DE1922393B2 - Drei-Komponenten-Tabakrauchfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drei-Komponenten-Tabakrauchfilter, der einen absorbierenden und einen schwach absorbierenden Abschnitt aus faserigem oder fadenförmigem Material wie Zelluloseazetat oder aus Schaumstoff aufweist und der ein wäßriges Anfeuchtungsmittel in einer flüssigkeitsdichten, durch Fingerdruck aufbrechbaren Kapsel enthält.

Ein Filter dieser Art ist aus der US-PS 33 66 121 bekannt Der Inhalt der Kapsel soll nach ihrem Zerbrechen den Durchgang schädlicher Anteile des Tabakrauches durch den Filter verhindern. Dazu ist die Kapsel mit Wasser und mit einer zusätzlichen Lösung eines die Filterwirkung erhöhenden chemischen Materials gefüllt.

Es hat sich gezeigt, daß das Einlagern des die Filtereigenschaften verbessernden Materials in dieselbe Kapsel, die das auf Fingerdruck freigebbare Anfeuchtungsmittel enthält, erhebliche herstellungstechnische wie gebrauchsbedingte Nachteile solcher Tabakrauchfilter zur Folge hat. So besteht im Zuge des Produktionsvorganges die Gefahr, daß das Zusatzmittel aus der Lösung in der Kapsel bei Anwendung von Kühlmitteln im Zuge der Kapselherstellung extrahiert wird.

Auch ist es für den Produktionsvorgang von Nachteil, daß der Gefrierpunkt des Kapselinhaltes bei Mischung von Anfeuchtungsmittel mit Rauch behandelndem Material abgesenkt wird, weil das niedrigere Temperaturen bei der Herstellung der Kapsel bedingen würde. Ferner hat sich gezeigt, daß das schon angefeuchtete Zusatzmittel durch das Material der Kapselwandung hindurchdiffundieren bzw. in diesem Wandungsmaterial absorbiert werden kann, wenn solche Tabakrauchfilter lange gelagert werden. Schließlich hat sich'gezeigt, daß beim Gebrauch solchen Filters die Wirkung des zur Unterstützung der Filterwirkung in der Kapsel enthaltenen Materials sich nicht voll entfalten kann, wenn unmittelbar nach dem Aufbrechen der Kapsel, noch ehe eine hinreichende Verteilung über den Tabakrauchfilter sichergestellt ist, mit dem Rauchen begonnen wird.

In Erkenntnis dieser Mangel, die den eingangs genannten Tabakrauchfiltern gattüngsgemäßer Art anhaften, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Tabakrauchfilter der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß seine Fertigung vereinfacht und seine Filterwirkung verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Drei-Komponenten-Tabakrauchfilter der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß der absorbierende Abschnitt aus Papier oder Papierwatte besteht und mit Polyäth>denjmin, Zinkazetat, Natriumkarbonat und/ oder Trinatriumphosphat behandelt worden ist

Das die Filterwirkung unterstützende Material ist nun also nicht mehr zusammen mit dem Anfeuchtungsmittel in der Kapsel enthalten, sondern im absorbierenden Abschnitt des Tabakrauchfilters. Es wird erst unmittelbar vor bestimmungsgemäßem Gebrauch des Tabakrauchfilters aktiviert, indem die Kapsel zerbrochen und das Anfeuchtungsmittel zum Benetzen des absorbierenden Abschnittes und seiner Imprägnierung freigegeben wird Dadurch ist sichergestellt, daß beim Herstellen der Kapsel bzw. beim Lagern des Tabakrauchfilters keine bemerkenswerte Verluste an die Filterwirkung unterstützendem Zusatz-Material mehr auftreten können und insbesondere auch bei der Herstellung der flüssigkeitsgefüllten Kapsel auf die temperaturabhängigen Eigenschaften dieses Zusatzmittels keine Rücksicht mehr genommen werden muß. Die erfindungsgemäße Lösung führt darüber hinaus zu einer wesentlichen Steigerung der zusätzlichen Filterwirkung auf Grund des Zusatzmaterials, weil dieses großflächig im absorbierenden Abschnitt des Filters enthalten ist und lediglich noch durch Freisetzen der in der Kapsel enthaltenen Flüssigkeit zu aktivieren ist, ohne sich selbst zu Beginn des Rauchens, also mit Aufbrechen der Kapsel, noch über wesentliche Teile des Filters ausbreiten zu müssen. Bis zu dieser Aktivierung des die Filterwirkung unterstützenden Materials ist eine nennenswerte Beeinträchtigung seiner Eigenschaften auf Grund Lagerungsgegebenheiten nicht zu befürchten, weil erst durch die Anfeuchtung des absorbierenden Abschnittes die Aktivierung dieses Zusatzmaterials erfolgt. Es kann nun ungeschwächt seine volle Wirkung entfalten.

Beim Anfeuchtungsmittel, das in der Kapsel enthalten

J5 und durch Fingerdruck freigebbar ist, um den imprägnierten absorbierenden Filter-Abschnitt anzufeuchten und damit zu aktivieren, kann es sich um Wasser oder ein anderes wäßriges Medium handeln. Die das Anfeuchtungsmittel enthaltende Kapsel, von der auch mehrere vorgesehen sein können, ist im mittleren Abschnitt des Drei-Komponenten-Tabakrauchfilters zwischen dem absorbierenden Abschnitt und dem schwach absorbierenden Abschnitt angeordnet, in dessem Bereiche der Fingerdruck auszuüben ist, um die Kapsel(n) aufzubrechen und das Anfeuchtungsmittel zum Aktivieren der Imprägnierung des absorbierenden Abschnittes freizugeben. Dieser gesonderte Abschnitt kann ebenfalls ein absorbierendes Material wie z. B. Papier oder Papierwatte aufweisen, das die Kapsel(n) umgibt oder einbettet.

Schon auf Grund der Benetzung des absorbierenden Abschnittes durch das bei zerbrochener Kapsel freigesetzte Anfeuchtungsmittel ist eine Verbesserung der selektiven Filtereigenschaften des Materials des absorbierenden Abschnittes bezüglich der flüchtigen Bestandteile der Dampfphase des Rauches feststellbar. Die besondere Unterstützung der Filterwirkung des Tabakrauchfilters wird durch die genannte Behandlung des Materials dos absorbierenden Abschnittes mit zur Förderung der Filterwirkung geeigneten Materialien unterstützt. Dieses Zusatzmaterial, das an sich schon eine selektive Wirkung auf die flüchtigen Bestandteile des Rauches ausübt, wird in seiner selektiven Wirkung durch den Zusatz des aus der aufgebrochenen Kapsel

h5 stammenden Anfeuchtungsmittels außerordentlich stark verbessert.

Die im mittleren Abschnitt des Drei-Komponenten-Tabakrauchfilters vorrätig gehaltene Menge an An

Das Analyseergebnis weist bezüglich der flüchtigeren Bestandteile des Rauches, nämlich bezüglich Aldehyden und Hydrogensulfiden und in geringerem Umfange auch bezüglich der Zyanwasserstoffe, aus, daß steigender Wassergehalt im Filter eine steigende Abscheidung erbringt.

10

15

20

feuchtungsmittel hängt von den Anforderungen an den einzelnen Rauchartikel ab. Im Falle einer herkömmlichen Zigarette wurde festgestellt, daß ungefähr 50 mg Anfeuchtungsmittel eine ausgezeichnete Wirkung herbeiführen. Ein höherer Gehalt, von beispielsweise 100 oder 150 mg, erwies sich nur im Hinblick auf die Ausscheidung von stärker flüchtigen Bestandteilen als vorteilhaft Für die Erfordernisse der Praxis wird ein Bereich von 10 bis 500 mg bevorzugt-Nachstehend sind experimentell mit solchen Drei-Komponenten-Tabakrauchfilter ermittelte Filterresultate angegeben, wobei der schwach absorbierende Abschnitt der mundseitigen Abschnitt des Filters, an den eine Rauchmaschine angeschlossen wurde, darstellte, während der absorbierende und mit einem der genannten Materialien behandelte Abschnitt am gegenüberliegenden Ende des Filters, also tabakssitig angeordnet war. Die Rauchmaschine arbeitete mit einem Zug pro Minute von zwei Sekunden Dauer und 35 m) Volumen. Der an die Rauchmaschine angeschlossene Endabschnitt der Drei-Komponenten-Tabakrauchfilter war ein 15 mm Zelluloseazetatfilter mit einem Fadenfeinheitsgrad von 8 denier und einem Gesamtfeinheitsgrad des Abschnittes von 48 000 denier. Der gegenüberliegende Endabschnitt war 15 mm lang und bestand aus Tabakrauchfilterpapier. Der mittlere Abschnitt enthielt eine 50 mg Wasser enthaltende versiegelte Kapsel, die aus einem 7 mm langen plastischen Polyvinylchloridrohr von 6,7 ± 0,1 mm Außendurchmesser bestand, das an jedem Ende mit einem mürben Harz auf Kollophoniumbasis versiegelt war.

Solche Drei-Komponenten-Tabakrauchfilter wurden, mit tabakseitig gelegenen Papierabschnitten, an Zigaretten angefügt und, nachdem das Wasser durch Zerbrechen der versiegelten Kapsel durch Fingerdruck freigegeben worden war, von der Rauchmaschine geraucht. Dafür war der Papierabschnitt so vorbehandelt worden, daß er 10 Gewichtsprozent Polyäthylenimin bezogen auf das Ursprungsgewicht deä Papiers enthielt. Die Ergebnisse, wie sie sich für die stärker flüchtigen Bestandteile des Rauches darstellen, sind in der nachstehenden Tabelle für die genannte Menge von 50 mg Wasser in der Kapsel sowie für 100 mg und 150 mg Wasser dargestellt, wobei zum Vergleich auch Analyseergebnisse angegeben sind, die ohne Vorhandensein eines das Zusatzmaterial im absorbierenden Abschnitt aktivierenden Anfeuchtungsmittels gewonnen wurden:

Tabelle

Zurückgehaltene Bestandteile (%)

Wassermenge pro Filter (mg)

0 50 100 150

jo

J5

40

50

Aldehyde	15	70	82	82
Zyanwasserstoff	65	83	86	89 bo
Hydrogensulfid	17	52	76	90

Außer Polyäthylenimin sind Zinkazetat, Natriumkarbonat und Trinatriumphosphat weitere filterungsverbessernde Zusätze, die dem absorbierenden Papier-Abschnitt des Filters hinzugefügt werden können. Zweckmäßigerweise geht die Konzentration bis zu 15% des Gewichts des Papierabschnittes und liegt vorteilhaft zwischen 5 und 10%.

An einem weiteren Beispiel ergab der Vergleich von Rauch, der beim Rauch von Zigaretten durch ähnliche, einen mit 5 Gewichtsprozent Zinkazetat behandelten Papierabschnitt enthaltende, Filter mit bzw. ohne Zusatz von 100 mg Wasser entstand, die folgenden Ergebnisse für die zurückgehaltenen Bestandteile (Angaben in %):

Aldehyde Zyan- Hydrogenwasser- sulfid
stoff

Ohne Wasserzusatz 10 62 21

weniger als

Mit Wasserzusatz 19 88 95

Bei dem aus drei Abschnitten bestehenden Tabakrauchfilter können die das Anfeuchtungsmittel enthaltende und auf Fingerdruck freigebenden Kapseln jede geeignete Form aufweisen, z. B. zylindrische, kugelige oder eiförmige Formen; die Flüssigkeit kann auf verschiedene Art und Weise eingekapselt sein.

Die Kapseln können aus dünnwandigem, flexiblem oder halbflexiblem Rohr hergestellt werden, das an den Enden durch ein mürbes Harz verschlossen ist, für das oben ein Beispiel angegeben ist Das Rohr besteht zweckmäßigerweise aus plastischem Material wie z. B. Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyäthylen oder Polypropylen. Es kann den gleichen Außendurchmesser wie die anderen Abschnitte des Tabakrauchfilters aufweisen und eine glatte oder geriffelte Oberfläche haben. Das Versiegeln der Enden kann mittels einer brechbaren Wachskomposition, wie z. B. einer Mischung aus paraffinartigen, mit Polyäthylen vermischten Wachsen, erfolgen, wobei handelsübliche Wachskompositionen Verwendung finden können.

Eine andere Art der Endversiegelung kann mittels eines brechbaren Filmes erfolgen, wie er beispielsweise als klarer, klebender, zelluloseartiger Streifen handelsüblich ist. Die Versiegelungen können aus Kombinationen von Materialien bestehen, z. B. aus einer flexiblen Kunststoffkappe mit einer zentrischen öffnung, die mit einem brechbaren Harz oder Wachs verschlossen ist. Es genügt, wenn lediglich ein Ende eine vollständig brechbare Kappe aufweist, während das andere Ende in anderer geeigneter Weise verschlossen ist.

Eine Kapsel kann vollständig aus Harz oder aus Wachs hergestellt sein und die Flüssigkeil zur Anfeuchtung des absorbierenden Abschnittes enthalten. Eine solche Kapsel kann aus Wachs mittels Sintern hergestellt werden, was die Herstellung eines Behälters von genau reproduzierbaren Abmaßen erlaubt. Dieser Behälter kann mittels einer Wachs-Polyäthylen-Komposition vollständig versiegelt werden.

Alternativ kann eine Kapsel einen Aufbau mit wasserbeständigen Gelatinewandungcn aufweisen, wobei der Kapselinhalt mindestens 10 Gewichtsprozent Glyzerin in einem wäßrigen Medium enthält.

Als weitere Alternative kann das wäßrige Medium in den Zellen eines brüchigen Schaumes oder eines

zelligen Materials zur Realisierung der aufbrechbaren Kapseln enthalten sein. Ein geeigneter Schaum kann durch Verrühren einer Mischung eines Gewichtsteils geschmolzenen Paraffins und zweier Gewichtsteile Wasser erhalten werden. Durch la&gsames Abkühlen bildet der stabile Schaum ein geschmeidiges Gel, das zu Filterstäben vergossen und anschließend zu Fälterabschnitten zerschnitten werden kann. Herkömmliche Polymere von niedrigem Molekulargewicht, z. B. niedermolekulares Polystyrol, kann an Stelle von Wachs verwendet werden.

Aus thermoplastischem Material, wie z. B. Polyäthylen oder Polystyrol, bestehende Folien, können zu Behältern verformt werden, die dann als Kapseln verwendet werden können. Nach dem Füllen können sie mit Harz oder Wachs versiegelt werden, wie es vorstehend beschrieben ist

Die Verwendung der Erfindung kann durch die Tabakverordnung vom 10. Februar 1972 (BGBL 72, Teil I, S. 78 bis 183) beschränkt sein.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Drei-Komponenten-Tabakrauchfilter, der einen absorbierenden und einen schwach absorbierenden Abschnitt aus faserigem oder fadenförmigem Material wie Zelluloseazetat oder aus Schaumstoff aufweist und der ein wäßriges Anfeuchtungsmitte! in einer flüssigkeitsdichten, durch Fingerdruck aufbrechbaren Kapsel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der absorbierende Abschnitt aus Papier oder Papierwatte besteht und mit Polyäthylenimin, Zinkazetat, Natriumkarbonat und/oder Trinatriumphosphat behandelt worden ist