NL8602628A - Geventileerd sigaretfilter. - Google Patents

Description

-1-

GEVENTILEERD SIGARETFILTER

De uitvinding betreft geventileerde filters voor sigaretten, en verschaft een filter omvattende langsgerichte kernelementen waarvan een eerste luchtdoorlaatbaar is en een relatief grote drukval in langsrichting van het filter ver-05 toont maar vrijwel luchtondoorlaatbaar in radiale zin van het filter is en waarvan een tweede die luchtdoorlatend is en met een relatief lage drukval in langsrichting van het filter heeft, en een gesloten of gedeeltelijke wikkel, die zich uitstrekt langs en rond of gedeeltelijk rond de kerncomponenten 10 en zorgdraagt voor ventilatie van het filter in een zone die in langsrichting op afstand ligt van de eerste kerncompo-nent. De eerste en tweede kerncompohenten kunnen tegen elkaar liggen of in langsrichting op afstand van elkaar gelegen zijn en de ventilatie bijv. kan radiaal plaatsvinden in een radi-15 aal luchtdoorlaatbare tweede component en/of in een ruimte tussen de eerste en tweede kerncomponenten. De wikkel kan een volledige wikkel van poreus of geperforeerd materiaal zijn met vrijwel uniforme luchtdoorlaatbaarheid over de lengte ervan. Het kan in plaats daarvan een gedeeltelijke wikkel zijn 20 omvattende één of meer stroken, die of elke waarvan zich slechts gedeeltelijk rond de filterkern uitstrekt teneinde tussen de langsstrookranden spleten open te laten welke zich in langsrichting van het filter uitstrekken en waarin een vrije ventilatie kan plaatsvinden.

25 De eerste kerncomponent is bij voorkeur radiaal on- doorlaatbaar over het geheel van de dwarsdoorsnede. Het vormt bij voorkeur één geheel. Het kan in radiale richting luchtdoorlatend zijn. Hij is bij voorkeur vrijwel uniform over het geheel van de dwarsdoorsnede. Hij neemt bij voorkeur 30 het geheel van de dwarsdoorsnede ononderbroken in (anders dan dat wat ingenomen wordt door de wikkel of gedeeltelijke wikkel) van de filter. De eerste kerncomponent omvat dus op passende wijze een eenheid vormende nagenoeg uniforme plug met cirkelvorraige dwarsdoorsnede, welke zijn eigen wikkel kan 35 bevatten. -

In een filtersigaret zal het filter volgens de uitvinding normaal zodanig zijn opgenomen dat de hoge-drukval- 8602628 -2- kerncomponent gericht is naar de tabak en de ventilatie plaatsvindt in het filter stroomafwaarts van de hoge-drukval-component naar het mondstuk. Het filter zal normaal opgenomen worden in een filtersigaret door middel van een venti-05 lerende overwikkel, welke gebruikelijk ventilerende perforaties zal hebben die geplaatst zijn stroomafwaarts van de ho-ge-drukvalkerncomponent. De ventilerende overwikkel aan het uiteinde kan de eerder genoemde gemeenschappelijke wikkel voor de eerste en tweede kerncomponenten zijn, maar meer ge-10 bruikelijk zullen deze kerncomponenten vooraf gevormd worden tot een deelstelsel met de gemeenschappelijke wikkel en dit deelstelsel wordt dan daarna opgenomen in de filtersigaret door middel van de ventilerende overwikkel aan het einde. Het deelstelsel wordt bij voorkeur continu vervaardigd, waarbij 15 de continue sigaretstaaf tot eindige lengten gesneden wordt wanneer deze wordt gemaakt, welke eindige lengten meestal een veelvoud zullen zijn van de uiteindelijke afzonderlijke filter lengten. Bij de produktie van filtersigaretten zal een sigaretstaaf met dubbele lengte meestal op één lijn worden ge-20 plaatst in langsrichting tussen twee tabaksstaven, daarmee worden verenigd door een overwikkel met dubbele lengte waarna het geheel in het midden wordt doorgesneden om twee filtersigaretten te verkrijgen.

Verschillende constructies en materialen zijn moge-25 lijk voor de hoge-drukvalkerncomponent. Meestal verdient het de voorkeur om kunststoffilm te gebruiken welke in langsrichting van ribben is voorzien zonder fibrillatie teneinde luchtondoorlaatbaar te blijven en deze zijdelings te verzamelen voor het vormen van een filterplug, die in langsrichting 30 doorlaatbaar is langs de ribben maar radiaal nagenoeg ondoor-laatbaar is. De verzamelde van ribben voorziene film kan aan zichzelf worden gehecht om een zelfdragende en dimensioneel stabiele staaf of plug te verkrijgen maar meestal zal deze in staafvorm blijven door middel van een wikkel. De kunststof-35 film is bij voorkeur polyethyleen.

De lage-drukvalkerncomponent kan een conventionele vorm hebben, bijvoorbeeld bijeen gebrachte cellulose-acetaat touw of poreus crêpepapier.

Elke van de eerste en tweede kerncomponenten en het 8602628 ·* -3- fliter als geheel heeft, bij voorkeur een laag mechanisch vasthoudvermogen. Met name is in filters en filtersigaretten volgens de uitvinding het percentage luchtverdunning via het filter bij voorkeur groter dan het percentage "niet-geventi-05 leerd" of "ingesloten" teerbehoud van het filter, dat wil zeggen gemeten voor een equivalent filter of sigaret waarbij luchtverdunning via het filter wordt voorkomen. Het percentage luchtverdunning in dit verband is een percentage door het volume van de ventilerende lucht die toegevoegd wordt via 10 het filter in het totale mengsel dat afgegeven wordt door het filter. Vijftig procent ventilatie of luchtverdunning betekent dus dat in elke trek er een 50/50 volumeverhouding is van toegevoegde lucht tot de oorspronkelijke rook en veertig procent luchtverdunning geeft een 40/60 verhouding aan, enz.

15 De uitvinding gaat uit van de relatieve eigenschap pen van de eerste en tweede kerncomponenten (gecombineerd met de mate en plaats van ventilatie) meer dan op de absolute waarden van de eigenschappen hiervan. Échter alhoewel dit in geen geval essentieel is voor een filtergedrag volgens de 20 uitvinding, zal de eerste kerncomponent meestal een gesloten drukval hebben (dat wil zeggen die in vergelijking met de vermeden ventilatie) van meer dan 50 mm waterguage (Wg) en een tweede kerncomponent een gesloten drukval van minder dan 50 mm Wg hebben. Voor een bepaald type (samenstelling, struc-25 tuur, pakkingsdichtheid enz.) van de eerste kerncomponent zal de gesloten drukval evenredig met de lengte zijn en dit is ook van toepassing op de tweede kerncomponent, waarbij de gesloten drukval van de beide componenten in principe elkaar aanvullen zodat een gewenste gesloten drukval voor het filter 30 gemakkelijk bereikt kan worden. Voor een tweede kerncomponent in de vorm van een conventioneel filterplug (bijv. verzamelde . cellulose-acetaat touw) is de variatie van het gesloten teerbehoud met de gesloten drukval meestal vrijwel lineair, met een verhouding groter dan 1, en een gesloten teerbehoud van 35 kleiner dan dertig procent heeft over het algemeen de voorkeur .

Het is bij voorkeur een een eenheid vormend lichaam. Het is bij voorkeur vrijwel uniform over de gehele dwarsdoorsnede, en neemt bij voorkeur ononderbroken de gehele 8602628 -4- dwarsdoorsnede (anders dan door een wikkel ingenomen) van het filter in. De tweede kerncomponent omvat dus op passende wijze een een eenheid vormende vrijwel uniforme plug met cirkelvormige dwarsdoorsnede. Voor de eerste kerncomponent is er 05 bij voorkeur aanzienlijk minder variatie van het gesloten teerbehoud met een gesloten drukval en een gesloten teerbe-houd van minder dan twintig procent zal meestal de voorkeur verdienen. Het gesloten teerbehoud van het filter zal bij voorkeur kleiner zijn dan veertig procent.

10 Het filter volgens de uitvinding kan de gebruike lijke onverenigbare doeleinden bereiken die bestaan uit het aan de ene kant toelaten van een zeer hoge mate van luchtverdunning (bijv. 50 % of 60 % of meer) teneinde een goede beperking van CO te krijgen, zonder aan de andere kant de smaak 15 en de drukval van de filtersigaret tot onacceptabele lage niveau' s te beperken. Verschillende bekende filterconstructies hebben dit beoogt maar het filter volgens de onderhavige uitvinding kan het bereiken in een verbeterde mate door gebruik te maken van een zeer hoge drukval, lage vasthoudkerncompo-20 nent stroomopwaarts in combinatie met een lage drukval, lage vasthoudkerncomponent stroomafwaarts, met hoge luchtverdunning stroomafwaarts van de hoge-drukvalcomponent, waarbij het verbeterde gedrag bereikbaar is met een filter dat een nagenoeg uniforme dwarsdoorsnede heeft zonder het inbrengen van 25 capillaire buisjes en dergelijke die voor dit doel in het verleden zijn voorgesteld en die verstopt kunnen raken waardoor het gedrag achteruit gaat. De gehele dwarsdoorsnede van de filter kan worden gebruikt en het filter kan een normaal aanzien hebben en zal een constante kleur hebben tijdens het 30 roken. Bovendien met het oog op de zeer hoge drukval die verkregen kan worden door de eerste stroomopwaarts gelegen kerncomponent, is het relatief gemakkelijk om de hoge luchtver-dunningsniveau's die gewenst zijn te verkrijgen, zonder buitengewoon poreuse mondstukken te gebruiken, waarbij relatief 35 kleine ventilatie-openingen geschikt zijn, welke combinatie van kleine ventilatiegaten en een hoge stroomopwaarts gelegen drukval het ontsnappen van rook door de ventilatiegaten tussen trekjes door kan voorkomen of beperken, waarmee wordt opgemerkt dat het ontsnappen van rook door de ventilatiegaten tussen trekjes door een ongewenst verschijnsel is dat vaak zich voordoet bij de bekende geventileerde filters.

-.8 60 2 6 2 8 i 4* -% -5-

De uitvinding wordt voorts geïllustreerd door de volgende praktische gegevens en voorbeelden in samenhang met de bijgaande tekeningen waarin:

Figuur 1 een grafiek is welke de eigenschappen 05 toont van de eerste en tweede kerncomponent voor toepassing in filters volgens de uitvinding;

Figuur 2 een schematische langsdoorsnede-aanzicht is van een filter volgens de uitvinding opgenomen in een filtersigaret en; 10 Figuur 3 een dwarsdoorsnede-aanzicht volgens de lijnen III-III uit figuur 2 is.

De volgende tabel 1 geeft de gesloten drukval (PD) voor een aantal eerste kerncomponenten weer, welke bruikbaar zijn in de uitvinding tezamen met de ingesloten teervasthou-15 ding (TR) voor deze componenten, wanneer ze alleen worden gebruikt met de respectievelijke identieke standaard UK kingsize tabaksstaven. In elk geval bestaat de eerste kerncomponent uit een plug van in langsrichting van ribbels voorziene en niet-vezelige polyethyleen film verzameld tot staafvorm 20 met een buitenste wikkel, waarbij de verschillende drukvallen voor pluggen van dezelfde lengte verschillen weergeven in pakkingsdichtheid van de verzamelde film van plug tot plug.

TABEL 1 25

eerste kerncomponent PD (mm Wg) % TR

_lengte_ _ __ 6 mm 75 11.5 30 6 mm 94 12.5 8 mm 85 13.9 10 mm 143 17.5 35 10 mm 169 16.5 ' 10 mm 212 16.5 15 mm 208 21.0 8602628 -6-

Figuur 1 van de bijgaande tekeningen is een grafiek welke de variatie toont van de ingesloten teervasthouding (TR) met ingesloten drukval (PD) voor een eerste en tweede kerncomponent die geschikt is voor toepassing in de uitvin-05 ding. Lijn A werd verkregen door de ingesloten teervasthouding uit te zetten tegen de ingesloten drukval voor de eerste kerncomponenten (van het type in het voorgaande beschreven in tabel 1), die van verschillende lengten maar voor de rest identiek zijn. Lijn B werd op dezelfde wijze verkregen voor 10 een verschillende lengte maar voor de rest identieke tweede kerncomponenten elk in de vorm van een plug van verzamelde en gebonden 8 filament denier cellulose-acetaat touw. De tweede kerncomponenten variëren in lengte van 10 tot 35 mm/ en de eerste kerncomponenten van 6 tot 15 mm. Het blijkt dat de 15 teervasthouding van de eerste kerncomponenten relatief ongevoelig is voor de drukval. Dus met een passende keuze van eerste en tweede kerncomponenten en het leveren van een gewenste mate van ventilatie stroomafwaarts van de eerste component, kan op gemakkelijke wijze een voorafbepaalde en 20 verbeterde filter verkregen worden.

De gedragskarakteristieken van filters en filtersigaretten volgens de uitvinding zijn getekend in de figuren volgens de volgende tabellen 2 en 3. Tabel 2 geeft de ingesloten filterdrukval (in mm water) aan en de ingesloten pro-25 centuele teervasthouding van de beide filters volgens de uitvinding/ die respectievelijk 20 en 25 mm lang zijn en ongeveer 25 mm in omtrek, wanneer elke filter werd gebruikt bij een standaard UK kingsize tabaksstaaf, waarbij ook de waarden worden gegeven voor de afzonderlijke kerncomponenten. Tabel 3 30 vergelijkt deze beide filters met twee in de handel verkrijgbare merken van de gebruikelijke "mono-acetaat" filtersigaretten van dezelfde afmetingen. In elk geval werd het filter volgens de uitvinding gehecht aan een tabaksstaaf identiek aan die van de in de handel verkrijgbare vergelijking. In elk 35 geval is het conventionele "mono-acetaat" filter een verzamelde bundel cellulose-acetaat vezeltouw. De filters volgens de uitvinding bestaan elk uit een eerste stroomopwaarts gelegen plug van in langsrichting geribbelde en niet-vezelachtige polyethyleen film verzameld tot staafvorm met een buitenste 8 60 2 6 2 8 -7- wikkel, een daartegen liggende niet-gewikkelde stroomafwaarts gelegen plug van verzamelde en gebonden 8/40 cellulose-ace-taat touw (filament denier 8, totaal denier 40 x 1000) en een gemeenschappelijke luchtdoorlaatbare plugwikkel. In de filter 05 volgens de uitvinding welke 25 mm lang is, is de stroomopwaarts gelegen plug (van geribbelde polyethyleen film) 10 mm lang en is de stroomafwaarts gelegen plug van gebonden cellu-lose-acetaat vezeltouw 15 mm lang, waarbij het filter volgens de uitvinding, dat 20 ram lang is, de stroomopwaarts gelegen 10 plug van geribbelde polyethyleen film 6 mm lang is en de stroomopwaarts gelegen plug van gebonden cellulose-acetaat vezeltouw 14 mm lang is. De filters worden bevestigd aan de tabaksstaven door overwikke1venti1atie-openingen aan het uiteinde, die op soortgelijke wijze in elk geval zijn geplaatst 15 over de tweede kerncomponent in de filters volgens de uitvinding .

Tenzij anders is gespecificeerd zijn alle gemeten waarden verkregen door de geaccepteerde procedures aanbevolen door CORESTA (Centre de Cooperation pour les Recherches Scientifiques Relatives au Tabac).

20 Het filter volgens de uitvinding kan een verbeterde vermindering van niet slechts CO geven maar ook van andere dampfasecomponenten bijv. HCN, formaldehyde enz. teneinde een betere dampfase/teervasthoudverhouding op te leveren dan de voorgaande filters.

25 Het is eveneens veel gemakkelijker om een adsorbent in te brengen (bijv. actieve koolstof) voor verdere dampfase-reducties in filters volgens de uitvinding (bijv. tussen op afstand gelegen eerste en tweede kerncomponenten) dan het geval is met de bekende hoogventilatie, laagvasthoudfilters.

8602628 05 -8- Λ TABEL 2

Filter Eerste kern- Tweede kern- _ component component

Lengte (mm) 20 6 14 PD (mm Wg) 118 85 33 10 Teervasthouding % 34.5 12 27

Lengte (mm) 25 10 15 PD (mm Wg) 200 164 36 15

Teervasthouding % 37.5 16.5 29

Figuren 2 en 3 van de bijgaande tekeningen tonen de filter van 20 mm lengte volgens de uitvinding van de tabellen 20 2 en 3. Dit filter omvat de stroomopwaarts gelegen eerste kerncomponent 2 en de daartegen liggende stroomafwaarts gelegen tweede kerncomponent 4 in een gemeenschappelijke luchtdoorlaatbare plugwikkel 6. Dit deelstelsel is bevestigd aan een gewikkelde tabaksstaaf 8 door middel van de eindoverwik-25 kei 10 met een ring 12 van ventilerende openingen in register met een kerncomponent 4. Zoals aangegeven is door figuur 3, vormt de stroomopwaarts gelegen eerste kerncomponent 2 een een eenheid vormende vrijwel uniforme plug 14 in een wikkel 16, die zich volledig en ononderbroken uitstrekt (dat wil 30 zeggen zonder omloopkanalen aan de omtrek of intern) over de volledige dwarsdoorsnede van het filter binnen het gemeenschappelijke wikkel 6. Zoals in het voorgaande is aangeduid, zou het kernorgaan 4 stroomafwaarts ten opzichte van kernorgaan 2 gelegen kunnen zijn, waarbij de ventilerende openingen 35 dan bij voorkeur in register liggen met de holte tussen de beide kerncomponenten.

8602628 -9- TABEL 3

Filter 05 lengte (mm) 25 25 20 20

Filter type mono— uitvin— mono- uitvin— acetaat ding acetaat ding 10 Sigaret PD Open gaten (mm water) 166 114 117 84

Uiteinde 15 ventilatie % 16 57 27 57 TPM (WNF)

Opbrengst (mg) 9 8.8 9 8.8 20 Nicotine- opbrengst (mg) 0.9 1.12 0.9 1.02

Koolstofmonoxide opbrengst (mg) 13 5.7 10 5 25

Koolstofmonoxide/ teerverhouding 1.44 0.65 1.11 0.50

Nicotine/ 30 teerverhouding 0.10 0.13 0.10 0.12

Dampfase-index*__26.7 11.2 23.3 12.8 35 *Dampfase-index is een arbitraire waarde verkregen uit de totale piekwaarde van 4 belangrijke VP componenten zoals bepaald wordt door gas chromatography.

8602628

Claims (9)

1. Sigaretfilter omvattende in langsrichting gelegen op één lijn liggende kerncomponenten, waarvan een eerste luchtdoorlaatbaar is en een relatief hoge drukval vertoont in langsrichting van het filter maar vrijwel luchtondoorlaatbaar 05 is in radiale zin van het filter en een tweede luchtdoorlaatbaar is en een relatief lage drukval vertoont in langsrichting van het filter en een gemeenschappelijke volledige of gedeeltelijke wikkel, die zich uitstrekt langs en rond of gedeeltelijk rond die kerncomponenten en zorgdraagt voor de 10 ventilatie van het filter in een zone die in langsrichting op afstand ligt van de eerste kerncomponent.

2. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de eerste en tweede kerncomponenten tegen elkaar liggen.

3. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de eerste en tweede kerncomponenten in langsrichting op afstand van elkaar liggen.

4. Filter volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk dat de tweede kerncomponent luchtdoorlaatbaar in radiale 20 richting van het filter is.

5. Filter volgens elke voorgaande conclusie, met het kenmerk dat de eerste kerncomponent in radiale richting niet doorlaatbaar is over het gehele gebied van de dwarsdoorsnede .

6. Filter volgens elke voorgaande conclusie, met het kenmerk dat het eerste kerncomponent nagenoeg uniform is over het gehele gebied van de dwarsdoorsnede.

7. Filter volgens elke voorgaande conclusie, met het kenmerk dat de tweede kerncomponent vrijwel uniform is 30 over de gehele dwarsdoorsnede.

8. Filter volgens elke voorgaande conclusie, met het kenmerk dat de eerste kerncomponent een kunststoffilm omvat die in langsrichting geribbeld is vrijwel zonder vezelvorming en welke in zijdelingse richting verzameld is 35 tot een plug, die luchtdoorlaatbaar is in langsrichting maar vrijwel niet luchtdoorlaatbaar is in radiale richting. • AieOSv'ii*;... _ . 86 0 2 6 2 8 » -11-

9. Filtersigaret met een filter volgens elke voorgaande conclusie waarbij de eerste kerncomponent gericht is naar de tabaksstaaf en het tweede kerncomponent stroomafwaarts van de eerste naar het mondstukeinde van het filter gelegen is, waarbij ventilatie aanwezig is .in het filter stroomafwaarts van de eerste kerncomponent. 8602628