NO155523B

NO155523B - TOBAKKSROEK-FILTER.

Info

Publication number: NO155523B
Application number: NO831108A
Authority: NO
Inventors: Ernest Brian Hayes
Original assignee: Filtrona Ltd
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-28
Publication date: 1987-01-05
Also published as: NL8301107A; GB2118423B; IT8320411A0; HK86889A; FR2524273B1; NL191403B; IT1194183B; DE3311903A1; GB8309056D0; FR2524273A1; NL191403C; BE896288A; PT76480A; DE3311903C2; GB8308020D0; SE8301743D0; PT76480B; CH658573A5; NO155523C; NO831108L

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et ventilert tobakksrøkfilter som er kjennetegnet ved at det omfatter en ventilerende omvikling rundt en stav, som er forsynt med kapil- The present invention relates to a ventilated tobacco smoke filter which is characterized in that it comprises a ventilated wrap around a rod, which is provided with capillary

larer som strekker seg i lengderetningen av staven og er dannet av en bunt med filamenter med minst 20 den./filament, forløp- lars that extend in the longitudinal direction of the rod and are formed by a bundle of filaments with at least 20 den./filament, course-

ende i lengderetningen av staven, eller av i lengderetningen korrugerte og/eller i det minste delvis fibrillerte ark, film eller folie av et materiale som er i det vesentlige ugjennomtrengelig for røk og er sammensatt sideveis til stavform. end in the longitudinal direction of the rod, or of longitudinally corrugated and/or at least partially fibrillated sheet, film or foil of a material which is substantially impermeable to smoke and is assembled laterally into a rod shape.

Multikapillarstaven som den ventilerende omvikling The multicapillary rod as the ventilating wrap

omslutter, er fortrinnsvis et laminert strømningslegeme dvs. slik at ved normal bruk (når det er innbefattet i en filtersigarett og blir røkt på en standard røkemaskin med gjennomstrømnings-hastigheter pa opptil 17,5 cm 2pr.sekund) vil strømmen av luft og røk derigjennom hovedsakelig være laminær istedenfor turbulent. encloses, is preferably a laminated flow body, i.e. so that in normal use (when it is included in a filter cigarette and is smoked on a standard smoking machine with flow rates of up to 17.5 cm 2 per second) the flow of air and smoke through it will mainly be laminar instead of turbulent.

De grove fibre, fortrinnsvis med 20 eller flere (f.eks. The coarse fibers, preferably with 20 or more (e.g.

ca 100) denier pr. filament (dpf), har fortrinnsvis glatt over- approx. 100) denier per filament (dpf), preferably has a smooth surface

flate og lav eller ingen absobsjon, og grove celluloseassitat eller polyolefin (dvs. polypropylen) filamenter kan passende benyttes. Passende ark, film eller folie til bruk ved oppfinnelsen innbefatter plastmaterialer (f.eks. polyolefin, f.eks. polyetylen) metall (f.eks. aluminium) og cellulose (f.eks.cellofan) i form av ark, film eller folie og fortrinnsvis med en maksimal luftpermeabilitet på 0,1 K filtronaenheter. flat and low or no absorption, and coarse cellulose acetate or polyolefin (ie polypropylene) filaments may be suitably used. Suitable sheets, films or foils for use in the invention include plastic materials (e.g. polyolefin, e.g. polyethylene), metal (e.g. aluminium) and cellulose (e.g. cellophane) in the form of sheets, films or foils and preferably with a maximum air permeability of 0.1 K filtrona units.

I denne forbindelse menes der med en luftpermeabilitet på In this connection, an air permeability of

nK filtronaenheter, en luftpermeabilitet på n x 1000 mis/ nK filtrona units, an air permeability of n x 1000 mis/

minutt/10 cm 2/100 mm vannsøyle - slik det bestemmes av trykket "p" i mm vannsøyle, fremskaffet ved en strøm av 1050 ml luft pr. minutt gjennom 10 cm 2 av arket, filmen eller folien, idet beregningen utføres i henhold til ligningen : minute/10 cm 2/100 mm water column - as determined by the pressure "p" in mm water column, provided by a flow of 1050 ml of air per minute through 10 cm 2 of the sheet, film or foil, the calculation being carried out according to the equation:

Filtre i henhold til oppfinnelsen tillater oppnåelsen av en høy Filters according to the invention allow the achievement of a high

grad av luftuttynning (f.eks. 50% eller mer) som gir god reduksjon av partikkelstoffer, samtidig som der bibeholdes et akseptabelt degree of air dilution (e.g. 50% or more) which provides a good reduction of particulate matter, while maintaining an acceptable

følbart trykkfall. Således kan filtrene redusere tjæreutbyttet hovedsakelig med luftuttynning istedenfor ved mekanisk filtrering, samtidig som der bibeholdes et forholdsvis høyt filtertrykkfall (PD) sammenlignet med forholdene ved et vanlig filter med den samme tjæretilbakeholdelse og luftuttynning. Et filter i henhold til oppfinnelsen, kan redusere CO fortrinnsvis i forhold til tjæren. Dette oppnås ved bruken av et filter med en forholdsvis lav mekanisk effekt i forbindelse med forholdsvis høy luftuttynning (f.eks. 50% eller mer). perceptible pressure drop. Thus, the filters can reduce the tar yield mainly with air dilution instead of mechanical filtration, while maintaining a relatively high filter pressure drop (PD) compared to the conditions of a normal filter with the same tar retention and air dilution. A filter according to the invention can reduce CO preferentially in relation to the tar. This is achieved by using a filter with a relatively low mechanical effect in connection with a relatively high air dilution (eg 50% or more).

Vanlige filtre som er fremstilt f.eks. av 12 dpf (denier pr. filament) celluloseassitat som skaffer en forholdsvis lav mekanisk virkning, er beheftet med den ulempe at de under bruk i forbindelse med høye nivåer av luftuttynning, gir uakseptable lave filter- og filtersigarett-trykkfall. Filteret i henhold til den foreliggende oppfinnelse skaffer lave mekaniske tilbake-holdelser, samtidig som der bibeholdes et forholdsvis høyt trykkfall sammenlignet med vanlige filtre. Common filters that are produced e.g. of 12 dpf (denier per filament) cellulose acetate, which provides a relatively low mechanical effect, suffers from the disadvantage that when used in conjunction with high levels of air dilution, they produce unacceptably low filter and filter cigarette pressure drops. The filter according to the present invention provides low mechanical retention, while maintaining a relatively high pressure drop compared to ordinary filters.

I forbindelse med en filtersigarett som benytter et ventilert filter i henhold til oppfinnelsen, er den prosentvise luftuttynning via filteret fortrinnsvis større enn den prosentvise "ikke ventilerte" eller "innelukkede" tjæretilbakeholdelse av filteret - dvs. det som måles for et ekvivalent filter og sigarett med forhindret luftuttynning via filteret. In connection with a filter cigarette using a ventilated filter according to the invention, the percentage air dilution via the filter is preferably greater than the percentage "unventilated" or "enclosed" tar retention of the filter - i.e. what is measured for an equivalent filter and cigarette with prevented air dilution via the filter.

Sigaretter som er forsynt med filtre i henhold til oppfinnelsen kan gi et CO/tjæreforhold som er lavere enn det for sigaretter med samme tjæreutbytte og omfattende vanlige ventilerende filtre (i forbindelse med hvilke forholdet generelt er ca. 1), idet man kan øke bidraget av mekanisk tilbakeholdelse med hensyn til tjærereduksjon, men bibeholde en lignende sigarettsuge-motstand. Cigarettes which are provided with filters according to the invention can give a CO/tar ratio that is lower than that of cigarettes with the same tar yield and including ordinary ventilating filters (in connection with which the ratio is generally about 1), as one can increase the contribution of mechanical retention in terms of tar reduction, but maintaining similar cigarette suction resistance.

Den prosent luftuttynning som der refereres til her, er den volumprosent av ventilerende luft som tilføres via filteret i den totale blanding som leveres av filteret. Således vil 50% ventilasjon eller luftuttynning innebære at det i hvert drag er et 50/50 volumforhold av tilsatt luft i forhold til opprinnelig røk, og 40% luftuttynning indikerer et 40/60 forhold o.s.v. The percent air dilution referred to here is the volume percent of ventilating air supplied via the filter in the total mixture delivered by the filter. Thus, 50% ventilation or air dilution means that in each puff there is a 50/50 volume ratio of added air in relation to the original smoke, and 40% air dilution indicates a 40/60 ratio, etc.

Fortrinnsvis vil det lukkede filter (dvs. med forhindret luftuttynning) ha et trykkfall på minst 80 eller 90 mm og en mekanisk tjæretilbakeholdelse på høyst 45%. Preferably, the closed filter (ie with prevented air dilution) will have a pressure drop of at least 80 or 90 mm and a mechanical tar retention of at most 45%.

Sigarettfilteret i henhold til oppfinnelsen med standard lengde (ca 25 mm) kan f.eks. gi et lukket trykkfall på 80 - 100 mm vannsøyle ved en lukket total tilbakeholdelse av partikkelstoffer på 12 - 40%. The cigarette filter according to the invention with standard length (approx. 25 mm) can e.g. give a closed pressure drop of 80 - 100 mm water column at a closed total retention of particulate matter of 12 - 40%.

Filtre i henhold til oppfinnelsen kan konstrueres med hensyn til valg av lengde av kjernemateriale, sammensetning og pakkedensitet etc, og med prosentvis luftfortynning for i forbindelse med en hvilken som helst tobakkstav å skaffe et hvilket som helst akseptabelt forhåndsbestemt totalt ventilert filtersigarett-trykkfall, dvs. 80 - 120 mm vannsøyle, for nærværende fortrinnsvis ca.80 eller ca.90 eller ca.100 mm vannsøyle. Imidlertid kan der skaffes meget lavere (f.eks. 70, 60, 50, 40, 30, eller til og med 25 mm vannsøyle) ventilerte filtersigarett-trykkfall, i samsvar med eventuelle forskrifter, og for hvert tilfelle på en mere tilfredsstillende måte enn hva tilfelle er ved vanlige filterkonstruksjoner. Filters according to the invention can be constructed with regard to choice of length of core material, composition and pack density etc, and with percentage air dilution to provide, in connection with any tobacco stick, any acceptable predetermined total ventilated filter cigarette pressure drop, i.e. 80 - 120 mm water column, for the present preferably approx. 80 or approx. 90 or approx. 100 mm water column. However, much lower (e.g. 70, 60, 50, 40, 30, or even 25 mm water column) vented filter cigarette pressure drops can be obtained, in accordance with any regulations, and in each case more satisfactorily than what is the case with normal filter constructions.

Den ventilerende omvikling kan bestå av et iboende luftgjennomtrengelig og/eller perforert materiale. Det kan utgjøre munnstykkeomviklingen som filteret blir innlemmet i en filtersigarett ved hjelp av, i hvilket tilfelle det normalt vil bestå av et luft-ugjennomtrengelig materiale og være forsynt med venti-lasjons-perforeringer. På den annen side kunne den ventilerende omvikling være av det slag som ble påført ved den begynnende produksjon av filteret og således bare strekker seg så langt som filteret. Det resulterende filter kunne da bli innlemmet i en filtersigarett enten ved et ringmunnstykke eller ved hjelp av mer vanlige ventilerende munnstykke-omviklinger. The ventilating wrapping may consist of an inherently air-permeable and/or perforated material. It may form the mouthpiece wrap by means of which the filter is incorporated into a filter cigarette, in which case it will normally consist of an air-impermeable material and be provided with ventilation perforations. On the other hand, the ventilating wrapping could be of the kind applied at the initial production of the filter and thus only extend as far as the filter. The resulting filter could then be incorporated into a filter cigarette either by a ring mouthpiece or by means of more common venting mouthpiece wraps.

Stavpartiet i filtrene i henhold til oppfinnelsen kan ut-føres kontinuerlig, ved kontinuerlig i lengderetningen å føre frem en grovfiberbunt eller i lengderetningen forhåndskorrugerte og/eller fibrerte ark, film eller folie gjennom en formingsenhet som sammenpresser det til stavform, hvoretter der utføres kapping av den produserte kontinuerlige stav til endelige lengder. Stavformingen kan innbefatte lokal binding av kontaktpartier av stavmaterialet (f.eks. ved anvendelse av varme når stavmaterialet er termoplast eller forhåndsbehandlet med varmeaktiviserbart klebemiddel), slik at stavproduktet er dimensjonsstabilt uten en omvikling, i hvilket tilfelle den ventilerende omvikling kan påføres etter stavformingen. Avkappede lengder av den uomviklede sammenblandede stav kan således innlemmes i filtersigaretter ved hjelp av ventilerende munnstykkeomvikling. Alternativt kan den bundne stav, før eller etter kappingen til bestemte lengder, bli omviklet i luftgjennomtrengelig pluggomvikling, og de resulterende filtre innlemmet i filtersigaretter ved hjelp av ringmunnstykker eller ventilerende munnstykkeomvikling. På samme måte kan, dersom en luftgjennomtrengelig pluggomvikling påføres rundt stavmaterialet samtidig som staven (enten denne er sammenbundet eller ikke) blir formet, den til å begynne med dannede sammenhengende omviklede stav, kappes i lengder og de resulterende filtre blir innlemmet i filtersigaretter ved hjelp av ringmunnstykket eller ventilerende munnstykkeomvikling. Den omviklede eller uomviklede stav blir vanligvis levert for filtersigarettfremstilling i lengder som utgjør et liketall-multippel (f.eks. 6 ganger) av de endelige individuelle filtre. Dobbelte lengder kan da anordnes ende mot ende mellom omviklede tobakksstaver og bli forbundet med disse ved hjelp av ringmunnstykket eller ventilerende fullmunn-stykke-omvikling (slik det måtte passe), og den resulterende sammenstilling kan kappes gjennom de dobbelte lengder for å gi individuelle filtersigaretter. The rod part of the filters according to the invention can be produced continuously, by continuously advancing a coarse fiber bundle or longitudinally pre-corrugated and/or fibered sheet, film or foil through a forming unit which compresses it into a rod shape, after which it is cut produced continuous rods to finite lengths. The rod forming can include local bonding of contact portions of the rod material (e.g. by applying heat when the rod material is thermoplastic or pre-treated with heat-activatable adhesive), so that the rod product is dimensionally stable without a wrap, in which case the venting wrap can be applied after the rod forming. Cut-off lengths of the unwrapped intermingled rod can thus be incorporated into filter cigarettes by means of ventilating mouthpiece wrapping. Alternatively, the bonded rod, before or after cutting to specific lengths, may be wrapped in air-permeable plug wrap, and the resulting filters incorporated into filter cigarettes by means of ring nozzles or vented nozzle wraps. Similarly, if an air-permeable plug wrap is applied around the rod material at the same time as the rod (whether bonded or not) is formed, the initially formed continuous wrapped rod can be cut into lengths and the resulting filters incorporated into filter cigarettes by means of the ring nozzle or ventilating nozzle wrap. The wrapped or unwrapped rod is usually supplied for filter cigarette manufacture in lengths that are an even multiple (eg 6 times) of the final individual filters. Double lengths can then be arranged end to end between wrapped tobacco sticks and connected thereto by means of the ring mouth piece or vented full mouth piece wrap (as appropriate), and the resulting assembly can be cut through the double lengths to give individual filter cigarettes.

Filtre i henhold til oppfinnelsen kan brukes alene eller som en komponent av et multippelfilter sammen med i det minste en ytterligere plugg - f.eks. med lavt trykkfall og lav tjæretilbakeholdelse - som er anordnet på linje i filterets lengderetning. De på linje anordnede kjernekomponenter kan støte an mot hverandre eller være anordnet på avstand fra hverandre og vil vanligvis bli sammenføyet ved hjelp av en felles ventilerende omvikling. Filters according to the invention can be used alone or as a component of a multiple filter together with at least one additional plug - e.g. with low pressure drop and low tar retention - which are arranged in line in the filter's longitudinal direction. The aligned core components may butt against each other or be spaced apart and will usually be joined by means of a common venting wrap.

Uten at det er spesielt angitt, er strømningshastigheter, trykkfall og tilbakeholdelse, levering og luftuttynning angitt med verdier som er målt i henhold til aksepterte fremgangsmåter som anbefales av CORESTA (Centre de Cooperation pour les Recherches Scientifiques Relatives au Tabac). Unless otherwise stated, flow rates, pressure drop and retention, delivery and air dilution are given with values measured according to accepted methods recommended by CORESTA (Centre de Cooperation pour les Recherches Scientifiques Relatives au Tabac).

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet ved hjelp The invention will be described in the following with help

av eksempler under henvisning til tegningen. of examples with reference to the drawing.

Fig. 1 er et skjematisk lengdesnitt gjennom et filter og en filtérsigarett i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 er et skjematisk tverrsnitt gjennom et annet filter i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 is a schematic longitudinal section through a filter and a filter cigarette according to the invention. Fig. 2 is a schematic cross-section through another filter according to the invention.

Filteret i henhold til fig. 1 omfatter en bunt 2 av filamenter bestående av 100 dpf polypropylen med glatt overflate og pakket i en pluggomvikling 4 av luftgjennomtrengelig papir. The filter according to fig. 1 comprises a bundle 2 of filaments consisting of 100 dpf polypropylene with a smooth surface and wrapped in a plug wrapper 4 of air-permeable paper.

En munnstykkeomvikling 6 av ugjennomtrengelig papir og med en ring av ventilerende perforeringer 8 sammenføyer filteret med en omviklet tobakksstav 9 for dannelse av en filtersigarett. Under bruk ved totale strømningsmengder på opptil 17,5 cm /sek., skaffer den omviklede bunt av filamenter en laminær strøm av luft og røk gjennom filteret. A mouthpiece wrap 6 of impermeable paper and with a ring of ventilating perforations 8 joins the filter with a wrapped tobacco stick 9 to form a filter cigarette. In use at total flow rates of up to 17.5 cm/sec, the wrapped bundle of filaments provides a laminar flow of air and smoke through the filter.

Filteret i henhold til fig. 2 har en hoveddel 12 omfattende en i lengderetningen korrugert polyetylenfilm som holdes i stavform ved hjelp av en pluggomvikling 4 av luftgjennomtrengelig papir og med lignende laminære strømningskarakteristikker som bunten 2 på fig. 1. Dette filter kan innlemmes i en filtersigarett på den måte som er vist på fig. 1. Ved begge utførelsesformer kan, dersom de sammenholdte filamenter eller filmen er bundet slik at der dannes en selv-opprettholdende dimensjonsstabil stav, plugg-omviklingen 4 sløyfes, idet en munnstykkeomvikling i likhet med 6 tjener også som filteromvikling. Selv om stavene 2 og 12 The filter according to fig. 2 has a main part 12 comprising a longitudinally corrugated polyethylene film which is held in rod form by means of a plug wrap 4 of air-permeable paper and with similar laminar flow characteristics as the bundle 2 of fig. 1. This filter can be incorporated into a filter cigarette in the manner shown in fig. 1. In both embodiments, if the joined filaments or the film are bound so that a self-sustaining dimensionally stable rod is formed, the plug wrap 4 can be looped, as a nozzle wrap similar to 6 also serves as a filter wrap. Although the bars 2 and 12

er blitt vist som brukt alene, omfatter oppfinnelsen også bruken av den enkelte av disse staver i en "ende mot ende" eller på avstand anordnet kombinasjon med en annen kjernestav eller plugg, idet sammenstillingen deles og holdes sammen ved hjelp av en felles ventilerende omvikling, f.eks. i likhet med 4 eller 6. has been shown to be used alone, the invention also encompasses the use of each of these rods in an "end to end" or spaced combination with another core rod or plug, the assembly being divided and held together by means of a common ventilating wrap, e.g. like 4 or 6.

Når staven i filteret i henhold til oppfinnelsen er tildannet fra enkelt ark, film eller folie, blir sistnevnte korrugert eller fibrillert før sammensetningen til stavform. Preging i den hensikt å bevirke korrugering kan også resultere i fibriliering før eller etter stavforming, og slik fibriliering kan i virkelig-heten være mer synlig enn korrugeringene. When the rod in the filter according to the invention is formed from a single sheet, film or foil, the latter is corrugated or fibrillated before assembly into rod form. Embossing with the intention of causing corrugation can also result in fibrillation before or after rod forming, and such fibrillation can in reality be more visible than the corrugations.

I det følgende skal der gis spesielle eksempler på oppfinnelsen : In the following, special examples of the invention shall be given:

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Et røkfilter i henhold til oppfinnelsen besto av en stav av delvis i lengderetningen fibrillert cellulosefilm samlet sideveis og holdt i stavform ved hjelp av en gjennomtrengelig pluggomvikling. Filteret var 20 mm langt og ca. 25 mm i omkrets og hadde et lukket trykkfall (PD) på 85 mm vannsøyle og en lukket tjæretilbakeholdelse på 19%. Sistnevnte tjæretilbakeholdelse blir målt ved hjelp av maskinrøking via det lukkede filter hos en sigarett som (når den er ufiltrert og uventilert) har et trykkfall på 55 mm vannsøyle og leverer 30 mg tjære og 16 mg CO. A smoke filter according to the invention consisted of a rod of partially longitudinally fibrillated cellulose film gathered laterally and held in rod form by means of a permeable plug wrap. The filter was 20 mm long and approx. 25 mm in circumference and had a closed pressure drop (PD) of 85 mm water column and a closed tar retention of 19%. The latter tar retention is measured using machine smoking via the closed filter of a cigarette which (when unfiltered and unventilated) has a pressure drop of 55 mm water column and delivers 30 mg of tar and 16 mg of CO.

En filtersigarett i henhold til oppfinnelsen besto av et filter som angitt ovenfor og var forbundet med en sigarett som angitt ovenfor ved hjelp av en perforert munnstykkeomvikling som gir en luftuttynning på 50%. Denne filtersigarett har et merkbart trykkfall på 92 mm vannsøyle og leverte ved røking 12 mg tjære og 6,4 mg CO. Trykkfallet og tjærereduksjonen samt leveringen var således som påkrevet med en CO/tjæreutbytterelasjon på 0,53 som er meget bedre enn den (ca 1) for vanlige filtre med lignende trykkfall og tjærereduksjon. A filter cigarette according to the invention consisted of a filter as indicated above and was connected to a cigarette as indicated above by means of a perforated nozzle wrap which provides an air dilution of 50%. This filter cigarette has a noticeable pressure drop of 92 mm water column and delivered 12 mg of tar and 6.4 mg of CO when smoked. The pressure drop and tar reduction as well as the delivery were thus as required with a CO/tar yield ratio of 0.53, which is much better than that (about 1) for ordinary filters with similar pressure drop and tar reduction.

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

Eksempel 1 ble gjentatt under bruk av en perforert munnstykkeomvikling som ga 70% luftuttynning. Denne filtersigarett i henhold til oppfinnelsen hadde et merkbart trykkfall på 74 mm vannsøyle og leverte 7,2 mg tjære og 2,24 mg CO - et CO/tjære-utbytteforhold på 0,31. Example 1 was repeated using a perforated nozzle wrap which provided 70% air dilution. This filter cigarette according to the invention had a noticeable pressure drop of 74 mm water column and delivered 7.2 mg of tar and 2.24 mg of CO - a CO/tar yield ratio of 0.31.

Claims

1. Ventilated tobacco smoke filter, characterized in that it comprises a ventilating wrap (4) around a rod (2) which is provided with capillaries that extend in the longitudinal direction of the rod (2) and is formed from a bundle of filaments with at least 20 denier per filament, extending in the longitudinal direction of the rod and of longitudinally corrugated and/or at least partially fibrillated sheet, film or foil of a material which is substantially impermeable to smoke and gathered laterally into rod shape.

2. Filter as stated in claim 1, characterized in that the rod (2) comprises filaments with approx. 100 denier per filament.

3. Filter as stated in claim 1 or 2, characterized in that the rod comprises filaments which have a smooth surface and are mainly impermeable.

4. Filter as stated in claim 1, characterized in that the corrugated and/or at least fibrillated sheet, film or foil material in the rod (2) consists of cellulose material, plastic or metal.

5. Filter as stated in claim 1, characterized in that the percentage air dilution in the filter envelope is greater than the percentage "non-ventilated" or "enclosed" filtration effect, i.e. tar retention in the filter rod.

6. Filter element, comprising a filter as stated in claim 1, but without casing, characterized in that the rod (2) is designed to be self-supporting.