NO158061B - Fremgangsmaate for fremstilling av 4-hydroksy-2-metyl-n-2-pyridyl-2h-1,2-benzotiazin-3-karboksamid-1,1-dioksyd (piroxicam). - Google Patents

Description

Fullmektig: A/S Bergen Patentkontor.Patentingeniør Thor Ringvold.

Filter for tobakksrøk.

Denne oppfinnelse vedrører et filter for anvendelse ved to-bakksrøking og omfatter hovedsakelig filamenter av celluloseacetat samt aktivkull som overveiende har en størrelse på omtrent 10 til 45 mesh, idet innholdet av aktivkull fortrinnsvis ligger mellom 2

til 200 vektdeler pr. 100 deler av de tilstedeværende syntetiske fibre.

Syntetiske fibre, for eksempel celluloseestere, har funnet utstrakt anvendelse i filtre for tobakksrøk som følge av den lett-

het hvormed de kan fremstilles til filterstaver på standard siga-rettfremstillingsutstyr. Disse syntetiske fibre består som regel av celluloseacetat i form av krympete, kontinuerlige fibre eller filamenter. Filtre fremstilt av celluloseesterfibre virker gene-

relt sett slik at de fjerner endel av partiklene fra røken som

passerer gjennom fibrene. Krympingen eller annet fysikalsk arran-gement av fibrene inne i filteret sørger for å øke overflatearea-let av filamentene som kommer i kontakt med røken. Men filtre som bare består av slike fibre fjerner ikke noen merkbare mengder av uønskete bestanddeler i gassfase fra tobakksrøken.

Visse materialer er også blitt påført på syntetiske fibre som brukes i filtre for å gjøre fibrene mer effektive når det gjelder å oppta partiklene i røken. Slike materialer kan for eksempel være stivelse, oppmalt cellulose eller liknende, og holdes som regel på plass av et klebemiddel eller mykningsmiddel, såsom dimetoksyetylftalat, metylftalyletylglykolat eller triacetin. Imidlertid vil ikke disse materialer vesentlig endre svikten hos fibrene når det gjelder å fjerne uønskete bestanddeler i gassfase fra røken.

Andre materialer som i realiteten er selvklebende materialer er foreslått innblandet i syntetiske fibre for å brukes i filtre for tobakksrøk. Disse materialer omfatter for eksempel visse typer av vokspartikler, såsom parafinvoks eller polyetylen-voks, og visse sukkerestere, såsom sucroseacetat-propionat.

Imidlertid svikter filtre som inneholder slike tilsetninger også når det gjelder å fjerne noen vesentlig mengde av de uønskete bestanddeler som er til stede i gassfasen i tobakksrøken.

Visse adsorbentpartikler, som for eksempel aktivkull, er også blitt brukt i filtre for tobakksrøk. Slike adsorbentpartikler er blitt brukt sammen med krympet papir og tjener til å øke effektiviteten hos slike filtre når det gjelder å fjerne partiklene fra røken, og dessuten slik at de sørger for å fjerne uønskete bestanddeler i gassfase fra røken. Men når aktivkull er blitt brukt på denne måte, har det vært brukt i form av meget fine partikler eller støv, fordi det er funnet at større kullpartikler ikke er helt tilfredsstillende når de inkorporeres med papiret. Det er funnet at det er i praksis umulig å bruke de større partikler i filtre av papirtypen.

Fordi filtre av papirtypen er funnet å være mindre effektive enn filtre av syntetiske fibre eller strengtypen, har det også Vært foreslått å inkorporere aktivkullpartikler i syntetiske filamenter for å fremstille filtre for tobakksrøk. Imidlertid har man generelt sett erkjent at kullpartiklene ikke av seg selv vil klebe godt til de syntetiske fibre i filteret, og det har vært brukt klebemidler, såsom triacetin, dimetoksyetylftalat eller metylftalyletylglykolat for å fastholde partiklene på fibrene. Det er funnet at slike klebemidler forgifter eller inakti-verer aktivkullet i vesentlig grad.

Enkelte av ulempene med å inkorporere kullpartikler i synte- ' tiske filamenter er blitt avhjulpet ved å bruke en forbedret kle-bemiddelblanding som omfatter polyvinylpyrolidon og en polyalko-hol, såsom glycerol. Et slikt klebemiddel har gjort det mulig å anvende kullpartikler fra et større størrelsesområde enn det tidligere har vært mulig. Men selv et slikt forbedret klebemiddel har bare begrenset effektivitet, og man har lært at for dette formål bør kullpartiklene fortrinnsvis være av en slik størrelse at ikke mer enn en meget liten prosentandel av dem (fortrinnsvis ikke mer enn 5$) er større enn 48 mesh.

Selv om det også har vært foreslått å bruke større kullpartikler i et filter, er slike partikler ikke blitt brukt i den fi-berholdige seksjon. I stedet har man brukt slike partikler i en separat filterseksjon som utelukkende besto av kullpartiklene, og denne seksjon er blitt plassert mellom to kullfrie filterseksjoner. Denne filtertype har den fordel fremfor de tidligere filtre at kullpartiklene ikke behøver å være i kontakt med et klebemiddel for å fastholde dem på papiret eller strengen. Imidlertid oppstår det et forskjellig problem ved slike filtre, ved at de løse kullpartikler er tilbøyelige til å vandre fra seksjonen som de befinner seg i og hen til andre deler av sigaretten. Dessuten har denne filtertype den ulempe at kullpartiklene ikke kommer i kontakt med all tobakksrøken i samme grad. I et slikt filter er det etidel, ut-felling av kullpartiklene inne i den kullholdige seksjon av filteret under lagring og forsendelse av sigarettene, slik at det danner seg et åpent rom over kullet. Det er også et temmelig stort tomrom rundt hver av kullpartiklene. Følgelig kan en vesentlig del av tobakksrøken, som følger den bane hvor det er minst motstand, passere gjennom disse tomrom i filteret uten noen nevneverdig kontakt mellom røken og kullet. Som det vil bli forklart i det etter-følgende, avhjelper den foreliggende oppfinnelse denne ulempe og sørger for intim kontakt mellom så å si all tobakksrøken og kullpartiklene .

Filteret er også blitt fremstilt med klebemidler som kleber kullpartiklene sammen, slik at det dannes en skive eller plugg som består av kull og klebemiddel. Selv om denne konstruksjon til en viss grad avhjelper problemet med vandring av kullpartiklene, er det funnet at klebemidlene i slike filtre må brukes på en slik måte at kullet iallfall delvis deaktiveres av klebemidlene. Dessuten er det også funnet at slike filtre gir forholdsvis dårlig kontakt mellom røken og kullpartiklene.

Det er for eksempel fra US-patent nr. 3.006.346 kjent et filter bestående av minst to lag av porøst materiale og ett relativt tynt gjennomhullet lag av klebemiddel som er plassert mellom de porøse lag for å binde dem sammen og hvor klebemiddellaget inneholder finfordelt aktivt kull. Ved dette filter ligger kullpartiklene som en særskilt plugg, og klebemidlet er fortrinnsvis en fortynnet gummilatexemulsjon.

Man har overraskende funnet at utmerkede resultater oppnås ved filtrering av tobakksrøk under anvendelse av filter som omfatter syntetiske fibre og aktivkullpartikler når et slikt filter inneholder en høymolekylær polyalkylenglykol.

Et formål ved foreliggende oppfinnelse er å skaffe et forbedret filter for anvendelse ved tobakksrøking, eksempelvis ved sigaretter, sigarillos og liknende og hvor filteret har forholdsvis store partikler av aktivkull dispergert i filteret på en slik måte at tobakksrøken bringes i intim kontakt med aktivkullpartiklene som holdes på plass på de syntetiske fibre i stort sett uforgiftet tilstand av et klebemiddel som ikke virker deak-tiverende på aktivkullet.

Enda et formål ved den foreliggende oppfinnelse er å skaffe et klebemiddel som i og for seg sørger for selektiv fjernelse av visse bestanddeler fra tobakksrøken.

Andre formål ved oppfinnelsen vil delvis være selvinnlysende og vil delvis fremgå av det etterfølgende.

Følgelig omfatter den foreliggende oppfinnelse generelt sett et fiberformet filtermedium som inneholder partikler av aktivkull, og det spesielle ved '.ilteret ifølge oppfinnelsen er at det inneholder høymolekylær polyalylenglykol som ved sin iboende klebeevne holder aktivkullpartiklene på.plass i filteret og som selektivt fjerner noen av de uønskede fenoler i røkgassen.

En foretrukket type polyalkylenglykol er en høymolekylær metoksypolyetylenglykol.

Det har også vist seg fordelaktig at filteret ifølge oppfinnelsen inneholder fra 2 til 25 vektsdeler polyalkylenglykol pr. 100 vektsdeler av de tilstedeværende syntetiske fibre.

Den høymolekylære polyalkylenglykol, som vil bli beskrevet i nærmere detaljer i det etterfølgende, tjener til selektivt å fjerne visse gassfasebestanddeler fra tobakksrøken, særlig fenoler, samtidig som den binder kullpartiklene til filtermediet uten å innvirke uheldig på karakteren eller kvaliteten for røken som passerer gjennom filteret. I tillegg kan de høymolekylære po.lyalky.len-glykoler blande seg med materialene som vanligvis brukes ved fil-terfremstilling, og har ikke noen ubehagelig smak eller lukt.

Por ytterligere forståelse av den foreliggende oppfinnelse henvises det til den medfølgende tegning, som danner en del av den foreliggende fremstilling, og hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en sigarett hvor det anvendes filteret ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom sigaretten vist i fig. 1, lagt etter linjene 2-2. Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom en modifikasjon av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom sigaretten vist i fig. 3, lagt etter linjene 4-4. Fig. 5 viser i større målestokk et riss av et parti av sigaretter vist i fig. 1 og 2, og viser i nærmere detaljer oppbygnin-gen av filtermaterialet fremstilt i samsvar med den foreliggende oppfinnelse.

Idet det henvises ytterligere til figurene 1 og 2, er det deri vist en sigarett 1 med et papirhylster 2. Oppkappet tobakk 3 er innesluttet i papirhylsteret 2. Et papirhylster 4 er anbrakt ved sigarettens annen ende utenfor tobakken og ligger an mot en ende av papirhylsteret 2. Papirhylsteret 4 omslutter generelt sett filterenheten i sigaretten 1. Papirhylsteret 4 inneholder en kullfri filterseksjon 5, som fortrinnsvis er en streng, som er opptatt inne i et papirhylster 6. En kullholdig seksjon 7 som innesluttes av et papirhylster 8 omfatter celluloseacetatfilamenter 9 og kullpartikler 10 som holdes på plass av et klebemiddel 11 av høymolekylær polyetylenglykol. Filterenheten, som omsluttes av papirhylsteret 4, er forbundet med fyllingsseksjonen, som omsluttes av papirhylsteret 2, av et papirhylster 15, som dekker hele papirhylsteret 4 og en del av papirhylsteret 2.

Fig. 3 og 4 illustrerer en annen form for den foreliggende oppfinnelse, hvor det er vist en sigarett 10 med et papirhylster 20. Oppkappet tobakk 30 er innesluttet i papirhylsteret 20. Et papirhylster 40 er anbrakt ved den annen ende av sigaretten utenfor tobakken og ligger an mot en ende av papirhylsteret 20. Papirhylsteret 40 omslutter stort' sett f ilte renhete ti i sigaretten 10. Papirhylsteret 40 inneholder en kullfri filterseksjon 50, som fortrinnsvis er en streng, som er innesluttet i et papirhylster 60. En kullholdig seksjon 70 som er innesluttet i et papirhylster 80 omfatter celluloseacetatfilamenter 90 og kullpartikler 100 som holdes på plass av et klebemiddel 110 av høymolekylær polyetylenglykol. Den kullfrie seksjon 55 som er innesluttet i et papirhylster 56 er anbrakt mellom seksjonen 70 og fyllingen 30, og tjener til å isolere den kullholdige seksjon fra fyllingen samt å gi en ytterligere filtrering av partikler. Pilterenheten, som omsluttes av papirhylsteret 40, er forbundet med fyllingsseksjonen, som omsluttes av papirhylsteret 20, av et papirhylster 150, som

dekker hele papirhylsteret 40 og endel av papirhylsteret 20.

Under særlig henvisning til fig. 5, som illustrerer i de-talj en foretrukket utførelse for den foreliggende oppfinnelse, er celluloseacetatfibre 9 vist som stort sett kontinuerlige, krympete filterelementer som flukter stort sett i lengderetningen og har en viss innbyrdes avstand, slik at det oppnås passasje for tobakksrøk herigjennom. Relativt store kullpartikler 10 er anbrakt inne i rommene mellom fibrene 9 og holdes på plass av et klebemiddel 11 av høymolekylær polyetylenglykol.

Det vil sees av fig. 5 at hver kullpartikkel stort sett strekker seg over flere av de kanalliknende rom som dannes av celluloseacetatfilamenter. Disse kanalliknende rom danner stort sett et flertall snirklete baner som tobakksrøken vandrer gjennom. Under denne vandring treffer tobakksrøken de forholdsvis store partikler og avledes derved gjennom nærliggende passasjer. På denne måte vil røken ikke bare passere rundt hver partikkel med vesentlig kontakt hermed, meri presses også gjennom en mer innvik-let passasje gjennom selve filamentene. Følgelig presses røken til mer intim kontakt med så vel kullpartiklene som celluloseacetatf ibrene enn det hittil har vært-mulig.

Det vil også bemerkes utfra fig. 5 at noen av partiklene av høymolekylær polyetylenglykol kleber til celluloseacetatfibrene som atskilte partikler og at slike partikler ikke holder noen kullpartikler på plass ved direkte kontakt med kullet. Disse partikler tjener også til å øke filtreringsevnen hos et slikt filter, siden de danner ytterligere sperringer overfor passasjen gjennom filteret for partiklene i røken. I tillegg tjener den høymolekylære polyetylenglykol selv til å fjerne fenoler og andre

uønskede bestanddeler i gassfase fra tobakksrøken.

Det vil forståes at materialene som brukes i sigarettene vist på tegningen er rent illustrerende. For eksempel er de viste kullpartikler ogden beskrevne polyalkylenglykol bare representative for slike materialer, og papirhylstrene for de respektive filterseksjoner kan også variere fra de arrangementer som er vist på tegningen, alt etter forskjellige faktorer, såsom det som er gunstigst under fremstillingen.

For å fremstille filteret for tobakksrøk ifølge den foreliggende oppfinnelse, blir celluloseacetatfibrene eller liknende fibre fortrinnsvis spredd ut og deretter besprøytet med en forstø-vet tåke som inneholder den høymolekylære polyalkylenglykol. På denne måte dannes det på fibrene et ukontinuerlig belegg som omfatter små partikler av den høymolekylære polyalkylenglykol.

Den høymolekylære polyalkylenglykol kan påsprøytes eller på-føres på fibrene ved hjelp av en sentrifugalpåføringsanordning. Por å oppnå dette må den høymolekylære polyalkylenglykol befinne seg i en flytedyktig form. Dette kan oppnås ved å oppvarme den høymolekylære polyalkylenglykol til en temperatur litt høyere enn dens smeltepunkt. Den mates deretter til'en roterende, perforert sylinder, hvorfra den påføres på fibrene i form av en fin tåke. Eventuelt kan den påsprøytes med sprøyteutstyr. Den kan også opp-løses i vann og påføres som en oppløsning, hvis dette ønskes, eller på andre egnete måter.

Selv om den foranstående fremgangsmåte for påføring av den høymolekylære polyalkylenglykol foretrekkes, kan den også utfelles på fibrene som en film, for eksempel som et kontinuerlig eller halvkontinuerlig belegg.

Por oversiktens skyld vil fibrene etter at den høymolekylære polyalkylenglykol er påført, bli benevnt som "belagte fibre" uavhengig av hvorvidt glykolen ble påført med en sentrifugalpåfø-ringsanordning, med påsprøytning eller på annen måte, og uavhengig av hvorvidt glykol påføres som atskilte partikler, som et ikke-kontinuerlig belegg eller som et kontinuerlig belegg.

Etter påføringen av den høymolekylære polyalkylenglykol blir kullpartiklene påført på de belagte fibre.

Endel av de høymolekylære polyalkylenglykoler som kan brukes, vil ikke stivne fullstendig etter å være påført på fibrene og vil holde seg på fibrene for eksempel som ekstremt viskøse væsker. I dette tilfelle er deres klebeevne i denne tilstand slik at kullet kan tilsettes enten like etter at belegget er påført eller på et senere tidspunkt, selv etter henstand ved værelsestem-peråtur.

Høymolekylære polyalkylenglykoler som må oppvarmes for å gjøre dem flytedyktige, vil etter nedkjøling stivne etter å være påført på fibrene. I dette tilfelle bør aktivkullpartiklene for-deles over de belagte fibre innen partiklene av høymolekylær polyalkylenglykol har stivnet på fibrene. Selvsagt kan de belagte fibre når dette er nødvendig, holdes eller anbringes i en atmos-fære som befinner seg ved en tilstrekkelig høy temperatur til at de høymolekylære polyalkylenglykoler blir klebende når kullpartiklene påføres.

De kullholdige belagte fibre kan deretter, fremdeles innen polyalkylenglykolen har stivnet, samles sammen til den ønskete form for et filter og det resulterende materiale kan formes inne i et papirhylster eller annet hylster, slik at det holdes i den ønskede form. Forme operasjonene kan være slike som vanligvis brukes under fremstillingen av sigarettfiltre.

De syntetiske fibre som kan anvendes ved den foreliggende oppfinnelse er fortrinnsvis celluloseacetatfibre og kan være celluloseacetatlunte eller -garn med en totaldenier fra omtrent 25.000 til omtrent 75.000, og fortrinnsvis fra omtrent 30.000 til omtrent 50.000, og med en denier pr. filament på fra omtrent 1 til omtrent 16, og fortrinnsvis fra omtrent 3 til omtrent 6. For-triivv-. /is flukter celluloseacetatf ibrene eller filamentene stort sett i lengderetningen og sammenfallende med filterelementets lengderetning, og har partier som er krympet slik at de forløper forskjellig fra filamentenes generelle orientering, hvorved filamentene vil ha visse partier som til en viss grad griper inn i hverandre, som illustrert på tegningen.

Aktivkullpartiklene som brukes ifølge den foreliggende oppfinnelse kan ha en partikkelstørrelse fra omtrent 10 til omtrent

325 mesh (United States Standard), men er fortrinnsvis forholdsvis store partikler fra omtrent 10 til omtrent 45 mesh størrelse.

Fortrinnsvis bør minst 95$ av partiklene tilbakeholdes på en 30 mesh sikt og bør passere gjennom en 12 mesh sikt. Partiklene kan være tilnærmet kuleformet eller kan ha andre regulære eller irregulære former, alt etter hvorledes de fremstilles. Fortrinnsvis har de irregulære former, slik det dannes ved oppmaling av kull av kokosnøtt-typen.

Aktivkullet som anvendes kan, være av en av de kjente xyper, såsom koksbasert kull eller nøtteskallkull, eller enhver annen eg-net kulltype.

Fortrinnsvis er det anvendte kull et kull av kokosnøtt-typen. Slike kull har en noe uregelmessig form, og tilbakeholdes derfor litt lettere på plass inne i massen av syntetiske filamenter. De gir også god kontakt og godt opptak av uønskede gassfasebestanddeler.

Et særlig foretrukket kull er.et kokosnøttkull, såsom aktivkull grad PCB. Dette kull har en høy adsorpsjonsgrad og høy tii-bakeholdsevne. Som et spesielt eksempel kan kullet ha de følgende egenskaper:

Fysikalske egenskaper

Spe s ifikas j one r

Størrelsesanalyse - 12 x 30 mesh.

Den høymolekylære polyalkylenglykol kan være polyetylenglykoler, polypropylenglykoler, glykoler som inneholder både

-C2H^0- og -G^HgO- grupper og kan også være monoestere eller di-estere av slike høymolekylære polyalkylenglykoler, for eksempel metoksyestrene av polyetylenglykoler. Slik det er brukt heri, er uttrykket "høymolekylær polyalkylenglykol" ment å innbefatte alle

s.'ifc xnaxerialer, deri innbefattet estrene, med molekyl vekte r

fra omtrent 600 .til omtrent 20.000.

Illustrerende for slike materialer er polyetylenglykoler med deri generelle formel:

hvori x er et helt tall med en verdi fra omtrent 12 til omtrent 453. Slike materialer kan fremstilles ved. konvensjonelle metoder.

Eksempler på passende polyalkylenglykoler omfatter materialer som selges under varebetegnelsen ''Carbowax". 'Carbowax-polyety-le nglykolene"benevnes ofte i forkortet form.

"Carbowax 600"er et foretrukket klebemiddelmateriale. Dette materiale har en midlere molekylvekt på omtrent 600 og er et mykt, hvitt, voksaktig stoff ved romtemperatur.

Illustrerende for andre 'Carbowax<f->materialer som kan.brukes er: 'Carbowax 1000", 'Carbowax 1500 W',' 'Carbowax 1540", 'Carbowax 4000" og 'Carbowax 60001' Disse materialer har de følgende egenskaper:

"Carbowax 10001' Midlere molekylvekt 950 - 1050.

Mykt, hvitt, voksaktig fast stoff. Størkningsområde 35 - 40°C. Flammepunkt over 232°C. Saybolt viskositet ved 99°C, 70 til 100 sekunder. Oppløselighet i vann ved 20° omtrent 70$ på vektsbasis. Komparativ hydroskopisitet = 5 (glyserol = 100).

"Carbowax 1500 Wl' Midlere molekylvekt 500 til 600.

Mykt, hvitt, voksaktig fast stoff med samme konsistens som lavt-smeltende petrolatum. d^Q 1,151. Størknings område 35 til 40°C. Flammepunkt 221°C. Oppløselighet i vann ved 20° omtrent 73$ på vektsbasis. Fullstendig oppløselig i vann ved 50°C. Uoppløselig i petroleter. PH for en 5$ vandig oppløsning er omtrent 4,6. Komparativ hydroskopisitet = 30 (glyserol = 100). Saybolt viskositet ved 99°C, 60 til 90 sekunder. DD^Q i.p. hos mus: 9,2 g/kg.

"Carbowax 1540'i Midlere molekylvekt 1300 - 1600.

20 Mykt, hvitt, voksaktig fast stoff. d2Q 1,15. Størkningsområde

40 - 50°C. Flammepunkt over 232°C. Oppløselighet i vann ved 20°C

omtrent 70$ på vektbasis. Uoppløselig i petroleter. PH for en 5$ vandig oppløsning er omtrent 6,5. Komparativ hygroskopisitet = 5 (glyserol = 100). Saybolt viskositet ved 99°C 100 til 15o sekunder.

"Carbowax 4000'J Midlere molekylvekt 3000 til 3700.

20 Hardt, hvitt, voksaktig fast stoff. d20 1,204. Størkningsområde 50 - 55 C. Flammepunkt 246°C. Oppløselighet i vann ved 20°C omtrent

62$. Uoppløselig i petroleter. PH for en 5$ vandig oppløsning er omtrent 6,35. Komparativ hygroskopisitet = 1 (glyserol = 100). Saybolt viskositet ved 99°0 400 til 300 sekunder.

"Carbowax 6000'.' Midlere molekylvekt 6000 - 7500.

Hardt, hvitt, voksaktig fast stoff. Størknings område 58 - 62°C. Plammepunkt over 246°C. Oppløselighet i vann ved 20°C omtrent 50$ på vektsbasis. Uoppløselig i petroleter. Komparativ nygroskopisi-tet = 1 (glyserol = 100). Saybolt viskositet ved 99 °<"- 6000 - 7500 sekunder.

Alkoksy-polyetylenglykoler kan også anvendes, for eksempel metoksy-polyetylenglykol eller andre lavere alkoksy-polyetylenglykoler. Et spesielt eksempel på et slikt materiale, og et foretrukket materiale ved denne oppfinnelse, er"Carbowax metoksy-polyetylenglykol 750"som har de følgende egenskaper: Midlere molekylvekt på 715 - 785, spesifikk vekt ved 40/20°C på 1,094, viskositet OKS ved 99°C på 10,5 og stivne område på. 27 til 32°C. Detxe materiale er funnet å gi endog bedre resultater enn"Carbowax bOOu

Høymolekylære polypropylenglykoler og blandete glykoler med egenskaper tilsvarende egenskapene for høymolekylære polyetylenglykoler kan også anvendes.

Carbowax-stoffene er mer fullstendig beskrevet i publikasjo-nen fra Union Carbide Chemicals Company med tittel "Carbowax Poly-ethylene Glye ols" og identifisert som P-4772E, copyrighted 1954, 1955, 1958 og 1960 av Union Carbide Corporation.

I filterplugger som anvender aen foreliggende oppfinnelse brukes det fra omtrent 2 til 200 vektsdeler kull og fra omtrent 2 til 25 vektsdeler høymolekylær polyalkylenglykol pr. 100 deler fibre. Når filterpluggen skal brukes i en sigarett eller et liknende produkt, bør det fortrinnsvis være tilstrekkelig kull til stede til å gi fra omtrent 2 til omtrent 150 mg kull pr. sigarett. Fortrinnsvis er mengden av kull omtrent lik, for eksempel ikke mer enn 20 vektsprosent høyere eller lavere, den sammenlagte vekt av lunte, papir og pasta som brukes i filterpluggen. Mengden av høy-molekylær polyalkylenglykol som under slike forhold brukes, vil fortrinnsvis være omtrent 0,1$ til omtrent 0,3 vektsprosent av den mengde kull som brukes.

Filterplugger som anvender den foreliggende oppfinnelse kan inneholde andre additiver, for eksempel andre adsorbenter, såsom silikagel, risstivelse, aktivert aluminiumoksyd og liknende, men inneholder fortrinnsvis den høymolekylære polyalkylenglykol som

de t ne ste klebemiddel eller bindemiddel.

FiLterplugger som anvender den foreliggende oppfinnelse vil soc regel ha en lengde fra omtrent 4 til 25 mm, når de brukes i SLgaretter eller liknende. Pluggene brukes fortrinnsvis i kombinasjon med en ytre kullfri plugg, som kan være en plugg av papirtypen eller av luntetypen. Fortrinnsvis er den ytre plugg en cellulose-acetatplugg med rynlebe fibre med en tota.ldenier fra omtrent 25.000 til 100.000, en denier pr. fiber fra omtrent l til 16, en plugg-lengde fra omtrent 4 til 20 mm, og en maksimal RTD (motstand mot trekk) på omtrent 15 cm vann.

En indre plugg anbrakt mellom tobakken og den kullholdige plugg kan også brukes hvis dette ønskes. Denne indre plugg kan være av samme slag som den ytre plugg. Både den indre plugg og den ytre plugg, når sådant brukes, kan være tilsatt høymolekylære polyetylenglykoler, triacetin, forskjellige vokser og andre tilsetninger og liknende materialer, og kan også inneholde forskjellige aromastoffer, hvis dette er ønskelig..

Det vil imidlertid forståes at når det brukes en indre plugg og en ytre plugg i kombinasjon med' et kullholdig filter ifølge den foreliggende oppfinnelse, behøver ikke den indre og den ytre plugg å være av samme konstruksjon eller inneholde de samme tilsetninger, hvis slike finnes. For eksempel kan den ytre plugg inneholde forskjellige aromastoffer som ikke er til stede i den indre plugg.

For ytterligere forståelse av den foreliggende oppfinnelse henvises det til de følgende eksempler, som bare tjener til å il-lustrere visse utførelsesformer for den foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1

Et celluloseacetatgarn med 5 denier pr. filament i form av en rynket lunte som inneholdt 40.000 filamenter ble trukket over en rekke av luftstråledyser som spredte filamentene utover en bredde på omtrent 20<%-> 30 cm. Mens de befant seg i denne utspredte tilstand, ble filamentene ført gjennom en sentrifugalpåføringsan-ordning hvori en høymolekylær polyetylenglykol (<<>Carbowax 600) som var blitt holdt i et reservoar ved en temperatur fra 30 til 35°C (dvs. omtrent 5 - 10°C over sitt smeltepunkt), påsprøytet på både den øvre og den nedre overflate av den utspredte lunte som ble holdt ved omtrent samme temperatur som"Uarbowax 6001' Andre høymo-lekylære polyalkylenglykoler blir fortrinnsvis også påført på lunten i samsvar med oppfinnelsen, ved en temperatur litt over deres smeltepunkter, for eksempel omtrent 10°C over deres smeltepunkt.

Den høymolekylære polyalkylenglykol "ble påført på fibrene i form av små dråper. Den resulterende belagte, utspredte lunte ble deretter ført under en tilførselstrakt hvorigjennom partikler av kull av typen PCB med en partikkelstørrelse på 12 til 30 mesh ble tilført, hvorved kullpartiklene ble jevnt fordelt over overflaten på de utspredte og belagte fibre. Kullpartiklene ble tilført ved hjelp av en vanlig magnetvibrasjonstilførselsenhet. Det resulterende materiale ble deretter ført gjennom et luftekammer og ble deretter ført gjennom en anordning hvormed lunten ble omdannet til sylindrisk form og omvikles med et papirhylster, slik at man fikk en kontinuerlig stav med en omkrets på omtrent 25 mm.

Den fremkomne stav ble deretter til slutt oppkappet til

12,5 mm filter-tip lengder som gradvis ble faste som følge av kle-bemiddelvirkningen fra den høymolekylære polyetylenglykol på celluloseacetatf ibrene og på kullpartiklene. Analyser av denne filterseksjon hvor papirhylsteret var fjernet, viste at den besto av omtrent 48$ celluloseacetatfilamenter, 3$ høymolekylær polyetylenglykol og 49$ aktivkull.

Aktivkullet løsnet ikke lett fra fibrene selv ved kraftig støt av filterseksjonen mot en hard overflate.

Undersøkelse av et antall slike filterseksjoner viste at kullpartiklene forløper som regel inn i mer enn en av de baner som dannes av celluloseacetatfilamentene og at kullpartiklene ble holdt på plass ved hjelp av"Carbowax 600',' og at partikler av dette også var utfe.lt på filamentene utenfor kullpartiklene. "Carbowax 600"tjente til å holde kullpartiklene på plass på to måter: (1) det binder celluloseacetatfilamentene sammen slik at det dannes en bane som holder kullpartiklene fast på plass, idet størrelsen og formen for det spesielle kokosnøttkull som ble brukt lettet denne fastholdelsesvirkning, og (2) det binder direkte kullpartikler til fibrene ved klebemiddelvirkning.

Ti slike filtertipper ble festet til ti ytre filterplugger av 4,5 denier celluloseacetatlunte som inneholdt 68.000 filamenter. Disse ytre plugger var 7,5 mm lange og inneholdt 10$ av et mykningsmiddel som omfattet 50$"Carbowax 600»og 50$ triacetin. De to filterseksjoner ble i hvert tilfelle forbundet med en vanlig to-bakksblanding som var innesluttet i en lengde av sigarettpapir som var tilstrekkelig til å gi en total sigarettlengde på 85 mm. Den ytre plugg inneholdt også utvalgte aromastoffer.

Sigarettene ble funnet å ha følgende egenskaper (basert på et middel av de ti sigaretter):

(1) Filtereffektivitet ($ tjære fjernet) 50,1$

(2) Total RTD 11,57 cm vannsøyle

(5) Indre plugg RTD 6,55 cm vannsøyle

(4) Ytre plugg RTD 2,77 cm vannsøyle

En hande.lsvanlig filtersigarett av celluloseacetattypen og en handelsvanlig sigarett med en filterseksjon'som inneholdt fri partikler kull, ble undersøkt i sammenlikning med sigarettene fremstilt i samsvar med denne oppfinnelse med de følgende resultater: De to handelsvanlige sigaretter hadde lavere effektivitet (41,4 og 46,4$, henholdsvis) enn de foreliggende sigaretter, og når de ble undersøkt kromatografisk på fjernelse av gassfasebestanddeler, ble det funnet at de foreliggende filtre fjernet fra røken større mengder av de fleste av de uønskete gassfasebestanddeler, såsom acetaldehyd, acrolein, metyletylketon, acetonitril, benzen og liknende.

Sigaretter ble fremstilt på stort sett samme måte idet det istedenfor "Carbowax 600"ble anvendt'Carbowax 750y 'Carbowax 1000 » og Carbowax "1540',' med liknende resultater som dem som ble . oppnådd under anvendelse av"Carbowax"600. På grunn av deres mer faste konsistens foretrekkes disse høyeremolekylære materialer fremfor 'Carbowax 600'L

Eksempel 2

Sigaretter fremstilt på tilsvarende måte som i eksempel 1 ble fremstilt i to grupper: En gruppe hadde kullplugger som inneholdt den samme mengde "Carbowax 600"som sigaretten ifølge eksempel 1, og den annen gruppe hadde kullplugger som ikke inneholdt noe 'Carbowax 600" Bortsett fra 'Carbowax 600"var sigarettene stort sett identiske. Røk fra disse sigaretter ble analysert. Det ble funnet at de "Carbowax"-holdige sigaretter fjernet omtrent 18$ mer fenoler enn de 'Carbowax!1-frie sigaretter gjorde, idet alle andre effekter og all annen fjernelse hos de undersøkte sigaretter var omtrent den samme for hver sigarett-type.

Motstand mot trekk, som også er omtalt i denne beskrivelse som RTD, ble bestemt som følger: Et vakuumsystem ble innstilt til å trekke en luftstrøm på 1050 ml/min. ved å innsette den avsmalnende ende av et vanlig ka-pillarrør gjennom dentalenden av sigarettholderen og avlesningen på vannmanometeret ble justert til den korrekte RTD. Vann-nivået for manometeret ble innstilt på null innen det vanlige kapillarrør ble innsatt.

Deretter ble røkeenden av en sigarett eller plugg innsatt til en dybde av 5 mm i dentalstykket i sigarettholderen. Trykkfallet bak denne sigarett når 1050 ml/min. av luftstrøm passerte igjennom, ble avlest direkte som RTD (cm vann) fra det skråttstilte vannmano-me te r.

Molekylvekten som er beskrevet i denne beskrivelse er en midlere molekylvekt og bestemmes som følger: (1) Fremstilling av ftalsyreanhydrid-pyridin-reagens: Det ble tilsatt 42 g kjemisk rent ftalsyreanhydrid til 300 ml fersk destillert pyridin som var opptatt i en enliters brun kolbe med glasshals. Kolben ble rystet kraftig inntil man fikk fullstendig oppløsning. Reagenset bør fortrinnsvis stå natten over innen det brukes, men oppløsningen kan oppvarmes under varmt springvann inntil det opptrer en svak nedkjøling av reagenset, som viser at re-aksjonen er fullstendig. (2) Prosess: Det ble fremstilt et tilstrekkelig antall rene, tørre, varmefaste trykkolber til at alle blindprøver og prøver kunne foretas dobbelt. 25 ml av ftalsyreanhydrid-pyridin-reagenset ble nøyaktig pipettert inn i hver kolbe, idet den samme pipette ble brukt for hver overføring. To av kolbene ble reservert til blindprøve.

I hver av de øvrige kolber ble den bestemte mengden av prøven innført på den måte som er angitt. Alle avveininger ble foretatt til det nærmeste 0,1 mg.

Kolbene ble forsynt med trykkorker,og hver av dem ble viklet sikkert inn i en lerretspose. Prøvene og blindprøvene ble plassert så tett sammen som mulig i et vannbad som ble holdt.ved 98- 2°C i 30 minutter. Det ble holdt tilstrekkelig meget vann i badet til at væsken i kolbene nettopp var dekket. Kolbene ble tatt ut fra badet og nedkjølt i luft til romtemperatur. Hylsterne ble ikke fjernet fra flaskene mens de var varme, og heller ikke ble det forsøkt å påskynde nedkjølingen ved å neddykke dem i kaldt vann, ettersom det kan oppstå et alvorlig uhell som følge av at kolbene går i stykker. Når kolbene var nedkjølt, ble hylsteret løsnet, korken tatt av for å avlaste eventuelt overtrykk, og deretter ble hylsterne fjernet.

Til hver kolbe ble det tilsatt nøyaktig 50 ml standard 0,5 N natriumhydroksyd, idet den samme pipette ble anvendt for hver til-setning. Man sørget for å være sikker på at man hadde den samme avrenningstid for hver kolbe, ettersom denne mengde ikke tas i betraktning ved den endelige beregning. Det ble tilsatt 5 dråper av en 1,0$ pyridinoppløsning av fenolftalein-indikator og titrert med standard 0,5 N natriumhydroksyd til et lyserødt sluttpunkt som holdt seg i minst 15 sekuner.

(3) Beregninger:

A = ml N normal NaOH som kreves for prøven.

B = midlere ml N normal NaOH som kreves for blindprøven.

Claims (3)

1. Pilter for anvendelse ved tobakksrøking, som omfatter hovedsakelig filamenter av celluloseacetat samt aktivkull som overveiende har en størrelse på omtrent 10 til 45 mesh, idet innholdet av aktivkull fortrinnsvis ligger mellom 2 til 200 vektsdeler pr. 100 deler av de tilstedeværende syntetiske fibre, karakterisert ved at det inneholder høymolekylær polyalkylenglykol som ved sin iboende klebeevne holder aktivkullpartiklene på plass i filteret og som selektivt fjerner noen av de uønskete fenoler i røkgassen.

2. Filter i samsvar med krav 1, karakterisert ved at polyalkylenglykolen er en høymolekylær metoksypolyety-le nglykol.

3. Filter i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at det inneholder fra 2 til 25 vektsdeler polyalkylenglykol pr. 100 vektsdeler av de tilstedeværende syntetiske fibre.