NO155523B - Tobakksroek-filter. - Google Patents

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-

larer som strekker seg i lengderetningen av staven og er dannet av en bunt med filamenter med minst 20 den./filament, forløp-

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.

Multikapillarstaven som den ventilerende omvikling

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.

De grove fibre, fortrinnsvis med 20 eller flere (f.eks.

ca 100) denier pr. filament (dpf), har fortrinnsvis glatt over-

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.

I denne forbindelse menes der med en luftpermeabilitet på

nK filtronaenheter, en luftpermeabilitet på 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 :

Filtre i henhold til oppfinnelsen tillater oppnåelsen av en høy

grad av luftuttynning (f.eks. 50% eller mer) som gir god reduksjon av partikkelstoffer, samtidig som der bibeholdes et akseptabelt

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).

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.

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.

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.

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.

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%.

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%.

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.

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.

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.

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.

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).

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet ved hjelp

av eksempler under henvisning til tegningen.

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.

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.

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.

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

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.

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.

I det følgende skal der gis spesielle eksempler på oppfinnelsen :

EKSEMPEL 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.

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.

EKSEMPEL 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.

Claims (6)

1. Ventilert tobakksrøkfilter, karakterisert ved at det omfatter en ventilerende omvikling (4) rundt en stav (2) som er forsynt med kapillarer som strekker seg i lengderetningen av staven (2) og er tildannet av en bundt av filamenter med minst 20 denier pr. filament, forløpende i lengderetningen av staven og 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 samlet sideveis til stavform.

2. Filter som angitt i krav 1, karakterisert ved at staven (2) omfatter filamenter med ca. 100 denier pr. filament.

3. Filter som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at staven omfatter filamenter som har glatt overflate og er hovedsakelig ugjennomtren-gelige .

4. Filter som angitt i krav 1, karakterisert ved at det korrugerte og/eller i det minste fibrillerte ark-, film- eller foliematerialet i staven (2) består av cellulosemateriale, plast eller metall.

5. Filter som angitt i krav 1, karakterisert ved at den prosentvise luftuttynning i filteromhyllingen er større enn den prosentvise "ikke-ventilerte" eller "innelukkede" filtreringsvirkning, dvs. tjæretilbakeholdelse i filterstaven.

6. Filterelement, omfattende et filter som angitt i krav 1, men uten omhyIling, karakterisert ved at staven (2) er utformet selvbærende.