DK153357B - Roegfilterstav og fremgangsmaade til fremstilling deraf - Google Patents

Description

DK 153357B

Opfindelsen angår en røgfilterstav, f.eks. til filtrering af tobaksrøg, og en fremgangsmåde til fremstilling deraf.

Det er almindelig praksis at forsyne rygevarer, f.eks.

5 cigaretter, med et tobaksrøgfilter omfattende en stav formet prop af fibrøst materiale, f.eks. celluloseacetat, papir eller polypropylen, hvilken prop er indhyllet i en propindpakning af papir. Sådanne indpakkede propper fremstilles af filterstave, der fremstilles kontinuerligt 10 på en filterstavfremstillende maskine, hvortil man tilfører filtermateriale, f.eks. et kontinuerligt filament af celluloseacetat som et kruset forgarn fra en balle, og propindpakning i kontinuerlig strimmelform fra en spole. Forgarnet udspredes og besprøjtes med et pas-15 sende blødgøringsmiddel, f.eks. triacetin, når der anvendes et forgarn af celluloseacetat, hvorefter det tilføres til et organ i fremstillingsmaskinen, der overfører forgarnet til stavform og indhyller det i prop-indpakningen. Denne metode til fremstilling af en af 20 filterstav er den for tiden sædvanligt anvendte metode i tobaksindustrien.

Der kendes også filterstave, der ikke er stabiliseret med en omhyllende propindpakning, men fremstillet ved en fremgangsmåde, der bibringer det pågældende filtre-25 ringsmateriale en selvunderstøttende natur.

I den senere tid har man konstateret en forøget anvendelse af ventilerede filtre ved fremstilling af cigaretter med filtermundstykke. Almindeligvis omfatter et sådant filter en prop af fibrøst filtermateriale, der er omhyllet 30 med en propindpakning, idet filteret er fastgjort til tobaksstaven med et mundstykkepapir. Passage af ventilationsluft gennem mundstykkepapiret sikres ved perforation af dette. Sædvanligvis er der anbragt en eller

DK 153357B

2 flere rækker af ventilationshuller rundt omkring mundstykkepapiret. Den underliggende propindpakning må også tillade gennemstrømning af ventilationsluften og kan derfor have en passende grad af inhærent porøsitet eller 5 være perforeret, f.eks. ved en elektrostatisk eller mekanisk proces, linder cigaretfremstilling kræves der konstant styring for at sikre, at de kombinerede effekter af variationer i ventilationshullerne i mundstykke-papiret og permeabiliteten af propindpakningen ikke 10 frembringer nogen total grad af ventilation udover forud bestemte tolerancer, fordi det er den totale grad af ventilation, der bestemmer afgivelse af røgbestanddele fra cigaretten.

Ved anvendelse af filterpropper, der er udskåret fra 15 en selvunderstøttende filterstav, kan man på enkel måde sikre en ensartet ventilationsgrad, idet anvendelse af sådanne propper, der i sig selv har porøse, perifere overflader, overflødiggør en propindpakning.

Det har hidtil været foreslået at fremstille selvunder-20 støttende filterstave ved at føre et med blødgørings- middel imprægneret forgarn gennem en matrice, hvor det samles til stavform, idet forgarnet bliver behandlet med en varm gas eller vanddamp, mens det befinder sig i matricen. En sådan metode til fremstilling af fil-25 terstave er beskrevet i engelsk patent nr. 970 817.

Ved en anden metode til fremstilling af selvunderstøttende filterstave, der er beskrevet i engelsk patent nr. 1 169 932, fører man vanddamp ind i et samlet bundt af med blødgøringsmiddel imprægneret forgarn, men i 30 stedet for at anvende en matrice til at samle forgarnet til stavform, indhyller man forgarnet i et for vanddamp permeabelt bånd, hvormed forgarnet føres gennem en opvarmningszone, hvor det bringes i kontakt med vanddampen .

DK 153357B

3

Disse fremgangsmåder til fremstilling af selvunderstøttende stave indebærer betydelige, kostbare og ubekvemme afvigelser fra den konventionelle ovenfor omtalte fremgangsmåde. Ved udøvelsen af sidstnævnte fremgangsmåde 5 dannes der desuden en nedtrykning af maskestrukturen af det vanddamppermeable bånd i stavens perifere del.

Dette er en ulempe, fordi det f.eks. er vanskeligt at bestemme stavdiameteren med henblik på kvalitetskontrol.

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en filter-10 stav, der - skønt den er af lignende art som en ikke omhyllet, selvunderstøttende stav med en porøs, perifer overflade - kan fremstilles under anvendelse af den gængse fremgangsmåde til fremstilling af en omhyllet stav. Det er endvidere opfindelsens formål at tilveje-15 bringe en filterstav, der ved sin perifere overflade udviser en glathed, der er sammenlignelig med glatheden af en omhyllet stav.

I engelsk patent nr. 1 110 785 er det foreslået at omhylle et bundt af ikke blødgjorte celluloseacetat-fibre 20 med et omslag, fortrinsvis af celluloseacetatfilm, fast gjort til det ydre lag af celluloseacetat-fibrene. En filterstav, der er fremstillet på denne måde, ville på grund af fraværet af blødgøringsmiddel, ikke på pålidelig måde kunne besidde den stivhed, der generelt kræ-25 ves af en kommercielt acceptabel, selvunderstøttende filterstav. Desuden er den fysiske struktur og den kemiske natur af celluloseacetat-filmen markant forskellig fra de tilsvarende egenskaber af konventionel papir-propindpakning. Sådanne film, der i fysisk henseende 30 er af lignende art som Cellophan (varemærke), mangler papirets fibrøse struktur og er i det væsentlige luft-impermeabel. Filterstaven ville således være signifikant forskellig fra en selvunderstøttende filterstav af celluloseacetat.

DK 153357B

4

Den foreliggende opfindelse angår en røgfilterstav af den i indledningen til krav 1 angivne art, som er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne .

5 Luftpermeabiliteten af pladeformet materiale i Coresta-en- heder bestemmes ved måling af den strømningshastighed, udtrykt i cm^ luft/minut, hvormed luft bringes til at 2 strømme gennem en 1 cm zone af det pladeformede materiale under en trykdifferens, på tværs af zonen, på 10 cm 10 vandsøjle.

Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 2 062 543 kendes et tobaksrøgfilter med en propindpakning, hvis luft-permeabilitet ligger mellem 200 og 4000 Coresta-enheder, dvs. langt under luftpermeabiliteten af propindpakningen 15 far røgfilterstaven ifølge opfindelsen. I modsætning til, hvad der er tilfældet ved røgfilterstaven ifølge opfindelsen, må man endvidere anvende relativt dyre, komplicerede metoder til fremstilling af dette kendte tobaksrøgfilter.

20 Ved en foretrukken udførelsesform består det stavforme de materiale helt eller hovedsageligt af celluloseacetat, medens fibrene eller filamenterne i propindpakningen ligeledes består af celluloseacetat. I dette tilfælde er triacetin et egnet bindemiddel.

25 Ved en anden foretrukken udførelsesform består det stavformede materiale helt eller hovedsageligt af polypropylen, medens fibrene eller filamenterne i propindpakningen ligeledes består af polypropylen.

Propindpakningen er fortrinsvis bundet til det stavfor-30 mede legeme ved hjælp af et bindemiddel, der er et blød- gøringsmiddel eller et klæbemiddel for propindpaknin-

DK 153357 B

5 gen og det røgfiltrerende materiale. Om nødvendigt kan bindingen forbedres ved en let påføring af bindemidlet på propindpakningen før omhyllingen af filtrerings-materialet i propindhyllingen.

5 Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstil ling af en røgfilterstav af den i indledningen til krav 4 angivne art, som er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 4 angivne.

Den længdegående søm af propindpakningen er fortrins-10 vis overlejringsforseglet.

Ved en foretrukken udførelses form bringes filtrerings-materialet på stavform og indhylles i propindpakningen i et filterstavdannende organ, hvortil de nævnte to dele tilføres.

15 Røgfiltreringsmaterialet er fortrinsvis af en fibrøs.

eller filamentagtig natur. Udover det før angivne, ter-moplastiske filtreringsmateriale, der udgør hovedbestand-delen af det stavformede legeme, kan dette yderligere indholde et eller flere termoplastiske eller ikke termo-20 plastiske materialer. Hvis hovedbestanddelen af det stavformede legeme er et celluloseacetat-materiale, kan dette legeme også indholde polypropylen-materiale og omvendt.

Propindpakningen omfatter fortrinsvis mindst 80 vægt-%, 25 især 90 vægt-?o af et termoplastisk materiale, der i det væsentlige har samme kemiske identitet som hovedbestanddelen af det stavformede legeme. Imidlertid kan propindpakningen omfatte et eller flere andre termoplastiske eller ikke termoplastiske materialer. Cel-30 lulosefibre, f.eks. træpulp, kan foreligge, og prop indpakningen kan også indeholde styrkemeddelende additiver og bindemidler. Propindpakningen kan fremstil

DK 153357 B

6 les ved en papirfremstillingsproces af den ikke vævede eller konventionelle type.

Det er væsentligt, at propindpakningen udviser tilstrækkelig brudstyrke og også i andre henseender er velegnet 5 til effektiv drift på en filterstavfremstillende maskine.

Brudstyrken af propindpakningen bør fortrinsvis ikke være under 50 g per mm af propindpakningens bredde.

Under anvendelse af opfindelsen kan der tilvejebringes en filterstav, der er velegnet til anvendelse i den 10 varmformningsproces, der er beskrevet i dansk patent ansøgning nr. 1149/77.

EKSEMPEL I

Under anvendelse af en Hauni KDF 1 filterstavfremstil- lingsmaskine fremstillede man en filterstav 1 ud fra 15 forgarn 2 af kruset celluloseacetat med en denier-speci- fikation'på 8/36 000 og en propindpakning 3 bestående af fibre af celluloseacetat med 4,5?0 træpulp og med en permeabilitet på ca. 25 000 Coresta-enheder, en brud- 2 styrke på 60 g per mm bredde, en vægt på 31,4 g/m , 20 en bredde på 27 mm og en tykkelse på 142 ^um. Forgarnet blev blødgjort, og propindpakningen 3 blev bundet ved begrænsningen 4 til forgarnet 2, under anvendelse af triacetin. Man anvendte et PVA klæbemiddel til propindpakning, leveret af Swifts Chemical Company, idet dette 25 anvendtes til den længdegående søm af propindpakningen.

Den resulterende filterstav 1 havde en omkreds på 24,85 mm og frembragte et trykfald på 150 mm WG over en fuldt indkapslet længde af 120 mm. Det viste sig, at den var meget beslægtet med en selvunderstøttende filterstav 30 af celluloseacetat fremstillet under anvendelse af den i engelsk patent nr. 1 109 932 beskrevne metode. Der fremkom et ligeså fordelagtigt produkt, når propindpakningen af celluloseacetat havde en permeabilitet på

DK 153357 B

7 ca. 32 000 Coresta-enheder.

Som alternative klæbemidler for sømmen af propindpaknin-gen kan man gøre brug af triacetin (alene eller med en tilsætning af 3?ό celluloseacetat), diethylsuccinat 5 eller 1,3-butandiel-diacetat.

Således fremstillede filterstave med en permeabilitet af propindpakning på 25 000 Coresta-enheder anvendtes i den i dansk patentansøgning nr. 1149/77 beskrevne varmformeproces, hvorved der dannedes filterelementer 10 med riller. Da propindpakningen af celluloseacetat smeltede under påvirkningen af den varme formende proces, havde de resulterende filterelementer en kvalitet, der var den samme som den kvalitet, der opnåedes, når man fremstillede lignende elementer ved at udsætte dele 15 af ikke omhyllede, selvunderstøttende filterstave af celluloseacetat for den samme proces.

EKSEMPEL II

Idet man gjorde brug af en Hauni KDF 1 filterstavfrem-stillende maskine, fremstillede man filterstave ud fra 20 kruset forgarn af polypropylen og en propindpakning tildannet ud fra et ikke vævet, baneformet polypropylen-materiale med en permeabilitet på ca. 25 000 Coresta-enheder. Der anvendtes en copolymer af ethylen-vinylacetat som blødgøringsmiddel for forgarnet og bindemiddel for 25 propindpakningen. Der anvendtes et varmtsmeltende klæbe middel til sømmen i propindpakningen.

Disse filterstave blev udsat for den ovenfor angivne varmtformende proces og anvendt til fremstilling af filterelementer.

30 Filterstave fremstillet i henhold til opfindelsen kan

Claims (4)

1. Røgfilterstav (1) omfattende et i en propindpakning 5 (3) indhyllet stavformet legeme, der i det mindste som en hovedbestanddel indeholder et termoplastisk røgfiltreringsmateriale (2) af celluloseacetat eller polypropylen, kendetegnet ved, at propindpakningen (3) omfatter mindst 50 vægt-% fibre eller filamenter 10 af henholdsvis celluloseacetat- eller polypropylen-ma teriale med i hovedsagen samme kemiske identitet som hovedbestanddelen af filtreringsmaterialet (2), og at propindpakningen (3) er bundet til legemet og har en permeabilitet for luft på ikke under 10 000 Coresta-15 enheder.

2. Filterstav ifølge krav 1, kendetegnet ved, at propindpakningen (3) er fastgjort til det stavformede legeme med et bindemiddel for filter/filament-materialet oq røgfiltreringsmaterialet.

3. Filterstav ifølge krav 1-2, kendetegnet ved, at mindst 90% af propindpakningen består af fibre eller filamenter.

4. Fremgangsmåde til fremstilling af en røgfilterstav (1) ifølge krav 1, ved hvilken kontinuerligt forgarn eller en 25 bane, der i det mindste som en hovedbestanddel indeholder et termoplastisk celluloseacetat- eller polypropylen-røg-filtreringsmateriale, imprægneres med et bindemiddel til dette materiale, samles til et stavformet legeme DK 153357 B og indhylles i en propindpakning (3), kendetegnet ved, at propindpakningen har en permeabilitet for luft på ikke under 10 000 Coresta-enheder og omfatter mindst 50 vægt-% fibre eller filamenter af henholdsvis 5 celluloseacetat- eller polypropylen-materiale med i hovedsagen samme kemiske identitet som hovedbestanddelen af filtreringsmaterialet, samt at propindpakningen er bundet til det stavformede legeme.