NL8301255A - Sigarettefilter. - Google Patents

Description

..- -4

Br/lh/5

Sigarettefilter.

De uitvinding heeft betrekking op sigarette-filters, waarbij de vermindering van de afgifte van deeltjes-vormig materiaal daarvan voor een groot deel wordt bereikt tengevolge van verdunning van de rook met de lucht.

5 Vroeger zijn moeilijkheden ondervonden om dit te bereiken bij het instandhouden van een bevredigend hoge waargenomen drukval voor het filter bij het gebruik.

Volgens de uitvinding bestaat een element voor een dergelijk filter uit een kern met een relatief hoge 10 of oneindige drukval in de lengterichting van het element en rondom de kern een in lengterichting gegroefd of gegolfd omhulsel of een één geheel vormend oppervlaktegebied, dat kanalen verschaft, die zich van het ene einde naar het andere einde van de kern uitstrekken zonder daarmee in 15 verbinding te staan en die in afgesloten toestand een kleinere drukval in de lengterichting van het element bezitten dan de kern. In filters volgens de uitvinding zijn dergelijke elementen omhuld met een ventilerend mondstuk-materiaal, namelijk een materiaal, dat bij het gebruik 20 zorgt voor het lateraal binnentreden daardoor van buitenlucht in het filter en vandaar in de mond van de roker? afhankelijk van de constructie en samenstelling van het filter kan deze ventilatielucht geheel of gedeeltelijk met de rookstoom in het filter worden gemengd of nagenoeg 25 daarvan gescheiden blijven, tot het vermengen met de rook in de mond van de roker.

Bij filters volgens de uitvinding, die een element, zoals bovenstaand gedefinieerd, met een ventilerend omhulsel van mondstukmateriaal omvatten, kan dit mondstukmateriaal 30 een gebruikelijk uitwendig mondstukomhulsel zijn, dat het einde van het element verbindt met het einde van een omhulde tabaksstaaf in een filtersigaret. In plaats daarvan zou het ook een ventilerend propomhulsel kunnen zijn, dat als een trap bij de aanvankelijk filterproduktie wordt 8301255 , é fc % -2- aangebracht, in welk geval het.filter in een filtersigaret zou k\innen worden opgenomen met behulp van een ringmondstuk of een gebruikelijk ventilerend uitwendig mondstukomhulsel.

Het mondstukmateriaal kan inherent luchtdoorlatend en/of 5 doorboord zijn.; indien het mondstukomhulsel een uitwendig mondstukomhulsel is, zal het gewoonlijk een niet-doorlatend materiaal zijn, dat voorzien is van ventilerende doorboringen.

Door middel van de kern, die een lage doorlatend-heid bezit of niet-doorlatend is (hoge of oneindige drukval) 10 en het daar rondom aanbrengen van de kanalen in lengterichting van zodanige afmetingen dat deze een lagere (maar nog hoge) drukval vertonen, kunnen elementen en . filters volgens de uitvinding het grootste gedeelte van of alle rook langs de kanalen (met weinig of geen mechanisch 15 filterend effekt) laten stromen in plaats van door de kern; volgens de uitvinding kan dus een laag mechanisch filter-rendement worden verschaft bij behoud van een aanvaardbaar hoge totale drukval zelfs bij hoge waarden.- (bijvoorbeeld 50% of meer) van de luchtverdunning, waaraan de door het 20 filter bij het gebruik verschafte vermindering van de totale hoeveelheid deeltjesvormig materiaal grotendeels of vrijwel geheel moet worden toegeschreven.. De verhouding van dë drukval bij afgesloten toestand, (namelijk de drukval, die gemeten wordt, wanneer luchtverdunning wordt voorkomen) 25 van de kern tot die van de kanalen bedraagt bij voorkeur tenminste 4:1.

Het element volgens de uitvinding kan als zodanig worden gebruikt, in welk geval de ventilatie via het mondstukmateriaal direkt in de kanalen plaatsvindt. In 30 plaats daarvan kan het in combinatie met een andere filter-prop of -proppen in een met de einden tegen elkaar aanliggend verband of met de einden op enige afstand van elkaar in lengterichting wórden gebruikt, welke prop(pen) gewoonlijk prop (pen) met een lage drukval en een laag mechanisch 35 filterrendement zullen zijn; bij het gebruik zou de luchtverdunning dan via het mondstukmateriaal direkt in de genoemde kanalen en/of in een gedeelte van de samengestelde staaf voor of voorbij de kanalen kunnen plaatsvinden- 8301255 , * "ί -3“

Filters volgens de uitvinding maken het mogelijk hoge luchtverdunningsgraden ‘(bijvoorbeeld 50% of meer) te bereiken voor het verschaffen van een goede vermindering van deeltjesvormig materiaal, terwijl een aanvaardbare 5 waargenomen drukval behouden blijft. Zo kunnen zij dus het teergehalte verminderen in hoofdzaak door luchtverdunning in plaats van door mechanische filtratie, terwijl een relatief hoge filterdrukval (DV) in stand wordt gehouden in vergelijking met die van een gèbruikelijk filter met 10 dezelfde teerretentie en luchtverdunning. Een filter volgens de uitvinding kan het CO preferent verminderen ten opzichte van teer. Dit wordt bereikt door een filter met een relatief laag mechanisch rendement in combinatie met een relatief hoge luchtverdunning (bijvoorbeeld 50% of 15 meer) te gebruiken.

Gebruikelijke filters, die bijvoorbeeld vervaardigd zijn uit cellulose-acetaat van 12 denier per elemen-tairdraad en een relatief laag mechanisch rendement verschaffen, hebben het nadeel, dat, indien zij in combinatie 20 met hoge luchtverdunnings graden worden gebruikt onaanvaardbaar lage filter- en filtersigaretdrukvallen worden bereikt. Filters volgens de uitvinding verschaffen lage mechanische retenties, terwijl zij een relatief hoge DV instandhouden in vergelijking met die van gebruikelijke filters.

25 In een filtersigaret, waarin een geventileerd filter volgens de uitvinding wordt gebruikt, is het percentage luchtverdunning via het filter bij voorkeur hoger dan het percentage "niet-geventileerde" of "afgesloten” teerretentie van het filter - namelijk die, welke gemeten 30 wordt voor een equivalent filter en' equivalent sigaret, waarbij luchtverdunning via hèt filter wordt voorkomen.

Sigaretten, die voorzien zijn van filters volgens de uitvinding, kunnen een CO/teer-verhouding leyeren, die lager is dan die van sigaretten met dezelfde teeropbrengst 35 onder toepassing van gebruikelijke geventileerde filters (waarvoor de verhouding in het algemeen ongeveer 1 is) door verhoging van de bijdrage door ventilatie en vermindering van de bijdrage door mechanische retentie aan de 8301255 -4- teervermindering, terwijl eenzelfde sigarettrekweerstand in stand wordt gehouden.

Het percentage luchtverdunning, zoals hierbij vermeld, is het volumepercentage via het filter toegevoegd 5 ventilerende lucht in het totale door het filter afgegeven mengsel? een ventilatie of luchtverdunning van 50% betekent dat er per trekje een volumeverhouding van 50:50 voor toegevoegde lucht tot aanvankelijke rook is en geeft een luchtverdunning van 40% een verhouding van 40:60 aan enz.

10 Sigarettefilters volgens de uitvinding van standaardlengte (ongeveer 25 mm) kunnen bijvoorbeeld een afgesloten drukval van 60 tot 100 mm waterkolom bij een afgesloten retentie van totaal deeltjesvormig materiaal van 10 tot 40% vertonen.

15 Filters volgens de uitvinding kunnen door keuze van de lengte, van kernmateriaal, -constructie en -doorlatendheid, enz. , van kanaalafmeting en van percentage-luchtverdunning zo worden geconstrueerd, dat zij met een gegeven tabaksstaaf een willekeurige aanvaardbare tevoren 20 bepaalde totale DV voor de geventileerde sigaret verschaffen - bijvoorbeeld 50 of 60 of 70 of 80 tot 120 mm waterkolom. Veel hoger of veel lagere (bijvoorbeeld 40, 30 of zelfs 25 mm waterkolom) DV.voor een geventileerde filtersigaret kunnen echter worden verschaft wanneer de toepas-25 selijke eisen dit voorschrijven in elk geval op meer bevredigende wijze dan mogelijk is met gebruikelijke filterconstructies.

Voorzover niet anders is beschreven worden de hierin vermelde stroomsnelheden, drukvallen en retentie-, 30 afgifte- en luchtverdunningswaarden gemeten volgens de gangbare methoden aanbevolen door CORESTA (Centre de Cooperation pour les Recherches Scientifiques Relatives au Tabac)..

De kern van een volgens de uitvinding toegepast 35 element kan een gladde (namelijk zonder groeven of gol-yingen) staaf zijn, die inherent rook-niet-doorlatend of lateraal via de omtrek rook-niet-doorlatend is - bijvoorbeeld door opname van een rook-niet-doorlatend omhulsel 830 1 25 5 -5- of een één geheel vormende (bijvoorbeeld thermisch of met oplosmiddel samengesmolten) huid - welke kern dan een gegolfd of gegroefd omhulsel daaromheen bezit, dat lucht of rook doorlatend (inherent en/of door middel van door-5 boringen), of niet-doorlatend is en kan de genoemde kanalen in lengterichting zowel uitwendig als tussen het omhulsel en de kern verschaffen. Bij andere uitvoeringsvormen is de dwarsdoorsnede van de kern aangepast aan een gegolfd (e).; of gegroefd(eV omhulsel of huid, in welk geval dit laatst-10 genoemde lucht of rook-niet-doorlatend is en de genoemde kanalen in lengterichting alleen aan de buitenzijde daarvan verschaft.

De uitvinding verschaft dergelijke f i1te relemen-ten als zodanig (namelijk voor het omhullen met ventilerend 15 mondstukmateriaal voor het vormen van een filter). Dergelijke elementen bestaan uit een kern met een relatief hoge of oneindige drukval in de lengterichting van het element en rondom de kern een in lengterichting gegroefd (él of gegolfd (eX omhulsel of éën geheel vormende huid, waardoor 20 kanalen worden verschaft, die zich van het ene einde naar het andere einde van de kern uitstrekken zonder daarmee in verbinding te staan en die een kleinere drukval in de lengterichting van het element in afgesloten toestand bezitten dan de kern.

25 In deze gevallen is het omhulsel of de huid van de kern te onderscheiden? bij filters volgens de uitvinding echter (namelijk wanneer het ventilerende mondstuk rondom het element aanwezig is) behoeft dit niet zo te zijn en kan de kern het element vonten, bijvoorbeeld een inherent 30 rook-niet-doorlatende gegroefde of geribde staaf te zijn (zoals een geextrueerd tandwiel of een getande dwarsdoorsnede) .

Opgemerkt -wordt, dat de term "omhulsel" hierbij wordt gebruikt om elke vorm van omgevende huls aan te 35 duiden, die de kern omsluit - bijvoorbeeld een geextrueerd of voorgevormd en over de kern geschoven omhulsel.

De uitvinding wordt verder door de volgende beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen aan de hand 8301255 -6- van de bijgaande tekeningen toegelicht, waarin:

Figuur 1 een schematisch beeld in dwarsdoorsnede door één element en filter volgens de uitvinding isj

Figuur 2 een soortgelijk beeld van een tweede 5 filter en element vólgens de uitvinding is?

Figuur 3 een beeld in lengtedoorsnede van een filter en filtersigaret volgens de uitvinding is; en

Figuur 4 eenzelfde beeld van een ander filter en andere filtersigaret volgens de uitvinding.is.

10 Het element van figuur 1 bezit een kern 4, die een lage doorlaténdheid bezit of niet-doorlatend'.:is" (bijvoorbeeld van Transorb) die omgeven is door een niet-door-latend propomhulsel 10 en door een niet-doorlatend in lengterichting gegolfd omhulsel 3, dat inwendige en uit-15 wendige kanalen .2 en 1 verschaft, die zich vanaf het ene einde naar het andere einde van de kern 4 uitstrekken.

Rondom omhulsel 3 bevindt zich een omhulsel 7 van ventilerend mondstukmateriaal, dat zich slechts van het ene einde tot-het andere einde van het element zou kunnen uitstrekken, 20 maar dat meestal een uitwendig mondstukomhulsel zal zijn, dat het element in een filtersigaret opneemt, zoals weergegeven in figuur 3. De kanalen 1 en 2 verschaffen bij het gebruik een stromingsweg, waarvan de drukval hoog is maar desondanks lager dan die van de kern? dit bevordert ‘dus 25 dat de rook met weinig of geen mechanische filtratie door de kanalen stroomt evenwel met behoudt van een hoge drukval.

Figuur 2 lichtpeen soortgelijke constructie toe? invidit geval is echter de omtrek van de kern 4 aangepast aan hét inwendige oppervlak van het omhulsel 3, zodat 30 alleen uitwendige kanalen 1 worden verschaft.

Figuur 3 toont één uitvoeringsvorm van een filter en een filtersigaret, waarin een element van het type, zoals weergegeven in figuur 1 of 2 is opgenomen. In dit geval is het omhulsel 7 een doorboord uitwendig mond-35 stukomhulsel, dat het element met een omhulde tabaksstaaf 6 verbindt., waarbij de doorboringen 12 door het mondstukomhulsel direkt toegang geven tot de kanalen 1 van het element.

t , * 83 0 f 25 5 -7-

In figuur 4 wordt het element van figuur 1 of figuur 2 gebruikt in combinatie met een prop 8 met een lage drukval en een laag filterrendement, welke twee bijeen worden gehouden door een inherent doorlatend prop-5 omhulsel 10. Dit samenstel wordt weer mèt een omhulde tabaksstaaf 6 verbonden door een doorboord uitwendig mondstukomhulsel ? hoewel de doorboringen van het laatstgenoemde in dit geval zich voor . beide kanalen van het element bevinden.

10 Geschikte materialen voor de kern 4 van figuur 1 zijn bijvoorbeeld een "Transorb" staaf - een dichte gestrekte staaf van gebonden cellulose-acetaat-elemen tai r-draadlont — of een tot de staafvorm verenigd gegaufreerd papier met een zeer hoge drukval. De kern 4 in figuur 2 15 zou bijvoorbeeld een schuim met gesloten cellen kunnen zijn met een tot één geheel samengesmolten huid of kan eveneens een verenigd elementairdraadlont (bijvoorbeeld oellulose-acetaatl zijn, dat aangepast is aan de vorm van een afzonderlijk omhulsel 3.

20 Sigarettefilters volgens de uitvinding van standaardlengte . 25 mm! kunnen bijvoorbeeld een afgesloten drukval (namelijk een drukval gemeten, indien verdunning met lucht wordt voorkomen! van 80 tot 100 mm .. waterkolom bij een afgesloten retentie van totaal deeltjes-25 vormig ..materiaal van 22 tot 40% vertonen. Een dergelijk speciaal filter volgens de uitvinding, zoals weergegeven in figuur 3, waarbij een element volgens figuur 2 met een "Transorb" kern 4 wordt gebruikt, had een afgesloten drukval van 88 mm waterkolom en een afgesloten retentie van 30 totaal deeltjesvormig materiaal van 18½% ? voor een andere soortgelijke constructie en samenstelling waren de waarden 100 mm waterkolom resp. 21%.

De. uitvoeringsvorm van figuur 2 zou een uniforme geaxtrudeerde inherent rook-niet-doorlatende staaf (bij-35 yoorbeeld een kunststofmateriahll met de weergegeven dwarsdoorsnede kunnen zijn met een oppervlaktegebied, dat vrijwel gelijk is aan het eigenlijke-lichaam ervan en in feite.miet als. een huid rond een kern kan worden beschouwd.

.7 8301255 -8-

Er volgen nu specifieke voorbeelden van elementen, filters en filtersigaretten volgens de uitvinding:

Voorbeeld I

Een filterelement volgens de uitvinding, zoals 5 weergegeven in figuur 1 bezat een niet-doorlatende kern 4 van schuim met gesloten cellen (Ethaform)iret een. glad niet-doorlatend propomhulsel 10 en een niet-doorlatend gegolfd omhulsel 3. -Dit element met een lengte van 20 mm en een uitwendige ömtirek- 'van ongeveer 25 mm had een afgesloten DV van 51 mm 10 waterkolom en een afgesloten teerretentie van 10,5%; de laatstgenoemde teerretentie wordt gemeten door roken op een machine via het afgesloten filter van een sigaret, die (indien zonder filter en niet geventileerd) een DV van 55 mm waterkolom bezit en 30 mg teer en 16 mg CO af geeft.

15 Voorbeeld IX

Een ander filterelement met de constructie en omtrek van voorbeeld I maar met een lengte van 19 mm had een afgesloten DV van 50 mm waterkolom en een genoemde teerretentie van 10%. Een filter volgens de uitvinding 20 .bestaat uit een samenstel van dit element en hier tegenaan-liggende prop met een lengte van 6 mm (met dezelfde onttrek) van niet-omhuld gebonden gekroesd elementairdraadlont van cellulose-acetaat, die met een doorlatend propomhulsel waren verenigd; het bezat een afgesloten DV van 57 mm 25 waterkolom en een genoemde teerretentie van 12,8%.

Voorbeeld III

Een ander filter volgens de uitvinding van de in voorbeeld II vermelde afmeting en constructie maar onder toepassing van een andere prop van 6 mm van niet-30 omhuld gebonden gekroesd elementairdraadlont van cellulose-acetaat had een afgesloten DV van 61 mm waterkolom en een genoemde teerretentie van 20,3%.

Voorbeeld-IV

Een filtersigaret volgens de uitvinding met een 35 sigaret zoals in voorbeeld I verenigd met een filter zoals in voorbeeld II door een ventilerend uitwendig mondstukomhulsel, dat een luchtverdunning van 50% verschaft, gaf bij het roken op de(machine 13)lmg teer en 6,4 mg CO af; 8301255 -9- de verhouding van CO/teer-opbrengst van 0,49 is veel beter dan die (ongeveer één) gewoonlijk bereikbaar is bij aanvaardbare waargenomen drukvallen en teerverminderingen en afgiften.

5 Voorbeeld V

' Een filtersigaret volgens de uitvinding zoals in voorbeeld IV, maar in pla&ts daarvan onder toepassing van een filter zoals in voorbeeld III leverde bij een luchtverdunning van 50% een teeropbrengst van 12,0 mg en 10 een CO-opbrengst van 6,4 mg CO, een verhouding van CO/ teer-opbrengst van 0,53.

Fiiterkemen of -elementen volgens de uitvinding met of zonder luchtdoorlatend propomhulsel worden bij voorkeur aanvankelijk in eindloze staafvorm vervaardigd en 15 dan op geschikte lengten gesneden. Kernen of elementen zonder luchtdoorlatend propomhulsel kunnen in filtersigaretten worden opgenomen met behulp van een ventilerend uitwendig mondstukomhulsel, terwijl die met een propomhulsel kunnen worden opgenomen met behulp van een dergelijk 20 uitwendig omhulsel of een ringmondstuk. Voor het gebruik met andere proppen in tweevoudige of meervoudige filters worden kernen of elementen volgens de uitvinding met dergelijke andere bijkomende proppen gecentreerd, en wordt het geheel met een luchtdoorlatend propomhulsel omhuld voor het 25 vormen van een eindloze omhulde staaf, die dan op lengten worden gesneden voor het verenigen met sigaretten door ringmondstukken of ventilerende uitwendige mondstukomhulsels. Het omhulde of niet-omhulde element of kernstaaf wordt voor de filtersigarettenproduktie gewoonlijk geleverd in 30 lengten van een even veelvoud (bijvoorbeeld zesvoud) van de lengte van het uiteindelijk:.afzonderlijke filter? dubbele lengten kunnen dan tussen omhulse tabaksstaven worden opgenomen in een met de einden tegen elkaar aanliggend verband en daarmee worden verbonden door middel van een 35 ringmonds tuk of een ventilerend totaal uitwendig mondstuk omhulsel (al naar doelmatig is) en het verkregen samenstel wordt dan op de dubbele lengten doorgesneden voor het verkrijgen van afzonderlijke filtersigaretten.

8301255 -10-

Voorbeeld VI

Een filterelement volgens voorbeeld I had een afgesloten DV van 80 mm waterkolom en een afgesloten teerretentie van 14%. Een filtersigaret, waarin dit filter-5 element aanlag tegen een omhulde tabaksstaaf en daaraan was bevestigd door middel van een uitwendig mondstukomhulsel dat (door ventilerende perforaties in het omhulsel, op één lijn met de golvingen) een luchtverdunning van 85% opleverde, had een teeropbrengst van 1,5 mg en een CO-10 opbrengst van 0,6 mg. De opbrengstverhouding can CO/teer~ was 0,4. De filtersigaret had een waargenomen (open) DV van 80 mm waterkolom.

8301255

Claims (8)

1. Sigarettefilter bestaande uit een ventilerend mondstukmateriaal rondom een filterelement, welk filter-element bestaat uit een kern met een relatief hoge of oneindige drukval in de lengterichting van het element en 5 rondom de kern een-.in lengterichting gegroefd of gegolfd omhulsel of één geheel vormend oppervlaktegebied, dat kanalen verschaft# die zich vanaf het ene einde naar het andere einde van de kern uitstrekken zonder daarmee in verbinding te staan en die in afgesloten toestand een 10 kleinere drukval in de lengterichting van het element leveren dan de kern- .

2. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het element bestaat uit een inherent rook-niet-door-latende gegroefde of geribde staaf.

3. Sigarettefilterelement bestaande uit een kern met een relatief hoge of oneindige drukval in de lengterichting van het element en rondom de kern een in lengterichting gegroefd(e) of gegolfd(el omhulsel of één geheel vormende uit, dat (die) kanalen verschaft, welke . 20 zich van .het"ene einde tot het andere einde van de kern uitstrekken zonder daarmee in verbinding te staan en die in afgesloten toestand een kleinere drukval in de lengterichting van het element leveren dan de kern.

4. Filter of element volgens conclusie l of 3, 25 met het kenmerk, dat de kern een gladde, staaf is, die inherent niet-doorlatend is of een lateraal rook-niet- doorlatende omtrek bezit, welke kern rondom omgeven is » door een in lengterichting gegolgd of gegroefd omhulsel.

5. Filter of element volgens conclusie 1 of 3, 30 met het kenmerk, dat de dwarsdoorsnede van de kern overeenkomt met de vorm van een daaromheen in lengterichting gegolfd(e) of gegroefd(e) omhulsel of huid.

6. Filter*’völgens conclusie 1, 2, 4 of 5, met het kenmerk, dat het element in lengterichting gecen-35 treerd is met tenminste één verdere prop en het samenstel bijeen wordt gehouden door een-gemeenschappelijk lucht-doorlatend omhulsel. 8301255 -12-

7. Filter volgens ëëncaericonclusies 1, 2 ên 4-6, met het kenmerk, dat het ventilerende mondstuk-materiaal een uitwendig mondstukomhulsel omvat waarmee het filter in een filtersigaret wordt opgenomen.

8. Geventileerde filtersigaret gekenmerkt door een filter of element volgens één der conclusies 1-6. 8301255