FI64737C - Cigarrett med mikroperforerat filter - Google Patents

Description

Γβ1 KUULUTUSJULKAISO „ , „ Ή&5 φ ”1' JTLAGGNINGSSKRIFT 64/3/ C (45) : :J.19 01 1901 y ' (51) Kv.lkP/Int.CI.3 A 24 D 3/04 SUOMI—FINLAND (H) PKMttihtktnms — P*tenum6knlng 7Ö12 5 9

(22) Hak*ml»pllvJ — Amttknlngadag 24.0U.7B

(23) AlkupMvl — Giltlgfiettdag 2U.04.78 (41) Tullut |ulkl*eksl — Blivlt offamllg 30.12.78 _ * (44) NlhttvUulpanon |« kuuLJutkatam pvm. — -jn 09 83

Patent- oeh registerstyrelsen ' Anstkan utlagd och «Lskriftun publkerad J ' 7 J

(32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus— Buglrd prlorltet 29-06.77 USA(US) 811046 (71) Olin Corporation, P.O. Box 200, Pisgah Forest, North Carolina 28768, USA(UG) (72) Hichard Hugo Martin, Pisgah Forest, North Carolina,

Willi>un Fred Owens, Jr., Pisgah Forest, North Carolina, USA(US) (74) Oy Kolster Ab (54) Mikroperferoidulla suodattimena varustettu savuke -Cigarrett med mikroperforerat filter

Keksintö koskee suodatinsavuketta, jossa on mikroperfe-roitu suodatin.

Ilmarei'illä varustetut savukkeet ovat hyvin tunnettuja, joissa suuri joukko reikiä on muodostettu joko suodatinta ympäröivään suodatinpaperiin tai johonkin osaan itse savuketta. Tällaisia savukkeita on kuvattu esim. amerikkalaisissa patenteissa US 2 988 088, 2 980 116 ja 3 410 274. Perferointi mahdollistaa savukkeen läpi vedetyn savun laimentamisen ympäröivällä ilmalla, jolloin savuke tuntuu viileämmältä ja vähemmän karkealta. Tiedetään myös, että ilmalaimennus vähentää hiukkasmaisen aineen ja kaasufaasiaineosien kokonaismäärän savussa.

Savukesavun päävirran ilmalaimennuksesta tai ohentami-sesta suodattimen läpi on tullut suosituin ja laajasti hyväksytty menetelmä savukkeen savuaineosien vähentämiseksi. Suodatinsavuk-keissa, joissa on perferoitu suodatin, perferointi muodostuu yleensä suodattimen ympärillä olevasta reikärivista tai riveistä, 2 64737 jolloin reiät sijoittuvat joko suoraan suodattimen päälle tai suodattimen ja tupakan väliseen liitokseen. Kun perferointi on suodattimen päällä, itse suodatin on kääritty huokoiseen, ilmaa läpäisevään käärepaperiin, ilman pääsy suodattimeen suodatinpaperin perferoinnin ja huokoisen käärepaperin kautta, sekoittuminen savuun on mahdollista. Tällaisissa tapauksissa suodatinpaperi ja käärepaperi liimataan yhteen lukuunottamatta perferoitua aluetta, joka jätetään liimattomaksi suodatinpaperin perferoinnin ja huokoisen käärepaperin tukkeutumisen estämiseksi. Tavanomainen keino aikaansaada ilmalaimennusvaikutus perferoidulla suodatinpaperilla on käyttää makrorei'itettyä suodatinpaperia, jossa on selvästi näkyvät, suhteellisen suuret reiät. Tavallisesti reiät muodostetaan paperiin rei'ittämällä mekaanisesti suodatinpaperi ennen savukkeen kokoamista, vaikka sähköstaattisesta revitettyjä suoda-tinpapereita,joissa on kooltaan epäsäännölliset, epäsäännöllisin välein sijaitsevat reiät, kuvataan DE-hakemusjulkaisussa 2 531 285. Tällaisissa mekaanisesti rei'itetyissä suodatinpapereissa on yhden tai useamman rivin muodostama perferointivyöhyke, joka on selvästi nähtävissä paljaalla silmällä.

On myös tunnettua käyttää tasaisesti huokoista suodatinpaperia, joka peittää huokoisen käärepaperin ilman sekoittamiseksi savukkeista tulevan savun päävirtaan, kuten on kuvattu amerikkalaisessa patentissa US 3 805 800. Tällaisessa rakenteessa huokoinen suodatinpaperi ja käärepaperi on liimattu yhteen siten, että vähintään yksi vyöhyke on jätetty liimaamatta huokoisen alueen muodostamiseksi, jotta ilma pääsee sekoittumaan savuun.

Vaikka tähän saakka tunnetut ilmarei'illä varustetut savukkeet vähentävät hiukkasmaisen aineen ja kaasufaasiaineosien kokonaismäärää savukkeen savussa, ne eivät saa aikaan sellaista selektiivistä vähennystä, jota halutaan eräiden savukkeen savussa olevien ei-haluttujen aineosien, kuten hiilimonoksidin suhteen. Sitäpaitsi ne pyrkivät pienentämään nikotiinimääriä samassa määrin kuin muitakin aineosia niin, että saavutettavissa olevilla maksimi-kokonaisvähennyksillä nikotiinin määrä savussa pienenee voimakkaasti. Hiilimonoksidipitoisuuden alentaminen on tullut yhä tärkeämmäksi. Keksinnön mukaisella suodatinsavukkeella voidaan hiilimonoksidin pitoisuutta selektiivisesti alentaa ilman liiallis- 3 64737 ta nikotiinin vähenemistä savukkeen savussa, mikä aikaisemmin ei ole ollut mahdollista.

Keksintö koskee suodatinsavuketta, jossa on mikroperferoitu suodatin, jonka ansiosta savukkeesta tulevan savun hiilimonoksidipitoisuus pienenee selektiivisesti niin, että selektiivisyys-suhde hiilimonoksidi/nikotiini on vähintään 3. Keksinnön mukaiselle suodatinsavukkeelle on tunnusomaista, että suodatin on ympäröity tasaisesti huokoisella käärepaperilla, jonka Filtrona-ilmanläpäisevyys on 300-4000 yksikköä, ja että käärepaperi on ympäröity suodatinpaperilla, jossa on mikroperferoitu vyöhyke, 2 jossa reikien keskimääräinen pinta-ala on alle 0,01 mm , jolloin käärepaperi ja suodinpaperi on liimattu yhteen lukuunottamatta mikroperferoitua vyöhykettä, jotta ympäristön ilma voi virrata suodatinpaperin perferoinnin ja huokoisen käärepaperin läpi.

Tässä käytettynä Filtrona-ilmanläpäisevyys tarkoittaa ilman tilavuutta, joka virtaa määrätyn paperin pinta-alan läpi aikayksikössä vakio alipaineessa seuraavan yhtälön mukaisesti:

Filtrona-ilmanläpäisevyys = cm ilmaa/min/cm paperia/10 cm vesi- patsasta. Näin ollen Filtrona-ilmanläpäisevyys 3000 merkitsee, 3 2 että 3000 cm ilmaa virtaa 1 cm :n paperialueen läpi yhdessä minuutissa paineen ollessa 10 cm vesipatsasta.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista savuketta.

Savukkeessa 10 tupakka 11 on kääritty tavanomaiseen savuke-paperiin 12. Tupakkapötkön 11 päähän rajoittuu suodatin 13, joka voi koostua mistä tahansa yleisesti käytetyistä tupakansuodatin-aineista, kuten selluloosa-asetaattikuidusta, paperista, synteettisestä polymeerivaahdosta jne. Suodatin 13 on kääritty tasaisesti huokoiseen käärepaperiin 14 ja sitten ympäröity suodatinpaperilla 15, josta lyhyt osa on limittäin savukepaperin 12 kanssa sucdatin-osan kiinittämiseksi tupakkapötköä ympäröivään savukepaperiin.

Keksinnön mukaisesti suodatinpaperi 15 sisältää useita pieniä reikiä 16 vyöhykkeenä vähintään yhtenä rivinä, joka suuntautuu suodattimen ympäri. Jokaisen reiän keskimääräinen koko on o alle 0,01 mm ja vaikka reiät on esitetty pisteinä kuviossa ku-vaamistarkoituksessa tällaista mikrokokoa olevina ne ovat paljaalle silmälle näkymättömiä. Perferoidut suodatinpaperit, joissa reiät ovat näin pientä ja täsmällistä kokoa, ovat vasta viime 64737 aikoina olleet saatavissa käyttäen sähköistä kipinäpurkausperfe-rointitekniikkaa. Tyypillistä laitteistoa, jota voidaan käyttää tällaisten perferoitujen suodatinpapereiden valmistukseen, kuvataan amerikkalaisessa patentissa US 4 029 938.

Toinen keksinnön mukaisen savukkeen tärkeä peruspiirre on tasaisesti huokoisen käärepaperin ilmanläpäisevyys, jonka on oltava 300-4000 Filtrona-ilmanläpäisevyysyksikköä. Näin ollen yhdistelmä, joka käsittää huokoisen käärepaperin, jolla on tällainen ilmanläpäisevyys, ja mikroperferoidun suodatinpaperin imukesuojus, alentaa yllättävän selektiivisesti hiilimonoksidin pitoisuutta. Vaikka on tunnettua, että savun laimentaminen ilmalla vähentää tiettyjä komponentteja enemmän kuin muita savukkeen savussa, ennen tätä keksintöä ei tiedetty, että suodatinpaperin perferoinnin reikäkoko ja käärepaperin ilmanläpäisevyys ratkaisevasti vaikuttaa mak-simiselektiivisyyteen ja että tällaisella yhdistelmällä saadaan aikaan tähän saakka saavuttamattomat hiilimonoksidipitoisuuksien selektiiviset vähennykset vain erittäin pienellä nikotiinisaanto-jen vähennyksellä. Mikroperferoidun suodatinpaperin ja käärepaperin käyttö johtaa ainakin kolminkertaisiin hiilimonoksidivähennyk-siin nikotiinivähennyksiin verrattuna. Tällaista hiilimonoksidin suhteellista vähennystä nikotiiniin verrattuna kutsutaan selektii-visyyssuhteeksi, joka määritellään tässä hiilimonoksidin prosentuaaliseksi vähennykseksi jaettuna nikotiinin prosentuaalisella vähennyksellä. Keksinnön mukaisesti selektiivisyyssuhteen tulee olla vähintään 3 ja edullisesti 5 tai suurempi. Niinkin korkeat selektiivisyyssuhteet kuin 12 on saavutettu.

Esimerkit

Kaupallista tupakkaseosta olevat tupakkapötköt, jotka oli kääritty tavanomaiseen savukepaperiin, leikattiin 7 mm:n pituuksiksi ja valittiin painon perusteella - 2 %:n sisään erän keskipainosta. Päihin liitettiin 25 mm:n selluloosa-asetaattirohtimesta koostuvat suodatintulpat, jotka oli erikseen kääritty useisiin tasaisesti huokoisiin käärepapereihin, jotka edustivat Filtrona-il-manläpäisevyysarvoja, joita on kaupallisesti saatavissa. Jokainen kääritty suodatin kiinnitettiin sitten tupakkapötköön käyttäen mikroperferoitua suodatinpaperia ja suodattimena varustetut savukkeet ilmastointiin 22°C:ssa ja 62 %:n suhteellisessa kosteudessa ennen polttamista. Käytetyt perferoidut suodatinpaperit valmistet- 5 64737 tiin sähköstaattisella perferointilaitteella, joka muodostaa reiät paperiin suurjännitepurkauksella. Perferointi järjestettiin yhdeksi erillisten rivien vyöhykkeeksi, vierekkäisten rivien ollessa noin 1 mm päässä toisistaan ja suunnatut suodattimen ympäri. Suodatinpaperi oli 30 mm leveä perferointivyöhykkeen sijaitessa noin 10 mm suodatinpaperin tupakan puoleisesta reunasta. Kaksi sarjaa perferoituja suodatinpapereita tutkittiin yhdessä erilaisten huokoisten käärepapereiden kanssa toisen sarjan käsittäessä 4 perfe- rointiriviä ja toisen 10 perferointiriviä, jokaisen avoimen reiän o pinta-alan molemmissa sarjoissa ollessa alle 0,01 mm . Perferoidulla alueella tällaisissa suodatinpapereissa on huokoisuus, joka on 1000-1400 Filtrona-ilmanläpäisevyysyksikköä. Mikroperferoitu suodatinpaperi ja käärityt suodattimet liimattiin yhteen lukuunottamatta perferoitua vyöhykettä, joka jätettiin liimattomaksi. Liimattoman alueen leveys ylitti perferoidun vyöhykkeen leveyden 1 mm:11a. Samanlaiset vertailusavukkeet valmistettiin käyttäen samoja tupakka- ja selluloosa-asetaattisuodatinaineita paitsi, että suodatin käärittiin ei-huokoiseen käärepaperiin ja yhdistettiin tupakkapötköön perferoitumattomalla, ei-huokoisella suodatinpaperilla, jolloin liimaa levitettiin koko niiden rajakkain olevien pintojen alueelle.

Näytesavukkeita jokaisesta sarjasta ja vertailusarjasta poltettiin automaattisella tupakointikoneella käyttäen FTC-menette-lyjä, joissa jokaisella vedolla saatu savu otettiin talteen ja savun eri aineosien pitoisuudet määritettiin tavanomaisin menetelmin. Eri komponenttien määrien vähennykset määritettiin suhteessa määriin, jotka saatiin vertailusavukkeista, joissa ei esiintynyt mitään mitattavaa ilmalaimennus- tai miedonnusilmiöitä. Tulokset ovat seuraavat:

Taulukko I

Suodatinpaperin Käärepaperin Maksimivähennykset,% Selektiivi-perferointirivejä Filtrona-ilman- syyssuhde _läpäisevyys_CO Terva Nikotiini CO/Nikotiini 4 340 40 25 5 8.00 4 1000 51 24 8 6.38 4 3000 71 30 6 11.38 4 21500 85 61 41 2.07 4 40000 92 62 33 2.79 64737

Taulukko II

Suodatinpaperin Käärepaperin Maksimivähennykset,% Selektiivi-perferointirivejä Filtrona-ilman syyssuhde _läpäisevyys CO Terva Nikotiini CO/Nikotiini 10 340 63 28 7 9.00 10 1000 66 43 10 6.60 10 3000 90 46 17 5.29 10 21500 91 64 39 2.33 10 40000 95 63 45 2.11

Kuten yllä olevista taulukoista ilmenee, sarjoissa, joissa käytettiin 4 rivin ja 10 rivin perferointivyöhykettä, hiilimonoksidin, kuivan tervan ja nikotiinin määrien vähennykset kasvavat merkittävästi käärepaperin ilmanläpäisevyyden kasvaessa. Kuitenkin molemmilla suodatinpaperisarjoilla esiintyy huomattavia hiilimonoksidin selektiivisiä vähennyksiä ja vain nimellisiä nikotiin vähennyksiä huokoisen käärepaperin pienemmillä ilmanläpäisevyyksillä. Niinpä ensimmäisessä sarjassa hiilimonoksidi vähenee 71 % kääre-paerin ilmanläpäisevyysarvolla 3000, kun taas nikotiini vähenee vain 6 % johtaen selektiivisyyssuhteeseen 11.83. Samalla tavoin toisessa sarjassa hiilimonoksidi vähenee 90 % tulppakääreen ilman-läpäisevyydellä 3000 ja nikotiini vain 17 % selektiivisyyssuhtees-sa 5.29. Kun käärepaperin ilmanläpäisevyys on 21500 tai suurempi, tapahtuu vielä jonkin verran lisää hiilimonoksidin vähenemistä, mutta nikotiinivähennykset kasvavat huomattavasti ja selektiivisyys-suhde putoaa arvoon noin 2.00. Näin ollen havaitaan, että molemmat suodatinpaperisarjät osoittavat jyrkkää ja äkillistä hiilimonoksidi-selektiivisyyden muutosta huokoisen käärepaperin ilmanläpäisevyyk-sien 3000 ja 21500 välillä. Kun mikroperferoitua suodatinpaperia käytetään huokoisen käärepaperin kanssa, jonka ilmanläpäisevyys on pieni tai keskinkertainen, saavutetaan maksimihiilimonoksidi-selektiivisyys suhteellisen pienillä nikotiinivähennyksillä, kun taas huokoiset käärepaperit, joiden ilmanläpäisevyys on suuri, saavat aikaan pienen selektiivisyyden, mutta maksimikokona!skom-ponenttivähennykset.

Claims (6)

64737

1. Suodatinsavuke, jossa on mikroperferoitu suodatin, jonka ansiosta savukkeesta tulevan savun hiilimonoksidipitoisuus pienenee selektiivisesti niin, että selektiivisyyssuhde hiilimonok-sidi/nikotiini on vähintään 3, tunnettu siitä, että suodatin (13) on ympäröity tasaisesti huokoisella käärepaperilla (14), jonka Filtrona-ilmanläpäisevyys on 300-4000 yksikköä, ja että käärepaperi (14) on ympäröity suodatinpaperilla (15) , jossa on mikroperferoitu vyöhyke (16) , jossa reikien keskimääräinen pinta-ala on alle 0,01 mm2, jolloin käärepaperi (14) ja suodatinpaperi (15) on liimattu yhteen lukuunottamatta mikroperferoitua vyöhykettä (16), jotta ympäristön ilma voi virrata suodatinpaperin (15) perferoinnin ja huokoisen käärepaperin (14) läpi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen suodatinsavuke, tunnettu siitä, että käärepaperin (14) Filtrona-ilmanläpäisevyys on noin 3000 yksikköä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatinsavuke, tunnettu siitä, että selektiivisyyssuhde on yli 5.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatinsavuke »tunnettu siitä, että suodatinpaperin (15) mikroperferoitu vyöhyke (16) muodostuu vierekkäisistä, erillisistä perferointiriveistä, jotka suuntautuvat suodattimen (13) ympäri.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen suodatinsavuke, tunnettu siitä, että mikroperferoitu vyöhyke (16) käsittää 4-10 perferointiriviä, joiden huokoisuus on 1000-1400 Filtrona-ilman-läpäisevyysyksikköä.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen suodatinsavuke, tunnettu siitä, että käärepaperin (14) ja suodatinpaperin (15) välinen liimaamaton alue ylittää mikroperferoidun vyöhykkeen (16) leveyden vähintään 1 mm:llä.