DE1913096B2

DE1913096B2 - Verwendung eines Kunstharzschaummaterials aus untereinander verbundenen Aggregaten als Filtermittel für Tabakrauch

Info

Publication number: DE1913096B2
Application number: DE1913096A
Authority: DE
Inventors: William R. Johnson; Jerome S. Osmalov; Richard N. Thomson
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris USA Inc
Priority date: 1968-03-21
Filing date: 1969-03-14
Publication date: 1975-03-27
Also published as: CH540655A; ES364742A1; DE1913096A1; NO131154C; FI52013B; IL31840A0; US3528433A; JPS4815640B1; NL6904313A; GB1259498A; NO131154B; FR2004361A1; BE729469A; LU58191A1; IL31840A; FI52013C; DE1913096C3; BR6907364D0; DOP1969001568A; AT291077B

Description

096

B, Verwendung gemäß der Erfindung

Abgewogene Mengen des unter A. erhaltenen Produktes wurden in einen an den 65-mm -Tabakstrang einer Zigarette angrenzenden Raum eingebracht, worauf ein entsprechend 85 mm Gesamtlänge zurechtgeschnittenes S-den/öSOOQ-Celluloseacetat-Stützfilter angesetzt wurde, um das Polymere an seinem Ort zu halten. Die Zigaretten wurden maschinell abgeraucht; Ergebnisse:

Tabelle I

Mikronetzartiges Polyvinylchlorid im Zigarettenfilter

Polyvinyl	Zugwider-	Gesamt	:1 2	Filter
chlorid	läUU UCr Zigarette	schwebestoffe	wirkungsgrad
mg	cm · 2,54	mg	%
100	5,0	15,5	63
100	7,0	10,1	75
150	9,0	8,6	84
150	11,0	3,5	92
Ohne Filter	2,4	41,2
(Kontroll
versuch)
	B e i sp i (

Ein in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 A erhaltenes poröses Polyvinylchlorid mit einer sehr gleichmäßigen Porengrößenverteilung, wobei die Durchmesser von 5 bis PO Mikron reichten und im Durchschnitt 15 Mikron betrugen, wurde in einen an den 65-mm-Tabakstrang einer Hände'",zigarette angrenzenden Raum eingebracht, worauf ein entsprechend 85 mm Gesamtlänge zurechtgeschnittenes 5-den/ 68000-Celluloseacetat-Stütznlter angesetzt wurde, um das Polymere an seinem Ort zu halten.

Die Zigaretten wurden maschinell abgeraucht; Ergebnisse:

Tabelle II

Mikronetzartiges Polyvinylchlorid im Zigarettenfilter

Polyvinyl chlorid mg	Zugwider stand der Zigare'te cm · 2,54	Gesamt- schwebcstoflc mg	Filter- wirkungsgrac %
60 150 Kein Filter	6,4 ιο,η 2,4	13,9 6,6 40	65 83

In den in Tabelle IN gezeigten Versuchen 1 bis 6 werden verschiedene harte und weiche Polyurethanschäume geprüft. Die Versuche 7 bis 10 sind mit erfindungsgemäßen Filterzigaretten durchgeführt worden. Dabei waren bei den Versuchen 1 bis 5 und 7 bis 10 die Filtermaterialien in granulärer Form und im Versuch 6 in Form von gerollten Blättern angeordnet.

Die Versuche 1 bis 6 entsprechen dem Stand der Technik, wie er aus der IT-PS 5 73 502 ersichtlich ist. Alle verwendeten Schaumstoffe, die des Standes der Technik, wie die erfindungsgemäßen, haben offene Zellen. Während die Filterwirksamkeit bei den Versuchen 1, 3, 5 und 6 befriedigend ist, genügt sie nicht bei den Versuchen 2 und 4. Neben der Filterwirksamkeit spielt aber der Zugwiderstand der Zigarette eine erhebliche Rolle. Der Zugwiderstand ist bei den Zigaretten der Versuche 1 bis 3 und 5 und 6 zu hoch. Beim Versuch 4 ist der Zugwiderstand gut, aber die Filterwirkung ist zu gering, und umgekehrt ist beim Versuch 6 die Filterwirkung sehr gut, aber der Zugwiderstand zu hoch. Die erfindungsgemäßen Filter gemäß den Versuchen 7 bis 10 zeigen einen geringen Zugwiderstand des Filters und in der Zigarette und gleichzeitig einen hohen Filterwirkungsgrad.

Bei den Versuchen 1 bis 6 wurden Polyurethanschäume verschiedener Hersteller geprüft. Die Porengröße bei den Versuchen 1 bis 4 ist nicht bekannt, beim Versuch 5 wird sie vom Hersteller mit 40 Poren/ cm angegeben.

Soweit die erfindungsgemäß einzusetzenden Filtermaterialien auf Grund der Verordnung über Tabak und Tabakerzeugnisse (Tabakverordnung) vom 10. Febiuarl972 (Bundesgesetzblatt, 1972, Teil I, S. 182) zur Zeit für Filter von Tabakwaren nicht zugelassen sind, dürfen diese nur für solche Tabakwaren verwendet werden, die für Lieferungen außerhalb des Geltungsbereiches des Lebensmittelgesetzes bestimmt sind.

	Menge des Schaum stoffes im Filter	Vergleicr	Tabelle ITI	Tabak füllung	Zugwider stand der Zigarette	G^samt- schwebe- stofie Abgabe	Fiiter- wirkungs- grad	14,3	t schlecht	Guter Wirkungsgrad,	9,3	72
	mg	Teilchen größe		mm	cm · 2,54	mg	/o			aber Zugwiderstand ist zu hoch
Filtermaterial (granular) außer Nr, 5		mm	ι von Filterzigaretten					9,5
			Zugwider stand des Filters
1, Harter Po'.yurethan-	75		cm · 2,54	65	9,0	14,2	61	60
schaum, offene		<0,42
Zellen A								72	5,0	10,8	68
2. Harter Polyurethan -	75		7,0	65	8,0	17,4	52
schaum, offene		<0,42
Zellen B
3. Weicher PoIy-	75		6,0	65	8,0	12,4	67
urethanschaum,		<0,42
offene Zellen C ...								5,0	11,3	68
4. Weicher Poly	75		6,0	65	4,5	21,1	42
urethanschaum,		0,41				Guter Zugwiderstand,
offene Zellen D ...		UlS				aber Wirkungsgrad i:
		0,17	2,5

5. Weicher PoIy-						5,0	8,5	76
utethanschaum	245			65	8,0
40 Poren/cm (Blatt
material) E	40			65	8,0
6. Polyurethanschaum,		<0,42	6,0
offene Zellen F ...
			6,0			5,0

7. Schaum aus Vinyl
chlorid/Vinylacetat-
Mischpolymerisat	75			65
90/10		0,42
Poreneröße 8 μ ...		bis 0,17
			3,0
8. Schaum aus Vinyl
chlorid/Vinylacetat-
Mischpolymerisat	75			65
90/10		0,42
Porengröße 8 μ ...		bis 0,17
			3,0
9. Schaum aus Vinyl-
chlorid/Vinylacetat-
Mischpolymerisat	75			65
90/10		0,42
Pörengröße 15 μ ..		bis 0,17
			3,0
10. Schaum aus Vinyl-
chlorid/Vinylacetat-
Mischpolymerisat	75
90/10		0,42
Porengröße 8 μ ...		bis 0,17
	3,0

Claims

I 2

Die thermoplastischen Kunstharze können auch

Patentanspruch; Weichmacher enthalten. Hierfür sind die aus dem

Stand der Technik bekannten Weichmacher geeignet.

Verwendung eines Kunstharzschaummaterials Im allgemeinen beträgt der Weichmachergehalt 40 bis aus untereinander verbundenen Aggregaten eines 5 160% vom Gewicht des Kunstharzes,
thermoplastischen Kunstharzes aus der Gruppe Der durchschnittliche Porendurchmesser im Ka-PolyvJnylcblorid, Polyvinylacetat, Polyäthylen, Po- pillarporemystem beträgt 2 bis 25 Mikron. Besonders lyvinylbutyrat, Mischpolymeren von Vinylchlorid bevorzugt wird ein durchschnittlicher Porendurch- und alkylsubstituierten Maleaten, Mischpolymeren messer von 4 bis 20 Mikron, wobei in besonders bevorvon Vinylchlorid und Vinylacetat und Mischungen n> zugter Weise die Porengrößenverteilung dem Vorderseiben und Mischpolymeren von Vinylchlorid liegen von nicht mehr als 15% Poren mit einem und Estern der Acryl- und Methacrylsäure mit Durchmesser von unter 3,5 Mikron entspricht,
einem sich von Oberfläche zu Oberfläche der Struk- Es ist vorteilhaft, wenn die Kunstharzschaum-

tur erstreckenden, netzartigen Kapillarporensystem teilchen eine Größe von 0,42 bis 0,17 mm aufweisen, und einem durchschnittlichen Porendurchmesser 15 Das mikroporöse Kunstharzschaummaterial soll in von 2 bis 25 Mikron als Filtermittel für Tabak- dem Filter vorzugsweise nicht in Form einer so dichten rauch. Packung angeordnet werden, daß keine Durchlässe

mehr für das Hindurchpassieren des Pauches vor-

liegen. Vorzugsweise sind die Tabakrauchfilter so

20 aufgebaut, daß der Rauch durch und um die Teilchen aus Kunstharzschaummaterial passieren kann.

Der Zugwiderstand ist wie folgt definiert: Ein Va-

Zum Filtern von Tabakrauch sind schon viele kuumsystem wird auf die zugweise Vorlage eines Stoffe vorgeschlagen worden. Bekannt ist die Verwen- Luftstroms von 1050 cm³/Min. eingestellt, indem man dung von Holzkohle, gegebenenfalls in Kombination ²5 das verjüngte Ende eines Kapillarstandardrohrs durch mit Papier, Fasern und anderen bekannten Filter- den Zahndamm des Zigarettenhalters einsetzt und die materialien. Aus der CH-PS 3 19 926 ist es bekannt, Anzeige des Wassermanometers auf den korrekten als Filtermassen für Zigaretten Kunstharzschäume zu Zugwiderstand einstellt, wobei man vor dem Einsetzen verwenden, die Harnstoff in feiner Verteilung ent- der Standardkapillare den Manometerwasserstand halten. In der IT-PS 5 74 416 werden Harnstoff- 3o auf Null einstellt.

Formaldehydharze, bei denen zusätzlich noch SiIi- Dann wird das Mundstückende einer Zigarette oder

cagele verwendet werden, als Filter verwendet. Ge- eines Pfropfens auf eine Tiefe von 5 mm in den Zahnmäß IT-PS 5 73 502 werden als Filter für Zigaretten damm des Zigarettenhalters eingesetzt. Der Druck-Schwämme oder Schäume aus Di- oder Polyiso- abfall hinter dieser Zigarette beim Hindurchströmen cyanaten verwendet. Diese bekannten Schaumstoffe 35 von Luft mit 1050 cm³/Min. wird an dem geneigten sind Weichschäume, d. h., sie sind elastisch und stellen Wassermanometer direkt als Zugwiderstand (Einheit nicht starre Gebilde dar. Voraussetzung für einen cm · 2,54 Wassersäule) abgelesen,
hohen Filtervvirki-ngsgrad ist unter anderem, daß die Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erverwendeten Schaumstoffe offenzellig und mikro- läuterung der Erfindung,
porös sind. Schäume auf Basis von Formaldehyd sind 4o

immer geschlossenzellig. Solche Schäume sind aber Beispiel 1

nicht geeignet, um gleichzeitig eine gute Filterwirkung _{A IT} „ . , ,

und einen möglichst geringen Zugwiderstand zu er- ^A" Herstellung des Kunstharzschaumes

möglichen. Außerdem haftet Harnstoff-Formaldehyd- 1 Teil Polyvinylchlorid wurde zu einem homogenen

harzen immer ein unangenehmer Geruch an, der auch 45 Plastisol mit 1 Teil D-(2-äthylhexyl)-phthalat gemischt, nicht vollständig, etwa durch überschüssigen Harn- 0,1 Teile dreibasisches Bleisulfat und 4 Teile Dekastoff, entfernt werden kann. hydronaphthalin wurden zugemischt. Die Emulsion Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter für Tabak- wurde in ein Glasrohr gegossen, dies·.3 dann in festes rauch aus Kunstharzschaummaterial zu stellen, das Kohlendioxid getaucht, der freie Raum mit trockenem eine hohe Filterwirksamkeit und gleichzeitig einen 5° Stickstoff gespült und das Rohr verschlossen,
niedrigen Zugwiderstand ergibt. Im Ofen wurde nach Wiedererreichen einer Ofcn-Gegens'tand der Erfindung ist die Verwendung eines temperatur von 176⁰C 45 Min. erhitzt; Maximal-Kunstharzschaummaterials aus untereinander ver- temperatur 183⁰C. Das nach dem Abkühlen und bundenen Aggregaten eines thermoplastischen Kunst- Öffnen des Rohrs als fester, jedoch elastischer Stab harzes aus der Gruppe Polyvinylchlorid, Polyvinyl- 55 entnommene Produkt wurde in Scheiben von 3,2 bis fteetat, Polyäthylen, Polyvinylbutyral, Mischpolymeren 1,6 mm Dicke geschnitten und 4 Std. der Atmosphäre Von Vinylchlorid und alkylsubstituierten Maleaten, über siedendem Äthanol ausgesetzt.
Mischpolymeren von Vinylchlorid und Vinylacetat Das Produkt wurde im Vakuumofen 4 Std. bei etwa und Mischungen derselben und Mischpolymeren von 10 mm Druck und 5O⁰C getrocknet. Die mikrosko-Vinylchlorid und Estern der Acryl- und Methacryl- ⁶° pische Untersuchung ergab eine gleichmäßige Versäure mit einem sich von Oberfläche zu Oberfläche der teilung der Poren durch die gesamte Masse und einen Struktur erstreckenden, netzartigen Kapillarporen- Porendurchmesser in einem sehr engen Bereich von system und einem durchschnittlichen Porendurch- 4 bis 15 Mikron, im Durchschnitt von 5 Mikron. Das messer von 2 bis 25 Mikron als Filtermittel für Tabak- spröde Produkt ließ sich in feine Teilchen aufbrechen, rauch. 65 welche die poröse Struktur behielten.

Das erfindungsgemäß verwendete Kunstharzschaum- Das Produkt wurde durch Behandlung auf einem

material kann nach dem Verfahren der US-PS2777824 W«ring-Mischer zerkleinert und auf eine Teilchen- und US-PS 30 55 297 hergestellt werden, größe von 0,42 bis 0,17 mm gesichtet.