DE2801211B2

DE2801211B2 - Verfahren zur Herstellung von Tabakfiltern

Info

Publication number: DE2801211B2
Application number: DE2801211A
Authority: DE
Inventors: Kohichi Kunimune; Susumu Tomioka
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1977-01-19
Filing date: 1978-01-12
Publication date: 1980-12-04
Also published as: FR2377775B1; DE2801211A1; DE2801211C3; FR2377775A1; GB1543905A; US4173504A

Description

fasern einen C^Wert (<?>

MW

¹W

wobei MW das

Gewichtsdurchschnittsmolekulargewicht und MN das Zahlendurchschnittsmolekulargewicht bedeutet) von 3,5 oder weniger hat und die Verbundfaser nicht verstreckt worden ist.

6. Verfahren zur Herstellung von Tabakfiltern gemäß Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbundfaser verwendet, mit einem Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tabakfiltern. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Tabakfiltern aus Faserbündeln, die durch Selbstverklebung von wärmeschmelzbaren Verbundfasern aus einer ersten Komponente aus Polypropylen und einer zweiten Komponente aus einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren verfestigt sind.

Als Ausgangsmaterial für Tabakfilter sind bisher meistens Acetatfasern verwendet worden und in neuerer Zeit sind auch verschiedene Arten anderer Rohstoffe hierfür vorgeschlagen woriisn. Insbesondere haben Polyolefinfasern und zwar besonders Polypropylenfasern die Aufmerksamkeit auf sich gelenkt hinsichtlich der Absorptionsfähigkeit für Nikotin und Teer, der hydrophoben Eigenschaften und der Wirtschaftlichkeit Es ist allgemein üblich, einen Klebstoff beim Verformen und Verfestigen dieser Rohfasern zu verwenden. Als Klebematerial wurde Triacetin für Acetatfasern und ein Vinylacetat-Polymer für Polyolefinfasern vorgeschlagen (siehe japanische Patentanmeldung 276/1971). Dabei wird das Klebemitte! in einem Lösungsmittel gelöst und in flüssiger Form aufgesprüht, um eine einheitliche Verklebung zu erzielen. Eine solche Verfahrensweise benötigt nicht nur Raum zum Versprühen und eine Sprühvorrichtung, sondern ist auch wenig umweltfreundlich wegen des Lösungsmittels und sollte deshalb vermieden werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann man den Kleber nicht in flüssiger Form sondern in Form eines Pulvers verwenden. Es ist jedoch recht schwierig, ein pulverförmiges Material gleichmäßig einer Faseranordnung zuzugeben. Insbesondere bei Tabakfiltern wird gefordert, daß eine Gleichmäßigkeit hinsichtlich der Härte, der Luftdurchlässigkeit und dergleichen streng gewahrt wird. In einem solchen Falle ist die Gleichmäßigkeit der Verteilung des Klebematerials eine außerordentlich wichtige Voraussetzung, aber es ist sehr schwierig, diese Forderung durch Zugabe eines pulverisierten Klebstoffes zu erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Tabakfilters aufzuzeigen, bei dem man Faserbündel ohne Verwendung von flüssigen Lösungsmittel enthaltenden Klebstoffen und auch ohne Verwendung von pulverförmiger! Klebstoffen verfestigen kann. Dies geschieht erfindungsgemäß durch Selbstverklebung von Verbundfasern.

Es wurde nämlich festgestellt, daß beim Verspinnen eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymer oder eines Derivates oder einer Mischung davon, welches selbst keine faserbildenden Fähigkeit aufweist, zu Verbundfasern zusammen mit Polypropylen, so daß das Äthylen-Vinylacetat-Copolymer die Faseroberfläche bedeckt, und durch Anordnen der so gebildeten Verbundfasern zu Faserbündeln, gegebenenfalls zusammen mit anderen Fasern, und durch Entwicklung der Selbstklebeeigenschaften, die durch eine Wärmebehandlung erfolgt, die bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen ohne schädliche Einwirkung auf die Form der Fasern ausgeführt werden kann, und durch Ausnutzung der > Absorptionseigenschaften, die ein solches Copolymer:⁷ aufweist, für Nikotin, Teer und andere Komponenten,'] die den Geruch oder den Geschmack nachteilig ^j beeinflussen, Tabakfilter erhalten werden können, diefjj

eine gleichmäßige Härte und Luftdurchdringbarkeit und einen überlegenen Rauchgeschmack entwickeln.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der in den Patentansprüchen angegebenen Weise,

Nachfolgend werden Verbundfasern und deren Herstellung beschrieben.

Hinsichtlich des kristallinen Polypropylens, welches die erste Komponente bildet, können solche Sorten verwendet werden, wie sie allgemein für Fasern verwendet werden. Wegen der Begrenzung der Verspinnbarkeit eines solchen kristallinen Polypropylens, ist in diesem Fall eine Verstreckungsstufe im allgemeinen notwendig nach dem Schmelzextrudieren und der Aufnahmestufe. Wird ein kristallines Polypropylen mit einem Q-Wert von 3,5 oder weniger, das so is mit einem organischen Peroxid oder dergleichen modifiziert wurde, daß es eine engere Molekularge-

wichtsverteilung aufweist (Q ■■

MW MN

, wobei.MWdas

20

GewichtsxUirchschnittsmoIekulargewicht und MN das Zahlendurchschnittsmolekulargewicht ist) verwendet, so ist es möglich, ein Verzugsverhältnis beim Aufnehmen und beim Verspinnen von 600 bis 3000 auszuwählen und selbst wenn das Verstrecken fortfällt, ist es möglich, Fasern mit einer Festigkeit in der Größenordnung von 0,6 bis 3 g/d zu erhalten, was ausreicht für praktische Zwecke und wobei man die Schwierigkeiten der Verstreckungsstufe vermeiden kann.

Hinsichtlich des Schmelzflußgrades (oft abgekürzt als MFR; ASTM D-1238(L)) von Polypropylen, sind die üblichen, beim Verspinnen angewendeten auch hier geeignet Polypropylen mit -Jnem MFR von 1 bis 50, vorzugsweise 4 bis 20, ,vird wegen seiner Verspinnbarkeit verwendet

Unter dem Begriff »Polypropylen« werden hier auch Copolymere von Propylen und geringere Mengen eines oder mehrerer anderer Monomeren, wie Alphaolefine, z. B. Äthylen oder Buten-1, verstanden. Solche Copolymere können in gleicher Weise wie ein Propylen-Homo- polymer verwendet werden. .

Hinsichtlich des als zweite Komponente verwendeten Äthylen-Vinylacetat-Copolymers, welches die niedrigerschmelzende Komponente der Verbundfasern ist, werden solche mit einem Vinylacetatgehalt von 0,5 bis 4i 18 Mol-% (etwa 1,5 bis 40 Gew.-Va) und vorzugsweise solche mit 1 bis 10 Mol-% verwendet Solche mit einem hohen Anteil an Vinylacetat werden hinsichtlich der Schmelzpunktserniedrigung der zweiten Komponente und der Erhöhung der Klebekraft bevorzugt Falls, der so Gehalt zu hoch wird, wird der Schmelzpunkt des Copolymeren zu niedrig und es ergibt sich eine Erhöhung der Klebeeigenschaften, welches die Handhabung und Anwendung des Materials zur Bildung von Faseroberflächen schwierig macht. Falls der Anteil an Vinylacetat zu niedrig ist, ist die schmelzpunktserniedrigende Wirkung, die verbunden 1st mit der Eigenschaft der Warmeverschmelzbarkeit, nicht ausreichend. Indem man die Vinylacetatkomponente in dem vorgenannten Bereich auswählt, kann der Schmelzpunkt des Copoly- eo meren im Bereich vöfi etwa 50* C bis etwa 110° C variiert werden. Hinsichtlich der Größe des Copolymer-Moleküls können solche mit einem beachtlichen Bereich verwendet werden, aber falls der Schmelzindex (oftmals abgekürzt als MI, ASTM D-1238(E)), weniger als 1 beträgt, wird die Vermischbarkeit des Copolymeren mit Äthylen schlecht und bei einem MI von größer als 50, bilden sich körnchenförmige Abscheidungen aus zersetztem oder abgebautem Harz. Infolgedessen wird bevorzugt, solche Bereiche zu vermeiden.

Das vorerwähnte Äthylen-Vmylacetat-Copolymer (nachfolgend oftmals abgekürzt als EVA) kann so wie es ist, d.h. ohne Verseifung, verwendet werden, aber vorzugsweise werden in ähnlicher Weise solche verwendet bei denen ein gewünschter Anteil im Bereich von 0 bis 100% einschließlich 100% (nachfolgend oft bezeichnet als verseiftes EVA) liegt

Das erwähnte EVA oder verseifte EVA kann als Gesamtteil der zweiten Komponente verwendet werden, aber ebenso können auch solche, die mit Polyäthylen vermischt sind, verwendet werden. Als ein Polyäthylen kann man entweder handelsübliches Polyäthylen, wie ein hochdichtes Polyäthylen, das nach einem Niederdruckverfahren hergestellt wurde, niedrigdichtes Polyäthylen, das nach einem_ Hochdruckverfahren hergestellt wurde, oder ein Äthylen-Copolymer mittlerer Dichte und eine geringe Menge eines Alphaolefins, das nach einem Mitteldruckverfahren hergestellt wurde, verwenden. Es ist möglich, die physikalischen Eigenschaften der Verbundfasern, wie den Schmelzpunkt die Härte, die Handhabung und dergleichen, durch eine geeignete Auswahl eines solchen Polyäthylens zu beeinflussen.

Hinsichtlich des Mischungsverhältnisses von EVA oder verseiftem.EVA mit Polyäthylen ist die Klebkraft, ausreichend, solange der Gesamtmonomergehalt der Vinylacetatkomponente und Vinylalkoholkomponente (die beiden Komponenten werden nachfolgend häufig als VinylmoijLimerkomponenten bezeichnet) in dem Mischpolymeren 0,5 Mol-% oder mehr oder vorzugsweise 1% oder mehr, bezogen auf den Gesamtgehalt der das Mischpolymer ausmachenden Monomeren, d. h. der Summe der Monomerkomponenten aus EVA oder verseiftem EVA und Polyäthylen, beträgt um die Wärmeschmelzverklebbarkeitseigenschaften der zweiten Komponente aufrecht zu erhalten. Der Schmelzpunkt der zweiten Komponente kann somit im Bereich von etwa 50° C eingestellt v/erden, welches der niedrigste Schmelzpunkt von EVA ist bis etwa 130° C, welches nahe dem Schmelzpunkt eines hochdichten Polyäthylens liegt Es macht nichts aus, wenn eine geringe Menge an Titandioxid, Kieselgel oder dergleichen in die Verbundkomponente eingemischt wird.

Der Schmelziudex (MI) der zweiten Komponente der Verbundfaser liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50, insbesondere 10 bis 30, hinsichtlich der Verspinnbarkeit der Verbandfaser, auch falls eine Abmischung mit Polyäthylen vorliegt in ähnlicher Weise, wie dies bei einem 100%igem Copolymer der Fall ist

Das Verbundverhältnis der ersten zu der zweiten Komponente liegt vorzugsweise im Bereich von 30:70 bis 70:30, um die Verspinnbarkeit und das Umfangsverhältnis der zweiten Komponente im richtigen Bereich zu halten.

Zur Herstellung der Verbundfasern gemäß der Erfindung kann eine übliche Spinnvorrichtung für Verbundfasern verwendet werden. Die Schmelzspinnextrusionstemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 200 bis 350° C und insbesondere 230 bis 300⁰C an der Stelle der ersten Komponente, und im Bereich von 180 bis 280° C und vorzugsweise im Bereich von 200 bis 250° C im Bereich der zweiten Komponente.

Man kann nach den üblichen Spinnverfahren zur Herstellung von Verbundfasern eine Seite-an-Seite-Anordnung oder eine Mantel-Kern-Anordnung mit einem Umfangsverhältnis des Faserquerschnitts der zweiten

Komponente von wenigstens 60% vornehmen. Das vorerwähnte Umfangsverhältnis des Faserquerschnitts liegt vorzugsweise bei 70% oder mehr. Falls es weniger als 60% beträgt, ist die Berührungsfläche der zweiten Komponente an den Berührungspunkten der Fasern zu gering und man erhält keine ausreichende Klebkraft. Extrudierte Polymere werden mit einem Verzugsverhältnis von 100 bis 3(X) aufgewickelt und die entstehenden unverstreckten Verbundfasern werden dann um das 2- bis 6fache ihrer ursprünglichen Länge bei Temperaturen zwischen Umgebungstemperatur bis ca. 100⁰C verstreckt Verwendet man ein Polypropylen mit einem ζ)-Wert von 3,5 oder weniger, so ist es möglich, das Verzugsverhältnis in dem Bereich von 600 bis 3000 beim Aufnehmen während des Spinnens einzustellen und die Verstreckungsstufe kann fortgelassen werden.

Wird eine Verstreckungsstufe durchgeführt, dann haben die entstehenden Fasern im allgemeinen Krauset und den Kräuselgrad kann man mittels der Streckbedingungen-einstellen. Wenn kein Verstrecken durchgeführt wird, haben die Fasern im wesentlichen keine Kräuselanteile. Gegebenenfalls kann man beide Arten dieser Fasern mechanisch kräuseln. Vorzugsweise werden Krauset von etwa 15 bis 40 Wellen pro 25 mm angewendet, wobei die Zahl der Krauset proportional geringer werden kann mit der Abnahme des Mischungs-Verhältnisses der Verbundfasern.

Das Denier wird im Bereich von 2 bis 10 ausgewählt, aber ein Denier von 3,5 oder weniger wird besonders bevorzugt

Die so erhaltenen Verbundfasern werden häufig verwendet nachdem man sie auf Längen von 36 bis 102 mm geschnitten hat aber die Fasern können auch als solche in Form eines Taus oder Kabels verwendet werden.

Die so erhaltenen Verbundfasern werden zu Faserbündeln verarbeitet alleine oder als Mischungen mit anderen Fasern. Die Verbundfasern sollen dabei 20 bis 100 Gew.-% ausmachen. Falls das Mischungsverhältnis geringer ist wird die Festigkeit die man durch die Verklebung erzielt unbefriedigend. Als andere Fasern können zusätzlich zu den Acetatfasern die man bisher schon verwendet hat ganz breit Polyolefinfasern verwendet werden, wie Polypropylenfasern, die eine gute Absorptionsfähigkeit für Nikotin und Teer und dergleichen haben, und andere Arten von synthetischen Fasern, sowie auch Rayon und dergleichen. Solche anderen Fasern werden geschnitten zu Längen von 36 bis 102 mm verwendet oder in Form eines Taus von langen Fasern.

Beim Vermischen von Verbundfasern mit anderen Fasern kann man im Falle von Stapelfasern eine gleichförmige Mischung leicht auf verschiedene Art und Weise unter Verwendung üblicher Mischvorrichtungen, wie sie ausschließlich für Stapelfasern verwendet werden, erzielen oder indem man die Mischungen durch eine Cardiervorrichtung einmal leitet oder vorzugsweise zwei- oder mehrmals. Wenn beide Fasern in Form von Tauen verwendet werden, werden sie durch einen Taüöffnef geleitet und die geöffneten Fasern werden aufeinandergelegt. Eine gleichförmige Vermischung kann man leicht erzielen, indem man die vorgenannte Verfahrensweise wiederholt. Werden die Tabakfilter aus den Verbundfasern allein gebildet, so braucht nicht erwähnt zu werden, daß, sofern das Ausrichten der Fasern allein durch Cariieren erzielt werden kann, eine solche Mischverfahrensweise nicht erforderlich ist.

Nachdem man die so erhaltenen Faserbündel einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterworfen hat, die höher ist als der Schmelzpunkt der zweiten Komponente und niedriger als der Schmelzpunkt der ersten Komponente, und man anschließend abkühlen gelassen hat können die erfindungsgemäßen Tabakfilter erhalten werden. Falls erforderlich, ist es möglich, feste Pulver, wie Aktivkohle, Kaseinpulver, Kieselgel und dergleichen, in die Faserbündel im voraus

ι ο einzumischen, so daß sie zur Zeit der Wärmebehandlung an die zweite Komponente anhaften.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die zweite Komponente der Verbundfasern zum Schmelzen gebracht und eine Schmelzklebverbindung tritt an den Kreuzungs-Kontaktpunkten der Verbundfasern ein und da die Wärmebehandlungstemperatur se ausgewählt werden kann, daß sie erheblich niedriger ist als der Schmelzpunkt von Polypropylen als die erste Komponente, wird die Faserform beibehalten, so wie sie ist und wegen der^leichmäßigen Verteilung der Verbundfasern in den Faserbündeln durch eir.> vorausgehende ausreichend gute Vermischung, könne;: Faserbündel viel besser stabilisiert werden infolge der gleichmäßigen Verteilung der Kontaktpunkte im Vergleich zu der Arbeitsweise, bei welcher man als Klebematerial ein Pulver anwendet und da die Kontaktpunkte nur Punkte sind und nicht die leeren Stellen besetzen, ist die Härte gleichmäßig und der Druckabfall ist niedriger und der Rauch fließt durch das gesamte Filter. Darüber hinaus

jo kann ein solches Verfahren verhältnismäßig einfacher durchgeführt werden als bei Verwendung eines flüssigen Klebematerials. Da kein Lösungsmittel verwendet wird, treten auch alle die Schwierigkeiten, die durch ein solches Lösungsmitte! bedingt sind, nicht auf.

Die folgenden Beispiele beschreiben die Erfindung ohne diese zu limitieren.

In diesen Beispielen wird die Herstellung der Tabakfilter und die Prüfung ihres Verhaltens, wie nachfolgend beschrieben, durchgeführt

Bahnen oder Taue (die letzteren in ausgebreiteter Form) der zu prüfenden Verbundfasern allein oder in Abmischung mit anderen Fasern, werden auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt und nach Schmelzen der zweiten Komponente werden die Fasern zu Bündeln gesammelt und einer Zigareltenfilter-Herstellungsmaschine zugeführt wo sie zu Filterstopfen mit einem Durchmesser von 7,9 mm durch Umwickeln mittels Papiers verarbeitet werden. Wenn man diese Stopfen zu Stücken mit einer Länge von 17 mm geschnitten hat wird die Härte und der Druckabfall gemessen. Unter Verwendung von Haftstreifen aus Hydratzellulose werden die Pfropfen an einem Ende einer Zigarette festgemacht und so am Ende abgeschnitt?n, JaS sie eine enge Berührung haben und dann mißt man die Entfernung von Nikotin und Teer und bewertet den Rauchgeschmack. Die Härte, der Druckabfall und der Prozentsatz der Entfernung von Nikotin und Teer werden mit einer automatischen Rauchvorrichtung gemessen, wie sie für die Prüfung der Qualität von Filterpfropfen von der Japan Monopoly Corporation vorgeschrieben ist. Bei einer Art wurde die Messung durchgeführt, indem man 20 Stücke verwende!·: und ein Durchschnittswert pro Einzelstück wurde ermittelt. Für die Messung der Festigkeit wurde ungefähr in der Mitte

μ der länger als 5 cn großen Filterpfropfen eine dünne Platte mit einer Breite von 12 mm angebracht und mit einem Gewicht von 350 g 10 Minuten belastet. Die lOfache Verminderung der Höhe (Längsdurchmesser)

wurde als Wert für die Festigkeit verwendet. Für die Beurteilung beim Rauchtest wurden 10 Personen unter Rauchern ausgesucht (Raucher, die mehr als 30 Zigaretten am Tag rauchen) und die Filter wurden an die bevorzugten Tabakarten angebracht und diese Personen ließ man die Bewertung in fünf Stufen vornehmen und die Bewertungen wurden in Noten umgerechnet. Die Noten, die jede Person gegeben hatte, wurden zusammengezählt und die erhaltenen Ergebnisse in 5 Grade aufgeteilt und als Symbol für die Bewertung des Rauchgeschmacks des Filters verwendet.

Tabelle I

besser als übliches Produkt

gleiche Bewertung wie bei einem üblichen Produkt

etwas schlechter als übrige Produkte

bitterer, störender Geschmack (gleiche Bewertung wie im Vergleichsversuch I
schlechterer als Vergleichsbeispiel I

Tabelle 2

Summe der Noten von
10 Personen

Symbole der Bewertung in dem Räuchertest

45-50
35-44
25-34
15-24
weniger als 14

O
Δ
χ xx

Beispiel 1

Als erste Komponente wurde kristallines Polypropylen (M FR 6) und als zweite Komponente ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymer, enthaltend 3,5 Mol-% Vinylacetat (MI 20, Schmelzpunkt 103⁰C) verwendet. Nach dem Schmelzen der ersten Komponente bei 300° C und der zweiten Komponente bei 200⁰C wurde das Verbundspinnen durchgeführt mit einem Verhältnis von 50 :50 unter Verwendung einer Verbundfaser-Spinnvorrichtung. Die erhaltenen ungestreckten Fasern wurden bei Raumtemperatur um das 3fache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt, wobei man Stränge mit einem Denier von 3,0d pro Faser und einen Gesamtdenier von 33 6OQ d erhielt, und die Zahl der sterischen Kräusel betrug 32 Wellungen pro 25 mm. Das Umfangsverhältnis des Faserquerschnitts der ersten Komponente bei einem Faden betrug 15%. Die Stränge wurden im ausgebreiteten Zustand auf 110⁰C erhitzt und die Herstellung der Filter und verschiedene Arten von Prüfungen wurden in der vorher angegebenen Weise durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 und 4 angegeben. Darüber hinaus wurde das Verhalten von üblichen Tabakfiltern (bei denen Zelluloseacetatfasern verwendet werden) gleichzeitig für Vergleichszwecke geprüft

In den folgenden Beispielen 2 bis 14 und in den Yergleichsversucher. 1 bis 6 wird die Herstellung der Verbundfasern und die Herstellung der Tabakfilter, die aus den Verbundfasern alleine oder Mischungen von Verbundfasern mit anderen Fasern bestehen und zahlreiche Prüfmethoden nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 beschrieben. Die Ergebnisse dieser Beispiele sind in Tabelle 3 (Herstellung der Verbundfasern) und Tabelle 4 (Herstellung und Verhalten der Tabakfilter) ϊ beschrieben, aber es werden immer nur Teilbeschreibungen im Anschluß daran gegeben.

Vergleichsversuch I

Anstelle einer Verbundfaser wurden Filterpfropfen ίο aus Strängen aus gewöhnlichen Fasern aus 100% Polypropylen hergestellt, mit der gleichen Komponente, welche die erste Komponente des Beispiels 1 war.

Beispiele 2 und 3
und Vergleichsversuche 2 und 3

Durch Veränderung des Vinylacetatgehaltes in der zweiten Komponente wurde der Einfluß auf die Wirksamkeit überprüft. In den Beispielen 2 und 3 sind die Anteile in der Nähe der unteren bzw. der oberer :n Grenze der vorliegenden Erfindung. In beiden Fäller war das Verhalten der Tabakfilter gut. Im Falle des Vcrgleichsvcrsuches 2 war der Anteil zu gering und im Falle des Vergieichsversuchs 3 war der Anteil zu hoch und in beiden Fällen war das Spinnen nicht gut möglich.

B e i s ρ i e 1 4

In diesem Beispiel wurde ein verseiftes EVA mil einem Verserfungsgrad von 80% als zweite Komponente verwendet.

Beispiel 5 und Vergleichsversuch 4

Durch Veränderung des Umfangsverhältnisses des Faserquerschnitts der zweiten Komponente wurde die Auswirkung auf das Verhalten der Tabakfilter verglij-, chen.

Beispiel 6

Hier wurden Verbundfasern verwendet, die erhalten worden sind durch Verbundspinnen einer erster Komponente und einer zweiten Komponente in einer konzentrischen Mantel- und Kernanordnung.

Beispiel 7 und Vergleichsversuch 5

Die gleichen Verbundfasern, wie bei Beispiel 6

4-, wurden in geschnittener Form verwendet. Unter Verwendung von Reyon-Stapelfasem als andere Faser und durch Variieren des Mischungsverhältnisses wurden Tabakfilter hergestellt und deren Verhältnis geprüft.

Beispiel 8

Verbundfasern, die erhalten worden sind durch Verbundspinnen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente nach einer exzentrischen Mantel-Kern-Anordnung, wurden hier verwendet

Beispiel 9

Ein Polypropylen mit einem Q- Wert von 2,6 wurde als erste Komponente beim Verbundspinnen verwendet Das Aufnehmen erfolgte mit einem Zugverhältnis vor so 880. Tabakfilter wurden hergestellt ohne Verstrecken der Faser aber nach mechanischem Einbringen von Kräuseln.

Beispiel 10 und Vergleichsversuch 6

Miteinander verglichen wurde ein Fall, bei dem die Verbundfasern (die gleichen Verbundfasern wie in Beispiel 1, aber in geschnittener Form) mit Acetat-Stapelfasern vermischt waren, mit einem Fall, bei dem

Polyäthylenpulver als Klebematerial zugegeben worden war.

Obwohl das Polyäthylenpulver so gleichförmig wie möglich in: Vergleichsversuch 6 aufgesprüht wurde, wurde eine breite Verteilung der Bewertungen für das Verhalten des Filters beobachtet, bei jedem Filtertyp, der unter Verwendung von Polyäthylenpulver erhalten •■Orden war. Beispielsweise betrug die Schwankungsbteite hinsichtlich der gemessenen Werte für die Festigkeit der Filter (20 Stücke) die folgende.

Minimalwer!

Maximalwert

Durchschnittswert

Beispiel IO	5,1	5,5	5.3
Vergleichs	<U	20,1	10,5
versuch 6

Durch Aufbrechen der Filter nach dem Rauchen wurde die Verunreinigung mit Teer und dergleichen untersucht. Die Filter des Beispiels 10 waren nahezu gleichmäßig über das gesamte Filter verfärbt, aber die Filter des Vergleichsversuchs 6 zeigten eine Nichteinheitlichkeit hinsichtlich der Tiefe und der Helligkeit der Farben.

Beispiel 11

In diesem Beispiel wird eine Verbundfaser verwendet, bei welcher Polyäthylen in der zweiten Komponente vermischt ist.

Beispiel 12

In diesem Beispiel wird eine Verbundfaser verwendet, bei welcher 0,6 Gew.-% Titandioxid in der zweiten Komponente eingemischt sind.

Beispiel 13

In diesem Beispiel wurde Aktivkohle mit einer Teilchengröße von 0,8 bis 0,4 mm in einer Menge von 0,4 g/m auf das Faserbündel verteilt, bevor das Faserbündel erhitzt wurde und die Aktivkohle blieb durch die Wärmebehandlung daran haften.

Beispiel 14

Durch Aufeinanderlegen "on 17 000 Denier Strängen, die erhalten wurden aus dem gleichen Rohmaterial und unter Verwendung der gleichen Spinnbedingungen wie in Beispiel 4, und 17 000 Denier Strängen von üblichen Fasern aus Polypropylen (mit einem Denier von 3 pro Einzelfaser und mit mechanischen Kräuseln von 17 Wellungen pro 25 mm) wurden Tabakfilter hergestellt nach einer Wärmebehandlung und dem Sammeln zu Faserbündeln.

Tabelle 3 (Herstellung der Verbundfasern)

Ausgangsharz

1. Korn- zweite Komponente

ponente

(PP) EVA (verseiftes EVA)

MFR

Vinyl- F Ml

acetat-

gehalt

(Mol.-%) ( C) Spinnbedingiingen

Schmelztemperatur ( C) Verbundverhältnis

Poly- erste zweite erste

äthylen Kompo- Kompo- Komponente nente nente: zweite Komponente

Verbund-

spinn-

verfahren

Beispiel

Vergleichs- 6
versuch 1

Beispiel 2 6

3,5

103 20

(PP 100%)

1,0 108 20

Vergleichs versuch 2	6	0,4	109	20
Beispiel 3	6	17,8	50	20
Vergleichs- versuch 3	6	20	45	20
Beispiel 4	6	12,2*) (Versei- fungsgrad 80%)	106	17
Beispie! 5	OC)	10	73	15
Vergleichs versuch 4	10	10	75	10

300

300
300

300

300
300

300

200

50:50

200

200
200

200

50:50

50:50 50:50

50:50

Seite-anSeite-Anord nung

desgl.

desgl. desgl.

desgl.

290	190	50:	50	desgl
290	190	50:	50 *	desgl

Il

12

Fortsetzung

Ausgangsharz	zweite Komponente	Poly	Spinnbedingungen	Verbund-	Verbund-
1. Kom		äthylen	Schmelztemperatur ( C)	verhiiltnis	spinn-
ponente	RVA (verseiftes KVA)			erste	verfahren
U¹P)			erste zweite	Kompo
MFR	Vinyl- F Ml		Kompo- Kompo	nente :
	acetal-		nente nente	zweite
	gchiilt			Kompo
			nente
	(ΜοΙ.-'Ά) ( C)

Beispiel 6 10

15

20

290

60 : 40

Beispiel 7	10	15	53	20	290	190	60 : 40
Vergleichs versuch 5	10	15	53	20	290	190	60 :40

Beispiel 8 10

15

20

Beispiel 9 6 3,5

(Q-Wert 2,6)

20

290

300

60 :40

50 : 50

Beispiel 10 —

Vergleichsversuch 6

Beispiel Il 6

(gleich wie in Beispiel 1)

7,5

20

Misch- 300 verhältnis mit
einem
niedrigdichten
Produkt
75%

50 :50

konzentrische Mantel-Kern-Anord nung

desgl. desgl.

exzentrische Mantel-Kern-Anord nung

Seite-anSeite-Anord nung

f Beispiel 12 6 7,5 I Beispiel 13 6 7,5	I	90	20 desgl.	3,0	300	200 50 : 50	desgl.
	A Tabelle 3 (Fortsetzung)	90	20	4,0	300	200 50 : 50	desgl.
Dcispici in ^gieicn wie		in Beispiel 4)	3,0
		3,0

Beispiel 1		Verbundfaser
Vergleichsversuch 1		Denier	Anzahl der Kräusel")
Beispiel 2	Streckbedingungen	(d)	(Wellungen/25 mm)	Zweite Kompo nente Umfangsver- hältnis des Faserquer- schmtts
Vergleichsversuch 2	Temperatur Streck verhältnis	3,0	32 (sterisch)	<%)
(C)	3,0	20 (planar)	85
25	3,0	38 (sterisch)	0
80	3,0	40 (sterisch)	83
25	82
25

	13	28 01	Streck verhältnis	-	-	211	14	Zweite Kompo nente Umfangsvcr- hiiltnis des I'aserqucr- schnitts
Fortsetzung				25	3,0			(%)
		Streckbedingungen	2,8	25	3.0	Verbundfaser		89
		Temperatur	-	25	3,0	Denier	Anzahl der Kriuisel**)	-
		( C)	3.0			(d)	(Wellungen/25 mm)	81
Beispiel 3		25			5.4	15 (stcrisch)	70
Vergleichs-ersuch 3		-		-	-	<ς
Beispiel 4		25	4.0	3.0	35 (sterisch)	100
Beispiel 5		25	4,0	3.0	42 (sterisch)	100
Uj,..];,;;.!,.,,.;,™..,.!, A		25	4,0	ι η		100
Beispiel *		40	4,0	3.0	14 (sterisch)	^Q7
Beispiel 7		40	(keine Streckung) -	3,0	14	87
Vergleichsversuch 5		40		3,0	14
Beispiel 8		40	3,0	20 (sterisch)
Beispiel 9		2.7	15 (planar)	83
Beispiel 10				83
Vergleichsversuch 6		-	-	83
Beispiel 11		4,0	35 (sterisch)
Beispiel 12		4.0	35 (slerisch)
Beispiel 13		4,0	35 (sterisch)
Beispiel 14

*) %-Wert ist Gesamt-Mol-% Vinylmonomcr (Vinylacetat und Cinylalkohol). **) Hier bedeutet sterisch eine dreidimensionale Kräuselung und planar eine mechanische Zick-Zack-Kräuselung.

Tabelle 4 (Herstellung der Tabakfilter und deren Verhalten)

Bedingungen der Tabakfilterherstellung Verhalten der Tabakfilter

Verbundfaser Andere Faser Gesamt- Tempe- Uc- Festig- Druck- Verhältnis Rauch

denier ratur wicht keil abfall der gc-

Form

Mischvcrhäll- nis

(Gew.-%)

Misch	der	(g/	(mm x	(mm	hntternung
verhält	Wärme	17 mm ι	10)	H₁O)
nis	behand			Niko- Teer
	lung			tin
(Gew.-%) (d)	( C)

Handels	—	-
übliches
Produkt
(verwen
detes
Acetat)
Beispiel 1	Tan	100
Vergleichs	Tau (PP	160
versuch i	Fasern)
Beispiel 2	Tau	100
Vergleichs	Tau	100
versuch 2
Beispiel 3	Tau	100
Vergleichs-	-	-
versuch 3

42.000

0,120

6,0 56

0,097

9,1

27 35

28 34

33.600	110	0,082	8,3	60	36	47	©
39.000	165	0,088	3,4	55	28	26	X
33.700	120	0,087	6,2	57	40	51	C
33.700	120	0,090	4,3	54	40	48	Δ

15

28 Ol 211

16

FortNCt/unu

Bedingungen der Tabakfilterh	erstellung	Gesamt	Tempe	Verhallen der Tabakfilter	Festig	Druck	Verhältnis	R
Verbundfaser Andere	Faser	denier	ratur	Ge	keit	abfall	der	g
			der	wicht			Entfernung	S(
Form Misch- Art	Misch		Wärme
verhält	verhält		behand				Niko- Teer
nis	nis		lung				tin
		(d)	( C)		(mm x	(mm
(Gew.-%)	(Gew.-V.)			(g/	10)	H₂O)
			17 mm)

Beispiel 4 Beispiel 5 Vergleichsversuch 4 Beispiel 6 Beispiel 7

Tau

Tau mm

100 20

Verglcichsversuch 5 Beispiel 8 Beispiel 9 Beispiel 10

mm

15

Tau

mm

Vcrgleichsvcrsuch 6 Beispiel 11 Beispiel 12 Beispiel 13 Beispiel 14

— (pulverisiertes Polyäthylen 30%)-

Tau

Tau

Tau

(17.00Od)

Rayon 2dx 51 mm Kräuselung 15 Wellungen/ 25 mm desgl.

Acetat

3dx

51 mm

Kräuselung

20 WcI-

lungcn/

25 mm

desgl.

Polypropylcntau (17.0COd)

33.600
33.000
33.000

42.000

120 90 90

70 70

0.084 6,3 58 0,089 6,0 57 0,095 4.5 55

0,092
0,130

12,5 4.7

84 57

37 42 45

28 31

47 C

55 C

54 Δ

35 (S

40 C

42.000
49.000

90

70 110 110

0,127

4.0 57

0,091 10,6 0.090 8.8 0.1)7 5.3

72 62 50

32

28 29 30

40

37 37 40

33.600 32.600

33.600 34.000

130

120 120

0.133

0.084
0.087

0.096 0.087

10.5

8.5 8.5 9.1

5.5

92

60 61

74 57

22

37 37

45 36

29

47 46

53 45

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Tabakfiltern durch Verkleben von Fasern aus Olefinpolymeren mit einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Faserbündel aus 20 bis 100 Gew.-% Verbundfasern und 80 bis 0% anderen Fasern, bezogen auf die Gesamtmenge an gemischten Fasern aus den Verbundfasern ι ο und den anderen Fasern, bildet, die Verbundfasern einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterwirft, die niedriger ist als der Schmelzpunkt der ersten Komponente und höher als der Schmelzpunkt der zweiten Komponente und das Faserbündel is durch Selbstverklebung der zweiten Komponente stabilisiert, wobei die Verbundfasern eine Seite-anSeite- oder Mantel-Kern-Anordnung haben und die erste Komponente hauptsächlich aus kristallinem Polypropylen oder einem hauptsächlich aus Propylen bestehenden Copolymer des Propylens besteht und die zweite Komponente aus (1) einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetatgehalt von 0,5 bis 18 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmonomeren aus der Vuiylacetatkomponente und der Äthylenkomponente, (2) einem Verseifungsprodukt des Äthylen-Vinylacetat-Copolymer (1) oder (3) einem gemischten Polymer aus einem der vorgenannten Polymeren mit Polyäthylen, wobei der Gesamtgehalt an Vinylacetat-Komponente und Vinylalkohol-Komponente (letztere als Vinylmonomer-Komponente bezeichnet) 0,5 Mol-% oder mehr beträgt, bezogen auf den Gesamtmonomergehalt des gemischten Polymers, wobei die genannte zweite Komponente ein Umfangsverhältnis von 60 bis 100% des Faserquerschnitts hat.

2. Verfahren zur Herstellung von Tabakfiltern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbundfasern verwendet, in welchen die zweite Komponente einen Vinylmonomergehalt von 1 Mol-% oder mehr, bezogen auf das Gewicht des Gesarntmonomergehaltes der zweiten Komponente, hat.

3. Verfahren zur Herstellung von Tabakfiltern gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbundfasern verwendet, in welchen die zweite Komponente ein verseiftes Äthylen·Vinyl· Copolymer ist mit einem beliebigen Verseifungsgrad bis zu 100%.

4. Verfahren zur Herstellung von Tabaknitem » gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 man Verbundfasern verwendet, in welchen die erste Komponente ein Propylen-Copolymer ist, das aus Propylen und einer kleinen Menge Äthylen oder Buten-1 aufgebaut ist

5. Verfahren zur Herstellung von Tabaknitem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylen der ersten Komponente der Verbund- Umfangsverhältnis der zweiten Komponente zum Faserquerschnitt von 70% oder mehr.