DE1692948A1

DE1692948A1 - Verfahren zur Einstellung der auf das ausgebreitete Tau aufgebrachten Plastifizierungsmittelmenge bei der Herstellung von Tabakrauch-,insbesondere Zigarettenfiltern

Info

Publication number: DE1692948A1
Application number: DE19681692948
Authority: DE
Inventors: Ewald Erxleben; Joachim Dr Raban; Wolfgang Wildenau
Original assignee: HF and PhF Reemtsma GmbH and Co
Current assignee: HF and PhF Reemtsma GmbH and Co
Priority date: 1968-02-13
Filing date: 1968-02-13
Publication date: 1972-03-09
Also published as: NL6902306A; GB1220203A; AT287559B; BE728337A; CH530766A; LU57952A1; NO119627B; FR2001814A1

Description

"Yerfahren zur Einstellung der auf das ausgebreitete Tau aufgebrachten Plastifizierungsmittelmenge bei der Herstellung von Tabakrauch—, insbesondere Zigarettenfiltern"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einstellung der auf das ausgebreitete Tau aufgebrachten Plastifizierungsmittelmenge bei der Herstellung von Tabakrauch-, insbesondere Zigarettenfiltern, die aus einem ein plastifizlerend wirkendes Bindemittel auf Ester-Basis enthaltenden Faserbündel aus Zelluloseazetatfäden bestehen.

Zu d⁽ixi bekannten piaütifiaierend wirkenden Bindemitteln auf Ester-Basis g-yhöre-ii insbesondere Lrlyzeryl-Es ber« Dabei hat sich das G-lyzerinfcriazetat bei der Herstellung

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von Filtern aus gekräuseltem Zelluloseazetat aufgrund seines verhältnismäßig hohen Siedepunktes und seiner Fähigkeit, ö.ie Einzelfäden bei Zimmertemperatur miteinander zu verbinden, als besonders vorteilhaft erwiesen.

Obwohl sich die Verwendung von Estern als·Plastifizierungsmittel bei der Herstellung von Tabakräuchfiltern aus Zelluloseazetatfäden durchgesetzt hat, weist dieses Verfahren noch gewisse Mangel auf.

So ist es beispielsweise nur auf umständliche Art und Weise möglich, die auf das ausgebreitete Filtertau aufgesprühten Plastifizierungsmittelmengen zu bestimmen. Man führt diese Bestimmung auf gravimetrieehern Wege durch, nachdem die Herstellung der Filterstäbe bereits abgeschlossen ist. Bei bestimmten Abweichungen von einem empirisch festgelegten Sollwert muß dann von Hand eine Korrektur an der Filterherstellungsmaschine vorgenommen werden. Diese Art der Verfahrensführung ist nicht nur sehr personalaufwendig, sondern verursacht auch einen beträchtlichen Anteil an Ausschuß, weil ja immer nur nachträglich die Filterherstellungsmaschine korrigiert werden kann, bis zum Zeitpunkt der Korrektur aber fehlerhafte Filterstäbe anfallen.

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Jiir. weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht in der Gefahr, daß. die im allgemeinen verwendeten lister, wie vilyzerintriazetat schneller als erwünscht in die PrideXi aus Zelluloseazetat eindiffundieren. Dadurch wird die Biiiaef"nisjceit vermindert, v;as nur durch erhöhte Plastifiaierun_c;smittelzu..;aben ausgeglichen werden kann. .Befindet sich nämlich das Plastifizierungsmittel im Filterfaden und nicht auf seiner Oberfläche, so läßt die wirkung des Plastifizlerungsmittcls als Bindemittel nach. Insbesondere bei G-lyzerliitriasetat und anderen Plaütifizierunfsmitteln, die cnemosoiptiv wirken, ist jedoch ein Verbleib auf der Fadenoberfläcne erwünscht und damit dieser aufgezeigte Nachteil besonders schwerwiegend.

Schließlich weisen Verfahren, die mit den bekannten Plastifizierungsmittel!! arbeiten, nocii den Mangel auf, dai die Härtezeit, das heißt, diejenige Zeit, in der die Filter r.ach der Anwendung des Plastifisierungsmittels ihre Produktionshärte erreicht haben, recht lang ist.

So benötigen beis :ielsweise Filter aus Zelluloseazetat, die mit ca. S ß> Glyzerintriazetat behandelt werden, bei Zimmertemperatur etwa 24 Stunden, um ihre vorgeschriebene Härte zu erreichen. Die Filterstäbe müssen also eine entsprechend lange Zeit gelagert werden, und es ist uh-

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vermeid/bar, daß unter den Filters täten" auch solche mit unrundem Querschnitt entstehen, insbesondere wenn man gezwungen ist, mehrere Lagen von Filterstäben übereinander zu legen, und dadurch auf die unteren lagen ein gewisser Druck ausgeübt wird. Da die mehrschichtige lagerung aber den Regelfall darstellt, ergibt sich auch hier wieder Ausschuß, abgesehen davon, daß durch den Zwang zur Einschaltung einer solchen lagerzeit ein zügiger Produktionsablauf erschwert wird.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, zur Erzielung einer optimalen Wirtschaftlichkeit bei der FiI-terherstellung die auf das ausgebreitete Filtertau aufgebrachte Plastifizierungsmittfclmenge in möglichst engen Toleranzen so einzustellen, daß die günstigen Eigenschaften des Plastifizierungsmittels einerseits voll wirksam werden, andererseits aber ein unerwünschter Ausschuß vermieden wird.

Die Erfindung bedient sich zur lösung dieser Aufgabe der berührungsfreien kontinuierlichen Reflexionsmessung von Infrarotstrahlen.

Die Reflexionsmessung von Infrarotstrahlen ist an sich bekannt. Mit ihr kann man kontinuierlich berührungsfreie Feuchtigkeitsmessungen durchführen (Konrad Hoffmann,

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"!Feuchtemessung durch Infrarotreflexion" veröffentlicht in "Forschung in Hoechst" Verlag Chemie Weihheim/ Bergstraße fi9b3J Seite 119 ff.)

Dieses Verfahren ist jedoch in der "bekannten !Törin für die Bestimmung "von beis;r;ielsweise Glyzerintriazetat auf einem Zelluloseazetattau nicht anwendbar, weil die Absorptionsbanden für Glyzerintriazetat und Zelluloseazetat zusammenfallen. Zur lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe muß man also für die Anwendbarkeit dieses Verfahrens eine dem Plastifizierungsmittel beizumengende Substanz suchen, die die indirekte Messung der Plastifizierungsmittelmengen zuläßt. Damit wird aber dann nicht mehr die Menge des Plastifizierungsmittels selbst, sondern die Menge dieses Stoffes bestimmt,'der allerdings dem Plastifizierungsmittel in einem "vorbestimmten Mengenverhältnis zugemischt werden kann.

Dabei gelten für diesen beizumischenden Stoff einige unabdingbare !Forderungen, nämlich j

a) der Stoff muß mengenmäßig berührungslos kontinuierlich meßbar sein, d.h. seine Absorptionsbande muß deutlich von der des Zelluloseazetats unterschieden werden könnenι ·

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."b) der Stoff muß mit dem Plastifizierungsmittel auf 'Ester-Basis zumindesten in den erforderlichen Mengenverhältnissen mischbar sein; und

c) der Stoff darf die härtenden Eigenschaften und die chemischen-Absorptionseigenschaften des Plastifizierungsmittels nicht beeinträchtigen.

Die Erfindung besteht also ausgehend von einem Yerfahren zur Einstellung der auf das ausgebreitete Tau aufgebrachten Plastifizierungsmittelmenge bei der Herstellung von Tabakrauch-, insbesondere Zigarettenfiltern, die aus einem ein plastifizierend wirkendes Bindemittel auf Ester-Easis enthaltenden !Faserbündel aus Zelluloseazetatfäden bestehen, darin, daß dem Plastifizierungsmittel ein mit ihm mischbarer von den Infrarotabsorptionsbanden des Zelluloseazetats abweichende Infrarotabsorptionsbanden aufweisender Stoff beigemischt, die Infrarotreflexion des derart modifizierten Plastifizierungsmittels gemessen und der Meßwert zur Steuerung der Spriihmenge des modifizierten Plastifizierungsmittels verwendet wird.

Vorzugsweise verwendet man als. dem Plastifizierungsmittel beizumengenden Stoff einen aliphatischen Polyglykolmonoäther.

Besonders bewährt hat sich für die Durchführung des

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erfindungsgemäiäen Verfahrens als dem Plastifizierungsmittel zuzumischender Stoff Diäthylen^lykolmonoäthylätner.

Anhand dieses Stoffes soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.

Diät.'.ylenglylcolmonoätiij lather ist mengenmäßig durch InfrarotreflesionsmesGung bei den Wellenlängen X.= 1,4M, und \, = 3,!?_/<- exakt erfaßbar und mit den als Plastifi- ^ierun.jsmituel zur Anwendung kommenden estern in jedem Verhältnis mischbar.

Die Tabelle 1 eiitnält eine Ileihe von Meidwerten, die das Verhältnis des Kengenaufxrags an Plastifizierungsmittel, im wiedrrgegebenen Ausf j.hrungsbeis"iel Glyzerintriaze tat D3W. Zitronensäure-Diäthyleste^ mit jeweils 30 ⁰A Zusatz an Diäthylenglykolmonoäthyläther zur am Infrarotmessgerät gemessenen Spannung in mV wiedergeben. Die Messungen sind ausgeführt mit dem Infrarotme.ssgerät der Firma Peer, Hattersheim, bei.\ = 1,4/*,und \ = 3»5ytc . Die Heizspannung kann direkt zur Steuerung der Sprühmenge an Plastifizierungsmittel verwendet werden.

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TABBILB 1

Plastifizierungsnu + Äther ^ in %

-2 4 6 8 10

mV - Ausschlag bei 'λ = ¹

1,9

3,4 5,0 5,6 5,9

mV - Ausschlag be λ = 3

30

44 60 77 84

lther

= Diäthylenglykolmonoäthyläther

Da das Meßergebnis sofort zur Verfugung steht und zur Regelung der 'PilterherStellungsmaschine benutzt werden kann, wird durch den Einsatz dieser Meßmethodik in der erfindungsgemäßen Abwandlung die Wirtschaftlichkeit einmal deswegen erhöht, weil
die Plastifizierungsmittelmengenzugabe innerhalb sehr enger
Toleranzen um den empirisch vorbestimmten Wert einstellbar ist, und andererseits der Anfall an Ausschuß auf ein Minimum herab-

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gedrückt werden kann_s weil sich ja die Plastifizie— rungsmittelmengenzugalDe praktisch, sofort ändern läßt.

Als weiterer Torteil der erfindungsgemäßen Maßnahme hat sich überraschenderweise herausgestellt _$ daß der zuzugebende Stoff .,insbesondere Diäthylenglykolmqnoäthyläther₉ die Eigenschaft besitzt _t die Härtezeit von Pilterstäben aus Zelluloseazetat, die mit Estern als Plastifizierungsmittel besprüht sind, ganz wesentlich zu verkürzen, ohne daß die Ester etwa ihre chemosorptive Wirkung gegenüber bestimmten unerwünschten Tabakrauchbestandteilen verlieren«

Neben der bereits genannten Verminderung der Gefahr der unerwünschten Verformung der Pilterstäbe bei durch lange Aushärtezeit bedingter Lagerung während des Produktionsvorganges hat die Verkürzung der Härtezeit einen weiteren Vorteil. Der den Estern als Plastifizierungsmittel anhaftende Nachteil, verhältnismäßig rasch in das Innere der Fasern hineinzudiffundieren, verringert ihren Absorptionsbeitrag, sofern er sich auf ihre chemosorptiven Eigenschaften begründet. Durch die Verkürzung der Härtezeit wird die Verringerung der Diffusion in das Paserinnere durch Oberflächenverhornung verringert. Damit bleiben die Ester als chemosorptiv wirksamer Filterbestandteil in größerem Maßstabe erhalten. In der Tabelle

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sind Analysenwerte für Zigaretten zusammengestellt, die mit gleichen Mengen Glyzerintriazetat und Zitronensäure-" Diäthylester "behandelt worden sind und zwar sowohl mit Zuga"be von Diäthylenglykolmonoäthyläther bzw. ohne Zugabe dieses Stoffes» ':-"""

Diese Werte zeigen die Überlegenheii; der Filter, deren Plastifizierungsmittel Diäthylenglykoimonoäthyläther_zugesetzt worden ist in Bezug auf die Pilterwirksamkeit für Nikotin und Phenol. -

TABELLE 2

. - .. .	Adsorptionsgrad f. Nicotin	Phenol im Rauch ppm/verr.Tabak ■ · ■
CD 100$	37,2	161
CD 30$ + Äther 70$	37,6	159
Iriacetin 100$	32,9	113
Triacetin . 30$ + Äther 70$	32,6	114
CD(3O$)+TriacetjC7O$)1OO$	37,5	110
CD(3O$)+Triacetj:7O$) 30$ + Äther 70$	37,6	112

CD = Citronensäurediäthylester
Äther = Diäthylenglykolmonoäthyläther

Trotz Herabsetzung der Gesamtweichmachermenge auf 50$ des ursprünglichen Wertes ist keine Verringerung der Adsorptionsleistung bei Verwendung des erfindungsgemaßen Äthers zu beobachten.

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In Tabelle 3 sind die -Härtezeiten verschiedener Plastii'izierungsmittelkompositionen aufgetragen. Dabei wurde die Gesamtauftragsmenge so gewählt, daß bei allen- Yersuchen, deren Ergebnisse in dieser Tabelle zusaTjnengestellt sind, die Endhärte einem empirisch festgelegten Minimalwert entspricht.

Die Härtemessung erfolgt mit einem Härtemessgerät der
Firma Filtrona, G-linde, Kreis Stormarn,, Das Gerät mißt die Differenz der 'Eindrücktiefe in das Meßobjekt in 1/100 mm zwischen einem belasteten und einem unbelasteten Stempel während einer festgelegten Zeit und unter vorgegebenen Bedingungen. In der Tabelle 3 bedeutet also eine geringe Eindrücktiefe eine große Härte des FilterStabes.

Tabelle 3 siehe Seite 12

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Bindrücfctiefe in nun..,

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ilinwirk- zeit	Triacetin 100%	Triacetin 30% + Äther 70%	CD 100%	CD 30% + Äther 70%
• 10'	130	~_ 100	135	100
kOV	125 -	90	135	95
50'	120 '	80	135	90
' 60'	115.		132	80
2ⁿ ...	110		130
10^h	9O=-		125
20^h	83		121

CD = Citronencjiurediäthylester Äther = Diäthylenglylcolmonoäthj'-läther

Die gev/ünschte" Endhärte liegt bei einer Eindrücktiefe von öO mm . 10~^

— Patentansprüche: -

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Claims

Pate η ta η-s ρ r ü ehe :

1. Verfahren zur Binsteilung der auf das ausgebreitete Filtertau aufgebrachten Plastifizierungsmittelmenge "bei der Herstellung von Tabakrauch-, insbesondere Zigarettenfiltern, die aus einem ein plastifizierend wirkendes Bindemittel auf üster-Basis enthaltenden Faserbündel aus Zelluloseazetatfiiden bestellen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Plastifizierungsmittel ein mit ihm mischbarer, von den ·Infrarotabsoiptionsbanden des Zelluloseazetats abweichende Infrarotabsorptionsbanden aufweisender" Stoff beigemischt, die Infrurotreflexion des derart modifizierte ■ Plastii'izierungsmittels gemessen und der Meßwert zur Steuerung der Sprühmenge des modifizierten Plastifizierungsmittols verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichne.t, day als dem Plastifizierungsmittel "beizumengender Stoff ein aliphatischer Polyglykolmonoäfcher verwendet wird,

5. Verfahrun nach Anspruch I und 2, d α d u r c h r; ο k α u ti 'Δ ti i. c h ti υ t; , cLaU -\..lu doin I'Lafj LL i:'i", Lb-r'iiri!·■·»- mi I l'i I tu; L:-5iimi;n--;taül-jf· Uta L f." Di.at'h.y lau l· -UoimouoM tii,y.i;i.Liiui'

2üü}).LUiLii:)9

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