DE2754137A1 - Verbesserter filter fuer tabakrauch - Google Patents

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER 2 7 5 k 1 3 PAT E N TAN WiLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1»7<) · DIPL-ING. W.E ITLE ■ D R. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-SOOO MD NC H EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-39619 (PATHE)

30 021 o/wa

BRITISH-AMERICAN TOBACCO COMPANY LIMITED, LONDON

ENGLAND

Verbesserter Filter für Tabakrauch

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei Filtern oder Filtermaterialien für Tabakrauch, insbesondere, aber nicht beschränkt, bei Zigarettenfiltern.

Filter aus faserförmigen oder faserigen Materialien, wie Papier oder Zelluloseacetat, entfernen bekanntlich feinstteilige Stoffe aus Tabakrauch. Einige andere Bestandteile des Tabakrauches, wie Aldehyde, Cyanide, Sulfide und Oxide, können in einem gewissen Ausmass durch Absorption oder Adsorption an einer

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Oberfläche oder durch chemische Umsetzung entfernt werden. Einer der dampfförmigen Bestandteile, der sich aus Tabakrauch nur schwer entfernen lässt, ist Stickoxid (NO). Stickoxid ist eine Substanz, die zu einer Nolekülgruppe einer Elektronenkonstitution gehört, welche ein ungepaartes Elektron aufweist, wodurch Stickoxid einen freiradikalischen Charakter hat.

Erfindungsgemäss wird ein Tabakrauchfilter oder -filtermaterial gezeigt, welches Granulate von poröser Aktivkohle enthalt, auf welche das Nitroxid 4-Oxo-2,2,6,6,-tetramethylpiperidinooxy und/oder das Nitroxid 1-Nitronyl-3-oxyl-4,4,5,5-tetramethyl-2-phenyldihydroimidazol aufgebracht worden ist. Beide Verbindungen sind stabile nichtflüchtige freiradikalische Nitroxide.

Durch derartige Filter oder Filtermaterialien wird eine beachtliche Filterwirksamkeit gegenüber Stickoxid (NO) im besonderen und auch hinsichtlich anderer Bestandteile, die wünschenswerterweise zu entfernen sind, erzielt, ohne dass damit nachteilige Wirkungen verbunden sind. Man nimmt an, dass die Verminderung des Nitroxids auf die Porosität der behandelten Kohle zurückzuführen ist und deshalb wählt man das Porenvolumen mit wenigstens O,2 cm /g und die Oberfläche der Kohle so, dass diese wenigstens 5O m/g ausmacht. Die bevorzugte Verbindung 4-Oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidino-oxy hat die Strukturformel

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Das Niveau der Beladung der mit Nitroxid beladenen Kohle, ausgedrückt als Prozentsatz des Gewichtes der nichtbehandelten Kohle, kann O,5 bis 25 % ausmachen und liegt vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 15 %. In der Praxis liegt die Beladung etwa im Bereich von 3 bis 10 %.

Beispiel 1

1 g Aktivkohle in poröser granulierter Form, wie sie unter dem Handelsnamen"BPL" von der Pittsburg Activated Carbon Company erhältlich ist, wird zu einer Lösung von 100 mg 4-Oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidino-oxy in 5 ml Äthanol gegeben. Man lässt das Lösungsmittel bei Raumtemperatur abdampfen bis die granuläre Kohle trocken und freifliessend ist. Dabei erhielt man ein Beladungsniveau von annähernd 10 %. Ein Dreifachfilter, enthaltend ein Bett aus 1OO mg der so behandelten Kohle zwischen zwei Abschnitten aus Zelluloseacetat, wobei jeder Abschnitt 5 mm lang war, wurde mit einer Zigarette verbunden, die eine Füllung aus "flue-cured" Tabak hatte. Beim Rauchen der Zigarette durch diesen Filter wurden 72 Gew.% des Stickoxids aus dem Tabakrauch entfernt.

Es wurden Versuche durchgeführt mit einer Anzahl von verfügbaren granulären Aktivkohlen und mit unterschiedlichen Beladungen des gleichen Nitroxids wie in Beispiel 1, unter Anwendung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse sind nachfolgend angegeben:

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Kohle	Beladung (Gew.%)	NO-Filtrierwirk- samkeit (%) Kohle mit Nitroxid	NO-Filtrierwirk samkeit (%) Kohle ohne Nitroxid
BPL	10	72	weniger als 10
BPL	5	60	weniger als 1O
Anthrasorb CC143O/7O	10	68	weniger als 10
MF3	10	57	13
Actibon X	10	45	weniger als 10
Picatif 60143	7	43	weniger als 10
Carbomafra GC	7	43	weniger als 10
2O7C	1O	43	17

Die Hersteller der verschiedenen Kohlearten waren die folgenden:

BPL

Anthrasorb CC1430/70

MF3 Actibon X

Picatif 6O143 Carbomafra

2O7C

Pittsburgh Activated Carbon Co., Pennsylvania, USA Cardian Chemical Co., Cheltenham,

England

Chemviron Ltd., Brüssel, Belgien Hooker - Mexicana S.A. de CV.,

Mexico

Pica, Paris, Frankreich British Traders ft Shippers Ltd., Dagenham, England Sutcliffe - Speakman Ltd., Leigh, Lancashire, England

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Actibon X wurde*durch Behandlung mit 0,1 m einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid nicht-sauer gemacht. "Vor der Anwendung

Beispiel 2

1-Nitronyl-3-oxyl-4,4,5,5-tetramethyl-2-phenyldihydroimidazol wurde auf granulierte Kohle vom Typ BPL in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben aufgebracht, jedoch in einer Beladungsmenge von 5 %. In gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben wurde ein Dreifachfilter hergestellt. Die Filtrierwirkung gegenüber Stickoxid betrug 44 %.

Die Menge an behandelter Kohle, die für ein Filter benötigt wird,hängt von der erwünschten Filtrierwirksamkeit und auch von dem verwendeten Nitroxid ab. Die Auswirkung einer Veränderung des Gewichtes der behandelten Kohle wird in der nachfolgenden Tabelle gezeigt. Die tabellierten Ergebnisse wurden mit einer granulierten Kohle vom Anthrasorb-Typ erzielt, die in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise behandelt worden war, jedoch mit einer Beladungsmenge von 7 % 4-Oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidino-oxy-nitroxid. Die behandelte Kohle wurde in ein Dreifachfilter, wie vorher angegeben, eingebracht.

Kohlegewicht (mg)	Filtrierwirksamkeit (%) für NO
25	29
50	50
75	50
100	61
150	75
200	81

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Die Filtrierwirksamkeit gegenüber Stickoxid kann erhöht werden durch eine sogenannte "Ventilation" des Filters, z.B. durch Verwendung von perforierten oder porösen Filterhüllen bzw. -hülsen. Wenn man beispielsweise einen Dreifachfilter, dessen mittlerer Abschnitt aus einem Bett der behandelten Kohle besteht, entweder an dem tabakseitigen Teil oder an dem mittleren Teil in bekannter Weise ventiliert, so wird die Filterwirksamkeit des Filters erheblich verbessert. Man hat z.B. einen Dreifachfilter dieser Art mit Ventilationslöchern in der Umhüllung in dem mittleren Teil versehen und mit einer Zigarette, die mit "flue-cured" Tabak gefüllt war, verbunden. Drei Lochreihen waren jeweils 1 mm auseinander und die Löcher waren rechteckig (0,1 mm χ 0,5 mm) und die erste Reihe war 7 mm vom Ende des Tabakstrangs entfernt. In dem vorher erwähnten Bett wurden 100 mg Kohle vom Anthrasorb-Typ mit einer 10 %-igen Beladung an 4-OXO-2,2,6,6-tetramethylpiperidino-oxy-nitroxid angebracht. Wurden die Ventilationslöcher mit einem unporösen Band verschlossen, so stellte man eine Gesamtverminderung an Stickoxid von 67 % fest, während bei den unverschlossenen Löchern die Gesamtreduktion 89 % betrug.

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Claims (10)

HOFFMANN · KlTLK Ä PARTNKR 2 7 5 A 1 3 7 Patentanwälte DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1?7ί) ■ DIPL.-ING. W.EITIE · Dl. REk. NAT.K. HOFFMAHN ■ DlPL.-ING. W. IEHN DIPL.-ING. ICFOCHSlE · OR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-βΟβΟ MÖNCHEN 81 · TELEFON (089) »11087 · TELEX 0S-2W19 (PATHE) 30 021 o/wa BRITISH-AMERICAN TOBACCO COMPANY LIMITED, LONDON ENGLAND Verbesserter Filter für Tabakrauch PATENTANSPRÜCHE

1. Verbesserter Tabakrauchfilter oder Filtermaterial aus granulärer poröser Aktivkohle, dadurch gekennzeichnet , dass das Nitroxid 4-Oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidino-oxy und oder das Nitroxid 1-Nitronyl-3-oxyl-4,4,5,5-tetramethyl-2-phenyldihydroimidazol auf die Kohle aufgebracht worden ist.

2. Filter oder Filtermaterial gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Kohle mit 0,5 bis 25, vorzugsweise 1,0 bis 15 Gew.% an Nitroxid beladen ist.

3. Filter gemäss Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass ein Bett aus der behandelten Kohle

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ORIGINAL INSPECTED

einen Abschnitt in dem Filter darstellt und wenigstens ein weiterer Abschnitt aus einem unterschiedlichen Tabakrauchfiltermaterial vorhanden ist.

4. Filter gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bett zwischen 2 anderen Abschnitten von Tabakrauchfiltermaterial angebracht ist.

5. Filter gemäss Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , dass das Tabakrauchfiltermaterial aus dem oder den anderen Abschnitt(en) faserförmig ist.

6. Filter gemäss Ansprüchen 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet , dass das Tabakrauchfiltermaterial in wenigstens einem Abschnitt aus Zelluloseacetat besteht.

7. Filter gemäss Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass eine Filterventilation vorgesehen ist.

8. Filter gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dreifachfilter vorgesehen ist, dessen mittlerer Abschnitt die behandelte Kohle enthält und bei dem der mittlere Abschnitt und/oder der Abschnitt stromaufwärts ventiliert ist.

9. Rauchartikel, dadurch gekennzeichnet , dass er einen Filter oder ein Filtermaterial gemäss Ansprüchen 1 bis 8 enthält.

10. Verfahren zum Verbessern eines Tabakrauchfilters oder Filtermaterials aus granulierter poröser Aktivkohle, dadurch

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gekennzeichnet , dass man die Kohle mit dem Nitroxid 4-Oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidino-oxy und/oder dem Nitroxid 1-Nitronyl-3-oxyl-4_/4,5,5-tetramethyl-2-phenyldihydroimidazol behandelt.

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