DE1692897C

DE1692897C - Filters for tobacco smoke

Info

Publication number: DE1692897C
Application number: DE19671692897
Authority: DE
Inventors: Henry George; Tolman Thomas William Charles; Southhampton Hampshire Horsewell (Großbritannien)
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1966-03-11
Filing date: 1967-03-08
Publication date: 1973-09-06

Description

1515th

Die Erfindung betrifft Filter für Tabakrauch, insbesondere Zigarettenfilter.The invention relates to filters for tobacco smoke, in particular Cigarette filters.

Fs sind Filter für Tabakrauch bekannt, bei denen die Teilchenphase des Rauches durch mechanische Mittel gefiltert wird, die jedoch den Cieschmack des gefilterten Rauches ungünstig beeinflussen können. Solche bekannten Filter aus fadenförmigem oder blattförmigem Material weisen in bezug auf die Ausfilterung bestimmter aus dem Rauch zu entfernender Bestandteile verschieden große Filterwirksamkeit auf. In jedem Fall tritt jedoch ein großer Teil solcher zu entfernender Bestandteile mindestens teilweise in Dampfform auf, in der sie durch mechanische Mittel nicht ausgefiltert werden können, sondern nur durch Ab- ov'.er Adsorption an einer geeigneten Oberfläche oder durch chemische Reaktionen.Fs filters for tobacco smoke are known in which the particle phase of the smoke by mechanical Means is filtered, which, however, can adversely affect the taste of the filtered smoke. Such known filters made of thread-like or sheet-like material have with respect to the filtering out certain components to be removed from the smoke have different levels of filter effectiveness. In any case, however, a large part of such components to be removed occurs at least partially Vapor form in which they cannot be filtered out by mechanical means, but only by Ab- ov'.er adsorption on a suitable surface or through chemical reactions.

Von derartigen Bestandteilen sind es vor allem die flüchtigen Säureverbindungen, insbesondere Schwefelwasserstoff (Hydrogensulfid), deren Entfernung aus dem Tabakrauch besonders erwünscht ist.Of such constituents, it is above all the volatile acid compounds, in particular Hydrogen sulfide (hydrogen sulfide), the removal of which from tobacco smoke is particularly desirable.

Aus der britischen Patentschrift 073 854 ist es bekannt, zur Verbesserung der Filterwirksamkeit in situ auf Aktivkohle erzeugte Zusätze von Eisen und Zinkoxyd zu verwenden. Durch das Zinkoxyd wird jedoch Blausäure nicht und Schwefelwasserstoff nur in geringen Mengen zusätzlich entfernt.From British patent 073 854 it is known to improve the filter efficiency in To use additions of iron and zinc oxide generated in situ on activated carbon. The zinc oxide becomes However, hydrogen cyanide was not removed and hydrogen sulfide was only removed in small amounts.

Aus der deutschen Patentschrift 537 734 ist es bekannt, mit Schwermetallsalzlösungen getränkte oder versetzte Filter zur Entfernung des Nikotins zu verwenden. Flüchtige Säureverbindungen, insbesondere HCN und H₂S werden jedoch von vielen Schwermetallsalzen nicht bzw. nicht in befriedigenden Mengen aus dem Tabakrauch entfernt.From the German patent specification 537 734 it is known to use filters soaked or mixed with heavy metal salt solutions to remove the nicotine. However, volatile acid compounds, especially HCN and H ₂ S, are not removed from tobacco smoke, or not removed in satisfactory quantities, by many heavy metal salts.

Mit überraschend gutem Erfolg kann dies aber dadurch erreicht werden, daß bei Filtern für Tabakrauch aus faserigem, fadenförmigem oder blattförmigem Filtermaterial, dieses erfindungsgemäß einen Zusatz von Zinkacetylacetonat und/oder Zinktrimethylacetat und/oder Zinkisobutyrat und/oder Zinkacetat aufweist. But this can be done with surprisingly good success can be achieved that with filters for tobacco smoke from fibrous, filamentary or sheet-shaped Filter material, this according to the invention an addition of zinc acetylacetonate and / or zinc trimethyl acetate and / or zinc isobutyrate and / or zinc acetate.

Es hat sich gezeigt, daß die Tatsache, daß die Kohlenstoffkette der erfindungsgemäßen Zusätze weniger als 6 Kohlenstoffatome aufweist, für den beabsichtigten Zweck offenbar von besonderer Bedeutung ist.It has been shown that the fact that the carbon chain of the additives according to the invention is less than 6 carbon atoms, is evidently of particular importance for the intended purpose.

Erfindungsgemäß werden die vorgenannten Zinkverbindungen auf das rauchfilternde Trägermaterial, das die Masse des Filters bildet, als fester Stoff in Form von Puder aufgestäubt oder auch als flüssiger Stoff in Form von Lösung durch Tauchen oder Sprühen aufgebracht.According to the invention, the aforementioned zinc compounds are applied to the smoke-filtering carrier material, that forms the mass of the filter, dusted on as a solid substance in the form of powder or as a liquid Substance applied in the form of a solution by dipping or spraying.

Dieses Aufbringen kann vor oder während der Formung des Filters vorgenommen werden. In der Praxis soll die so aufgebrachte Menge von Zinkverbindung 50°/₀ des ursprünglichen Gewichts des Träeermaterials nicht übersteigen. Vorzugsweise kleiner "sein als 10 Gewichtsprozent des Trägermaterial-Anfanggewichtes. This application can be made before or during the formation of the filter. In practice, the so applied amount of the zinc compound should not exceed 50 ° / ₀ of the original weight of the Träeermaterials. Preferably less than 10 percent by weight of the initial weight of the carrier material.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Ausführungsheispielen erläutert:Further features and advantages of the invention are given below on the basis of exemplary embodiments explained:

example 1

2,5 Gramm Dihydrat vor. Zinkacetat werden in 100 Milliliter Wasser gelöst, und 4 Milliliter diese; Lösuru· wird auf einen Streifen weitmaschig gekrepptem Bar h beispielsweise aus im Handel untc! dem Namen Myria-Papier« befindlichen Material von 90 mm Breite und einem Gewicl/ von etw;> 0,8 Gramm aufgebracht, so daß sich am Ende eine Konzentration von 10°/₀ Zinkazetat ergibt, gerechnci in Gewichtsprozent, bezogen auf das ursprüngliche Papiergewicht von wasserfreiem Zinkazetat.2.5 grams of dihydrate. Zinc acetate is dissolved in 100 milliliters of water, and 4 milliliters of this; Lösuru · is on a strip of wide-meshed creped bar h for example from in the trade untc! located named Myria paper "material of 90 mm width and a Gewicl / sth; deposited> 0.8 grams, so that a concentration of 10 ° / result at the end ₀ of zinc acetate, gerechnci in percent by weight, based on the original weight of paper of anhydrous zinc acetate.

Das derartig behandelte Filterpapier wird über Nacht bei Zimmertemperatur (20 bis 25 C) getrocknet und anschließend vo, Hand zur Form einer Stange (eines Stranges) von 90 mm Länge und mit einem Durchmesser gleich dem einer Zigarette gerollt.The filter paper treated in this way is dried overnight at room temperature (20 to 25 ° C.) and then vo, hand to form a rod (strand) 90 mm long and with a Diameter equal to that of a rolled cigarette.

Längen von 15 mm dieser Stange oder diese-. Stranges werden als Filter an Zigaretten angebracht, die mittels einer Maschine mit einem Zug je Minute geraucht werden, wobei jeder Zug zwei Sekunden Dauer und ein Volumen von 35 Millilitern hat, Der hierbei erhaltene Rauch wird dann analysiert und die so erhaltene Analyse mit der von Kontrollzigaretten, mit nicht vorbehandelten Filtern, verglichen. Dabei werden die nicht vorbehandelten Filter sowohl in diesem als auch in den nachfolgenden Beispielen genauso hergestellt wie die erfindungsgemäß behandelten, mit dem einzigen Unterschied, daß die nicht vorbehandelten Filter mit Wasser statt mit Zinkverbindung behandelt werden.Lengths of 15 mm of this rod or this-. Strands are attached to cigarettes as filters, which are smoked by means of a machine with one puff per minute, with each puff two seconds Duration and volume of 35 milliliters, the smoke obtained is then analyzed and the The analysis obtained in this way is compared with that of control cigarettes with filters that have not been pretreated. Included the non-pretreated filters are used both in this and in the following examples produced in the same way as those treated according to the invention, with the only difference that the Untreated filters are treated with water instead of zinc compounds.

Example Il

Papierfilter werden genau wie im Beispiel I hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Endkonzentration von Zinkazetat 5 Gewichtsprozent beträgt. Diese Filter werden an Zigaretten angebracht und wie im Be^: spiel I geraucht.Paper filters are made exactly as in Example I, with the difference that the final concentration of zinc acetate is 5 percent by weight. These filters are attached to cigarettes and how to ^Be: game I smoked.

Die Analyse des bei diesen Zigaretten und den Zigaretten des Beispieles I erhaltenen Zigarettenrauches ergibt folgende Werte:Analysis of the cigarette smoke obtained from these cigarettes and the Example I cigarettes results in the following values:

Konzentral ion
des Zinkazetatcs
— wasserfrei gerechnet — auf dem
PapierConcentration
of zinc acetate
- calculated anhydrous - on the
paper

Filterwirkung in
Prozenten fürFilter effect in
Percent for

Schwefelwasserstoff
(Hydrogensulfid)Hydrogen sulfide
(Hydrogen sulfide)

Blausäure
(Cyanwasserstoff) Hydrocyanic acid
(Hydrogen cyanide)

0 weniger als 10 150 less than 10 15

5 26 455 26 45

10 53 6110 53 61

Example III

Längen von 15 mm von Filterstangen (Filtersträngen) aus Zellulose-azetatfasern mit einem Titre der Einzelfaser von 5 Den und einem Gesamttitre von 72 000 werden einzelne imprägniert mit 0,25 TvIiIIi- Lengths of 15 mm of filter rods (filter rods) made of cellulose acetate fibers with a single fiber titre of 5 Den and a total titre of 72,000 are impregnated with 0.25 TvIiIIi-

liter einer Lösung aus 7 Gramm Dihydrit von Zinka/.etal in 100 Milliliter Wasser und werden zur Erzielung einer Endkonzentration von 10% Zinka/etat — wie in vorstehenden Beispielen geregnet — gefriergetrocknet. Die derart behandelten Filterlängen werden an Zigaretten angebracht und wie im Beispiel 1 geraucht.liter of a solution of 7 grams of dihydrite from Zinka / .etal in 100 milliliters of water and are used to achieve a final concentration of 10% zinc / etat - rained as in the examples above - freeze dried. The filter lengths treated in this way are attached to cigarettes and as in the example 1 smoked.

Example IV

Weitere Längen von Filtersträngen aus Zellulosea/etatfasern mit 5 bzw. 72 000 Den Titre werden genau wie im Beispiel 111 behandelt, mit dem Untersciiied, daß die Endkonzentration von Zinkazetat 5 Gewichtsprozent beträgt. Diese Filterlängen werden wie im Beispiel I an Zigaretten angebracht und gerauchl. Further lengths of filter rods made of cellulose fibers with 5 or 72,000 denier are treated exactly as in Example 111, with the difference, that the final concentration of zinc acetate is 5 percent by weight. These filter lengths are as in example I attached to cigarettes and smoked.

Die Ana'jie des bei diesem und dem Beispiel III erhaltenen Zigarettenrauches ergibt folgende Werte:The Ana'jie of this and the example III obtained cigarette smoke gives the following values:

Konzentration des
Zinkazelates wasserfrei gerechnet —
auf dem Zelluloseazetat Concentration of
Zinc azelates anhydrous calculated -
on the cellulose acetate

1010

Filterwirkung in Prozenten
fürFilter effect in percent
for

Schwefel /.usserstofT
(Hydrogcnsullid)Sulfur / .usserstofT
(Hydrogen sulphide)

weniger als 10
57
72less than 10
57
72

Bei spie! VAt spie! V

Blausäure
(Cyanwasserstoff) Hydrocyanic acid
(Hydrogen cyanide)

10
62
7210
62
72

ergibt, daß 6! % Schwefelwasserstoff und 47% Blausäure zurückgehalten werden.results in 6! % Hydrogen sulfide and 47% hydrogen cyanide are retained.

Example VII

2,5 Gramm Zink-Trimethylazetat werden mit 100 Milliliter Wasser vermischt, und 4 Milliliter dieser Mischung werden auf gekrepptes Material wie im Beispiel I aufgesprüht, so daß sich nach Trocknung eine Endkonzentration von 10 Gewichtsprozent Zink-Trimethylazetat ergibt.2.5 grams of zinc trimethyl acetate are mixed with 100 milliliters of water, and 4 milliliters of this Mixture are sprayed onto creped material as in Example I, so that after drying yields a final concentration of 10 weight percent zinc trimethyl acetate.

Anschließend werden in der vorbeschriebenen Weise Filterzigaretten hergestellt und geraucht.Filter cigarettes are then produced and smoked in the manner described above.

Die Analyse des auf diese Weise erhaltenen Zigarettenrauches ergibt, daß 64% Schwefelwasserstoff und 55% Blausäure zurückgehalten werden.Analysis of the cigarette smoke obtained in this way reveals that 64% hydrogen sulfide and 55% hydrogen cyanide are retained.

Die erfindungsgemäß hergestellten Filter haben wenig oder gar keinen ungünstigen Einfluß auf den Geschmack des durch derartige Filter gefilterten Tabakrauches.The filters made in accordance with the present invention have little or no adverse effect on the Taste of tobacco smoke filtered through such filters.

In der nachfolgenden Tabelle sind die prozentualen Werte für die Filterwirksamkeit von erfindungsgemäßen Zusätzen gegenüber denjenigen von Zinkoxyd und Zinkhydroxyd aufgezeigt:The table below shows the percentage values for the filter effectiveness of the invention Additions to those of zinc oxide and zinc hydroxide shown:

table

2,5 Gramm Zink-Azetylazetonat werden mit 100 Milliliter Wasser vermischt, und 4 Milliliter dieser Mischung werden auf einen Streifen weitmaschig gekrepptem Material der gleichen Art wie im Beispiel I aufgesprüht, so daß sich nach Trocknung bei Zimmertemperatur über Nacht eine Endkonzentration von 10 Gewichtsprozent Zink-Azetylazetonat ergib*. Die derart behandelten Papierstreifen werden zu Filtersträngen von 90 mm Länge und mit einem Durchmesser gleich der Zigarette geformt.2.5 grams of zinc acetylacetonate are mixed with 100 milliliters of water, and 4 milliliters of this Mix on a strip of wide-meshed creped material of the same type as in Example I. sprayed on so that, after drying at room temperature overnight, a final concentration of 10 percent by weight zinc acetylacetonate result in *. The paper strips treated in this way become filter rods 90 mm long and shaped like the cigarette with a diameter.

Längen von 15 mm dieser Filterstränge werden an Zigaretten angebracht und geraucht wie im Beispiel I.Lengths of 15 mm of these filter rods are attached to cigarettes and smoked as in Example I.

Die Analyse des auf diese Weise erhaltenen Rauches ergibt, daß 61 % Schwefelwasserstoff (Hydrogensulfid) und 77 % Blausäure (Cyanwasserstoff) zurückgehalten bzw. son dem Rauch entfernt werden.The analysis of the smoke obtained in this way shows that 61% hydrogen sulfide (hydrogen sulfide) and 77% hydrocyanic acid (hydrogen cyanide) is retained or removed from the smoke.

B e is ρ i e 1 VlB e is ρ i e 1 Vl

2,5 Gramm Zinkisobutyrat werden mit 100 Milliliter Wasser vermischt, und 4 Milliliter dieser Mischung werden auf gekrepptes Material wie im Beispiel I aufgesprüht, so daß sich nach Trocknung eine Endkonzentration von 10 Gewichts-Zinkisobutyrat ergibt.2.5 grams of zinc isobutyrate are mixed with 100 milliliters of water, and 4 milliliters of this mixture are sprayed onto creped material as in Example I, so that a final concentration is obtained after drying of 10% by weight zinc isobutyrate.

Anschließend werden in der vorstehend beschriebenen Weise Filterzigaretten hergestellt und geraucht.Filter cigarettes are then manufactured and smoked in the manner described above.

Die Analyse des auf diese Weise erhaltenen Rauches FilterzusatzeAnalysis of the smoke obtained in this way filter additives

3t« Filterwirksamkeil3t «effective filter wedge

O/O/

/0/ 0

H.SH.S.

HCNHCN

6161 7-77-7 6464 5353 6161 4747 5252 4343 2020th 1616 3030th 3535

ZinkacetylacetonatZinc acetylacetonate

ZiiiktrimethylacetatZiiiktrimethylacetat

ZinkisobutyratZinc isobutyrate

Zinkacetat Zinc acetate

Ziiikoxyd Ziiikoxyd

Zinkhydroxyd Zinc hydroxide

Diese Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen Zusätze eine wesentlich bessere Wirksamkeit gegenüber H₂S und HCN bewirken als die gemäß dem Stand der Technik verwendeten Verbindungen Zinkhydroxyd und Zinkoxyd.These results show that the additives according to the invention have a significantly better effectiveness against H ₂ S and HCN than the compounds zinc hydroxide and zinc oxide used according to the prior art.

Weitaus größer ist der erzielte technische Fortschritt gegenüber der Filterwirksamkeit von anderen Schwermetaüsalzen. So zeigten z. B. unter den gleichen Bedingungen Ferrosulfat, Ferrisulfat, Ferrochlorid, Ferrichlorid, Ferroammoniumsulfat, Ferrioxyd, Wismutoxyd, Wismuthydroxyd, Wismutsulfat, Wismutacetat, Wismuthydrat, Zinkkarbonat, Zinkborat, Zinkstearat sowie einige Organotitanverbindungen sowohl für H₂S als auch für HCN Filterwirksamkeiten von unter 10%.The technical progress achieved is far greater than the filtering effectiveness of other heavy dew salts. For example, B. under the same conditions ferrous sulfate, ferric sulfate, ferrochloride, ferric chloride, ferroammonium sulfate, ferric oxide, bismuth oxide, bismuth hydroxide, bismuth sulfate, bismuth acetate, bismuth hydrate, zinc carbonate, zinc borate, zinc stearate and some organotitanium compounds for both HN ₂ % and HCN filter activity .

Die erfindungsgemäßen Filter für Tabakwaren sind, soweit sie nicht zur Lieferung außerhalb des Geltungsbereiches des Lebensmittelgesetzes bestimmt sind, auf Grund der Verordnung über Tabak und Tabakerzeugnisse (Tabakverordnung) vom 19. 12. 1959 (GBBl. I, Nr. 52 vom 22.12. 1959, S. 730, bes. Anlagen, Ziff. 5) zur Zeit nicht zugelassen.The filters according to the invention for tobacco products are, unless they are for delivery outside the scope of the Food Act, based on the Ordinance on Tobacco and Tobacco Products (Tobacco Ordinance) of December 19, 1959 (GBBl. I, No. 52 of December 22, 1959, p. 730, especially annexes, No. 5) currently not approved.

Claims

Claim:

Filters for tobacco smoke from cigarettes or the like made of fibrous, filamentary or leaf-shaped Filter material with the addition of a heavy metal salt, characterized in that the filter material an addition of zinc acetyiacetonate and / or zinc trimethylacetate and / or Has zinc isobutyrate and / or zinc acetate.