DE1517298A1 - Zigarettenfilter - Google Patents
ZigarettenfilterInfo
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- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
- A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
- A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
- A24D3/0229—Filter rod forming processes
- A24D3/0241—Filter rod forming processes by compacting particulated materials
Landscapes
- Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
Description
8 MÜNCHEN 9 1 ζ 1 7 O Q Q schweigehsthasseIzv \ ( £. <J U
TELEFON 28 06 51
DIJPI» ING. G. PULS
μοιβ>ιρατκ»τ rtxcmmu
Beschreibung zu der Patentanmeldung
Po LORILLARD COMPANY, 200 East 42nd Street, Hew York, New York, U0S.A.
betreffend
Zigarettenfilter.
Zigarettenfilter.
Die Erfindung bezieht sich auf Zigarettenfilter mit einem Gehalt an absorbierenden Stoffen, wie
Aktivkohle oder Holzkohle, die den Zweck haben, dem Tabakrauch unerwünschte Bestandteile zu entziehen,
welche die Ciliartätigkeit ungünstig beeinflussen und den Respirationstrakt reizen.
■Aktivkohle und Holzkohle sind seit längerer Zeit
als ausgezeichnete Absorptionsmittel für schädliche oder giftige Bestandteile von Gasen bekannt und
werden auf den verschiedensten Gebieten als Füllung oder
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Einsatz für Filter benutzt. Gewöhnlich ist dabei die
Aktivkohle als Packung in einem durchlöcherten Zylinder oder Kanister untergebracht, durch welchen
die Gase hindurchstreichen, wobei ihnen die unerwünschten Bestandteile entzogen werden.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Aktivkohle oder Tiolzkohle in Form von leicht zu handhabenden Briketts
oder Preßstücken herzustellen, indem man die Kohlejrner
mittels eines wärmehärtbaren Harzes in verhältnismässig geringer Menge derart bindet,
daß noch eine verhältnismäßig große Oberfläche freibleibt, an welcher die unerwünschten Bestandteile
der Gase absorbiert werden. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Aktivkohle oder Holzkohle in kleineren
Filtern, z.B. in Zigaretten- oder Pfeifenfiltern, zu
gewisse
verwenden um/Bestandteile, z.B. Phenolverbindungen oder Teerstoffe, aus dem Tabakrauch auszuscheiden, die man zur Zeit für besonders schädlich hält.
verwenden um/Bestandteile, z.B. Phenolverbindungen oder Teerstoffe, aus dem Tabakrauch auszuscheiden, die man zur Zeit für besonders schädlich hält.
Bei der Herstellung von Zigarettenfiltern traten jedoch beträchtliche Schwierigkeiten auf, die sowohl
auf der Natur der Aktivkohle an sich, als auch darauf beruhen, daß es schwierig ist, sie in verhältnismäßig
kleinen Filtermundstücken unterzubringen. So hat man beispielsweise vorgeschlagen, eine gewisse Menge Aktiv-
oder Holzkohle im Filter mittels Pfropfen aus
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!Faserstoffen, die an den beiden Enden der rohrförmigen
Umhüllung des Mundstückes eingesetzt waren, festzuhalten. Ein derartiges Filter fühlt sich
jedoch für den Raucher ungewohnt an, da seine Beschaffenheit nicht überall gleich ist, d.h.
die Pfropfen aus \/atte oder anderen Faserstoffen naben eine andere Kompressionsfähigkeit als
die dazwischenliegende körnige Masse. Die närteren Sorten der härtbaren Harze sind zum Binden der Kohle teilchen
praktisch nicht alle verwendbar; derartige harte Filter würden vom taucher abgelehnt, da sie nicht
die gewohnte Weichheit und Zusammendrückbarkeit
aufweisen. Außerdem sind diese früher vorgeschlagenen Arten von aittivkohlehaltigen Filtern mtt schwierig
herzustellen.
Demgegenüber gleichen die erfindungsgemäß hergestellten Filtermundstücke mit Aktiv- oder Holzkohle
im üefüge und in ihrer Zusammendrückbarkeit ganz den bisher benutzten Filter- des faserföraigen
Typs und entsprechen daher den Anforderungen des Tauchers; trotzdem sind die Filter nach der Erfindung
jedoch selbsttragend und es besteht beim Gebrauch keine Gefahr, daß sie abbröckeln oder aufgehen, so daß dem
Haucner Kohlekörner in den lüund kommen.
ORIGINAL INSPECTED
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Die erfindungsgemäßen Filter bestehen hauptsächlich aus Aktivkohle oder Holzkohle, wobei die
Kohlekörnchen mittels eines elastomeren, thermoplastischen
Bindemittels untereinander verbunden sind} dabei sind a. ' die Verbindungsstellen so klein, daß die oberfläche
aer mit dem hauch in Berührung kommenden Kohlekörnchen
groß genug ist, um die notwendige Absorptionskrt.ft aufzuweisen und überdies sind die Körnchen derart
miteinander verbunden, daß die Möglichkeit einer leichten Verscniebung gegeneinander Desteht, so daß
des filter eine gewisse Elastizität aufweist.
Die Herstellung der erfindun^sgemäßen Zigarettenf
Liter kai.n auf einer verhältnismäßig einfachen Vorrichtung mit hoher .Produktionsgeschwindigkeit
erfolgen, so daß man auf wirtschafi,liche Art zu einem
besonders gut verwendungsfähigen und einneitlichen
Produkt kommt.
Die Erfindung sei nun anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Pig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung, auf der Zigarettenfilter mit Aktiv- oder
Holzkohle kontinuierlich hergestellt werden könnenj
BAD
909850/0298
Fig.2 zeigt die Art, wie die eine i'i darstellenden Kühlekörner aneinander gebunden sind
und
Pig, 5 stellt einen an einer otelle geöffneten
Abschnitt eines kontinuierlich nergestell ten Filterstabes
nacn der Erfindung dar.
Aus dem in Fig. 1 wiedergegebenen Herstellungsschema ist eroichtlich, daß die Filter nach der
Erfindung auf den üblichen Vorrichtungen kontinuierlich hergestellt werden können. Hierbei wird zunächst
ein kontinuierlicher Filter3tab erzeugt, der dann in einzelne Abschnitte zerschnitten wird, die in der Dicke
den .Einsätzen für Zigarettenfiltern entsprechen und eine Länge von etwa 2 bis 20 mm aufweisen können.
In Fig. 1 bedeutet 10 einen Trichter, aus dem über ein Zuteilgefäß 11 Aktivkohle oder Holzkohle in ein
Mischgefäß 14» z.B. einen Banbury-Miseher, überführt
wird. Die Kohle wird darin mit einem feinpulverigen
thermoplastischen Binder gemischt, der aus dem Vorratstrichter 12 über das Zuteilungsgefäß \t>
in den Mischer 14 aufgegeben wird. Der Binder kann ein natürliches oder synthetisches Harz, ein wachsartiges Material oder
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909850/0291.
dgl. sein, -.vie ζ.3. t'ulyvinylucetat, Polyvinylalkohol,
Polyäthylen, Polypropylen Polyvinyliaenace:.a.t,
natürlicher Jummi oder ein natürliches Harz oder ■/'achs. Die in ii^. k vur^röüert dargestellten kohiexcörner
11O" sina vcrzuga./eije etwas .jrcßei* aij die
Teilcnen "it" des unernioplas tischen Hinders und
werden mit diesen innig vermischt, so daß uie
Harzteilchen so einneitlich wie möglich zwischen uen Kohlekörnern verteilt bind. Jas iieinioch wird
dann kontinuierlich in einen Vorratstricnter 15 überführt, der an seine:;, unteren ^nde in eine
Heizeinrichtung 16 ausläuft, welche das Geiüisch auf
eine entsprechend hohe Temperatur, z.B. 1^0 - 200°,
ingt)bei xer aer ehermoplastische uinaer erweicht
und schmilzt. Aus der Heizeinrichtung wird das Gemisch
aus Kohlekornern und Harzteilchen in eine kontinuierlich
bexriebene Ausiormungseinrichtung 17 übargefünrt, uie
aus einer Kettenforia bekannter Art bestent und miteinander
gegenüberliegenden hai Dzylinarischen Forcnelementen
ausgerüstet ist. Die ^iasee aus Kohiekörnchen
und Harzteile wird darin in zylindrische Form gebracht und leicht gepresst, so daß die erweicnten Binderteilchen
an den Kohleteilchen C naften.
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jer so hergestellte Güterstau ist bereits
nacn aeia Abzahlen mindestens teilweise selbsttragend
und wiru. dann durch eine weitere Kühlkammer 18 geleitet,
worin die Harz teilchen vollenas erhärten und uen
numaehr mit 19 bezeichneten i?ilterstab völlig
selbsttragend machen. Aus der Kühlkammer 18 läuft der
ütab 19 in eine Übliche jjinrijntung zur Umhüllung
von Zigarettenfiltern, üie unter 20 angedeutet ist una mit eine::i von der iiolle 21 abgenommenen Umhülluiio'spapier
P beschickt wird. Dort wird das papier um den btab 19 herumgelegt und an seinen Kanten
verklebt, so dais sich eine kontinuierliche Hülle um den ?iiterstab hez*um bildet. Hach dem Umhüllen -.vird der
Stab mit Hilfe einer Schneide 22 in längere r-iiizelstücke
zerschnitten, die z.ß. sechs ^iIverlangen entspi=echen
und bei der Weiterverarbeitung auf Filterzigaretten in den üblichen Einrichtungen geeignet sind.
Um zu erreichen, daß das Bindemittel die Kohlekörner
fest genug verbindet und sie doch gleichseitig nicht so verklebt, daß ihre Absorptionskraft ernsthaft
beeinträchtigt wird, muss die Menge an thermoplastischem Bindemittel auf einem Llindestwert gehalten werden, der
den oben angedeuteten Zwecken entspricht.
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Zu nie β era Zweck mischt man zwecümussigerweiae
nicht uehr als 15 Gew.-$ Binder mit den Kohle teilchen
und die untere Grenze für den Binderanteil liegt bei etwa i? Gew.->j, was gerade noch eine Bindewirkung
ermöglicht, bei der sich das Filter während der «/eitorverarbeitung nicht veri'ormt und nicht bröckelt.
i,rird das Aktivkohle- oder Holzkohlefilter in
Koinoination mit Pfropfen aus Fauermaterial verwendet,
so ist es au]'unverständlich nicht so wicntig, das
Auooröcrieln zu verhindern, so laiige duu Filter nur
jie ausreichende btärke hat, um wahrend des Umhüllens und
Zerschneidens selbsttragend zu bleiben.
Die Herateilung der erfindungsgernaßen Filtereinsätze
ist nicht an die oben becchrieoene und in
der Zeicnnung dargestellte Vorrichtung gebunden, sondern
es können auch andere Einrichtungen zum Ausformen der Filtereinsätze benutzt werden. Gegebenenfalls
kann raun auch so vorgehen, daß man fertige Papierröhrchen mit einem Gemisch aus den Aktivkohle-Körnchen
und den Binderteilchen füllt und daraus durch erwärmen und Abkühlen selbsttragende Filterotäbe oder
gleich fertige Filter herstellt. Allerdings muß man aabei diskontinuierlich arbeiten, und dieses Verfahren ist
daher unwirtschaftlicher als das oben beschriebene
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kontinuierliche Herstellungsverfahren. Im übrigen kann uaa Bindemittel auch auf andere
i/eise in aie Aktivkohle eingeführt werden, beispielsweise indem man es in eineu entsprechenden
medium auflöst oder suspendiert-, όο kann man zum
Beispiel eine wässrige Lösung bzw. tiua pension von
Polyvinylalkohol oder Polyvinylacetat auf einen Anteil der Aktivkohle aufspritzen, dei/dann mit unbehandelten
Anteilen vermischt wird, so daß sich der Binder einheitlich verteilt und an den nicht mit dem Bindemittel
überzogenen Kühle leuchen eine Oberfläche frei
bleibt, an der aie unerwünschten Bestandteile des l'abakrauohes absorbiert weruen könnee
In die erfindungsgemässen filter können auch
noch weitere absorbierende oder reaktionsfähige Stoffe eingeführt werden, z.B. granuliertes
Magnesiumoxyd^ oder Alkali- oder j^rdalkalicarbonate,
welche dann aie sauren Bestandteile des Tabakrauches entfernen oder verringern.
Die Kohlekörner sind, wie bereits oben bemerkt, vorzugsweise von etwa größerem Umfang als die
Binderteilchen, mit denen sie vermischt werden.
3AD ORIGINAL
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So können die Aktivkohlekörner einen
er von u,1 bis 2mm (10-150 mesh) haben,
während der Jurchmeuaer uer Bindemittelteilchen
in einem Jereion von O,u4 bis 0,075 (2ou -">£*} :seah)
oder weniger liefen kann, jewiaae Harze, wie PoIyvinyliuennarze,
Können in kombination mit einem
lieicnraaoher, z.B. mit ^riujetin verwendet «eraeu.
Bevorzugt als Bindemittel iöt rolyätnylen.
Zur Feststellung der /ilterwir/.ung aer Zigare wienfilter
nach der ririinuunj .vurden einige Versuche
durcngefährt, bei aenen erfindungs^eaüaa Pilterstacke
von 5ni:a Län^e kombiniert v/areri ait eineni 15 i;»:a
langen t Jenuioseacetatfilter von iolicher
Art. χ)er der Erfindung entaprechende Abschnitt bestand
aus Aktivkohle in einer Korngröße von υ,1 oi3 u,j>
cun (50 -150 mesh), die aus bituminöser Konle gewonnen
worden und mit 7.5 Gew.-/-» Polyätnylen gebunden v/aren.
Die Analysenresultate gehen aus der ^abelle nervor:
Bestand Geile aes | killigramia je | Zigarette | entzogen, ^ |
xiauches | ohne Filter (Vergleichs- v/ert) |
mit Filter
(aog. 11DUaI- filterl |
|
Isopren | 136 | 0.59 | 57 |
Acetaldehya | 0.92 | 0.38 | 59 |
Aceton | 0.52 | 0.21 | 61 |
Acetonitril-Cyan- wasserstofl" |
ο.* | υ.υ7 |
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ZijCare uteni'ij ter waben «ine
iK;iie ^.tiGorptJo.itiiii-aft, wo Dei gleichzeitig uie x'eilcnen
Bu fest E,i;eiJ,-üi'Jer verbunden sind, uaß das Filter
ueini tiebrauch nie nt uefonuiert v.'iru. ^rot;; aeiner
i»idt:i"uL-aiidsr:iiiit;ü.eit ist daa Filter jedoch et.vas
elastisch uii-i daher etvva^ au^ammenürückbar, v/ie aies
auch Tür Zi;;arettenfilter aus Faserstoi'i'en cnarakterisliach
iato Däti Fiiter kam: nocn dadurch veruesaüri v/erden,
daii zd-i:-. .ie χajjierniille sit eiüei;. Kork beie.;t, so aa^
ein brfj vleieji itauatL-rn ueaüiidera beliebtes Zit-;--..retten-
:.iund S1 üek on Lot eilt.
r'ür die r'iiter können aie veroCiiieue;i.Jteii Ai'ten von
Aktivkohle ben \^i werde.·.. Jo entsieneii bei C1IIeI swei Je
AktiviLohleeorteii, iie fin" die Juoabs^rption befa-tinu.it
sina, aeir« ^auon mehr niedrigsiedende üestai.uteiie als
solche dorteii die für Flüssigkeiten bestimmt sind usw.
Ge;i.ische-aus derartigen Konlesorten sind ebenjalls
geeignet.
Die Filter bzw. Filtereinsätze nach der Erfindung
werden selbö-tvorständlich in ihren Dimensionen aem
Verweiidun^ssweck mi^epasst. Das einarbeiten in Zigaretten
erfolgt auf beiiannte weise mit Hilfe der üblichen
Einrichtungen.
BAD ORIGINAL 909850/0298
Gegebenenfalls lassen sich die erfindungsgemäßen Kohlefilter mit Faserstoffiltern zu sogenannten "Dual"-(oder"Tripel"-)filtern
kombinieren, mit denen auch die in der Tabelle aufgeführten Versuche durchgeführt
wurden.
Patentansprüche
BAD ORlGiNAL
ö Π Ρ :.; - 0/0298
Claims (7)
1. '■ Zigarettenfilter in Form eines mit einer Umhüllung
versehenen zylindrischen Stabee aus Aktivkohlekörnern mit einem größten Durchmesser von 0,1 bis 2 mm, die untereinander
verbunden sind durch ein elastomeres, thermoplastisches Bindemittel, dessen Menge dazu ausreicht, den
Filterstab selbsttragend zu machen, das jedoch einen wesentlichen Teil der Kohleoberfläche freilässt.
2. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Bindemittel in
einer Anteilsmenge von 5 bis 15 Gewichtsprozent vorhanden ist.
3. Zigarettenfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz eichne t ,daß die Kohlekörner an
im Verhältnis zu ihrer Oberfläche kleinen, verhältnismäßig weit auseinanderliegenden Stellen derart verklebt
sind, daß gewundene Durchgänge für den Hauch freibleiben.
4. Zigarettenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet , daß das Bindemittel ein Polyvinylharz oder Polyäthylen ist.
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5. Verfahren zur Herstellung von Filtern für Tabakrauch nach Anspruch 1 bis Ά, daduroh gekennzeichnet , dafl man 85 bis 95 Gewiohtaprozent
Aktivkohlekörner und 5 bis 15 Gewichtsprozent eines pulverisierten elastomeren thermoplastischen
Bindemittels innig vermleoht, das Gemisch bis zum
Erwelohen des Bindemittels erwärmt, es in der »/arme
unter Druck zu einem naoh Abkühlen selbsttragenden Filterstab verformt, den man mit einer Hülle
versieht und in entsprechende längsstücke zerschneidet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohlekörner einen
größten Durchmesser von 0,1 bis 2mm, die Bindemittel- · teilchen einen solchen von nicht mehr als υ,075 mm
haben.
7. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet , daß man einen l'eil der Kohlekörner mit einer Lösung des Bindemittels besprüht,
sie bis zum Festwerden der Bindemitteltröpfchen trocknet und sie dann mit dem nicht vorbehandelten
Aktivkohleanteil vermischt, worauf man das Gemisch gemäss Anspruch 5 verformt, den Filterstab mit einer
Hülle versieht und zuschneidet.
BAD ORIGINAL 8644
909850/0298
Applications Claiming Priority (1)
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