NL8304093A - Tabaksrookfilter. - Google Patents

Description

* c * «

Br/Bl/lh/6 Tabaksrookfliter.

Sigarettefilters bestaan, zoals bekend, uit een filterende kern, een rookdoorlatend eerst omhulsel rondom de kern en een luchtdoorlatend tweede omhulsel rondom het eerste omhulsel, welk eerste omhulsel gegolfd is en daardoor 5 tussen dit omhulsel als zodanig en het tweede omhulsel kanalen verschaft, die zich in lengterichting van het filter uitstrekken vanaf tenminste êên einde daarvan.

Wanneer bij het gebruik aan een dergelijk filter wordt gezogen, kan lucht van buitenaf via het tweede omhul-10 sel in de kanalen tussen de eerste en tweede omhulsels binnendringen.

Gebruikelijke filters van dit type (met een diameter van ongeveer 8 mm) bezitten ongeveer 22 van dergelijke kanalen in lengterichting tussen de eerste en tweede omhul-15 seis, waarbij het totale dwarsdoorsnede-oppervlak van deze kanalen ongeveer 3,5% van het totale dwarsdoorsnede-oppervlak van het filter bedraagt.

De uitvinding verschaft een filter van het genoemde type, waarbij de kanalen in lengterichting zich slechts 20 ten dele over de lengte van het eerste omhulsel uitstrekken en voor tenminste 4% of 5% bijdragen aan het totale dwarsdoorsnede-oppervlak van het filter.

Volgens de uitvinding kan door een zorgvuldige regeling van de gaufrering van het eerste omhulsel een ver-25 beterd filterend karakter worden verschaft in vergelijking met de gebruikelijke filters; dit kan worden bereikt door de diepte van de golvingen te verhogen, bij voorkeur met een toename van het oppervlak van de golvingen, die voor de rook ter beschikking staan, en eventueel in combinatie met 30 een toename van de afstand van de golvingen - namelijk een bredermaken van de golvingen bij een vermindering van het aantal ervan. In de vergelijking met een gebruikelijk filter met 22 van de genoemde kanalen met een diepte van ongeveer 0,2 mm en een onderlinge afstand van ongeveer 1,2 mm bezit 8304093

♦ ’ V

-2- bijvoorbeeld één type filter volgens de uitvinding 15 van dergelijke kanalen met een diepte van ongeveer 0,45 mm en een onderlinge afstand van ongeveer 1,5 mm; een ander filter volgens de uitvinding is alleen gekenmerkt door diepere 5 (0,32 mm) kanalen, waarvan het aantal in feite iets is verhoogd (23, bij een onderlinge afstand van 1,05 mm) in vergelijking met dat bij het genoemde gebruikelijke filter.

Het voor de rookfiltratie ter beschikking staande oppervlak van het gegolfde omhulsel is in het algemeen iets kleiner 10 dan het totale gegolfde oppervlak, omdat de toppen van de golvingen in het algemeen tegen het buitenste omhulsel zullen liggen en dus niet effektief voor het filtreren zullen zijn.

Bij de filters volgens de uitvinding is de luchtdoorlatendheid van het gegaufreerde (gegolfde) binnenste 15 omhulsel bij voorkeur 7 tot 120 K-Filtrona eenheden.

Bij filtersigaretten volgens de uitvinding kunnen de kanalen in lengterichting open zijn aan het mondstukeinde of open in de richting van de tabak. Enkele kanalen kunnen zich uitstrekken naar het ene einde van het filter en andere 20 naar het andere, maar elk kanaal eindigt kort voor tenminste het ene einde van het filter. De kanalen zu'llen in het algemeen evenwijdig zijn aan de hartlijn van het filter, maar dit is niet van essentieel belang.

Bij het vervaardigen van de genoemde filters vol-25 gens de stand der techniek en van de filters volgens de uitvinding wordt het eerste omhulsel gegolfd, zoals dit vereist is, door het, voordat het om de filterende kern wordt gewikkeld te gaufreren. Bij de genoemde gebruikelijke filters heeft het gaufreren weinig of geen effekt op de 30 doorlatendheid van het omhulsel, maar onverwacht werd nu gevonden, dat bij het dieper gaufreren, zoals volgens de uitvinding wordt toegepast, in het bijzonder in het geval dat door dit gaufreren ongeveer 20 van de kanalen tussen de eerste en tweede omhulsels in het gerede filter worden 35 verschaft, de permeabiliteit van het omhulsel in aanzienlijke mate met de diepte van het gaufreren toeneemt, terwijl het filterende effekt tengevolge van het gegaufreerde omhulsel hoog blijft vooropgesteld, dat het gaufreren niet zo diep is, dat een aanzienlijk splijten van het omhulsel wordt 8304093 -3- veroorzaakt. Bij de uitvinding wordt bij voorkeur een gaufreerdiepte binnen deze laatstgenoemde grens (zonder een aanzienlijk splijten van het binnenste omhulsel) toegepast, waarbij de drukval (DVj van het verkregen filter in af ge-5 sloten toestand nagenoeg onafhankelijk is van de gaufreer-diepte, terwijl de totale deeltjesretentie in afgesloten toestand van het verkregen filter hoog blijft. Opgemerkt wordt, dat, voorzover niet anders is vermeld, alle drukvallen, retenties enz. hierin waarden voor de "afgesloten” 10 toestand zijn, namelijk waarden, die gemeten worden, terwijl het normaliter doorlatende buitenste omhulsel van de buitenlucht is afgesloten.

Het effekt van de gaufreerdiepte op de doorlatend-heid van het binnenste omhulsel wordt toegelicht door de 15 in tabel A aangegeven metingen. De hier bedoelde omhulsels bezaten een de voorkeur verdienende vorm, die aan het ene einde (genoemd de schacht) vlak en niet-gegaufreerd zijn met zich hier vanaf naar het andere einde uitstrekkende gegaufreerde golvingen (de groeven genoemd). De metingen van de 20 doorlatendheid werden uitgevoerd aan de gegaufreerde omhulsels, die uit de gerede filterstaven werden verwijderd, terwijl elke vermelde DV-waarde en elk paar vermelde waarden voor de doorlatendheid het gemiddelde zijn van 6 metingen.

TABEL A

25 DV (afge- Gaufreer- GEM.DOORLATEND- Toename sloten) diepte HEID (groeven/ staaf, mm schacht mm^O Schacht Groeven

Stand der techniek 660 0,2 6,6 K 8,3 K 1,26 30 Voorb.I 568 0,3 8,9 K 26,9 K 3,02

Voorb.II 545 0,35 6,9 K 87,5 K 12,68

Voorb.III 547 0,40 7,3 K 119,3 K 16,34 35 Een grafiek voor de DV (afgesloten) staaf als funktie van de doorlatendheidsverhouding groeven/schacht (namelijk effektief als funktie van de gaufreerdiepte) is weergegeven in fig. 1 van de bijgaande tekeningen. De gemid- 3 3 0 4 0 9 3 < % -4- delde waarde van de doorlatendheid van de schacht voor deze metingen was 7,4 K Filtrona eenheden.

Uit tabel A en fig. 1 blijkt, dat terwijl de diepere groeven, die volgens de uitvinding worden toegepast, 5 aanleiding geven tot een gunstige verlaging van de DV van de filterstaaf in afgesloten toestand in vergelijking met die van het gebruikelijke filter met ondiepere groeven de DV voor de staaf in afgesloten toestand voor voorbeelden I tot III volgens de uitvinding nagenoeg onafhankelijk is 10 van de groefdiepte. Bij voorbeelden I tot III en het vergelijkende monster volgens de stand der techniek zijn in elk van de gevallen hetzelfde aantal (22) van de groeven of kanalen tussen de binnenste en buitenste omhulsels aanwezig.

In de onderstaande tabel B worden de drukval in 15 afgesloten toestand en de retentiewaarden in afgesloten toestand voor de staven van de bovenstaande voorbeelden I tot III volgens de uitvinding vergeleken met die van het monster volgens de stand der techniek van tabel A en van een gewone staaf van cellulose-acetaatlont (zonder het gegaufreer-20 de binnenste omhulsel). De onderzochte staven bezaten in elk van de gevallen een lengte van 20 mm. In de tabel geven NR de nicotineretentie en TR de teerretentie aan. De bijgaande fig. 2 en 3 zijn grafieken op basis van de waarden van tabel B, die de toename met de gaufreerdiepte van de verbetering 25 van TR ten opzichte van alleen acetaat (fig. 2) en van de DV voor de afgesloten staaf ten opzichte van alleen acetaat (fig. 3) laten zien, waarbij de voordelen ten aanzien van TR en DV van de afgesloten staaf ten opzichte van alleen acetaat uitgezet zijn tegen de gaufreerdiepte, uitgedrukt 30 in doorlatendheidsverhouding groeven/schacht, zoals deze volgt uit tabel A.

η λ 9 τ

. ' é V

-5-

TABEL B

Stand der Voorbeeld

techniek I II III

DV, mm H20 109 96 94 92 TR, % 60,5 60,0 61,0 59,5 i 5 NR, % 53,3 53,5 54,0 51,5 TR van alleen acetaat,% bij zelfde DV 57,5 55,2 54,8 54,5 10 TR-voordeel, % ten opzichte van alleen acetaat 3,0 4,8 6,2 5,0 DV van alleen acetaat 15 bij zelfde % TR 127 124 130 121 DV-voordeel ten opzichte van alleen acetaat 18 28 36 29 20 _!_

Bijgaande fig. 4 is een schematisch beeld in dwarsdoorsnede door het gegroefde gedeelte van een gebruikelijk filter met een gegolfd luchtdoorlatend omhulsel, terwijl 25 fig. 5 en 6 soortgelijke beelden zijn van verbeterde filters volgens de uitvinding. In elk van de fig. 4 tot 6 is 2 de kern van gebonden cellulose-acetaatlont van het filter, is 4 het gegaufreerde gedeelte van het doorlatende binnenste omhulsel en is 6 het doorlatende buitenste omhulsel. In elk 30 van de gevallen zijn de kernen 2 nagenoeg gelijk en bezit het binnenste omhulsel aan het ene einde van het filter een niet gegaufreerde en vlakke cilindrische vorm. De relevante bijzonderheden van de filters volgens fig. 4 tot 6 zijn in vergelijking met alleen een acetaatfilter (namelijk zonder 35 gegolfd binnenste omhulsel 4) in de onderstaande tabel C samengevat. In elk van de gevallen was de mondstuklengte 20 mm, was de DV van het mondstuk in afgesloten toestand ~ * i ·*

' 4 ' W

-6- 85 mm H20 en bestond de kern uit RSK (Rhodia Super Krimp) cellulose-acetaatlont van 2,1 d/f (denier per elementair-draad). Bij de uitvoeringsvorm van fig. 6 is het voor de filtratie ter beschikking staande oppervlak van het omhulsel 5 in aanzienlijke mate verhoogd en ligt de gaufrering binnen het genoemde voorkeurstrajeet, waarbij de DV van het filter in afgesloten toestand onafhankelijk is van de gaufreerdiepte. Voor de in tabellen B en C en D vermelde proeven werden de retenties gemeten met golvingen (indien aanwezig), die zich 10 uitstrekken vanaf het tabakseinde tot kort voor het mondstuk-einde van het filter en zijn alle vermelde teerretentiewaar-den de van water en nicotinevrije (WNV) waarden.

V 'J } -7 -J

* %.

-7- . j — 0 0

C H

-Η -P l> Ο O

-PC! ** ** *“ * 0 0 dP CM ID 'S' q 4J in m m H 0 g P__

1 G

Φ in ο ο o 0 -p 0 dp “ 0 0 -Η t" nj t- ^ g-ι j_[ .jj m id id m } --φ---

-P

O' 0 O'

P G O G

1 0 H 0

Η -P Λ! G H

Η Λ! 0 0 G ^ ™ O

IH0-Hro>0g---I •HXJG > E ™ t" p -p 0 0 · 0 \ cm ro cm 0 0 oi 0 & 0cm Ο P 0 -P ft P g > .ρ Λ ω 0 O' g

• G 0 · P

1 Di 0 O' ft 0

01 ft > 0 · -P

p o 0 -P ω h

0 1 0 G · H

£ 0 p 0 Ό Ή ΌΌ tjiü

0 P -P -P in CM

H G 0 0 0 0 * v - 1 0 0¾ Ü-G Λ η ιο o

0 P

-P O G 01 G G

0 0 0 Ή 0 0

Eh Ό > 0 > > u Γ~· P ft H Oft

H O O G

CQ ΗΌΙ 00 rfj 0 0 0¾ ^cm co CM T-

Ei0P,O0§ * * “ 1 -p 0 0 G 0 g 1- CO in O !3 G 0 P ^¾ W > O' O'

G

H ¾ G

H G 0 0 P0¾ί> o m o

0 +j 0 g cm o in I

¾ 01 G OS

C Ή 0 P T- T- t- o 0 > O'__

G

0 0 0 4J rO > O CM in (¾ 0 CM co ^

0 G 0 E - I

•H 0 P S O o o Q > O'

G

H 0 0 > ö 4j 0 cm co m 0 CJ o CM CM T- 0 0 P O' rij O'

W -P

PGP

0 0 0 0 0

-P O' G 0 -P

r)H O' ·<3· id in H 0

Η Ο H HO

Pn > tw <! 0 a 3 0 λ ' a -? * * * -8-

De onderstaande tabel D vermeldt retentiewaarden bij verschillende DV-waarden van de staaf in afgesloten toestand voor alleen acetaatstaven (zonder een gegaufreerd binnenste omhulsel), voor staven van het type volgens de 5 stand der techniek, zoals weergegeven in fig. 4 en voor staven volgens de uitvinding, zoals weergegeven in fig. 5 en 6.

_TABEL D_

Mondstuk- Mondstuk- DV van Lont TR,% NR,% lengte omtrek het van

10 (mm) (mm) mondstuk RSK

(mm) type d/f 20 24,65 47 2,1 43,5 20 24,65 58 2,1 47 15 Alleen 20 24,65 70 2,1 50 acetaat 20 24,65 85 2,1 54 20 24,65 110 2,1 58 20 24,63 . 64 2,1 49,7 45,9 20 20 24,63 85 2,1 57,5 52,7 „ 20 24,63 97 2,1 62,2 55

Figuur 4 ' 20 24,63 107 2,1 61,6 57,7 20 24,63 142 2,1 66,8 62,6 25 20 24,65 46 3 44 39 20 24,65 50 3 46,5 41 20 24,65 53 3 46 41,5 20 24,65 47 2,5 45 41,5 20 24,65 53 2,5 47,5 42,5 30 Figuur 5 20 24,65 71 2,5 53,5 46,5 20 24,65 46 2,1 46,5 41 20 24,65 58 2,1 51 44,5 20 24,65 70 2,1 54 47 20 25,16 81 2,1 60 53 35 20 25,13 85 2,1 61 54 20 25,12 97 2,1 63 56 20 24,71 110 2,1 65 58 3 1 r. .4 '1 Λ Ί » « -9- »· · TABEL D (vervolg)

Mondstuk- Mondstuk- DV van Lont TR,% NR,% lengte omtrek het van

(mm) (mm) mondstuk RSK

5 (mm) type d/f 20 25/12 76 2,1 58,8 52 20 25,12 82 2,1 63 55

Voorbeeld 6 20 25,13 85 2,1 62 56 10 20 25,12 88 2,1 61 54

Zoals bovenstaand is opgemerkt, bezitten de gerede filters volgens de uitvinding in het algemeen een doorlatend 15 omhulsel (dat uit een inherent doorlatend materiaal kan bestaan en/of doorboord kan zijn) te zamen met een gegolfd binnenste omhulsel. Dit doorlatende buitenste omhulsel kan het mondstukomhulsel zijn, waarmee het filter in een filtersigaret wordt opgenomen, welk buitenste omhulsel pas bij de 20 trap van het maken van de sigaret wordt aangebracht. In dit geval wordt de filterstaaf aanvankelijk vervaardigd met het gegolfde doorlatende omhulsel aan de buitenzijde en de uitvinding omvat zowel dergelijke staven als de gerede filters met het hieraan bevestigde buitenomhulsel. Dergelijke 25 staven kunnen eveneens met voordeel (met kanalen, die open zijn aan het mondstuk- of tabakseinde) in combinatie met een ondoordringbaar uitwendig omhulsel, bijvoorbeeld een mondstukomhulsel worden gebruikt en ook deze vormen maken deel uit van de uitvinding.

30 Filterstaven volgens de uitvinding kunnen worden vervaardigd door het rookdoorlatende omhulsel te gaufreren onder vorming van golvingen in lengterichting daarin over een gedeelte van de lengte en het gegaufreerde omhulsel vervolgens te wikkelen en te bevestigen op een kern van 35 "actieve" (namelijk hog niet volkomen geharde) bijeengebrachte en gebonden vezels of lont van elementairdraden, zodat de golvingen in het kernoppervlak worden gedrukt, waardoor het kernoppervlak zich in het gerede produkt dus in hoofdzaak ü > O 4 Λ 0 *? V J **? 'j V o * * 9 -10- aanpast aan het gegolfde omhulsel. De vezels of het lont bestaan bij voorkeur uit cellulose-acetaat. Het gegaufreerde omhulsel en de actieve kern worden bij voorkeur op eindloze lengten gevormd en verenigd, waarna de continu vervaardigde 5 staaf op eindige lengten wordt gesneden. Deze kunnen een veelvoud (bijvoorbeeld zesvoud) van de lengte van de uiteindelijke afzonderlijke staven zijn.

De structuur van een filterende kern met golvingen over een gedeelte van de lengte en een ëën geheel vormend 10 rookdoorlatend omhulsel, dat aangepast is aan de gegolfde en vlakke oppervlaktegedeelten van de kern, betekent, dat alle rook, die tussen de kern en golvingen stroomt, het omhulsel moet passeren en daardoor wordt gefilterd.

De boven beschreven methode van het bevestigen 15 van het tevoren gegolfde doorlatende omhulsel rondom een actieve kern, zodat de golvingen van het omhulsel in de kern worden gedrukt, is in het algemeen van toepassing en van voordeel, namelijk ongeacht de grootte en de vorm van de golvingen en ongeacht de lengte daarvan.

20 Voorbeelden I tot III en figuren 5 en 6, zoals bovenstaand beschreven, hebben betrekking op filters volgens de uitvinding, waarin het buitenste omhulsel (6 in fig. 5 en 6) een ventilerend omhulsel is, hoewel bij de boven beschreven proeven een verdunning met lucht via dit omhulsel 25 werd voorkomen. Precies dezelfde uitvoeringsvorm als beschreven in voorbeelden I tot III en fig. 5 en 6 kan met voordeel worden toegepast bij de modificatie met een niet doorlatend, niet-ventilerend buitenste omhulsel in plaats van het ventilerende omhulsel (waarbij natuurlijk dezelfde DV's en 30 retenties als voor de afgesloten toestand van toepassing zijn), welke uitvoeringsvormen binnen het kader van de uitvinding vallen. Bij dergelijke niet-geventileerde uitvoeringsvormen volgens de uitvinding kunnen de kanalen in lengterichting aan het mondstukeinde afgesloten zijn of 35 kunnen de filters in omgekeerde richting worden gebruikt.

Wanneer in deze beschrijving wordt gesproken over een luchtdoorlatendheid van n K-Filtrona eenheden, dan wordt daarmee een luchtdoorlatendheid van n x 1000 ml/min./ 8 3 0 Λ ' ·: λ -11-

-,...- 'I

<9 ' · 10 cm2/100 mm waterdruk bedoeld. De waarde wordt bepaald door de druk P in mm.waterdruk te meten, die wordt opgewekt door een stroom van 1050 ml lucht per minuut, welke door 10 cm2 van het papier heengaat, en vervolgens de waarde 5 te berekenen uit de vergelijking: 100 1 luchtdoorlatendheid = 1050 x ~p~· 2 5 0 * 0 *?

Claims (9)

1. Sigarettefilter bestaande uit een filterende kern, een rookdoorlatend eerste omhulsel rondom de kern en een tweede omhulsel rondom het eerste omhulsel, welk eerste omhulsel gegolfd is en daardoor tenminste tussen het eerste 5 omhulsel als zodanig en het tweede omhulsel kanalen verschaft, die zich in lengterichting van het filter uitstrekken vanaf tenminste één einde daarvan, waarbij elk kanaal zich slechts ten dele over de lengte van de kern uitstrekt en deze kanalen tot tenminste 4% van het totale dwarsdoorsnede- Ί0 oppervlak van het filter bijdragen.

2. Filter volgens conclusie 1, waarbij de golvingen van het eerste omhulsel door gaufrering, zonder scheuren, worden gevormd in een zodanige mate, dat de doorlatendheid van het omhulsel wordt verhoogd en tot binnen het traject, 15 waarin de drukval over het filter in afgesloten toestand nagenoeg onafhankelijk is van de gaufreerdiepte.

3. Filter volgens conclusie 2, waarbij het gaufreren van het eerste omhulsel het beschikbare oppervlak daarvan verhoogd.

4. Filter volgens één der voorafgaande conclusies, waarbij het eerste omhulsel één geheel vormt en de gegolfde en niet-gegolfde gebieden ervan aangepast zijn aan het oppervlak van de kern.

5. Filter volgens één der conclusies 1 tot 4, 25 waarin het tweede omhulsel lucht-niet-doorlatend is.

6. Filter volgens één der conclusies 1 tot 4, waarin het tweede omhulsel luchtdoorlatend is.

7. Filter zoals bovenstaand in hoofdzaak beschreven in één der voorbeelden 1 tot 3 of aan de hand van fig. 30. of 6.

8. Filter volgens één der voorafgaande conclusies zonder het tweede omhulsel.

9. Werkwijze voor het vervaardigden van een filterstaaf, met het kenmerk, dat men een in lengterichting 35 gegolfd luchtdoorlatend filteromhulsel vormt en dit rond een actieve doorlatende kern van gebonden vezels of elemen-tairdraden wikkelt en daarop bevestigt, zodat de golvingen van het omhulsel in dekern worden afgedrukt en daarin behouden blijven. 9 l * : » g j