EP0632970B1 - Aus Celluloseacetat geformte Gebilde, deren Verwendung zur Herstellung von Filtertow,Verwendung des Filtertows zur Herstellung eines Tabakrauchfilterelements sowie Filtertow und Tabakrauchfilterelement - Google Patents

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EP0632970B1
EP0632970B1 EP94107825A EP94107825A EP0632970B1 EP 0632970 B1 EP0632970 B1 EP 0632970B1 EP 94107825 A EP94107825 A EP 94107825A EP 94107825 A EP94107825 A EP 94107825A EP 0632970 B1 EP0632970 B1 EP 0632970B1
Authority
EP
European Patent Office
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cellulose acetate
tobacco smoke
filter
filter tow
filaments
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94107825A
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English (en)
French (fr)
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EP0632970A2 (de
EP0632970A3 (de
Inventor
Eberhard Dipl.-Chem. Teufel
Rolf Dipl.Biol.-Dr. Habil. Willmund
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cerdia Produktions GmbH
Original Assignee
Rhodia Acetow GmbH
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Publication date
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Publication of EP0632970A3 publication Critical patent/EP0632970A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/067—Use of materials for tobacco smoke filters characterised by functional properties
    • A24D3/068—Biodegradable or disintegrable
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    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/14—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as additive

Definitions

  • the invention relates to structures formed from cellulose acetate in which an additive is present.
  • the invention further relates to the use of structures formed from cellulose acetate in the form of filaments and / or staple fibers for the production of filter tow.
  • the invention also relates to a filter tow.
  • the invention also relates to the use of a filter tow for producing a tobacco smoke filter element.
  • the invention relates to a tobacco smoke filter element consisting of a section of a cross-axially compressed filter tow made of cellulose acetate filaments and / or cellulose acetate staple fibers hardened with the aid of a plasticizer for cellulose acetate or an adhesive.
  • Cigarette filters rot relatively slowly and are therefore on Places where there is a lot of smoking, for large parts of the population Annoyance.
  • Fibrous cellulose acetate with an acetyl number between 53% and 57% is used for the majority of cigarette filters today (see, for example, US Pat. No. 2,953,837.
  • the numerical values given in this document, namely 38% to 41%, for the acetyl content correspond to the previously mentioned values 53% to 57% for the acetyl number).
  • such a cellulose acetate is readily biodegradable, but the periods after which cigarette filters made of such a material in fiber form have at least optically disappeared under the influence of environmental influences are too long from today's point of view.
  • cigarette filters also applies to other structures Cellulose acetate, such as films, foils, plates or others for example, injection molding, extrusion or blow molding Articles made of cellulose acetate: when storing such structures For example, landfills take too long for these structures to complete are biodegraded.
  • Cellulose acetate such as films, foils, plates or others for example, injection molding, extrusion or blow molding Articles made of cellulose acetate: when storing such structures For example, landfills take too long for these structures to complete are biodegraded.
  • Filter tow and tobacco smoke filter elements made of cellulose acetate fibers the surface of which an additive is present are, for example, from German patent step 1 079 521 is known. According to the German Patent step 1 079 521 is used on the surface of the Addition to cellulose acetate fibers added to the roughness to improve these fibers.
  • the German patent 1,079,521 is however, no suggestion whatsoever can be taken of the biodegradability to accelerate the filter tow and tobacco smoke filter elements.
  • US Pat. No. 5,141,006 describes Filtertow and Tobacco smoke filter elements made of cellulose acetate fibers, in which a Additive is present. With that in the cellulose acetate fibers located additive is said to be according to U.S. Patent 5,141,006 especially the filter effectiveness for nicotine can be improved. However, US Pat. No. 5,141,006 also gives no indication the possibility of accelerating the biodegradability of the Filtertows and the tobacco smoke filter elements.
  • German Offenlegungsschrift 39 14 022 described additives a food law approval or an approval according to TVO (tobacco regulation) both because of the little or no amounts required because of their toxicity is possible what the use of the in the German Offenlegungsschrift 30 14 022 described plastic materials for example filter tow and makes tobacco smoke filter elements such as cigarette filters impossible.
  • German Offenlegungsschrift 39 14 022 is none Indication of the possibility of accelerating the biological Removal of filter tow and tobacco smoke filter elements; the recipe described in German Offenlegungsschrift 39 14 022 would be used to manufacture filter tow and tobacco smoke filter elements not because of the high plasticizer content in the cellulose acetate suitable.
  • EP 0 597 478 describes a biodegradable cellulose ester composition which a plasticizer, an aliphatic polyester, a photolysis accelerator or one May contain substance to accelerate biodegradation.
  • GB 2 234 687 discloses a cigarette filter that contains compounds that are capable of using Cigarette smoke aldehydes that have not been mechanically and / or absorptively filtered, to form a stable adduct by chemical reaction.
  • BE-A-656 697 relates to a Process for applying binders to cellulose acetate filaments and the Manufacture of cigarette filters from these filaments. Joji Ono et al.
  • the invention is therefore based on the object of providing structures formed from cellulose acetate, in particular those which are suitable for mass production and / or are subject to food law and the tobacco regulation, and which have improved biodegradation under the influence of environmental influences.
  • the invention is also based on the object, the use of structures formed from cellulose acetate in the form of filaments and / or staple fibers for the production of filter tow with improved biodegradation under the influence of environmental influences, and the use of such a filter tow for producing a tobacco smoke filter element also with one propose improved biodegradation under the influence of environmental influences.
  • the invention is also based on the object of providing a filter tow based on structures formed from cellulose acetate in the form of filaments and / or staple fibers, and a tobacco smoke filter element formed from such a fitertow, which improve biodegradation under the action of Have environmental influences.
  • the object is achieved by structures formed from cellulose acetate which have the form of filaments, staple fibers, films, foils, plates or other objects obtained by injection molding, extrusion or blow molding and in which an additive is present, the additive being composed of a nitrogenous organic compound exists in the degradation by microorganisms of basic decomposition products, in particular ammonia and / or - basic - compounds which have an NH group or NH groups and / or an NH 2 group or NH 2 groups.
  • the nitrogen-containing organic compound is preferably urea or a urea derivative. These substances are preferred because they are safe under food law and are available in large quantities and at an acceptable price.
  • the nitrogen-containing organic compound preferably also consists of a protein, most preferably beta lactoglobulin is. Proteins are also safe under food law, and for that Beta lactoglobulin is considered to be used in large quantities in cheese making arises as an industrially little used by-product.
  • the nitrogen-containing organic compound a condensation product from an aldehyde with ammonia or with an amine, this condensation product being very special is preferably hexamethylenetetramine.
  • biodegradable additive is present.
  • the structures formed from cellulose acetate consist of an acetone-soluble cellulose acetate with an acetyl number of less than 53%, preferably an acetylene number between 50% and 52%. This feature means that the hydrolysis of the cellulose acetate preceding the biodegradation takes place in a shorter time.
  • the object is achieved according to the invention solved by a filter tow, which in the characterizing part of claim 5 Features specified.
  • the breaking strength of the filter tow is preferably at most 4.10 -4 da N / dtex, preferably at most 3.10 -4 da N / dtex.
  • This feature makes biodegradation previous mechanical crushing facilitated.
  • the task is solved according to the invention by a tobacco smoke filter element with the Claim 7 specified features.
  • the tobacco smoke filter element contains the plasticizer for cellulose acetate in an amount of at most 6% by mass based on the mass of the cellulose acetate filaments and / or on the mass of the cellulose acetate staple fibers.
  • the tobacco smoke filter element according to the invention still preferred that less than half the surface of the Cellulose acetate filaments and the cellulose acetate staple fibers with the Plasticizer for cellulose acetate or the adhesive is provided. This also precedes biodegradation mechanical crushing of the tobacco smoke filter element facilitated.
  • plasticizers for cellulose acetate according to the invention preferably triacetin used, but others can Plasticizers such as triethylene glycol diacetate can be used.
  • the nitrogen-containing organic Compound either soluble in acetone or so in acetone is dispersible that they are in the manufacture of the filaments also spun out and thus upstream of the spinning process Filtration is not deposited to any significant extent.
  • the additive consists of a nitrogenous one organic compound.
  • this also includes that the additive from several nitrogenous organic Compounds, i.e. from a mixture of several nitrogenous ones organic compounds can exist in the sense of the invention.
  • the invention is based on the principle that, due to the biodegradation of the nitrogenous organic compound and the resulting basic decomposition products on which Surface of the structure formed from cellulose acetate a basic (Alkaline) environment is generated, which is a partial hydrolysis of the Cellulose acetate causes (to break down nitrogenous natural products see. Hans G. Schlegel, General Microbiology, 6th, revised Edition with the collaboration of Karin Schmidt, 1985, Georg Thieme Verlag Stuttgart - New York, pages 430 ff).
  • a filter tow in the sense of the invention is to be understood to mean a band of a large number of cellulose acetate filaments and / or cellulose acetate staple fibers (see also the definition of the term "filter tow” in, for example, German Offenlegungsschrift 41 09 603).
  • the filter tow according to the invention is preferably a band of a large number of cellulose acetate filaments, these filaments being able to be crimped, in particular crimped in the stuffer box.
  • a filament is to be understood as a practically endless fiber, and the term “spinning fiber” means a fiber of limited length (compare to these two definitions "Römpps Chemie-Lexikon", eighth, revised and extended edition, Franckh'sche Verlags Stuttgart, W. Keller & Co., Stuttgart / 1987, respectively volume 2, page 1283, and volume 5, page 3925 - with reference to DIN 60 001 T2 from December 1974).
  • the tobacco smoke filter element according to the invention is preferably a cigarette filter, but it can also be a filter for cigars, cigarillos or tobacco pipes.
  • acetyl number means the proportion of bound acetic acid in cellulose acetate, expressed in% by mass (see also Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth, Completely Revised Edition, Volume A 5, pages 444 and 445 - VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-6940 Weinheim, Federal Republic of Germany, 1986).
  • the structures according to the invention are suitable is also suitable for use as a mass article and as a structure that subject to food law and / or the tobacco regulation.
  • those of the invention are molded from cellulose acetate Formations cheaper than the known ones, made of cellulose acetate Structures.
  • the filter tow and the tobacco smoke filter element according to the invention applies that they are compared to known filter tow and known Tobacco smoke filter elements made of cellulose acetate fiber material Acceleration of the rotting speed under Show environmental influences; nevertheless, the storage of the filter tow and the tobacco smoke filter element according to the invention among those of today usual conditions without the risk of microbiological degradation easily possible.
  • the invention not only accelerates the mechanical Shredding of the structures formed from cellulose acetate - by the microbiological degradation of the additive - achieved, but also an acceleration of the microbiological degradation of the Cellulose acetate itself.
  • this additive can be introduced into the aforementioned solution of cellulose acetate in acetone, after which it is spun.
  • the manufacture of the tobacco smoke filter element according to the invention is essentially done by accidentally adding the filter tow, consisting of Cellulose acetate filaments and / or cellulose acetate staple fibers, with a plasticizer for cellulose acetate or an adhesive, subsequent transverse axial compression and, if necessary, wrapping this filter tow with a wrapping strip, cutting the so compressed and, if necessary, coated filter tows into individual ones Tobacco smoke filter rods and finally cutting them Tobacco smoke filter rods in individual tobacco smoke filter elements.
  • the filter tow consisting of Cellulose acetate filaments and / or cellulose acetate staple fibers
  • a plasticizer for cellulose acetate or an adhesive subsequent transverse axial compression and, if necessary, wrapping this filter tow with a wrapping strip, cutting the so compressed and, if necessary, coated filter tows into individual ones Tobacco smoke filter rods and finally cutting them Tobacco smoke filter rods in individual tobacco smoke filter elements.
  • the smoked cigarette filters have been carefully removed from tobacco residues and the various papers (cigarette paper, filter wrapping paper, Tipping) freed, weighed and individually in a fine-mesh nylon net (Polyamide net) sewn in.
  • the samples prepared in this way were introduced into the aeration tank (clarification tank) of the biological purification stage of a sewage treatment plant for a period of 20 days. After taking the samples from the clarifier, the cigarette filters were carefully washed with deionized water, dried and weighed.
  • the biological Degradability of the smoked and un-smoked cigarette filters in the Clarifier of the sewage treatment plant examined.
  • a clarifier there are always enough microorganisms of the type found in the Are able to convert the nitrogen from beta-lactoglobulin in such a way that basic decomposition products arise and thus on the surface the cellulose acetate filaments creates a basic (alkaline) environment becomes.
  • a spinning solution was prepared as in the comparative example, however with the difference that previously in the acetone 1.5 mass% urea introduced and dissolved under heating at 60 ° C.
  • the degradation test was carried out on the smoked and un-smoked cigarette filters in the clarifier of the sewage treatment plant.
  • the weight loss based on the amount of cellulose acetate was 10.5% on average in the case of the smoked and un-smoked cigarette filters (in independent studies it was found that urea completely biodegrades under the test conditions mentioned; this was, according to the procedure in the comparative example and in Example 1, when calculating the weight loss of cellulose acetate - in addition to the correction due to the complete breakdown of the smoke and triacetin separated in the cigarette filters - again taken into account).
  • a spinning solution was prepared as in the comparative example, however with the difference that previously 1.5% by mass in the acetone Hexamethylenetetramine was introduced and dissolved.
  • filter tow were produced from cellulose acetate filaments crimped in the stuffer box, which in turn was processed into filter rods and finally into cigarette filters.
  • the filter tow had a tensile strength based on the total titer of 3.5.10 -4 da N / dtex.
  • the degradation test was carried out on the smoked and un-smoked cigarette filters in the clarifier of the sewage treatment plant.
  • the weight loss in relation to the amount of cellulose acetate in the smoked and un-smoked cigarette filters averaged 25% (in independent tests it was found that hexamethylenetetramine degrades completely under the test conditions mentioned; this was, in accordance with the procedure in the comparative example, in Example 1 and in example 2, when calculating the weight loss of cellulose acetate - in addition to the correction due to the complete breakdown of the smoke and triacetin separated in the cigarette filters - again taken into account).
  • a film A was made from the spinning solution according to the comparative example cast to a thickness of 0.05 mm.
  • a film B was also cast with a thickness of 0.05 mm.
  • a film C was also cast with a thickness of 0.05 mm.
  • the three foils A, B and C were used to remove any Existing residual acetone carefully with deionized water washed.
  • a modified test method for water-insoluble samples was developed based on the degradation test for water-soluble substances described in DIN 38 409 H52.
  • the microbiological degradation is determined by measuring the oxygen consumption of the microorganisms during the degradation process.
  • the oxygen consumption is determined manometrically.
  • the carbon dioxide formed by the metabolism of the microorganisms is bound by sodium hydroxide and does not affect the pressure measurement.

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Description

Die Erfindung betrifft aus Celluloseacetat geformte Gebilde, in denen ein Zusatzstoff vorhanden ist.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung von aus Celluloseacetat geformten Gebilden in Form von Filamenten und/oder Spinnfasern zur Herstellung von Filtertow.
Die Erfindung betrifft auch ein Filtertow.
Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung eines Filtertows zur Herstellung eines Tabakrauchfilterelements.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Tabakrauchfilterelement, bestehend aus einem Abschnitt eines queraxial verdichteten, mit Hilfe eines Weichmachers für Celluloseacetat oder eines Klebstoffes gehärteten Filtertows aus Celluloseacetatfilamenten und / oder Celluloseacetatspinnfasern.
Zigarettenfilter verrotten vergleichsweise langsam und sind deshalb an Plätzen, an denen viel geraucht wird, für weite Teile der Bevölkerung ein Ärgernis.
Für die überwiegende Zahl der Zigarettenfilter wird heute faserförmiges Celluloseacetat mit einer Acetylzahl zwischen 53 % und 57 % eingesetzt (vgl. dazu beispielsweise die US-Patentschrift 2,953,837. Die in dieser Schrift angegebenen Zahlenwerte, nämlich 38 % bis 41 %, für den Acetylgehalt entsprechen den zuvor erwähnten Werten 53 % bis 57 % für die Acetylzahl).
Im Vergleich mit anderen, insbesondere synthetischen Polymeren ist ein solches Celluloseacetat zwar gut biologisch abbaubar, jedoch sind die Zeiträume, nach denen Zigarettenfilter aus einem solchen Material in Faserform unter der Einwirkung von Umgebungseinflüssen zumindest optisch verschwunden sind, unter heutigen Gesichtspunkten zu lang.
Ähnliches wie für Zigarettenfilter gilt auch für andere Gebilde aus Celluloseacetat, wie Filme, Folien, Platten oder andere durch beispielsweise Spritzgießen, Extrudieren oder Blasformen erhaltene Gegenstände aus Celluloseacetat: bei der Lagerung solcher Gebilde auf beispielsweise Deponien dauert es zu lang, bis diese Gebilde vollständig biologisch abgebaut sind.
Filtertow und Tabakrauchfilterelemente aus Celluloseacetatfasern, auf deren Oberfläche ein Zusatzstoff vorhanden ist, sind beispielsweise aus der deutschen Patentschritt 1 079 521 bekannt. Gemäß der deutschen Patentschritt 1 079 521 dient der auf die Oberfläche der Celluloseacetatfasern aufgebrachte Zusatzstoff dazu, die Rauhheit dieser Fasern zu verbessern. Der deutschen Patentschrift 1 079 521 ist jedoch keinerlei Anregung zu entnehmen, die biologische Abbaubarkeit des Filtertows und der Tabakrauchfilterelemente zu beschleunigen.
Ferner beschreibt die US-Patentschritt 5,141,006 Filtertow und Tabakrauchfilterelemente aus Celluloseacetatfasern, in denen ein Zusatzstoff vorhanden ist. Mit dem in den Celluloseacetatfasern befindlichen Zusatzstoff soll gemäß der US-Patentschrift 5,141,006 insbesondere die Filterwirksamkeit für Nikotin verbessert werden. Die US-Patentschrift 5,141,006 gibt jedoch ebenfalls keinen Hinweis auf die Möglichkeit zur Beschleunigung der biologischen Abbaubarkeit des Filtertows und der Tabakrauchfilterelemente.
Die deutsche Offenlegungsschrift 40 13 293 und die deutsche Offenlegungsschrift 40 13 304 beschreiben zwar Zigarettenfilter, die unter Einwirkung von Umgebungseinflüssen relativ schnell zersetzbar sind, jedoch bestehen diese Zigarettenfilter aus einem Abschnitt eines queraxial verdichteten Faserstrangs aus Fasern aus gesponnenem PHB (Polyhydroxybuttersäure) oder einem Copolymer aus PHB und PHV (Polyhydroxyvaleriansäure). Solche Polymere werden jedoch derzeit nicht, zumindest nicht in nennenswertem Umfang, zur Herstellung von Filtertow und Tabakrauchfilterelementen verwendet, was sich möglicherweise
  • mit der zu geringen industriellen Verfügbarkeit dieser Polymere,
  • mit der gegenüber Celluloseacetat unterschiedlichen Geschmacksbeeinflussung des Rauches
    und
  • mit noch ungeklärten verfahrenstechnischen Problemen bei der Verarbeitung solcher Polymere zu Filtertow und Tabakrauchfilterelementen (beispielsweise in Zusammenhang mit der Härtung solcher Tabakrauchfilterelemente oder in Zusammenhang mit der Verwendung von problematischen Lösungsmitteln beim Erspinnen von Fäden aus diesen Polymeren)
    erklären läßt.
Schließlich sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 39 14 022 neue, biologisch durch Kompostieren leicht abbaubare Kunststoffmaterialien und ihre Verwendung zur Herstellung von Hüllen/Behältern für Öllichte, Ewiglichtölkerzen, Kompositionsöllichte, anderer Grablichtausführungen, Opferlichten und Folien bekannt. Als Kunststoffmaterial wird in der deutschen Offenlegungsschrift 39 14 022 ein solches auf der Basis von z.B. Celluloseacetat mit Zusätzen, wie Zitronensäureestern, Polyester, Phosphorsäureestern und organischen Eisenverbindungen, genannt. Als organische Eisenverbindungen können beispielsweise Ferrocene, d.h., Derivate von Bis-(zyklopentadienyl)-Eisen oder Eisen (II)-acetylacetonat, eingesetzt werden.
Die in der deutschen Offenlegungsschritt 39 14 022 beschriebenen Kunststoffmaterialien sind jedoch für die Anwendung zur Herstellung von Massenartikeln kaum oder nicht geeignet, da
  • die erforderliche Menge an den genannten Additiven sehr hoch ist, was im übrigen auch die Einsatzmöglichkeiten solcher Kunststoffmaterialien erheblich einschränkt,
    und
  • die erwähnten Additive aufgrund ihres hohen Preises auch die aus den beschriebenen Kunststoffmaterialien hergestellten Gegenstände erheblich verteuern.
Hinzu kommt, daß für manche der in der deutschen Offenlegungsschrift 39 14 022 beschriebenen Additive eine lebensmittelrechtliche Zulassung oder eine Zulassung gemaß TVO (Tabakverordnung) sowohl wegen der erforderlichen Mengen als auch wegen deren Toxizität kaum oder nicht möglich ist, was der Einsatz der in der deutschen Offenlegungsschrift 30 14 022 beschriebenen Kunststoffmaterialien für beispielsweise Filtertow und Tabakrauchfilterelemente, wie Zigarettenfilter, unmöglich macht. Im übrigen ist der deutschen Offenlegungsschrift 39 14 022 keinerlei Hinweis auf die Möglichkeit zur Beschleunigung des biologischen Abbaus von Filtertow und Tabakrauchfilterelementen zu entnehmen; die in der deutschen Offenlegungsschrift 39 14 022 beschriebene Rezeptur wäre zur Herstellung von Filtertow und Tabakrauchfilterelementen wegen des zu hohen Weichmacheranteils im Celluloseacetat auch nicht geeignet.
Als technologischer Hintergrund sind folgende Druckschriften anzusehen:
Die EP 0 597 478 beschreibt eine biologisch abbaubare Celluloseesterzusammensetzung, die einen Weichmacher, einen aliphatischen Polyester, einen Photolysebeschleuniger oder eine Substanz zur Beschleunigung des biologischen Abbaus enthalten kann. Die GB 2 234 687 offenbart einen Zigarettenfilter, der Verbindungen enthält, die dazu in der Lage sind, mit Aldehyden aus Zigarettenrauch, die nicht mechanisch und/oder absorbtiv gefiltert wurden, durch chemische Reaktion ein stabiles Addukt zu bilden. Die BE-A-656 697 betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Bindemitteln auf Filamente aus Celluloseacetat und die Herstellung von Zigarettenfiltern aus diesen Filamenten.Von Joji Ono et al. wird im Journal of Agricultural and Food Chemistry 1981, 29, 173-177, über die Entwicklung von Zigarettenfiltern berichtet, die carzinogene Substanzen zurückhalten, berichtet. Dabei wird β-Lactoglobulin mit einer Mikrospritze in die Zigarettenfilter eingebracht, um Benzpyren und Nikotin aus dem Zigarettenrauch zu filtern. Die US-A-3 349 779 befaßt sich mit Zigarettenfiltern, wobei die Oberfläche des Zigarettenmaterials mit einer stickstoffhaltigen cyclischen Verbindung belegt ist, um eine Umsetzung von nahezu sämtlichem Acrolein im Tabakrauch zu bewirken.
Eine Zusammenschau des Standes der Technik zeigt also, daß
  • für Massenartikel aus Celluloseacetat immer noch ein Bedürfnis besteht, sie besser biologisch abbaubar zu machen,
    und
  • auch für Gebilde aus Celluloseacetat, die dem Lebensmittelrecht und/oder der Tabakverordnung unterliegen, wie aus Celluloseacetatfasermaterial bestehendes Filtertow sowie Tabakrauchfilterelemente, die aus einem solchen Filtertow hergestellt sind, noch keine Lösung bekannt ist, deren biologischer Abbau zu beschleunigen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, aus Celluloseacetat geformte Gebilde, insbesondere solche, die als Massenartikel geeignet sind und/oder dem Lebensmittelrecht und der Tabakverordnung unterliegen, zur Verfügung zu stellen, die einen verbesserten biologischen Abbau unter der Einwirkung von Umgebungseinflüssen aufweisen.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, die Verwendung von aus Celluloseacetat geformten Gebilden in Form von Filamenten und/oder Spinnfasern zur Herstellung von Filtertow mit einem verbesserten biologischen Abbau unter der Einwirkung von Umgebungseinflüssen sowie die Verwendung eines solchen Filtertows zur Hersteilung eines Tabakrauchfilterelements mit ebenfalls einem verbesserten biologischen Abbau unter der Einwirkung von Umgebungseinflüssen vorzuschlagen.
Schließlich liegt der Erfindung auch noch die Aufgabe zugrunde, ein Filtertow auf der Basis von aus Celluloseacetat geformten Gebilden in Form von Filamenten und/oder Spinnfasern sowie ein aus einem solchen Fitertow gebildetes Tabakrauchfilterelement zur Verfügung zu stellen, die einen verbesserten biologischen Abbau unter der Einwirkung von Umgebungseinflüssen aufweisen.
Die Aufgabe wird gelöst durch aus Celluloseacetat geformte Gebilde, die die Form von Filamenten, Spinnfasern, Filmen, Folien, Platten oder anderen durch Spritzgießen, Extrudieren oder Blasformen erhaltenen Gegenständen aufweisen, in denen ein Zusatzstoff vorhanden ist, wobei der Zusatzstoff aus einer stickstoffhaltigen organischen Verbindung besteht, bei deren Abbau durch Mikroorganismen basische Zersetzungsprodukte, insbesondere Ammoniak und/ oder - basische - Verbindungen, die eine NH-Gruppe oder NH-Gruppen und/oder eine NH2-Gruppe oder NH2-Gruppen aufweisen, entstehen.
Bevorzugt ist die stickstoffhaltige organische Verbindung Harnstoff oder ein Harnstoffderivat.
Diese Substanzen sind deshalb bevorzugt, da sie lebensmittelrechtlich unbedenklich und in großen Mengen und zu einem akzeptablen Preis verfügbar sind.
Bevorzugt besteht die stickstoffhaltige organische Verbindung auch aus einem Protein, wobei ganz besonders bevorzugt das Betalactoglobulin ist. Auch Proteine sind lebensmittelrechtlich unbedenklich, und für das Betalactoglobulin gilt, daß es bei der Käseherstellung in großen Mengen als industriell wenig genutztes Nebenprodukt anfällt.
Ferner ist es bevorzugt, daß die stickstoffhaltige organische Verbindung ein Kondensationsprodukt aus einem Aldehyd mit Ammoniak oder mit einem Amin ist, wobei dieses Kondensationsprodukt ganz besonders bevorzugt Hexamethylentetramin ist.
Schließlich ist es bevorzugt, daß die stickstoffhaltige organische Verbindung eine cyclische Verbindung, insbesondere Carbazol (= Dibenzopyrrol, Diphenylenimid), ist.
Selbstverständlich können jedoch auch andere stickstoffhaltige organische Verbindungen eingesetzt werden, wobei man jedoch darauf achten sollte, daß diese möglichst nicht toxisch sind.
Vorzugsweise ist in den aus Celluloseacetat geformten Gebilden noch ein weiter, biologisch abbaubarer Zusatzstoff vorhanden.
Ferner ist es bevorzugt, daß die aus Celluloseacetat geformten Gebilde aus einem acetonlöslichen Celluloseacetat mit einer Acetylzahl von weniger als 53 %, vorzugsweise einer Acetyzahl zwischen 50 % und 52 %, bestehen.
Dieses Merkmal bewirkt, daß die dem biologischen Abbau vorausgehende Hydrolyse des Celluloseacetats in kürzerer Zeit vonstatten geht.
Bezüglich der Verwendung der aus Celluloseacetat geformten Gebilde in Form von Filamenten und/oder Spinnfasern zur Herstellung von Filtertow wird die Aufgabe durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.
Bezüglich des Filtertows wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Filtertow, das die im Kennzeichen des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale aufweist.
Bevorzugt beträgt die auf den Gesamttiter bezogene Reißkraft des Filtertows höchstens 4.10-4 da N / dtex, vorzugsweise höchstens 3.10-4 da N / dtex.
Durch dieses Merkmal wird die dem biologischen Abbau vorausgehende mechanische Zerkleinerung erleichtert.
Bezüglich der Verwendung des Filtertows zur Herstellung eines Tabakrauchfilterelements wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale.
Bezüglich des Tabakrauchfilterelements wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Tabakrauchfilterelement mit den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen.
Beim erfindungsgemäßen Tabakrauchfilterelement ist es bevorzugt, daß
  • der Weichmacher für Celluloseacetat biologisch abbaubar ist und/oder den mikrobiologischen Bewuchs der Celluloseacetatfilamente und der Celluloseacetatspinnfasern beschleunigt
    oder
  • der Klebstoff wasserlöslich und/oder biologisch abbaubar ist,
    wobei es ganz besonders bevorzugt ist, daß der Klebstoff ein Stärkeleim oder ein Polyvinylacetatleim ist.
    Durch Einsatz eines wasserlöslichen und/oder biologisch abbaubaren Klebstoffes wird erreicht, daß die dem biologischen Abbau vorausgehende mechanische Zerkleinerung des Tabakrauchfilterelements erleichtert wird.
Ferner ist es bevorzugt, daß das Tabakrauchfilterelement den Weichmacher für Celluloseacetat in einer Menge von höchstens 6 Masse-% bezogen auf die Masse der Celluloseacetatfilamente und/oder auf die Masse der Celluloseacetatspinnfasern enthält.
Obwohl mit diesem Merkmal eine gewisse Reduzierung der Härte des Tabakrauchfilterelements in Kauf genommen wird, erreicht man damit wiederum eine Erleichterung der dem biologischen Abbau vorausgehenden mechanischen Zerkleinerung des Tabakrauchfilterelements.
Schließlich ist es beim erfindungsgemäßen Tabakrauchfilterelement noch bevorzugt, daß weniger als die Hälfte der Oberfläche der Celluloseactatfilamente und der Celluloseacetatspinnfasern mit dem Weichmacher für Celluloseacetat oder dem Klebstoff versehen ist. Auch hiermit wird die dem biologischen Abbau vorausgehende mechanische Zerkleinerung des Tabakrauchfilterelements erleichtert.
Als Weichmacher für Celluloseacetat wird gemäß der Erfindung bevorzugt Triacetin eingesetzt, jedoch können auch andere Weichmacher, wie Triethylenglykoldiacetat, verwendet werden.
Soweit die erfindungsgemäßen Gebilde in Form von Filamenten oder Fasern vorliegen, ist es bevorzugt, daß die stickstoffhaltige organische Verbindung entweder in Aceton löslich oder in der Weise in Aceton dispergierbar ist, daß sie bei der Herstellung der Filamente mitausgesponnen und somit bei der dem Spinnprozeß vorgeschalteten Filtration nicht in nennenswertem Umfang abgeschieden wird.
Gemäß der Erfindung besteht der Zusatzstoff aus einer stickstoffhaltigen organischen Verbindung. Selbstverständlich beinhaltet dieses auch, daß der Zusatzstoff aus mehreren stickstoffhaltigen organischen Verbindungen, also aus einem Gemisch aus mehreren stickstoffhaltigen organischen Verbindungen im Sinne der Erfindung bestehen kann.
Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, daß, bedingt durch den biologischen Abbau der stickstoffhaltigen organischen Verbindung und die dabei entstehenden basischen Zersetzungsprodukte, auf der Oberfläche der aus Celluloseacetat geformten Gebilde ein basisches (alkalisches) Milieu erzeugt wird, das eine partielle Hydrolyse des Celluloseacetats bewirkt (zum Abbau von stickstoffhaltigen Naturstoffen vgl. Hans G. Schlegel, Allgemeine Mikrobiologie, 6., überarbeitete Auflage unter Mitarbeit von Karin Schmidt, 1985, Georg Thieme Verlag Stuttgart - New York, Seiten 430 ff).
Unter einem Filtertow im Sinne der Erfindung soll ein Band aus einer Vielzahl von Celluloseacetatfilamenten und/oder Celluloseacetatspinnfasern verstanden werden (vergleiche dazu auch die Definition des Begriffes "Filtertow" in beispielsweise der deutschen Offenlegungsschrift 41 09 603). Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Filtertow ein Band aus einer Vielzahl von Celluloseacetatfilamenten, wobei diese Filamente gekräuselt, insbesondere stauchkammergekräuselt sein können.
Unter einem Filament ist eine praktisch endlose Faser zu verstehen, und der Ausdruck "Spinnfaser" bedeutet eine Faser begrenzter Länge (vergleiche zu diesen beiden Definitionen "Römpps Chemie-Lexikon", achte, neubearbeitete und erweiterte Auflage, Franckh'sche Verlagshandlung, W. Keller & Co., Stuttgart/1987, resp. Band 2, Seite 1283, und Band 5, Seite 3925 - unter Hinweis auf DIN 60 001 T2 vom Dezember 1974).
Das Tabakrauchfilterelement gemäß der Erfindung ist vorzugsweise ein Zigarettenfilter, es kann jedoch auch ein Filter für Zigarren, Zigarillos oder Tabakpfeifen sein.
Unter Acetylzahl versteht man im Sinne der Erfindung den Anteil an gebundener Essigsäure im Celluloseacetat, ausgedrückt in Masse-% (vergleiche dazu auch Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth, Completely Revised Edition, Volume A 5, Seiten 444 und 445 - VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-6940 Weinheim, Federal Republic of Germany, 1986).
Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:
Die erfindungsgemäßen, aus Celluloseacetat geformten Gebilde eignen sich auch für die Anwendung als Massenartikel sowie als Gebilde, die dem Lebensmittelrecht und/oder der Tabakverordnung unterliegen. Außerdem sind die erfindungsgemäßen, aus Celluloseacetat geformten Gebilde preiswerter als die bekannten, aus Celluloseacetat geformten Gebilde.
Für das Filtertow und das Tabakrauchfilterelement gemäß der Erfindung gilt, daß sie gegenüber bekanntem Filtertow und bekannten Tabakrauchfilterelementen aus Celluloseacetatfasermaterial eine Beschleunigung der Verrottungsgeschwindigkeit unter Umgebungseinflüssen zeigen; dennoch ist die Lagerung des Filtertows und des Tabakrauchfilterelements gemäß der Erfindung unter den heute üblichen Bedingungen ohne die Gefahr des mikrobiologischen Abbaus ohne weiteres möglich.
Mit der Erfindung wird nicht nur eine Beschleunigung der mechanischen Zerkleinerung der aus Celluloseacetat geformten Gebilde - durch den mikrobiologischen Abbau des Zusatzstoffes - erreicht, sondern auch eine Beschleunigung des mikrobiologischen Abbaus des Celluloseacetats selbst.
Die Herstellung des Filtertows gemäß der Erfindung erfolgt durch im wesentlichen
  • Erspinnen von Celluloseacetatfilamenten durch Pressen einer Lösung von Celluloseacetat in Aceton durch eine Spinndüse mit mehreren Öffnungen und gegebenenfalls anschließendes Zerschneiden der Celluloseacetatfilamente zu Celluloseacetatspinnfasern
    und
  • Zusammenfassen einer Vielzahl der so erhaltenen Celluloseacetatfilamente und/oder Celluloseacetatspinnfasern zu einem Filtertow.
Um zu erreichen, daß der Zusatzstoff (die stickstoffhaltige organische Verbindung oder mehrere dieser Verbindungen) in den Celluloseacetatfilamenten und in den Celluloseacetatspinnfasern vorhanden ist, kann dieser Zusatzstoff in die zuvor erwähnte Lösung von Celluloseacetat in Aceton eingegeben werden, wonach diese versponnen wird.
Die Herstellung des Tabakrauchfilterelements gemäß der Erfindung erfolgt im wesentlichen durch Versehen des Filtertows, bestehend aus Celluloseacetatfilamenten und/oder Celluloseacetatspinnfasern, mit einem Weichmacher für Celluloseacetat oder einem Klebstoff, anschließendes queraxiales Verdichten und gegebenenfalls Umhüllen dieses Filtertows mit einem Umhüllungsstreifen, Zerschneiden des so verdichteten und gegebenenfalls umhüllten Filtertows in einzelne Tabakrauchfilterstäbe und schließlich Zerschneiden dieser Tabakrauchfilterstäbe in einzelne Tabakrauchfilterelemente.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen noch näher erläutert.
Vergleichsbeispiel
Es wurde eine Celluloseacetat-Spinnlösung mit einem Feststoffgehalt von 28 Masse-% Celluloseacetat und 0,5 Masse-% Titandioxid in Aceton hergestellt. Der Wassergehalt dieser Spinnlösung wurde auf 3 Masse-% eingestellt.
Das eingesetzte Celluloseacetat hatte eine Acetylzahl von 55,4 % und einen Polymerisationsgrad (DP) von 220. Diese Spinnlösung wurde filtriert und durch Trockenspinnen auf einer herkömmlichen Fltertow-Spinnanlage versponnen. Die gebildeten Celluloseacetatfilamente wurden zu einem Band zusammengefaßt, mit Hilfe einer Stauchkammerkräuselmaschine gekräuselt und getrocknet. Das so entstandene Filtertow aus stauchkammergekräuselten Celluloseacetatfilamenten wurde mit Hilfe einer Packmaschine zunächst lose abgelegt und anschließend zu einem Ballen verpresst; der Ballen hatte eine Restfeuchte von 5,5 Masse-%. Die Spezifikation des so hergestellten Filtertows war 3 Y 35 HK. Diese Spezifikationsbezeichnung bedeutet
Filamenttiter:
3,3 dtex
Gesamttiter:
38.500 dtex
Querschnittsform der Celluloseacetatfilamente:
Y.
Die Reißkraft des Filtertows bezogen auf den Gesamttiter dieses 4,3.10-4 da N / dtex. Filtertows betrug
Das zuvor erwähnte Filtertow wurde auf einer Filterstabmaschine des Typs KDF 2/AF 2 der Firma Körber AG, Hamburg, Bundesrepublik Deutschland, mit einer Stranggeschwindigkeit von 400 m/min zu Filterstäben folgender Spezifikation verarbeitet:
Länge:
126 mm
Durchmesser:
7,85 mm
Zugwiderstand:
390 da Pa
Gewicht an Celluloseacetat:
690 mg
Bei der Produktion dieser Filterstäbe wurde als Weichmacher für das Celluloseacetat Triacetin aufgebracht, und zwar so, daß die fertigen Filterstäbe 55 mg Triacetin pro Filterstab enthielten.
Diese Filterstäbe wurden auf einer Laborfilteransetzmaschine des Typs Lab Max der zuvor erwähnten Firma Körber AG auf eine Länge von zunächst 84 mm gekürzt und anschließend nach dem üblichen Filteransetzverfahren auf der zuvor erwähnten Lab Max genannten Vorrichtung mit einem Tabakstrang des Typs "American Blend" gekoppelt, wodurch schließlich Filterzigaretten mit einer Filterlänge von 21 mm entstanden.
Von den so hergestellten Filterzigaretten wurden danach in 10 Rauchgängen je 20 Stück auf einer Standardrauchmaschine des Typs RM 20 der Firma Borgwaldt, Hamburg, Bundesrepublik Deutschland, nach CORESTA-Norm (Methode No. 23) mit folgendem Resultat abgeraucht:
Kondensat:
18,4 mg
Nikotin:
1,23 mg
Kondensatretention:
42,5 %.
Die berauchten Zigarettenfilter wurden sorgfältig von Tabakresten und den diversen Papieren (Zigarettenpapier, Filterumhüllungspapier, Tipping) befreit, gewogen und einzeln in ein feinmaschiges Nylonnetz (Polyamidnetz) eingenäht.
Die gleiche Menge an unberauchten Zigarettenfiltern mit ebenfalls einer Länge von 21 mm wurde auch von Papier befreit, gewogen und genauso in ein feinmaschiges Nylonsäckchen eingenäht.
Die so präparierten Proben wurden für einen Zeitraum von 20 Tagen in das Belebungsbecken (Klärbecken) der biologischen Reinigungsstufe einer Kläranlage eingebracht.
Nach Entnahme der Proben aus dem Klärbecken wurden die Zigarettenfilter sorgfältig mit entionisiertem Wasser gewaschen, getrocknet und gewogen.
Der durchschnittliche Gewichtsverlust der Proben bezogen auf die Menge an Celluloseacetat betrug 8 % (durch unabhängige Tests wurde festgestellt, daß sowohl der in den Zigarettenfiltern abgeschiedene Rauch als auch das Triacetin innerhalb von 20 Tagen unter den zuvor erwähnten Bedingungen vollständig abgebaut wird; dieses wurde bei der Berechnung des Gewichtsverlustes an Celluloseacetat berücksichtigt).
Es war kein signifikanter Unterschied an Gewichtsverlust zwischen den berauchten Zigarettenfilter und den unberauchten feststellbar.
Beispiel 1
Es wurde eine Spinnlösung wie im Vergleichsbeispiel hergestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß in das Aceton zuvor 1,5 Masse-% eines feingesiebten (Porengröße des Siebes: 20 µm) BetalactoglobulinPulvers, hergestellt von der Firma Bridel, Frankreich, eindispergiert wurde.
Diese Spinnlösung wurde wie im Vergleichsbeispiel zu 50 kg Filtertow mit einer Reißkraft bezogen auf dessen Gesamttiter von 2,9.10-4 da N / dtex versponnen, wobei die Celluloseacetatfilamente auch wieder stauchkammergekräuselt und getrocknet wurden, und aus dem Filtertow wurden, wie im Vergleichsbeispiel, Filterstäbe und daraus wiederum Zigarettenfilter hergestellt; wie im Vergleichsbeispiel wurden Filterzigaretten gefertigt und abgeraucht. Die Abrauchergebnisse waren wie folgt:
Kondensat:
18,1 mg
Nikotin:
1,25 mg
Kondensatretention:
42,0 %
Wie im Vergleichsbeispiel beschrieben, wurde die biologische Abbaubarkeit der berauchten und unberauchten Zigarettenfilter im Klärbecken der Kläranlage untersucht. In einem solchen Klärbecken sind immer genügend Mikroorganismen der Art vorhanden, die in der Lage sind, den Stickstoff aus Betalactoglobulin derart umzusetzen, daß basische Zersetzungsprodukte entstehen und somit auf der Oberfläche der Celluloseacetatfilamente ein basisches (alkalisches) Milieu erzeugt wird.
Der auf die Menge an Celluloseacetat bezogene Gewichtsverlust betrug sowohl für die berauchten als auch für die unberauchten Zigarettenfilter im Mittel 15 % (in unabhängigen Versuchen wurde festgestellt, daß Betalactoglobulin sich unter den genannten Versuchsbedingungen vollständig abbaut; diese Tatsache wurde entsprechend der Vorgehensweise im Vergleichsbeispiel zuzüglich zu der Korrektur wegen des vollständigen Abbaus des in den Zigarettenfiltern abgeschiedenen Rauches und Triacetins berücksichtigt).
Beispiel 2
Es wurde eine Spinnlösung wie im Vergleichsbeispiel hergestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß zuvor in das Aceton 1,5 Masse-% Harnstoff eingebracht und unter Erwärmung bei 60° C gelöst wurde.
Mit Hilfe dieser Spinnlösung wurde, wie im Vergleichsbeispiel, 200 kg Filtertow aus stauchkammergekräuselten Celluloseacetatfilamenten hergestellt, das wiederum zu Filterstäben und schließlich zu Zigarettenfiltern verarbeitet wurde. Das Filtertow hatte eine Reißkraft bezogen auf den Gesamttiter von 3,5.10-4 da N / dtex. Die Abrauchung der mit diesen Filtern versehenen Filterzigaretten (siehe Vergleichsbeispiel) ergab folgende Ergebnisse:
Kondensat:
18,7 mg
Nikotin:
1,20 mg
Kondensatretention:
42,1 %.
Wie im Vergleichsbeispiel und im Beispiel 1 geschildert, wurde der Abbautest an den berauchten und unberauchten Zigarettenfiltern im Klärbecken der Kläranlage durchgeführt.
Der auf die Menge an Celluloseacetat bezogene Gewichtsverlust lag bei den berauchten und unberauchten Zigarettenfilter im Mittel bei 10,5 % (in unabhängigen Untersuchungen wurde festgestellt, daß Harnstoff sich unter den genannten Versuchsbedingungen biologisch vollständig abbaut; dieses wurde, entsprechend der Vorgehensweise im Vergleichsbeispiel und im Beispiel 1, bei der Errechnung des Gewichtsverlustes an Celluloseacetat - zuzüglich zu der Korrektur wegen des vollständigen Abbaus des in den Zigarettenfiltern abgeschiedenen Rauches und Triacetins - wiederum berücksichtigt).
Beispiel 3
Es wurde eine Spinnlösung wie im Vergleichsbeispiel hergestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß zuvor in das Aceton 1,5 Masse-% Hexamethylentetramin eingebracht und gelöst wurde.
Mit Hilfe dieser Spinnlösung wurde, wie im Vergleichsbeispiel, 200 kg Filtertow aus stauchkammergekräuselten Celluloseacetatfilamenten hergestellt, das wiederum zu Filterstäben und schließlich zu Zigarettenfiltern verarbeitet wurde. Das Filtertow hatte eine Reißkraft bezogen auf den Gesamttiter von 3,5.10-4 da N / dtex.
Die Abrauchung der mit diesen Filtern versehenen Filterzigaretten (siehe Vergleichsbeispiel) ergab folgende Ergebnisse:
Kondensat:
18,3 mg
Nikotin:
1,18 mg
Kondensatretention:
41,5 %.
Wie im Vergleichsbeispiel und im Beispiel 1 geschildert, wurde der Abbautest an den berauchten und unberauchten Zigarettenfiltern im Klärbecken der Kläranlage durchgeführt.
Der auf die Menge an Celluloseacetat bezogene Gewichtsverlust lag bei den berauchten und unberauchten Zigarettenfiltern im Mittel bei 25 % (in unabhängigen Untersuchungen wurde festgestellt, daß Hexamethylentetramin sich unter den genannten Versuchsbedingungen vollständig abbaut; dieses wurde, entsprechend der Vorgehensweise im Vergleichsbeispiel, im Beispiel 1 und im Beispiel 2, bei der Errechnung des Gewichtsverlustes an Celluloseacetat - zuzüglich zu der Korrektur wegen des vollständigen Abbaus des in den Zigarettenfiltern abgeschiedenen Rauches und Triacetins - wiederum berücksichtigt).
Beispiel 4
Aus der Spinnlösung gemäß Vergleichsbeispiel wurde eine Folie A mit einer Dicke von 0,05 mm gegossen.
Mit Hilfe der Spinnlösung gemäß Beispiel 1 wurde eine Folie B, ebenfalls mit einer Dicke von 0,05 mm gegossen.
Mit Hilfe der Spinnlösung gemäß Beispiel 3 wurde eine Folie C, ebenfalls mit einer Dicke von 0,05 mm gegossen.
Die drei Folien A, B und C wurden zur Entfernung von eventuell noch vorhandenem Restaceton sorgfältig mit entionisiertem Wasser gewaschen.
Die Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit der Folien A, B und C wurde wie im Kontrollbeispiel beschrieben unter kontrollierten mikrobiologischen Bedingungen durchgeführt.
Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit unter kontrollierten mikrobiologischen Bedingungen (Kontrollbeispiel)
Um die aufgrund der erfindungsgemäßen Merkmale bedingte Beschleunigung des biologischen Abbaus unter definierten mikrobiologischen Bedingungen zu veritizieren, wurde in Anlehnung an dem in der DIN 38 409 H52 beschriebenen Abbautest für wasserlösliche Substanzen eine modifizierte Testmethode für wasserunlösliche Proben entwickelt.
Nach diesem modifizierten Testverfahren wird der mikrobiologische Abbau durch Messung des Sauerstoffverbrauchs der Mikroorganismen während des Abbauvorgangs bestimmt. Der Sauerstoffverbrauch wird manometrisch bestimmt. Das durch den Stoffwechsel der Mikroorganismen gebildete Kohlendioxid wird durch Natriumhydroxid gebunden und beeinflußt dadurch die Druckmessung nicht.
Pro Test wurden jeweils 200 mg Filtertow gemäß Vergleichsbeispiel, Beispiel 1, Beispiel 2 und Beispiel 3 sowie jeweils 200 mg der Folien A, B und C gemäß Beispiel 4 in eine mineralische Nährlösung eingebracht. Die für den mikrobiologischen Abbau benötigten Bodenbakterien wurden aus Erdfiltrat gewonnen; die Nährlösungen wurden mit je 2 ml dieser Erdfiltratlösung angeimpft.
Der aus dem Sauerstoffverbrauch errechnete prozentuale Massenverlust der Proben ist in der nachfolgenden Tabelle aufgelistet.
% Gewichtsverlust nach Tagen
20 40 60
Filtertow nach Vergleichsbeispiel 0,5 1,3 2,5
Filtertow nach Beispiel 1 7 13 21
Filtertow nach Beispiel 2 7 9 12
Filtertow nach Beispiel 3 9 25 48
Folie A nach Beispiel 4 0,3 1,0 1,9
Folie B nach Beispiel 4 4 8 12
Folie C nach Beispiel 4 5 12 24
Bei der Berechnung dieser Meßergebnisse wurde im Unterschied zum Vorgehen gemäß Vergleichsbeispiel, Beispiel 1, Beispiel 2 und Beispiel 3 keine Korrektur für den biologischen Abbau des jeweiligen Zusatrstoffes durchgeführt.

Claims (8)

  1. Aus Celluloseacetat geformte Gebilde, die die Form von Filamenten, Spinnfasern, Filmen, Folien, Platten oder anderen durch Spritzgießen, Extrudieren oder Blasformen erhaltenen Gegenständen aufweisen, in denen ein Zusatzstoff vorhanden ist wobei der Zusatzstoff aus einer stickstoffhaltigen organischen Verbindung besteht, bei deren Abbau durch Mikroorganismen basische Zersetzungsprodukte, insbesondere Ammoniak und/oder - basische - Verbindungen, die eine NH-Gruppe oder NH-Gruppen und/oder eine NH2-Gruppe oder NH2-Gruppen aufweisen, entstehen.
  2. Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stickstoffhaltige organische Verbindung Harnstoff ein Harnstoffderivat, ein Protein, insbesondere β-Lactoglobulin, ein Kondensationsprodukt aus einem Aldehyd mit Ammoniak oder mit einem Amin, wobei dieses Kondensationsprodukt insbesondere Hexamethylentetramin ist, oder eine cyclische Verbindung, insbesondere Carbazol, ist.
  3. Gebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Celluloseacetat ein acetonlösliches Celluloseacetat einer Acetylzahl von weniger als 53%, insbesondere einer Acetylzahl zwischen 50 und 52%, ist.
  4. Verwendung der Gebilde in Form von Filamenten und/oder Spinnfasern nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung von Filtertow durch Zusammenfassen einer Vielzahl dieser Filamente und/oder Spinnfasern zu einem Filtertow.
  5. Filtertow, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Vielzahl der Gebilde in Form von Filamenten und/oder Spinnfasern nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 besteht.
  6. Verwendung des Filtertows nach Anspruch 5 zur Herstellung eines Tabakrauchfilterelements durch im wesentlichen Versehen dieses Filtertows mit einem Weichmacher für Celluloseacetat oder einem Klebstoff, anschließendes queraxiales Verdichten und gegebenenfalls Umhüllen dieses Filtertows mit einem Umhüllungsstreifen, Zerschneiden des so verdichteten und gegebenenfalls umhüllten Filtertows in einzelne Tabakrauchfilterstäbe und schließlich Zerschneiden dieser Tabakrauchfilterstäbe in einzelne Tabakrauchfilterelemente.
  7. Tabakrauchfilterelement, bestehend aus einem Abschnitt eines queraxial verdichteten, mit Hilfe eines Weichmachers für Celluloseacetat oder eines Klebstoffes gehärteten Filtertows aus Celluloseacetatfilamenten und/oder Celluloseacetatspinnfasern, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtertow ein solches nach Anspruch 5 ist.
  8. Tabakrauchfilterelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der im Celluloseacetat enthaltene Weichmacher biologisch abbaubar ist und/oder den mikrobiologischen Bewuchs der Celluloseacetatfilamente und -spinnfasern beschleunigt oder der Klebstoff wasserlöslich und/oder biologisch abbaubar ist.
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