DE2251525A1

DE2251525A1 - Cigarette filter bulk material - with extruded synthetic polymer fibres cons-tituting the filamentary staple elements of the mass

Info

Publication number: DE2251525A1
Application number: DE19722251525
Authority: DE
Inventors: Pierre Porte
Original assignee: Rhodiaceta AG
Current assignee: Rhodiaceta AG
Priority date: 1972-10-20
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1974-04-25

Abstract

The filament staples after extrusion are amorphous and contain cavities; they may be in the form of endless filament or chopped fibres esp. derived from an agglomerated pulpy mass of fibrels. The material used is esp. linear polyamide. Material results in significant increase in absorption of health hazard agents.

Description

Zigarettenfiltermasse Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Filtermasse, die für Zigarettenfilter verwendet werden kann. Cigarette filter compound The present invention is a Filter mass that can be used for cigarette filters.

Es ist bekannt, hierfUr Produkte zu benutzen, die auf der Grundlage synthetischer Fasern aufgebaut sind. Man hat besonders den Gebrauch von Fasern vorgeschlagen, namentlich denjenigen von Polyamiden, die aus Lösungen in einem Luftstrom extrudiert werden, der die Einzelfasern abreißt und sie zu einem Strang zusammenführt, der leicht in Filterstopfen verwandelt werden kann.It is known to use products for this that are based on made of synthetic fibers. The use of fibers in particular has been suggested, namely those of polyamides extruded from solutions in an air stream that tears off the individual fibers and brings them together into a strand that can easily be turned into filter plugs.

Es ist ferner bekannt, Endlosfilamente aus Hohlfasern, vorzüglich aus Cellulose-Acetat, zu verwenden, deren Hohlräume notwendigerweise röhrenförmig sind.It is also known that continuous filaments made from hollow fibers are excellent made of cellulose acetate, the cavities of which are necessarily tubular are.

Obwohl diese verschiedenen Lösungen zur Verbesserung der Adsorption der im Tabakrauch enthaltenen schädlichen Bestandteile beitragen, so sind diese Verbesserungen jedoch, besonders im Hinblick auf die neuen Forderungen, die an den Schutz der Gesundheit der Raucher gestellt werden, noch ungenügend.Although these different solutions to improve adsorption contribute to the harmful components contained in tobacco smoke, they are Improvements, however, especially with regard to the new demands made on the Protection of the health of smokers is still inadequate.

Insbesondere gilt für die bekanntesten Filter, die aus endlosen Cellulose 2 1/2-Acetat-Filamenten hergestellt sind, daß zwar theoretisch die adsorbierten und absorbierten Acroleiniengen ir Gleichgewicht ausreichen, aber die Absorptionsgeschwindigkeit zu gering ist, um das Filter praktisch wirksam werden zu lassen.In particular, applies to the most famous filters, those made from endless cellulose 2 1/2 acetate filaments are produced that although theoretically the adsorbed and absorbed acrolein genes in equilibrium are sufficient, but the rate of absorption is too low to make the filter practically effective.

Die vorliegende Erfindung beseitigt diesen Nachteil. Sie betrifft eine absorbierende Substanz für Zigarettenfilter, bestehend aus extrudierten, filamentösen Elementen, vorzugsweise aus synthetischen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß diese filamentösen Elemente amorph sind und Hohlräume in ihrem Durchmesser aufweisen.The present invention overcomes this disadvantage. She concerns an absorbent substance for cigarette filters, consisting of extruded, filamentous Elements, preferably made of synthetic polymers, characterized in that these filamentous elements are amorphous and have voids in their diameter.

Bei der vorliegenden Erfindung versteht man unter filauentösen Elementen Endlosfilamente oder Fasern oder auch Fibrillen.In the present invention, filamentous elements are understood as meaning Endless filaments or fibers or fibrils.

Die so definierten filamentösen Elemente können vorzugsweise durch Einleiten einer polymeren Lösung in einem Lösungsmittel, in ein koagulierendes Bad, das hauptsächlich aus einem für das Polymer nichtlösenden Solvens besteht, aber mischbar mit dem Lösungsmittel ist, gewonnen werden. Man erhält durch Extrusion durch Düsen, die z. B. kreisförmig sein können, die aber auch einen Querschnitt von anderer Form aufweisen können, auf diese Weise Endiostilamente.The filamentous elements thus defined can preferably through Introducing a polymeric solution in a solvent into a coagulating bath, which consists mainly of a solvent which is nonsolvent for the polymer, but is miscible with the solvent. It is obtained by extrusion through nozzles that z. B. can be circular, but also have a cross section may have a different shape, in this way endio-filaments.

Für den Fall, daß man Fibrillen wünscht, gießt man unter Umschdtteln die Lösung in das Fällbad oder man spritzt einen Strom der Lösung in einen Strom von Fällbadflüssigkeit ein. Das entstehende Material, das sich in Form einer Fibrillenaggregation zeigt und das man als (Faser-)Brei bezeichnet, kann entweder unverändert verwendet werden oder man zerstückelt es in feine Stückchen mit brei- oder pulverartigei Aussehen, die dann meist in torX einer Fibrillenaggregation vorliegen.In the event that you want fibrils, you pour while shaking hands the solution in the precipitation bath or a stream of the solution is injected into a stream of precipitation bath liquid. The resulting material, which is in the form of a fibril aggregation shows and which is called (fiber) pulp, can either be used unchanged or it is cut into fine pieces with a pulpy or powdery appearance, which are then mostly present in torX of a fibril aggregation.

Als brauchbare Polymere kommen faserbildende Polymere, vor allem Polyamide, in Frage.Useful polymers include fiber-forming polymers, especially polyamides, in question.

Brauchbare Polyamide als Ausgangsmaterial für solche Filtermassen für Zigarettenfilter gemäß der Erfindung sind vorzugsweise faserbildende Polyamide, d.h. vorzugsweise lineare Polyamide. Als Beispiel kann man die Polymere anführen, die aus Monomeren, die das Produkt aus der Reaktion einer aromatischen Dicarbonsäure mit einem Diamin, oder die ein Lactam oder eine Aminocarbonsäure sein können, entstanden sind. In gewissen Fällen kann es von Vorteil sein, aromatische Polyamide, Polyamid/Imide oder andere zu verwenden.Usable polyamides as starting material for such filter media for cigarette filters according to the invention are preferably fiber-forming polyamides, i.e., preferably linear polyamides. As an example one can cite the polymers, those from monomers, which are the product of the reaction of an aromatic dicarboxylic acid with a diamine, or which can be a lactam or an aminocarboxylic acid are. In certain cases it can be advantageous to use aromatic polyamides, polyamide / imides or to use others.

Die Anmelderin hat festgestellt, daß die filamentösen Elemente, die in den Zigarettenfiltern verwendet werden, es ermöglichen, große Mengen von Akrole-en mit überdurchschnittlicher Geschwindigkeit zu absorbieren, wobei jedoch die anderen schädlichen Stoffe im Tabakrauch gleich oder sogar besser als bei den bekannten Filtern absorbiert werden.The applicant has found that the filamentous elements that Used in the cigarette filters, it enable large amounts of acrole-s absorb at above average speed, but with the other harmful substances in tobacco smoke the same or even better than the known ones Filters are absorbed.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern ohne sie einzuschränken.The following examples are intended to explain the invention without restricting it.

Beispiel 1 Man löst unter fünfstündigem Rühren 10 Gewichtsprozent Polyhexamethylenadipamid in 98-prozentger Schwefelsäure. Die erhaltene Lösung wird unter Rühren in eine normale wässrige Sodalösung gegossen. Den entstandenen Brei filtriert man ab, wäscht ihn anschließend bei normaler Temperatur, quetscht ihn ab und trocknet ihn bis zur Gewichtskonstanz. Das trockene weiße Pulver hat eine Dichte von ca. 0,06.EXAMPLE 1 10 percent by weight is dissolved with stirring for five hours Polyhexamethylene adipamide in 98 percent sulfuric acid. The solution obtained is poured into a normal aqueous soda solution with stirring. The resulting pulp it is filtered off, then washed at normal temperature and squeezed and dries it to constant weight. The dry white powder has a Density of about 0.06.

Dieses Material wird gemahlen, dann gesiebt, bis zu einer Partikelgröße von ca. 20 Mesh.This material is ground, then sieved to a particle size of about 20 mesh.

Zur Untersuchung des Materials auf seine Eigenschaften als Zigarettenfiltermasse wird dieses in ein dreifaches Filter folgender Zusammensetzung eingebracht: - 6 mm: Filter aus Cellulose-Acetat-Faser, Titer 8,8 dtex, Format: 8 mm - 6 mm: Hohlkörper, gefüllt mit Testmaterial - 6 mm: Filter aus Cellulose-Acetat-Faser, Titer 8,8 dtex Dieses Filter mit einer Gesamtlänge von 18 mm wird an Zigaretten angebracht, die gleiches Gewicht (120 - 122 mg) und gleiche Länge (83 mm) aufweisen.To examine the material for its properties as a cigarette filter material this is placed in a triple filter with the following composition: - 6 mm: filter made of cellulose acetate fiber, titer 8.8 dtex, format: 8 mm - 6 mm: hollow body, filled with test material - 6 mm: filter made of cellulose acetate fiber, titer 8.8 dtex This filter with a total length of 18 mm is attached to cigarettes that have the same weight (120 - 122 mg) and the same length (83 mm).

Man fertigt so mehrere Zigaretten an, die anschließend unter folgenden Bedingungen nach der CORESTA-Norm geraucht werden; - Länge des Zigarettenstummels: 26 mm - Zugeolumen: 17,5 ml/Sek.You make several cigarettes in this way, which are then classified under the following Conditions to be smoked according to the CORESTA standard; - length of the cigarette butt: 26 mm - draw volume: 17.5 ml / sec.

- Zugdauer: 2 Sek. - Pull duration: 2 sec.

- Zugfrequenz: 1 Min. - Train frequency: 1 min.

- Konditionierung: 65 * rel. Luftfeuchtigkeit bei 22 - 25 C - Dauer der Konditionierung: mind. 15 Std. - Conditioning: 65 * rel. Humidity at 22 - 25 C - duration conditioning: at least 15 hours

- Elektrostatische Niederschlagung mit 17,5 kv. - Electrostatic precipitation with 17.5 kv.

Eine entsprechende Versuchsreihe wird mit einem Pulver mit einer 2 spezifischen Oberfläche von 6 m2/g, das raffiniert wurde, durchgeführt.A corresponding series of experiments is carried out with a powder with a 2 specific surface area of 6 m2 / g that has been refined.

Zum Vergleich führt man den gleichen Test mit Cellulose-Acetat-Pulver durch. Man bestimmt in jedem Fall den Gehalt an Nikotin, Teer, Phenol, Blausäure und Akrolein, der durch das Filter-(oder dasPulver) absorbiert wird.For comparison, the same test is carried out with cellulose acetate powder by. In each case the content of nicotine, tar, phenol and hydrogen cyanide is determined and acrolein, which is absorbed by the filter (or powder).

Man erhält folgendes Resultat, wobei die Prozentsätze in Gewichtsprozent ausgedrückt sind und wobei jeder Wert den Mittelwert aus Abrauchversuchen von. 30 Zigaretten darstellt Muster enge in Zugwider- Reten- Reten- Reten- Reten- Reten- mg des stand Zi- tion v. tion v. tion v. tion v. tion v. FUllpul- garette Nikotin Teer Phenol HCN Akrolein vers u. Filter in - Was- sersäule Raffin. 40 135 59 63 83 36 3,6 Pulver Filter u. Ace- 40 130 51 58 71 36 2,5 tatpul- ver Acetat- - 135 51 50,5 74 28 filter Die Messungen des Zugprofils haben gezeigt, daß für die hergestellten Filter der Zugwiderstand während des Rauchens nicht ansteigt, d.h., daß keine Verstopfung des Filters eintritt.The following result is obtained, the percentages being expressed in percent by weight and each value being the mean value from smoking tests of. Represents 30 cigarettes Pattern close in Zugwider- Reten- Reten- Reten- Reten- mg des stood Zi- tion v. tion v. tion v. tion v. tion v. FUllpul- garette Nicotine Tar Phenol HCN Acrolein vers and filters in - what- column Clever. 40 135 59 63 83 36 3.6 powder filter and Ace- 40 130 51 58 71 36 2.5 tatpul- ver Acetate- - 135 51 50.5 74 28 filter The measurements of the draw profile have shown that the draw resistance of the filters produced does not increase during smoking, that is to say that the filter does not become clogged.

Beispiel 2 Man mißt die Adsorptionsgeschwindigkeit des Akroleins des pulverartigen Produktes wie es in Beispiel 1 beschrieben ist.Example 2 The rate of adsorption of acrolein des powder-like product as described in Example 1.

Zu diesem Zweck läßt man ein Gasgemisch aus Akrolein und Stickstoff als Trägergas huber zwei identische Chromatographiekolonnen laufen, von denen die eine mit Kabel aus Cellulose-Acetat-End-2 losfilamentkabel mit einer spezifischen Oberfläche von 1 m /gr.A gas mixture of acrolein and nitrogen is left in for this purpose run as a carrier gas over two identical chromatography columns, of which the one with cable made of cellulose acetate end-2 loose filament cable with a specific Surface of 1 m / gr.

gefüllt ist, die andere mit demselben Gewicht an Pulver. Man beobachtet, daß unter diesen Bedingungen die Adsorptionsgeschwindigkeit des Pulvers um mindestens 50 * höher ist als die des Cellulose-Acetat-Endlosfilamentkabels.is filled, the other with the same weight of powder. One observes that under these conditions the adsorption rate of the powder by at least 50 * higher than that of the cellulose acetate continuous filament cable.

Patentanspruche Claims

Claims

Claim 1 absorbent mass for cigarette filters, consisting of filamentous elements extruded from synthetic, fibrous polymers, characterized in that the filamentous elements are amorphous and have voids exhibit.

Claim 2 Absorbent mass according to Claim 1, characterized in that that the filamentous elements are present as continuous filaments or as pieces of fiber.

Claim 3 Absorbent mass according to Claim 1, characterized in that that the filamentous elements appear as a pulpy mass of agglomerated fibrils occurs.

Claim 4 Absorbent mass according to one of Claims 1 to 3, characterized characterized 'that the filamentous elements consist of a linear polyamide.