DE1517265A1 - Zigarettenfilter - Google Patents

Description

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Die Erfindung besieht sich auf Zigarettenfilter.

Die fiigarettenfilter, die am sti^:rkst?n Eingang gefunden h-ben, bestehen aus gekräuselten KIden, die an ihren IlrtHisurifispunkten miteinander verklebt sind. Als au v/irksan- Bt-Ai erwiesen siel· Fäden aus Celluloseacetat, bei denen die Verklebung durch die Einwirkung eines organischen ./eichr.uüiLo-rs für das Celluloseacetat «rfolgt. Dsr Druckabfall in Filter ist unterschiedlich je nach lern Titer der Fäden und den Querschnitt und dem Ve*rklebungsgrad. Bei hohen Druckabfall ist gewöhnlich die Filterv/irkuii^ hoch. Es gibt jedoch Gino irenaa für den Druckabfall, der bei einen annehribaren Filter in Kauf gehörten wer .!en kann, so ■''■:<G in der Praxis die Filterwirl.unt;, die lediglich duroh Binateilung des Druokabf-.-llu erreicht v/ev'en kann, .... ringer ist als erwünscht,

Tabakrauch enthält nicht nur einen gevrisaan teerreichen Anteil, der als physiologisch schädlich angesehen v/ird, sondern auoli kondensierbare Drlinpfe, die leichte Kohlenwasserstoffe, Isopren, Furan, Aldehyde, Ketone, Methanol und Toluol umfa-jpen, die ebenfalls gesundheitsschädlich sind. Der Gehalt ;_:0 dieser Uubotanzen im Tabakrauch kann verringert werden, indem nan in das Filter JtolTe einarbeitet, die zumindest einen

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Teil dieser Substanzen, selektiv entfernen, ohne den Geschmack des Rauchs zu beeinträchtigen» Aktivkohle, insbesondere Aktivkohle aus Holz, ist in dieser Hinsicht besonders wirksam. Durch Anwesenheit eines solchen selektiven Mittels in einen Zigarettenfilter ist eine stark vorbesnerte Filtration erreichbar, ohne daß dem Filter ein zu hoher Druckabfall verliehen wird» Es wurde jedoch gefunden, daß die Filterwirkung eines solchen Filters in der Praxis viel geringer ist, als die Ergebnisse von Versuchen erv/arten lassen.

Es wurde nun gefunden, daß die schlechten Ergebnisse, die in der Praxis mit Zigarettenfiltern erzielt werden, die selektive EntfernungSEiittel enthalten, auf eine schnelle Verschlechte- | rung des Filters von den Zeitpunkt ab, zu dem es in die Zigarette eingesetzt wird, zurückzuführen ist, so daß das Filter in etwa 3 Jochen nach der Herstellung der Zigarette nicht mehr die gewünschte V/irkung hat. Es wurde ferner gefunden, daß diese Verschlechterung mit dem Weiehoachergehalt im Filter in ZusaL.nenh.ang steht. Dieser "ieichmacher.ehalt beträgt mehr als 5$» gewöhnlich jedoch weniger als 10$, bezogen auf das Gewicht des Fadenmaterials_a Die Bedeutung dieser Feststellungen läßt sich an der Tatsache ermessen, daß es normal ist, daß zwischen idem Zeitpunkt der Herstellung einer Zigarette und dem Zeitpunkt, zu den sie geraucht wird, wenigstens 3 Jochen verstreichen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Zigarettenfilter, das ein selektives Entfernungsmittel mit einem Fadenmaterial, das einen organischen Weichmacher enthält, aufweist und vorzugsweise aus mehreren benachbarten Abschnitten besteht» von co denen wenigstens einer kein selektives Bntfernungsnittel to 30 enthält. Das Filter ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden, die mit dem selektiven Entfernungsmittel in Berührung ο ' stehen, weniger als 5$ ihres Gewichts an organischem Jeicho macher enthalten. Es wurde gefunden, daß bei diesem niedrigen ^ Weichmachergehalt die Verschlechterung des Filters vermieden

*"* 35, '; wird» Bei Celluloseacetatfäden beträgt der bevorzugte './eich-' · machergehalt 1-4$ des Fadengewichts. BAD ORtOUNAL

Wie bereits erwähnt, besteht/das bevorzugte Filter aus mehreren benachbarten Abschnitten,von denen einer das selektive Entfernungsi'ittel enthält. .Vorzügsweise hat ■ wenigstens ein weiterer Abschnitt, der kein selektives Entfernungsmittel enthält, einen höheren Weichmachergehalt als üblich, nänlich wenigstens -1 Ofi, z.B. 12-50 G-ew*^ der Fäden. Die üblicherweise verwendetenWeichmacher erfüllen eine nützliche Aufgabe im Filter, ohne das selektive Entfernungsmittel in einen benachbarten Filterabschnitt zu beeinträchtigen.

\/egen der guten Filtereigenschaften und der leichten Verarbeitung zu-Zigarettenfiltern v/irdvoraugsweise Celluloseacetat als Fadenmaterial für das erfindungsgemäße Filter verwendet. Der hier gebrauchte Ausdruck »Celluloseacetat" umfaßt sowohl sekundäres Oellul-oseacetat, d.h.. Celluloseacetat mit einem Acetylwert von 50-58$» vorzugsweise das wohlbekannte handelsübliche Celluloseacetat■■'nit. einen Acetyl— wert von 53-55$» und Cellulosetriacetat, d.h* Celluloseacetat mit eineni Acetylwert von .wenigstens 59^> wobei der Acetylwert als das Gewicht der gebundenen Essigsäure gerechnet wird. Sekundäres Celluloseacetat hat den Vorteil, daß es etwas leichter weich gemacht werden kann als Cellulosetriacetat. Bevorzugte Yteiehmaoher sind Triacetin und Triäthylcitrat, da sie in gewissem Umfange selektiv saure Verbindüngen, s.B. ihenol und Kresole, aus den Rauch absorbieren und dadurch die Wirksamkeit des Firteris""erhöhen".

Alis selektive Entfernungsriitiel eignen sich beisi-ielsweise Polyäthylenglykole und Aktivkohle« Aktivkohle ist besonders cp wirksam, und eine besonders geeignete Form ist aktivierte φ Holzkohle. - . . ' ■

Das menschliche Atrmngssystem ist 'lit Zilien versehenji die ^ alles filtern, was eingeatmet wird* Diese Zillen flattern , k> oder schwingen ixnter normalen Bedingungen nit einer stetigen ^ Frequenz vor' vnd surück.., Bs ist festai^tellenf -d«.? 2igarettei.r. rauch die noTv\?,le Tilti/jkPit der "j lien; stört; Die stetige

BAD ORIGINAL

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"V rhythmische Bewegung der Zillen wird' durch Zigarettenrauch unterbrochen, und insgesamt wird eine Verringerung der

' Frequenζ bewirkt, mit der äie Zillen "Vor- und zurüokschwingeh. Dieser "Effekt ist als "Ciliastasis" bekannt.

Der innere Halbzweig einer Muschelkieme ist ebenfalls mit

'■*.'Zilieft besetzt. Diese Zilien erfüllen bei der Filtration • ,des Y/assers im wesentlichen die gleiche Aufgabe wie die

Zilien der menschlichen Atmungsorgane bei der Filtration ■ - der Luft.. Um die Wirkung von Zigarettenrauch am lebenden Eier zu erproben, kann der Rauch über ein Gewebestück einer . Muschelkieme geleitet werden, die diese Zilien enthält,

wobei; zur Simulierung des Zigarettenrauchens der Rauch in ■·. Zügen .über das Gewebe geführt wird. Die Frequenz der Zilien-

bewegung kann unter Yerwendung.v.eines elektronischen Strobos-^ kops geuBssen werden» Auf diese Weise kann der ciliastatiBche Effekt, verschiedener Zigaretten mit und ohne Filter gemessen . werden. Es,ist zweckmäßig, die Frequenz der Zilienbewegung .φτ. Abhängigkeit von der Zahl der Züge graphisch, darzustellen. .- Im folgenden Beispiel, das die Erfindung, veranschaulicht, ,wird diese Methode der Ermittlung der .Wirksamkeit von Filtern . angewendet.. ...,.·,...-

i^:-v ■-;■■;. — ■ ; ■_,·>::-'■ ■ -:,.. . Beispiel '- :■■.■■■■■.■■■_ '■ ■■:

' Auf einen Strang von 50000 Faden aus sekundärem Öe11ulöse- ~'~. aOetat von Γ-förinigem "Querschnitt-bei einem Einzel titer von 2§^? 2,5 den. ."werden Η/ί Triacetin gesprüht. Der Strang wird auf ' einer Üblichen Maschine -zur Herstellung von Zigarettenfiltern . auf Filterlängen von 10.ran geschnitten. Ebenso v/erden ,10 mm

lange Filter aus einem Strang von. 45000 Fäden aus sekundärem <o / Celluloseacetat von regulärem Querschnitt mit einem Einzel- Φ 30 titer von 5*0 den. nach einem Auftrag von 3»8$ Triacetin ale ® , Weichmacher hergestellt. Ferner werden auf die letztgenannten ( ° Filter 62 mg Aktivkohi'e einer "Teilchengröße von 75-300/U pro ο TO^mm-PiJter aufgebracht» Das Gesamtgewicht.beträgt 90 mg Φ ~ für cias" erstgenannte 'Filter und' ijs^rag beim'letztgenannten ** 35 Filter^M^Flite^, a^telHe^iKiviohle⁰ einer Zigarette angebracht. Ein lcohlefreieo und ein kohle-

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haltiges Filter werden gemeinsam als Doppelfilter an einer zweiten Zigarette so angebracht, daß der kohlefreie Teil sich an dem vom Tabak abgewandten Ende befindet♦ Beide Filterzigaretten werden auf ihre ciiiastatische Wirkung geprüft und in dieser Hinsicht mit üblichen Filterzigaretten und filterlos.en Zigaretten verglichen, In der Abbildung ist die Bewegungsfrequenz der Zilien in Abhängigkeit von der Zahl der Züge graphisch dargestellt. Kurve T gilt für eine Zigarette Mit dem vorstehend .beschriebenen Doppelfilter gemäß der Erfindung. Die Kurve 2 gilt für eine Zigarette mit dem vorstehend beschriebenen einfachen kohlehaltigen Filter ' gemäß der Erfindung« Die Kurve 3 stellt die Verte für eine in .großem Umfange verkaufte Filterzigarette dar, die ein repräsentatives Filter mit Aktivkohle enthält. Die Kurve 4 stallt die vierte für eine stark verkaufte Filterzigarette mit repräsentativem, kohlefreiem Filter aus sekundärem ■Celluloseacetat dar, und die Kurve 5 gibt die v/erte für eine stärk verkaufte, repräsentative filterlose Zigarette wieder. Die graphische Darstellung zeigt, daß Zigaretten, die mit erfindungsgeniäßen Filtern versehen sind, eine viel geringere ciiiastatische "Wirkung haben als die bekannten Zigaretten verschiedenen Typs. Diese Verbesserung ist darauf zurückzuführen, daß die erfindungsgemäßen Filter wesentlich wirksamer'die,physiologisch schädlichen Verbindungen aus dem Zigarettenrauch selektiv entfernen. Diese höhere Wirksamkeit läßt sich beispielsweise durch chromatographische Analyse des aus den Zigaretten angesaugten Rauchs veranschaulichen..

Vorzugsweise werden wenigstens 40 mg und bis zu 90 mg Aktivkohle pro TO mm.Filterlänge verwendet. Die Aktivkohlemenge, die erforderlich ist, um einen bestimmten Grad der Filterwirkung zu erzielen, ist natürlich in gewissem Umfange von der Art der verwendeten. Aktivkohle und ihrer Teilchengröße abhängige Je. geringer die Teilchengröße, um so niedriger : ist-gewöhnlich die Aktivkohlemenge, die notwendig ist, um einen bestimmten FiIteWirkungsgrad zu erreichen. ■ :

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000850/0204

Claims (5)

Patentansprüche

1.) Zigarettenfilter, enthaltend ein Mittel mit selektiven Absorptionseigenschaften für Rauchbestandteile, zusammen mit einem organische Weichmacher enthaltenden fadenförmigen Material, vorzugsweise aufgebaut aus einer Mehrzahl benachbarter Abschnitte, von denen wenigstens einer frei von dem Mittel mit selektiven Absorptionseigenschaften ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenmaterial, das mit dem selektiven Absorptionsmittel in Berührung steht, einen Gehalt von weniger als 5 Gew.% an organischem Weichmacheijfcesitzt.

2.) Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem einen Abschnitt des Filters, der das selektive Absorptionsmittel und den Weichmachergehalt unter 5 Gew.# des Fasergewichtes enthält wenigstens ein anderer Abschnitt vorliegt, der frei von dem selektiven Absorptionsmittel ist und einen Weichmachergehalt von wenigstens 10 % des Fasergewichts aufweist.

3.) Zigarettenfilter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weichmacherarme Anteil einen Weichmachergehalt von 1 bis 4 Gew.% des Fasergewichts und der weichmacherreiche Anteil einen Gehalt von 12 bis 50 Gew.# des Fasergewichts aufweist.

4.) Zigarettenfilter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als selektives Absorptionsmittel Holzaktivkohle vorliegt.

5.) Zigarettenfilter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fadenmaterial Celluloseacetat vorliegt, wobei insbesondere sekundäres Celluloseacetat zugegen ist und der Weichmacher Triazetin oder Triäthylcitrat ist.

909850/0294