NL8902446A - Tabaksrookfilter met deeltjesvormig toevoegsel. - Google Patents

Description

Tabaksrookfilter met deeltjesvormig toevoegsel.

De uitvinding betreft een tabaksrookfilter dat een deeltjesvormig toevoegsel bevat, bijvoorbeeld een sorbens zoals actieve kool, silicagel, sepioliet, aluminiumoxide, een ionenwisselaar of dergelijke.

De vele bekende methoden voor het maken van dergelijke filters hebben vaak te leiden van produk-tieproblemen, problemen wat betreft de beheersing van kwaliteit en uniformiteit, en slijtageproblemen.

Volgens de uitvinding wordt ten minste een deel van het deeltjesvormige toevoegsel geconcentreerd op één of een beperkt aantal draden en/of stroken die in het resterende lichaam van filtermateriaal zijn ondergebracht, waarbij het toevoegsel aan deze draden of stroken is gehecht. Bij voorkeur wordt ten minste het grootste deel, en nog meer bij voorkeur het totaal van het deeltjesvormige toevoegsel in het filter door de genoemde draden of stroken gedragen, ofschoon het mogelijk is dat het filter nog wat deeltjesvormig toevoegsel bevat dat niet op de draden en/of stroken is geconcentreerd.

Het deeltjesvormige toevoegsel kan op geschikte wijze aan de draden en/of stroken worden vastgehecht door middel van een smeltlijm, een hoogmoleculair polyethyleen-glycol of een emulsielijm zoals PVA.

Het gebruikte deeltjesvormige toevoegsel kan een enkele stof of een mengsel zijn.

De draden of stroken die het toevoegsel dragen strekken zich gewoonlijk over de gehele lengte van de fil-terstaaf uit.

Bij voorkeur is elke draad of strook over zijn gehele lengte gelijkmatig met aanhechtend deeltjesvormig toevoegsel bedekt. Daar kan echter ook sprake zijn van een ongelijkmatige bedekking, zodat het mogelijk is dat de draad of strook over een deel of delen van zijn lengte een deel-tjesvormig toevoegsel draagt en over een andere deel of andere delen van zijn lengte vrij is van deeltjesvormig toevoegsel of een ander toevoegsel draagt. Beide typen (bekleding over de hele lengte en over een deel van de lengte) kunnen aanwezig zijn. Terwijl een strook of draad op verschillende delen van zijn lengte verschillende deeltjesvormige bekledingen kan hebben (die bijvoorbeeld verschillen in bekledingsdichtheid, identiteit, samenstelling, deeltjesgrootte en/of andere kenmerken) wordt bij voorkeur een draad of strook met een gelijkmatige deeltjesvormige bekleding (over de hele lengte of een deel daarvan) gebruikt. De deeltjesvormige bekleding op een bepaalde strook of draad kan verschillen van die op een andere strook of draad.

Als er twee of meer draden en/of stroken met deel-tjesvormig toevoegsel zijn, kunnen deze over de doorsnede van het filter zijn verdeeld, maar ook zijn samengebracht tot een toevoegselhoudende kern of kernen binnen het lichaam van de rest van het filtermedium. Een dergelijke kern kan een stromingsweg door het filter, met geringere drukval dan in de rest van het filter, vormen zodat de in contact met het toevoegsel komende rookstroom groter wordt. Een dergelijke kern kan een omhulsel hebben, bijvoorbeeld een kunststoffilm of een gebruikelijk filteromhulsel; dit omhulsel kan doorlaatbaar of ondoorlaatbaar voor lucht en eventueel geperforeerd zijn. Een kern met omhulsel wordt doorgaans vooraf gevormd.

Het filterlichaam waarin de toevoegselhoudende draden en/of stroken zijn ondergebracht, kan gemaakt zijn van een materiaal dat gebruikelijk is voor het maken van tabaksrookfilters (bijvoorbeeld sigarettenfilters). Zo kan het bestaan uit stapelvezels of uit plukselfilamenten (in beide gevallen meestal van cellulose-acetaat) of anders van crêpe-papier.

Als het toevoegsel aan een draad is gehecht zal deze draad gewoonlijk groffer zijn dan de vezels (bijvoorbeeld stapelvezels of plukselfilamenten) die de rest van het filterlichaam vormen. Overigens kan het filterlichaam ook uit een ander gebruikelijk materiaal, bijvoorbeeld crêpe- papier bestaan.

Bij een methode voor het maken van een filter volgens de uitvinding wordt een hoeveelheid filtermateriaal (bij voorkeur plukselfilamenten) tot een buisvormig lichaam gevormd (bijvoorbeeld door middel van een garnituur met een centrale doorn) en worden tijdens of na het vormen van het buisvormige lichaam één of meer draden en/of stroken met daaraan gehecht deeltjesvormig toevoegsel in de centrale holte van de buis gevoerd (bijvoorbeeld via een centrale boring in de doorn) ter vorming van een kern, waarna de zo verkregen, continu geproduceerde filterstaaf in stukken van geschikte lengte wordt gesneden. De toevoegselhoudende kern kan een stromingsbaan met geringere drukval dan de omringende buis door het filter verschaffen; in dat geval kan men kerndraden gebruiken die grover en/of minder dicht opeengepakt zijn dan de filamenten die de omringende buis vormen. Verder kan men ook een vooraf gevormde kern van toevoegselhoudende draden of stroken binnen een omhulsel door een kanaal van de doorn voeren.

Bij een andere vervaardigingsmethode wordt een hoeveelheid filtermateriaal (bijvoorbeeld stapelvezels, plukselfilamenten, crêpe-papier of dergelijke) tot een staafvormig lichaam gevormd terwijl één of meer draden en/of stroken met aanhechtend deeltjesvormig toevoegsel tijdens of vóór de staafvorming met het filtermateriaal worden meegevoerd, bijvoorbeeld door middel van een gebruikelijk garnituur.

Bij deze vervaardigingsmethoden kan de toevoer van filtermateriaal en toevoegselhoudende draden of stroken, alsmede het vormen van een staafvormig of buisvormig lichaam daaruit en het doorsnijden van het verkregen produkt tot stukken van geschikte lengte, continu en in één produk-tielijn geschieden onder gebruikmaking van de normale apparatuur voor het maken van sigarettenfilters. Het filtermateriaal kan tijdens het samenvoegen en de vormgeving van een bindmiddel worden voorzien ten einde een produkt te leveren dat zonder omhulsel stabiele afmetingen behoudt.

Desgewenst kan echter ook een omhulsel continu worden toegevoerd en om het filter worden gewikkeld.

Tijdens het verblijf in de produktielijn kunnen de draden of stroken met een kleefstof worden bedekt (bijvoorbeeld door ze door een kleefstofbad of dergelijke te voeren) en vervolgens met het toevoegsel worden bedekt (bijvoorbeeld door ze door een reservoir, een gefluïdiseerd bed, een circulatiestroom of andere voorraad van het deeltjesvormige toevoegsel te voeren terwijl de kleefstof nog actief is). In plaats daarvan kunnen de met kleefstof bedekte draden of stroken ook afzonderlijk worden geproduceerd of van een toeleverantier worden betrokken, waarna het activeren van de kleefstof (bijvoorbeeld door verweken met warmte) en het aanbrengen van het toevoegsel continu in de produktielijn van het filter plaatsvindt. Een gelijkmatige aanbrenging van kleefstof (bijvoorbeeld uit een bad van vloeibaar PVA) kan worden verzekerd met een gekalibreerde toevoeropening of met behulp van een afstrijkmes of -messen. De hoeveelheid deel-tjesvormig toevoegsel die op de met lijm bedekte draad of strook wordt aangebracht zal gewoonlijk zo groot mogelijk zijn, waarbij de maximaal mogelijke hoeveelheid afhangt van factoren als deeltjesgrootte, afmetingen van de draad of strook en dergelijke. Als een omhulde kern van toevoegsel-houdende draden wordt gebruikt, kunnen de beklede draden continu op de beschreven wijze worden gevormd en dan in de produktielijn met een gebruikelijke methode worden samengevoegd en omhult, waarna de verkregen kern met omhulsel direct, nog steeds in de produktielijn, aan het punt van filterproduktie worden toegevoerd. Een methode waarbij de met toevoegsel bedekte draden of stroken afzonderlijk worden voorgevormd en dan aan het filtervormende proces worden toegevoerd (desgewenst via het maken van een omhulde kern) is ook mogelijk maar geniet minder voorkeur.

Geschikte smeltlijmen voor gebruik bij de uitvinding zijn vele polyesterlijmen.

Voor de doeleinden van de uitvinding gebruikt men liever met toevoegsel bedekte draden dan stroken. Zo kunnen bijvoorbeeld 1-10 draden (bij voorkeur 1-4 draden) in het filterlichaam worden ondergebracht. De hoeveelheid toevoegsel op elke draad kan sterk variëren (bijvoorbeeld van 0,25-2,0 mg/mm) evenals de totale hoeveelheid toevoegsel in het filtermondstuk (bijvoorbeeld 25-100 mg voor een mondstuk van 20 mm lengte). Dit hangt af van de eisen die aan het produkt worden gesteld. Uiteraard kan de hoeveelheid toevoegsel in het mondstuk worden beheerst door keuze van het aantal draden en/of de hoeveelheid toevoegsel daarop.

Ook andere parameters kunnen in afhankelijkheid van de aan het produkt gestelde eisen sterk variëren. Dit geldt bijvoorbeeld voor de relatieve dikte van filamenten en pluksel als het filterlichaam uit plukselfilamenten bestaat, de dikte van de draad als draad wordt gebruikt om het deel-tjesvormige toevoegsel te dragen, de deeltjesgrootte van het toevoegsel en dergelijke. Geschikte waarden voor de relatieve dikte van filamenten en pluksel zijn bijvoorbeeld 5/32000, 5/90000, en 2,5/45000. Een geschikte dikte voor een toevoegselhoudende draad is bijvoorbeeld 1000 denier. Een geschikte deeltjesgrootte voor actieve kool is 12/30 British Standard Mesh en een andere geschikte waarde is 30/70 British Standard Mesh.

De volgens de uitvinding gebruikte draad of strook kan uit elk onschadelijk materiaal zijn gemaakt, bijvoorbeeld uit textielmateriaal. In dat geval bestaat de draad of strook bijvoorbeeld uit één of meer monofilamenten, een garen of lont of getwijnde draad, of een geweven of niet-geweven lint. Een draad van naaigaren is bijzonder geschikt, vooral vanwege zijn gelijkmatigheid. Overigens is de aard van de draad niet belangrijk en kan zij uit natuurlijke en/of synthetische vezels bestaan. Rayon, nylon en polyester zijn materialen die met goed gevolg voor de draad kunnen worden gebruikt, maar een andere mogelijkheid is katoen, vooral gemerceriseerde katoen die voor naaigaren van goede kwaliteit wordt gebruikt.

Het deeltjesvormige toevoegsel is gewoonlijk een sorbens of een mengsel van sorbentia, of het bevat deze stoffen. Ten minste een deel van het deeltjesvormige toevoegsel kan een aroma dragen.

Door de uitvinding is het mogelijk om actieve kool of een ander deeltjesvormig toevoegsel in een tabaksrookfliter op te nemen met gebruikelijke apparatuur, zonder dat produktieproblemen ontstaan. Daarbij kan een gelijkmatige hoeveelheid toevoegsel snel worden bereikt en desgewenst ook op eenvoudige en accurate wijze worden gevarieerd. In filters volgens de uitvinding kan het deeltjesvormige toevoegsel, dat aan de draden en/of stroken is gehecht, zijn fil-terwerking practisch ongehinderd op de tabaksrook uitoefenen. Zodoende kunnen de filters volgens de uitvinding de teer, nicotine en dampfase goed tegenhouden en een goede retentieverhouding van teer/nicotine bereiken.

Filterstaven volgens de uitvinding kunnen continu worden geproduceerd en dan in stukken van gewenste lengte worden gesneden. Elk afzonderlijk afgesneden stuk kan op zichzelf als filter voor een sigaret worden gebruikt, maar wordt bij voorkeur op één lijn gelegd met ten minste één ander filterelement als onderdeel van een samengesteld (bijvoorbeeld dubbel of driedubbel) sigarettenfilter. Bij voorkeur wordt een afzonderlijk filterelement volgens de uitvinding samen met een opgelijmd met een mondstuk van normaal uiterlijk, bijvoorbeeld een gelijkmatige pluk cel-luloseacetaatfilamenten, toegepast.

De uitvinding wordt nader geïllustreerd door de volgende uitvoeringsvoorbeelden.

In de Voorbeelden 1-6 werd SC2-koolstof (van Chem-viron) met afmetingen van 12/30 British Standard Mesh gebruikt, dat met behulp van een polyestersmeltlijm op drie textieldraden was aangebracht. Elke draad had een dikte van circa 1000 denier. De filterstaaf had steeds een lengte van 20 mm en een omtrek van circa 25 mm.

In de Voorbeelden 1 en 2 werd verder een pluksel uit celluloseacetaat van 2,5/45.000 denier gebruikt, dat met behulp van een doorn tot een buisvormig lichaam werd gevormd, terwijl de drie draden met actieve kool door een holte van de doorn werden geleid ter vorming van een kern.

In Voorbeeld 3 werd hetzelfde pluksel uit cellulose-acetaat als in de Voorbeelden 1 en 2 tot een staafvormig lichaam gevormd, waarbij geen centrale doorn werd gebruikt maar de drie draden met actieve kool wel gelijktijdig werden meegenomen.

De Voorbeelden 4-6 werden op dezelfde wijze als in Voorbeeld 3 uitgevoerd, maar onder vervanging van het pluksel door crêpe-papier. De wijze van opstapelen van het papier wisselde, zodat in elk afzonderlijk geval een andere drukval door de filterstaaf werd verkregen.

In de volgende Tabel vindt men de drukval en de totale hoeveelheid koolstof in elk filter, tezamen met het opvangpercentage voor diverse componenten van de dampfase. Sigaretten voorzien van de filters volgens de voorbeelden werden hiertoe samen met een standaardsigaret onder stan-daardcondities getest op een gebruikelijk testapparaat.

TABEL

De waarden voor de drukval in de tabel werden gemeten bij "totale omhulling", dat wil zeggen met alleen de cilindereinden vrij, onder standaardcondities van de luchtstroom. Zij zijn uitgedrukt in mm waterkolom.

VOORBEELD 7

In .dit voorbeeld werd actieve kool van het merk Sutcliffe Speakman 208C met deeltjesgrootte 12/30 British Standard Mesh gebruikt. Vijf textieldraden, elk van 1000 denier, werden met behulp van lijm op de draden met de koolstof bedekt, waarbij het gemiddelde gewicht aan koolstof per draad circa 1,5 mg/mm was. De vijf draden werden eerst door een lijmbad met lijm van het PVA-type gevoerd, waarbij de lijmlaag door afstrijken gelijkmatig werd gehouden.

Daarna werden de draden, terwijl de lijm nog actief was, gelijktijdig in langsrichting door een bak met koolstof gevoerd ten einde de actieve kool op te nemen. In dezelfde continue produktielijn werden de vijf met koolstof bedekte draden met behulp van een gebruikelijk garnituur samengevoegd en ontwikkeld met een geperforeerd omhulsel van het type Ecusta Heat Seal. De omwikkelde kern werd door een centrale doorn van een inrichting gevoerd, terwijl pluksel van celluloseacetaatfilamenten van 3,3/32.000 denier, dat rondom de doorn tot een buisvormig lichaam was gevormd, met behulp van de doorn continu om de omwikkelde kern werd aangebracht onder vorming van een samengestelde filterstaaf. Deze filterstaaf werd daarop in stukken van bepaalde lengte gesneden. De drukval bij totale omhulling van dit samengestelde filter was circa 2 mm waterkolom per mm lengte. Stukken uit dit samengestelde filter van 12 mm lengte (totale drukval circa 23 mm waterkolom) werden tot meervoudige filters gevormd door ze aan te brengen tussen de einden van twee stukken NWA filter van 6 mm lengte (niet ontwikkeld, met lijm gebonden pluksel uit celluloseacetaatfilamenten). Dit samenstel werd ontwikkeld met een gebruikelijk omhulsel.

Het meervoudige filter, met een lengte van 24 mm en een omtrek van 24,4 mm, had in omsloten toestand een drukval van 85 mm waterkolom en vertoonde de volgende opvangper- centages: acetaldehyde 27,6% acroleine 49,4% aceton 49,3% isopreen 31,7% tolueen 54,1%

Claims (10)

1. Tabaksrookfilter, omvattende een staaf van fil-termateriaal met een deeltjesvormig toevoegsel, met het kenmerk, dat ten minste een deel van het deeltjesvormige toevoegsel is geconcentreerd op één of een beperkt aantal draden en/of stroken die in het resterende lichaam van filtermateriaal zijn ondergebracht, waarbij het toevoegsel aan deze draden of stroken hecht.

2. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gehele deeltjesvormige toevoegsel zich op de draden en/of stroken bevindt.

3. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de of elke draad en/of strook nagenoeg gelijkmatig met deeltjesvormig toevoegsel is bedekt.

4. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een aantal toevoegselhoudende draden en/of stroken is samengevoegd tot een kern.

5. Filter volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de kern een omhulsel heeft.

6. Filter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste één van de draden en/of stroken een ander deeltj esvormig toevoegsel draagt dan een andere draad en/of strook.

7. Werkwijze voor het maken van een tabaksrookfilter, met het kenmerk, dat men filtermateriaal tot een staaf-vormig of buisvormig lichaam vormt en daarin één of een beperkt aantal draden en/of stroken onderbrengt waaraan een deeltjesvormig toevoegsel is gehecht.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat een aantal toevoegselhoudende draden en/of stroken eerst wordt samengevoegd tot een kern, die vervolgens wordt meegevoerd en samengevoegd met de rest van het filtermateriaal, waarbij de kern desgewenst van een eigen wikkel wordt voorzien voordat hij in de rest van het filtermateriaal wordt opgenomen.

9. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat ten minste het bekleden van de draden en/of stroken met het deeltjesvormige toevoegsel, en het samenvoegen van de toevoegselhoudende draden en/of stroken met ander filter-materiaal tot een staafvormig of buisvormig lichaam, op continue wijze in een produktielijn wordt uitgevoerd-

10. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de draden en/of stroken door een bad van vloeibare lijm (bijvoorbeeld PVA) worden getrokken en vervolgens, terwijl de lijm nog actief is, door een voorraad van het deeltjesvormige toevoegsel.