EA001848B1

EA001848B1 - Biodegradable filter for cigarettes

Info

Publication number: EA001848B1
Application number: EA200000550A
Authority: EA
Inventors: Эдгар Ментцель
Original assignee: Х.Ф. Унд Ф.Ф. Реемтсма Гмбх
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2001-08-27
Also published as: HU224871B1; CZ20001828A3; HUP0004346A2; JP2001523478A; PL187199B1; CN1279586A; TR200001450T2; ATE243949T1; CZ297655B6; EP1032282A2; UA70934C2; YU49401B; HRP20000417A2; AU2152599A; YU30800A; EE200000269A; EP1032282B1; SK284074B6; HUP0004346A3; PL341089A1

Abstract

1. A filter for for tobacco articles, in particular cigarettes, characterized in that it is made of a cellulose nonwoven fabric produced by an air-laid process. 2. The filter of claim 1, characterized in that the weight of said a cellulose nonwoven fabric is 20 to 100 g/m<2> per unit of the surface. 3. The filter of claim 2, characterized in that the weight of said a cellulose nonwoven fabric is 40 to 70 g/m<2> per unit of the surface. 4. The filter of claims 1 to 3, characterized in that said a cellulose nonwoven fabric is 0,5 to 1,5 mm thick. 5. The filter of claim 4, characterized in that said a cellulose nonwoven fabric is 0,7 to 1,2 mm thick. 6. The filter of claims 1 to 5, characterized in that said a cellulose nonwoven fabric contains 5 to 30% bonding agent. 7. The filter of claim 6, characterized in that said a cellulose nonwoven fabric contains 20% bonding agent. 8. The filter of claim 6 or 7, characterized in that said bonding agent is latex. 9. The filter of claim 6 or 7, characterized in that said bonding agent is polyvinyl-alcohol. 10. The filter of claim 6 or 7, characterized in that said bonding agent is polyvinyl-acetate. 11. The filter of claim 6 or 7, characterized in that said bonding agent is copolymer of vinyl-acetate and ethylene. 12. The filter of claim 6 or 7, characterized in that said bonding agent is starch soluble in water. 13. The filter of claim 12, characterized in that said bonding agent is polymer starch soluble in water. 14. The filter of claim 13, characterized in that said bonding agent is dextrin.

Description

Изобретение относится к биологически разлагаемому фильтру согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.The invention relates to a biodegradable filter according to the restrictive part of claim 1.

Для сигарет бумажные фильтры представляют оптимальное решение с точки зрения экологии. Небольшой, несмотря на это, успех чисто бумажных фильтров связан, однако, с некоторыми специфическими для материала свойствами бумаги.For cigarettes, paper filters represent the optimal solution from an environmental point of view. A small, despite this, success of purely paper filters is associated, however, with some material-specific paper properties.

Основной проблемой бумажных фильтров являются вкусовые изменения дыма по сравнению с обычно применяемыми ацетилцеллюлозными фильтрами. Другие проблемы представляют заметно различная удерживающая способность, заметно более плохая твердость при одинаковой удерживающей способности и крупнопористая структура поверхности сечения фильтра по сравнению с ацетилцеллюлозными фильтрами.The main problem with paper filters is the taste change of smoke compared to commonly used cellulose cellulose acetate filters. Other problems are markedly different holding capacity, noticeably poorer hardness with the same holding capacity, and the large-pore structure of the cross-sectional surface of the filter compared to cellulose cellulose filters.

Эти проблемы ведут к тому, что курильщики сигарет с бумажными фильтрами отказываются от них из вкусовых, оптических и гаптических соображений.These problems lead to the fact that cigarette smokers with paper filters discard them for taste, optical and haptic considerations.

В качестве основной причины этого можно видеть различную форму материалов. Бумага имеется в форме нетканого полотна или в пластинчатой форме, ацетилцеллюлоза в волокнистой форме. Все попытки с помощью различных способов обработки, например, различной степени усадки или плиссировки бумажного нетканого полотна, достичь оптических и гаптических свойств ацетилцеллюлозы, были неудачными. Точно также до настоящего времени не известно никакого способа так изменить бумагу по ее химическим свойствам удерживания, чтобы она соответствовала ацетату.As the main reason for this, you can see the different forms of materials. Paper is available in the form of a nonwoven fabric or in a lamellar form, cellulose acetate in a fibrous form. All attempts using various processing methods, for example, varying degrees of shrinkage or pleating of a paper nonwoven fabric, to achieve the optical and haptic properties of cellulose acetate, were unsuccessful. Similarly, to date, no way is known to alter the paper according to its chemical retention properties to match the acetate.

Как следствие этих нерешенных проблем, в настоящее время сигареты конструируют с двойным фильтром, которые содержат бумажный и целлюлозный сегмент.As a consequence of these unresolved problems, cigarettes are now being designed with a double filter that contains a paper and cellulose segment.

Этот вариант выполнения из-за сложной технологии изготовления дорог и не является оптимальным с экологической точки зрения.This embodiment is due to the complex technology of road construction and is not optimal from an environmental point of view.

Из ЕР 0 032 044 В1 известен способ изготовления волоконных полотен со свободно упакованными волокнами, при котором сухие волокна в воздушном потоке наносятся на сетку на несущей полосе. Волокна при их прохождении через формирующую головку и при их выходе из нее не подвергаются никаким усилиям поперечного потока, благодаря чему сохраняется в основном равномерный базисный вес в поперечном направлении волокнистого полотна. Таким образом, можно изготовить волоконные подушки с весом на единицу поверхности более 70 г/м². Этот известный способ называют также Λίτ Ьа16-способом. Из-за подобной пушистости ватообразного материала таким способом, однако, нельзя изготовить никаких сигаретных фильтров.From EP 0 032 044 B1, a method of manufacturing fiber webs with loosely packed fibers is known, in which dry fibers in an air stream are applied to a net on a carrier strip. The fibers, when they pass through the forming head and when they leave it, are not subjected to any transverse flow forces, due to which a substantially uniform basis weight is maintained in the transverse direction of the fibrous web. Thus, fiber pads with a weight per surface area of more than 70 g / m ² can be manufactured. This known method is also called the Λίτ LA16 method. Due to the similar fluffiness of the cotton material in this way, however, no cigarette filters can be made.

В ЕР-А-0 711 512 раскрыт сигаретный фильтр, который состоит, в основном, из сложного эфира целлюлозы. При этом материал фильтра, т. е. сложный эфир целлюлозы, может содержать также другие вещества, которые можно обозначить как вторичные или второстепенные компоненты. К этим другим веществам, которые могут содержаться дополнительно, среди прочих относится также натуральная целлюлоза.EP-A-0 711 512 discloses a cigarette filter, which consists mainly of cellulose ester. Moreover, the filter material, i.e. cellulose ester, may also contain other substances that can be designated as secondary or secondary components. These other substances that may be contained additionally, among others, also include natural cellulose.

Задачей изобретения является разработать одинарный фильтр, заметно лучше разлагаемый биологически, чем ацетилцеллюлоза, и при этом сохраняющий неразличимыми для потребителя вкусовые ощущения, внешний вид, твердость и удерживающие свойства ацетилцеллюлозы.The objective of the invention is to develop a single filter that is noticeably better biodegradable than acetylcellulose, while maintaining the taste, appearance, hardness and retention properties of acetylcellulose indiscernible to the consumer.

Для решения этой задачи служат признаки п.1 формулы изобретения.To solve this problem are the signs of claim 1 of the claims.

Неожиданным образом оказалось, что бумага, которая изготовлена так называемым ΛίτЬа16-способом и подвергнута дальнейшей обработке в фильтр способом согласно изобретению, решает поставленную задачу.In an unexpected way, it turned out that the paper, which is made by the so-called ΛίτLа16-method and subjected to further processing into a filter by the method according to the invention, solves the problem.

При Лй-й-;н6 -способе подготовленные целлюлозные волокна не подвергают суспендированию в воде, как в классическом способе изготовления бумаги, и для образования листа не укладывают на прозрачную сетку, на которой затем целлюлозные волокна смачивают друг друга вследствие их измельчения и фибриллирования, в их в максимально измельченном состоянии помещают в воздушный поток, который транспортирует их на проницаемую бесконечную сетку и беспорядочно складывает на нее. Благодаря этому получают почти ватообразное объемное нетканое полотно, которое, таким образом, не обладает никакой механической прочностью или связыванием волокон. Механическую связь и, таким образом, необходимую прочность, которая требуется для дальнейшей обработки, получают с помощью подаваемой в воздушный поток добавки связующего, как, например, поливинилового спирта, поливинилацетата, полимерного крахмала, декстрина или латекса. Степень плотности (г/см³) и, таким образом, объемности или толщины устанавливают с помощью последующего каландрирования. Вес на единицу поверхности (г/м²) регулируют с помощью скорости перемещения сетки или внесения волокна в воздушный поток.In the LY-n6-method, the prepared cellulosic fibers are not suspended in water, as in the classical paper-making method, and are not placed on a transparent net to form a sheet, on which the cellulosic fibers are moistened with each other due to their grinding and fibrillation, they are placed in the most crushed state in the air flow, which transports them to the permeable endless grid and randomly folds it. Due to this, an almost vat-like bulk non-woven fabric is obtained, which, thus, does not have any mechanical strength or binding of the fibers. The mechanical bond, and thus the necessary strength that is required for further processing, is obtained by using a binder additive supplied to the air stream, such as, for example, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polymer starch, dextrin or latex. The degree of density (g / cm ³ ) and, thus, the bulk or thickness set using subsequent calendering. The weight per surface unit (g / m ² ) is controlled by the speed of the mesh movement or the introduction of fiber into the air stream.

Изобретение поясняется далее более подробно на основе примера выполнения и чертежей, которые показывают фиг. 1 - волокнистое полотно, изготовленное Л1т-Еа16-способом с линиями разреза, проходящими в продольном направлении;The invention is explained further in more detail based on the exemplary embodiment and the drawings which show FIG. 1 - fibrous web made by L1t-Ea16-method with incision lines running in the longitudinal direction;

фиг. 2 - обозначенный вид складывания разрезанных волокнистых полотен;FIG. 2 - the designated type of folding of the cut fibrous cloths;

фиг. 3 - спиралеобразная намотка волокнистых полотен из фиг. 2.FIG. 3 - spiral winding of the fibrous webs of FIG. 2

Фиг. 1 показывает изготовленное Лй-ЕаМспособом волокнистое полотно 10 с весом на единицу площади примерно 40-50 г/м², которое, начиная от линии А-А, разрезано на некоторое число η полос волокнистого полотна, причем для представленного примера выполнения действительно п=5. Следует указать на то, что п, однако, может быть другим числом, например, 4 или 6, причем, разумеется, п=4 является предпочтительным числом, которое, разумеется, нельзя было хорошо представить на чертеже в спиралеобразном расположении согласно фиг.FIG. 1 shows a fibrous web 10 fabricated by Ly-EaM method, with a weight per unit area of about 40-50 g / m ² , which, starting from line A-A, is cut into a number η of fiber web bands, and for the presented example of execution it is really n = 5 . It should be pointed out that n, however, may be a different number, for example, 4 or 6, and, of course, n = 4 is the preferred number, which, of course, could not be well represented in the drawing in a spiral arrangement according to FIG.

3.3

Пять полос 1-5 волокнистого полотна, которые получены путем продольного разрезания волокнистой полосы 10 фиг. 1, согласно изобретению сложены с помощью соответствующего устройства вначале в ν-образной форме, как представлено на фиг. 2. Затем свободные концы сложенных ν-образно полос 1-5 волокнистого полотна укладывают рядом друг с другом и полосы с помощью соответствующего устройства направляют вместе таким образом, что вершины 14 ν-образно сложенных полос волокнистого полотна расположены в области вокруг центральной оси изготовляемого сигаретного фильтра и в виде спирали, прилегая друг к другу, вращаются с образованием цилиндрической поверхности, как это схематически показано наFive strips 1-5 of the fibrous web, which are obtained by longitudinally cutting the fibrous strip 10 of FIG. 1, according to the invention, are folded with an appropriate device, initially in a ν-shaped form, as shown in FIG. 2. Then, the free ends of the folded ν-shaped strips 1-5 of the fibrous web are laid next to each other and the strips are guided together with the help of a corresponding device so that the tops of the 14-ν-shaped folded strips of the fibrous web are located in the area around the central axis of the cigarette filter being manufactured and in the form of a spiral, adjacent to each other, rotate with the formation of a cylindrical surface, as schematically shown in

Сигареты Cigarettes А BUT В AT С WITH Е E Г R Смесь Mixture Атепсап В1епб Atepsap V1epb Атепсап В1епб с 30% ВТ* Atepsap Vleepb with 30% BT * Атепсап В1епб с 50% ВТ* Atepsap Vleepb with 50% BT * Длина жгута Rope length 63 мм 63 mm 59 мм 59 mm 59 мм 59 mm Длина фильтра Filter length 21 21 мм mm 25 мм 25 mm 25 мм 25 mm Диаметр сигареты The diameter of the cigarette 7,80 мм 7.80 mm 7,80 мм 7.80 mm 7,80 мм 7.80 mm Материал фильтра Filter material Ацетат 3.0 у/35000 НК Acetate 3.0 y / 35000 NC А1г1а1б 50 г/м² 0,8 мм толщинойA1g1a1b 50 g / m ² 0.8 mm thick Ацетат 30 у/35000 НК Acetate 30 y / 35000 NC А1г1а1б 50 г/м² 0,8 мм толщинойA1g1a1b 50 g / m ² 0.8 mm thick Ацетат 2.1 у/36.000 8К Acetate 2.1 y / 36.000 8K А1г1а1б 70 г/м²1.1 мм толщинойA1g1a1b 70 g / m ² 1.1 mm thick Вес фильтра (мг) Filter weight (mg) 107 107 110 110 123 123 120 120 140 140 145 145 Сопротивление затяжке, оказываемое фильтром (мм №8) Resistance to tightening provided by the filter (mm №8) 58 58 55 55 65 65 63 63 105 105 98 98 Смола (мг/сиг) Resin (mg / sig) 12,7 12.7 12,9 12.9 7,1 7.1 7,1 7.1 3,8 3.8 3,7 3.7 Никотин (мг/сиг) Nicotine (mg / sig) 0,87 0.87 0,85 0.85 0,64 0.64 0,66 0.66 0,40 0.40 0,41 0.41 Удерживающая способность фильтра (%) Filter retention (%) 35,4 35.4 36,1 36.1 51,2 51.2 51,5 51.5 67,3 67.3 68,0 68.0 Вентиляция фильтра(%) Filter ventilation (%) 18 18 18 18 40 40 38 38 60 60 62 62

*ВТ = вспученный табак* BT = expanded tobacco

В качестве материалов фильтра были использованы следующие спецификации:The following specifications were used as filter materials:

Ацетат 3,0 у/35000 НК с нагрузкой 7% триацетина* Ацетат 2,1 у/36000 8К с нагрузкой 7% триацетина А1г-Ьа1б Β+Ό 48 г/м², латексное связующее и примерноAcetate 3.0 y / 35000 NK with a load of 7% triacetin * Acetate 2.1 y / 36000 8K with a load of 7% triacetin A1g-La1b Β + Ό 48 g / m ² , latex binder and approximately

0,8 мм толщиной Е 70 г/м², латексное связующее и примерно0.8 mm thick E 70 g / m ² latex binder and about

1,1 мм толщиной.1.1 mm thick.

Здесь означают: НК = сильно извитый и 8К = суперсильно извитый.Here they mean: NK = severely convoluted and 8K = superstrongly convoluted.

Результат:Result:

Данные, полученные аналитическим и физическим методами, установлены в соответствии с действующими предписаниями немецких и международных стандартов ΌΙΝ/Ι8Ο и не обнаруживают никакой разницы. Вкусовая оценка была проведена 15-ю обученными курильщиками и при попарном сравнении привела к незначительным расхождениям.The data obtained by analytical and physical methods are set in accordance with current regulations of German and international standards ΌΙΝ / Ι8Ο and do not reveal any difference. The flavor assessment was carried out by 15 trained smokers and, when pair wise compared, led to insignificant discrepancies.

фиг. 3 в поперечном сечении. В действительности отдельные полосы 1-5 волокнистого полотна после спиралеобразной намотки согласно фиг. 3 путем прессования располагаются настолько плотно друг к другу, что благодаря этому создается впечатление гомогенного замкнутого фильтра, который выглядит как расположенный со стороны рта конец ацетилцеллюлозного фильтра. Другими словами, благодаря пушистости материала больше нельзя распознать, что лишь несколько слоев полос волокнистого полотна скручены друг с другом спиралеобразно так, как это показывает фиг. 3.FIG. 3 in cross section. In reality, the individual strips 1-5 of the fibrous web after the spiral winding according to FIG. 3, by pressing, they are arranged so tightly to each other that this creates the impression of a homogeneous closed filter that looks like the mouth end of an acetylcellulose filter. In other words, due to the fluffiness of the material, it can no longer be recognized that only a few layers of strips of a fibrous web are twisted with each other in a spiral fashion, as shown in FIG. 3

Свернутые согласно фиг. 3 полосы 1-5 волокнистого полотна обычным образом поддерживаются вместе оберточной бумагой 12 для фильтров, так что бумажный фильтр согласно изобретению после своего изготовления имеет вид ацетилцеллюлозного фильтра.Rolled up according to FIG. 3 strips 1-5 of the fibrous web are normally maintained together by the filter wrapping paper 12, so that the paper filter according to the invention, after being manufactured, has the appearance of a cellulose acetate filter.

ПримерыExamples

Приведенные в нижеследующей таблице образцы сигарет были изготовлены и сравнены друг с другом.The cigarette samples in the table below were made and compared with each other.

ТаблицаTable

Биологическое разложение материала сигаретного фильтра, согласно изобретению, происходит в течение промежутка времени, сравнимого с имеющимся в торговле материалом для целлюлозных фильтров (сигарет). Это означает однозначное улучшение по сравнению с ацетилцеллюлозой. Оценка биологического разложения осуществляется по используемому в промышленности 81игт-Тс51. который описан Κ.Ν. 81игт в 1. Атенс. Οίΐ СйетИк' 8ос. 50 (1973) май, стр. 159-167 в статье ВюбедгабаЬПйу ок поп-юшс 8игкас1апк: зсгеешпд 1е§1 ког ргебюбпд га!е апб и1Ита1е Ыобедгабабоп.The biological decomposition of the cigarette filter material according to the invention occurs during a period of time comparable to the pulp filter material (cigarettes) available in trade. This means a clear improvement over acetylcellulose. The assessment of biodegradation is carried out on the industry used 81igt-Tc51. which is described by Κ.Ν. 81gt in 1. Athens. Οίΐ Syetik '8os. 50 (1973) May, pp. 159-167 in the article VybedgabiPyu ok pop-yushs 8gkas1apk: zsgeespd 1e§1 kog rgebyubd ga e fb i1Ita1e Yobedgabop.

Claims

CLAIM

1. A filter for tobacco products, in particular cigarettes, characterized in that it is made of cellulose fleece fabric obtained by the A1g-La1b method.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the weight per unit surface area of the cellulose fleece is 20-100 g / m ² .

3. The filter according to claim 2, characterized in that the weight per unit surface of the cellulose fleece is 40-70 g / m ² .

4. The filter according to claims 1 to 3, characterized in that the thickness of the cellulose fleece is 0.5-1.5 mm.

5. The filter according to claim 4, characterized in that the thickness of the cellulose fleece canvas is 0.7-1.2 mm

6. The filter according to claims 1-5, characterized in that 5-30% of the binder is added to the cellulose fleece canvas.

7. The filter according to claim 6, characterized in that the cellulosic cotton fleece contains 20% binder.

8. The filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is latex.

9. The filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is polyvinyl alcohol.

10. The filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is polyvinyl acetate.

11. The filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is a copolymer of vinyl acetate and ethylene.

12. The filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is a water-soluble starch.

13. The filter according to item 12, wherein the binder is a water-soluble polymer starch.

14. The filter according to item 13, wherein the binder is dextrin.