DE2013914A1

DE2013914A1 - Filter element

Info

Publication number: DE2013914A1
Application number: DE19702013914
Authority: DE
Inventors: Pushpkumar Dewanmal Newport Monmouthshire Changani (Großbritannien). M A24d 1-02
Original assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Current assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Priority date: 1969-03-25
Filing date: 1970-03-23
Publication date: 1970-12-03
Also published as: BE747829A; ES183796Y; CH518069A; JPS509880B1; BR7017718D0; GB1271274A; IT968022B; FR2039851A5; ES183796U

Description

PATENTANWÄLTE
8MUNCHENZ₁HILBLESTRASSEZo PATENT LAWYERS
8MUNCHENZ ₁ HILBLESTRASSEZo

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stopf, 8 München 2, HflblestroBe 20Dr. Berg Dipl.-Ing. Stopf, 8 Munich 2, HflblestroBe 20

Unser Z.ld.n 19 399 Datum 23·Μ&ΓΖ 1970Our Z.ld.n 19 399 date 23 · Μ & ΓΖ 1970

Attorney's file number 19 399

Monsanto Chemicals Ltd. London S.W.1 / EnglandMonsanto Chemicals Ltd. London S.W.1 / England

"Filter-Element""Filter element"

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von filternden Elementen und insbesondere von Rauchfilternden Elementen, abgestimmt auf eine Verwendung in Rauch-Geräten wie z.B. in einer Zigarette oder Pfeife. Dementsprechend soll in der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen der Ausdruck Rauch-Gerät nicht nur Rauch-Geräte im engeren Sinne, wie z.B. Pfeifen und Zigarettenspitzen umfassen, sondern auch ,ohne Hilfsmittel rauchbare Tabakwaren wie z.B. Zigaretten. Sie umfaßt ferner gewisse neue filternde Elemente von allgemeiner Anwendbarkeit.This invention relates to a method of manufacture of filtering elements and in particular of smoke filtering Elements designed for use in smoking devices such as a cigarette or pipe. Accordingly, the term smoke device is not intended to be used in the following description and claims only smoke devices in the narrower sense, such as whistles and Cigarette holders include, but also, without aids smokable tobacco products such as cigarettes. It also includes certain new more general filtering elements Applicability.

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Es wurde bereits vorgeschlagen, ein filterndes Element in das Ende einer Zigarette einzusetzen, um die Tabakfasern vom Eindringen in den Mund abzuhalten und den Verbrauch an gewissen unerwünschten Substanzen, wie sie im Rauch anwesend sind, durch den Raucher herabzusetzen. In ähnlicher Weise wurde bereits vorgeschlagen, ein Filter-Element in den Stiel einer Pfeife einzusetzen, um den Eintritt von unerwünschten Verbrennungsprodukten in die Atemwege zu reduzieren. Ein Nachteil derartiger Vorschläge bestand jedoch darin, daß Filter mit einer genügenden Wirksamkeit für einen brauchbaren Absorptionseffekt eine relativ große Materialmenge enthalten, d.h., daß sie eine hohe Dichte besitzen, so daß sie ziemlich kostspielig bei einer Herstellung in Millionen sind. Darüber hinaus muß die Herstellung von Filter-Elementen rasch und bequem von statten gehen, wenn sie in einem derartigen Maßstab hergestellt werden. Dementsprechend sollte die Herstellung des Filter-Elementes bis zu· dem Zeitpunkt, wo es für eine Inkorporierung in das Rauch-Gerät bereit ist, eine minimale Anzahl von Stufen umfassen. It has been proposed to insert a filtering element into the end of a cigarette to remove the tobacco fibers from entering the mouth and the consumption of certain undesirable substances like them are present in the smoke, by the smoker. Similarly, a Insert filter element in the stem of a pipe to prevent the entry of unwanted combustion products to reduce the airways. A disadvantage of such proposals, however, was that filters with a contain a relatively large amount of material sufficient to produce a useful absorption effect, i.e. that they are of high density so that they are quite expensive to manufacture in the millions. In addition, the manufacture of filter elements must be quick and convenient when they are in one such a scale can be produced. Accordingly, the production of the filter element should be up to When it is ready to be incorporated into the Rauch device, include a minimum number of stages.

Es wurde nun ein Verfahren entwickelt, welches zur bequemen Herstellung von Rauch-filternden Elementen in großem Maßstab verwendet werden kann. Außerdem zeigenA process has now been developed which enables the convenient manufacture of smoke-filtering elements in can be used on a large scale. Also show

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_. "Z mm _. "Z mm

die nach dem Verfahren hergestellten Rauch-filternden Elemente eine brauchbare absorptive Wirkung bei relativ niedrigen Dichten.the smoke-filtering produced by the process Elements have a useful absorptive effect at relatively low densities.

Das Verfahren der Erfindung ist ein solches für die Herstellung eines Rauch-filternden Elementes mit einem.für die Verwendung in einem Rauch-Gerät wie einer Zigarette, Zigarettenspitze oder Pfeife geeigneten Querschnitt, welches das Extrudieren eines geschäumten, synthetischen-Polyamidharz-Stabes, welcher eine im wesentlichen offenzellige Struktur besitzt, umfaßt, wobei der Stab einen Querschnitt aufweist, der im wesentlichen dem in dem endgültigen Element gewünschten Querschnitt entspricht..The method of the invention is for manufacture a smoke-filtering element with a. for use in a smoke device such as a cigarette, Cigarette holder or pipe suitable cross-section, which allows the extrusion of a foamed, synthetic-polyamide resin rod, which has a substantially open-cell structure, wherein the rod comprises a Has a cross-section which substantially corresponds to the cross-section desired in the final element ..

Ferner schließt die Erfindung durch das vorerwähnte Verfahren hergestellte Rauch-filternde Elemente ein. Diese Rauch-filternden Elemente werden vorzugsweise von einem Stab, welcher eine Außenhaut aufweist, abgeschnitten oder anderweitig abgeteilt. Sie können in Stücke geschnitten werden, welche die Länge eines Einzelfilters aufweisen oder beispielsweise in Stücke, welche ein einfaches Vielfaches dieser Länge sind, vorzugsweise vom 2- bis 10-fachen der Länge eines Einzelfilters.Furthermore, the invention is completed by the aforementioned method manufactured smoke-filtering elements. These smoke-filtering elements are preferably made by a Rod, which has an outer skin, cut off or otherwise divided. You can cut into pieces which have the length of a single filter or, for example, in pieces which are a simple multiple of this length, preferably from 2 to 10 times the length of a single filter.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein filterndes Element vorgesehen, welches ein geschäumtesAccording to another aspect of the invention, a filtering element provided, which is a foamed

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Nylon 6 (Polycaprolactam) umfaßt, welches eine im wesentlichen offenzellige Struktur besitzt.Nylon 6 (polycaprolactam), which is essentially one has an open-cell structure.

Das synthetische Polyamid ist ein thermoplastisches Harzmaterial, enthaltend Amid-Gruppen als Teil der Polymerkette des Harzmoleküls. Es kann beispielsweise durch Polykondensation eines Diamins und einer Dicarbonsäure oder eines Salzes eines derartigen Amins und einer derartigen Säure, durch Selbst-Polykondensation einer ω-Aminocarbonsäure oder durch die Polymerisation eines Lactams hergestellt werden. Beispiele von wohlbekannten Polyamiden sind Nylon 6 (Polycaprolactam), Nylon 66 (Polyhexamethylenadipamid),(normalerweise durch Selbst-Polykondensation des Salzes von Hexamethylendiamin und Adipinsäure, bekannt als "Nylon-Salz", hergestellt), Nylon 11 (Poly-11-aminoundecylensäure) und Nylon 610 (Polyhexamethylensebacamid); Mischungen dieser Polyamide können selbstverständlich ebenfalls verwendet werden. Das bevorzugte Polyamid ist Nylon 6. Vorzugsweise liegt das Molekulargewicht des Polyamids zwischen 10 000 und 20 000, beispielsweise zwischen 12 000 bis 15 000.The synthetic polyamide is a thermoplastic resin material containing amide groups as part of the polymer chain of the resin molecule. It can be produced, for example, by polycondensation of a diamine and a dicarboxylic acid or a salt of such an amine and such an acid, by self-polycondensation of an ω-aminocarboxylic acid or by the polymerization of a lactam. Examples of well-known polyamides are nylon 6 (polycaprolactam), nylon 66 (polyhexamethylene adipamide), (usually made by self-polycondensation of the salt of hexamethylene diamine and adipic acid known as the "nylon salt"), nylon 11 (poly-11-aminoundecylenic acid) and nylon 610 (polyhexamethylene sebacamide); Mixtures of these polyamides can of course also be used. The preferred polyamide is nylon 6. Preferably the molecular weight of the polyamide is between 10,000 and 20,000, for example between 12,000 and 15,000.

Das Polyamid hat die Form eines Schaumes, der im wesentlichen eine Struktur mit offenen Zellen besitzt, d.h., daß zumindest 50J( der Zellen des Schaumes in VerbindungThe polyamide is in the form of a foam which is essentially of an open cell structure, i.e. that at least 50J (of the cells of the foam in connection

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mit den Nachbarzellen stehen. Vorzugsweise sind zumindest 60% der Zellen in dieser Weise "offen", und da es in der Praxis schwierig ist, ein geschäumtes Nylon herzustellen, in welchem mehr al3 95? der Zellen offen sind, ist der bevorzugte Bereich 60 bis 95Ϊ und sehr häufig von 70 bis 90?. Vorzugsweise haben die meisten der Zellen einen Durchmesser innerhalb des Bereiches 50,8 bis 508 Mikron. (0,002 bis 0*02 inch), insbesondere von.127 bis 254 Mikron (0,005 bis 0,01 inch).stand with the neighboring cells. Preferably at least 60% of the cells are "open" in this way, and since it is difficult in practice to make a foamed nylon in which more than 95? of cells are open, the preferred range is 60 to 95Ϊ, and most often 70 to 90?. Preferably, most of the cells are within the range of 50.8 to 508 microns in diameter. (0.002 to 0 * 02 inches), especially from 127 to 254 microns (0.005 to 0.01 inches).

Die Dichte des Schaumes ist vorzugsweise niedrig, gewöhnlich nicht höher als 0,l60 g/ccm (10 pounds per cubic foot) und vorzugsweise von 0,016 bis 0,080 g/ccm (1 bis 5 pounds per cubic foot). Zwischen 0,032 und 0,048 g/ccm (2 und; 3 pounds per cubic foot) liegt oftmals eine sehr geeignete Dichte. '.■■;.'The density of the foam is preferably low, usually no more than 0.160 g / ccm (10 pounds per cubic foot) and preferably from 0.016 to 0.080 g / ccm (1 to 5 pounds per cubic foot). Between 0.032 and 0.048 g / cc (2 and; 3 pounds per cubic foot) is often a very suitable density. '. ■■ ;.'

Zwei wichtige Eigenschaften, insbesondere wo das Element für eine Verwendung als Zigarettenfilter-Mundstück vorgesehen ist, sind die Härte und die Rückprallelastizität des Schaumes. Diese können mittels einer Instron-Kompressionsprüfungsmaschine gemessen werden, indem man eine fortschreitend ansteigende Belastung auf eine zylindrische Probe von 15 mm Länge und 8 mm Durchmesser auflegt, wobei diese Belastung an den gegenüberliegenden SeitenTwo important properties, especially where the item is is intended for use as a cigarette filter mouthpiece, the hardness and the rebound resilience of the foam. These can be done using an Instron compression testing machine can be measured by placing a progressively increasing load on a cylindrical Sample 15 mm long and 8 mm in diameter is applied, this load on the opposite sides

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der zylindrischen Oberfläche mittels flacher Stahlplatten, welche mit einer relativen Geschwindigkeit von 5,08 mm (0,2 inches) pro Minute gegeneinander bewegt werden, angreift. Die Härte ist der Durchmesser der Probe, gemessen bei einer Belastung von 300 g und ausgedrückt als Prozentsatz des ursprünglichen Durchmessers, wohingegen die Rückprallelastizität, in ähnlicher Weise ausgedrückt, " der Durchmesser der Probe ist, nachdem die Belastung für einige Sekunden aufgehoben worden ist.the cylindrical surface by means of flat steel plates, which with a relative speed of 5.08 mm (0.2 inches) per minute are moved against each other. The hardness is the diameter of the sample, measured at a load of 300 g and expressed as a percentage of the original diameter, whereas the Rebound resilience, expressed in a similar way, "is the diameter of the sample after the load is applied to." has been canceled for a few seconds.

Vorzugsweise beträgt die Härte von 50 bis 95%, insbesondere von 75 bis 95% und sehr häufig von 80 bis 90?.The hardness is preferably from 50 to 95%, in particular from 75 to 95% and very often from 80 to 90%.

Vorzugsweise beträgt die nach dem vorstehenden Prüfungsverfahren gemessene Rückprallelastizität von 80 bis 100?, insbesondere von 90 bis 100? und sehr häufig von 98 bis 100?.The rebound resilience measured according to the above test method is preferably from 80 to 100? especially from 90 to 100? and very often from 98 to 100 ?.

Für die Verwendung in einer Zigarette ist das Rauchfilternde Element vorzugsweise von zylindrischer Gestalt und dem gleichen Durchmesser wie eine Zigarette und z.B. etwa 9,50 bis 19,05 mm (0,374 bis 0,75 inch) lang, obwohl andere Formen und Größen gegebenenfalls verwendet werden können. Zum Beispiel würde das Element zur Verwendung in einer Türkisch-Zigarette von ovalem QuerschnittFor use in a cigarette, the smoke filtering element is preferably cylindrical in shape and the same diameter as a cigarette and, for example, about 9.50 to 19.05 mm (0.374 to 0.75 inches) long, though other shapes and sizes can be used as appropriate. For example, the item would be about to use in a Turkish cigarette of oval cross-section

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sein. Für die Verwendung in einer Pfeife ist das Rauchfilternde Element vorzugsweise zylindrisch wenn es erforderlich ist, daß es in den Pfeifenstiel passen soll, obwohl gewünschtenfalls andere Formen verwendet werden . könnend ...be. For use in a pipe, this is smoke filtering Element preferably cylindrical if it is necessary that it should fit into the pipe stem, although other shapes can be used if desired. able ...

*Der Druckabfall quer durch das Rauch-filternde Element ist vorzugsweise niedrig, beispielsweise unterhalb 15 cm · Wassersäule, gemessen für eine Probe von 15 mm in der Länge, bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1500 ecm pro Minute. Ein besonders geeigneter Bereich des Druckabfalls' liegt zwischen 2 und 10 cm Wassersäule.* The pressure drop across the smoke-filtering element is preferably low, for example below 15 cm Water column, measured for a sample of 15 mm in the Length, at a flow velocity of 1500 ecm per minute. A particularly suitable area of pressure drop ' lies between 2 and 10 cm water column.

Das "geschäumte Polyamid wird mittels eines Extrusionsverfahrens hergestellt, welches es ermöglicht, die Eigenschaften und Dimensionen des Stabes, und daher die daraus abgeschnittenen Rauch-filternden Elemente sorgfältig zu steuern. Die Gestalt und die Größe des Strangpreß-Düsenmundstücks ist ein entscheidender Faktor und diese werden ,so.gewählt, daß sie das gewünschte Produkt ergeben. BeJL-Vjflpielsweise haben in Zigaretten inkorporierte filternde :; 1||j6ffißnte ;$eviöhnlich einen kreisförinigön $uersehni£b ψχά : ic^nnen aus einem zylindrischen Stab aus geschäumtem Harz, der aus einem kreisförmigen Strangpreß-DüsenmundstÜck ex* trudiert wurde, abgeschnitten werden. Eine feinere RegelungThe "foamed polyamide is made by an extrusion process which allows the properties and dimensions of the rod, and therefore the smoke-filtering elements cut therefrom, to be carefully controlled. The shape and size of the extrusion die tip is and will be a critical factor , so.gewählt that they give the desired product BeJL-Vjflpielsweise have incorporated filtered cigarettes in:;. 1 || j6ffißnte; $ eviöhnlich a kreisförinigön uersehni $ £ b ψχά: ic ^ can of a cylindrical rod made of foamed resin, consisting of A circular extrusion nozzle mouthpiece was extruded, cut off, a finer regulation

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des Stabdurchmessers kann manchmal durch Ziehen desselben erreicht werden, obwohl selbstverständlich das Ziehen nicht so durchgeführt werden sollte, daß die gewünschten Eigenschaften des geschäumten Harzes zunichte gemacht werden. Dem extrudierten Stab wird vorzugsweise eine harte Außenhaut verliehen, welche die aus dem Stab abgeschnittenen filternden Elemente haltbarer macht. Es ist zu ersehen, daß das erfindungsgemäße Verfahren ein sehr einfaches ist, welches filternde Elemente ergibt, die gebrauchsfertig für eine direkte Inkorporierung in das Rauch-Gerät sind. Zum Unterschied von vielen herkömmlichen Verfahren besteht hier kein Bedarf für die Anwendung eines Klebstoffes zur Bildung der filternden Elemente zu einer geeigneten Form oder für eine Verwendung von Material in Form eines dicht gerollten Zylinders.the rod diameter can sometimes be achieved by drawing it, although drawing, of course should not be carried out so as to negate the desired properties of the foamed resin will. The extruded rod is preferably given a hard outer skin, which is the same as that cut from the rod making filtering elements more durable. It can be seen that the method according to the invention is a very simple one is what results in filtering elements that are ready to use for direct incorporation into the Smoke device are. Unlike many conventional methods, there is no need to use one here Adhesive to form the filtering elements into a suitable shape or use of material in the form of a tightly rolled cylinder.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erforderlich, ein Treibmittel zu verwenden, das unter normalen atmosphärischen Bedingungen ein Gas oder ein Dampf sein kann, welches jedoch vorzugsweise eine flüchtige Flüssigkeit ist. Vorzugsweise besitzt es eine beträchtliche Löslichkeit in dem Polyamid unter erhöhten Temperatur- und Druck-Bedingungen, wie sie in einem Extruder vorliegen. Die bevorzugten. Treibmittel sind niedere Alkohole wie z.B. Methanol, Äthanol und die Propanole, jedoch andere Bei-In the method according to the invention it is necessary to use a propellant which, under normal atmospheric conditions, may be a gas or a vapor, however, which is preferably a volatile liquid. Preferably it has considerable solubility in the polyamide under elevated temperature and pressure conditions such as exist in an extruder. the preferred. Propellants are lower alcohols such as methanol, ethanol and propanols, but other additives

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spiele sind niedere Ketone, z.B. Aceton^ und niedere Kohlenwasserstoffe wie z.B. Butan, Pentan oder Isobutylen. Wenn ein Kohlenwasserstoff verwendet wird, ist vorzugsweise ein flüchtiger Weichmacher, beispielsweise Methanol, zugegen. '"-.-·games are lower ketones, e.g. acetone ^ and lower Hydrocarbons such as butane, pentane or isobutylene. When a hydrocarbon is used, is preferred a volatile plasticizer, for example methanol, is present. '"-.- ·

Das Treibmittel kann ebense»ein\fe^$^$, sein, welches beispielsweise ein Bicarbonat wie z*B. Natriumbicarbonat oder Ammoniumbicarbonat sein kann, oder eine organische Stickstoffverbindung, welche beim Erwärmen Stickstoff ergibt, wie beispielsweise Dinitrosopenta'-methylendiamin oder Bariumazodicarboxylat. Von 3 bis 30 Gew.-55, hauptsächlich von 7 bis 20 Gew.-SS, bezogen-"auf da3 Gewicht des Harzee, ist oftmals ein geeigneter Anteil'an Treibmittel.The propellant can also be a \ fe ^ $ ^ $ , which, for example, is a bicarbonate such as. Sodium bicarbonate or ammonium bicarbonate, or an organic nitrogen compound which gives nitrogen when heated, such as dinitrosopenta'-methylenediamine or barium azodicarboxylate. From 3 to 30% by weight, mainly from 7 to 20% by weight, based on the weight of the resin, is often a suitable proportion of blowing agent.

Vorzugsweise wird das Treibmittel in Verbindung mit einem kernbildenden Mittel angewandt, welches die Bildung einer großen Anzahl feiner Zellen unterstützt. Ein weiter Bereich von kernbildenden Mitteln kann angewandt werden, einschließend fein verteilte inerte Feststoffe wie z.B. Talk, Kieselerde oder Tonerde (falls gewünscht in Verbindung mit einer Haftsubstanz wie einem Polyäthylenglykol oder einem Mineralöl), oder es können kleine Mengen einer Substanz verwendet werden, welche eich bei derPreferably the propellant is used in conjunction with a nucleating agent which promotes the formation of a large number of fine cells. A wide range of nucleating agents can be used, including finely divided inert solids such as talc, silica or alumina (if desired in conjunction with an adhesive substance such as a polyethylene glycol or a mineral oil), or small amounts of a substance which calibrates in the

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Extrusionstemperatur unter Gasbildung zersetzt. Ein Beispiel für die letztere Klasse von kernbildenden Mitteln ist Natriumbicarbonat, falls gewünscht in Verbindung mit einer schwachen Säure wie beispielsweise Wein- oder Zitronensäure. Ein geringer Anteil an kernbildendem Mittel, beispielsweise bis zu 5 Gew.-? des Harzes, ist gewöhnlich wirksam. Oftmals liegt die verwendete Menge an kernbildendem Mittel im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-^, vorzugsweise von 1 bis 2 Gew.-J6.At extrusion temperature decomposed with formation of gas. An example for the latter class of nucleating agents is sodium bicarbonate, in conjunction with if desired a weak acid such as tartaric or citric acid. A small amount of nucleating agent, for example up to 5 wt. of the resin, is usually effective. Often times, the amount of nucleating agent used is Agents in the range from 0.1 to 5% by weight, preferably from 1 to 2 wt. J6.

Es ist erforderlich, daß die Extrusionstemperatur (das ist die Temperatur des Strangpreß-Werkzeugs und des Harzes innerhalb desselben) unterhalb des kristallinen Schmelzpunktes des Polyamids liegt (wobei ein geeigneter Abzug für die absenkende Wirkung des Treibmittels gemacht wird), und sie beträgt vorzugsweise zwischen 180 und 25O⁰C. Eine " Extrusionstemperatur von 190 bis 21O⁰C ist oftmals für Nylon 6 geeignet, wohingegen 200 bis 24O°C oftmals.für Nylon 66 geeignet ist. Höhere Temperaturen, beispielsweise bis zu 300⁰C, können in dem Extruder-Zylinder auftreten, insbesondere wo das Treibmittel direkt in das geschmolzene Polyamid injiziert wird. Zum Beispiel ist eine Zylindertemperatur von 220 bis 25O⁰C oftmals für Nylon 6 geeignet, wohingegen für Nylon 66 eine Zylindertemperatur von 265° bis 28O⁰C getigneter ist,It is required that the extrusion temperature (i.e. the temperature of the extrusion die and the resin within it) be below the crystalline melting point of the polyamide (with an appropriate deduction made for the lowering effect of the blowing agent), and it is preferably between 180 and 25O ⁰ C. A "extrusion temperature of 190 to 21O ⁰ C is often suitable for nylon 6, whereas 200 to 24O ° C oftmals.für nylon is suitable 66th Higher temperatures, for example up to 300 ⁰ C, in the extruder can cylinder occur, particularly where the blowing agent is injected directly into the molten polyamide for example, a cylinder temperature of 220 to 25O ⁰ C is often suitable for nylon 6., whereas for nylon 66, a cylinder temperature of 265 ° to 28O ⁰ C getigneter is

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Die Herstellung der erforderlichen offenzelligen Struktur kann durch geeignete Wahl der Extrusionsbedingungen sichergestellt werden. Zum Beispiel kann die Oberfläche des extrudierenden Schaumes gekühlt oder die Temperatur des extrudierenden Materials so geregelt werden, daß es eine Oberflächenhaut bildet, fest genug, um ein Zusammenbrechen zu verhindern, wenn der Druck innerhalb der Zellen fällt. Die Zellwände werden während des Schäum-Verfahrens perforiert und dies wird durch die relativ hohe Fließfähigkeit des Polyamides unterstützt, wenn es mit Treibmittel weichgemacht wird. Ein kernbildendes Mittel kann gleichfalls den Bruch der Zellwand unterstützen und es wurde -beispielsweise gefunden, daß eine Mischung von Talk und Polyathylenglykol in dieser Hinsicht besonders brauchbar ist.The creation of the required open-cell structure can be ensured by a suitable choice of the extrusion conditions will. For example, the surface of the extruding foam can be cooled or the temperature of the extruding foam Material must be regulated so that it forms a surface skin, strong enough to collapse to prevent when the pressure inside the cells drops. The cell walls are perforated during the foaming process and this is aided by the relatively high flowability of the polyamide when it is with blowing agent is softened. A nucleating agent can also be used support the rupture of the cell wall and it has been found, for example, that a mixture of talc and Polyethylene glycol is particularly useful in this regard is.

Wie oben erwähnt, schließt: die Erfindung ein filterndes Element ein, welches ein geschäumtes Nylon 6 (Polycaprolactam), das eine im wesentlichen offenzellige Struktur aufweist, umfaßt. ,As mentioned above: The invention includes a filtering Element, which is a foamed nylon 6 (polycaprolactam), that has an essentially open-cell structure has, includes. ,

Jpas geschäuinte Nylon 6 kann durch Formpreß- oder durch Extrusionsverfahren (oben erwähnt) hergestellt werden. Wenn ein Formpreß-Verfahren angewandt wird, können die Produkte direkt in die gewünschte Form gepreßt werden,Jpas foamed nylon 6 can be molded by compression molding or by Extrusion process (mentioned above) can be produced. If a compression molding process is used, the Products are pressed directly into the desired shape,

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so daß keine weitere Behandlung erforderlich ist, oder sie können geschnitten oder anderweitig in Stücke wie z.B. Streifen, geschnitten werden, um ein filterndes Element von geeigneter Form und Eigenschaften zu liefern.so that no further treatment is required, or they can be cut or otherwise into pieces such as e.g. Strips, cut to provide a filtering element of suitable shape and properties.

Das geschäumte Nylon 6 kann ebenso durch Extrusionstechniken hergestellt sein. Es ist oftmals bequem, das geschäumte Nylon 6 in Form eines Stabes zu extrudieren, welcher anschließend geschnitten oder in sonstiger Weise in Stücke der gewünschten Länge unterteilt werden kann. Dementsprechend besitzt ein bevorzugtes filterndes Element die Form eines Stabes aus geschäumtem Nylon.The foamed nylon 6 can also be made by extrusion techniques. It is often convenient to do that to extrude foamed nylon 6 in the form of a rod, which is then cut or in some other way can be divided into pieces of the desired length. Accordingly, has a preferred filtering element the shape of a rod made of foamed nylon.

Die Nylon 6-filternden Elemente sind allgemein für Filtrationszwecke anwendbar, z.B. für Luftklimatisierung, Zentralheizung, Bergbau, öl- oder Wasser-Filtration usw. Sie sind insbesondere brauchbar für das Abfiltern von mitgerissenen Staubteilchen aus Strömen von Luft oder anderen Gasen und sie können beispielsweise als Rauchfilternde Elemente angewandt werden.The nylon 6 filtering elements are generally for filtration purposes applicable, e.g. for air conditioning, central heating, mining, oil or water filtration, etc. They are particularly useful for filtering entrained dust particles from streams of air or other gases and they can be used, for example, as smoke filtering elements.

Eine bevorzugte Form des filternden Elementes umfaßt eine Anzahl von Stäben oder Streifen aus geschäumtem Nylon 6, zusammengepackt in paralleler Anordnung. Derartige filternde Elemente finden vielseitige industrielle Anwendun-A preferred form of the filtering element comprises a number of rods or strips of foamed nylon 6, packed together in a parallel arrangement. Such filtering elements have a wide range of industrial applications.

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gen, wobei für jede ein filterndes Element hergestellt werden kann, das die geeigneten Eigenschaften aufweist. Beispielsweise hängt die Filtrationsgeschwindigkeit des filternden Elementes teilweise von der Querschnittsfläche •des Elementes ab und diese kann entsprechend der Anzahl der aneinander gepackten Stäbe aus geschäumtem Nylon 6 entsprechend variiert werden. Zusätzlich wird die Filterwirksamkeit durch die Länge der verwendeten Stäbe geregelt; je länger die Stäbe, desto wirksamer ist der FiltrationsVorgang. Es ist jedoch eine praktische Begrenzung für die Länge der Stäbe in vielen Fällen durch die Notwendigkeit gesetzt, den Druckabfall über das filternde Element auf einen ausreichend niedrigen Wert herabzusetzen. gen, with a filtering element made for each which has the appropriate properties. For example, the rate of filtration depends on the filtering element partially from the cross-sectional area • of the element and this can be according to the number of the bars of foamed nylon 6 packed together can be varied accordingly. In addition, the filter effectiveness regulated by the length of the rods used; the longer the rods, the more effective it is Filtration process. It is a practical limitation, however for the length of the rods in many cases set by the need to filter the pressure drop across the Reduce the element to a sufficiently low value.

Die Stäbe aus geschäumtem Nylon 6 werden vorzugsweise in einer Grundmasse, beispielsweise in. einem Klebstoff, fest miteinander verbunden oder durch Ausübung eines Druckes auf die gepackten Stäbe derart, daß Luftlöcher zwischen denselben ausgeschlossen werden.The expanded nylon 6 rods are preferably used in a base material, for example in an adhesive connected to each other or by exerting a pressure on the packed bars so that air holes between them are excluded.

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.The present invention is illustrated by the following examples.

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Beispiel 1example 1

Dieses Beispiel beschreibt ein Verfahren gemäß Erfindung zur Herstellung eines Zigaretten-Filterelementes. Alle Teile sind Gewichtsteile.This example describes a method according to the invention for producing a cigarette filter element. All Parts are parts by weight.

Eine Mischung von 100 Teilen Nylon 6, 0,1 Teil PoIyäthylenglykol und 2 Teilen feinverteiltem Talk wird in einen Extruder, versehen mit einem kreisförmigen Strangpreß-Düsenmundstück von 1,587 mm Durchmesser (1/16 inch) und einem Führungskanal von 4,762 mm (3/16 inch) eingeführt. 16,5 Teile Methanol wurden in das geschmolzene Nylon bei einer Temperatur von 278 C injiziert und die erhaltene Mischung gekühlt, während sie entlang des Extrusionszylinders geführt wurde, wobei die Extrusionstemperatur 193>5°C betrug.A mixture of 100 parts of nylon 6, 0.1 part of polyethylene glycol and 2 parts of finely divided talc is placed in an extruder fitted with a circular extrusion die mouth 1.587 mm (1/16 inch) in diameter and a 4.762 mm (3/16 inch) guide channel. 16.5 parts of methanol were in the melted Nylon injected at a temperature of 278 C and the obtained mixture cooled while moving along the extrusion barrel was performed, the extrusion temperature 193> 5 ° C.

Es wurde so ein Stab von geschäumtem Nylon extrudiert mit einer Gesamtdichte von 0,040 g/ccm (2,5 pounds per cubic foot), etwa 6,35 mm (0,25 inch) im Durchmesser, welcher eine undurchlässige Außenhaut besaß, die eine Vielzahl von miteinander in Verbindung stehenden offenen Zellen vom durchschnittlichen Durchmesser von 228,6 Mikron (0,009 inch) umschloß. Etwa 70 bis 80Jt der Zellen waren offen. Der Schaum hatte Q6% Härte und 99% Rückprall-A rod of foamed nylon was thus extruded at an overall density of 0.040 g / ccm (2.5 pounds per cubic foot), about 6.35 mm (0.25 inch) in diameter, which had an impermeable outer skin that had a plurality of enclosed by communicating open cells averaging 228.6 microns (0.009 inches) in diameter. About 70 to 80% of the cells were open. The foam had Q6% hardness and 99% rebound

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elastizität, gemessen nach dem oben beschriebenen Prüfverfahren, elasticity, measured according to the test method described above,

Der Stab wurde in Stücke von etwa 17,78 mm (0,7 inch) Länge aufgeteilt und diese wurden als Filter-Mundstücke für Zigaretten eingesetzt. Beim Rauchen der Zigaretten wurde festgestellt, daß die Mundstücke eine gefällige Rückprallelastizität aufwiesen und keine irgendwie ge-» artete nachteilige Einwirkungen auf den Rauchgeschmack zeigten. Noch ließen sie einen spürbaren Widerstand der Rauchdurchströmung erkennen. Nach dem später erfolgenden Aufschneiden der Elemente wurde festgestellt, daß sie eine beträchtliche Menge an Teer aus dem Rauch entfernt hatten, vergleichbar mit der Menge, welche durch ein herkömmliches Celluloseacetat-Werg-Pilter mit einer Dichte von0,156 g/ccm (9,75 pounds per cubic foot) entfernt wird.The rod was cut into pieces about 17.78 mm (0.7 inch) Split length and these were called filter mouthpieces used for cigarettes. When smoking the cigarettes it was found that the mouthpieces were pleasing Exhibited rebound resilience and none somehow detrimental effects on smoke taste showed. They still showed a noticeable resistance to the flow of smoke. After the later one Cutting open the items was found to be had removed a significant amount of tar from the smoke, comparable to the amount obtained by a conventional cellulose acetate tow pilter of one density Removed 0.156 g / cc (9.75 pounds per cubic foot) will.

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Dieses Beispiel beschreibt ein filterndes Element gemäß der Erfindung, ■This example describes a filtering element according to the invention, ■

Ein Stab aus geschäumtem Nylon 6, welcher die in Beispiel 1 beschriebenen Eigenschaften aufweist und der nach demA rod made of foamed nylon 6, which the in example 1 has described properties and after the

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Verfahren in diesem Beispiel hergestellt wurde, wurde in 10,l6 cm (H inches) lange Stücke zerschnitten. Auf die Außenhaut von 80 derartiger Stäbchen wurde Klebstoff aufgebracht und sie wurden zusammen in paralleler Anordnung gepackt. Ein leichter Druck wurde angewandt, um einen guten Adhäsiv-Kontakt sicherzustellen und Luftlöcher und Kanäle zwischen den Stäben auszuschalten.Procedure made in this example was cut into 10.16 cm (H inches) long pieces. Adhesive was applied to the skin of 80 such rods and they were packed together in a parallel arrangement. Light pressure was applied to ensure good adhesive contact and to eliminate air holes and channels between the rods.

Das so hergestellte filternde Element zeigte einen Druckabfall über seine Enden von 65»3 cm Wassersäule, gemessen mit einem Wassermanometer bei einer Luftströmumgsgeschwindigkeit von I5OO ecm pro Minute. Das filternde Element wurde auf seine Eigenschaften hinsichtlich der Extraktion von Teer aus Zigarettenrauch untersucht und für ausgezeichnet befunden.The filtering element produced in this way showed a pressure drop across its ends of 65 »3 cm water column, measured with a water manometer at an air flow rate of 150 ecm per minute. The filtering element was examined for its properties in terms of extracting tar from cigarette smoke and found to be excellent.

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Claims

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Godfather η ta η s ρ r ü c h e

1. Method of making a smoke-filtering Element with a cross section suitable for use with a smoking device such as a cigarette, a Cigarette holder or pipe, characterized in that that a rod made of foamed synthetic polyamide resin, which has an essentially open cell structure, extruded, the rod having a Has cross-section substantially corresponding to the desired cross-section in the end element.

2. The method according to claim 1, characterized in that the density of the foamed synthetic polyamide resin in the range of 0 * 016 to 0.080 g / ccm ( Ϊ to 5

pounds per cubic foot).

3. The method according to claim 2, characterized in that that the density of the foamed resin is in the range of 0.032 to 0.048 g / ccm (2 to 3 pounds per cubic foot) lies.

ή. Method according to one of Claims 1 to 3 »thereby characterized in that the rod is made of foamed resin

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cut or otherwise divided into pieces 2 to 10 times the length of a single filter.

5. Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the foamed resin contains from 60 to 95% of open cells.

6. The method according to claim 5, characterized in that the foamed resin of 70 to 95JS open cells contains.

7 · The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the polyamide resin nylon 6 (polycaprolactam) includes.

8. The method according to any one of claims 1 to 7 »characterized in that the rod made of foamed resin Owns skin.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the hardness of the rod made of foamed Resin is in the range from 75 to 95Jt.

10. The method according to claim 9 »characterized in that

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that. the hardness of the foamed resin rod in the area ranges from $ 80 to $ 90.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the resilience of the rod foamed resin in the range of $ 90 to $ 100.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized characterized in that the cross section of the rod is made of foamed Resin is circular.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized characterized in that the smoke-filtering elements are one 9.50 to 19.05 mm (0.374 to 0.75 inches) in length.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized characterized in that the cells of the foamed resin have a diameter within the range of 127 to 254 microns (0.005 to 0.01 inches).

15 »Method according to one of claims 1 to 14, characterized characterized in that a rod made of a heat-softened preparation comprising the synthetic polyamide resin, a propellant and up to 5 wt .-%, based on the

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heat softened preparation of nucleating agent, extruded.

16. The method according to claim 15 » characterized in that the blowing agent is used up to a content of 7 to 20% by weight , based on the weight of the resin.

17. The method according to any one of claims 15 and l6, characterized in that the propellant is a lower alcohol is.

18. The method according to any one of claims 15 to 17, characterized characterized in that the nucleating agent is a finely divided inert pesticide.

19. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the rod made of foamed resin such is that the pressure drop across a sample of the rod 15 mm in length at a flow rate of 1500 ecm per minute between 2 and 8 cm water column lies.

20. The method according to claim 1 essentially as described in the example.

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21. A smoke filtering element made by a method according to claim 1.

22. A smoke filtering element made by a method according to any one of claims 2 to 17.

23 · Smoke-filtering element according to claim 21 essentially as described in the example.

24. Smoke-filtering element manufactured by a Method according to claim 19.

25. Smoke device characterized by a smoke filter Element according to either of Claims 21 and 22.

26. Cigarette characterized by a smoke-filtering element according to one of claims 21 to 23.

27. Cigarette characterized by a smoke-filtering element according to claim 24.

28. Filtering element, characterized by a foamed nylon 6 (polycaprolactam), which has an im has a substantial open-cell structure.

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29. Filtering element according to claim 28, characterized in that that it has the shape of an extruded rod.

30. Filtering element according to one of claims 28 and 29, characterized in that there is one for one use in a smoking device such as a cigarette holder or a pipe suitable length and suitable cross-section owns.

31. Filtering element, characterized in that it is a rod or strip of foamed nylon 6 (Polycaprolactam) which has a substantially open cell structure.

32. Filtering element, characterized in that

it is a number of rods or strips of foamed nylon 6 as described in any one of claims 29 and 31, packed together in a parallel arrangement.

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