DE1928949U - Tabakrauch-filter. - Google Patents

Description

Tabakrauoh-Filter/

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf neues, fortschrittliches Tabakrauch-Filter-Material, bzw. einen Tabakrauchfilter.

Nachdem festgestellt worden war, daß gewisse Rückstände der Tabakverbrennung physiologische Schäden am menschlichen Körper verursachen und beispielsweise Lungenkrebs hervorrufen oder für ihn mit verantwortlich gemacht werden müssen, wurden zahlreiche Versuche gemacht, um die Entstehung solcher Rückstände bereits bei der Tabakverarbeitung unmöglich zu machen oder diese während des labakverbrennungsprozesses zu beseitigen. Der letztgenannte Weg hat wahrscheinlich die größere Beachtung gefunden, da er wirtschaftlicher und leichter*durchzuführen ist, als die erstgenannte Verfahrensweise. Die Allgemeinheit ist auch wahrscheinlich wesentlich mehr mit dem Endprodukt der letztgenannten Behandlungsweise unter der allgemein, bekannten Bezeichnung "Filter-Zigaretten" vertraut.

Der Ausdruck "Filter-Zigarette" beschreibt im allgemeinen solche Zigarettenprodukte, welche an einem Ende ein filtrierendes Material aufweisen, welches ein Adsorbens enthält, das fäHg ist, Teerstoffe und Reizstoffe zu adsorbieren, wobei beim Rauchen der Rauch vor der Inha'<-lierung durch die rauchende Person durch den Filter hindurchgezogen wird.

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- Blatt 2 - /'

Der Filter soll dabei selbstverständlich im wesentlichen den genußvollen Vorgang des Rauchens vom Standpunkt des Geschmacks nicht negativ beeinträchtigen, es soll ferner vom physikalischen Standpunkt aus gesehen, der Durchgang der Luft durch den !Filter unter gleichzeitiger Entfernung der Teer- und Reizstoffe vom Tabakrauch nicht gestört -werden.

Gemäß vorliegender Feuerung wird ein verbessertes PiItarme d ium' für Filter-Zigaretten geschaffen, welches fähig ist, Teer- und Reizstoffe zu adsorbieren, jedoch den Durchzug der Luft durch den Filter nicht stört und im wesentlichen keine Verminderung des Geschmacks des Rauchs für den Raucher bedeutet.

Gemäß vorliegender !Teuerung, besteht das Filtermedium bzw. der Filter aus einem im wesentlichen unlöslichen Polymer von N-Vinyl-alpha-pyrrolidon oder aus einem anderen Üf-Vinyllactam.

Der hier verwendete Ausdruck "unlösliche Polymere des 1-Vinyl-alpha-pyrrolidons" soll Produkte bezeichnen;, we Ida e in ¥asser_? starken Mineralsäuren, Laugen und den gex-JÖhnlichen organischen Lösungsmitteln lös-lich sind im Unterschied zu solchen Produkten aus löslichen polymeren Materialien auf der Basis von Ef-Vinyl-alpha-pyrrolidon, welche dem Stand der Technik bekannt sind und beispielsweise nach den USA-Patenten 2 265 450 und 2 335 454 herstellbar sind. Die Herstellung von unlöslichen Polymerei der ΙίΓ-Vinyl-alpha·-pyrrolidone ist im USA-Patent 2 938 017, welches am 24. Mai I960 veröffentlicht wurde, beschrieben.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die unlöslichen Polymeren von K-Vinyllactamen außergewöhnlich brauchbar sind, als Filter für Zigaretten, Pfeifen oder Zigarren zur Entfernung von Teerstoffen und harzartigen Körpern aus dem

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- Blatt 3 -

Tabakrauch.

Zu diesem Zweck ist insbesondere das unlösliche Polymer des W-Vinyl-alpha-pyrrolidons geeignet.

Der Gegenstand vorliegender !Teuerung wird nun anhand der vorliegenden Zeichnungen erläutert.

Die figuren 1 und la zeigen den neuerungsgemäßen Filter in der Ausführungsform,die zum Einlaß in Zigaretten und Zigarren bestimmt ist.

Die Figuren 2 und 2a zeigen eine andere Ausführungsform des neuen PiIters zur Verwendung in Zigaretten-Haltern und in Pfeifen.

Das Filterelement 1 ist in einem Zylinder bezw. einem Röhrchen 4 aus Papier, Kunststoff oder Metallfolie eingeschlossen. Dieses Filterelement besteht aus Partikelchen 2 aus unlösliehen Polymeren von ΪΓ-Vinyl-Iac tarne η wobei ein oder zwei Abschlußpfröpfchen 3 aus Baumwolle oder anderem geeigneten Fasermaterial vorhanden sind, welche die Filter-Partikelchen an ihrem Platz halten.

Wenn das Filterelement in Pfeifen eingesetzt werden soll, wird (was nicht gezeichnet ist) am Ende des Pfeifenrohrs eine vergrößerte Kammer zur Aufnahme des Filters vorgesehen.

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- Blatt 4 -

Die I-Yinyl-Lactarae deren unlösliche Polymerisate gemäß vorliegender Erfindung als 3?iltermedium dienen, entsprechen der folgenden allgemeinen iOrmel

-R₁ )

JST

0 - 0

CH = CH,

in der R-, und R^ Wasserstoff eine Alkyl- oder Arylgruppe und η und n-, eine .Zahl von 0 bis 5 "bedeuten, wobei jedoch nur entweder η oder n-, 0 symbolisiert; Y bedeutet -0-, -S-, SO₂-_?-M- oder R₂

R-,

- Blatt 5 - H/

Bevorzugt zu verwendende ISf-Vinyllactame sind solche,der Formel

(CHR)_n

C = O

CH = CH₂

in -welcher R-, Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und η eine Zahl von 2 bis 4 bedeutet.

Andere lactame können leicht vinyliert werden gemäß den Vorschriften des US-Patentes 2 317 084 wobei deren unlösliche Polymere gemäß der Lehre vorliegender !Teuerung...verwendbar sind.

Als Beispiele von U-Yinyllactame, deren unlösliche Polymerisate gemäß vorliegender Neuerung anwendbar sind, seien die IT-Vinyl-substituierten Derivate der folgenden Lactame genannt:

U-Vinyl-alpha-pyrrolidon, 3,3-Dimethyl-2-pyrrolidon_s A₁ 4-Dimethyl-2-pyrrolidon, 3,3-Dimethyl-2-pyrrolidon_s, 3-Ä'thyl-2-pyrrolidon,, SyS-Dimethyl^-pyrrolidon, 3-Äthyl-2-pyrrolidon, 4-Acryl-2-pyrrolidon, 5-lthyl-2-pyrrolidon_s 3-Methyl-2-pyrrolidon, 4-Methyl-2-pyrrolidon, 5-Methyl-2-pyrrolidon, 3* 3,5-Trimethyl-2-pyrrolidon; 2-Piperidon_? 5j5-Diäthyl-2-piperidon, 5,6-Dimethyl-2-piperidon, 4-Äthyl-2-piperidon, 6-Äthyl-2-piperidon, 6-Äthyl-3-methyl-2-piperidon, 3-Methyl-2-piperidon, 4-Methyl-2-piperidon, 5-Methyl-2-piperidon, 6-Methyl-2-pipBridon, 2-Caprolactam, 3,6-Dimethyl-2-capro-

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- Blatt 6 -

lactam j 4₉6-Dimethyl-2-caprolactam, 4s,7-Dimethyl-2-caprolactam, 7,7-Diäthyl-2-caprolactam, 3-Äthyl-2-caprolaetam, 5-Ätliyl-2-caprolactam_? 6-Äthyl-2-caprolactam, 7-Äthyl-2-caprolactam, 4-Äthyl-6-methyi-2-caprolactara, 6-Äthyl-4-methyl-2-caprolac tarn;, 3-Methyl-2-caprolactam, 4-Methyl-2-caprolactam, 5-^Methyl-2-caprolactam, 6-Methyl-2-caprolactam; 2-Oxyzinidinon, 5-Äthyl-2-oxazinidinon, 5-£henyl-2-oxazinidinoriy 45 5-Dimethyl-2-oxazinidinon, 5,5-Dimetliyl-2-oxaziniäinon, 2,5-Diphenyl-2-oxazinidinon, 2-Phenyl-4-oxothiazolidon, 2_y2'-Diphenyl-4-oxothiazolidon, 2,2^f-Dimethyl-4-oxothiazolidon; 2-Oxazolidinon, 5-Methyl-2-oxazolidinon, 4-Methyl-2-oxazolidinonj, 5-Äthyl-2-oxazolidinon, 4,5-Dimethyl-2-oxazolidinonj 2-Phenyl-2-oxazolidinon, 5-Butyl-2-oxazolidinon, 5-Propyl-2-oxazolidirLon, 4,5-Diäthyl-2-oxazolidinon; 5-Methy 1-3-morpholinonj 5-Äthyl-3-niorpholinon, 3,5-Diwethyl-3-ittorpholinon und seine 2-Alkyl- und 6-Alkyl-Derivate; 2-?iperazinonj 3>3-Dimethyl-2-ketopiperazin, 3-Methyl-2-ketopiperazin; 4-Thiazolidon; 2-Metnyl-4-thiazolidinon; 2-Phenyl-4-thiazolidinon; 2-Phenyl-4-thiazolidinondioxyd; 2-Thiazolidon; 3-ihiamorpholinon; 2-Pyrimidon; 2-Imidazolidone; F,Ütf-Äthylenthioharnstoffe Tetrahydro-2H, (l,3)-oxazin-3-one.

Die unlöslichen Polymere der vorgenannten F-Yinyllactarne lassen sich leicht dadurch herstellen, daß man letztere in Anwesenheit geringer Mengen an Alkalimetall oder Erdalkalimetall bzta. einem Oxyd, Hydroxyd oder Alkoxyd dieser Metalle erhitzt.

Diese Polymere können ferner auch unter Verwendung der Hydride und Borhydride der Alkalimetalle hergestellt werden. Brauchbare Alkalimetanhydride und Borhydride, welche gründlich- geprüft und für wirksam befunden xiurden, sind Uatriumborhydrid, Kaliumborhydrid und Fatriumhydrid. Andere Alkalimetallhydride und Borhydride, die gleichfalls anwendbar sind, sind Lithiumhydrid, Lithiumborhydrid, Oäsiumhydrid,

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- Blatt 7 - /'

Cäsiumborhydrid, Rubidiuitihydrid und Rubidiumborhydrid. Gegebenenfalls können auch Mischungen aus Alkalimetallhydriden und/oder Alkalimetallorhyariden als Katalysatoren für die vorerwähnte Polymerisation eingesetzt werden.

Es ist ferner anstelle der Verwendung der unlöslichen Polymeren von ST-Vinyllactan im Filterteil einer Zigarette, Zigarre oder Pfeife auch möglich, daß lactan direkt dem Tabakblatt in jeder Stufe seiner Behandlung, also auch bevor- oder nachdem es gemahlen oder geschnitten ist, hinzuzufügen.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung des neuerungsgemäßen Gegenstands. .

Beispiel 1;

Anderthalb Längen eines Glasröhrchens eines Durchmessers von 10 Millimeter wurden in einer Höhe von 1,25 cm mit gepulvertem Celluloseacetatj, einem Zigarettenfilter-Material des Standes der Technik_P lose gepackt. ITm das Material im Röhrchen zu halten^ wurden kleine adsorbierende Verschließ-Pfröpfchen aus Baumwolle eingesetzt. Sodann wurde eine Zigarette (Marke Phillip Morris) so vollständig wie möglich durch den Filter geraucht. Sodann wurde das Filter-Material, Celluloseacetat, herausgenommen und in einem Gemisch von Äthanol und Äthylendichlorid im Verhältnis 1:4 aufgelöst. Die erhaltene Lösung wurde in einem Hardy-Spectrophotometer bezüglich ihrer Lichtabsorption bei 400 Millimikron gemessen.Die Absorptionsstärken sind dabei ein Maß für die Wirksamkeit des Filtermaterial bezüglich dem im Tabakrauch eingeschlossenen Teer- und anderen Reizstoffen. Es wurden ferner die sogenannten freien Zugeigenschaften des Filters bezüglich der Lebensdauer der Zigarette festgestellt.

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- Blatt 8 -

Beispiel 2;

Es wurde die gleiche Verfahrensweise angewendet wie in Beispiel 1 in der Abänderung, daß diesmal ein wasserlösliches Polyvinylpyrrolidon mit einem Pikentischer "K" - Wert von 30 und einer Partikelgröße von 100 bis 200 Maschen (nach Tyler-Siebtabelle) als Filtermaterial verwendet wurde.

Beispiel 3°

Es wurde die gleiche Verfahrensweise wie in Beispiel 1 angewendet mit der Abänderung, daß eine Mischung der Filter-IC Materialien der Beispiele 1 und 2 ira Verhältnis 50:50 zur Herstellung des Filters verwendet wurde.

Beispiel 4?

Es wurde die gleiche Verfahrensweise wie in.Beispiel 1 durchgeführt in der Abänderung, daß diesmal ein unlösliches Polymer von ΪΓ-Vinyl-porrolidon einer Partikelgröße von bis 200 Maschen (nach Tyler-Siebtabelle) welches nach der Vorschrift des USA-Patents 2 938 017 hergestellt worden war, als PiIter-Material verwendet wurde.

Die erhaltenen Testergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefasst.

	TABELLE I	ο Bemerkungen
Beispiel	Absorption bei 400 m/.	Frei ziehender Filter Filter hemmt nach einigen Zügen Filter hemmt nach einigen Zügen Frei ziehender Filter
1 2 3 4	0,83 0,38 0,58 0,96

Die eben angegebenen Absorptionsdaten wurden an Lösungen

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- Blatt 9 -

gleicher Festkörpergehalte ermittelt. Auch das Filtergewicht war ungefähr jedes Mal gleich groß.

Die oben angegebenen Daten zeigen deutlich, daß die Verwendung von unlöslichen Polymeren des U-Vinyl-alpha-pyrrolidons als Filter-Mateüdal für Tabakrauch einen Fortschritt bringt, da •während der gesamten Lebensdauer der Zigarette beim Rauchen ein freies Ziel möglich ist und gleichzeitig -wesentlich mehr reizende Teerstoffe aus dem Tabakrauch herausgefangen -werden, als dies mittels der Zigaretten-Filter-Materialien des Standes äei· Technik möglich ist.

Beispiel 5·

Gleiche Gewichtsteilean Cellulose-Acetat-Fasern und gepulverten unlöslichen Polymeren des Έ-Vinyl-pyrrolidons einer Parti te lgröße von 100 bis 200 Maschen (nach Tyler Siebtabelle) die gemäß Beispiel 1 des USA-Patents 2 938 01? hergestellt ■worden waren, wurden durch mehrstündiges Durcheinander-Wirbeln in einer halbgefüllten Schüttelvorrichtung innig miteinander gemischt. Sodann wurde dieses Matesal in einer Zigarettenherstellungsmaschine in die Form und Größe von Zigaretten gebracht und anschließend in kleine Pfropfe einer Länge von Ij5 cm geschnitten. Diese Filter-Pfröpfe wurden an die Enden von normalen Ficht-Filter-Zigaretten befestigt, indem man ein druckempfindliches Klebeband um Zigarette und Sröpfchen herumwickelte. Ähnliche Filterpfröpfehen wurden aus den gleichen Celluloseacetatfasern hergestellt, welche keine Zumischung an unlöslichen Polymeren von H-Vinyl-pyrrolidon aufwiesen. Diese Pfröpfchen wurden auf die gleiche Weise als Filter an den gleichen Zigarettentyp befestigt. Es wurden dann beide Zigaretten bis zu einem Abstand von 0,62 cm bis zum Filterbeginn abgeraucht und festgestellt, daß der Rauch der Zigaretten, welche einen Filter besaßen, der unlösliche Polymere von U-Vinyl-pyrrolidon enthielt, wesentlich milder war,

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- Blatt 10 -

als der Rauch der Zigarette, welche lediglich einen Celluloseacetatfilter besaß.

Beispiel 6;

Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 5 beschrieben, wurden gleiehe Gewichtsmengen an Zigarettentabak und an gepulverten (100 bis 200 Maschen nach Tyler-Siebtabelle) unlöslichen Polymeren des I-Vinyl-pyrrolidons, die gemäß Beispiel 1 des UbA-Patents 2 938 OI7 hergestellt worden waren_s miteinander vermischt und zu Filterpfröpfchen geformt_? welche durch äußeres Umwickeln mit einem druckempfindlichen haftenden Band an Ulcht-3?ilter-Zigaretten befestigt wurden. Es wurden ähnliche Pfröpfchen ferner aus dem gleichen Zigarettentabak hergestellt und an gleichartige Zigaretten befestigt« Beide Zigarettentypen wurden abgeraucht und dabei festgestellt„ daß der Hauch der Zigaretten? welche den Filter mit unlöslichen Polymeren aus IT-Vinyl-pyrrolidon besaßen, wesentlich milder xiar, als der der anderen Zigaretten.

Die Menge an unlöslichen Polymeren von N-Vinyl-lactamenj die eingesetzt xiird;, um die gewünschte Verminderung der reizenden Eigenschaften des Tabaks oder des Rauchs zu bewirken soll möglichst minimal SeIn₅, um die Kosten für die unlöslichen Polymeren möglichst niedrig su halten. Diese Mengen können bei den verschiedenen Tabakarten variieren und hängen ferner auch von der Art und Weise ab, gemäß der die unlöslichen PoIymeren in den Tabak eingearbeitet werden. Die optimale Menge kann jeweils durch Tests leicht ermittelt werden.

/Schutzansprüche:

Claims (2)

RA.507 931 *28.9.65 Schutzansprüche

1.) Tabakrauchfilter für Zigaretten, Zigarren und Pfeifen, dadurch gekennzeichnet,' daß er ein'unlösliches Polymer der PormeI

(R₂-O-R₁ )n (R₁-C-R₂)

C=O

CH=CH,

in welcher R₁ und R₂ Wasserstoff, die Alkyl- oder Arylgruppe und η und n* einen Wert von 0 bis 5 bedeuten₉wobei jeweils nur entweder η oder n- 0 beträgt und ferner Y -0-, -S-, SO₂-, -H-R₁ oder R₃-C-R₁- darstellt, enthält.

2.) Tabakrauchfilter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein unlösliches Polymer von U-Vinyl-alphapyrrolidon ist.