DE1115170B - Tobacco smoke filters - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Tabakrauchfilter, bestehend aus thermoplastischen oder enthaltend thermoplastische, wahllos verteilte Fasern, die zu einem zylindrischen Filterkörper durch Verschweißen auf mindestens einem Teil seines Umfanges miteinander verbunden sind.The invention relates to tobacco smoke filters, consisting of thermoplastic or containing thermoplastic, randomly distributed fibers which are welded to form a cylindrical filter body at least part of its circumference are connected to one another.
Die Mehrzahl der im Tabakrauch enthaltenen Substanzen befindet sich in dampfförmigem Zustand und läßt sich aus dem Rauch durch physikalisch wirkende Filter zum Teil entfernen. Außerdem findet bei Filtern gebräuchlicher Art, die etwa aus Holzstoffasern, Kunstseide, Baumwolle, Zelluloseschwamm u. dgl. bestehen, ein Niederschlagen der abzuscheidenden Rauchpartikelchen in erheblichem Umfang auf der Filterfläche selbst statt, so daß dessen wirksame Oberfläche verhältnismäßig schnell verkleben kann, wodurch der Filterquerschnitt verringert und damit der Zug beim Rauchen erhöht würde.Most of the substances contained in tobacco smoke are in a vaporous state and can be partially removed from the smoke by physically acting filters. Also takes place at filters common type, made from wood pulp fibers, rayon, cotton, cellulose sponge and the like. exist, a precipitation of the smoke particles to be deposited to a considerable extent on the Filter surface itself instead, so that its effective surface can stick relatively quickly, which would reduce the filter cross-section and thus increase the draft when smoking.
Insbesondere sind bisher Tabakrauchfilter bekanntgeworden, die aus einem Stab ausgerichteter, gekräuselter Zelluloseacetatfasern bestehen, wobei diese Fasern durch Verkleben vermittels eines wasserlöslichen Zellulosederivates verbunden sind.In particular, tobacco smoke filters have become known so far, which consist of a rod aligned, made of crimped cellulose acetate fibers, these fibers being glued together by means of a water-soluble Cellulose derivatives are connected.
Auf Grund der ausgerichteten Lage der hierbei vorhandenen Fasern sind derartige Filter hauptsächlich in der Längsrichtung durchlässig, so daß der hindurchgesogene Tabakrauch im wesentlichen in einer Richtung an den Fasern vorbeistreicht. Es sind jedoch auch Tabakrauchfilter bekannt, bei denen das Filtergut in Form wahllos verteilter Fasern vorliegt.Such filters are primarily due to the aligned position of the fibers present here permeable in the longitudinal direction, so that the tobacco smoke drawn through is essentially in sweeps past the fibers in one direction. However, tobacco smoke filters are also known in which the Filter material is in the form of randomly distributed fibers.
Demgegenüber sind die Tabakrauchfilter nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die wahllos verteilten Fasern aus einem Thermoplasten eine ihnen in einem Ladungsfeld vermittelte permanente elektrische Ladung tragen. Unter einer permanenten elektrischen Ladung ist bei dem Tabakrauchfilter gemäß der Erfindung eine Ladung zu verstehen, die innerhalb des durchschnittlichen Zeitraums von der Herstellung desselben bis zum Rauchen des damit versehenen Tabakproduktes aufrechterhalten bleibt.In contrast, the tobacco smoke filter according to the invention are characterized in that the random distributed fibers made of a thermoplastic a permanent one conveyed to them in a charge field carry electrical charge. The tobacco smoke filter is under a permanent electrical charge according to the invention to understand a charge that is within the average period of time Production of the same is maintained until the tobacco product provided with it is smoked.
Es ist zwar bekannt, daß bei Faserfiltern und auch solchen aus Kunststoffen beim Durchströmen von mit Fremdkörpern verunreinigter Luft eine selbsttätige elektrostatische Aufladung der Fasern auftritt. Nach einer hierüber bestehenden Veröffentlichung hängt diese zwangläufig entstehende elektrische Ladung der synthetischen Materialien jedoch sehr wesentlich von der Luftgeschwindigkeit, mit der die Luft durch den Filter streicht, ab, und es bedarf hierzu verhältnismäßig starker Luftströme, jedenfalls wesentlich stärkerer, als solche beim Einziehen des Rauches beim Rauchen durch einen Filter erzeugtIt is known that in fiber filters and also those made of plastics when flowing through In air contaminated with foreign bodies, the fibers are automatically charged electrostatically. According to an existing publication, this inevitably generated electrical charge hangs of synthetic materials, however, depends very much on the air speed with which the Air is wiped through the filter, and this requires relatively strong air currents, at least much stronger than those generated when the smoke is drawn in when smoking through a filter
Anmelder:Applicant:
American Viscose Corporation,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)American Viscose Corporation,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Eysseneckstr. 36Representative: Dipl.-Ing. R. Amthor, patent attorney,
Frankfurt / M., Eysseneckstr. 36
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Februar 1954 (Nr. 411 698)Claimed priority:
V. St. v. America 23 February 1954 (No. 411 698)
Wade Worth, Rosemont, Pa. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt wordenWade Worth, Rosemont, Pa. (V. St. Α.),
has been named as the inventor
werden können. Die elektrostatischen Eigenschaften der synthetischen Materialien wurden auch als in beträchtlichem Maß von der Feuchtigkeit und anderen Faktoren abhängig betrachtet, wie sie beim Rauchen nicht in Betracht kommen. Zufällig etwa auftretende unbedeutende elektrische Ladungen können jedoch keine geeignete Voraussetzung bilden, um davon eine vorteilhaftere Wirkung bei Rauchfiltern zu gewährleisten; derartig ausreichend zuverlässige Ergebnisse werden vielmehr nur gemäß der Erfindjmg dadurch erreicht, daß den Fasern eine permanente elektrische Ladung von vornherein erteilt wird, die in der erwähnten Weise vom Zeitpunkt der Herstellung bis zur Benutzung beim Rauchvorgang aufrechterhalten bleibt.can be. The electrostatic properties of synthetic materials were also considered to be substantial Degree considered dependent on the humidity and other factors such as when smoking out of the question. Randomly occurring insignificant electrical charges can, however do not constitute a suitable prerequisite for ensuring a more advantageous effect of it in smoke filters; Rather, such sufficiently reliable results are only thereby obtained in accordance with the invention achieves that the fibers are given a permanent electrical charge from the outset, which is mentioned in the Maintained manner from the time of manufacture to use in the smoking process remain.
Es ist vorteilhaft, wenn die Fasern über ihre Länge hin unterschiedliche Durchmesser aufweisen und vorzugsweise an ihren Enden verjüngt ausgeführt sind, etwa spitz zulaufen. Es erweist sich als besonders zweckmäßig, den Durchmesser der Fasern innerhalb eines Bereiches von 10 bis 0,2 Mikron untereinander zu variieren.It is advantageous if the fibers have different diameters along their length, and preferably are designed to be tapered at their ends, tapering approximately to a point. It turns out to be special conveniently the diameter of the fibers within a range of 10 to 0.2 microns among themselves to vary.
Die in dem Tabakrauchfilter gemäß der Erfindung Anwendung findenden Fasern können etwa dadurch hergestellt werden, daß man einen organischen Kunststoff üblicher Art in Form einer Lösung oder als Schmelze in Faserform verspritzt und das Zerstäuben in einem Ladungsfeld ausführt, so daß den FasernThe fibers used in the tobacco smoke filter according to the invention can for example thereby be prepared that one an organic plastic of the usual type in the form of a solution or as Melt is sprayed in fiber form and the atomization is carried out in a charge field, so that the fibers
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bei ihrer Ausbildung eine positive oder negative Ladung vermittelt wird, die sie über längere Dauer beibehalten. Für die Filterwirkung ist es jedoch praktisch unwichtig, ob die Ladung positiv oder negativ ist. Bei dem Hindurchziehen des Tabakrauches durch einen derartigen Tabakrauchfilter mit den beschriebenen organischen Fasern erfolgt eine Aufladung der Tabakrauchteilchen bei deren Hindurchwandern durch das Filter mit einer Ladung entgegengesetzten Vorzeichens zu derjenigen, die auf den Fasern vorhanden ist, so daß hierdurch ein Anzeichen der Rauchteilchen an die Filtermasse erfolgt.a positive or negative charge is imparted during their formation, which they retain over a longer period of time. For the filter effect, however, it is practically unimportant whether the charge is positive or negative is. When the tobacco smoke is drawn through such a tobacco smoke filter with the ones described organic fibers, the tobacco smoke particles are charged as they migrate through through the filter with a charge opposite in sign to that present on the fibers is, so that this is a sign of smoke particles on the filter mass.
Die organischen faserförmigen Ladungsträger können aus bekannten natürlichen oder synthetischen Harzen, wie etwa Vinylharzen, Acrylharzen, Polyamidharzen oder Polyäthyen, bestehen oder auch aus faserbildenden Zellulosederivaten, wie etwa Zelluloseestern, Zelluloseäthern oder Zelluloseesteräthern, oder schließlich aus Mischungen von Harzen der vorgenannten Art mit Zellulosederivaten.The organic fibrous charge carriers can be made from known natural or synthetic Resins such as vinyl resins, acrylic resins, polyamide resins or polyethylene exist or else from fiber-forming cellulose derivatives, such as cellulose esters, cellulose ethers or cellulose ester ethers, or finally from mixtures of resins of the aforementioned type with cellulose derivatives.
Das Filter kann ebenfalls ein Gemisch aus den organischen Fasern und aus solchen Fasern sein, die keine Ladung tragen. Als letztere eignen sich etwa zusätzlich zu Zellulosefasern natürlichen Ursprunges sowie aus regenerierter Zellulose und Eiweißfasern auch Mineralfasern, wie Asbest-, Glas- oder Schlakkenwolle. Eine Verbindung derartiger anorganischer Fasern mit den Fasern aus dem thermoplastischen Material erfolgt durch Erwärmen bzw. Anwendung entsprechender üblicher Klebstoffe, damit bei der Benutzung des Filters keine Mineralfasern in den Rauchstrom mitgerissen werden.The filter can also be a mixture of the organic fibers and those fibers which do not carry any cargo. The latter are suitable in addition to cellulose fibers of natural origin as well as mineral fibers such as asbestos, glass or lank wool made from regenerated cellulose and protein fibers. A connection of such inorganic fibers with the fibers from the thermoplastic Material is made by heating or using appropriate common adhesives, so during use the filter, no mineral fibers are entrained in the smoke stream.
Das Filter kann in Verbindung mit den üblichen Tabakprodukten angewandt werden, wie etwa Zigaretten, Zigarren, Zigaretten- und Zigarrenspitzen, Pfeifen u. dgl.The filter can be used in conjunction with common tobacco products such as cigarettes, Cigars, cigarette and cigar holders, pipes and the like.
Das Tabakrauchfilter gemäß der Erfindung wird im einzelnen an Hand der Zeichnung erläutert, in derThe tobacco smoke filter according to the invention is explained in detail with reference to the drawing, in the
Fig. 1 und 5 das Rauchfilter nach der Erfindung,Fig. 1 and 5 the smoke filter according to the invention,
Fig. 2 eine Fasermasse, wie sie zur Herstellung des Filters angewandt wird,2 shows a fiber mass as it is used to manufacture the filter,
Fig. 3 und 4 Vorgänge bei der Verformung der Fasermasse in das Filter und3 and 4 processes during the deformation of the fiber mass in the filter and
Fig. 6 in perspektivischer Ansicht eine mit dem Filter versehene Zigarette veranschaulichen.Fig. 6 illustrates in perspective view a cigarette provided with the filter.
Nach Fig. 1 besteht das Filter in seiner bevorzugten Ausführungsform aus einer zylindrisch geformten Masse 10 aus organischen Fasern 11, die eine elektrische Ladung tragen. Die Fasern stellen bezüglich ihres Durchmessers und ihrer Länge ein willkürliches Gemisch dar.According to Fig. 1, the filter in its preferred embodiment consists of a cylindrically shaped Mass 10 made of organic fibers 11 which carry an electrical charge. The fibers represent re their diameter and length represent an arbitrary mixture.
In der Fig. 2 ist gezeigt, daß die Fasern als weiteres Merkmal unterschiedliche Durchmesser sowohl untereinander als auch bezüglich ihrer Länge aufweisen. So zeigen etwa einige Fasern, die mit lla bezeichneten, einen ziemlich großen Durchmesser, während andere Fasern, wie etwa Ub, einen besonders geringen Durchmesser aufweisen. Man sieht weiterhin daß die einzelnen Fasern, wie etwa lic, über ihre Länge unterschiedliche Durchmesser aufweisen und insbesondere die Faserenden langgezogene Spitzen bilden. In dieser Weise unterscheiden sich die Anwendung findenden Fasern von denjenigen, die vermittels Spinndüsen erhalten werden, die gleichbleibenden Durchmesser haben.In FIG. 2 it is shown that the fibers have, as a further feature, different diameters both with respect to one another and with respect to their length. For example, some fibers designated by Ila have a fairly large diameter, while other fibers, such as Ub, have a particularly small diameter. It can also be seen that the individual fibers, such as lic, have different diameters along their length and, in particular, the fiber ends form elongated tips. In this way the fibers used differ from those obtained by means of spinnerets which have constant diameters.
Das Filter kann in verschiedener Weise hergestellt werden, wie etwa durch Ausbildung eines flächenförmigen Gebildes 12 (s. Fig. 3), das, nach bekannter Art zusammengerollt, eine spiralige Rolle 13 ergibt. Um diese Form aufrechtzuerhalten, kann die Rolle 13 ausreichend erwärmt werden, um in bekannter Weise ein Anhaften vor allem der äußeren Lagen an den gegenseitigen Berührangsstellen zu bewirken. Die Außenseite der Rolle kann ebenfalls mit einem üblichen Bindemittel, etwa einer Harz- oder Zellulosederivatlösung od. dgl., bestrichen werden, um so einThe filter can be manufactured in various ways, such as by forming a sheet-like one Structure 12 (see FIG. 3) which, rolled up in a known manner, results in a spiral roll 13. In order to maintain this shape, the roller 13 can be heated sufficiently to be known Way to cause adhesion, especially of the outer layers, to the mutual contact points. the The outside of the roll can also be coated with a conventional binder, such as a resin or cellulose derivative solution or the like., be coated to such a
ίο Anhaften der einzelnen Lagen zu bewirken.ίο to cause the individual layers to adhere.
In der Fig. 4 ist eine weitere Verfahrensweise zur Herstellung von Tabakrauchfiltern aufgezeigt. Hierbei wird ein Flächengebilde 14 aus dem Fasergut so in sich zusammengerollt und verwunden, daß ein Strang 15 gebildet wird, der durch die Bohrung einer Formdüse 16 mit einer Heizeinrichtung, etwa einem Heizdraht 20, rund um die Bohrung versehen ist. Bei dem Durchgang durch diese Düse wird die Fasermasse zusammengepreßt und wenigstens die äußeren Fasern in bekannter Weise so weit geheizt, daß dieselben an ihren gegenseitigen Berührungspunkten miteinander verschweißt werden und so die zylinderförmige Form erhalten bleibt. Die fertige zylinderförmige Masse 15 kann sodann anschließend wie üblich in Stücke entsprechender Längenabmessungen zerkleinert werden.In Fig. 4, a further procedure for the production of tobacco smoke filters is shown. Here a sheet 14 made of the fiber material is rolled up and twisted in such a way that a Strand 15 is formed by the bore of a molding nozzle 16 with a heating device, such as a Heating wire 20, is provided around the bore. As it passes through this nozzle, the fiber mass becomes pressed together and at least the outer fibers heated in a known manner so far that the same are welded together at their mutual points of contact and so the cylindrical Shape is retained. The finished cylindrical mass 15 can then then as usual be shredded into pieces of appropriate length dimensions.
Aus der Fig. 5 ist eine weitere Möglichkeit ersichtlich, in der man das Fasergut in eine zylinderförmige Form bringen kann. Hierbei werden die Fasern in eine zylinderförmige Hülse 17 aus entsprechendem Material, wie Papier, Metallfolie, Zellulosederivate od. dgl., eingefüllt.Another possibility can be seen in FIG. 5, in which the fiber material is converted into a cylindrical shape Can bring shape. Here, the fibers are in a cylindrical sleeve 17 made of a corresponding Material such as paper, metal foil, cellulose derivatives or the like., Filled.
Das Tabakrauchfilter, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist, kann durch entsprechende Wärmebehandlung zwecks ausreichenden Zusammenhaftens der einzelnen Fasern aneinander und an der Hülse in Filterpatronen verarbeitet werden, die in üblicher Weise für Zigaretten- und Zigarrenspitzen und Einsätze in Pfeifen u. dgl. angewandt werden können. In der Fig. 6 ist eine Zigarette gezeigt, bei der die Hülse 18 den gekräuselten Tabak 19 umschließt. An einem Ende der Zigarette ist das Filter 10 vorgesehen. Zur Befestigung dieses Filtereinsatzes an einem Ende der Zigarettenhülse ist es zweckmäßig, wenigstens das Filterende durch eine Wärmebehandlung auch an der Zigarettenhülse 18 zu befestigen. Wenn die Fasern des Filters nicht bereits vorher zum Zusammenhaften gebracht worden sind, läßt sich durch die Anwendung entsprechender Temperaturen sowohl diese Verbindung des Filtereinsatzes mit der Zigarettenhülse als auch eine ausreichende Verbindung der Fasern innerhalb des Einsatzes erzielen.The tobacco smoke filter, as it is shown in Fig. 5, can by appropriate heat treatment for the purpose of sufficient adhesion of the individual fibers to one another and to the sleeve in filter cartridges processed in the usual way for cigarette and cigar holders and inserts in Whistles and the like can be used. 6 shows a cigarette in which the sleeve 18 enclosing the crimped tobacco 19. The filter 10 is provided at one end of the cigarette. To the Attaching this filter insert to one end of the cigarette tube, it is useful at least that To attach the filter end to the cigarette tube 18 by a heat treatment. When the fibers of the filter have not already been made to stick together, can be achieved through the application corresponding temperatures both this connection of the filter insert with the cigarette tube as also achieve a sufficient connection of the fibers within the insert.
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