FI61618B - Filter foer tobaksroek - Google Patents

Description

755^71 Γοΐ /,«v KUULUTUSJULKAISU

[] <11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 61618 ίΑ f'aienttl -iyinetty 10 09 1902 ^ * Patent meJdelat ^ ’ (51) Kv.lk?/lnt.CI.3 A 24 D 3/04 SUOMI —FINLAND (21) P*Unttlh»ltemus — PstanCmMcnlng T733T1 (22) Hakamltpilvt — AndMuilngsdag 10.11.77 ' ' (23) AlkupiJvl — Glttlgh«Udi( 10.11.77 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offentllg 20.05-78 ^ ^ . . , (44) Nihttvikslpsnon Jt kuuLjulkslsun pvm. — -

Patent- ocn registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skrlftan publteerad 31-05-82 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus —Begird prlorltet 19-11-78

Englanti-England(GB) 48404/76 (71) British-American Tobacco Company Limited, Westminster House, 7,

Millbank, London S.W.1, Englanti-England(GB) (72) Henry George Horsevell, Totton, Hampshire, John David Green, Romsey,

Hampshire, John Anthony Luke, Romsey, Hampshire, Raymond John Harrison,

North Baddesley, Hampshire, Englanti-England(GB) (7*0 Leitzinger Qy (5*0 Tupakansavun suodatin - Filter för tobaksrök Tämän keksinnön kohteena on tupakansavun suodatin, johon kuuluu suo-datinainetta oleva suodatinrunko, joka on suljettu huokoiseen päällys-materiaalivaippaan, jonka läpi tupakansavun haihtuvat aineosat pääsevät ja joka yhdessä mainitun rungon kanssa rajoittaa ainakin yhtä tilaa, joka muodostaa kanavan, jonka läpi savu pääsee virtaamaan suodatinta käytettäessä ja josta mainitut savun aineosat voivat poistua diffuusion avulla vaippamateriaalin läpi. Tällä tavoin poistettaviin haihtuviin aineosiin kuuluu hiilimonoksidi ja typpioksidi.

Tunnusomaista keksinnölle on se, että suodatinrungon molemmissa päissä on suodatinainetta olevat päätyosat, joiden välissä sijaitseva, myöskin suodatinainetta oleva väliosa sijaitsee kokonaan, rungon aksiaalisuun-nassa katsottuna, päätyosien ääriviivan sisäpuolella siten, että huokoinen vaippa rajoittaa mainitun tilan tai tilat olennaisesti vaipan koko kehän alueelle, jonka tilan tai tilojen kautta savu virtaa suodatinrungon aksiaalisuunnassa, jotka tilat ovat olennaisesti rengasmuo-toisia. Runko on edullisesti olennaisesti sylinterimäinen ja muodostuu kuitumateriaalista, esimerkiksi selluloosa-asetaatista. Se voi olla myös raemaista materiaalia, esimerkiksi sidottua raemaista hiiltä, vaahtomateriaalia, näiden materiaalien yhdistelmää tai se voi muodostua 2 61618 rykelmästä erittäin ohuita putkia, jotka voivat olla esimerkiksi onttoja selluloosa-asetaattikuituja.

Tällaisessa suodattimessa suodatinrungon koko pituutta voidaan käyttää tupakansavun suodattamiseen. Kuitenkaan suodattimen valmistuksesta ja kiinnittämisestä savukkeen tupakkaosaan ei seuraa mitään vaikeita ongelmia. Normaali profiili voidaan säilyttää ja normaaleja valmistusmenetelmiä ja prosesseja voidaan käyttää.

Rungon väliosa voi olla edullisesti yhtenäinen jomman kumman tai molempien päätyosien kanssa.

Jos runko on valmistettu selluloosa-asetaatista, voidaan tilaa tai tiloja rajoittavan rungon ulkopinta saattaa läpäisemättömiksi tai olennaisesti läpäisemättömiksi kohdistamalla lämpöä selluloosa-asetaattiin.

Seuraavassa keksintöä selvitetään esimerkin muodossa yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää savukesuodatinta aksiaalileikkauksena.

Kuvio 2 on poikkileikkaus pitkin kuvion 1 viivaa A-A'.

Kuvio 3 on poikkileikkaus pitkin kuvion 1 viivaa B-B'.

Kuvio 4 esittää aksiaalileikkauksena suodattimen erästä toista suoritusmuotoa.

Kuviot 5-7 esittävät kaaviomaisesti vaihtoehtoisia tapoja kuvioissa 1-3 esitetyn kaltaisen suodatinrungon muodostamiseksi.

Kuviot 6a ja 6b ovat kuviossa 6 esitetyn suodatinrungon väliosan vaihtoehtoisten suoritusmuotojen poikkileikkauksia.

Kuviot 8 ja 9 ovat vastaavassa järjestyksessä sivupystykuva ja poikkileikkaus kuvion 8 viivaa IX-IX pitkin esittäen erään muunnosmuodon.

61618

Kuvio 10 on aksiaalileikkaus, joka esittää erästä toista muunnosmuotoa.

Kuvioissa 1-3 esitettyyn suodattimeen kuuluu suodatinrunko, joka on selluloosa-asetaattisuodatinmateriaalia oleva, 20 mm pitkä sylin-terimäinen puikko 1, joka muodostuu halkaisijaltaan 8 mm suuruisista päätyosista la, Ib sekä niiden kanssa yhtenäisestä väliosasta 2, joka on 10 mm pitkä ja jonka halkaisija on 6 mm. Mainittu puikko 1 on kääritty huokoiseen paperivaippaan 3. Vaipan 3 sen osan tukemiseksi, joka ulottuu osan 2 yli, on vaipan 3 alla oleva paksumpi paperivaippa 4. Vaipassa 4 on lähellä toisiaan perforoin-teja, joilla on suuri halkaisija, esimerkiksi 1,5 mm. Vaippa 4 voitaisiin jättää pois käyttämällä esimerkiksi paksumpaa, itsetukevaa huokoista vaippaa 3. Vaippa 3 tai kaksi vaippaa 3 ja 4 voi olla läpäisemätön tupakansavun hiukkasfaasiainesosille.

Runko 1 voi alun perin muodostaa osan selluloosa-asetaattitangosta, jonka pituus on kuusi kertaa yhden rungon pituus ja halkaisija 8 mm. Pituussuunnassa välimatkan päässä toisistaan oleviin tangon alueisiin kohdistetaan kuumamuokkausprosessi (esimerkiksi sellainen kuin on esitetty patenttihakemuksen 770730 keksinnön selityksessä), jolloin tanko pienenee näillä alueilla 6 mm halkaisijaan. Tämä prosessi voidaan suorittaa siten, että siitä seuraa halkaisijaltaan pienentyneiden osien 2 kehäpintojen osittainen umpeutuminen, ja näiden pintojen läheisyydessä selluloosa-asetaattikuidut puristuvat yhteen. Tämän jälkeen tanko kääritään tukivaippaan 4 ja huokoiseen vaippaan 3 ja kääritty tanko katkaistaan poikittaissuuntaisesti, jolloin saadaan aikaan kuusi suodatinta.

Käytettäessä suodatinta savukkeeseen suodattimen välialueen läpi kulkeva tupakansavu virtaa edullisesti ainakin osittain rengasmaisen tilan 5 läpi, joka muodostaa savuvirtauskanavan vaipan 3 ja osan 2 kehäpinnan väliin, koska itse selluloosa-asetaatin läpi kulkevassa vaihtoehtoisessa kanavassa on huomattavasti suurempi virtausvastus. Savun liikkuessa tilassa 5 siirtyy suuria määriä savun haihtuvia ainesosia, erityisesti hiilimonoksidia ja typpioksidia, tukivaipan 4 ja vaipan 3 läpi poistuen siten savusta. Myös vaipan 3 poikki tapahtuva paineen putoaminen vedettäessä savua suodattimen läpi saa aikaan ilman tunkeutumisen vaipan läpi tilaan 5.

61618

Vaippa 3 voidaan muodostaa joko luonnostaan huokoisesta paperista tai tunnetulla tavalla, esimerkiksi sähköstaattisesta, mekaanisella lävistyksellä tai laserin käytöllä perforoidusta paperista. Seuraava taulukko esittää CO:n ja NO:n vähenemiset ja kokonaishiukkasmäärän läpikulun, jotka on saatu aikaan yllä kuvatulla suodattimena, jossa on käytetty useita eri huokoisuuksia olevia vaippapapereita, mutta ilman tukivaippaa 4.

% läpimenon pieneneminen

Twi?PavSik5?t5)äk°1SUUS Typpi- I Kokonaishiukkas- ’ ^ monoksidi oksidi aine

Luonnostaan huokoinen 1000 31 58 45

Luonnostaan huokoinen 5000 56 75 53 Sähköstaattisesti per- foroitu 1000 31 61 51 Sähköstaattisesti per- foroitu 3000 64 67 75 Sähköstaattisesti per- jforoitu 10.000 87 92 87

Jfc 3 2 W.T. yksiköt määritetään ilmavirtana cm per minuutti 10 cm paperin 3 — ] —1 läpi paineessa 10 cm H20, nimittäin cm min 10 cm (10 cm 1^0) Lähes samanlaisia suodattimia kuin kuvioissa 1-3 esitetyt, voidaan valmistaa myös suodatinyhdistelmäkoneella kokoamalla suodatintankoja selluloosa-asetaattia olevista sylinterimäisistä osista. Nämä osat muodostetaan ensimmäisestä, halkaisijaltaan 8 mm tangosta ja toisesta, halkaisijaltaan 6 mm tangosta. Halkaisijaltaan 8 mm ja 6 mm tangosta leikatut osat järjestetään päittäin siten, että halkaisijaltaan suuremmat ja pienemmät osat vuorottelevat, jonka jälkeen ne kääritään huokoiseen paperivaippaan 3 tai vaippojen 3 ja 4yyhdistelmään. Saatu suodatintanko katkaistaan poikittaisesta kunkin halkaisijaltaan suuremman osan keskeltä.

Kuviossa 4 esitettyyn savukesuodattimeen kuuluu yleisesti ottaen sylinterimäinen selluloosa-asetaattirunko 6. Rungossa 6 on ensimmäinen, täysimittaisella halkaisijalla varustettu osa 7 ja halkaisijaltaan pienempi toinen osa 8, joka on varustettu useilla (esitetyssä tapauksessa kolmella) kehäharjanteella 9, joiden kunkin halkaisija on yhtä 5 61618 suuri kuin osan 7. Runko 6 on kääritty huokoiseen paperivaippaan 10, jota halkaisijaltaan pienemmän osan 8 kohdalla tukevat harjanneosat 9.

Rungonosa 8 ulottuu oikeanpuoleisen päätyosan 9 oikealle puolelle. Tällöin kiinnitettäessä suodatin savukkeeseen siten, että täysimittaisella halkaisijalla varustettu osa 7 tulee savukkeen tupakkaosaa vasten, tupakasta kauempana olevaan suodattimen päätypintaan muodostuu "porrastettu” rakenne tai ulkonäkö. Rungossa 6 voisi kuitenkin myös oikeanpuoleisessa päässä olla osan 7 kaltainen, täysimittaisella halkaisijalla varustettu osa.

Käytössä suodattimen läpi kulkeva tupakansavu virtaa edullisesti tilat 11 käsittävän savuvirtauskanavan läpi, joita tiloja rajoittaa vaippa 10 sekä rungon 6 osan 8 kehäpinta. Vaikka liikkuessaan järjestyksessä tilojen 11 läpi savun pitääkin virrata myös välissä olevien harjanteiden selluloosa-asetaatin läpi, on tällä keskeytyneellä vir-tauskanavalla kuitenkin alhaisempi virtausvastus kuin yhtä pitkällä vaihtoehtoisella kanavalla, joka kulkee kokonaan runko-osan 8 selluloosa-asetaatin sisällä. Suuria määriä hiilimonoksidia, typpioksidia ja muita haihtuvia ainesosia poistuu savusta vaipan 10 tiloja 11 rajoittavien osien läpi tapahtuvan diffuusion avulla. Tässäkin tapauksessa ilmaa tunkeutuu tiloihin 11 vaipan 10 näiden osien läpi.

Runko 6 voidaan valmistaa yllä mainitussa patenttihakemuksessa esitetyllä menetelmällä. Tällöin ohuemman osan 8 kehäpinta voi olla osittain ummessa.

Kunkin esitetyn suodattimen käytössä pieni osa rungon ohuemman osan läpi kulkevan savun haihtuvista ainesosista diffusoituu tämän osan osittain ummessa olevan kehäpinnan läpi poistuen siis myös diffuusion avulla vaipan 3 tai 10 läpi.

Suodattimet voidaan kiinnittää tupakkaosiin kiinnityspapereilla, jossa tapauksessa kiinnityspaperin vaipan 3 tai 10 tapaan pitäisi olla huokoinen, jotta hiilimonoksidi ja typpioksidi pääsevät diffu-soitumaan molempien läpi. Vaihtoehtoisesti kiinnitys voidaan suorittaa kapealla kiinnitysnauhalla, jossa tapauksessa nauhamateriaalin ei tarvitse olla huokoista.

6 61618

Suodatinrungon 1 tai 6 kokonaispituus voi olla vain 10 mm tai peräti 45 mm. Halkaisijaltaan pienemmän osan pituus voidaan valita alueelta 5-35 mm ja halkaisijan lyhennysalueelta 1-7 mm.

Tällaisten suodattimien rakenne ja järjestely voivat vaihdella:

Kuvioissa 1-3 esitetyssä esimerkissä väliosa 2 on yhtenäinen päätyosien la ja Ib kanssa. Yllä kuvatulla samanlaisen suodattimen vaihtoehtoisella valmistusmenetelmällä valmistettaessa ovat päätyosat la ja Ib erillään osasta 2, kuten kuviossa 5 on kaaviomisesti esitetty. Osa 2 voidaan sijoittaa epäkeskeisesti osiin la ja Ib nähden, kuten kuviossa 6 on esitetty ja sen poikkileikkaus voi olla pyöreä tai puolipyöreä, kuten vastaavasti kuvioissa 6a ja 6b on esitetty. Erityisesti jälkimmäisissä tapauksissa la ja Ib voidaan saattaa yhtenäiseksi osan 2 kanssa. Lopuksi kumpi tahansa osa la tai Ib voi olla yhtenäinen osan 2 kanssa, kuten kuviossa 7 on esitetty osan Ib kohdalla.

Savun virtaussuunnassa ohuemman osan etupuolella oleva > rungonosa voidaan muodostaa siten, että se edistää savun virtausta tilaan tai tiloihin, joista haihtuvien ainesosien ulospäin suuntautunut diffuusio tapahtuu. Esimerkiksi kuvioiden 8 ja 9 mukaisesti osan la kehä voidaan varustaa välimatkan päässä toisistaan olevilla pituussuuntaisilla urilla 12. Vaikka tässä esimerkissä tällaiset urat päättyvät ennen tupakkaosan 13 päätä, ne voivat ulottua osan la koko pituudelta.

Tällaisten urien sijasta tai niiden lisäksi voidaan tämän osan la pintaan järjestää ontelo tai ontelolta, jotka suippenevat osan la tupakasta kauempana olevaa päätä kohti. Tällaisen ontelon tai uran pinta tai pinnat voidaan tiivistää sen tai niiden saattamiseksi olennaisesti savua läpäisemättömiksi.

Rungon väliosan rajoittama tila 5 tai tilat 11 voivat sisältää jotakin ainetta, esimerkiksi aktiivihiiltä, joka edistää höyryfaasisavuaines-osien poistumista.

Yllä kuvatun tapaisissa suodattimissa voi olla tai niihin voidaan yhdistää joko yhtenäiseksi tai erillisesti suodatinosa, johon on järjestetty savun nopeutta kiihdyttävä kuristuma siten kuin on esitetty patenttihakemuksessa 772910.

Claims (7)

1. 7 61618 Kuvion 10 mukaisesti voidaan esimerkiksi järjestää heiman pienempi osa la, jossa on tiivistysaineella 15 täytetty rengasmainen ura 14 tai vaihtoehtoisesti uran seinämät on tiivistetty, jolloin virtaus-suunnassa tämän osan jäljellä olevan osan ja osien 2 ja Ib etupuolelle muodostuu savun nopeutta kiihdyttävä aukko 16. Missä tahansa yllä mainitussa esimerkissä voi ohuemmalla osalla 2 tai 8 olla erilainen poikkileikkaus, esimerkiksi kolmiomainen tai monikulmainen.
2. 1. Tupakansavun suodatin, johon kuuluu suodatinainetta oleva suoda-tinrunko (1, 6), joka on suljettu huokoiseen päällysmateriaalivaip-paan (3), jonka läpi tupakansavun haihtuvat aineosat pääsevät ja joka yhdessä mainitun rungon kanssa rajoittaa ainakin yhtä tilaa (5, 11), joka muodostaa kanavan, jonka läpi savu pääsee virtaamaan suodatinta käytettäessä ja josta mainitut savun aineosat voivat poistua diffuusion avulla vaippamateriaalin (3) läpi, tunnettu siitä, että suodatinrungon molemmissa päissä on suodatinainetta olevat päätyosat (la, Ib; 7, 9), joiden välissä sijaitseva, myöskin suodatinainetta oleva väliosa (2y 8) sijaitsee kokonaan, rungon aksiaalisuunnassa katsottuna, päätyosien (la, lbj 7, 9) ääriviivan sisäpuolella siten, että huokoinen vaippa (3, 4; 10) rajoittaa mainitun tilan (5) tai tilat (11) olennaisesti vaipan (3, 4; 10) koko kehän alueelle, jonka tilan (5) tai tilojen (11) kautta savu virtaa suodatinrungon (1) aksiaalisuunnassa, jotka tilat (5, 11) ovat olennaisesti rengasmaisia.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että runko (la. Ib, 2; 6) on selluloosa-asetaattia.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että rungossa on yksi väliosa (2), joka muodostaa vaipan ja rungon väliin yhden pitkänomaisen ja rengasmaisen tilan (5). 1 Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että rungossa (6) on useita rengasmaisia harjanneosia (9), jotka erottavat useita rengasmaisia tiloja (11) toisistaan. β 61618
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että väliosa (2, kuvio 7? 8) on yhtenäinen ainakin yhden pää-tyosan (lb> 7, 9) kanssa.
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että se päätyosa (la), joka suodatinta savukkeessa käytettäessä sijaitsee välittömästi tupakkaosan vieressä, on varustettu ura-ja/tai ontelomuodostuksilla (12) savun ohjaamiseksi mainittuun tilaan (5) tai tiloihin (11).
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että savukkeen puoleinen päätyosa (la) on varustettu savun nopeutta kiihdyttävällä kuristuksella (16).