DE3115904A1 - Tabakrauchfilter - Google Patents

Description

15^04

11020 Dr.ν.Β/Ε

CIGARETTE COMPONENTS LIMITED

Friendly House, 21-24 Chisweil Street, London EC1Y 4UD England

Tabakrauchfilter

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tabakrauchfilter, insbesondere ein Zigarettenfilter-gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Tabakrauchfilter, das eine in Längsrichtung gewellte und/oder fibriliierte Papierbahn enthält, die in Querrichtung zu einem stabförmigen Gebilde zusammengefaßt und zusammengehalten ist. Das Papier ist auf einer Schrägsieb-Papiermaschine aus Fasern mit einer Länge von 1 bis 25 mm hergestellt und hat im fertigen Zustand, vor der Wellung und/oder Fibrillierung eine flächenbezogene Masse ("Flächengewicht") von 12 bis 40g pro Quadratmeter.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen von Tabakrauchfiltern, insbesondere Zigarettenfiltern, bei dem eine Papierbahn mit einem Flächengewicht von 12 bis 40g pro Quadratmeter mittels einer Schrägsiebpapiermaschine unter Verwendung eines Papier- oder Faserstoffes mit einer Konsistenz von 0,008 bis 1% (vorteilhafterweise etwa 0,1%) und einer Faserlänge von 1 bis 25 mm hergestellt wird, das fertige Papier kontinuierlich in Längsrichtung zwischen zusammenarbeitenden Walzen, die in Umfangsrichtung verlaufende Rillen oder Wellungen haben, hindurchgefUhrt wird und anschließend die in Längsrichtung laufende Papierbahn kontinuierlich in Querrichtung zu einem stabförmigen Gebilde zusammengafaßt und das kontinuierlich entstehende stabförmige Gebilde, fortlaufend in Stücke vorgegebener Länge in Querrichtung zertrennt wird.

Die fertige Papierbahn wird im allgemeinen in Längsrichtung zwischen zusammenwirkenden Prägewalzen hindurchgeführt, welche in Umfangsrich-

tung verlaufende Rillen oder Heilungen bzw. Nuten und Rippen aufweisen, die senkrecht zur Achse der Walze oder stattdessen auch wendelförmig um diese Achse verlaufen können; diese Wellungsbehandlung neigt dazu, die Bahn in Längsrichtung zu fibrillieren und in manchen Fällen ist es diese Fibrillierung und nicht die Längswellung, die bei der behandelten Bahn ins Auge fällt, wenn auch häufig sowohl die Wellung als auch die Fibrillierung leicht erkennbar sind.

Bei der Erfindung wird besonders bevorzugt, ein schräges Sieb mit einer Krö'pfung zu verwenden, so daß die fertige Papierbahn von einer Vielzahl von vorzugsweise gleichmäßig verteilten 'Öffnungen durchsetzt wird; die Konstruktion'des Siebes bestimmt die Anzahl, Größe und-Verteilung der öffnungen. Ein solches Papier hat beispielsweise im wesentlichen hexagonale Öffnungen mit einer Dichte von etwa 10 cm , wobei die Fasern in den relativ dünnen Wänden oder Stegen zwischen den Öffnungen oder Löchern konzentriert sind und nur wenig oder gar keine Fasern die Öffnungen überbrücken. Papier mit wolchen Öffnungen ist als Teebeutel papier oder Diffusionspapier bekannt und wird zu diesem Zweck aus einem Stoff, der Kunststoffasern enthält, hergestellt; das bei der vorliegenden Erfindung verwendete durchbrochene Papier wird dagegen vorteilhafterweise aus 100% Naturfasern (z.B. Holz- oder ZeIIstoffasern) hergestellt.

Die Länge der Fasern beträgt vorzugsweise 1 bis 12 mm, insbesondere 2,5 bis & mm und das fertige Papier hat vor der Wellung vorzugsweise eine Flächendichte von 15 bis 25 g pro Quadratmeter. Die Fasern der Papierbahn können zu 100 % aus Naturfasern (z.B. Holzfaserstoff), zu 100 % aus Kunststoffasern oder aus Mischungen dieser Faserarten bestehen, vorzugsweise wird jedoch für die Papierbahn, insbesondere die durchbrochene Papierbahn 100 % natürliches Fasermaterial verwendet. Wenn die Papierbahn synthetisches Fasermaterial enthält, kann ihr ein Bindemittel zugesetzt werdea, um die Härte des fertigen stabforangen Gebildes zu erhöhen.

Das Bindemittel kann in der Papierbahn enthalten sein oder die Papierbahn kann mit dem Bindemittel versehen werden, bevor sie zu dem stabförmigen Gebilde zusammengefaßt wird. Das Bindemittel bewirkt (z.B. bei Erhitzung) eine Verbindung der zusammengefaßten Bahn zu einem porösen, jedoch zusammenhängenden Stab, der auch ohne Umhüllung zusammenhält. Bei anderen Ausführungsformen kann die zusammengefaßte Bahn als Teil des das stabförmige Gebilde liefernden Verarbeitungsschrittes in konvenioneller Weise kontinuierlich umwickelt oder eingeschlagen werden und dies kann auch dann geschehen, wenn die zusammengefaßte Bahn des fertigen Produktes von selbst zusammenhält.

Es hat sich gezeigt, daß Zigaretten, die mit einem Filter gemäß der Erfindung versehen sind, einen Rauch ausgezeichneten Geschmacks liefern und die Filter weisen eine bessere Kombination von Druckabfall und Härtewerten auf als die bisher verfügbaren.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen oer Erfindung, die ein durchbrochenes Papier enthalten, ergeben die öffnungen einen Zelleneffekt oder "expandiertes-Polystyrol-"Effekt, wenn das Papier zu einem Stab zusammengefaßt wird und es ergibt sich eine höhere Stabhärte und Elastizität im Vergleich zu Stäben äquivalenter Dichte aus öffnungslosem Papier, wobei die Härte und Elastizität vergleichbar ist mit denen von Zelluloseacetat- Tow-Filtern oder Stäben der gleichen Dichte. Filter gemäß der Erfindung, insbesondere solche aus durchbrochenem Papier, können ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich des Aussehenes der Stirnfläche und der Verfärbung haben (ebensogut oder sogar besser als die von Acetat-Tow-Filtern, die in dieser Hinsicht bisher von der Öffentlichkeit bevorzugt wurden), selbst bei sehr niedrigen Werten des Druckabfalles an der Spitze bzw. am Filter. Sowohl die Ausführungsformen mit durchbrochenem Papier als auch die mit nicht durchbrochenem Papier haben ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich des Geschmackes, sie sind in dieser Hinsicht viel besser als die der bekannten Papier-Zigaretten-: filter und die vorliegenden Fitler können bei vorgegebenen Spezifikationen mit einer Dichte hergestellt werden, die bis zu 30% niedriger

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ist als die äquivalenter konventioneller Papierfilterstäbe. Die Filter gemäß der Erfindung können ferner die teilchenföYinige Phase des Tabakrauchs besser zurückhalten als Celluloseacetat-Tow-Filter mit gleichem Druckabfall, wie sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Diagramm ergibt, in dem der Druckabfall am Filter in Millimeter Wassersäule in Abhängigkeit von der Teerabsorption in Prozent für konventionelle, umhüllte Acetat-Tow-Filterspitzen (Bereich A) und für erfindungsgemäße Filterspitzen aus öffnungslosem Papier (Kurve B) aufgetragen ist; die Filterspitzen waren jeweils 20 mm lang und hatten einen Umfang von 24,6 mm.

Die Filter gemäß der Erfindung können im normalen Bereich von Filteroder Stopfenumhüllungen eingehüllt oder eingewickelt werden und können in jeder konventionellen Weise ventiliert werden.

In den folgenden Beispielen werden Filterstäbe gemäß der Erfindung mit unterschiedlichen Druckabfällen (Dr.A.) mit ähnlichen konventionellen Filtern aus umhülltem Acetat-Tow und umhülltem Kreppapier verglichen. Die Vergleiche sind normiert auf Stäbe mit einer Länge von 90 mm und einem Umfang von 24,50 mm (also Spitze von 15 χ 24 mm) mit einer Umhüllung von 26,5 mm aus Material mit einer Flächendichte von 27g/m . Der 90 mm-Filterstab ist die Form, in der das Filter typischerweise an einen Zigarettenhersteller gel'efert wird, wo er in einzelne Filterspitzen mit einer Länge von 15 mm zerschnitten wird. In den Beispielen gelten die Werte für den Druckabfall und die Teer-Absorption für solche Filterspitzen.

Hlterstab-

Beispiel

Abmessungen (Länge χ Umfang):90 χ 24,5 mm, Druckabfall 185 romWs bzw.1,815kRj

Material;
Flächengewicht

Erfindung öffnungslose ροκ

Gewicht (g) pro 6,22 10 Filterstäbe

Füllungsdichte _n , g/cm^{3 u}'

Härte

Druckabfall
Teer-Absorption

90,0

33,9 mm Ws/322 Pa *■

40,0

Vergleich Acetat-Tow MYRIA-Fi lter

6,4 Y/39 Estron40g/m²

Kreppapier Acetat-Tow

6,39

0,135

7,80

0,166

91,5 89,5

31,0 mmWs/3Q4 Pa 33,9 mmWs/322 Pa

29,3

47.0

Beispiel 2

Filterstab- Abmessungen 90 χ	24,5 mm; Dr.A. 2-35	mmWS b7w.2,3 kPa	Acetat-Tow	MYRIA -Filter
			.5Y/40 Estron Acetat-Tow	36g/m2 Kreppapier
	Erfindung	Vergleich	6,49	8,34
Material; Flächengewicht	durchbrochene Bahn (100% Holzfasern)	0,137	0,17a
Gewicht (g) pro 10 Filterstäbe	6,79	91,5	90
Flillungsdichte g/cm3	0,144	39 mmWs/382 Pa	43 mmWs/422 P
Härte %	91,5
Druckabfall	43 mmWs/422 Pa
Teer-AbsorDtion !	*

44,0

33,7 51 ,0

* für eine 15 mm-Filterspitze

Beispiel 3

Filterstab- Abmessungen 90 χ	24,5 mm; Dr.A. 500 mmWs/ 4,9 kPa	Vergleich	tyYRIA-Filter
		Acetat-Tow	36g/m Krepp papier
	Erfindung	2 Y /46 Estron Acetat-Tow	9,00
Material; Flächengewicht	poröse,nicht durch brochene Bahn 25g/m2 (100% Holzfasern)	6,92	0,195
Gewicht (g) pro 10 Filterstäbe	8,09	0,147	93,5
FüTlungsdichte g/cm^	0,174	92	Pa 91,7 mmWs/ 899 Pa
Härte %	93	83 mmWs/814
* Druckabfall	91,7 mmWs/899 Pa

Teer-Absorption %

(15 mm Filter) 58,5

* für eine 15 mm Filterspitze

49,'

67,0

Die Beispiele zeigen insbesondere die guten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Filter bei niedrigem Druckabfall und das Aussehen der Stirnfläche ist selbst bei derartig niedrigen Druckabfällen sowohl vor als auch nach dem Rauchen ausgezeichnet.

Im Beispiel 1 bedeutet die Acetat-Tow-Bezeichnung 6.4Y/46 ein 46 χ 10 Denier Tow von 6,4 Denier Fasern mit Y-Querschnitt; die Bezeichnungen in den Beispielen 2 und 3 bedeuten Entsprechendes.

Bei allen Beispielen betrug die Faserlänge des für die erfindungsgemäßen Filter verwendeten Schrägsiebmaschinenpapiers 2,5 bis 6 mm und das verwendete Papier war fein gewellt (etwa 10 Wellungen/cm). Generell kann die Feinheit der Wellung (und/oder Fibrillierung) bei dem für die erfindungsgemäßen Filter verwendeten Papier in weiten Grenzen geändert werden, z.B. von 5 bis 30 Wellungs- und/oder Fibrillierungszonen pro Zentimeter.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Tabakrauchfilter mit einer in Längsrichtung Jiwellten und/oder fibrillieren Papierbahn, die in seitlicher Rvntung zu-einem stabförmigen Gebilde zusammengefaßt und zusammenfalten ist, dadurch gekennzei cn net, daß die Papi -" bahn auf einer Schrägsiebmaschine aus Fasern mit einer Länge ve 1 bis 25 mm hergestellt ist und vor der Wellung und/oder Fibrillieru'O eine Flächendichte von

12 bis 40 g pro Quadratmeter aufweist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn auf df." Schrägsiebmaschine mit einer Vielzahl von durchgehenden öffnungen gebildet ist.

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-z-

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlänget bis 12 mm beträgt.

4. Filter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fertige Papierbahn vor der Wellung eine flächenbezogene Masse von 15 bis 25g pro qm aufweist.

5. Verfahren zum Herstellen eines Tabakrauchfilters mit einer gewellten und/oder gefaserten Papierbahn, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Schrägsiebmaschine mit Faserstoff, der einen Feststoffgehalt von 0,008 bis 1 % und Fasern mit einer Länge von 1 bis

25. mm enthält, eine Papierbahn hergestellt wird, welche im fertigen Zustand ein Flächengewicht von 12 bis 40 g pro qm aufweist; daß die fertige Papierbahn in Längsrichtung zwischen miteinander zusammenwirkenden Walzen hindurchgeführt wird, die in Umfangsrichtung verlaufende Wellungen aufweisen; daß die in Längsrichtung laufende Papierbahn anschließend in Querrichtung kontinuierlich zu einem stabförmigen Gebilde zusammengefaßt wird und daß das resultierende stabförmige Gebilde in Querrichtung kontinuierlich in Stücke vorgegebener Länge zerschnitten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn auf der Schrägsiebmaschine mit einer Vielzahl von durchgehenden öffnungen gebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzei chnet, daß ein Faserstoff mit einem Feststoffgehalt von etwa O₃1% verwendet wird.

8. Filter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlänge 2,5 bis 6 mm beträgt.