DE2140346A1 - Tabakrauchfilter - Google Patents

Description

Dr. D. Thomson Dipi.-ing. H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. BUhHfIQ Dipl.-Ing. R. ΚίΠΠΘ W.Weinkauff

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8000 München 15 ^u* August 197X

Eiichiro Nakatsuka Tokyo (Japan)

Tabakrauchfilter

Die Erfindung bezieht sich auf Tahakrauchfilterelemente. Insbesondere bezieht sie sich auf speziell überzogene, gepulverte Zusätze für solche Filterelemente, welche aus dem Tabakrauch schädliche Substanzen entfernen, ohne den erwünschten Rauchdunst zu entfernen, welcher dem Rauch Aroma und Geschmack verleiht.

Es sind viele Zigarettenfilter zum wirksamen Entfernen von Teerstoffen und Nikotin, welche im Tabakrauch vorhanden sind, entwickelt worden, um die Gesundheit des Rauchers zu schützen. Bei einigen Anordnungen wird eine Rute aus synthetischen oder natürlichen Pasern, welche einen fasrigen Werg bil-

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-"■ 2. —

den, verwendet, welcher solche schädlichen Substanzen entfernt, indem der Tabakrauch durch ihn hindurch geht. Jedoch wurde gefunden, daß mit solchem fasrigen Werg ein Filtrationswirkungsgrad von nur 3o bis 35% zur Verfügung steht und auch ein unliebsamer Geruch, welcher für die verwendeten Fasern charakteristisch ist, dem Rauch, zum Schaden des Tabakrauchs, hinzugesetzt wird. Um diese Nachteile auszuschalten, hat man dem fasrigen Werg ein aktiviertes Kohlepulver einverleibt mit der sich ergebenden Steigerung des Filtrationswirkungsgrades auf etwa 43%. In diesem Fall werden jedoch die unschädlichen, flüchtigen Dämpfe, welche ein natürliches Aroma der Tabakblätter besitzen, sowie das Aroma von zugesetzten aromatischen Aromastoffen, ebenfalls durch das Kohlepulver absorbiert, so daß das Vergnügen des Rauchers beträchtlich herabgemindert wird.

Erfindungsgemäß wird ein Tabakrauchfilter zum selektiven Entfernen schädlicher Substanzen, einschließlich von im Tabakrauch anwesenden Teerstoffen und Nikotin geschaffen. Dieses Tabakrauchfilter weist ein Trägermedium auf, welches so angeordnet ist, daß Zwischenräume für den Durchgang des Rauches geschaffen werden, und in welchem zerteiltes pflanzliches Öl dispergiert ist, weichletzteres mit einem überzug aus wasserlöslichem Polyvinylalkohol oder Polyvinylpyrrolidon eingekapselt ist.

Erfindungsgemäß soll ein Tabakrauchfilterelement einer neuen und verbesserten Art geschaffen werden. Ferner soll erfindungsgemäß ein Zusatz geschaffen werden, welcher bei Zigarettenfilterwerg angewandt werden kann, um schädliche Substanzen wie

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Teerstoffe und Nikotin aus der Dunstphase des Tabakrauches selektiv zu entfernen.

Ferner soll erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Tabakrauchfilters geschaffen werden.

Die Erfindung gründet sich auf die Feststellung, daß pflanzliche Öle die Eigenschaft besitzen, teer- und nikotinhaltige Dämpfe zu absorbieren, wenn man sie auf ein Tabakrauchfilter aufbringt, wodurch eine bemerkenswerte Steigerung des Filtrationswirkungsgrades für Teer und Nikotin, ohne Schädigung des Tabakgeschmacks erzielt wird. Zu pflanzlichen ölen, welche erfindungsgemäß als besonders brauchbar befunden wurden, zählen Rizinusöl, Bauwollsamenöl, Maisöl, Sonnenblumenöl, Sesamöl, Sojabohnenöl, Rüböl oder Gemische dieser Öle. Die pflanzlichen Öle werden so bearbeitet, daß deren Partikel mit Überzügen wasserlöslichen Polyvinylalkohols oder Polyvinylpyrrolidons eingekapselt sind. Die Einkapselung bzw. das überziehen der Partikel aus pflanzlichem öl wird vollzogen, indem man beispielsweise 2 kg Rizinusöl zu 5 kg einer Lösung hinzusetzt, welche aus 4o Teilen 25%igen Polyvinylalkohols (Polymerisationsgrad 2ooo) oder Polyvinylpyrrolidon (niedriger Polymerisationsgrad), 3o Teilen Maisstärke mit einer mittleren Partikelgröße von 3 Mikron, und 3o Teilen Wasser besteht. Die bereitete Lösung wird mittels eines herkömmlichen Emulgators emulgiert. Nachdem 1 kg Wasser zu der so emulgierton Lösung hinzugesetzt worden ist, wird sie mittels eines Sprühtrockners sprühgetrocknet, um das in den Rizinusölpartikeln vorbleibende Wasser zu entfernen/ so daß ein

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trocknes Rizinusölpulver zurückbleibt, welches mit einem 75%-igen Polyvinylalkohol - bzw. Polyvinylpyrrolidonüberzug, bezogen auf das Trockengewicht des Pulvers, eingekapselt ist, wobei das Pulver eine mittlere Partikelgröße von o,6 Mikron besitzt. Die überzogenen Pflanzenölpartikel werden normalerweise auf einem Filtermedium fasriger Art getragen und können mittels einer Vibriervorrichtung auf das Filtermedium aufgebracht v/erden. Jedoch kann man jede andere geeignete Methode des gleichmäßigen Dispergierens sicher Partikel auf einem Filterwerg anwenden. Zigarettenfilter können auch hergestellt v/erden, indem man eine Masse solcher überzogener Pflanzenölpartikel zwischen Filterzylinder bringt, weichletztere aus Fäden bereitet sind. Das fasrige Filtermedium kann aus Baumwolle, Papier, Pulpe, Acetat, Polyestern oder Polyolefinen bestehen.

Die Vibriervorrichtung weist eine Mulde auf, welche die überzogenen Pflanzenölpartikel enthält und welche direkt oberhalb und parallel zu gekräuseltem Werg angeordnet ist. Die Vibratormulde ist so eingestellt, daß sie eine gewünschte Menge des Zusatzes aufbringt und der Zusatz wird auf den Werg aufvibriert, wenn der Werg sich durch eine Filterzigaretten-Herstellungsmaschine bewegt. Wenn gewünscht, kann man dem Werg vor der Aufbringung der überzogenen Pflanzenölpartikel, ein Klebemittel oder einen Weichmacher hinzusetzen. Beim Hindurchgehen des den Zusatz enthaltenden Wergs durch die Filterhstellungsmaschine, wird der Werg zu einer zylindrischen Rute geformt und mit einem Pfropfen-Einwickelpapier umwickelt. i)iese zylindrische Rute kann in viele Segmente mit geeigneter Länge zerschnitten werden. Die Segmente worden durch geeignete Maßnahmen an Zigaretten ange-

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gliedert.

Beim Gebrauch geht der Rauch von der brennenden Zigarette durch das Filterelement hindurch, welches die erfindungsgemäß bereiteten Pflanzenölpartikel enthält. Da Polyvinylalkohol oder Polyvinylpyrrolidon wasserlöslich ist, wird der überzug des Materials auf den Partikeln durch die Feuchtigkeit im Rauch aufgelöst, so daß die Oberflächen der Partikel dem Strom des Tabakrauches ausgesetzt sind. Die offenliegenden Oberflächen der Pflanzenölpartikel absorbieren wesentliche Mengen von Teer und Nikotin, welche im Rauch enthalten sind. Es wurde auch gefunden, daß das erfindungsgemäße Filterelement wirksam ist, aus Tabakrauch diejenigen schädlichen, stechenden flüchtigen Basen mit hohem Molekulargewicht, beispielsweise Pyridin zu entfernen, während es den Dämpfen, welche wesentliche öle enthalten, die ein niedriges Molekulargewicht besitzen und den Tabak-geschmack milder machen, gestattet bleibt, durch das Filter leicht hindurchzugehen. Ferner wurde gefunden, daß nach dem Auflösen der Polyvinylalkohol- bzw. der Polyvinylpyrrolidonüberzüge, die Pflantenölpartikel in die Fasern des Filterelementes eindringen, so daß mit dem allmählichen Fauchen der Zigarette, der Zug leichter wird, d.h. der Druckabfall über das Filterelement nimmt ab. Es kann so eine große Menge solcher überzogener Pflanzenölpartikel auf den Filterwerg aufgebracht werden, um den Filtrationswirkungsgrad zu erhöhen.

Das folgende Ausführungsbeispiel veranschaulicht zum besseren Verständnis der Erfindung eine bestimmte bevorzugte

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Ausführungsform.

Beispiel

Ein gekräuselter Acetatfaserwerg von Io2 mm Länge und 4 denier/Faden, welcher 43.ooo Fäden besitzt, v/ird ausgebreitet. Glyzeryltriacetat (Triacetin) wird in einer Menge von 6,5 bis 7_fo Gewichtsprozent des Wergs, auf den Werg durch Sprühen aufgebracht. Ein Rizinusölpulver, welches etwa 75 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol als Oberflächenüberzug enthält, wird aus einer vibrierenden Mulde auf den Werg aufgebracht. Der Werg v/ird zu einer zylindrischen Rute geformt und mit einem Stopfeneinwickelpapier umwickelt. Die so gebildete zylindrische Rute eines Durchmessers von 7,9 mm, wird dann in Segmente von 17 mm zerschnitten. Die 17 mm Segmente, welche etwa 45 Milligramm überzogener Pflanzenölpartikel enthalten, werden an Zigaretten angegliedert. Die Zigaretten werden mit einer automatischen Rauchvorrichtung geraucht und die Dämpfe, v/elche durch den Filter hindurchgehen, werden gesammelt und analysiert. Diese Werte sind in der untenstehenden Tabelle gezeigt. Ebenfalls in der Tabelle gezeigt sind die Mengen dieser Dämpfe, v/elche von den Filterelementen dieses Typs mit einem Gehalt an 6o, 8o und loo mg Rizinusölpulver erhalten werden, und welche von den herkömmlichen Filterelementen erhalten werden, welche aktiviertes Kohlepulver und keine darauf aufgebrachten Zusätze enthalten.

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Tabelle

Art des 17 mm Filters

Mittels Filter entfernter Prozentsatz
an Teer

Mittels Filter entfernter Prozentsatz an Nikotin

Acetatfasern mit 45 mg Rizinusölpartikeln

Acetatfasern mit 6o mg Rizinusölpartikeln

Acetatfasern mit 8o mg Rizinusölpartikeln

Acetatfasern mit loo mg Rizinusölpartikeln

Acetatfasern mit 45 mg aktiviertem Kohlepulver

Acetatfasern ohne Zusätze

59, ο

62,1
63,4
71,8

4o
33

41 ,o

43,7 57,4 68<,7

38
3o

Wie aus der Tabelle ersichtlich, ist das Filter mit überzogenem Pflanzenöl viel wirksamer beim selektiven Entfernen schädlicher Stoffe wie Teer und Nikotin aus dem Tabakrauch«

Die Erfindung erstreckt sich nicht nur auf Zigaretten, sondern ist in gleicher Weise anwendbar auf Filter für synthetischen Tabak.

Die Erfindung ist nicht auf die beispielsweise wiederge— gebenen Ausführungsformen beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfache Abänderungen ohne weiteres gegeben.

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Claims (3)

1. ο —

   Patentansprüche

   (^) Tabakrauchfilter zum selektiven Entfernen schädlicher Stoffe, einschließlich von im Tabakrauch anwesenden Teerstoffen und Nikotin, gekennzeichnet durch ein Trägermedium, welches zur Schaffung von Zwischenräumen für den Durchgang von Rauch durch das Trägermedlum angeordnet ist, wobei das Trägermedium zerteiltes pflanzliches öl in sich dispergiert aufweist, und das ^ zerteilte pflanzliche öl mit einem überzug aus wasserlöslichem Polyvinylalkohol oder Polyvinylpyrrolidon eingekapselt ist,
2. 2. Tabakrauchfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pflanzliche öl Rizinusöl, Baumwollsamenöl, Maisöl, Sonnenblumenöl, Sesamöl, Sojabohnenöl oder Rüböl ist bzw. aufweist.
3. 3. Tabakrauchfilter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium aus Baumwolle, Papier, Pulpe,

   P Acetat, Polyestern oder Polyolefinen besteht bzw. diese Stoffe aufweist.

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