DE2618155C3 - Verwendung von Aluminiumhydroxid als Zusatzmittel zu Zigarettenfiltern - Google Patents
Verwendung von Aluminiumhydroxid als Zusatzmittel zu ZigarettenfilternInfo
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- 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
- A24D3/16—Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
Description
15
Nach dem Patent 22 27 291 wird Aluminiumhydroxid als Zusatz zu Zigarettenfiltern verwendet, wobei das
Aluminiumhydroxid mehr als 80% kristallinen Anteil mit monoklin-pseudohexagonaler Plättchenstruktur
aufweist, bei einer spezifischen Oberfläche von 4 bis 15, vorzugsweise 5 bis 9 mVg.
Es handelt sich bei diesem Aluminiumhydroxid um eine spezielle Form des Hydrargillits; chemisch ist
es Al(OH)3 oder Al2O3 · 3H2O, also Aluminiumoxidtrihydrat.
Die Angaben des Hauptpatents besagen, daß diese Substanz, wenn man sie auf Celluloseacetatfaden aufbringt,
die Retentionswirksamkeit der daraus hergestellten Filter gegenüber schädlichen Bestandteilen
des Tabakrauchs stark verbessert Diese Wirkung er- jo reicht der Hydrargillit wegen seines hohen Anteils
an monoklin-pseudohexagonalen Kristallplättchen, also wegen seiner Kristallinität, obwohl er im Vergleich
zu ähnlichen Produkten nur eine niedrige spezifische Oberfläche aufweist. π
Das Aufbringen von pulverförmigen Substanzen wie Aluminiumhydroxid auf das Grundmaterial der Filter,
z. ß. Celluloseacetatfaden, ist jedoch stets mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Einmal erfordert es einen
separaten Arbeitsgang während oder vor dem eigentliehen
Verfahren der Filterherstellung, zum anderen ist die Einhaltung und Überwachung der notwendigen
Aufiagekonstanz mit großem Aufwand verbunden; auch die gesamte Handhabung solcher Pulver ist bekanntlich
nicht einfach.
Es war deshalb wünschenswert, Filter zur Verfugung zu stellen, deren Produktion ohne die geschilderten
Probleme möglich ist.
Bei eingehenderen Untersuchungen mit dem Gegenstand des Patents 22 27 291 wurde nun die überraschende
Feststellung gemacht, daß dieser Hydrargillit sein im Vergleich zu bekannten, ähnlichen Retentionsverbesserern
überlegenes Adsorptionsvermögen auch dann noch zur Geltung zu bringen vermag, wenn er im Filtergrundmaterial, beispielsweise in den r>5
Celluloseacetatfaden, aus denen die Filter hergestellt sind, eingearbeitet bzw. eingesponnen vorliegt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Aluminiumhydroxid als Zusatzmittel
zu Zigarettenfiltern, wobei das Aluminiumhydroxid t>o
mehr als 80% kristallinen Anteil mit monoklin-pseudohexagonaler Plättchenstruktur aufweist, bei einer spezifischen
Oberfläche von 4 bis 15, vorzugsweise 5 bis 9 m'/p nach Patent 22 27 291, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aluminiumhydroxid im Filtergrundmaterial to eingesponnen vorliegt.
Hei der Verwendung des Aluminiumhydroxids als
Zusat/mittcl zu Zigarettenfiilern nach der vorliegenden
Erfindung zeigt sich eine Verminderung der unerwünschten und schädlichen Bestandteile des Tabakrauchs,
denn Tabakwaren wie Zigaretten, die mit diesen Filtern versehen werden, geben beim Verrauchen weniger
dieser Stoffe, beispielsweise kanzerogenen Teer, ab.
Die in den Tabellen 1, 2 und 3 aufgeführten Beispiele 1 bis 15 dienen als Vergleichsversuche zur näheren
Erläuterung der Erfindung.
Als Grundmaterial für die Filter jedes Beispiels sind Celluloseacetatfaden verwendet, die nach dem
bekannten Verfahren des Trockenspinnens einer Lösung von Cellulose-2,5-Acetat in Aceton eneugt
wurden. Zusatzstoffe wie Hydrargillit wurden vor dem Verspinnen der Acetatlösung in der Weise beigefügt,
wie es auch mit anderen Pigmenten, beispielsweise dem Mattierungsmittel Titanoxid, üblich ist. Wenn
größere Mengen der Zusatzstoffe einzubringen sind, gewinnt eine sorgfältige Homogenisierung und Filtration
der Spinnmasse für den Spinnprozeß und die resultierende Fadenqualität ganz besondere Bedeutung.
Die Acetatfäden - bei allen Beispielen mit Einzelfadentiter 3,0 denier, Y-Querschnitt und ohne Kräuselung
- werden zu einem Fadenstrang, dem sogenannten Filterkabel - bei allen Beispielen mit einem Gesamttiter
von 104 500 denier - zusammengefaßt und anschließend auf einer handelsüblichen Filterstabmaschine
nach bekanntem Verfahren - beispielsweise wie in DE-PS 1032 693 beschrieben - zu Filterstäben
verarbeitet.
Die in der Tabelle 3 aufgeführten Filter sind aus Acetatfäden, die nach Patent 22 27 291 eine Hydrargillit-Auflage
auf ihrer Oberfläche tragen, gefertigt.
Für alle aufgeführten Beispiele wurden Filter mit übereinstimmendem Zugwiderstand hergestellt und an
gewichtsselektionierten Standardzigaretten angebracht. Die Abrauchungen erfolgten auf einer 30 Zigaretten
fassenden Borgwaldt-Maschine mit elektrostatischer Rauchabscheidung.
Alle Arbeitsschritte und Analysen wurden nach den entsprechenden CORESTA-Standardvorschriften
durchgeführt.
Die BET-Methode zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche ist im Journal Of The American Society
60 (1938) 309 angegeben.
Mit den in der Tabelle 1 aufgeführten Beispielen 1 bis 8 bestätigen sich die Befunde aus dem Patent
22 27 291, insbesondere, daß Filter mit dem hochkristallinen, plättchenförmigen Hydrargillit des Beispiels 2
die verschiedenen unerwünschten Substanzen im Tabakrauch, und zwar sowohl saure als auch basische,
ganz besonders gute zurückhalten. Dieses Resultat war zunächst keineswegs zu erwarten bei einem Aluminiumhydroxid,
das im Filter in einer von der Celluloseacetat-Fadenmasse umhüllten und eingeschlossenen
Form vorliegt; offenbar wird aber durch die besondere Art der Kristallstruktur des eingebrachten Hydrargillits,
nämlich durch die ausgeprägte Plättchenform, der Acetatfaden und vor allem seine adsorptionswirksame
Oberfläche so vorteilhaft verändert, daß die Retention der Rauchpartikeln stark begünstigt ist.
Diese Feststellung wird noch durch die Beispiele 3 und 4 verdeutlicht. Bei den dort verwendeten Produkten
handelt es sich ursprünglich ebenfalls um den hochkristallinen, plättchenförmigen llydrargillit, aber im
Fall des Beispiels 3 wurde sein Kristallgitter durch Calcinieren und im Fall des Beispiels 4 seine Plättchen-
form durch Mahlen zerstört; damit sinkt das Retentionsvermögen
der entsprechenden Filter auf die gleiche Größenordnung ab, die auch unter Verwendung
anderer Aluminiumoxid-Derivate — siehe dafür die Beispiele 5 bis 8 - erreicht wird.
Die in Tabelle 2 aufgeführten Beispiele zeigen die direkte Abhängigkeit, die zwischen der in die Acetatfäden
eingebrachten Aluminiumhydroxid-Menge und der Filterleistung besteht. Man kann natürlich in der
Richtung nach größeren Zusätzen und damit besserer Filterleistung noch weiter fortschreiten, aber dann entstehen
bei der Herstellung der Fäden und bei ihrer Verarbeitung zu Filtern bereits einige Schwierigkeiten.
In den Beispielen 12 bis 15 der Tabelle 3, die nach der Lehre des Patents 22 27 291 erhalten wurden und
die dort aufgeführten Ergebnisse ergänzen, läßt sich
10
15 die gleiche Tendenz wie in der Tabelle 2 feststellen. Man erkennt bei dieser Gegenüberstellung ferner, daß
sich der auf die Oberfläche der Fäden aufgebrachte Hydrargillit natürlich stärker auf das Reientionsvermögea
der Filter auswirkt, daß also zum Erreichen der gleichen Filterwirksamkeit in diesem Fall weniger Aluminiumhydroxid
notwendig ist als bei seinem Einspinnen in den Acetatfaden; so liefern die Filter in
Beispiel 2 - 20% Hydrargillit-Zusatz in die Fäden eingesponnen - und in Beispiel 13 - 1,2% Hydrargillit-Auflage
auf die Fäden aufgebracht - praktisch genau übereinstimmende Ergebnisse für die Retention sowohl
von Nikotin als auch von Teer und ebenfalls von Phenol. Die Verwendung der Erfindung kann durch das Lebensmittelgesetz,
insbesondere durch die Tabakverordnung, beschränkt sein.
Beispiel Filter aus Cellulose^^-Acetat-Fäden
ohne und mit Zusatz (Gesamtster 104 SOO den, Einzelfadentiter 3,0 den
mit V-förmigem Querschnitt)
Zusatzmenge in den Fäden
(Gew.-%, bezogen auf Acetat) Retention
(% nach CORESTA-Standardmethode)
Nikotin
Teer
Phenol
Spezifische
Oberfläche
des Zusatzes
Oberfläche
des Zusatzes
(m2/g nach
BET-Methode)
BET-Methode)
1 | Vergleich | 0 |
2 | Hydargillit, plättchenförmig, mehr als 90 % kristallin |
20 |
3 | Hydrargillit, wie Beispiel 2, aber durch Calcinieren amorph |
20 |
4 | Hydrargillit, wie Beispiel 2, aber durch Mahlen kugelförmig |
20 |
5 | AI(OH)3, amorph | 20 |
6 | Al2O3, neutral | 20 |
7 | Al2O3, sauer | 20 |
8 | Al2O3, alkalisch | 20 |
Tabelle 2 |
40
49
49
43
44
44
40
44
43
41
44
43
41
61
68
68
63
64
64
64
66
64
65
66
64
65
260
0,9
0,9
29
78
98
102
Beispiel Filter aus Cellulose-2,5-Acetat-Fäden
ohne und mit Zusatz (Gesamttiter 104 500 den, Einzelfadenliter 3,0 den mit Y-formigem
Querschnitt)
Zusatzmenge
in den Fäden
in den Fäden
(Gew.-%, bezogen auf Acetat)
Retention
(% nach CORESTA-Standardmethode)
Nikotin Teer Phenol
Vergleich
Hydrargillit, plättchenförmig,
mehr als 90% kristallin
Hydrargillit, wie Beispiel 2 Hydrargillit, wie Beispiel 2 Hydrargillit, wie Beispiel 2
39
45
45
44
42
41
42
41
40
49
49
47
44
42
44
42
61
68
68
67
64
63
64
63
Filter aus Cellulose-2,5-Acetat-Fäden ohne und mit Zusatz (Gesamttiter 104500 den,
Einzelfadentitcr 3,0 den mit Y-förmigem
Querschnitt)
Vergleich
llydrargillit, plältchcnlormig,
mehr als 90% kristallin
Aullagcmcngc Retention
auf den Fäden (% nach CORESTA-Standardmclhode)
(Gew.-%, bezo- Nikotin Teer Phenol
μοη auf Acetat)
39
45
40
48
48
61
69
69
Fortsetzung
und mit Zusatz (Gesarrittiter 104500 den,
Einzelfadentiter 3,0 den mit Y-formigem Querschnitt)
Auflagemenge auf den Fäden
Retention
(% nach CORESTA-Standardmethode)
(Gew.-%, bezo- Nikotin Teer Phenol
i»en auf Acetat)
Hydrargillit, wie Beispiel Hydrargillit, wie Beispiel
52 59
56 62
77 82
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung von Aluminiumhydroxid als Zusatzmittel zu Zigarettenfiltern, wobei das Aluminiumhydroxid mehr als 80% kristallinen Anteil mit monoklin-pseudohexagonaler Plättchenstruktur aufweist, bei einer spezifischen Oberfläche von 4 bis 15, vorzugsweise 5 bis 9mVg nach Patent 2227 291, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumhydroxid im Filtergrundmaterial eingesponnen vorliegt.
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
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NL7607458A NL7607458A (nl) | 1976-04-26 | 1976-07-06 | Tabaksrookfilter met verbeterd retentievermogen. |
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1977
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