DE1767073A1

DE1767073A1 - Zigarettenfilter

Info

Publication number: DE1767073A1
Application number: DE19681767073
Authority: DE
Inventors: Tolman Thomas William Charles; Horsewell Henry George
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1967-03-29
Filing date: 1968-03-28
Publication date: 1972-03-09
Also published as: BE712942A; FR1557464A; DE1767073B2; DK122056B; US3550600A; NL134995C; BR6897893D0; FI46456B; SE340778B; DE1767073C3; GB1150192A; NL6804308A; FI46456C; CH480030A

Description

Nürnberg, den 27.^.68 20/47

BRITISH AMERICAN TOBACCO COMPANY LIMITED, Westminster House, 7, Millbank, London, S.W.l, England

"Zigarettenfilter"

Die Erfindung betrifft Filter für Tabakrauch. Tabakrauch besteht aus einer "Partikel-Phase", in der schwerflUchtige Bestandteile des Rauches in fester oder flüssiger Form vorliegen und aus einer "Dampf-Phase", in der die flüchtigeren Rauchbestandteile, als Dämpfe gemischt mit sogenannten Permanentgasen enthalten sind, (sowie Verfahren zu deren Herstellung· \

Viele Filterarten für Tabakrauch enthalten z. B. faseriges, fadenförmiges oder blattförmiges Filtermaterial, das die "Partikel-Phase" auf mechanischem Wege entfernt, üblicherweise werden in solohe Filter zusätzlich Stoffe eingebracht, um die Filterwirkung gegenüber Teilen der Dampfphase, bzw. gegenüber spezifischen Verbindungen daraus, zu verstärken. Diese Zusatzstoffe stellen üblicherweise Verbindungen dar, die weniger angenehm, einen nachteiligen Einfluß auf den Geschmaok des gefilterten Rauches bewirkende Bestandteile aus dem Tabakrauch entfernen.

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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde Maßnahmen anzugeben, mit deren Hilfe wesentliche Mengen von den zu den weniger angenehmen Bestandteilen des Tabaksrauches gehörenden Schwefelwasserstoff, bzw. Hydrogensulfide , sowie Cyanwasserstoff zusammen mit beachtlichen Mengen wasserdarapfflüchtiger Phenole,deren Anwesenheit im Tabakrauch unerwünscht sein kann, aus dem Rauch brennenden Tabaks zurückgehalten werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Filter für Tabakrauch aus dafür geeignetem, beispielsweise faserigem, fadenförmigem oder blattförmigem Filtermaterial erfindungsgemäß mit Zinkacetat und einer solchen organischen oder anorganischen Base, wie z. B. Polyäthylenimin, Trläthanolamin, Natriumacetat, Natriumkarbonat oder Borax, beaufschlagt ist, die die Oberfläche des Filtermaterials während des Filtervorganges, d. h, während des Abbrennens des Tabaks,alkalisch erhält.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung dieses Tabakfilters wird ein Filtermaterial für Tabakrauch mit Zinkacetat und einer organischen oder anorganischen Base so behandelt, daß diese Stoffe als solche, d. h. als Zinkacetat bzw. als freie Base darauf abgelagert bleiben.

Zinkacetat und die Base können zusammen oder getrennt auf dieses Filter-Trägermateiial in flüssiger Form, z. B· als Lösung oder Suspension, durch Sprühen, Tauchen oder Walzenauftrag aufgebracht werden. Die anschließende Trocknung kann unter Raumbedingungen oder durch Ausfrieren und Vakuumsublimation erfolgen. Der Auftrag kann

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jedoch auch gemeinsam oder getrennt durch Aufstäuben der entsprechenden feingemahlenen festen Zusatzstoffe erfolgen* Auch eine Kombination der vorgenannten Verfahrensschritte kann angewendetwerden.

Die einzelnen Komponenten können in Mengen bis zu jeweils 50 %, bezogen auf das Einsatzgewicht des Filtermaterials/tufgebracht werden. Ein Auftrag von 1 bis 20 % je Komponente ist besonders vorteilhaft· Bei der Base genügt im allgemeinen ein Auftrag von bis zu 6 #.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Beispiel 1;

Zunächst wurde eine Lösung aus 24g Polyäthylenimin und 60g Zinkacetatdihydrat in 6 Liter Wasser hergestellt. Diese Lösung wurde dann auf einen durchgehenden Streifen eines unter der Bezeichnung "Myria"-Papier bekannten Filtermaterials für Tabakrauch aufgebracht. Das Papier wurde anschliefiend unter Raumbedingungen getrocknet. Die Analyse des so behandelten Papieres ergab einen Gehalt von 2 % Polyäthylenimin und 5 # Zinkacetat, berechnet als wasserfreies Zinkaoetat und bezogen auf das Einsatzgewicht des Papieres.

Beispiel 2

24 g Polyäthylenimin und 120 g Zinkacetatdihydrat wurden in 6 Liter Wasser gelöst. Diese Lösung wurde dann, wie in Beispiel 1 beschrieben auf einen Papierstreifen aufgesprüht. Die Analyse ergab« daß das so behandelte Papier 2 % Polyäthylenimin und 10 % Zinkacetat, berechnet als wasserfreies Zinkaoetat und bezogen auf das Einsatzgewicht des Papieres, enthält. 209811/0655

60 g Polyäthylenimin und 60 g Zinkacetatdihydrat wurden in 6 Liter Wasser gelöst. Nach dem Aufsprühen und Trocknen dieser Lösung, wie in Beispiel 1 beschrieben, enthielt der Papierstreifen, wie die Analyse ergab, 5 % Polyäthylenimin und 5 % Zinkacetat, berechnet als wasserfreies Zinkacetat und bezogen auf das Einsatzgewicht des Papieres.

Beispiel 4

60 g Polyäthylenimin und 120 g Zinkacetatdihydrat wurden in ό Liter Wasser gelöst. Nach dem Aufsprühen und Trocknen, wie in Beispiel 1 beschrieben, enthält das Papier 5 ^ Polyäthylenimin und 10 % Zinkacetat.

Aus dem entsprechend den obigen Beispielen behandelten Papierstreifen wurde jeweils eine zusammenhängende Filterstange mit dem Durchmesser einer Zigarette hergestellt. Von diesen Stangen wurden dann jeweils 15 mm lange Stücke abgeschnitten und an Zigaretten angeordnet. Diese Zigaretten wurden mechanisch mit Hilfe einer Rauchmaschine , die je Minute einen Zug mit jeweils 2 Sekunden Zugdauer und einem Zugvolumen von 35 ml ausführt, abgeraucht. Die Anteile der aus dem Rauch entfernten wasserdampfflüchtigen Phenole des Cyanwasserstoffs und des Schwefelwasserstoffs wurden jeweils bestimmt und die Ergebnisse in der nachfolgenden Tabelle 1 gegenübergestellt.

	Zusatzstoffe Gewichts-^	Tabelle 1	Absorbierte Rauohbestand- teile {%)	5B 60 74 74	stoff
	Zn-Ac Polyäthy lenimin		flüchtige etoff Phenole	59 71 71 91
Beispiel	5 2 10 2 5 5 10 5	Druckabfall der 15 mm-Filter (cm Wassersäule	44 51 52 46
	bei 1050 onP/Min. menge)
1 2 3 4	3.4 3.4 3.4 3.4

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Von einer Filterstange, die aus Celluloseacetatfasern mit einer Einzelfaserstärke von 5 Denier und einer Gesaratstärke von 72000 Denier besteht, wurden Piltermundstückabsohnitte von 15 mm Länge abgeschnitten. Auf jedes dieser Mundstücke wurden dann 0,25 ml einer Lösung von 1,12 g Polyäthylenimin und 2,0 g Zinkacetatdihydrat in 100 ml Wasser aufgebracht. Die so behandelten Mundstücke wurden 15 Min.

stehen gelassen und dann in einem Kühlschrank eingefroren. Im voll-

Sf*
kommen durchfrorenen Zustand wurden sie in einen Druckkessel überführt und durch Vakuumsublimation bei einem Druck von 0,005 torr getrocknet. Die Analyse der getrockneten Mundstücke ergibt einen Gehalt von 2 Gewichts-^ Polyäthylenimin und 3 % Zinkacetat, berechnet auf wasserfreies Zinkacetat und bezogen auf das Einsatzgewicht der Mundstücke.

Beispiel 6

Analog dem Beispiel 5 wurden Filtermundstücke mit einer Lösung von 1,12 g Polyäthylenimin und 5,0 g Zinkacetatdihydrat in 100 ml Wasser behandelt. Die Analyse dieser Mundstücke ergab einen Gehalt von 2 % Polyäthylenimin und 7,5 # Zinkacetat.

Beispiel 7

Analog dem Beispiel 5 wurden Filtermundstücke mit einer Lösung von M 2,8 g Polyäthylenimin und 2,0 g Zinkacetatdihydrat in 100 ml Wasser behandelt. Die Analyse ergab einen Gehalt von 5 % Polyäthylenimin und j5 % Zinkaoetat.

Beispiel 8

Entsprechend dem Beispiel 5 wurden Filtermundstücke mit einer Lösung von 2,8 g Polyäthylenimin und 5*0 g Zinkacetatdihydrat in 100 ml Wasser behandelt. Wie die Analyse ergab, enthalten sie 5 $> Polyäthylenimin und 7,5 % Zinkaoetat.

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Die entsprechend den Beispielen 5 bis 8 behandelten Mundstücke wurden 48 Stunden lang in einer Kondltionierkammer bei etwa 57°C und 60 % relativer Feuchtigkeit gehalten. Danach wurden die Mundstücke an Zigaretten angebracht und wie im Anschluß an Beispiel 1 beschrieben, abgeraucht. Die absorbierten Anteile von wasser dampfflüchtigen Phenolen, Cyanwasserstoff und Schwefelwasserstoff wurden bestimmt und die Ergebnisse in Tabelle 2 gegenübergestellt.

Tabelle 2

Beispiel Zusatzstoffe Gewicht s-#

Druckabfall Absorbierte Rauchbestandder 15 mm Filter teile (cm Wassersäule

Zn-Ac

Polyäthy lenimin

menge;

dampf flüchtige Phenole	Cyan wasser stoff	Schwefel wasser stoff
46	85	47
52	85	63
56	72	65
50	69	77

6
7
8

7#5

7,5

2 5

6.1 6.1 6.1 6.1

Beispiel 9

Es wurde zunächst eine Lösung von 1,04 g Natriumacetattrihydrat und 1,26 g Zinkacetatdihydrat in 100 ml Wasser hergestellt. Dann wurden Streifen von Tabakfilterpapier mit einem Gewicht von je 0,83 g mit je 4 ml dieser Lösung besprüht und unter Raumbedingun-

-streifen gen getrocknet. Wie die Analyse ergab, enthielten die Papier/5 %

Natriumaoetattrihydrat und 5 % Zinkacetat.

Beispiel 10

Es wurden Filtermundstücke aus einem analog dem Beispiel 9 behandeltenMaterial hergestellt, wobei zur Tränkung eine Lösung von 1,04 g Borax und 1,26 g Zinkacetatdihydrat in 100 ml Wasser

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. verwendet wurde. Entsprechend der Analyse enthielten die Mundstücke 5 % Borax und 5 ;» Zinkacetat.

Beispiel 11

Aus einem analog dem Beispiel 9 behandelten Filtermaterial wurden Mundstücke hergestellt, wobei zur Tränkung eine Lösung von 1,04 g Triäthanolamin und 1,26 g Zinkacetatdihydrat in 100 ml Wasser verwendet würde. Entsprechend der Analyse enthielten die Mundstücke 5 % Triäthanolamin und 5 # Zinkacetat.

Aus den gemäß Beispiel 9 bis 11 behandelten Papierstreifen wurden Filtermundstücke von 15 mm Länge hergestellt, an Zigaretten angebracht und wie in Beispiel 1 beschrieben abgeraucht. Die aus dem Rauch absorbierten Anteile wasserdampfflüchtiger Phenole, des Cyanwasserstoffs und des Schwefelwasserstoffs wurden bestimmt und die Ergebnisse in Tabelle 3 gegenübergestellt.

Tabelle 3

Beispiel Zusatzstoffe Druckabfall Absorbierte Rauchbestandje 5 Gewichts-^ der 15 mm Filter teile (#)

(cm-Wassersäule

bei 1050 cm3/Min. wasser- Cyan- Schwefel-Luftdurchfluß- dampf- wasser- wassermenge flüchtige stoff stoff

Phenole

9	Zn-Ac Na-Ac	3	.6
10	^{M n} Borax	3	.6
11	ⁿ " Triäthanol-		.6

	60	82
45	60	74
48	57	62

arain

Keines der entsprechend den vorgenannten Beispielen behandelten Filter hat einen nachteiligen Einfluß auf den Tabakrauch erkennen lassen.

Die vorstehend aufgeführten Beispiele zeigen, daß die Kombination basischer Stoffe mit Zinkacetat eine sehr wesentliche Absorption

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von Schwefelwasserstoff, sowie Cyanwasserstoff ergibt, wobei sie auch einen beachtlichen Anteil der wasserdampfflüchtigen Phenole aus dem Rauch entfernt. Zinkacetat allein ist in der Lage Schwefelwasserstoff und Cyanwasserstoff zu absorbieren, Polyäthylenimin allein dagegen kann Cyanwasserstoff und Phenole absorbieren. Allein angewendet sind jedoch in jedem Falle beachtlich hohe Gehalte dieser Zusatzstoffe erforderlich, um eine vergleichbare Absorption zu erreichen. Erst die Kombination basischer Stoffe mit Zinkacetat ergibt mindestens eine vergleichbare, im allgemeinen jedoch höhere Absorption aller drei Komponenten zusammen und erlaubt dabei eine veränderliche Einstellung des Absorptionsgrades vom Schwefelwasserstoff in Verbindung mit einer hohen Absorption von Cyanwasserstoff bei einer gleichzeitigen beachtlichen Absorption der Phenole. Diese Kombination bietet weiterhin den Vorteil, daß bereits ein besonders niedriger Anteil von Zinkacetat, beispielsweise von 3 %, schon zu einer hohen Absorption von Cyanwasserstof führt, die dann bei einer Steigerung des Zinkacetatanteils im wesentlichen nicht mehr gesteigert wird, während die Absorption von Schwefelwasserstoff mit den Anteilen der beiden Komponenten, d. h. dem Zinkacetatanteil und dem der basischen Stoffe gleichermaßen wächst. Diese besondere Wirkung der Kombination des basischen Stoffes mit dem Zinkaoetat wird darauf zurückgeführt, daß der basische Stoff die durch die Absorption gebildeten Reaktionsprodukte durch Aufrechterhaltung eines alkalischen Milieus stabilisiert.

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- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche

1. Filter für Tabakrauch, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filtermaterial für Tabakrauch mit Zinkacetat und einer organischen oder anorganischen Base beaufschlagt ist, die die Oberfläche des Filtermaterials während des Filtervorganges im wesentlichen alkalisch reagierend erhält.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterzusatzstoffe in Mengen von je 1 bis 20 Gewichts-^ bezogen auf das Einsatzgewicht des Filtermaterials aufgebracht sind.

J5. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Base aus Polyäthylenimin oder Triäthanolamin besteht.

4. Filter gemäß Anspruch 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Base aus Natriumacetat oder Borax besteht.

5. Filter nach Anspruch j5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Basen 2 bis 6 Gewichts-^ bezogen auf das Einsatzgewicht der Filterstoffe beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung eines Filters für Tabakrauch, dadurch gekennzeichnet, daß Filtermaterial für Tabakrauch zusätzlich mit Zinkacetat und einer organischen oder anorganischen Base so behandelt wird, daß diese Zusätze auf den Filterstoffen als solche, d. h. als Zinkacetat bzw. Base, aufgebracht bleiben.

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7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzstoffe als Lösung durch Sprühen, Tauchen oder dergleichen aufgebracht werden und anschließend eine geeignete Trocknung durchgeführt wird.

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