DE2341686C3 - Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasem - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus CelluloseacetatfasemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasern, wobei
man einen aus Celluloseacetatfasern bestehenden Strang öffnet, dem geöffneten Strang 1 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern. eines Weichmachers zusetzt und der: so behandelten
geöffneten Strang zur Herstellung eines Filters zusammenfaßt.
Ein Weichmacher für einen Zigarettenfilter aus
Celluloseacetatfasern löst die Celluloseacetatfasern <jort. wo er mit den Fasern in Kontakt kommt, teilweise
auf und verbinde', die aufgelösten Fasern miteinander an
willkürlich verteilten Kontaktpunkten, wodurch der aus den r'asern bestehende Filter seinen Umfang beibehält
und die Fasern in der Filterform in geeigneter Weise
gehärtet werden. Der Weichmacher ist somit als eine Komponente unerläßlich, die dem Filter die für das
nachfolgende Zerschneiden der Fasern in der Filterform zu Fillerstöpseln erforderliche Härte verleiht.
Aus Römpp. Chemielexikon. 7. Auflage. 1972. Stich
wort »Butandiolc« läßi sich die Verwendung von F.stern
der Butandiolw .ils gesuchter Weichmacher entnehmen.
Die klassische Verwendung von Weichmachern besieht jedoch dann, daß sie den Kunststoffen /um Weichmachen
/ugescl/l werden, d. h.. daß sie /wischen
Kunslsloffmnlekiilen eindringen und diese gcgencinan
der bcweglkh machen Dabei isi es nicht nötig, daß die
Weichmacher den Kunststoff lösen. Die Weichmacher für einen Zigareltenfilter aus C clluloscaectalfascrn
sollen dagegen bewirken, daß die C clluloscaccUilfascrn im filter ungelöst werden, gegenseitig teilweise
verkleben und so der Filierstrang eine bessere Festigkeit erhalt Andererseits soll beim Anlosen die
Celluio.caccliilfaser keineswegs aufgelöst werden, chi
das Filier luftdurchlässig bleiben muß. die Abslande und
Hohlräume /wischen den Fasern also erhallen bleiben müssen Anschließend soll der Weichmacher keines
wegs wie bekannte Weichmacher bei bekannten
Kunststoffen im Kunststoff verbleiben, sondern sich so
schnell wie möglich verflüchtigen.
Im allgemeinen werden fur Celluluseacelalfasern, die
Zigarctlenfilter aufbauen, Triacctin, Diacelal*, Dipro·
pionat- und Dibutyralcslcr von fOlyälhyierigfykoi,
Dimclhoxyälhylphthalat undTriälhylcritrat verwendet.
Wenn Triäthylcitrai und Dimet'hoxyäthylphlhalat als
Weichmaehcr verwendet werden, müssen die Filterstöpsel
zur Erhärtung der Fillcrstöpsel auf hohe Temperaturen oberhalb Raumtemperatur 2 bis 4
Stunden lang erhitzt werden. Zwar ist Triacetin als Weichmacher bekannt, der bei Raumtemperatur härtet,
jedoch dauert es mehr als 24 Stunden, bis die Härtung beendet ist. Ein Diacetat, Dipropionat oder Dibutyrat
>i von Triäthylenglykol ist zwar ein Weichmacher, der bei
Raumtemperatur innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit eine ausreichende Härte (Festigkeit) verleiht, er
befriedigt jedoch nicht im Hinblick auf den Zigarettengeschmack,
so Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zigarettenfilter aus Celluloseacetatfasern mit einem
Weichmacher zu härten, der einerseits rasch und ausreichend härtet, andererseits beim Rauchen keinen
störenden Geschmack abgibt.
c. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.
daß man einen Weichmacher verwendet, der einen
Diacatat-. Dipropionat- und/oder Dibutyralester von 1,3-Butylenglykol enthält.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann den
4Ii Filterstöpseln bei Raumtemperatur innerhalb einer
kurzen Zeit eine ausreichende Härte b/w. Festigkeit
verliehen werden. Die Härtungsgeschwindigkeit ist höher als die Härlungsgeschwindigkeil von Triäthylcnglykoldiacelal.
von dem bekannt is', faß es unter den
C. konbcnlioncllcn Weichmachern die höchste llärtungs
geschwindigkeit aufweist. Außerdem ist der crfindungs
gemäß verwendete Weichmacher geruchlos und nicht toxisch und beeinträchtig! den Geschm.ick b/w das
Aroma der /igarellc mehl
.ti Diese vorteilhaften I igenschaftct. bcsil/cn also
keineswegs sämtliche oiler die meisten bekannten Wci-'hm.icher. sondern nur einige wenige chemische
Verbindungen, el;«.· zufällig gleichzeitig «Is Weichmacher
Verwendung finden können. Dahii ist il» ι Hinweis in
.. der I ileralur. dall I si-.-r der Butindiole gesuchte
Weichmacher sind, keineswegs ein Hinweis auf den
Gegenstand der vorliegenden Frfindung Denn der
F'achniiinn. tier die oben formtilierle Aufgabe /u lösen
hut. hiil keinen AnIaU. die bekannten Weichmacher auf
Wi ihre I ignung /um genannten /weck /υ Überprüfen, da ja
gar nichts weichgemadil werden .soll. Tatsächlich soll
Celluloseacetat nngelösl werden; deshalb könnte der Fachmann genauso gut Urtier den Lösungsmitteln
suchen. Dabei stellt es einen glücklichen Griff dar, die
hl erfindungsgemäß verwendeten Buiandiolestcr mil deli
angegebenen vorteilhaften Eigenschaften aufzufinden.
Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Dieslervcrbindungcn
von 1,3'Butyldnglykol handelt es sich um
Verbindungen der allgemeinen Fomel
R-COOCH2CH2CH-OCOr
worin R eine Methyl-, Äthyl- oder Propylgruppe bedeutet, und diese Verbindungen können einzeln oder
in Kombination mit einem anderen Weichmacher verwendet werden. Da diese Diester von 1,3-ButyIenglykol
einen sehr hohen Plastifizierungseffekt haben, können selbst dann zufriedenstellende Ergebnisse
erzielt werden, wenn sie in geringeren Mengen als den üblicherweise im Falle von Triacetin und Triäthylenglykoldiacetat
angewendeten Mengen verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Weichmacher in einer Menge von 1
bis 20 Gew.-%, insbesondere von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern,
verwendet
Die Celluloseacetatfasern können in Form eines Stranges verwendet werden, der durch Zusammenfassen
von 5000 bis 100 000 kontinuierlichen (endlosen) Fäden mit einem Titer von 1 bis 16 Denier erhalten
worden ist. Dem Strang werden vorzugsweise 10 bis 30
gleichmäßige Kräuselungen pro 25 mm Stranglänge erteilt.
Es kann jedes beliebige Verfahren angewendet werden, mit dessen Hilfe es möglich ist, den Weichmacher
gleichmäßig auf die Celluloseacetalfasern aufzubringen.
So kann beispielsweise der V'eichmacher nach
einem bekannten Verfahren urter Verwendung einer Sprühpistole oder eines Dochtes sowc'-.i auf die obere
als auch auf die untere Oberfläche des Stranges aufgebracht werden. Wenn die Weichmacher zu groß
ist, werden die Celluloseacetatfasern so stark aufgelöst, daß zähe Flüssigkeiten (Pasten) gebildet werden. Es ist
daher erwünscht, daß der Weichmacher gleichförmig aufgebracht wird. Wenn die Weichmachermenge zu
gering ist, wird keine ausreichende Bindung zwischen den Fasern erzielt Es ist daher wichtig, daß der
Weichmacher im Innern des Strangbandes gleichförmig
verteilt ist
Die Herstellung von Zigarettenfiltern aus Strä! gen
to mit einem eingearbeiteten Weichmacher kann nach Verfahren erfolgen, wie sie derzeit großtechnisch für die
Herstellung von Zigarettenfiltern aus Celluloseacetatfasern durchgeführt werden. Der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erhältliche Filter ist dadurch charaiaerisiert, daß die den Celluloseacetatfasern eigenen
Eigenschaften nicht verloren gehen und daß eine sehr hohe Härtungsgeschwindigkeit beibehalten v/erden
kann. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung von großem technischen Wert.
>n Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen
näher erläutert. In diesen Beispielen wurde die Filterstöpselhärte nach dem folgenden Verfahren
bestimmt: Auf einen horizontal angeordneten Probestöpsel wurde durch eine Scheibe mit einem Durchmes-
?! ser von 12 mm 10 Sekunden lang eine Last von 300 g
einwirken gelassen. Die Eindrangtiefe einer durch die Last gebildeten Kerbe i^urde gemessen, wobei 0,1 mm
als eine Einheit festgelegt wurde, bis herunter zu Bruchteilen der Einheit. Ein niedrigerer Wert gibt an,
«ι daß die Probe hart war, während ein höherer Wert
angibt, daß die Probe weich war.
Der Widerstand gegen das Eindringen von Luft (Luftdurchlässigkeit) wurde durch den Widerstandsdruck,
gemessen in Millimeter Wassersäule, ausge-
ii drückt, der erhalten wurde, wenn durch ein Filterstöpsel
einer Lange von 102 mm mit einer Geschwindigkeit von 17,5 ml/Sek. Luft hindurchgeleitel wurde.
Beispiel I bis 7
Fin Celluloseacclat-Fascrstrang mit einem Fadentiter
von 4 Denier und einem Gcsanttitcr von 43 000 Denier mit 2b Kräuselungen pro 25 mm Siranglängc wurde
geöffnet und dem geöffneten Celluloseacetat-Faserstrang wurde unter Verwendung einer Weichmacherauftragsvorrichtung
I J-ßtilylcnglykol-diacelal oder
eine Mischung aus gleichen Mengen dieses Diacetats und einem anderen Weichmacher in der vorgeschriebenen
Menge zugesetzt. Dann wurde der Strang in eine Papierumwicklungsvorrichtung eingeführt und mit
einem Filterumwiekelungspapicr umwickelt. Dann wurde er zu Stücken (Filtcrstöpseln) einer Länge von
102 mm zerschnitten.
Dann wurden die Eigenschaften des dabei erhaltenen Filterstöpsels, beispielsweise das Stöpsclgewicht. der
Widerstand gegen eindringende Luft (die Lufldurchläs stgkeil) und die I lärtc des Fillcrstöpsels bestimmt, der I
bis 24 Stunden lang nach Beendigung der Umwitkelunp
bei 20"C liegengelassen worden war. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I
angegeben.
Die Vorstehend beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei diesmal als Weichmacher Triacetin,
Triäthylcnglykoldiacctat, Triäthylcnglykoldipropional
und Tetraäthylenglykoldipropionat verwendet wurden.
Auch bei den so hergestellten Filierslöpsein und bei
einem Filterstöpsel, der auf die gleiche Weise wie oben, jedoch ohne Verwendung eines Weichmachers, hergestellt
worden war, wurde die Härte bestimmt, nachdem
die Filterslöpsel 1 bis 24 Stunden lang bei 20"C
ii liegengelassen wordrn waren. Die dabei erhaltenen
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I als Ergebnisse von Vergleiehsbcispiclcn angegeben.
Aus den Ergebnissen der nachfolgenden Tabelle I geht hervor, daß die zur I lcrslcllimg eines Filterstöpscls
mi mit einer ausreichenden Härte (von weniger als 10)
erforderliche Zeit bei Verwendung von Triacetin oder Triäthylcnglykoldiacetat 24 Stunden betrug, daß jedoch
im Failc der Verwendung von l.i-Buiylenglykoldiacetat
bereits nach einer Stunde eine ausreichende Härte
ι· erreicht worden war. Daraus geht auch hervor, daß
durch Verwendung einer geringeren Menge des Weichmachers im Falle von 1.3-Butylenglykoldiacetat
ein ausreichender Effekt erzielt werden kann.
feder der so erhaltenen Fillcrstöpsel mit einer Lange
Wi von 102 mm wurde in b Fillcrspitzen mit einer Lange
von 17 mm zerlegt. Eine Spil/.e einer handelsüblichen
Zigarette wurde entfernt und anstelle dieser Spitze wurde die Filterspitze aufgesetzt Bei einem Abrauchvcrsuch
wurde festgestellt, daß im Falle der Vci'wcn-
M dung eines Weichmachers, der I^BuiylenglykoIdiaee-IaI
enthielt, ein besonders guter Geschmack und ein besonders gutes Aroma erhalten wurden.
| ■} | 7 | 23 41 | 5 | 686 | Slöpsel- | 6 | Härte | nach | I | |
| ; Beispiel Nr. | gewicht | 24 Std. | I | |||||||
| Tabelle I | ί· 1 | Weichmacher | Wider | |||||||
| I 2 | Vergleichsbeispiel | stand | 9,5 | 12.7 I | ||||||
| ! 3 | 1 | gegen das | nach | 8,3 | 8,3 | |||||
| J 4 | 2 | (g/Stöpse|) | Eindringen | I Std. | 8,1 | 9,8 | ||||
| I 5 | 3 | von Luft | 7,8 | 8,5 | ||||||
| ί 6 | 4 | Art | 0,735 | (mm HjO) | 9,7 | 7,2 | 7,3 | |||
| ϊ | 5 | Ge\v.-% | 0,725 | 8,9 | 7,8 | |||||
| 1,3-Butylenglykol-diacelat | 0,724 | 272 | 8,9 | |||||||
| desgl. | 4,5 | 0,749 | 268 | 8,8 | ||||||
| desgl. | 6,5 | 0,733 | 265 | 8,3 | 7,6 | |||||
| desgl. | 7,2 | 0,751 | 259 | 8,2 | ||||||
| desgl. | 9,9 | 258 | ||||||||
| Mischung ausgleichen Mengen | 13,8· | 261 | ||||||||
| 1,3-Butylenglykoldiacetat | 7,1 | 0,748 | 8,0 | |||||||
| und Triacetin | ||||||||||
| Mischung aus 1,3-ButyIengIykol- | 259 | |||||||||
| diaceiat und Triäthyiengiyfcoi- | !3,3 | |||||||||
| diacetat | 0;677 | 12,1 | ||||||||
| 0.735 | 10,5 | |||||||||
| - (kein Zusatz) | 0,743 | 247 | 10 | |||||||
| Triacetin | 0 | 0,738 | 259 | 10 | ||||||
| Triäthylenglykoldiacetat | 8,0 | 0,740 | 253 | 10 | ||||||
| Triäthylenglykoldipropionat | 6,3 | 258 | ||||||||
| Tetraäthylenglykoldipropionat | 9,0 | 260 | ||||||||
Claims (2)
- Patentansprüche:1, Verfahren zur Herstellung eines Zigarettenfilters aus Celluloseacetatfasern, wobei man einen aus Celluloseacetatfasern bestehenden Strang öffnet, dem geöffneten Strang 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, eines Weichmachers zusetzt und den so behandelten geöffneten Strang zur Herstellung eines Filters zusammenfaßt, dadurch gekennzeichnet,daß man einen Weichmacher einsetzt, der als Bestandteil einen Diacetat-, Dipropionat und/oder Dibutyratestervon 1,3-ButylengIykoI enthält.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Weichmacher in einer Menge von 3 bis 10 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht der Celluloseacetatfasern, zusetzt.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |