NO118263B

NO118263B -

Info

Publication number: NO118263B
Application number: NO174968A
Authority: NO
Inventors: R Strickman
Original assignee: Strickman Foundation Robert L
Priority date: 1968-05-06
Filing date: 1968-05-06
Publication date: 1969-12-01

Description

Filtermateriale for anvendelse til filtrering av tobakkrøk og fremgangsmåte for fremstilling herav. Filter material for use in filtering tobacco smoke and method for its production.

Oppfinnelsen vedrører filtere for behandling av tobakk-røk, som fra sigaretter og lignende. Den er spesielt rettet mot nye filteroppbygninger og nye filtermaterialer eller, kombinasjo-ner derav. The invention relates to filters for treating tobacco smoke, such as from cigarettes and the like. It is particularly aimed at new filter constructions and new filter materials or combinations thereof.

Problemet med å filtrere tobakkrøk, og spesielt røken fra sigaretter, har lagt beslag på oppmerksomheten til mange forskere. En slik røk er et høyst komplekst produkt. Det inneholder nikotin, tjære, irriterende stoffer og mange andre komponenter. Selv om det er fremkommet mange forslag og oppdaget lær-dom om hvordan røken kan behandles i det innskrenkede arbeidsrom (kubikkinnholdet) ved enden av en sigarett, så har ingen hittil utviklet et filter som sørger for en regulert eliminering av de uønskede bestanddeler som er tilstede i røkstrømmen uten å forringe "smakskvaliteten" i røken. The problem of filtering tobacco smoke, and especially the smoke from cigarettes, has occupied the attention of many researchers. Such smoke is a highly complex product. It contains nicotine, tar, irritants and many other components. Although there have been many proposals and discovered teachings about how the smoke can be processed in the restricted working space (cubic content) at the end of a cigarette, no one has so far developed a filter that ensures a regulated elimination of the unwanted components that are present in the smoke stream without impairing the "taste quality" of the smoke.

Det er blitt oppdaget at det er mulig å tilveiebringe filtere med midler for å gjennomføre fjerningen av de uønskede bestanddeler i røkstrømmen uten å forringe smakskvaliteten eller fornemmelsen av den. Med filteret ifølge nærværende oppfinnelse er det i virkeligheten mulig å tilveiebringe forbedringer i smakskvaliteten til røken. It has been discovered that it is possible to provide filters with means to effect the removal of the unwanted constituents in the smoke stream without impairing the flavor quality or sensation thereof. With the filter according to the present invention, it is actually possible to provide improvements in the taste quality of the smoke.

Det er følgelig blant hovedformålene ved denne oppfinnelse å tilveiebringe filtere eller filtersystemer som er egnet til å anvendes ved behandling av tobakkrøk, og spesielt innen det begrensede volum som er tilgjengelig i en sigarett, og som vil: (1) fjerne vesentlige mengder av de tjæreaktige komponenter, (2) fjerne vesentlige mengder av aikaloidene, innbe-fattet nikotin. It is therefore among the main objects of this invention to provide filters or filter systems which are suitable for use in the treatment of tobacco smoke, and especially within the limited volume available in a cigarette, and which will: (1) remove significant quantities of the tarry components, (2) remove significant amounts of the aicaloids, including nicotine.

I tillegg til dette reduserer filtreringen innholdet In addition to this, the filtering reduces the content

av fuktighet, nedsetter temperaturen i røkstrømmen og fjerner irriterende stoffer fra gassfasen i røken. Disse effekter opp-nåes mens det skaffes tilveie den tilfredsstillende kvalitet (smak, aroma) som søkes av røkerenu of moisture, lowers the temperature in the smoke stream and removes irritating substances from the gas phase in the smoke. These effects are achieved while providing the satisfactory quality (taste, aroma) sought by the smoker.

Med hensyn til de vesentligste synspunkter oppnås formålene med oppfinnelsen som ovenfor nevnt, så vel som andre formål, ved en kombinasjon av behandlinger av røk, slik at reduk-sjonen av irriterende virkning, fuktighetsinnhold og temperatur og fjerning (ved kjemisk og fysisk fiksering) av de unødvendige og uønskede komponenter, oppnås under strømmen av røk gjennom filteret ifølge oppfinnelsen. With regard to the most essential points of view, the objects of the invention as mentioned above, as well as other objects, are achieved by a combination of treatments of smoke, so that the reduction of irritant effect, moisture content and temperature and removal (by chemical and physical fixation) of the unnecessary and unwanted components, are obtained during the flow of smoke through the filter according to the invention.

Mer spesielt oppnås formålene med oppfinnelsen som følge av følgende: de tjæreaktige og særskilte bestanddeler blir forårsaket fjernet fra røkstrømmen ved å tilveiebringe en høyst egnet overflate, mot hvilken disse bestanddeler kan støte, og kan også innbefatte midler for å bevirke adsorpsjon og/eller absorpsjon og fjerning av noen av de irriterende uønskede gass-bestanddeler i røken. More particularly, the objects of the invention are achieved as a result of the following: the tarry and specific constituents are caused to be removed from the smoke stream by providing a highly suitable surface against which these constituents can impinge, and may also include means to effect adsorption and/or absorption and removal of some of the irritating unwanted gas constituents in the smoke.

Filteret kan inneholde overflateaktive midler som hjelper til med å fjerne uonskede stoffer fra roken. Alkaloidene, f.eks. nikotin o.l. og andre bestanddeler i roken kan fjernes ved egnet kjemisk påvirkning ved nærvær av stoffer som inngår kjemisk forbindelse med dem, og således fremstiller forbindelser som holdes tilbake av filteroppbygningen. The filter may contain surfactants that help remove unwanted substances from the roe. The alkaloids, e.g. nicotine etc. and other constituents in the rook can be removed by suitable chemical action in the presence of substances that enter into a chemical connection with them, and thus produce compounds that are retained by the filter structure.

Det er kjent at den irriterende virkning, eller på annen måte uonsket effekt av tobakkrok, i det minste delvis skyldes nærvær i gass-fasen av slike forbindelser som aldehyder, sulfider og hydrogencyanid. Filteret ifolge oppfinnelsen vil fjerne vesentlige mengder av disse stoffer. I tillegg reduseres i vesentlige mengder fenoler og sure materialer som er kjent for å være tilstede i tobakkrok og er antatt å være skadelige. It is known that the irritating effect, or otherwise unwanted effect of tobacco hook, is at least partly due to the presence in the gas phase of such compounds as aldehydes, sulphides and hydrogen cyanide. The filter according to the invention will remove significant amounts of these substances. In addition, phenols and acidic materials that are known to be present in tobacco hook and are believed to be harmful are reduced in significant quantities.

Filteret ifolge oppfinnelsen tilveiebringer derfor: midler for utstrakt fysikalsk 09 kjemisk behandling av rokstrommen, inn-befattet regulering av pH ved å fjerne sure bestanddeler, fiksering eller binding av alkaloidene, og midler for å redusere temperaturen i rokstrommen under strommingen gjennom filteret for å sorge for at temperaturen nedsettes til innen et onsket område. The filter according to the invention therefore provides: means for extensive physical 09 chemical treatment of the smoke chamber, including regulation of pH by removing acidic constituents, fixation or binding of the alkaloids, and means for reducing the temperature in the smoke chamber during the flow through the filter to ensure that the temperature is reduced to within a desired range.

En mer fullstendig forståelse av de foregående formål og av oppfinnelsen vil åpenbares for fagfolk av den folgende detalj-erte beskrivelse, sett i forbindelse med de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er en illustrasjon av en sigarett, delvis i snitt, som viser utnyttingen av en filtr*ringsenhet i samsvar med en av utførelsene av denne oppfinnelse. Fig. 2 er et tverrsnitt, tatt langs linjen 2-2 i fig. 1. Fig. 3 er et fotomikrograf (forstbrret 7 5 ganger) av kornet filtermateriale i samsvar med en foretrukket utfdreise av foreliggende oppfinnelse, og viser den ujevne, piggete og knudrete oppbygning av partiklene. ;Dette mikrograf var tatt etter at filtermaterialet var anvendt som filter ved rokning av en sigarett og hvor roken passerte gjennom filteret. Et antall av de partikler som med hell hadde fjernet tjæreaktige materialer fra sigarettroken, viser seg å være morknet sammenlignet med den lysere tilstand til de andre partikler. ;Filtermaterialet ifolge nærværende oppfinnelse omfatter et spesielt stivt polyuretan som er i det vesentlige fritt for celleformet oppbygning og som ved en utførelse er sammensatt av korn som er av ujevn, pigget og knudret form. Filtermaterialet er i det vesentlige fritt for hvilke som helst andre bestanddeler, slik som gjenværende uomsatte isocyanater, som gir en eller annen udnsket smak til roken som passerer gjennom filteret. Stive polyuretaner, ;som tas i betraktning ved oppfinnelsen, er karakterisert ved deres vesentlige mangel på elastisitet, og deres mulighet til lett å bli omformet til små partikler ved anvendelse av konvensjonelt granulerings-utstyr. Dette er i motsetning til mykt polyuretan som oppforer seg som elastomert materiale,og som ikke kan være egnet under disse omstendigheter. ;Det spesielle filtermateriale ifolge oppfinnelsen har onskelig en partikkelstorrelse som overveiende er under 750 ;mikron, og fortrinnsvis overveiende mellom -150 og 600 ;mikrom Det er blitt funnet at partikkelstorrelser mellom 175 og450 mikron gir de beste resultater, men variasjoner kan være onskelig i avhengighet av hva forbrukerne foretrekker. ;De stive polyuretaner som inngår i filtermaterialet ;ifolge oppfinnelsen, er de som konvensjonelt er kjent for å være omsetningsprodukter av polyisocyanater og polyoler. De polyoler som anvendes som utgangsmaterialer, har fortrinnsvis overveiende en funksjonalitet på minst tre. Stivheten av polyuretanenene, som vel kjent av polymerkjemikeren, avhenger av eksistensen av kryssbind-inger mellom molekylene, og kryssbinding oppnås ved å anvende utgangsmaterialer som har en reaksjons-funksjonalitet storre enn to. Det er mest vanlig at denne hoyere funksjonalitet finnes i polyol-komponenten, men nyere polyisocyanater som har en funksjonalitet storre enn to, er blitt kommersielt tilgjengelige. ;Hvilken som helst polyol som, når den omsettes med et polyisocyanat, fremstiller et stivt polyuretan, kan anvendes, selv om de for bruk i sigarettfiltere ikke bor gi noen merkbar lukt eller smak til roken. Blant de foretrukne polyoler er polyeterpolyolene, og spesielt omsetningsproduktene av alkylenoksyder, fortrinnsvis propylenoksyd, med lavmolekylære forbindelser som har tre eller flere hydroksyl-grupper, slik som glycerol, 1,2,6-heksan-triol, trimetylolpropan, pentaerytritol.metylglykosid, sorbitol, sukrose o.l. glykoler, slik som polypropylenglykol o.l. kan anvendes sammen med en hoyere funksjonell polyol eller et polyisocyanat som har en funksjonalitet storre enn to, d.v.s. har mer enn to isocyanat-grupper pr. molekyl. ;Istedenfor polyeterpolyoler kan det anvendes polyhydroksyl-avsluttede polyestere, fortrinnsvis de som i det minste delvis er avledet fra trioler eller hoyere. Polyesterpolyolene er vanligvis mindre fordelaktige enn polyeterpolyolene på grunn av at de vanligvis er dyrere og mer viskose. ;Polyoler henvises vanligvis til ved å angi deres hydroksyl-tall. Polyoler som har et hoyt hydroksyl-tall (over 300) foretrekkes, spesielt dersom det anvendes andre polyoler enn enkle ikke-polymere polyoler. Hydroksyl-tall som er mellom 300 og 800 er mest onskelige. Hoyere hydroksyl-tall resulterer i et sproere, men også dimensjonsstabilere ekspandert polyuretan. ;Blant de ytterligere polyoler som kan anvendes sammen med et polyisocyanat for å fremstille de stive polyuretaner er folgende: polyetylenglykol med en molekylvekt som ikke overskrider 400, di-etylenglykol, trietylenglykol, dipropylen glykol, tripropylenglykol, 1,4-butandiol, heksandiol, neopentylglykol, trimetyloletan, ;trimetylolfenol, glukose, avbygget stivelse og cellulose, hydroksymetyl-derivater av cykloheksanol, ricinusolje, hydroksyl-avsluttede polymere slik som de avledet fra laktoner, slik som kaprolakton. Disse kan anvendes alene, eller fortrinnsvis som omsetningsprodukter med et alkylenoksyd, slik som propylenoksyd, eller med en polybasisk syre eller dens anhydrid. Blant de polybasiske syrer som kan anvendes er ftalsyre, adipinsyre, sebacinsyre, dimeri-sert linolsyre, oksalsyre og heksaklorendometylentetrahydroftalsyre. ;Det kan anvendes hvilket som helst polyisocyanat som vil gi en stiv polymer sammen med en egnet polyol, men det anvendes fortrinnsvis hvilket som helst polyisocyanat som er en væske ved reak-sjonstemperaturen, d.v.s. mellom omkring 15 og 90°C, og spesielt mellom 15 og 50°C. Spesielt nyttige er de meget anvendte tolylendiisocyanat (TDI) som selges kommersielt som 80:20 blanding av 2,4:2,6 isomerene, dens ubearbeidete kvalitet, p,p<*> -difenylmetandi-isocyanat (MDI) og dens ubearbeidete kvalitet (PPI) og polymetylenpolyfenyl-i80cyanat (en blanding solgt under varenavnet PAPI). Andre polyisocyanater som kan anvendes er: dianisidin-diisocyanat, xylylen-diisocyanat, difenylsulfon-diisocyanat, 4-klor-l,3-fenylen-diisocyanat, 4-isopropyl-l,3-fenylen-diisocyanat, 2,4-diisocyanatdifenyl-eter, 3,3-dimetyl-4,4-diisocyanatdifenylmetan, mesitylen-diisocyanat, 4,4'-diisocyanatdibenzyl, 1,5-naftalen-diisocyanat, 3,3'-bitolylen-4,4'-diisocyanat, trlfenylmetan-triisocyanat, tritolylmetan-triisocyanat, tetrametylen-diisocyanat, heksametylen-diisocyanat, iso-cyanatene avledet fra dimere syrer, dekametyien-diisocyanat, reaksjonsproduktet av toluen-diisocyanat med trimetylolpropan med et NCO/OH-forhold på 2:1 (Mondur CB) o.s.v. A more complete understanding of the foregoing objects and of the invention will be revealed to those skilled in the art from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is an illustration of a cigarette, partially in section, showing its use of a filtering unit in accordance with one of the embodiments of this invention. Fig. 2 is a cross section, taken along the line 2-2 in fig. 1. Fig. 3 is a photomicrograph (magnified 75 times) of granular filter material in accordance with a preferred embodiment of the present invention, and shows the uneven, spiky and knotty structure of the particles. ;This micrograph was taken after the filter material had been used as a filter when smoking a cigarette and where the smoke passed through the filter. A number of the particles that had successfully removed tarry materials from the cigarette smoke are found to be darkened compared to the lighter state of the other particles. The filter material according to the present invention comprises a particularly rigid polyurethane which is essentially free of cellular structure and which, in one embodiment, is composed of grains which are of an uneven, spiky and knotty shape. The filter material is essentially free of any other constituents, such as residual unreacted isocyanates, which impart some undesirable taste to the roe passing through the filter. Rigid polyurethanes, which are taken into account in the invention, are characterized by their significant lack of elasticity, and their ability to be easily transformed into small particles using conventional granulation equipment. This is in contrast to soft polyurethane which behaves as an elastomeric material and may not be suitable under these circumstances. The special filter material according to the invention desirably has a particle size that is predominantly below 750 microns, and preferably predominantly between -150 and 600 microns. It has been found that particle sizes between 175 and 450 microns give the best results, but variations may be desirable depending of what consumers prefer. The rigid polyurethanes included in the filter material according to the invention are those which are conventionally known to be reaction products of polyisocyanates and polyols. The polyols used as starting materials preferably predominantly have a functionality of at least three. The stiffness of the polyurethanes, as is well known to the polymer chemist, depends on the existence of crosslinks between the molecules, and crosslinking is achieved by using starting materials that have a reaction functionality greater than two. It is most common for this higher functionality to be found in the polyol component, but newer polyisocyanates that have a functionality greater than two have become commercially available. Any polyol which, when reacted with a polyisocyanate, produces a rigid polyurethane can be used, although for use in cigarette filters they should not impart any noticeable odor or taste to the smoke. Among the preferred polyols are the polyether polyols, and especially the reaction products of alkylene oxides, preferably propylene oxide, with low molecular weight compounds having three or more hydroxyl groups, such as glycerol, 1,2,6-hexane-triol, trimethylolpropane, pentaerythritol, methylglycoside, sorbitol, sucrose etc. glycols, such as polypropylene glycol and the like can be used together with a higher functional polyol or a polyisocyanate that has a functionality greater than two, i.e. has more than two isocyanate groups per molecule. Instead of polyether polyols, polyhydroxyl-terminated polyesters can be used, preferably those which are at least partially derived from triols or higher ones. The polyester polyols are generally less advantageous than the polyether polyols because they are generally more expensive and more viscous. ;Polyols are usually referred to by indicating their hydroxyl number. Polyols which have a high hydroxyl number (above 300) are preferred, especially if polyols other than simple non-polymeric polyols are used. Hydroxyl numbers between 300 and 800 are most undesirable. Higher hydroxyl numbers result in a sprier, but also dimensionally more stable expanded polyurethane. Among the additional polyols that can be used together with a polyisocyanate to produce the rigid polyurethanes are the following: polyethylene glycol with a molecular weight not exceeding 400, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,4-butanediol, hexanediol, neopentyl glycol , trimethylolethane, ;trimethylolphenol, glucose, degraded starch and cellulose, hydroxymethyl derivatives of cyclohexanol, castor oil, hydroxyl-terminated polymers such as those derived from lactones, such as caprolactone. These can be used alone, or preferably as reaction products with an alkylene oxide, such as propylene oxide, or with a polybasic acid or its anhydride. Among the polybasic acids that can be used are phthalic acid, adipic acid, sebacic acid, dimerized linoleic acid, oxalic acid and hexachloroendomethylenetetrahydrophthalic acid. Any polyisocyanate which will give a rigid polymer together with a suitable polyol can be used, but preferably any polyisocyanate which is a liquid at the reaction temperature, i.e. between about 15 and 90°C, and especially between 15 and 50°C. Particularly useful are the widely used tolylene diisocyanate (TDI) sold commercially as an 80:20 mixture of the 2,4:2,6 isomers, its crude grade, p,p<*> -diphenylmethane diisocyanate (MDI) and its crude grade ( PPI) and polymethylene polyphenyl-i80cyanate (a mixture sold under the trade name PAPI). Other polyisocyanates that can be used are: dianisidine diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylsulfone diisocyanate, 4-chloro-1,3-phenylene diisocyanate, 4-isopropyl-1,3-phenylene diisocyanate, 2,4-diisocyanate diphenyl ether . tritolylmethane triisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, the isocyanates derived from dimeric acids, decamethylene diisocyanate, the reaction product of toluene diisocyanate with trimethylolpropane with an NCO/OH ratio of 2:1 (Mondur CB), etc.

Polyisocyanatene anvendes med fordel med et lite stokio-metrisk overskudd overfor polyolen, for å tilveiebringe en overvekt av isocyanatbindinger til kryssbinding ved dannelse av biuret og allofanat bindinger. Men typisk er et forhold på fra 0,75 til 1,25 mellom isocyanat og organiske hydroksyl-grupper. På vektbasis re-presenterer dette et område på tilnærmet 40 til 150 deler polyisocyanat pr. 100 deler polyol. Overskytende isocyanat vil også omsettes med vann, dersom dette er tilstede, og utvikle karbondioksyd, som er et blåsemiddel til hjelp ved dannelsen av skum. Hoyere forhold opp til 2 eller hoyere kan anvendes dersom vann er tilstede ved skumme-reaksjonen. Anvendelsen av overskudd medisocyanat så vel som anvendelsen av polyisocyanater med funksjonalitet storre enn to, tjener til å tilveiebringe skum som er mer sprbtt. The polyisocyanates are advantageously used with a small stoichiometric excess compared to the polyol, in order to provide a preponderance of isocyanate bonds for cross-linking by forming biuret and allophanate bonds. But typically a ratio of from 0.75 to 1.25 is between isocyanate and organic hydroxyl groups. On a weight basis, this represents a range of approximately 40 to 150 parts polyisocyanate per 100 parts polyol. Excess isocyanate will also react with water, if this is present, and develop carbon dioxide, which is a blowing agent to aid in the formation of foam. Higher ratios of up to 2 or higher can be used if water is present during the foaming reaction. The use of excess mesocyanate as well as the use of polyisocyanates with functionality greater than two serves to provide foams that are more brittle.

Anvendelse av katalysatorer for å hjelpe til ved danneLsen av polyuretan, er konvensjonell, og kan anvendes ved foreliggende oppfinnelse. Det foretrekkes katalysatorer som er vannopploselige og som derfor kan fjernes fra reaksjonsproduktet ved å vaske med vann. Siden produktene er tilsiktet å anvendes i sigarettfiltere, er det også onskelig at katalysatoren skal være i det vesentlige lukt-fri Oi ikke gi noen smalv til roken. rJ,N,W ,N'-tetrakis (2-hydroksypropyl)-etylendiamin (solgt under varenavnet "Quadrol") er spesielt effektiv som katalysator siden det er både katalytisk på grunn av dets amino-grupper, og reaktivt med polyisocyanatet på grunn av dets hydroksyl-grupper. Det virker derfor som en polyol, The use of catalysts to aid in the formation of polyurethane is conventional, and can be used in the present invention. Catalysts which are water-soluble and which can therefore be removed from the reaction product by washing with water are preferred. Since the products are intended to be used in cigarette filters, it is also desirable that the catalyst should be essentially odorless or not give any smudge to the rook. rJ,N,W ,N'-tetrakis(2-hydroxypropyl)-ethylenediamine (sold under the trade name "Quadrol") is particularly effective as a catalyst since it is both catalytic due to its amino groups, and reactive with the polyisocyanate due to its hydroxyl groups. It therefore acts as a polyol,

en katalysator og et kryssbindings-middel, og siden det blir kjemisk bundet til polyuretanet, gir det ikke noen lukt til det endelige produkt eller smak til roken. Slike aminer som bis-(2-hydroksypropyl)-2-metylpiperazin og dietanolamin oppforer seg lignende. a catalyst and a cross-linking agent, and since it is chemically bonded to the polyurethane, it does not impart any odor to the final product or taste to the roe. Such amines as bis-(2-hydroxypropyl)-2-methylpiperazine and diethanolamine behave similarly.

Katalysatorer kan utelates, spesielt dersom sammenset-ningene i eksemplene 3 og 4 under benyttes. Dersom det anvendes en konvensjonell katalysator, er det onskelig med mengder på mellom 0,02 og 2,0 deler pr. 100 vektdeler polyol, men dersom "Quadrol" eller andre katalysatorer som blir kjemisk bundet til polymeren, anvendes, er det vanligvis onskelig med meget storre mengder, slik som opp til 20 deler. Catalysts can be omitted, especially if the compositions in examples 3 and 4 below are used. If a conventional catalyst is used, amounts of between 0.02 and 2.0 parts per 100 parts by weight of polyol, but if "Quadrol" or other catalysts which are chemically bound to the polymer are used, very large amounts, such as up to 20 parts, are usually desirable.

Istedenfor de katalysatorer som er omtalt ovenfor, kan hvilke som helst konvensjonelle basiske katalysatorer som anvendes ved polyuretanskum-teknologien, benyttes. Disse innbefatter N-metylmorfolin, N-etylmorfolin, trimetylamin, trietylamin, tributylamin og andre trialkylaminer, tetrametylbutandiamin, trimetylpiperazin, tetrametylguanidin, dietylaminoetanoi, 3-dietylaminopropionamid, varme-aktiverte katalysatorer, slik som trietylamincitrat, 3-mor-folinpropionamid, 2-dietylaminoacetamid, forestrings-produktet av 1 mol adipinsyre og 2 mol dietyletanolamin, trietylendiamin, N,N'-dietylpiperazin, N,N-dimetylheksahydroanilin og tribenzylamin. Tinn-katalysatorer kan også anvendes, alene eller i forbindelse med amin-katalysatorer. Disse innbefatter tinn (II) oktoat, dibutyltinn-acetat, dibutyltinndilaurat, dibutyltinndioktoat o.s.v. Instead of the catalysts discussed above, any conventional basic catalysts used in the polyurethane foam technology can be used. These include N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, trimethylamine, triethylamine, tributylamine and other trialkylamines, tetramethylbutanediamine, trimethylpiperazine, tetramethylguanidine, diethylaminoethane, 3-diethylaminopropionamide, heat-activated catalysts such as triethylamine citrate, 3-morpholinepropionamide, 2-diethylaminoacetamide, the esterification product of 1 mol of adipic acid and 2 mol of diethylethanolamine, triethylenediamine, N,N'-diethylpiperazine, N,N-dimethylhexahydroaniline and tribenzylamine. Tin catalysts can also be used, alone or in conjunction with amine catalysts. These include tin(II) octoate, dibutyltin acetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctoate, etc.

Polyuretanet produseres forst i en mellomform som et stivt skum. Dette skum kan fremstilles i samsvar med den praksis som er vel kjent i skum-industrien som forpolymermetoden, halv-forpolymer (eller kvasi-forpolymer) metoden eller den såkalte et-skudd (one-shot) metoden. Disse er alle vel kjente metoder ved skumfremstilling. Halv-forpolymermetoden blir vanligvis betraktet for å være den mest pålitelige, men et-skudd metoden er klart den mest dkonomiske» Begge The polyurethane is first produced in an intermediate form as a rigid foam. This foam can be produced in accordance with the practice that is well known in the foam industry as the prepolymer method, the semi-prepolymer (or quasi-prepolymer) method or the so-called one-shot method. These are all well-known methods of foam production. The semi-prepolymer method is generally considered to be the most reliable, but the one-shot method is clearly the most economical" Both

disse siste to metoder er spesielt egnet for fremstillingen av skummet, fra hvilket filtermaterialet ifolge nærværende oppfinnelse kan fremstilles. these last two methods are particularly suitable for the production of the foam, from which the filter material according to the present invention can be produced.

Fremstilling av skum krever at polyuretanet fremstilles i nærvær av et eller annet middel til å blåse eller ekspandere polymer-materialet. I samsvar med en velkjent teknikk ved skum-fremstillingen kan vann anvendes, og dette vil omsettes med overskytende isocyanat og fremstille karbondioksyd fra reaksjonen, hvilket så virker som blåse- eller ekspanderings-middel. En kan anvende nitrogen eller karbondioksydgasser til å tilveiebringe ekspansjonen. Det kan også anvendes innpisking av luft i polymerisasjonsmassen. I samsvar med en foretrukket metode ifolge oppfinnelsen, er det onskelig å anvende et halogenert hydrokarbon, slik som de fluorerte hydrokarboner av den type som selges under varemerkene "Freon" og "Genetron". Blant de fluorerte hydrokarboner som kan anvendes, er de som er tilstrekkelig flyktige til å fordampe ved den temperatur som det er ved skum-fremstillingen. Det er onskelig at materialet har et kokepunkt som er litt hoyere enn den omgivende temperatur. Blant de tilfredsstillende fluorerte hydrokarboner som kan anvendes er triklorfluormetan, diklordifluormetan, diklortetrafluoretan, diklormonofluormetan, monoklordifluormetan, triklortrifluoretan, og monoklortrifluor-metan. Det er onskelig å anvende omkring 5 til 35 deler blåsemiddel pr. 100 deler polyol. Production of foam requires the polyurethane to be produced in the presence of some means of blowing or expanding the polymer material. In accordance with a well-known technique for foam production, water can be used, and this will react with excess isocyanate and produce carbon dioxide from the reaction, which then acts as a blowing or expanding agent. One can use nitrogen or carbon dioxide gases to provide the expansion. Whipping air into the polymerization mass can also be used. In accordance with a preferred method according to the invention, it is desirable to use a halogenated hydrocarbon, such as the fluorinated hydrocarbons of the type sold under the trademarks "Freon" and "Genetron". Among the fluorinated hydrocarbons which can be used are those which are sufficiently volatile to evaporate at the temperature of foam production. It is desirable that the material has a boiling point that is slightly higher than the ambient temperature. Among the satisfactory fluorinated hydrocarbons that can be used are trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, dichloromonofluoromethane, monochlorodifluoromethane, trichlorotrifluoroethane, and monochlorotrifluoromethane. It is desirable to use about 5 to 35 parts of blowing agent per 100 parts polyol.

Det kan anvendes konvensjonelle overflateaktive midler, spesielt de som er kjent for polyuretal-teknologister, for å hjelpe til med kjerne-dannelsen og dannelsen av mer eller mindre jevne, fine cellestrukturer. Disse innbefatter silikonene og spesielt de som er kjent i handelen som L-520, L-530, L-5310 og-L-5320, Conventional surfactants, particularly those known to polyurethane technologists, may be used to aid in the nucleation and formation of more or less uniform, fine cell structures. These include the silicones and especially those known in the trade as L-520, L-530, L-5310 and-L-5320,

og DC-199, DC-113, DC-201 og DC-202, oj XF-1066 and DC-199, DC-113, DC-201 and DC-202, oj XF-1066

og antatt å være blokk-sampolymerer av silikoner og alkylenoksyder. Disse anvendes vanligvis i mengder på opp til 1 del pr. 100 av polyol. and believed to be block copolymers of silicones and alkylene oxides. These are usually used in quantities of up to 1 part per 100 of polyol.

Det stive polyuretan-skum blir herdet etter dannelsen ved å la det bli stående ved den omgivende temperatur i det minste i omkring en dag. Herdningen kan alternativt bli påskyndet ved anvendelse av forhoyet temperatur, hvilken vanligvis ikke bor overskride 130°C. Under herdebehandlingen taper skummet dets klebrighet og utvikler dets maksimale stivhet. The rigid polyurethane foam is cured after formation by allowing it to stand at ambient temperature for at least about one day. The curing can alternatively be accelerated by using an elevated temperature, which usually should not exceed 130°C. During the curing process, the foam loses its stickiness and develops its maximum stiffness.

Etter at det stive polyuretan-skum er fremstilt, blir skummet utsatt for en granulerings-behandling for å fremstille korn-aktige partikler med hoyst irregulær fysisk skikkelse i form av ujevne, piggete, knudrete partikler som karakteriserer oppfinnelsen. En foretrukken granuleringsmetode er å anvende en molle hvor stbt og friksjon av partikler som stoter mot hverandre, forårsaker en særegen virkning. En slik molle er Pallmann Model REF mollen. After the rigid polyurethane foam is produced, the foam is subjected to a granulation treatment to produce grain-like particles with a highly irregular physical shape in the form of uneven, spiky, nodular particles that characterize the invention. A preferred granulation method is to use a molle where stbt and friction of particles bumping against each other causes a distinctive effect. One such molle is the Pallmann Model REF molle.

Etter malingen utsettes de stive polyuretan-partiklene for innvirkningen av varmt vann eller damp. Dette er eri viktig del av prosessen. Dette er mer enn en enkel vasking. I tillegg til å fjerne opploselige bestanddeler, tilveiebringer den også en kjemisk reaksjon for å omforme resterende isocyanat, som er irriterende for slimhinnen, og hvilket som helst etylsilikat som kan være tilstede og som skriver seg fra en behandling som vil bli beskrevet senere, til luktfrie produkter med ubetydelig damptrykk. Dette er en hydro-lysereaksjon, og en som er spesielt viktig for filter-materiale ifolge oppfinnelsen som skal anvendes ved filtreringen av sigarettrok. Hydrolysen blir vanligvis utfort ved temperaturer på 50 til 100°C, og fortrinnsvis mellom 80 og 100°C. Det kan anvendes hoyere temperaturer, slik som oppnås ved autoklaver eller ved anvendelse av damp, forutsatt at de ikke avbygger den ujevne, piggete karakter som begrenser de foretrukne utforelser av oppfinnelsen. Det er viktig å gi anledning til tilstrekkelig tid til å fullfore trinnet, da det er blitt funnet at et utilstrekkelig hydrolys ert produkt ikke bare har en meget ubehagelig, irriterende lukt, men at det også mangler den store rokfiltreringsevne til et riktig hydrolysert filtermateriale. After painting, the rigid polyurethane particles are exposed to the action of hot water or steam. This is an important part of the process. This is more than a simple wash. In addition to removing soluble constituents, it also provides a chemical reaction to convert residual isocyanate, which is irritating to the mucosa, and any ethyl silicate that may be present and resulting from a treatment to be described later, into odorless products with negligible vapor pressure. This is a hydrolysis reaction, and one that is particularly important for filter material according to the invention to be used in the filtration of cigarette smoke. The hydrolysis is usually carried out at temperatures of 50 to 100°C, and preferably between 80 and 100°C. Higher temperatures, such as are obtained by autoclaving or by the use of steam, may be used, provided they do not destroy the uneven, spiked character which limits the preferred embodiments of the invention. It is important to allow sufficient time to complete the step, as it has been found that an insufficiently hydrolyzed product not only has a very unpleasant, irritating odor, but also lacks the great smoke filtering ability of a properly hydrolyzed filter material.

Det er onskelig, selv om det ikke er vesentlig, å anvende visse materialer ved fremstillingen av det stive polyuretan-skum, som er et mellomprodukt ved fremstillingen av filtermaterialet ifolge oppfinnelsen. Det er således f.eks. onskelig å benytte vannopploselige "at" eller syre-salter av metaller fra gruppene VA og VIA i det periodiske system av elementer, slik som alkali-wolfram-ater, -molybdater, -vanadater og -kromater. (I noen former av den periodiske tabell er metallene wolfram, molybden, vanadium og krom henvist til som værende i gruppene VB og VIB). Det foretrukne salt for dette formål er natriumwolframat. Disse metallsalter anvendes i form av deres vandige oppløsninger, og har fortrinnsvis en styrke på 10 til 30 vektprosent og en mengde i området fra 0,2 til 4 deler pr. 100 vektdeler polyol, og fortrinnsvis fra 0,5 til 2 deler pr. 100 deler polyol, med det vannopploselige salt anvendt i en opplosning som har en styrke på 20 til 30 prosent. It is desirable, although not essential, to use certain materials in the production of the rigid polyurethane foam, which is an intermediate product in the production of the filter material according to the invention. It is thus e.g. desirable to use water-soluble "at" or acid salts of metals from groups VA and VIA in the periodic table of elements, such as alkali tungstates, molybdates, vanadates and chromates. (In some forms of the periodic table, the metals tungsten, molybdenum, vanadium and chromium are referred to as being in groups VB and VIB). The preferred salt for this purpose is sodium tungstate. These metal salts are used in the form of their aqueous solutions, and preferably have a strength of 10 to 30 percent by weight and an amount in the range from 0.2 to 4 parts per 100 parts by weight polyol, and preferably from 0.5 to 2 parts per 100 parts polyol, with the water-soluble salt used in a solution having a strength of 20 to 30 percent.

Disse vannopploselige salter kan utelates, men med et ledsagende offer med hensyn til reaksjonshastigheten ved fremstillingen av polyuretanet. Disse vannopploselige metallsaltene er blitt funnet å være ytterst hjelpsomme ved fremstillingen av skum med lav tetthet. Dette er onskelig, siden det foretrekkes som det stive polyuretan-skum mellomprodukt, å anvende et skum som har en tetthet mindre enn 0,05 g/cm<3> og fortrinnsvis på 0,02 til 0,04 g/cm<3>. Det er også antatt at anvendelsen av disse vannopploselige metallsalter frembringer den optimale effekt for å fremstille partikler av stivt polyuretan-skum, som har en ytterst hoy adsorberingsevne. These water-soluble salts may be omitted, but with an accompanying sacrifice in terms of reaction rate in the preparation of the polyurethane. These water soluble metal salts have been found to be extremely helpful in the production of low density foams. This is desirable, since it is preferred as the rigid polyurethane foam intermediate to use a foam having a density of less than 0.05 g/cm<3> and preferably of 0.02 to 0.04 g/cm<3> . It is also believed that the use of these water-soluble metal salts produces the optimum effect for producing particles of rigid polyurethane foam, which have an extremely high adsorption capacity.

Et annet uorganisk materiale som, om onskes, kan anvendes ved fremstillingen av det stive polyuretan-mellomproduktskum, er de lavere alkylsilikater, slik som de alkylsilikater som inneholder opp til 4 karbonatomer i alkyl-gruppen. Etylsilikat foretrekkes. Det er onskelig å anvende opp til 5 deler alkylsilikat Another inorganic material which, if desired, can be used in the production of the rigid polyurethane intermediate foam is the lower alkyl silicates, such as those alkyl silicates containing up to 4 carbon atoms in the alkyl group. Ethyl silicate is preferred. It is desirable to use up to 5 parts of alkyl silicate

pr. 100 deler polyol. Når etylsilikat anvendes,er det spesielt viktig å utsette reaksjonsproduktet for hydrolyse-behandlingen ved å an- per 100 parts polyol. When ethyl silicate is used, it is particularly important to expose the reaction product to the hydrolysis treatment by an-

vende varmt vann eller damp, for å hydrolysere hvilket som helst fritt etylsilikat og derved fjerne all giftighet eller lukt-pro-blemer. invert hot water or steam, to hydrolyze any free ethyl silicate and thereby remove any toxicity or odor problems.

Det er i samsvar med en foretrukken utforelse av oppfinnelsen, onskelig å innblande visse andre uorganiske tilsetninger til det spesielle polyuretan-filtermateriale. Disse uorganiske tilsetninger, slik som aluminiumhydroksyd og magnesiumtrisilikat, så vel som andre karbonater, silikater eller hydroksyder av jordalkalimetaller, kan anvendes. Man kan således anvende magnesiumhydroksyd, magnesiumoksyd, magnesiumkarbonat, kalsiumkarbonat, en gel av magnesiumkarbonat og aluminiumhydroksyd torret sammen, og magnesiumaluminiumsilikat. Blant disse har blandingen av aluminiumhydroksyd og magnesiumtrisilikat blitt funnet å gi den mest aksepterbare smak for rokeren. Når aluminiumhydroksyd og magnesiumtrisilikat anvendes, tilsettes de fortrinnsvis som en 1:1 vektblanding i mengder på mellom 3 og 15 vektprosent av filtermaterialet. Men forholdet mellom de to komponenter kan variere med materialet, og den totale mengde kan variere fra 0 til 25 vektdeler pr. 100 deler polyuretan-partikler. Disse uorganiske tilsetninger er antatt å være spesielt onskelige for å fjerne visse bestanddeler fra gass-fasen i tobakkrok og gjore to-bakkroken mildere ved å fjerne irriterende forbindelser fra gassen. Det er overraskende at filtermaterialer ifolge oppfinnelsen som har disse uorganiske tilsetninger, tilveiebringer en hoy selektiv fjerning av nikotin fra roken. In accordance with a preferred embodiment of the invention, it is desirable to mix in certain other inorganic additives to the particular polyurethane filter material. These inorganic additives, such as aluminum hydroxide and magnesium trisilicate, as well as other carbonates, silicates or hydroxides of alkaline earth metals, can be used. You can thus use magnesium hydroxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, calcium carbonate, a gel of magnesium carbonate and aluminum hydroxide dried together, and magnesium aluminum silicate. Among these, the mixture of aluminum hydroxide and magnesium trisilicate has been found to give the most acceptable taste to the smoker. When aluminum hydroxide and magnesium trisilicate are used, they are preferably added as a 1:1 weight mixture in amounts of between 3 and 15 weight percent of the filter material. But the ratio between the two components can vary with the material, and the total amount can vary from 0 to 25 parts by weight per 100 parts polyurethane particles. These inorganic additives are believed to be particularly desirable for removing certain constituents from the gas phase of tobacco hook and making the tobacco hook milder by removing irritating compounds from the gas. It is surprising that filter materials according to the invention which have these inorganic additives provide a highly selective removal of nicotine from the rook.

Partikkelstorrelsen til de uorganiske tilsetninger kan være den samme som for polyureten-partiklene eller mindre, f.eks. mindre enn 750 mikroner. The particle size of the inorganic additives may be the same as that of the polyurethane particles or smaller, e.g. less than 750 microns.

Andre tilsetninger som kan anvendes ved filtermaterialene ifolge oppfinnelsen, er celluloseacetatfibrer, trekull-granulater, pulverisert cellulose o.s.v. Disse materialer bor ikke overskride 25 vektprosent av polyuretan-filtermaterialet. Other additives that can be used with the filter materials according to the invention are cellulose acetate fibres, charcoal granules, powdered cellulose, etc. These materials must not exceed 25 percent by weight of the polyurethane filter material.

Folgende er eksempler i samsvar med oppfinnelsen. Delene er vektdeler, dersom ikke noe annet blir sagt. The following are examples in accordance with the invention. The parts are parts by weight, unless otherwise stated.

Eksempel 1 Example 1

Trinn A Step A

Det ble forst fremstilt et polyuretan-skum fra folgende materialer: A polyurethane foam was first produced from the following materials:

100 deler polyol (dannet ved kondensasjon av sorbitol med propylenoksyd, kondensasjonsproduktet har et hydroksyltall på omkring 490 (tilgjengelig som G 2410 fra Atlas Powder Co., Chemical Division, Wilmington 99, Delaware), 76 deler tolylendiisocyanat (en kommersielt tilgjengelig 80/20 blanding av 2,4 og 2,6 isomerene), 100 parts polyol (formed by condensation of sorbitol with propylene oxide, the condensation product having a hydroxyl number of about 490 (available as G 2410 from Atlas Powder Co., Chemical Division, Wilmington 99, Delaware), 76 parts tolylene diisocyanate (a commercially available 80/20 mix of the 2,4 and 2,6 isomers),

25 deler triklorfluormetan, og 25 parts trichlorofluoromethane, and

0,5 til 1,5 deler trietylendiamin, som katalysator. 0.5 to 1.5 parts triethylenediamine, as a catalyst.

Katalysatoren blir lost i det halogenerte hydrokarbon, som blir tilsatt til polyolen, etterfulgt av isocyanatet, og blandingen blir rystet passende. Skummingen begynner. The catalyst is dissolved in the halogenated hydrocarbon, which is added to the polyol, followed by the isocyanate, and the mixture is shaken appropriately. The foaming begins.

Etter fullendelse av skumme-reaksjonen, og når massen ble stiv, ble den granulert. Den kornede masse, som har en maskestorrelse i området 50-300 (U.S. standard maskestorrelse), utgjor materiale for fremstillingen av en filterenhet. After completion of the foaming reaction, and when the mass became stiff, it was granulated. The granular mass, which has a mesh size in the range of 50-300 (U.S. standard mesh size), constitutes material for the manufacture of a filter unit.

Trinn B Step B

Den kornede masse som ble fremstilt i trinn A ble vasket med varmt vann i 3-5 minutter og filtrert. Dette fjerner alt fritt isocyanat. De enda fuktige granulater ble torret ved atmosfæretrykk ved en temperatur på 60 - 105°C, eller om onskes, ved et under-atmosfaerisk trykk, ved en lavere temperatur. De torrede korn som utgjor produktet av dette eksempel, ble fylt i den åpne rorformede ende av en sigarett, og utgjor således en filterenhet. Kornene hindres fra å falle ut ved hjelp av en liten plugg av bonull eller annet egnet material. The granular mass produced in step A was washed with hot water for 3-5 minutes and filtered. This removes all free isocyanate. The still moist granules were dried at atmospheric pressure at a temperature of 60-105°C, or if desired, at a sub-atmospheric pressure, at a lower temperature. The dried grains constituting the product of this example were filled into the open tubular end of a cigarette, thus constituting a filter unit. The grains are prevented from falling out with the help of a small plug of cotton wool or other suitable material.

En slik oppbygning er illustrert i fig. 1, hvor 10 be-tegner en sigarett, 12 tobakken, 14 kornene og 16 pluggen. Such a structure is illustrated in fig. 1, where 10 denotes a cigarette, 12 the tobacco, 14 the grains and 16 the plug.

Eksempel 2 Example 2

30 til 97 deler av de torrede isocyanatfrie korn fra eksempel 1, og 3 til 20 deler av en 1:1 blanding av 30 to 97 parts of the dried isocyanate-free grains from Example 1, and 3 to 20 parts of a 1:1 mixture of

a) aluminiumhydroksyd og a) aluminum hydroxide and

b) magnesiumtrisilikat, b) magnesium trisilicate,

inn- in-

blir intimt/rort. Når denne blanding blir fylt i den åpne rorformede ende av en sigarett, utgjor den et filter. Den generelle oppbygning av denne er av lignende art som fig. 1. gets intimate/dirty. When this mixture is filled into the open tubular end of a cigarette, it forms a filter. The general structure of this is of a similar nature to fig. 1.

Eksempel 3 Example 3

Til 100 deler av polyolen beskrevet i eksempel 1, tilsettes det en blanding av: To 100 parts of the polyol described in example 1, a mixture of:

10 deler av en 207» vandig opplosning av natriumwolframat, og 10 parts of a 207" aqueous solution of sodium tungstate, and

10 deler etylsilikat (kondensert, 40% Si02 - innhold). 10 parts ethyl silicate (condensed, 40% SiO2 - content).

Til blandingen dannet ved tilsetningen av denne blanding til polyolen, ble det tilsatt: To the mixture formed by the addition of this mixture to the polyol was added:

76 deler tolylen-diisocyanat (beskrevet i eksempel 1) og 76 parts tolylene diisocyanate (described in Example 1) and

25 deler triklorfluormetan. 25 parts trichlorofluoromethane.

Blandingen ble gitt anledning til å reagere. Etter fullstendig reaksjon og når skummet ble stivt, ble det granulert( vasket og torret som beskrevet i eksempel 1. Isocyanatet kan alternativt omsettes ved omkring 80°C med en del (omkring 1/4) av polyolen for å danne en kvasi-forpolymer. Denne blir så omsatt med den resterende polyol i nærvær av blåsemidlet og katalysatoren. Skummet som fremstilles således har en fin, jevn cellestruktur. Produktet består av piggete, ujevne, knudrete, uregelmessig formede partikler med et stort overflateareal• The mixture was allowed to react. After complete reaction and when the foam became rigid, it was granulated (washed and dried as described in Example 1. Alternatively, the isocyanate can be reacted at about 80°C with a part (about 1/4) of the polyol to form a quasi-prepolymer. This is then reacted with the remaining polyol in the presence of the blowing agent and the catalyst. The foam thus produced has a fine, even cell structure. The product consists of spiky, uneven, nodular, irregularly shaped particles with a large surface area•

Kornene som ble fremstilt i dette eksempel, utgjor en filterenhet når de fylles i den åpne rbrformede ende av en sigarett. Den generelle oppbygning av den er av samme art som i fig. 1 The grains produced in this example form a filter unit when filled into the open tubular end of a cigarette. The general structure of it is of the same nature as in fig. 1

Eksempel 4 Example 4

Til 97 deler av kornene fra eksempel 3 ble det tilsatt tre deler av en blaliding 1:1 av To 97 parts of the grains from example 3 were added three parts of a blaliding 1:1 of

a) aluminiumhydroksyd og a) aluminum hydroxide and

b) magnesiumtrisilikat. b) magnesium trisilicate.

Den intime blanding som således ble fremstilt utgjor en The intimate mixture thus produced constitutes a

filterenhet, når den fylles i den åpne rorformede ende av en sigarett. Den generelle oppbygning av den er av samme art som i fig. 1. Rokeprover ga en behagelig mild folelse, fri for stramhet eller irritasjon. filter unit, when filled into the open tubular end of a cigarette. The general structure of it is of the same nature as in fig. 1. Rokeprover gave a pleasantly mild sensation, free of tightness or irritation.

Eksempel 5 Example 5

Trinn A Step A

30 deler av et reaksjonsprodukt av pentaerytritol med propylenoksyd, med et hydroksyl-tall på 560, blir blandet med 100 deler tolylen-diisocyanat (80/20 blanding av 2,4 og 2,6 isomerene). Det tillates ikke at temperaturen overskrider 90°C, og reaksjonen blir utfort under torr nitrogengass. Produktet blir gitt anledning til å avkjoles, og blir lagret i fravær av fuktighet. 30 parts of a reaction product of pentaerythritol with propylene oxide, with a hydroxyl number of 560, is mixed with 100 parts of tolylene diisocyanate (80/20 mixture of the 2,4 and 2,6 isomers). The temperature is not allowed to exceed 90°C, and the reaction is carried out under dry nitrogen gas. The product is given the opportunity to cool down and is stored in the absence of moisture.

Trinn B Step B

Det fremstilles en blanding av 7 5 deler av polyolen beskrevet i trinn A, 10 deler N,N,N', N1-tetrakis (hydroksypropyl) etylendiamin, 3 deler av en 307» vandig opplosning av natriumwolframat, 2 deler etylsilikat, 0,3 deler av en 307» vandig opplosning av trietylendiamin, 15 deler trifluorklormetan og 0,5 deler av et uretan-nyansert silikon overflateaktivt middel (L-520 fra Union Carbide). A mixture is prepared of 75 parts of the polyol described in step A, 10 parts of N,N,N', N1-tetrakis (hydroxypropyl)ethylenediamine, 3 parts of a 307" aqueous solution of sodium tungstate, 2 parts of ethyl silicate, 0.3 parts of a 307" aqueous solution of triethylenediamine, 15 parts of trifluorochloromethane and 0.5 parts of a urethane-tinted silicone surfactant (L-520 from Union Carbide).

Trinn C Step C

Tilnærmet like vekter av produktene fra trinn A og trinn Approximately equal weights of the products from step A and step

B blir inngående blandet og hellet i en form. Det resulterende B is thoroughly mixed and poured into a mold. The resulting

skum er et hvitt fin-cellet material som blir gitt anledning til å herde ved romtemperatur i en dag. Det resulterende skum ble granulert i en Pallmann molle, og de resulterende partikler behandlet med kokende vann i omkring 15 minutter, etterfulgt av omkring en halv time ved 80-l00°C. Behandlingen med vann kan om onskes gjentas, og den fortsettes inntil produktet er luktfritt. De hvite korn torres så i en ovn ved 105°C. Den delen som er mindre enn 420 mikroner i partikkelstdrrelse og storre enn 177 mikroner i partikkelstbrrelse, oppsamles. Den består av partikler med en piggete, knudrete, ujevn form som er fri for celleformet oppbygning. foam is a white fine-celled material that is allowed to harden at room temperature for one day. The resulting foam was granulated in a Pallmann mill, and the resulting particles treated with boiling water for about 15 minutes, followed by about half an hour at 80-100°C. The treatment with water can be repeated if desired, and it is continued until the product is odorless. The white grains are then dried in an oven at 105°C. The part that is less than 420 microns in particle size and greater than 177 microns in particle size is collected. It consists of particles with a spiky, nodular, irregular shape that is free of cellular structure.

Istedetfor det i eksemplet ovenfor nevnte natriumwolframat, kan det anvendes kaliumwolframat, eller hvilket som helst alkali-metall-molybdat, -vanadat, -kromat o.s.v. Instead of the sodium tungstate mentioned in the example above, potassium tungstate, or any alkali metal molybdate, vanadate, chromate, etc., can be used.

Eksempel 6 Example 6

Eksempel 3 ble gjentatt, ved istedetfor tolylen-diisocyanat å anvende en tilsvarende vekt av metylendifenyl-diisocyanat. Resultatet var et filtermaterial med likeverdige egenskaper som de til produktet fra eksempel 3. Example 3 was repeated, by using a corresponding weight of methylene diphenyl diisocyanate instead of tolylene diisocyanate. The result was a filter material with equivalent properties to those of the product from example 3.

Eksempel 7 Example 7

Eksempel 4 ble gjentatt, men ved utelatelse av etyl-silikatet. Det resulterende material produserte et tilfredsstillende filter. Example 4 was repeated, but with the omission of the ethyl silicate. The resulting material produced a satisfactory filter.

Eksempel 8 Example 8

Eksempel 4 ble gjentatt, men ved anvendelse av en tilsvarende vekt av natriumvanadat istedetfor natriumwolframat. Det resulterende filterprodukt hadde lignende egenskaper som produktet fra eksempel 4»Example 4 was repeated, but using an equivalent weight of sodium vanadate instead of sodium tungstate. The resulting filter product had similar properties to the product from Example 4"

Eksempel 9 Example 9

Eksempel 4 ble gjentatt, men ved anvendelse av en ekvi-valent mengde av en blanding av polypropylenglykol (Niax 1025) og "Quadrol" istedet for det sorbitol-avledete polyol. Det resulterende filtermaterial hadde lignende egenskaper som produktet fra eksetipel 4. Example 4 was repeated, but using an equivalent amount of a mixture of polypropylene glycol (Niax 1025) and "Quadrol" instead of the sorbitol-derived polyol. The resulting filter material had similar properties to the product of Example 4.

Eksempel 10 Example 10

Eksempel 4 ble gjentatt, men ved anvendelse av en ekvi-valent mengde polymetylenpolyfenyl-polyisocyanat (PAPI) istedet for tolylen-diisocyanat. Det oppnådde filterprodukt hadde lignende egenskaper som produktet fra eksempel 4. Example 4 was repeated, but using an equivalent amount of polymethylene polyphenyl polyisocyanate (PAPI) instead of tolylene diisocyanate. The filter product obtained had similar properties to the product from example 4.

Eksempel 11 Example 11

Eksempel 4 ble gjentatt, men ved anvendelse av en tilsvarende vektmengde av natriummolybdat istedet for natriumwolframat, Det resulterende filtermaterial hadde lignende egenskaper som produktet fra eksempel 4. Example 4 was repeated, but using a similar amount by weight of sodium molybdate instead of sodium tungstate. The resulting filter material had similar properties to the product from example 4.

Eksempel 12 Example 12

Eksempel 4 ble gjentatt, men ved anvendelse av en tilsvarende vektmengde av natriumkromat istedet for natriumwolframat. Det resulterende filtermaterial hadde lignende egenskaper som produktet fra eksempel 4. Example 4 was repeated, but using an equivalent amount by weight of sodium chromate instead of sodium tungstate. The resulting filter material had similar properties to the product of Example 4.

Eksempel 13 Example 13

Til produktet fra eksempel 3 ble det tilsatt 2,5 vektprosent av hver av magnesiumhydroksyd og aluminiumhydroksyd. Det ble funnet at det resulterende produkt fjernet mer tjære og nikotin fra sigarettrok enn filtermaterialet fra eksempel 3. To the product from example 3, 2.5% by weight of each of magnesium hydroxide and aluminum hydroxide was added. The resulting product was found to remove more tar and nicotine from cigarette smoke than the filter material of Example 3.

Eksempel IA Example IA

Til produktet fra eksempel 3 ble det tilsatt 2,5 vektprosent av hver av kalsiumkarbonat og magnesiumkarbonat. Det ble funnet at det resulterende produkt fjernet mer tjære og nikotin fra sigarettrøk enn filtermaterialet fra eksempel 3. To the product from example 3, 2.5% by weight of each of calcium carbonate and magnesium carbonate was added. The resulting product was found to remove more tar and nicotine from cigarette smoke than the filter material of Example 3.

Eksempel 15. Example 15.

Til produktet fra eksempel 3 ble det tilsatt 5 vektprosent aluminiumhydroksyd og 2,5 vektprosent magnesiumtrisilikat. Det ble funnet at det resulterende produkt fjernet mer tjære og nikotin fra sigarettrøk enn filtermaterialet fra eksempel 3. 5% by weight of aluminum hydroxide and 2.5% by weight of magnesium trisilicate were added to the product from example 3. The resulting product was found to remove more tar and nicotine from cigarette smoke than the filter material of Example 3.

Eksempel 16 Example 16

Til produktet fra eksempel 3 ble det tilsatt 12,5 vektprosent av hver av aluminiumhydroksyd og magnesiumtrisilikat. Det ble funnet at det resulterende produkt fjernet mer tjære og nikotin fra sigarettrøk enn filtermaterialet fra eksempel 3. To the product from example 3, 12.5% by weight of each of aluminum hydroxide and magnesium trisilicate was added. The resulting product was found to remove more tar and nicotine from cigarette smoke than the filter material of Example 3.

Eksempel 17 Example 17

Til produktet fra eksempel 3 ble det tilsatt 5 vektprosent magnesiumaluminiumsilikat. Det ble funnet at det resulterende produkt fjernet mer tjære og nikotin fra sigarettrøk enn filtermaterialet fra eksempel 3. 5% by weight of magnesium aluminum silicate was added to the product from example 3. The resulting product was found to remove more tar and nicotine from cigarette smoke than the filter material of Example 3.

Eksempel 18 Example 18

Til produktet fra eksempel 3 ble det tilsatt 5 vektprosent av en samtørret gel av magnesiumkarbonat og aluminiumhydroksyd. Det ble funnet at det resulterende produkt fjernet mer tjære og nikotin fra sigarettrøk enn filtermaterialet fra eksempel 3. To the product from example 3, 5% by weight of a co-dried gel of magnesium carbonate and aluminum hydroxide was added. The resulting product was found to remove more tar and nicotine from cigarette smoke than the filter material of Example 3.

Eksempel 19 Example 19

Til produktet fra eksempel 3 ble det tilsatt 10 vektprosent magnesiumoksyd. Det resulterende produkt ble funnet å være utmerket til å fjerne tjære og nikotin fra sigarettrøk. 10% by weight of magnesium oxide was added to the product from example 3. The resulting product was found to be excellent at removing tar and nicotine from cigarette smoke.

Sammenligninger Comparisons

Sammenlignende prøver ble utført etter metoden beskrevet av Wartman, Cogbill og Harlow i deres avhandling med tittel: "Determination of Particulate Matter in Concentrated Aerosols-Application to Analysis of Cigarette Smoke", Analytical Comparative tests were performed according to the method described by Wartman, Cogbill and Harlow in their thesis entitled: "Determination of Particulate Matter in Concentrated Aerosols-Application to Analysis of Cigarette Smoke", Analytical

Chemistry, Volum 31, s.1705-09, oktober 1959. Chemistry, Volume 31, pp.1705-09, October 1959.

Sigarett A Cigarette A

Denne sigarett var en Kent, king size, med dens vanlige filter. TPM = 17,5 mg, nikotin = 0,83 mg. This cigarette was a Kent, king size, with its usual filter. TPM = 17.5 mg, nicotine = 0.83 mg.

Sigarett B Cigarette B

Denne sigarett var en hvor filterenheten besto av 65 mg opprevet skum, fremstilt ved opprivningsmetoden beskrevet i eksempel 7 i Winklers U.S. patent 2 770 241. This cigarette was one in which the filter unit consisted of 65 mg of shredded foam, prepared by the shredding method described in Example 7 of Winkler's U.S. Pat. patent 2,770,241.

Skummet ble fremstilt fra en hundredel av en polyester-harpiks, syre nr. 35, fremstilt fra 3 mol adipinsyre, 3^ mol 1,4-butylenglykol og ^ mol glycerol, ble sampolymerisert med 48 deler av en blanding av tolylen-diisocyanat (2,4- og 2,6-isomerer) i nærvær av en del av en 10% vandig oppløsning av et ikke-ionisk emulgeringsmiddel, "Aerosol OT", og % del N-metylmorfolin, som aktivator. Massen ble blandet og overført i en forvarmet form. The foam was prepared from one hundredth part of a polyester resin, acid No. 35, prepared from 3 moles of adipic acid, 3^ moles of 1,4-butylene glycol and ^ moles of glycerol, was copolymerized with 48 parts of a mixture of tolylene diisocyanate (2 ,4- and 2,6-isomers) in the presence of one part of a 10% aqueous solution of a nonionic emulsifier, "Aerosol OT", and % part of N-methylmorpholine, as an activator. The mass was mixed and transferred into a preheated mold.

Dette høyst elastiske skum ble opprevet, og 65 mg av det ble fylt i en 1-tomme langt hylster. This highly elastic foam was torn up and 65 mg of it was filled into a 1-inch long casing.

TPM = 16,8 mg, nikotin = 0,79 mg. TPM = 16.8 mg, nicotine = 0.79 mg.

Sigarett C Cigarette C

Denne sigarett var en hvor filterenheten besto av 65 mg av korn (14 i fig. 1) fremstilt som beskrevet i del A i eksempel 1. This cigarette was one in which the filter unit consisted of 65 mg of grains (14 in Fig. 1) prepared as described in Part A of Example 1.

TPM - 13,8 mg, nikotin = 0,73 mg. TPM - 13.8 mg, nicotine = 0.73 mg.

Sigarett D Cigarette D

Denne sigarett var en hvor filterenheten besto av 65 mg av kornene (14 i fig. 1), fremstilt som beskrevet i del B i eksempel 1. This cigarette was one in which the filter unit consisted of 65 mg of the grains (14 in Fig. 1), prepared as described in Part B of Example 1.

TPM = 12,9 mg, nikotin = 0,70 mg. TPM = 12.9 mg, nicotine = 0.70 mg.

Sigarett E Cigarette E

Denne sigarett var en hvor filterenheten besto av 65 mg av kornene (14 i fig. 1) fremstilt som beskrevet i eksempel 2. This cigarette was one in which the filter unit consisted of 65 mg of the grains (14 in Fig. 1) prepared as described in Example 2.

TPM = 10,2 mg, nikotin =0,60 mg. TPM = 10.2 mg, nicotine =0.60 mg.

Sigarett F Cigarette F

Denne sigarett var en hvor filterenheten besto av 65 mg av kornene (14 i fig. 1) fremstilt som beskrevet i eksempel 3. This cigarette was one in which the filter unit consisted of 65 mg of the grains (14 in Fig. 1) prepared as described in Example 3.

TPM = 9,8 mg, nikotin = 0,56 mg. TPM = 9.8 mg, nicotine = 0.56 mg.

Sigarett G Cigarette G

Denne sigarett var en hvor filterenheten besto av 65 mg av kornene (14 i fig.. 1) fremstilt som beskrevet i eksempel 4. This cigarette was one in which the filter unit consisted of 65 mg of the grains (14 in Fig. 1) prepared as described in Example 4.

TPM = 7,3 mg, nikotin = 0,51 mg. TPM = 7.3 mg, nicotine = 0.51 mg.

I en serie av fagprøver ble det funnet at det var en markert og noterbar forminskelse i den irriterende effekt og i hostereflekser for røk som var filtrert i samsvar med enhetene i-følge denne oppfinnelse, i motsetning til de i kommersielt tilgjengelige filtersigaretter. In a series of subject tests, it was found that there was a marked and noticeable reduction in the irritant effect and in cough reflexes for smoke filtered in accordance with the devices according to this invention, in contrast to those in commercially available filter cigarettes.

Ved en foretrukken utførelse av denne oppfinnelse benyt-ter vi som den fundamentale komponent i filteret granulert stivt polyuretan som beskrevet ovenfor, som er karakterisert ved fravær av fritt, uomsatt isocyanat og andre materialer som gir uønsket smak til tobakkrøk. Filtermaterialene ifølge oppfinnelsen frem-viser høye overflateenergier som gjør dem spesielt egnet til adsorpsjon. De har også et overmåte stort overflateareal, og hva som også er uvanlig, de har en elektrisk ladning. Dette siste fe-nomen er vist ved en sterk tendens i retning av elektrostatiske effekter. In a preferred embodiment of this invention, we use as the fundamental component in the filter granulated rigid polyurethane as described above, which is characterized by the absence of free, unreacted isocyanate and other materials that give an unwanted taste to tobacco smoke. The filter materials according to the invention exhibit high surface energies which make them particularly suitable for adsorption. They also have an exceedingly large surface area and, what is also unusual, they have an electrical charge. This last phenomenon is shown by a strong tendency in the direction of electrostatic effects.

Det bør også iakttas at filterenhetene kan fremstilles ved å spre det granulerte filtermateriale, eller blandinger av det It should also be noted that the filter units can be produced by spreading the granulated filter material, or mixtures thereof

granulerte filtermateriale, og aluminiumhydroksyd og magnesiumtrisilikat, på et ark av sigarettpapir eller annet egnet tynt cellu-losemateriale, rulle dette og derfra kutte propper eller patroner med egnet størrelse. Disse propper utgjør egnede filterenheter. granulated filter material, and aluminum hydroxide and magnesium trisilicate, on a sheet of cigarette paper or other suitable thin cellulose material, roll this and from there cut plugs or cartridges of suitable size. These plugs constitute suitable filter units.

Tabell 1 nedenfor viser filtreringseffekten av filterenheter fremstilt i samsvar med denne oppfinnelse, sammenlignet med den i filtersigaretter på markedet. 150 mg av et granulert materiale, som fremstilt i eksempel 3 ovenfor, ble brukt i disse sammenligninger. Table 1 below shows the filtration efficiency of filter units manufactured in accordance with this invention, compared to that of filter cigarettes on the market. 150 mg of a granular material, as prepared in Example 3 above, was used in these comparisons.

Claims

1. Filter material for use in filtering tobacco smoke comprising polyurethane produced by reaction of a polyisocyanate with a polyol, characterized in that the material is in the form of spiky, rigid particles from which the remaining isocyanate has essentially been removed.

2. Filter material according to claim 1, characterized in that the polyurethane is produced in the presence of a water-soluble alkali tungstate.

3. Filter material according to claim 2, characterized in that the polyurethane is produced in the presence of a lower alkyl silicate, preferably up to 5 parts by weight of ethyl silicate per 100 parts polyol.

4. Filter material according to one of the preceding claims, characterized in that the particles have a size of less than 750 microns, preferably between 150 and 600 microns.

5. Filter material according to one of the preceding claims, characterized in that an alkaline earth metal carbonate, silicate, oxides or hydroxides, such as magnesium trisilicate, magnesium hydroxide or aluminum hydroxide, is present, preferably in an amount not exceeding 25 percent by weight.

6. Method for producing a filter material according to claim 1, characterized in that a rigid polyurethane foam with a density of less than 48 g per liters are granulated so that grains with an uneven, spiky and nodular shape are formed which have a particle size of less than 750 microns, the grains are subjected to a treatment with hot water or steam and the product is dried.