DE2559542C3 - Zigarerfenfilter - Google Patents
ZigarerfenfilterInfo
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
- A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
- A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
- A24D3/08—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent
- A24D3/10—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent of cellulose or cellulose derivatives
Description
Die Erfindung betrifft ein Zigarettenfilter mit erhöhtem Teer- und Nikotinrückhaltevermögen.
Es ist bekannt, daß cellulosisches Material bei der Herstellung von Zigarettenfiltern verwendet wird.
Besonders Celluloseacetat wird in großem Maßstab vorteilhaft eingesetzt, da Filter aus diesem Material
billig und technologisch gut verarbeitbar sind. Allerding wird durch die bekannten Filtermaterialien der Gehalt
im Zigarettenrauch an Teer und Nikotin nicht sehr erheblich vermindert. Auch Filter aus modifizierter
Cellulose sind bereits bekannt.
In der US-PS 9 51 582 wird ein Beschichtungsmaterial
für das Zigarrenmundstück beschrieben, das eine Celluloseverbindung, ein anorganisches Salz einer
Fettsäure, einen Balsam und ein Lösemittel enthält. Dieses Material soll dazu geeignet sein, öl aus dem
Tabak, den unangenehmen Tabakgeschmack und die Zahnverfärbung zurückzuhalten. Als anorganische Salze
der Fettsäuren sind Ca-, Ba-, Sr- und Mg-Salze der Caprylsäure (C7H15COOH), Stearinsäure
(CuHhCOOH) und anderen genannt. Alle Komponenten
werden zusammen verwendet und das Zigarrenmundstück in das Beschichtungsmaterial getaucht,
wobei sich das Zigarrenende mit einer dünnen Schicht überzieht.
Das Filterelement für Tabakrauch nach der DE-AS 12 08 231 besteht aus mit ungesättigten Fettsäuren oder
deren Salzen imprägniertem Filtermaterial, wie z. B. Papier oder Zellstoff; vorzugsweise werden aus
Seefischen oder Fischtran gewonnene, ungesättigte Fettsäuren verwendet, die einen hohen Gehalt an
essentiellen Fettsäuren aufweisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zigarettenfilter zur Verfugung zu stellen, das ein
besseres Nikotin- und Teer-Rückhaltevermögen hat. Bei der Lösung der Aufgabe wird von einem Zigarettenfilter
aus wenigstens zum Teil modifizierter Cellulose ausgegangen, doch ist das Zigarettenfilter gemäß der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es mit organischem Isocyanat oder mit höher molekularen Fettsäuregruppen
modifizierte Cellulose enthält.
Eine zur Herstellung des Zigarettenfilters gemäß der Erfindung modifizierte Cellulose kann aus natürlich
vorkommender wie auch aus regenerierter Cellulose hergestellt sein. Bei den als Modifizierungsmittel
dienenden organischen Isocyanaten handelt es sich vorzugsweise um zwei- oder mehrwertige. Der Zellstoff
kann in vielen Fällen auch im Beisein von Wasser mit den Isocyanaten umgesetzt werden, so daß man also
kein organisches Lösungsmittel als Reaktionsmedium anzuwenden braucht. Dies gilt beispielsweise für
Isocyanatverbindungen, die durch Kondensation von drei Molekülen eines Diisocyanats, zum Beispiel durch
Kondensation von drei Molekülen Hexamethylerdiisocyanat entstehen und für Stearylisocyanat. Gegen
wäßrige Medien reaktionsfähige Isocyanate kann man mit dem Zellstoff beispielsweise in soviel von einem
inerten organischen Lösungsmittel wie Toluol umsetzen, daß eine knetfähige Reaktionsmasse entsteht Die
Reaktion mit dem Isocyanat erfolgt zweckmäßigerweise bei höherer Temperatur, etwa bei 80 bis 1100C unter
Durchkneten.
Die Modifizierung von Cellulose mit höher molekularen Fettsäuren kann insbesondere mit einem Ester einer
höher molekularen Fettsäure, einer Komplexverbindung einer höher molekularen Fettsäure mit basischem
Chromchlorid oder einem eine höher molekulare Fettsäuregruppe aufweisenden Melaminharz-Vorkondensat
erfolgen. Bei den höher molekularen Fettsäure-Substituenten dieser Verbindungen handelt es sich um
solche mit mindestens 14 Kohlenstoffatomen im Molekül. Die Verwendung der genannten Fettsäurederivale
hat den Vorteil, daß man zur Modifizierung der Cellulosemassen verhältnismäßig kleine Mengen von
ihnen benötigt. Die Modifizierung von Cellulose mit Isocyanaten und mit höher molekularen Fettsäuregruppen
ist in der DE-OS 23 58 808, auf die hier Bezug genommen wird, ausführlicher beschrieben.
Zur Herstellung von Zigarettenfiltern können die Materialien in beliebiger Form eingesetzt werden, z. B.
als Granulat, Pulver oder gekreppte Folien.
Die Materialien können auch in die bisher benutzten Celluloseacetalfäden oder auch in andere Materialien,
insbesondere in Cellulosefäden, eingemischt sein, sei es, daß sie in feinverteilter Form in den Fädenmassen
enthalten sind, sei es, daß sie in kleinteiliger Form mit den Fäden gemischt sind.
Aus den nachstehend aufgeführten Beispielen geht die überlegene Filterwirkung der Zigarettenfilter
gemäß der Erfindung hervor. Die Beispiele 1 bis 3 beziehen sich auf Zigarettenfilter gemäß der Erfindung.
Beispiel 4 bezieht sich auf ein in der Zigarettenindustrie übliches Celluloseacetatfilter, Beispiel 5 auf ein Zellstoff-Filter
und Beispiel 6 auf eine filterlose Zigarette.
Zur Durchführung der Beispiele 1 bis 3 und 5 wurden die Zigarettenfilter aus den in natürlicher Faserform
vorliegenden Materialien hergestellt, indem die Fasern in einem Glasröhrchen zu einem 15 mm langen Filter
gestopft wurden. Der Widerstand gegen Luftdurchströmung (Zugwiderstand) wurde auf die gleiche Größe
eingestellt, wie ihn die in Beispiel 4 angewandten von einer Zigarettenfabrik eingesetzten Celluloseacetatfilter
haben. Die Zigarettenstränge wurden alle aus der gleichen üblichen Zigarettentabakmischung hergestellt
und auf einer standardisierten, in der Zignrettenindustrie vielfach benutzten Rauchmaschine abgeraucht.
Das Abrauchen geschah in der Weise, daß jeweils innerhalb 1 Minute in 2 Sekunden 35 ml Luft
durchgesaugt wurden, was einem Zug beim Rauchen entspricht. Der dabei mitgeführte Rauch (Hauptstromrauch)
wurde nach in der Zigarettenindustrie eingeführ-
ten Methoden (Coresta Standard Methods) analysiert Die aabei gefundenen Werte für die in den Rauchhauptströmen
enthaltenen Mengen an Nikotin und Teer in mg bezogen auf 1 g verrauchten Tabak sind in der unten
stehenen Tabelle zusammengefaßt Die angegebenen Daten sind Durchschnittswerte aus Abrauchungen von
jeweils 10 Zigaretten.
Die Filter der abgerauchten Zigaretten waren aus Cellulose, die mit 5 Gew. % eines Stearinsäuregruppen
aufweisenden Melaminharz-Vorkondensats modifiziert war. Das Filtermaterial wurde, wie nachstehend
beschrieben ist, hergestellt
Unter Durchmischen wurden 20 g Zellstoff (Teilchengröße unter 0,5 mm) in 150 ml Isopropanol (10C%ig), in
dem 1 g eines mit Stearinsäure substiuiirten Trimethylolmelamins
enthalten waren, bei 700C dispergiert Anschließend wurde 1/2 Stunde bei 80° C weitergeführt
Danach wurde das Gemisch bei 1000C im Trocken- i(
schrank getrocknet
Das obige Beispiel 1 wurde mit den Abänderungen wiederholt, daß die Modifizierung der Cellulose mit >-,
10Gew.-% Stearinsäuregruppe aufweisenden MeI-aminharz-Vorkondensats
erfolgte und daß nach dem Trocknen die modifizierte Cellulose in Siebfraktionen aufgeteilt und zur Filterherstellung nur die Fraktion mit
einer Teilchengröße zwischen 0,1 und 0,2 mm verwendet
wurde.
-, Die Filter der abgerauchten Zigaretten waren aus Cdlulose, die mit 100Gew.-% eines Triisocyanats
modifiziert war. Das Filtermaterial wurde, wie nachstehend beschrieben ist, hergestellt
Unter Durchmischen wurden 17 g gemahlener ZeII-stoff (Teilchengröße unter 0,25 mm) bei Raumtemperatur mit einer Lösung von 17g eines Triisocyanats in 20 g Xylol besprüht Anschließend wurde das Gemisch 30 Min. bei 120° C im Trockenschrank stehen gelassen. Das Triisocyanat war durch Kondensation von 3 Molekülen
Unter Durchmischen wurden 17 g gemahlener ZeII-stoff (Teilchengröße unter 0,25 mm) bei Raumtemperatur mit einer Lösung von 17g eines Triisocyanats in 20 g Xylol besprüht Anschließend wurde das Gemisch 30 Min. bei 120° C im Trockenschrank stehen gelassen. Das Triisocyanat war durch Kondensation von 3 Molekülen
ι', Hexamethylendiisocyanat erhalten worden.
Die Filter der abgerauchten Zigaretten waren aus ίο Celluloseacetat. Sie waren von einer Zigarettenfabrik
für ihre laufende Produktion hergestellt
Die Filter der abgerauchten Zigaretten waren aus nicht modifiziertem Zellstoff.
Die abgerauchten Zigaretten waren filterlose Zigaretten.
Zusammenfassung der Versuchsergebnisse aus den Beispielen 1 bis 6 hinsichtlich des Nikotin-
und Teergehaltes im Hauptstromrauch in mg, bezogen auf 1 g verrauchten Zigarettentabak
Analyse | Beispiele I |
2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Nikotin Teer |
0,80 15,6 |
0,46 8,9 |
0,52 11,2 |
1.42 24,5 |
0,83 18,2 |
1,59 28,4 |
Man erkennt aus der tabellarischen Zusammensetzung, daß die erfindungsgemäßen Zigarettenfilter
hinsichtlich der Nikotin- und Teeraufnahme von weit besserer Wirksamkeit als die üblichen Celluloseacetatfilter
sind. Im Hauptstromrauch wird der Nikotingehalt auf 50 (Beispiel 2) bis 29% (Beispiel 2) und der
Teergehalt auf 55 (Beispiel 1) bis 31% (Beispiel 2) gegenüber dem Nikotin- und Teergehalt der ungefilterten
Zigaretten (Beispiel 6) gesenkt. Die gewerbeüblichen Celluloseacetatfilter (Beispiel 4) erniedrigen den
Nikotingehalt nur auf 89 und den Teergehalt nur auf 86%.
Man ersieht aus der Tabelle auch, daß Filter aus nicht modifizierter Cellulose (Beispiel 5) in ihrerr Rückhaltevermögen
sowohl gegenüber Nikotin als auch gegenüber Teer den Filtern gemäß der Erfindung deutlich
unterlegen sind. Sie erniedrigen den Nikotingehalt nur auf 52% und den Teergehalt auf 64%.
Claims (3)
1. Zigarettenfilter aus wenigstens zum Teil modifizierter Cellulose, dadurch gekennzeichnet,
daß es mit einem organischen lsocyanat oder mit höher molekularen Fettsäuregruppen
modifizierte Cellulose enthält
2. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Isocyanat ein
durch Kondensation von 3 Molekülen Hexamethylendiisocyanat erhaltenes Triisocyanat ist.
3. Zigarettenfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die höher molekularen Fettsäuregruppen
durch Modifizierung der Cellulose mit einem Ester einer höher molekularen Fettsäure,
einer Komplexverbindung einer höher molekularen Fettsäure mit basischem Chromchlorid oder einem
eine höher molekulare Fettsäuregruppe aufweisenden Melaminharz-Vorkondensat erzeugt werden.
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