DE1957763B2 - Tabakrauchfilter - Google Patents
TabakrauchfilterInfo
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
- A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
- A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
- A24D3/14—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as additive
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Tabakrauchfilter, insbeson- r>o
dere ein Zigarettenfilter, aus einem vliesartigen Filtermaterial, das aus zueinander in Wirrlage befindlichen
Fasern besteht und in das Partikel eingelagert sind. Solche Tabakrauchfilter sind z. B. aus der US-PS
42 188 und der CH-PS 3 33 897 bekanntgeworden.
Bei diesen Filtern verläuft die Herabsetzung der Kondensat- und der Nikotinwerte in etwa parallel.
Interessant ist aber lediglich die Herabsetzung der Kondensatwerte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein t>o
Tabakrauchfilter der eingangs gekennzeichneten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Kondensatwerte
wesentlich, die Nikotinwerte dagegen nicht soweit herabzusetzen.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Tabakrauchfilters
wird das vliesartige Filtermaterial, das aus zueinander in Wirrlage befindlichen Fasern besteht und
in das Partikel eingelagert sind, z. B. mit einer Schar von Rundmessern in gleichmäßige Streifen zerschnitten, die
naturgemäß rechteckigen Querschnitt haben und zu einem endlosen Filterstab zusammengefaßt sind. Für
den Tabakrauchstrom stellen diese parallel zueinander liegenden Streifen eine dichte Masse dar, so daß er
ausschließlich durch den nicht von diesen Streifen erfüllten Filterraum hindurchströmt. Die Summe der
Querschnittsfläche dieser nicht erfüllten Räume ergibt die »freie Durchgangsfläche«, die bei einem gewählten
Zugwiderstand des Filterstopfens so einzustellen ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchstromes zur
optimalen Niederschlagung ausreichend groß ist. Diese »freie Durchgangsfläche« ist für jede Filteraufgabe
unter Berücksichtigung der Filterlänge, der jeweiligen Tabakmischung, des für den günstigsten Geschmackseindruck noch zulässigen Zugwiderstandes der Gesamtzigarette
etc. empirisch von Fall zu Fall neu festzulegen. Die in die Räume zwischen den Filtermaterialstreifen
hineinkragenden, zermahlenen Schaumstoffteilchen bilden dabei eine Vielzahl von Turbulenzzentren, die die
Voraussetzung für die gegenüber herkömmlichen Zigarettenfiltern verbesserte Adsorptionsleistung der
erfindungsgemäßen Tabakrauchfilter bilden. Vorzugsweise wird dabei die mittlere Teilchengröße der
Schaumstoffpartikeln kleiner als der mittlere Porendurchmesser des den Partikeln zugrunde liegenden
Schaumstoffes gewählt.
Als Trägervliesfasern können beliebige faserige Materialien verwendet werden, wie Asbest, Cellulose,
Celluloseacetat, Regeneratcellulose, Glasfasern, Linters etc. Als Verbindungen, die im Vlies zur Polymerisation
gebracht werden, haben sich vornehmlich Styrole bewährt, aber auch Acryl- oder Methacrylsäureester,
Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylether und Isobutylen.
Das Vlies mit den lose eingelagerten Schaumstoffpartikeln wird mit Lösungen oder Emulsionen der
monomeren oder auch partiell polymerisierten, noch polymerisationsfähigen Verbindungen beansprucht
oder in sie getaucht und durch beliebige Wärme- oder Lichtbehandlung, während der die Polymerisation
abläuft oder zu Ende verläuft, mit den eingelagerten Schaumstoffpartikeln zu einer nicht mehr zu lösenden,
lockeren Einheit verbunden.
Bei langsam verlaufenden Reaktionen ist die zusätzliche Verwendung von Polymerisations-Katalysatoren
zweckmäßig. Als solche haben sich Kobalt- oder Mangansalze alizyklischer Karbonsäuren in Mengen
unter 1% (bezogen auf die polymerisationsfähige Verbindung), vornehmlich 0,02 — 0,2% als günstig
erwiesen.
Das erfindungsgemäße Tabakrauchfilter läßt sich noch verbessern, wenn den verwendeten polymerisationsfähigen
Verbindungen Blähmittel zugesetzt werden, die im Vlies eine zumindest partielle Verschäumung
des Kunststoffes möglich machen. Auch der Zusatz von an sich schäumbaren Kunststoffen hat sich zur weiteren
Verbesserung der erfindungsgemäßen Tabakrauchfilter bewährt. Das Vlies wird auf diese Weise noch
aufnahmefähiger für die sich an den eingelagerten, zermahlenen Schaumstoffpartikeln niederschlagenden
Tabakrauchkondensate.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert und die gegenüber herkömmlichen
Filtermaterialien erreichbare Verbesserung aufgezeigt.
Polyurethanschaum mit einem mittleren Porendurchmesser von 1,2 mm wurde zerrieben und nach
Teilchengröße fraktioniert. Für die aufgeführten Beispiele wurde eine Fraktion von 0,25 bis 0,7 mm
verwendet. Die Partikel haben in diesem Korngrößenbereich unter der Voraussetzung einer Porengröße von
0,8—1,5 mm die Form flacher Schalen oder größerer Bruchstücke davon. ι ο
30 g dieser Schaumstoffpartikel wurden zu 200 g in Wasser aufgeschlagenem Zelluloseazetatfasermaterial
von 1,6 Den. und einer Faserlänge von 2,0—4,0 mm gegeben, das Ganze kräftig aufgerührt und über Siebe
abgesaugt. Dabei wurden die Siebflächen so gewählt, r> daß die entstandenen Blätter nach dem Trocknen (ohne
Druck) ein lockeres Vlies mit einer Stärke von ca. 0,5 mm bildeten.
Die getiockenten Blätter wurden darauf durch eine 20%ige äthanolische Styrollösung geführt, getrocknet
und durch Erwärmung auf 140° C gehärtet. Danach wurden sie in 0,5 mm breite Streifen von annähernd
quadratischem Querschnitt geschnitten. Diese Streifen wurden in einer solchen Anzahl zu Filterstäben von
8,25 mm Durchmesser zusammengefaßt und mit einer Papierumhüllung versehen, daß aus diesen Filterstäben
geschnittene, 17 mm lange Filterstopfen einen Zugwiderstand von 60 ±5 mm Wassersäule bei einer
Strömungsgeschwindigkeit von 17,5m!/sec besaßen. In
den Filterstäben und Filterstopfen lagen die einzelnen Streifen Filtermaterial annähernd parallel zueinander
und begrenzten Rauchstromkanäle von gleichem Querschnitt und gleicher Anzahl über die gesamte
Filterstablänge, so daß in jedem aus dem in diesem von Hand gefertigten Beispiel zwar endlichen, sonst aber
endlosen Filterstrang geschnittenen Filterstopfen die gleiche »freie Durchgangsfläche« gesichert ist.
Die aus den Stäben geschnittenen Filterstopfen wurden an Zigarettentabakstränge gesetzt und die so
entstandenen Filterzigaretten entsprechend dem DIN-Entwurf Nr. 10.240 (siehe auch »Beiträge zur Tabakforschung«,
1, S. 32 [1961], 1, S. 307 [1962]) verraucht und
der Hauptstromrauch sowie das Filter analytisch untersucht. Als Vergleich dienten 17 mm lange Filter aus
Zelluloseazetattow mit einem Einzeltiter von 5 Den. und einem Gesamttiter von 78 000 Den. unter Verwendung
von 9% Triacetin als Härter, die im gleichen Zugwiderstandsbereich wie die erfindungsgemäßen
Filter lagen und wie diese an die gleichen Zigarettentabakstränge gesetzt worden waren. Die nachfolgende
Tabelle 1 gibt Aufschluß über die Überlegenheit des neuen Filters gegenüber dem herkömmlichen. Der
direkte Adsorptionsgrad des Filters für Nikotin ist beschrieben durch den Quotienten:
rv , , A , ,· ir- mi .· Nikotin im Filter (mg) · 100
Direkter Adsorptionsgrud Fur Nikotin = ---.-τ---.— -.—--—-. —r. ,—··■;
Nikotin im Rauch + Filter (mg)
Filterzigaretten | Filterzigaretten | |
17 mm Zellulose | 17 mm Filter | |
acetatfilter | Beispiel I | |
Rauch | ||
Tabakgewicht verraucht, mg | 810 | 802 |
Durchschnittliche Zugzahl | 9,6 | 9,5 |
Gesamtkondensat feucht, mg | 24,4 | 9,1 |
Gesamtkondensat trocken, mg | 24,2 | 8,1 |
Nikotin, mg | 1,31 | 0,57 |
Filter | ||
Nikotin, mg | 0,67 | 1,41 |
Direkter Adsorptionsgrad für Nikotin | 33,8 | 71,2 |
30 g Schaumstoffpartikel (aus Beispiel 1) wurden zu 200 g Linters gegeben, die in Wasser aufgeschlagen
worden waren. Die Linters hatten eine mittlere
Faserlänge von 2,5 mm. Sonst wurde wie in Beispiel 1 verfahren. Die Rauchergebnisse sind in Tabelle 2
aufgeführt.
200 entklumpte Linters und 20 g zermahlener Polystyrolschaum wurden in einer Luftwirbelkammer
innig untereinander vermischt und in einen Rüttelsiebkasten gegeben, an den gegenüber einem unter der
Siebfläche entlanggeführten endlosen Stahlband eine elektrische Spannung von + 18 000 Volt gelegt worden
war. Die Linterfasern und die Schaumpartikeln wanderten im elektrischen Feld entsprechend ihrer elektrischen
Ladung auf das geerdete Stahlband, wo sie mit 6% ihres Gewichtes an Vinylacetat besprüht wurden. Dem
Sprühmittel war kurz vor dem Verarbeiten 0,1% seines W) Gewichtes an Kobaltnaphthenat zugesetzt worden.
Nach einer Belichtungsstrecke wurde der Bandauftrag, nachdem die Auflage zusammen mit dem Trägerband
eine Walze passiert hatte, als lockeres, zusammenhängendes Vlies abgenommen, das nach einer Lagerzeit
br> von 10 Stunden wie in Beispiel 1 zu Streifen zerschnitten
und wie dort zu endlosen Filterstäben und Filterstopfen weiterverarbeitet wurde. Die Rauchergebnisse sind in
Tabelle 2 aufgeführt.
20Og Zelluloseacetat von 1,6 Den. und einer Faserlänge
von 2,5-4,0 mm wurden in Wasser aufgeschlagen und mit 20 g zerriebenem Polyure-.hanschaum zu
Blättern wie in Beispiel 1 verarbeitet, wobei jedoch kurz vor dem Trockensaugen so viel Polystyrol P in einer
Körnung von 0,2 —0,3 mm auf die flüssige Phase gegeben wurde, daß nach dem Trockensaugen in der
Vliesoberfläche, bezogen auf das Zelluloseacetat, 10% an Polystyrol P lose eingelagert war. Nach dem
Trocknen wurde mit 6% Vinylacetat besprüht, dem 0,1% seines Gewichtes an Kobaltnaphthenat zugesetzt
worden war und erwärmt, wobei das Polystyrol geschäumt wurde. Während dieser Fertiglingsphase
wurde das Vlies zwischen Walzen geführt, deren
■5 Absland voneinander auf 0,5 mm eingestellt worden
war. Damit war die Schichtdicke des fertigen Bogens festgelegt, der beim Hindurchführen durch eine
Rundmesserschar zu einem endlosen Bündel 0,5 mm breiter Streifen zerschnitten wurde. Wie im Beispiel 1
ίο wurde dieses Streifenbündel zum endlosen Filterstrang
zusammengefaßt und wie dort hinsichtlich seiner Adsorptionseigenschaften für den Tabakrauch untersucht.
Die Rauchergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Filterzigaretten, 17 mm Filter
Beispiel 2 Beispiel 3 Heispiel 4 Vergleich
Rauch
Tabakgewicht verraucht, mg
Durchschnittliche Zugzahl
Gesamlkondensat feucht, mg
Gesamtkondensat trocken, mg
Nikotin, mg
Durchschnittliche Zugzahl
Gesamlkondensat feucht, mg
Gesamtkondensat trocken, mg
Nikotin, mg
Filter
Nikotin, mg
Direkter Adsorptionsgrad für Nikotin
Direkter Adsorptionsgrad für Nikotin
815 | 800 | 826 | 815 |
9,6 | 9,5 | 9,6 | 9,5 |
9,3 | 8,9 | 9,4 | 25,8 |
8,5 | 8,1 | 8,6 | 24,5 |
0,60 | 0,71 | 0,53 | 1,34 |
1,42 | 1,32 | 1,40 | 0,68 |
70,4 | 65,1 | 72,6 | 33,7 |
Claims (8)
1. Tabakrauchfilter, insbesondere Zigarettenfilter, aus einem vliesartigeu Filtermaterial, das aus ϊ
zueinander in Wirrlage befindlichen Fasern besteht und in das Partikel eingelagert sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Partikel aus zerriebenem Schaumstoff bestehen und eine Größe
aufweisen, die geringer ist als der Porendurchmesser ι ο des verwendeten Schaumstoffes, und daß das
vliesartige Filtermaterial in Streifen zerschnitten ist, die so angeordnet sind, daß alle Querschnitte des
Tabakrauchfilters die gleiche freie Durchgangsfläche aufweisen.
2. Tabakrauchfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Schaumstoffpartikel
zwischen 0,1 und 1,2 mm und die Porengröße des ihnen zugrunde liegenden Schaumstoffes
zwischen 0,3 und 1,5 mm liegt
3. Tabakrauchfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Schaumstoffpartikel
zwischen 0,3 und 0,7 mm liegt.
4. Tabakrauchfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaumstoffpartikel dem Vlies in einer Menge von 5 bis 70% des Fasergewichtsanteils
zugegeben sind.
5. Tabakrauchfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffpartikel dem
Vlies in einer Menge von 10 bis 25% des Fasergewichtsanteils zugegeben sind.
6. Tabakrauchfilter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaumstoffpartikel im Vlies durch J5 Kunststoffe, deren endgültige Polymerisation erst
nach ihrem Auftrag auf das Viies zu Ende geführt worden ist, in ihrer Lage fixiert sind.
7. Tabakrauchfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffe in Mengen
zwischen 0,5 und 25% dem mit Schaumstoffpartikeln beladenen Vlies zugesetzt sind.
8. Tabakrauchfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffe in Mengen
zwischen 5 und 10% den mit Schaumstoffpartikeln beladenen Vlies zugesetzt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19691957763 DE1957763C3 (de) | 1969-11-17 | 1969-11-17 | Tabakrauchfilter H.F. & Ph.F. Reemtsma, 2000 Ham¬ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19691957763 DE1957763C3 (de) | 1969-11-17 | 1969-11-17 | Tabakrauchfilter H.F. & Ph.F. Reemtsma, 2000 Ham¬ |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1957763A1 DE1957763A1 (de) | 1971-05-19 |
DE1957763B2 true DE1957763B2 (de) | 1978-07-13 |
DE1957763C3 DE1957763C3 (de) | 1979-03-15 |
Family
ID=5751353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691957763 Expired DE1957763C3 (de) | 1969-11-17 | 1969-11-17 | Tabakrauchfilter H.F. & Ph.F. Reemtsma, 2000 Ham¬ |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE1957763C3 (de) |
Families Citing this family (5)
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IT1116824B (it) * | 1978-02-13 | 1986-02-10 | Klein Max | Materiale composito coesionato poroso per separare gas particelle solide e goccioline liquide da gas o vapori |
US4239516A (en) * | 1979-03-08 | 1980-12-16 | Max Klein | Porous media to separate gases liquid droplets and/or solid particles from gases or vapors and coalesce entrained droplets |
USRE31849E (en) * | 1979-03-08 | 1985-03-19 | Porous media to separate gases liquid droplets and/or solid particles from gases or vapors and coalesce entrained droplets | |
US4344775A (en) | 1979-03-08 | 1982-08-17 | Max Klein | Method for separating gases liquid droplets and/or solid particles from gases or vapors |
DE10115120A1 (de) * | 2001-03-27 | 2002-10-02 | Hauni Maschinenbau Ag | Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines Filters sowie entsprechender Filter |
-
1969
- 1969-11-17 DE DE19691957763 patent/DE1957763C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1957763A1 (de) | 1971-05-19 |
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |