SE500634C2 - Filtercigarett - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 5GB 6515- 2 material. Båda dessa generella konstruktioner är applicerbara för att erhålla ett filter enligt föreliggande uppfinning.

Verkansmekanismen hos ett flerkomponentfilter antages vara den, att en del av aerosolens partiklar adsorberas till ytan av det fibrösa filtermaterialet, varefter deras komponen- ter absorberas in i fibermaterialet. Hos det aktiva kolet före- ligger däremot främst en adsorption av gasforníga komponenter i röken.

Ett sådant filter, uppbyggt enligt tvåkomponent-modellen, är känt under det registrerade varumärket CURZEL.

Man söker ofta förbättra filtreringsgraden hos ett cigarettfilter genom införande av så kallad ventilering.

Ventilering innebär att små hål är upptagna i de papper som omsluter filtret eller att dessa papper är utförda i luftgenom- släppligt material. Ventileringen medför att sekundär, ut- spädande luft sugs in genom de luftgenomsläppliga områdena på periferin av ett cigarettfilter under det att ett bloss dras på cigaretten, samtidigt som en motsvarande del av den totala blossvolymen dras direkt genom cigarettens glöd.

I begränsad utsträckning kan mängden icke önskade kompo- nenter i röken från en cigarett minskas genom användande av olika typer av tobak eller genom nyttjande av speciellt behand- lad tobak. Sådana åtgärder ger mätbara förändringar i mängden partikelformade rökkomponenter, tjära, medan endast marginella ändringar av de gasformiga komponenterna erhålls.

Enligt EG-beslut kommer en högsta avgiven mängd av L5 mg - tjära från cigaretter att tillåtas från 1993 och på den svenska marknaden är cigaretter som avger 5 till 12 mg tjära vanligast förekommande. Det förekommer dock ett fåtal märken med ultralå- ga rökutbyten på ner till 1 mg tjära. Mängderna av tjära kan bestämmas medelst standardiserade metoder, såsom ISO-normerna 3308 och 4387.

Oaktat att det nedlagts mycket arbete på att utveckla cigaretter som ger minskade mängder oönskade komponenter i röken, så finns fortfarande behov av förbättringar inom om- rådet. Genom föreliggande uppfinning tillhandahålls nu sådana förbättringar i väsentlig utsträckning.

Enligt föreliggande uppfinning tillhandahålles en filter- cigarett, vilken innefattar ett rökbart material, inneslutet i ett brännbart hölje och ett till det rökbara materialet an- i 10 15 20 25 30 35 40 500 634 slutet filter, och som kännetecknas av att filtret är av 3 multikomponenttyp. Filtret är antingen uppbyggt som ett tvåkom- ponentfilter, med en komponent av fibröst filtermaterial på cellulosabasis och aktivt kol, ansluten närmast det rökbara materialet, och en komponent av fibröst filtermaterial på cellulosabasis utan tillsats av aktivt kol, eller också är filtret uppbyggt som ett trekomponentfilter, rad en sektion innehållande aktivt kol eller den ovan nämnda kombinationen av fibröst filtermaterial och aktivt kol, vilken i vardera änden är ansluten till en komponent av fibröst filtermaterial utan tillsats av kolpartiklar.

Samtliga komponenter i en filterkonstruktion enligt uppfinningen är cylinderformade och har en omkrets som väsent- ligen är lika med omkretsen hos cylindern av rökbart material.

Ett sådant filter enligt uppfinningen är ventilerat till en ventilationsgrad av minst 50 %, uppmätt i för tobaksbranschen vanligen förekommande mätutrustning.

I den medföljande ritningen visas schematiskt tre olika utföringsformer av en filtercigarett enligt uppfinningen. De tre figurerna utgör vyer i längdsektion av en del av en filter- cigarett vid munänden. I ritningsfigurerna har lika detaljer samma hänvisningsbeteckningar.

Figur 1 visar en del av en cigarett, vilken innefattar en sträng av ett rökbart material 1, speciellt då tobak, vilken omslutes av ett brännbart hölje 2. Vid cigarettens munände är anordnat ett filter, vilket innefattar två filterkomponenter 3 och 4. Den främre filterkomponenten 3 innehåller här'ett fibröst filtermaterial 5, betecknat med sicksacklinjer, i blandning med korn av aktivt kol 6, betecknade med punkter. Den bakre filterkomponenten 4, närmast cigarettens munände, inne- håller enbart ett fibröst filtermaterial 7.

Figur 2 visar en annan utföringsform, där filtret är uppbyggt av tre filterkomponenter 8, 9 och 10. Den främre filterkomponenten 8 innehåller här enbart fibröst filtermate- rial 7, och den mellanliggande filterkomponenten 8 innehåller korn av aktivt kol 6, men icke något fibröst filtermaterial.

Den bakre komponenten 10, närmast munänden, innehåller enbart fibröst filtermaterial 7.

Figur 3 visar en tredje utföringsform, där filtret är uppbyggt av tre filterkomponenter ll, 12 och 13. Den främre och 10 15 20 25 30 35 40 \! »Ä 5056. 4 C den bakre filterkomponenten 11, resp. 13 innehåller här enbart fibröst filtermaterial på samma sätt som den i figur 2 visade utföringsformen. Den mellanliggande filterkomponenten 12 innehåller däremot en blandning av fibröst filtermaterial 5 och korn av aktivt kol 6, på samma sätt som filterkomponenten 3 i figur 1.

Filterkomponenterna i de olika utföringsíormerna är ven- tilerade i en utsträckning av totalt minst 50 %. För detta kan perforeringar vara anordnade i höljesmaterialen till filtret, eller filterhöljet kan vara utförd av ett poröst material. Hur filterventileringen skall anordnas i detalj är välkänt för fackmannen, och visas icke i detalj i ritningen.

Det rökbara materialet utgörs företrädesvis av tobak, vilken kan vara processad enligt gängse normer inom industrin.

Materialet kan dessutom vara försatt med smärre mängder arom- och smaktillsatser, liksom även andra tillsatsämnen, som normalt används inom cigarettindustrin. Tobaken kan helt eller delvis utgöras av specialbehandlad tobak, såsom volymexpanderad tobak eller rekonstituerad tobak.

Det brännbara höljet utgörs främst av cigarettpapper av gängse typ. Det kan dock helt eller delvis bestå av tobaksmate- rial, såsom rekonstituerad tobak. Höljet kan ha gjorts natur- ligt poröst i tillverkningen eller försatts med mikroskopiska perforeringar efter det att själva materialet tillverkats.

Filtercigaretter med brännbart hölje av tobaksmaterial klassi- ficeras i en del länder som "cigarrer" eller "cigariller".. - Sådana produkter innefattas dock även i föreliggande'uppfin- ning.

Det till det brännbara materialet anslutna filtret är omslutet av papper, vilka gjorts naturligt porösa i tillverk- ningen eller där ett eller flera av papperen försetts med perforeringar, antingen vid papperens tillverkning eller efter det att filtret anbringats till tobaksstaven vid cigarettill- verkningen.

Dessa porösa eller perforerade papper, som omsluter filtret medger en ventilation av filtret när ett bloss drages på cigaretten under rökningen, och ventilationsgraden är företrädesvis minst 70 % och kan vara så hög som 80 % eller mer, uppmätt med konventionella förfaranden och utrustning som är välkända inom cigarettindustrin. 10 15 20 25 30 35 40 5 sno 634 I en speciellt föredragen utföringsform utgörs det rökbara materialet av ett tobaksmaterial, och avger vid ovan angivna ventilationsintervall högst ca 5 mg tjära, bestämt medelst standardmetod, och filtret utgörs av endera av de tre multifilterkonstruktioner angivna tidigare.

Filtermaterialet på cellulosabasis kan utgöras av något av dem som tidigare är kända för detta ändamål. Speciellt utgöres filtermaterialet av kräppat papper, regenererad cellu- losa eller fibrer av cellulosaacetat. Blandningar av cellulosa- baserade filtermaterial kan även användas.

Som aktivt kol kan nyttjas någon av de typer av vegetabi- liskt, mineraliskt eller animaliskt ursprung, som förekommer allmänt på marknaden. Kolet kan ha underkastats olika kemiska eller fysikaliska behandlingar för att modifiera det i olika avseende, för att förbättra generella eller specifika adsorp- tionsegenskaper. Kol av mineraliskt ursprung, speciellt då från stenkol, har visat sig ge speciellt fördelaktiga resultat.

Det har vid analyser visat sig, att en filtercigarett enligt uppfinningen ger en kraftig minskning av mängden gas- formiga rökkomponenter, av vilka många är oönskade, som avgives till rökaren. Denna minskning är överraskande stor i jämförelse med vad som är att förvänta med kännedom om teknikens stånd- punkt. En användning av det här beskrivna, föredragna filtret i en cigarrett med en tjäravgivning av ca 6 mg per cigarett och en ventilationsgrad av ca 50 % ger en minskning av halten oönskade komponenter i gasfasen på ca 50 % i jämförelse med ' samma referenscigarett som enbart skiljer sig i att det be- skrivna filtret ersatts med ett cellulosaacetatfilter. Däremot ger en användning av det enligt föreliggande uppfinning före- dragna filtret med en ventilationsgrad av ca 80 % och en tjäravgivning av ca 1 mg per cigarett en minskning av halten av oönskade komponenter i gasfasen på hela 78 % i jämförelse med en cigarett med enbart acetatfilter men som i övrigt är iden- tisk.

Denna stora procentuella minskning vid en högre ventila- tionsgrad och därmed en lägre tjäravgivning är helt överraskan- de. En fackman skulle med kännedom om filtrets prestanda på en cigarrett med lägre ventilationsgrad och högre tjärhalt möjli- gen förvänta sig en minskning med högst 50 % av de flyktiga komponenterna vid en ökning av ventileringsgraden.

SUS 6É4 6 Helröken från filtercigaretterna enligt uppfinningen har underkastats jämförande provningar med avseende på halter av oönskade komponenter i gasfasen, samt med avseende på cytotoxi- citet. Dessa provningar beskrives närmare i det följande: Provcigaretterna och referenscigaretter innehöll samma tobaksmaterial med en tjäravgivning av ca 1 mg/cigarrett, en nikotinavgivning av ca 0,2 mg/cigarett och en JO-avgivning av ca lmg/cigarrett, bestämda medelst standardmetoder.

Filtret för cigaretterna enligt uppfinningen bestod av två delar, en innehållande en blandning av cellulosaacetat- fibrer och aktivt kol härrörande från stenkol, och en innehål- lande enbart cellulosaacetatfibrer och belägen närmast cigar- rettens munände. Referenscigaretternas filter innehöll enbart cellulosaacetatfibrer av konventionell typ. Ventilationsgraden var 80 % för såväl prov som för referenscigaretten. 1. Kemisk gasfasanalys Halterna av ett antal gasfaskomponenter tillhörande olika funktionella grupper bestämdes kvantitativt medhjälp av högupp- lösande gaskromatografi på konventionellt sätt. I den följande tabellen 1 angives minskningen av halten gasfaskomponenter i procent för en filtercigarett enligt uppfinningen i förhållande till referenscigaretten.

Tabell 1 Kemisk gasfas; Reduktion av gasfaskomponenter (%) jämfört - med referens Kemisk grupp (n=antalet specifika Minskning, % föreningar inom varje grupp) Mättade kolväten (n=10) 52 Omättade kolväten (n=6) 75 Aromatiska kolväten (n=3) 86 Aldehyder (n=6) 71 Alkoholer (n=1) 66 Nitriler (n=3) 90 N-heterocykler (n=4) 95 Ketoner (n=11) 88 Medelvärde (n=44) 78 10 15 20 25 30 35 40 , 500 634 2. Cvtotoxicitettest Cytotoxiciteten bestämdes på känt sätt genom mätning av cigarettrökens förmåga att inducera hämning av kolonibildnings- förmågan hos enskilda V79-celler från kinesisk hamsterlunga (Jenssen, D. in: G.J. Kilbey, M. Legator, W. Nichols and C.

Ramel (Eds) Handbook of Mutagenicity Test Procedures, Elsevier Science Publishers BV. Amsterdam (1984) sid. 239-290).

Cytotoxiciteten bestämdes dels på färsk (icke kondense- rad) gasfas, dels på färsk helrök. Resultaten anges som ett IC- 50%-värde, dvs. det antal bloss av en cigarett som minskar antalt bildade kolonier med 50 % i förhållande till en obehand- lad kontrollgrupp. Resultaten framgår av följande tabell 2: Tabell 2 Biologiska test av gasfas och helrök; Cytotoxicitet i V79- celler Gasfas Helrök Cigarett IC-50%-värde IC-50%-värde (bloss) (bloss) Enligt uppfinningen 29,8 (0,2) 16,7 (2,2) Referenscigarett 11,0 (1,7) 8,5 (1,5) Av resultaten i tabellen framgår, att gasfasen från referenscigaretten har nästan tre gånger så hög cytotoxicitet i' detta test som gasfasen från cigaretten enligt uppfinningen, medan helröken från referenscigaretten har väsentligen dubbelt så hög cytotoxicitet i detta test som helröken från cigaretten enligt uppfinningen.

Sammanfattningsvis har det alltså påvisats, att filter- cigaretter enligt föreliggande uppfinning vid jämförelse med referenscigaretter, som endast skiljer sig åt i fråga om det använda filtret uppvisar en markant minskning i halten av oönskade komponenter i gasfasen, och en markant lägre cytotoxi- citet hos gasfasen och helröken. Detta innebär att filter- cigaretterna enligt föreliggande uppfinning innebär ett av- sevärt tekniskt framsteg gentemot teknikens ståndpunkt.

Detta framsteg är helt överraskande för fackmannen, eftersom den procentuella minskningen av oönskade gasfaskompo- 10 sas 654 8 nenter är mycket större än vad som erhålles vid jämförelse mellan motsvarande filter på cigaretter med lägre ventilation och högre tjäravgivning, så som visats i det förgående. Med en mera utspädd gasfas, så som erhålles vid högre ventilation, skulle man förvänta sig en lägre procentuell avskiljningsgrad i stället för en högre. Denna oväntade verkan erhålles hos fil- tercigaretter enligt föreliggande uppfinning.

I det föregående har uppfinningen beskrivits med hän- visning till ett specifikt exempel på filtercigarett enligt uppfinningen. Det är dock att märka, att uppfinningen icke är begränsad till enbart denna utföringsform, utan innefattar alla tänkbara varianter och modifikationer inom ramen för patent- kraven.

Claims (8)

9 Patentkrav 5 Û Û 6 E 4

1. Filtercigarett, innefattande en sträng av rökbart material, innesluten i ett brännbart hölje, och ett vid strängens ena ände anslutet filter, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att ñltret är av flerkomponenttyp, och innefattar en komponent som innehåller aktivt kol, och minst en komponent som innehåller ñbröst material på cellulosabasis, att ñltret, monterat på en cigarett, är ventilerat till en ventilationsgrad av minst 50 %, samt att ñltercigaretten i standardíserad rökanalys avger högst 5 mg tjära.

2. Filtercigarett enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att ñltret består av en främre komponent, vilken innehåller ñbröst filtermaterial på cellulosabasis i blandning med aktivt kol, och en bakre komponent, närmast cigarettens munânde, som innehåller enbart det ñbrösa filtermaterialet.

3. Filtercigarett enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att filtret består av tre komponenter, en främre komponent, vilken innehåller enbart det ñbrösa filtermaterialet, en mellanliggande komponent, vilken innehåller enbart aktivt kol, och en bakre kompo- nent, vilken innehåller enbart det ñbrösa filtermaterialet.

4. Filtercigarett enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att filtret består av tre komponenter, en främre komponent, vilken innehåller enbart det ñbrösa filtermaterialet, en mellanliggande komponent, vilken innehåller det ñbrösa flltermaterialet i kombination med aktivt kol, och en bakre komponent, vilken innehåller enbart det ñbrösa ñlterrnateria- let.

5. Filtercigarett enligt något av krav 1-4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det aktiva kolet är av rnineraliskt ursprung, speciellt då från stenkol.

6. Filtercigarett enligt något av krav l-S, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det rökbara materialet utgöres av tobak.

7. Filtercigarett enligt något av krav 1-6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att filtrets ventilationsgrad är minst 70 %. 5 q; çf a _ v å” ..

8. ïfterc gärett enhgt något av krav 1-7, k a n n e t e c k n a d d a r a v, att det fibrösa materialet på cellulosabasis utgöres av Iuâppat papper, regenererad cellulosa eller ñbrer av cellulosaacetat.