis von NCO/OH von 2:1 (Mondur CB) usw.
Das Polyisocyanat wird vorzugsweise in leicht stöchiometrischem Überschuss in bezug auf das Polyol verwendet, so dass ein Überschuss an Isocyanatbindungen für die Vernetzung unter Bildung von Biuret und Allophanatbindungen vorhanden ist. Typische Verhältniszahlen von Isocyanatgruppen zu organischen Hydroxylgruppen sind 0,75 zu 1,25. Gewichtsmässig betrachtet, handelt es sich um einen Bereich von etwa 40 bis 150 Teilen Polyisocyanat pro 100 Teile Polyol. Ein Überschuss an Isocyanat reagiert mit etwa vorhandenem Wasser unter Bildung von Kohlendioxyd, welches als Blähmittel wirkt und die Schaumbildung fördert. Höhere Mengenverhältnisse von bis zu 2 oder mehr können verwendet werden, wenn Wasser im schäumenden Reaktionsmedium vorhanden ist.
Die Verwendung eines Überschusses an Isocyanat sowie die Verwendung eines Polyisocyanats mit einer höheren Funktionalität als 2 neigt zur Bildung von Schäumen, welche brüchiger sind.
Die Verwendung von Katalysatoren zur Förderung der Bildung des Polyurethans ist üblich und kann im vorliegenden Verfahren ebenfalls in Frage kommen.
Wasserlösliche Katalysatoren, welche mittels Wasser aus dem Reaktionsprodukt herausgewaschen werden können, werden bevorzugt. Da die Produkte für Zigarettenfilter in Frage kommen, ist es ebenfalls wün- schenswert, dass der Katalysator im wesentlichen geruchlos ist und dem Rauch keinen Beigeschmack verleiht. Ein besonders wirksamer Katalysator ist das N,N,N'-Tetrakis- (2-hydroxypropyl)-äthylendiamin, welches unter dem Warenzeichen Quadrol vertrieben wird, da es wegen der vorhandenen Aminogruppen katalytisch wirkt und mit dem Polyisocyanat wegen dessen Hydroxylgruppen reaktionsfähig ist. Es wirkt daher als Polyol, als Katalysator und als Vernetzungsmittel, und da es im Polyurethan chemisch einverleibt wird, verleiht es dem Endprodukt oder dem Rauch keinerlei Beigeschmack. Amine, wie z. B.
Bis-(2-hydroxypropyl)2-methylpiperazin und Diäthanolamin, verhalten sich ähnlich.
Die Katalysatoren können auch weggelassen werden, und zwar insbesondere bei den Formulierungen gemäss Beispielen 3 und 4. Verwendet man einen üblichen Katalysator, so wird er in Mengen von 0,02 bis 2,0 Teilen pro 100 Gew.-Teil Polyol mit Vorteil verwendet.
Verwendet man aber Quadrol oder einen anderen Katalysator, welcher sich chemisch mit dem Polymer vereinigt, so sind wesentliche grössere Mengen von beispielsweise bis zu 20 Teilen wünschenswert.
Anstatt der obenerwähnten Katalysatoren kann man auch beliebige andere basische Katalysatoren verwenden, wie sie für Polyurethanschäume in Frage kommen. Solche Verbindungen sind N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin, Trimethylamin, Triäthylamin, Tributylamin und andere Trialkylamine, Tetramethylbutan - diamin, Trimethylpiperazin, Tetramethylguanidin, Diäthylaminoäthanol, 3 -Diäthylaminopropionamid, durch Hitze aktivierte Katalysatoren, wie z. B. Tri äthylamincitrat, 3 -Morpholinopropionamid, 2-Diäthylaminoacetamid, das Veresterungsprodukt von 1 Mol Adipinsäure und 2 Mol Diäthyläthanolamin, Triäthylendiamin, N,N'-Diäthylpiperazin, N,N-Dimethylhexahydroanilin und Tribenzylamin.
Auch Zinnkatalysatoren lassen sich allein oder in Verbindung mit Aminkatalysatoren verwenden. Sie umfassen Stannooctoat, Dibutylzinnacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndioctat usw.
Das Polyurethan wird zuerst in Form eines Zwischenproduktes als Starrschaum erzeugt. Dieser Schaum kann in an sich bekannter Weise hergestellt werden, und zwar nach der Prepolymermethode, der Semiprepolymermethode oder Quasiprepolymermethode oder nach der sogenannten one-shot -Methode. Hierbei handelt es sich um für die Schaumherstellung bekannte Metho den. Die Semiprepolymermethode dürfte im allgemeinen die zweckdienlichste sein, während anderseits die sogenannte one-shot -Methode wirtschaftlicher ist. Diese beiden letzteren Methoden eignen sich insbesondere für die Herstellung eines Schaumes, aus welchem Filtermaterial gemäss dieser Erfindung erzeugt werden kann.
Die Herstellung eines Schaumes erfordert die Herstellung von Polyurethan in Gegenwart von Blähmitteln für das Polymermaterial. Gemäss einer bestens bekannten, Schaum erzeugenden Technik kann man Wasser verwenden, welches mit dem überschüssigen Isocyanat unter Bildung von Kohlendioxyd reagiert, welches dann als Blähmittel wirkt. Für die Erzeugung einer Ausdehnung kann man Stickstoff oder Kohlendioxydgas verwenden. Man kann auch Luft in die polymerisierende Masse einleiten. Gemäss einer bevorzugten Methode dieser Erfindung ist es wünschenswert, einen halogenierten Kohlenwasserstoff, wie z. B. fluorierte Kohlenwasserstoffe des Typus zu verwenden, wie sie unter den Bezeichnungen Freon und Genetron verkauft werden.
Unter den verwendbaren, fluorierten Kohlenwasserstoffen verwendet man vorzugsweise solche, welche genügend flüchtig sind, um bei der Temperatur der Schaumerzeugung zu verdampfen. Das Material wird vorzugsweise einen leicht höheren Siedepunkt als die Zimmertemperatur aufweisen. Als zufriedenstellende, fluorierte Kohlenwasserstoffe, welche man verwenden kann, kommen in Frage: Trichlorfluormethan, Dichlordifluormethan, Dichlortetrafluoräthan, Dichlormonow fluormethan, Monochlordifluormethan, Trichlortrifluor äthan und Monochlortrifluormethan. Im allgemeinen verwendet man vorzugsweise etwa 5 bis 35 Teile Blähmittel pro 100 Teile Polyol.
Man kann übliche oberflächenaktive Mittel verwenden und insbesondere jene, welche für den Polyurethanfachmann selbstverständlich sind, um die Bildung einer mehr oder weniger gleichmässigen, feinen Zellenstruktur zu erreichen. Als solche Mittel kommen Silikone in Frage und insbesondere jene, welche unter den Bezeichnungen L-520, L-530, L5310 und L-5320 (Union Carbide) und DC-199, DC-113, DC-201 und DC-202 (Dow Corning), XF-1066 (General Electric) bekannt sind. Solche Silikone dürften Blockcopolymere von Silikon und Alkylenoxyden sein. Sie werden im allgemeinen in Mengen von bis zu 1 Teil pro 100 Teile Polyol verwendet. Der feste Polyurethanschaum wird nach der Bildung zum Aushärten gebracht, indem man ihn bei Raumtemperatur während mindestens etwa 1 Tag stehenlässt.
Die Aushärtung kann auch durch Anwendung von höheren Temperaturen beschleunigt werden, doch wird man im allgemeinen Temperaturen von mehr als 1300 C nicht verwenden. Während der Aushärtung verliert der Schaum seine Klebrigkeit und erreicht seine maximale Starrheit.
Nachdem der feste Polyurethanschaum erzeugt ist, wird der Schaumkörper granuliert, um granulierte Partikel zu liefern, welche stark unregelmässige physika- lische Formen aufweisen. Dabei erhält man die für die vorliegende Erfindung charakteristischen zackigen, zerklüfteten, schroffen und stacheligen Partikel. Gemäss einer bevorzugten Granuliermethode verwendet man eine Mühle, worin durch Schläge und Reibung der Partikel auf und gegeneinander ein Produkt der gewünsch- ten Form erzielt wird. Eine solche Mühle ist die Pallmann Model REF-Mühle.
Nach der Mahloperation werden die festen Polyurethanpartikel der Einwirkung von heissem Wasser oder Dampf unterworfen. Dies ist ein wichtiger Teil des Verfahrens. Es handelt sich um mehr als nur einen Wasch vorgang, da, ausser dass die löslichen Komponenten beseitigt werden, auch eine chemische Reaktion stattfindet, in dem zurückbleibendes Isocyanat, welches auf die Schleimhäute irritierend wirkt, und etwa vorhandenes Äthylsilikat, in geruchlose Produkte von vernachlässigbarem Dampfdruck übergeführt werden. Dabei handelt es sich um eine Hydrolyse, welche besonders wichtig ist für das erfindungsgemässe Filtermaterial, das man als Filtriermittel für Zigarettenrauch einsetzen will.
Die Hydrolyse wird bei Temperaturen von etwa 50 bis 1000 C und vorzugsweise von etwa 80 bis 1000 C durchgeführt. Es können auch höhere Temperaturen verwendet werden, wie sie bei Autoklaven zur Anwendung gelangen, oder man kann auch Dampf anwenden, vorausgesetzt, dass drr zackige, zerklüftete, schroffe und stachelige Charakter der Partikel nicht zerstört wird.
Ferner ist es wichtig, dass man genügend Zeit aufwendet, um diesen Arbeitsvorgang zu beenden, da festgestellt worden ist, dass ein nicht richtig hydrolysiertes Produkt nicht nur einen äusserst unangenehmen, irritierenden Geruch aufweist, sondern das stark rauchfiltrierende Vermögen von richtig hydrolysierten Filtermaterialien nicht aufweist.
Es ist wünschenswert, wenn auch nicht wesentlich, gewisse Materialien bei der Herstellung des festen Polyurethanschaumes, welcher als Zwischenprodukt bei der Herstellung des erfindungsgemässen Filtermaterials vorliegt, zu verwenden. So kann es beispielsweise wün- schenswert sein, wasserlösliche saure Salze von Metallen der Gruppen VA und VIA des periodischen Systems, wie z. B. die Alkaliwolframate, -molybdate, -vanadate und -chromate, zu verwenden. (In gewissen Formen des periodischen Systems sind die Metalle Wolfram, Molybdän, Vanadium und Chrom in den Gruppen VB und VIB eingereiht.) Das bevorzugte Salz für diesen Zweck ist Natriumwolframat.
Diese Me tallsalze werden in Form ihrer wässrigen Lösungen verwendet, wobei man vorzugsweise etwa 10- bis 30 gew.aO ige Lösungen verwendet, was einer Menge von 0,2 bis 4 Teile pro 100 Gew.teile Polyol und vorzugsweise etwa 0s5 bis 2 Teile pro 100 Teile Polyol bei einer Konzentration von 20 bis 30 % entspricht.
Diese wasserlöslichen Salze können auch weggelassen werden. In diesem Falle verläuft die Reaktion bezüglich der Erzeugung des Polyurethans allerdings langsamer. Diese wasserlöslichen Metallsalze haben sich als ausserordentlich wertvoll für die Erzeugung von Schäumen niedriger Dichte erwiesen. Dies ist deshalb wünschenswert, weil man als festes Polyurethanschaum Zwischenprodukt einen Schaum verwendet, welcher eine Dichte von weniger als 0,048 g/cms und vorzugs- weise von etwa 0,021 bis 0,040 g/cm3 verwendet. Es darf auch angenommen werden, dass die Verwendung dieser wasserlöslichen Metallsalze optimale Wirkungen bezüglich der Herstellung von Partikeln an festem Polyurethan mit äusserst hoher Adsorptionsfähigkeit liefert.
Ein anderes wünschenswertes anorganisches Material, welches man bei der Herstellung des festen Poly urethanschaum-Zwischenproduktes verwenden kann, ist ein niedriges Alkylsilikat, wie z. B. solche Alkylsilikate, welche bis zu 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweisen. Dabei wird Äthylsilikat bevorzugt. Es ist wünschenswert, bis zu etwa 5 Teilen Alkylsilikat pro 100 Teile Polyol zu verwenden. In jenen Fällen, in denen man Äthylsilikat verwendet, ist es besonders wichtig, dass man das Reaktionsprodukt vor der Verwendung der Hydrolysebehandlung unter Verwendung von hei ssem Wasser oder Dampf unterwirft, um etwa vorhandenes freies Äthylsilikat zu hydrolysieren und dadurch irgendwelche Probleme hinsichtlich der Toxizität oder des Geruchs oder Geschmacks auszumerzen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es wünschenswert, überdies noch andere anorganische Zuschlagstoffe zum in Partikelform vorliegen den Polyurethanfiltermaterial zuzugeben. Solche anorganische Zuschlagstoffe, wie z. B. Aluminiumhydroxyd und Magnesiumtrisilikat, sowie andere Carbonate, Silikate oder Hydroxyde von Erdalkalimetallen können verwendet werden. So kann man Magnesiumhydroxyd, Magnesiumoxyd, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbo- nat, ein Gel aus zusammengetrocknetem Magnesium¯ carbonat und Aluminiumhydroxyd, und Magnesium- aluminiumsilikat verwenden. Von den vorgenannten Verbindungen hat sich eine Mischung von Aluminium¯ hydroxyd und Magenesiumtrisilikat als in bezug auf den Geschmack für den Raucher besonders wertvoll erwiesen.
Verwendet man Aluminiumhydroxyd und Magnesiumtrisilikat, so werden sie vorzugsweise in Form einer Mischung (Mischungsverhältnis 1:1) in Mengen von etwa 3 bis 15 Gew.%, bezogen auf das Filtermaterial, verwendet. Die Mengenverhältnisse dieser beiden Komponenten können aber sehr stark schwanken, und die Gesamtmenge kann von 0 bis 25 Gew.teilen pro 100 Teile Polyurethanpartikel schwanken. Diese anorganischen Zuschlagstoffe scheinen besonders wünschens- wert zu sein, um gewisse Bestandteile aus der gasförmigen Phase des Tabakrauches zu entfernen und den Tabakrauch dadurch milder zu machen, indem irritierende Verbindungen aus dem Gas entfernt werden.
Überraschenderweise hat ein erfindungsgemässes Filtermaterial, welches diese anorganischen Zuschlagstoffe enthält, eine starke selektive Entfernung von Nicotin aus dem Rauch zur Folge.
Die Partikelgrösse der anorganischen Zuschlagstoffe kann die gleiche sein wie die Polyurethanpartikel oder aber kleiner. So kann sie beispielsweise weniger als 750 Mikron sein.
Andere Zuschlagstoffe, welche beim erfindungsge mässen Filtermaterial verwendet werden können, sind Celluloseacetatfasern, Kohlekörner, gepulverte Cellulose usw. Diese Materialien sollten 25 Gew.% des Polyurethanfiltermaterials nicht übersteigen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Die Teile sind jeweils Gewichtsteile, sofern nichts anderes ausgesagt wird.
Beispiel 1 Stufe 1
Es wird zuerst ein Polyurethanschaum aus den folgenden Materialien hergestellt:
100 Teile Polyol (gebildet durch Kondensation von Sorbitol mit Propylenoxyd, wobei das Kondensationsprodukt einen Hydroxylwert von etwa 490 aufweist (erhältlich als G 2410 von der Firma Atlas Powder Co., Chemicals Division, Wilmington 99, Delaware);
76 Teile Tolylol-diisocyanat (im Handel erhältlich als Mischung (Mischungsverhältnis 80: 20) der 2,4und 2,6-Isomeren);
25 Teile Trichlorfluormethan und
0,5 bis 1,5 Teile Triäthylendiamin als Katalysator.
Der Katalysator wird im halogenierten Kohlenwas- serstoff, welcher dem Polyol zugesetzt wird, gelöst, worauf man das Isocyanat zugibt und das Gemisch in geeigneter Weise schüttelt. Dabei beginnt die Schäumung.
Nach Beendigung der Schaumreaktion und nachdem die Masse fest geworden ist, wird das Ganze granuliert.
Die granulierte Masse mit einer Maschenweite im Bereiche von 500 bis 300 (USA Standard mesh size), stellt ein Material für die Herstellung einer Filtereinheit dar.
Stufe B
Das nach der Stufe A erzeugte, granulierte Material wird während etwa 3 bis 5 Minuten mit heissem Wasser gewaschen und filtriert. Dabei wird etwa vorhandenes freies Isocyanat entfernt. Die noch feuchten Körner werden bei Atmosphärendruck und bei einer Temperatur von 60 bis 1500 C oder gewünschtenfalls unter einem Überdruck bei niedrigerer Temperatur getrocknet. Die getrockneten Granalien, wie sie nach diesem Beispiel erhalten werden, werden in das offene, zylindrisch gestaltete Ende einer Zigarette eingefüllt und stellen dann eine Filtereinheit dar. Die Granalien werden vor dem Herausfallen geschützt, indem man einen Baumwollpfropfen oder einen Pfropfen aus einem anderen geeigneten Material vorsieht.
Eine derartige Struktur wird in der Fig. 1 gezeigt, wobei 10 eine Zigarette, 12 den Tabak, 14 die Körner und 16 den Pfropfen bedeuten.
Beispiel 2
80 bis 97 Teile der getrockneten, isocyanatfreien Granalien gemäss Beispiel 1 und 3 bis 20 Teile einer 1:1-Mischung von: a) Aluminiumhydroxyd und b) Magnesiumtrisilikat werden innig miteinander vermischt. Die Mischung bildet nach dem Einfüllen in das offene, runde Ende einer Zigarette einen Filter. Die generelle Struktur entspricht jener von Fig. 1.
Beispiel 3
Zu 100 Teilen des in Beispiel 1 beschriebenen Polyols wird eine Mischung folgender Zusammensetzung hinzugegeben.
10 Teile einer 20 % igen wässrigen Natriumwolframatlösung und
10 Teile Äthylsilikat (kondensiert, 40% SiO.2-Ge- halt).
Zu dieser Mischung, der man das Polyol zugesetzt hat, gibt man folgendes hinzu:
76 Teile Tolylol-diisocyanat (beschrieben in Bei spiel.1) und
25 Teile Trichlorfluormethan.
Die Mischung lässt man dann miteinander reagieren. Nach beendeter Umsetzung und nachdem alles fest geworden ist, wird wie in Beispiel 1 granuliert, gewaschen und getrocknet.
Anderseits kann man das Isocyanat bei etwa 800 C mit einem Anteil (etwa 1/4) des Polyols umsetzen, um ein Quasiprepolymer zu bilden. Dies letztere wird hierauf mit dem Rest des Polyols in Gegenwart eines Blähmittels und Katalysators zur Umsetzung gebracht. Der so erzeugte Schaum besitzt eine gleichmässige Zellstruktur. Das Produkt besteht aus zackigen, zerklüfteten, schroffen und stacheligen, unregelmässig geformten Partikeln mit grosser Oberfläche.
Die in diesem Beispiel erzeugten Granalien stellen nach dem Einfüllen in ein offenes, zylindrisch ausgebildetes Ende einer Zigarette eine Filtereinheit dar. Die Struktur ist dieselbe wie in Fig. 1.
Beispiel 4
Zu 97 Teilen der Garnalien gemäss Beispiel 3 werden 3 Teile einer 1: Mischung von: a) Aluminiumhydroxyd und b) Magnesiumtrisilikat hinzugegeben.
Nach dem innigen Vermischen und Einfüllen dieses Materials in ein offenes, tubulares Ende einer Zigarette erhält man eine Filtereinheit. Die generelle Struktur entspricht jener von Fig. 1. Rauchteste beweisen ein angenehmes, mildes Empfinden ohne scharfen Beigeschmack oder Irritierung.
Beispiel 5 Stufe A
30 Teile eines Reaktionsproduktes von Pentaerythritol mit Propylenoxyd und einem Hydroxylwert von 560 werden mit 100 Teilen Tolyl-diisocyanat (Mischungsverhältnis von 80: 20 von 2,4- und 2,6-Isomeren) vermischt. Die Temperatur lässt man nicht auf höher als 900 C steigen. Die Umsetzung erfolgt unter trockenem Stickstoffgas. Das Produkt lässt man dann abkühlen. Es wird in Abwesenheit von Feuchtigkeit gelagert.
Stufe B
Eine Mischung aus 75 Teilen des in Stufe A beschriebenen Polyols, 10 Teilen N,N,N',N'-Tetra-kis- (hydroxypropyl)-äthylen-diamin, 3 Teilen einer 30 zeigen wässrigen Natriumwolframatlösung, 2 Teilen Äthylsilikat, 0,3 Teilen einer 30%igen wässrigen Tri äthylendiaminlösung, 15 Teilen Trifluorchlormethan und 0,5 Teilen eines oberflächenaktiven Mittels eines auf Urethan aufgebauten Silikons (L-520 der Union Carbide) wird hergestellt.
Stufe C
Es werden ungefähr gleiche Gewichtsmengen der Produkte von Stufe A und Stufe B gründlich miteinander vermischt und in eine Form gegossen. Der erzielte Schaumkörper stellt ein weisses, feinzelliges Material dar, welches man während 1 Tag bei Zimmertemperatur aushärten lässt. Der erzielte Schaumkörper wird in einer Pallmann-Mühle granuliert und die anfallenden Partikel mit siedendem Wasser während etwa 15 Min.
und hierauf während etwa 1/2 Stunde bei 80 bis 1000 C behandelt. Die Behandlung mit Wasser kann gewünsch tenfalls wiederholt und so lange fortgeführt werden, bis das Produkt geruchfrei ist. Die weissen Körner werden hierauf in einem Ofen bei 1050 C getrocknet. Die eine kleinere Partikelgrösse als 420 Mikron und eine grössere Partikelgrösse als 177 Mikron enthaltende Fraktion wird gesammelt. Sie besteht aus Partikeln von zackiger, zerklüfteter, stacheliger, unregelmässig geformter Zellenstruktur.
Anstelle von Natriumwolframat, wie dies im vorangehenden Beispiel erwähnt wird, kann man auch Kaliumwolframat oder ein beliebiges Alkalimetailmolyb- dat, -vanadat, -chromat usw. verwenden.
Beispiel 6
Man wiederholt das Beispiel 3, verwendet aber anstelle von Tolylol-diisocyanat ein äquivalentes Ge wicht von Methylen-diphenyl-diisocyanat. Dabei erhält man ein Filtermaterial von äquivalenten Eigenschaften wie jenes gemäss dem Beispiel 3.
Beispiel 7
Das Beispiel 4 wird wiederholt, wobei man aber das Äthylsilikat weglässt. Dabei erhält man ein Material, das einen guten Filter ergibt.
Beispiel 8
Das Beispiel 4 wird wiederholt, wobei man eine gleiche Menge Natriumvanadat anstelle von Natrium- wolframat verwendet. Das erhaltene Filterprodukt besitzt ähnliche Eigenschaften wie jenes von Beispiel 4.
Beispiel 9
Das Beispiel 4 wird wiederholt, wobei man aber eine äquivalente Menge einer Mischung von Polypropylenglycol (Niax 1025) und Quadrol anstelle des vom Sorbitol abgeleiteten Polyols verwendet. Das erzielte Filtermaterial ähnelt hinsichtlich seiner Eigenschaften dem Produkt von Beispiel 4.
Beispiel 10
Das Beispiel 4 wird wiederholt, wobei man aber eine äquivalente Menge Polymethylen-polyphenylpolyisocyanat (PAPI) anstelle von Tolylol-diisocyanat verwendet. Das Filterprodukt hat ähnliche Eigenschaften wie das nach Beispiel 4 erhaltene Produkt.
Beispiel 11
Man wiederholt das Beispiel 4 unter Verwendung einer gleichen Menge Natriummolybdat anstelle von N-Natriumwolframat. Das erzielte Filtermaterial ist ähnlich hinsichtlich der Eigenschaften dem Produkt gemäss Beispiel 4.
Beispiel 12
Das Beispiel 4 wird wiederholt. Man verwendet aber eine gleiche Menge Natriumchromat anstelle von Natriumwolframat. Das erzielte Filtermaterial ist hinsichtlich seiner Eigenschaften dem Produkt gemäss Beispiel 4 ähnlich.
Beispiel 13
Dem Produkt gemäss Beispiel 3 werden 2,5 Gew.% Magnesiumhydroxyd und 2,5 Gew.% Aluminiumhydro- xyd zugegeben. Das erzielte Produkt vermag mehr Teere und Nicotin aus Zigarettenrauch zu beseitigen als das Filtermaterial gemäss Beispiel 3.
Beispiel 14
Dem Produkt gemäss Beispiel 3 gibt man 2,5 Gew.% Calciumcarbonat und 2,5 Gew.% Magnesiumcarbonat hinzu. Das erzielte Produkt entfernt mehr Teermaterialien und Nicotin aus Zigarettenrauch als das Filtermaterial gemäss Beispiel 3.
Beispiel 15
Dem Produkt gemäss Beispiel 3 gibt man 5 Gew.% Aluminiumhydroxyd und 2,5 Gew.% Magnesiumtrisilikat hinzu. Das erzielte Produkt entfernt mehr Teerprodukte und Nicotin aus Zigarettenrauch als das Filtermaterial gemäss Beispiel 3.
Beispiel 16
Dem Produkt gemäss Beispiel 3 werden 12,5 Gew.% Aluminiumhydroxyd und 12,5 Gew., Magnesiumtrisilikat zugegeben. Das erzielte Produkt beseitigt mehr Teerprodukte und Nicotin aus Zigarettenrauch als das Filtermaterial gemäss Beispiel 3.
Beispiel 17
Dem Produkt gemäss Beispiel 3 gibt man 5 Gew.# Magnesiumaluminiumsilikat hinzu. Das erzielte Produkt vermag mehr Teerprodukte und Nicotin aus Zigarettenrauch zu entfernen als das Filtermaterial gemäss Beispiel 3.
Beispiel 18
Dem Produkt gemäss Beispiel 3 werden 5 Gew.% gleichzeitig getrocknetes Magnesiumcarbonat- und Alu mmiumhydroxydgel zugegeben. Das erzielte Produkt vermag mehr Teerprodukte und Nicotin aus Zigarettenrauch zu entfernen als das Filtermaterial gemäss Beispiel 3.
Beispiel 19
Dem Produkt gemäss Beispiel 3 gibt man 10 Gew.% Magnesiumoxyd hinzu. Das erzielte Produkt eignet sich hervorragend für die Entfernung von Teerprodukten und Nicotin aus Zigarettenrauch.
Vergleichsteste
Es werden Vergleichsteste nach der Methode von Wartman, Cogbill and Harlow Determination of Particulate Matter in Concentrated Aerosols - Application to Analysis of Cigarette Smoke , Analytical Chemistry, Bd. 31, Seiten 1705 bis 1709, Oktober 1959, durchgeführt.
Zigarette A
Bei dieser Zigarette handelt es sich um eine Kent Zigarette, king size , mit seinem üblichen Filter.
TPM = 17,5 mg; Nicotin =0,83 mg.
Zigarette B
Diese Zigarette ist eine, deren Filtereinheit aus 65 mg eines Schaumkörpers besteht, welcher nach dem Beispiel 7 des amerikanischen Patentes Nr. 2770 241 hergestellt worden ist.
Dieser Schaumkörper wurde hergestellt aus 100 Teilen eines Polyesterharzes, Säure Nr. 35, erhalten aus 3 Mol Adipinsäure, 33/s Mol 1,4-Butylenglycol und /2 Mol Glycerin. Dieses Harz wurde hierauf mit 48 Teilen einer Mischung von Tolylol-diisocyanat (die 2,4und 2,6-Isomeren) in Gegenwart von 1 Teil einer 10 % igen wässrigen Lösung eines nichtionogenen Emul giermitteis, Aerosol OT und t/O Teil N-Methylmorpho lin als Aktivator copolymerisiert. Die Masse wird vermischt und in eine vorerhitzte Form eingetragen.
Dieser stark elastische Schaum wurde zerschnitzelt und 65 mg davon in eine 2,54 cm lange Hülse eingepackt.
TPM = 16,8 mg; Nicotin =0,79 mg.
Zigarette C
Diese Zigarette enthält eine Filtereinheit, welche aus 65 mg Granalien (14 von Fig. 1) besteht, und nach dem Beispiel 1, Stufe A, erhalten worden ist.
TPM = 13,8 mg; Nicotin = 0,73 mg.
Zigarette D
Diese Zigarette weist eine Filtereinheit auf, welche aus 65 mg der Granalien (14 von Fig. 1) besteht, erhalten nach Beispiel 1, Stufe B.
TPM = 12,9 mg; Nicotin = 0,70 mg.
Zigarette E
Diese Zigarette weist eine Filtereinheit auf, welche aus 65 mg Körnern (14 der Fig. 1) besteht und nach den Angaben von Beispiel 2 erhalten worden ist.
TPM = 10,2 mg; Nicotin = 0,60 mg.
Zigarette F
Diese Zigarette enthält eine Filtereinheit, welche aus 65 mg Körnern (14 von Fig. 1) besteht und nach den Angaben von Beispiel 3 hergestellt worden ist.
TPM = 9,8 mg; Nicotin = 0,56 mg.
Zigarette G
Diese Zigarette weist eine Filtereinheit auf, die aus 65 mg Körnern (14 von Fig. 1) besteht und nach den Angaben von Beispiel 4 erhalten worden ist.
TPM 7,3 mg; Nicotin = 0,51 mg.
Auf Grund von einer Reihe von Versuchen wurde festgestellt, dass eine ausgesprochene und bemerkenswerte Verringerung der Reizwirkung und der Hustenreflexe bei Rauch, welcher gemäss einer Einheit dieser Erfindung filtriert worden ist, erzielt wird, verglichen mit den bisher üblichen Filterzigaretten.
Gemäss der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung werden als fundamentale Komponente des Filters granulierte, feste Polyurethane der oben beschriebenen Art verwendet, welche sich durch die Abwesenheit von freiem, nicht umgesetztem Isocyanat und von anderen Materialien, welche dem Tabakrauch unerwünschten Geschmack verleihen, auszeichnen. Die erfindungsgemässen Filtermaterialien besitzen eine hohe Oberflächenwirkung, weshalb sie für die Adsorption besonders brauchbar sind. Sie weisen ferner eine ausserordentlich hohe Oberfläche auf und, was übrigens ebenfalls ungebräuchlich ist, sie besitzen eine elektrische Ladung. Dieses letztere Phänomen lässt sich durch eine starke Neigung gegenüber elektrostatischen Effekten nachweisen.
Ferner ist anzuführen, dass die Filtereinheiten auch durch Ausbreiten des granulierten Filtermaterials oder von Mischungen des granulierten Filtermaterials und Aluminiumhydroxyd und Magnesiumtrisilikat auf einem Blatt Zigarettenpapier oder auf einem anderen, geeigneten, dünnen Cellulosematerial hergestellt werden können, indem man sie hierauf rollt und daraus Pfropfen geeigneter Grösse oder Patronen schneidet. Diese Pfropf fen stellen geeignete Filtereinheiten dar.
Die nachstehende Tabelle zeigt die Filtrierwirkung von Filtereinheiten, welche erfindungsgemäss erhalten werden, im Vergleich mit solchen von zur Zeit auf dem Markt befindlichen Filterzigaretten. 150 mg eines granulierten Materials gemäss Beispiel 3 wird zu Vergleichszwecken verwendet.
Tabelle ursprünglicher Filter entfernt und durch
Gesamtmenge Nicotin 150 mg des Filtermaterials gemäss Zigarettensorte an Partikeln Beispiel 3 ersetzt
Gesamtmenge Nicotin an Partikeln mg mg mg mg Pall Mall 26,9 1,51 10,9 0,55 Chesterfield 26,4 1,14 10,7 0,53 Marlboro 26,0 1,36 7,9 0,41 Lucky Strike 25,7 1,09 10,3 0,53 Viceroy 23,4 1,34 6,7 0,39 Winston 23,3 1,28 9,9 0,50 Lark 21,8 1,21 9,6 0,34 Kent 17,2 0,83 7,9 0,35 True 14,4 0,74 6,6 0,36 Carlton 10,6 0,59 3,2 0,20
PATENTANSPRUCH I
Filtermaterial zum Filtrieren eines Aerosols, dadurch gekennzeichnet, dass es starre Polyurethanpartikel enthält.
UNTERANSPRÜCHE
1. Filtermaterial nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel eine zackige, zerklüftete, schroffe, stachelige Form aufweisen.
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Filter material and process for its manufacture
The present invention relates to a filter material for the treatment of aerosols in general and in particular tobacco smoke such as is obtained from cigarettes, etc., and to a method for the production of said filter material.
The problem of filtering aerosols, e.g. B.
of tobacco smoke, and especially cigarette smoke, is of the utmost importance. Such smoke is a highly complex product. It contains nicotine, tars, irritating substances and some other components. Although innumerable proposals have been recommended to treat the smoke in a confined space at the end of a cigarette, no filter has yet been developed which is able to eliminate the undesirable constituents present in the smoke stream without thereby reducing the taste quality of the Affecting smoke.
It has now been found that filters can be made which can effectively remove the undesirable components of the smoke stream without affecting the quality or responsiveness of the same. On the contrary, with the filter according to the invention one can even achieve an improvement in the smoke quality.
It is therefore one of the main objects of the present invention to provide filters or filtration systems which are suitable for the treatment of aerosols, and in particular within a limited space in a cigarette, wherein
1. Substantial amounts of the tarry components are removed and
2. Substantial amounts of alkaloids, including nicotine, are removed.
In addition, the moisture content and the temperature of the smoke flow are reduced by the filtration and the irritating substances are removed from the gaseous phase of the smoke. These effects are achieved while maintaining the satisfactory quality (taste and aroma) desired by the smoker.
The filter material according to the invention is characterized in that it contains rigid polyurethane particles.
The process for producing said filter material consists in reacting a polyisocyanate and a polyol in sufficient quantities to ensure a ratio of reactive isocyanate groups to organic hydroxyl groups of between about 0.75 and 1.25 for the purpose of production a rigid polyurethane in the presence of a sufficient amount of a blowing agent so that the rigid polyurethane is produced as a foam with a density of less than 0.048 g / cm3 that the resulting rigid foam body is granulated into grains of jagged, fissured, rugged and prickly nature , these granules have a particle size of less than 750 microns, that these granules are further treated with hot water or steam and that the product is finally dried.
It is known that the irritant effects or other undesirable effects of tobacco smoke are at least partly due to the presence of compounds such as. B.
Aldehydes, sulfides and hydrocyanic acid, in the gas phase. The filter of the present invention will remove substantial amounts of these materials. In addition, significant amounts of phenols and acidic materials, which are known to be present in tobacco smoke and are considered harmful, are also retained.
The filter according to the invention therefore allows extensive physical and chemical processing of the smoke flow, in which, for example, the pH value can be regulated by removing the acidic components. Furthermore, it allows the fixation and binding of alkaloids and allows the temperature of the smoke stream to be reduced while it is flowing through the filter, so that a temperature reduction within a suitable and desired range is achieved.
The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing and the description below.
Fig. 1 shows a cigarette, partly in section, showing a filter unit according to an embodiment of this invention.
FIG. 2 is a cross section taken along line 2-2 of FIG. 1.
3 is a photographic reproduction enlarged 75 times of a granulated filter material according to a preferred embodiment of this invention, showing the jagged, rugged, rugged and prickly structure of the particles. This photographic reproduction was taken after the filter material was used as a filter when smoking a cigarette and after the smoke had passed through the filter. A number of particles which had effectively removed tarry materials from cigarette smoke have thereby become dark compared to the lighter areas of the other particles.
The filter material according to the invention contains a cellular particle of solid polyurethane which has essentially no cellular structure and, according to a preferred embodiment, is composed of granules which are zaclçig, fissured, rugged and prickly. The filter material has essentially no components, such as. B. remaining as residue, unreacted isocyanates, which would give the smoke passing through the filter an undesirable taste. The solid polyurethanes used according to the invention are characterized by practically nonexistent elastic properties and by the fact that they can be easily converted into small particles, it being possible to use a conventional granulating device.
This is in contrast to so-called soft polyurethanes, which behave like elastomeric materials and, under such circumstances, cannot be broken down into small particles.
The filter material according to the invention preferably has a particle size which is by and large less than about 750 microns and preferably between 150 and 650 microns. It has been found that a particle size between about 175 and 450 microns gives the best results.
But you can also let these values fluctuate depending on the consumer's wishes.
Solid polyurethanes which can be used for the filter material according to the invention are those which are usually known as reaction products of polyisocyanates with polyols. The polyols used as starting materials preferably have a functionality of at least three. The rigidity of the polyurethanes depends, as will be understood by those skilled in the art of polymers, on the presence of crosslinked sites between the molecules, and such crosslinks are obtained using starting materials which have a reaction functionality greater than two. In general, such higher functionality is found in the polyol component. However, polyisocyanates which have a functionality of more than 2 have also appeared on the market recently.
All polyols which produce a solid polyurethane when reacted with a polyisocyanate can be used. When used in cigarette filters, however, care will be taken to ensure that these compounds do not give the smoke any noticeable changes in taste. Among the preferred polyols are the polyether polyols and especially the reaction products of alkylene oxides, preferably propylene oxides, with low molecular weight compounds having 3 or more hydroxyl groups, such as e.g. B. glycerol, 1,2,6-hexanetriol, trimethylolpropane, pentaerythritol, methyl glycoside, sorbitol, sucrose, etc. to be mentioned. Glycols such as B.
Polypropylene glycol, etc., are particularly useful when combined with a higher quality polyol or a polyisocyanate having a functionality greater than 2, i.e. H. with those which have more than 2 isocyanate groups per molecule can be used.
Instead of polyether polyols it is also possible to use polyesters with terminal polyhydroxyl groups and preferably those which are at least partially derived from triols or higher compounds. The polyester polyols are usually less advantageous than the polyether polyols because they are generally more expensive and more viscous.
Polyols are generally defined in terms of their hydroxyl number. Polyols with a high hydroxyl number (greater than 300) are preferred, especially when using polyols other than simple, non-polymeric polyols. Hydroxyl numbers which vary between about 300 and 800 are particularly preferred. At higher hydroxyl numbers one arrives at more brittle, but also to a dimensionally more stable, large-volume polyurethane.
Among the additional polyols that can be used with a polyisocyanate to produce solid polyurethanes, there are: polyethylene glycol with molar weights of not more than 400, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1, # butanediol, hexanediol, Neopentyl glycol, trimethylolethane, trimethylolphenol, glycose, degraded starches and celluloses, hydroxymethyl derivatives of cyclohexanol, castor oil, polymers with terminal hydroxyl groups, such as. B. those derived from lactones such as e.g. B. caprolactone. These can be used alone or preferably in the form of reaction products with an alkylene oxide, e.g. B. propylene oxide, or with a polybasic acid or anhydride thereof can be used.
Polybasic acids that can be used are phthalic acid, adipic acid, sebacic acid, dimerized linoleic acid, oxalic acid and hexachlorendomethylene tetrahydrophthalic acid.
As the polyisocyanate, any one which provides a solid polymer with a suitable polyol can be used. It is preferred to use a polyisocyanate which, at the reaction temperature, i. H. is liquid at temperatures from about 15 to 900 ° C and preferably from about 15 to 500 ° C. The widely used polyol diisocyanate (TDI), which is commercially available as a mixture of 80:20 of 2,4: 2,6 isomers, in the raw state, as well as p, p ', is particularly suitable for this purpose. -Diphenylmethane diisocyanate (MDI) and its crude form (TPI) and polymethylene-polyphenyl4socyanate (a mixture which is sold under the trademark PAPI).
Other polyisocyanates that can be used are: dianisidine diisocyanate, xylylol diisocyanate, diphenyl sulfone diisocyanate, 4-chloro-1,3-phenylene diisocyanate, 4-isopropyl-1,3-phenylene diisocyanate, 2,4-diisocyanatodiphenyl ether, 3,3 Dimethyl-4,4-diisocyanatodiphenylmethane, mesitylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanatodibenzyl, 1,5-naphthalene diisocyanate, 3,3 ¯-bitolylene-4,4'-diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tritolylmethane triisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene -diisocyanate, the diisocyanate which is derived from dimeric acids, decamethylene diisocyanate, the reaction product of toluene diisocyanate with trimethylolpropane at an NCO / OH ratio of 2: 1 (Mondur CB), etc.
The polyisocyanate is preferably used in a slightly stoichiometric excess with respect to the polyol, so that an excess of isocyanate bonds is present for crosslinking with the formation of biuret and allophanate bonds. Typical ratios of isocyanate groups to organic hydroxyl groups are 0.75 to 1.25. In terms of weight, it is in the range of about 40 to 150 parts of polyisocyanate per 100 parts of polyol. An excess of isocyanate reacts with any water present to form carbon dioxide, which acts as a blowing agent and promotes foam formation. Higher proportions of up to 2 or more can be used when water is present in the foaming reaction medium.
The use of an excess of isocyanate as well as the use of a polyisocyanate with a functionality higher than 2 tends to form foams which are more brittle.
The use of catalysts to promote the formation of the polyurethane is customary and can also be considered in the present process.
Water-soluble catalysts which can be washed out of the reaction product by means of water are preferred. Since the products are suitable for cigarette filters, it is also desirable that the catalyst is essentially odorless and does not give the smoke any off-flavors. A particularly effective catalyst is N, N, N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, which is sold under the trademark Quadrol because it has a catalytic effect because of the amino groups present and is reactive with the polyisocyanate because of its hydroxyl groups. It therefore acts as a polyol, as a catalyst and as a crosslinking agent, and because it is chemically incorporated into the polyurethane, it does not add any off-flavors to the end product or smoke. Amines such as B.
Bis- (2-hydroxypropyl) 2-methylpiperazine and diethanolamine behave similarly.
The catalysts can also be omitted, in particular in the case of the formulations according to Examples 3 and 4. If a conventional catalyst is used, it is advantageously used in amounts of 0.02 to 2.0 parts per 100 parts by weight of polyol.
However, if Quadrol or another catalyst which chemically combines with the polymer is used, significantly larger amounts of, for example, up to 20 parts are desirable.
Instead of the above-mentioned catalysts, it is also possible to use any other basic catalysts, such as those suitable for polyurethane foams. Such compounds are N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, trimethylamine, triethylamine, tributylamine and other trialkylamines, tetramethylbutane - diamine, trimethylpiperazine, tetramethylguanidine, diethylaminoethanol, 3 -diethylaminopropionamide, heat-activated catalysts such as. B. triethylamine citrate, 3-morpholinopropionamide, 2-diethylaminoacetamide, the esterification product of 1 mole of adipic acid and 2 moles of diethylethanolamine, triethylenediamine, N, N'-diethylpiperazine, N, N-dimethylhexahydroaniline and tribenzylamine.
Tin catalysts can also be used alone or in conjunction with amine catalysts. They include stannous octoate, dibutyl tin acetate, dibutyl tin dilaurate, dibutyl tin dioctate, etc.
The polyurethane is first produced in the form of an intermediate product as rigid foam. This foam can be produced in a manner known per se, specifically by the prepolymer method, the semiprepolymer method or quasi-prepolymer method or by the so-called one-shot method. These are known methods for foam production. In general, the semi-prepolymer method is likely to be the most appropriate, while on the other hand the so-called one-shot method is more economical. These latter two methods are particularly suitable for the production of a foam from which filter material according to this invention can be produced.
The production of a foam requires the production of polyurethane in the presence of blowing agents for the polymer material. According to a well-known foam-producing technique, water can be used, which reacts with the excess isocyanate to form carbon dioxide, which then acts as a blowing agent. Nitrogen or carbon dioxide gas can be used to create an expansion. You can also introduce air into the polymerizing mass. According to a preferred method of this invention it is desirable to use a halogenated hydrocarbon such as e.g. B. to use fluorinated hydrocarbons of the type sold under the names Freon and Genetron.
Among the fluorinated hydrocarbons which can be used, preference is given to using those which are sufficiently volatile to evaporate at the temperature at which the foam is generated. The material will preferably have a slightly higher boiling point than room temperature. Satisfactory, fluorinated hydrocarbons that can be used are: trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, dichloromonow fluoromethane, monochlorodifluoromethane, trichlorotrifluoroethane and monochlorotrifluoromethane. In general, it is preferred to use about 5 to 35 parts of blowing agent per 100 parts of polyol.
Conventional surface-active agents can be used, and in particular those which are obvious to the polyurethane expert, in order to achieve the formation of a more or less uniform, fine cell structure. Silicones come into consideration as such agents and in particular those which are available under the names L-520, L-530, L5310 and L-5320 (Union Carbide) and DC-199, DC-113, DC-201 and DC-202 (Dow Corning), XF-1066 (General Electric) are known. Such silicones are likely to be block copolymers of silicone and alkylene oxides. They are generally used in amounts of up to 1 part per 100 parts of polyol. Once formed, the solid polyurethane foam is hardened by allowing it to stand at room temperature for at least about 1 day.
Curing can also be accelerated by using higher temperatures, but temperatures of more than 1300 ° C. will generally not be used. During the curing process, the foam loses its tack and reaches its maximum rigidity.
After the solid polyurethane foam has been produced, the foam body is granulated in order to provide granulated particles which have highly irregular physical shapes. The jagged, fissured, craggy and prickly particles characteristic of the present invention are thereby obtained. According to a preferred granulation method, a mill is used in which a product of the desired shape is achieved by beating and rubbing the particles on and against one another. One such mill is the Pallmann Model REF mill.
After the grinding operation, the solid polyurethane particles are subjected to the action of hot water or steam. This is an important part of the process. It is more than just a washing process, since, in addition to removing the soluble components, a chemical reaction also takes place in the remaining isocyanate, which has an irritating effect on the mucous membranes, and any ethyl silicate present, into odorless products with negligible vapor pressure be transferred. This is a hydrolysis, which is particularly important for the filter material according to the invention, which is to be used as a filter medium for cigarette smoke.
The hydrolysis is carried out at temperatures from about 50 to 1000.degree. C. and preferably from about 80 to 1000.degree. Higher temperatures such as those used in autoclaves can also be used, or steam can also be used, provided that the jagged, jagged, rugged and prickly character of the particles is not destroyed.
It is also important to spend enough time to complete this process, as it has been found that an improperly hydrolyzed product not only has an extremely unpleasant, irritating odor, but also lacks the strong smoke-filtering capacity of properly hydrolyzed filter materials.
It is desirable, although not essential, to use certain materials in the manufacture of the solid polyurethane foam which is an intermediate product in the manufacture of the filter material according to the invention. For example, it may be desirable to use water-soluble acidic salts of metals from groups VA and VIA of the periodic table, such as B. the alkali tungstates, molybdates, vanadates and chromates to use. (In certain forms of the periodic table, the metals tungsten, molybdenum, vanadium and chromium are classified in groups VB and VIB.) The preferred salt for this purpose is sodium tungstate.
These metal salts are used in the form of their aqueous solutions, preferably about 10 to 30 parts by weight of solutions being used, which is an amount of 0.2 to 4 parts per 100 parts by weight of polyol and preferably about 0.5 to 2 parts per weight 100 parts of polyol at a concentration of 20 to 30%.
These water-soluble salts can also be omitted. In this case, however, the reaction with respect to the production of the polyurethane proceeds more slowly. These water-soluble metal salts have been found to be extremely valuable in the creation of low density foams. This is desirable because the solid intermediate polyurethane foam used is a foam which has a density of less than 0.048 g / cm 3 and preferably of about 0.021 to 0.040 g / cm 3. It can also be assumed that the use of these water-soluble metal salts provides optimal effects in terms of producing particles of solid polyurethane with extremely high adsorptive capacity.
Another desirable inorganic material which can be used in the preparation of the solid polyurethane foam intermediate is a lower alkyl silicate, such as. B. those alkyl silicates which have up to 4 carbon atoms in the alkyl group. Ethyl silicate is preferred. It is desirable to use up to about 5 parts of alkyl silicate per 100 parts of polyol. In those cases in which ethyl silicate is used, it is particularly important that the reaction product is subjected to hydrolysis treatment using hot water or steam prior to use in order to hydrolyze any free ethyl silicate and thereby any toxicity or loss problems Eliminate smell or taste.
According to a preferred embodiment of the invention, it is also desirable to add other inorganic additives to the polyurethane filter material which is present in particle form. Such inorganic additives, such as. B. aluminum hydroxide and magnesium trisilicate, as well as other carbonates, silicates or hydroxides of alkaline earth metals can be used. Magnesium hydroxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, a gel made from dried magnesium carbonate and aluminum hydroxide, and magnesium aluminum silicate can be used. Of the aforementioned compounds, a mixture of aluminum hydroxide and magnesium trisilicate has proven to be particularly valuable with regard to the taste for the smoker.
If aluminum hydroxide and magnesium trisilicate are used, they are preferably used in the form of a mixture (mixing ratio 1: 1) in amounts of about 3 to 15% by weight, based on the filter material. The proportions of these two components can, however, fluctuate very widely, and the total amount can vary from 0 to 25 parts by weight per 100 parts of polyurethane particles. These inorganic additives appear to be particularly desirable in order to remove certain constituents from the gaseous phase of the tobacco smoke and thereby make the tobacco smoke milder by removing irritating compounds from the gas.
Surprisingly, a filter material according to the invention which contains these inorganic additives results in a highly selective removal of nicotine from the smoke.
The particle size of the inorganic additives can be the same as the polyurethane particles or smaller. For example, it can be less than 750 microns.
Other additives which can be used in the filter material according to the invention are cellulose acetate fibers, carbon grains, powdered cellulose, etc. These materials should not exceed 25% by weight of the polyurethane filter material.
The following examples illustrate the invention.
The parts are in each case parts by weight, unless otherwise stated.
Example 1 stage 1
First, a polyurethane foam is made from the following materials:
100 parts polyol (formed by the condensation of sorbitol with propylene oxide, the condensation product having a hydroxyl value of about 490 (available as G 2410 from Atlas Powder Co., Chemicals Division, Wilmington 99, Delaware);
76 parts of tolylene diisocyanate (commercially available as a mixture (mixing ratio 80:20) of the 2,4 and 2,6 isomers);
25 parts of trichlorofluoromethane and
0.5 to 1.5 parts of triethylenediamine as a catalyst.
The catalyst is dissolved in the halogenated hydrocarbon which is added to the polyol, whereupon the isocyanate is added and the mixture is shaken in a suitable manner. The foaming begins.
After the foaming reaction has ended and the mass has solidified, the whole is granulated.
The granulated mass with a mesh size in the range from 500 to 300 (USA standard mesh size) is a material for the production of a filter unit.
Level B.
The granulated material produced after stage A is washed with hot water for about 3 to 5 minutes and filtered. Any free isocyanate present is removed. The still moist grains are dried at atmospheric pressure and at a temperature of 60 to 1500 C or, if desired, under an overpressure at a lower temperature. The dried granules, as obtained according to this example, are filled into the open, cylindrically shaped end of a cigarette and then constitute a filter unit. The granules are protected from falling out by using a cotton plug or a plug of another suitable material provides.
Such a structure is shown in Fig. 1, where 10 denotes a cigarette, 12 denotes tobacco, 14 denotes grains and 16 denotes the plug.
Example 2
80 to 97 parts of the dried, isocyanate-free granules according to Example 1 and 3 to 20 parts of a 1: 1 mixture of: a) aluminum hydroxide and b) magnesium trisilicate are intimately mixed with one another. When poured into the open, round end of a cigarette, the mixture forms a filter. The general structure corresponds to that of FIG. 1.
Example 3
A mixture of the following composition is added to 100 parts of the polyol described in Example 1.
10 parts of a 20% aqueous sodium tungstate solution and
10 parts of ethyl silicate (condensed, 40% SiO.2 content).
The following is added to this mixture, to which the polyol has been added:
76 parts of tolylene diisocyanate (described in Example 1) and
25 parts of trichlorofluoromethane.
The mixture is then allowed to react with one another. After the reaction has ended and after everything has solidified, it is granulated, washed and dried as in Example 1.
On the other hand, the isocyanate can be reacted with a proportion (about 1/4) of the polyol at about 800 ° C. in order to form a quasi-prepolymer. The latter is then reacted with the remainder of the polyol in the presence of a blowing agent and catalyst. The foam produced in this way has a uniform cell structure. The product consists of jagged, fissured, craggy and prickly, irregularly shaped particles with a large surface.
The granules produced in this example represent a filter unit after being filled into an open, cylindrical end of a cigarette. The structure is the same as in FIG.
Example 4
3 parts of a 1: mixture of: a) aluminum hydroxide and b) magnesium trisilicate are added to 97 parts of the yarns according to Example 3.
After intimately mixing this material and pouring it into an open, tubular end of a cigarette, a filter unit is obtained. The general structure corresponds to that of Fig. 1. Smoke tests show a pleasant, mild sensation without a sharp aftertaste or irritation.
Example 5 Level A
30 parts of a reaction product of pentaerythritol with propylene oxide and a hydroxyl value of 560 are mixed with 100 parts of tolyl diisocyanate (mixing ratio of 80:20 of 2,4- and 2,6-isomers). The temperature is not allowed to rise above 900 C. The reaction takes place under dry nitrogen gas. The product is then allowed to cool. It is stored in the absence of moisture.
Level B.
A mixture of 75 parts of the polyol described in step A, 10 parts of N, N, N ', N'-tetra-kis- (hydroxypropyl) -ethylene diamine, 3 parts of an aqueous sodium tungstate solution, 2 parts of ethyl silicate, 0, 3 parts of a 30% strength aqueous triethylenediamine solution, 15 parts of trifluorochloromethane and 0.5 part of a surface-active agent of a silicone based on urethane (L-520 from Union Carbide) are prepared.
Level C
Approximately equal amounts by weight of the products from Stage A and Stage B are thoroughly mixed together and poured into a mold. The foam body obtained is a white, fine-celled material that is allowed to cure for 1 day at room temperature. The foam body obtained is granulated in a Pallmann mill and the resulting particles with boiling water for about 15 minutes.
and then treated at 80 to 1000 C for about 1/2 hour. The treatment with water can, if desired, be repeated and continued until the product is odorless. The white grains are then dried in an oven at 1050 C. The fraction containing a particle size smaller than 420 microns and a particle size larger than 177 microns is collected. It consists of particles of jagged, jagged, prickly, irregularly shaped cell structure.
Instead of sodium tungstate, as mentioned in the previous example, potassium tungstate or any alkali metal molybdate, vanadate, chromate, etc. can also be used.
Example 6
Example 3 is repeated, but instead of tolylene diisocyanate, an equivalent weight of methylene diphenyl diisocyanate is used. This gives a filter material with properties equivalent to that according to Example 3.
Example 7
Example 4 is repeated, but omitting the ethyl silicate. The result is a material that makes a good filter.
Example 8
Example 4 is repeated, using the same amount of sodium vanadate instead of sodium tungstate. The filter product obtained has properties similar to those of Example 4.
Example 9
Example 4 is repeated, but using an equivalent amount of a mixture of polypropylene glycol (Niax 1025) and Quadrol instead of the polyol derived from sorbitol. The filter material obtained is similar in terms of its properties to the product of Example 4.
Example 10
Example 4 is repeated, but using an equivalent amount of polymethylene polyphenyl polyisocyanate (PAPI) instead of tolylene diisocyanate. The filter product has similar properties to the product obtained according to Example 4.
Example 11
Example 4 is repeated using an equal amount of sodium molybdate instead of N-sodium tungstate. The filter material obtained is similar in terms of properties to the product according to Example 4.
Example 12
Example 4 is repeated. However, an equal amount of sodium chromate is used instead of sodium tungstate. The filter material obtained is similar to the product according to Example 4 in terms of its properties.
Example 13
2.5% by weight of magnesium hydroxide and 2.5% by weight of aluminum hydroxide are added to the product according to Example 3. The product obtained is able to remove more tars and nicotine from cigarette smoke than the filter material according to Example 3.
Example 14
2.5% by weight of calcium carbonate and 2.5% by weight of magnesium carbonate are added to the product according to Example 3. The product obtained removes more tar materials and nicotine from cigarette smoke than the filter material according to Example 3.
Example 15
5% by weight of aluminum hydroxide and 2.5% by weight of magnesium trisilicate are added to the product according to Example 3. The product obtained removes more tar products and nicotine from cigarette smoke than the filter material according to Example 3.
Example 16
12.5% by weight of aluminum hydroxide and 12.5% by weight of magnesium trisilicate are added to the product according to Example 3. The product obtained removes more tar products and nicotine from cigarette smoke than the filter material according to Example 3.
Example 17
5% by weight of magnesium aluminum silicate are added to the product according to Example 3. The product obtained is able to remove more tar products and nicotine from cigarette smoke than the filter material according to Example 3.
Example 18
5% by weight of simultaneously dried magnesium carbonate and aluminum hydroxide gel are added to the product according to Example 3. The product obtained is able to remove more tar products and nicotine from cigarette smoke than the filter material according to Example 3.
Example 19
10% by weight of magnesium oxide are added to the product according to Example 3. The product obtained is excellent for removing tar products and nicotine from cigarette smoke.
Comparison tests
Comparative tests are carried out using the method of Wartman, Cogbill and Harlow Determination of Particulate Matter in Concentrated Aerosols - Application to Analysis of Cigarette Smoke, Analytical Chemistry, Vol. 31, pages 1705 to 1709, October 1959.
Cigarette A
This cigarette is a Kent cigarette, king size, with its usual filter.
TPM = 17.5 mg; Nicotine = 0.83 mg.
Cigarette B
This cigarette is one whose filter unit consists of 65 mg of a foam body which has been produced according to Example 7 of American Patent No. 2770241.
This foam body was made from 100 parts of a polyester resin, acid number 35, obtained from 3 moles of adipic acid, 33 / sec mole 1,4-butylene glycol and / 2 moles glycerin. This resin was then mixed with 48 parts of a mixture of tolylene diisocyanate (the 2,4 and 2,6 isomers) in the presence of 1 part of a 10% strength aqueous solution of a nonionic emulsifier, Aerosol OT and t / O part of N-methylmorpho lin copolymerized as an activator. The mass is mixed and placed in a preheated mold.
This highly resilient foam was shredded and 65 mg of it was packed in a 2.54 cm long sleeve.
TPM = 16.8 mg; Nicotine = 0.79 mg.
Cigarette C
This cigarette contains a filter unit which consists of 65 mg of granules (14 of FIG. 1), and which has been obtained according to Example 1, stage A.
TPM = 13.8 mg; Nicotine = 0.73 mg.
Cigarette D
This cigarette has a filter unit which consists of 65 mg of the granules (14 from Fig. 1), obtained according to Example 1, level B.
TPM = 12.9 mg; Nicotine = 0.70 mg.
Cigarette E.
This cigarette has a filter unit which consists of 65 mg of grains (14 of FIG. 1) and was obtained according to the information in Example 2.
TPM = 10.2 mg; Nicotine = 0.60 mg.
Cigarette F.
This cigarette contains a filter unit, which consists of 65 mg of grains (14 of FIG. 1) and has been produced according to the instructions in Example 3.
TPM = 9.8 mg; Nicotine = 0.56 mg.
Cigarette G
This cigarette has a filter unit which consists of 65 mg of grains (14 of FIG. 1) and has been obtained as described in Example 4.
TPM 7.3 mg; Nicotine = 0.51 mg.
On the basis of a series of tests it has been found that a pronounced and remarkable reduction in irritation and cough reflexes is achieved in smoke which has been filtered according to a unit of this invention, compared with the filter cigarettes conventionally used up to now.
According to the preferred embodiment of this invention, granulated, solid polyurethanes of the type described above are used as the fundamental component of the filter, which are characterized by the absence of free, unreacted isocyanate and of other materials which give the tobacco smoke an undesirable taste. The filter materials according to the invention have a high surface effect, which is why they are particularly useful for adsorption. They also have an extremely high surface area and, which incidentally is also uncommon, they have an electrical charge. This latter phenomenon can be demonstrated by a strong tendency towards electrostatic effects.
It should also be noted that the filter units can also be produced by spreading the granulated filter material or mixtures of the granulated filter material and aluminum hydroxide and magnesium trisilicate on a sheet of cigarette paper or on another suitable, thin cellulose material, by rolling them on it and making plugs of suitable size or cartridges cuts. These Pfropf fen represent suitable filter units.
The table below shows the filtering effect of filter units which are obtained according to the invention in comparison with those of filter cigarettes currently on the market. 150 mg of a granulated material according to Example 3 is used for comparison purposes.
Original filter table removed and through
Total amount of nicotine 150 mg of the filter material according to the cigarette type of particles in Example 3 replaced
Total amount of nicotine particles mg mg mg mg Pall Mall 26.9 1.51 10.9 0.55 Chesterfield 26.4 1.14 10.7 0.53 Marlboro 26.0 1.36 7.9 0.41 Lucky Strike 25.7 1.09 10.3 0.53 Viceroy 23.4 1.34 6.7 0.39 Winston 23.3 1.28 9.9 0.50 Lark 21.8 1.21 9.6 0, 34 Kent 17.2 0.83 7.9 0.35 True 14.4 0.74 6.6 0.36 Carlton 10.6 0.59 3.2 0.20
PATENT CLAIM I
Filter material for filtering an aerosol, characterized in that it contains rigid polyurethane particles.
SUBCLAIMS
1. Filter material according to claim I, characterized in that the particles have a jagged, rugged, rugged, prickly shape.
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