SK284074B6

SK284074B6 - Filter for tobacco products, particularly for cigarettes

Info

Publication number: SK284074B6
Application number: SK741-2000A
Authority: SK
Inventors: Edgar Mentzel
Original assignee: Reemtsma Cigarettenfabriken Gmbh
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2004-09-08
Also published as: NO20002553L; CZ297655B6; DE19753195A1; EE200000269A; SK7412000A3; HUP0004346A3; DE59808927D1; BG104548A; CZ20001828A3; EA200000550A1; WO1999026496A3; JP2001523478A; HK1033247A1; CN1287697C; HU224871B1; CN1279586A; HUP0004346A2; EA001848B1; ES2201570T3; TR200001450T2

Abstract

Described is filter for tobacco products, particularly for cigarettes made of cellulose fibre created by the Air-Laid system, while stripes of the cellulose fibre strap are bent to a V-shape and in the area of the peaks thereof these are organised around the central axis of the produced cigarette filter, while they lie opposite to each other in the spiral and they are scrolled into a cylinder-shaped cover.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka filtra do tabakových výrobkov, najmä do cigariet.The invention relates to a filter for tobacco products, in particular for cigarettes.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pre cigarety predstavuje papierový filter z ekologického hľadiska optimálne riešenie. Napriek tomu je ale malý úspech čistých papierových filtrov vzťahovaný k viacerým, z hľadiska materiálu špecifickým vlastnostiam papiera.For cigarettes, a paper filter is the optimal solution from an environmental point of view. However, the low success of clean paper filters is related to a number of material-specific paper properties.

Hlavným problémom papierových filtrov je iná chuť dymu v porovnaní s obvyklými cigaretami s filtrom z acetátu celulózy. Ďalšie problémy predstavujú zreteľne rozdielna retencia, zreteľne horšia tvrdosť pri rovnakej retencii a hrubo porézna štruktúra reznej plochy filtra v porovnaní s filtrami z acetátu celulózy .The main problem of paper filters is the different flavor of smoke compared to conventional cellulose acetate filter cigarettes. Other problems include a distinctly different retention, a significantly worse hardness at the same retention, and a roughly porous structure of the filter cut surface as compared to cellulose acetate filters.

Tieto problémy vedú k tomu, že fajčiar odmietne cigarety s papierovými filtrami z chuťových, optických a hmatových dôvodov.These problems lead to the smoker rejecting paper filter cigarettes for taste, optical and tactile reasons.

Za hlavnú príčinu preto môže byť pokladaný rozdielny tvar materiálov. Papier existuje v rúnovom alebo listovom tvare, acetát celulózy vo vláknitom tvare. Všetky pokusy s rozdielnymi spôsobmi spracovania, napríklad rôzne silné zrážanie alebo plisovanie papierového rúna, aby sa dosiahli optické a hmatové vlastnosti acetátu celulózy, sa minuli účinkom. Taktiež až dosiaľ nie je známy žiadny spôsob, ako papier v jeho chemických retenčných vlastnostiach zmeniť tak, aby zodpovedal acetátu.Therefore, the different cause of the materials can be regarded as the main cause. The paper exists in a fleece or sheet form, a cellulose acetate in a fibrous form. All attempts with different processing methods, such as different thick shrinkage or pleating of the paper web to achieve the optical and tactile properties of cellulose acetate, have been avoided. Also, to date, there is no known way to change paper in its chemical retention properties to correspond to acetate.

Ako dôsledok týchto neriešených problémov sa dnes konštruujú cigarety s dvojitými filtrami, ktoré obsahujú jeden papierový a jeden celulózový segment.As a result of these unresolved problems, double-filter cigarettes are constructed today which comprise one paper and one cellulose segment.

Tento tvar vyhotovenia je vzhľadom na komplikované výrobné techniky drahý a z ekologického hľadiska ešte stále nie jc optimálny.This design is expensive due to complicated production techniques and is still not optimal from an ecological point of view.

Zo spisu EP 0 032 044 BI je známy spôsob výroby vláknových pásov s voľne naskladanými vláknami, pri ktorom sú suché vlákna nanášané v prúde vzduchu do sita na nosný pás. Vlákna sa pri svojom prechode tvarovacou hlavou a svojom výstupe z nej nepodrobujú žiadnym silám priečneho prúdenia, čím sa uchová v podstate rovnomerná základná hmotnosť v priečnom smere vláknového pásu. Tak sa dajú zhotovovať vláknové lôžka s plošnou hmotnosťou viac ako 70 g/m². Tento známy spôsob sa tiež označuje ako spôsob „Air-Laid“. Na základe flaušovitosti materiálu podobného vate sa však s ním nedali vyrábať žiadne cigaretové filtre.EP 0 032 044 B1 discloses a method for producing fiber strips with loosely stacked fibers, in which dry fibers are applied in a stream of air to a screen on a support belt. The fibers do not undergo any transverse flow forces as they pass through the forming head and exit therefrom, thereby maintaining a substantially uniform basis weight in the transverse direction of the fiber web. Thus, fiber beds with a basis weight of more than 70 g / m @ ² can be produced. This known method is also referred to as the "Air-Laid" method. However, due to the fleckiness of the cotton-like material, no cigarette filters could be produced with it.

Spis EP-A-0 711 512 zverejňuje cigaretový filter, ktorý pozostáva hlavne z vlákien z esteru celulózy. Pritom môže materiál filtra, teda ester celulózy, obsahovať aj iné substancie, ktoré môžu byť označené ako sekundárne alebo druhoradé komponenty. K týmto iným substanciám, ktoré môžu byť k dispozícii doplnkovo, patrí okrem iného prírodná celulóza.EP-A-0 711 512 discloses a cigarette filter consisting essentially of cellulose ester fibers. In this case, the filter material, i.e. the cellulose ester, may also contain other substances which may be referred to as secondary or secondary components. These other substances which may be additionally available include, but are not limited to, natural cellulose.

Úlohou vynálezu je preto vyvinúť monofilter, ktorý je zreteľne lepšie biologicky odbúrateľný ako acetát celulózy, a pritom si pre konzumenta nerozlišiteľne uchová chuťový dojem, vzhľad, tvrdosť a retenčnú vlastnosť acetátu celulózy.It is therefore an object of the present invention to provide a monofilament which is clearly better biodegradable than cellulose acetate while retaining the taste, appearance, hardness and retention properties of cellulose acetate indistinguishably for the consumer.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Na riešenie tejto úlohy slúži filter do tabakových výrobkov, najmä do cigariet, vyrobený z celulózovej vlákniny zhotovenej spôsobom Air-Laid, pričom sa vyznačuje tým, že pruhy vláknového pásu z celulózovej vlákniny sú prehnuté do tvaru V a v oblasti ich vrcholov sú usporiadané okolo stredovej osi vyrábaného cigaretového filtra, pričom ležia proti sebe navzájom v špirále, a sú zvinuté do valcovitého obalu.To solve this problem, a filter for tobacco products, in particular cigarettes, made of cellulose pulp produced by the Air-Laid method is characterized in that the strips of cellulosic fibrous web are bent into a V-shape and are arranged around their central axis of the cigarette filter being produced, being spiraled against each other, and rolled into a cylindrical wrapper.

Prekvapivo sa ukázalo, že papier, ktorý sa vyrába podľa takzvaného Air-Laid spôsobu a ktorý sa ďalej spracováva spôsobom podľa vynálezu na filtri, stanovenú úlohu rieši.Surprisingly, it has been found that paper which is produced according to the so-called Air-Laid process and which is further processed by the method according to the invention on a filter solves the stated task.

Pri spôsobe Air-Laid sa pripravené celulózové vlákna nesuspendujú tak, ako pri klasických spôsoboch výroby papiera vo vode, a s cieľom vytvoriť listy sa nedávajú na priepustné sito, na ktorom sa potom vlákna, za podmienky ich mletia a fibrilácie medzi sebou zosieťujú, ale sa maximálne oddelene dávajú do prúdu vzduchu, ktorý ich transportuje na priepustné nekonečné sito a na ňom neusporiadane odkladá. Tým sa získa pevné vatovité objemné rúno, ktoré tak nemá žiadnu mechanickú pevnosť alebo väzbu vlákien. Mechanická väzba a tým nutná pevnosť, ktoré sú požadované na ďalšie spracovanie, sa získa pridaním spojiva, ako je napríklad polyvinylalkohol, polyvinylacetát, polyméme škroby, dextrín alebo latex, do prúdu vzduchu. Stupeň hustoty (g/cm³) a tým objemnosti, prípadne hrúbky, sa nastaví pomocou nasledujúceho valcovania. Plošná hmotnosť (g/m²) sa riadi pomocou rýchlosti sita alebo plnením vlákien do prúdu vzduchu.In the Air-Laid process, the prepared cellulosic fibers do not suspend as in conventional paper-making processes in water, and are not placed on a permeable sieve to form sheets on which the fibers are then crosslinked under grinding and fibrillation conditions, but at maximum separately into the air flow, which transports them to a permeable endless sieve and disposes of it in a disorderly manner. This provides a solid cotton wool web that has no mechanical strength or fiber bond. The mechanical bond and hence the necessary strength required for further processing is obtained by adding a binder, such as polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polymer starches, dextrin or latex, to the air stream. The degree of density (g / cm ³ ) and hence bulkiness or thickness is set by subsequent rolling. The basis weight (g / m ² ) is controlled by the screen speed or by feeding the fibers into the air stream.

Prehľad obrázkov na výkreseOverview of the figures in the drawing

Vynález je ďalej bližšie opísaný a vysvetlený na príklade jeho uskutočnenia podľa pripojených výkresov, ktoré znázorňujú:The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

obr. 1 vláknový pás vyrobený spôsobom Air-Laid, s reznými čiarami prebiehajúcimi v pozdĺžnom smere, obr. 2 vyznačený spôsob prehýbania narezaných pruhov vláknového pásu, obr. 3 špirálovité navinutie pruhov vláknového pásu z obr. 2.Fig. 1 shows a fiber web produced by the Air-Laid method, with cutting lines extending in the longitudinal direction; FIG. 2 shows a method of folding cut strips of fiber web, FIG. 3 shows the helical winding of the strip of fiber web of FIG. Second

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obr. 1 znázorňuje vláknový pás 10 zhotovený podľa spôsobu Air-Laid, s plošnou hmotnosťou približne 40 - 50 g/m², ktorý, začínajúc od čiary A-A, je rozrezaný na určitý počet n pruhov vláknového pásu, pričom pre znázornený príklad uskutočnenia platí n = 5. Poukazuje sa tu na to, že n môže znamenať tiež aj iný počet, napríklad 4 alebo 6, pričom práve n = 4 je výhodný počet, ktorý sa však výkresovo v špirálovitom usporiadaní podľa obr. 3 nedá príliš dobre znázorniť.Fig. 1 illustrates a fiber web 10 made according to the Air-Laid method, with a basis weight of about 40-50 g / m ² , which, starting from the AA line, is cut into a number of n webs of fiber web, n = 5 for the illustrated embodiment It is pointed out that n can also mean another number, for example 4 or 6, with n = 4 being the preferred number, which, however, in the spiral arrangement according to FIG. 3 is not very well illustrated.

Päť pruhov 1 až 5 vláknového pásu, ktoré sa pomocou pozdĺžnych rezov získajú vo vláknovom páse 10 z obr. 1, sa podľa vynálezu pomocou vhodného zariadenia najprv prehne do tvaru písmena V tak, ako je to znázornené na obr. 2. Následne sa voľné konce do tvaru písmena V prehnutých pruhov 1 až 5 vláknového pásu priložia k sebe a pruhy sa vhodným zariadením zvedú dohromady takým spôsobom, že vrcholky 14 do tvaru písmena V prehnutých pruhoch vláknového pásu sú usporiadané v oblasti okolo strednej osí vyrábaného cigaretového filtra, a sú špirálovito, pričom ležia pri sebe, stáčané na valcový plášť, ako to v priereze schematicky znázorňuje obr. 3. V skutočnosti ležia jednotlivé pruhy 1 až 5 vláknového pásu po špirálovitom navinutí podľa obr. 3 vplyvom predlisovania tak tesne pri sebe, že tým vznikne dojem homogénneho, uzavretého filtra, ktorý vyzerá zo strany úst ako koniec filtra z acetátu celulózy. Inými slovami, na základe flaušovitosti materiálu sa už nepozná, že len niekoľko vrstiev pruhov vláknového pásu bolo spolu špirálovito skrútených tak, ako to ukazuje obr. 3.The five strands 1 to 5 of the fiber web, which are obtained by longitudinal sections in the fiber web 10 of FIG. 1, according to the invention, it is first folded into a V-shape by means of a suitable device, as shown in FIG. Subsequently, the free V-shaped ends of the folded strips 1 to 5 of the fiber web are brought together and the strips are lifted together by a suitable device in such a way that the peaks 14 of the folded strips of fiber web are arranged in a region around the central axis of the cigarette of the filter, and are spirally, lying together, rolled onto the cylindrical housing, as schematically shown in cross-section in FIG. 3. In fact, the individual strips 1 to 5 of the fiber web lie after the spiral winding according to FIG. 3 due to the pre-compression so close together that it gives the impression of a homogeneous, closed filter that looks like the end of the cellulose acetate filter from the mouth. In other words, due to the fleckiness of the material, it is no longer known that only a few layers of strips of fiber web have been spirally twisted together, as shown in FIG. Third

Pruhy 1 až S vláknového pásu navinuté podľa obr. 3 sú obvyklým spôsobom držané pohromade filtračným poťa hovým papierom 12, takže papierový filter podľa vynálezu má po svojom dohotovení vzhľad filtra z acetátu celulózy. Príklady:The webs 1 to 5 of the fiber web wound according to FIG. 3 are held together in a conventional manner by filter covering paper 12, so that the paper filter according to the invention has, after its completion, the appearance of a cellulose acetate filter. Examples:

Zhotovili sa a navzájom porovnali vzorky cigariet uvedené v nasledujúcej tabuľke:The cigarette samples shown in the following table were made and compared with each other:

cigareta cigarette A A 1 B 1 B c 1 c 1 D D E E 1 F 1 F zmes mixture Američan Blend American Blend Američan Blend s 30 % BT* American Blend with 30% BT * Američan Blend s 50 % BT* American Blend with 50% BT * dĺžka povrazca string length 63 mm 63 mm 59 mm 59 mm 59 mm 59 mm dĺžka filtra filter length 21 mm 21 mm 25 mm 25 mm 25 mm 25 mm priemer cigariet cigarette diameter 7,80 mm 7,80 mm 7,80 mm 7,80 mm 7,80 mm 7,80 mm materiál filtra filter material acetát 3,0 y/35000 K acetate 3.0 y / 35,000 K Airlaid 50 g/m² 0,8 mm hrubýAirlaid 50 g / m ² 0.8 mm thick acetát 3,0 y/35000 HK acetate 3.0 y / 35000 HK Airlaid 50 g/m² 0,8 mm hrubýAirlaid 50 g / m ² 0.8 mm thick acetát 2,1 y/36000 SK acetate 2,1 y / 36000 SK Airlaid 70 g/m² 1,1 mm hrubýAirlaid 70 g / m ² 1.1 mm thick hmotnosť filtra (mg) filter weight (mg) 107 107 110 110 123 123 120 120 140 140 145 145 odpor v ťahu filtra (mm vod. stĺpca) filter pull resistance (mm water column) 58 58 55 55 65 65 63 63 105 105 98 98 decht (mg/cig.) Tar (mg / cig.) 12,7 12.7 12,9 12.9 7,1 7.1 7,1 7.1 3,8 3.8 3,7 3.7 nikotín (mg/cig.) nicotine (Mg / cig.) 0,87 0.87 0,85 0.85 0,64 0.64 0,66 0.66 0,4 0.4 0,41 0.41 retencia filtra (%) filter retention (%) 35,4 35.4 36,1 36.1 51,2 51.2 51,5 51.5 67,3 67.3 68 68 ventilácia filtra (%) filter ventilation (%) 18 18 40 40 40 40 38 38 60 60 62 62

*BT = expandovaný tabak* BT = expanded tobacco

Ako materiály na filtre boli použité nasledujúce špecifikácie:The following specifications were used as filter materials:

acetát 3,0 y/35000 HK s ostrekom 7 % triacetínu acetát 2,1 y/36000 SK s ostrekom 7 % triacetínu Air-Laid B+D 48 g/m², latexové spojivo a hrúbka cca 0,8 mm E 70 g/m², latexové spojivo a hrúbka cca 1,1 mmacetate 3,0 y / 35000 HK with spray 7% triacetin acetate 2,1 y / 36000 SK with spray 7% triacetin Air-Laid B + D 48 g / m ² , latex binder and thickness approx. 0,8 mm E 70 g / m ² , latex binder and thickness approx. 1.1 mm

V týchto údajoch značí HK = vysoko skučeravený a SK = supersilne skučeravený.In this data, HK = highly curled and SK = super-curled.

Výsledok:The result:

Analyticky a fyzikálne zistené údaje boli stanovené podľa platných predpisov DIN/ISO a v rámci presnosti meraní neukazujú žiadne rozdiely. Chuťové hodnotenie bolo uskutočnené 15 poučenými fajčiarmi a neviedlo to v párovom porovnaní k žiadnym signifikantným rozdielom.Analytically and physically determined data were determined according to valid DIN / ISO regulations and show no differences in the accuracy of the measurements. The taste rating was carried out by 15 educated smokers and did not lead to any significant differences in pairwise comparison.

Biologické odbúranie materiálu cigaretového filtra podľa vynálezu sa realizuje počas porovnateľného časového intervalu ako pri obchodne obvyklom materiáli na (cigaretové) celulózové filtre. To znamená značné zlepšenie oproti acetátu celulózy. Zhodnotenie biologického odbúrania sa uskutočňuje podľa „Sturm testu“, obvyklého v priemysle, ktorý bol opísaný R. N. Sturmom v publikácii J. Americ. Oil Chemists' Soc. 50. (1973) máj, strany 159 - 167 v článku „Biodegradability of nonionic surfactans: sereening test for predicting rate and ultimate biodegradation“.The biological degradation of the cigarette filter material according to the invention takes place over a comparable period of time to that of a commercially available (cigarette) cellulose filter material. This means a significant improvement over cellulose acetate. Assessment of biodegradation is carried out according to the industry-standard "Sturm test" described by R. N. Sturm in J. Americ. Oil Chemists' Soc. 50. (1973) May, pp. 159-167 in the article "Biodegradability of Nonionic Surfactans: Sereening Test for Predicting Rate and Ultimate Biodegradation".

Claims

PATENT CLAIMS

A filter for tobacco products, in particular cigarettes, made of cellulose pulp produced by the Air-Laid method, characterized in that the strips (1 to 5) of the cellulose pulp fiber web are folded into a V-shape and are at their peaks (14) arranged around a central axis of the cigarette filter to be produced, lying opposite to each other in a spiral, and wound into a cylindrical wrapper (12).

Filter according to claim 1, characterized in that the basis weight of the cellulose pulp lies between 20 and 100 g / m ² .

Filter according to claim 2, characterized in that the basis weight of the cellulose pulp lies between 40 and 70 g / m ² .

Filter according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the thickness of the cellulose pulp lies between 0.5 and 1.5 mm.

Filter according to claim 4, characterized in that the thickness of the cellulose pulp lies between 0.7 and 1.2 mm.

Filter according to one of Claims 1 to 5, characterized in that 5 to 30% of binder is added to the cellulose pulp.

Filter according to claim 6, characterized in that the cellulose pulp contains 20% binder.

Filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is latex.

Filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is polyvinyl alcohol.

Filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is polyvinyl acetate.

Filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is a copolymer of vinyl acetate and ethylene.

Filter according to claim 6 or 7, characterized in that the binder is a water-soluble starch.

Filter according to claim 12, characterized in that the binder is a water-soluble polymer starch.

Filter according to claim 13, characterized in that the binder is dextrin.