SE437463B - Filter for tobaksrok - Google Patents

Description

7714203-2 filerade ytan vettande mot det andra omslaget. Det första omslaget har företrädesvis sig i längsriktningen (dvs axiellt) sträckande korrugeringar, vid vilka åtminstone med det andra omslaget begrän- sa de sig längsgående sträckande kanalerna, varvid varje genom kor- rugeringarna bildad kanal hos det första omslaget företrädesvis är sluten eller blockerad vid en ände. Det första omslaget kan vara korrugerat på båda ytorna och kan i detta fall begränsa sig längs- gående sträckande kanaler med kärnan ävensom med det andra omslaget.

Den omslagna kärnytan kan emellertid i form överensstämma med den korrugerade innerytan hos det första omslaget i det färdiga filtret och kvarlämna kanaler endast mellan det första och andra omslaget.

I en utföringsform utgöres kärnan av fibröst material (exempelvis trådar, företrädesvis krusade trådar av cellulosaacetat) tillsammans med ett bindeämne. Kärnan kan även med fördel utgöras av veckat sil- kespapper, exempelvis "Myria“ (varumärke). Det första omslaget är företrädesvis ett separat omslag av veckat papper eller av fibröst material (exempelvis trådar, företrädesvis krusade sådana av cellu- losaacetat) tillsammans med ett genom värme aktiverbart bindeämne.

I det senare fallet tillföres värme före, under eller efter det att det första omslaget applicerats vid kärnan för att aktivera binde- ämnet, varvid kylning efter aktivering av bindeämnet förorsakar att fibrerna eller trådarna bindes vid varandra.

Kanalen eller kanalerna avstänges genom införande av ett igenpluggan- de material (exempelvis polyvinylacetat fyllt med kalciumkarbonat), men företrädesvis är det första omslaget i stället veckat kring sin periferi över en eller flera zoner - vanligen vid en ände.

Filtret enligt uppfinningen kan appliceras på en cigarrett exempel- vis genom en smal pappersremsa som klistras endast kring de mot var- andra stötande ändarna av tobakssträngen och filtret. I detta fall är det andra omslaget frilagt. I andra fall kan cigarretten och filt- ret förenas medelst ett överskjutande omslag som omger det andra om- slaget över hela dess längd.

Det har befunnits att filter enligt uppfinningen är effektiva för att avlägsna kolmonoxid från tobaksröken och ger en väsentlig förbättring »Ers W s 7714203-2 i detta avseende över utförandet av konventionella ventilerade filter.

Mekanismen i avlägsnandet av kolmonoxid förmodas vara diffusionen av denna gas inom det andra omslaget från rök i den längsgående kanalen eller i kanalerna.

Filtrets verkan vid avlägsnande av kolmonoxid från tobaksrök påverkas av ett antal faktorer innefattande kärnans permeabilitet och viktigare genom permeabiliteten hos det andra omslaget (eller hos det andra om- slaget och det omslutande omslaget kombinerat när det senare förekommer).

Effektiviteten av avlägsnandet av kolmonoxid har benägenhet att öka med ökning av tryckfallet i kärnan och ökning (upp till en viss nivå) i permeabiliteten hos det andra omslaget eller kombinerad med yttre om- slag. Sålunda föredrages en kärna med relativt högt tryckfall, exempel- vis en sådan med en låg tråddenier och/eller fibröst material (exempel- vis papper) innefattande fina fibrer. En lämplig kärna av bunden cellu- losaacetattrådstoppning har exempelvis en tråddeníer av 1.6 och en total denier av 38.000 ehuru väsentlig variation därav är möjlig.

Luftpermeabilitet hos det andra omslaget eller kombinerat ytteromslag (dvs. det andra omslagetplus det överskjutande omslaget) resulterar i luftutspädning av den rök som drages ur filtret till följd att luft drages genom det yttre omslaget eller omslagen in i kanalerna och ibland in i kärnan, och denna permeabilitet är företrädesvis sådan att luftut- spädningen av den filtrerade röken uppgår till mellan Still 50, exempel- vis 5 till 30 volymprocent, och lämpligast till 10 till 30, exempelvis 10 till 15 volymprocent.

Filter enligt uppfinningen kunna även vara effektiva när det gäller kvarhållande av nikotin och allt kornformigt material och dessa kunna kontrolleras genom val av det första omslaget och av luftpermeabiliteten hos det andra omslaget samt av luftpermeabiliteten av det andra omsla- get eller kombinerade yttre omslag.

Vid val av det andra omslaget bör man ta hänsyn till det sätt på vilket det slutgiltiga filtret skall fästas vid en cigarett. När sålunda ett fullt överskjutande överdrag skall användas behöver ett yttre omslag vara mera permeabelt för att åstadkomma ett liknande resultat än om filtret skall fästas medelst en omslutande ring, och ett perforerat yttre omslag av ogenomträngligt material eller material med låg perme- abilitet (i motsats till ett omslag vars material i och för sig har lämplig permeabilitet) kan vara lämpligt att användas i förening med ringomslutning men mindre om ett helt omslutande omslag användes.

'POQR QUALITY 7714203-2 »ß Uppfinningen kommer nedan närmare att förklaras i form av ett exempel med hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 är en perspek- Jåtivisk vy med bortbrutna delar av ett filter enligt uppfinningen, fig. 2 och 3 äro delsektioner visande en typ av filter enligt fig. 1 fäst vid en cigarett medelst en ringomslutning resp. ett fullt omslutande omslag, och fig. 4 och 5 vardera schematiska sätt och apparater enligt uppfinningen.

I filtret enligt fig. 1 innefattar detta en kärna 2 av krusade trådar eller fibrer av cellulosaacetat. Dessa äro bundna vid varandra vid sina kontaktpunkter medelst en vätskeformig mjukgörare såsom triacetin. Kär- nan 2 omgives närmast av ett omslag 3 av luftgenomträngligt filtrerings- papper som är veckat i längsriktningen över hela sin längd med undantag for en periferiell del 6 vid ena änden 7. Kärnans yta överensstämmer i form med korrugeringarna i omslaget 3. Omslaget 3 skulle istället kunna bestå av förbundna cellulosaacetat trådar eller fibrer. Omslaget 3 omges närmast av och bildar kanaler 5 med korrugeringarna i ett okorrugerat omslag av luftpermeabelt papper 4. Kärnan 2 och omslagen 3 och 4 sträck- er sig över hela längden av filtret 1. Mellanrum mellan de trådar eller fibrer som bildar kärnan 2 säkerställa att densamma är permeabel för luft. Vid användning med filtret fäst vid änden 8 av en cigarett in- strömmar någon rök direkt i kärnan 2 och strömmar till änden av filtret 7 och filtreras genom kontakt med de trådar som bildar kärnan. Rök jämsides med spädluft som drages in genom det permeabla omslaget 4 in- strömmar även i kanalerna 5 fram till den okorrugerade delen 6 och den utspädda röken inströmmar därefter i kärnan 2 efter att ha passerat genom det korrugerade omslaget 3 och strömmar ut ur filtret vid änden 7.

Denna rök filtreras sålunda både genom omslaget 3 och av kärnan 2.

Proportionen av den rök som inströmmar i den filtrerande kärnan 2 direkt och den rök som inströmmar efter att ha passerat genom det korrugerade filtreringsomslaget 3 bestämmas av sådana faktorer som tätheten hos packningen av fibrerna eller trådarna i kärnan 2, luftpermeabilíteten hos det korrugerade omslaget 3 och de relativa areorna vid ändytan av kärnan 2 samt ytan innefattande korrugeringarna hos omslaget 3. Det förmodas att CO från rök i kanalerna 5 diffunderar utåt genom omslaget 4.

Korrugeringarna i omslaget 3 äro lämpligen 25 per tum.

Fig. 2 och 3 på bifogade ritning visar ett filter av den typ som visas i fig. 1 fäst (vid den med 8 betecknade änden i fig. 1) vid en cigarett _. t c ïßoïïfñ Qlïïi-'ïïffl 77142 03-2 genom omslutning med en ring (fig. 2) och genom ett helt omslutande hölje (fig. 3). Såsom visas l fig. 2 är den omslutande ringen åstad- kommen medelst en smal remsa av skarvpapper 50 som sträcker sig kring skarven mellan filtret 52 och tobakssträngen 54 under överskjutande av cigarettpappret 56 och det andra omslaget 58 av filtret enbart över ett kort stycke i dessas föreningsändar. I fig. 3 sträcker sig det vanligare skarvomslaget 50 utefter hela längden av filterelementet och dess andra omslag 58 och överskjuter partiellt cigarettpappret 56.

Fig. 4 visar en förenklad schematisk version av en metod och maskin för framställning av filter av den typ som visas i fig. 1. En känd anordning 20 matar en massa av krusade mjukgjorda trådar eller fibrer 21 av cellulosaacetat till ett beslag 22.

Från en bobbin 26 inkommer en remsa 27 av filterpapper i en anordning 30 vari densamma präglas mellan periferiellt åsförsedda valsar för att tvärs över bredden av remslängderna åstadkomma tätt anordnade närbelägna längsgående spår och åsar som äro skilda åt i längsriktningen av korta icke präglade zoner. En styrning 34 riktar remsan 27 så att denna efter passerande över valsen 35 löper in i beslaget 22 och däri omsluter tåget 21 och dess motsatta längsgående kanter mötas. En bobbin 36 matar en remsa 37 av pluggomslutningspapper till en anordning 40, som på den- samma applicerar tvärgående rader av lim i sådana lägen på remsan 37 att när remsorna 37 och 27 mötas i beslaget 22 raderna av limmaterial när kontakt med icke präglade zoner av remsan 27 vilket kommer att bli vid en ände av de slutliga filtren (såsom vid 6, 7 i fig. 15. Om- slagen tätas sålunda genom vidhäftning vid änden 7 av de framställda filtren. En styrning 41 inställer remsan 37 på sådant sätt att dess motställda längskanter inuti beslaget 22 skjuta över varandra varvid den ena kanten förses med en limsträng medelst applikatorn 42. Limmet tjänar till att hålla remsan 37 kring remsan 27 och tåget 21 däruti medelst en limförsedd överskjutande längsgående söm, varvid limmet i sömmen torkas medelst en värmare 43 på känt sätt.

Sålunda -bildas en sammanhängande sträng 44. Denna passerar till en avskärningsanordning 45 som delar densamma i stycken 46 vilka vardera utgör en multipel av längden hos det färdiga filtret (se fig. 1) som skall fästas vid en cigarett eller annat föremål för rökning. Det inses att många av delarna eller detaljerna som skulle användas i apparaten enligt fig. 4 ha avlägsnats för enkelhetens skull men givetvis äro de- samma välkända.

POOR QUALITY 7714203-2 6 Pig. 5 visar en förenklad diagrammatisk version av en metod och maskin för framställning av filtren av den i fig. 1 visade typ<fir det korru- gerade omslaget utgöres av sammanbundna cellulosaacetattrådar eller fibrer.

En känd anordning 74 matar tåg av krusat mjukgjorda trådar eller fibrer 75 av cellulosaacetat till ett beslag 76. Häri omslutas de av en remsa av korrugerad cellulosaacetat 77. Remsan 77 formas genom matning av ett tåg av krusade mjukgjorda trådar eller fibrer 78 till ett ångblock 79 och därifrån till uppvärmda spårförsedda valsar 80 med kort i längs- riktningen åtskilda icke präglande zoner. En inställbar styrning 81 inställer remsan 77 innan densamma löper in i beslaget 76 på sådant sätt att densamma däri omslutes i längsriktningen och ínnesluter tåget 75 varvid de motställda kanterna på remsan 77 anläggas mot varandra.

Från en bobbin 82 ingår en remsa 83 av luftgenomträngligt papper i en limtryckanordning 84 som på densamma applicerar tvärgâende strängar av lim i sådana lägen på remsan 83 att när remsorna 83 och 87 mötas i beslaget 76 strängarna av limmaterial når kontakt med icke präglade zoner av remsan 77. Limningsanordningen 84 applicerar även limmet på sådant sätt att när remsan 83 ingår i beslaget 76 och omsluter trådarna eller fibrerna 75 och remsan 77 de överskjutande kanterna på pappers- remsan 83 förseglas medelst värmaren 85 på känt sätt. En styrning 86 inställer remsan 83 på korrekt sätt.

Sålunda formas en sammanhängande sträng 87 som passerar i en avskär- ningsanordning 88 som delar densamma i stycken 89 vilka vardera utgör en multipel av längden hos det slutliga filtret som skall fästas vid ett rökningsföremål.

Material lämpade för utformning av filter enligt uppfinningen innefattar såsom kärnmaterial tåg av tråd- eller fiberformigt cellulosaacetat, exempelvis med fibrer eller trådar mellan 1.6 till 3.5 denier och såsom filtreringsmaterial för att vecka papper med en basvikt av 60-180gr/m2 och en luftpermeabilitet mellan 8 och 30 liter per minuter mätt över en yta av 10 cm2 under ett tryck av 100 mm vattenpelare. Ytan av korruge- rad omslag utsatt för tobaksrök kan ligga mellan 18 och 28 mmz per mm längd hos filtret. Andra material än papper exempelvis icke vävda banor av fibrer, filmer av porösa plaster och skumplaster kunna användas såsom filtreringsmatríal, och en bana av bundna krusade cellulosaacetatfibrer är i själva verket gängse föredragna alternativa material. Speciellt -a-q 771452 03- 2 när avlägsnande av CO kommer i betraktande äro filter enligt uppfinning- en företrädesvis minst 25 mm långa. Lämplig permeabilitet hos det andra omslaget har tidigare nämnts. De numeriska värdena som nämnts äro helt och hållet angivna i form av exempel och äro icke kritiska.

De följande specifika exemplen avse ett antal specifika filter enligt uppfinningen vilka utförts och provats på kommersiella cigaretter.

I exemplen har filtren provats på samma kommersiella "king-size" ciga- rett.

Alla filtren i exemplen voro av den typ som visas i fig. 1 med det första omslaget försett med en icke korrugerad zon 3 mm lång vid ena änden och korrugeringar med tätheten 25 stycken per tum, vilka sträcka sig därifrån till den andra änden varvid filtren uppvisade en standard- diameter av 8 mm.

Filtren i exempel 1-9 utfördes i enlighet med fig. 4 med det första korrugerade omslaget utfört av papper. Filtren i exemplen 1-7 fästes vid cigaretten genom ringskoning i enlighet med fig. 2. På filtren i exempel 8 och 9 voro fästa med en fullständig spetsskoning i enlighet med fig. 3. Spetsskoningen för filter enligt exempel 8 hade en luft- permeabilitet (se nedan) av 20 x 103,för filtret enligt fig. 9 en luft- permeabilitet av 2 x 103.

Filtren i exemplen 10 och 11 voro utförda i enlighet med fig. 5 med det första korrugerade omslaget utfört av bundna cellulosaacetatfibrer eller trådar.

I exemplen 5 och 7 voro filtren fästa vid cigaretten medcèn korrugerade änden av det första omslaget riktad mot rökaren och den icke korrugerade änden riktad mot tobaken. I de återstående exemplen var orienteringen av filtret omkastad med den korrugerade änden av det första omslaget riktad mot tobaken och den icke korrugerade änden riktad mot rökaren.

Det spetsförsedda cigaretterna provades genom rökning i en rökmaskin av standardutförande med standardbloss av 35 ml av 2 sekunders varaktig- het en gång varje minut. Vid varje tillfälle var insättningsdjupet för filterspetsen i maskinen 3 mm. Ringskoningen i de fall denna användes var 8 mm bred varvid 4 mm täckte tobakssträngen och de andra 4 millimet- rarna täckte filtret. Detaljerna i de olika filtren som testades och av PÛQR GlïlåLlTY 7714203-2 8 de erhållna resultaten infördes i tabellen. I och för fullständigande av informationen enligt tabellen bör följande observeras: Kärna Det första om- slaget Det andra om- slaget - I varje fall var fíltrets kärna utförd av bundna krusade cellulosaacetatfibrer eller trådar. De första och andra siffrorna som uppställts i varje fall ange tråd deniern och den totala deniern gånger 10-3, dvs. 1.6/38 betyder en tråddeníer av 1.6 och en total denier av 38 x 103.

Pappret A användes såsom omslag för alla exemplen 1-9 hade en luftpermeabilitet (se nedan) före prägling av 14 x 103. Omslagen B och C som användes för exemplen 10 och 11 utgjordes av bundna krusade cellulosaacetattrådar, B med en tråddenier av 3 och en total denier av 29 x 103 och C med en tråd- denier av 1.6 och en total denier av 38 x 103.

Det andra omslaget utgjordes i varje fall av plant papper med en angiven luftpermeabilitet (se nedan). 77142 03-2 Nm Nm ww m.Nfi mh Om Omm U mm\m aa Oév o. om .R mo." o» om omm m mQo Å ofi .Nm o. S. . ä m om om oom 4 mn GÅ m I I Om Om mm Om OOm 4 mm\m.a m Q, O.mm m.mw mw ma Nm Om Omm d mn\m.H , h 93 .Tom - 2 2. om omm m QR o I I m.ON MH mn mn Omm Q mm\m.fl m m«hw 0.Ho vw OH mn mn Omm 6 æn\w.fl v m.mm fi.ßw vw na Om Om 00m i mvvw.H n m.mm ß.ßw mm md vw ,Om 0Om < mm\w.a N mån mm m v .m No om oofi . < mQoÅ H wwluxfl> æïE>~o> wumflwu flluxf, wmluxflw. ou mcfic |cwuum> EE uwufifinm :Ofluxsvwu cofi.. o >m wocmc uvmawu: .Saw .Umcmfl Imëumauwsq Hma :fiuoxfiz lxnvwu Emm. lmmmfi>< Iumnd Ixuofiufw lwxnšumcflâ mmAwEo m u N mmHwEO m N w mcumx Iëwxm Awmïmxm PooR QUAIRY 7714203-'2 10 Luftpermeabilitet - Alla luftpermeabiliteter äro angivna i Potts enhe- ter, dvs. den volym i ml som per minut passerar genom en yta av 10 cmz av materialet under ett tryck av 10 cm vatten.

TPM reduktion - Detta är reduktionen av totalt partíkelformigt material, som är fritt från nikotin och vatten.

Det framgår av de resultat som angivas i tabellen att de provade filt- ren gav god reduktion av nikotin och totalt partikelformígt material samt även god avlägsning av CO. För jämförelse befunnos konventionella ventílerade filter (med ett perforerat yttre omslag av ogenomträngligt material) vid provning på samma sätt, giva ett avlägsnande av CO ekvi- valent endast med graden av luftutspädning - dvs. ett 5 volym-% luft- utspäaningsfilter gav endast 5% CO-avlägsning, ett 10% utspädníngs- filter en 10% CO-avlägsning osv.

Claims (17)

7714203-2 - 11 P8. têntkrâv

1. Filter för tobaksrök. innefattande en luftgenomtränglig, axíellt utsträckt kärna (2), ett första omslag (3) kring kärnans (2) periferiyta och ett andra omslag (4) kring det första. k ä n n e t e c k n a t av att det första och det andra omslaget båda är luftgenomträngliga och att det första omslaget (3) åtminstone med det andra omslaget (4) begränsar åtminstone en. men företrädesvis flera längsriktade kanaler (5), vilka är slutna eller blockerade vid en ände (7).

2. Filter enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a t av att det första omslaget (3) är korrugerat. varvid det första omslaget (3) begränsar de längsgående kanalerna (5) med det andra om- slaget (4).

3. Filter enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a t av att kanalerna (5) slutar strax före en ände av filtret.

4. Filter enligt krav 2 eller 3. k ä n n e t e c'k n a t av att vissa eller samtliga kanaler är tillproppade vid åt- minstone ett ställe.

5. Filter enligt krav 3. k ä n n e t e c k n a t av att kanalerna (5) slutar i en okorrugerad zon (6) som sträcker sig periferiellt kring det första omslaget (3).

6. Filter enligt något av krav 2 - 5. k ä n n e t e c k - n a t av att det första omslaget (3) är korrugerat åt ena sidan och är omslutet kring kärnan (2) med den korrugerade sidan vettande mot det andra omslaget (4).

7. Filter enligt något av krav 2 - 5. k ä n n e t e c k - n a t av att det första omslaget (3) har korrugeríngar åt båda sidor och begränsar längsgående kanaler med såväl kärnan (2) som med det andra omslaget (4). .___.____.__,._.__..__,__..._...._.__ e _ , _..____.._.__.,._ l i., _,,_. _. ___.. 7714203-2 12

8. Filter enligt något av krav 2 - 5, k ä n n e t e c k - n a t av att det första omslaget (3) uppvisar korrugeringar åt båda sidorna. varvid den omslutna kärnytan till sin form överensstämmer med den korrugerade innerytan på det första omslaget (3).

9. Filter enligt något av krav 2 - 8, k ä n n e t e c k - n a t av att kärnan (2) utgöres av bundet fibröst material.

10. Filter enligt något av krav 2 - 8. k ä n n e t e c k - n a t av att kärnan (2) utgöres av korrugerat papper.

11. ll. Filter enligt något av krav 2 - 10. k ä n n e t e c k - n a t av att det första omslaget (3) utgöres av ett separat omslag av korrugerat papper.

12. Filter enligt något av krav 2 - 10. k ä n n e t e c k - n a t av att det första omslaget (3) outgöres av fibröst material tillsammans med en genom värme aktiverbar. bunden beståndsdel för detta ändamål.

13. Filter enligt något av krav 2 - 12, k ä n n e t e c k - n a t av att det yttre omslaget (4) är perforerat.

14. Filter enligt något av krav l - 13. k ä n n e t e c k - n a t av att det är förenat ände mot ände med en omsluten tobakssträng (54).

15. Filter enligt krav 14. k ä n n e t e c k n a t av att den ände av filtret. vid vilken kanalerna (5) är slutna. är vänd bort från tobaken.

16. Filter enligt krav 14 eller 15. k ä n n e t e c k n a t av att det är förenat med tobakssträngen (54) medelst en ring- formad skoning (50).

17. Filter enligt krav 14 eller 15, k ä n n e t e c k n a t av att det är förenat med tobakssträngen (54) medelst ett mun- stycksbildande omslag (60).