NL8204909A

NL8204909A - Filter voor tabaksrook.

Info

Publication number: NL8204909A
Application number: NL8204909A
Authority: NL
Original assignee: Filtrona Ltd
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1983-07-18
Also published as: IT8224837A0; CH651184A5; GB2113066A; IT8224837A1; BE895390A; DK560282A; AU9153382A; SE8207227D0; DE3246898A1; AU556902B2; SE8207227L; PT76005B; FR2518374B1; ZA829280B; NO157124C; GB2113066B; IT1155005B; JPS58155073A; FR2518374A1; PT76005A

Description

β %

Br/lh/1

Filter voor tabaksrook.

De uitvinding betreft filters voor tabaksrook. Zij levert een nieuwe, niet-homogene filterstaaf en ook een geventileerd filter daaruit, waarmee de teeropbrengt hoofdzakelijk door verdunning met lucht en niet zo zeer 5 door mechanische filtratie wordt verminderd, terwijl in vergelijking met een gebruikelijk filter met dezelfde verdunning en teeropvang een betrekkelijk hoge drukval over het filter wordt gehandhaafd. Zulk een gebruikelijke filter bestaat bijvoorbeeld uit een homogene massa van cellulose- 10 acetaat-filamenten van 12 of 15 dpf (denier per filament) en heeft een laag filtratierendement. Als een dergelijk filter wordt gebruikt met een sterke verdunning door lucht, treedt een onaanvaardbaar lage drukval over het filter en de filtersigaret op.

15 ~~ De uitvinding gebruikt een filterstaaf waarin het filterraateriaal een laag rondom een dichtere stromings-hinderende kern van vezels of filamenten vormt. Deze kern kan ondoorlaatbaar voor rook zijn of een zeer geringe doorlaatbaarheid hebben.

20 De uitvinding verschaft enerzijds een filter- staaf voor tabaksrook, omvattende een laag filtermateriaal rondom een dichtere, stromingshinderende, doorgedrukte kern van op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden filamenten.

25 Anderzijds verschaft de uitvinding een geven tileerd filter voor tabaksrook, dat de teeropbrengst meer door verdunning met lucht dan door mechanische filtratie doet verminderen, en waarin het filtermateriaal een laag rondom een dichtere, stromingshinderende kern van vezels 30 of filamenten vormt en zelf door een voor lucht doorlaatbaar omhulsen wordt omringd. In een filtersigaret met een dergelijk filter is het percentage verdunning met lucht via het filter bij voorkeur groter dan het percentage teer-opvang dat op andere wijze wordt bereikt.

8204909 -2- * f *

Het filter volgens de uitvinding heeft uiteraard een voor lucht doorlaatbaar omhulsel, bijvoorbeeld een oinhulsel van nagenoeg ondoorlaatbaar papier waarin perforaties zijn aangebracht. Tijdens het gebruik wordt bij 5 voorkeur tenminste 50% van de rook daardoor met lucht verdund. Sigaretten met dergelijke filters kunnen een lagere CO/teerverhouding hebben dan sigaretten met de gebruikelijke sterk geventileerde filters (waarvoor de verhouding in het algemeen 1 is) maar tegelijkertijd eenzelfde weerstand tegen 10 aanzuigen als sigaretten met gebruikelijke, ongeventileerde of licht geventileerde filters.

De drukval over het gehele filter wordt op een redelijk hoge waarde gehouden door het beperkte oppervlak in dwarsdoorsnede van het filtermateriaal. Het mecha-15 nische rendement van het filter is laag vanwege dé beperkte dwarsdoorsnede-oppervlak en vanwege het geringe rendement van het filtermateriaal zelf.

Onder het "percentageverdunning met lucht" wordt het volumepercentage van de ventilerende lucht, die 20 via het filter is toegevoegd, betrokken op het door het filter afgegeven totale mengsel verstaan. Met 50% ventilatie of verdunning met lucht wordt dus bedoeld dat men bij elke "trek" een volumeverhouding 50/50 voor de toegevoegde lucht ten opzichte van de oorspronkelijke rook heeft. Met "40% 25 verdunning met lucht" wordt een verhouding 40/60 bedoeld enz.

Bij voorkeur zal het filter, als de verdunning met lucht wordt verhinderd, een drukval van tenminste 90 mm waterkolom en een mechanische teeropvang van ten 30 hoogste 45% hebben.

Het filtermateriaal kan bestaan uit een gebruikelijk materiaal met gering filterrendement, bijvoorbeeld cellulose-acetaatvezels of andere vezels van 8 dpf of meer (bijvoorbeeld filamentpluis of stapelveiels) of anders 35 een verzameld golfvliesmateriaal.

De stromingshinderende, dichte kern van vezels of filamenten kan ondoorlaatbaar of weinig doorlaatbaar zijn, bijvoorbeeld bestaan uit een vezel- of filament- 8204909 • 1 ' -3- materiaal van geringe doorlaatbaarheid zoals "Transorb", een dichte doorgedrukte staaf van op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden cellulose-acetaatfilamenten. De eigenschappen van "Transorb" staven en methoden voor het maken 5 daarvan (waarbij de oorspronkelijke kroezing van de filamenten kan worden opgeheven) zijn beschreven in het Britse octrooischrift 970.817, waarnaar verder verwezen wordt.

Iri het geval van een kern met geringe doorlaatbaarheid kan de radiale stroming van rook of lucht tussen 10 de stromingshinderende kern en het filtermateriaal door een omhulling (bijvoorbeeld van niet poreus papier of ondoorlaatbare film) of een integrale huid rondom de kern worden verhinderd.

De door filtermateriaal omringde stromings-15 hinderende kern kan zich over de gehele lengte van het filter of over een deel daarvan uitstrekken. Strekt de kern zich niet van eind tot eind in het filter uit, dan kan hij uitgaan van één der einden of op afstand van beide einden liggen. De kern zal gewoonlijk evenwijdig aan de \ 20 filteras zijn en bij voorkeur coaxiaal met het filter, maar dit is niet beslist noodzakelijk. Verder kan het filter ook twee of meer stromingshinderende kernen hebben. Filters volgens de uitvinding kunnen gemakkelijk worden gemaakt door een vlies of band van het filtermateriaal continu in 25 langsrichting voort te bewegen, een doorlopende stromings-verhinderende kern continu daaraan toe te voeren of stukken kern met tussenruimten achter elkaar daarop neer te leggen, het geheel continu in staafvorm te brengen met het filtermateriaal om de kern heen, de staaf continu te omhullen met 30 een voor lucht doorlaatbaar omhulsel, en het verkregen doorlopende produkt continu in afzonderlijke stukken te snijden.

Is een geperforeerd mondstukomhulsel aanwezig, met daarnaast een kern die niet de gehele lengte van het 35 filter heeft, dan kan de laatste met voordeel stroomafwaarts of stroomopwaarts van de perforaties in het omhulsel worden geplaatst, dat wil zeggen aan het mondeinde van het filter of daarvan afgekeerd.

ii\J.

8204909 -4-

FiIters volgens de uitviriding kunnen op zichzelf worden gebruikt, maar ook als onderdeel van een meervoudig filter, te zamen met tenminste één extra prop van geringe drukval en geringe teeropvang.

5 De hier gegeven waarden voor drukval, teerop vang en verdunning met lucht zijn gemeten met de gebruikelijke methoden, aanbevolen door CORESTA (Centre de Cooperation pour les Recherches Scientifiques Relatives au Tabac).

Als het samenstel van kern en omringend filter-10 materiaal zelfdragend is, kan het voor lucht doorlaatbare omhulsel worden aangebracht nadat dit samenstel in afzonderlijke stukken is gesneden. Zodoende kan dit oinhulsel het mondstukomhulsel vormen dat het filter verbindt met’ een omhulde tabaksstaaf in een filtersigaret.

15 In plaats daarvan kan het voor lucht doorlaat bare omhulsel ook tijdens de continue produktie van het samenstel worden aangebracht. Het filter kan dan met behulp van een ringvormig mondstuk in een sigaret worden opgenomen, en ook kan men de verdunning met lucht zowel door dit 20 omhulsel als door een mondstukomhulsel laten plaatsvinden.

Zoals hierboven aangegeven kan de stromings-hinderende kern geheel ondoorlaatbaar voor rook zijn, terwijl deze kern ook zodanige structuur en samenstelling kan hebben dat hij uit zichzelf een meetbare of aanmerke-25 lijke doorlaatbaarheid voor rook heeft maar toch weinig of niets aan de doorlaatbaarheid voor rook van het filter als geheel bedraagt. Zo kan de stromingshinderende (of elke stromingshinderende) kern bijvoorbeeld bestaan uit een lichaam van op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden 30 filamenten of vezels, welk lichaam wel enigszins doorlaatbaar is, maar veel minder dan het omringende filtermateriaal. Als de of elke kern uit zichzelf wel doorlaatbaar is, kan men daaromheen een voor rook ondoorlaatbaar omhulsel of huid aanbrengen, die een scheiding tussen kern en omringend 35 filtermateriaal teweegbrengt.

In een voorkeursuitvoering bestaat de of elke stromingshinderende kern uit een "Transorb" staaf van op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden cellulose-acetaat- 8204909 -5- filamenten en wordt deze kern omringd door een gebruikelijk filtermateriaal voor rook, desgewenst met een ondoorlaatbaar omhulsel daartussen.

Ift een reeks voorbeelden van deze uitvoerings-5 vorm bestaat de stromingshinderende kern uit een niet omhulde "Transorb” staaf van nagenoeg ontkroesde, op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden cellulose-acetaat-filamenten, gemaakt op de wijze van het Britse octrooi-schrift 970.817, terwijl het filtermateriaal daaromheen uit 10 gekroesde, op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden cellulose-acetaatfilamenten bestaat. De kern en de omringende filterstaaf strekken zich beide over de gehele lengte van het filter uit, dat een sterk doorlaatbaar omhulsel (150 K) heeft. Voor het testen van de filtersigaretten worden 'derge-15 lijke omhulde filters bevestigd aan gebruikelijke omhulde tabaksstaven (met een drukval van 45 ram waterkolom) enwel met een gebruikelijk mondstukomhulsel dat van ondoorlaatbaar materiaal is maar perforaties heeft om bij normaal gebruik een gewenste verdunning van de rook met lucht te 20 leveren. Details van deze voorbeelden zijn verzameld in tabel A.

8204909 -6- 3Π •Η Μ +> φ <0 0>Ό rH i C C ·Η Μ (d Ο +J rj ιη ι φ > Ν C rf *« <u Β φ

En Ο «W >________ I Μ Μ Η 3 0) <ΰ -ρ -ρ

> W «J

Μ Ό Ss Ή 00 CM

ρ G ο >η σι 5-ι ο £ <—t '—ι QES_____ 1 Β X Β 0 I—( 1—1 I-ί 4-> Μ co co ιο ω φ *· ·* *» Ό Ρ -μ* η*

C -Ρ CM 04 CM

0 Β S 0_____ j* i

D

P φ w -P in un m

Ό Φ CM CM CM

C G 0 Φ X <H

< U

Φ m co in J +>»»- W I φ ·Μ* M* .

eg G 6 ' <3 P id EH φ Ή M T3 --φ,----φΐ--------

G G G

rH 0 0 0

Id iH p-1 i—1 id

•Η Ο Ο O

IP O' O' t> G Φ \ \ \

P -P CO CO CO

Φ id ·» «· «· MS I-Η i—ι *-» rH 4-) 4·) 4-> (d G G c ι id 0 0 o

P ·Η ι—i rH rH

Φ P

4-) φ rj* rr tj· rH -p m m in •H Id \ \ fa g__co co__co

H

Η H

Η Η H

Ό TJ Ό rH rH ι—( Φ Φ Φ φ Φ Φ Λ Λ Λ

P P P

0 0 0 _> § > 8204909 -7-

In tabel A wijst de uitdrukking "8/54 lont" 3 op een lont van 8 denier per filament en 54 x 10 denier in totaal. De uitdrukking "1,6/70 lont" heeft een overeenkomstige betekenis. De term "drukval over mondstuk" 5 heeft betrekking op de drukval over het filtermondstuk als de zijdelingse toetreding van lucht wordt verhinderd. De "teeropvang zonder ventilatie" is de teeropvang die gemeten wordt bij het testen van de filtersigaret onder standaardomstandigheden op een apparaat van het type Filtrona 300, 10 waarbij de perforaties in het mondstukomhulsel zijn gesloten.

In tabel B wordt de drukval voor het filter alleen en voor de geventileerde filtersigaret van voorbeeld I vergeleken met de drukval van filters en filtersigaretten waarin het filter bestaat uit een gelijkmatige prop van 15 gekroesde, op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden cellulose-acetaatfilamenten van grove of gebruikelijke afmeting. Evenals in voorbeeld I wordt gewerkt met een mondstuklengte van 25 mm, een teeropvang zonder ventilatie van 42% en een drukval door de tabaksstaaf van 45 mm water-20 kolom. '

TABEL B

Gemeten drukval Voorbeeld I|Cellulose- Cellulose- (mm water) acetaat acetaat grof normaal (12 dpf) (2,5 - 5 dpf) 25 -

Gesloten mondstuk 101 67 35-60

Filter-? sigaret met _n perforaties 50% ventilatie 102 84,5 50-70

Tabel C geeft waarden voor het rookgedrag van de voorbeelden I-III. De rookproeven werden onder standaardomstandigheden uitgevoerd op een apparaat van het type 35 Filtrona 300, waarbij de perforaties :in het mondstukomhulsel open waren. Voorbeeld I uit tabel C verschilt alleen van voorbeeld I uit tabel B doordat in het laatste geval de verdunning mét lucht (ventilatie) tot 50% was beperkt. In 8204909 -81- elk voorbeeld heeft de sigaret zonder filter een drukval van 45 mm waterkolom, een teeropbrengst van 29 mg en een CO-opbrengst van 15,7 mg. De teeropbrengst is vrij van water en nicotine (WNF). De geventileerde filtersigaret 5 van voorbeeld I heeft een drukval van 95 mm waterkolom.

TABEL C

Voorbeeld I II III

0 Drukval omhuld 1 mondstuk (mm water) 101 118 92

Opbrengst ΓΡΜ (WNF) (mg) 5,5 6,2 9,7

Opbrengst ..·—· 15 CO (mg) 4,1 4,8 5,85

Verhouding CO/TPM (WNF) 0,75 0,77 0,6 % ventilatie- 20 mondstuk 62 58 50 ,

De uitdrukking TPM (WNF) heeft betrekking op de totale hoeveelheid deeltjesvormig materiaal (Vrij van water en nicotine).

25 In de onderstaande tabel D worden een gebruike lijke filtersigaret en een gebruikelijk geventileerd filter vergeleken met een filter en een filtersigaret volgens de uitvinding. Het gebruikelijke filter bestaat uit een homogeen lont van op de kontaktplaatsen verbonden cellulose-30 acetaatvezels. Het filter volgens de uitvinding heeft dezelfde afmetingen en de filtersigaret volgens de uitvinding wordt aangeduid met voorbeeld IV. Uiteraard zijn de tabaksstaven voor voorbeeld IV en voor de gebruikelijke filtersigaret aan elkaar gelijk.

8204909 * -9-

TABEL D

Geventileerde Gebruikelijke filtersigaret Voorbeeld IV sigaret

Drukval (mm water) 80 89 ^ Mondstukventilatie % 65,3 56,4 TPM (WNF) opbrengst (mg) 5,7 5,0 CO-opbrengst (mg) 2,94 4,09 10 CO/TPM (WNF)verhouding 0,52 0,82

Drukval (mm water) over mondstuk zonder ventilatie 126 98 15 Teeropvang (%) zonder ventilatie 42 53

Een doorlaatbaarheid voor lucht van nK betekent hier een doorlaatbaarheid van n x 1000 ml/minuut/10 cm / i 100 mm waterdruk, en wordt bepaald door de druk p in mm 20 waterkolom te meten, die opgewekt wordt door een stroom van 2 1050 mm lucht per minuut door een papieroppervlak van 10 cm . Daarbij geldt de berekening: doorlaatbaarheid = 1050 x ψ.

De uitvinding verschaft ook een filterstaaf 25 voor tabaksrook, omvattende een laag filtermateriaal rondom een dichtere stromingshinderende, doorgedrukte kern van de op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden filamenten. Dit is de voorkeursuitvoering van een filterstaaf volgens de uitvinding, die te zamen met een ventilerend mondstukomhul-30 sel in een filtersigaret wordt gebruikt. De filamenten van de kern, bijvoorbeeld van cellulose-acetaat, zijn bij voorkeur nagenoeg ongekroesd. Zij kunnen bijvoorbeeld zijn ontkroesd door het kernmateriaal tijdens de vorming van de kern door te drukken. Daarentegen is het filtermateriaal 35 bij voorkeur van gekroesde, op de kontaktplaatsen verbonden filamenten, bijvoorbeeld van cellulose-acetaat. De samengestelde staaf kan zijn omringd door een omhulsel met 8204909 -10- grote doorlaatbaarheid voor lucht, bijvoorbeeld 150 K. Als de staaf zelf geen omhulsel draagt, wordt hij met behulp van een ventilerend mondstukomhulsel in een filtersigaret opgenomen. Draagt de staaf wel reeds een sterk doorlaatbaar 5 omhulsel, dat kan hij in een filtersigaret worden opgenomen met behulp van een ringvormig mondstuk of met behulp van een ventilerend mondstukomhulsel, en meestal met de laatste mogelijkheid.

Filters volgens de uitvinding kunnen door 10 de juiste keuze van de lengte van de kern en van het omringende filtermateriaal, door keuze van de structuur, de pakkings-dichtheid en het relatieve dwarsdoorsnede-oppervlak, en door keuze van de procentuele verdunning met lucht zodanig worden ontworpen, dat zij te zamen met een gegeven tabaks-15 staaf een geventileerde filtersigaret met elke aanvaardbare waarde voor de drukval kunnen leveren. Deze drukval ligt bijvoorbeeld tussen 80 en 120 mm waterkolom en bij voorkeur bij circa 80 of 90 of 100 mm waterkolom. Ook hogere en lagere waarden voor de drukval (bijvoorbeeld 70, 60, 50, 40, 20 30 of zelfs 25 mm waterkolom) kunnen worden verkregen als ' dit nodig is, en altijd op een betere wijze dan bij de gebruikelijke filtersigaretten.

De uitvinding verschaft zodoende een filter voor tabaksrook van een nieuwe, niet homogene samenstelling, 25 waarmee de hoeveelheid CO ten opzichte van de teer sterk kan worden verminderd. Dit wordt bereikt door een filter met betrekkelijk gering mechanisch rendement in samenhang met een betrekkelijk grote verdunning met lucht.

De gebruikelijke filters van homogene saraen-30 stelling, bijvoorbeeld uit cellulose-acetaat van 12 of 15 dpf, die een betrekkelijk gering mechanisch rendement hebben, hebben het nadeel dat zij bij sterke verdunning mèt lucht een onaanvaardbaar lage waarde voor de drukval over het filter opleveren. Filters volgens de uitvinding 35 hebben ook een laagmechanisch rendement, maar handhaven een betrekkelijk hoge drukval in vergelijking met de gebruikelijke homogene filters.

Volgens dit aspect van de uitvinding levert 8204909 ψ -11- zij een geventileerd filter voor tabaksrook, waarmee de hoeveelheid CO preferentieel ten opzichte van de hoeveelheid teer wordt verminderd en waarin het filtermateriaal een laag rondom een dichtere, stromingshinderende kern van 5 vezels of filamenten vormt.

Sigaretten die van dergelijke filters volgens de uitvinding zijn voorzien geven een lagere CO/teer-verhouding dan sigaretten met dezelfde teeropbrengst en gebruikelijke geventileerde filters (waarvoor de genoemde 10 verhouding ongeveer 1 is), doordat het aandeel van de ventilatie in de teervermindering wordt vergroot en dat van de mechanische teeropvang wordt verkleind, terwijl de weerstand tegen aanzuigen toch ongeveer gelijk blijft.

* 8204909

Claims

1. Geventileerd filter voor tabaksrook, waarmee de teeropbrengst meer door verdunning met lucht dan door mechanische filtratie wordt verminderd, met het kenmerk, dat het filtermateriaal een laag rondom een dichtere, 5 stromingshinderende kern van vezels of filamenten vormt en zelf door een voor lucht doorlaatbaar omhulsel wordt omringd.

2. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het percentage verdunning met lucht groter is dan het 10 percentage mechanische teeropvang zonder ventilatie, beide waarden gemeten in samenhang met equivalente tab aks -staven.

3. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het een drukval zonder ventilatie van tenminste 90 mm 15 waterkolom en een mechanische teeropvang zonder ventilatie van ten hoogste 45% heeft.

4. Filter volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de kern door een omhulsel of mof van ♦ het omringende filtermateriaal wordt gescheiden.

5. Filter volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de kern een doorgedrukte staaf van nagenoeg ontkroesde, op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden cellulose-acetaatfilamenten is en dat het filtermateriaal bestaat uit gekroesde, op de kontaktplaatsen met elkaar 25 verbonden cellulose-acetaatfilamenten.

6. Filter volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat het omhulsel een mondstukomhulsel is dat het filter in de filtersigaret omvat.

7. Filterstaaf voor tabaksrook, omvattende 30 een laag filtermateriaal rondom een dichtere stromingshinderende doorgedrukte kern van op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden filamenten.

8. Filterstaaf volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de filamenten van de kern nagenoeg ongekroesd 35 zijn, terwijl het filtermateriaal bij voorkeur uit gekroesde, op de kontaktplaatsen met elkaar verbonden filamenten bestaat. 6204909 -13-

9. Filterstaaf volgens conclusie 7 of 8# met het kenmerk, dat de filamenten van cellulose-acetaat zijn.

10. Filter volgens conclusie 1-5, of filter- 5 staaf volgens conclusie 7-9, opgenomen in een filtersigaret met behulp van een ventilerend mondstukomhulsel.

11. Geventileerd filter voor tabaksrook, waarmee de CO-opbrengst preferentieel ten opzichte van de teeropbrengst kan worden verlaagd, met het kenmerk, dat 10 filtermateriaal daarin een laag rondom een dichtere, stromingshinderende kern van vezels of filamenten vormt. 1 8204909