SK284074B6

SK284074B6 - Filter do tabakových výrobkov, najmä cigariet

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: PT1032282E; HRP20000417B1; CZ20001828A3; BG64687B1; EP1032282B1; EA001848B1; PL187199B1; NO20002553D0; TW575405B; BG104548A; HUP0004346A3; AU2152599A; OA11413A; EP1032282A2; DE19753195A1; JP2001523478A; TR200001450T2; NO20002553L; CN1287697C; KR20010015833A

Abstract

Opísaný je filter do tabakových výrobkov, najmä do cigariet, ktorý je vyrobený z celulózovej vlákniny zhotovenej spôsobom Air-Laid, pričom 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 oproti sebe navzájom v špirále, a sú zvinuté do valcovitého obalu.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka filtra do tabakových výrobkov, najmä do cigariet.

Doterajší stav techniky

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.

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 .

Tieto problémy vedú k tomu, že fajčiar odmietne cigarety s papierovými filtrami z chuťových, optických a hmatových dôvodov.

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.

Ako dôsledok týchto neriešených problémov sa dnes konštruujú cigarety s dvojitými filtrami, ktoré obsahujú jeden papierový a jeden celulózový segment.

Tento tvar vyhotovenia je vzhľadom na komplikované výrobné techniky drahý a z ekologického hľadiska ešte stále nie jc optimálny.

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.

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.

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.

Podstata vynálezu

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.

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.

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.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález je ďalej bližšie opísaný a vysvetlený na príklade jeho uskutočnenia podľa pripojených výkresov, ktoré znázorňujú:

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.

Príklady uskutočnenia vynálezu

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.

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.

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:

Zhotovili sa a navzájom porovnali vzorky cigariet uvedené v nasledujúcej tabuľke:

cigareta	A	1 B	c 1	D	E	1 F
zmes	Američan Blend	Američan Blend s 30 % BT*	Američan Blend s 50 % BT*
dĺžka povrazca	63 mm	59 mm	59 mm
dĺžka filtra	21 mm	25 mm	25 mm
priemer cigariet	7,80 mm	7,80 mm	7,80 mm
materiál filtra	acetát 3,0 y/35000 K	Airlaid 50 g/m² 0,8 mm hrubý	acetát 3,0 y/35000 HK	Airlaid 50 g/m² 0,8 mm hrubý	acetát 2,1 y/36000 SK	Airlaid 70 g/m² 1,1 mm hrubý
hmotnosť filtra (mg)	107	110	123	120	140	145
odpor v ťahu filtra (mm vod. stĺpca)	58	55	65	63	105	98
decht (mg/cig.)	12,7	12,9	7,1	7,1	3,8	3,7
nikotín (mg/cig.)	0,87	0,85	0,64	0,66	0,4	0,41
retencia filtra (%)	35,4	36,1	51,2	51,5	67,3	68
ventilácia filtra (%)	18	40	40	38	60	62

*BT = expandovaný tabak

Ako materiály na filtre boli použité nasledujúce špecifikácie:

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 mm

V týchto údajoch značí HK = vysoko skučeravený a SK = supersilne skučeravený.

Výsledok:

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.

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“.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Filter do tabakových výrobkov, najmä do cigariet, vyrobený z celulózovej vlákniny zhotovenej spôsobom Air-Laid, vyznačujúci sa tým, že pruhy (1 až 5) vláknového pásu z celulózovej vlákniny sú prehnuté do tvaru V a v oblasti ich vrcholov (14) sú usporiadané okolo stredovej osi vyrábaného cigaretového filtra, pričom ležia proti sebe navzájom v špirále, a sú zvinuté do valcovitého obalu (12).
2. Filter podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že plošná hmotnosť celulózovej vlákniny leží medzi 20 a 100 g/m².
3. Filter podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že plošná hmotnosť celulózovej vlákniny leží medzi 40 a 70 g/m².
4. Filter podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že hrúbka celulózovej vlákniny leží medzi 0,5 až 1,5 mm.
5. Filter podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že hrúbka celulózovej vlákniny leží medzi 0,7 až 1,2 mm.
6. Filter podľa niektorého z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že k celulózovej vláknine je pridaných 5 až 30 % spojiva.
7. Filter podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že celulózová vláknina obsahuje 20 % spoj iva.
8. Filter podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúci sa tým, že spojivom je latex.
9. Filter podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúci sa tým, že spojivom je polyvinylalkohol.
10. Filter podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúci sa tým, že spojivom je polyvinylacetát.
11. Filter podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúci sa tým, že spojivom je kopolymér vinylacetátu a etylénu.
12. Filter podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúci sa tým, že spojivom je vo vode rozpustný škrob.
13. Filter podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že spojivom je vo vode rozpustný polymémy škrob.
14. Filter podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že spojivom je dextrín.