PT95420B

PT95420B - Filtro com particulas sorventes de fumo

Info

Publication number: PT95420B
Application number: PT95420A
Authority: PT
Inventors: John Charlton; Paul Francis Clarke; Ernest Brian Hayes
Original assignee: Cigarette Components Ltd
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1997-08-29
Also published as: GB8921659D0; DE4030316B4; SE9003038D0; ES2029164A6; AT400793B; SE509881C2; FR2652278B1; KR910005903A; JPH03119986A; IT1245844B; ZA907357B; BE1005569A5; HUT55979A; GB2236239B; CN1052422A; DK230190D0; AU648034B2; NO904172D0; IT9021489A0; AU6243090A

Description

presente invento refere-se a filtros (adequados . mas não necessariamente para filtros de fumo de tabaco) contendo partículas serventes - por exemplo seleccionadas a partir de carvão activado, sílica gel, sepiolita, alumina, materiais de permuta iónica, etc..

Os vários procedimentos anteriores para a manufactura de tais filtros têm sofrido de um ou mais problemas de produção, problemas de- controlo da qualidade e uniformidade do produto e problemas de desgaste da maquinaria.

Ds acordo com o invento um filtro em forma de vareta consiste essencialmente de substrato de fios e/ou tiras, individualmente pré-revsstidos com um sorvente em partículas, aderente a elas, unidos conjuntamente e seguros na forma de uma vareta por exemplo, por uma manga contentora, tal como uma manga exturdida ou um invólucro cilíndrico com uma costura enrolada e colada. Os fios e/ou tiras no produto de filtro prolongam-se usualmente geral e longitudinalmente á vareta.

As partículas sorvente são convenientemente feitas aderir aos ditos fio(s) e/ou tira(s) por adesivo fundido quente, glicol de polietileno de elevado peso molecular, ou adesivo do tipo emulsão tal como PVA. Os adesivos fundidos a quente adequados para utilização no invento são os vários adesivos de poliêster. Qualquer sorvente sm partículas usado pode ser uma substância ou uma mistura e pode estar sbj mistura com outro í iCi .4. ».'·.·» .

A vareta . còm. os fios e/ou as tiras suportando o, sorvente ds acordo com o invento pode ser tubular, caso em que pode ter um núcleo. Um tal núcleo podia ser de material convencional de filtragem d® fumo (por exemplo de estopa filamentosa, fibra de algodão ou papel crepe); um tubo de extremidade aberta; ou uma porção impermeável ou de baixa-permeabilidade que contribui para a queda de pressão do filtro composto, mas tem um pequeno ou nenhum efeito de filtragem.

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orna aanga contentora para filtros ds acordo com o invento pode ssr de material permeável ao fumo ou impermeável e em qualquer caso pode ser perfurada. Ss os revestimentos, em partículas nos fios ou tiras, são eles próprios cobertos com adesivo (por exemplo, adesivo activável por calor), então a ligação pode ser efectuada ou iniciada, quando os fios revestidos ou tiras são unidos em conjunto, para proporcionar usea vareta colada, que é dimsnsionalmente estável sem uma manga contentora; c revestimento de adesivo necessitaria de ser descontínuo (por exemplo, um revestimento sm pó), para assim não interferir grandemente cosi as propriedades serventes das partículas ds sorvente. Contudo, mesmo se os fios, ou tiras, pré-reoestidos são colados ê, geralmente, preferido proporcionar uma manga contentora para a vareta.

9s fios revestidos com sorvente em partículas, pré-formados, são convenientemente unidos e enrolados para a forma de vareta, usando uma guarnição convencional. No processo de acordo com o invento, o fornecimento dos fios com o sorvente em partículas e/ou tiras, a sua união e formação numa vareta sólida ou tubular (usualmente com aplicação de uma manga envolvente) © o corte do produto alongado resultante em comprimentos finitos, pode ser condusido continuamente e em linha usando a maquinaria eonvsncional para a manufactura de filtros. Quando a vareta for para ser tubular, os fios e/ou tiras podem ser unidos em volta ds um mandril central; quando a vareta tubular é para ter um núcleo, o núcleo pode ssr avançado continuaments (por exemplo a partir ds uma cavidade do tal mandril) à medida qus os fios com o sorvente em partículas e/ou tiras são unidos em volta dele e enrolados; os procedimentos s aparelhos em linha continua são conhecidos na arte de filtros de cigarros.

0(s) fio(s) e/ou tira(s) pode ser revestido com adesivo (por exemplo por passagem simultânea através de um banho ou outro abastecedor co sdsszvo activoj e cepois com um sorvente em partículas (por exemplo por passagem simultânea através de uv reservatório, camada fluidizada, corrente de circulação ou outro abastecedor do sorvente, enquanto o adesivo está activo) cokγ·· çno

30790 parte do processo continuo em linha acima refsric’07 em vez diste o(s) fio(s) revestido com adesivo,e/ou tira(s), pode ser separadamente produzido ou obtido a partir ds um fornecedor exterior, co.y; activação (por exemplo, amolecimento por calor) do adesivo, ssndo a aplicação ds sorvente em partículas conduzida em linha e continuamente com a produção do filtro, fi aplicação uniforme de adesivo (por exemplo a partir de um banho de PVfi líquido) pode ser assegurada por tratamento, por exemplo através de um orifício ou para além ou entre uma lâmina ou lâminas. 0 carregamento ds partículas serventes no fio revestido com adesivo, ou tira, será usualmente o máximo possível, isto depender,d accorss ca ís elemento ponta de coro a dimensão das partículas, o perímetro do fio ou tira, etc..

Os fios revestidos com aditivo são preferi GOSs. ê&S ÍjU'“iÍsS piu’ê€ a finalidade do invento; podem ser empregues tantos fios revestidos com aditivo quanto desejado, por exemplo 20 ou mais por vareta; mas para a maior parte da finalidade presente incorporamos até 15 fios, por exemplo 5 a 10 ou 12, no corpo do filtre. G carregamento de aditivo por fio pode variar muito (por exemplo, ds 0,25 a 2,0 m-g/mm), assim como o carregamento total do (por exemplo, de 25 a 200 mg para um comprimento de 0 a®), de acordo com os requisitos do produto.

elevados dos fios e/ou tiras podem fornecer elementos consistem quase totalmente de sorvente em partículas, sem desvantagens dos tipos anteriores de componente de filtro partículas e dos seus processes de produção. Os elementos carregamento do filtro pode, com certeza, ser controlado seleccicnando o número ds fios e/ou a sua carga. Os carregamentos que as com de acordo com o invento podem incorporar uma pequena quantidade de outro material (por exemplo, outras fibras, ou filamentos, ou partículas, ou aditivos), mas preferivelmente consiste quase totalmente de sorvente em partículas aderentes aos fios e/ou tiras (à parte, com certeza, do invólucro exterior e do núcleo quando presente).

Outros parâmetros podem também variar largamente, ds acordo com os requisitos do produto, incluindo estes, por exemplo, o incluindo estes, por exemplo ”1. 529

727*7

-5peso/cosprisento quando o fio é usado para suportar o servente z® partículas, a dimensão das partículas do sorvsnts, etc.. U® fio para suportar o aditivo adequado é, por exemplo, de cerca de 1000 ou 500 dfsx; uma dimensão de partículas adequada para o carvão activado é 12/30 da Sritish Standard Mesh e uma outra é 30/70 da Sritish Standard Mesh.

fio ou tira empregue, de acordo com o invento, pode ser de qualquer material não tóxico» 0 fio, ou a tira, pode ser um material têxtil, por exemplo, um ou mais monofilamentos, um fio ou tira ou fio torcido, ou uma fita tecida oii não tecida. Um fio adequado é um fio de coser, notável pela sua uniformidade» A identidade do fio não é crítica, podendo ser de fibras naturais e/ου sintéticas. 0 rayon, o nylon, e o poliéster sao materiais que podem sar usados satisfatoriamente para os fios, mas um outro material é algodão, especialmente algodão mercerizado como o empregue em fio de coser de boa qualidade.

Pelo menos, algumas das partículas serventes usadas podem incluir a® aromatizante - ou pode ser incorporado outro material incluindo aromatizantes.

invento permite a incorporação de carvão activado ou outras partículas serventes em filtros de fumo de tabaco, usando aparelhos convencionais se® introduzir problemas na produção ou no aparelho s, em particular, com rápida obtenção de carregamento uniforme de sorvente - e a variação simples s rigorosa deste carregamento quando requerido. Os' filtros da acordo co® o invento permitem ac servente em partículas, aderente ao(s) fio(s) s/ou à(s) tira(s), exercer o seu efeito de filtragem na corrente de fumo de tabaco não a impedindo ou quase; podendo estes filtros de acordo com o invento proporcionar uma boa retenção dos componentes do fumo, na fase de vapor.

Gs filtros de acordo com o invento podem ser produzidos continuamente e cortados em comprimentos finitos. Cada um ds tais comprimentos finitos podia ser, en si próprio, usado como filtro de cigarro (por exemplo para cigarros delgados, os quais têm um perímetro de cerca de 18 mm) nas é preferível serem empregues, em

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alinhamento longitudinal com, pelo menos, um outro elemento de filtro, como parte de um filtro de cigarro composto (por exemplo, duplo ou triplo); preferivelmente, um filtro individual de acordo com o invento é empregue em conjunção com um elemento terminal bocal, alinhado longitudinalmente, de aparência convencional por exemplo, um cilindro uniforme de agregado filamentoso de acetato de celulose.

A figura 1 é uma vista em corte transversal, esquemática e ampliada de um fio de substrato 2, revestido com adesivo 4, ao qual foram feitas aderir partículas de solvente 6. Uma tira de material inerte 3 pode ser utilizada em vez de um fio 2, e a figura 2 mostra uma tal tira 3 revestida com adesivo 4, à qual foram feitas aderir partículas serventes 6. Em qualquer das concretizações, as partículas sorventes podem elas próprias ser revestidas com adesivo (não mostrado).

A figura 3 mostra uma vista em perspectiva, esquemática e ampliada de um filtro de acordo com o presente invento, o qual compreende nove fios de substrato revestidos com sorvente 2, do tipo mostrado na figura 1. Os fios podem ser reunidos em conjunto e envolvidos por uma manga contentora ou invólucro cilíndrico 8. A manga ou invólucro cilíndrico 8 pode ser de material permeável ou impermeável ao fumo, Pode ser também perfurada, A figura 4 é uma vista em perspectiva esquemática de um filtro de acordo com o presente invento, compreendendo 7 tiras revestidas com sorvente 3, do tipo mostrado na figura 2. As sete tiras foram reunidas em conjunto e fechadas numa manga ou invólucro cilíndrico 8, do tipo explicado com referência à figura 3.

Um filtro, de acordo com o presente invento, pode compreender fios ou tiras reunidos para formarem um anel cilíndrico 10. Uma tal configuração, incluindo fios revestidos do tipo mostrado na figura 1, é mostrada na figura 5. A porção central 12 do anel tubular pode ser oca ou pode ser enchida com um cilindro de material de filtragem, ou um tubo de extremidade aberta, ou uma porção impermeável ou de baixa-permeabilidade, que contribui para a queda de pressão composta, mas tem pouco ou nenhum efeito de

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filtragem,

Α figura 6 é uma vista em perspectiva de um filtro unitário, de acordo com o presente invento, e destina-se a mostrar a aparência do produto. Um filtro apresenta, tipicamente, uma secção transversal circular com um diâmetro de cerca de 8 mm. 0 comprimento do filtro é tipicamente cerca de 25 mm, 0 filtro pode consistir numa vareta de fios ou tiras revestidos com sorvente, revestida ou não revestida, prolongando-se através do comprimento do filtro unitário, Alternativarnente, o filtro pode compreender um composto de uma vareta de fios ou tiras revestidos com sorvente e unidos e de uma vareta de um material convencional de filtragem, tal como agregado de acetato de celulose,

Os filtros unitários são cortados a partir de uma vareta continua de fios, ou tiras, revestidos com sorvente unidos. Os filtros compostos podem ser produzidos alternando comprimentos unitários de varetas de fios, ou tiras, revestidos com sorvente unidos, com comprimentos unitários de varetas de material convencional de filtragem. É mostrada uma secção de uma vareta múltipla na figura 7. Esta secção tem seis unidades de comprimento e pode ser cortada em cinco localizações 20, ao longo do seu comprimento, para proporcionar 6 filtros duplos de acordo com o presente invento, Cada filtro duplo consiste numa meia unidade de uma vareta 14 de fios, ou tiras, revestidos com sorvente unidos e meia unidade de uma vareta 16 de material convencional de filtragem. Cada tipo de vareta de filtro pode ser revestida ou não revestida, A vareta composta é mantida em conjunto por um invólucro superior 18.

invento é ilustrado pelos seguintes exemplos de trabalho. Nos exemplos 1 a 4 foram usados fios de poliêster ou nylon de cerca de 550 dtex, pré-revestidos com adesivo. 0 sorvente em partículas empregue era constituído por grânulos de carvão activado com uma dimensão de partícula de 12/22 da British Standard Mesh, Em cada exemplo, o número indicado de fios foi passado, simultaneamente, através de um banho de adesivo líquido tipo PVA, com tratamento para proporcionar uma aplicação uni71 529 30790

forme, ε depois através de uma corrente circulante do carvão activado, para obter o carregamento de carvão indicado. Os fios suportando o carvão depois de passados por uma guarnição de invólucro convencional, na qual os mesmos foram unidos e envolvidos em invólucro cilíndrico perfurado Escuta Heat Seal, de modo a formar continuamente uma vareta que foi cortada em comprimentos finitos, à medida que ia emergindo, Detalhes dos Exemplos 1 a 4 estão sumarizados na Tabela 1. As quedas de pressão foram medidas fechadas - isto é com apenas as faces terminais do elemento expostas ao fluxo de ar - sob condições de fluxo de ar padrão e são expressas em mm de coluna de água (Wg),

A capacidade de retenção da fase de vapor dos elementos de filtro como nos Exemplos 3 e 4, mas de 15 mm em vez de 60 mm de comprimento foi ainda testada. Os filtros de 15 mm foram ligados a cigarros delgados comerciais e fumados numa máquina de fumar padrão sob condições padrão, e a distribuição dos vários componentes da fase de vapor foi medida cromatograficamente; embora o invólucro cilíndrico de filtro fosse perfurado, foi evitada a ventilação lateral do filtro para dar valores de distribuição fechados. Por comparação com um controlo, foi obtido o conjunto de valores da percentagem retenção fechada mostrados na Tabela 2,

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-10EXEMPLO 5

Varetas de 90 mm de comprimento e de 24,13 mm de perímetro foram feitas como descrito para os Exemplos 1-4 acima, usando 12 fios de poliéster (Trevira 550 dtex), adesivo líquido tipo PVA (Sorden Plastifex A401), granulas de carvão activado (Chemviron SC2) com uma dimensão de partícula de 12/30 da British Standard Mesh e um invólucro duplo de material de invólucro cilíndrico poroso Ecusta. 0 carregamento de carvão das varetas foi de 13,6 mg/mm e a queda de pressão de uma vareta de 90 mm foi 38 mm de coluna de água (Wg).

EXEMPLO 6

Para formar filtros triplos, as varetas de 90 mm do Exemplo 5 foram cortadas em 15 mm de comprimento e alimentadas topo-a-topo numa alternância de encosto com varetas não revestidas de 12 mm de comprimento de aglomerado filamentoso de acetato de celulose colado (filamento de denier 5, denier do agregado 30x10), para uma guarnição de invólucro convencional, na qual foram envolvidos em invólucro cilíndrico poroso Ecusta para formar uma vareta composta; a vareta composta foi cortada ao meio através de cada porção de acetato de celulose ds 12 mm para dar filtros triplos, cada tendo um comprimento de 15 mm de vareta do Exemplo 5, segura em encosto longitudinal entre cilindros terminais de acetato de celulose de 6 mm de comprimento pelo invólucro exterior Ecusta. Estes filtros triplos mediam 27 mm de comprimento e 24,42 mm de perímetro, com um carregamento de carvão de 204 mg/filtro. Os filtros triplos tinham uma queda de pressão de 28 mm de coluna de H2O e davam 40,5¾ de retenção de alcatrão e 25,6¾ de retenção de nicotina; as retenções de fase de vapor foram como mostrado na Tabela 2.

IMos Exemplos 5 ε 6 cada invólucro cilíndrico usado é poroso, mas não é essencial; tal invólucro cilíndrico podia igualmente ser escolhido a partir dos tipos poroso, impermeável e perfurado. Nos Exemplos 5 e 6, as quedas de pressão e retenções são medidas fechadas como para os Exemplos 1-4.

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RENDIMENTO DA FASE DE VAPOR

COMPOSTO

NÚMERO DO EXEMPLO

	3	4	6
METANOL	30,3	23,4	68,6
ACETAL	28,4	52,2	68,6
ACETONITRILO	36,4	61,2	79,9
ACROLEÍNA	46,7	55,9	79,0
ACETONA	49,0	71,8	80,2
ACETATO DE METILO	24,2	48,1	70,5
ISOPRENO	39,4	61,5	78,7
SUTADIANO	54,8	72,6	81,2
BUTANONA	60,8	80,1	84,6
BENZENO	47,6	78,4	76,7
TOLUENO	58,6	78,2	72,0
Os produtos de acordo	com o invento	são geralmente	adequados

para utilização como ou em filtros de fumo de tabaco, mas embora o invento tenha sido descrito principalmente em termos de tais filtros, não está limitado a esta utilização; ele proporciona os produtos definidos por si, qualquer que seja a sua aplicação ou utilização pretendida.

Claims

1 - Filtro caracterizado por ser composto essencialmente por fios e/ou tiras de substrato, individualmente pré-revestidas com um sorvente em partículas a elas aderente, e unidas conjuntamente e seguras com a forma de uma vareta.

2 - Filtro caracterizado por ser composto essencialmente por fios e/ou tiras de substrato, individualmente pré-revestidos com um sorvente em partículas a elas aderente, unidas conjuntamente e seguras na forma de tubo, tendo o dito tubo opcionalmente um núcleo»

3 - Filtro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter de 5 a 12 dos ditos fios»

4 - Filtro composto compreendendo um filtro, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser seguro em alinhamento longitudinal com, pelo menos, um outro filtro,

5 - Processo de formação de um filtro caracterizado por compreender: o fornecimento contínuo de fios e/ou tiras revestidas com adesivo activo, avançando-as simultaneamente através de uma alimentação de um sorvente em partículas de modo a serem revestidas pelo mesmo, sendo os fios e/ou tiras revestidas com sorvente, continuamente unidas numa forma de vareta ou tubo, e o corte da vareta resultante ou tubo em comprimentos finitos»

6 - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por os fios e/ou tiras serem reunidos em volta de um mandril para produzirem um produto na forma de tubo»

7 - Processo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por os fios e/ou tiras serem reunidas em volta de um núcleo com avanço contínuo»