RU1834648C

RU1834648C - Фильтр и способ его изготовлени

Info

Publication number: RU1834648C
Application number: SU904831192A
Authority: RU
Inventors: Чарлтон Джон; Франсис Кларк Пол; Брайан Хейес Эрнест
Original assignee: Сигарет Компонентс, Лимитед
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1993-08-15
Also published as: NL9002054A; SE9003038D0; FR2652278B1; FR2652278A1; AT400793B; PT95420B; HU906025D0; IT9021489A0; DD297548A5; BE1005569A5; SE509881C2; GB2236239B; DE4030316B4; ATA191190A; HU213544B; DK230190A; CN1052422A; IT9021489A1; NO904172L; LV10168A

Abstract

Использование: дл сигаретных фильтров , содержащих порошкообразный сорбент , например, активированный уголь, силикагель, сепилиот, окись алюмини , ионообменные материалы и другие аналогичные вещества. Сущность изобретени : фильтр состоит из элементов-носителей в виде нитей или полосок, кажда из которых предварчительно покрыта активным кле щим веществом и порошкообразным сорбентом . Нити и/или полоски объединены вместе в сплошной или трубчатый стержень, помещенный в гильзе. Во врем объединени в. трубчатую форму внутрь может быть помещен сердечник. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение касаетс фильтров, в частности сигаретных фильтров, содержащих порошкообразный сорбент, например, активированный уголь, силикагель, сепиолит. окись алюмини , ионообменные материалы и другие аналогичные вещества.

В соответствии с насто щим изобретением стержневой фильтр включает в себ нити и/или тонкие полоски, предварительно покрытые порошкообразным сорбентом, которые помещены в гильзу, например, в гильзу, полученную методом экструзии, или в гильзу с клеевым продольным швом. В общем случае нити и/или тонкие полоски материала-носител в готовом фильтре ориентированы по длине гильзы.

Дл фиксации порошкообразного сорбента на нит х и/или узких полосках подход т гор чие клей, полиэтиленгликоль с высокой температурой плавлени или клеи эмульсионного типа, например, поливини- лацетат. В фильтрах, воплощающих в себе принципы насто щего изобретени , можно

в качестве гор чих клеев примен ть различные полиэфирные клеи. Примен емый дл изготовлени фильтров порошкообразный сорбент может быть однородным или смешанным , либо в смеси с другими материалами .

Стержневой фильтр из покрытых сорбентом нитей и/или тонких полосок в соответствии с насто щим изобретением может им.еть трубчатую форму и в этом случае он может им.еть сердечник. Такой сердечник может быть изготовлен из традиционного дл сигаретных фильтров материала (например , из филаментной пакли, штапельного волокна или гофрированной бумаги), в виде открытой на концах трубки: или из непроницаемого или слабопроницаемого материала , который способствует созданию на композиционном фильтре требуемого перепада давлени , но не обладающего фильтрационным эффектом.

Гильзы дл фильтров, воплощающих в себе принципы насто щего изобретени ,

(Л

С

00

со

Ј

сь

4 OD

СА

можно изготавливать из проницаемого или непроницаемого дл дыма материала. В любом случае гильза может быть изготовлена из перфорированного материала. Если частицы порошкообразного сорбента, покры- вающего нити и/или узкие полоски материала-носител , сами покрыты клеем (например, гор чим клеем), покрытые нити и/или узкие полоски прочно соедин ютс между собой, образу стержень, который сохран ет свою форму и без гильзы, Желательно , чтобы клеевое покрытие материала- носител было дискретным (в случае применени порошкообразного кле ) так, как в этом случае клей не оказывает чрезмерного вли ни на свойства порошкообразного сорбента. Следует отметить, что даже при склеивании покрытых сорбентом нитей и/или узких полосок, в общем случае предпочтительно помещать такой фильтр в гильзу.

Покрытые порошкообразным сорбентом нити можно соедин ть вместе и оборачивать в стержень с использованием традиционного оборудовани . Способ изготовлени фильтров, воплощающий в себе принципы насто щего изобретени , предусматривает приготовление покрытых порошкообразным сорбентом нитей и/или узких полосок материала-носител , объединение нитей и/или полосок в пучок с образованием сплошного или трубчатого стержн (в общем случае с образованием гильзы), и резку полученного стержн на части определенной длины, что может осуществл тьс непрерывно в услови х поточного производства с использованием традиционного оборудовани дл изготовлени фильтров. При изготовлении трубча- тых фильтров объединение нитей и/или узких полосок материала-носител может производитьс на оправке. Если требуетс , чтобы такой трубчатый фильтр имел сердечник , последний может формоватьс одновременно с образованием и оберткой трубчатого фильтра из покрытых порошкообразным сорбентом нитей и/или узких полосок материала-носител . В данном случае также может быть использовано традиционное оборудование дл поточного производства сигаретных фильтров.

Нити и/или узкие полоски материала- носител можно покрыть клеем (например, прот гиванием через ванну или какой-либо другой источник активного кле ) с последующим нанесением на нити порошкообразного сорбента (например, пропусканием покрытых клеем нитей через резервуар с сорбентом, псевдоожиженный слой сорбента , циркулирующий поток сорбента), когда

1

10

20

5

.

35

45

50

клей находитс в активном состо нии, в процессе непрерывного поточного производства . В отличие от такого полного непрерывного технологического процесса Можно выделить изготовление покрытых клеем нитей и/или узких полосок в отдельное производство , либо получать такой полуфабрикат со стороны, а затем производить активацию кле (например, путем соответствующего нагревани ) и нанесение на нити порошкообразного сорбента в услови х непрерывного поточного производства фильтров. Равномерность нанесени кле (например, при пропускании нитей через ванну с жидким поливинилацетатом) может быть достигнута применением специальных операций, например, пропусканием покрытых клеем нитей через калиброванное отверстие , по краю лопатки или между лопатками. В общем случае желательно, чтобы количество порошкообразного сорбента на покрытых клеем нит х и/или узких полосках было максимальным, что конечно определ етс несколькими факторами, например , размерами частиц, периметром нитей или узких полосок и т.д.

В соответствии с принципами насто щего изобретени покрытые добавками нити предпочтительнее узких полосок. Покрытые добавками нити можно использовать дл формировани стержневых фильтров в любом требуемом количестве, например, один стержень может быть образован из 20 и более нитей.

В большинстве случаев дл образовани стержневого фильтра достаточно не более 15 нитей.

Так, например, в состав фильтра может входить 5-10 нитей, предпочтительно в широких пределах (наприимер 0,25-2,0 мг/мм). Общее содержание добавки в фильтре в зависимости от требуемых характеристик фильтра при его длине 20 мм может находитьс в пределах 25-200 мг.

Общее содержание сорбента в фильтре можно регулировать соответствующим выбором числа нитей и/или количества сорбента на каждой нити. При нанесении на нити и/или узкие полоски большого количества сорбента можно получать фильтры, почти полностью состо щие из порошкообразного сорбента, которые, однако, лишены недостатков порошков фильтров традиционного типа. Фильтры, воплощающие в себе принципы насто щего изобретени , могут включать в свой состав небольшие количества дополнительных материалов, отличных от упом нутых выше (например, волокно, нити, порошкообразные вещества и добав- ки), однако предпочтительно, чтобы фильтр

состо л только из св занного с нит ми и/или узкими полосками сорбента (если не считать наружную обертку фильтра и сердечник , в случае его использовани ).

В зависимости от требований к фильтрам параметры материалов, из которых они изготавливаютс , могут измен тьс в широких пределах. К таким параметрам, когда в качестве носител сорбента используютс нити, относитс отношение веса нитей к их длине, размеры частиц сорбентов и т.д. В качестве носител добавки могут быть использованы нити толщиной приблизительно 1000 или 500 дтекс. Размеры частиц активированного угл могут составл ть 12/30 меш. {Британский стандарт) или 30/70 меш.

В предлагаемых фильтрах могут быть использованы нити или узкие полоски из любого безвредного материала. Дл фильтров могут быть использованы текстильные нити или узкие полоски из моноволокна, пр жа, шнур, ткана или неткана лента. Подход щим материалом дл использовани в качестве носител сорбента могут быть использованы швейные нитки, обладающие высокой равномерностью. В предлагаемых фильтрах могут быть одновременно использованы нити различного рода как натуральные , так и синтетические. Так, в качестве носител сорбента могут быть использованы нити из района, найлона и полиэфира, однако, это не исключает возможности применени хлопчатобумажных нитей, в частности, из мерсеризованного хлопка.

В состав порошкообразного сорбента могут входить ароматизаторы или какие-либо другие материалы, содержащие ароматизирующие вещества.

Изобретение позвол ет включать активированный уголь и другие порошкообразные сорбенты в состав сигаретных фильтров с использованием традиционного технологического оборудовани без какой-либо модернизации , которое позвол ет простое и точное регулирование количества фиксируемого на носителе сорбента. Фильтры, воплощающие в себе принципы насто щего изобретени , обеспечивают порошкообразному сорбенту, св занному с нит ми иУ или узкими полосками материиала-носител , максимальную эффективность в отношении фильтрации табачного дыма, задержива в процессе курени парообразные компоненты дыма.

Предлагаемые фильтры можно производить в виде непрерывного стержн с последующим разрезанием на элементы соответствующей длины. Каждый такой элемент без какой-либо обертки может быть использован в качестве сигаретного фильтра (например, в случае тонких сигарет, окружность которых обычно составл ет около

18 мм), однако предпочтительно такие элементы включать в состав сложных сигаретных фильтров (например, двойных или тройных фильтров). Предпочтительно предлагаемый элемент использовать в сочета0 нии с концевым элементом обычного типа, например, с элементом из ацетилцеллюлоэ- ного волокна.

В примерах 1-4 дл изготовлени фильтров использовались нити из полиэфира или

5 найлона толщиной приблизительно 550 дтекс, предварительно покрытые клеем. В качестве порошкообразного сорбента был использован активированный уголье размерами частиц 12/12 меш. (Британский стан0 дарт). Во всех примерах пучок нитей, число которых указано, прот гивали через ванну с жидким поливинилацетатным клеем с выравниванием сло кле , а затем покрытые клеем нити пропускали через циркулирую5 щий поток активированного угл дл образовани на нит х требуемого сло адсорбента. Покрытые активированным углем нити затем подавали на обычную оберточную машину, котора объедин ла нити в

0 плотный пучок и производила обертку пучка перфорированным материалом Ecusta Heat Seal. На выходе машины непрерывна заготовка разрезалась на элементы определенной длины. Параметры фильтров и тех5 нологии их изготовлени приведены в табл.1. Перепады давлени на образцах фильтров измер лись на закрытых фильтрах , т.е. только с открытыми концами. Перепады давлени измер лись в мм вод ного

0 столба (мм вод.ст.).

Рабочие характеристики фильтров в отношении задержки паровых компонентов табачного дыма определ лись на фильтрах из примеров 3 и 4 при длине фильтра не 60

5 мм, а 15 мм. 15-миллиметровые фильтры закрепл ли на промышленных тонких сигаретах и испытывали на стандартной курительной машине в стандартных услови х. Измерени производились на фильтрах с

0 закрытой боковой поверхностью. Определение количеств, задерживаемых фильтрами веществ осуществл лось хроматографиче- ски. В табл.2 приведены относительные величины задерживающей способности

5 закрытых фильтров, полученные с использованием контрольных образцов.

П р и м е р 5. Способом, описанным в примерах 1-4, изготовлены образцы фильтров длиной 90 мм и окружностью 24.13 мм, образованные из 12 полиэфирных нитей

(Trevlza 550 дтекс), покрытых жидким пол- иаииилацетатным клеем {Borden Plastiflex А401) и порошкообразным активированным углем (Chemovlzon SCO с размерами частиц 12/30 меш (брит, стандарт). Образцы имели двойную обертку из пористого материала Ecusta. Количество активированного угл в образцах составл ло 13,6 кг на миллиметр длины образца. Перепад давлени на фильтре длиной 90 мм составл л 38 мм вод.ст.

Пример 6. Дл изготовлени тройных фильтров 90-миллиметровые образцы, описанные в примере 5, были разрезаны на элементы длиной 15 мм. Эти элементы были с чередованием соединены встык элементами длиной 12 мм из ацетилцеллюлозного волокна (волокно 5 денье, пакл 30 х 303 денье) без обертки. Полученные таким образом заготовки были обернуты пористым материалом Ecusta на обычно оберточной машине и разрезаны посредине 12-миллиметровых участков из ацетилцеллюлозы. в результате чего были получены заготовки тройных фильтров, включающие 15-миллиметровую среднюю часть из материала, описанного в примере 5, и две концевые 6-миллиметровые части из ацетилцеллюлозы . Длина каждого такого тройного фильтра составл ла 27 мм, а окружность - 24,42 мм. Содержание активированного угл в одном тройном фильтре составл ло 204 мг. Измеренный перепад давлени на тройных фильтрах составл л 28 мм вод.ст. Фильтры задерживают 40,5% смолы и 25,6% никотина . Количества различных, задерживаемых фильтрами паровых компонентов указаны в табл.2.

В фильтрах, описанных в примерах 5 и 6, применена обертка из пористого материала , однако это обсто тельство не существенно .

Дл обертки фильтров могут быть использованы пористые, непроницаемые и перфорированные материалы.

В примерах 5 и 6 перепад давлени , задерживающа способность фильтров измер лись на закрытых образцах, как и в случа х, описанных в примерах 1-4.

Несмотр на то, что насто щее изобретение было описано на примерах его реализации в сигаретных фильтрах, должно быть пон тно, что изобретение таким применением не ограничиваетс и может быть использовано в фильтрах другого назначени .

Claims

Формула изобретени 1.Фильтр, содержащий множество волокнистых элементов-носителей с порошкообразным сорбентом, отличающийс

тем, что фильтр состоит преимущественно из указанного порошкообразного сорбента, волокнистые элементы-носители представл ют собой продольно сцентрированные нити и/или полоски, кажда из которых

предварительно покрыта св занным с ними сорбентом, при этом носители собраны в пучок в количестве до 20 штук в форме стержн или трубки.

2.Фильтр по п. 1,отличающийс
тем, что при выполнении фильтра в форме трубки, последн снабжена сердечником,
3.Фильтр по пп.1 или 2, отличающийс тем, что он выполнен из 5-12 нитей.

4.Фильтр по п.1 или 2, или 3, от л и ч эю щ и и с тем, что порошкообразный сорбент содержит гранулы активированного угл .
5.Фильтр по п.1 или 2, или 3, или 4, о т л и- чающийс тем, что состоит из двух частей,
соединенных встык и сцентрированных в продольном направлении.

б.Способ изготовлени фильтра, содержащего волокнистые элементы-носители с порошкообразным сорбентом, включзющий пропускание волокнистых элементов- носителейчерезисточник порошкообразного сорбента, формирование и разрезание на отрезки заданной длины , отличающийс тем, что

осуществл ют непрерывную подачу и пропускание разделенных элементов-носителей в виде нитей и/или полосок, кажда из которых покрыта активным кле щим веществом , через источник порошкообразного

сорбента дл их покрыти сорбентом с последующими центрированием элементов- носителей и непрерывным объединением дл формировани стержн или трубки. 7.Способ по п.6, отличающийс

тем, что через источник порошкообразного сорбента пропускают одновременно множество элементов-носителей,

8.Способ по пп.6 и 7, от л и ч а ю щи й- с тем, что нити или полоски объедин ют

вместе вокруг оправки дл получени трубчатой формы.

9.Способ по пп.6 и, отличающий- с тем, что нити или полоски объедин ют вместе на непрерывно подаваемом сердечнике ,

Т а б л и ц а 1

Задерживающа способность фильтров

Таблица2