DE1517300A1

DE1517300A1 - Filter und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1517300A1
Application number: DE1961M0050881
Authority: DE
Inventors: Seligmann Robert Bernard; Carroll Toepffer
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris USA Inc
Priority date: 1960-11-15
Filing date: 1961-11-15
Publication date: 1969-10-09
Also published as: GB974814A; US3101723A; CH482460A; DE1517300B2

Description

Filier und Verfahren *u ihrer Her·tellung«

Die Erfindung betrifft neue und verb·οeerte Filter, in»- b©θοηύ*η» betrifft nie Jilttr.für tabakrauch alt erhöhter Wirkeamkeit hiirlelohtlieh der terriügerung der Konzentration bestiiflate'r Fraktion·» der Dampfphaea des Rauche ₃

Die meisten der in Verbindung mit Rauchtabakwaren verwendeten Filter führen in erster Linie zu einer physikalischen Trennung, dehoaie entfernen einen Sail der feßjben -■Bestandteile aus dem durqh si© hindurchgehenden Hauch a Vmdie_#Abtrennungder festen Bestandteile zu fördern,

909841/0711

werden die Filter» die gewöhnlich aus faerigem oder faeer» ertigä» Material» wie Celluloseacetat* oder dergleichen : -Fäden oder -Gespinsten oder gekreppten oder gestauchtem Papier oder geschnittenem Material, wie Tabak» hergestellt werden, so ausgebildet» daß eine möglichstgroße Oberfläche mit dem durch das Filter streichenden Rauch in Berührung gebracht wird· Derartige Ausführungoformen führen zu 'einer mehr oder weniger wirksamen Verminderung der Konzentration

der festen oder teilchenförmigen Bestandteile in dem Rauch» haben j edooh wenn überhaupt nur eine geringe Wirkung hinsichtlich der die Grasphase des Rauche ausmachenden Subatausen»

Ea ist bekannt _f die Wirksamkeit von Filtern für Tabakrauch durch Vergrößerung der Oberfläche zu erhöhen, mit der der Bauch in Berührung kommt, indem in dem Filter und auf der Oberfläche der dieses Filter ausmachenden Fäden ein Pulver abgelagert Wird, das beispielsweise Sohle sein kann« In der USA-Patentschrift 2 681 770 ist angegeben, daS die Art der für diesen Zweck verwendeten Kahle swar keinen kritischen Faktor darstellt,, dafl jedoch die Form der Kohle (ein Pulver) von Bedeutung ist. Nach diener Patentschrift soll das Pulver durch Verwenduwg eines Weichmachen8, wie DimathoxyäthyJ.phthelat

Methylphihalyläthylglycolat_t, «n die

BAD ORfGINAL

909841/0711

gebunden werden« Diese Substanzen neigen jedoch dazu, Aktivkohle zu vergiften oder zu entaktivieren.

wurde auoh bereite erkannt, tlaQ durch die Gegenwart von Aktivkohle in den Filter beetimmVe Stoffe cms dem Bauch entfernt werden j die in gasförmiger Form vorliegen. In der US A-Pa tent sehr if t 2 801 6.38 iet o.uf die Bedeutung hingewiesen, die der Einführung von Aktivkohle in das Filter in solcher ' Wtiee «ukoinat, d»ß sie nichi eniaktiviert wird, md ee ist aus geführt, daß die Verwendung von Leim oder dergleichen aus diesem Grund völlig unbefriedigend iet. In dieier Patentschrift wird daher vorgeschlagen, das Filtermdium aus Papier herzustellen und die Aktivkohl? vor oder während der Papierbahnbildung dem Stoff zuzusetzen., lei dieser Herstellungsweise treten viele Nacht tile auf, -,b. der, daß die Teilchengröße der Aktivkohle begrenzt isL\ da gröbere Bestandteile zum Ab» und Herausfallen neigen ' und sich öer Filteretrang eehr viel schwieriger glatt formen läflt waA da kleinere Teilchen mit einem *<u großen Anteil ihrer Oberfläche in der faeermasso eingebtttet verden und dasu neigen, das Filter au stark nach ämklen l'önen im vcrf'irbene

909841/0711

BAD

Ferner ist aus der USA-Patentschrift 2 325 386 bekannt» Seilchen von adsorbierenden Stoffen, wie Aktivkohle und aktiviertes Aluminium- und Kieselsäuregel* mit Naturkautschuklatex an Eehtpergament eu binden. Latex verleiht jedoch einen unerwünschten und abstoßenden Geruch und dem durch das Filter BtrÖmenden Rauob einen unangenehmen Geschmack.

Die Einführung von Aktivkohle in Filter für Rauchtabakwaren let an sich bekannt, jedoch im allgemeinen unter Bedingungen» unter welchen die Aktivkohle entaktiviert, abgeschirmt oder auf andere W_eise an der, vollen Entfaltung ihrer Wirkung beeinträchtigt oder gestört oder das erwünschte Aroma oder der Charakter des durch das Filter strömenden Rauchs beein» träohtigt oder der Geruch oder die eine oder andere Eigenschaft dee Produkts nachteilig beeinflußt wird₀

j Es ist daner ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Filter

f für Tabakrauch zu schaffen, insbesondere ein Filter mit darin !' verteilter Aktivkohle in wirksamer Form. Ein weiteres Ziel ist

ι. ■■■.■-...-

die Schaffung verbesserter Maßnahmen für die Befestigung von

• *

Aktivkohle in einem Rauchfilter₀ Ein weiteres Ziel besteht in

j einem Filter für Tabakrauch, womit es möglich ist, Aktivkohl· in Korngrößen innerhalb eines weiteren Bereichs zn verwenden,

. "--..■■.'■■ - " " ■

als er nach dem Stand der Technik zulässig, war_o Ein. weiteres

BAD ORIGINAL

909βΛΙ/0711

1&173UU.

ν ·■;..-. ■■■■■■ - s.,-- -■; .-, ■

Ziel ist die Schaffung eines klebenden Stoffs zur Befestigung von Aktivkohle an ein Filtermedium, der die Aktivkohle nicht abschirmt oder auf andere W§ise entaktiviert. Ein weiteres Siel iitidi·-Schaffung eines Materials zur Befestigung von Aktivkolile an einem Filtermedium, das die Eigenart der ■jeweiligen Beeohaffenheit dee durch das Filter strömenden die Eigenschaften des Plltera salbet nicht

·■-. t ι■ t■' ■

.Die ffliteipeinriohtung ist von besonderem Vorteil in Ver-

■-■■* \*. ■ - ■ ■ ■. "

bindung jjait einer Zigarette, wie/dies echematiach in den ''beigefügten 25eichnungan dargestellt ist. In /diesen Zeichnungen»die die -Erfindung'-beispielweise näher erläutern, ist in Figur 1 eine Zigarette dargestallt, deren Filterlaediiiiai sum Fadentyp gehört _f' während - gemäß Figur 2 daö "■FilteraediuBi aus einem Blattmaterial besteht. In Figur 3 iat eine stark Vergroiieite Auf eicht auf eiüieia %&il des Q-u®rschnitte durch das Filter tiaoh Figur 1 wiedergegeben, woraus die Beschaffenheit der Fäden und die Tatsache ersichtlich ist« daß der zur Befestigung der Kohleteilchen verwenu.®'td- klebende 5-fcoff die Querechnittsf©im der Fädqn nicht wesen-tlJ oh-verändert noch dasni .führt, daB si® seitlich Ksn und dÄe freie ""Oberfläche -.vermindert

909841/0711

BAD

Se wird« gefunden, daß die Ziele der Erfindung auf einfach· Weise und mit guter Wirkung erreicht worden können, indem die Aktivkohle in und auf den Oberflächen des Piltermediuma mit Hilfe eines Gemische aus Polyvinylpyrrolidon und einem mehrwertigen Alkohol in der Weise befestigt wird, daß die . Kohle In dem Filtermedium oberflächlich diepergiert 1st·

■■■,'"· ^J"

Das durch Polymerisation von H-Vinyl-a-pyrrolidon erhältliche Polyvinylpyrrolidon (im folgenden als PTP bezeichnet) kann 'eineST Polymerisationegrad (Im allgemeinen durch den K-\/ert nach Fikentscher definiert) von K15 bis K90 aufweisen» wobei jedoch ein Polymerisationsgrad im allgemeinen bevorzugt ist, der etwa K15 bis K50j insbesondere ungefähr K30 entspricht· Von den mehrwertigen Alkoholen sind die Grlycole einschließlich der Glycoläther bevorzugt. Besondere geeignet sind Glycerin, Diäthylenglycol, Triäthylenglycol, Propylenglycöl, Polyäthylenglycole, Hexandiol und Sorbit«, Gemische mehrwertiger Alkohole können, falls erwünscht, verwendet werdeno

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können etwa 0,25 bis 8 Seile PVP je Teil mehrwertiger Alkohol verwendet v/erdehj wobei ein bevorzugter Bereich für die Mengenverhältnisse zwischen etwa 1:1 und 4:1 liegt ₀ Das am besten

BAD ORIGINAL

909841/0711

.-'■■■ > τ - ■',■■ \ ■'.■ - :

geeignete Verhältnis kann in geringem Umfang mit dem jwells gewählten mehrwertigen Alkohol und dem Polymerisationsgrad des FVF schwanken, doch ist zu beobachten, daß Verhältnisse innerhalb des angegebenen Bereichs im allgemeinen gut geeignet sind und daß das zweckmäßigsteVerhälHaie für die jeweiligen Bestandteile sich leicht durch einfache Vorversuche ermitteln läßt» Das Vermischen von PVF und mehrwertigem Alkohol wird der Bequemlichkeit halber in einem wässrigen Medium durchgeführt,' worauf das Gemisch klebrig und haftend wird; das Ausmaß der Klebrigkeit oder Haft· fähigkeit hängt ,von dem Polymerisationegrad des PVP, dem jeweiligen mehrwertigen Alkohol und den gewählten Mengenverhältnissen ab. Die Wassermenge wird vorzugsweise so eingestellt, daß die Klebstofflösung einen GeBamtfeetetoffgehalt von etwa 20bis 60 # besitzt. Es wurde gefunden, daß aus einer Lösung mit-weniger als 20 ?S Feststoffen abgeschiedener Klebstoff beim technischen Betrieb nicht ausreichend Zelt zum Trocknen hat und daß eine Lösung mit mehr ala 60 $ Feststoffen eu viskos werden^kann, um noch. bequem hantierbar zu sein.

90 8841/071 1

BAD

<- 8 «■

Der Bereich für die Anwendung von klebendem Stoff auf das Filtermediuw kann von etwa 5 bis 20 $>, bezogen auf das (Jfteaajtgewioht dee fertigen ?iltera, schwanken· · 9 bis 12 £ Klebstoff sind bevorzugt. Weniger ale 6 $ Klebstoff führen . unter Umständen dazu, daß nur am Rande klebende Eigenschaften . voriianclen eind, und Mengen von über 15 i» führen unter Umständen

^■^■m^r '■·■■* -'--V \ . ■■■■ "■■.■■.·■" ·■ . ■■ ' '

eu Pieoken auf den FiltereinaätEan.

Der klebende Stoff dient in den angegebenen Mengen vorteilf häfterWeiee zum Härten des Sinsatzee, so daß kein anderer Weißmacher odar Härter erforderlich ist. Der erfindungsgemäße Klebstoff führt jedooh nicht.^u einer Verdrehung der Filterfasern, wie dies bei Triacetin, DimethoxyäthyIphthalat, Methylphthalyläthyiglyoolat (manchmal ala M-17 bezeichnet) und anderen für diesen Zweck gebräuchlichen Stoffen der Fall ist«. Darüber hinaus wurde gefunden, daß der erfindungsgemäße Klebstoff aus PYF und mehrwertigem Alkohol überraschenderweise die Aktivkohle nicht vergiftet, wohingegen übliche Härter, wie Triaoetin, Birnethoxyäthylphthalat und Methylphthalyläthjrlglyeolat diesen Nachteil auf weisen. Ferner wurde gefunden, daö der arf'indingsgamäße Klebstoff auf einem Filter keine nachteilige Wirkung auf das Aroma ausübt und selbst die Entfernung von festen öder gaaförMgc/n Bostaiidteilen des Rauche nicht bewirkt,,,

BAD ORIGINAL

909841/0711

— 9 ~ '

ftJLr die erfindungsgemäßen Filter verwendbare Aktivkohle •kann jede beliebige Kohle* insbesondere Nitßsohalenkohle, ZwecR^äßigerweia· Barneby-Cheneynut Carbon, Columbia L, ßöluiabia IC-(KokÖbaalB)-Kohle und dergleichen sein. Die

l?«ilD>ieügrü0e, ict vorwiegend eine Sache der Wahl und am

t.4«e.'iailchengrößtnbQreichs hauptsächlich durch

die BOrm zu Verlieren und

^^C^o^ier^;h^Btf)lll)ar zu aein, und ate unteren Ende des ^! Bereioho durchι die Neigung der Teilchen' begrenzt, in den ".·■'■ klebenden Stoff eingebettet su werden, was mil; einem Wirkeamkeiteverluet verbunden ist« Im allgemeinen ist Kohle geeignet^ deren Teilchengröße zwischen der Sieböffnungen von 320 bis 97 Mikron (48 bis 150 United States Standard mesh size) entsprechenden liegt (die durch oin Sieb mit lichter Maschenweite von 320 Mikron (48 mash) hindurchgeht· und auf einem Sieb mit lichter Maschenweite von 97 Mikron (1§Ö me ah) \ zurUjpkgeh&lten wird) und di© höchetene 15 # Seilchen niit einer größeren feilohengröße, als Sieböffnungen von 320 Mikron *ntspricht_f und 15 $> Ifeilphen mit einer (j Teilehengröß(3_v die geringer ist als Sieböffnungeh von 97 Mikron entaprieht,, enthält. B3 hat sich überraschender« weise geneigt, daßdie Kohletoilchen in diesem Größenbereich ' durch Punktkontskt in dem Filter geha3.t®n warden, wobei praktisch ksine Abschirmung oder Vermlmlerung der Oberfläche durch das klebeiide Material 'erfeist. Bin

909841/0711

BAD ORIGINAL

- ίο -

Bereich der Teilchengröße liegt zwischen einem Maximum von , 5 Ί» über 4er einer liohten Maschenweite von 320 Mikron entsprechenden Größe und 5 Ί» unter der einer lichten Masohenweite von 97 Mikron entsprechenden Größe.

Ba ist zweckmäßig, eine etwa 15 Ws 50 #, bezogen auf das Gewicht des fertigen Filters, entsprechende Menge an Aktivkohle 2U verwenden, wobei ein bevorzugter Bereich zwischen etwa 25 und 45 # liegt. Der bevorzugte Anteil an

Kohle kann selbstverständlich je nach der Art des Tabaks oder des Gewichts das in der Tabakware zu verwendenden Mediums sowie der gewünschten Wirkung auf das Aroma schwanken. Größere Mengen an Kohle führen zur Entfernung entsprechend größerer Fraktionen der Gasphasenbestandteile aus dem Rauch, was eine gewisse Wirkung auf den Geschmack zur Folge hat. Durch einfachen Vorversuch ist ohne weiteres zu ermitteln, welche Menge an Aktivkohle am beaten geeignet ist, um den an ein bestimmtes Produkt gestellton Forderungen ) zu gentigen. ■ ·

!'as .Filtermedium, das für die erfindungsgemäßen Filter verwendbar ist, kanu ein beliebiges der auf diesem Gebiat üblichen sein und kann bezüglich der physikalischen Form und Zusammensetzung schwanken» Beispiele für geeignete

BAD ORIGINAL

909841/0711

- 11 -

Medien,eind unter anderem Gespinste und Garne, wie Celluloseacetat oder -butyral und dergleichen, Asbest, J'Äpitr eineohließlich überkalandriertem Pergamin, (daß genauso wie andere nicht absorbierende Materialien hin-

Klebstoff sehr wirtschaftlich ist), nicht gewebte und Blattmaterial. Betrachtet man ein Filteratli Oelluloseaoetatfädea als Beispiel, dann hat der tt TOrsttgoweiee einen nicht kreisförmigen Querschnitt, üö£#fahr οine H-Ponn, wie ei« in der USA-Patentschrift 2 825 120 angegeben ist» Fäden dieser Art haben eine größere i Oberfläche und mehr seitliche Dehnbarkeit₀ Die Fäden können auchgekräuselt oder umgebogen sein. Der Denier/Paden und dir Otsaatdenier variiert mit der erwünschten Kohlemenge, · *der jeweils angestrebten Wirksaakeit für Feststoffe des Filter· und der gewünsohten tfideretandsfähigkeit gegen Zug· So kann bekanntlich ein Filtereinsatz mit hoher Feststoffwirksamkeit und demzufolge hoher Widerstandsfähigkeit gegen j$ug einen Denier/Paden von 2,5 und einen Geeamtdenier von 75 000 besitsen,. während ein Einsäte mit niedriger Widerstandsfähigkeit gegenüber Zug und demzufolge niedrigerer ' ' Feststoffwirkeamkeit einen Denier/Padan von 8 und einen Goeamtdenier von 65 000 haben kann. Für Kohlebeladungen von 30 bis 50.'& sind beispielhafta Kabeleigeiiechaften EViecknialSig ein Einaelfaöendenier von 5 und ein Gesazntden-ier von 50 000« Pur Eohlebeleaujagejü von 18 bl=? 35 $>

90 9841/0711

BAD ORIGINAL

sind beispielsweise ein Einzelfadendenier von 5 und ein enratÄenAer von 60 OOO «ufrie dene teilend.

Der Klebstoff und die Kohle können in das Filter, nach einer Seine üblicher maßnahmen eingebracht werden, wobei sich die Art:der bevorzugten Maßnahme nach der Art dee Filtermediume flehtet. Die überlegenen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Klebstoff Zusammensetzung beim Versprühen und Trocknen machen diese Art der Aufbringung, an die sich das Aufbringen der Aktivkohle durch Aufstäuben oder Aufblas'en anschließt, besonders vorteilhafte

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu besohränkene

Beispiel 1

Ein hochwirksamer Filtereinsatz für die Entfernung von ga3~ förmigen Bestandteilen wird auf folgende Weise hergestellt: Ein gekräuseltes .Celluloeeacetatkabel mit einem Padendenier von 5 und einem Gtesamtdeniar von 50 000 wird gestreckt und in einar übliclien Vorrichtung geschlagen (beaten)* Das Kabel wird dann, v/ährend es seitlich ausgedehnt ist, unter einer Sprühpistole durchgeführt, durch welche 11 $ Klebstoff,

• BAD ORIGINAL

909841/0711

dar gleiche Talie PVP (KJO) und Triäthylenglycol in 8 Teilen Wasser enthält, aufgebracht wird, und läuft dann.direkt durch eine. &taubkaiairer_t worin 44 ?5 Aktivkohle (Columbia LC) mit einem Maximum von 3 # über der Teilchengröße, die einer liohten Maschenweite von 320 Mikron entspricht! und von 5 %> unter der !teilchengröße, die einer lichten Maephenweite von 97 Mikron entspricht, aufgebracht werden» Das Kabel wird dann durch Quetschwalzen geführt, die das Einpressen der Kohle in den.Klebstoff fördern. Daß behandelte Kabel wird in -"üblichen Vorrichtungen für die Herstellung von Einsätsen verarbeitet«,

Bas wie oben beschrieben hergestellte Filterstrangmaterial kanu in Jeder beliebigen gewünschten Einsatzlänge und auf jede übliche Welse in Zigaretten eingearbeitet werden. Ee kann als einsigee Pilter oder in Verbindung mit Filtereinsätzön mit anderen Eigenschaften, sowohl einfachen als auch imprägnierten Filtern, verwendet werden₀ In Figur 1 1st beispielsweise eine Zigarette mit einem einzigen FiXteroinsßtsj 10 dargestellt, der orfindungsgamäi3 hergestellt ist und aich in dem Einsätzrohr 11 befindet, v;obei der Einsßtzteil dwrch ein Umlegpapier 14 an dem Tabakstrang 13 featgelialten-wird. Dqt Einoatzteil kann eine Längs von

12,5 «nm auf weisen«,

909841/0711 bad

Sin erfindung«gemäßer Filtereinsatz mit einer geringeren Wirksamkeit und einem niedrigeren Widerstand gegenüber Zug als der nach Beiapie! 1 wird in folgender Weise hergestellt} Ea wird wie in Beispiel 1 beschrieben gearbeitet mit der Ausnahme, daß 10,8 # Klebstoff und 19 £ Kohle aufgebracht werden, wobei der Klebstoff 4 Teile FVP (K30) und 1 Teil Glycerin in 6 fellen Wasser enthält_o Das Celluloseacetatkabel P hat einen Fadendenier von 4*5-und einen Qesamtdenier von* 62 000ο 7t>5 mm Einsatz·, die aus.diesem Kabel geschnitten sind, haben einen Widerstand gegenüber Zug von etwa 17»β mm (0,7 inch) Wasser.

Beispiel 3

Ein bevorzugtes Filter gemäß der Erfindung wird aus einem Celluloseacetatkabel mit einem Fadendenier von 5 und einem Gesamtd.enier von 60 000 hergestellt» 9,8 fo Klebstoff und . 32 Jt Kohle werden nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise aufgebracht, wobei der Klebstoff 3 Teile PVP (K30) und ein Teil Triäthylenglycol in 6 Teilen Wasser enthält ο 7_t5 mm-Eineätze, die aus dem Kabel geschnitten Bind, h&ben einen Widerstand gegenüber Zug von etwa 38,1 mm (1,5 inch) Wasser«,

* ' BAD

909841/0711

«. 15 .·=»■■".■

Wie bereits erwähnt, besteht eine besonders vorteilhafte und Überraschende Eigenschaft der erfindungsgemäßen Filter darin« daß die Kohle durch Punktkontakt an das Filtermedlum gebunden let und der Klebstoff'die wirksame Oberfläche ,der Aktivkohle nicht abschirmt oder vermindert. Folglich können die Kohle

. die ; · ■.;.■■ und der^: Klebstoff ,/unvermeidlich an den Prei3walsen, wie bei der Arbeiteweiee nach Belepiel 1, anhaften, von diesen durch Abschaben oder mit einer Rakel entfernt und zurückgeführt öder auf andere Weise, zur Einführung i,n Filter wieder verwendet werden. Dieser Umstand ist ein Nachweis für den oben beschriebenen Vorteilα Eb ist kein merklicher Verlust der Wirksamkeit der Kohle bei der Entfernung von Gasphasenfraktiononzu bemerken, woraus sich ergibt, daß die erfindungsgemäße Klebmasse keine Abschirmung ausübt·

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß klebenden Substanz 1st in der Tatsache zn erblicken, daß sie dazu dient, die Kohleteliehen in ausreichendem HaSe an die Oberflächen der Jaden zu binden, daß sie jedoch die Fäden nicht'wesentlich . λ aufweicht öder weich macht, was dazu führen würde, daß sie an verschiedenen Stellen miteinander verschmelzen würden. Die längsdurchgänge für das Gas bleiben daher erhalten und es tritt pralctisöh keine Verminderung der den Gasen ausgesetzten Kohle Φΐ?βΓί lache ein_e Figur 3 stellt eine Heproduktion einer Photoffiik^ographie (500fach vergrößert) eines Quörs'ih:aitt8.-d'es erfindungegeffiäßen Fadenfilteriaediuras dar₉

-909041/0711

BAD ORIGINAL

wobei die Fäden mit 15 bezeichnet sind. Es ist zu erkennen, daß die Fäden ihre ursprünglichen Eigenschaften beibehalten und daß sie nicht zu einer einheitlichen Masse verschmelzen.

3 Filter, jeweils mit einer Gesamtlänge von 20 mm werden folgendermaßen hergestellt!

A. Ein übliches Filter aus Celluloseacetatkabel mit einem Fadendenier von 5 und einem Gesamtdenier von 60 000 ohne Klebstoff und oder Kohle.

Bo Stapelacetatkabel, wie in Filter A, jedoch mit einem Gehalt von 20 mg Aktivkohle (Ooluaibia Iß, 320/97 Mikron, 48/150 mesh)» die ohne Klebstoff gleichmäßig in einem 12,5 mm-Einsatss abgeschieden Bind, wobei sich eine 3,75 mm-Kappe aus Stapelacetat an jedem Ende befindet·

Co Stapelaoetatkabel, wie in Filter A, jedoch mit einem Gehalt von 20 mg wiedergewonnener Kohle von den Preßwalzen, wie sie in Beispiel 3 benutet wurden (einschließlich 6,4 $> PVP und 2,1 £ Triäthylenglycol), die innerhalb eines 12,5 mm-Einaatzes gleichmäßig verteilt sind, wobei eine 3,75 mm-Kappe aus Stapelacetat an jedem Ende angebracht ist«.

BAD ORIGINAL

909841/0711

Ein synthetisches Gemisch aus 6 gasförmigen Substanzen, die in Tabelle I aufgeführt sind, wird durch die einseinen Filter hindurchgeleitet. Der austretende Anteil wird analysiert und die prozentuale Verminderung der Gasphaaenbestandteile des synthetischen Gemische wird berechnet. Die bei diesem Vergleich erhaltenen Ergebnisse (jeweils 20 Filter) sind in Tabelle I aufgeführtο

	Iso pren	Cabelle I	■	15	t	Methyl- furan	Benzol
Filter	10	Methyl- . acetat	Acetal dehyd	16	Metha nol	9	15
A (Kontroll· - einfache Stapelfaser)	.55		•		'49	55
B (20 mg 0 auf 60 tag Stapei ao« tat)	66	47	21	63	70
0 (20 mg wieder gewonnene C auf 50 mg Stapel acetat mit 6,4 $ PVP und 2,1 H TAG)	t 56	27

Aus diesen Daten ist die größere Wirksamkeit der srfindungegemäßen Filter zu ersehen, da sie gegenüber den als Kontrolle dienenden einfachen Stapelacetatfiltern eine beträchtlich stärkere Verminderung der Substanzen der Gasphase bewirken« Die Tabelle zeigt ferner, daß fiie wiedergewonnene Kohle

909841 /071 1

BAD

bezüglich der KonzentrationeverrIngerung praktisch genauso wirksam ist wie frische.Kohle und daß der erfinäungegemäße Klebstoff die Jföhle nicht entaktiviert.

Beispiel 5

Zwei erfindungegemäßo Filter werden aus einem Papierfilter« medium hergestellt, für das absorbierendes Filierpapier verwendet wurde, das in üblicher Weise gekreppt und in langer

. Streifenform mit sich in Längerichtung erstreckenden Rinnen vorliegt. Filter D enthält 13,5.95 Klebstoff (3 Teile TVP (K30) auf 18 Teile T&S) und 27,2 # Columbia IC-Kohle (320/97 Mikron, 48/150 mesh)ο Filter E ist in ähnlicher Welse hergestellt, enthält jedoch 9,3 1» Klebstoff und 27,7 # Aktivkohle. Der Klebstoff wird auf die Oberfläche des Papiere aufgesprüht und die Kohl· wird ale Pulver vor der Ausbildung eines Pilteratranga aufgestäubt. Das eo vorbereitete Papier wird zu einem ununterbrochenen bedeckten Filteretrang verformt, indem man den Streifen durch ein geeignetes Horn oder einen

\ geeigneten Trichter auf übliche Vteiae fördert, wodurch das Papier eeitlich mit unregelmäßigen, in der Längsrichtung aich erstreckenden Falten eingedrückt wird und worauf beim kontinuierlichen Wei-fcerfordern des Materials eine äußere Umhüllung angebracht wirdo In Figur 2 ist ein Einsatzabschnitt 16 eines derartigen Filtere dargestellt, der auf ungefähr die gleiche Weise, wie in Figur 1 gezeigt, mit einer

BAD ORiGINAL

909841/0711

~ 19 -

Zigarette verbunden ist_e In den Fällen der Filter JD und E hatten die Filtereinsätze eine Mnge von 7,5 nut».

Die in Beispiel 4 beschriebene Arbeitsweise wird angewandt, um die prozentuale Verringerung der Gaephasenbeatandteile au ermitteln, die durch die Filter hindurchgehen₉ und die Ergebnisse, die in eier Tabelle II aufgeführt sind, sind mit denen der Tabelle I vergleichbare

Tabelle II

Filter Iao- Methyl- Acetal- Metha- Methyl- Benzol leren ac β tat dehyd . nol furan -;

(13,5 *Xlebgtoff wid 27 r* J* Akto-

. 73 67 29 22 68

(9,3 + Kltbetoff und 27,7 * Aktivkohle ) 67 62 24 21 58

909841/0711

BAD ORIGINAL

Brfindungagem^ße Filter werden aus Blattmaterialien? säoBo Papiei'en der folgenden Art hergestellt? Pharaaseutie chess, gebleichtes Suliitöiiiviickalpapier» Krafteinwickelpapier, Pergamin, jeweils mit einem Rieagewlcht von 25 Xb „ Geeignete Filter werden durch Verwendung von. 15 $ Klebmittel-Feststoffen und 35 <f₃ Aktivkohle (320/97 Mikron) erhalten« Die Verminderung-der Konzentration der durch die Filter hindurchgehend tu, Gaephaöonbe stand teile ist derjenigen der anderen erfindimgogemäßen Filtei· vergleichbar.

Es ist im allg&Meinen sweckmäßig, fvtwas größere Mengen Klebstoff zu vej^endenι wenn daß Papier oder das andere Filtermedium verhältnismäßig stark porös oder absorbierend ist« und die Klebmittolmenge kann in entepreehenöem Maße vermindert werden^ wenn es sich um weniger poröse Materialien handaIt„

BAD ORIGINAL

9 09841/0711

Ein erfiiidwngegeEDäßer Pilterelnoata wird nach des» iö Beispiel i beschriebenen Arbeitewaise hergestellt mit der Ausnahm® _β daß Propylenglycol als mehrwertiger Allschol in. demKlebstoff in einem Mengenverhältnis von 1 Teil zu 3'.5Peilen-FVP (K15) ▼erwendet wird. Wässrige Mischungen mit einem G_ehslt von '50 un460 $S-Feststoffen werden auf dafi Kabel in einer Menge _s Öi* to öew-jS de© Kabela entspricht, aufgabraehl;_o Es. v/ird eine, befriedigcMe Haftung der Kohle an dsm Kabsl erzielte Eine nooh bessere Haftung wird durch Verwendung des lievörsmgten üriäthylenglycols als mehrwertige -.Alkoholkomponente dee Klebstoffe erreicht.,

Filtereinsatz gemäß der Erfindung wird naeh der in Beiapiel 1 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt lait dar Ausnahßie, daß das Klebmittel nur PYP (K30) und keinen mehrwertigen Alkohol enthält. Auf diese Weise hergestellte Einßätae. Boheiiien sich Kunächat in normal sr ¥©lse -> zu laöseri, doch-ist dae Fertigprodukt hinsiehtlioli iasthaltsns'der".Kohl-3 auf dem'-Filterinaterisl völlig, urüäure Ic hand* Hier aus ergibt "ß ich« .daß eine wässrige löaung von PYP allein nicht als ausreichend wirksames IClebraittol dienen, kann und daß die Kombination a&gs

. Alkohol uad PVP einen wesentliche». ^τ£ύί% darstallt ο- .

909841/0711

BAD

Zigaretten mit orfindungsgemäiian Filtern, wurdon gerauofct und haben eich ganz allgsmein ala i&ilder arwiesea» als vergleichbare Zigaretten mit PiItein, die keine Aktivkohle gemäß der Erfindung enthielten»

Di· erfindungegemäßen Filter boaitzen zwar besondere Vorteile hinsichtlich der Verminderung der Konzentration der in Gasphase vorliegenden Komponenten das Tabakrauchs, doch sei darauf hingewiesen, daß .ihre Brauchbarkeit nicht auf eine derartige Anwendung beschränkt 1st₀ Vielmehr haben, wie sich aus den Tabellen I und II ergibt, Filter, die Aktivkohle enthalten, die darin oberflächlich dispergiert und durch ein Semisch aus PVP und einem mehrwertigen Alkohol wie oben beschrieben befestigt ist, weite AnwendungaBöglichkeiten für die Verringerung von Komponenten, in synthetischen oder natürlichen, Gemischen von Gasen oder Dämpfen in allgemeiner oder selektiver Weise. Derartige Anwendungen hängen selbstverständlich von den adaorptivan Fähigkeiten der Aktivkohle ab, die allgemein bekannt aind. Au3 dem Vortail einer derartigen Verteilung von Aktivkohle in einem Pilter^edium mit Hilfe eines inerten, nicht abschirmendem und nicht entaktivierenden Mittels ergeben sich sahirsiehe Anwendungßmöglichkelten für derartige Filter ohne v/ei tores ν cn selbst.

BAD ORIGINAL

909841/071 1

Claims

- 23 - - .'■■'. ■■':■■

P at β η ta η e ρ ν ü c Ii ι

Verfahren aum Befestigen von Aktivkohle an ein®m Pilterraedium, dadurch gekennzeichnet, daß man auf dieses Hediwa ein wässriges Qemiesch aus Polyvinylpyrrolidon und einen mehrwertigen Alkohol anwendet, hierauf Aktivkohle vor dem Trocknen dee wäaerigen Gemieche aufbringt und das erhaltene Produkt trocknet_o

2p Vtrfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß man ein väesrigee Gemisch, das etwa 1 biβ 4 Teile Polyvinyl* pyrrolidon je Teil mehrwertigen Alkohols -enthält_? ve*'v/endet_o"

3* Verfahren nach Aneprueh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet* daß OÄii *ls. aiehrwertig©ii ■ Alkohol Glycerin, MäthylenglyGol, JriÜthjrieii^lycol, Propylenglyool oder Pol/äthylenglycol :· und äIb Polyvinylpyrrolidon ein eolehes mit einem PoIy-Äerieationfsgrad zwischen etwa Kt 5 und K50 verwendet«

4"o Filter, .gnihalieni ein^iltei!a*4iijm, larln oberflächlich verteilte Aktivkohle und ein Gemisoh au« Polyvinylpyrrolidon und einem mehnrertigen Alkohol, daa die Kohle an clae.

' Medium bindet«

909841/0711

BAD

5. Filter nach Anepruch 4, das sich sur Verwendung in Verbindung mit Rauchtabak\*aren eignet» dadurch gekannseiehn<3t_s daß das Polyvinylpyrrolidon einen Polyjaerisationsgrad von etwa K15 bia K9O besitzt und der mehrwertige Alkohol Glycerin, Diäthylenglycol, Triäthylenglycol, Propylenglycol oder Polyäthylenglycol ist, wobei das Verhältnis zwischen

. Polyvinylpyrrolidon und dem mehrwertigen Alkohol zwischen ttwa 1*1 und 4:1 liegte

6ο Filter naeh Anspruch 4 oder 5, dadurch gokannsseiohnetf daß es JBWleohen etwa 15 und 50 $ Aktivkohle enthalte

7. Filter nach einen der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 5 bis 20 f> doe Gemische aus Polyvinylpyrrolidon und mehrwertigem Alkohol enthält₀

8. Filter nach einem der Aneprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle eine Teilchengröße besitst, die innerhalb eines Bereichs von höchstens 5 °/> über der einer liohten Maechenweite von 320 Mikron und 5 % unter der einer lichten Maschenweite von 97 Mikron entsprechenden liegt, und daß es etwa 25 bis 45 # Aktivkohle und etwa 9 bis 12 $» dae Gemische aus Polyvinylpyrrolidon und mehrwertigem Alkohol enthalte

, BAD ORIGINAL

909841/0711

; ;■ ;;;. Λ -," . 15Τ73ΟΑ

■-■■"..■- - ■ ■ ■ ~* 25 -·~ ■■ ■ '

9. Filter nach Anspruch 4 für die Verwendung in Verbindung mit Hauchtabakwaren, dadurch gekennzeichnet, daß es ein-. Kabel* *aua synthetischen Fasern mit ..oberflächlich darin verteilter Aktivkohle umfaßt, wobei die Aktivkohle durch ein Gemisch aus Polyvinylpyrrolidon und mehrwertigem Alkohol an dieses Kabel gebunden ist,,

1Oo FiItVr nach Ansprüoh. 9, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Faserkabel aua Celluloseacetat "bestellt.

■■"=."' . - ■■ "" '■ ■-■'■■ '■■-- - " · * . '■ ■■■-.'"-"

11.-'-Filter nach Anepruch 4, zur Verwendung in Verbindung mit Hauohtabakwaren, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Blatt«· materialfiltermedium mit oberflächlich darin verteilter Aktivkohle umfaßt, wobei die Aktivkohle durch ein Gemisch aus Polyvinylpyrrolidon und einem mehrwertigen Alkohol an dae Biattmaterialfiltermedium gebunden iato

ί2efilter naeb Anspruch 11, dadurch gekeimzeichnet, daß das

Filtermedium Papier ist ο ' (|

3« Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet-^ daß das Papierfiltermeciium Pergamin:. Ist.. ^v

4ο Filter nach Anspruch 12, dadurch, gekennzeichnet, daß das PapiarfiltermeeliUEi-gebleichtes Sulfitpo.pi€sr iat_ö ·

098 417071 1

. .;■.■■■■ BAD

15. Nicht abschirmendes, nicht entaktivierendes Klebmittel sum Befestigen von teilchenförmigen Kohlenstoff, dadurch gekennzeichnet, daß es Polyvinylpyrrolidon und einen mehrwertigen Alkohol im Gemisch enthalte

16. Klebmittel nach Anspruch 15» das sich zu*a Befestigen von teilchenförmlgem Kohlenstoff an ein Tabakrauchfiltermedium eignet, gekernteichnat durch eine wirksame Bindungefähigkeit für Kohlenotoff an das Medium ohne Absehirman des Kohlen-

^r Stoffs und durch praktisch vollständige Inertheit gegenüber den Feistbestandteilen und der Gasphase des Hauchs und dadurch, daß as als mehrwertigen Alkohol Glycerin, Diäthylenglycol, Triäthylenglycol, Propylenglycol oder Polyäthylenglyool enthält und das Verhältnis zwischen dem Polyvinylpyrrolidon und dem mehrwertigen Alkohol zwischen etvtti 0,25s 1 und etwa 8i1 liegto

BAD ORIGINAL

909841/071 1