DE19822775B4

DE19822775B4 - Process for the production of hardened filter rods in the cigarette industry

Info

Publication number: DE19822775B4
Application number: DE1998122775
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Sexauer; Eberhard Dipl.-Chem. Teufel
Original assignee: Rhodia Acetow GmbH
Current assignee: Cerdia Produktions GmbH
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: WO1999059436A1; AU4363599A; DE19822775A1

Abstract

Verfahren zum Auftragen eines Triacetin-Weichmachers auf einen Filter-Tow-Streifen aus Celluloseacetat im Rahmen der Herstellung gehärteter Filterstäbe in der Zigarettenindustrie, dadurch gekennzeichnet, dass wasserhaltiges Triacetin aufgetragen wird.Process for applying a triacetin plasticizer to a filter tow strip made of cellulose acetate in the course of the production of hardened filter rods in the cigarette industry, characterized in that water-containing triacetin is applied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines Triacetin-Weichmachers auf einen Filter-Tow-Streifen aus Celluloseacetat im Rahmen der Herstellung gehärteter Filterstäbe in der Zigarettenindustrie.The invention relates to a method to apply a triacetin plasticizer to a filter tow strip Cellulose acetate as part of the production of hardened filter rods in the Cigarette industry.

Bei der Herstellung von Filtern in der Zigarettenindustrie wird ein Filter Tow-Streifen fortlaufend von einem Ballen abgezogen. Das Material wird kontinuierlich verstreckt und anschließend mit einem Weichmacher aus einer Dosiereinrichtung besprüht. Darauf wird der Filter Tow-Streifen zu einer Lunte zusammengefaßt, mit Papier umhüllt, verklebt und zu Filterstäben geschnitten. Der Filterstab härtet schließlich aus, um in Abhängigkeit von der aufgebrachten Menge des Weichmachers und des Weichmachertyps seine Endhärte zu enthalten. Die Aushärtekinetik ist auch vom Weichmachertyp abhängig.In the manufacture of filters in A filter tow strip is being used continuously in the cigarette industry pulled from a bale. The material is stretched continuously and subsequently sprayed with a plasticizer from a metering device. Thereon the filter tow strip is combined into a fuse, with Wrapped paper, glued and to filter rods cut. The filter rod hardens finally out to depending the amount of plasticizer and type of plasticizer applied its final hardness to contain. The curing kinetics also depends on the type of plasticizer.

Eine zu Durchführung des obigen Verfahrens geeignete Vorrichtung wird in der DE 31 22 557 C2 beschrieben. Dabei erfolgt ein einseitiges Besprühen des Filter-Tow-Streifens mit eine Weichmacher. Ein doppelseitiger Auftrag des Weichmachers wird in der DE 28 14 681 A1 offenbart.A device suitable for carrying out the above method is described in DE 31 22 557 C2 described. The filter tow strip is sprayed on one side with a plasticizer. A double-sided application of the plasticizer is carried out in the DE 28 14 681 A1 disclosed.

Nach dem Stand der Technik werden derzeit unterschiedliche Weichmacher eingesetzt. So beschreibt beispielsweise die US 3 032 829 neben verschieden Phthalsäureestern Triethylcitrat und Glycerintriacetat (Triacetin) als geeignet, jeweils in Konzentrationen von 2 bis 30 Gew.-%, wobei der Bereich von 4 bis 15 Gew.-% bevorzugt sein soll. In neueren Arbeiten wird Triethylenglykoldiacetat als geeigneter Weichmacher angesprochen. Triethylenlykoldiacetat härtet schneller aus als Glycerintriacetat und Citronensäuretriethylester. Auch die US 4 074 724 erwähmt Glycerintriacetat als Weichmacher.According to the state of the art, different plasticizers are currently used. For example, the US 3,032,829 In addition to various phthalic acid esters, triethyl citrate and glycerol triacetate (triacetin) are suitable, in each case in concentrations of 2 to 30% by weight, the range from 4 to 15% by weight being preferred. In recent work, triethylene glycol diacetate is addressed as a suitable plasticizer. Triethylene glycol diacetate cures faster than glycerol triacetate and citric acid triethyl ester. Also the US 4,074,724 mentions glycerol triacetate as a plasticizer.

Die Kinetik des Aushärtungsvorgangs des mit Weichmacher besprühten Filtermaterials wird für die Zigarettenfilter verarbeitende Industrie zunehmend bedeutender. So wurden bis vor wenigen Jahren die frisch gefertigten Filterstäbe mindestens 24 Stunden vor der Weiterverarbeitung auf der Zigarettenfilter-Ansetzmaschine gelagert. Dies erschien deswegen notwendig, weil zur Verarbeitung auf einer Zigarettenfilter-Ansetzmaschine eine gewisse Mindesthärte des Filtermaterials notwendig war. Aus Rationalisierungsgründen wurden diese Zwischenlagerzeiten deutlich verkürzt, üblicherweise bis auf 20 Minuten. Obwohl sich die Technik des Filteransetzens deutlich verbessert hat, ist derzeit dennoch eine gewisse Mindesthärte notwendig. Der Geschwindigkeit des Aushärungsvorganges kommt daher große Bedeutung zu. Zwar gab es Überlegungen in der Vergangenheit, statt des heute überwiegend eingesetzten Weichmachers Triacetin Triethylenglykoldiacetat einzusetzen. Allerdings unterscheidet sich die selektive Retentionswirkung von Triacetin auf geschmacksrelevante Inhaltsstoffe des Rauches von Zigaretten deutlich von der entsprechenden spezifischen Retention für Triethylenglykoldiacetat. Daher wird Triethylenglykoldiacetat aus geschmacklichen Gründen abgelehnt und Triacetin vorgezogen. Hierbei wird es strikt verlangt, daß der jeweils eingesetzte Weichmacher, demzufolge das bevorzugt herangezogene Triacetin, Wasser weitestgehend ausschließt. Daher wird von den Lieferanten stets der Wassergehalt angegeben, der unter 0,1 Gew.-% liegen soll. Der Höchstwert von 0,1 Gew.-% Wasser im handelsüblichen Triacetin garantiert dessen längerfristige Lagerung ohne Zersetzung. Andernfalls entsteht durch Hydrolyse Essigsäure. Die Prüfung auf den Wassergehalt ist neben der sensorischen Prüfung die einzige, die in der Tabakindustrie bei Anwendung der Weichmacher vorgenommen wird.The kinetics of the curing process sprayed with plasticizer Filter material is used for the cigarette filter manufacturing industry is becoming increasingly important. Up until a few years ago at least that was how freshly made filter rods were 24 hours before further processing on the cigarette filter attachment machine stored. This seemed necessary because of the processing on a cigarette filter attachment machine a certain minimum hardness of Filter material was necessary. For reasons of rationalization, these were Interim storage times significantly reduced, usually to 20 minutes. Although the technology of filter attachment has improved significantly a certain minimum hardness is currently necessary. The speed the curing process therefore comes great Meaning too. There were considerations in the past, instead of the plasticizer that is mainly used today Triacetin use triethylene glycol diacetate. However differs the selective retention effect of triacetin on taste-relevant Ingredients of cigarette smoke clearly differ from the corresponding specific retention for triethylene glycol diacetate. Triethylene glycol diacetate is therefore rejected for reasons of taste and triacetin preferred. It is strictly required that each used plasticizer, therefore the preferred one Triacetin, largely excludes water. Therefore, the supplier always specified the water content, which should be less than 0.1 wt .-%. The maximum value of 0.1 wt .-% water in the commercial Triacetin guarantees its longer-term Storage without decomposition. Otherwise, hydrolysis creates acetic acid. The exam on the water content in addition to the sensory test only one in the tobacco industry when using plasticizers is made.

Im Ergebnis sind die derzeitigen Vorschläge des Standes der Technik zur Herstellung ausgehärteter Filterstäbe aus Filter-Tow-Streifen aus Celluloseacetat nicht befriedigend. So wäre eine schnellere Aushärtung wünschenswert, ohne daß sich das hergestellte Produkt physikalisch und sensorisch verschlechtert. Auch der Einsatz Wasserfreien Triacetins befriedigt nicht gänzlich. Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier eine Verbesserung vorzuschlagen.As a result, the current ones proposals the prior art for the production of cured filter rods from filter tow strips not satisfactory from cellulose acetate. So faster curing would be desirable without the manufactured product deteriorates physically and sensorially. The use of water-free triacetin is also not entirely satisfactory. Accordingly, it is an object of the present invention, here one To propose improvement.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Auftragen eines Triacetin-Weichmachers auf einen Filter Tow-Streifen aus Celluloseacetat im Rahmen der Herstellung gehärteter Filterstäbe in der Zigarettenindustrie dadurch gelöst, daß wasserhaltiges Triacetin aufgetragen wird.According to the invention, this object is achieved by a method of applying a triacetin plasticizer to one Cellulose acetate filter tow strips as part of the manufacturing process hardened filter rods solved in the cigarette industry in that water-containing triacetin is applied.

Es wurde demzufolge erfindungsgemäß überraschenderweise gefunden, daßentgegen der strikten Forderung des Standes der Technik mit Vorteil ein wasserhaltiges Triacetin für den bezeichneten Zweck eingesetzt werden kann, wobei der Wassergehalt vorzugsweise mindestens etwa 0,5 Gew.-% beträgt und vorzugsweise maximal bis zum Sättigungsgrund geht. Bei dem Triacetin liegt der Wassergehalt vorzugsweise zwischen etwa 1 und 4 Gew.-%. Allerdings lassen sich noch vorteilhafte Ergebnisse erzielen, wenn Sättigung mit etwa 5 Gew.-% vorliegt und dieser Wert sogar überschritten wird, beispielsweise bei mehr als 6,5 % liegt. Hier kann eine Entmischung auftreten. In diesem Fall ist es zweckmäßig und vorteilhaft, das Wasser dem vom Lieferanten erhaltenen wasserfreien Triacetin in einem Hochgeschwindigkeitsmischer zuzumischen, so daß eine möglichst feinteilige Emulsion entsteht. Hierbei werden zweckmäßigerweise kleine Mengen an Emulgatoren, insbesondere Polysorbate und Sorbitanester herangezogen.Accordingly, it has surprisingly been found according to the invention that contrary to the strict requirement of the prior art, a water-containing triacetin can advantageously be used for the designated purpose, the water content preferably being at least about 0.5% by weight and preferably reaching a maximum of saturation. The water content of the triacetin is preferably between about 1 and 4% by weight. However, advantageous results can still be achieved if saturation of approximately 5% by weight is present and this value is even exceeded, for example more than 6.5%. Here segregation can occur. In this case, it is expedient and advantageous to mix the water with the anhydrous triacetin obtained from the supplier in a high-speed mixer so that a emulsion as fine as possible is formed. Small amounts of emulsifiers, in particular polysorbates and sorbitan esters, are expediently used here.

Vorzugsweise wird so vorgegangen, daß das eingesetzte handelsübliche Triacetin in einem üblichen großen Vorratsbehälter gelagert wird. Von diesem wird das Triacetin in einen gesonderten Dosierbehälter abgezogen, in den Wasser in der gewünschten Menge eindosiert wird. Zweckmäßigerweise erfolgt dann, wenn der Sättigungspunkt überschritten und eine Emulsion mit fein dispergiertem Wasseranteil hergestellt werden soll dies unter starkem Rühren mit ein HochgeBeaufschlagung des Filter Tow-Streifens abgeführt. Der beidseitige Auftrag gilt als bevorzugt. Nicht vom Filter Tow-Streifen aufgenommes wasserhaltiges Triacetin laüft unter der Wirkung der Schwerkraft aus dem Auftragssystem ab und wird zweckmäßigerweise in den gesonderten Dosierbehälter zurückgeführt. Demzufolge ist das hier dargestellte System eine vorteilhafte Weiterbildung des Standes der Technik, wie er beispielsweise in der DE 28 14 681 A1 beschrieben wird.It is preferably carried out in such a way that the commercial triacetin used is stored in a customary large storage container. From this, the triacetin is drawn off into a separate dosing container into which water is dosed in the desired amount. Appropriately, when the saturation point is exceeded and an emulsion with finely dispersed water content is to be produced, this is carried off with vigorous stirring by subjecting the filter tow strip to high pressure. The two-sided order is considered preferred. Water-containing triacetin not taken up by the filter tow strip expires from the application system under the effect of gravity and is expediently returned to the separate dosing container. Accordingly, the system shown here is an advantageous development of the prior art, such as that in the DE 28 14 681 A1 is described.

Bei der Art des Auftrags des wasserhaltigen Triacetins auf den Filter-Tow-Streifen unterliegt die vorliegende Erfindung keinen wesentlichen Einschränkungen, wenngleich das Bürstenauftragsverfahren bevorzugt ist. Auf die verschiedenen Auftragsverfahren gehen insbesondere die eingangs bezeichneten Druckschriften ein. Auch bezüglich der Wahl des Temperaturrahmens, bei dem der Auftrag des wasserhaltigen Triacetins auf den Filter-Tow-Streifen erfolgt, ist nicht kritisch. Bei dem Einsatz des wasserhaltigen Triacetins wird ein Temperaturbereich von etwa 30° bis 60°C, insbesondere 40° bis 50°C, bevorzugt. In diesem Temperaturrahmen erfolgt zusätzlich ein vorteilhaftes Anlösen des besprühten Filter Tow-Materials. Eine zu hohe Temperatur würde zu unerwünschten Effekten führen, so beispielsweise zu einer Zerstörung des bevorzugt eingesetzten Triacetins durch Hydrolyse. Darüber hinaus würden andere Größen, wie beispielsweise die Stabilität der jeweils verwendeten Leime etc., ungünstig beeinflußt.With the type of application of the water-containing Triacetins on the filter tow strips are subject to the present Invention has no significant restrictions, albeit the brush application process is preferred. In particular, go to the different order processes the publications mentioned at the beginning. Also regarding the Choice of the temperature range at which the application of water Triacetins on the filter tow strips is not critical. When using the water-containing Triacetins will have a temperature range of about 30 ° to 60 ° C, in particular 40 ° to 50 ° C, preferred. In this temperature range, the sprayed Filter tow materials. Too high a temperature would to undesirable Effects, such as destruction of the triacetin preferably used by hydrolysis. Furthermore would other sizes, like for example stability of the glues used in each case, adversely affected.

Im Ergebnis wurde erfindungsgemäß überraschenderweise gefunden, daß wasserhaltiges Triacetin in dem eingangs bezeichneten Verfahren eingesetzt werden kann wobei sich ein Wassergehalt von etwa mindestens 0,5 Gew.% im Hinblick auf die Härtekinetik vorteilhaft auswirkt, ohne daß Störungen hervorgerufen werden. Vielmehr stellen sich in verschiedener Hinsicht Verbesserungen ein. Da sich der Feuchtegehalt des Filterstabs nach der Endlagerung auf die jeweilige Gleichgewichtsfeuchte des Systems Cellulsoseacetat-Triacetin-Wasser einstellt, unterscheiden sich die erfindungsgemäß hergestellten Filterstäbe nicht von traditionell gefertigten. Sie weisen eine identische Endhärte auf. Auch sensorisch zeigen die aus diesen Filterstäben hergestellten Zigaretten keine Unterschiede zu den bekannten Zigaretten. Zusätzlich besteht zur weiteren Beschleunigung der Härtekinetik die Möglichkeit, die Verfahrenserzeugnisse bei erhöhten Temperaturen und erhöhter Luftfeuchtigkeit und damit bei indirektem Eintrag von Feuchtigkeit zu lagern. Ferner kann sich eine schonende Behandlung mit Mikrowellen anschließen.As a result, according to the invention, surprisingly found that water Triacetin can be used in the process described above can with a water content of about at least 0.5 wt.% In In terms of hardness kinetics has a beneficial effect without causing interference become. Rather, there are improvements in various ways on. As the moisture content of the filter rod changes after final storage to the respective equilibrium moisture content of the cellulose acetate-triacetin-water system the filter rods produced according to the invention do not differ of traditionally made. They have an identical final hardness. The cigarettes made from these filter rods also show sensory effects no differences from the known cigarettes. In addition there is to further accelerate the hardness kinetics, the possibility the process products at elevated temperatures and increased humidity and thus to be stored with indirect entry of moisture. Further gentle treatment with microwaves can follow.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen noch näher erläutert: The invention is described below of examples even closer explains:

VergleichsbeispielComparative example

Auf einer KDF-AF3-Anlage der Firma Hauni, Hamburg, wurde ein Filter Tow-Streifen der Spezifikation 3,OY35 mit einem Filamenttiter von 3,33 dtex und einem Gesamtfilter von 38890 dtex verarbeitet. Der Zugwiderstand des Filterstabes betrug 355 daPa bei einer Filterlänge von 126 mm und einem Durchmesser von 7,8 mm. Die obige Anlage der Firma Hauni, Hamburg, ist mit einer Doppelbürstenbesprühung, ähnlich der nach der DE 28 14 681 A1 , ausgerüstet. Es wurde ein Triacetingehalt von 8,0 Gew.-%, bezogen auf das Fasereinsatzgewicht, angestrebt. Als Triacetin wurde ein Produkt der Firma Henkel mit einer spezifizierten Reinheit von 99,9% verwendet. Nach jeweils 20 Min., 1h, 2h, 4h und 24 h wurde die Härte nach der Borgwaldt-Meßmethode bestimmt. Die Werte der Borgwaldt-Härte (BH) dieser Meßreihe sind in der Tabelle 1 unter "Versuchsbeispiel" erfaßt und in der nachfolgenden 1 graphisch dargestellt.A filter tow strip of specification 3, OY35 with a filament titer of 3.33 dtex and a total filter of 38890 dtex was processed on a KDF-AF3 system from Hauni, Hamburg. The tensile resistance of the filter rod was 355 daPa with a filter length of 126 mm and a diameter of 7.8 mm. The above system from the company Hauni, Hamburg, is with a double brush spray, similar to that after DE 28 14 681 A1 , equipped. A triacetine content of 8.0% by weight, based on the fiber weight, was aimed for. A product from Henkel with a specified purity of 99.9% was used as the triacetin. After 20 minutes, 1 hour, 2 hours, 4 hours and 24 hours, the hardness was determined using the Borgwaldt measurement method. The values of the Borgwaldt hardness (BH) of this series of measurements are recorded in Table 1 under "test example" and in the following 1 represented graphically.

Beispiel 1 (Erfindung)Example 1 (Invention)

Es wurde das Verfahren nach vorstehendem Vergleichsbeispiel wiederholt. Allerdings wurde im Unterschied hierzu Triacetin 4 Gew.-% Wasser in einer Dosiereinrichtung mit Mischeinheit zugefügt. Aus dieser Dosiereinrichtung wurde das wäßrige Triacetin auf den Filter Tow-Streifen gesprüht.It was the procedure according to the above Comparative example repeated. However, this was different Triacetin 4% by weight water in a dosing device with a mixing unit added. The aqueous triacetin was applied to the filter from this metering device Sprayed tow strips.

Tabelle 1

Table 1

Claims

Process for applying a triacetin plasticizer to a filter tow strip made of cellulose acetate in the course of the production of hardened filter rods in the cigarette industry, characterized in that water-containing triacetin is applied.

A method according to claim 1, characterized in that the triacetin by brush spraying, in particular on both sides.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that that the water content of the triacetin is at least about 0.5% by weight.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the maximum water content of triacetin is below its saturation point lies.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the water-containing triacetin between about 30 and 60 ° C, in particular between 40 and 50 ° C, is applied.