DE69009103T2

DE69009103T2 - Nichtgewebte Faserbahn für Tabakrauchfilter.

Info

Publication number: DE69009103T2
Application number: DE69009103T
Authority: DE
Inventors: L Paul Crane; E Martine Frederix; H Clark Lind
Original assignee: Hoechst Celanese Corp; Dexter Corp
Current assignee: Dexter Corp; CNA Holdings LLC
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2010-06-02
Also published as: EP0402060A2; AU620008B2; EP0402060A3; CN1022457C; DE69009103D1; JP3007949B2; JPH0364562A; CA1319074C; AU5619990A; KR0152080B1; EP0402060B1; US5022964A; KR910000052A; CN1047796A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Faservlies-Bahn- Material und insbesondere auf ein Faservlies, das sich besonders gut zum Filtern von Tabakrauch und ähnlichem eignet. Sie bezieht sich weiterhin auf Filter, die die Bestandteile von Tabakrauch, insbesondere Teer und Nicotin, wirksam entfernen, ohne während der Riffelung staubartige Partikel freizusetzen oder formunbeständig zu sein.
Die hauptsächliche für das Material dieser Erfindung ins Auge gefaßte Verwendung ist als Filter zur Entfernung atembarer Teilchen. In dieser Anwendung kann der Filter in Verbindung mit Zigaretten oder anderen Rauchwaren wie Pfeifen oder Zigarren verwendet werden. Es wird jedoch einleuchten, daß das Filtermaterial auch mit Vorteil für andere Anwendungen eines Filters genutzt werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Zur Reduktion der Menge an bestimmten Bestandteilen von Tabakrauch, die in das respiratorische System eines Rauchers gelangen, wurden viele Typen von Filtermaterialien vorgeschlagen. Wenn es zum Filtern von Tabakrauch verwendet wird, sollte das Filtermaterial den Geschmack des Rauches nicht durch Abgabe eines Eigengeschmacks verfälschen, und es sollte ohne hohe Kosten fabriziert werden können, damit der Endpreis des Rauchartikels nicht zu hoch wird.
Während eine Vielzahl von Fasermaterialien als Filtermaterial eingesetzt worden ist, haben nur Papier- und Zelluloseacetatfilter eine merkliche kommerzielle Akzeptanz erreichen können. Papierfilter werden gewöhnlich geriffelt und zur Befestigung an einer Zigarette zu einer Stabform verdichtet. Unglücklicherweise haben sie die Neigung, den Geschmack und Geruch des erzeugten Rauchstroms nachteilig zu beeinflussen und sich aufgrund ihres hohen Feuchtigkeitsaufnahmevermögens bei der Verwendung zusammenzuziehen, da die Kompressibilität feuchter Papierfilter bei einem gegebenen Druckabfall im allgemeinen größer ist als bei anderen konventionell verwendeten Filtern vergleichbaren Gewichts.
Celluloseacetat wird konventionell in Form eines Werges aus zusammenhängenden Fasern verwendet. Diese Filter vermeiden alle zuvor erwähnten Nachteile von Papierfiltern, während sie die Erfordernisse eines guten Zuges und einer guten Ökonomie in bewundernswerter Weise erfüllen. Infolgedessen wird dieser Materialtyp bei einem Hauptteil der Filterzigaretten verwendet, trotz der Tatsache, daß Wergfilter bei einem gegebenen Zug eine geringere Rauchreinigungswirkung zeigen als Papierfilter.
Eine alternative Methode des Einsatzes von Celluloseacetat ist die Bildung von Faservliesen oder von Filzfaserfloren aus Stapelfasern. Solchen Faserstrukturen fehlt die Formbeständigkeit, und sie erfordern die Verwendung von Bindemitteln, um die Fasern in der gewünschten Anordnung zu halten.
In den U.S.-Patenten 4,192,838, 4,274,914 und 4,283,186 wurde auch vorgeschlagen, daß Celluloseacetat-Fibrets geeignet sein könnten, die Celluloseacetatfasern ohne Bindemittel festzuhalten, und immer noch die gewünschte große Filterungsoberfläche aufweisen könnten. Die Patente weisen darauf hin, daß die Verwendung von Bindemitteln die für die Filterung verfügbare Oberfläche verringert, dem gefilterten Rauch einen ungewünschten Beigeschmack verleiht und wegen der zur Erreichung einer vollständigen Bindung notwendigen Zeit einen begrenzenden Faktor für die Geschwindigkeit der Filterherstellung darstellt. Die bindemittelfreien Materialien neigen jedoch zum Zerreißen, wenn sie den Riffelungs- und Pfropfenformungsprozeß durchlaufen, und dadurch sind die Bestandteile des Gewebes nicht sicher im Gewebe verankert, was zu einem bedeutenden Problem wegen der Bildung fester Teilchen oder von "Verstäubungen" führt.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine bahnartige Struktur mit den gewünschten hohen Filterungscharakteristiken und mit einem staubfreien Charakter des gebundenen Materials bereitzustellen. Dieses Ziel schließt die Bereitstellung eines Faservlies-Bahn-Materials ein, das nicht nur über ausgezeichnete Filterungscharakteristiken verfügt, sondern auch die bei der Herstellung des Filters erzeugten Flug- oder "Verstäubungs"- Partikel reduziert.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Faservlies-Bahn-Material des beschriebenen Typs, das ,wenn gewünscht, den gleichförmigen Einbau einer kleineren Menge natürlicher Cellulosefasern erlaubt, um die Festigkeitscharakteristik des Endprodukts und das Filterungsvermögen aller Fasern einzustellen, ohne nachteilige Auswirkungen auf den resultierenden, vom Verbraucher festgestellten Geschmack zu haben.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Möglichkeit zum Erreichen der vorgenannten Merkmale und zugleich von Formstabilität ohne die Geschwindigkeit der Filterherstellung einzuschränken.
Weitere Vorteile werden zum Teil offensichtlich sein, zum Teil wird im folgenden im Einzelnen darauf hingewiesen.
Diese und ähnliche Vorzüge werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß ein Faservlies-Bahn-Material zur Verwendung als Filter zum Filtern von Tabakrauch bereitgestellt wird, das Celluloseesterfasern, Celluloseesterfibrets und eine kleinere Menge einer aktivierten schmelzbaren Faser, die gleichförmig über die ganzen Celluloseesterfasern und -fibrets verteilt ist, umfaßt. Die aktivierten schmelzbaren Fasern liegen in einer solchen Menge vor, daß sie aus kleinen Teilchen bestehendes Material wirksam im Gewebe zurückhalten, ohne die Filterwirkung der Celluloseesterfasern und -fibrets nachteilig zu beeinflussen. In einer alternativen Ausführung kann das Vliesmaterial kleine Mengen natürlicher Cellulosefasern enthalten, um die Festigkeit und die Verarbeitungseigenschaften des Vliesmaterials, insbesondere bei seiner Bildung, einzustellen, ohne den Geschmack des Tabakrauchs nachteilig zu beeinflussen.
Zu einem besseren Verständnis der Erfindung führt die folgende Beschreibung des Filtermaterials und seines Herstellungsverfahrens, einschließlich der einzelnen Schritte dieses Verfahrens und der Beziehung eines oder mehrerer solcher Schritte zu jedem anderen, sowie der Erzeugnisse mit den hier beschriebenen und beispielhaft erläuterten Merkmalen, Charakteristiken, Eigenschaften und Zusammenhängen zwischen Elementen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen ist
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Naßrauchentfernungseffizienz als Funktion des zigarettenfilteräquivalenten Druckabfalls;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Teerentfernungseffizienz als Funktion des zigarettenfilteräquivalenten Druckabfalls;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Teerabgabe als Funktion der Belüftung in Prozent, und
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Nicotinabgabe als Funktion der Belüftung in Prozent.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführung

Das neue und verbesserte Filtermaterial der vorliegenden Erfindung wird in Übereinstimmung mit konventionellen Papierherstellungstechniken erzeugt, um Faservlies-Bahn-Material mit ausreichender Strukturintegrität zu erhalten, damit es den Belastungen bei der automatischen Verarbeitung des Materials standhält. Das Faservlies-Bahn-Material umfaßt daher in Wasser dispergierbare Fasern, die sich gut für Naßpapierfertigungsoperationen eignen, wobei die Fasern zunächst mit sehr geringer Dichte in großen Mengen eines wäßrigen Dispersionsmediums dispergiert und anschließend auf einem Fasersammelsieb in Form eines dünnen kontinuierlichen Faservlieses abgeschieden werden.
Die Hauptfaserbestandteile des Vliesmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung sind die in U.S. 4,274,914 dargelegten, nämlich Celluloseesterfasern und Celluloseesterfibrets, wobei die letzteren zwischen 5 und 35 Gewichtsprozent des Gesamtfasergehalts ausmachen.
Die verwendete Celluloseester-Stapelfaser ist vorzugsweise Fasermaterial des konventionellen Typs mit einer Faserlänge zwischen etwa 1/8 und 5/8 inch (3.18 bis 15.88 mm) und ein Denier pro Filament zwischen etwa 1.0 und 8.0. Vorzugsweise sollte die Stapelfaser eine Länge zwischen 1/4 und 3/8 inch (6.35 bis 9.53 mm) und ein Denier pro Filament zwischen etwa 1.0 und 3.0 aufweisen. Der Faserquerschnitt kann der normalen Form entsprechen, die durch Extrudieren durch eine runde Düsenöffnung entsteht, oder ein anderer Querschnitt sein, der durch Extrudieren durch nichtzirkuläre Düsenöffnungen entsteht.
Der Celluloseesterstapel kann einer oder mehrere aus der folgenden Gruppe sein: Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Cellulosebutyrat, Cellulosebenzoat, Celluloseacetatformiat, Cellulcseacetatpropionat, Cellulaseacetatbutyrat und ähnliche. Die Ester können gereift und acetonlöslich sein, wie konventionelles Celluloseacetat, oder sie können im wesentlichen vollständig verestert sein, d.h. weniger als 0.29 freie Hydroxygruppen pro Anhydroglucoseeinheit enthalten, wie Cellulosetriacetat. Das bevorzugte Celluloseester-Stapelmaterial ist Celluloseacetat.
Die verwendeten Fibrets sind ebenfalls Celluloseester, vorzugsweise Celluloseacetat, haben aber eine ähnliche Struktur wie Zellstoff. Das heißt, sie enthalten eine mikrofibrilläre Struktur, die Mikrofibrillen mit einer großen Oberfläche umfaßt, d.h. ungefähr 20 Quadratmeter pro Gramm, im Gegensatz zu den weichen stabförmigen Fasern konventioneller synthetischer organischer Fasern. Die zellstoffartigen Fibrets können dispergiert werden, um eine ausgezeichnete gleichförmige Verteilung im Dispersionsmedium und in der resultierenden Produktbahn zu erreichen. Während gewöhnliche Celluloseacetatfilamente eine Oberfläche von etwa 0.25 Quadratmeter pro Gramm haben, besitzt dieses großoberflächige Zelluloseester-Fasermaterial im allgemeinen eine Oberfläche über 1.0 Quadratmeter pro Gramm und typischerweise über 5.0 Quadratmeter pro Gramm, eine Länge von weniger als 1,000 ijm und vorzugsweise weniger als 220 um, sowie einen Durchmesser zwischen etwa 0.5 und 50 um, typischerweise jedoch weniger als 5 um.
Wie erwähnt, beträgt die Menge der in der Fasermasse verwendeten Fibrets zwischen etwa 5 und etwa 35 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der fertigen Platte. Vorzugsweise jedoch umfaßt das Filtermaterial zwischen etwa 10 und 20 Prozent der Fibrets.
Wie zuvor angedeutet, neigt bindemittelfreies Filtermaterial, das Celluloseesterfasern und -fibrets umfaßt, zum Reißen, wenn es durch die Riffelungsmaschinen läuft, die zur Bildung der Filterpfropfen verwendet werden, was nicht nur zu Verarbeitungsproblemen führt, sondern auch zu einer inakzeptabel hohen Verstäubung durch loses, aus kleinen Teilchen bestehendes Material im Filter. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine merkliche Verbesserung der Festigkeit und der Partikelzurückhaltung erreicht werden, ohne daß die Filtercharakteristiken des Celluloseacetatfilters nachteilig beeinflußt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß eine kleinere Menge einer schmelzbaren Faserkomponente in das Faservliesmaterial eingebaut wird. Die schmelzbare Faser verleiht nicht nur größere Formbeständigkeit und Festigkeit, sondern sie tut dies ohne eine Verminderung der Filterwirkung der Celluloseesterfasern und -fibrets. Die schmelzbaren Fasern der vorliegenden Erfindung liefern gleichförmig verteilte, diskrete Verknüpfungen zwischen den Fasern und Fibrets, wobei eine größere Festigkeit erzielt und zugleich die günstigen Filterwirkungscharakteristiken des Fasermaterials beibehalten werden.
Der hier verwendete Ausdruck "schmelzbare" Faser beinhaltet nicht nur Fasern aus thermoplastischem Material, die bei relativ niedrigen Temperaturen, d.h. unterhalb von 200 ºC, erweichen oder schmelzen, wie das Vinylacetat/Vinylchlorid-Copolymer, das gemeinhin als "Vinyon" bekannt ist, sondern auch zweikomponentige Fasern und die thermoplastischen Fäserchen oder Fibride des Typs, den man konventionell in synthetischem Zellstoff findet. Der synthetische Zellstoff ist ein thermoplastisches Polyolefinmaterial wie Polyethylen, Polypropylen und Gemische daraus. Diese hochfibrillierten Materialien haben einen Schmelzpunkt im Bereich zwischen 135 ºC und 170 ºC.
Das bevorzugte schmelzbare Material ist eine Faser aus Polyvinylalkohol, die in der Lage ist, in Wasser bei so tiefen Temperaturen wie 150 ºF (65.6 ºC) zu erweichen und zu fließen. Typisch für die Fasern aus Polyvinylalkohol ist das unter dem Handelsnamen Type SLMll von Unitika Kasei, Ltd. aus Japan verkaufte Material. Dieses Fasermaterial besteht aus etwa 45% Polyvinylalkohol, 10% Natriumsulfat und 35% Wasser. Das Material "Type F" dieser Gesellschaft, das 65% Polyvinylalkohol und 35% Wasser enthält, kann ebenfalls verwendet werden. Wenn die Temperatur im Trocknungsabschnitt des Papierfertigungsapparates 150 ºF (65.6 ºC) erreicht, werden diese Fasern insofern etwas löslich, als sie beginnen, Wasser zu absorbieren und zu quellen. Die aufgeweichten Fasern kleben oder binden sich dann an die Celluloseesterfasern und -fibrets, ohne diese Materialien zu umhüllen.
Im Falle der wasserunlöslichen wärmeschmelzbaren Fasern wird die Bindung erst dann gebildet, wenn die Bahn trocken ist und die Vliestemperatur auf die Schmelztemperatur der Fasern angehoben wird. Die Fasern fließen dann wie der Polyvinylalkohol und bilden klebrige Verbindungen, die die Komponenten in Vliesform zusammenhalten und zu einer minimierten Staubfreisetzung bei der Riffelung führen.
Die Menge der in das faserige Filtervliesmaterial eingebauten schmelzbaren Faser liegt unter etwa 15 Gew.-% und typischerweise im Bereich von etwa 2-10 Gew.-%, wobei durchweg gute Ergebnisse bei Anteilen von etwa 4-6 Gew.-% erreicht werden.
Als Alternative und um sowohl die Vliesstärke zu erhöhen als auch die Operation der Vliesbildung zu verbessern, kann vor der Vliesbildung auch natürliche Cellulosefaser zu der Fasermasse gegeben werden. Diese Fasern umfassen gebleichte und ungebleichte Kraft-, Hanf-, Jute-, Abaka- (Manilafaser) und andere Holzfasern. Die Menge der natürlichen Faser liegt gewöhnlich unter 20 Gew.-% und typischerweise im Bereich von 8-15%, vorzugsweise etwa 10%.
Die Stapelfasern, Fibrets und schmelzbaren Fasern werden vollständig miteinander gemischt und gleichförmig über den ganzen Faserbrei verteilt. Dies kann durch Rühren bzw. entweder durch manuelles oder mit irgendeinem konventionellen Mischapparat erfolgendes Vermischen erreicht werden.
Der Brei wird auf einen konventionellen Papierherstellungsapparat gebracht, wobei sich ein bahnartiges Material bildet, das als Filtermaterial verwendet werden kann, wie zum Beispiel in Bahnform zur Verwendung in Gesichtsmasken und Atemfiltern oder in geriffelter und verdichteter Form zur Verwendung als Zigarettenfilter. Zigarettenfilterpfropfen, die aus dem geriffelten Filtermaterial dieser Erfindung hergestellt sind, zeigen bei einem gegebenen Druckabfall gleiche oder bessere Filterwirkungen als ohne die schmelzbaren Fasern hergestellte Pfropfen.
Obwohl im wesentlichen alle kommerziellen Papierherstellungsmaschinen verwendet werden können, einschließlich Maschinen mit rotierenden Zylindern, ist es bei Verwendung sehr verdünnter Fasermassen wünschenswert, ein geneigtes Fasersammelsieb zu verwenden, wie das im U.S.-patent Nr. 2,045,095, am 23. Juni 1936 erteilt an Fay H. Osborne, beschriebene. Die aus dem Stoffauflaufkasten schwimmenden Fasern werden auf dem Sieb in einem zufälligen, dreidimensionalen Netzwerk bzw. Konfiguration festgehalten, wobei sie leicht in Maschinenrichtung orientiert sind, während das wäßrige Dispersionsmedium rasch durch das Sieb tritt und schnell und wirksam entfernt wird.
Das resultierende bahnartige Material wird dann zum Trockenabschnitt weitergeleitet, wo die schmelzbare Faser zum Verankern und Festhalten der Komponenten im Vlies aktiviert wird. Das getrocknete Vlies besitzt bevorzugt ein Bahngewicht von 20 bis 40 Gramm pro Quadratmeter, eine Oberfläche von mehr als 1 Quadratmeter pro Gramm und eine Bahnbruchfestigkeit zwischen 200 und 1000 g/25 mm. Das Filtermaterial dieser Erfindung ist weiterhin charakterisiert durch eine Dicke im Bereich von 95-125 um, eine Oberfläche zwischen etwa 1 und etwa 5 Quadratmeter pro Gramm und einer Porosität Δp durch eine runde Platte mit dem Durchmesser ein Inch zwischen etwa 1 mm und etwa 70 mm, bei einer Flußgeschwindigkeit von 200 cm³ pro Minute. Bevorzugterweise jedoch hat das Filtermaterial eine Oberfläche zwischen etwa 2 und etwa 5 Quadratmeter pro Gramm.
Die getrocknete Bahn kann sofort verwendet oder in Form einer Vorratsrolle gesammelt werden. Das Vlies kann dann anschließend in den Spalt zwischen zwei getriebenen, gefurchten Riffelwalzen übergeführt werden. Die Riffelwalzen erzeugen Falten und Furchen und partielle Risse längs der Förderrichtung des Bahnmaterials.
Die Riffelanlage ist, wie es in der Technik gut bekannt ist, direkt mit einer Stabformmaschine verbunden, in der ein zylindrischer Filterstab erzeugt wird. Das zur geeigneten Länge für ein Tabakrauchfilter zurechtgeschnittene Stäbchen zeigt einen Zug, gemessen als Luftdruckabfall durch das Filter, im Bereich von 30 bis 200 Millimeter Wasser bei einem Fluß von 17.5 ml/Sekunde, für eine Filterlänge von 20 Millimeter. Diese Methode ist dieselbe wie im U.S.-Patent Nr. 4,283,186 beschrieben, auf das hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Das hier offenbarte Vlies hat, wenn es zu Zigarettenfiltern geformt worden ist, eine größere Entfernungseffizienz für Materialien wie Nicotin, teilchenhafte Substanzen (Teer) und Wasser als äquivalente, aus Celluloseacetatwerg hergestellte Filter. In Tabelle I sind Celluloseacetatwerg (Werg), das Celluloseacetatvlies dar vorliegenden Erfindung (Vlies) und papier bei einem äquivalenten Druckabfall von 75 mm miteinander verglichen. Die Teerentfernungseffizienz (TRF) ist eine Prozentzahl, wie sie von der Federal Trade Commission definiert wurde; dies gilt auch für die mit SRE, WRE bzw. NRE bezeichneten Rauch-, Wasser- bzw. Nicotinentfernungseffizienzen. Tabelle I Werg Vlies Papier Entfernungseffizienz (%) TRE SRE WRE NRE Abgegebene Komponenten (mg/Zigarette) Trockener Teer CPM* Wasser Nicotin Verhältnis T/N T/W * - Cambridge particulate matter (Wert für teilchenhafte Substanz)
Ein Vergleich der Entfernungseffizienzen von Werg und Vlies zeigt eine bessere Entfernung aller Komponenten durch das Vlies der vorliegenden Erfindung. Das bedeutet, daß weniger Teer und Nicotin an den Raucher abgegeben werden. Es wird jedoch auch weniger Wasser abgegeben, der Rauch ist also trockener. Ein Vergleich der Entfernungseffizienzen von Vlies und Papier zeigt eine bessere Entfernung aller Komponenten durch das Vlies außer von Wasser, was bedeutet, daß weniger Teer und Nicotin an den Raucher abgegeben werden, daß jedoch mehr Wasser abgegeben wird, der Rauch also feuchter ist. Die Feuchtigkeit von Zigarettenrauch ist ein Faktor, der die Vorlieben des Rauchers betrifft.
Das Verhältnis Teer zu Nicotin (T/N) und Teer zu Wasser (T/W) ist bei Werg und Vlies ähnlich und in beiden Fällen geringer als bei Papierfiltern. Da das Vlies mehr Teer entfernt, bedeutet das Verhältnis eine Verbesserung beim Vlies bei äquivalenten Teerabgabewerten.
Zur Erläuterung eines weiteren Vergleichs zwischen Werg, Papier und dem Vlies der vorliegenden Erfindung wird nun auf die Fig. 1 und 2 verwiesen. Fig. 1 zeigt die Naßrauchentfernungseffizienz von Filtern verschiedener Länge bei äquivalentem Druckabfall- Werten (ÄDA), während Fig. 2 eine ähnliche Graphik für die Trokkenteerentfernungseffizienz darstellt. Bei beiden Fig. (1 und 2) sind die Filter nicht belüftet, und es wird gezeigt, daß die Vliese der vorliegenden Erfindung bei derselben Filterlänge und demselben Druckabfall dem Werg überlegen sind.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen einen Vergleich zwischen belüfteten Vlies- und Wergfiltern. Fig. 3 zeigt die Teerabgabe bei unterschiedlichen Belüftungsgraden, während Fig. 4 die Nicotinabgabe unter denselben Bedingungen zeigt. In beiden Fig. ist zu erkennen, daß die Teer- und Nicotinwerte bei Vliesfiltern wesentlich geringer sind als bei Wergfiltern.
Ein Vergleich des Vlieses, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, mit dem in U.S.-Patent Nr. 4,274,914 offenbarten Vlies zeigt, daß das Hinzufügen der schmelzbaren Fasern keinen erkennbaren Effekt auf die Entfernungseffizienzen hat. Das vorliegende Vlies zeigt eine Rauchentfernungseffizienz von etwa 65% und eine Teerentfernungseffizienz von etwa 69% bei einer Länge von 20 mm und einem Druckabfall von 60 mm H&sub2;O. Tabelle II in U.S.-Patent Nr. 4,274,914 zeigt vergleichbare Werte von 68% bzw. 64.9%.
Die folgenden Beispiele werden zum besseren Verständnis der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung angeführt. Diese Beispiele werden lediglich zum Zweck der Veranschaulichung angegeben und sollen die Verwendbarkeit der Erfindung in keiner Weise einschränken. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile Gewichtsteile.

Beispiel 1

Eine Fasermasse mit einem Fasergehalt von 76 Prozent Celluloseacetatfasern mit einer Länge von 1/4 inch (6.35 mm) und einem Denier pro Filament von 1.8, 20 Prozent Celluloseacetatfibrets und 4 Prozent Polyvinylalkoholfasern mit einer Länge von 3 mm und einem Denier pro Filament von 1.0 (Unitika Type SML) wurde hergestellt. Mit Hilfe einer Papierherstellungsmaschine mit einem geneigten Sieb wurde ein Vlies gebildet und zum Trockenabschnitt befördert, wo es über dampferhitzte Trockentrommeln mit einer Oberflächentemperatur von mehr als 200ºF (93.3ºC) geführt wurde. Das resultierende Vliesmaterial hatte ein Grundgewicht von 33.6 g/m², eine Dicke von 104 um und einen Luftstromwert von 86 l/m/100cm². Es zeigte eine Zugfestigkeit von 657 g/25 mm in der Maschinenrichtung und von 290 g/25 mm in der Querrichtung.
Das Vliesmaterial wurde geriffelt und in die Form eines zylindrischen Filterstabes gebracht. Der Stab wurde dann in Stücke mit einer für Zigarettenfilter geeigneten Länge geschnitten und getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle I angeführt.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde befolgt, außer daß die Menge der Celluloseacetatfasern auf 72 Prozent reduziert und die Menge der Polyvinylalkoholfasern auf 8 Prozent angehoben wurde. Obwohl das resultierende Bahnmaterial leicht erhöhte Zugfestigkeitscharakteristiken zeigte, war seine Leistungsfähigkeit als Filterpfropf gegenüber dem Filter von Beispiel 1 im wesentlichen unverändert.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, die Fasermasse wurde jedoch zunächst durch die Aufnahme natürlicher Cellulosefasern verändert. Tabelle 11 gibt die Faserzusammensetzung und die Testergebnisse für drei verschiedene Vliesmaterialien an. Tabelle II Faser Vlies Celluloseacetatfaser Celluloseacetatfibret Polyvinylalkohol Hartholzkraft Weichholzkraft Eigenschaften Grundgewicht Dicke, um Luftstrom Zugfestigkeit Zugfestigkeit
Wie man sieht, erhöhte die Aufnahme natürlicher Cellulosefasern sowohl den Luftstromwert als auch die Festigkeitseigenschaften der Vliesmaterialien erheblich. Die erhöhten Fibretanteile in Vlies C im Vergleich zu Vlies A und B neigten dazu, die Luftstromcharakteristiken des Filtermaterials zu reduzieren.

Claims

1. Faservlies-Bahn-Material zur Verwendung als Filtermedium, umfassend Celluloseester-Fasern und sehr kurze, feine, fibrillierte Celluloseester-Fasern (Fibrets), dadurch gekennzeichnet, daß es auch eine untergeordnete Menge aktivierter schmelzbarer Fasern enthält, die gleichmäßig zwischen den Celluloseester-Fasern und -Fibrets dispergiert sind, wobei die aktivierten schmelzbaren Fasern in einer Menge vorhanden sind, die wirksam sind, teilchenförmiges Material innerhalb des Bahn-Materials zurückzuhalten, ohne in nennenswerter Weise den Filtrations-Wirkungsgrad der Celluloseester-Fasern und -Fibrets zu beeinträchtigen.

2. Faservlies-Bahn-Material nach Anspruch 1, worin die schmelzbaren Fasern wärmeaktiviert sind, um benachbarte Ester-Fasern und -Fibrets während des Trocknens der Bahn wirksam zu verkleben.

3. Faservlies-Bahn-Material nach Anspruch 1, worin die schmelzbaren Fasern bei der Aktivierung erweicht und quellfähig werden, um an benachbarten Ester-Fasern und -Fibrets zu haften.

4. Faservlies-Bahn-Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin die schmelzbaren Fasern aus der aus Polyvinylalkohol, Vinyl-Copolymeren, Polyethylen, Polypropylen, Zweikomponenten-Fasern und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.

5. Faservlies-Bahn-Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin die schmelzbaren Fasern Polyvinylalkohol-Fasern sind.

6. Faservlies-Bahn-Material nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin die schmelzbaren Fasern weniger als etwa 15 Gew.-% der faserigen Bahn bilden.

7. Faservlies-Bahn-Material nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, worin die schmelzbaren Fasern wenigstens etwa 2 Gew.-% der faserigen Bahn bilden.

8. Faservlies-Bahn-Material nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Celluloseester-Fasern und -Fibrets aus der aus Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Cellulosetriacetat, Cellulosebenzoat, Celluloseacetatbutyrat, Celluloseacetatformiat, Celluloseacetatpropionat, Benzylcellulose und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt sind.

9. Faservlies-Bahn-Material nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Celluloseester-Fasern Celluloseacetat- Fasern sind, die Fibrets 5 bis 35 Gew.-% des Bahn-Materials bilden und die schmelzbaren Fasern etwa 4 bis 10 Gew.-% bilden.

10. Faservlies-Bahn-Material nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, enthaltend bis zu 20 Gew.-% natürlicher Cellulose- Fasern.

11. Tabak-Filter, hergestellt aus einem Faservlies-Bahn- Material, umfassend Celluloseester-Fasern und sehr kurze, feine, fibrillierte Celluloseester-Fasern (Fibrets), dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies-Bahn-Material auch eine untergeordnete Menge aktivierter schmelzbarer Fasern enthält, die gleichmäßig zwischen den Celluloseester-Fasern und -Fibrets dispergiert sind, wobei die aktivierten schmelzbaren Fasern in einer Menge vorhanden sind, die wirksam sind, teilchenförmiges Material innerhalb des Bahn-Materials zurückzuhalten, ohne in nennenswerter Weise den Filtrations-Wirkungsgrad der Celluloseester-Fasern und -Fibrets zu beeinträchtigen.

12. Tabak-Filter nach Anspruch 11, worin das Bahn-Material eines nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 10 ist.